JP2018119818A

JP2018119818A - キネマティック測位に利用するパラメータ設定方法及び並列演算装置

Info

Publication number: JP2018119818A
Application number: JP2017009876A
Authority: JP
Inventors: 紘生因; Kosei In
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-01-23
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2018-08-02

Abstract

【課題】複数のパラメータ値でキネマティック測位を行い、取得される複数の測位解から最も信頼性の高い測位解を選択することで、広範囲にわたり高精度測位解の取得可能とする。
【解決手段】本発明の並列演算装置においては、各パラメータ値の全組み合わせNパターンのパラメータでキネマティック測位計算を行い、最大N個の測位解を取得し、取得された最大N個の測位解より、Ratioテストによる信頼度判定を行い、信頼度判定が悪い測位解は除去し、信頼度判定が良い測位解により、Ratio値の最も大きい測位解を選択し、最大Ratio値が複数存在する場合は、測位衛星数の大きい測位解を選択する。
【選択図】図１

Description

この発明は、キネマティック測位に利用するパラメータ設定方法及び並列演算装置に関する。

一般に、キネマティック測位は、短時間で計測可能な干渉測位の一手法で、観測開始時に仰角マスクや信号強度マスクなどのパラメータ設定を行い、設定されたパラメータで整数値バイアスを決定(初期化)し、その後は、受信機間で観測データの交信を行い、移動しながら高精度測位を実現するもであり、自動車などの移動体の位置推定に応用されている。

パラメータ設定値によって、整数値バイアスが決定された測位解(FIX解)が取得可能な時刻が異なる。都市部において、低い仰角や低い信号強度の衛星を利用すると、マルチパス誤差を含む可能性が高く、FIX解が得られない。

従来のパラメータ設定方法においては、仰角マスクや信号強度マスクの値を経験的に設定していた。しかし、経験的にパラメータ設定を行うのは非常に困難である。また、設定されたパラメータは固定される。例えば、都市部や平地など全く異なる環境でも同パラメータで測位計算が行われてしまうため、測位環境に応じて最適なパラメータ設定が行われていない問題があった。

本発明は、複数のパラメータ値によりキネマティック測位を行い、取得される複数の測位解から信頼できる測位解を選択することで、広範囲にわたりFIX解を取得することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の並列演算装置においては、各パラメータ値の全組み合わせNパターンのパラメータでキネマティック測位計算を行い、最大N個のFIX解を取得する。その測位計算ソフトウェアにはGNSS測位プログラムパッケージのRTKLIB（参考文献：高須知二、久保信明、安田明生、RTK-GPS用プログラムライブラリRTKLIBの開発・評価および応用、GPS/GNSS Symposium 2007 text 、pp.213-218、2007.11）が採用されている。

上記並列演算により、取得された最大N個のFIX解より、Ratio値の最も大きいFIX解を選択する。なお、最大Ratio値が複数存在する場合は、測位衛星数の大きいFIX解を選択する。

本発明は、請求項1ないし請求項4に記載したように構成されているので、以下のような効果を発揮する。

請求項1の発明のように複数のパラメータパターンでキネマティック測位を行うことにより、固定パラメータでは取得できない時刻でFIX解を取得することができ、全時刻のFIX解の取得率が向上する。

請求項2の発明のように各パラメータ値の全組み合わせのパラメータでキネマティック測位を行うことにより、多数存在し、かつ複雑なパラメータ値の調整を行う手間が解消される。

請求項3の発明のようにRatioテストによる信頼度判定により、信頼性の高いFIX解が取得できる

請求項4の発明のように最終的な測位解の選択により、同時刻で取得された複数のFIX解の中から最も信頼できるFIX解を選択することができる。

この発明の実施例を示すもので、この発明による並列演算方法を説明するためのフローチャートである。この発明の実施例を示すもので、この発明による並列演算方法において、パラメータ設定値を示した図である。この発明の実施例を示すもので、この発明による並列演算方法において、各パラメータ設定値によるキネマティック測位結果のFIX率を示した図である。この発明の実施例を示すもので、従来の方法によりキネマティック測位を行った場合及びこの発明による並列演算方法を用いてキネマティック測位を行った場合におけるFIX率を示す図である。

