JP2021135060A - Positioning processing device and positioning processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、GNSS(Global Navigation Satellite System)による測定位置を補正する技術に関する。 An embodiment of the present invention relates to a technique for correcting a measurement position by a GNSS (Global Navigation Satellite System).
GNSSによって測定された移動体の測定位置の精度を向上させる技術としてRTK(RealTime Kinematic)‐GNSS(以下、RTK−GNSSと呼称)が知られている。このRTK−GNSSは、移動体に備えらえたGNSS受信機である移動局と、移動体と通信可能な地点に設置された基地局(固定局)とを備え、基地局において生成された補正情報を用いて移動局による測定位置を補正するものである。 RTK (RealTime Kinetic) -GNSS (hereinafter referred to as RTK-GNSS) is known as a technique for improving the accuracy of the measurement position of a moving body measured by GNSS. This RTK-GNSS includes a mobile station which is a GNSS receiver provided in the mobile body and a base station (fixed station) installed at a point where communication with the mobile body is possible, and correction information generated in the base station. Is used to correct the measurement position by the mobile station.
また、各地に設置された基準局である電子基準点を用いて測定位置の精度を向上させる技術としてネットワーク型−RTK−GNSSがあり、このネットワーク型RTK−GNSSの1つとしてVRS(Virtual Reference Station)−RTK−GNSSが知られている。このVRS−RTK−GNSSは、多数の電子基準点による電子基準網による測定情報から、移動体近傍に位置する仮想基準点における補正情報を生成し、この補正情報を用いて移動局による測定位置を補正するものである。 In addition, there is a network type-RTK-GNSS as a technology for improving the accuracy of the measurement position by using an electronic reference point which is a reference station installed in various places, and VRS (Virtual Reference Station) is one of the network type RTK-GNSS. -RTK-GNSS is known. This VRS-RTK-GNSS generates correction information at a virtual reference point located near the moving body from the measurement information by the electronic reference network by a large number of electronic reference points, and uses this correction information to determine the measurement position by the mobile station. It is to correct.
また、GNSSとして、アメリカ合衆国により運用されるGPS(Global Positioning System)、ロシア連邦により運用されるGLONASS(Global Navigation Satellitee System)、欧州連合により運用されるGalileo、中華人民共和国により運用されるBeiDou、日本により運用されるQZSS(Quasi−Zenith Satellite System)などが知られている。これらのGNSSは、状況に応じて併用される。 In addition, as GNSS, GPS (Global Positioning System) operated by the United States, GLONASS (Global Navigation Satellite System) operated by the Russian Federation, Galileo operated by the European Union, BeiDou operated by the People's Republic of China, and Japan. QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) and the like to be operated are known. These GNSS are used together depending on the situation.
なお、関連する技術として、GPSやGLONASSなどの複数の測位システムの測位信号を組み合わせて用いて測位演算処理が実行可能に構成され、捕捉衛星毎に擬似距離の散布度を算出する散布度算出部と、散布度が所定の閾値以上となっている捕捉衛星は測位演算処理に使用しない衛星に設定するフィルタ部と、捕捉衛星の総数に対する不使用衛星の数の比である削除率に基づいて周辺環境がオープンスカイであるか否かを判定する環境判定部とを備え、周辺環境がオープンスカイであると判定している場合には、対応している複数の測位システムのうち、平均的な測位精度がよい測位システムだけを用いて測位演算処理を実施する測位装置、が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a related technology, a dispersion degree calculation unit that is configured to be able to execute positioning calculation processing by combining positioning signals of a plurality of positioning systems such as GPS and GLONASS, and calculates the dispersion degree of a pseudo distance for each captured satellite. For captured satellites whose dispersal degree is equal to or higher than a predetermined threshold, the filter unit is set for satellites that are not used for positioning calculation processing, and the periphery is based on the deletion rate, which is the ratio of the number of unused satellites to the total number of captured satellites. It is equipped with an environment judgment unit that determines whether the environment is open sky, and if it is determined that the surrounding environment is open sky, it is an average positioning among a plurality of compatible positioning systems. A positioning device that performs positioning calculation processing using only a highly accurate positioning system is known (see, for example, Patent Document 1).
