JP4436250B2 - グローバル測位受信機のネットワークを用いる位置推定 - Google Patents
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Description
1.受信機が衛星位置を決定するための衛星軌道(位置)に関する情報を提供する低周波数(50Hz)の情報信号;
2.L1帯域のC/Aコード(または、オプションとして軍事関係者のためのL1帯域
3.L2帯域のC/Aコード(または、オプションとして軍事関係者のためのL2帯域
元単位を有するのが典型的である(サイクルにL1帯域波長λL1,sを乗算してメータで表すこともある);そして、
元単位をもつのが典型的である(サイクルにL2帯域波長λL2,sを乗算してメータで表すこともある)。
可能量」である。なぜなら、衛星信号から受信機により計測されるからである。観測可能量は、光速「c」、衛星「s」のL1帯域およびL2帯域搬送波の波長λL1,sおよびλL2,s、衛星「s」のL1帯域およびL2帯域搬送波の周波数fL1,s=c/λL1,s、およびfL2,s=c/λL2,s、決定すべき各種変数、ならびに各種ノイズ源に、以下のように関連している:
ここで、(決定すべき)変数は:
距離の次元を有する(通常は、メータ[m]で表す);
トである;
・τr,kは、エポック「k」での受信機「r」の時計の真のGPS時間からの時間オフセットである;
る遅延である;
更に、各種のノイズ源は:
跡する時の、受信機「r」におけるエポック「k」での疑似距離計測へのノイズ源の影響を合計したものである;
跡する時の、受信機「r」におけるエポック「k」での疑似距離計測へのノイズ源の影響を合計したものである;
ック「k」での搬送波位相計測へのノイズ源の影響を合計したものである;そして、
ック「k」での搬送波位相計測へのノイズ源の影響を合計したものである。
形式[1A]〜[1D]は、衛星航法方程式として知られている。
形式[2A]〜[2D]は、局(受信機)「r」と「q」との間の、衛星「s」の信号の局間(または、受信機間)一重差と呼ばれることが多い。局間演算子Δq,rは、変数とノイ
の背景により、本発明者らは、観測可能量の局間一重差を、以下のように変数の差と関連させることができる:
[3C]
[3D]
差形式[3A]は、受信機「r」および「q」についての形式[1A]の2つのインスタンスを形成し、次いで、2つのインスタンスを差し引く(受信機「q」のインスタンスを受信機「r」のインスタンスから減算する)ことにより生成する。差形式[3B]、[3C]および[3D]は、対応する形式[1B]、[1C]および[1D]のインスタンスからそれぞれ同様にして形成する。形式[3A]〜[3D]は航法方程式の一重差である。局間一重差を形成する利点は、衛星時計の時間オフセット、Tk sを表す誤差項が差の中では打ち消される、ということである。本発明者らが強調したいことは、形式[3A]〜[3D]が、受信機「q」および「r」により観測される各衛星に適用できる、ということである。例えば、航法方程式の二重差等の、航法方程式の高次差を形成することができ、当該技術で周知である。例えば、普通の二重差方程式は、共通の基線に対する2つの一重差方程式間の差であるが、各一重差方程式は異なる衛星に基づく。本発明は、航法方程式の一重差が現在のところ好適であるけれども、航法方程式のこれらの高次差を用いることもできる。これらの差の形式はそれぞれ、デファレンシャル航法方程式と総称的に称される。
基準局の場所は既知であり、衛星の場所もエポック時間(k)の関数として既知なので、
る。ベクトルXr、Xq、およびXsが、ある座標系(例えば、直交座標系)で受信機「r」、受信機「q」、および衛星「s」それぞれの場所を表し、かつ演算子‖・‖がその座標系で
〜[3D]の未知数の数が1つだけ減少する。更に、Goad−Goodmanモデルを用いて、対流圏影響の差(数%未満の誤差を伴う)をモデル化してもよく、このように、
に基づいて推定する。ノイズ源Δq,rnL1,s、Δq,rnL2,s、Δq,rvL1,sおよびΔq,rvL2,sを知ることはできないが、それらは平均値が概ねゼロであり、その影響は平均化により低下させることができる。従って、形式[3A]〜[3D]にある可解未知数の数は、次の6個に減ら
Δq,rNL2,s、(6)Δq,rΨL2。第1の未知数は時間により変化し、受信機「q」および「r」が追跡する衛星すべてに共通である。第2の未知数は時間により変化し、一対の受信機「q」および「r」が追跡する衛星「s」に固有である。第3および第5の未知数は、一対の受信機「q」および「r」が追跡する衛星「s」にそれぞれ固有であり、サイクルスリップが受信機の位相ロックループで発生しない限り、それぞれ時間により変化しないのが普通である。第4および第6の未知数は、一対の受信機「q」および「r」に固有であり、時間により変化しないのが普通である。
で計測した、衛星「s」のL1搬送波についての局間「固定小数点整数アンビギティ」と呼ぶ。本発明者らがこれらの変形したアンビギティを「固定小数点アンビギティ」と呼ぶのは、これらのアンビギティは、小数部をもつが、同じ対の受信機が計測する2個の対応する衛星に対する任意の2つの固定小数点整数アンビギティ間の差が整数だからである。同様に、第5および第6の未知数は、衛星「s」のL2搬送波の位相計測と関連し、時間には無関係(サイクルスリップが発生しない限り)である。これらの未知数は、組み合わ
および「r」で計測した、衛星「s」のL2搬送波についての局間「固定小数点整数アンビギティ」と呼ぶ。
の未知数は、一対の受信機「q」および「r」が追跡する衛星すべてに共通であり、後の3つは衛星「s」に固有である。最初の2個の未知数は時間により変化し、後の2個は時間に不変である(サイクルスリップが発生しない限り)。基準局では、形式[3A]〜[3D]の既知の値は、次のように表される:
形式[4A]〜[4D]は、航法方程式の一重差の既知の項を含み、本発明者らは、それらを一重差の「残差」、またはより一般的に「一組のデファレンシャル航法方程式の残差」と呼ぶ。各残差の大きさは、残差を形成する1つ以上の既知の項の大きさより小さいのが一般的である。
例示の推定処理は、[基準局間の処理、第11部]と題する下記のセクションで概説する。オプションとして、推定処理は、固定小数点整数アンビギティを以下のようにそれらの成分に分解できる:
推定精度が低くてもよい本発明の幾つかの用途では、固定小数点整数アンビギティの代わりに、浮動小数点アンビギティを用いてもよく、基準局間の未知数の以下の組を生成できる:
移動局と任意の1つの基準局との間の差の処理は、さらに複雑である。なぜなら、移動
らない。しかしながら、当該技術で周知の手段によって50Hzの情報信号から生成でき
移動局との間の初期推定距離を生成でき、この項の線形近似を以下のように生成できる。ここで、r=0を用いて移動局を表記し、qを用いて基準局の任意の1つを一般的に示す:
トリックスAkはヤコビアンマトリックス、幾何マトリックス、および方向余弦マトリックスとして良く知られている。当該技術で普通に計算され、グローバル測位に関する教科書で説明されている。GPSに詳しくない読者は、マトリックスAk(これらの教科書では、マトリックスH、またはマトリックスGと呼ばれることが多い)を生成する方法のより詳細な説明についてこれらの教科書を参考にすること。
本発明を成す一部として、本発明者らが気付いたことは、正確に推定した場合、基準局時間オフセットの未知数は、次の関係式を満たすはずである、ということである:
Δ2,1τk+Δ3,2τk=Δ3,1τk [10A]
