JP2019128173A - Data processing device, displacement observation system, data processing method and data processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時系列からなる複数の解析データに含まれる周期ノイズの抽出に関する。 The present invention relates to the extraction of periodic noise included in a plurality of time-series analysis data.
GPS(Grobal Possitioning System)等のGNSS(Grobal Navigation Satellite Systems)の測位信号を用いた測位が実用化されている。精度の高い測位方法として、測位信号の搬送波位相を用いた測位(干渉測位)がある。 Positioning using a GNSS (Global Navigation Satellite Systems) positioning signal such as GPS (Global Positioning System) has been put into practical use. As a highly accurate positioning method, there is positioning (interference positioning) using the carrier wave phase of the positioning signal.
例えば、特許文献1には、搬送波位相を用いた測位の一種であるスタティック測位が記載されている。特許文献1は、斜面の変位を観測するシステムであり、スタティック測位によって得られた時系列の解析データ(例えば、変位データ)に平滑化処理を行っている。
For example,
しかしながら、解析データには、周期ノイズが含まれることがある。周期ノイズは、所定の周期で変動するノイズである。例えば、上述の測位信号を用いる場合には、周期ノイズは、マルチパスや回折によるノイズ等である。 However, the analysis data may include periodic noise. Periodic noise is noise that fluctuates at a predetermined period. For example, when the above-mentioned positioning signal is used, periodic noise is noise due to multipath or diffraction.
そして、このような周期ノイズには、観測誤差等の別のノイズが更に含まれており、周期ノイズを正確に抽出することは容易ではなかった。 Further, such periodic noise further includes another noise such as an observation error, and it is not easy to accurately extract the periodic noise.
したがって、本発明の目的は、時系列データに含まれる周期ノイズを正確に抽出する技術を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for accurately extracting periodic noise included in time-series data.
この発明のデータ処理装置は、周期ノイズ抽出部、および、周期ノイズ平滑化部を備える。周期ノイズ抽出部は、時系列データのそれぞれに含まれる周期ノイズを抽出する。周期ノイズ平滑化部は、時系列に並ぶ周期ノイズの内、該周期ノイズの周期で離間する複数の周期ノイズ毎に平滑化処理する。 A data processing apparatus according to the present invention includes a periodic noise extraction unit and a periodic noise smoothing unit. The periodic noise extraction unit extracts periodic noise included in each of the time-series data. The periodic noise smoothing unit performs smoothing processing for each of a plurality of periodic noises that are separated by the periodic noise period among the periodic noises arranged in time series.
この構成では、周期ノイズの周期で離間する複数のデータのみを使用して平滑化するため、周期ノイズの形が維持された状態で、高周波ノイズのみ除去される。 In this configuration, since smoothing is performed using only a plurality of data separated by the period of the periodic noise, only high frequency noise is removed while the form of the periodic noise is maintained.
この発明によれば、時系列データに含まれる周期ノイズを正確に抽出できる。 According to the present invention, it is possible to accurately extract periodic noise included in time-series data.
本発明の実施形態に係るデータ処理装置、データ処理方法、および、データ処理プログラムについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係るデータ処理装置のブロック図である。 A data processing apparatus, a data processing method, and a data processing program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、データ処理装置10は、周期ノイズ抽出部11、および、周期ノイズ平滑化部12を備える。周期ノイズ抽出部11、および、周期ノイズ平滑化部12は、例えば、IC等のハードウェア、および、当該ハードウェアにおいて実行されるプログラムによって実現される。
As shown in FIG. 1, the
時系列の解析データDは、周期ノイズ抽出部11に入力される。時系列の解析データDは、観測周期に基づいて順次得られる。この時系列の解析データDが、本発明の「時系列データ」に対応する。
The time-series analysis data D is input to the periodic
時系列の解析データDは、例えば、測位信号の搬送波位相(観測値に対応する)から算出された基線ベクトルの変位量である。この場合、時系列の解析データDの周期は、測位信号に含まれる測位システムの時刻に基づいている。 The time-series analysis data D is, for example, a displacement amount of a baseline vector calculated from the carrier wave phase (corresponding to the observation value) of the positioning signal. In this case, the period of the time-series analysis data D is based on the time of the positioning system included in the positioning signal.
