JP4333934B2

JP4333934B2 - Fluctuation warning system

Info

Publication number: JP4333934B2
Application number: JP2000078600A
Authority: JP
Inventors: 勝男由井
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-03-21
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001264410A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安価な１周波型衛星信号受信機を間欠動作させてできるだけ省エネルギー化しながら、地すべり地帯や落石等の状況を、衛星信号搬送波を用いて連続動作と同様に高精度で監視し、異常状態の発生時には早期に警報を発生させる省エネルギー型の変動警報システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
衛星信号搬送波を用いて地すべり等の微細変動を監視し、異常状態の警報を出す従来の変動警報システムでは、測位位置変化が小さい状態で、遅れなく、確実に警報を出すために、衛星信号搬送波を利用したシステムが用いられている。衛星信号搬送波を用いて測位するためには、必ず衛星信号搬送波の整数サイクル分の不確定値、則ち整数値バイアスを求める必要がある。
【０００３】
ところが、この変動警報システムで一般的に用いられる安価な１周波型衛星信号受信機の場合には、この整数値バイアスを決定するために数１０分以上の時間が必要であり、間欠周期毎にこの時間を掛けて整数値バイアスを求めるのでは、省エネルギー効果も少なく、間欠動作をさせる意味が無くなる。一方、連続動作では、この整数値バイアスは、一度決定すれば再度求める必要がない。このような事情から、従来の変動警報システムでは、連続受信を行うのが殆どである。
【０００４】
図３は従来の変動警報システムにおける監視体側に設置される、システム構成を示す図である。まず、その構成と各装置の動作について説明する。
【０００５】
衛星信号追尾装置３３は、衛星信号アンテナ３１で受信される衛星信号に追尾し、追尾に成功した衛星について、基準局側（図示省略している）と同じタイミングにおいて収集した衛星信号から、衛星からのデータに含まれる時刻データ及びコード疑似距離等より求められる、その衛星信号が衛星から送信された時刻を示す衛星送信時刻データと、搬送波位相デ一夕Ｐｐ１を出力する。
【０００６】
基準局データ受信装置３４は、基準局に設置されている衛星信号追尾装置からの衛星送信時刻データ、搬送波位相データＰｐ２をアンテナ３２で受信し、各々を衛星間距離差演算装置３５、差分演算装置３６に出力する。
【０００７】
衛星間距離差演算装置３５では、監視体と衛星間の距離と、基準局と衛星間の距離との差を、次のように演算して求めている。まず、監視体側の衛星信号追尾装置３３からの衛星送信時刻と、衛星から送られてくる詳細軌道情報から、その信号が送信された時点での衛星の位置を求め、監視体予想位置（通常は前回タイミングにおける測位位置）との差から、衛星と監視体予想位置間の距離差Ｄｐ１を求める。つぎに、基準局から送られてくる衛星送信時刻データを用いて、上記と同様な処理を行い、衛星と既知である基準局位置間の距離差Ｄｐ２を求める。そして、その距離差Ｄｐ１と距離差Ｄｐ２との差分Ｄｐ３（＝Ｄｐ１−Ｄｐ２）を距離差演算値として求め、差分演算装置３６へ出力する。
【０００８】
なお、上記距離差Ｄｐ１，距離差Ｄｐ２，距離差演算値Ｄｐ３及び以後の各変数、各処理に共通することであるが、実際には、各変数は衛星毎に異なる値を持つため、各衛星毎個別に、かつ受信している全ての衛星について、上記の処理を行っている。ただ、説明を分かりやすくするため、以後においても、各衛星について行う処理についてのみ記載する。
【０００９】
差分演算装置３６では、以下により距離差分を求める。監視体側の衛星信号追尾装置３３からのサイクル以上の成分を含む積算搬送波位相Ｐｐ１と、基準局側から送られてくるサイクル以上の成分を含む積算搬送波位相Ｐｐ２の差分Ｐｐ３（＝Ｐｐ１−Ｐｐ２）を求める。更に、衛星間距離差演算装置３５で得られる距離差演算値Ｄｐ３を用い、監視体予想位置からのずれを示す距離差分Ｄｐ４（＝λ×Ｐｐ３−Ｄｐ３但し、λ：衛星信号搬送波の波長（ＧＰＳ衛星の場合約１９ｃｍ））を求め、測位位置演算装置３８へ出力する。
【００１０】
なお、距離差演算値Ｄｐ３は監視体と基準局間の差分（１重差）の形で説明したが、実際には各受信機間の時刻ずれの影響を除去するため、更に異なる衛星間の差分も行った２重差の形で行うのが一般的である。しかし、説明を分かりやすくするため、以後においても、監視体と基準局間の差分（１重差）の形で説明する。
【００１１】
整数値バイアス演算装置３７は、距離差分Ｄｐ４に含まれる整数値バイアス（衛星信号搬送波の整数サイクル分の不確定値）を、距離差分Ｄｐ４の時間変化等を観測することで求め、それを測位位置演算装置３８へ出力する。なお、監視体の正常位置が分かっている場合には、その位置と基準局位置を用いて、直ちに整数値バイアスを求める方法も用いられている。この整数値バイアスは、このシステムを稼働させる際に必要とされるものであり、一旦連続測位に入った後は誤差監視などに用いられる。
【００１２】
測位位置演算装置３８は、監視体予想位置、複数衛星の距離差分Ｄｐ４、及び各衛星の上記整数値バイアスを利用して、測位位置Ｐｐを求め、その測位位置Ｐｐを衛星間距離差演算装置３５に出力する。また、その測位位置を、与えられた正常位置、則ち監視体が本来設けられた位置と比較し、その差が警報範囲となった時にアラーム信号ＡＬｐを、警報装置４へ出力している。
【００１３】
警報出力装置３９は、測位位置演算装置３８からアラーム信号が出力された時、警報ブザー等で異常状態であることを知らせる。
【００１４】
この従来例のように、衛星信号搬送波を用いる場合には必ず整数値バイアスを求める必要があるが、連続受信状態では固定量で一度決定すれば再度求める必要がない。例えば、１秒毎に連続的に測位位置を監視すれば、仮に地すべり、落石が開始されても、その時間間隔の間での測位位置変化はｃｍオーダーと小さいので、連続測位させることにより、測位位置変化が小さい状態で、遅れなく、確実に警報を出すことができる。また、連続監視のため、サイクルスリップ（積算搬送波位相整数サイクル部のステップ変動）の検出と、サイクルスリップ衛星の除去あるいはサイクルスリップ状態の修正が可能である。
【００１５】
