JP5683461B2 - Ｇｎｓｓ受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）などのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）において衛星からの信号を受信するＧＮＳＳ受信装置に関する。

従来からＧＮＳＳ受信装置に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、ＧＮＳＳ受信装置において、同じ衛星が送信する、互いに異なる周波数の複数の無線信号に基づいて電離層遅延量を求める技術が開示されている。また特許文献２には、電離層フリー線形結合と呼ばれる手法を用いて、電離層遅延の影響が排除された疑似距離を求める技術が開示されている。

特開２００７−１８７５９２号公報 特開２００８−５１５６７号公報

さて、一般的に、ＧＮＳＳ受信装置の性能を向上することが望まれている。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、ＧＮＳＳ受信装置の性能を向上することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置は、ＧＮＳＳ衛星から送信され、互いに種類が異なる複数の情報を含む第１航法メッセージを取得する第１航法メッセージ取得部と、前記ＧＮＳＳ衛星から送信され、互いに種類が異なる複数の情報を含む第２航法メッセージを取得する第２航法メッセージ取得部と、前記第１航法メッセージおよび前記第２航法メッセージに含まれる同種類の情報を所定の条件に基づいて比較し、前記情報の種類毎に第１航法メッセージに含まれる情報または第２航法メッセージに含まれる情報を選択する航法メッセージ処理部と、前記選択された複数の情報に基づいて測位演算を行う演算部と、を備える。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の一態様では、前記航法メッセージ処理部は、前記同種類の情報のうち最初に取得された情報、最新の情報、最も精度がよい情報、あるいは最も信頼性の高い情報を出力する。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の一態様では、前記航法メッセージ処理部は、前記同種類の情報のうち最新の情報、最も精度がよい情報、および最も信頼性の高い情報に基づいて前記航法メッセージに含まれる情報を出力する。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の一態様では、前記航法メッセージ処理部は、前記同種類の情報のうちユーザが指定する情報を出力する。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の一態様では、前記異なる航法メッセージは、ＮＡＶメッセージとＣＮＡＶメッセージであり、前記航法メッセージ処理部は、前記同種類の情報のうちＣＮＡＶメッセージに含まれる情報を出力する。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の一態様では、前記同種類の情報は、エフェメリス、アルマナック、電離層パラメータ、あるいはＵＴＣパラメータである。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置は、ＧＮＳＳ衛星から送信される、互いに異なる航法メッセージが重畳された少なくとも二種類の信号を受信可能なＧＮＳＳ受信装置であって、前記信号を受信する受信部と、前記受信した信号に含まれる、前記航法メッセージ内の所定の情報を取得する航法メッセージ取得部と、前記航法メッセージ取得部が取得した前記所定の情報が含まれる航法メッセージとは異なる他の航法メッセージに含まれる、当該所定の情報と同種類の情報が前記航法メッセージ取得部で取得されない場合に、前記航法メッセージ取得部が取得した前記所定の情報を出力する航法メッセージ処理部と、前記出力された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備える。

また、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置は、ＧＮＳＳ衛星から送信される、互いに異なる航法メッセージが重畳された少なくとも二種類の信号を受信可能なＧＮＳＳ受信装置であって、前記信号を受信する受信部と、前記受信した信号に含まれる、前記航法メッセージ内の所定の情報を取得する航法メッセージ取得部と、前記受信部が一種類の信号のみを受信した場合に、前記航法メッセージ取得部が取得した前記所定の情報を出力する航法メッセージ処理部と、前記出力された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備える。

本発明によれば、航法メッセージ取得部で取得される、異なる航法メッセージ内の同種類の情報のうちのいずれかを航法メッセージ処理部が出力し、その出力された情報に基づいて演算部で演算が行われるため、当該同種類の情報のうち適切な情報に基づいて演算を行うことができる。よって、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の性能が向上する。

また、本発明によれば、航法メッセージ取得部が取得した所定の情報が含まれる航法メッセージとは異なる他の航法メッセージに含まれる、当該所定の情報と同種類の情報が航法メッセージ取得部で取得されない場合には、航法メッセージ取得部が取得した所定の情報に基づいて演算部で演算が行われるため、航法メッセージ取得部で取得された所定の情報がどの種類の航法メッセージに含まれるかを問わず、当該所定の情報に基づいて演算部で演算を行うことができる。よって、演算部での演算結果をすぐに得ることができ、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の性能が向上する。

また、本発明によれば、受信部が一種類の信号のみを受信した場合には、航法メッセージ取得部が取得した、当該一種類の信号に含まれる所定の情報に基づいて演算部で演算が行われるため、航法メッセージ取得部で取得された所定の情報がどの種類の航法メッセージに含まれるかを問わず、当該所定の情報に基づいて演算部で演算を行うことができる。よって、演算部での演算結果をすぐに得ることができ、本発明に係るＧＮＳＳ受信装置の性能が向上する。

本発明の実施の形態に係るＧＮＳＳ受信装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る航法メッセージ処理部の第１の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る航法メッセージ処理部の第１の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る航法メッセージ処理部の第２の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る航法メッセージ処理部の第２の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る疑似距離処理部の第１の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る疑似距離処理部の第２の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る疑似距離処理部の第３の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る疑似距離処理部の第４の動作例を示すフローチャートである。

＜基本構成＞
図１は本実施の形態に係るＧＮＳＳ受信装置１００の構成を示す図である。本実施の形態に係るＧＮＳＳ受信装置１００は、例えば、ＧＰＳにおいて衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信装置である。本実施の形態に係るＧＮＳＳ受信装置１００は、ＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて自装置の位置とＵＴＣ（Universal Time, Coordinated）時刻を求めて出力する。

図１に示されるように、ＧＮＳＳ受信装置１００は、ＧＰＳ衛星からの送信信号を受信する受信部１と、捕捉追尾部２と、航法メッセージ取得部３と、疑似距離処理部４と、航法メッセージ処理部５と、演算部６と、外部装置とデータ通信を行うデータ通信部７とを備えている。