なお、時系列の解析データDは、基線ベクトルの変位量に限らず、所定の時間間隔で順次取得される観測値から算出される値であってもよい。さらには、観測値そのものを解析データとしてもよい。 The time-series analysis data D is not limited to the displacement amount of the baseline vector, but may be a value calculated from observation values sequentially acquired at predetermined time intervals. Furthermore, observation values themselves may be used as analysis data.
周期ノイズ抽出部11は、周期ノイズの周波数帯域が通過域内となり、変位量の周波数帯域が減衰域となるフィルタによって実現される。例えば、周期ノイズ抽出部11は、高域通過フィルタ(HPF)によって実現される。具体的には、周期ノイズをマルチパスや回折によるノイズとすると、周期ノイズ抽出部11は、1恒星日を周期とする周波数成分を通過し、1恒星日よりも長い周期の周波数成分を減衰させる高域通過フィルタによって実現される。
The periodic
周期ノイズ抽出部11は、時系列の解析データDをフィルタ処理して、時系列の周期ノイズDnを生成する。周期ノイズ抽出部11は、時系列の周期ノイズDnを、周期ノイズ平滑化部12に出力する。この周期ノイズDnには、周期ノイズのDnの周期よりも短周期(高周波数)のノイズが含まれている。
The periodic
周期ノイズ平滑化部12は、次の構成によって実現される。図2は、本発明の実施形態に係る周期ノイズ平滑化部の第1態様を示すブロック図である。
The periodic
図2に示すように、周期ノイズ平滑化部12は、メモリ121、設定部122、および、低域通過フィルタ(LPF)123を備える。
As shown in FIG. 2, the periodic
メモリ121には、周期ノイズDnが順次記憶される。
The periodic noise Dn is sequentially stored in the
設定部122は、メモリ121に記憶されている時系列の周期ノイズDnの内、低域通過フィルタ123に出力する複数の周期ノイズDnを設定する。設定部122は、例えば、経過時間カウンタ、剰余計算部、および、出力設定部を備える。
The
経過時間カウンタは、データ処理装置10の起動開始時刻からの経過時間をカウントする。このカウントは、上述の測位信号を用いる場合には、測位システムの時刻に基づいている。剰余計算部は、カウント値に対する周期による剰余計算を実行する。出力設定部は、剰余計算の結果を用いて、メモリ121に記憶されている時系列の周期ノイズDnの内、出力する複数の周期ノイズDnを決定する。
The elapsed time counter counts the elapsed time from the activation start time of the
具体的には、設定部122は、次に示す処理を実行する。図3は、本発明の実施形態に係る周期ノイズ平滑化部の処理の概念を説明するための図である。
Specifically, the
固定点のマルチパスおよび回折は、例えば、斜面などに固定して長期に渡って計測する際に特有のもので、地形や構造物に依存する。そして、地形に依存するため、1恒星日周期で繰り返して発生する。 The multi-pass and diffraction of the fixed point, for example, are unique when fixed to a slope or the like and measured over a long period of time, and depend on topography and structures. And since it depends on the topography, it occurs repeatedly with a one-star daily cycle.
