JP5528674B2 - エフェメリスを延長するための予測値更新方法 - Google Patents
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Description
(2)予測値の検証と更新が必要か否かの決定
(3)(場合によっては別の衛星の情報を用いた)クロック補正値と場合によってはクロックのドリフトの推定
(4)更新したクロック補正値と延長した予測情報の組合せ
補正形式に応じて、収集する情報は、放送エフェメリス、一つ以上の擬似距離測定値、遅延距離測定値又はそれらの組合せとすることができる。
合成による予測の合間の或る時点において、合成による予測対象の全ての衛星又は一部の衛星に関して、放送エフェメリスが使用可能となった場合、位置及びクロック予測値を検証することが可能である。一つの再検証方法は、放送エフェメリスと合成エフェメリス間におけるクロック及び位置の偏差の統計的な分析を行って、それらの偏差が所定の許容範囲を満たすか否かを確かめることである。この統計的な分析には、仮説試験、正常性試験、分布近似などの技術が含まれるが、それらに限定されるものではない。これらの分析の中の一つ以上の結果がエフェメリスを更新する必要が有ることを示した場合、この明細書の次の工程で概略を述べる手法を実行することができる。
工程3は、ここで手法A〜Cと称する幾つかの異なる手法を用いて実行することができる。
衛星Nに関する一つの放送エフェメリスデータセットを衛星Nに関する一つの合成エフェメリスデータセットと組み合わせて、衛星Nに関する一つの更新した延長データセットを生成する。ここで衛星Nとは、特定のGNSシステムの衛星配置における任意の衛星を表す。
手法Bでは、関連する(衛星1〜衛星Nまでの)擬似距離又はデルタ距離、衛星N+1の予測エフェメリス及び衛星N+1の擬似距離と共に、(衛星1〜衛星Nまでの)放送及び合成エフェメリスを混合したものを使用して、衛星N+1に関する更新した延長エフェメリスを生成する。
手法Cは、受信機の位置を衛星2に関する放送エフェメリス、衛星2に関する擬似距離/デルタ距離、衛星1に関する合成エフェメリス及び衛星1に関する擬似距離/デルタ距離と組み合わせて使用して、衛星1のクロックオフセット(クロックドリフト)に関する更新された合成エフェメリスを生成する。
ρr 1 =rr 1 +lr 1 +Tr 1 +c・(∂tr −∂t1 )+εr 1
ρr 2 =rr 2 +lr 2 +Tr 2 +c・(∂tr −∂t2 )+εr 2
1重差は、次の通り表される。
Δρr 12=(rr 1 −rr 2 )+(lr 1 −lr 2 )+(Tr 1 −Tr 2 )
+c・(∂t2 −∂t1 )+(εr 1 −εr 2 )
次のパラメータが分かれば、
a.Δρr 12 擬似距離の1重差
b.(lr 1 −lr 2 ) 電離層による差(これは消えないが、モデル化することができる)
c.(Tr 1 −Tr 2 ) 対流圏による差(これは消えないが、モデル化することができる)
d.∂t2 衛星2の放送エフェメリスによる衛星2のクロック補正値
e.rr 2 (放送エフェメリスと既知の受信機位置による)衛星2から受信機位置までの幾何学的な距離
f.rr 1 (正確であると考えられる衛星1の予測位置から既知の受信機位置までの)衛星1から受信機位置までの幾何学的な距離
次の通り、測位時における衛星1に関するクロック補正値(af0 項)を推定することができる。
∂t1 ≒1/c[−Δρr 12+(rr 1 −rr 2 )+(lr 1 −lr 2 )
+(Tr 1 −Tr 2 )+c・∂t2 ]
同じ技法は、デルタ距離1重差に適用して、ドリフト(af1 項)を推定することができる。
マップマッチングエンジンを備えたGNSS受信機を使用している場合、合成エフェメリスと測位点とを用いて計算した位置と速度は、マップに展開して、どのロードセグメント上に受信機が有るのかを明確に決定することができる。衛星間の幾何学的な距離の差分の「範囲」を計算することができるとともに、衛星1の正確な情報に対する衛星2の補正値を測定することができる。幾何学的な距離の差分の変化をクロック補正値の決定の不確定性に加える。短いロードセグメントは、クロック補正値の精度に大きな影響を与えない。同様に、衛星1の位置、衛星2の位置及び地球の中心によって定義される面に対して垂直なロードセグメントは、クロック補正値の推定に誤差を加えない。
マップマッチングエンジンに関して前述した技法は、受信機位置を提供することが可能な如何なる技法にも適用することができ、その位置の不確定性は、クロック補正値の不確定性に直に加算される。
補正情報は、幾つかの手法でクライアント(受信機)側に保存することができる。
