JP2024055231A - Relative position detection system, relative position detection method, and phase detection device - Google Patents

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Abstract

【課題】GNSS衛星からの電波を使って、誤差数cm程度の高精度位置測位を可能とする、相対位置検出システム及び相対位置検出方法を提供する。また搬送位相検出を低消費電力で実現する位相検出装置を提供する。【解決手段】本発明の相対位置検出システム及び相対位置検出方法は、所定のUTC時刻に正確に一致した時刻で搬送波位相の瞬時値を検出し、取り得る全ての組み合わせの衛星ペアに関して前記瞬時値を用いて評価指標を求めることによって高精度の測位を実現する。また本発明の位相検出装置は、搬送波位相のサンプリング時刻を補正して搬送波位相の瞬時値を得ることにより、低消費電力でありながらUTC時刻に一致した搬送波位相のサンプリングを実現する。【選択図】図2[Problem] To provide a relative position detection system and relative position detection method that enable high-precision positioning with an error of about a few centimeters using radio waves from GNSS satellites. Also provided is a phase detection device that realizes carrier phase detection with low power consumption. [Solution] The relative position detection system and relative position detection method of the present invention realize high-precision positioning by detecting instantaneous values of carrier phase at a time that precisely matches a specified UTC time, and calculating evaluation indexes using the instantaneous values for all possible combinations of satellite pairs. Also, the phase detection device of the present invention realizes carrier phase sampling that matches UTC time while consuming low power by correcting the sampling time of the carrier phase to obtain the instantaneous value of the carrier phase. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、相対位置検出システム、相対位置検出方法及び位相検出装置に関する。 The present invention relates to a relative position detection system, a relative position detection method, and a phase detection device.

地滑り等の災害が発生しそうな危険地帯においては、地盤や構造物のわずかな変位を監視するためにGPS(Global Positioning System)、またはGNSS(Global Navigation Satellite System)を用いた地盤監視システムが提案されている。ここでGPSは米国が運営する人工衛星システムを表す用語であり、GNSSは米国を含めて日本、ヨーロッパ、中国などの国々が打ち上げた人工衛星システムを表す用語である。本発明ではGNSSに統一して説明するが、本発明がGPSに適用できることは言うまでもない。 In dangerous areas where disasters such as landslides are likely to occur, ground monitoring systems using GPS (Global Positioning System) or GNSS (Global Navigation Satellite System) have been proposed to monitor slight displacements of the ground and structures. Here, GPS is the term for the artificial satellite system operated by the United States, and GNSS is the term for the artificial satellite system launched by countries such as the United States, Japan, Europe, and China. In this invention, we will explain it in a unified manner using GNSS, but it goes without saying that the invention can also be applied to GPS.

GNSSの位置検出方法は、コード情報を検出する方法と、搬送波位相を検出する方法の2通りに大別できる。カーナビゲーションなど、広く一般的に用いられているのはコード情報を検出する方法である。GNSS衛星から送られるコード情報は約1MHzで変化するので、数メートル~十メートル程度の精度で地球上の位置(緯度、経度及び高度)を知ることができる。 GNSS position detection methods can be broadly divided into two categories: methods that detect code information and methods that detect the carrier phase. The method that detects code information is widely used in car navigation and other applications. The code information sent from GNSS satellites changes at approximately 1 MHz, so it is possible to know the position on Earth (latitude, longitude, and altitude) with an accuracy of a few meters to about 10 meters.

コード情報により位置だけでなく正確な時刻(GPS時刻)も検出できる。例えば市販GNSS受信機はGPS時刻に同期したパルス(1PPS)を提供している場合が多い。1PPSはGNSS受信機が地球上のどこにあってもGPS時刻に誤差10ナノ秒程度の高精度で合致している時刻パルスである。 The code information can detect not only the position but also the exact time (GPS time). For example, many commercially available GNSS receivers provide a pulse (1PPS) synchronized with GPS time. 1PPS is a time pulse that matches GPS time with a high degree of accuracy, with an error of about 10 nanoseconds, no matter where the GNSS receiver is located on Earth.

GPS時刻に閏秒補正を施せば全世界共通のUTC(Coordinated Universal Time)に変換できる。またUTCに9時間を加えれば日本標準時(JST)に変換できる。以降ではGNSS受信機がUTCを検出するものとして説明するが、UTCをGPS時刻、あるいはJSTと読み替えても良い。 By correcting for leap seconds, GPS time can be converted to UTC (Coordinated Universal Time), which is common throughout the world. By adding 9 hours to UTC, it can be converted to Japan Standard Time (JST). In the following explanations, we will assume that the GNSS receiver detects UTC, but UTC can also be interpreted as GPS time or JST.

コード情報よりも高い位置精度が必要な場合は、搬送波位相を検出する方法が用いられる。周波数の高い搬送波(約1.5GHz)を用いることにより、誤差数センチメートル以下の高精度で測位できることが知られている。搬送波位相を検出する方法として、RTK(Real-Time-Kinematic)、あるいはキャリア位相相対測位等の名称で呼ばれる方法があり、RTKを搭載した装置は市販されている。 When higher positioning accuracy than that provided by code information is required, a method of detecting the carrier phase is used. It is known that by using a high-frequency carrier (approximately 1.5 GHz), it is possible to perform positioning with a high degree of accuracy, with an error of less than a few centimeters. Methods for detecting the carrier phase include RTK (Real-Time-Kinematic) or carrier phase relative positioning, and devices equipped with RTK are commercially available.


例えば特許文献1には、移動体上と固定位置とに複数のアンテナを設置し、複数のGNSS衛星からの電波をそれぞれ受信して二重位相差を求め、整数バイアスNを確定させてから移動体と固定位置間のベクトル(相対位置ベクトル)を推定するキャリア位相相対測位装置が開示されている。

For example, Patent Document 1 discloses a carrier phase relative positioning device in which multiple antennas are installed on a moving body and at a fixed position, radio waves are received from multiple GNSS satellites, a double phase difference is calculated, an integer bias N is determined, and then a vector (relative position vector) between the moving body and the fixed position is estimated.

特許文献1に記載されているように、従来からの搬送波位相測位法(以降では従来法と呼ぶ)は、基準となる衛星(以降では基準衛星という)を一つ定めて二重位相差を求める測位方法である。この従来法には、次に述べる3つの問題(1)~(3)がある。(1)各衛星の電波から検出された搬送波位相の積算値(積算位相)が必要であるため、情報量が多く測位演算が難しい。(2)基準衛星からの電波を見失うと、整数バイアスNを求め直さなければならならず測位が途切れることがある。(3)基準衛星から検出された搬送波位相に雑音が混入すると、測位誤差が大きくなる。 As described in Patent Document 1, the conventional carrier phase positioning method (hereinafter referred to as the conventional method) is a positioning method in which a single reference satellite (hereinafter referred to as the reference satellite) is determined to determine the double phase difference. This conventional method has the following three problems (1) to (3). (1) Since an integrated value (integrated phase) of the carrier phase detected from the radio waves of each satellite is required, the amount of information is large and positioning calculations are difficult. (2) If the radio waves from the reference satellite are lost, the integer bias N must be calculated again, which may interrupt positioning. (3) If noise is mixed into the carrier phase detected from the reference satellite, the positioning error increases.

そこで特許文献2には、搬送波位相をUTCに同期した所定のサンプリングタイミングで瞬時値として取得し、測位する装置が開示されている。特許文献2に開示されている装置であれば、前述した(1)と(2)の問題を解決することができる。 Patent Document 2 discloses a device that acquires the carrier phase as an instantaneous value at a predetermined sampling timing synchronized with UTC and performs positioning. The device disclosed in Patent Document 2 can solve the problems (1) and (2) mentioned above.

しかし特許文献2に記載された装置であっても、(3)の問題は解決できない。また特許文献2に記載された装置ではUTCに正確に一致して搬送波位相をサンプリングしなければならないため、GNSS受信装置の動作周波数を高くしなければならず消費電力が大きいという新たな問題を生じていた。 However, even the device described in Patent Document 2 cannot solve the problem in (3). In addition, the device described in Patent Document 2 must sample the carrier phase in precise agreement with UTC, which creates a new problem of high power consumption because the operating frequency of the GNSS receiver must be increased.

特許第3532267号明細書Patent No. 3532267 特開2022-112022号公報JP 2022-112022 A

そこで本発明では、搬送波位相を用いた測位方法であって、一部の衛星からの電波が途切れた場合、あるいは搬送波位相の雑音レベルが高い場合でも高精度で安定測位を実現することの可能な、相対位置検出システム及び相対位置検出方法を提供することを目的とする。また、そのような相対位置検出システムおよび相対位置検出方法を低消費電力で実現できる位相検出装置を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a relative position detection system and a relative position detection method that are a positioning method using carrier phase and that can achieve highly accurate and stable positioning even when radio waves from some satellites are interrupted or when the noise level of the carrier phase is high. It also aims to provide a phase detection device that can achieve such a relative position detection system and relative position detection method with low power consumption.

