JP2022545327A - 反射したgnss信号に対する感度を高めること - Google Patents
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Abstract
Description
スマートフォン、ウェアラブルコンピューティングデバイス、車載ナビゲーションシステム、およびその他の種類のデバイスは、GPS(Global Positioning System)、およびその他のGNSS(Global Navigation Satellites System)を利用して位置および速度の特定を行うように構成された受信機を備えている場合が多い。GPSは、正確な軌道で地球を巡回しながら測位信号(すなわち、信号)を送信するように構成された複数の衛星から構成されるネットワークを必要とする、衛星に基づいたナビゲーションシステムである。各衛星は、衛星が各信号を送信した時刻および衛星の位置情報の表示など、受信機が使用する情報を含んだ信号を送信する。GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS、およびIRNSSなど、その他のGNSSも同様に動作し、位置の特定に用いられる場合もある。
受信機が十分な信号(たとえば、4つの信号)をGNSS衛星から直接受信することができないいくつかの状況が生じ得る。特に、建物、陸上の構造物(たとえば、山)、およびその他の構造物が、衛星と受信機との間の直接路を遮ることによって信号を受信することを妨げ得る。本明細書では、建物またはその他の構造物による「干渉/邪魔/妨げ」は、信号の遮断および/または反射、回折、ならびに散乱を意味し得る。干渉の結果、受信機は、受信機に到達する前に1つ以上の建物を反射した後の反射という形態で衛星からの信号を間接的に受信するであろう。受信機が位置および速度の特定について反射に依拠している場合、この反射では、あまり正確でない結果がもたらされる。したがって、本明細書において示す例示的な実施の形態は、反射信号を用いてコヒーレント積分を行って、当該反射信号のSN比を上げることを可能にすることより、次の位置および速度の算出の精度を改善することができる技術に関係する。
本明細書において、例示的な方法およびシステムを説明する。「例(example)」、「典型的(exemplary)」、および「例示(illustrative)」という単語は、「例、具体例、または例示として用いられる」という意味で本明細書において使用されていることを理解されたい。「例」、「典型的」、もしくは「例示」であるとして本明細書において説明されるいずれの実施態様もしくは特徴も、必ずしもその他の実施態様もしくは特徴よりも好ましいまたは有利であると解釈されない。
Claims (21)
- 方法であって、
移動中の受信機が、前記受信機に到達する前に反射面に反射した特定の測位信号を識別するステップと、
前記特定の測位信号を識別したことに基づいて、前記特定の測位信号を送信した衛星の反射衛星位置を特定するステップとを含み、前記反射衛星位置は、前記反射面に対して前記衛星の位置を反映することによって特定され、前記方法は、さらに、
前記衛星の反射衛星位置までの方向ベクトルを求めるステップと、
前記反射衛星位置までの前記方向ベクトルに基づいて、コヒーレント積分をしきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップとを含む、方法。 - 複数の衛星から複数の測位信号を受信するステップと、
コヒーレント積分を前記しきい値期間行ったことに基づいて、前記特定の測位信号および前記複数の測位信号を用いて前記受信機の位置を特定するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記受信機は、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記受信機に到達する前に前記反射面に反射した前記特定の測位信号を識別するステップは、
前記受信機の位置に基づいて、反射面の定義済みマップを用いて前記特定の測位信号を識別するステップを含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップは、
前記衛星から前記特定の測位信号を受信するときに前記方向ベクトルに沿った指向性利得を上げるステップをさらに含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップは、
前記受信機の周波数を調整して前記衛星からの前記特定の測位信号のドップラーに一致させるステップをさらに含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップは、さらに、1つ以上の異なる方向から前記受信機に到来する信号を分離させることを可能にする、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。
- 複数の衛星から複数の測位信号を受信するステップと、
前記複数の測位信号を用いて、移動中の前記受信機の速度を特定するステップとをさらに含み、
コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップは、前記受信機の速度にさらに基づく、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 複数の衛星から複数の測位信号を受信するステップと、
反射面の定義済みマップおよび各測位信号に含まれる情報に基づいて、前記複数の測位信号の中から、LOS(Line-of-Sight)衛星から送信された第1組の測位信号と、NLOS(Non-Line-of-Sight)衛星から送信された第2組の測位信号とを識別するステップとをさらに含む、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記複数の測位信号のうち、前記第1組の測位信号または前記第2組の測位信号に該当しない1つ以上の測位信号を破棄するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記第1組の測位信号が3つ以下の測位信号を含むと判断するステップと、