ただ、連続受信を行う場合には消費電流を減らすことが困難である。消費電流を減らすために、間欠測位型のシステムを用いることができれば、省エネルギー効果は大きい。しかし、前述のように、間欠測位型の場合、動作状態の度に必ず衛星信号搬送波の整数値バイアスを求める必要があるから、この整数値バイアスを決定するためには長時間（一般的にこの監視システムで用いられる安価な１周波型衛星信号受信機の場合には、数１０分以上の時間）が必要であり、間欠サイクル毎にこの時間を掛けて整数値バイアスを求めるのでは、省エネルギー効果も少なく、間欠動作をさせる意味が無くなる。
【００１６】
また、間欠測位の場合、サイクルスリップの検出が行えないため、整数値バイアスの推定を間違え、結果として測位位置が間違うことになる可能性が高い。その可能性を減らすため、長時間のトレンドを見ることを行う場合があるが、この場合には警報までの時間遅れが大きな問題となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、地すべり等の微細変動を監視し、異常状態の警報を出す従来の変動警報システムにおいて、確実にかつ遅れなく警報を出すためには、連続測位動作とせざるを得ないため、消費電流を減らすことが困難であり、電源、設置場所の制限が厳しい欠点があった。また、消費電流を減らすため、間欠測位型のシステムとしても、整数値バイアスの決定に時間を要すること、誤警報の可能性が大きく、警報までの時間が長い等の欠点があり、実用上使用できなかった。
【００１８】
そこで、本発明は、測位のための整数値バイアスを不要とし、間欠動作においても動作状態で直ちに監視体の位置変動の有無を検出することができる省エネルギー型の変動検出システムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の変動警報システムは、基準局に設置されている衛星信号追尾装置からの少なくとも衛星送信時刻、搬送波位相データを受信する基準局データ受信装置と、衛星信号に追尾し、追尾している衛星の少なくとも衛星送信時刻、搬送波位相を出力する衛星信号追尾装置と、監視体の正常位置、基準局における衛星送信時刻データ、及び上記衛星信号追尾装置から出力される衛星送信時刻データから、複数の衛星ごとに得られる正常位相差を出力する正常値演算装置と、基準局における搬送波位相データと上記衛星信号追尾装置から出力される搬送波位相データとの差分により、複数の衛星における位相差観測値を求め、上記正常値演算装置からの正常位相差と比較し、その比較結果を発生する搬送波位相比較装置と、上記搬送波位相比較装置から比較結果を受信し、異常状態であることを知らせる警報出力装置と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の変動警報システムは、基準局に設置されている衛星信号追尾装置からの少なくとも衛星送信時刻、搬送波周波数を受信する基準局データ受信装置と、衛星信号に追尾し、追尾している衛星の少なくとも衛星送信時刻、搬送波周波数を出力する衛星信号追尾装置と、監視体の正常位置、基準局における衛星送信時刻データ、及び上記衛星信号追尾装置から出力される衛星送信時刻データから、複数の衛星ごとに得られる正常周波数差を出力する正常値演算装置と、基準局における搬送波周波数データと上記衛星信号追尾装置から出力される搬送波周波数データの差分により、複数の衛星における搬送波周波数差を求め、上記正常値演算装置からの正常周波数差と比較し、その比較結果を発生する搬送波周波数比較装置と、上記搬送波周波数比較装置から比較結果を受信し、異常状態であることを知らせる警報出力装置と、を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項３の変動警報システムは、基準局に設置されている衛星信号追尾装置からの少なくとも衛星送信時刻、搬送波周波数、搬送波位相データを受信する基準局データ受信装置と、衛星信号に追尾し、追尾している衛星の少なくとも衛星送信時刻、搬送波周波数、搬送波位相を出力する衛星信号追尾装置と、監視体の正常位置、基準局における衛星送信時刻データ、及び上記衛星信号追尾装置から出力される衛星送信時刻データから、複数の衛星ごとに得られる正常位相差及び正常周波数差を出力する正常値演算装置と、基準局における搬送波位相データと上記衛星信号追尾装置から出力される搬送波位相データとの差分により、複数の衛星における位相差観測値を求め、上記正常値演算装置からの正常位相差と比較し、その比較結果を発生する搬送波位相比較装置と、基準局における搬送波周波数データと上記衛星信号追尾装置から出力される搬送波周波数データの差分により、複数の衛星における搬送波周波数差を求め、上記正常値演算装置からの正常周波数差と比較し、その比較結果を発生する搬送波周波数比較装置と、上記搬送波位相比較装置もしくは搬送波周波数比較装置から比較結果を受信し、異常状態であることを知らせる警報出力装置と、
を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、従来の間欠測位システムに不可欠とされていた搬送波の整数値バイアスを使用することなく、瞬時搬送波位相を用いて監視体の変動検出を行うから、整数値バイアスの確定に要する時間が不要となり、またサイクルスリップの影響を受けることなく、間欠動作時でも動作状態時に位置変動を直ちに検出できる。
【００２３】
また、監視体の変動検出に瞬時搬送波周波数を用い、監視体の現在の移動速度など移動状況を検出するから、実際の位置変動が現れる前の初期微動状態でも、異常検出することができる。このため、間欠動作の場合に、移動状況によって今後の変動予想や危険度判定も行える。
【００２４】
さらに、瞬時搬送波位相と瞬時搬送波周波数とをともに用いて変動検出を行うことにより、位置の変化とその移動速度が把握できるから、その両者を組み合わせて判断することにより、総合的に変動警報を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の変動警報システムの監視体側のシステム構成を示す図であり、図２は本発明の変動検出の原理を説明するための図である。
【００２６】
図１において、まず、その各構成とその動作について説明する。衛星信号追尾装置１３は、衛星信号アンテナ１１で受信される衛星信号に追尾し、追尾に成功した衛星について、基準局側と同じタイミングにおいて収集した衛星信号から、衛星からのデータに含まれる時刻データ及びコード疑似距離等より求められる、その衛星信号が衛星から送信された時刻を示す衛星送信時刻データと、そのタイミングにて観測した搬送波周波数データＦ１、搬送波位相デ一タＰ１を、それぞれ正常値演算装置１５，搬送波周波数比較装置１７、搬送波位相比較装置１６に出力する。
