JP5181160B2 - Wave number estimation device, positioning device, and wave number estimation method - Google Patents
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Description
この発明は、GPS(Global Positioning System)衛星などの測位衛星が送信する電波信号の搬送波位相情報を利用して、受信機位置を計測する衛星測位方式を備えた測位装置において、搬送波の波数を推定する波数推定装置に関する。 The present invention estimates the wave number of a carrier wave in a positioning apparatus equipped with a satellite positioning method for measuring a receiver position using carrier wave phase information of a radio wave signal transmitted by a positioning satellite such as a GPS (Global Positioning System) satellite. The present invention relates to a wave number estimating apparatus.
衛星測位方式は、GPS衛星などの測位衛星に搭載した送信機が送信する電波信号を用いて受信機位置を計測する。衛星測位方式は、送信機と受信機との間の距離を計測し、複数の衛星のそれぞれの位置と、それぞれの衛星と受信機との間の距離とを用いて、受信機位置を計算する。
送信機と受信機との間の距離を計測する方式には、信号の伝搬時間を計測することにより、送信機と受信機との間の距離(擬似距離)を算出する方式がある。
また、1メートル以下の高い位置計測精度を必要とする場合には、送信信号の搬送波位相情報(以下、搬送波位相)を用いる方式がある。例えば、GPS信号の搬送波の波長は、約20cmであるから、この信号の位相情報を用いることで、衛星と受信機間の距離をミリメートル級の分解能で計測できる。
搬送波位相を用いて距離を計測する場合、整数部分(360度を超える部分)の情報、すなわち搬送波波長の整数倍に相当する距離成分は、直接測定できない。搬送波位相の整数部分は、アンビギュイティ、整数バイアス、波数などと呼ばれるが、以下では「波数」と呼ぶ。波数は、直接測定できないので、これを決定する方式が必要である。信号を連続的に観測している場合、波数は一定値になるので、一旦波数を決定できれば、その後連続して観測した観測量により、受信機位置の算出が可能となる。
波数を決定する方法は幾つか知られている。例えば、搬送波位相やこれ以外の情報を用いて波数の実数推定値を計算し、この周囲に存在する整数値の波数候補を探索して信頼性が高い値を見つける。以下、波数の実数推定値を「実数波数」、探索の結果決定された波数(整数値)を「整数波数」と呼ぶ。
In the satellite positioning method, the receiver position is measured using a radio wave signal transmitted by a transmitter mounted on a positioning satellite such as a GPS satellite. In the satellite positioning method, the distance between the transmitter and the receiver is measured, and the receiver position is calculated using the position of each satellite and the distance between each satellite and the receiver. .
As a method for measuring the distance between the transmitter and the receiver, there is a method for calculating a distance (pseudo distance) between the transmitter and the receiver by measuring a signal propagation time.
When high position measurement accuracy of 1 meter or less is required, there is a method using carrier phase information (hereinafter referred to as carrier phase) of a transmission signal. For example, since the wavelength of the carrier wave of the GPS signal is about 20 cm, the distance between the satellite and the receiver can be measured with millimeter-level resolution by using the phase information of this signal.
When the distance is measured using the carrier phase, the information of the integer part (the part exceeding 360 degrees), that is, the distance component corresponding to the integer multiple of the carrier wavelength cannot be directly measured. The integer part of the carrier phase is called ambiguity, integer bias, wave number, etc., but is called “wave number” below. Since the wave number cannot be measured directly, a method for determining this is required. When the signal is continuously observed, the wave number becomes a constant value. Therefore, once the wave number can be determined, the receiver position can be calculated based on the observation amount continuously observed thereafter.
Several methods are known for determining the wave number. For example, a real number estimation value of the wave number is calculated using the carrier phase and other information, and an integer value wave number candidate existing around this is searched to find a highly reliable value. Hereinafter, the real number estimated value of the wave number is referred to as “real wave number”, and the wave number (integer value) determined as a result of the search is referred to as “integer wave number”.
また、誤差要因を消去するため、受信機を2台以上設置する場合がある。二つの受信機が、一つの測位衛星の信号を同時に受信し、算出した計測距離の差分を用いることで、受信機間の相対位置(基線もしくは基線ベクトル)を計測する。片方の受信機の正確な位置が事前に計測してあれば、他方の受信機位置が正確に計測できる。位置計測の対象となる受信機を移動局と呼び、移動局位置ベクトルの原点となる受信機を基準局と呼ぶ。この方式は、信号伝搬経路の媒体特性による伝搬時間の変動や、衛星に搭載した送信機間の時計誤差などの誤差要因が、差分によりほぼ消去される結果、高精度の位置計測が可能となる。以下、移動局と基準局との2つの観測量間の差分観測量を「一重差観測量」と呼ぶ。
また、一つの受信機が二つの測位衛星から受信した信号による計測距離の差分を用いることにより、受信機の時計誤差を消去することができる。
更に、二つの受信機が同じ二つの測位衛星から受信した信号による一重差観測量の差分を用いることにより、測位衛星の時計誤差、伝播時間の変動、受信機の時計誤差などの誤差要因を消去する場合もある。一重差観測量の差、すなわち、四つの観測量の差分を「二重差観測量」と呼ぶ。
In addition, in order to eliminate the error factor, two or more receivers may be installed. Two receivers simultaneously receive signals from one positioning satellite, and measure the relative position (baseline or baseline vector) between the receivers by using the calculated difference in measurement distance. If the exact position of one receiver is measured in advance, the position of the other receiver can be measured accurately. A receiver whose position is to be measured is called a mobile station, and a receiver that is the origin of a mobile station position vector is called a reference station. In this method, error factors such as fluctuations in propagation time due to medium characteristics of the signal propagation path and clock errors between transmitters mounted on the satellite are almost eliminated by the difference, so that highly accurate position measurement is possible. . Hereinafter, the difference observation amount between the two observation amounts of the mobile station and the reference station is referred to as a “single difference observation amount”.
Moreover, the clock error of the receiver can be eliminated by using the difference in the measurement distance based on the signals received by one receiver from the two positioning satellites.
In addition, by using the difference of single difference observations based on the signals received by the two receivers from the same two positioning satellites, the error factors such as the positioning satellite clock error, propagation time fluctuation, and receiver clock error can be eliminated. There is also a case. The difference between the single difference observables, that is, the difference between the four observables is called a “double difference observable”.
一重差観測量を用いる場合は、波数の差分を決定する必要があり、二重差観測量を用いる場合は、更に、その差分を決定する必要がある。以下の説明では、波数の差分や、更にその差分も含めて、「波数」と呼ぶ場合がある。
上述したように、ひとたび整数波数を決定できれば、それを用いて、その後の観測量により、受信機の位置を算出できる。しかし、決定した整数波数が間違っていると、その後の観測量により算出した受信機の位置も、正しくない位置を算出することになる。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、決定した整数波数の妥当性を、簡便かつ有効に判定し、判定結果に基づいて適切な措置をすることにより、整数波数及び受信機位置の推定の信頼性を高めることを目的とする。
As described above, once the integer wave number can be determined, the position of the receiver can be calculated from the subsequent observation amount using the integer wave number. However, if the determined integer wave number is wrong, the position of the receiver calculated from the subsequent observation amount is also calculated as an incorrect position.
The present invention has been made to solve the above-described problems, for example, by simply and effectively determining the validity of the determined integer wave number and taking appropriate measures based on the determination result. An object is to improve the reliability of estimation of integer wave number and receiver position.
この発明にかかる波数推定装置は、
複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての電波の波数を推定する波数推定装置において、
観測量取得部と、実数波数推定部と、整数波数推定部と、推定状態判定部とを有し、
上記観測量取得部は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部は、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部は、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部は、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする。
The wave number estimating apparatus according to the present invention is:
In the wave number estimating device for estimating the wave number of the radio wave for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount observed for each of the plurality of positioning satellites,
An observation amount acquisition unit, a real wave number estimation unit, an integer wave number estimation unit, and an estimated state determination unit;
The observation amount acquisition unit repeatedly acquires observation amounts for each of the plurality of positioning satellites,
The real wave number estimation unit estimates a real wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount acquired by the observation amount acquisition unit, and estimates the real wave number of the plurality of positioning satellites. Output real wave number for successful positioning satellite,
The integer wave number estimating unit estimates an integer wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the real number wave number output from the real number wave number estimating unit, and estimates the integer wave number of the plurality of positioning satellites. Output integer wave numbers for successful positioning satellites,
The estimated state determination unit is based on the number of observations acquired by the observation amount acquisition unit, the number of real wave numbers output by the real wave number estimation unit, and the number of integer wave numbers output by the integer wave number estimation unit. Then, based on a plurality of criteria, it is determined whether the real wave number estimated by the real wave number estimation unit is correct,
In the next estimation, the real wave number estimation unit further estimates the real wave number based on the result determined by the estimation state determination unit.
