JP2017173327A - 衛星測位システムを用いた測位方法および測位装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局が基準局から離れた場合でも、安価な一周波受信機を用いて精度良く測位し得る衛星測位システムを用いた測位方法および測位装置を提供する。【解決手段】衛星測位システムからの測位信号を移動局にて受信すると共に基準局からの補正情報を用いて、移動局にて一周波による測位を行う際に、コードによる擬似距離観測式と搬送波による位相距離観測式とを用い、且つこれら両観測式を、衛星時計誤差、基準局及び移動局での時計誤差、電離層遅延量及び対流圏遅延量、そして基準局、移動局及び衛星における一周波のコードバイアス及び位相バイアスを用いて表す。【選択図】図３

Description

本発明は、衛星測位システムを用いた測位方法および測位装置に関するものである。

近年、地球上での三次元位置を特定するのに全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）が用いられている。そして、このＧＮＳＳにおいては、精度が低い単独測位と、精度が良い相対測位とがあるが、最近、単独測位においても、精度が良い方式が提案されている。

この測位方式は、ＧＮＳＳで用いられる信号搬送用の２つの電波、すなわち二周波を用いることにより、衛星と観測局すなわち移動局との距離を精度良く計測し得るようにしたものであるが、二周波を用いた測位装置は高価なものになるという欠点があった。このため、一周波を用いて単独測位を行い得る測位方法が提案されている。この測位方法は、ＲＴＫ測位方式（Real Time Kinematic）をベースにしたものであり、移動局の近傍に基準局を必要とするものであった（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１１／０５４０８２号

ところで、ＲＴＫ測位方式の場合、基準局と移動局との距離が数キロメートルを超えると、基準局と移動局との間の電離層による遅延誤差、対流圏による遅延誤差が大きくなり、アンビギュイティを求めることができなくなる。つまり、センチメートル精度の測位ができなくなる。一般的には、距離が５キロメートルを超えると、一周波によるＲＴＫ測位方式では、アンビギュイティを解くことができなくなる。すなわち、アンビギュイティの決定を必要とする測位方式では、高価な二周波ＧＮＳＳ受信機が必要になるという問題がある。

そこで、本発明は、移動局が基準局から離れた場合でも、安価な一周波受信機を用いて精度良く測位し得る衛星測位システムを用いた測位方法および測位装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の衛星測位システムを用いた測位方法は、衛星測位システムからの測位電波および基準局側からの補正情報を受信するとともに上記測位電波の一周波を用いて移動局の測位を行う方法であって、
コードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用い、
上記擬似距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、測位電波を受信する基準局または移動局である受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星におけるコードバイアスで表したものとし、
上記位相距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量および搬送波位相アンビギュイティ用いて、測位電波を受信する受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における位相バイアスで表したものとし、
上記基準局側にて、衛星時計誤差、一周波の衛星コードバイアスおよび衛星位相バイアス、電離層遅延量並びに対流圏遅延量の各パラメータを推定し、
上記移動局にて、上記推定された各パラメータ並びに移動局での電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、コードによる擬似距離、時計誤差に基づく距離、少なくとも一周波の移動局位相バイアス、および搬送波位相アンビギュイティを推定した後、上記搬送波位相アンビギュイティを決定して衛星と移動局との間の距離を求め、ここで上記移動局での各遅延量は、基準局側から移動局までの距離と、当該基準局側での遅延量とに基づいて内挿法により求める方法である。