【００２７】
基準局データ受信装置１４は、図示しない基準局に設置されている衛星信号追尾装置からの衛星送信時刻データ、搬送波周波数データＦ２、搬送波位相データＰ２を受信し、各々を正常値演算装置１５，搬送波周波数比較装置１７、搬送波位相比較装置１６に出力する。
【００２８】
正常値演算装置１５は、各衛星の正常位相差及び正常周波数差を求める。ここで正常とは、監視体が設置された位置から移動していないことを意味しており、したがって、正常位置は監視体が本来設置された位置を指し、正常位相差は基準局と本来設置された監視体位置との間での位相差を意味する。
【００２９】
搬送波位相比較装置１６では、監視体側の衛星信号追尾装置１３からのサイクル以上の値を含まない瞬時搬送波位相Ｐ１と、基準局データ受信装置１４経由で得られる基準局側の衛星信号追尾装置からのサイクル以上の値を含まない瞬時搬送波位相Ｐ２から、位相差観測値Ｐ３（＝Ｐ１−Ｐ２）を求める。さらに、正常値演算装置１５からの正常位相差Ｐｓ３を用い、位相差判定量Ｐ４（＝Ｐ３−Ｐｓ３）を求める。
【００３０】
搬送波周波数比較装置１７では、監視体側の衛星信号追尾装置１３からの搬送波周波数Ｆ１と、基準局データ受信装置１４経由で得られる基準局側の搬送波周波数Ｆ２から、周波数差観測値Ｆ３＝Ｆ１−Ｆ２を求める。さらに、正常値演算装置１５からの正常周波数差Ｆｓ３を用い、周波数差Ｆ４を求める。
【００３１】
警報出力装置１８は、搬送波位相比較装置１６からのアラーム信号ＡＬ１または搬送波周波数比較装置１７からのアラーム信号ＡＬ２が与えられたとき、音響、表示或いは基準局への警報信号の伝達など警報信号を出力する。
【００３２】
さて、以上のように構成されている本発明の変動警報システムの動作について説明する。
【００３３】
まず、基準局は既知の特定位置に設置されており、監視体は地すべりなどを監視すべき場所に設置されている。監視体が設置された位置が、正常位置となる。そして、この変動警報システムは、所定の周期で動作状態と停止状態を繰り返し、間欠動作で運用される。この間欠動作のタイミングは、ユーザーの指定により被監視現場の実体に合わせて設定されるが、例えば１０秒動作状態、１０分停止状態のように設定される。
【００３４】
動作状態のタイミングに至ると、基準局側及び監視体側ともに動作状態にはいる。衛星信号追尾装置１３は、基準局側と同じタイミングにおいて収集した衛星信号から、求められたその衛星信号が衛星から送信された時刻を示す衛星送信時刻データを正常値演算装置１５に供給し、そのタイミングにて観測した搬送波位相デ一タＰ１を搬送波位相比較装置１６に供給し、さらにそのタイミングにて観測した搬送波周波数データＦ１を搬送波周波数比較装置１７に供給する。
【００３５】
一方、基準局データ受信装置１４は、基準局に設置されている衛星信号追尾装置からそれぞれ受信した衛星送信時刻データを正常値演算装置１５に供給し、搬送波位相デ一タＰ２を搬送波位相比較装置１６に供給し、さらに搬送波周波数データＦ２を搬送波周波数比較装置１７に供給する。
【００３６】
次に、正常値演算装置１５では、まず監視体における衛星送信時刻と、衛星から送られてくる詳細軌道情報からその信号が送信された時点での衛星の位置、及びその衛星自体の移動速度Ｖ１１を求める。この衛星の位置と監視体の正常位置との差から、衛星と監視体間の距離差Ｄ１を求める。また、この衛星の位置と監視体の正常位置との相対関係と、この衛星自体の移動速度Ｖ１１に基づいて、衛星自体の移動に伴うドップラー周波数Ｆｓｌを求める。基準局についても、監視体と同様の処理を行い、衛星と基準局間の距離差Ｄ２，衛星自体の移動に伴うドップラー周波数Ｆｓ２を求める。
【００３７】
この衛星と監視体間の距離差Ｄ１、衛星と基準局間の距離差Ｄ２から、正常位相差Ｐｓ３（＝（Ｄ１−Ｄ２）／λ（但し、λ：衛星信号搬送波波長））を求め、それを搬送波位相比較装置１６へ出力する。また、監視体側で求めたドップラー周波数Ｆｓｌと、基準局側で求めたドップラー周波数Ｆｓ２の差分Ｆｓ３（＝Ｆｓｌ−Ｆｓ２）を正常周波数差として、搬送波周波数比較装置１７へ出力する。なお、正常周波数差Ｆｓ３は実際には殆ど零の値であるので、正常周波数Ｆｓ３＝０としても良い。
【００３８】
監視体の正常位置は、本実施の形態では図示しない入力装置から入力することとしている。ただ、図３の従来例で説明した衛星間距離差演算装置３５、差分演算装置３６，測位位置演算装置３８，整数値バイアス演算装置３７を加えれば、監視体の正常位置を求めることができる。この場合、構成要素としては４つの演算装置が追加となるが、実際には個別の演算装置ではなく、監視体上の衛星信号受信機のＣＰＵで処理され、構成要素分消費電流が増加するわけではないので、この形で求めても良い。
【００３９】
搬送波位相比較装置１６では、監視体側の衛星信号追尾装置１３からのサイクル以上の値を含まない瞬時搬送波位相Ｐ１と、基準局データ受信装置経由で得られる基準局側の衛星信号追尾装置からのサイクル以上の値を含まない瞬時搬送波位相Ｐ２から、位相差観測値Ｐ３（＝Ｐ１−Ｐ２）を求める。
【００４０】
更に、搬送波位相比較装置１６では、正常値演算装置１５からの正常位相差Ｐｓ３を用い、位相差判定量Ｐ４（＝ｆｒａｃ（Ｐ３−Ｐｓ３））を求める。ここで、ｆｒａｃ（ｘ）は、ｘのサイクル以下の差分を、［−０．５、０．５］内に規格化する関数である。
【００４１】
変動検出は、本来は３次元位置であるが、説明を簡潔にするため、ここでは図２に示す一次元の場合で、監視体が正常点Ｂから点Ｅまで位置変動した場合を考える。ここで、点Ｓは衛星位置、点Ａは基準局位置、点Ｂは監視体正常位置、点Ｄは線分ＳＢ上でＳＡ間距離＝ＳＤ間距離となる点、点Ｆは線分ＳＥ上でＳＡ間距離＝ＳＦ間距離となる点である。図２の場合、正常位相差Ｐｓ３は、Ｐｓ３＝Ｌ１（ＢＤ間距離）／λ、位相差観測値Ｐ３は、Ｐ３＝Ｌ２（ＥＦ間距離）／λとなり、位相差判定量Ｐ４は、Ｐ４＝ｆｒａｃ（Ｌ２−Ｌ１）となる。
【００４２】
図２から明らかなように、位置変動がない（点Ｅは点Ｂと同じで、Ｌ２＝Ｌ１の時）場合に位相差判定量Ｐ４は、Ｐ４＝０となり、位置変動があった場合に位相差判定量Ｐ４は零でない値となる。したがって、各衛星についてこの位相差判定量Ｐ４を観測し、位相差判定量Ｐ４が警報基準値より大きい時に異常と判定して、アラーム信号ＡＬ１を警報装置４へ出力する。
【００４３】
なお、位相差判定量Ｐ４は、真の位相差のサイクル以下の値である。また、従来の間欠動作受信機のように整数値バイアスを用いていないので、サイクルスリップの影響は全くない。
【００４４】