この発明にかかる波数推定装置によれば、推定状態判定部が、観測量の数や実数波数の数や整数波数の数に基づいて、実数波数推定部が推定した推定実数波数が正しいか否かを判定するので、少ない計算量で、容易に判定をすることができ、波数推定装置が推定した実数波数や整数波数の信頼性を高めることができる。また、実数波数推定部が、次回の推定において、推定状態判定部の判定結果を考慮して、推定実数波数を推定するので、誤った推定を早期に修正することができ、波数推定装置が推定した実数波数や整数波数の信頼性を高めることができる。 According to the wave number estimation device according to the present invention, the estimated state determination unit determines whether the estimated real wave number estimated by the real wave number estimation unit is correct based on the number of observation quantities, the number of real wave numbers, and the number of integer wave numbers. Therefore, the determination can be easily made with a small amount of calculation, and the reliability of the real wave number and the integer wave number estimated by the wave number estimating apparatus can be improved. In addition, since the real wave number estimation unit estimates the estimated real wave number in consideration of the determination result of the estimation state determination unit in the next estimation, an erroneous estimation can be corrected at an early stage, and the wave number estimation device can estimate The reliability of the real wave number and the integer wave number can be improved.
実施の形態1.
実施の形態1について、図1〜図5を用いて説明する。
Embodiment 1 FIG.
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源の一例を示す図である。
測位装置800は、プログラムを実行するCPU911(Central・Processing・Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう)を備えている。CPU911は、バス912を介してROM913、RAM914、通信装置915、表示装置901、キーボード902、マウス903、FDD904、CDD905、プリンタ装置906、スキャナ装置907、磁気ディスク装置920と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置920の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
RAM914は、揮発性メモリの一例である。ROM913、FDD904、CDD905、磁気ディスク装置920の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信装置915、キーボード902、スキャナ装置907、FDD904などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信装置915、表示装置901、プリンタ装置906などは、出力部、出力装置の一例である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of hardware resources of the
The
The
A
Further, the
通信装置915は、例えば、ファクシミリ機、電話器、LAN、ゲートウェイ、インターネット、ISDN等のWAN(ワイドエリアネットワーク)などに接続されている。
磁気ディスク装置920には、オペレーティングシステム921(OS)、ウィンドウシステム922、プログラム群923、ファイル群924が記憶されている。プログラム群923のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。
The
The
上記プログラム群923には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、CPU911により読み出され実行される。
ファイル群924には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのCPUの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のCPUの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、RAM914のメモリ、FDD904のフレキシブルディスク、CDD905のコンパクトディスク、磁気ディスク装置920の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、DVD(Digital・Versatile・Disk)等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
The
The
In addition, the arrows in the flowcharts described in the following description of the embodiments mainly indicate input / output of data and signals. The data and signal values are the
また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ROM913に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、DVD等の記録媒体に記憶される。プログラムはCPU911により読み出され、CPU911により実行される。すなわち、プログラムは、以下に述べる「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、以下に述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
In the description of the embodiments described below, what is described as “to part” may be “to circuit”, “to device”, and “to device”, and “to step” and “to”. “Procedure” and “˜Process” may be used. That is, what is described as “˜unit” may be realized by firmware stored in the
図2は、この実施の形態における測位装置800の全体構成の一例を示すブロック構成図である。
測位装置800は、観測量取得部810、前処理部820、推定部100、位置演算部830を有する。
FIG. 2 is a block configuration diagram showing an example of the overall configuration of the
The
観測量取得部810は、CPU911を用いて、観測量を取得する。
観測量取得部810は、観測量として、例えば、測位衛星が送信した電波を受信し、受信した電波に基づいて、電波の伝播時間や搬送波位相などを算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した伝播時間や搬送波位相などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
また、観測量取得部810は、観測量として、基準局が、測位装置800と同じ測位衛星が送信した電波を受信して取得した伝播時間や搬送波位相などの値を算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した伝播時間や搬送波位相などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
あるいは、観測量取得部810は、観測量として、取得した観測量に基づいて、一重差観測量や二重差観測量を算出して取得する。なお、観測量取得部810は、通信装置915などの入力装置を用いて、基準局や他の装置が算出した一重差観測量や二重差観測量などを観測量として取得する構成であってもよいし、過去に算出あるいは取得した観測量を、記憶装置を用いて記憶しておき、記憶装置が記憶した観測量を取得する構成であってもよい。
観測量取得部810は、CPU911を用いて、取得した観測量を出力する。
The observation
The observation
In addition, the observation
Alternatively, the observation
Using the
前処理部820は、CPU911を用いて、観測量取得部810が取得した観測量に対して前処理をする。前処理部820は、例えば、後続するブロックでの処理を容易にするため、観測量の表現形式を変換したり、タイミングを調整したりする。前処理部820は、CPU911を用いて、前処理をした観測量(以下「前処理後観測量」と呼ぶ。)を出力する。
The
推定部100(波数推定装置の一例)は、CPU911を用いて、前処理部820が前処理した前処理後観測量に基づいて、測位装置800(受信機)の大まかな位置を推定し、実数波数や整数波数を推定する。推定部100の詳細については、後述する。推定部100は、CPU911を用いて、推定した実数波数(以下「推定実数波数」と呼ぶ。)や推定した整数波数(以下「推定整数波数」と呼ぶ。)や推定した位置(以下「推定位置」と呼ぶ。)を出力する。
The estimation unit 100 (an example of a wave number estimation device) uses the
位置演算部830は、CPU911を用いて、前処理部820が前処理した前処理後観測量や、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数や推定位置に基づいて、測位装置800(受信機)の精密な位置を算出する。位置演算部830は、算出した測位装置800の位置を出力する。
The
また、位置演算部830は、CPU911を用いて、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数や推定位置の品質を検定し、異常がないか判定する。異常があると判定した場合、位置演算部830は、再初期化制御信号を出力する。
推定部100は、位置演算部830が出力した再初期化制御信号を入力する。再初期化制御信号を入力した場合、推定部100は、初期化処理をする。
Further, the
The
図3は、この実施の形態における推定部100の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
推定部100は、波数位置推定部110、状態判定出力部120を有する。
FIG. 3 is a block configuration diagram showing an example of a functional block configuration of the
The
波数位置推定部110(実数波数推定部兼整数波数推定部の一例)は、CPU911を用いて、前処理部820が前処理した前処理後観測量に基づいて、例えばカルマンフィルタなどを使用して、推定実数波数や推定位置を推定し、例えばラムダ(LAMBDA)法などを使用して、推定整数波数を推定する。波数位置推定部110は、推定した推定実数波数や推定整数波数や推定位置を出力する。
また、波数位置推定部110は、位置演算部830が出力した再初期化制御信号を入力する。位置演算部830が再初期化制御信号を出力した場合、波数位置推定部110は、カルマンフィルタなどの内部状態を初期化する。
The wave number position estimation unit 110 (an example of a real wave number estimation unit and an integer wave number estimation unit) uses the
The wave number
一般に、測位装置800の位置を未知数とすると、未知数が3つあるから、3つ以上の測位衛星との距離がわかれば、測位装置800の位置を算出できる。
更に、測位装置800の時計誤差も未知数と考えると、未知数が4つになるから、4つ以上の測位衛星との距離がわかれば、測位装置800の位置(と時計誤差)を算出できる。
4つ以上の測位衛星(あるいは一重差または二重差)の観測量について整数波数が推定できれば、精密な距離が算出でき、精密な位置が算出できる。精密な位置が算出できれば、逆に、推定した整数波数が正しいか否かを検証することができる。
Generally, assuming that the position of the
Further, if the clock error of the
If the integer wave number can be estimated for the observation amount of four or more positioning satellites (or single difference or double difference), a precise distance can be calculated and a precise position can be calculated. Conversely, if the precise position can be calculated, it can be verified whether the estimated integer wave number is correct.
以下の説明において、観測量取得部810が取得した観測量(あるいは前処理部820が前処理した前処理後観測量)の数を、「観測量衛星数」と呼ぶ。例えば、単独測位の場合であれば、観測量衛星数は、可視衛星数に等しい。一重差観測量に基づく測位の場合であれば、基準局と共通して観測できる可視衛星数に等しい。二重差観測量に基づく測位の場合であれば、基準局と共通して観測できる可視衛星数から、基準衛星となる衛星を1つ除いた数に等しい。
また、前処理部820が前処理した前処理後観測量から波数位置推定部110が推定した推定実数波数の数を、「実数波数衛星数」と呼ぶ。波数位置推定部110は、各前処理後観測量に対応して、推定実数波数を推定するので、実数波数衛星数は、最大で、観測量衛星数に等しい。しかし、波数位置推定部110が推定に失敗する場合もあるので、実数波数衛星数は、観測量衛星数より少ない場合があり、0であることもあり得る。
更に、波数位置推定部110が推定した推定整数波数の数を、「整数波数衛星数」と呼ぶ。波数位置推定部110は、推定した各推定実数波数に対応して、推定整数波数を推定するので、整数波数衛星数の数は、最大で、推定実数波数衛星数に等しい。しかし、波数位置推定部110が推定に失敗する場合もあるので、整数波数衛星数は、実数波数衛星数よりも少ない場合があり、0であることもあり得る。
すなわち、「観測量衛星数≧実数波数衛星数≧整数波数衛星数≧0」という関係がある。
In the following description, the number of observation amounts acquired by the observation amount acquisition unit 810 (or the preprocessed observation amount preprocessed by the preprocessing unit 820) is referred to as “the number of observation satellites”. For example, in the case of single positioning, the number of observed satellites is equal to the number of visible satellites. In the case of positioning based on the single difference observation amount, it is equal to the number of visible satellites that can be observed in common with the reference station. In the case of positioning based on the double difference observation amount, it is equal to the number obtained by subtracting one satellite as a reference satellite from the number of visible satellites that can be observed in common with the reference station.