また、本発明の衛星測位システムを用いた測位装置は、上記衛星測位システムを用いた測位方法を移動局にて実行する装置であって、
衛星からの測位電波を受信してコードによる擬似距離および搬送波による位相距離を観測するように構成された距離観測ユニットと、
基準局側から送られる衛星軌道、衛星時計誤差、並びに基準局側での電離層遅延量および対流圏遅延量などの補正情報を取得するように構成された補正情報取得ユニットと、
上記補正情報取得ユニットからの補正情報を入力として受信して移動局での電離層遅延量および対流圏遅延量を算出するように構成された遅延量算出ユニットと、
上記擬似距離、位相距離、電離層遅延量および対流圏遅延量を入力として受信して移動局の位置および一重差アンビギュイティを推定するように構成された位置等推定ユニットと、
上記位置等推定ユニットにて推定された一重差アンビギュイティを入力として受信して一重差アンビギュイティを決定するように構成されたアンビギュイティ決定ユニットと、
上記アンビギュイティ決定ユニットにて決定された一重差アンビギュイティを入力として受信して移動局の位置を決定するように構成された位置決定ユニットとを具備し、
且つ上記測位を行う際に、コードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用いるとともに、
上記擬似距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、測位電波を受信する基準局または移動局である受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における一周波のコードバイアスで表したものとし、
上記位相距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量および搬送波位相アンビギュイティを用いて、測位電波を受信する受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における一周波の位相バイアスで表したものとするものである。

上記測位方法および測位装置によると、観測式としてコードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用いるとともに、これらの観測式について、コードバイアスおよび位相バイアスを考慮し、且つ基準局網にて、衛星コードバイアスおよび衛星位相バイアスを推定しこれらのバイアスを移動局に送るようにしたので、移動局にて、一周波による観測式における位相バイアスを推定することができ、したがって一周波受信機を用いた場合でも、搬送波位相アンビギュイティを決定することができる。言い換えれば、安価な一周波受信機であっても、高精度な測位を行うことができる。

本発明の数ある特徴と効果は、以下、添付図面に基づいて説明する実施例により明らかになるであろう。
本発明の実施例を実行するための衛星測位システムにおける基準局網と移動局との配置関係を示す模式図である。 本発明の実施例に係る測位装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施例に係る測位方法の手順を示すフローチャートである。 同測位方法における電離層遅延量を説明する模式図である。 同測位装置における移動局の概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施例に係る衛星測位システムを用いた測位方法および測位装置について説明する。

本実施例においては、衛星測位システムとして、全地球航法衛星システム（Global Navigation Satellite Systemであり、以下、ＧＮＳＳと称す）を用いる場合について説明する。

この測位方法は、低コストな一周波ＧＮＳＳ受信機を用いて、センチメートルの精度で測位するために、移動局にて搬送波位相アンビギュイティを解決するための必要な補正情報を、複数の基準局からなる基準局網（基準局が一つの場合でもよく、纏めて、基準局側ともいう）で生成して、移動局（観測局、観測点ともいえる）に送るようにしたものである。以下、ＧＮＳＳ受信機を単に受信機と称して説明する。なお、搬送波位相アンビギュイティとは受信機で受信し始めた時の位相の整数値部分である。また、基準局と移動局とを纏めて受信局と呼ぶことができる。さらに、基準局は補正情報を作成し得るものであれば、どのような局であってもよく、例えば参照局と呼ぶこともできる。

ここでは、ＧＮＳＳの一例として、ＧＰＳを用いた場合を説明するとともに、図１に示すように、３つの基準局からなる基準局網（基準局、基準局網ともｋの符号を用いる）の内側エリアに移動局Ａが位置している場合について説明する。図１中、符号ｉは衛星を示す。

まず、図２に基づき、基準局ｋと移動局Ａとの概略構成について説明する。

基準局ｋには、Ｌ１周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）およびＬ２周波数（１２２７．６ＭＨｚ）の搬送波を受信し得る二周波受信機１と、この二周波受信機１で得られた各周波数の観測データおよび電子基準局Ｄから送られる精密暦（放送暦を元にして別途推定された暦、例えばＩＧＳ精密暦である）を入力として受信して補正情報を生成する補正情報生成ユニット２とが具備されている。なお、精密暦には、修正（補正）された衛星軌道および衛星時計誤差が含まれている。以下、Ｌ１周波数の搬送波をＬ１波、Ｌ２周波数の搬送波をＬ２波と称す。

また、移動局Ａには、Ｌ１波（一周波）を受信し得る一周波受信機１１と、上記基準局網ｋで生成された補正情報を取得する補正情報取得ユニット１２と、上記一周波受信機１１で得られた観測データおよび補正情報取得ユニット１２からの補正情報を入力として受信して当該移動局Ａの位置を高精度で演算する測位演算ユニット１３とが具備されている。