したがって、実際に変動していない場合、位相差判定量Ｐ４は確実に０付近の値となり、異常と判定することはない。逆に変動した場合を考えると、たまたま真の位相差が整数値になった時に、位相差判定量Ｐ４は０となりうる。しかしながら、位相差判定量Ｐ４は衛星の仰角、方位角に大きく依存し、ＧＰＳのような周回衛星システムの場合には各衛星の仰角、方位角は大きく異なる。したがって、受信できた衛星全てについて、位相差判定量Ｐ４が整数値になることはあり得ず、少なくても１つの衛星については、位相差判定量Ｐ４は零でなくなるので、位相差判定量Ｐ４で判定することにより、実際は変動しているのに、正常とみなすことはない。
【００４５】
さらに、搬送波周波数比較装置１７では、監視体側の衛星信号追尾装置１３からの搬送波周波数Ｆ１と、基準局データ受信装置１４経由で得られる基準局側の搬送波周波数Ｆ２から、周波数差観測値Ｆ３（＝Ｆ１−Ｆ２）を求める。この差分には衛星自体の移動に伴う分が含まれるが、その寄与分は、正常値演算装置１５で正常周波数差Ｆｓ３として計算されている。
【００４６】
この場合も、本来は３次元であるが、説明を簡潔にするため、図２に示す一次元の場合で、監視体が点Ｅにおいて、点Ｂとは反対方向に速度Ｖｒで移動している場合を考える。この移動速度の内、ベクトルＳＥ方向の速度Ｖｉにより、周波数差観測値Ｆ３は、Ｆ３＝Ｆｅ×Ｖｉ／Ｃ（Ｃ：光速）となる。前述したように、正常周波数差Ｆｓ３は零に近い値である。したがって、周波数差Ｆ４は、Ｆ４＝Ｆ３−Ｆｓ３＝Ｖｉ／Ｃとなり、監視体が移動している時、すなわちＶｉが零でない時に、周波数差Ｆ４も零でなくなる。この周波数差Ｆ４を求めるために整数値バイアスは全く不要であるので、サイクルスリップの影響は全くない。
【００４７】
このように、周波数差Ｆ４（＝Ｆ３−Ｆｓ３）を求め、この周波数差が零でない時に、アラーム信号ＡＬ２を警報装置４へ出力する。
【００４８】
また、搬送波位相比較装置１６、搬送波周波数比較装置１７の出力にアラーム信号ＡＬ１，ＡＬ２だけでなく、位相差Ｐ４，周波数差Ｆ４を含ませることができる。これにより、位相差Ｐ４により位置の変動が検出でき、周波数差Ｆ４により現時点の移動速度が検出できる。したがって、例えば実際の位置変動が現れる前の初期微動状態でも異常検出が行えるようになる。また、移動速度の大きさ、変化で今後の変動予想や、危険度判定も行える。例えば、落石の場合、一時的に変動したもののネット等で変動が押さえられた場合、移動速度は零となり、危険度は少ないと判定できる。
【００４９】
以上のような監視動作が、設定された間欠動作の元に、所定の周期で繰り返し行われる。
【００５０】
なお、間欠動作において、監視体側で詳細軌道情報を受信できない場合があるが、詳細軌道情報が更新されたときには間欠動作状態における監視動作の時間を長くして収集したり、或いは、監視体側と基準局側で同じ詳細軌道情報を用いるために、基準局側から詳細軌道情報を監視体側に送るようにしても良い。また、受信すべき衛星情報についても、基準局側から指示した方が良い。
【００５１】
さて、以上に説明した実施の形態では、搬送波位相比較装置１６、搬送波周波数比較装置１７の両方を備えて変動検出システムが構成されている。搬送波位相比較装置１６は、監視体側の瞬時搬送波位相Ｐ１と基準局側の瞬時搬送波位相Ｐ２から求めた位相差観測値Ｐ３と、正常位相差Ｐｓ３との差で、監視体の位置変動を検出し、アラーム信号１を出力している。また、搬送波周波数比較装置１７は、監視体側の瞬時搬送波周波数Ｆ１と基準局側の瞬時搬送波周波数Ｆ２から求めた周波数差観測値Ｆ３と、正常周波数差Ｆｓ３との差で、監視体の位置変動を検出し、アラーム信号１を出力している。このように搬送波位相比較装置１６及び搬送波周波数比較装置１７は、それぞれ単独で動作しており、個別にアラーム信号を出力するから、それぞれ一方のみで変動警報システムを形成することができる。
【００５２】
また、本発明の変動警報システムでは、整数値バイアスの確定に要する時間が不要となり、間欠動作時において位置変動を直ちに検出できるから、間欠動作での、動作状態と停止状態とを、任意の長さに設定することができる。必要に応じて連続動作として運用することもできる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の間欠測位システムに不可欠とされていた搬送波の整数値バイアスを使用することなく、瞬時搬送波位相を用いて監視体の変動検出を行うから、整数値バイアスの確定に要する時間が不要となり、またサイクルスリップの影響を受けることなく、間欠動作でも動作状態時に位置変動を直ちに検出できる。
【００５４】
また、監視体の変動検出に瞬時搬送波周波数を用い、監視体の現在の移動速度など移動状況を検出するから、実際の位置変動が現れる前の初期微動状態でも、異常検出することができる。このため、間欠動作の場合に、移動状況によって今後の変動予想や危険度判定も行える。
【００５５】
さらに、瞬時搬送波位相と瞬時搬送波周波数とをともに用いて変動検出を行うことにより、位置の変化とその移動速度が把握できるから、その両者を組み合わせて判断することにより、総合的に変動警報を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の変動警報システムの監視体側のシステム構成を示す図。
【図２】本発明の変動検出の原理を説明するための図。
【図３】従来の変動警報システムにおけるシステム構成を示す図。
【符号の説明】
１１受信アンテナ
１２送受信アンテナ
１３衛星信号追尾装置
１４基準局データ受信装置
１５正常値演算装置
１６搬送波位相比較装置
１７搬送波周波数比較装置
１８警報出力装置
Ｐ１，Ｐ１搬送波位相
Ｐｓ３正常位相差
Ｆ１，Ｆ２搬送波周波数
Ｆｓ３正常周波数差
ＡＬ１，ＡＬ２アラーム信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention intermittently operates an inexpensive single-frequency satellite signal receiver to save energy as much as possible, while monitoring the status of landslide areas and rockfalls with high accuracy using satellite signal carrier waves in the same manner as continuous operation. The present invention relates to an energy-saving type change alarm system that generates an alarm early when a condition occurs.