The number of estimated real wave numbers estimated by the wave number
Further, the number of estimated integer wave numbers estimated by the wave number
That is, there is a relationship “the number of observation satellites ≧ the number of real wave satellites ≧ the number of integer wave satellites ≧ 0”.
状態判定出力部120は、推定状態判定部130、整数波数棄却部140を有する。
The state
推定状態判定部130は、CPU911を用いて、前処理部820が前処理した前処理後観測量や、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数や、位置演算部830が出力した再初期化制御信号などに基づいて、波数位置推定部110の推定状態を判定する。推定状態判定部130は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。推定状態判定部130は、複数の判定基準に基づいて、波数位置推定部110の推定状態(波数位置推定部110の推定が正しいか否か)を判定する。推定状態判定部130は、例えば、三つの判定基準に基づいて判定し、第一の判定基準によって判定した結果と、第二の判定基準によって判定した結果と、第三の判定基準によって判定した結果とを出力する。例えば、推定状態判定部130は、第一及び第二の判定基準に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しいか否かを判定し、第三の判定基準に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しいか否かを判定する。推定状態判定部130は、第一及び第二の判定基準に基づく判定結果を、推定状態判定結果として出力し、第三の判定基準に基づく判定結果を、整数波数判定結果として出力する。
The estimated
整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しくないと判定した場合に、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
例えば、整数波数棄却部140は、波数位置推定部110が出力した推定整数波数と、推定状態判定部130が出力した整数波数判定結果とを入力する。整数波数棄却部140は、入力した整数波数判定結果に基づいて、推定状態判定部130の判定内容を判別し、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しいと判定した場合、入力した推定整数波数をそのまま出力する。整数波数棄却部140が出力した推定整数波数が、推定部100の外部への正式な出力となる。逆に、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しくないと判定した場合、整数波数棄却部140は、入力した推定整数波数を出力せずに棄却する。これにより、推定部100は、推定整数波数を出力しない。
The integer wave
For example, the integer wave
また、波数位置推定部110は、推定状態判定部130が出力した推定状態判定結果や整数波数判定結果を入力する。入力した判定結果に基づいて、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数が正しくないと判定した場合、波数位置推定部110は、カルマンフィルタなどの内部状態を初期化するなどの対処をする。波数位置推定部110は、推定状態判定部130が複数の判定基準に基づいて判定するのに対応して、複数の対処方式で対処をする。
Moreover, the wave number
図4は、この実施の形態における推定状態判定部130の詳細ブロックの一例を示すブロック構成図である。
推定状態判定部130は、条件判定部131、判定蓄積部132、詳細判定生成部133を有する。
FIG. 4 is a block configuration diagram illustrating an example of a detailed block of the estimated
The estimated
条件判定部131は、CPU911を用いて、前処理部820が前処理した前処理後観測量や、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数に基づいて、波数位置推定部110による今回の推定について、所定の条件が満たされているか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。
The
条件判定部131が判定する条件は、詳細判定生成部133が、波数位置推定部110の推定が正しいか否かを判定するための材料となるものである。条件判定部131が判定する条件は、例えば、観測量衛星数や実数波数衛星数や整数波数衛星数に関する条件である。これらに関する条件は、少ない計算量で、容易に判定をすることができる。
The condition determined by the
判定蓄積部132は、RAM914を用いて、条件判定部131が判定した結果を記憶する。判定蓄積部132は、過去の判定結果を、判定履歴として、所定の回数まで記憶する。例えば、判定蓄積部132は、リングバッファなどを使用して、条件判定部131が判定した判定履歴を記憶する。
The
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積部132が記憶した判定履歴に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数が正しいか否かを判定する。詳細判定生成部133は、条件判定部131が今回判定した判定結果だけでなく、前回、前々回、…の判定結果も総合して、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数が正しいか否かを判定する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。
また、詳細判定生成部133は、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しくないと判定した場合など、波数位置推定部110が内部状態を変更する場合には、判定蓄積部132に対して、履歴消去制御信号を出力する。
The detailed
Further, when the wave number
判定蓄積部132は、CPU911を用いて、詳細判定生成部133が出力した履歴消去制御信号や、位置演算部830が出力した再初期化制御信号を入力する。詳細判定生成部133が履歴消去制御信号を出力した場合や、位置演算部830が再初期化制御信号を出力した場合、波数位置推定部110が内部状態を変更するので、判定蓄積部132は、RAM914を用いて記憶した条件判定部131によるそれまでの判定履歴を消去する。
Using the
次に、動作について説明する。 Next, the operation will be described.
図5は、この実施の形態における測位装置800が位置を測定する測位処理の流れの一例を示すフローチャート図である。
測位処理は、観測量取得工程S510、前処理工程S520、推定工程S530、位置演算工程S540、再初期化工程S550、異常対処工程S560を有する。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of positioning processing in which the
The positioning process includes an observation amount acquisition step S510, a preprocessing step S520, an estimation step S530, a position calculation step S540, a reinitialization step S550, and an abnormality handling step S560.
観測量取得工程S510において、観測量取得部810は、CPU911を用いて、観測量を取得する。
前処理工程S520において、前処理部820は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510で観測量取得部810が取得した観測量を前処理する。
In the observation amount acquisition step S510, the observation
In the preprocessing step S520, the
推定工程S530は、波数位置推定工程S531、推定状態判定工程S532、整数波数棄却工程S537を有する。 The estimation step S530 includes a wave number position estimation step S531, an estimation state determination step S532, and an integer wave number rejection step S537.
波数位置推定工程S531において、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、前処理工程S520で前処理部820が前処理した前処理後観測量に基づいて、推定実数波数と、推定整数波数と、推定位置とを推定する。
推定状態判定工程S532は、条件判定工程S533、判定蓄積工程S534、詳細判定生成工程S535、履歴消去工程S536を有する。
条件判定工程S533において、条件判定部131は、CPU911を用いて、前処理工程S520で前処理部820が前処理後観測量と、波数位置推定工程S531で波数位置推定部110が推定した推定実数波数と推定整数波数と推定位置とに基づいて、所定の条件が満たされているか否かを判定する。
判定蓄積工程S534において、判定蓄積部132は、RAM914を用いて、条件判定工程S533で条件判定部131が判定した結果を記憶する。
詳細判定生成工程S535において、詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積工程S534で判定蓄積部132が記憶した判定履歴に基づいて、波数位置推定部110の推定が正しいか否かを複数の基準に基づいて判定する。以下では、一例として、三つの基準に基づいて判定する場合を説明する。
詳細判定生成部133が判定した結果のうち、第一の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、履歴消去工程S536へ進む。
詳細判定生成部133が判定した結果のうち、第二の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合も、推定部100は、CPU911を用いて、履歴消去工程S536へ進む。
履歴消去工程S536において、判定蓄積部132は、RAM914を用いて記憶した判定履歴を消去する。
In the wave number position estimation step S531, the wave number
The estimated state determination step S532 includes a condition determination step S533, a determination accumulation step S534, a detailed determination generation step S535, and a history deletion step S536.