設定部122は、メモリ121に最新の周期ノイズDn(n)が記憶されると、この最新の周期ノイズDn(n)を起点として過去に、所定の周期K(例えば、1恒星日に対応する周期K)毎に離間する複数の周期ノイズDnを設定する。すなわち、図2、図3に示すように、設定部122は、出力する複数の周期ノイズDnとして、周期ノイズDn(n)、周期ノイズDn(n−K)、周期ノイズDn(n−2K)、周期ノイズDn(n−3K)、・・・・、および、周期ノイズDn(n−mK)を設定する。なお、mは、正の整数である。出力する複数の周期ノイズDnの個数は、適宜設定が可能である。すなわち、例えば図2の場合、出力する複数の周期ノイズDnの個数は、5個以上のm+1個であるが、複数個であればよい。
When the latest periodic noise Dn (n) is stored in the
メモリ121に記憶されている時系列の周期ノイズDnの内、設定部122によって出力が設定された複数の周期ノイズDnは、低域通過フィルタ123に入力される。設定部122は、このメモリ121から出力する複数の周期ノイズDnの設定処理を、メモリ121に記憶される最新の周期ノイズDn(n)が更新される毎に実行する。
Among the time-series periodic noises Dn stored in the
低域通過フィルタ123は、入力された複数の周期ノイズDnに対してフィルタ処理(平滑化処理)を実行し、平滑化後の周期ノイズDnsを出力する。低域通過フィルタ123は、周期ノイズDnの周波数成分を通過し、周期ノイズDnよりも短い周期(高い周波数)の周波数成分を減衰させる。
The
低域通過フィルタ123は、入力される複数の周期ノイズDnが更新される毎に、フィルタ処理を実行する。これにより、解析データDと同様の時系列からなる平滑化後の周期ノイズDnsを得られる。
The low-
このような構成および処理を用いることによって、図3に示すように、平滑化後の周期ノイズDns(図3の太実線参照)は、周期ノイズDn(図3の細実線参照)に含まれる、より高周波のノイズが抑圧されたものとなる。 By using such a configuration and processing, as shown in FIG. 3, periodic noise Dns after smoothing (see thick solid line in FIG. 3) is included in periodic noise Dn (see thin solid line in FIG. 3) Higher frequency noise is suppressed.
これにより、時系列の解析データDに含まれる時系列の周期ノイズDnを正確に抽出できる。 Thereby, the time-series periodic noise Dn included in the time-series analysis data D can be accurately extracted.
すなわち、抽出された周期ノイズには、ランダムノイズが含まれている。この周期ノイズに、一般的な方式による時系列順でローパスフィルタを適用した場合、任意の時刻付近のデータが使われるため、その時刻付近のデータが平坦化されるように作用する。このため、平滑化度合いを高くするほど、抽出した周期ノイズが段々と平坦化されるため、逆に周期ノイズの除去効果が低くなる。 That is, the extracted periodic noise includes random noise. When a low-pass filter is applied to this periodic noise in time-sequential order according to a general method, data near an arbitrary time is used, so that data near the time is smoothed. Therefore, as the degree of smoothing is increased, the extracted periodic noise is gradually flattened, and the periodic noise removal effect is reduced.
しかしながら、本実施形態の構成および処理を用いることによって、任意の時刻付近のデータを使用する代わりに、周期ノイズの周期で離間する複数のデータのみを使用して平滑化するため、周期ノイズの形が維持された状態で、高周波ノイズのみ除去される。したがって、平滑化期間を長くとっても周期ノイズが平坦化されず、周期ノイズの形をより正確にできる。これにより、後段の処理での周期ノイズの除去効果を高くすることが可能となる。 However, by using the configuration and processing of the present embodiment, instead of using data around an arbitrary time, smoothing is performed using only a plurality of data separated by a period of periodic noise. Is maintained, only high frequency noise is removed. Therefore, even if the smoothing period is long, the periodic noise is not flattened, and the shape of the periodic noise can be made more accurate. This makes it possible to increase the periodic noise removal effect in the subsequent processing.
このように抽出された周期ノイズDnは、次に示すように利用される。図4は、本発明の実施形態に係るデータ処理装置の別の態様のブロック図である。 The periodic noise Dn thus extracted is used as follows. FIG. 4 is a block diagram of another aspect of a data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
図4に示すデータ処理装置10Aは、図1に示すデータ処理装置10に対して、周期ノイズ抑圧部13を備える点で異なる。データ処理装置10Aの他の構成は、データ処理装置10と同様であり、同様の個所の説明は省略する。
The
周期ノイズ抑圧部13には、時系列の解析データDと、平滑化後の周期ノイズDnsが入力される。
The periodic
図5は、本発明の実施形態に係る周期ノイズ抑圧部の構成を示すブロック図である。図5に示すように、周期ノイズ抑圧部13は、減算器131、平滑化フィルタ132を備える。なお、平滑化フィルタ132は、省略することも可能である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a periodic noise suppression unit according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the periodic
減算器131は、解析データDから、平滑化後の周期ノイズDnsを減算する。これにより、解析データDに含まれる周期ノイズは抑圧される。
The
平滑化フィルタ132は、減算後の解析データを平滑化処理し、周期ノイズの抑圧後の解析データDoを出力する。例えば、平滑化フィルタ132は、例えば、低域通過フィルタによって実現される。これにより、更なるノイズが抑圧された解析データを得られる。例えば、図3の破線に示すように、変位量が0の観測対象に対して、変位量が略0の解析データを得られる。これにより、観測対象の実際の状態を、より適切に示す観測データを得ることができる。
The smoothing
なお、上述の周期ノイズ平滑化部は、次に示す構成で実現することも可能である。図6は、本発明の実施形態に係る周期ノイズ平滑化部の第2態様を示すブロック図である。 The periodic noise smoothing unit described above can also be realized by the configuration shown below. FIG. 6 is a block diagram showing a second mode of the periodic noise smoothing unit according to the embodiment of the present invention.