この関係式の根底にある意味合いは、Δ3,1τk=−Δ1,3τkに着目し、関係式をΔ2,1τk+Δ3,2τk+Δ1,3τk=0の等価形式で書き換えることにより理解できる。すなわち、基準局のループ廻りの時間オフセットの合計は、ゼロとなる。他の未知数は、正確に推定した場合、以下の同様な関係式を満たすはずである:
本発明を成す別の一部として、本発明者らが気付いたことは、上記関係式[10A]〜[10J]は、受信機の1台が移動局の受信機である組み合わせを含む、3台の受信機の任意の組み合わせで満たされるはずである、ということである。局B3(3)を、下付きの数字「0」で識別する移動局で置き換えることにより、この点を説明する:
さらに別の、本発明者らが気付いたことは、関係式[10]および[11]を一般化して、4台以上の受信機の任意のループに適用できる、ということである。にもかかわらず、本発明の実施の形態を、説明を簡略化するために3台の受信機のループを用いて例示する。
第1の例示の実施の形態では、副基線で計測した疑似距離データを、主基線で計測した疑似距離データと関連させる。最初に、L1帯域データだけを用いる(形式[4A]、[5
の距離が小さい場合を考える。主基線に対して、形式[8A]および[9A]は次式に帰着する:
第2基準局への副基線に対しては:
第3基準局への副基線に対しては:
形式[12A]、[14A]および[16A]の項は、デファレンシャル航法方程式の残差であり、既知である。未知数は、形式[13A]、[15A]および[17A]の右辺に含まれる。可解未知数は全部で6個ある:Δ1,0τk、Δ2,0τk、Δ3,0τkおよびδXkの3成分である。しかしながら、形式[11A]を用いて、Δ2,0τkは、推定した基準局の時間オフセットΔ2,1τkにより、次のようにΔ0,1τkと関連させることができる:
Δ2,0τk=Δ2,1τk−Δ0,1τk=Δ2,1τk+Δ1,0τk。同様に、Δ3,0τkは、推定した基準局の時間オフセットΔ3,1τkにより、次のようにΔ0,1τkと関連させることができる:
Δ3,0τk=Δ3,1τk−Δ0,1τk=Δ3,1τk+Δ1,0τk。これら2つの形式により、真の可解未知数の数が4個に減少し、以下の一組の修正された形式を用いて、真の可解未知数を推定できる:
等価の式として、形式の合計数を2だけ増加させるものとして形式Δ2,0τk=Δ2,1τk+Δ1,0τk、およびΔ3,0τk=Δ3,1τk+Δ1,0τkを検討し、次いで、拡張した形式の組の6個の未知数を推定できる:
トルにする:
他の2本の基線についても同様に行うが、基準局間時間オフセットcΔ2,1τkおよびcΔ3,1τkにより残差を修正する:
第1形式の組は、マトリックス形式で次のように書くことができる:
ここで、
N共分散マトリックスである。共分散マトリックスCn,kの生成は、GPS技術では周知であり、技術文献および特許文献に説明されていて(例えば、米国特許第6,268,824号を参照。引用して本明細書に組み込む。共分散マトリックスはマトリックスRと表記されている。)、その説明は、GPS技術に普通に精通する者が本発明を実行し、使用するのには必要なかろう。(以後のセクションでは、使用に好適で、これらの実施の形態に適用できる推定処理を説明する。)
加の2つの共分散因子を含む。共分散マトリックスの生成に関する更なる詳細および情報については、A.Leick著「GPS衛星測量術」、John Wiley & So
可解未知数を残差と関連させる。可解未知数は、例えば、各種のカルマンフィルタ処理等の、他の処理でも推定できる。
ならびに移動局および第1基準局の場所と関連させる。同様に、副基線に対する一組また
する衛星計測データ、衛星の場所、ならびに移動局および副基準局の場所と関連させる。その後、移動局の場所を上記残差の組、基準局の時計間の時間オフセット、および典型的には観測マトリックス、から推定する。
第2基準局への副基線に対しては:
第3基準局への副基線に対しては:
これらの形式を、形式[12A]〜[17B]の代わりに用いるだけでなく、形式[12A]〜[17B]に追加して用いてもよい。後者の場合、第1形式の組[18]は次のように拡張される:
ここで、
形式[18+]から、可解未知数は、最小二乗法処理により推定できる。
実施の形態の第2グループは、受信機での位相計測から導き出す残差を生成し、利用することにより、実施の形態の第1グループを発展させたものである。電離層の項に対する
これらの電離層の項を考慮に入れる。この仮定では、主基線に対する形式[8C]、[9C]、[8D]、および[9D]は、それぞれ以下の形式[12C]、[13C]、[12D]、および[13D]となる:
第2基準局への副基線に対しては:
第3基準局への副基線に対しては:
形式[12C、D]、[14C、D]、および[16C、D]における各項は、デファレンシャル航法方程式の残差であり、既知である。未知数は、形式[13C、D]、[15C、D]、および[17C、D]の右辺に含まれる。N個の衛星に対して、6×N個の方程式があり、合計(6+6×N)個の可解未知数がある:Δ1,0τk、Δ2,0τk、Δ3,0τk、δXkの3つ
A]、[11C]、および[11D]を用いて、未知数の数を4+2×Nに減少させることができる。上記で分かるように、推定した基準局時間オフセットΔ2,1τkにより、形式[11A]を用いて、Δ2,0τkをΔ1,0τkと次のように関連させることができる:
Δ2,0τk=Δ2,1τk−Δ0,1τk=Δ2,1τk+Δ1,0τk。同様にして、推定した基準局時間オフセットΔ3,1τkにより、次のように、Δ3,0τkをΔ1,0τkと関連させることができた:
Δ3,0τk=Δ3,1τk−Δ0,1τk=Δ3,1τk+Δ1,0τk。形式[11C]を用いて、以下のように、副基線の各L1帯域アンビギティを主基線と関連させる:
同様に、形式[11D]を用いて、以下のように、副基線の各L2帯域アンビギティを主基線と関連させる:
次いで、第2基準局B2に対する形式[15C]および[15D]は、以下のように修正できる:
第3基準局B3に対する形式[17C]および[17D]も、同様に修正できる:
形式[18+]と同様に、形式[13C、D]、ならびに修正した形式[15C*、D*]および[17C*、D*]は、マトリックス形式で書くことができる:
ここで、
トルである。
ルである。
・Akは、先に説明した微分マトリックスである。
トリックスである。
トリックスである。
ある。
・INxNは、N×Nの単位マトリックスでる。
・0NxNは、N×Nのゼロマトリックスである。
の組合せに適用することにより推定できる。さらに下記の後続のセクションで、形式[21]および[18+]の組合せに用いることができる好適な処理を説明する。ここで、組合せた形式[18+]および[21]に最小二乗法処理を適用できる方法を説明する。
これにより、形式[18+]および[22]の組合せが次のように簡単になる:
最小二乗法処理を形式[23]に適用して、幾つかのエポックに亘る浮動小数点アンビギティを生成し、浮動小数点アンビギティを平均化して、浮動小数点アンビギティの推定値を生成する、各エポックに対して、次のものが生成される。
しているマトリックス)であり、また、L1帯域およびL2帯域のデータに対して、異な
るノイズ源の大きさおよび分散が、疑似距離計測と関係付けられるノイズ源のそれと異な
二乗法処理は多くのエポックに亘って適用され、計算した浮動小数点アンビギティを平均化して、浮動小数点アンビギティの最終的な推定値を生成する。平均化処理は、米国特許第6,268,824号に幾つか記載され、引用して本明細書に組み込まれ、また、用いてもよい。浮動小数点アンビギティの適切な組を生成した後、固定小数点整数アンビギティ、または整数アンビギティを生成する従来の方法を実行してもよい。
形式[24]の左辺を複数組の残差であると考える。なぜなら、それぞれがデファレンシャル航法方程式の既知量を含むからである。次いで、第2の最小二乗法処理を形式[24]に基づいて適用し、次のように未知数δXkおよびc*Δ1,0τkを推定する:
るマトリックス)である。形式[25]では、固定小数点整数アンビギティの代わりに浮動小数点アンビギティを用いてもよい。しかしながら、浮動小数点アンビギティから固定小数点整数アンビギティを生成するステップを省略できるので推定速度は速くなるものの一般に精度が低下する結果となる。
する衛星計測データ、衛星の場所、ならびに移動局および第1基準局の場所と関連させる。副基線と関係付けられる類似の残差の組を生成し、各残差の組は、移動局および副基準局が受信する衛星計測データ、衛星の場所、ならびに移動局および副基準局の場所と関連させる。その後、上記残差の組、基準局の時計間の時間オフセット、主基準局と副基準局との間の基線に対する衛星位相サイクルアンビギティの組、および典型的には観測マトリックス、から移動局の場所を推定する。
上記実施の形態では、電離層遅延は移動局および基準局に等しく影響すると仮定し、局間差は無視した。基準局および移動局の距離が大きく離れている場合は、電離層遅延を考慮に入れることにより高い精度が得られる。これは本発明による幾つかの方法で実行できる。図3は、基準局および移動局における1個の衛星「s」の電離層遅延を表わす。衛星がある領域を表す平面の2軸、北(n)および東(e)、ならびに衛星「s」の電離層遅延を領域の関数として表す縦軸をもつ3D直交座標系を示す。電離層遅延は衛星毎に異なる。移動局R、および3つの基準局B1、B2、およびB3の場所は、図の北−東面に示
り詳細に以下に説明する基準局データ処理の好適な実施の形態は、電離層遅延差と呼ぶ電
内の2つから、移動局と任意の基準局との間の電離層遅延の推定値を生成できる。ここで、
置ベクトルXの北成分、または位置の差ベクトルXを表し、表記{X}eを位置ベクトルXの東成分、または位置Xの差ベクトルを表すとする。従って、位置差の北および東成分
2つの未知数αおよびβに2つの式があるので、αおよびβを直ちに解くことができる。
両者の合計は1以下である。
主基線−
第2基準局B2への副基線−
第3基準局B3への副基線は:
[16C’]
[16D’]
この形式の組は、形式[13’]、[15’]、および[17’]に組み込まれたベクトルδ1,0Ikに表されるように、N個の追加の可解未知数を含む。また、大まかな電離層近似
局開データΔ2,1Ikが形式[14’]に組み込まれ、基準局間データΔ3,1Ikが形式[16’]に組み込まれている。
実施の形態の3つの一般グループを説明したが、ここで図5の例示の移動局100を用いて、上記実施の形態のいずれも実施できることを説明する。図6のフロー図と併せて移動局100を説明する。図5を参照すると、移動局100は、航法衛星の信号受信用のGPSアンテナ101および基準局の情報受信用のRFアンテナ102、メインプロセッサ110、プロセッサ110用の命令メモリ112およびデータメモリ114、ならびに利用者とのインターフェース用キーボード/ディスプレイ115を備える。メモリ112および114は別々でもよく、または同一メモリーバンクの別のセクションでもよい。移動
調器120はプロセッサ110に備えられる。移動局100はまた、RFアンテナ102を介して基準局からの情報信号を受信する基準局情報復調器130を備える。復調器120および130は任意の従来設計でよい。復調器130が受信する情報は、基準局の位置(X1、X2、X3)、エポックk毎に各基準局が受信する衛星航法データ(例えば、k、
を含む。情報の各組はそれぞれの周波数チャンネルで送信してもよい。基準局間未知数は、第1基準局B1が生成して、その後、第1基準局が移動局に送信してもよい。第1基準局は、他の基準局から衛星航法データを受信して、基準局間未知数を計算してもよい。基準局間未知数の生成法は、以下の[基準局間の処理、第II部]と題するセクションで詳細に説明する。別の手法として、基準局の位置および衛星航法データを、変調器130から受信する基準局間プロセッサ140により、移動局100がローカルに生成してもよい。プロセッサ140は、以下の[基準局間の処理、第II部]と題するセクションで詳細に説明する同一の方法を実施してもよい。さらにプロセッサ140は、自己の命令およびデータメモリを備えてもよく、または、例えば、主プロセッサ110が遂行するサブプロセスとして実施される等、主プロセッサ110の一部として実施されてもよい。
120(移動局データについて)および130(基準局データについて)が提供する。エポックk毎のこれらのデータセットは僅かに異なる時間で受信されてもよいが(各基準局は移動局と距離が異なるから)、データセットはエポック識別子でタイムスタンプされ(従来行われている)、エポックに対するすべてのデータセットが受信されるまで、同期した待ち行列に格納できる。このステップ中には、主プロセッサ110はまた、これらの瞬間の衛星位置を軌道予測から決定し、衛星および局の位置に基づいて移動局および基準局までの衛星の計算距離を生成する。このステップを実行する手段は、メモリ112に格納された命令セットの指示に従って、主プロセッサ110が提供し、計算した情報はデータメモリ114に格納される。
報を、復調器130を介して主基準局B1から直接受信して取得してもよいし、上記のように、基準局間プロセッサ140を用いて生成することにより取得してもよい。これらの手法のいずれもが、この情報を取得するための手段を提供する。本明細書で用いる用語「取得」は、外部ソース(例えば、主基準局)からの情報受信、およびプロセッサ140がローカルに情報を生成することの両方を含む。
サ110はまた、瞬間k毎に観測マトリックスも生成する。このステップを実行するための手段は、メモリ112に格納された命令セットの指示に従って、主プロセッサ110が提供し、差の項はデータメモリ114に格納される。
を生成し、時間kで副基線(R−B2、R−B3)に関係付けられる一重差航法方程式の残差の組を生成する。これら残差を生成するための形式は、先に説明したが、実施される実施の形態に依存する。残差を生成するための手段は、メモリ112に格納された命令セットの指示に従って、主プロセッサ110が提供し、残差はデータメモリ114に格納される。
上記の形式[12’]〜[17’]を用いて浮動小数点アンビギティを変形する好適な処理を示す。言うまでもなく、本発明の上記の他の実施の形態でも、この処理から幾つかの形式および/または形式の項を単に省略するだけで、浮動小数点アンビギティを変形するこの処理を用いることができる。アンビギティを変形する好適な処理は概ね、一連のエポック中の以下の形式の値を小さくすることである:
ルコフ時間モデルに従う:
相関時間[秒]、Δq,rεkは平均値がゼロのホワイトノイズであり、次の分散をもつ:
ここで、
遅延差の二次影響を補償しているだけなので(全量ではなく)、αの値は、全量を補償する単一基線アンビギティを解決する処理で用いる値の概ね2〜3分の1である。
る。形式[31]の第1項は、この初期エポックに対してゼロと評価する。次いで、第1
をゼロに近づける。これにより、浮動小数点アンビギティ、および移動局位置に対する初
リックスD1を生成し、次のエポックk=2で、新しい一組の値をδXk、Δ1,0τk、δ1,0Ik、
反復が進むにつれて一般的に精度が改良される。
か、またはすべて)であり、Mは未知数に乗算する定数(例えば、Ak、c)のマトリッ
簡略化できる関係式(MT・W・M)・Y=MT・W・bを満足するベクトルYを生成することにより、値をゼロに向けて小さくできる。Hが特異マトリックスでない場合には、HにLU分解法を適用してYを求めることができる。形式[31]の6つの項の寄与は、次の形式により合成することができる:
ここで、H00は、次の形式をもつ3×3マトリックスである:
ここで、H10は、次の形式をもつ1×3の行ベクトルである:
ここで、H20は、次の形式をもつN×3マトリックスである:
ここで、H30は、次の形式をもつ2N×3マトリックスである:
ここで、h11は、次の形式をもつ1×1マトリックスである:
ここで、h21は、次の形式をもつN×3マトリックスである:
ここで、h31は、次の形式をもつ2N×1列ベクトルである:
ここで、H22は、次の形式をもつN×Nマトリックスである:
ここで、H32は、次の形式をもつ2N×Nマトリックスである:
ここで、H33は、次の形式をもつ2N×2Nマトリックスである:
ここで、B0,kは、次の形式をもつ3×1列ベクトルである:
ここで、B1,kは、次の形式をもつ単一値である:
ここで、B2,kは、次の形式をもつN×1列ベクトルである:
そして、B3,kは、次の形式をもつ2N×1列ベクトルである:
形式[32]のマトリックスHkは対称であり、コレスキ分解処理により次の形式に分解できる:
入処理で生成できる。ここで、
これにより、更新した一組の浮動小数点アンビギティ、および更新した移動局位置を生成する。次いで、次の反復に対するマトリックスDkをDk=L33,kL33 T kのように生成する。次の反復は、データの別のエポックに基づく新規マトリックスHを生成し、その後、上記ステップを再度反復することにより開始する。データのエポックは時間順に処理するのが一般的であるが、それは本発明の必要条件ではない。後処理の状況では、エポックは任意の順序で処理してよい。マトリックスDk=L33,kL33 T kは次の形式と数学的に等価であることを示すことができる:
マトリックスDkは、変数δXk、Δ1,0τk、δ1,0Ikに関して部分的に最小化された費用関数
識別マトリックスでは通常ゼロである各列要素に−1の値を代入して列が修正されている。
付けられる浮動小数点アンビギティをL1帯域の他の浮動小数点アンビギティから減算し、
ィから減算する。次に、置換マトリックスΠを生成し、マトリックスΣに適用して、マ
の列をマトリックス積Π・Σの第1および第2列に移動するように構成されている。置換マトリックスの構成は数学の分野で周知である。置換マトリックスは関係式ΠT・Π=Π・ΠT=Iを満たす。次に、費用関数Fに対する変数の変更を以下のように開始する:
費用関数は次の形式とすることができる:
の部分に従い、適切なブロックに分割する:
ここで、G11,kは2×2マトリックス、G21,kは2×(2N−2)マトリックス、そして
理を用いることができる。この2ステップ処理を次のように表す:
に代入して、次の修正バージョンを生成することにより実行する:
ここで、この形式の5つの項は、浮動小数点アンビギティが固定小数点整数アンビギティで置換されていることを除いて、形式[31]の第2から第6番目の項と同一である。必要な反復が一回だけでよく、マトリックスDが生成されないことを除いて、形式[31]で用いたのと同一の推定手順を形式[44]に適用できる。
上記実施の形態では、形式(6)および/または(7)のデータを移動局に提供した。しかしながら、上記の移動局から基準局への処理の幾つかは従来技術のものより効率が高いので、移動局自体が、移動局の場所でリアルタイムに、基準局から移動局へ搬送される位相および疑似距離計測から、形式(6)および(7)の幾つかまたは全てを生成するタスクを実行することもできる。この情報は、上記のように基準局から移動局へ無線信号により搬送してもよい。基準局がその情報をケーブルで中継局に搬送するシステム(例えば、インターネット等)を実施してもよく、その場合、中継局は移動局から数km以内に位置する。次に、中継局は基準局データを移動局に無線信号で中継する。
oodmanモデルから推定する。
との間の主基線について説明したものと類似の手法で残差から値を推定する。一例として、費用関数F(*)は、次の形式でもよい:
散マトリックスと類似の手法で生成する。
この初期エポックに対してゼロと評価する。次いで、第1エポックk=1で、Δq,rτk、
ティに対する重み付けマトリックスD1を生成し、次のエポックk=2で、新しい一組の
反復が進むにつれて一般的に精度が改良される。この処理の対応するH・Y=Bの形式(形式[32]と類似)は以下のとおりである:
ここで、h11は、次の形式をもつ1×1マトリックスである:
ここで、h21は、次の形式をもつN×3マトリックスである:
ここで、h31は、次の形式をもつ2N×1の列ベクトルである:
ここで、H22は、次の形式をもつN×Nマトリックスである:
ここで、H32は、次の形式をもつ2N×Nマトリックスである:
ここで、H33は、次の形式をもつ2N×2Nマトリックスである:
ここで、B1,kは、次の形式をもつ単一値である:
ここで、B2,kは、次の形式をもつN×1の列ベクトルである:
そして、B3,kは、次の形式をもつ2N×1の列ベクトルである:
形式[46]のマトリックスHkは対称であり、コレスキ分解処理により次の形式に分解できる:
により生成できる。ここで、
これにより、更新した一組の浮動小数点アンビギティ、および更新した移動局位置を生成する。次いで、次の反復に対するマトリックスDkをDk=L33,kL33 T kのように生成する。次の反復が、データの別のエポックに基づく新規マトリックスHを生成し、その後、上記ステップを再度反復することにより開始される。データのエポックは時間順に処理するのが一般的であるが、それは本発明の必要条件ではない。後処理の状況では、エポックは任意の順序で処理してよい。マトリックスDk=L33,kL33 T kは次の形式と数学的に等価であることを示すことができる:
マトリックスDkは、変数Δq,rτk、Δq,rIkに関して部分的に最小化された費用関数
移動局(R)と第1基準局(B1)との間の主基線と関係付けられる固定小数点整数アンビギティを生成するために用いる形式[37]〜[43]を参照して、上記と同じ処理に
ら生成してもよい。
ここで、この形式の5つの項は、浮動小数点アンビギティが固定小数点整数アンビギティで置換されていることを除いて、形式[45]の第2から第6番目の項と同一である。必要な反復が一回だけでよく、マトリックスDが生成されない、または用いられないことを除いて、形式[45]で用いたのと同一の推定手順を形式[51]に適用できる。結果として、Δq,rτkよおよびΔq,rIkに対する推定値が得られる。しかしながら、移動局と第1基準局との間の主基線上で動作する処理に提供する前に、これらの推定値に幾つかの一貫
ルとともに、これらの推定値を表記する。3本の基線(q、r)=(B2、B1)、(B3、B1)、(B3、B1)と関係付けられる推定値をk番目のエポックに対して生成した後、以下のデータを得る:
最初にアンビギティ変形の終了チェックを実行する。このチェックでは、次の関係が維持されるべきである:
これは次と等しい:
上記関係式を満たさない場合、アンビギティは、少なくとも一本の基線について正しく変形されておらず、固定小数点整数アンビギティの推定値は無視されるべきである。不正な変形に対応するため、新規データを取得し、各種データのサブセットを処理して上記関係式を満たすアンビギティの組を生成してもよい。3つの基準局間アンビギティ全てを変形
正しく固定されたと考えられる。
これは次式と等しい:
ここで、∈1はゼロに近い公差レベルである。一般に、∈1は、基線間距離、およびシステムの所望の精度に依存する。上記関係式が維持される場合、これらの遅延(すなわち、
実質的な影響はない。基準局受信機間電離層推定値は、次の関係式を満たすべきである。
しかしながら、計測ノイズにより、これらの関係式は通常、許容公差レベル±∈2を満たすのが妨げられる。[54]をより効果的に満たすために、以下の二次関数を最小化して
ただし、次の条件:
が満たされること。電離層推定値共分散マトリックスC1,2、C2,3、C3,1は、従来の方法により、前の処理で推定される。本発明者らが見出したのは、以下の形式が条件[56]に従って形式[55]を最小化する、ということである:
形式[57]を適用する前に、上記ガウス−マルコフ時間モデル(上記形式[GM1]お
・形式[45]〜[50]による浮動小数点アンビギティ推定値の更新。
・固定小数点整数アンビギティを生成(形式[37]〜[43]で説明したものと類似の処理による)。
・形式[45]〜[50]で説明したものと類似の処理により形式[51]を用いて
・主および副基線を用いて移動局位置を推定する処理にこれらの結果を提供。
言うまでもなく、上記各方法は、少なくとも第1の基準局(B1)および第2の基準局(B2)を用いて移動局(R)の場所を推定する処理を実行するようにコンピュータを制御する、コンピュータにインストールされるコンピュータープログラムの形を備えてもよく、この処理は、本方法の様々なステップを含む。
101 GPSアンテナ
102 RFアンテナ
110 主プロセッサ
112 命令メモリ
114 データメモリ
115 キーパッド/ディスプレイ
120 衛星信号復調器
130 基準局情報復調器
140 基準局間プロセッサ
S1〜S4 衛星
Claims (52)
- 場所が既知の第1基準局(B1)および場所が既知の第2基準局(B2)を用いて移動局(R)の場所を推定するための装置であって:
(a)前記第1基準局および前記第2基準局の場所を受信するための手段と;
(b)前記第1および第2基準局の時計間の時間差を表す第1の時間オフセットを取得するための手段と;
(c)前記移動局、前記第1基準局、および前記第2基準局が受信する衛星航法計測データを受信するための手段と;
(c−2)衛星からの情報信号に基づき当該衛星の位置を決定する手段と;
(c−3)前記移動局の場所の初期値を設定する手段と;
(d)前記移動局と前記第1基準局との間の第1基線(R−B1)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第1組の残差を生成するための手段であって、前記第1組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第1基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第1組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットから決定され、前記観測値の第1組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第1組の残差において既知変数である手段と;
(e)前記移動局と前記第2基準局との間の第2基線(R−B2)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第2組の残差を生成するための手段であって、前記第2組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第2基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第2組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットから決定され、前記観測値の第2組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第2組の残差において既知変数である手段と;
(f)前記第1組および第2組の残差を含む前記一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて該デファレンシャル航法方程式における未知数である前記移動局の場所の最尤値を統計数学的手法により求めることにより、前記移動局の場所の推定値を生成するための手段とを備える;
装置。 - (g)更に、場所が既知の第3基準局の場所を受信するための手段と;
(h)更に、前記第1および第3基準局の時計間の時間差を表す第2時間オフセットを取得するための手段と;
(i)更に、前記第3基準局が受信する衛星航法計測データを受信するための手段と;
(j)更に、前記移動局と前記第3基準局との間の第3基線(R−B3)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第3組の残差を生成する手段であって、前記第3組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第3基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第3組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第2時間オフセットから決定され、前記観測値の第3組の一重差、及び前記第2時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第3組の残差において既知変数である手段を備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第3組の残差を含む前記一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記推定値を生成する;
請求項1の装置。 - 前記第1時間オフセットを取得するための前記手段(b)が、前記第1時間オフセットを生成するための手段を備える;
請求項1の装置。 - 前記第1時間オフセットを取得するための前記手段(b)が、前記第1時間オフセットを生成するための手段を備え、
前記第2時間オフセットを取得するための前記手段(h)が、前記第2時間オフセットを生成するための手段を備える;
請求項2の装置。 - 前記第2および第3基準局の時計間の時間差を表す第3時間オフセットを生成するための手段と、
前記基準局のループ廻りの前記3つの時間オフセットの合計をゼロ値と比較するための手段とを更に備える;
請求項4の装置。 - 前記第1組および第2組の残差が疑似距離データに基づいており、
前記装置が、前記移動局と前記第1基準局との間の前記第1基線(R−B1)に対する一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第1組の搬送波位相基準残差を生成するための手段であって、前記第1組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第1基準局が受信する衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第1基準局の場所と少なくとも関連している手段を更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の搬送波位相基準残差を含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記推定値を生成する;
請求項1の装置。 - 前記第1および第2基準局間の前記基線と関係付けられる第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得するための手段と;
前記移動局と前記第2基準局との間の前記第2基線(R−B2)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第2組の搬送波位相基準残差を生成するための手段であって、前記第2組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第2基準局が受信する前記衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第2基準局の場所に少なくとも関連する手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に、前記第2組の搬送波位相基準残差および前記第1組の衛星位相サイクルアンビギティを含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記推定値を生成する;