In the condition determination step S533, the
In the determination accumulation step S534, the
In the detailed determination generation step S535, the detailed
When it is determined that the estimation of the wave number
Of the results determined by the detailed
In the history erasing step S536, the
詳細判定生成部133が判定した結果のうち、第三の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて整数波数棄却工程S537へ進む。
整数波数棄却工程S537において、整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
When it is determined that the estimation of the wave number
In the integer wave number rejection step S537, the integer wave
位置演算工程S540において、位置演算部830は、CPU911を用いて、前処理工程S520で前処理部820が前処理した前処理後観測量と、波数位置推定工程S531で波数位置推定部110が推定した推定実数波数と推定整数波数(整数波数棄却工程S537で整数波数棄却部140が棄却した推定整数波数を除く)と推定位置とに基づいて、測位装置800の位置を算出する。
位置演算部830が、測位装置800の位置を算出する過程で、推定部100の推定に異常があると判定し、再初期化制御信号を出力した場合、推定部100は、CPU911を用いて、再初期化工程S550へ進む。
それ以外の場合、推定部100は、CPU911を用いて、詳細判定生成工程S535で詳細判定生成部133が判定した判定結果に基づいて、処理を分岐する。
詳細判定生成部133が判定した判定結果のうち、第一の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、再初期化工程S550へ進む。
詳細判定生成部133が判定した判定結果のうち、第二の判定基準に基づく判定結果において、波数位置推定部110の推定が誤っていると判定した場合、推定部100は、CPU911を用いて、異常対処工程S560へ進む。
それ以外の場合、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
In the position calculation step S540, the
When the
In other cases, the
In the determination result based on the first determination criterion among the determination results determined by the detailed
Of the determination results determined by the detailed
In other cases, the
再初期化工程S550において、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、カルマンフィルタなどの内部状態を初期化する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて記憶した判定履歴を消去する。
その後、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
In the reinitialization step S550, the wave number
Thereafter, the
異常対処工程S560において、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、カルマンフィルタなどの内部状態を変更するなどの対処をする。
その後、測位装置800は、CPU911を用いて、観測量取得工程S510に戻る。
In the abnormality handling step S560, the wave number
Thereafter, the
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)は、複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての電波の波数を推定する波数推定装置であって、観測量取得部810と、実数波数推定部(波数位置推定部110)と、整数波数推定部(波数位置推定部110)と、推定状態判定部130とを有する。
上記観測量取得部810は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、上記観測量取得部810が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数(推定実数波数)を出力する。
上記整数波数推定部(波数位置推定部110)は、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数(推定実数波数)に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数(推定整数波数)を出力する。
上記推定状態判定部130は、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数(推定実数波数)が正しいか否かを判定する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部130が判定した結果に基づいて、実数波数を推定する。
The estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment is a wave number estimation device that estimates the wave number of radio waves for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount observed for each of the plurality of positioning satellites. The observation
The observation
The real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) estimates a real wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount acquired by the observation
The integer wave number estimating unit (wave number position estimating unit 110) is an integer for each of the plurality of positioning satellites based on the real number wave number (estimated real wave number) output from the real number wave number estimating unit (wave number position estimating unit 110). The wave number is estimated, and an integer wave number (estimated integer wave number) is output for the positioning satellite that has successfully estimated the integer wave number among the plurality of positioning satellites.
The estimation
The real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) further estimates the real wave number based on the result determined by the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、推定状態判定部130が、観測量衛星数や実数波数衛星数や整数波数衛星数に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しいか否かを判定するので、少ない計算量で、容易に判定をすることができ、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。また、実数波数推定部(波数位置推定部110)が、次回の推定において、推定状態判定部130の判定結果を考慮して、推定実数波数を推定するので、誤った推定を早期に修正することができ、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)は、更に、整数波数棄却部140を有する。
上記推定状態判定部130は、更に、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数(推定整数波数)が正しいか否かを判定する。
上記整数波数棄却部140は、上記推定状態判定部130が、上記整数波数(推定整数波数)が正しくないと判定した場合に、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数(推定整数波数)を棄却する。
The estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment further includes an integer wave
The estimated
The integer wave
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、推定状態判定部130が、観測量衛星数や実数波数衛星数や整数波数衛星数に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しいか否かを判定するので、少ない計算量で、容易に判定をすることができ、推定部100が推定した推定整数波数の信頼性を高めることができる。また、推定状態判定部130が誤っていると判定した推定整数波数を、整数波数棄却部140が棄却するので、その後の演算(例えば位置演算部830による位置の算出)に、誤っていると判定された推定整数波数が用いられることがなく、その後の演算の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation
この実施の形態における測位装置800は、電波受信部(観測量取得部810)と、観測量算出部(観測量取得部810)と、波数推定装置(推定部100)と、位置演算部830とを有する。
上記電波受信部(観測量取得部810)は、複数の測位衛星のそれぞれが送信した電波を受信する。
上記観測量算出部(観測量取得部810)は、上記電波受信部(観測量取得部810)が受信した電波に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、観測量を算出する。
上記波数推定装置(推定部100)は、上記観測量算出部(観測量取得部810)が算出した観測量に基づいて、上記実数波数と、上記整数波数とを推定する。
上記位置演算部830は、上記観測量算出部(観測量取得部810)が算出した観測量と、上記波数推定装置(推定部100)が推定した実数波数及び整数波数とに基づいて、位置を算出する。
The
The radio wave reception unit (observation amount acquisition unit 810) receives radio waves transmitted from each of a plurality of positioning satellites.
The observation amount calculation unit (observation amount acquisition unit 810) calculates an observation amount for each of the plurality of positioning satellites based on the radio wave received by the radio wave reception unit (observation amount acquisition unit 810).
The wave number estimating device (estimating unit 100) estimates the real number wave number and the integer wave number based on the observed amount calculated by the observed amount calculating unit (observed amount acquiring unit 810).
The
この実施の形態における測位装置800によれば、波数推定装置(推定部100)が推定した信頼性の高い推定実数波数や推定整数波数に基づいて、位置演算部830が位置を算出するので、算出した位置の信頼性を高めることができる。
According to
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)が、複数の測位衛星のそれぞれについて観測した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについての波数を推定する波数推定方法は、以下の工程を有する。
上記観測量取得部810が、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得する(観測量取得工程S510)。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が、上記観測量取得部810が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数(推定実数波数)を出力する(波数位置推定工程S531)。
上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数(推定実数波数)に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数(推定整数波数)を出力する(波数位置推定工程S531)。
上記推定状態判定部130が、上記観測量取得部810が取得した観測量の数(観測量衛星数)と、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が出力した整数波数の数(整数波数衛星数)とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数(推定実数波数)が正しいか否かを判定する。
上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部130が判定した結果に基づいて、実数波数を推定する。
The wave number estimation method in which the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment estimates the wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount observed for each of the plurality of positioning satellites is as follows. Process.
The observation
The real wave number estimating unit (wave number position estimating unit 110) estimates the real wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount acquired by the observation
Based on the real wave number (estimated real wave number) output from the real wave number estimating unit (wave number position estimating unit 110), the integer wave number estimating unit (wave number position estimating unit 110) calculates an integer for each of the plurality of positioning satellites. The wave number is estimated, and an integer wave number (estimated integer wave number) for the positioning satellite that has successfully estimated the integer wave number among the plurality of positioning satellites is output (wave number position estimating step S531).
The estimated
The real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) estimates the real wave number based on the result of the estimation
この実施の形態における波数推定方法によれば、推定状態判定部130が、観測量衛星数や実数波数衛星数や整数波数衛星数に基づいて、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しいか否かを判定するので、少ない計算量で、容易に判定をすることができ、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。また、実数波数推定部(波数位置推定部110)が、次回の推定において、推定状態判定部130の判定結果を考慮して、推定実数波数を推定するので、誤った推定を早期に修正することができ、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the wave number estimation method in this embodiment, the estimated real number wave number estimated by the wave number
以上説明した測位装置800は、各時刻において観測量衛星数(可視衛星数)、(推定)実数波数衛星数、(推定)整数波数衛星数を算出し、これらの値を用いた数種類の判定を行う。
The
測位装置800は、観測量取得部810が収集した受信機の観測量を、前処理部820が、後続するブロックでの処理を容易化するための前処理を適用し、前処理後観測量を生成する。推定部100と位置演算部830とは、前処理後観測量を用いて受信機の位置を演算して出力する。
推定部100は、各時刻に対応する前処理後観測量を用いて、同時刻の位置や実数波数や整数波数などを推定する。位置演算部830は、これらの情報を用いて同時刻の精密位置を演算する。位置演算部830は、精密位置を演算する際に推定部100の出力の品質を検定し、異常が検出された場合は、推定部100を初期化するための再初期化制御信号を出力する。
The
The
推定部100において、波数位置推定部110は、推定部100の出力推定を行う。状態判定出力部120は、波数位置推定部110の出力や、前処理後観測量や、位置演算部830の再初期化制御出力を用いて、推定状態判定部130が、波数位置推定部110の状態判定出力を生成し、整数波数棄却部140(整数波数初期化部)が、推定整数波数の出力制御を行う。整数波数棄却部140(整数波数初期化部)は、波数位置推定部110が出力する推定整数波数の中から、推定状態判定部130が出力する整数波数判定出力が誤っていると判定する衛星の推定整数波数を棄却して出力する。
In the
推定状態判定部130において、条件判定部131は、前処理後観測量や波数位置推定部110の出力である推定実数波数および推定整数波数を入力として、詳細判定生成部133の入力となる、幾つかの条件判定出力を生成する。判定蓄積部132は、条件判定部131の過去の出力履歴を蓄積して出力する。また、再初期化制御信号が入力された場合、判定蓄積部132は、蓄積していた条件判定部131の過去の出力履歴を消去する。
詳細判定生成部133は、判定蓄積部132の出力である、条件判定部131の出力履歴を用いて、各時刻における波数位置推定部110の状態の詳細を複数の方法で判定する。そして各々の判定結果である、推定状態判定出力および整数波数判定出力を生成する。また、同時刻以降の判定に、条件判定部131の過去の出力履歴が不要と判断した場合は、履歴消去制御信号を出力する。判定蓄積部132は、詳細判定生成部133が出力する履歴消去制御信号に応じて、条件判定部131の出力履歴を消去する。
In the estimated
The detail
波数位置推定部110は、詳細判定生成部133の出力である推定状態判定出力および整数波数判定出力を用いて自身の推定状態を判定し、適切な処理を行う。具体的な処理内容としては、例えば、各推定状態の初期化がある。幾つかの異なる初期化方法が可能な推定状態に対しては、前記の詳細判定生成部133の出力に応じて推定状態の信頼性を判定し、適切な初期化方法を選択する。
これにより、推定部100の出力の信頼性を上げる事が可能となり、位置演算部830が生成する位置出力の信頼性が向上する。
The wave number
Thereby, the reliability of the output of the
実施の形態2.