図6に示すように、周期ノイズ平滑化部12Aは、設定部122、複数の低域通過フィルタ124、スイッチ125、および、スイッチ126を備える。
As shown in FIG. 6, the periodic
設定部122は、上述の図2に示した設定部122と同様の構成であり、剰余計算の結果に応じてスイッチ125およびスイッチ126に対する制御を実行する。スイッチ125およびスイッチ126は、複数の低域通過フィルタ124の内、同じ低域通過フィルタ124を選択するように制御される。
The
複数の低域通過フィルタ124は、同じ構成からなり、例えば、1次のIIRフィルタ等の一般的なフィルタ回路によって実現される。 The plurality of low pass filters 124 have the same configuration, and are realized, for example, by a general filter circuit such as a first-order IIR filter.
このような構成によって、上述の構成および処理と同様に、それぞれの周期ノイズの周期で離間する複数のデータのみを使用して平滑化するため、周期ノイズの形が維持された状態で、高周波ノイズのみ除去される。したがって、平滑化期間を長くとっても周期ノイズが平坦化されず、周期ノイズの形をより正確にできる。これにより、後段の処理での周期ノイズの除去効果を高くすることが可能となる。 With such a configuration, similar to the above-described configuration and processing, smoothing is performed using only a plurality of pieces of data that are separated by the period of each periodic noise. Therefore, high-frequency noise is maintained while maintaining the form of periodic noise. Only removed. Therefore, even if the smoothing period is extended, the periodic noise is not flattened and the form of the periodic noise can be made more accurate. This makes it possible to increase the periodic noise removal effect in the subsequent processing.
また、複数の低域通過フィルタ124は、周期ノイズDnsの周期Kを所定間隔で分割する数で用意されている。そして、スイッチ125およびスイッチ126は、設定部122によって、周期Kを所定間隔で分割する数に応じた切り替えタイミング毎に切り替えられる。これにより、時系列からなる平滑化後の周期ノイズDnsが得られる。
Also, the plurality of low pass filters 124 are prepared by the number that divides the cycle K of the periodic noise Dns at predetermined intervals. The
このように、周期ノイズ平滑化部12Aの構成を用いても、時系列からなる解析データDから、時系列からなる平滑化後の周期ノイズDnsを正確に抽出できる。
As described above, even if the configuration of the periodic
上述の説明では、データ処理装置を複数の機能部で実現する態様を示したが、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、該情報処理装置で実行するプログラム、および、当該プログラムを記憶する記憶媒体等によって実現することもできる。この場合、データ処理装置は、次に示すデータ処理方法を実行すればよい。図7は、本発明の実施形態に係るデータ処理方法の主たる処理を示すフローチャートである。なお、図7に示す各処理の具体的な処理は、上述しており、ここでは説明を省略する。 In the above description, a mode in which the data processing apparatus is realized by a plurality of functional units has been described. However, the information processing apparatus such as a personal computer, a program executed by the information processing apparatus, a storage medium that stores the program, and the like It can also be realized. In this case, the data processing apparatus may execute the following data processing method. FIG. 7 is a flowchart showing main processing of the data processing method according to the embodiment of the present invention. In addition, the specific process of each process shown in FIG. 7 is mentioned above, and description is abbreviate | omitted here.