[1]本発明の相対位置検出システムは、複数のアンテナ(2A,2B)と、前記複数のアンテナ(2A,2B)のそれぞれに接続され複数のGNSS衛星(Sat1, Sat2,Sat3,Sat4)からの電波を受信して搬送波位相の瞬時値(φA(1),φA(2),φA(3),φA(4))と(φB(1),φB(2),φB(3),φB(4))を検出する位相検出装置(3A,3B)と、前記搬送波位相の瞬時値を用いて前記複数のアンテナ(3Aと3B)間の相対位置ベクトルP'を測位する測位手段(4)とを備え、前記測位手段(4)は、前記複数のGNSS衛星から抽出した2つの衛星からなる衛星ペア(n,r)に関して前記搬送波位相の瞬時値の差分を演算して二重位相差θ(n,r)を求める二重位相差演算手段(44)と、前記GNSS衛星の衛星位置を取得する衛星位置情報取得手段(43)と、前記二重位相差θ(n,r)と前記衛星位置を用いて前記相対位置ベクトルP’の評価指標E(n,r,P')を求める評価手段(42)と、異なる前記衛星ペア(n,r)に関する前記評価指標E(n,r,P')を統合して総合評価指標Energy(P')を演算する総合評価手段(41)を含むことを特徴とする相対位置検出システム(1)である。 [1] The relative position detection system of the present invention comprises a plurality of antennas (2A, 2B), phase detection devices (3A, 3B) connected to each of the plurality of antennas (2A, 2B) for receiving radio waves from a plurality of GNSS satellites (Sat1, Sat2, Sat3, Sat4) and detecting instantaneous values of carrier phases (φA(1), φA(2), φA(3), φA(4)) and (φB(1), φB(2), φB(3), φB(4)), and a positioning means (4) for positioning a relative position vector P' between the plurality of antennas (3A and 3B) using the instantaneous values of the carrier phases, and the positioning means (4) calculates the difference in the instantaneous values of the carrier phases for a satellite pair (n, r) consisting of two satellites extracted from the plurality of GNSS satellites. The relative position detection system (1) is characterized by including a double phase difference calculation means (44) that calculates the double phase difference θ(n,r) to obtain the double phase difference θ(n,r), a satellite position information acquisition means (43) that acquires the satellite position of the GNSS satellite, an evaluation means (42) that uses the double phase difference θ(n,r) and the satellite position to obtain an evaluation index E(n,r,P') of the relative position vector P', and a comprehensive evaluation means (41) that integrates the evaluation index E(n,r,P') for the different satellite pairs (n,r) to calculate a comprehensive evaluation index Energy(P').

[2]本発明の相対位置検出システムにおいて、前記評価手段(42)は、前記衛星ペア(n,r)に関わる格子ベクトルk(n,r)を求める格子ベクトル演算手段と、前記格子ベクトルk(n,r)と前記相対位置ベクトルP'との内積を演算して理論二重位相差Φ(n,r,P')を求める理論二重差演算手段と、前記理論二重位相差Φ(n,r,P')と前記二重位相差θ(n,r)との差異を評価して前記評価指標E(n,r,P')を出力する位相差評価手段(426)とを含むものであることが好ましい。 [2] In the relative position detection system of the present invention, it is preferable that the evaluation means (42) includes a lattice vector calculation means for determining a lattice vector k(n,r) related to the satellite pair (n,r), a theoretical double difference calculation means for calculating the inner product of the lattice vector k(n,r) and the relative position vector P' to determine a theoretical double phase difference Φ(n,r,P'), and a phase difference evaluation means (426) for evaluating the difference between the theoretical double phase difference Φ(n,r,P') and the double phase difference θ(n,r) and outputting the evaluation index E(n,r,P').

[3]本発明の相対位置検出システムにおいて、前記総合評価手段(41)による総合評価は、取り得る衛星ペア(n,r)の全ての組み合わせに対する評価指標E(n,r,P’)を用いることが好ましい。 [3] In the relative position detection system of the present invention, it is preferable that the overall evaluation by the overall evaluation means (41) uses an evaluation index E(n,r,P') for all possible combinations of satellite pairs (n,r).

[4]本発明の相対位置検出システムにおいて、前記搬送波位相の瞬時値は、変化幅が2πラジアンの範囲内にあることが好ましい。 [4] In the relative position detection system of the present invention, it is preferable that the instantaneous value of the carrier phase has a change range of 2π radians.

[5]本発明の相対位置検出方法は、複数のアンテナにそれぞれ接続した複数の位相検出装置を用いて複数のGNSS衛星からの電波を受信して搬送波位相の瞬時値を検出し、前記搬送波位相の瞬時値を用いてアンテナ間の相対位置ベクトルを測位する相対位置検出方法であって、前記測位は、衛星ペア(n,r)に関する前記搬送波位相の瞬時値を用いて二重位相差を求め、前記複数のGNSS衛星の衛星位置を取得し、前記二重位相差θ(n,r)と前記衛星位置を用いて前記相対位置ベクトルP'の評価指標を求め、複数の前記衛星ペアに関する前記評価指標を総合的に評価して前記相対位置ベクトルを測位結果とすることを特徴とする相対位置検出方法である。 [5] The relative position detection method of the present invention is a relative position detection method that receives radio waves from multiple GNSS satellites using multiple phase detection devices respectively connected to multiple antennas, detects instantaneous values of carrier phases, and uses the instantaneous values of carrier phases to position a relative position vector between the antennas, characterized in that the positioning includes: determining a double phase difference using the instantaneous values of the carrier phase for a satellite pair (n, r), acquiring the satellite positions of the multiple GNSS satellites; determining an evaluation index for the relative position vector P' using the double phase difference θ(n, r) and the satellite positions; and comprehensively evaluating the evaluation indexes for the multiple satellite pairs to obtain the relative position vector as the positioning result.

[6]本発明の位相検出装置(3)は、複数のGNSS衛星から送出される電波を受信するとともに、装置時刻(Tr)における複数のGNSS衛星(n)の搬送波位相θ(n)、搬送波オフセット周波数Dp(n)、コード情報及び疑似距離Pr(n)を検出する衛星信号受信部(31)と、
前記コード情報と前記疑似距離Pr(n)を用いて前記装置時刻の誤差(Δ(n))を求める時刻誤差取得部(32)と、
前記複数の衛星信号受信部から得られた搬送波オフセット周波数Dp(n)及び前記装置時刻誤差(Δ(n))を用いて、前記搬送波位相θ(n)を補正して所定時刻(Ts)における前記搬送波位相の瞬時値φ(n)を計算する瞬時位相計算部(33)と、
前記搬送波位相の瞬時値φ(n)を伝送するデータ伝送部(35)とを含むことを特徴とする位相検出装置(3)。
[6] The phase detection device (3) of the present invention includes a satellite signal receiving unit (31) that receives radio waves transmitted from a plurality of GNSS satellites and detects the carrier phase θ(n), carrier offset frequency Dp(n), code information, and pseudorange Pr(n) of the plurality of GNSS satellites (n) at device time (Tr);
a time error acquisition unit (32) that calculates an error (Δ(n)) in the device time using the code information and the pseudorange Pr(n);
an instantaneous phase calculation unit (33) that corrects the carrier phase θ(n) using the carrier offset frequency Dp(n) and the device time error (Δ(n)) obtained from the multiple satellite signal receiving units to calculate an instantaneous value φ(n) of the carrier phase at a predetermined time (Ts);
and a data transmission section (35) that transmits the instantaneous value φ(n) of the carrier phase.

[7]本発明の位相検出装置(3)において、前記瞬時位相計算部(33)は、前記搬送波位相の瞬時値φ(n)を0~2πラジアンの範囲に限定することが好ましい。 [7] In the phase detection device (3) of the present invention, it is preferable that the instantaneous phase calculation unit (33) limits the instantaneous value φ(n) of the carrier phase to a range of 0 to 2π radians.

[8]本発明の位相検出装置(3)において、前記データ伝送部(35)は、前記搬送波位相の瞬時値φ(n)に加えて前記コード情報から検出される位置情報(緯度・経度・高度)を伝送することが好ましい。 [8] In the phase detection device (3) of the present invention, it is preferable that the data transmission unit (35) transmits position information (latitude, longitude, altitude) detected from the code information in addition to the instantaneous value φ(n) of the carrier phase.

本発明の相対位置検出システム及び相対位置検出方法は、位相検出装置から取得した搬送波位相を使って衛星ペア毎に評価指標を求め、多くの衛星ペアから得られた評価指標を統合して相対位置を検出する。従って一部の衛星からの電波が途切れた場合、あるいは搬送波位相の雑音レベルが高い場合においても高精度で安定測位を実現することの可能な、相対位置検出システム、相対位置検出方法を提供することが可能となる。 The relative position detection system and relative position detection method of the present invention use the carrier phase obtained from the phase detection device to determine an evaluation index for each satellite pair, and detect the relative position by integrating the evaluation indexes obtained from many satellite pairs. Therefore, it is possible to provide a relative position detection system and relative position detection method that can achieve highly accurate and stable positioning even when radio waves from some satellites are interrupted or when the noise level of the carrier phase is high.

また本発明の位相検出装置は、装置時刻における複数のGNSS衛星の搬送波位相、搬送波オフセット周波数、コード情報及び疑似距離を検出する衛星信号受信部と、前記複数の衛星信号受信部から得られた搬送波オフセット周波数、コード情報及び前記疑似距離を用いて、前記搬送波位相を補正して所定時刻における前記搬送波位相の瞬時値を計算する。この結果、衛星信号受信部の動作周波数を低く抑え、従来よりもさらに低消費電力の位相検出装置を実現することができる。 The phase detection device of the present invention also includes a satellite signal receiving unit that detects the carrier phase, carrier offset frequency, code information, and pseudo distance of multiple GNSS satellites at device time, and uses the carrier offset frequency, code information, and pseudo distance obtained from the multiple satellite signal receiving units to correct the carrier phase and calculate the instantaneous value of the carrier phase at a specified time. As a result, the operating frequency of the satellite signal receiving unit can be kept low, making it possible to realize a phase detection device that consumes even less power than conventional devices.