RTK−GNSSやネットワーク型RTK−GNSSは複数種類存在し、それぞれのシステムにおいて、補正情報が基づくGNSSは統一されておらず、例えば、RTK−GNSSを構成するある基地局装置においてはGPS衛星とGLONASS衛星とによる測定位置に対する補正情報を生成し、他の基地局装置においてはGPS衛星とGalileo衛星とによる測定位置に対する補正情報を生成するような状況がある。 There are multiple types of RTK-GNSS and network type RTK-GNSS, and the GNSS based on the correction information is not unified in each system. For example, in a certain base station device constituting RTK-GNSS, GPS satellites and GLONASS There is a situation in which correction information for the measurement position by the satellite is generated, and correction information for the measurement position by the GPS satellite and the Galileo satellite is generated in other base station devices.
移動局における位置測定において、補正情報による補正対象とは異なる種類の測位衛星システムからのGNSS信号を用いた場合、補正情報により測定位置を適切に補正することができないため、一部の衛星からのGNSS信号のみを用いることとなり、結果として、測定位置の精度が低下する。 When a GNSS signal from a positioning satellite system different from the correction target by the correction information is used in the position measurement at the mobile station, the measurement position cannot be properly corrected by the correction information, so that the measurement position cannot be properly corrected by some satellites. Only the GNSS signal will be used, and as a result, the accuracy of the measurement position will decrease.
また、測位地域などによって適切な測位衛星システムが異なるため、単に補正情報による補正対象である測位衛星システムからのGNSS信号を用いた場合、適切ではない測位衛星システムによる測位が行われることとなる。 Further, since the appropriate positioning satellite system differs depending on the positioning area and the like, if the GNSS signal from the positioning satellite system that is the correction target based on the correction information is simply used, the positioning by the inappropriate positioning satellite system will be performed.
このように、適切な測位衛星システムの選択は、補正情報による測位対象、測位地域などを考慮する必要があるため、RTK−GNSSやネットワーク型RTK−GNSSを運用する運用者が専門的な知識なしに移動局における位置測定に用いる測位衛星システムを適切に選択することは困難であり、したがって、RTK−GNSSやネットワーク型RTK−GNSSの運用が煩雑となってしまう、という問題がある。 In this way, when selecting an appropriate positioning satellite system, it is necessary to consider the positioning target based on the correction information, the positioning area, etc., so the operator who operates RTK-GNSS or network-type RTK-GNSS does not have specialized knowledge. In addition, it is difficult to appropriately select a positioning satellite system used for position measurement in a mobile station, and therefore, there is a problem that the operation of RTK-GNSS and network type RTK-GNSS becomes complicated.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、移動局における測位に用いる測位衛星システムをより容易に選択することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of more easily selecting a positioning satellite system used for positioning in a mobile station.
上述した課題を解決するため、本実施形態の測位処理装置は、測位衛星システムから送信されるGNSS信号に基づいて自装置の位置を測定する測位処理装置であって、基地局装置またはサーバ装置から送信された補正情報を取得する情報取得部と、前記取得された補正情報と、測位衛星システムに優先順位を付す選択情報とに基づいて、少なくとも1つ以上の測位衛星システムを選択する選択部と、前記選択された測位衛星システムから送信されるGNSS信号を受信するように受信機を設定する受信設定部と、前記受信機により受信されたGNSS信号に基づいて前記自装置の測定位置を算出する位置算出部と、前記取得された補正情報に基づいて前記測定位置を補正する位置補正部とを備える。 In order to solve the above-mentioned problems, the positioning processing device of the present embodiment is a positioning processing device that measures the position of its own device based on a GNSS signal transmitted from a positioning satellite system, and is from a base station device or a server device. An information acquisition unit that acquires transmitted correction information, and a selection unit that selects at least one or more positioning satellite systems based on the acquired correction information and selection information that prioritizes positioning satellite systems. , The reception setting unit that sets the receiver to receive the GNSS signal transmitted from the selected positioning satellite system, and the measurement position of the own device is calculated based on the GNSS signal received by the receiver. It includes a position calculation unit and a position correction unit that corrects the measurement position based on the acquired correction information.
本発明によれば、移動局における測位に用いる測位衛星システムをより容易に選択することができる。 According to the present invention, it is possible to more easily select a positioning satellite system used for positioning in a mobile station.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(測位システムの全体構成)
まず、本実施形態に係る測位システムの全体構成について説明する。図1は、実施形態に係る測位システムの全体構成を示す概略図である。図2は、トラクタの構成を示す概略図である。
(Overall configuration of positioning system)
First, the overall configuration of the positioning system according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an overall configuration of a positioning system according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of a tractor.