[0002]
[Prior art]
The conventional fluctuation warning system that uses a satellite signal carrier wave to monitor minute fluctuations such as landslides and gives an alarm for abnormal conditions is a satellite signal carrier wave in order to reliably issue an alarm without delay even when the positioning position change is small. A system using is used. In order to perform positioning using a satellite signal carrier wave, an uncertain value for an integer cycle of the satellite signal carrier wave, that is, an integer value bias must be obtained.
[0003]
However, in the case of an inexpensive one-frequency satellite signal receiver that is generally used in this fluctuation warning system, several tens of minutes or more are required to determine the integer value bias, and every intermittent cycle is required. Obtaining the integer value bias by multiplying this time has little energy saving effect and the meaning of intermittent operation is lost. On the other hand, in the continuous operation, once this integer value bias is determined, it is not necessary to obtain it again. For this reason, most conventional fluctuation warning systems perform continuous reception.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a system configuration installed on the monitoring object side in the conventional fluctuation alarm system. First, the configuration and the operation of each device will be described.
[0005]
The satellite signal tracking device 33 tracks the satellite signal received by the satellite signal antenna 31. From the satellite signal collected at the same timing as that of the reference station side (not shown) for the satellite that has been successfully tracked, The satellite transmission time data indicating the time when the satellite signal is transmitted from the satellite and the carrier phase data Pp1 obtained from the time data included in the data and the code pseudo distance are output.
[0006]
The reference station data receiving device 34 receives the satellite transmission time data and the carrier phase data Pp2 from the satellite signal tracking device installed in the reference station with the antenna 32, and each of them receives the intersatellite distance difference calculating device 35 and the difference calculating device 36. Output.
[0007]
The intersatellite distance difference calculation device 35 calculates the difference between the distance between the monitoring object and the satellite and the distance between the reference station and the satellite as follows. First, from the satellite transmission time from the satellite signal tracking device 33 on the monitoring object side and the detailed orbit information transmitted from the satellite, the position of the satellite at the time when the signal is transmitted is obtained, and the monitoring object expected position (usually, A distance difference Dp1 between the satellite and the predicted position of the monitoring object is obtained from the difference from the positioning position at the previous timing). Next, using the satellite transmission time data sent from the reference station, processing similar to the above is performed to obtain the distance difference Dp2 between the satellite and the known reference station position. Then, a difference Dp3 (= Dp1−Dp2) between the distance difference Dp1 and the distance difference Dp2 is obtained as a distance difference calculation value and output to the difference calculation device 36.
[0008]
The distance difference Dp1, the distance difference Dp2, the distance difference calculation value Dp3 and the subsequent variables and processes are common to each other. However, since each variable actually has a different value for each satellite, The above processing is performed individually and for all the received satellites. However, in order to make the explanation easier to understand, only the processing to be performed for each satellite will be described hereinafter.
[0009]
In the difference calculation device 36, the distance difference is obtained as follows. A difference Pp3 (= Pp1−Pp2) between the integrated carrier phase Pp1 including a component equal to or greater than the cycle from the satellite signal tracking device 33 on the monitoring object side and the accumulated carrier phase Pp2 including the component equal to or greater than the cycle transmitted from the reference station side is obtained. . Further, the distance difference calculation value Dp3 obtained by the inter-satellite distance difference calculation device 35 is used, and the distance difference Dp4 (= λ × Pp3-Dp3) indicating the deviation from the predicted position of the monitoring object, where λ is the wavelength of the satellite signal carrier (GPS In the case of a satellite, about 19 cm)) is obtained and output to the positioning position calculation device 38.
[0010]
Although the distance difference calculation value Dp3 has been described in the form of a difference (single difference) between the monitoring object and the reference station, actually, in order to remove the influence of the time lag between the receivers, the difference between different satellites In general, it is performed in the form of a double difference. However, in order to make the description easy to understand, the following description will be made in the form of a difference (single difference) between the monitoring object and the reference station.
[0011]
The integer value bias calculation device 37 obtains an integer value bias (an uncertain value for an integer cycle of the satellite signal carrier wave) included in the distance difference Dp4 by observing a time change of the distance difference Dp4, and the like. The result is output to the arithmetic unit 38. When the normal position of the monitoring object is known, an integer value bias is immediately obtained using the position and the reference station position. This integer value bias is required when operating this system, and is used for error monitoring after entering the continuous positioning once.
[0012]
The positioning position calculation device 38 obtains the positioning position Pp by using the predicted position of the monitoring object, the distance difference Dp4 of the plurality of satellites, and the integer bias of each satellite, and calculates the positioning position Pp from the inter-satellite distance difference calculation device 35. Output to. Further, the positioning position is compared with the given normal position, that is, the position where the monitoring body is originally provided, and when the difference becomes the alarm range, the alarm signal ALp is output to the alarm device 4.
[0013]
When an alarm signal is output from the positioning position calculation device 38, the alarm output device 39 notifies an abnormal state with an alarm buzzer or the like.
[0014]
As in this conventional example, when a satellite signal carrier wave is used, an integer value bias must be obtained. However, in a continuous reception state, once it is determined with a fixed amount, it is not necessary to obtain it again. For example, if the positioning position is continuously monitored every second, even if a landslide or rock fall starts, the change in the positioning position during that time interval is as small as the cm order. An alarm can be reliably issued without delay in a state where the position change is small. In addition, for continuous monitoring, it is possible to detect cycle slips (step fluctuations in the integrated carrier phase integer cycle part), remove cycle slip satellites, or correct cycle slip states.
[0015]
However, when continuous reception is performed, it is difficult to reduce current consumption. If an intermittent positioning type system can be used to reduce current consumption, the energy saving effect is great. However, as described above, in the case of the intermittent positioning type, it is necessary to always obtain an integer value bias of the satellite signal carrier wave in each operating state. In the case of an inexpensive 1-frequency satellite signal receiver used in a monitoring system, a time of several tens of minutes or more is necessary. By multiplying this time every intermittent cycle to obtain an integer value bias, an energy saving effect is obtained. The meaning of intermittent operation is lost.
[0016]
In addition, in the case of intermittent positioning, cycle slip cannot be detected, so that there is a high possibility that the estimation of the integer value bias is wrong and the positioning position is wrong as a result. In order to reduce the possibility, there are cases where a long-term trend is observed. In this case, the time delay until the alarm becomes a serious problem.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, the conventional fluctuation alarm system that monitors minute fluctuations such as landslides and issues alarms for abnormal conditions must be operated continuously, in order to issue alarms reliably and without delay. It was difficult to reduce the current, and there was a drawback that the restrictions on the power source and installation location were severe. Also, in order to reduce current consumption, even intermittent positioning type systems have the disadvantages that it takes time to determine the integer value bias, the possibility of false alarms is large, and the time to alarm is long. could not.