図1は、この発明の実施例を示すもので、この発明による並列演算方法を説明するためのフローチャートである。

図1において、GPS衛星及びBeiDou衛星の信号(観測データ)をGNSS受信機により受信する(ステップ11)。この受信した観測データについて、各パラメータ設定部でパラメータ値の組み合わせの総パターン数Nを設定する(ステップ12)。

設定された各パラメータに基づいて並列演算部で、各キネマティック測位計算を行う(ステップ13)。

次に、各キネマティック測位計算によって算出された各測位解について信頼度判定部により、信頼度判定を行う。この信頼度判定は、Ratioテストにより行う(ステップ14)。

Ratioテストは解の残差比を用いた判定であり、このRatioテストの解がユーザ側で指定した閾値未満の場合は、除去する(ステップ14)。Ratioテストの解がユーザで指定した閾値以上の場合、その測位解をFIX解とする(ステップ15)。なお後述する実施例では、Ratioテストの閾値は、「3」に設定している。この「3」という数値は、キネマティック測位の分野においてRatioテストの閾値として経験的に用いられている数値である。

信頼度判定部により、FIX解と判定された測位解に対して、測位解選択部により、最終的な測位解の選択を行う。測位解の選択ではRatio値の最も大きいFIX解を選択する。なお、最大Ratio値が複数存在する場合は、測位衛星数の大きいFIX解を選択する(ステップ16)。

測位解選択部により、選択された測位解を高精度測位解とする(ステップ17)。

発明者はこの発明による並列演算方法を用いて都市部におけるFIX率の実験を行った。図2はパラメータ設定部において設定された各パラメータ値による全組み合わせNパターンのパラメータ値を示す。図3はNパターンのパラメータによるキネマティック測位計算結果のFIX率を示す。図4は(a)この発明による並列演算方法によりキネマティック測位を行った結果、(b)従来の最適な固定パラメータによりキネマティック測位を行った結果を示している。

図2は、実施例で利用した各パラメータ値とそのパターン数を示す.図2より、仰角マスクは「0度」から「45度」まで5度刻みの10パターン、信号強度マスクは「20dBHz」、「30dBHz」、「40dBHz」の3パターン、整数値決定手法が「Instantaneous」、「Fix and hold」、「Continuous」の3パターン、解析方向が「Forward」、「Backward」、「Combined」の3パターン、BeiDouの整数値決定利用が「ON」、「OFF」の2パターンの合計540パターンである。なお、パラメータ設定には上述した基線解析ソフトウェアRTKLIBを用いている。

図3は、540パターンのパラメータによるキネマティック測位結果のFIX率を示す。パラメータパターンによってFIX率は大きく変動しており、最大で47.9%である。

図4は、全観測時間1481秒に対して高精度測位解、即ち、FIX解が得られた時間、及びこのFIX解が得られた時間から算出されるFIX解の利用率を示している。

図4に示すように、この発明による並列演算方法(a)における高精度位置を利用できる割合(FIX率)は、82.5%まで増加した。従来の最適な固定パラメータによるキネマティック測位結果(b)より1.7倍増加した。

Claims

衛星の仰角により衛星を選択する仰角マスク及び衛星の信号強度により衛星を選択する信号強度マスクなどの各パラメータ値の設定を行う各パラメータ設定部において、
前記各パラメータ設定部により、得られる各パラメータ値の組み合わせを介して各キネマティック測位計算を行う並列演算部と、
前記並列演算部により出力される各測位解について測位解の信頼度判定を行う信頼度判定部と、
前記信頼度判定部による判定結果が悪い測位解は、除去し、
この前記信頼度判定部による判定結果が良い測位解において、最終的な測位解を選択する測位解選択部と、
前記測位解選択部で選択された測位解を高精度測位解とすることを特徴とするキネマティック測位計算における並列演算方法。
前記各パラメータ設定部は、各パラメータ値が取り得る全ての値で組合わされたパラメータパターンを設定パラメータとすることを特徴とする請求項1に記載のキネマティック測位計算における並列演算方法。
前記信頼度判定部は、Ratioテストにより行うことを特徴とする請求項1に記載のキネマティック測位計算における並列演算方法。
前記測位解選択部は、Ratio値及び測位衛星数により行うことを特徴とする請求項1に記載のキネマティック測位計算における並列演算方法。