図1に示すように、本実施形態に係る測位システムは、基地局(固定局)と移動局とを含むRTK−GNSSであり、移動体としてのトラクタ1、GNSS衛星群2、基地局装置3を備える。トラクタ1は、農業用の作業車両であり、測位システムにおける測位対象である。GNSS衛星群2は、地球上を周回するGNSS衛星のうち、トラクタ1及び基地局装置3の測位に用いられる複数のGNSS衛星を示す。
As shown in FIG. 1, the positioning system according to the present embodiment is an RTK-GNSS including a base station (fixed station) and a mobile station, and is a
基地局装置3は、所定の範囲を移動するトラクタ1と無線通信可能な地点に設置され、GNSS衛星群2のそれぞれにより送出されたGNSS信号(測位信号)を受信し、受信したGNSS信号に基づいて補正情報を生成する。
The
図2に示すように、トラクタ1は、車体に2つの前輪と2つの後輪とを備えて前輪により操舵可能且つ運転者Dが搭乗可能に構成された作業車両であり、車体には、GNSS衛星群2によるGNSS信号を受信するともに基地局装置3との無線通信を行うとともに、トラクタ1の測定位置の算出を行う測位処理装置11、及びトラクタ1の自動操舵に係る設定を確認、入力を行うコンソール装置12、測位処理装置11により算出されたトラクタ1の測位位置に基づいて、トラクタ1をコンソール装置12により設定された経路に沿って走行するように制御するための指示を出力する駆動制御装置13(図3参照)、駆動制御装置13による指示に基づいてハンドル角をトラクタ1の操舵系に入力する入力軸(不図示)を駆動する操舵駆動装置14が備え付けられる。なお、トラクタ1は無人車両であっても良い。
As shown in FIG. 2, the
(ハードウェア構成)
測位処理装置、基地局装置のハードウェア構成について説明する。図3は、測位処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図4は、基地局装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
(Hardware configuration)
The hardware configuration of the positioning processing device and the base station device will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of the positioning processing device. FIG. 4 is a block diagram showing a hardware configuration of the base station apparatus.
図3に示すように、測位処理装置11は、ハードウェアとして、GNSS受信機111、無線通信部112、MPU(Micro Processing Unit)121、RAM(Random Access Memory)122、記憶装置123、入出力I/F(Interface)124を備える。また、コンソール装置12は、運転者Dによりトラクタ1の自動操舵に係る設定を確認、入力可能な装置である。なお、測位処理装置11のハードウェアを分けて、GNSS受信機111、無線通信部112をアンテナユニットとして構成し、MPU121、RAM122、記憶装置123、入出力I/F124を演算処理装置として構成しても良い。
As shown in FIG. 3, as hardware, the
GNSS受信機111はGNSS衛星群2から送出されたGNSS信号を受信し、無線通信部112は基地局装置3との無線通信を行う。MPU121及びRAM122は協働して後述する各種機能を実行し、記憶装置123は各種機能により実行される処理に用いられる各種データを記憶する。外部I/F124は、外部装置としてのコンソール装置12、駆動制御装置13とのデータの入出力を行うためのインターフェイスである。なお、MPU121及びRAM122が協働して実行する各種機能はネットワークを介して接続された他のコンピュータ上で実行しても良い。
The
図4に示すように、基地局装置3は、ハードウェアとして、MPU301、RAM302、無線通信部303、GNSS受信機304を備える。GNSS受信機304はGNSS衛星群2から送出されたGNSS信号を受信する。無線通信部303は測位処理装置11との無線通信を行う。MPU301及びRAM302は協働してGNSS受信機304により受信されたGNSS信号に基づいて基地局装置3の位置を示す測定位置情報、及び測定位置を補正するための補正情報の生成を行うとともに、無線通信部303を介して測定位置情報及び補正情報を測位処理装置11へ送信する。
As shown in FIG. 4, the
(機能構成)
測位処理装置の機能構成について説明する。図5は、測位処理装置の機能構成を示すブロック図である。
(Functional configuration)
The functional configuration of the positioning processing device will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the positioning processing device.