次に、基準局網（ここでは、基準局と称する）ｋにて得られる補正情報について説明する。

基準局ｋでは、コードを用いた測位と、Ｌ１波およびＬ２波の二周波の搬送波位相を用いた測位とが行われる。

ここでは、下記（１）式にて示すコードによる擬似距離の観測式と、下記（２）式にて示す搬送波による位相距離の観測式とが用いられる。

Ｐ^ｉ _ｆｋ＝ρ^ｉ _ｋ＋ｃδ_ｋ−ｃδ^ｉ＋（λ_ｆ ^２／λ_１ ^２）Ｉ^ｉ _ｋ＋Ｔ_ｋ＋ｐ_ｆｋ−ｐ^ｉ _ｆ ・・・（１）
Ｌ^ｉ _ｆｋ＝ρ^ｉ _ｋ＋ｃδ_ｋ−ｃδ^ｉ−（λ_ｆ ^２／λ_１ ^２）Ｉ^ｉ _ｋ＋Ｔ_ｋ＋ｎ^ｉ _ｆｋλ_ｆ＋ｌ_ｆｋ−ｌ^ｉ _ｆ ・・・（２）
上記各式中の記号は以下の通りである。

ρ^ｉ _ｋ ：基準局ｋと衛星ｉとの幾何学的距離
ｃ ：電波の速度
δ_ｋ ：基準局時計誤差（受信局時計誤差）
δ^ｉ ：衛星時計誤差
Ｉ^ｉ _ｋ ：視線方向の電離層遅延量（基準局での）
Ｔ_ｋ ：天頂方向の対流圏遅延量（基準局での）
λ_ｆ ：搬送波ｆの波長
ｎ^ｉ _ｆｋ ：搬送波位相アンビギュイティ
ｐ_ｆｋ ：基準局コードバイアス（ハードウエアによる）
ｐ^ｉ _ｆ ：衛星コードバイアス（ハードウエアによる）
ｌ_ｆｋ ：基準局位相バイアス（ハードウエアによる）
ｌ^ｉ _ｆ ：衛星位相バイアス（ハードウエアによる）
そして、上記（１）式および（２）式を用いて、衛星時計誤差δ^ｉ、Ｌ１波の衛星コードバイアスｐ^ｉ _１、Ｌ１波の衛星位相バイアスｌ^ｉ _１、Ｌ１波の視線方向の電離層遅延量（視線方向における遅延量）Ｉ^ｉ _ｋおよびＬ１波の天頂方向の対流圏遅延量（天頂方向における遅延量）Ｔ_ｋの各パラメータが推定される。すなわち、補正情報が得られる。なお、コードバイアスおよび位相バイアスとは、信号が受信機などの機器の回路（ハードウエア）を通る際の遅延量である。

次に、移動局Ａでの測位方法を概略的に説明する。

移動局Ａでは一周波だけを用いて測位が行われる。

すなわち、Ｌ１波に載せられたＰコードにより測定された擬似距離（コード擬似距離）と、Ｌ１波による位相距離（通常、搬送波位相と呼ばれている）とが用いられる。

ここでも、基準局の場合について説明したものと同じように、下記（３）式で示すコードによる擬似距離の観測式および下記（４）式で示す一周波の搬送波（Ｌ１波）による位相距離の観測式が用いられる。

Ｐ^ｉ _１Ａ＝ρ^ｉ _Ａ＋ｃδ_Ａ−ｃδ^ｉ＋Ｉ^ｉ _Ａ＋Ｔ_Ａ＋ｐ_１Ａ−ｐ^ｉ _１ ・・・（３）
Ｌ^ｉ _１Ａ＝ρ^ｉ _Ａ＋ｃδ_Ａ−ｃδ^ｉ−Ｉ^ｉ _Ａ＋Ｔ_Ａ＋ｎ^ｉ _１Ａλ_１＋ｌ_１Ａ−ｌ^ｉ _１ ・・・（４）
上記（３）式および（４）式中の記号は以下の通りである。