合成エフェメリスファイルの構成を修正するために、新たに収集した情報を使用する。それは、NVRAMコードを最小化するとともに、クライアントコードが、この圧縮動作を同時に行うのに十分精巧に構成されていることを意味する。
別の手法は、(合成エフェメリスファイルの保存エリアの他に)NVRAMの一つのセクションを予約して置いて、そこに合成エフェメリスファイル内に有る幾つかのデータの「補正値」又は置換値を保存することである。合成エフェメリスファイルの圧縮解除時に、合成エフェメリス近似値の先頭に追加情報を加える。それは、既に合成エフェメリスファイル内に有る情報の先頭に加えられる補正テーブル又は追加的な近似値の形式を取ることができる。この第二の手法は、好ましいものである。
ここで、この明細書に記載した手法を採用したシステムの動作工程を例示により説明する。
なお、以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1] GNSS受信機における衛星エフェメリスデータの使用方法であって、
合成エフェメリスデータセットを取得する工程と、
この合成エフェメリスデータセットをその他のデータと組み合わせて使用して、GNSS受信機の位置を計算する工程と、
この合成エフェメリスデータセットの取得後の一定の時点において、放送エフェメリスデータから取得した情報を使用して、この合成エフェメリスデータセットを更新する工程と、
を有する方法。
[C2] 当該の合成エフェメリスデータセットを更新する工程が、クロック補正パラメータの改善値を提供する工程を有するC1に記載の方法。
[C3] 当該のクロック補正パラメータの改善値を提供する工程が、一つの衛星との擬似距離を測定する工程とその衛星との期待される距離を計算する工程とを有するC2に記載の方法。
[C4] 当該のクロック補正パラメータの改善値を提供する工程が、測定した擬似距離と期待される距離との間の偏差を当該のクロック補正パラメータに対応付ける工程を有するC2に記載の方法。
[C5] 衛星エフェメリスデータの更新方法であって、
第一の衛星との距離を測定して、第一の擬似距離を取得する工程と、
第一の擬似距離における誤差を衛星エフェメリスデータセットのクロック補正パラメータに対応付ける工程と、
このクロック補正パラメータの補正値を提供する工程と、
を有する方法。
[C6] 現在位置を取得する工程を更に有するC5に記載の方法。
[C7] 放送エフェメリスデータを取得する工程と、
衛星エフェメリスデータセットにおいて、放送エフェメリスデータのパラメータを使用する工程と、
を更に有するC5に記載の方法。
[C8] 当該のクロック補正パラメータの補正値を提供する工程が、第一の擬似距離を現在位置にもとづく期待される距離と比較して、当該の誤差を計算する工程を有するC6に記載の方法。
[C9] 当該のクロック補正パラメータの補正値を提供する工程が、
第二の衛星との距離を計算する工程と、
第二の衛星との擬似距離を測定する工程と、
これらの距離の偏差にもとづく関係を使用して、クロック誤差の推定値を取得する工程と、
を有するC6に記載の方法。
[C10] 非GNSSソースから取得した位置推定値を使用して、クロック誤差の推定値を改善する工程を更に有するC9に記載の方法。
[C11] 当該の非GNSSソースが、マップマッチングプログラムであるC10に記載の方法。
[C12] 当該の非GNSSソースが、通信ネットワークであるC10に記載の方法。
[C13] 当該のクロック補正パラメータの補正値を提供する工程が、クロック補正パラメータを使用して位置を計算する前に、クロック補正パラメータと組み合わせるべき補正係数を保存する工程を有するC5に記載の方法。
[C14] GNSS信号を受信するための受信機部分と、
GNSS信号から導出したデータを処理するためのプロセッサと、
を備え、
このプロセッサが、放送エフェメリスデータから取得した情報を用いて、合成エフェメリスデータセットを更新するように構成されているGNSS受信機。
[C15] 当該のプロセッサが、更に、クロック補正パラメータの改善値を提供するように構成されているC14に記載のGNSS受信機。
[C16] 当該のプロセッサが、更に、第一の衛星との擬似距離を測定して、第一の衛星との期待される距離を計算するように構成されているC15に記載のGNSS受信機。
[C17] 当該のプロセッサが、更に、測定した擬似距離と期待される距離との間の偏差を当該のクロック補正パラメータに対応付けるように構成されているC15に記載のGNSS受信機。
[C18] この受信機が、更に、放送エフェメリスデータを取得するように構成されており、当該のプロセッサが、更に、合成エフェメリスデータセットにおいて、放送エフェメリスデータのパラメータを使用するように構成されているC14に記載のGNSS受信機。
[C19] 当該のプロセッサが、更に、擬似距離を期待される距離と比較して、誤差を計算するように構成されているC16に記載のGNSS受信機。
