JP4656969B2 - 衛星信号受信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ガリレオ等、衛星航法システムの衛星からの衛星信号を利用した所望の計測箇所の位置計測を行う衛星信号受信システムに関し、特に、マルチパスに起因する誤差の影響を抑圧して精度の高い位置計測を行う衛星信号受信システムに関する。

衛星信号受信システム、例えばＧＰＳ衛星信号受信システムは、複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号を受信し、このＧＰＳ衛星信号に含まれる各種情報（ＧＰＳ衛星信号情報）に基づきＧＰＳ衛星信号受信ユニットが設置された位置の計測を行う。

図８は、従来技術に係わる衛星信号受信システムの構成を示している。衛星信号受信装置２は、それぞれ衛星信号を受信する、複数個の衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎで構成されており、衛星信号のコード位相、キャリア位相（搬送波位相）、衛星軌道及び衛星信号受信レベル等に関する衛星情報を測位演算装置３に対して出力する。ここで、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎは、例えば位置の計測を行う必要がある移動体に設置される。

測位演算装置３は、衛星信号受信装置２から出力される衛星情報を基にして測位演算を行うことで、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎが存在する場所の位置情報を、単独測位方式で算出することができる。また、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎのうち少なくとも１つの設置位置が、移動体ではなく、位置が既知の場所であれば、コード位相若しくはキャリア位相（搬送波位相）を用いた相対測位方式の演算を行うことも可能である。

周知のように、単独測位方式、相対測位方式のいずれの方式においてもマルチパスは、位置情報の精度を劣化させる主要因の１つであり、このマルチパスの影響による位置誤差を抑圧することが望まれている。

位置誤差抑圧装置１５は、測位演算装置３から出力される位置情報に含まれている位置誤差を抑圧する。位置誤差を抑圧する一般的な手法として、図９に示す構成のようなフィルタを利用する手法がある。図９は、特許文献１に記載されているカルマンフィルタの処理を行う位置誤差抑圧装置１５の構成を示す図である。

図９において、トレンド成分情報部１７は、フィルタ部１６がトレンド成分の推定が行えるようにトレンド成分の予測誤差統計量及びトレンド成分のシステムモデルを提供する。またフィルタ部１６でフィルタリング処理された結果は、トレンド成分情報部１７にフィードバックされ、最適に成分推定が行えるように予測誤差統計量を修正する。白色雑音成分情報部１８は位置情報に含まれる白色雑音の統計情報を保有し、フィルタ部１６にその情報を提供する。ここで、白色雑音とは、その統計的性質が正規分布に従う雑音のことを示す。

フィルタ部１６はトレンド成分情報部１７及び白色雑音成分情報部１８の情報に基づいて最適なゲインを算出し、その算出されたゲインを使用するカルマンフィルタによって位置誤差を抑圧する。

このように、位置誤差抑圧装置１５は、入力する位置情報からトレンド成分と、正規分布に従う白色雑音成分とを推測することで位置誤差の抑圧が行われる。つまり、この図９における位置誤差の抑圧手法は、位置誤差の統計的性質が正規分布に従うものと仮定した手法である。この抑圧手法は、雑音が白色雑音の仮定を成立させないときは、十分な位置精度の改善が行えないという欠点がある。

その位置誤差抑圧手法の欠点を補うようにした受信システムが特許文献２に開示されている。その特許文献２における受信システムを図１０に示す。図１０において、位置誤差抑圧装置１９は、加速度分散算出装置２０から出力される加速度の分散値の情報に基づいてカルマンフィルタのパラメータを変更することで位置誤差を抑圧する。加速度分散算出装置２０は、図１１に示されるように、位置情報を２階微分することで加速度を算出する加速度計算部２１と、加速度の時系列情報から分散値を計算する分散値計算部２２によって構成される。位置誤差抑圧装置１９と加速度分散算出装置２０により、雑音が白色雑音の仮定が成立しない場合でも、移動特性に合わせてフィルタ特性を変更することで、位置誤差の抑圧性能を強化するようにしている。
特開２００３−２１４８４９号公報 特開２０００−０６５９１４号公報