ρ^ｉ _Ａ ：移動局Ａと衛星ｉとの幾何学的距離
ｃ ：電波の速度
δ_Ａ ：移動局時計誤差（受信局時計誤差）
δ^ｉ ：衛星時計誤差
Ｉ^ｉ _Ａ ：視線方向の電離層遅延量
Ｔ_Ａ ：天頂方向の対流圏遅延量
λ_１ ：Ｌ１波の波長
ｎ^ｉ _１Ａ ：Ｌ１波の搬送波位相アンビギュイティ
ｐ_１Ａ ：Ｌ１波の移動局コードバイアス（ハードウエアによる）
ｐ^ｉ _１ ：Ｌ１波の衛星コードバイアス（ハードウエアによる）
ｌ_１Ａ ：Ｌ１波の移動局位相バイアス（ハードウエアによる）
ｌ^ｉ _１ ：Ｌ１波の衛星位相バイアス（ハードウエアによる）
なお、衛星時計誤差による距離ｃδ^ｉ、Ｌ１波の衛星コードバイアスｐ^ｉ _１およびＬ１波の衛星位相バイアスｌ^ｉ _１は基準局ｋから送られる値を使用する。また、移動局コードバイアスｐ_１Ａはゼロとみなす。

そして、移動局Ａでは、コード擬似距離ρ^ｉ _Ａ、時計誤差距離ｃδ_Ａ、Ｌ１波の移動局位相バイアスｌ_１Ａ、Ｌ１波の搬送波位相アンビギュイティｎ^ｉ _１Ａなどの各パラメータがカルマンフィルタにより推定される。

以下、本発明に係る測位方法を、図３のフローチャートに基づき詳しく説明する。
Ａ．基準局側（基準局網）における補正情報の生成手順およびパラメータの推定手順について説明する。

まず、基準局網ｋの観測データにより、各基準局ｋと衛星ｉとの間のコード擬似距離並びにＬ１波およびＬ２波の搬送波位相（距離）を取得する（ステップ１）。

次に、電子基準局Ｄから送られる精密暦（予報値）から衛星軌道情報および衛星時計誤差を取得する（ステップ２）。

次に、Ｌ１波およびＬ２波の搬送波位相をゼロ差で（そのままの値で、つまり生値で）保持し、そしてカルマンフィルタを用いて視線方向の電離層遅延量Ｉ^ｉ _ｋ、天頂方向の対流圏遅延量Ｔ_ｋなどの未知数を推定する（ステップ３）。

次に、ワイドレーンアンビギュイティを、Ｌ１・Ｌ２線形結合を用いて決定する（ステップ４）。

次に、ナローレーンアンビギュイティを、Ｌ１・Ｌ２線形結合を用いて決定する（ステップ５）。

なお、これらワイドレーンアンビギュイティおよびナローレーンアンビギュイティの決定に際しては、ＬＡＭＢＤＡ法（Least-square Ambiguity Decorrelation Adjustment Method）が用いられる。

これらワイドレーンアンビギュイティおよびナローレーンアンビギュイティから、Ｌ１・Ｌ２線形結合の搬送波位相アンビギュイティを決定する。

次に、上記Ｌ１・Ｌ２線形結合の搬送波位相アンビギュイティをゼロ差アンビギュイティに戻すとともに上記観測データにカルマンフィルタを適用して、下記に示す残りの未知パラメータを推定する（ステップ６）。

すなわち、衛星時計誤差の修正値Δδ^ｉ、Ｌ１波の衛星コードバイアスｐ^ｉ _１、Ｌ１波の衛星位相バイアスｌ^ｉ _１が推定される。この修正された衛星時計誤差Δδ^ｉが精密暦の衛星時計誤差の代わりに用いられる（ステップ７）。