受信部１は、アンテナ１０と、Ｌ１受信部１１と、Ｌ２受信部１２とを備えている。Ｌ１受信部１１は、アンテナ１０で受信されるＬ１Ｃ／Ａ信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って、Ｌ１Ｃ／Ａ信号についてのベースバンド信号（以後、「Ｌ１ベースバンド信号」と呼ぶ）を生成して出力する。また、Ｌ２受信部１２は、アンテナ１０で受信されるＬ２Ｃ信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って、Ｌ２Ｃ信号についてのベースバンド信号（以後、「Ｌ２ベースバンド信号」と呼ぶ）を生成して出力する。ＧＰＳにおいて打ち上げられている各ＧＰＳ衛星からは、Ｌ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号の両方が送信される。

Ｌ１Ｃ／Ａ信号は、Ｌ１周波数（１５７５．４２ＭＨｚ）のキャリアに対して、Ｃ／Ａコードと呼ばれるＰＮ（pseudo-noise）コードと、ＮＡＶメッセージと呼ばれる航法メッセージとが重畳されたものである。

また、Ｌ２Ｃ信号は、Ｌ２周波数（１２２７．６ＭＨｚ）のキャリアに対して、Ｌ２ＣＭコードと呼ばれるＰＮコードと、ＣＮＡＶメッセージと呼ばれる航法メッセージとが重畳されて得られる第１信号と、Ｌ２周波数のキャリアに対して、Ｌ２ＣＬコードと呼ばれるＰＮコードだけが重畳されて得られる第２信号とで構成されている。この第１信号及び第２信号はＧＰＳ衛星から交互に送信される。以後、Ｌ２ＣＭコードとＬ２ＣＬコードとを総称して「Ｌ２Ｃコード」と呼ぶことがある。また、受信部１で受信されるＬ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号を総称して「ＧＰＳ信号」と呼ぶことがある。

ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージには同種類の情報が含まれている。例えば、ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージのそれぞれには、その航法メッセージを送信するＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報を示すエフェメリス、全ＧＰＳ衛星の概略の軌道情報を示すアルマナック、電離層遅延量を求めるための電離層パラメータ、ＵＴＣ時刻を求めるためのＵＴＣパラメータなどが含まれている。電離層パラメータ及びＵＴＣパラメータは、全ＧＰＳ衛星に共通の情報である。以後、ＮＡＶメッセージに含まれるエフェメリス、アルマナック、電離層パラメータ及びＵＴＣパラメータを、それぞれ「ＮＡＶエフェメリス」、「ＮＡＶアルマナック」、「ＮＡＶ電離層パラメータ」及び「ＮＡＶ−ＵＴＣパラメータ」と呼ぶ。また、ＣＮＡＶメッセージに含まれるエフェメリス、アルマナック、電離層パラメータ及びＵＴＣパラメータを、それぞれ「ＣＮＡＶエフェメリス」、「ＣＮＡＶアルマナック」、「ＣＮＡＶ電離層パラメータ」及び「ＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータ」と呼ぶ。

捕捉追尾部２は、Ｌ１捕捉追尾部２０とＬ２捕捉追尾部２１とを備えている。Ｌ１捕捉追尾部２０は、ＧＰＳ衛星からのＬ１Ｃ／Ａ信号を捕捉し、その後、捕捉したＬ１Ｃ／Ａ信号の追尾を行う。Ｌ２捕捉追尾部２１は、ＧＰＳ衛星からのＬ２Ｃ信号を捕捉し、その後、捕捉したＬ２Ｃ信号の追尾を行う。

Ｌ１捕捉追尾部２０は、複数の処理チャネル（例えば、８チャネル）を有しており、当該複数の処理チャネルでは互いに異なったＧＰＳ衛星からのＬ１Ｃ／Ａ信号の捕捉及び追尾を並列的に行うことができる。Ｌ１捕捉追尾部２０の各処理チャネルでは、Ｌ１受信部１１からのＬ１ベースバンド信号に対して、Ｌ１捕捉追尾部２０で生成されたキャリア（以後、「Ｌ１内部キャリア」と呼ぶ）が乗算される。そして、各処理チャネルでは、Ｌ１ベースバンド信号にＬ１内部キャリアが乗算されて得られる信号と、Ｌ１捕捉追尾部２０で生成された、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＣ／Ａコード（以後、「内部Ｃ／Ａコード」と呼ぶ）とが乗算されて、それらの相関値が求められる。各処理チャネルでは、Ｌ１内部キャリア及び内部Ｃ／Ａコードの位相を制御することによって、相関値がピークとなるような当該位相がサーチされる。各処理チャネルでは、相関値がピークとなるような、Ｌ１内部キャリア及び内部Ｃ／Ａコードの位相が求められると、捕捉対象のＧＰＳ衛星からのＬ１Ｃ／Ａ信号の捕捉が完了し、その後、相関値のピークが維持されるように、Ｌ１内部キャリア及び内部Ｃ／Ａコードの位相が制御される。これにより、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の追尾が行われる。一方で、各処理チャネルでは、相関値がピークとなるような、Ｌ１内部キャリア及び内部Ｃ／Ａコードの位相が求まらず、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＬ１Ｃ／Ａ信号が捕捉できない場合には、捕捉対象のＧＰＳ衛星が変更され、内部Ｃ／Ａコードが、変更後の捕捉対象のＧＰＳ衛星に割り当てられたＣ／Ａコードに変更され、同様の処理が行われる。

また、Ｌ１捕捉追尾部２０の各処理チャネルでは、捕捉したＧＰＳ衛星についてのＬ１ベースバンド信号のキャリアの位相についての時間積算値、つまりＡＤＲ（積算デルタレンジ：Accumulated Delta Range）が求められる。さらに、各処理チャネルでは、捕捉したＧＰＳ衛星についてのＬ１ベースバンド信号のＣ／Ａコードの位相が求められ、当該位相に基づいて、当該ＧＰＳ衛星と自装置との間の疑似距離が求められる。以後、ＡＤＲと疑似距離とをまとめて「観測データ」と呼ぶ。また、Ｌ１Ｃ／Ａ信号から求められた観測データを「Ｌ１観測データ」と呼ぶ。