請求項6の装置。 - 前記第1および第3基準局間の前記基線と関係付けられる第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得するための手段と;
前記移動局と前記第3基準局との間の前記第3基線(R−B3)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第3組の搬送波位相基準残差を生成するための手段であって、前記第3組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第3基準局が受信する前記衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第3基準局の場所に少なくとも関連する手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に、前記第3組の搬送波位相基準残差および前記第2組の衛星位相サイクルアンビギティを含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記推定値を生成する;
請求項7の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、および疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段を更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから前記推定値を生成する;
請求項6の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、および疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段と;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するための手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記推定値を生成する;
請求項6の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記推定値を生成する;
請求項7の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段と;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するための手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記推定値を生成する;
請求項7の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、前記第3組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段を更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記推定値を生成する;
請求項8の装置。 - 前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、前記第3組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するための手段と;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するための手段とを更に備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記推定値を生成する;
請求項8の装置。 - 前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第1組の第1電離層遅延差を取得するための手段と、
前記残差の内の1つ以上に補正値を生成するための手段であって、前記補正値は、前記第1組の第1電離層遅延差、前記第1および第2基準局の場所、ならびに前記移動局の推定場所と関連している手段と;
前記補正値により前記残差の内の前記1つ以上を修正するための手段とを更に備える;上記請求項1〜14のいずれかの装置。 - 前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第1組の第1電離層遅延差を取得するための手段と、
前記第1および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第2組の第2電離層遅延差を取得するための手段と、
前記残差の内の1つ以上に補正値を生成するための手段であって、前記補正値は、前記第1組の第1電離層遅延差、前記第2組の第2電離層遅延差、前記基準局の場所、および前記移動局の推定場所と関連している手段と;
前記補正値により前記残差の内の1つ以上を修正するための手段とを更に備える;
上記請求項1〜15のいずれかの装置。 - 上記残差の内の1つ以上を、前記移動局と関係付けられる前記基線に適用される前記電離層遅延補正の2次影響に依存するよう修正するための手段と、
前記2次影響の推定値を生成するための手段とを更に備え、
前記移動局の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記推定した2次影響から前記推定値を生成する;
請求項16の装置。 - 前記装置が、少なくとも前記基準局から受信する前記航法データから、前記第1組の第1電離層遅延差および第2組の第2電離層遅延差を生成する;
請求項16の装置。 - 前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる前記第1組の第1電離層遅延差の初期推定値を生成するための手段と;
前記第1および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる第2組の第2電離層遅延差の初期推定値を生成するための手段と;
前記第2および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる第3組の第3電離層遅延差の初期推定値を生成するための手段と;
少なくとも1つの衛星「s」に対する前記基準局のループ廻りの前記第1、第2および第3電離層遅延差の最終推定値の合計が実質的にゼロになるように、前記電離層遅延差の最終推定値を生成するための手段とを更に備える;
請求項16の装置。 - 前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得するための前記手段が、少なくとも、前記基準局の場所、および前記基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するための手段を備える;
請求項7の装置。 - 前記第1組および前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得するための前記手段が、少なくとも、前記第1および第2基準局の場所ならびに前記第1および第2基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するための手段と、