そして、衛星時計誤差の修正値（以下、修正衛星時計誤差と称す）Δδ^ｉ、およびカルマンフィルタにより得られたＬ１波の衛星コードバイアスｐ^ｉ _１、Ｌ１波の衛星位相バイアスｌ^ｉ _１、視線方向の電離層遅延量Ｉ^ｉ _ｋおよび天頂方向の対流圏遅延の推定量Δ_ｋが補正情報として移動局Ａに送られる（ステップ８）。
Ｂ．観測点である移動局での計測手順について説明する。

まず、移動局Ａの観測データによりコード擬似距離、搬送波位相（距離）を取得する（ステップ９）。

次に、上記基準局網ｋから送られる補正情報、すなわち衛星軌道、修正衛星時計誤差、Ｌ１波の衛星コードバイアス、Ｌ１波の衛星位相バイアス、天頂方向の対流圏遅延量、視線方向の電離層遅延量などを取得する（ステップ１０）。

次に、視線方向の電離層遅延量および天頂方向の対流圏遅延量を、不正三角網（ＴＩＮ：Triangle Irregular Network）を用いた内挿法により求める（後述する）（ステップ１１）。

次に、Ｌ１波の搬送波位相（距離）およびコード擬似距離をゼロ差で保持するとともに、カルマンフィルタを用いて、Ｌ１波の移動局位相バイアス、移動局Ａの位置（フロート解としての座標）および一重差アンビギュイティを推定する（ステップ１２）。

次に、ＬＡＭＢＤＡ法を用いて一重差アンビギュイティを整数値として決定する（ステップ１３）。

上記ＬＡＭＢＤＡ法にてアンビギュイティを求める前に、ゼロ差アンビギュイティを一重差（衛星間）アンビギュイティに変換する。この一重差アンビギュイティは、２つの衛星を（ｉ，ｊ）とすると、下記（５）式にて表される。

ｎ^ｉｊ _１Ａ＝ｎ^ｉ _１Ａ−ｎ^ｊ _１Ａ ・・・（５）
なお、一重差アンビギュイティは、推定された移動局時計誤差δ_Ａおよび移動局位相バイアスｌ_１Ａから、独立した（相関が無い）パラメータとして扱われる。

そして、上記決定された一重差アンビギュイティおよび他のパラメータを用いて、移動局Ａの位置（三次元座標）を決定する（ステップ１４）。
Ｃ．ここで、視線方向の電離層遅延量および天頂方向の対流圏遅延量の求め方について説明しておく。
（１）視線方向の電離層遅延量の求め方を図４に基づき説明する。

視線方向の電離層遅延量は、不正三角網（ＴＩＮ：Triangle Irregular Network）を用いて求められる。

まず、移動局Ａにおいて、移動局Ａが内部に入るように当該移動局Ａに近い３つの基準局ｋ（ｋ＝１，２，３）を選ぶ。

次に、衛星ｉの位置（軌道）が既知であることから、これら３つの基準局ｋから衛星ｉに向けての電離層の貫通点（１′，２′，３′）を求める。なお、この貫通点（１′，２′，３′）とは、衛星ｉと基準局（正確には受信機）ｋとを結ぶ直線と電離層最下面（電離層曲面レイヤーともいう）との交点である。そして、各基準局ｋにおける視線方向の電離層遅延量をＩ_１，Ｉ_２，Ｉ_３とすると、移動局Ａの視線方向の電離層遅延量Ｉ_Ａは、電離層最下面での値と同一とみなすことができるので、電離層最下面での貫通点（１′，２′，３′）に基づき内挿法を用いて電離層遅延量Ｉ_Ａを求めることができる。

すなわち、移動局Ａの視線方向での（視線方向内においての）電離層最下面における貫通点をＡ′、この貫通点Ａ′から各基準局ｋの視線方向の貫通点（１′，２′，３′）までの距離をＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３とすると、移動局Ａの貫通点Ａ′における視線方向の電離層遅延量Ｉ_Ａ′は下記（６）式にて示すように、距離に反比例する内挿法により求められる。