Ｌ２捕捉追尾部２１は、複数の処理チャネル（例えば、８チャネル）を有しており、当該複数の処理チャネルでは互いに異なったＧＰＳ衛星からのＬ２Ｃ信号の捕捉及び追尾を並列的に行うことができる。Ｌ２捕捉追尾部２１の各処理チャネルでは、Ｌ２受信部１２からのＬ２ベースバンド信号に対して、Ｌ２捕捉追尾部２１で生成されたキャリア（以後、「Ｌ２内部キャリア」と呼ぶ）が乗算される。そして、各処理チャネルでは、Ｌ２ベースバンド信号にＬ２内部キャリアが乗算されて得られる信号と、Ｌ２捕捉追尾部２１で生成された、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＬ２Ｃコード（以後、「内部Ｌ２Ｃコード」と呼ぶ）とが乗算されて、それらの相関値が求められる。各処理チャネルでは、Ｌ２内部キャリア及びＬ２Ｃコードの位相を制御することによって、相関値がピークとなるような当該位相がサーチされる。各処理チャネルでは、相関値がピークとなるような、Ｌ２内部キャリア及び内部Ｌ２Ｃコードの位相が求められると、捕捉対象のＧＰＳ衛星からのＬ２Ｃ信号の捕捉が完了し、その後、相関値のピークが維持されるように、Ｌ２内部キャリア及び内部Ｌ２Ｃコードの位相が制御される。これにより、Ｌ２Ｃ信号の追尾が行われる。一方で、各処理チャネルでは、相関値がピークとなるような、Ｌ２内部キャリア及び内部Ｌ２Ｃコードの位相が求まらず、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＬ２Ｃ信号が捕捉できない場合には、捕捉対象のＧＰＳ衛星が変更されて、内部Ｌ２Ｃコードが、変更後の捕捉対象のＧＰＳ衛星に割り当てられたＬ２Ｃコードに変更され、同様の処理が行われる。

また、Ｌ２捕捉追尾部２１の各処理チャネルでは、捕捉したＧＰＳ衛星についてのＡＤＲが求められる。さらに、各処理チャネルでは、捕捉したＧＰＳ衛星についてのＬ２ベースバンド信号のＬ２Ｃコードの位相が求められ、当該位相に基づいて、当該ＧＰＳ衛星と自装置との間の疑似距離が求められる。以後、Ｌ２Ｃ信号から求められた観測データを「Ｌ２観測データ」と呼ぶ。

なお、ＧＰＳにおいて打ち上げられている全ＧＰＳ衛星のうち、Ｌ１捕捉追尾部２０及びＬ２捕捉追尾部２１の少なくともどちらか一方において、その送信信号が捕捉及び追尾されているＧＰＳ衛星を特に「受信衛星」と呼ぶ。

航法メッセージ取得部３は、ＮＡＶメッセージ取得部３０と、ＣＮＡＶメッセージ取得部３１とを備えている。ＮＡＶメッセージ取得部３０は、受信衛星ごとに、Ｌ１ベースバンド信号にＬ１内部キャリア及び内部Ｃ／Ａコードが乗算されて得られる復調信号から、ＮＡＶメッセージに含まれるエフェメリス等の各種情報を取得する。この復調信号はＬ１捕捉追尾部２０で生成される。

ＣＮＡＶメッセージ取得部３１は、受信衛星ごとに、Ｌ２ベースバンド信号にＬ２内部キャリア及び内部Ｌ２Ｃコードが乗算されて得られる復調信号から、ＣＮＡＶメッセージに含まれるエフェメリス等の各種情報を取得する。この復調信号はＬ２捕捉追尾部２１で生成される。

疑似距離処理部４は、捕捉追尾部２で得られる観測データに基づいて、受信衛星ごとに、演算部６での使用対象となる疑似距離を生成して出力する。

航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得される情報に基づいて、演算部６での使用対象となるエフェメリス、電離層パラメータ、ＵＴＣパラメータ及びアルマナックを演算部６に出力する。

なお、疑似距離処理部４及び航法メッセージ処理部５での処理は後で詳細に説明する。

演算部６は、疑似距離処理部４から出力される、４つ以上の受信衛星についての疑似距離と、航法メッセージ処理部５から出力される、当該４つ以上の受信衛星についてのエフェメリスと、航法メッセージ処理部５から出力される電離層パラメータとを使用して、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置とＧＰＳ時刻とを求める測位演算を行う。また、演算部６は、求めたＧＰＳ時刻を、航法メッセージ処理部５から出力されるＵＴＣパラメータに基づいてＵＴＣ時刻に変換する。そして、演算部６は、求めたＧＮＳＳ受信装置１００の位置とＵＴＣ時刻とをデータ通信部７を通じて外部に出力する。

さらに、演算部６は、航法メッセージ処理部５から出力されるアルマナックを使用して各ＧＰＳ衛星の概略の位置を求める。演算部６は、求めた各ＧＰＳ衛星の概略の位置から視野内衛星を推定する。この視野内衛星の推定結果は、捕捉追尾部２においてＧＮＳＳ信号の捕捉が開始される際に使用される。

Ｌ１捕捉追尾部２０は、本ＧＮＳＳ受信装置１００の電源投入後にＬ１Ｃ／Ａ信号の捕捉を開始する際には、まず、演算部６での視野内衛星の推定結果に基づいて、各処理チャネルに設定する内部Ｃ／Ａコードのコードパターンを決定する。そして、Ｌ１捕捉追尾部２０は、ある処理チャネルにおいてＬ１Ｃ／Ａ信号の捕捉ができないときには、演算部６での視野内衛星の推定結果を参照して、当該処理チャネルに設定する内部Ｃ／Ａコードのコードパターンを決定する。これにより、Ｌ１捕捉追尾部２０では、視野内衛星に対する捕捉動作が行われ、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の捕捉がすぐに完了する。