しかし、特許文献２の衛星信号受信システムにおいて、移動体の加速度が激しく変化する場合や移動体が加速中の場合等は加速度の平均値が変化する。したがって、この状態で分散値を求めた場合は、加速度に含まれる雑音の影響と加速度自体の揺れの影響との両方の成分が含まれるから、所望しているような加速度の分散値とはならない。よって、この加速度の分散値情報に基づいてカルマンフィルタのパラメータを変更した場合には、かえって位置精度が悪化する場合があるという問題点があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、雑音が白色雑音の仮定を成立させないような場合でも、移動体の加速度の変化によらず、常に高い精度の位置情報を算出することができる衛星信号受信システムを提供することを目的とする。

請求項１の衛星信号受信システムは、衛星信号のコード位相若しくはキャリア位相を利用して、位置情報を算出する衛星信号受信システムにおいて、
衛星からの衛星信号を受信する複数の衛星信号受信ユニットと、
前記複数の衛星信号受信ユニットのそれぞれに接続され、前記複数の衛星信号受信ユニットにより取得された衛星信号の位相情報に基づいて測位位置の算出を行う測位演算手段と、
前記測位演算手段に接続され、前記測位演算手段から出力される位置情報を離散的な微分操作することで得られる変位量に関する情報を検出し、該変位量に関する情報を変位量の屈折点に関する情報として出力するとともに、前記変位量に関する情報から予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報の信頼性を判定して変位特性情報として出力する変位特性検出手段と、
前記変位特性検出手段に接続され、前記変位特性検出手段から出力される変位量の屈折点に関する情報に基づいて、屈折点のタイミング情報を出力する屈折点検出手段と、
前記変位特性検出手段、前記屈折点検出手段及び前記測位演算手段に接続され、前記変位特性検出手段により出力される変位特性情報及び前記屈折点検出手段により出力される屈折点のタイミング情報に基づいて、前記測位演算手段から出力される位置情報に含まれているトレンド情報成分を補正して位置誤差の抑圧を行う位置誤差抑圧手段とを備えることを特徴とする。

請求項２の衛星信号受信システムは、衛星信号のコード位相若しくはキャリア位相を利用して、位置情報を算出する衛星信号受信システムにおいて、
衛星からの衛星信号を受信する複数の衛星信号受信ユニットと、
前記複数の衛星信号受信ユニットのそれぞれに接続され、前記複数の衛星信号受信ユニットにより取得された衛星信号の位相情報に基づいて、測位位置の算出を行う測位演算手段と、
前記複数の衛星信号受信ユニットの内の少なくとも１つの衛星信号受信ユニットが搭載された移動体の速度情報を入力し、この速度情報を離散的な位置情報から求める変位量と同じディメンジョンに変換して変位量に関する情報を検出し、該変位量に関する情報を変位量の屈折点に関する情報として出力するとともに、前記変位量に関する情報から予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報の信頼性を判定して変位特性情報として出力する変位特性検出手段と、
前記変位特性検出手段に接続され、前記変位特性検出手段から出力される変位量の屈折点に関する情報に基づいて屈折点のタイミング情報を出力する屈折点検出手段と、
前記変位特性検出手段、前記屈折点検出手段及び前記測位演算手段に接続され、前記変位特性検出手段により出力される変位特性情報及び前記屈折点検出手段により出力される屈折点のタイミング情報に基づいて、前記測位演算手段から出力される位置情報に含まれているトレンド情報成分を補正して位置誤差の抑圧を行う位置誤差抑圧手段とを備えることを特徴とする。

請求項３の衛星信号受信システムは、請求項１または２に記載の衛星信号受信システムにおいて、前記変位特性検出手段は、前記測位演算手段からの位置情報もしくは前記移動体からの速度情報に基づいて変位量に関する情報を算出する変位見積部と、該変位見積部から出力される変位量に関する情報に含まれる誤差について、予測可能な変位誤差の抑圧を行う変位誤差予測部と、該変位誤差予測部から出力される、予測可能な変位誤差が抑圧された変位量に関する情報の信頼性を判断して変位特性情報を出力する変位判定部を有することを特徴とする。

請求項４の衛星信号受信システムは、請求項３に記載の衛星信号受信システムにおいて、前記変位誤差予測部は、過去の情報を基に予測が可能な周期性を持った変動誤差を予測することを特徴とする。

請求項５の衛星信号受信システムは、請求項３に記載の衛星信号受信システムにおいて、前記変位判定部は、予め設定された変位判定における信頼係数の情報と過去の変位量に関する情報から統計的に算出する標準偏差の情報とに基づいて設定された閾値を用いて、予測可能な変位誤差が抑圧された変位量の信頼性の判定を行うことを特徴とする。