[0018]
Accordingly, the present invention has an object to provide an energy saving type fluctuation detection system that does not require an integer bias for positioning and can immediately detect the presence or absence of a position fluctuation of a monitoring object even in an intermittent operation state. And
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The fluctuation warning system according to claim 1 includes a reference station data receiving device that receives at least satellite transmission time and carrier phase data from a satellite signal tracking device installed in a reference station, and a satellite that tracks and tracks the satellite signal. Satellite signal tracking device that outputs at least satellite transmission time and carrier wave phase, normal position of the monitoring object, satellite transmission time data in the reference station, and satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device, for each of a plurality of satellites The normal value calculation device that outputs the obtained normal phase difference, and the difference between the carrier phase data in the reference station and the carrier phase data output from the satellite signal tracking device, obtains phase difference observation values in a plurality of satellites, and A carrier phase comparison device that compares the normal phase difference from the value calculation device and generates the comparison result, and the carrier phase comparison Receiving a placed al comparison result, and having a an alarm output device for informing an abnormal state.
[0020]
According to another aspect of the present invention, there is provided a fluctuation warning system comprising: a reference station data receiving device that receives at least a satellite transmission time and a carrier frequency from a satellite signal tracking device installed in a reference station; and a satellite that tracks and tracks a satellite signal. Obtained for each of the plurality of satellites from the satellite signal tracking device that outputs the satellite transmission time and carrier frequency, the normal position of the monitoring object, the satellite transmission time data at the reference station, and the satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device. a normal value arithmetic unit outputs a normal frequency difference is, the difference of the carrier frequency data output from the carrier frequency data and the satellite signal tracking device at the reference station, obtains the carrier frequency difference in a plurality of satellites, the normal value calculation unit A carrier frequency comparison device for generating a comparison result with the normal frequency difference from It receives the comparison result from the wave number comparing unit, and having a an alarm output device for informing an abnormal state.
[0021]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fluctuation alarm system for tracking a satellite signal and tracking a satellite signal, receiving a satellite transmission time, carrier frequency, and carrier phase data from a satellite signal tracking device installed in the reference station. A satellite signal tracking device that outputs at least the satellite transmission time, carrier frequency, and carrier phase of the satellite in question, the normal position of the monitoring object, the satellite transmission time data at the reference station, and the satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device A normal value calculation device that outputs a normal phase difference and a normal frequency difference obtained for each of a plurality of satellites, and a plurality of satellites based on a difference between the carrier phase data in the reference station and the carrier phase data output from the satellite signal tracking device. The phase difference observed value is calculated and compared with the normal phase difference from the above normal value arithmetic unit, and the comparison result is generated. A carrier phase comparison device, a carrier frequency difference in a plurality of satellites is obtained from a difference between carrier frequency data in a reference station and carrier frequency data output from the satellite signal tracking device, and a normal frequency difference from the normal value computing device A carrier frequency comparison device for comparing and generating the comparison result, an alarm output device for receiving a comparison result from the carrier phase comparison device or the carrier frequency comparison device, and notifying an abnormal state;
It is characterized by having.
[0022]
According to the present invention, since the fluctuation of the monitoring object is detected using the instantaneous carrier phase phase without using the integer value bias of the carrier wave, which has been indispensable for the conventional intermittent positioning system, it is necessary to determine the integer value bias. No time is required, and position fluctuations can be immediately detected even during intermittent operation without being affected by cycle slip.
[0023]
In addition, since the instantaneous carrier wave frequency is used for detecting the fluctuation of the monitoring object and the moving state such as the current moving speed of the monitoring object is detected, an abnormality can be detected even in the initial fine movement state before the actual position fluctuation appears. For this reason, in the case of intermittent operation, it is possible to predict future fluctuations and determine the degree of risk depending on the movement status.
[0024]
In addition, since fluctuation detection is performed using both the instantaneous carrier phase and the instantaneous carrier frequency, the change in position and the moving speed can be grasped. be able to.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a system configuration on the monitoring object side of a fluctuation alarm system of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of fluctuation detection of the present invention.
[0026]
In FIG. 1, first, each configuration and its operation will be described. The satellite signal tracking device 13 tracks the satellite signal received by the satellite signal antenna 11, and for the satellite that has been successfully tracked, from the satellite signal collected at the same timing as the reference station side, the time data included in the data from the satellite, The satellite transmission time data indicating the time at which the satellite signal is transmitted from the satellite, the carrier frequency data F1 and the carrier phase data P1 observed at the timing obtained from the code pseudo distance, etc. are respectively calculated as normal values. 15. Output to carrier frequency comparison device 17 and carrier phase comparison device 16.
[0027]
The reference station data receiving device 14 receives satellite transmission time data, carrier frequency data F2, and carrier phase data P2 from a satellite signal tracking device installed in a reference station (not shown). The data is output to the device 17 and the carrier wave phase comparison device 16.
[0028]
The normal value calculation device 15 obtains the normal phase difference and normal frequency difference of each satellite. Here, normal means that the monitoring object has not moved from the position where the monitoring object is installed. Therefore, the normal position indicates the position where the monitoring object is originally installed, and the normal phase difference is originally installed with the reference station. This means the phase difference between the monitored object position.
[0029]
In the carrier wave phase comparison device 16 , the instantaneous carrier wave phase P 1 that does not include a value more than the cycle from the satellite signal tracking device 13 on the monitoring object side and the cycle from the satellite signal tracking device on the reference station side obtained via the reference station data receiving device 14. From the instantaneous carrier phase P2 that does not include the value of, the phase difference observation value P3 (= P1-P2) is obtained. Further, using the normal phase difference Ps3 from the normal value calculation device 15, a phase difference determination amount P4 (= P3-Ps3) is obtained.
[0030]
The carrier frequency comparison device 17 obtains the frequency difference observation value F3 = F1-F2 from the carrier frequency F1 from the satellite signal tracking device 13 on the monitoring object side and the carrier frequency F2 on the reference station side obtained via the reference station data reception device 14. . Further, the frequency difference F4 is obtained using the normal frequency difference Fs3 from the normal value calculation device 15.
[0031]
When the alarm signal AL1 from the carrier phase comparator 16 or the alarm signal AL2 from the carrier frequency comparator 17 is given, the alarm output device 18 outputs an alarm signal such as sound, display, or transmission of the alarm signal to the reference station. .
[0032]
Now, the operation of the fluctuation alarm system of the present invention configured as described above will be described.
[0033]
First, the reference station is installed at a known specific position, and the monitoring object is installed at a place where a landslide should be monitored. The position where the monitoring object is installed is the normal position. The fluctuation alarm system is operated in an intermittent operation by repeating an operation state and a stop state at a predetermined cycle. Although the timing of this intermittent operation is set according to the substance of the monitored site according to the user's specification, it is set as, for example, a 10-second operation state or a 10-minute stop state.
