JP3758917B2 - Gpsによる物体の変位計測方法および変位計測装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、GPSによる物体の変位計測方法および変位計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、GPS(全方位測位システム)を利用して、その受信機の位置(正確には受信アンテナの位置)を高精度に計測する方法として、キネマティック方式がある。このキネマティック方式は、既知点上に受信機を参照局として設置するとともに、もう一台の受信機は未知点上を移動するものとし、この参照局と移動する受信機との間の相対位置すなわち基線ベクトルを知り、この基線ベクトルの変化分を高精度に計測する方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記キネマティック方式によると、参照局を必要とし、また基線ベクトルが長くなった場合、その計測精度を維持しようとすると、多量の解析用データを伝送する必要があり、技術的および経済的負担が増大するという問題があった。そこで、本発明は、参照局を必要とすることなく、物体の変位を高精度でもって計測し得るGPSによる物体の変位計測方法および変位計測装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第1のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0005】
また、本発明の第2のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求め、次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0006】
また、本発明の第3のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0007】
また、本発明の第4のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数 とする少なくとも4個の1次方程式を求め、次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0008】
また、本発明の第5のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0009】
また、本発明の第6のGPSによる物体の変位計測方法は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、次にこの測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求め、次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める方法である。
【0010】
また、上記課題を解決するために、本発明の第1のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0011】
また、本発明の第2のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0012】
また、本発明の第3のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた 物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0013】
また、本発明の第4のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0014】
また、本発明の第5のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0015】
さらに、本発明の第6のGPSによる物体の変位計測装置は、GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したものである。
【0016】
上記各変位計測方法および各変位計測装置の構成によると、GPS受信機とGPS衛星との間の測定距離データに基づき、GPS受信機の少なくとも3個または4個のGPS衛星に対する変動量を求め、これら変動量並びにGPS衛星の方位角および仰角に基づき少なくとも3個の1次方程式、または少なくとも3個の衛星間一重差の一次方程式を求め、この連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸での変位を求めるようにしたので、キネマティック方式などのように参照局を必要とすることなく、また多量の測定データを陸上の参照局に送り参照局側のデータと一緒に解析するような必要もない。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るGPSによる物体の変位計測方法および変位計測装置を、物体として海面(水面も含む)上に浮遊するブイ等の浮体の変位を、浮体に設けられたGPS受信機で計測することにより、津波・波浪等を検知する場合について説明する。なお、本発明の特徴は、相対測位ではなく単独測位によるものであり、正確には、単独GPS受信機の片道搬送波位相による変動観測法(PVD法)という。
【0018】
以下、本発明の第1の実施の形態におけるGPSによる物体の変位計測方法および変位計測装置を、図1〜図5に基づき説明する。
まず、変位計測装置の概略全体構成を、図1のブロック図に基づき説明する。この変位計測装置は、海面の所定位置に係留された浮体に設けられたGPS受信機(受信用アンテナおよび受信機本体よりなる)1と、このGPS受信機1に設けられてGPS衛星(以下、単に、衛星という)との距離を測定する距離測定部2と、この距離測定部2で測定された距離データから後述する平均化距離データを除去(減算)してGPS受信機1の変動量を求める変動量検出部3と、この変動量検出部3で求められた変動量のデータを入力して風波による影響を除去する外乱影響除去部4と、この外乱影響除去部4で得られた変動量[GPS受信機1の衛星に対する変動ベクトル(なお、このベクトルは、GPS受信機が実際に動いた真変動ベクトルの衛星に対する方向ベクトルへの射影ベクトルである)の大きさ]を入力してGPS受信機1の三次元座標軸方向、すなわちx軸,y軸およびz軸に対する変動成分量、すなわちGPS受信機1の変位を求める変位演算部5とから構成されている。
【0019】
次に、上記各構成部分を、その変位計測方法とともに詳しく説明する。
上記距離測定部2は、GPS受信機1で受信した所定の衛星からの電波の搬送波の波をカウントして、所定の衛星とGPS受信機(正確にはアンテナまでの距離であるが、GPS受信機までの距離として説明する)1との間の距離(搬送波位相)を測定するものである(なお、搬送波位相を求める際の整数値バイアスは、4個の衛星を使用して求められる)。図2に、GPS受信機1にて測定した測定距離データの波形を示す。なお、この測定距離データには風波による位相変動が重畳されている。また、図2には、L1搬送波とL2搬送波とを示したが、どちらでも使用することができ、さらにL1搬送波に含まれる他の信号を使用することもできる。
【0020】
次に、上記変動量検出部3は、距離測定部1で得られた測定距離データを入力してサンプリング数が数十点の移動平均をとることにより平均化距離データを求める移動平均処理部11と、元の測定距離データからこの移動平均処理部11で得られた平均化距離データを除去(減算)して衛星に対するGPS受信機1の変動量を求める変動量演算部12とから構成されている。図3に、この変動量演算部12にて得られた変動量の、すなわちGPS受信機1の変動状態の波形を示す。なお、この変動量における低い周波数の変動は、GPS受信機1での時計のゆらぎ等に起因するノイズを表しており、より高い周波数の変動は、風波によるGPS受信機1すなわち浮体の変動を表している。
【0021】
次に、上記外乱影響除去部3では、風波の周波数帯域分をカットするバンドパス・フィルタを通過させることにより、風波の影響による変動分が除去される。図4に、バンドパス・フィルタを通過させた波形を示す。
【0022】
次に、上記変位演算部5では、3個の衛星からの測定距離データに基づき得られた外乱除去済みの各変動量並びに各衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機1の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする3個の1次方程式を作成し、そしてこの三元1次連立方程式を解くことにより、GPS受信機1の三次元座標での変動成分量すなわち変位(X,Y,Z)が求められる。
【0023】
以下、具体的に説明すると、番号がnの衛星からの搬送波にて得られる変動量Pnは、三次元座標の成分(x,y,z)を用いると、下記(1)式にて表される。
Pn=anx+bny+cnz・・・・(1)
上記(1)式中、
【0024】
【数1】
であり、AznおよびElnは、n番目の衛星の方位角および仰角である。したがって、3個の衛星(n=1,2,3)により、下記(2)式に示す三元1次連立方程式が得られ、この連立方程式を解くことにより、GPS受信機1の変位(X,Y,Z)を求めることができる。
【0025】
【数2】
上記(2)式の連立方程式を解いてz軸方向の変位(波浪による海面の垂直変動量)Zを求めた結果を、図5の実線にて示す。なお、比較のために、リアルタイムキネマティック(RTK)方式による計測結果を破線にて示しておく。両者は、ほぼ一致しており、上述した単独測位方式による計測精度が、相対測位方式による計測精度とほぼ同一レベルの高精度であることが分かった。
【0026】
勿論、x軸方向およびy軸方向についても、変位XおよびYが求められるため、これらの変位X,YおよびZにより、津波を計測することができる。なお、z軸方向の変位Zにより、単に、波浪の状態を計測することもできる。
【0027】
このように、浮体に設けられたGPS受信機と衛星との距離を測定するとともに、この測定距離データから、測定距離データを平均化処理することにより求められた平均化距離データを除去して、GPS受信機の変動量を求め、さらにこの変動量にバンドパス・フィルタを通過させて風波の影響によるノイズを除去した後、例えば3個の衛星からの変動量並びに衛星の方位角および仰角を用いて三元1次連立方程式を作成し、この三元1次連立方程式を解くことにより、GPS受信機1が設けられている浮体の三次元座標軸方向(三次元座標上)での変位を高精度で求めることができ、したがって津波の発生およびその大きさ、並びに波浪の状態について正確に計測することができる。
【0028】
すなわち、上述した変位計測方法および変位計測装置によると、キネマティック方式などのように参照局を必要とすることなく、また多量の測定データを陸上の参照局に送って、参照局側のデータと一緒に解析するようなこともなく、したがって計測に要する費用を抑えてしかも高精度でもって浮体の変位を計測することができる。
【0029】
ところで、上記実施の形態においては、変動量検出部3で、測定距離データから平均化距離データを除去してGPS受信機1の変動量を求めたが、例えば測定距離データを、ハイパス・フィルタを通過させて、衛星の軌道データに近似している直流に近い成分を除去することにより、1回の処理で、変動量を求めることもできる。具体的には、高速フーリエ変換、帯域カット、逆高速フーリエ変換により直流に近い成分が除去される。
【0030】
また、上記実施の形態においては、変動量検出部3にてGPS受信機1の変動量を求めるとともに、外乱影響除去部4にて、風波の影響を除去するようにしたが、例えば距離測定部2で得られた測定距離データに、波浪周期(計測環境下における変動周期の一例)と同程度(例えば、11秒程度)またはそれを越える時間窓による移動平均処理を行うことにより得られた平均化距離データを、元の測定距離データから除去することにより、風波の影響が除去された変動量を得ることができる。すなわち、この時間窓による移動平均処理を行えば、外乱の影響を除去する構成(外乱影響除去部)を不要にすることができる。
【0031】
また、上記実施の形態および上述した各変形例において、変位演算部5で、3個の衛星から得られる変動量を使用して、GPS受信機のx軸,y軸およびz軸方向についての変位を求めるように説明したが、例えば4個以上(n個)の衛星から得られる変動量を使用することもできる。この場合には、下記(3)式に示すように、n個の変動量Pnについての式を作成し、下記(4)式および(5)式に示すように、最小二乗法を適用することにより、より信頼性の高い変位を得ることができる。
【0032】
【数3】
【0033】
【数4】
【0034】
【数5】
さらに、上記実施の形態において、変位演算部5で、3個の衛星から求められた変動量等を使用して三元1次連立方程式を作成したが、この変位演算部において、少なくとも4個の衛星から求められた変動量並びに方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする4個の1次方程式を求めるとともにこれら4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、そしてこの連立方程式を解いてGPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求めるようにしてもよい。
【0035】
すなわち、この変位演算部では、変動量検出部で得られた4個の変動量P1〜P4が入力されて、この変動量並びに各衛星に対する方位角および仰角に基づき、下記(6)式に示す4個の1次方程式を求めた後、下記(7)式に示すように、スター型の衛星間一重差に基づく3個の1次方程式が求められる。
【0036】
【数6】
なお、循環型の衛星間一重差に基づく場合は、下記(8)式に示すような連立方程式となる。
【0037】
【数7】
このように求められた3個の衛星間一重差に基づくGPS受信機の変動量に関する連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向での変位(X,Y,Z)が求められる。
【0038】
なお、n個の衛星間一重差に基づきGPS受信機の変動量を求める場合には、下記(9)式および(10)式に示すように、最小二乗法を使用すれば、信頼性の高い変位を得ることができる。
【0039】
【数8】
【0040】
【数9】
この変位計測方法および変位計測装置によると、上記実施の形態における効果の他に、衛星間一重差による測定距離データを用いることにより、計測機器に起因する誤差、すなわちGPS受信機における時計のゆらぎ等の低周波数を除去する必要がなくなり、さらにその構成等を簡単にすることができる。
【0041】
上述した各実施の形態に係る変位計測方法および変位計測装置を使用することにより、信頼性の高い防災システムおよび船舶航行支援システムを構築することができ、社会に対して大きい貢献をすることができる。また、上記実施の形態においては、浮体の変位を計測する場合について説明したが、このものに限定されるものではない。この場合、上記時間窓に適用した波浪周期としては、その計測対象に応じて適正な周期が、例えば計測対象の環境下における変動周期などが用いられる。
【0042】
【発明の効果】
以上のように本発明の各変位計測方法および各変位計測装置の構成によると、GPS衛星とGPS受信機との間の測定距離データに基づき、GPS受信機の少なくとも3個または4個のGPS衛星に対する変動量を求め、これら変動量並びにGPS衛星の方位角および仰角に基づき少なくとも3個または少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、この連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸での変位を求めるようにしたので、キネマティック方式などのように参照局を必要とすることなく、また多量の測定データを陸上の参照局に送り参照局側のデータと一緒に解析するようなこともなく、したがって計測に要する費用を抑えてしかも高精度でもって物体の変位を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態における変位計測装置の概略構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施の形態の変位計測方法における測定距離データを示す波形図である。
【図3】 同実施の形態の変位計測方法における変動量を示す波形図である。
【図4】 同実施の形態の変位計測方法における変動量を示す波形図である。
【図5】 同実施の形態の変位計測方法における変位を示す波形図である。
【符号の説明】
1 GPS受信機
2 距離測定部
3 変動量検出部
4 外乱影響除去部
5 変位演算部
11 移動平均処理部
12 変動量演算部
Claims (12)
- GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求め、
次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求め、
次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも3個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する方法であって、
上記GPS受信機とGPS衛星との間の距離を測定し、
次にこの測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求め、
次に少なくとも4個のGPS衛星に対する上記変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求め、
次にこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差を求めてGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、
次にこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求めることを特徴とするGPSによる物体の変位計測方法。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データをハイパス・フィルタに通過させることによりGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも3個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも3個の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことによりGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。 - GPS受信機が設けられた物体の変位を計測する装置であって、
上記GPS受信機に設けられてこのGPS受信機とGPS衛星との距離を測定する距離測定部と、
この距離測定部で測定された測定距離データから、当該測定距離データに計測環境下における変動周期と同程度以上の時間窓による移動平均処理を施すことにより得られた平均化距離データを除去してGPS受信機の変動量を求める変動量検出部と、
この変動量検出部で求められた少なくとも4個のGPS衛星に対する変動量並びに各GPS衛星の方位角および仰角に基づきGPS受信機の三次元座標軸方向での変動成分量を未知数とする少なくとも4個の1次方程式を求めるとともにこれら少なくとも4個の1次方程式同士の差をとりGPS受信機の変動量に関する少なくとも3個の衛星間一重差の1次方程式を求め、かつこの連立方程式を解くことにより、GPS受信機の三次元座標軸方向に対する変動成分量である変位を求める変位演算部とから構成したことを特徴とするGPSによる物体の変位計測装置。
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