請求項６の衛星信号受信システムは、請求項１乃至５のいずれかに記載の衛星信号受信システムにおいて、前記位置誤差抑圧手段は、前記変位特性情報及び前記屈折点のタイミング情報が入力されるトレンド成分情報部と、周期成分情報を持つ周期成分情報部と、自己回帰情報を持つ自己回帰成分情報部と、白色雑音情報を持つ白色雑音成分情報部と、これらトレンド成分情報部、周期成分情報部、自己回帰成分情報部、白色雑音成分情報部から各成分情報を受けるカルマンフィルタ部を有し、該カルマンフィルタによって、トレンド成分、自己回帰成分、周期成分、及び白色雑音成分を推定することを特徴とする。

本発明の衛星信号受信システムによれば、位置情報に含まれるマルチパスに起因する誤差の抑圧に対して、雑音が白色雑音の仮定を成立させないような場合でも、移動体の加速度の変化によらず、常に精度の高い位置情報を得ることができる。

図１は、本発明の第１実施例に係る、ＧＰＳ等の衛星航法システムの衛星からの衛星信号を利用して位置計測を行う衛星信号受信システムの構成を示す図である。なお、本発明の衛星信号受信システムは、コンピュータを用いたソフトウエア処理によって実現することができる。したがって、以下の各実施例において、装置構成として説明しているが、それらの各装置は手段として表現することができる。

図１において、衛星信号受信装置２は、衛星信号を受信する複数個の衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎで構成されており、各衛星信号の位相（コード位相や、キャリア位相）、衛星軌道及び衛星信号受信レベル等に関する衛星情報を測位演算装置３に対して出力する。ここで、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎは、位置の計測を行う必要がある移動体に設置される。

測位演算装置３は、衛星信号受信装置２から出力される衛星情報を基にして、単独測位方式測位演算を行うことで、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎの位置情報を算出することができる。測位演算装置３が単独測位方式の演算を行った場合、算出される位置情報には、衛星の時間や軌道に起因する誤差や、電離層や対流圏などの伝搬路に関する誤差や、衛星信号受信ユニットの熱雑音や時計に起因する誤差や、マルチパスに起因する誤差などが含まれる。

また、衛星信号受信ユニット１−１〜１−Ｎのうち少なくとも１つのユニットの設置位置が、移動体ではなく、位置が既知の場所であり、他のユニットの設置位置が移動体であれば、コード位相若しくはキャリア位相（搬送波位相）を用いた相対測位方式の演算を行うことも可能である。測位演算装置３が相対測位方式の演算を行った場合、算出される位置情報には、衛星信号受信ユニットの熱雑音に起因する誤差や、マルチパスに起因する誤差などが含まれる。

この単独測位方式と相対測位方式において、マルチパスの影響は、位置情報の精度を劣化させる主要因の１つである。受信する衛星信号がマルチパスの影響を受けると、衛星信号に対して、統計的な性質が、白色雑音、周期性雑音、自己回帰性雑音といった性質の雑音が加味され、この衛星の情報を使用して算出した位置情報は誤差を含む。したがって、このマルチパスの影響による位置誤差を、抑圧することが必要である。

本発明では、位置誤差を抑圧する手段として、位置誤差抑圧装置６とともに、変位特性検出装置４、及び屈折点検出装置５を設けて、位置誤差の抑圧をより適切に行うようにしている。

その変位特性検出装置４は、測位演算装置３から出力される位置情報から変位に関する変位特性を検出する。変位特性検出装置４によって、検出した変位特性情報を位置誤差抑圧装置６に出力する。また、変位特性検出装置４は、測位演算装置３から出力される位置情報に基づいて変位量に関する情報を検出し、その変位量に関する情報を屈折点検出装置５に出力する。

図２は、変位特性検出装置４の構成を示す図である。図２において、変位見積部７は、位置情報を基に、変位量に関する情報を算出する。この変位量に関する情報は、変位量の情報と、その変位量の屈折点に関する情報（例えば、その変位量を微分した、変位量の微分情報）を含む。また、変位量に関する情報は、変位量の情報、或いは、変位量の微分情報のいずれかのみであっても良い。これら変位量の情報、変位量の微分情報は、式（１）による離散的な微分操作によって算出される。