図7に示すように、データ処理装置は、時系列の解析データDから、時系列の周期ノイズDnを抽出する(S11)。データ処理装置は、時系列の周期ノイズDnを平滑化処理する(S12)。データ処理装置は、時系列の解析データDから時系列の平滑化後の周期ノイズDnsを減算して、解析データDに含まれる周期ノイズを抑圧する(S13)。データ処理装置は、周期ノイズの抑圧後の解析データDを平滑化処理する(S14)。 As shown in FIG. 7, the data processing apparatus extracts time-series periodic noise Dn from time-series analysis data D (S11). The data processor smoothes the time-series periodic noise Dn (S12). The data processing apparatus subtracts periodic noise Dns after time series smoothing from time series analysis data D, and suppresses periodic noise included in the analysis data D (S13). The data processing device smoothes the analysis data D after the suppression of the periodic noise (S14).
図8は、周期ノイズの平滑化方法の第1態様を示すフローチャートである。なお、図8に示す各処理の具体的な処理は、上述しており、ここでは説明を省略する。 FIG. 8 is a flowchart showing a first aspect of the periodic noise smoothing method. In addition, the specific process of each process shown in FIG. 8 is mentioned above, and description is abbreviate | omitted here.
図8に示すように、データ処理装置は、周期ノイズDnを順次記憶する(S21)。データ処理装置は、記憶された時系列の周期ノイズDnから、周期K(例えば、1恒星日単位の周期)で周期ノイズDnを選択する(S22)。データ処理装置は、選択された周期ノイズDnを平滑化処理する(S23)。これらの処理は、最新の周期ノイズDnが入力される毎に行われる。 As shown in FIG. 8, the data processing apparatus sequentially stores the periodic noise Dn (S21). The data processing apparatus selects the periodic noise Dn from the stored periodic noise Dn in time series at a period K (for example, a period of one star day unit) (S22). The data processor smoothes the selected periodic noise Dn (S23). These processes are performed every time the latest periodic noise Dn is input.
図9は、周期ノイズの平滑化方法の第2態様を示すフローチャートである。なお、図9に示す各処理の具体的な処理は、上述しており、ここでは説明を省略する。 FIG. 9 is a flowchart showing a second aspect of the periodic noise smoothing method. In addition, the specific process of each process shown in FIG. 9 is mentioned above, and description is abbreviate | omitted here.
図9に示すように、データ処理装置は、周期ノイズの入力を受け付ける(S31)。データ処理装置は、時刻に応じたフィルタを選択する(S32)。データ処理装置は、選択したフィルタを用いて、周期ノイズDnを平滑化処理する(S33)。れらの処理は、最新の周期ノイズDnが入力される毎に、フィルタを切り替えながら行われる。 As shown in FIG. 9, the data processing apparatus receives an input of periodic noise (S31). The data processing device selects a filter corresponding to the time (S32). The data processing device smoothes the periodic noise Dn using the selected filter (S33). These processes are performed while switching the filter each time the latest periodic noise Dn is input.
上述の説明では、周期ノイズ平滑化部12は、周期Kで離間する周期ノイズDnを選択してフィルタ処理している。しかしながら、周期ノイズ平滑化部は、この周期Kの時間位置に周期ノイズDnが欠落している場合には、この欠落する周期ノイズDnに対して時間軸上の前後の周期ノイズDnを用いてフィルタ処理を行ってもよい。図10は、本発明の実施形態に係る周期ノイズ平滑化部の第3態様を示すブロック図である。
In the above description, the periodic
図10に示すように、周期ノイズ平滑化部12Bは、メモリ121、設定部122、および、低域通過フィルタ123Bを備える。周期ノイズ平滑化部12Bのメモリ121は、上述のメモリ121と同様であり、説明は省略する。
As shown in FIG. 10, the periodic
設定部122は、メモリ121に最新の周期ノイズDn(n)が記憶されると、この最新の周期ノイズDn(n)を起点として過去に、所定の周期K(例えば、1恒星日に対応する周期K)毎に離間する複数の周期ノイズDnを設定する。また、設定部122は、この周期Kの時間位置に周期ノイズDnが欠落している場合には、周期K毎に離間する複数の周期ノイズDnに対して時間軸上で前後の複数の周期ノイズを設定する。例えば、図10の場合、設定部122は、周期K毎に離間する複数の周期ノイズDnに対して時間軸上で前後の1つの周期ノイズDn(最新の周期ノイズに対しては時間軸上で1つ前(過去)の周期ノイズDnのみ)を選択する。
When the latest periodic noise Dn (n) is stored in the
すなわち、図10の例の場合、設定部122は、出力する複数の周期ノイズDnとして、周期ノイズDn(n)に対して、周期ノイズDn(n−2K)が欠落していれば、周期ノイズDn(n−2K+1)、周期ノイズDn(n−2K−1)を設定する。そして、設定部122は、周期ノイズDn(n−2K+1)および周期ノイズDn(n−2K−1)の平均値等から、周期ノイズDn(n−2K)を算出する。