実施の形態2について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
The second embodiment will be described.
The hardware resources and overall configuration of the
この実施の形態では、推定状態判定部130が判定する判定基準と、それに対応する波数位置推定部110の対処方式について、具体例を挙げて説明する。
In this embodiment, the determination criterion determined by the estimation
推定状態判定部130が判定する複数の判定基準のうちの一つとして、ここでは、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値(例えば5)より大きい状態が、所定の回数(例えば50回)または所定の時間(例えば20秒)以上続いたか否かという判定基準を用いる。
As one of a plurality of determination criteria determined by the estimated
条件判定部131は、CPU911を用いて、前処理部820が出力した前処理後観測量と、波数位置推定部110が出力した推定実数波数と推定整数波数とを入力する。
条件判定部131は、CPU911を用いて、入力した前処理後観測量の数を数えて、観測量衛星数を算出し、入力した推定実数波数の数を数えて、実数波数衛星数を算出し、入力した推定整数波数の数を数えて、整数波数衛星数を算出する。
Using the
Using the
条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と、算出した整数波数衛星数との差を算出する。条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が、所定の閾値(例えば5)より大きいか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。判定蓄積部132は、CPU911を用いて、条件判定部131は出力した判定結果を入力する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて、入力した判定結果を記憶する。
The
なお、判定蓄積部132は、入力した判定結果を履歴としてそのまま記憶するのではなく、CPU911を用いて、最新の判定結果と同じ判定結果が連続して何回あったかを算出し、RAM914を用いて、最新の判定結果と、算出した連続回数とを記憶する構成としてもよい。
The
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積部132が記憶した判定結果の履歴を入力する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、入力した判定履歴に基づいて、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、何回連続しているかを判定する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
The detailed
The detailed
判定した連続回数が、所定の閾値より大きいと判定した場合、詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しくないと判定する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した結果を、複数の推定状態判定結果の一つとして出力する。
If it is determined that the determined number of consecutive times is greater than the predetermined threshold, the detailed
観測量衛星数が4以上であれば、測位装置800の位置を大まかに推定することができる。推定した大まかな位置に基づいて、推定整数波数を推定し、整数波数衛星数が4以上になれば、測位装置800の位置を精密に推定することができる。推定した精密な位置に基づいて、推定した推定整数波数を検証すれば、推定結果の矛盾を判定することができるので、波数位置推定部110は、間違っていると判定した推定整数波数を棄却する。その場合、実数波数衛星数よりも整数波数衛星数が少なくなる。
If the number of observation satellites is 4 or more, the position of the
そのような状態がたまに発生する場合は、マルチパスなどの誤差要因による一時的なものと考えられるから、波数位置推定部110が推定した位置や、正しいと判定した推定整数波数は、正しいと考えてよい。しかし、そのような状態が連続して発生する場合は、一時的な誤差要因の影響とは考えにくい。むしろ、正しいと判定された推定整数波数が間違っているため、推定した位置も間違っていると考えるべきであり、すべての推定整数波数を矛盾なく推定できる真の位置が他にあると考えられる。
If such a situation occurs occasionally, it is considered to be temporary due to an error factor such as multipath. Therefore, the position estimated by the wave number
カルマンフィルタなどを使用した推定では、過去の推定値と、新しい観測量とに基づいて、新しい推定値を算出する。推定値には推定誤差が、観測量には観測誤差がそれぞれ含まれるので、それぞれに適切な重み付けをすることで、最適な推定結果を得る。カルマンフィルタでは、その重み付けをカルマンゲインと呼ぶ。また、カルマンフィルタでは、過去の推定値の推定誤差の誤差共分散行列を推定し、推定した誤差共分散行列に基づいて、カルマンゲインを算出する。誤差共分散行列の値が大きい場合、過去の推定値の推定誤差が大きいと考えられるので、カルマンフィルタは、新しい観測量に重きを置いた推定をする。逆に、誤差共分散行列の値が小さい場合、過去の推定値の推定誤差が小さいと考えられるので、カルマンフィルタは、過去の推定値に重きを置いた推定をする。 In the estimation using a Kalman filter or the like, a new estimated value is calculated based on a past estimated value and a new observation amount. Since the estimation value includes an estimation error and the observation amount includes an observation error, an optimum estimation result is obtained by appropriately weighting each. In the Kalman filter, the weighting is called Kalman gain. In the Kalman filter, an error covariance matrix of estimation errors of past estimated values is estimated, and a Kalman gain is calculated based on the estimated error covariance matrix. When the value of the error covariance matrix is large, it is considered that the estimation error of the past estimated value is large. Therefore, the Kalman filter makes an estimation with emphasis on the new observation amount. On the other hand, when the value of the error covariance matrix is small, it is considered that the estimation error of the past estimated value is small. Therefore, the Kalman filter performs estimation with emphasis on the past estimated value.
このように、過去の推定値を記憶しておいて次の推定に利用する推定方式は、観測量に含まれる観測誤差が平均されて打ち消しあい、推定値が徐々に正しい値に近づく利点がある反面、過去の推定値が間違っているのに正しいと思い込んでしまうと、なかなかそこから抜け出せない場合がある。 In this way, the estimation method that stores the past estimated values and uses them for the next estimation has the advantage that the observation errors included in the observation amount are averaged and cancel each other, and the estimated values gradually approach the correct values. On the other hand, if you think that the past estimate is wrong but you think it is correct, it may be difficult to get out of it.
波数位置推定部110における推定方式が、上記のような推定方式であり、その出力が、上記の判定基準に合致する場合、推定位置や推定実数波数や推定整数波数など、波数位置推定部110が次の推定のために保持している推定値やその他の内部的な値(例えば誤差共分散行列の値)が、間違った値で安定している可能性がある。
その場合、波数位置推定部110が保持している推定値やその他の内部的な値を初期化して、最初から推定をやり直すことにより、正しい推定値に収束させることができる可能性がある。
When the estimation method in the wave number
In that case, there is a possibility that the estimated value held by the wave number
波数位置推定部110は、CPU911を用いて、詳細判定生成部133が出力した複数の推定状態判定結果を入力する。
推定状態判定部130が、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、入力した推定状態判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、初期化処理を行う。
Using the
When the estimation
例えば、波数位置推定部110が、RAM914を用いて、推定した推定実数波数を記憶し、次回の推定に利用する構成である場合、初期化処理において、波数位置推定部110は、RAM914を用いて記憶した推定実数波数(以下「前回推定実数波数」と呼ぶ。)の値を消去する。
波数位置推定部110が、RAM914を用いて、推定実数波数以外の推定値や内部的な値を記憶し、次回の推定に利用する構成である場合は、初期化処理において、波数位置推定部110は、同様に、RAM914を用いて記憶した他の推定値や内部的な値を消去する。
これにより、波数位置推定部110は、次回からの推定において、過去の推定値に捉われることなく推定をすることができるので、正しい値を推定できる可能性が高まり、推定値の信頼性を高めることができる。
For example, when the wave number
When the wave number
As a result, the wave number
この実施の形態で説明した判定基準は、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定しているか否かを判定するための判定基準の一例であり、他の判定基準を用いて、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定しているか否かを判定してもよい。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
The determination criterion described in this embodiment is an example of a determination criterion for determining whether or not the wave number
The determination criterion described in this embodiment is preferable because it requires a small amount of calculation and can be easily determined.