[0034]
When the timing of the operation state is reached, both the reference station side and the monitoring body side are in the operation state. The satellite signal tracking device 13 supplies satellite transmission time data indicating the time when the satellite signal obtained from the satellite signal collected at the same timing as the reference station side is transmitted from the satellite to the normal value calculation device 15, and the timing thereof. The carrier phase data P1 observed in step S1 is supplied to the carrier phase comparison device 16, and the carrier frequency data F1 observed at that timing is supplied to the carrier frequency comparison device 17.
[0035]
On the other hand, the reference station data receiving device 14 supplies the satellite transmission time data received from the satellite signal tracking device installed in the reference station to the normal value computing device 15, and the carrier phase data P2 to the carrier phase comparing device 16. Then, the carrier frequency data F 2 is supplied to the carrier frequency comparison device 17.
[0036]
Next, in the normal value calculation device 15, first, the satellite transmission time in the monitoring object, the position of the satellite at the time when the signal is transmitted from the detailed orbit information transmitted from the satellite, and the moving speed V11 of the satellite itself. Ask for. A distance difference D1 between the satellite and the monitoring object is obtained from the difference between the position of the satellite and the normal position of the monitoring object. Further, the Doppler frequency Fsl accompanying the movement of the satellite itself is obtained based on the relative relationship between the position of the satellite and the normal position of the monitoring object and the moving speed V11 of the satellite itself. For the reference station, the same processing as that of the monitoring object is performed to obtain the distance difference D2 between the satellite and the reference station and the Doppler frequency Fs2 accompanying the movement of the satellite itself.
[0037]
A normal phase difference Ps3 (= (D1−D2) / λ (where λ: satellite signal carrier wavelength)) is obtained from the distance difference D1 between the satellite and the monitoring object and the distance difference D2 between the satellite and the reference station. Output to the carrier wave phase comparator 16. The difference Fs3 (= Fsl−Fs2) between the Doppler frequency Fsl obtained on the monitoring object side and the Doppler frequency Fs2 obtained on the reference station side is output to the carrier frequency comparison device 17 as a normal frequency difference. Since the normal frequency difference Fs3 is actually almost zero, the normal frequency Fs3 = 0 may be set.
[0038]
In the present embodiment, the normal position of the monitoring object is input from an input device (not shown). However, the normal position of the monitoring object can be obtained by adding the inter-satellite distance difference calculating device 35, the difference calculating device 36, the positioning position calculating device 38, and the integer value bias calculating device 37 described in the conventional example of FIG. In this case, four arithmetic devices are added as components, but in actuality, they are processed not by individual arithmetic devices but by the CPU of the satellite signal receiver on the monitoring object, and the current consumption increases by the components. Not so, you may ask for it in this form.
[0039]
In the carrier wave phase comparison device 16 , the instantaneous carrier wave phase P1 that does not include a value more than the cycle from the satellite signal tracking device 13 on the monitoring object side and the cycle from the satellite signal tracking device on the reference station side obtained via the reference station data receiving device. From the instantaneous carrier phase P2 not including the value, the phase difference observation value P3 (= P1-P2) is obtained.
[0040]
Further, the carrier phase comparison device 16 uses the normal phase difference Ps3 from the normal value calculation device 15 to obtain the phase difference determination amount P4 (= frac (P3−Ps3)). Here, frac (x) is a function that normalizes the difference of x cycles or less within [−0.5, 0.5].
[0041]
Although the fluctuation detection is originally a three-dimensional position, in order to simplify the explanation, here, a case where the position of the monitoring object fluctuates from the normal point B to the point E in the one-dimensional case shown in FIG . Here, the point S is the satellite position, the point A is the reference station position, the point B is the monitoring object normal position, the point D is a point on the line segment SB where the distance between SAs = SD distance, and the point F is on the line segment SE. This is the point where SA distance = SF distance. In the case of FIG. 2 , the normal phase difference Ps3 is Ps3 = L1 (distance between BDs) / λ, the phase difference observation value P3 is P3 = L2 (distance between EFs) / λ, and the phase difference determination amount P4 is P4 = frac (L2- L1 ).
[0042]
As is clear from FIG. 2 , when there is no position variation (when point E is the same as point B and L2 = L1 ), the phase difference determination amount P4 becomes P4 = 0, and the position variation occurs when there is a position variation. The phase difference determination amount P4 is a non-zero value. Therefore, the phase difference determination amount P4 is observed for each satellite, and when the phase difference determination amount P4 is larger than the alarm reference value, it is determined that there is an abnormality, and the alarm signal AL1 is output to the alarm device 4.
[0043]
The phase difference determination amount P4 is a value equal to or less than the true phase difference cycle. Further, since the integer bias is not used unlike the conventional intermittent operation receiver, there is no influence of cycle slip.
[0044]
Therefore, when it does not actually fluctuate, the phase difference determination amount P4 is reliably a value near 0 and is not determined to be abnormal. Considering the case of fluctuation, the phase difference determination amount P4 can be zero when the true phase difference happens to be an integer value. However, the phase difference determination amount P4 greatly depends on the elevation angle and azimuth angle of the satellite, and in the case of an orbiting satellite system such as GPS, the elevation angle and azimuth angle of each satellite differ greatly. Therefore, the phase difference determination amount P4 cannot be an integer value for all the received satellites, and the phase difference determination amount P4 is not zero for at least one satellite. However, it is not considered normal even though it actually fluctuates.
[0045]
Further, the carrier frequency comparison device 17 calculates the frequency difference observation value F3 (= F1−) from the carrier frequency F1 from the satellite signal tracking device 13 on the monitoring object side and the carrier frequency F2 on the reference station side obtained via the reference station data reception device 14. F2) is obtained. This difference includes the amount accompanying the movement of the satellite itself, but the contribution is calculated as the normal frequency difference Fs3 by the normal value calculation device 15.
[0046]
Also in this case, although it is originally three-dimensional, in order to simplify the explanation, in the one-dimensional case shown in FIG. 2 , the monitoring body is moving at a speed Vr in a direction opposite to the point B at the point E. Think about the case. Of these moving speeds, the frequency difference observation value F3 becomes F3 = Fe × Vi / C (C: speed of light) due to the speed Vi in the vector SE direction. As described above, the normal frequency difference Fs3 is a value close to zero. Therefore, the frequency difference F4 becomes F4 = F3-Fs3 = Vi / C, and when the monitoring object is moving, that is, when Vi is not zero, the frequency difference F4 is not zero. Since no integer value bias is required to obtain the frequency difference F4, there is no influence of cycle slip.