ここで、ｎは離散時間であり、Ｕ_n ^(M、^m)は入力される位置情報ｐ_nのＭ位ｍ階微分の出力情報であり、Ｗ（ｌ）は重み係数であり、ＤはＤｐ_n≡ｐ_n-1によって定義される時間遅延オペレータである。

位数Ｍ及び重み係数Ｗ（ｌ）は、位置情報に含まれる誤差を抑圧するように、過去の位置情報の統計計算から決定する。また、微分階数ｍは、変位量情報を見積もる場合はｍ＝１とし、変位量の微分情報を得る場合は、ｍ＝２として算出する。なお、変位見積部７の出力情報を屈折点検出装置５に入力し、屈折点検出装置５で変位量についての屈折点のタイミング情報を算出することがよい。

変位誤差予測部８は、変位見積部７から出力される変位量に関する情報に含まれる誤差について、過去の変位量に関する情報を基にして予測が可能な変位誤差の抑圧を行う。予測が可能な変位誤差とは、周期性を持つ変動誤差である。ここで周期性の変動誤差とは、変位量に関する情報に含まれる相関が高い一定の周期を持った変動のことで、例えば、衛星配置が周期的に同じ配置になるという変動や、季節的な気候変化に起因する年変動等がある。

このような過去の情報を基に統計手法によって周期性の変動を割り出し、変位誤差の予測を行う。変位誤差予測部８は、この手法によって予測可能な変位誤差の抑圧を行い、予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報を出力する。なお、変位誤差予測部８で誤差が抑圧された変位量に関する情報を、屈折点検出装置５に、変位量に関する情報として出力するようにしてもよい。

変位判定部９は、変位誤差予測部８から出力される、予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報についての信頼性を判断する。

変位量の信頼性の判断方法を図４に示す。図４において、変位ベクトル２３は、変位誤差予測部８で見積もられた南北方向の変位量と、東西方向の変位量と、によって描かかれた水平面のベクトルである。この変位ベクトル２３を、閾値２４と比較することで、変位ベクトル２３の信頼性を判断する。閾値２４は次式（２）で与えられる。

ここでσ_x及びσ_Yは東西軸方向及び南北軸方向の見積もられた変位量の標準偏差であり、また、Ａは変位量の信頼性の判定における信頼係数である。標準偏差σ_x及びσ_Yは、過去の変位情報から統計的に算出する。また信頼係数Ａは予め設定した値を用いる。

変位ベクトル２３が閾値２４の内側（図４の閾値２４の斜線部）にある場合は、予測可能な誤差が抑圧された変位量情報が信頼できないと判断し、逆に変位ベクトル２３が閾値２４の外側にある場合は、予測可能な誤差が抑圧された変位量情報が信頼できると判断する。

予測可能な誤差が抑圧された変位量情報に信頼性があると判断された場合、その予測可能な誤差が抑圧された変位量情報を、変位特性情報として、位置誤差抑圧装置６に出力する。

ここで、図４及び式（２）は説明を簡単にするために２次元空間（水平面）で説明しているが、水平面にさらに高さ方向の次元を加えた３次元空間での変位ベクトルの信頼性の判断は、楕円体型の閾値と変位ベクトルとを比較することによって、同様に行うことができることはもちろんである。

屈折点検出装置５は、変位特性検出装置４から出力される、変位量の微分情報を基に、変位量の屈折点についてのタイミング情報を算出し、この屈折点のタイミング情報を位置誤差抑圧装置６に出力する。

位置誤差抑圧装置６は、変位特性検出装置４及び屈折点検出装置５から出力される変位特性情報及び屈折点のタイミング情報を基に、測位演算装置３から出力される位置情報の誤差を最適に抑圧する。

図３は、位置誤差抑圧装置６の構成を示す図である。図３において、トレンド成分情報部１１は、フィルタ部１０が最適にトレンド成分の推定が行えるように、トレンド成分の予測誤差統計量及びトレンド成分のシステムモデルを提供する。トレンド成分とは、位置情報に含まれている線形に変化する位置情報を示す。ここで、システムモデルのトレンド成分情報には、変位特性検出装置４から出力された信頼性のある変位特性情報を加味する。変位特性情報をシステムモデルに加味する期間は、屈折点検出装置５の情報を基に決定する。例えば、変位ベクトル２３が閾値２４を超えた後に、屈折点検出装置５から変位量の屈折点が得られたことにより、加味する期間を終了させることが良い。

この構成により、様々な変位状況においても、常に最適なシステムモデルを得ることが可能となる。フィルタ部１０によって推定されたトレンド成分に関する結果は、再びトレンド成分情報部１１にフィードバックされ、より最適に成分推定が行えるように予測誤差統計量を修正する。

周期成分情報部１２は、フィルタ部１０が最適に周期性の成分推定が行えるように周期性成分の予測誤差統計量及び周期性成分のシステムモデルを提供する。周期性の成分とは、位置情報に含まれる任意の周期性を持った情報を示し、任意の周期とは例えば、測位している衛星が定期的に同じ配置になる時の周期を示す。フィルタ部１０によって推定された周期性の成分に関する結果は、再び周期成分情報部１２にフィードバックされ、より最適に成分推定が行えるように予測誤差統計量を修正する。

自己回帰成分情報部１３は、フィルタ部１０が最適に自己回帰性の成分推定が行えるように自己回帰性成分の予測誤差統計量及び自己回帰性成分のシステムモデルを提供する。自己回帰性の成分とは、減衰しながら遅延する信号を示す。フィルタ部１０によって推定された自己回帰性の成分に関する結果は、再び自己回帰成分情報部１３にフィードバックされ、より最適に成分推定が行えるように予測誤差統計量を修正する。

白色雑音成分情報部１４は、位置情報に含まれる白色雑音（白色雑音とは、その統計的性質が正規分布に従う雑音のことを示す）の統計情報を保有し、フィルタ部１０にその情報を提供する。

フィルタ部１０は、トレンド成分情報部１１、周期成分情報部１２、自己回帰成分情報部１３及び白色雑音成分情報部１４からの各成分の予測誤差統計量に基づいて、フィルタの特性を決定するカルマンゲインを算出する。このカルマンゲインとシステムモデルの各成分情報に基づいたカルマンフィルタによって、トレンド成分と周期成分と自己回帰成分を推定し、推定されたトレンド成分を位置情報として出力する。つまりフィルタ部１０は、カルマンフィルタを使用して、入力する位置情報をトレンド成分と、周期成分と、自己回帰成分と、正規分布に従う白色雑音成分とに成分分解することによって、位置精度の改善を行う。

なお、変位判定部９での、予測可能な誤差が抑圧された変位量情報の信頼性の判断において、誤判断する可能性は確率上完全には０％ではなく、誤判断した場合においても位置精度を極力改善させることが望ましい。このため、誤判断する割合が統計計算によって所定より高いと算出される場合については、位置誤差抑圧装置６において、屈折点での変位特性情報を加味したシステムモデルを使用して、それまでの所定時間の位置情報に対して、再度カルマンフィルタによる処理をやり直すことがよい。その所定時間の位置情報は、Ｍ／２時間前から最新時間までの位置情報でよい。ここで、Ｍは、式（１）で用いたものと同じでよい。カルマンフィルタによる処理をやり直す場合は、カルマンゲインについてもやり直す必要がある。このように、変位特性情報を与え直した状態のカルマンフィルタを、所定時間前の過去から最新時間までの位置情報に適用し直すことで、誤判断された変位特性情報の影響を低減させることが可能であり、同時に位置情報は成分分解されるので、位置精度の改善が行える。

これらの構成によって、本発明の衛星信号受信システムでは、マルチパスの影響を受けて発生する、白色雑音や、白色雑音以外の、周期性の特徴を持つ雑音、自己回帰性の特徴を持つ雑音を抑圧することが可能となる。これにより位置誤差に白色雑音以外の雑音が混入している場合においても、高い精度の位置情報を提供することが可能となる。

また、本発明の位置誤差抑圧装置６は、変位特性検出装置４から出力された変位特性情報を直接トレンド成分のシステムモデルに加味することで、フィルタリングによる応答遅延を最小にすることが可能である。

さらに、従来方法では、加速度の分散値情報に基づいてカルマンフィルタの推定誤差分散のパラメータを変更しているために、加速中や加速度の急激な変化時などは、かえって位置精度が悪化するという問題があったが、本発明の構成によると、信頼性のある変位量によってカルマンフィルタに最適なトレンド成分のシステムモデルを与えることが可能なため、加速中や加速度の急激な変化時によらず、常時高い精度の位置情報を提供することが可能である。