Ｌ２捕捉追尾部２１は、Ｌ１捕捉追尾部２０と同様に、本ＧＮＳＳ受信装置１００の電源投入後にＬ２Ｃ信号の捕捉を開始する際には、まず、演算部６での視野内衛星の推定結果に基づいて、各処理チャネルに設定する内部Ｌ２Ｃコードのコードパターンを決定する。そして、Ｌ２捕捉追尾部２１は、ある処理チャネルにおいてＬ２Ｃ信号の捕捉ができないときには、演算部６での視野内衛星の推定結果を参照して、当該処理チャネルに設定する内部Ｌ２Ｃコードのコードパターンを決定する。これにより、Ｌ２捕捉追尾部２１では、視野内衛星に対する捕捉動作が行われ、Ｌ２Ｃ信号の捕捉がすぐに完了する。

＜航法メッセージ処理部の動作＞
次に、航法メッセージ処理部５の動作について詳細に説明する。以下に、航法メッセージ処理部５の複数の動作例について説明する。以後、説明の対象の一の受信衛星を「対象受信衛星」と呼ぶ。

＜第１の動作例＞
図２は、航法メッセージ処理部５が、演算部６での使用対象となるエフェメリスを決定する際の当該航法メッセージ処理部５の第１の動作例を示している。本動作例では、各受信衛星に関して、航法メッセージ取得部３でＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方が取得されるか、それらのうちの一方だけが取得されるかにかかわらず、それらのうちの航法メッセージ取得部３で最初に取得されたエフェメリスを使用対象とする。

図２に示されるように、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ１において、対象受信衛星に関して、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうちの航法メッセージ取得部３で最初に取得されたエフェメリス（例えば、ＮＡＶエフェメリス）を使用対象とする。そして、航法メッセージ処理部５は、使用対象のエフェメリスを演算部６に出力する。 その後、ステップｓ２において、対象受信衛星についての二つ目のエフェメリス（例えばＣＮＡＶエフェメリス）が航法メッセージ取得部３で取得されると、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ３において、そのエフェメリスを使用対象とせず、演算部６には出力しない。その後、航法メッセージ処理部５は対象受信衛星についての処理を終了する。

また、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ２において対象受信衛星についての二つ目のエフェメリスが航法メッセージ取得部３で取得されない場合にも、対象受信衛星についての処理を終了する。

ここで、航法メッセージ取得部３が対象受信衛星についての二つ目のエフェメリスを取得しない場合とは、つまり、航法メッセージ取得部３においてＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのどちらか一方だけしか取得されない場合とは、大別して二つの場合が考えられる。一つ目は、対象受信衛星の故障などが原因で、対象受信衛星がＬ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号のうちの一方だけしか送信せずに、受信部１がＬ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号のうちの一方だけしか対象受信衛星から受信しない場合である。二つ目は、受信部１は、対象受信衛星からＬ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号の両方を受信してはいるものの、Ｌ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号のどちらか一方の信号についての受信レベルが小さい等が原因で、当該一方の信号について適切な復調信号が得られない場合である。

航法メッセージ処理部５は、以上のステップｓ１〜ｓ３の処理を、各受信衛星について、新たなエフェメリスが得られるたびに行う。

演算部６は、航法メッセージ処理部５から一の受信衛星についてのエフェメリスが入力されると、当該エフェメリスを使用して当該一の受信衛星の位置を算出する。そして、演算部６は、４つ以上の受信衛星の位置が求まると、それらの位置と疑似距離とを用いて測位演算を行う。

図３は、航法メッセージ処理部５が、演算部６での使用対象となる電離層パラメータを決定する際の当該航法メッセージ処理部５の第１の動作例を示すフローチャートである。図３に示されるように、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ１１において、対象受信衛星に関して、ＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータのうちの航法メッセージ取得部３で最初に取得された電離層パラメータ（例えばＮＡＶ電離層パラメータ）を使用対象として演算部６に出力する。ここで、一のＧＰＳ衛星からのＮＡＶ電離層パラメータの送信間隔は１２．５分であって、一のＧＰＳ衛星からのＣＮＡＶ電離層パラメータの送信間隔は最大で２８８秒である。したがって、ＣＮＡＶ電離層パラメータの方がＮＡＶ電離層パラメータよりも先に取得されやすい。

その後、ステップｓ１２において、対象受信衛星についての２つの目の電離層パラメータ（例えばＣＮＡＶ電離層パラメータ）が航法メッセージ取得部３で取得されると、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ１３においてその電離層パラメータを使用対象とせず、演算部６には出力しない。その後、航法メッセージ処理部５は処理を終了する。また、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ１２において対象受信衛星についての２つの目の電離層パラメータが航法メッセージ取得部３で得られない場合にも処理を終了する。

航法メッセージ処理部５は、対象受信衛星について、新たな電離層パラメータが航法メッセージ取得部３で取得された場合には同様の処理を行って、使用対象の電離層パラメータを演算部６に出力する。また、航法メッセージ処理部５は、別の受信衛星からの電離層パラメータが航法メッセージ取得部３で取得された場合にも同様の処理を行って、その受信衛星についての使用対象の電離層パラメータを演算部６に出力する。

演算部６は、航法メッセージ処理部５から電離層パラメータが入力されると、それを使用して電離層遅延量を求める。ただし、演算部６は、航法メッセージ処理部５から電離層パラメータが入力された際に、すでに電離層パラメータを記憶している場合には、航法メッセージ処理部５から新たに入力された電離層パラメータに含まれる参考時刻情報と、それまでに測位演算で使用していた電離層パラメータに含まれる参考時刻情報とを比較し、それらのうちの最新の情報を今後の測位演算に使用する。ここで、ある情報に含まれる参考時刻情報とは、当該ある情報が生成された時刻を示す情報である。