[0047]
In this way, the frequency difference F4 (= F3-Fs3) is obtained, and when this frequency difference is not zero, the alarm signal AL2 is output to the alarm device 4.
[0048]
Further, not only the alarm signals AL1 and AL2 but also the phase difference P4 and the frequency difference F4 can be included in the outputs of the carrier phase comparison device 16 and the carrier frequency comparison device 17. Thereby, a change in position can be detected by the phase difference P4, and the current moving speed can be detected by the frequency difference F4. Therefore, for example, the abnormality can be detected even in the initial fine movement state before the actual position fluctuation appears. In addition, future fluctuations can be predicted and the degree of danger can be determined based on the magnitude and change of the moving speed. For example, in the case of falling rocks, if the fluctuation is temporarily suppressed but the fluctuation is suppressed by a net or the like, the moving speed becomes zero and it can be determined that the degree of danger is small.
[0049]
The monitoring operation as described above is repeatedly performed at a predetermined cycle based on the set intermittent operation.
[0050]
In the intermittent operation, the detailed trajectory information may not be received on the monitoring object side, but when the detailed trajectory information is updated, the monitoring operation time in the intermittent operation state is increased and collected, or the monitoring object side and the reference station are collected. In order to use the same detailed trajectory information on the side, the detailed trajectory information may be sent from the reference station side to the monitoring object side. In addition, it is better to instruct the satellite information to be received from the reference station side.
[0051]
In the embodiment described above, the fluctuation detection system is configured by including both the carrier phase comparison device 16 and the carrier frequency comparison device 17. The carrier phase comparison device 16 detects the position fluctuation of the monitoring object by the difference between the phase difference observation value P3 obtained from the instantaneous carrier phase P1 on the monitoring object side and the instantaneous carrier phase P2 on the reference station side, and the normal phase difference Ps3. Alarm signal 1 is output. Further, the carrier frequency comparison device 17 detects the position variation of the monitoring object by the difference between the observed frequency difference F3 obtained from the monitoring object side instantaneous carrier frequency F1 and the reference station side instantaneous carrier frequency F2 and the normal frequency difference Fs3. The alarm signal 1 is output. As described above, the carrier wave phase comparison device 16 and the carrier wave frequency comparison device 17 operate independently and individually output an alarm signal, so that only one of them can form a fluctuation warning system.
[0052]
Further, in the fluctuation alarm system of the present invention, the time required to determine the integer value bias is not required, and the position fluctuation can be immediately detected during the intermittent operation. Therefore, the operation state and the stop state in the intermittent operation can be arbitrarily long. Can be set. It can be operated as a continuous operation as required.
[0053]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the fluctuation of the monitoring object is detected using the instantaneous carrier phase phase without using the integer value bias of the carrier wave, which has been indispensable for the conventional intermittent positioning system, it is necessary to determine the integer value bias. No time is required, and position fluctuations can be immediately detected even during intermittent operation without being affected by cycle slip.
[0054]
In addition, since the instantaneous carrier wave frequency is used for detecting the fluctuation of the monitoring object and the moving state such as the current moving speed of the monitoring object is detected, an abnormality can be detected even in the initial fine movement state before the actual position fluctuation appears. For this reason, in the case of intermittent operation, it is possible to predict future fluctuations and determine the degree of risk depending on the movement status.
[0055]
In addition, since fluctuation detection is performed using both the instantaneous carrier phase and the instantaneous carrier frequency, the change in position and the moving speed can be grasped. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration on a monitoring object side of a fluctuation alarm system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of fluctuation detection according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a system configuration in a conventional fluctuation warning system.
[Explanation of symbols]
11 receiving antenna 12 transmitting / receiving antenna 13 satellite signal tracking device 14 reference station data receiving device 15 normal value computing device 16 carrier wave phase comparing device 17 carrier wave frequency comparing device 18 alarm output device P1, P1 carrier wave phase Ps3 normal phase difference F1, F2 carrier wave frequency Fs3 Normal frequency difference AL1, AL2 Alarm signal

Claims

A reference station data receiving device that receives at least the satellite transmission time and the carrier phase data from the satellite signal tracking device installed in the reference station;
A satellite signal tracking device that tracks satellite signals and outputs at least the satellite transmission time and carrier phase of the tracking satellite;
A normal value computing device that outputs a normal phase difference obtained for each of a plurality of satellites from the normal position of the monitoring object, the satellite transmission time data in the reference station, and the satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device;
The phase difference observation value in a plurality of satellites is obtained from the difference between the carrier phase data at the reference station and the carrier phase data output from the satellite signal tracking device, and compared with the normal phase difference from the normal value computing device, and the comparison A carrier phase comparator that produces a result;
An alarm output device for receiving a comparison result from the carrier wave phase comparison device and notifying an abnormal state;
A fluctuation alarm system characterized by comprising:

A reference station data receiving device that receives at least the satellite transmission time and the carrier frequency from the satellite signal tracking device installed in the reference station; and
A satellite signal tracking device that tracks the satellite signal and outputs at least the satellite transmission time and carrier frequency of the tracking satellite;
A normal value computing device that outputs a normal frequency difference obtained for each of a plurality of satellites from the normal position of the monitoring object, the satellite transmission time data in the reference station, and the satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device;
Based on the difference between the carrier frequency data in the reference station and the carrier frequency data output from the satellite signal tracking device, the carrier frequency difference in a plurality of satellites is obtained and compared with the normal frequency difference from the normal value computing device. A generated carrier frequency comparison device;
An alarm output device for receiving a comparison result from the carrier frequency comparison device and notifying an abnormal state;
A fluctuation alarm system characterized by comprising:

A reference station data receiving device that receives at least the satellite transmission time, the carrier frequency, and the carrier phase data from the satellite signal tracking device installed in the reference station;
A satellite signal tracking device that tracks satellite signals and outputs at least the satellite transmission time, carrier frequency, and carrier phase of the tracking satellite;
A normal value calculation device that outputs a normal phase difference and a normal frequency difference obtained for each of a plurality of satellites from the normal position of the monitoring object, the satellite transmission time data in the reference station, and the satellite transmission time data output from the satellite signal tracking device. When,
The phase difference observation value in a plurality of satellites is obtained from the difference between the carrier phase data at the reference station and the carrier phase data output from the satellite signal tracking device, and compared with the normal phase difference from the normal value computing device, and the comparison A carrier phase comparator that produces a result;
Based on the difference between the carrier frequency data in the reference station and the carrier frequency data output from the satellite signal tracking device, the carrier frequency difference in a plurality of satellites is obtained and compared with the normal frequency difference from the normal value computing device. A generated carrier frequency comparison device;
An alarm output device for receiving a comparison result from the carrier phase comparison device or the carrier frequency comparison device and notifying an abnormal state;
A fluctuation alarm system characterized by comprising: