JP2020012650A - 航法衛星システム受信装置、その航法衛星信号処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
航法衛星信号の仰角に閾値を設定し、これに基づいて測位、時刻同期に使用する航法衛星信号を選択する仰角マスクによる方法は開空間が天頂を中心とした円形状に近い場合には適用の効果が高いが、それ以外の一般的な受信環境においては本来、測位、時刻同期精度の向上に寄与する可視衛星信号をも排除してしまう可能性がある。例えば図22の受信環境では仰角閾値を40度に設定した場合、東側の開空間に位置する可視衛星信号は排除されてしまう。このため使用する航法衛星信号の選択が適切に行われないことがあった。また、閾値の設定値が厳格な場合(閾値仰角が大きい場合)には測位、時刻同期に必要な数の航法衛星信号が一時的に確保できないケースを生じる可能性がある。一方、閾値の設定値が緩い場合(閾値仰角が小さい場合)には直接波を伴わないマルチパス信号として受信される、不可視衛星信号を十分に排除することができず、精度が劣化する可能性がある。
受信した航法衛星信号の受信信号強度や信号対雑音比等に閾値を設定し、測位、時刻同期に使用する航法衛星信号を選別するSNRマスクによる方法では、最適な閾値が航法衛星アンテナの受信特性、航法衛星アンテナの設置環境、航法衛星信号受信装置の感度、航法衛星の仰角、干渉信号の重畳の状況等に依存する。特に干渉信号は航法衛星信号の信号対雑音比を経時的に変動させる可能性がある。干渉信号には航法衛星信号の受信を妨げる目的で意図的に送出されるジャミング信号やモバイル通信で使用される信号等が想定されるが、干渉信号源と航法衛星アンテナとの位置関係や干渉信号の強度そのものが経時的に変動する場合には航法衛星信号の信号対雑音比の経時的な変動をもたらす。
受信した航法衛星信号の受信信号強度や信号対雑音比等によって測位、時刻同期に使用する衛星信号に対して信号処理の際に重みづけをする方法では、直接波として受信可能な可視衛星信号の数よりも直接波を伴わないマルチパス信号として受信される不可視衛星信号の数の方が大きい場合、相対的に不可視衛星信号の寄与が大きくなる可能性があり、結果的に精度の劣化を回避できないことがあった。
可視衛星として受信される可能性の高い、仰角の大きい衛星に重みづけを行う方法では、衛星の経時的な位置によっては仰角の大きい衛星数が減少し、相対的に不可視衛星信号の寄与が大きくなる可能性があり、結果的に精度の劣化を回避できないことがあった。
反射信号の円偏波の旋転方向が反転することを利用し、円偏波に依存するアイソレーション特性を有する航法衛星アンテナによって奇数回反射した航法衛星信号の信号強度を減衰させる方法である。この方法では、マルチパス信号の受信強度をある程度減衰することは可能であるが、航法衛星信号受信装置の受信感度以上の強度の信号は受信できてしまい、マルチパス信号の影響を排除できない可能性がある。さらに2回反射する信号に対しては旋転方向がさらに反転して元に戻るので減衰は得られない。そのため測位、時刻同期に使用するのに適切でない信号を十分に排除できないことがあった。
航法衛星アンテナの鉛直上方向の指向性により地面や低仰角からの反射波を減衰させる方法である。この方法は、上記と同様、反射波の受信信号強度をある程度は減衰することはできても、使用するのに適切でない信号を十分に排除できないことがあった。
複数の航法衛星システムを組合せて使用する、いわゆるマルチGNSSの利用形態ではより多くの可視衛星数を確保できるため、精度を向上する上で有効であるが、統計的処理により衛星選択を行う方法では受信した航法衛星信号数の増大に伴い信号の処理負荷が指数関数的に増加する課題がある。このため航法衛星信号受信装置の信号処理のリソースの制限から衛星選択のための演算が実施できない、あるいは計算時間を要し、タイムリーに衛星選択を行うことができない場合があった。
URL: http://sys.qzss.go.jp/dod/archives/pnt.html
2…支持台
3…方位計
4…航法衛星信号受信装置
41…航法衛星信号受信部
42…衛星軌道情報取得部
43…設置位置情報取得部
44…方位マスク生成部
45…測位・時刻同期処理部
46…時刻情報生成部
47…位置情報生成部
Claims (8)
- 複数の航法衛星から受信した航法衛星信号に基づき測位処理又は前記航法衛星との時刻同期処理の少なくとも一方を行う航法衛星システム受信装置において、
前記航法衛星の軌道情報を取得する軌道情報取得手段と、
前記航法衛星システム受信装置の設置位置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記航法衛星システム受信装置の近傍にある障害物の壁面が延在する方位の方位情報を取得する方位情報取得手段と、
測位処理又は時刻同期処理における処理対象とする航法衛星を選別するためのマスク領域を前記方位情報に基づき算出するマスク領域算出手段とを備え、
前記軌道情報及び前記位置情報に基づき前記航法衛星システム受信装置を基準とした各航法衛星の方位及び仰角を算出し、算出した方位及び仰角並びに前記マスク領域に基づき処理対象とする航法衛星を選別し、選別した航法衛星から受信した航法衛星信号に基づき測位処理又は時刻同期処理の少なくとも一方を行う航法衛星信号処理手段とを備えた
ことを特徴とする航法衛星システム受信装置。 - 前記マスク領域は、前記航法衛星システム受信装置の設置位置を中心とする極座標において、前記障害物の壁面に対して開空間側に向かう方位と直交する両方位を境界として、前記障害物の壁面に対して開空間側に向かう方位と反対側の領域と等しい又は包含される
ことを特徴とする請求項1記載の航法衛星システム受信装置。 - 前記マスク領域は、前記航法衛星システム受信装置の設置位置を中心とする極座標において、少なくとも方位についての閾値によって規定される境界を含む
ことを特徴とする請求項1又は2記載の航法衛星システム受信装置。 - 前記マスク領域は、前記航法衛星システム受信装置の設置位置を中心とする極座標において、仰角についての閾値によって規定される境界を含む
ことを特徴とする請求項3記載の航法衛星システム受信装置。 - 前記方位情報取得手段は、前記障害物の壁面に対して所定の方位に向けて設置された方位計を含む
ことを特徴とする請求項1乃至4何れか1項記載の航法衛星システム受信装置。 - 前記方位情報取得手段は、前記航法衛星システム受信装置のアンテナを支持する支持台を含むとともに、前記方位計は前記支持台に設けられている
ことを特徴とする請求項5記載の航法衛星システム受信装置。 - 複数の航法衛星から受信した航法衛星信号に基づき測位処理又は前記航法衛星との時刻同期処理の少なくとも一方を行う航法衛星システム受信装置における航法衛星信号処理方法であって、
軌道情報取得手段が、前記航法衛星の軌道情報を取得するステップと、
位置情報取得手段が、前記航法衛星システム受信装置の設置位置の位置情報を取得するステップと、
方位情報取得手段が、前記航法衛星システム受信装置の近傍にある障害物の壁面が延在する方位の方位情報を取得するステップと、
マスク領域算出手段が、測位処理又は時刻同期処理における処理対象とする航法衛星を選別するためのマスク領域を前記方位情報に基づき算出するステップと、
航法衛星信号処理手段が、前記軌道情報及び前記位置情報に基づき前記航法衛星システム受信装置を基準とした各航法衛星の方位及び仰角を算出し、算出した方位及び仰角並びに前記マスク領域に基づき処理対象とする航法衛星を選別し、選別した航法衛星から受信した航法衛星信号に基づき測位処理又は時刻同期処理の少なくとも一方を行うステップとを備えた
ことを特徴とする航法衛星システム受信装置における航法衛星信号処理方法。 - コンピュータを、前記請求項1乃至6何れか1項記載の、軌道情報取得手段、位置情報取得手段、マスク領域算出手段、及び、航法衛星信号処理手段として機能させる
ことを特徴とする航法衛星システム受信装置における航法衛星信号処理プログラム。
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C13 | Notice of reasons for refusal |
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A521 | Request for written amendment filed |
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