この実施の形態で説明した対処方式は、波数位置推定部110を間違った安定状態から脱却させ、正しい安定状態へ向かわせる対処方式の一例であり、他の対処方式を用いて、波数位置推定部110を間違った安定状態から脱却させてもよい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、波数位置推定部110を間違った安定状態から脱却させることができるので、好ましい。
The coping method described in this embodiment is an example of a coping method that causes the wave number
The coping method described in this embodiment is preferable because the wave number
なお、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定していると判定した場合、整数波数棄却部140が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する構成としてもよい。
In addition, when the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、推定した実数波数を前回推定実数波数として記憶し、記憶した前回推定実数波数と、上記観測量取得部810が新たに取得した観測量とに基づいて、実数波数を推定し、上記推定状態判定部130が、上記複数の判定基準のうち第一の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、記憶した前回推定実数波数を初期化する。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) stores the estimated real wave number as the previous estimated real wave number, the stored previous estimated real wave number, Based on the observation amount newly acquired by the observation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、波数位置推定部110が過去に推定した推定実数波数を利用して新たな実数波数を推定することにより、間違った推定状態で安定した場合に、記憶した前回推定実数波数を初期化することで、間違った推定状態から脱却することができる。これにより、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, a new real wave number is estimated using the estimated real wave number estimated by the wave number
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記推定状態判定部130は、上記第一の判定基準として、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数の数と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数の数との差が、所定の閾値より大きい場合に、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数が正しくないと判定する。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定したことを、少ない計算量で容易に判定することができるので、波数位置推定部110を間違った推定状態から脱却させることができる。これにより、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, it can be easily determined with a small amount of calculation that the wave number
以上説明した測位装置800は、上記数種類の判定が所定回数以上連続して発生した場合に整数波数および位置の推定値の妥当性を判定する。
測位装置800は、整数波数や位置を推定する推定部(波数位置推定部110)の初期化方法(対処方式)を数種類備えており、推定部を初期化する際にこれらを組合せて適用する。
測位装置800は、上記妥当性判定の結果に応じて適切な初期化方法(対処方式)の組合せを適用する。
The
The
The
以上説明した測位装置800において、条件判定部131は、各エポックで、以下の3種類の衛星数を比較する事で出力を生成する。(A)前処理後観測量に含まれる衛星数を指す観測量衛星数(可視衛星数)。(B)推定実数波数に含まれる衛星数を指す推定実数波数衛星数。(C)推定整数波数に含まれる衛星数を指す推定整数波数衛星数。
ここで、推定整数波数衛星数に含まれる衛星は、推定実数波数衛星数にも含まれていると定義する。つまり、推定整数波数を備える衛星は、推定実数波数も備える。
In the
Here, it is defined that the satellites included in the estimated integer wave number satellite number are also included in the estimated real wave number satellite number. That is, a satellite with an estimated integer wave number also has an estimated real wave number.
条件判定部131は、精密な位置計算を可能とするために十分な数(例えば5個以上)の(推定実数波数衛星数−推定整数波数衛星数)が推定整数波数が決定できずに維持されているか否かを判定する。条件判定部131が、十分な数の(推定実数波数衛星数−推定整数波数衛星数)が維持されていると判定した場合、詳細判定生成部133は、その状態が、所定回数または所定時間以上連続して発生したか否かを判定する。詳細判定生成部133は、その状態が所定回数または所定時間以上連続して発生したと判定した場合、整数波数推定の基準となる基線ベクトルの精度が低いと判定し、推定した整数波数および基線ベクトルが誤っていると判定する。
The
波数位置推定部110は、推定状態判定部130が、現状の解が全く信用できないと判定した場合、カルマンフィルタの平均推定値と共分散推定値を全て初期化して推定を再開する。
When the estimation
これにより、幾つかの計測距離の誤差推定がうまくいかない場合に、不適切な推定位置に収束してしまい、適切な推定位置への収束が阻害されるのを回避することができる。 Thereby, when error estimation of some measurement distances is not successful, it is possible to avoid convergence to an inappropriate estimated position and hindering convergence to an appropriate estimated position.
実施の形態3.
実施の形態3について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
A third embodiment will be described.
The hardware resources and overall configuration of the
この実施の形態では、推定状態判定部130が判定する判定基準と、それに対応する波数位置推定部110の対処方式について、別の具体例を挙げて説明する。
In this embodiment, the determination criterion determined by the estimation
推定状態判定部130が判定する複数の判定基準の一つとして、ここでは、整数波数衛星数が、所定の閾値(例えば3)より小さい状態が、所定の回数(例えば50回)あるいは所定の時間(例えば20秒)以上続いたか否かという判定基準を用いる。
As one of a plurality of determination criteria determined by the estimated
条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した整数波数衛星数が、所定の閾値より小さいか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。判定蓄積部132は、CPU911を用いて、条件判定部131が出力した判定結果を入力する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて、入力した判定結果を記憶する。
The
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積部132が記憶した判定結果の履歴を入力する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、入力した判定履歴に基づいて、整数波数衛星数が所定の閾値より小さい状態が、何回連続しているかを判定する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
The detailed
The detailed
判定した連続回数が、所定の閾値より大きいと判定した場合、詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、波数位置推定部110が推定した推定実数波数が正しくないと判定する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した結果を、複数の推定状態判定結果の一つとして出力する。
If it is determined that the determined number of consecutive times is greater than the predetermined threshold, the detailed
整数波数衛星数が3以下である場合、測位装置800の位置を精密に推定することができないので、波数位置推定部110が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性は、それほど高くない。波数位置推定部110における推定方式が、過去の推定値を記憶しておいて次の推定に利用する推定方式である場合、波数位置推定部110は、新しい推定値が、過去の推定値に矛盾しないことをもって、推定実数波数や推定整数波数が正しいと判定している可能性がある。
When the number of integer wave number satellites is 3 or less, the position of the
測位装置800の位置を精密に推定せずに、推定実数波数や推定整数波数を推定することが、短い時間の間だけであれば、推定した推定実数波数や推定整数波数をある程度信頼してもよいが、長い時間連続してその状態が続く場合、徐々に信頼性が下がっていく。その結果、推定値が、いつのまにか間違った値になり、そのまま安定してしまう可能性がある。
その場合、波数位置推定部110が、過去の推定値の推定誤差が大きいとして、過去の推定値よりも新しい観測量に重きを置いた推定をすることで、間違った推定値のまま安定するのを防ぐことができる。
If the estimated real wave number and the estimated integer wave number are estimated only for a short time without accurately estimating the position of the
In this case, assuming that the estimation error of the past estimated value is large, the wave number
波数位置推定部110は、CPU911を用いて、詳細判定生成部133が出力した複数の推定状態判定結果を入力する。
推定状態判定部130が、整数波数衛星数が所定の閾値より小さい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、入力した推定状態判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、推定における過去の推定値の重みを少なくする。
Using the
When the estimation
例えば、波数位置推定部110が、RAM914を用いて、前回推定実数波数を記憶し、次回の推定に利用する構成である場合、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、次回の推定における前回推定実数波数の重みを少なくする。
例えば、波数位置推定部110が、カルマンフィルタを用いて、推定実数波数を推定する場合であれば、波数位置推定部110は、RAM914を用いて記憶した誤差共分散行列の値を大きくする。例えば、波数位置推定部110は、CPU911を用いて、記憶した誤差共分散行列の値を100倍し、RAM914を用いて、新たな誤差共分散行列の値として記憶する。
For example, when the wave number
For example, if the wave number
この実施の形態で説明した判定基準は、推定値の信頼性が徐々に下がり、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定する可能性があるか否かを判定するための判定基準の一例であり、他の判定基準を用いて、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定する可能性があるか否かを判定してもよい。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
The determination criterion described in this embodiment is an example of a determination criterion for determining whether or not the reliability of the estimated value gradually decreases and the wave number
The determination criterion described in this embodiment is preferable because it requires a small amount of calculation and can be easily determined.
この実施の形態で説明した対処方式は、波数位置推定部110が間違った推定状態のまま安定するのを防ぐ対処方式の一例であり、他の対象方式により、波数位置推定部110が間違った推定状態のまま安定するのを防ぐ構成としてもよい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、波数位置推定部110が間違った推定状態のまま安定するのを防ぐことができるので、好ましい。
The coping method described in this embodiment is an example of a coping method that prevents the wave number
The coping method described in this embodiment is preferable because it can prevent the wave number
なお、推定状態判定部130が、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定する可能性があると判定した場合、整数波数棄却部140が、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する構成としてもよい。
In addition, when the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、推定した実数波数を前回推定実数波数として記憶し、記憶した前回推定実数波数と、上記観測量取得部810が新たに取得した観測量とに基づいて、実数波数を推定し、上記推定状態判定部130が、上記複数の判定基準のうち第二の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、上記実数波数の推定における上記前回推定実数波数の重みを少なくする。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) stores the estimated real wave number as the previous estimated real wave number, the stored previous estimated real wave number, Based on the observation amount newly acquired by the observation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、波数位置推定部110が過去に推定した信頼性の低い前回推定実数波数を利用して新たな実数波数を推定することにより、間違った推定状態で安定する可能性がある場合に、次回の推定における前回推定実数波数の重みを少なくすることにより、間違った推定状態で安定するのを防ぐことができる。これにより、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the wave number
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)は、カルマンフィルタを用いて、上記実数波数を推定し、上記カルマンフィルタで用いられる誤差共分散行列の値を記憶し、上記推定状態判定部130が、上記複数の判定基準のうち第二の判定基準により、上記実数波数が正しくないと判定した場合に、記憶した誤差共分散行列の値を大きくする。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the real wave number estimation unit (wave number position estimation unit 110) estimates the real wave number using a Kalman filter, and an error covariance matrix used in the Kalman filter. When the estimated
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、カルマンフィルタで用いられる誤差共分散行列の値を大きくすることにより、過去の推定値よりも新しい観測量に重きを置く推定をすることができるので、間違った推定状態で安定するのを防ぐことができる。これにより、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation is performed with an emphasis on the observation amount newer than the past estimation value by increasing the value of the error covariance matrix used in the Kalman filter. Can be prevented from stabilizing in the wrong estimation state. Thereby, the reliability of the estimated real wave number and the estimated integer wave number estimated by the
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記推定状態判定部130は、上記第二の判定基準として、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数の数(整数波数衛星数)が、所定の閾値より小さい場合に、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数が正しくないと判定する。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定する可能性があることを、少ない計算量で容易に判定することができるので、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定するのを防ぐことができる。これにより、推定部100が推定した推定実数波数や推定整数波数の信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, it can be easily determined with a small amount of calculation that the wave number
以上説明した測位装置800において、条件判定部131は、精密な位置計算を可能とするために必ずしも十分ではない数(例えば3個または2個以下)の推定整数波数衛星数が維持されているか否かを判定する。条件判定部131が、十分でない数の推定整数波数衛星数が維持されていると判定した場合、詳細判定生成部133は、精密な位置計算が可能となる最低数を推定整数波数衛星数が下回っている状態が、所定回数または所定時間以上連続して発生したか否かを判定する。詳細判定生成部133は、精密な位置計算が可能となる最低数を推定整数波数衛星数が下回っている状態が、所定回数または所定時間以上連続して発生したと判定した場合に、整数波数推定の基準となる基線ベクトルの精度が低いと判定し、推定した整数波数が誤っていると判定する。
In the
波数位置推定部110は、推定状態判定部130が、推定整数波数の信頼性が低く、基線ベクトルの信頼性が低いと判定した場合、カルマンフィルタの共分散推定値(誤差共分散行列の値)を増加する。例えば、値を100倍に再設定する。
When the estimation
これにより、幾つかの計測距離の誤差推定がうまくいかない場合に、不適切な推定位置に収束してしまい、適切な推定位置への収束が阻害されるのを回避することができる。 Thereby, when error estimation of some measurement distances is not successful, it is possible to avoid convergence to an inappropriate estimated position and hindering convergence to an appropriate estimated position.