Ｉ_Ａ′＝（Ｉ_１／Ｓ_１＋Ｉ_２／Ｓ_２＋Ｉ_３／Ｓ_３）／（１／Ｓ_１＋１／Ｓ_２＋１／Ｓ_３） ・・・（６）
（２）天頂方向の対流圏遅延量の求め方について説明する。

基準局ｋでの対流圏遅延量Ｔ_ｋは下記（７）式にて与えられる。

Ｔ_ｋ＝Ｔ^０ _ｋ＋Δ_ｋ ・・・（７）
上記（７）式中、Ｔ^０ _ｋは天頂方向の対流圏遅延量の初期値で、例えば対流圏モデルから、または外部から与えられる。具体的には、Ｔ^０ _ｋは緯度、高度などに基づき求められる。Δ_ｋは天頂方向の対流圏遅延量の初期値との差で、例えばカルマンフィルタにより推定される。

そして、移動局Ａにおける天頂方向の対流圏遅延量Ｔ_Ａは下記（８）式にて与えられる。

Ｔ_Ａ＝Ｔ^０ _Ａ＋Δ_Ａ ・・・（８）
上記（８）式中、Ｔ^０ _Ａは対流圏モデルから得られ、Δ_Ａは、電離層遅延量の場合と同様に、不正三角網（ＴＩＮ）を用いて求められる。

すなわち、Δ_Ａは各基準局ｋ（＝１，２，３）における天頂方向の対流圏遅延量Ｔ_ｋ（Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３）から、下記（９）式に示すように、距離Ｓに反比例する内挿法により求められる。

Δ_Ａ＝（Δ_１／Ｓ_１＋Δ_２／Ｓ_２＋Δ_３／Ｓ_３）／（１／Ｓ_１＋１／Ｓ_２＋１／Ｓ_３） ・・・（９）
ここで、上述した測位方法を実行する測位装置の構成について説明しておく。

すなわち、図５に示すように、この測位装置１０（移動局Ａでもある）は、全地球衛星測位システムからの測位電波を移動局Ａにて受信するとともに基準局網（基準局側）ｋからの補正情報を用いて当該移動局Ａにて一周波による測位を行う装置であり、
測位装置１０は、
衛星ｉからの測位電波を受信してコードによる擬似距離および搬送波による位相距離を観測する一周波受信機である距離観測ユニット１１と、
上記基準局網ｋから送られる修正衛星軌道、修正衛星時計誤差、並びに基準局網ｋでの電離層遅延量および対流圏遅延量などの補正情報を取得する補正情報取得ユニット１２と、
上記補正情報取得ユニット１２からの補正情報を入力として受信して移動局Ａでの電離層遅延量および対流圏遅延量を算出する遅延量算出ユニット２１と、
上記コードによる擬似距離、搬送波による位相距離、電離層遅延量および対流圏遅延量を入力として受信してカルマンフィルタにより、移動局Ａでの一周波の位相バイアス、移動局Ａの位置および一重差アンビギュイティを推定する位置等推定ユニット２２と、
上記位置等推定ユニット２２にて推定された一重差アンビギュイティを入力として受信して一重差アンビギュイティを決定するアンビギュイティ決定ユニット２３と、
上記アンビギュイティ決定ユニット２３にて決定された一重差アンビギュイティを入力として受信して移動局Ａの位置を決定する位置決定ユニット２４とを具備し、
且つ上記測位を行う際に、前記測位装置１０は、コードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用いるとともに、
上記擬似距離観測式を、測位電波を受信する基準局または移動局である受信局と衛星との間の幾何学的距離に、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量および対流圏遅延量を考慮し且つ上記受信局および衛星における一周波のコードバイアスを考慮したものとなし、
上記位相距離観測式を、測位電波を受信する受信局と衛星との間の幾何学的距離に、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量および搬送波位相アンビギュイティを考慮し且つ上記受信局および衛星における一周波の位相バイアスを考慮したものを用いたものである。

なお、上述した測位演算ユニット１３に、遅延量算出ユニット２１、位置等推定ユニット２２、アンビギュイティ決定ユニット２３および位置決定ユニット２４が設けられている。

上述したように、基準局網にて一周波の衛星コードバイアスおよび衛星位相バイアスを得るとともに、これらのバイアスを移動局に補正情報として送るようにしたので、一周波の受信機にてアンビギュイティを決定することができる。

すなわち、観測式としてコードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用いるとともに、これらの観測式を、コードバイアスおよび位相バイアスを考慮したものとし、且つ基準局網にて、衛星側のコードバイアスおよび位相バイアスを推定してこれらのバイアスを移動局に送るようにしたので、移動局にて、一周波による観測式における少なくとも位相バイアスを推定することができ、したがって一周波受信機を用いた場合でも、搬送波位相アンビギュイティを決定することができる。言い換えれば、安価な一周波受信機であっても、高精度な測位を行うことができる。

Ａ 移動局
ｉ 衛星
ｋ 基準局網，基準局
１ 二周波受信機
２ 補正情報生成ユニット
１１ 一周波受信機，距離観測ユニット
１２ 補正情報取得ユニット
１３ 測位演算ユニット
２１ 遅延量算出ユニット
２２ 位置等推定ユニット
２３ アンビギュイティ決定ユニット
２４ 位置決定ユニット

Claims (2)

1. 衛星測位システムからの測位電波および基準局側からの補正情報を受信するとともに上記測位電波の一周波を用いて移動局の測位を行う方法であって、
   コードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用い、
   上記擬似距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、測位電波を受信する基準局または移動局である受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星におけるコードバイアスで表したものとし、
   上記位相距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量および搬送波位相アンビギュイティを用いて、測位電波を受信する受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における位相バイアスで表したものとし、
   上記基準局側にて、衛星時計誤差、一周波の衛星コードバイアスおよび衛星位相バイアス、電離層遅延量並びに対流圏遅延量の各パラメータを推定し、
   上記移動局にて、上記推定された各パラメータ並びに移動局での電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、コードによる擬似距離、時計誤差に基づく距離、少なくとも一周波の移動局位相バイアス、および搬送波位相アンビギュイティを推定した後、上記搬送波位相アンビギュイティを決定して衛星と移動局との間の距離を求め、ここで上記移動局での各遅延量は、基準局側から移動局までの距離と、当該基準局側での遅延量とに基づいて内挿法により求めることを特徴とする衛星測位システムを用いた測位方法。
2. 請求項１に記載の衛星測位システムを用いた測位方法を移動局にて実行する装置であって、
   衛星からの測位電波を受信してコードによる擬似距離および搬送波による位相距離を観測するように構成された距離観測ユニットと、
   基準局側から送られる衛星軌道、衛星時計誤差、並びに基準局側での電離層遅延量および対流圏遅延量などの補正情報を取得するように構成された補正情報取得ユニットと、
   上記補正情報取得ユニットからの補正情報を入力として受信して移動局での電離層遅延量および対流圏遅延量を算出するように構成された遅延量算出ユニットと、
   上記擬似距離、位相距離、電離層遅延量および対流圏遅延量を入力として受信して移動局の位置および一重差アンビギュイティを推定するように構成された位置等推定ユニットと、
   上記位置等推定ユニットにて推定された一重差アンビギュイティを入力として受信して一重差アンビギュイティを決定するように構成されたアンビギュイティ決定ユニットと、
   上記アンビギュイティ決定ユニットにて決定された一重差アンビギュイティを入力として受信して移動局の位置を決定するように構成された位置決定ユニットとを具備し、
   且つ上記測位を行う際に、コードによる擬似距離観測式および搬送波による位相距離観測式を用いるとともに、
   上記擬似距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量および対流圏遅延量を用いて、測位電波を受信する基準局または移動局である受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における一周波のコードバイアスで表したものとし、
   上記位相距離観測式を、衛星時計誤差、受信局時計誤差、電離層遅延量、対流圏遅延量および搬送波位相アンビギュイティを用いて、測位電波を受信する受信局と衛星との間の距離と、上記受信局および衛星における一周波の位相バイアスで表したものとすることを特徴とする衛星測位システムを用いた測位装置。

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