図5に示すように、測位処理装置11は、機能として、情報取得部101、選択部102、受信設定部103、位置算出部104、位置補正部105を備える。
As shown in FIG. 5, the
情報取得部101は、基地局装置3から補正情報を取得する。選択部102は、補正情報と後述する選択情報とに基づいて、GNSS信号の取得対象である衛星測位システムを選択する。受信設定部103は、選択部102により選択された衛星測位システムに属する衛星からのGNSS信号を受信するように、測位処理装置11におけるGNSS受信機111を設定する。
The
位置算出部104は、GNSS受信機111により受信されたGNSS信号に基づいて、測位処理装置11の測定位置、即ち測位処理装置11が備え付けられるトラクタ1の測定位置を算出する。位置補正部105は、補正情報に基づいて、トラクタ1の測定位置を補正する。
The
(選択情報)
選択情報について説明する。図6は、選択情報を示す図である。
(Selection information)
The selection information will be described. FIG. 6 is a diagram showing selection information.
図6に示すように、選択情報は、カラムとしての優先順位と衛星測位システムとを対応付ける少なくとも1つ以上のレコードを有し、測位処理装置11の記憶装置123に格納される。測位衛星システムは、GNSS信号を受信すべきGNSSシステムの組を示す。優先順位は、値が低いほど高い優先順位を示す。
As shown in FIG. 6, the selection information has at least one or more records that associate the priority as a column with the satellite positioning system, and is stored in the
図6においては、いずれのレコードについても、GPSと他の1つの衛星測位システムとを含む2つの衛星測位システムの組が含まれているが、1つの衛星測位システムのみが含まれても良く、また、3つ以上の衛星測位システムの組が含まれていても良い。つまり、選択情報における1つのレコードは、優先度と、少なくとも1つ以上の衛星測位システムとを対応付けるものであれば良い。なお、1つの衛星測位システムは、この衛星測位システムに含まれる衛星を一意に示す識別子の集合と対応付けられる。 In FIG. 6, each record includes a set of two satellite positioning systems including GPS and one other satellite positioning system, but may include only one satellite positioning system. Further, a set of three or more satellite positioning systems may be included. That is, one record in the selection information may be any association between the priority and at least one or more satellite positioning systems. In addition, one satellite positioning system is associated with a set of identifiers uniquely indicating the satellites included in this satellite positioning system.
この選択情報は、衛星測位に関する専門知識を有する測位処理装置11の販売者、保守者によって、予め測位処理装置11の記憶装置123に格納されるものとし、測位システムが運用される地域を考慮して優先順位や衛星測位システムの組み合わせなどが設定される。
This selection information shall be stored in advance in the
(設定処理)
測位処理装置における設定処理について説明する。図7は、設定処理の動作を示すフローチャートである。なお、この設定処理は、測位処理装置におけるGNSS信号の受信に先立って実行されるものとする。
(Setting process)
The setting process in the positioning processing device will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the setting process. It should be noted that this setting process is executed prior to the reception of the GNSS signal in the positioning processing device.
図7に示すように、まず、情報取得部101が、無線通信部112を介して、基地局装置3により送信された補正情報を取得し(S101)、選択部102が選択情報を参照し、選択情報における未選択の測位衛星システムのうち、優先順位が最も高い測位衛星システムを選択する(S102)。
As shown in FIG. 7, first, the
次に、受信設定部103は、選択部102により選択された測位衛星システムが情報取得部101により取得された補正情報による補正対象であるか否かを判定する(S103)。補正情報には、補正対象とする衛星の識別子が含まれており、受信設定部103は、補正情報に含まれる識別子が、選択された測位衛星システムにおける衛星の識別子とが一致するか否かを判定することによって、選択された測位衛星システムが補正情報による補正対象であるか否かを判定する。
Next, the
選択された測位衛星システムが補正情報による補正対象である場合(S103,YES)、受信設定部103は、選択された測位衛星システムに属する衛星からのGNSS信号を受信するようにGNSS受信機111を設定する(S104)。
When the selected positioning satellite system is the correction target by the correction information (S103, YES), the
一方、選択された測位衛星システムが補正情報による補正対象ではない場合(S103,NO)、選択部102は、選択情報における未選択の測位衛星システムのうち、優先順位が最も高い測位衛星システムを選択する(S102)。
On the other hand, when the selected positioning satellite system is not the correction target by the correction information (S103, NO), the
このように、測位衛星システムと優先順位とを対応付ける選択情報と、補正対象とする衛星を示す識別子を含む補正情報とに基づいて、移動局における測位に用いる測位衛星システムを選択することにより、自動的に適切な測位衛星システムを選択することができ、延いては、測位システムの運用をより容易にすることができる。 In this way, by selecting the positioning satellite system used for positioning in the mobile station based on the selection information for associating the positioning satellite system with the priority and the correction information including the identifier indicating the satellite to be corrected, it is automatically performed. A suitable positioning satellite system can be selected, and the operation of the positioning system can be facilitated.