実施の形態4.
実施の形態4について、説明する。
この実施の形態における測位装置800のハードウェア資源及び全体構成、推定部100の内部構成、推定状態判定部130の詳細構成は、実施の形態1で説明したものと同様なので、ここでは説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
A fourth embodiment will be described.
The hardware resources and overall configuration of the
この実施の形態では、推定状態判定部130が判定する判定基準と、それに対応する波数位置推定部110の対処方式について、更に別の具体例を挙げて説明する。
In this embodiment, the determination criterion determined by the estimation
推定状態判定部130が判定する複数の判定基準のうちの一つとして、ここでは、推定整数波数衛星数が所定の閾値(例えば4)より大きく、かつ、推定実数波数衛星数と推定整数波数衛星数との差が所定の閾値(例えば1)より大きい状態が、所定の回数(例えば50回)または所定の時間(例えば20秒)以上続いたか否かという判定基準を用いる。
As one of a plurality of determination criteria determined by the estimated
条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した整数波数衛星数が、所定の閾値(例えば4)より大きいか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。判定蓄積部132は、CPU911を用いて、条件判定部131が出力した判定結果を入力する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて、入力した判定結果を記憶する。
条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と、算出した整数波数衛星数との差を算出する。条件判定部131は、CPU911を用いて、算出した実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が、所定の閾値(例えば1)より大きいか否かを判定する。条件判定部131は、CPU911を用いて、判定した結果を出力する。判定蓄積部132は、CPU911を用いて、条件判定部131は出力した判定結果を入力する。判定蓄積部132は、RAM914を用いて、入力した判定結果を記憶する。
The
The
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定蓄積部132が記憶した判定結果の履歴を入力する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、入力した判定履歴に基づいて、整数波数衛星数が所定の閾値より大きく、かつ、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、何回連続しているかを判定する。
詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した連続回数が、所定の閾値(例えば50)より大きいか否かを判定する。
The detailed
The detailed
整数波数衛星数が4以上あれば、測位装置800の位置を精密に推定でき、推定整数波数を検証できる。多くの推定整数波数が検証に成功している場合、推定した推定位置や推定整数波数は、概ね正しいと考えてよいが、検証に失敗した推定整数波数がある場合、なにかが間違っている可能性がある。そのような状態が長く続けば続くほど場合、推定した推定整数波数が間違っている可能性は高くなる。
If the number of integer wave number satellites is 4 or more, the position of the
判定した連続回数が、所定の閾値より大きいと判定した場合、詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が正しくないと判定する。詳細判定生成部133は、CPU911を用いて、判定した結果を、整数波数判定結果として出力する。
If it is determined that the determined number of consecutive times is greater than the predetermined threshold, the detailed
整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、詳細判定生成部133が出力した整数波数判定結果を入力する。
推定状態判定部130が、整数波数衛星数が所定の閾値より大きく、かつ、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、所定の回数または所定の時間以上続いたと判定した場合、整数波数棄却部140は、CPU911を用いて、入力した整数波数判定結果に基づいて、その判定結果を取得し、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
これにより、推定部100は、間違っている可能性が高い推定整数波数を出力しないので、後段(位置演算部830)の処理に悪影響が出るのを防ぐことができる。
Using the
The estimated
Thereby, since the
この実施の形態で説明した判定基準は、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が間違っている可能性が高いか否かを判定するための判定基準の一例であり、他の判定基準を用いて、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が間違っている可能性が高いか否かを判定してもよい。
この実施の形態で説明した判定基準は、判定に必要な計算量が少なく、容易に判定をすることができるので、好ましい。
The criterion described in this embodiment is an example of a criterion for determining whether or not the estimated integer wave number estimated by the wave number
The determination criterion described in this embodiment is preferable because it requires a small amount of calculation and can be easily determined.
この実施の形態で説明した対処方式は、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が間違っている可能性が高い場合に、その影響が後段に伝播するのを防ぐ対処方式の一例であり、他の対処方式を用いて、間違った推定整数波数の影響が伝播するのを防ぐ構成としてもよい。
この実施の形態で説明した対処方式は、簡単なやり方で、間違った推定整数波数の影響が伝播するのを防ぐことができるので、好ましい。
The coping method described in this embodiment is an example of a coping method that prevents the influence from propagating to the subsequent stage when there is a high possibility that the estimated integer wave number estimated by the wave number
The coping method described in this embodiment is preferable because it can prevent the influence of a wrong estimated integer wave number from propagating in a simple manner.
なお、推定状態判定部130が、整数波数衛星数が所定の閾値より大きく、かつ、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が続いたと判定した場合、推定整数波数を棄却するだけではなく、波数位置推定部110が、何らかの対処方式による対処をする構成としてもよい。
When the estimated
また、整数波数衛星数が所定の閾値より大きく、かつ、実数波数衛星数と整数波数衛星数との差が所定の閾値より大きい状態が、更に長く続くようであれば、波数位置推定部110が間違った推定状態で安定している可能性が高まってくる。
したがって、そのことを判定する判定基準を、推定状態判定部130が判定して、推定状態判定結果を出力し、波数位置推定部110が、実施の形態2や実施の形態3で説明した対処方式やその他の対処方式による対処をする構成としてもよい。
If the state where the number of integer wavenumber satellites is greater than a predetermined threshold and the difference between the number of real wavenumber satellites and the number of integer wavenumber satellites is greater than the predetermined threshold continues for a longer time, the wavenumber
Therefore, the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)において、上記推定状態判定部130は、所定の回数または所定の時間以上連続して、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数の数(整数波数衛星数)が所定の閾値より大きく、かつ、上記実数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した実数波数の数(実数波数衛星数)と、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数の数(整数波数衛星数)との差が、所定の閾値より大きい場合に、上記整数波数推定部(波数位置推定部110)が推定した整数波数が正しくないと判定する。
In the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, the estimation
この実施の形態における推定部100(波数推定装置)によれば、波数位置推定部110が推定した推定整数波数が間違っている可能性が高いことを、少ない計算量で容易に判定することができるので、間違った推定整数波数の影響が伝播するのを防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
According to the estimation unit 100 (wave number estimation device) in this embodiment, it is possible to easily determine with a small amount of calculation that there is a high possibility that the estimated integer wave number estimated by the wave number
以上説明した測位装置800において、条件判定部131は、精密な位置計算を可能とするために十分な数(例えば4個以上)の推定整数波数衛星数が維持されているか否かを判定する。十分な数の推定整数波数栄整数が維持されていると判定した場合、条件判定部131は、(推定実数波数衛星数−推定整数波数衛星数)が1以上であるか否かを判定する。(推定実数波数衛星数−推定整数波数衛星数)が1以上であると判定した場合、詳細判定生成部133は、その状態が、所定回数(または所定時間)連続して発生したか否かを判定する。詳細判定生成部133は、その状態が所定回数(または所定時間)連続して発生したと判定した場合に、整数波数推定の基準となる基線ベクトル(測位装置800の位置)の精度が低いために、他の衛星の整数波数が推定できない状態にあると判定し、推定した整数波数が誤っていると判定する。
In the
推定状態判定部130が、推定整数波数の信頼性が低く、基線ベクトルの信頼性が高いと判定した場合、整数波数棄却部140は、波数位置推定部110が推定した推定整数波数を棄却する。
When the estimated
以上のように、波数位置推定部110の推定が間違っていると言っても様々なレベルがあり、それを複数の判定基準によって判定し、対処方式を変えることにより、推定の信頼性を高めることができる。
As described above, there are various levels even if the estimation of the wave number
衛星測位方式による位置計算は、個々の衛星からの電波を受信して衛星搭載送信機と受信機間の距離を計測する。そして得られた複数の計測距離と対応する衛星位置に基づいて受信機位置を計算する。各計測距離に含まれる誤差を考慮して位置計算するためには、観測誤差を推定することにより、最も確からしい受信機位置を推定する計算が必要となる。
幾つかの計測距離の誤差推定がうまくいかない場合に、不適切な推定位置に収束してしまい、適切な推定位置への収束が阻害される場合がある。これを回避するため、例えば、上述した判定基準に基づいて、不適切な収束状態を検出する。
In the position calculation by the satellite positioning method, radio waves from individual satellites are received and the distance between the satellite-mounted transmitter and the receiver is measured. Then, the receiver position is calculated based on the obtained satellite positions corresponding to the plurality of measurement distances. In order to calculate the position in consideration of the error included in each measurement distance, it is necessary to calculate the most probable receiver position by estimating the observation error.