第１の動作例に係る航法メッセージ処理部５は、ＵＴＣ補正パラメータについても、電離層パラメータと同様にして、一の受信衛星に関して、航法メッセージ取得部３でＮＡＶ−ＵＴＣパラメータ及びＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータの両方が取得されるか、それらのうちの一方だけが取得されるかにかかわらず、それらのうち航法メッセージ取得部３で最初に取得されたＵＴＣパラメータを使用対象として演算部６に出力する。

演算部６は、航法メッセージ処理部５からＵＴＣパラメータが入力されると、それを使用してＵＴＣ時刻を求める。ただし、演算部６は、航法メッセージ処理部５からＵＴＣパラメータが入力された際に、すでにＵＴＣパラメータを記憶している場合には、航法メッセージ処理部５から新たに入力されたＵＴＣパラメータに含まれる参考時刻情報と、それまでに使用していたＵＴＣパラメータに含まれる参考時刻情報とを比較し、それらのうちの最新の情報を今後使用する。

なお、一のＧＰＳ衛星からのＮＡＶ−ＵＴＣパラメータの送信間隔は１２．５分であって、一のＧＰＳ衛星からのＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータの送信間隔は最大で２８８秒である。したがって、ＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータの方がＮＡＶ−ＵＴＣパラメータよりも先に取得されやすい。

また、第１の動作例に係る航法メッセージ処理部５は、アルマナックについても、同様にして、一の受信衛星に関して、航法メッセージ取得部３でＮＡＶアルマナック及びＣＮＡＶアルマナックの両方が取得されるか、それらのうちの一方だけが取得されるかにかかわらず、それらのうち航法メッセージ取得部３で最初に取得されたアルマナックを使用対象として演算部６に出力する。

演算部６は、航法メッセージ処理部５からアルマナックが入力されると、それを使用して視野内衛星を推定する。ただし、演算部６は、航法メッセージ処理部５からアルマナックが入力された際に、すでにアルマナックを記憶している場合には、ＧＰＳ衛星ごとに、航法メッセージ処理部５から新たに入力されたアルマナック内の軌道情報に含まれる参考時刻情報と、それまで使用していたアルマナック内の軌道情報に含まれる参考時刻情報とを比較して、それらの軌道情報のうちの最新の情報を今後使用する。

以上のように、本動作例では、航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得される、ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージ内の同種類の情報のうちのいずれか一つを出力しているため、演算部６は、当該同種類の情報のうち適切な情報に基づいて演算を行うことができる。

例えば、上述のように、航法メッセージ処理部５が、航法メッセージ取得部３で取得されるＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち、航法メッセージ取得部３で最初に取得されるエフェメリスを演算部６に出力することによって、演算部６は、航法メッセージ取得部３で最初に取得されるエフェメリスに基づいて測位演算を行うことができる。したがって、演算部６は受信衛星の位置をすぐに求めることができる。その結果、ＧＮＳＳＳ受信装置１００の位置とＧＰＳ時刻をすぐに求めることができ、ＴＴＦＦや、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を求めるまでの時間が短くなる。よって、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、上述のように、航法メッセージ処理部５が、航法メッセージ取得部３で取得されるＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータのうち、航法メッセージ取得部３で最初に取得される電離層パラメータを演算部６に出力することによって、演算部６は電離層遅延量をすぐに求めることができる。その結果、ＧＮＳＳＳ受信装置１００の位置とＧＰＳ時刻をすぐに求めることができる。よって、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を求めるまでの時間が短くなり、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、航法メッセージ処理部５が、航法メッセージ取得部３で取得されるＮＡＶ−ＵＴＣパラメータ及びＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータのうち、航法メッセージ取得部３で最初に取得されるＵＴＣパラメータを演算部６に出力することによって、演算部６はＵＴＣ時刻をすぐに求めることができる。その結果、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、航法メッセージ処理部５が、航法メッセージ取得部３で取得されるＮＡＶアルマナック及びＣＮＡＶアルマナックのうち、航法メッセージ取得部３で最初に取得されるアルマナックを演算部６に出力することによって、演算部６では各ＧＰＳ衛星の位置をすぐに求めることができる。よって、演算部６では視野内衛星をすぐに推定できる。その結果、ＧＮＳＳ受信装置１００の電源投入後に、ＧＮＳＳ信号をすぐに捕捉及び追尾できるようになり、ＴＴＦＦが短くなって、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、本動作例では、対象受信衛星に関して、二つ目のエフェメリスが航法メッセージ取得部３で取得されない場合には、航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で最初に取得されたエフェメリスを出力している。電離層パラメータ、ＵＴＣパラメータ及びアルマナックについても同様である。つまり、航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得された所定の情報（例えばＮＡＶエフェメリス）が含まれる航法メッセージ（例えばＮＡＶメッセージ）とは異なる他の航法メッセージ（例えばＣＮＡＶメッセージ）に含まれる、当該所定の情報と同種類の情報（例えばＣＮＡＶエフェメリス）が航法メッセージ取得部３で取得されない場合には、航法メッセージ取得部３が取得した所定の情報を出力している。あるいは、航法メッセージ処理部５は、受信部１が一種類のＧＰＳ信号（例えばＬ１Ｃ／Ａ信号）のみを受信した場合には、航法メッセージ取得部３が取得した、当該一種類のＧＰＳ信号に含まれる所定の情報（例えばＮＡＶエフェメリス）を出力している。したがって、航法メッセージ処理部５が取得した所定の情報が、どの種類の航法メッセージに含まれるかを問わず、当該所定の情報に基づいて演算部６で演算を行うことができる。よって、演算部６での演算結果をすぐに得ることができ、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

なお、各ＧＰＳ衛星から、互いに異なる航法メッセージが重畳された、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合であっても、図２，３のフローチャートと同様にして、当該複数種類の信号にそれぞれ重畳された複数種類の航法メッセージにそれぞれ含まれる同種類の複数の情報のうち航法メッセージ取得部３で最初に取得される情報を演算部６に入力することによって、同様の効果が得られる。