本発明の位相検出装置を使って測位演算を行う場合、測位演算部へ伝送する情報量が少なくて良い。そこで本発明では位相検出装置からの情報伝送手段としてLPWA(Low Power Wide Area)等の長距離無線伝送システムを適用できる。このとき携帯電話が圏外となるような山中に本発明の位相検出装置を設置し、山中での崖崩れを検出することが可能となる。 When performing positioning calculations using the phase detection device of the present invention, the amount of information transmitted to the positioning calculation unit can be small. Therefore, in this invention, a long-distance wireless transmission system such as LPWA (Low Power Wide Area) can be applied as a means of transmitting information from the phase detection device. In this case, the phase detection device of the present invention can be installed in the mountains where mobile phones are out of range, making it possible to detect landslides in the mountains.

従来法による搬送波位相を用いた高精度測位のコンセプト説明図である。FIG. 1 is a conceptual explanatory diagram of high-precision positioning using a carrier phase according to a conventional method. 本発明の相対位置検出システム1Aの構成例である。1 shows an example of the configuration of a relative position detection system 1A of the present invention. 本発明の測位手段4Aの測位演算を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a positioning calculation of a positioning means 4A of the present invention. 本発明の評価手段42が評価指標を求める演算(ステップS6)のフローチャートである。13 is a flowchart of a calculation (step S6) for determining an evaluation index by the evaluation means 42 of the present invention. 相対位置検出システム1Aで使われる評価手段42の構成例である。2 shows an example of the configuration of an evaluation means 42 used in the relative position detection system 1A. 本発明の位相検出装置3の構成例である。2 is a configuration example of a phase detection device 3 of the present invention. 位相検出装置3を構成する瞬時位相計算部33の構成例である。2 shows an example of the configuration of an instantaneous phase calculation unit 33 constituting the phase detection device 3. 瞬時位相計算部33の内部信号波形を模式的に表した図である。13 is a diagram showing a schematic representation of an internal signal waveform of an instantaneous phase calculation unit 33. FIG. 本発明の位相検出装置3が伝送するペイロードのフォーマット例である。4 is a diagram showing an example of a format of a payload transmitted by the phase detection device 3 of the present invention. 本発明の相対位置検出方法をシミュレーションにより確認したシミュレーション結果である。13 shows the results of a simulation performed to confirm the relative position detection method of the present invention. 本発明の相対位置検出方法をシミュレーションにより確認したシミュレーション結果である。13 shows the results of a simulation performed to confirm the relative position detection method of the present invention. 本発明の相対位置検出方法を実験確認した実験結果である。13 shows the results of an experiment conducted to experimentally confirm the relative position detection method of the present invention. 実施形態2における相対位置検出システム1Bの構成例である。13 is a configuration example of a relative position detection system 1B according to a second embodiment. 実施形態3における位相検出装置3の構成例である。13 is a configuration example of a phase detection device 3 in the third embodiment. 実施形態4における位相検出装置3が伝送するペイロードのフォーマット例である。13 is a diagram showing an example of a format of a payload transmitted by a phase detection device 3 in the fourth embodiment.

<本発明の相対位置検出方法の概要>
本発明の概要を従来法と対比しながら説明する。以降では衛星番号をカッコで囲んで表記する。例えば「衛星番号n」を「(n)」として表し、「基準衛星r」を「(r)」と表記する。また2台のアンテナ及び位相検出装置のそれぞれについて一方をAと表記し他方をBと表記する。例えば位相検出装置2Aで検出されたGNSS衛星Sat1の搬送波位相の瞬時値をφA(1)と表記する。また4つのGNSS衛星(Sat1~Sat4)を受信できた場合を例として説明するが、より多くのGNSS衛星からの電波を受信することもできる。以降では受信されたGNSS衛星の数をMと表記する。
<Outline of the relative position detection method of the present invention>
The outline of the present invention will be explained in comparison with the conventional method. In the following, satellite numbers will be written in parentheses. For example, "satellite number n" will be written as "(n)" and "reference satellite r" will be written as "(r)". In addition, for each of the two antennas and phase detection devices, one will be written as A and the other as B. For example, the instantaneous value of the carrier phase of GNSS satellite Sat1 detected by phase detection device 2A will be written as φA(1). In addition, an example will be explained in which four GNSS satellites (Sat1 to Sat4) can be received, but it is also possible to receive radio waves from more GNSS satellites. In the following, the number of received GNSS satellites will be written as M.

[従来法]
図1は、特許文献1に例示される搬送波位相を用いた高精度測位検出法を説明する図である。上空にある4つのGNSS衛星(Sat1~SAt4)からの電波が2つのアンテナ(2A及び2B)で受信され、電気信号に変換される。ここでアンテナ2Aは基準位置に設置される。2つのアンテナにはそれぞれ位相検出装置(3A及び3B)が接続され、位相検出装置によりGNSS受信が行われ、各衛星の搬送波位相(ΩA(1),ΩA(2),ΩA(3),ΩA(4))と(ΩB(1),ΩB(2),ΩB(3),ΩB(4))が検出される。測位手段4は、この搬送波位相を使って未知の場所に置かれたアンテナ2Bへの相対位置を測位して相対位置ベクトルP’を出力する。以降では2つのアンテナ間の距離Rを「基線長」と呼ぶこともある。
[Conventional method]
FIG. 1 is a diagram for explaining a high-precision positioning detection method using carrier phase as exemplified in Patent Document 1. Radio waves from four GNSS satellites (Sat1 to SAt4) in the sky are received by two antennas (2A and 2B) and converted into electrical signals. Here, antenna 2A is installed at a reference position. Phase detection devices (3A and 3B) are connected to the two antennas, respectively, and GNSS reception is performed by the phase detection devices, and the carrier phases (ΩA(1), ΩA(2), ΩA(3), ΩA(4)) and (ΩB(1), ΩB(2), ΩB(3), ΩB(4)) of each satellite are detected. Positioning means 4 uses this carrier phase to determine the relative position to antenna 2B placed at an unknown location and outputs a relative position vector P'. Hereinafter, the distance R between the two antennas may also be called the "baseline length."

測位手段4は、測位演算を行うRTK演算部49、二重位相差演算手段44及び通信手段46で構成される。 The positioning means 4 is composed of an RTK calculation unit 49 that performs positioning calculations, a dual phase difference calculation means 44, and a communication means 46.

二重位相差演算手段44は、基準衛星(r)と、他の衛星(n)から得られた搬送波位相から二重位相差θ(n,r)を出力する。この演算により電離層における伝搬遅延の変化等、様々な外乱が除去される。基準衛星(r = 1) としたとき、3組の二重位相差(θ(2,1),θ(3,1),θ(4,1))が得られる。この3組の二重位相差を使ってRTK演算部49が測位を行う。 The double phase difference calculation means 44 outputs the double phase difference θ(n,r) from the carrier phase obtained from the reference satellite (r) and other satellites (n). This calculation removes various disturbances, such as changes in propagation delay in the ionosphere. When the reference satellite is (r = 1), three pairs of double phase differences (θ(2,1), θ(3,1), θ(4,1)) are obtained. The RTK calculation unit 49 uses these three pairs of double phase differences to perform positioning.

衛星(n)からアンテナ2A、2Bまでの距離をRA(n)、RB(n)、整数バイアスをN(n)、搬送波波長(約19cm)をλとすると、3組の二重位相差は下式1で表される。
If the distances from the satellite (n) to the antennas 2A and 2B are RA(n) and RB(n), the integer bias is N(n), and the carrier wavelength (approximately 19 cm) is λ, the three sets of double phase differences are expressed by the following equation 1.

従来法では、基準衛星を同一の衛星にすること(即ち式1で下線を引いた項を同一にすること)が必要である。このためM個の衛星からの電波を受信したとき、式1の連立方程式はM-1本になる。未知数が方程式の数を上回り、このままでは式1を解くことができない。 In the conventional method, it is necessary to use the same reference satellite (i.e., the underlined terms in Equation 1 must be the same). For this reason, when radio waves are received from M satellites, the simultaneous equations in Equation 1 become M-1. The number of unknowns exceeds the number of equations, and Equation 1 cannot be solved in this state.

そこで従来法では異なる時刻において搬送波位相を取得し、式1の連立方程式を複数組用意して測位演算を行う。異なる時間で取得した搬送波位相を使うため、搬送波位相を時間積算した「積算位相」が使われる。この積算位相は情報量が多く高速通信が必要になるという欠点があった。 In the conventional method, the carrier phase is acquired at different times, and multiple sets of simultaneous equations of Equation 1 are prepared to perform positioning calculations. Since the carrier phases acquired at different times are used, an "accumulated phase" is used, which is the time-integrated carrier phase. This accumulated phase has the disadvantage that it contains a large amount of information, requiring high-speed communication.

また従来法では、一つの基準衛星に対して整数バイアスを求めるため、基準衛星の信号に雑音が強く影響すると測位結果が大きく揺らいでしまう問題点があった。さらに従来法は、基準衛星が受信できなくなると、整数バイアスを求め直さなければならず、測位が途切れる問題点もあった。 In addition, with the conventional method, an integer bias is calculated for one reference satellite, so if the reference satellite's signal is strongly affected by noise, the positioning results can fluctuate significantly. Furthermore, with the conventional method, if the reference satellite cannot be received, the integer bias must be calculated again, which can cause positioning to be interrupted.

続いて、本発明の実施形態1について説明する。 Next, we will explain embodiment 1 of the present invention.

[実施形態1]
図2に本発明の相対位置検出システム1Aの構成例を示す。4つの衛星(Sat1~Sat4)からの電波を2つのアンテナ(2A及び2B)で電気信号に変換し、位相検出装置(3A及び3B)により搬送波位相を検出し、測位手段4がアンテナ(2A,2B)間の相対位置ベクトルP’を出力することは従来例と同じである。
[Embodiment 1]
An example of the configuration of a relative position detection system 1A of the present invention is shown in Fig. 2. As in the conventional example, radio waves from four satellites (Sat1 to Sat4) are converted into electrical signals by two antennas (2A and 2B), the carrier phase is detected by phase detectors (3A and 3B), and the positioning means 4 outputs a relative position vector P' between the antennas (2A, 2B).

本発明において測位手段4は、総合評価手段41、評価手段42,衛星位置情報取得手段43,二重位相差演算手段44、システムコントローラ45及び通信手段46で構成される。各手段の動作は図3と図4を使って後述する。 In the present invention, the positioning means 4 is composed of a comprehensive evaluation means 41, an evaluation means 42, a satellite position information acquisition means 43, a double phase difference calculation means 44, a system controller 45, and a communication means 46. The operation of each means will be described later using Figures 3 and 4.

2台の位相検出装置3Aと3Bはそれぞれ、UTCに同期したタイミングで搬送波位相をサンプリングし、搬送波位相の瞬時値φA(n)とφB(n)を出力する。(以降ではこのようにしてUTCに同期した搬送波位相の瞬時値を「瞬時位相」と表記する。)位相検出装置3Aと3Bはそれぞれ、通信手段46を介して瞬時位相を測位手段4に伝送する。多くの場合、通信手段46は無線通信装置で実現されるが、同軸ケーブルなど有線接続の通信装置を使うこともできる。 The two phase detection devices 3A and 3B each sample the carrier phase at a timing synchronized with UTC, and output the instantaneous values of the carrier phase φA(n) and φB(n). (Hereinafter, the instantaneous value of the carrier phase synchronized with UTC in this way will be referred to as the "instantaneous phase.") The phase detection devices 3A and 3B each transmit the instantaneous phase to the positioning means 4 via the communication means 46. In many cases, the communication means 46 is realized by a wireless communication device, but it is also possible to use a communication device with a wired connection such as a coaxial cable.

二重位相差演算手段44は、瞬時位相φA(n)とφB(n)から二重位相差θ(n,r)を求め、衛星位置情報取得手段43は衛星位置を入手し、評価手段42はこれらの情報(二重位相差、衛星位置及び後述する推定相対位置ベクトルP')を用いて評価指標を求める。総合評価手段41は、測位ペア(n,r)に関して得られた評価指標を総合評価指標に加算する。総合評価指標を最も小さくする推定相対位置ベクトルP'が探索され、測位結果として出力される。 The double phase difference calculation means 44 calculates the double phase difference θ(n,r) from the instantaneous phases φA(n) and φB(n), the satellite position information acquisition means 43 obtains the satellite position, and the evaluation means 42 calculates an evaluation index using this information (double phase difference, satellite position, and estimated relative position vector P' described below). The overall evaluation means 41 adds the evaluation index obtained for the positioning pair (n,r) to the overall evaluation index. The estimated relative position vector P' that minimizes the overall evaluation index is searched for and output as the positioning result.

図3は、システムコントローラ45により制御される測位演算のフローチャートである。以降は図3に従って測位演算の詳細を説明する。 Figure 3 is a flowchart of the positioning calculation controlled by the system controller 45. The details of the positioning calculation will be explained below with reference to Figure 3.

[ステップS0]
ステップS0においてシステムコントローラ45は、通信手段46から得られる搬送波位相の瞬時値φA(n)とφB(n)を入手する。
[Step S0]
In step S0, the system controller 45 obtains instantaneous values φA(n) and φB(n) of the carrier phase obtained from the communication means 46.

[ステップS1]
ステップS1においてシステムコントローラ45は、探索の中心位置ベクトルP0をセットする。地滑り等の災害検出に用いる場合は、アンテナ2Aと2Bの設置位置がおよそ解っている。そこで2つのアンテナの位置座標を引き算することにより、中心位置ベクトルP0を定めることができる。本実施形態の測位は、この中心位置ベクトルP0を中心にして3次元に探索する。
[Step S1]
In step S1, the system controller 45 sets the search center position vector P0. When used to detect disasters such as landslides, the installation positions of the antennas 2A and 2B are approximately known. The center position vector P0 can be determined by subtracting the position coordinates of the two antennas. The positioning in this embodiment searches three-dimensionally with this center position vector P0 as the center.

[ステップS2]
次にステップS2において、システムコントローラ45は中心位置ベクトルP0にオフセットベクトルを加えて推定相対位置ベクトルP'を仮決めする。
[Step S2]
Next, in step S2, the system controller 45 adds an offset vector to the central position vector P0 to provisionally determine an estimated relative position vector P'.

以降の説明では、推定相対位置ベクトルP'を極座標(R,α,β)で表す。即ちアンテナ間距離R、南北線に対する方位角α、そして上下方向の仰角βである。 In the following explanation, the estimated relative position vector P' is expressed in polar coordinates (R, α, β). That is, R is the distance between the antennas, α is the azimuth angle relative to the north-south line, and β is the elevation angle in the vertical direction.

推定相対位置ベクトルP'は下式2のように中心位置ベクトル(R0,α0,β0)とオフセットベクトル(ΔR,Δα,Δβ)の和である。
システムコントローラ45は、オフセットベクトルを変化させながら後述する全体評価指標Energy(P')を求めることにより、推定相対位置ベクトルP'の最適値を探索する。
The estimated relative position vector P' is the sum of the central position vector (R0, α0, β0) and the offset vector (ΔR, Δα, Δβ) as shown in the following equation 2.
The system controller 45 searches for an optimal value of the estimated relative position vector P' by determining an overall evaluation index Energy(P') described below while changing the offset vector.

[ステップS3]
ステップS3において、システムコントローラ45は、取り得る衛星ペアの全組み合わせを順次抽出する。例えば4つのGNSS衛星(Sat1~Sat4)が受信された場合、下式2に示す6通りの衛星ペアがあり得る。ステップS3では、これら6通りの衛星ペアが順次抽出される。
[Step S3]
In step S3, the system controller 45 sequentially extracts all possible combinations of satellite pairs. For example, when four GNSS satellites (Sat1 to Sat4) are received, there are six possible satellite pairs as shown in the following formula 2. In step S3, these six possible satellite pairs are sequentially extracted.

式1に示したように、従来法では(2,1),(3,1),(4,1)の3通りの組み合わせしか用いていない。このため従来法では基準衛星(r=1)から得られた搬送波位相が3つの方程式で評価される一方、衛星2,3,4から得られた搬送波位相は一回しか使われない。これに対して本方式では全ての組み合わせ(6通り)を用いるので、全衛星から得られた情報を同じだけ評価することにより高精度測位ができる。 As shown in Equation 1, the conventional method only uses three combinations: (2,1), (3,1), and (4,1). Therefore, in the conventional method, the carrier phase obtained from the reference satellite (r=1) is evaluated using three equations, while the carrier phases obtained from satellites 2, 3, and 4 are only used once. In contrast, our method uses all combinations (six combinations), enabling highly accurate positioning by evaluating the information obtained from all satellites equally.

[ステップS4]
次にステップS4において、二重位相差演算手段44は衛星ペア(n,r)に対して式4の差分演算を行い、二重位相差θ(n,r)を求める。
[Step S4]
Next, in step S4, the double phase difference calculation means 44 performs the difference calculation of Equation 4 for the satellite pair (n, r) to obtain the double phase difference θ(n, r).

[ステップS5]
次にステップS5において、衛星位置情報取得手段43は各衛星の位置(X(n),Y(n),Z(n))を入手する。具体的には、衛星軌道情報(エフェメリス)Epを使ってケプラー方程式を解くことで衛星位置(X(n),Y(n),Z(n))を求める。ここで衛星軌道情報Epは各衛星からコード情報として放送されているので、市販GNSS受信機を設置して衛星電波を受信すれば入手できる。あるいは国土地理院等が公開しているインターネットサーバから衛星軌道情報Epをダウンロードすることもできる。
[Step S5]
Next, in step S5, the satellite position information acquisition means 43 acquires the position (X(n), Y(n), Z(n)) of each satellite. Specifically, the satellite position (X(n), Y(n), Z(n)) is obtained by solving the Kepler equation using the satellite orbit information (ephemeris) Ep. Here, the satellite orbit information Ep is broadcast as code information from each satellite, so it can be obtained by installing a commercially available GNSS receiver and receiving satellite radio waves. Alternatively, the satellite orbit information Ep can be downloaded from an Internet server published by the Geospatial Information Authority of Japan or the like.

[ステップS6]
ステップS6において評価手段42は、これまで説明した3種類の情報(二重位相差、衛星位置及び推定相対位置ベクトルP')を用いて図5に示す評価指標演算を行い、評価指標E(n,r,P')を求める。評価指標は推定相対位置ベクトルP'の正しさを表す指標である。雑音が無い理想的な状態で、推定相対位置ベクトルP'が正しい値になったとき評価指標は「0」になる。
[Step S6]
In step S6, the evaluation means 42 performs the evaluation index calculation shown in Fig. 5 using the three types of information explained so far (double phase difference, satellite position, and estimated relative position vector P') to obtain the evaluation index E(n, r, P'). The evaluation index is an index that indicates the accuracy of the estimated relative position vector P'. In an ideal state without noise, when the estimated relative position vector P' has a correct value, the evaluation index becomes "0".

[ステップS7]
ステップS7において総合評価手段41は、以上述べた評価指標E(n,r,P')を総合評価指標Ex(P')に加算する。
[Step S7]
In step S7, the overall evaluation means 41 adds the above-mentioned evaluation index E(n, r, P') to the overall evaluation index Ex(P').

[ステップS8]
ステップS8においてシステムコントローラ45は、可能性のある全ての測位ペア(n,r)についてステップS3~ステップS7の演算を行ったか否かを判断する。残りがあった場合に処理はステップS3に戻り、新たな測位ペアに関する評価指標演算が行われる。全ての測位ペア(n,r)に関する処理が終わったと判断すると、処理はステップS9に進む。このとき下式5で表される総合評価指標Ex(P')が得られたことになる。
[Step S8]
In step S8, the system controller 45 judges whether the calculations in steps S3 to S7 have been performed for all possible positioning pairs (n, r). If there are any remaining positioning pairs, the process returns to step S3, and an evaluation index calculation is performed for the new positioning pairs. If it is judged that the processing for all positioning pairs (n, r) has been completed, the process proceeds to step S9. At this point, the overall evaluation index Ex(P') expressed by the following formula 5 has been obtained.

[ステップS9]
ステップS9においてシステムコントローラ45は、可能性のある推定相対位置ベクトルP’の全てに関して総合評価指標Ex(P')を求めたか否かを判断する。総合評価指標を求めていないP’が残っていた場合、処理はステップS2に戻り、新たなオフセットベクトル(ΔR,Δα,Δβ)を中心位置ベクトルP0に加えて推定相対位置ベクトルP'を更新し、総合評価指標を求める処理が再スタートする。全ての推定相対位置ベクトルP'に関して総合評価指標Ex(P')を求めたとき、処理はステップS10に進む。
[Step S9]
In step S9, the system controller 45 judges whether or not the overall evaluation index Ex(P') has been calculated for all possible estimated relative position vectors P'. If any P' remains for which the overall evaluation index has not been calculated, the process returns to step S2, where a new offset vector (ΔR, Δα, Δβ) is added to the central position vector P0 to update the estimated relative position vector P', and the process of calculating the overall evaluation index is restarted. When the overall evaluation index Ex(P') has been calculated for all estimated relative position vectors P', the process proceeds to step S10.

[ステップS20]
ステップS10においてシステムコントローラ45は、総合評価指標Ex(P')を最も小さくした推定相対位置ベクトルP'を測位結果として出力し、測位演算が完了する。
[Step S20]
In step S10, the system controller 45 outputs the estimated relative position vector P' that minimizes the overall evaluation index Ex(P') as the positioning result, and the positioning calculation is completed.

[評価指標の演算]
評価手段42が評価指標E(n,r,P')を求める評価指標演算は、図4のステップS61~S65で行う。以降は、このステップを順次説明する。
[ステップS61]
最初にステップS61としてアンテナ2Aが置かれた基準位置の座標(Xa,Ya,Za)を、基準位置の緯度経度を地心直交座標系に変換することで求める。
[Evaluation index calculation]
The evaluation means 42 performs the evaluation index calculation to obtain the evaluation index E(n, r, P') in steps S61 to S65 of Fig. 4. Hereinafter, these steps will be described in order.
[Step S61]
First, in step S61, the coordinates (Xa, Ya, Za) of the reference position where the antenna 2A is placed are obtained by converting the latitude and longitude of the reference position into a geocentric rectangular coordinate system.

[ステップS62]
ステップS61において基準位置(Xa,Ya,Za)から衛星(n)の座標(X(n),Y(n),Z(n))へ向かう方向ベクトルv(n)を下式6のように求める。基準衛星(r)に関しても同様にして方向ベクトルv(r)を求める。
[Step S62]
In step S61, a direction vector v(n) from the reference position (Xa, Ya, Za) to the coordinates (X(n), Y(n), Z(n)) of the satellite (n) is calculated using the following formula 6. A direction vector v(r) is calculated in the same manner for the reference satellite (r).

ここで方向ベクトルv(n)の大きさは下式7で求めた距離r(n)により正規化されている。
Here, the magnitude of the direction vector v(n) is normalized by the distance r(n) calculated by the following equation 7.

[ステップS63]
ステップS63において下式8のように衛星(n)への方向ベクトルv(n)から、基準衛星(r)への方向ベクトルv(r)を差し引くことにより格子ベクトルk(n,r)を求める。
格子ベクトルk(n,r)は2つの衛星(n,r)の電波が形成する干渉縞を表している。この干渉縞の間隔Λ(n,r)は、下式9で求めることができる。
ここでη(n,r)は、衛星ペアとして抽出した衛星(n)と衛星(r)が作る角度である。本発明の測位方法では、ペアに選んだ衛星によって格子ベクトルの周期が異なることに注意されたい。例えばηが30度のとき、干渉縞の間隔Λは37cmとなって波長λよりも大きい。(従来法では周期が衛星に依らず一定値λであった。)
[Step S63]
In step S63, the grid vector k(n,r) is calculated by subtracting the direction vector v(r) to the reference satellite (r) from the direction vector v(n) to the satellite (n) according to the following equation 8.
The lattice vector k(n,r) represents the interference fringes formed by the radio waves of two satellites (n,r). The spacing Λ(n,r) of these interference fringes can be calculated using the following formula 9.
Here, η(n,r) is the angle made by satellite (n) and satellite (r) extracted as a satellite pair. Please note that in the positioning method of the present invention, the period of the lattice vector differs depending on the satellite selected as a pair. For example, when η is 30 degrees, the spacing Λ of the interference fringes is 37 cm, which is larger than the wavelength λ. (In conventional methods, the period is a constant value λ regardless of the satellite.)

[ステップS64]
ステップS64では、格子ベクトルと推定相対位置ベクトルP'との内積演算により、理論二重位相差Φ(n,r,P')を下式10で求める。
[Step S64]
In step S64, the theoretical double phase difference Φ(n, r, P′) is calculated by the inner product of the lattice vector and the estimated relative position vector P′ using the following equation 10.

[ステップS65]
以上の処理により得られた理論二重位相差と実測された二重位相差は、両方ともに位相情報である。そこでステップS65においては下式11のように2つの位相情報の差異を評価する。即ち2つのフェーザとして差異を計算し評価指標E(n,r,P')を求める。
[Step S65]
The theoretical double phase difference obtained by the above processing and the actually measured double phase difference are both phase information. Therefore, in step S65, the difference between the two pieces of phase information is evaluated as in the following formula 11. That is, the difference is calculated as two phasors to obtain the evaluation index E(n, r, P').

相対位置ベクトルPと推定相対位置ベクトルP'の距離が最も近いとき、上式の評価指標E(n,r,P’)は最小値を取るはずである。 When the distance between the relative position vector P and the estimated relative position vector P' is the shortest, the evaluation index E(n,r,P') in the above formula should be the smallest.

図5は、評価手段42の構成例である。評価手段42は、ステップS62において減算器420と除算器422により式6の演算を実施し、方向ベクトルv(n)を求める。同様にして減算器421と除算器423により方向ベクトルv(r)を求める。ステップS63において格子ベクトル演算器424により式8の演算が行われ、格子ベクトルk(n,r)が求められる。ステップS64において内積演算器425は式10に示した格子ベクトルk(n,r)と推定相対位置ベクトルP'との内積演算を行い、理論二重位相差Φ(n,r,P')を求める。ステップS65においてフェーザ差分演算器426が式11に示す二重位相差と理論二重位相差との差異を演算することにより評価指標E(n,r,P')を得るものである。 Figure 5 shows an example of the configuration of the evaluation means 42. In step S62, the evaluation means 42 performs the calculation of equation 6 using the subtractor 420 and divider 422 to obtain the direction vector v(n). Similarly, the subtractor 421 and divider 423 calculate the direction vector v(r). In step S63, the lattice vector calculator 424 performs the calculation of equation 8 to obtain the lattice vector k(n,r). In step S64, the inner product calculator 425 calculates the inner product of the lattice vector k(n,r) shown in equation 10 and the estimated relative position vector P' to obtain the theoretical double phase difference Φ(n,r,P'). In step S65, the phasor difference calculator 426 calculates the difference between the double phase difference shown in equation 11 and the theoretical double phase difference to obtain the evaluation index E(n,r,P').

以上説明したように本発明の相対位置検出方法は、従来法で求めていた整数バイアスを使わない。このため測位演算は1回の計測で完了する。また従来法で行われていた、位相を積算して積算位相を求めることも必要なく、瞬時位相の変化幅を0~2πまでに限定することが可能となる。この結果、本発明の位相検出装置3では、測位手段4に伝送する情報量を減らすことが出来る。 As explained above, the relative position detection method of the present invention does not use the integer bias calculated in the conventional method. Therefore, the positioning calculation can be completed with a single measurement. It is also not necessary to calculate the integrated phase by integrating the phase, as is done in the conventional method, and it is possible to limit the range of change in the instantaneous phase to 0 to 2π. As a result, the phase detection device 3 of the present invention can reduce the amount of information transmitted to the positioning means 4.

[位相検出装置の構成]
図6に本発明の実施形態に関わる位相検出装置3の構成を示す。複数の計測地点に設置されている位相検出装置3は、受信アンテナ2により得られた衛星電波を受信し、予め定められた所定時刻Tsにおける搬送波の瞬時位相(φ(1),φ(2),φ(3),φ(M))を検出し、データ伝送部35によって測位手段4に瞬時位相を伝送する。
[Configuration of Phase Detection Device]
6 shows the configuration of a phase detection device 3 according to an embodiment of the present invention. The phase detection devices 3, installed at multiple measurement points, receive satellite radio waves obtained by the receiving antennas 2, detect the instantaneous phases (φ(1), φ(2), φ(3), φ(M)) of the carrier waves at predetermined times Ts, and transmit the instantaneous phases to the positioning means 4 by the data transmission unit 35.

位相検出装置3は、フロントエンド30、衛星信号受信部31、時刻誤差取得部32、瞬時位相計算部33、タイミング発生手段34、データ伝送部35及びアンテナ36で構成される。このうち衛星信号受信部31及び瞬時位相計算部33はいずれも衛星毎に設置される。図6においては衛星(n)だけを例示しているが、実際にはM個の衛星それぞれに対して同じ信号処理が施される。 The phase detection device 3 is composed of a front end 30, a satellite signal receiving unit 31, a time error acquisition unit 32, an instantaneous phase calculation unit 33, a timing generation means 34, a data transmission unit 35, and an antenna 36. Of these, the satellite signal receiving unit 31 and the instantaneous phase calculation unit 33 are each installed for each satellite. Although only satellite (n) is illustrated in FIG. 6, in reality the same signal processing is performed for each of the M satellites.

図6においてフロントエンド30はアンテナ2が捉えた微弱信号をフィルタで抽出し、増幅してから低周波数信号に変換し、複数の衛星信号受信部31に供給する。衛星信号受信部31は、各衛星(n)のコード情報(n)、疑似距離Pr(n)、搬送波位相Ω(n)、搬送波の周波数オフセットDp(n)を出力する。このうち周波数オフセットDp(n)は一般に、「ドップラー周波数」と呼ばれる。時刻誤差取得部32はコード情報(n)を使ってGNSS受信処理を行い、各衛星(n)の位置(X(n),Y(n),Z(n))と受信アンテナ2の位置(Xa,Ya,Za)を求める。時刻誤差取得部32は、これらの情報を使って各衛星(n)から受信した電波の時刻誤差Δ(n)を下式12で求めて出力する。
ここでRange(n)は各衛星(n)から受信アンテナ2までの距離を表し、Cvは光速を表し、Satellite_Delay(n)は各衛星(n)の送信遅延時間を表す。Satellite_Delay(n)は各衛星(n)のコード情報から求めることができる。
In FIG. 6, the front end 30 uses a filter to extract the weak signal captured by the antenna 2, amplifies it, converts it into a low-frequency signal, and supplies it to multiple satellite signal receivers 31. The satellite signal receiver 31 outputs the code information (n) of each satellite (n), the pseudorange Pr(n), the carrier phase Ω(n), and the carrier frequency offset Dp(n). Of these, the frequency offset Dp(n) is generally called the "Doppler frequency." The time error acquisition unit 32 uses the code information (n) to perform GNSS reception processing and obtains the position (X(n), Y(n), Z(n)) of each satellite (n) and the position (Xa, Ya, Za) of the receiving antenna 2. The time error acquisition unit 32 uses this information to obtain the time error Δ(n) of the radio wave received from each satellite (n) using the following equation 12 and outputs it.
Here, Range(n) represents the distance from each satellite (n) to the receiving antenna 2, Cv represents the speed of light, and Satellite_Delay(n) represents the transmission delay time of each satellite (n). Satellite_Delay(n) can be calculated from the code information of each satellite (n).

タイミング発生手段34は、水晶発振器とカウンター等で構成され、衛星信号受信部31の動作クロックを供給する。動作クロック周波数に比例して衛星信号受信部31の消費電力が増大するので、できるだけ低い周波数の動作クロックが望ましい。市販されているGNSS受信機では、例えば1kHzのような低い周波数が用いられている。タイミング発生手段34はまた、動作クロックをカウントして装置時刻Trを出力する。装置時刻Trには、動作クロックの周期(周波数の逆数)での時刻誤差が含まれる。(動作クロックが1kHzの場合、最大で1msの誤差が含まれる)。また装置時刻Trには、各衛星からの電波がアンテナ2まで到達するに要した時間により、さらに時刻誤差が含まれる。 The timing generating means 34 is composed of a crystal oscillator, a counter, etc., and supplies an operating clock to the satellite signal receiving unit 31. Since the power consumption of the satellite signal receiving unit 31 increases in proportion to the operating clock frequency, it is desirable to use an operating clock with as low a frequency as possible. Commercially available GNSS receivers use a low frequency such as 1 kHz. The timing generating means 34 also counts the operating clock and outputs the device time Tr. The device time Tr includes a time error in the period of the operating clock (the reciprocal of the frequency). (When the operating clock is 1 kHz, an error of up to 1 ms is included). The device time Tr also includes a time error due to the time it takes for the radio waves from each satellite to reach the antenna 2.

そこで複数の瞬時位相計算部33は、装置時刻Trにおいてサンプリングされた搬送波位相Ω(n)に含まれる時刻誤差の影響を補正し、所定時刻Tsにおける搬送波の位相(即ち瞬時位相φ(n))に補正して出力する。 The multiple instantaneous phase calculation units 33 then correct the effect of the time error contained in the carrier phase Ω(n) sampled at the device time Tr, and output the corrected phase to the carrier phase at a specific time Ts (i.e., the instantaneous phase φ(n)).

図7は、瞬時位相計算部33の構成を示すブロック図である。補正時間検出手段331は、UTCに合致している所定時刻Ts、装置時刻Trと時刻誤差Δ(n)から、下式13に従って位相補正時間δを算出して出力する。
7 is a block diagram showing the configuration of the instantaneous phase calculation unit 33. A correction time detection means 331 calculates and outputs a phase correction time δ from a predetermined time Ts that coincides with UTC, the device time Tr, and a time error Δ(n) according to the following formula 13.

以上により位相補正手段332は、下式14に従って瞬時位相φ(n)を得る。
ここで関数modは2πを法とする剰余演算を表す。
As a result of the above, the phase correction means 332 obtains the instantaneous phase φ(n) according to the following equation 14.
Here, the function mod represents the modulo 2π operation.

図8に瞬時位相計算部33の処理波形を模式的に示した。いま搬送波が(A)に示す波形であったとすると、衛星信号受信部31内部の(図示しない)位相検出回路からは(B)に示す搬送波位相φが検出される。この搬送波位相は0~2πの範囲に畳み込まれているので、2πから0に変化する毎に2πを加えることにより、(C)に示す積算位相Ωが得られる。積算位相Ωを所定時刻Tsでサンプリングすることが目標であるが、消費電力を低下させるために動作クロック周波数を高くできないので、実際のサンプリングには時間誤差が伴う。このように時間誤差を伴うサンプリング時刻をTrとして模式的に表している。ここで周波数オフセットDp(n)は、積算位相Ωの傾きを表している。 Figure 8 shows a schematic diagram of the processed waveform of the instantaneous phase calculation unit 33. If the carrier wave has the waveform shown in (A), then the carrier phase φ shown in (B) is detected from a phase detection circuit (not shown) inside the satellite signal reception unit 31. This carrier phase is folded into the range of 0 to 2π, so by adding 2π every time it changes from 2π to 0, the integrated phase Ω shown in (C) is obtained. The goal is to sample the integrated phase Ω at a specified time Ts, but since the operating clock frequency cannot be increased in order to reduce power consumption, actual sampling involves a time error. The sampling time with a time error is shown diagrammatically as Tr. Here, the frequency offset Dp(n) represents the slope of the integrated phase Ω.

式14の補正演算は、積算位相が傾きDp(n)で直線変化すると近似して補正し、所定時刻Tsにおける瞬時位相φ(n)を求めるものである。高次多項式で積算位相を近似することでさらに精度を上げることも、もちろん可能である。 The correction calculation in Equation 14 approximates and corrects the integrated phase as a linear change with a slope of Dp(n) to obtain the instantaneous phase φ(n) at a given time Ts. Of course, it is also possible to further improve accuracy by approximating the integrated phase with a higher-order polynomial.

図6に示した位相検出装置3は、全衛星(Sat1~SatM)の瞬時位相(φ(1)~φ(M))をデータ伝送部35に出力する。データ伝送部35はアンテナ36を介して、瞬時位相を測位手段4に無線伝送し、測位手段4が前述した測位演算を行うように構成されている。 The phase detection device 3 shown in FIG. 6 outputs the instantaneous phases (φ(1) to φ(M)) of all satellites (Sat1 to SatM) to the data transmission unit 35. The data transmission unit 35 wirelessly transmits the instantaneous phases to the positioning means 4 via the antenna 36, and the positioning means 4 is configured to perform the positioning calculation described above.

図9は、位相検出装置3が伝送するペイロード情報の構成例である。この図で先頭2バイトはヘッダーであり、予め位相検出装置3に割り振られたID番号(8ビット)、電池残量(4ビット)及び受信に成功した衛星数M(4ビット)で構成される。 Figure 9 shows an example of the payload information structure transmitted by the phase detection device 3. In this figure, the first two bytes are the header, which consists of an ID number (8 bits) previously assigned to the phase detection device 3, remaining battery power (4 bits), and the number of satellites M that were successfully received (4 bits).

ペイロード情報の後半は、各衛星から検出された瞬時位相である。即ち、衛星番号(6ビット)、CNR(2ビット)、瞬時位相(8ビット))の計16ビットが各衛星毎に割り振られる。ここでCNR(Carrier to Noise Ratio)は搬送波強度を表す指標で、衛星からの電波強度が強くて良好な瞬時位相が期待される場合に「11」、中程度の場合は「10」または「01」とする。衛星が受信できていない場合にCNRは「00」とされる。 The second half of the payload information is the instantaneous phase detected from each satellite. That is, a total of 16 bits are assigned to each satellite: satellite number (6 bits), CNR (2 bits), and instantaneous phase (8 bits). Here, CNR (Carrier to Noise Ratio) is an index of carrier strength, and is set to "11" when the radio wave strength from the satellite is strong and good instantaneous phase is expected, and "10" or "01" when it is moderate. If the satellite cannot be received, the CNR is set to "00".

図9のペイロード情報の構成例では、最大で7つ(M=7)の衛星から得られた瞬時位相とヘッダーをまとめて128ビットのペイロードとすることができる。ここでLPWA無線通信としてELTRESを採用した場合、一回の送信で伝送できるペイロードは128ビットであるから図9のペイロード情報を一回で伝送できる。(ELTRESはソニー株式会社の登録商標である)。瞬時位相を伝送する本発明は、このように情報量が少ないのでLPWA無線を適用できる。 In the payload information configuration example of Figure 9, the instantaneous phase and header obtained from a maximum of seven (M=7) satellites can be combined into a 128-bit payload. If ELTRES is adopted as the LPWA wireless communication, the payload that can be transmitted in one transmission is 128 bits, so the payload information of Figure 9 can be transmitted in one transmission. (ELTRES is a registered trademark of Sony Corporation). As the amount of information transmitted by the instantaneous phase is thus small, the present invention can be applied to LPWA wireless.

[シミュレーションによる確認]
原理検証を目的としてシミュレーションを行ったので紹介する。このシミュレーションでは、基線長R=1.6mを仮定し、全部で7個(M=7)のGNSS衛星から瞬時位相を取得できた仮定した。衛星数M=7であるから、衛星ペアの組み合わせ総数は21通り(7C2)である。
[Verification by simulation]
A simulation was performed to verify the principle, and is introduced below. In this simulation, we assumed that the baseline length R = 1.6 m, and that the instantaneous phases were obtained from a total of seven (M = 7) GNSS satellites. Since the number of satellites is M = 7, the total number of combinations of satellite pairs is 21 (7C2).

基線長Rを変化させて、3種類の衛星ペア(2,1),(3,1)と(3,2)による評価指標のプロットを図10に示す。3つの評価指標(A)(B)(C)のいずれもが、正しい基線長(R=1.6m)において最小値「0」を示していることが確認される。また衛星ペア(3,2)による評価指標E(3,2)は2mを超える周期となっている。この衛星ペアに関しては、評価指標の周期が長いのでアンテナ2Bの移動距離が大きくなっても正しく測位できる可能性がある。一方で評価指標E(3,2)は緩やかに変化するので、雑音による影響を受けて測位結果のバラつきが大きくなる可能性がある。 Figure 10 shows plots of the evaluation indices for three types of satellite pairs (2,1), (3,1), and (3,2) by changing the baseline length R. It can be confirmed that all three evaluation indices (A), (B), and (C) show the minimum value "0" at the correct baseline length (R = 1.6 m). In addition, the evaluation index E(3,2) for satellite pair (3,2) has a period of more than 2 m. For this satellite pair, since the period of the evaluation index is long, it is possible that accurate positioning can be performed even if the moving distance of antenna 2B becomes large. On the other hand, since the evaluation index E(3,2) changes gradually, it is possible that the variation in the positioning results will increase due to the influence of noise.

そこで21通りの衛星ペアから得られた評価指標を全て加算し、総合評価指標Ex(R)をプロットした結果を図11に示す。正しい基線長(R=1.6m)においてのみ総合評価指標Ex(R)が0になることが解り、本発明の相対位置検出方法が正しいことが確認された。 The evaluation indices obtained from all 21 satellite pairs were then added together, and the overall evaluation index Ex(R) was plotted, as shown in Figure 11. It was found that the overall evaluation index Ex(R) was 0 only at the correct baseline length (R = 1.6 m), confirming that the relative position detection method of the present invention is correct.

[実験確認]
建物の屋上にアンテナ2Aと2Bを9.55m離して設置し、本発明を適用して基線長Rを計測した結果を図12に示す。この実験では、全部で9個のGNSS衛星が受信できた(M=9)。衛星ペアの総組み合わせ数は36(=9C2)と大きくなっている。図12の結果を見ると、基線長が正しく9.55mになったところで総合評価指標Ex(R)が殆どゼロになり、正しく測位できている。このことから、本発明の測位方式が実験確認された。
[Experimental confirmation]
Antennas 2A and 2B were installed on the roof of a building, 9.55 m apart, and the results of measuring the baseline length R using the present invention are shown in Figure 12. In this experiment, a total of nine GNSS satellites were received (M=9). The total number of satellite pair combinations was large, at 36 (=9C2). Looking at the results in Figure 12, the overall evaluation index Ex(R) became almost zero when the baseline length reached the correct 9.55 m, and positioning was performed correctly. This confirmed the suitability of the positioning method of the present invention.

[実施形態2]
以上説明した実施形態1では、地滑り等の災害検出が想定用途であったので、アンテナ2Aと2Bの設置位置がおよそ解っているものとして中心位置ベクトルP0を定めることができた。しかし災害検出以外の応用例もあり、そのときアンテナ2Aと2Bの位置が予め解らない場合も想定される。そこでアンテナ2Aと2Bの位置をコード測位で求める例を実施形態2として以下に説明する。尚、実施形態1と同一の部分に関してはその説明を省略する。
[Embodiment 2]
In the above-described embodiment 1, the assumed application was to detect disasters such as landslides, so the central position vector P0 could be determined assuming that the installation positions of the antennas 2A and 2B were approximately known. However, there are also application examples other than disaster detection, and in such cases, it is assumed that the positions of the antennas 2A and 2B are not known in advance. Therefore, an example in which the positions of the antennas 2A and 2B are obtained by code positioning will be described below as embodiment 2. Note that the description of the same parts as embodiment 1 will be omitted.

図13は、実施形態2に係る相対位置検出システム1Bの構成例である。位相検出装置(3A及び3B)により瞬時位相を検出し、測位手段4がアンテナ(2A,2B)間の相対位置ベクトルP’を出力することは実施形態1と同じである。実施形態2においては、2台の位相検出装置(3A及び3B)がコード測位を行い、アンテナ2Aと2Bの置かれた概略位置の座標(緯度、経度及び高度)を求めて測位手段4に伝送する。測位手段4はこの座標を地心直交座標系に変換し、2つのアンテナの相対位置から中心位置ベクトルP0を推定することができる。この結果アンテナ2Aと2Bの位置を事前に知る必要がなくなり、例えば移動体の測位などに適用することができる。 Figure 13 is a configuration example of a relative position detection system 1B according to embodiment 2. As in embodiment 1, the instantaneous phase is detected by phase detection devices (3A and 3B), and the positioning means 4 outputs a relative position vector P' between the antennas (2A, 2B). In embodiment 2, the two phase detection devices (3A and 3B) perform code positioning, and obtain the coordinates (latitude, longitude, and altitude) of the approximate positions of the antennas 2A and 2B, which are transmitted to the positioning means 4. The positioning means 4 converts these coordinates into a geocentric orthogonal coordinate system, and is able to estimate the central position vector P0 from the relative positions of the two antennas. As a result, it is no longer necessary to know the positions of the antennas 2A and 2B in advance, and this can be applied to, for example, positioning of moving objects.

図14は、実施形態2に係る位相検出装置3の構成例である。時刻誤差取得部32はコード測位を行い、アンテナ2の緯度、経度及び高度の情報をデータ伝送部35に送る。データ伝送部35から送られた緯度、経度及び高度の情報を使って、測位手段4は中心位置ベクトルP0を求めることができる。 Figure 14 shows an example of the configuration of the phase detection device 3 according to the second embodiment. The time error acquisition unit 32 performs code positioning and sends information on the latitude, longitude, and altitude of the antenna 2 to the data transmission unit 35. Using the latitude, longitude, and altitude information sent from the data transmission unit 35, the positioning means 4 can obtain the central position vector P0.

図15は、実施形態2に係る位相検出装置2が伝送するペイロード情報の構成例である。先頭の78ビットはヘッダーであり、ID番号(8ビット)に引き続いて、測位されたアンテナ2の緯度(24ビット)、経度(24ビット)及び高度(12ビット)の情報が追加されている。緯度、経度の情報に24ビットを使えば、地球上の全ての場所で数メートルの精度でアンテナ2の位置を指定することが出来る。 Figure 15 shows an example of the configuration of payload information transmitted by the phase detection device 2 according to the second embodiment. The first 78 bits are a header, which includes an ID number (8 bits) followed by information on the latitude (24 bits), longitude (24 bits) and altitude (12 bits) of the positioned antenna 2. Using 24 bits for the latitude and longitude information makes it possible to specify the position of antenna 2 anywhere on Earth with an accuracy of a few meters.

図15のペイロードは、衛星数Mが4のとき全長が142ビットとなる。また衛星数M=11まで増えたとき、ペイロードの長さは254ビットとなる。ELTRESで一度に送信できるデータ量が128ビットであるから、2回に分けて送信する必要があるが、実用可能な情報量である。 The payload in Figure 15 has a total length of 142 bits when the number of satellites, M, is 4. When the number of satellites increases to M=11, the length of the payload becomes 254 bits. Since the amount of data that can be sent at one time with ELTRES is 128 bits, it is necessary to send it in two parts, but this is still a usable amount of information.