ここで、本発明の衛星信号受信システムを適用した特性例を図５−１、図５−２に示す。図５−１に示す入力される時系列の位置情報に対して、本発明を適用した結果の出力される時系列の位置情報が図５−２に示されている。図５−２が示すように本発明を使用することで、突然の変位時においても、常に高い精度の位置情報を提供することができる。

図６は、本発明の第２実施例に係る衛星信号受信システムの構成を示す図である。この第２実施例では、第１実施例の離散的位置情報に代えて、移動体に取り付けた速度計の情報を、変位特性検出装置に取り入れている。その他の構成は、第１実施例における構成と同様である。

図６に示されるように移動体に取り付けた速度計２６の情報は、変位特性検出装置４に提供される。変位特性検出装置４では、速度計２６の情報に対して時間のディメンジョンの係数を乗じて、離散的な位置情報から求める変位量と同じディメンジョンにする。この変換操作によって、変位特性検出装置４は、速度計２６の速度情報を変位量として扱える。また、速度情報を式（１）によって１階微分（ｍ＝１）した情報は、変位量の微分情報として扱える。

その変位量に関する情報、即ち変位量の情報、変位量の微分情報、は変位誤差予測部８に提供され、変位量の微分情報は屈折点検出装置５に提供される。このような構成によって速度計の情報を利用することが可能となる。

そして、一般的に速度計の情報は、測位演算結果から求めた変位量の情報より高い信頼性を持つことが期待できるため、図４に示す変位量の信頼性を判断するための閾値２４の楕円（若しくは楕円体）の面積（若しくは体積）を小さくすることができるという効果が期待でき、より微細な変位量の情報をトレンド成分情報部１１に提供することが可能となる。

図７−１、図７−２は、本発明の第３の実施例の構成を示す図である。第１、第２実施例では、オンラインで用いる場合について説明したが、本発明はオフラインにおいても実施することが可能である。

オフラインで本発明を実施するために、図７−１に示すように、測位演算装置３から出力された位置情報を記憶装置２５に蓄積する。この記憶装置２５に蓄積された位置情報を図７−２に示すように構成する処理装置によって処理することによって、オフラインによって位置誤差を抑圧することとしている。この図７−１、図７−２では、記憶装置２５以外の他の構成は、第１の実施例の構成と同様である。

この場合、変位特性検出装置４及び屈折点検出装置５は、記憶装置２５に蓄積している全ての位置情報を使用して変位量に関する情報を検出する。位置誤差抑圧装置６は、変位特性検出装置４及び屈折点検出装置５から出力される変位特性情報及び変位量の屈折点のタイミング情報に基づいて記憶装置２５に蓄積している全ての位置情報について、その位置誤差の抑圧を行う。

本発明の第１実施例に係る衛星信号受信システムの構成を示す図 図１の変位特性検出装置４の構成を示す図 図１の位置誤差抑圧装置６の構成を示す図 図２の変位判定部９の動作を説明するための図 本発明における、入力される時系列の位置情報の特性例を示す図 本発明における、出力される時系列の位置情報の特性例を示す図 本発明の第２実施例に係る衛星信号受信システムの構成を示す図 本発明の第３実施例に係る衛星信号受信システムの一部の構成を示す図 本発明の第３実施例に係る衛星信号受信システムの他の部の構成を示す図 従来技術の衛星信号受信システムの構成を示す図 図８の位置誤差抑圧装置１５の構成例を示す図 他の従来技術の衛星信号受信システムの構成を示す図 図１０の加速度分散算出装置２０の構成例を示す図

符号の説明

１−１〜１−Ｎ：衛星信号受信ユニット
２：衛星信号受信装置
３：測位演算装置
４：変位特性検出装置
５：屈折点検出装置
６：位置誤差抑圧装置
７：変位見積部
８：変位誤差予測部
９：変位判定部
１０：フィルタ部
１１：トレンド成分情報部
１２：周期成分情報部
１３：自己回帰成分情報部
１４：白色雑音成分情報部
１５：位置誤差抑圧装置
１６：フィルタ部
１７：トレンド成分情報部
１８：白色雑音成分情報部
１９：位置誤差抑圧装置
２０：加速度分散算出装置
２１：加速度計算部
２２：分散値計算部
２３：変位ベクトル
２４：閾値（水平面上の閾値）
２５：記憶装置
２６：速度計

Claims (6)