That is, in the case of the example in FIG. 10, if the periodic noise Dn (n−2K) is missing from the periodic noise Dn (n) as the plurality of periodic noises Dn to be output, the
なお、ここでは、欠落した周期ノイズに対して、時系列における前後1個ずつ、すなわち前後2個の周期ノイズを用いる態様を示した。しかしながら、この個数は2個に限るものではなく、4個以上であってもよい。なお、個数を多く用いる場合には、ローパスフィルタ等による平滑化とは異なる方法、例えば、カーブフィッティング等で補間を行うとよい。 Here, with respect to dropped periodic noise, an aspect is shown in which one periodic noise before and after, that is, two periodic noises before and after in the time series are used. However, the number is not limited to two and may be four or more. In addition, when using many pieces, it is good to interpolate by methods different from smoothing by a low pass filter etc., for example, curve fitting etc.
また、欠落した周期ノイズの前後いずれかの周期ノイズを用いてもよく、欠落した周期ノイズを、時系列におけるKの整数倍からなる前または後の周期ノイズで置き換えれてもよい。 In addition, any periodic noise before or after the missing periodic noise may be used, and the missing periodic noise may be replaced with a periodic noise before or after an integer multiple of K in the time series.
また、ここでは、周期ノイズが欠落した場合を例に示したが、初期段階で過去の周期ノイズが揃っていない場合には、例えば、置き換え対象の周期ノイズに対して時系列におけるKの整数倍からなる前または後の周期ノイズを用いて、置き換えを行ってもよい。 Furthermore, here, the case where periodic noise is missing is shown as an example, but when periodic noises of the past are not uniform at the initial stage, for example, an integer multiple of K in time series with respect to periodic noise to be replaced The replacement may be performed using the periodic noise before or after.
低域通過フィルタ123Bは、これら設定部122によってメモリ121から出力された複数の周期ノイズDnのフィルタ処理(平滑化処理)を実行し、平滑化後の周期ノイズDnsを出力する。
The low-
このような構成および処理であっても、時系列の解析データに含まれる時系列の周期ノイズを正確に抽出することができ、解析データに含まれる周期ノイズを正確に抑圧できる。 Even with such a configuration and processing, time-series periodic noise included in time-series analysis data can be accurately extracted, and periodic noise included in the analysis data can be accurately suppressed.
なお、上述の説明では、周期ノイズの周期が1恒星日の場合を例に示した。しかしながら、周期ノイズの周期は、適用する観測システム、時系列データに含まれる周期ノイズに応じて適宜設定すればよい。 In the above description, the case where the period of the periodic noise is one stellar day is shown as an example. However, the period of the periodic noise may be appropriately set according to the observation system to be applied and the periodic noise included in the time series data.
このような解析データ処理装置は、次に示すスタティック測位を用いたシステムに適用できる。図11は、本実施形態に係るデータ処理装置を含む観測システムの機能ブロック図である。図11に示すように、観測システム1は、観測局21、観測局22、基準局30、回線集約器40、サーバ50、および、解析装置60を備える。観測システム1が本発明の「変位観測システム」に対応する。
Such an analysis data processing apparatus can be applied to a system using static positioning described below. FIG. 11 is a functional block diagram of an observation system including the data processing device according to the present embodiment. As shown in FIG. 11, the
図11では、観測局は2箇所であり、基準局は1箇所であるが、これに限らない。これら観測局の数、基準局の数は、観測する箇所等に応じて適宜決められている。また、図11では、GPSを用いる態様を示しているが、GNSSの他の測位システムを用いることもできる。 In FIG. 11, there are two observation stations and one reference station, but this is not limitative. The number of observation stations and the number of reference stations are appropriately determined according to the location to be observed. Moreover, although the aspect which uses GPS is shown in FIG. 11, the other positioning system of GNSS can also be used.