＜第２の動作例＞
図４は航法メッセージ処理部５が、演算部６での使用対象となるエフェメリスを決定する際の当該航法メッセージ処理部５の第２の動作例を示している。本動作例では、各受信衛星に関して、航法メッセージ取得部３において、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのどちらか一方が取得された場合には、取得されたエフェメリスを使用対象とし、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスが取得された場合には、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスから所定の条件に基づいて使用対象のエフェメリスを選択する。

図４に示されるように、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ２１において、対象受信衛星に関して、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方が航法メッセージ取得部３で取得されたかどうかを判定する。ステップｓ２１において、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの一方だけが取得されたと判定されると、ステップｓ２２において、その取得された一方のエフェメリスを使用対象として演算部６に出力する。

これに対して、ステップｓ２１において、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方が航法メッセージ取得部３で取得されたと判定されると、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ２３において、取得されたＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスから、所定の条件に基づいて、使用対象となる一のエフェメリスを選択し、それを演算部６に出力する。

ステップｓ２３においては、例えば、航法メッセージ処理部５は、取得されたＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち精度の良い方を選択する。ＣＮＡＶエフェメリスはＮＡＶエフェメリスよりも情報量が多く精度が良い。したがって、航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方が受信された場合には、ＣＮＡＶエフェメリスを使用対象とする。

また、ステップｓ２３において、航法メッセージ処理部５は、取得されたＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち最新の情報を使用対象としても良い。ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのそれぞれには、そのエフェメリスが生成された時刻を示す参考時刻情報が含まれていることから、航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの参考時刻情報を比較することによって、それらのうちの最新の情報を特定できる。

また、ステップｓ２３において、航法メッセージ処理部５は、取得されたＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち最も信頼性の高いものを使用対象としても良い。ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージのそれぞれには、その航法メッセージを送信するＧＰＳ衛星の動作が正常であるか否かを示すヘルス情報が含まれている。航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得される、ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージのそれぞれのヘルス情報を参照し、各航法メッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作状況を確認する。そして、航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶメッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作が正常であって、ＣＮＡＶメッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作が異常である場合には、ＮＡＶエフェメリスの方がＣＮＡＶエフェメリスよりも信頼性が高いと判断し、ＮＡＶエフェメリスを使用対象とする。一方で、航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶメッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作が異常であって、ＣＮＡＶメッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作が正常である場合には、ＣＮＡＶエフェメリスの方がＮＡＶエフェメリスよりも信頼性が高いと判断し、ＣＮＡＶエフェメリスを使用対象とする。そして、航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージが送信された際のＧＰＳ衛星の動作がともに正常である場合には、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうちの予め定められた方を使用対象とし、ともに異常である場合には、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方を使用対象としない。

また、ステップｓ２３において、航法メッセージ処理部５は、受信されたＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち、ユーザによって指定される方のエフェメリスを使用対象として良い。この場合には、本ＧＮＳＳ受信装置１００のデータ通信部７に接続された外部装置を利用して、ユーザが、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスの両方が取得された場合に航法メッセージ処理部５が選択するエフェメリスを設定できるようにする。航法メッセージ処理部５は、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち、データ通信部７を通じてユーザによって指定された方を使用対象とする。

航法メッセージ処理部５は、以上のステップｓ２１〜ｓ２３の処理を、各受信衛星について、新たなエフェメリスが得られるたびに行う。

図５は、航法メッセージ処理部５が、演算部６での使用対象となる電離層パラメータを決定する際の当該航法メッセージ処理部５の第２の動作例を示すフローチャートである。図５に示されるように、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ３１において、対象受信衛星に関して、ＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータの両方が航法メッセージ取得部３で取得されたどうかを判定する。ステップｓ３１において、ＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータの一方だけが取得されたと判定されると、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ３２において、その取得された一方を使用対象として演算部６に出力する。

これに対して、ステップｓ３１において、ＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータの両方が航法メッセージ取得部３で得られたと判定されると、航法メッセージ処理部５は、ステップｓ３３において、得られたＮＡＶ電離層パラメータ及びＣＮＡＶ電離層パラメータから、所定の条件に基づいて、使用対象となる一の電離層パラメータを選択し、それを演算部６に出力する。このステップｓ３３での選択条件は、上述のステップｓ３３での選択条件と同様の条件が採用できる。なお、ＣＮＡＶ電離層パラメータは、ＮＡＶ電離層パラメータよりも情報量が多く精度が良いため、ステップｓ３３において、両電離層パラメータのうち精度が最も良いものを使用対象とする場合には、ＣＮＡＶ電離層パラメータが使用対象とされる。

航法メッセージ処理部５は、対象受信衛星について新たな電離層パラメータが受信部１で受信された場合には同様の処理を行って、使用対象の電離層パラメータを演算部６に出力する。また、航法メッセージ処理部５は、別の受信衛星からの電離層パラメータが受信部１で受信された場合にも同様の処理を行って、使用対象の電離層パラメータを演算部６に出力する。

ＵＴＣパラメータについても、電離層パラメータと同様にして、演算部６での使用対象のＵＴＣパラメータを決定できる。ＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータは、ＮＡＶ−ＵＴＣパラメータよりも情報量が多く精度が良いため、ＮＡＶ−ＵＴＣパラメータ及びＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータの両方が受信された場合に精度が良い方を使用対象とする場合には、ＣＮＡＶ−ＵＴＣパラメータが使用対象とされる。また、アルマナックについても、電離層パラメータと同様にして、演算部６での使用対象のアルマナックを決定できる。

以上のように、本動作例では、上述の第１の動作例と同様に、航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得される、ＮＡＶメッセージ及びＣＮＡＶメッセージ内の同種類の情報のうちのいずれか一つを出力しているため、演算部６は、当該同種類の情報のうち適切な情報に基づいて演算を行うことができる。