少なくとも、前記第1および第3基準局の場所ならびに前記第1および第3基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するための手段とを備える;
請求項8の装置。 - コンピュータを制御して、場所が既知の第1基準局(B1)および場所が既知の第2基準局(B2)を用いて、移動局(R)の場所を推定するためのプロセスを実行するためのコンピュータに実装するコンピュータープログラムであって、前記プロセスは:
(a)前記第1基準局、および前記第2基準局の既知の場所を受信するステップと;
(b)前記第1および第2基準局の時計間の時間差を表す第1時間オフセットを取得するステップと;
(c)前記移動局、前記第1基準局、および前記第2基準局が受信する衛星航法計測データを受信するステップと;
(c−2)衛星からの情報信号に基づき当該衛星の位置を決定するステップと;
(c−3)前記移動局の場所の初期値を設定するステップと;
(d)前記移動局と前記第1基準局との間の第1基線(R−B1)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第1組の残差を生成するステップであって、前記第1組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第1基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第1組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットから決定され、前記観測値の第1組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第1組の残差において既知変数であるステップと;
(e)前記移動局と前記第2基準局との間の第2基線(R−B2)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第2組の残差を生成するステップであって、前記第2組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第2基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第2組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットから決定され、前記観測値の第2組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第1の時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第2組の残差において既知変数であるステップと;
(f)前記第1組および第2組の残差を含む前記一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて該デファレンシャル航法方程式における未知数である前記移動局の場所の最尤値を統計数学的手法により求めることにより、前記移動局の場所の推定値を生成するステップとを備える;
コンピュータープログラム。 - 前記プロセスが、更に:
(g)場所が既知の第3基準局の場所を受信するステップと;
(h)前記第1および第3基準局の時計間の時間差を表す第2時間オフセットを取得するステップと;
(i)前記第3基準局が受信する衛星航法計測データを受信するステップと;
(j)前記移動局と前記第3基準局との間の第3基線(R−B3)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第3組の残差を生成するステップであって、前記第3組の残差は、前記移動局が受信する前記衛星航法計測データ及び前記第3基準局が受信する前記衛星航法計測データの内の観測値の第3組の一重差、前記移動局の場所の前記初期値、及び前記第2時間オフセットから決定され、前記観測値の第3組の一重差、及び前記第2時間オフセットは前記デファレンシャル航法方程式の第3組の残差において既知変数であるステップを備え;
前記移動局の場所の推定値を生成するための前記手段(f)が、更に前記第3組の残差を含む前記一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項27のコンピュータープログラム。 - ステップ(b)が、前記第1時間オフセットを生成するステップを備える;
請求項27のコンピュータープログラム。 - ステップ(b)が前記第1時間オフセットを生成するステップを備え、
ステップ(h)が前記第2時間オフセットを生成するステップを備える;
請求項28のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが、前記第2および第3基準局の時計間の時間差を表す第3時間オフセットを生成するステップと、
前記基準局のループ廻りの前記3つの時間オフセットの合計をゼロ値と比較するステップとを更に備える;
請求項30のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1組および第2組の残差が疑似距離データに基づいており、かつ前記プロセスが、前記移動局と前記第1基準局との間の前記第1基線(R−B1)に対する一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第1組の搬送波位相基準残差を生成するステップであって、前記第1組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第1基準局が受信する前記衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第1基準局の場所に少なくとも関連するステップを更に含むとともに;
ステップ(f)が、更に前記第1組の搬送波位相基準残差を含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項27のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1および第2基準局間の前記基線と関係付けられる第1組の衛星搬送波位相サイ
クルアンビギティを取得するステップと;
前記移動局と前記第2基準局との間の前記第2基線(R−B2)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第2組の搬送波位相基準残差を生成するステップであって、前記第2組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第2基準局が受信する前記衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第2基準局の場所に少なくとも関連するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に、前記第2組の搬送波位相基準残差および前記第1組の衛星位相サイクルアンビギティを含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項32のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1および第3基準局間の前記基線と関係付けられる第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得するステップと;