観測局21、観測局22、基準局30は、有線または無線によって、回線集約器40に接続されている。回線集約器40、サーバ50、および、解析装置60は、ネットワーク500を介して接続されている。
The
観測局21は、GPSアンテナ211およびGPS受信機212を備える。GPSアンテナ211は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機212に出力する。GPS受信機212は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機212は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機212は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。
The
観測局22は、GPSアンテナ221およびGPS受信機222を備える。GPSアンテナ221は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機222に出力する。GPS受信機222は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機222は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機222は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。
The
基準局30は、GPSアンテナ301およびGPS受信機302を備える。GPSアンテナ301は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機302に出力する。GPS受信機302は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機302は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機302は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。
The
回線集約器40は、観測局21、観測局22、および、基準局30のそれぞれからの搬送波位相と測位結果とを、サーバ50に送信する。サーバ50は、例えば、FTPサーバによって実現される。
The line concentrator 40 transmits, to the
解析装置60は、演算部61と記憶部62とを備える。演算部61は、上述のデータ処理装置10の機能を有する。また、演算部61は、観測局21、観測局22、および、基準局30のそれぞれからの搬送波位相と測位結果とをサーバ50から取得し、各局を結ぶ基線ベクトルを算出する。演算部61は、予め設定された基線ベクトルの観測時間の間隔で、基線ベクトルを順次算出する。更に、演算部61は、この基線ベクトルの変位量を順次算出する。例えば、この基線ベクトルの変位量が、本発明の「時系列データ」に対応する。
The
これは、例えば、地滑り観測システムであれば、観測局21、および、観測局22の設置された位置での地盤の変動量に対応する。このような地盤の変動量は、地震、豪雨等による地盤の変動がなければ、安定して変化しない。一方で、地盤の変動が生じるときは、その要因に応じて広いレンジで変化が生じる。したがって、搬送波位相を用いることで、このような変化を高精度に観測でき、さらに、本願発明のデータ処理装置10の構成を用いることによって、マルチパスや回折等による周期ノイズの影響を効果的に抑圧できる。
For example, in the case of a landslide observation system, this corresponds to the fluctuation amount of the ground at the position where the
なお、上述の説明では、スタティック測位による解析データを用いる態様を示したが、RTK(リアルタイムキネマティック)等のキネマティック測位や精密単独測位(PPP)による解析データにも、上述の構成および処理を適用することができる。 In the above description, the aspect of using the analysis data by static positioning is shown. However, the above configuration and processing are also applied to analysis data by kinematic positioning such as RTK (real-time kinematic) or precision single positioning (PPP). Can be applied.
また、上述の説明では、回線集約器40を備える態様を示したが、これを省略することもできる。この場合、観測局21、22、および、基準局30は、搬送波位相および測位結果をサーバ50に出力すればよい。また、サーバ50を省略することもできる。この場合、回線集約器40、または、観測局21、22、および、基準局30は、搬送波位相および測位結果を、解析装置60に出力すればよい。解析装置60は、これらを、記憶部62に記憶して、上述の処理に利用する。
Moreover, although the aspect provided with the line |
また、観測局21、22、および、基準局30のいずれかによって、搬送波位相および測位結果を集約して、基線ベクトルおよび基線ベクトルの変位量を算出してもよい。この場合、基線ベクトルの変位量を算出した局は、基線ベクトルの変位量をサーバ50に出力すればよい。
Further, the carrier phase and the positioning result may be aggregated by any of the
更に、上述の説明では、観測局21、22、および、基準局30とは別に、解析装置60を備える態様を示したが、解析装置60を、観測局21、22、および、基準局30のいずれかに内蔵してもよい。
Furthermore, in the above description, the aspect in which the
1:観測システム
10、10A:データ処理装置
11:周期ノイズ抽出部
12、12A、12B:周期ノイズ平滑化部
13:周期ノイズ抑圧部
21、22:観測局
30:基準局
40:回線集約器
50:サーバ
60:解析装置
61:演算部
62:記憶部
121:メモリ
122:設定部
123、123B、124:低域通過フィルタ
125、126:スイッチ
131:減算器
132:平滑化フィルタ
211、221、301:GPSアンテナ
212、222、302:GPS受信機
500:ネットワーク
D:解析データ
Dn:周期ノイズ
Dns:平滑化後の周期ノイズ
SAT1、SAT2、SAT3、SAT4:測位衛星
1:
Claims (9)
時系列に並ぶ前記周期ノイズの内、該周期ノイズの周期で離間する複数の前記周期ノイズ毎に平滑化処理する周期ノイズ平滑化部と、
を備える、データ処理装置。 A periodic noise extraction unit that extracts periodic noise included in each of the time series data;
Among the periodic noises arranged in time series, a periodic noise smoothing unit that performs smoothing processing for each of the plurality of periodic noises separated by a period of the periodic noise;
A data processing apparatus.