例えば、上述のように、航法メッセージ処理部５が、ＮＡＶエフェメリス及びＣＮＡＶエフェメリスのうち最新のエフェメリスを出力することによって、演算部６は最新のエフェメリスを使用して受信衛星の位置を求めることができる。よって、受信衛星の位置を正確に求めることができ、その結果、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を正確に求めることができる。同様にして、演算部６は、最新の電離層パラメータを使用して電離層遅延量を求めることができため、正確な電離層遅延量を得ることができる。また、演算部６は、最新のＵＴＣパラメータを使用してＵＴＣ時刻を求めることができため、正確なＵＴＣ時刻を得ることができる。また、演算部６は、最新のアルマナックを使用して各ＧＰＳ衛星の位置を求めることができるため、より早く各ＧＰＳ衛星の位置を求めることができる。よって、ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、本動作例では、上述の第１の動作例と同様に、航法メッセージ処理部５は、航法メッセージ取得部３で取得された所定の情報が含まれる航法メッセージとは異なる他の航法メッセージに含まれる、当該所定の情報と同種類の情報が航法メッセージ取得部３で取得されない場合には、航法メッセージ取得部３が取得した所定の情報を出力している。また、航法メッセージ処理部５は、受信部１が一種類のＧＰＳ信号のみを受信した場合には、航法メッセージ取得部３が取得した、当該一種類のＧＰＳ信号に含まれる所定の情報を出力している。したがって、航法メッセージ取得部３が取得した所定の情報が、どの航法メッセージに含まれるかを問わず、当該所定の情報に基づいて演算部６で演算を行うことができる。よって、演算部６での演算結果をすぐに得ることができ、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

なお、各ＧＰＳ衛星から、互いに異なった航法メッセージが重畳された、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合であっても、図４，５のフローチャートと同様にして、当該複数種類の信号にそれぞれ重畳された複数種類の航法メッセージにそれぞれ含まれる同種類の複数の情報が航法メッセージ取得部３で取得された場合には、当該同種類の複数の情報から所定の条件に基づいて演算部６での使用対象の情報を選択することにより、演算部６では適切な情報を使用して所定の演算を行うことができる。さらに、当該同種類の複数の情報の一つしか航法メッセージ取得部３で取得されない場合に、その取得された情報を使用対象とすることによって、使用対象の情報がどの種類の航法メッセージに含まれるかにかかわらず、演算部６は当該情報を使用して演算を行うことができる。そのため、演算部６での演算結果をすぐに得ることができる。

＜疑似距離処理部の動作＞
次に、疑似距離処理部４の動作について詳細に説明する。以下に、疑似距離処理部４の複数の動作例について説明する。

＜第１の動作例＞
図６は疑似距離処理部４の第１の動作例を示すフローチャートである。本動作例では、各受信衛星に関して、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られるか、それらの一方だけが得られるかにかかわず、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データのうち捕捉追尾部２で最初に得られる観測データに含まれる疑似距離を測位演算で使用する疑似距離とする。

図６に示されるように、疑似距離処理部４は、ステップｓ４１において、対象受信衛星について、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データのうち捕捉追尾部２で最初に得られる観測データ（例えばＬ１観測データ）に含まれる疑似距離を使用対象とする。そして、ステップｓ４２において、疑似距離処理部４は、最初に得られた観測データに含まれる疑似距離、つまり使用対象の疑似距離に対して、当該観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。そして、疑似距離処理部４は、キャリアスムージング後の疑似距離を演算部６に出力する。

その後、疑似距離処理部４は、ステップｓ４３において対象受信衛星についての２つの目の観測データ（例えばＬ２観測データ）が捕捉追尾部２で得られると、ステップｓ４４においてその観測データを使用対象とせず、演算部６には出力しない。その後、疑似距離処理部４は対象受信衛星についての処理を終了する。また、疑似距離処理部４は、ステップｓ４３において、対象受信衛星についての２つの目の観測データが得られない場合にも、対象受信衛星についての処理を終了する。

疑似距離処理部４は、以上のステップｓ４１〜ｓ４４の処理を、各受信衛星について、新たな観測データが得られるたびに行う。

演算部６は、疑似距離処理部４から４衛星分以上の疑似距離が入力されると、航法メッセージ処理部５から入力される電離層遅延パラメータを使用して電離層遅延量を求める。電離層遅延パラメータは、「Klobucharモデル」と呼ばれる電離層遅延を示すモデルに基づいて決定されている。演算部６は、疑似距離処理部４から入力される各疑似距離に対して、求めた電離層遅延量を用いて補正し、当該各疑似距離から電離層遅延の影響を排除する。その後、演算部６は、補正後の各疑似距離を使用して測位演算を行う。

このように、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データを問わず、最初に得られた観測データに含まれる疑似距離を測位演算での使用対象としているため、Ｌ１Ｃ／Ａ信号だけを受信するＧＰＳ受信装置、あるいはＬ２Ｃ信号だけを受信するＧＰＳ受信装置と比較して、４衛星分の疑似距離をすぐに取得することができる。その結果、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻をすぐに求めることができる。

例えば、Ｌ１Ｃ／Ａ信号だけを受信するＧＰＳ受信装置において、Ｌ１観測データが２衛星分しか取得できない場合には、２衛星分の疑似距離しか得られないことから、測位演算を行うことができない。これに対して、本例では、Ｌ１観測データが２衛星分だけしか取得できない場合であっても、Ｌ２観測データが２衛星分取得できれば、４衛星分の疑似距離を得ることができることから、測位演算を行うことができる。そのため、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻をすぐに取得することができ、ＴＴＦＦ（Time To First Fix）など、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻が得られるまでの時間を短縮できる。よって、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

なお、捕捉追尾部２において観測データとして疑似距離だけを求めても良い。この場合には、疑似距離処理部４は、各受信衛星について、ステップｓ２を実行せずに、捕捉追尾部２で最初に得られた疑似距離をそのまま使用対象として演算部６に入力することになる。