前記移動局と前記第3基準局との間の前記第3基線(R−B3)と関係付けられる一重差形式のデファレンシャル航法方程式の第3組の搬送波位相基準残差を生成するステップであって、前記第3組の搬送波位相基準残差は、前記移動局および前記第3基準局が受信する前記衛星搬送波位相計測データ、前記衛星の場所、ならびに前記移動局および前記第3基準局の場所に少なくとも関連するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に、前記第3組の搬送波位相基準残差、および前記第2組の衛星位相サイクルアンビギティを含む一重差形式のデファレンシャル航法方程式を解いて、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項33のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが、前記第1組の搬送波位相基準残差、および疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップを更に備え;
ステップ(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項32のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1組の搬送波位相基準残差、および疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップと;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項32のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップを更に備え;
ステップ(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項33のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスは:
前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップと;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に前記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項33のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、前記第3組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項34のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1組の搬送波位相基準残差、前記第2組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、前記第3組の搬送波位相基準残差、前記第1および第2基準局間の前記基線と関連する前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティ、ならびに疑似距離データに基づく前記残差の組の内の少なくとも1つから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の浮動小数点アンビギティを生成するステップと;
前記第1組の浮動小数点アンビギティから、前記移動局と前記第1基準局との間の前記基線に対する第1組の固定小数点整数浮動アンビギティを生成するステップとを更に備え;
ステップ(f)が、更に前記第1組の固定小数点整数アンビギティから、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項34のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第1組の第1電離層遅延差を取得するステップと、
前記残差の内の1つ以上に補正値を生成するステップであって、前記補正値は、前記第1組の第1電離層遅延差、前記第1および第2基準局の場所、ならびに前記移動局の推定場所と関連しているステップと、
前記補正値により前記残差の内の前記1つ以上を修正するステップとを更に備える;
請求項27〜40のいずれかのコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第1組の第1電離層遅延差を取得するステップと、
前記第1および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する衛星信号と関係付けられる第2組の第2電離層遅延差を取得するステップと、
前記残差の内の1つ以上に補正値を生成するステップであって、前記補正値は、前記第1組の第1電離層遅延差、前記第2組の第2電離層遅延差、前記基準局の場所、および前記移動局の推定場所と関連しているステップと;
前記補正値により前記残差の内の前記1つ以上を修正するステップとを更に備える;
請求項27〜41のいずれかのコンピュータープログラム。 - 前記プロセスは:
上記残差の内の1つ以上を、前記移動局と関係付けられる前記基線に適用される前記電離層遅延補正の2次影響に依存するよう修正するステップと、
前記2次影響の推定値を生成するステップとを更に備え、
ステップ(f)が、更に前記推定した2次影響から、前記移動局の場所の推定値を生成する;
請求項42のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが、
少なくとも前記基準局から受信する前記航法データから、前記第1組の第1電離層遅延差および前記第2組の第2電離層遅延差を生成する;
請求項42のコンピュータープログラム。 - 前記プロセスが:
前記第1および第2基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる前記第1組の第1電離層遅延差の初期推定値を生成するステップと;
前記第1および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる第2組の第2電離層遅延差の初期推定値を生成するステップと;
前記第2および第3基準局が形成する前記基線に沿って受信する前記衛星信号と関係付けられる第3組の第3電離層遅延差の初期推定値を生成するステップと;
少なくとも1つの衛星「s」に対する前記基準局のループ廻りの前記第1、第2および第3電離層遅延差の最終推定値の合計が実質的にゼロになるように、前記電離層遅延差の最終推定値を生成するステップとを更に備える;
請求項42のコンピュータープログラム。 - 前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得する前記ステップが、少なくとも、前記基準局の場所および前記基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するステップを備える;
請求項33のコンピュータープログラム。 - 前記第1組および前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを取得する前記ステップが、少なくとも、前記第1および第2基準局の場所ならびに前記第1および第2基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第1組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するステップと、
少なくとも、前記第1および第3基準局の場所ならびに前記第1および第3基準局が受信する衛星航法計測データから、前記第2組の衛星搬送波位相サイクルアンビギティを生成するステップとを備える;
請求項34のコンピュータープログラム。
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