When error estimation of some measurement distances is not successful, the error may converge to an inappropriate estimated position, and convergence to an appropriate estimated position may be hindered. In order to avoid this, for example, an inappropriate convergence state is detected based on the determination criterion described above.
上述した判定基準は、過去の試験結果から得られた経験則によるものである。特に、衛星数をパラメータとすることにより、推定状態判定部130(検出手段)の実現が容易であり、かつ確実性が高い。また、推定状態判定部130と波数位置推定部110の制御手段とが分離しているため、汎用性が高い。
The above-described determination criteria are based on empirical rules obtained from past test results. In particular, by using the number of satellites as a parameter, it is easy to realize the estimated state determination unit 130 (detection means) and the reliability is high. Moreover, since the estimation
このように測位装置800を構成することにより、整数波数および位置推定値の妥当性判定を、簡便かつ有効な方式で行うことができ、適切な再初期化をすることができる。この結果、整数波数および位置推定値の妥当性を正確に把握し、対応する適切な再初期化が可能となり、信頼性の高い整数波数及び位置推定値が得られる。
By configuring the
また、状態判定出力部120の判定基準は、波数位置推定部110の内部構成に依存しない情報だけを用いて行うことができるので、汎用性が高い。
In addition, since the determination criterion of the state
100 推定部、110 波数位置推定部、120 状態判定出力部、130 推定状態判定部、131 条件判定部、132 判定蓄積部、133 詳細判定生成部、140 整数波数棄却部、800 測位装置、810 観測量取得部、820 前処理部、830 位置演算部、901 表示装置、902 キーボード、903 マウス、904 FDD、905 CDD、906 プリンタ装置、907 スキャナ装置、910 システムユニット、911 CPU、912 バス、913 ROM、914 RAM、915 通信装置、920 磁気ディスク装置、921 OS、922 ウィンドウシステム、923 プログラム群、924 ファイル群。 100 estimation unit, 110 wave number position estimation unit, 120 state determination output unit, 130 estimation state determination unit, 131 condition determination unit, 132 determination accumulation unit, 133 detailed determination generation unit, 140 integer wave number rejection unit, 800 positioning device, 810 observation Quantity acquisition unit, 820 preprocessing unit, 830 position calculation unit, 901 display device, 902 keyboard, 903 mouse, 904 FDD, 905 CDD, 906 printer device, 907 scanner device, 910 system unit, 911 CPU, 912 bus, 913 ROM , 914 RAM, 915 communication device, 920 magnetic disk device, 921 OS, 922 window system, 923 program group, 924 file group.
Claims (9)
観測量取得部と、実数波数推定部と、整数波数推定部と、推定状態判定部とを有し、
上記観測量取得部は、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部は、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部は、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部は、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部は、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする波数推定装置。 In the wave number estimating device for estimating the wave number of the radio wave for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount observed for each of the plurality of positioning satellites,
An observation amount acquisition unit, a real wave number estimation unit, an integer wave number estimation unit, and an estimated state determination unit;
The observation amount acquisition unit repeatedly acquires observation amounts for each of the plurality of positioning satellites,
The real wave number estimation unit estimates a real wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount acquired by the observation amount acquisition unit, and estimates the real wave number of the plurality of positioning satellites. Output real wave number for successful positioning satellite,
The integer wave number estimating unit estimates an integer wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the real number wave number output from the real number wave number estimating unit, and estimates the integer wave number of the plurality of positioning satellites. Output integer wave numbers for successful positioning satellites,
The estimated state determination unit is based on the number of observations acquired by the observation amount acquisition unit, the number of real wave numbers output by the real wave number estimation unit, and the number of integer wave numbers output by the integer wave number estimation unit. Then, based on a plurality of criteria, it is determined whether the real wave number estimated by the real wave number estimation unit is correct,
In the next estimation, the real wave number estimation unit further estimates the real wave number based on the result determined by the estimation state determination unit.
上記推定状態判定部は、更に、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、上記整数波数推定部が推定した整数波数が正しいか否かを判定し、
上記整数波数棄却部は、上記推定状態判定部が、上記整数波数が正しくないと判定した場合に、上記整数波数推定部が出力した整数波数を棄却することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の波数推定装置。 The wave number estimation device further includes an integer wave number rejection unit,
The estimation state determination unit further includes the number of observations acquired by the observation amount acquisition unit, the number of real wave numbers output by the real wave number estimation unit, and the number of integer wave numbers output by the integer wave number estimation unit. On the basis of whether the integer wave number estimated by the integer wave number estimation unit is correct,
The integer wave number rejection unit rejects the integer wave number output from the integer wave number estimation unit when the estimation state determination unit determines that the integer wave number is not correct. 5. The wave number estimating apparatus according to any one of 5 above.
上記電波受信部は、複数の測位衛星のそれぞれが送信した電波を受信し、
上記観測量算出部は、上記電波受信部が受信した電波に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、観測量を算出し、
上記波数推定装置は、上記観測量算出部が算出した観測量に基づいて、上記実数波数と、上記整数波数とを推定し、
上記位置演算部は、上記観測量算出部が算出した観測量と、上記波数推定装置が推定した実数波数及び整数波数とに基づいて、位置を算出することを特徴とする測位装置。 A radio wave receiver, an observation amount calculator, the wave number estimation device according to any one of claims 1 to 7, and a position calculator.
The radio wave reception unit receives radio waves transmitted from each of a plurality of positioning satellites,
The observation amount calculation unit calculates an observation amount for each of the plurality of positioning satellites based on the radio wave received by the radio wave reception unit,
The wave number estimation device estimates the real wave number and the integer wave number based on the observation amount calculated by the observation amount calculation unit,
The position calculation unit calculates a position based on an observation amount calculated by the observation amount calculation unit and a real wave number and an integer wave number estimated by the wave number estimation device.
上記観測量取得部が、上記複数の測位衛星のそれぞれについての観測量を繰り返し取得し、
上記実数波数推定部が、上記観測量取得部が取得した観測量に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、実数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記実数波数の推定に成功した測位衛星についての実数波数を出力し、
上記整数波数推定部が、上記実数波数推定部が出力した実数波数に基づいて、上記複数の測位衛星のそれぞれについて、整数波数を推定し、上記複数の測位衛星のうち、上記整数波数の推定に成功した測位衛星についての整数波数を出力し、
上記推定状態判定部が、上記観測量取得部が取得した観測量の数と、上記実数波数推定部が出力した実数波数の数と、上記整数波数推定部が出力した整数波数の数とに基づいて、複数の判定基準に基づいて、上記実数波数推定部が推定した実数波数が正しいか否かを判定し、
上記実数波数推定部が、次回の推定において、更に、上記推定状態判定部が判定した結果に基づいて、実数波数を推定することを特徴とする波数推定方法。 A wave number estimation device having an observation amount acquisition unit, a real wave number estimation unit, an integer wave number estimation unit, and an estimation state determination unit, based on the observation amounts observed for each of the plurality of positioning satellites, the plurality of positioning satellites In the wave number estimation method for estimating the wave number for each of
The observation amount acquisition unit repeatedly acquires observation amounts for each of the plurality of positioning satellites,
The real wave number estimation unit estimates a real wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the observation amount acquired by the observation amount acquisition unit, and estimates the real wave number of the plurality of positioning satellites. Output real wave number for successful positioning satellite,
The integer wave number estimation unit estimates an integer wave number for each of the plurality of positioning satellites based on the real number wave number output from the real number wave number estimation unit, and estimates the integer wave number of the plurality of positioning satellites. Output integer wave numbers for successful positioning satellites,
The estimation state determination unit is based on the number of observations acquired by the observation amount acquisition unit, the number of real wave numbers output by the real wave number estimation unit, and the number of integer wave numbers output by the integer wave number estimation unit. Then, based on a plurality of criteria, it is determined whether the real wave number estimated by the real wave number estimation unit is correct,
A wave number estimation method, wherein the real wave number estimation unit further estimates a real wave number based on a result determined by the estimation state determination unit in a next estimation.
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