なお、本実施形態においては、基地局装置3により生成される補正情報に基づいて測位衛星システムを選択するものとしたが、Ntrip(The Networked Transport of RTCM via Internet Protocol)サーバ装置により生成された補正情報に基づいて選択しても良い。また、Ntripサーバ装置により生成される補正情報は、基地局装置3の位置である基準点における補正情報、電子基準網による測定情報に基づく仮想基準点における補正情報のいずれであっても良い。
In the present embodiment, the positioning satellite system is selected based on the correction information generated by the
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 The embodiments of the present invention are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. This novel embodiment can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
11 測位処理装置
101 情報取得部
102 選択部
103 受信設定部
104 位置算出部
105 位置補正部
11
Claims (4)
基地局装置またはサーバ装置から送信された補正情報を取得する情報取得部と、
前記取得された補正情報と、測位衛星システムに優先順位を付す選択情報とに基づいて、少なくとも1つ以上の測位衛星システムを選択する選択部と、
前記選択された測位衛星システムから送信されるGNSS信号を受信するように受信機を設定する受信設定部と、
前記受信機により受信されたGNSS信号に基づいて前記自装置の測定位置を算出する位置算出部と、
前記取得された補正情報に基づいて前記測定位置を補正する位置補正部と
を備える測位処理装置。 A positioning processing device that measures the position of its own device based on the GNSS signal transmitted from the positioning satellite system.
An information acquisition unit that acquires correction information transmitted from a base station device or server device,
A selection unit that selects at least one or more positioning satellite systems based on the acquired correction information and selection information that prioritizes the positioning satellite system.
A reception setting unit that sets the receiver to receive the GNSS signal transmitted from the selected positioning satellite system, and a reception setting unit.
A position calculation unit that calculates the measurement position of the own device based on the GNSS signal received by the receiver, and a position calculation unit.
A positioning processing device including a position correction unit that corrects the measurement position based on the acquired correction information.
前記選択部は、前記選択情報に基づいて、前記補正情報に示される測位衛星システムのうち、前記選択情報において付された優先順位が最も高い測位衛星システムの組を選択することを特徴とする請求項2に記載の測位処理装置。 The selection information adds priority to a set of multiple positioning satellite systems.
The claim is characterized in that, based on the selection information, the selection unit selects a set of positioning satellite systems having the highest priority attached in the selection information among the positioning satellite systems shown in the correction information. Item 2. The positioning processing apparatus according to item 2.
前記コンピュータを、
基地局装置またはサーバ装置から送信された補正情報を取得する情報取得部と、
前記取得された補正情報と、測位衛星システムに優先順位を付す選択情報とに基づいて、少なくとも1つ以上の測位衛星システムを選択する選択部と、
前記選択された測位衛星システムから送信されるGNSS信号を受信するように受信機を設定する受信設定部と、
前記受信機により受信されたGNSS信号に基づいて前記自装置の測定位置を算出する位置算出部と、
前記取得された補正情報に基づいて前記測定位置を補正する位置補正部として機能させる測位処理プログラム。 A positioning processing program executed by a computer that measures the position of its own device based on the GNSS signal transmitted from the positioning satellite system.
The computer
An information acquisition unit that acquires correction information transmitted from a base station device or server device,
A selection unit that selects at least one or more positioning satellite systems based on the acquired correction information and selection information that prioritizes the positioning satellite system.
A reception setting unit that sets the receiver to receive the GNSS signal transmitted from the selected positioning satellite system, and a reception setting unit.
A position calculation unit that calculates the measurement position of the own device based on the GNSS signal received by the receiver, and a position calculation unit.
A positioning processing program that functions as a position correction unit that corrects the measurement position based on the acquired correction information.
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WO2023022227A1 (en) | 2021-08-20 | 2023-02-23 | 株式会社レゾナック | Virus-infection suppression agent |
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