前記周期ノイズ平滑化部は、
前記時系列に並ぶ周期ノイズを記憶する記憶部と、
前記周期を設定する設定部と、
前記記憶部に記憶されている前記周期で離間する前記複数の周期ノイズを平滑化処理する平滑化フィルタと、
を備える、データ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 1, wherein
The periodic noise smoothing unit includes:
A storage unit for storing periodic noises arranged in time series;
A setting unit for setting the cycle;
A smoothing filter for smoothing the plurality of periodic noises separated by the periodicity stored in the storage unit;
A data processing apparatus.
前記周期ノイズ平滑化部は、
前記周期に基づく個数からなる複数の平滑化フィルタと、
前記複数の平滑化フィルタを選択するスイッチと、
前記周期を用いて、前記スイッチを切り換える設定部と、
を備える、データ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 1, wherein
The periodic noise smoothing unit includes:
A plurality of smoothing filters comprising a number based on the period;
A switch for selecting the plurality of smoothing filters;
A setting unit that switches the switch using the period;
A data processing apparatus.
前記周期ノイズ平滑化部は、
前記周期で離間する前記複数の周期ノイズにおいて所定時間の周期ノイズが欠落していると、該所定時間の周期ノイズに対して前記時系列において前または後ろの所定個数の周期ノイズを用いて、平滑化処理を行う、
データ処理装置。 A data processing device according to any one of claims 1 to 3,
The periodic noise smoothing unit includes:
When periodic noise of a predetermined time is missing in the plurality of periodic noises separated by the period, smoothing is performed using a predetermined number of periodic noises before or after the periodic noise of the predetermined time in the time series. Process
Data processing device.
前記平滑化処理された周期ノイズを前記時系列データから減算する減算部を有する周期ノイズ抑圧部を、さらに備える、
データ処理装置。 A data processing device according to any one of claims 1 to 4,
The periodic noise suppression unit further includes a subtraction unit that subtracts the smoothed periodic noise from the time-series data,
Data processing device.
前記周期ノイズ抑圧部は、
前記平滑化処理された周期ノイズを前記時系列データから減算した後に平滑化する平滑化フィルタを、さらに備える、
データ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 5, wherein
The periodic noise suppressor is
It further comprises a smoothing filter that subtracts the smoothed periodic noise from the time-series data and then smoothes it.
Data processing device.
前記データ処理装置に接続され、それぞれに測位信号を受信して、それぞれに搬送波位相を観測する複数の局と、
を備えた、変位観測システム。 The configuration of the data processing device according to claim 5 or 6,
A plurality of stations connected to the data processing device, each receiving a positioning signal, and observing the carrier wave phase respectively;
Displacement observation system with
時系列に並ぶ前記周期ノイズの内、該周期ノイズの周期で離間する複数の前記周期ノイズ毎に平滑化処理する、
データ処理方法。 Extract the periodic noise contained in each of the time series data,
Among the periodic noises arranged in time series, smoothing processing is performed for each of the plurality of periodic noises that are separated by the periodic noise period.
Data processing method.
時系列に並ぶ前記周期ノイズの内、該周期ノイズの周期で離間する複数の前記周期ノイズ毎に平滑化処理する処理と、
を、情報処理装置に実行させるデータ処理プログラム。 A process of extracting periodic noise included in each of the time series data;
Among the periodic noises arranged in time series, a process of smoothing for each of the plurality of periodic noises separated by the periodic noise period;
Is a data processing program for causing an information processing apparatus to execute.
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