1. 衛星信号のコード位相若しくはキャリア位相を利用して、位置情報を算出する衛星信号受信システムにおいて、
   衛星からの衛星信号を受信する複数の衛星信号受信ユニットと、
   前記複数の衛星信号受信ユニットのそれぞれに接続され、前記複数の衛星信号受信ユニットにより取得された衛星信号の位相情報に基づいて測位位置の算出を行う測位演算手段と、
   前記測位演算手段に接続され、前記測位演算手段から出力される位置情報を離散的な微分操作することで得られる変位量に関する情報を検出し、該変位量に関する情報を変位量の屈折点に関する情報として出力するとともに、前記変位量に関する情報から予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報の信頼性を判定して変位特性情報として出力する変位特性検出手段と、
   前記変位特性検出手段に接続され、前記変位特性検出手段から出力される変位量の屈折点に関する情報に基づいて、屈折点のタイミング情報を出力する屈折点検出手段と、
   前記変位特性検出手段、前記屈折点検出手段及び前記測位演算手段に接続され、前記変位特性検出手段により出力される変位特性情報及び前記屈折点検出手段により出力される屈折点のタイミング情報に基づいて、前記測位演算手段から出力される位置情報に含まれているトレンド情報成分を補正して位置誤差の抑圧を行う位置誤差抑圧手段とを備えることを特徴とする、衛星信号受信システム。
2. 衛星信号のコード位相若しくはキャリア位相を利用して、位置情報を算出する衛星信号受信システムにおいて、
   衛星からの衛星信号を受信する複数の衛星信号受信ユニットと、
   前記複数の衛星信号受信ユニットのそれぞれに接続され、前記複数の衛星信号受信ユニットにより取得された衛星信号の位相情報に基づいて、測位位置の算出を行う測位演算手段と、
   前記複数の衛星信号受信ユニットの内の少なくとも１つの衛星信号受信ユニットが搭載された移動体の速度情報を入力し、この速度情報を離散的な位置情報から求める変位量と同じディメンジョンに変換して変位量に関する情報を検出し、該変位量に関する情報を変位量の屈折点に関する情報として出力するとともに、前記変位量に関する情報から予測可能な誤差が抑圧された変位量の情報の信頼性を判定して変位特性情報として出力する変位特性検出手段と、
   前記変位特性検出手段に接続され、前記変位特性検出手段から出力される変位量の屈折点に関する情報に基づいて屈折点のタイミング情報を出力する屈折点検出手段と、
   前記変位特性検出手段、前記屈折点検出手段及び前記測位演算手段に接続され、前記変位特性検出手段により出力される変位特性情報及び前記屈折点検出手段により出力される屈折点のタイミング情報に基づいて、前記測位演算手段から出力される位置情報に含まれているトレンド情報成分を補正して位置誤差の抑圧を行う位置誤差抑圧手段とを備えることを特徴とする、衛星信号受信システム。
3. 前記変位特性検出手段は、前記測位演算手段からの位置情報もしくは前記移動体からの速度情報に基づいて変位量に関する情報を算出する変位見積部と、該変位見積部から出力される変位量に関する情報に含まれる誤差について、予測可能な変位誤差の抑圧を行う変位誤差予測部と、該変位誤差予測部から出力される、予測可能な変位誤差が抑圧された変位量に関する情報の信頼性を判断して変位特性情報を出力する変位判定部を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の衛星信号受信システム。
4. 前記変位誤差予測部は、過去の情報を基に予測が可能な周期性を持った変動誤差を予測することを特徴とする、請求項３に記載の衛星信号受信システム。
5. 前記変位判定部は、予め設定された変位判定における信頼係数の情報と過去の変位量に関する情報から統計的に算出する標準偏差の情報とに基づいて設定された閾値を用いて、予測可能な変位誤差が抑圧された変位量の信頼性の判定を行うことを特徴とする、請求項３に記載の衛星信号受信システム。
6. 前記位置誤差抑圧手段は、前記変位特性情報及び前記屈折点のタイミング情報が入力されるトレンド成分情報部と、周期成分情報を持つ周期成分情報部と、自己回帰情報を持つ自己回帰成分情報部と、白色雑音情報を持つ白色雑音成分情報部と、これらトレンド成分情報部、周期成分情報部、自己回帰成分情報部、白色雑音成分情報部から各成分情報を受けるカルマンフィルタ部を有し、該カルマンフィルタによって、トレンド成分、自己回帰成分、周期成分、及び白色雑音成分を推定することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の衛星信号受信システム。
   

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