以上に本発明の構成を述べたが、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。例えば、下記に示すような変形実施も可能である。 The configuration of the present invention has been described above, but it is not limited to the above-mentioned embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the following modifications are also possible.

上述の実施形態においては、瞬時位相の単位をラジアンとして説明した。しかし瞬時位相を定数2πで除することにより、位相の一回転を単位とすることもできる。このとき瞬時位相は0~1までの範囲で変化する。 In the above embodiment, the unit of instantaneous phase has been described as radians. However, by dividing the instantaneous phase by the constant 2π, one rotation of the phase can also be used as the unit. In this case, the instantaneous phase changes in the range from 0 to 1.

上述の実施形態においては、全ての取り得る衛星ペアの組み合わせを用いるものとして説明した。例えば衛星数M = 9の時は、9個の衛星から2つの衛星を選んで衛星ペアを作るから、取り得る衛星ペアの組み合わせ総数は36通り(9C2)となる。ここで36通りの組み合わせを、「全て」用いることが必ずしも必要ではなく、そのうちの一部分を除外することもできる。例えば衛星ペアがなす角ηを調べ、ηが大きい衛星ペアだけを測位から除外することもできる。あるいは、雑音の大きい衛星だけをCNRから判定して除外することもできる。 In the above embodiment, all possible combinations of satellite pairs are used. For example, when the number of satellites M = 9, two satellites are selected from the nine satellites to create a satellite pair, so the total number of possible combinations of satellite pairs is 36 (9C2). It is not necessarily necessary to use "all" of the 36 combinations, and it is possible to exclude some of them. For example, the angle η between the satellite pairs can be checked, and only satellite pairs with a large η can be excluded from positioning. Alternatively, only satellites with large noise can be determined from the CNR and excluded.

上述の実施形態においては、総合評価指標Ex(P')を最も小さくした推定相対位置ベクトルP’を測位結果として出力するものとした。しかし、例えば総合評価指標Ex(P')を最も小さくした推定相対位置ベクトルP1'と、総合評価指標Ex(P')を2番目に小さくした推定相対位置ベクトルP2'とを求めておき、アンテナ2Bの移動状況など他の情報を使ってP1'、P2'のいずれかを測位結果として出力することもできる。 In the above embodiment, the estimated relative position vector P' that minimizes the overall evaluation index Ex(P') is output as the positioning result. However, for example, it is also possible to obtain an estimated relative position vector P1' that minimizes the overall evaluation index Ex(P') and an estimated relative position vector P2' that minimizes the overall evaluation index Ex(P'), and output either P1' or P2' as the positioning result using other information such as the movement status of antenna 2B.

上述の実施形態においては、衛星から送られる搬送波周波数が約1.5GHzであるとして説明したが、1.2GHzの搬送波を使う衛星も存在する。1.5GHzと1.2GHzの2種類の搬送波を用いて本発明を適用することにより、さらに高精度の計測が可能になる。 In the above embodiment, the carrier frequency transmitted from the satellite was described as approximately 1.5 GHz, but there are also satellites that use a 1.2 GHz carrier. By applying the present invention using two types of carrier waves, 1.5 GHz and 1.2 GHz, even more accurate measurements can be made.

Claims (8)

複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれに接続され複数のGNSS衛星からの電波を受信して搬送波位相の瞬時値を検出する位相検出装置と、
前記搬送波位相の瞬時値を用いて前記複数のアンテナ間の相対位置ベクトルを測位する測位手段とを備え、
前記測位手段(4)は、
前記複数のGNSS衛星から抽出した2つの衛星からなる衛星ペアに関して前記搬送波位相の瞬時値の差分を演算して二重位相差を求める二重位相差演算手段と、
前記GNSS衛星の衛星位置を取得する衛星位置情報取得手段と、
前記二重位相差と前記衛星位置を用いて前記相対位置ベクトルの評価指標を求める評価手段と、
異なる前記衛星ペアに関する前記評価指標を統合して総合評価指標を演算する総合評価手段を含むことを特徴とする相対位置検出システム。
A plurality of antennas;
a phase detection device connected to each of the plurality of antennas, for receiving radio waves from a plurality of GNSS satellites and detecting an instantaneous value of a carrier phase;
a positioning means for measuring a relative position vector between the plurality of antennas by using the instantaneous value of the carrier phase,
The positioning means (4)
a double phase difference calculation means for calculating a difference between instantaneous values of the carrier phase for a satellite pair consisting of two satellites extracted from the plurality of GNSS satellites to obtain a double phase difference;
A satellite position information acquisition means for acquiring the satellite positions of the GNSS satellites;
an evaluation means for calculating an evaluation index of the relative position vector using the dual phase difference and the satellite position;
A relative position detection system comprising: a comprehensive evaluation means for integrating the evaluation indexes relating to different satellite pairs to calculate a comprehensive evaluation index.
前記評価手段は、
前記衛星ペアに関わる格子ベクトルを求める格子ベクトル演算手段と、
前記格子ベクトルと前記相対位置ベクトルとの内積を演算して理論二重位相差を求める理論二重差演算手段と、
前記理論二重位相差と前記二重位相差との差異を評価して前記評価指標を出力する位相差評価手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載の相対位置検出システム。
The evaluation means includes:
A lattice vector calculation means for calculating a lattice vector relating to the satellite pair;
a theoretical double difference calculation means for calculating an inner product of the lattice vector and the relative position vector to obtain a theoretical double phase difference;
2. The relative position detection system according to claim 1, further comprising a phase difference evaluation means for evaluating a difference between said theoretical double phase difference and said double phase difference, and outputting said evaluation index.
前記総合評価手段による総合評価は、取り得る衛星ペアの全ての組み合わせに対する評価指標を用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の相対位置検出システム。 The relative position detection system according to claim 1 or 2, characterized in that the overall evaluation by the overall evaluation means uses evaluation indices for all possible combinations of satellite pairs. 前記搬送波位相の瞬時値は、変化幅が2πラジアンの範囲内にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の相対位置検出システム。 The relative position detection system according to claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous value of the carrier phase has a change width within a range of 2π radians. 複数のアンテナにそれぞれ接続した複数の位相検出装置を用いて複数のGNSS衛星からの電波を受信して搬送波位相の瞬時値を検出し、前記搬送波位相の瞬時値を用いてアンテナ間の相対位置ベクトルPを測位する相対位置検出方法(4)であって、
前記測位は、
衛星ペアに関する前記搬送波位相の瞬時値を用いて二重位相差を求め、
前記複数のGNSS衛星の衛星位置を取得し、
前記二重位相差と前記衛星位置を用いて前記相対位置ベクトルの評価指標を求め、
複数の前記衛星ペアに関する前記評価指標を総合的に評価して前記相対位置ベクトルを測位結果とすることを特徴とする相対位置検出方法。
A relative position detection method (4) for receiving radio waves from a plurality of GNSS satellites using a plurality of phase detection devices respectively connected to a plurality of antennas, detecting instantaneous values of carrier phases, and locating a relative position vector P between the antennas using the instantaneous values of the carrier phases, comprising:
The positioning is
determining a dual phase difference using the instantaneous values of carrier phase for the satellite pair;
Acquire satellite positions of the plurality of GNSS satellites;
determining an evaluation index for the relative position vector using the dual phase difference and the satellite position;
A relative position detection method, comprising: comprehensively evaluating the evaluation indexes for a plurality of the satellite pairs to obtain the relative position vector as a positioning result.
複数のGNSS衛星から送出される電波を受信するとともに、装置時刻における複数のGNSS衛星の搬送波位相、搬送波オフセット周波数、コード情報及び疑似距離を検出する衛星信号受信部と、
前記コード情報と前記疑似距離を用いて前記装置時刻の誤差を求める時刻誤差取得部、
前記複数の衛星信号受信部から得られた搬送波オフセット周波数及び前記装置時刻誤差を用いて、前記搬送波位相を補正して所定時刻における前記搬送波位相の瞬時値を計算する瞬時位相計算部と、
前記搬送波位相の瞬時値を伝送するデータ伝送部とを含むことを特徴とする位相検出装置。
a satellite signal receiving unit that receives radio waves transmitted from a plurality of GNSS satellites and detects carrier phases, carrier offset frequencies, code information, and pseudoranges of the plurality of GNSS satellites at device time;
a time error acquisition unit that calculates an error in the device time using the code information and the pseudorange;
an instantaneous phase calculation unit that corrects the carrier phase using the carrier offset frequencies and the device time error obtained from the plurality of satellite signal receiving units to calculate an instantaneous value of the carrier phase at a predetermined time;
and a data transmission section for transmitting the instantaneous value of the carrier wave phase.
前記瞬時位相計算部は、前記搬送波位相の瞬時値を0~2πラジアンの範囲に限定することを特徴とする請求項6に記載の位相検出装置。 The phase detection device according to claim 6, characterized in that the instantaneous phase calculation unit limits the instantaneous value of the carrier phase to a range of 0 to 2π radians. 前記データ伝送部は、前記搬送波位相の瞬時値に加えて前記コード情報から検出される位置情報(緯度・経度・高度)を伝送することを特徴とする前記請求項6又は7に記載の位相検出装置。 The phase detection device according to claim 6 or 7, characterized in that the data transmission unit transmits position information (latitude, longitude, altitude) detected from the code information in addition to the instantaneous value of the carrier phase.
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