前記第1組の測位信号が3つ以下の測位信号を含むと判断したことに基づいて、前記第1組の測位信号と、前記第2組の測位信号のうち少なくとも1つの測位信号との組合せを用いて前記受信機の位置および速度を特定するステップとをさらに含む、請求項10に記載の方法。 - 前記第1組の測位信号と前記第2組の測位信号のうち前記少なくとも1つの測位信号との組合せを用いて前記受信機の位置および速度を特定するステップは、
前記第1組の測位信号に含まれる各測位信号に第1の重みを割り当てるステップと、
前記第2組の測位信号に含まれる各測位に前記第1の重みよりも小さい第2の重みを割り当てるステップと、
加重平均分析に基づいて、前記第1組の測位信号と前記第2組の測位信号のうち前記少なくとも1つの測位信号との組合せを用いて前記受信機の位置および速度を特定するステップとを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記第1組の測位信号と前記第2組の測位信号のうち前記少なくとも1つの測位信号との組合せを用いて前記受信機の位置および速度を特定するステップは、
前記第2組の測位信号の中から用いられる測位信号の各々について、
所与の測位信号を送信した所与の衛星の反射衛星位置を特定するステップと、
前記反射衛星位置までの方向ベクトルを求めるステップと、
前記反射衛星位置までの前記方向ベクトルに基づいて、コヒーレント積分をしきい値期間行って前記所与の測位信号のSN比を上げるステップと、
コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記セットされた第2の測位信号のうち1つ以上の信号の前記SN比を上げたことに基づいて前記受信機の位置および速度を特定するステップとを含む、請求項11または12に記載の方法。 - LOS衛星からの測位信号および逐次カルマンフィルタのみを用いて前記受信機の次の位置および次の速度を特定するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記受信機に到達する前に前記反射面に反射した前記特定の測位信号を識別するステップは、
前記特定の測位信号が前記受信機に到達する前に第1の反射面および第2の反射面を反射したと判断するステップと、
前記特定の測位信号が前記受信機に到達する前に前記第1の反射面および前記第2の反射面を反射したと判断したことに基づいて、前記特定の測位信号を送信した前記衛星の第1の反射衛星位置を特定するステップとを含み、前記第1の反射衛星位置は、前記第1の反射面に対して前記衛星の位置を反映することによって特定され、前記受信機に到達する前に前記反射面に反射した前記特定の測位信号を識別するステップは、さらに、
前記衛星の前記第1の反射衛星位置を特定したことに基づいて、前記衛星の第2の反射衛星位置を特定するステップを含み、前記第2の反射衛星位置は、前記第2の反射面に対して前記第1の反射衛星位置を反映させることによって特定される、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 - 前記衛星の前記反射衛星位置までの前記方向ベクトルを求めるステップは、
前記第2の反射衛星位置までの特定の方向ベクトルを求めるステップを含み、
コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップは、
前記第2の反射衛星位置までの前記特定の方向ベクトルに基づいてコヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるステップを含む、請求項15に記載の方法。 - システムであって、
受信機と、
プロセッサとを備え、前記プロセッサは、
移動中の受信機に到達する前に反射面に反射した特定の測位信号を識別し、
前記特定の測位信号を識別したことに基づいて、前記特定の測位信号を送信した衛星の反射衛星位置を特定するように構成され、前記反射衛星位置は、前記反射面に対して前記衛星の位置を反映することによって特定され、前記プロセッサは、さらに、
前記衛星の反射衛星位置までの方向ベクトルを求め、
前記反射衛星位置までの前記方向ベクトルに基づいて、コヒーレント積分をしきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるように構成される、システム。 - 前記プロセッサは、さらに、
複数の衛星から複数の測位信号を受信し、
コヒーレント積分を前記しきい値期間行ったことに基づいて、前記特定の測位信号および前記複数の測位信号を用いて前記受信機の位置を特定するように構成される、請求項17に記載のシステム。 - 前記プロセッサは、さらに、
複数の衛星から複数の測位信号を受信し、
前記複数の測位信号を用いて、移動中の前記受信機の速度を特定し、
前記受信機の速度に基づいて、コヒーレント積分を前記しきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げるように構成される、請求項17または18に記載のシステム。 - 命令を格納するように構成された非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムに機能を実行させ、前記機能は、
移動中の受信機に到達する前に反射面に反射した特定の測位信号を識別する機能と、
前記特定の測位信号を識別したことに基づいて、前記特定の測位信号を送信した衛星の反射衛星位置を特定する機能とを含み、前記反射衛星位置は、前記反射面に対して前記衛星の位置を反映することによって特定され、前記機能は、さらに、
前記衛星の反射衛星位置までの方向ベクトルを求める機能と、
前記反射衛星位置までの前記方向ベクトルに基づいて、コヒーレント積分をしきい値期間行って前記特定の測位信号のSN比を上げる機能とを含む、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体。 - 命令を格納するように構成された非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記命令は、コンピューティングシステムによって実行されると、前記コンピューティングシステムに請求項1~16のいずれか1項に記載の方法を実行させる、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
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