[C20] 当該のプロセッサが、更に、第二の衛星との距離を計算するとともに、第二の衛星との擬似距離を測定し、これらの距離の偏差にもとづく関係を使用して、クロック誤差の推定値を取得するように構成されているC16に記載のGNSS受信機。
102 衛星1
104 衛星2
106 衛星3
108 衛星4
110 衛星5
112 期待される擬似距離
114 誤差
116 計算した擬似距離
118 地球
200 GNSシステム
202 衛星2
204 衛星1
206 衛星2との距離
208 衛星1のロードトラック
210 期待される擬似距離
212 計算した擬似距離
214 誤差
Claims (14)
- GNSS受信機における衛星エフェメリスデータの使用方法であって、
予測エフェメリスデータを含む合成エフェメリスデータセットを取得することと、
この合成エフェメリスデータセットをその他のデータと組み合わせて使用して、前記GNSS受信機の位置を計算することと、
この合成エフェメリスデータセットの取得後の一定の時点において、放送エフェメリスデータから取得した情報を使用して、この合成エフェメリスデータセットを更新することと
を含み、前記合成エフェメリスデータセットを更新することは、測定した擬似距離と期待される距離との間の偏差をクロック補正パラメータに対応付けることにより、前記クロック補正パラメータの改善値を提供することを含む、方法。 - 前記クロック補正パラメータの改善値を提供することが、一つの衛星との擬似距離を測定することと、その衛星との期待される距離を計算することと、を有する請求項1に記載の方法。
- 予測エフェメリスデータを含む合成エフェメリスデータセットの更新方法であって、
第一の衛星との距離を測定して、第一の擬似距離を取得することと、
現在位置を取得することと、
前記第一の擬似距離における誤差を前記合成エフェメリスデータセットのクロック補正パラメータに対応付けることであって、前記誤差は、前記第一の擬似距離を前記現在位置にもとづく期待される距離と比較することによって計算される、対応付けることと、
前記誤差に基づいたこのクロック補正パラメータの補正値を提供することと
を有する方法。 - 放送エフェメリスデータを取得することと、
前記合成エフェメリスデータセットにおいて、前記放送エフェメリスデータのパラメータを使用することと
を更に有する請求項3に記載の方法。 - 前記クロック補正パラメータの補正値を提供することが、
第二の衛星との距離を計算することと、
前記第二の衛星との擬似距離を測定することと、
これらの距離の偏差にもとづく関係を使用して、クロック誤差の推定値を取得することと
を有する請求項3に記載の方法。 - 非GNSSソースから取得した位置推定値を使用して、前記クロック誤差の推定値を改善することを更に有する請求項5に記載の方法。
- 前記非GNSSソースが、マップマッチングプログラムである請求項6に記載の方法。
- 前記非GNSSソースが、通信ネットワークである請求項6に記載の方法。
- 前記クロック補正パラメータの補正値を提供することが、前記クロック補正パラメータを使用して位置を計算する前に、前記クロック補正パラメータと組み合わせるべき補正係数を保存することを有する請求項3に記載の方法。
- GNSS信号を受信するための受信機部分と、
前記GNSS信号から導出したデータを処理するためのプロセッサと
を備え、
このプロセッサが、放送エフェメリスデータから取得した情報を用いて、予測エフェメリスデータを含む合成エフェメリスデータセットを更新するように構成されており、前記合成エフェメリスデータセットを更新することは、測定した擬似距離と期待される距離との間の偏差を、クロック補正パラメータに対応付けることにより、前記クロック補正パラメータの改善値を提供することを含む、GNSS受信機。 - 前記プロセッサが、更に、第一の衛星との擬似距離を測定し、前記第一の衛星との前記期待される距離を計算するように構成されている請求項10に記載のGNSS受信機。
- この受信機部分が、更に、前記放送エフェメリスデータを取得するように構成されており、前記プロセッサが、更に、前記合成エフェメリスデータセットにおいて、前記放送エフェメリスデータのパラメータを使用するように構成されている請求項10に記載のGNSS受信機。
- 前記プロセッサが、更に、前記擬似距離を、前記期待される距離と比較して、誤差を計算するように構成されている請求項11に記載のGNSS受信機。
- 前記プロセッサが、更に、第二の衛星との距離を計算し、前記第二の衛星との擬似距離を測定し、これらの距離の偏差にもとづく関係を使用して、クロック誤差の推定値を取得するように構成されている請求項11に記載のGNSS受信機。
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