また、各ＧＰＳ衛星から、キャリア周波数が異なる、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合には、当該複数種類の信号からそれぞれ得られる複数の観測データのうち最初に得られる観測データの疑似距離を、測位演算で使用する疑似距離としても良い。

＜第２の動作例＞
図７は疑似距離処理部４の第２の動作例を示すフローチャートである。本動作例では、各受信衛星に関して、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一つしか得られない場合には、得られた観測データに含まれる疑似距離を使用対象とし、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合には、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データに含まれる疑似距離から所定の条件に基づいて使用対象の一の疑似距離を選択する。

図７に示されるように、疑似距離処理部４は、ステップｓ５１において、対象受信衛星について、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られたかどうかを判定する。ステップｓ５１において、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一方だけが得られたと判定されると、疑似距離処理部４は、ステップｓ５２において、その得られた一方の観測データに含まれる疑似距離を使用対象とする。そして、疑似距離処理部４は、ステップｓ５３において、得られた観測データに含まれる疑似距離、つまり使用対象の疑似距離に対して、当該観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。このキャリアスムージング後の疑似距離は演算部６に入力される。

一方で、ステップｓ５１において、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られたと判定されると、疑似距離処理部４は、ステップｓ５４において、得られたＬ１観測データ及びＬ２観測データに含まれる疑似距離のそれぞれに対してキャリアスムージングを行う。具体的には、疑似距離処理部４は、Ｌ１観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ１観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行い、Ｌ２観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ２観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。

その後、疑似距離処理部４は、ステップｓ５５において、Ｌ１観測データから得られた、キャリアスムージング後の疑似距離（以後、「補正後のＬ１疑似距離」と呼ぶ）及びＬ２観測データから得られた、キャリアスムージング後の疑似距離（以後、「補正後のＬ２疑似距離」と呼ぶ）から、所定の条件に基づいて、使用対象とする疑似距離を選択する。そして、疑似距離処理部４は、使用対象として選択した疑似距離を演算部６に出力する。

ステップｓ５５では、例えば、疑似距離処理部４は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の受信部１での受信レベルと、Ｌ２Ｃ信号の受信部１での受信レベルに基づいて、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離から、使用対象となる疑似距離を選択する。この場合には、まず、疑似距離処理部４は、対象受信衛星が送信するＬ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号の受信部１での受信レベル（例えば、Ｃ／Ｎ０（carrier-to-noise density ratio））を比較する。Ｌ１Ｃ／Ａ信号の受信部１での受信レベルは、Ｌ１捕捉追尾部２０においてＬ１ベースバンド信号から求められ、Ｌ２Ｃ信号の受信部１での受信レベルは、Ｌ２捕捉追尾部２１においてＬ２ベースバンド信号から求められる。疑似距離処理部４は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の受信レベルの方が高い場合には補正後のＬ１疑似距離を使用対象とし、Ｌ２Ｃ信号の受信レベルの方が高い場合には補正後のＬ２疑似距離を使用対象とする。そして、疑似距離処理部４は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号の受信レベルが同じである場合には、予め定められた方の疑似距離（例えば、補正後のＬ１疑似距離）を使用対象とする。

また、ステップｓ５５において、疑似距離処理部４は、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離のうち、ユーザによって指定された方の疑似距離を使用対象としても良い。この場合には、本ＧＮＳＳ受信装置１００のデータ通信部７に接続された外部装置を利用して、ユーザが、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の両方が取得された場合に疑似距離処理部４が選択する疑似距離を設定できるようにする。疑似距離処理部４は、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離のうち、データ通信部７を通じてユーザによって指定された方の疑似距離を使用対象とする。

また、本実施の形態に係るＧＮＳＳ受信装置１００が、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）等のＳＢＡＳ（Satellite-Based Augmentation System）の静止衛星からの信号を受信する受信回路を備える場合には、ステップｓ５５において、疑似距離処理部４は、当該受信回路で受信されるＳＢＡＳ信号に基づいて、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の一方を選択しても良い。例えば、疑似距離処理部４は、ある一の受信衛星に関して、ＳＢＡＳの静止衛星からＬ１観測データの疑似距離についての補正情報が送られてくる場合には、当該受信衛星についての使用対象として補正後のＬ１疑似距離を選択する。また、疑似距離処理部４は、別の一の受信衛星に関して、ＳＢＡＳの静止衛星からＬ２観測データの疑似距離についての補正情報が送られてくる場合には、当該受信衛星についての使用対象として補正後のＬ２疑似距離を選択する。そして、疑似距離処理部４は、ＳＢＡＳからの補正情報に基づいて、選択した疑似距離を再度補正し、その補正後の疑似距離を演算部６に出力する。

疑似距離処理部４は、以上のステップｓ５１〜ｓ５５の処理を、各受信衛星について、新たな観測データが得られるたびに行う。

演算部６は、疑似距離処理部４から４衛星分以上の疑似距離が入力されると、上述のように、電離層パラメータを使用して電離層遅延量を求める。そして、演算部６は、疑似距離処理部４から入力される各疑似距離に対して、求めた電離層遅延量を用いて補正し、当該各疑似距離から電離層遅延の影響を排除する。その後、演算部６は、補正後の各疑似距離を使用して測位演算を行う。

このように、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合には、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データに含まれる疑似距離から所定の条件に基づいて使用対象の疑似距離が選択されている。したがって、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データに含まれる疑似距離のうち適切な疑似距離を使用して測位演算を行うことができる。

さらに、上述のように、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一つだけが取得された場合に、取得された一の観測データに含まれる疑似距離を使用対象とすることによって、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データを問わず、得られた観測データの疑似距離を測位演算に使用することができる。よって、４衛星分の疑似距離をすぐに得ることができ、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻をすぐに求めることができる。その結果、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

また、上述のように、ある受信衛星についてのＬ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合に、それらの疑似距離から、当該受信衛星から送信されるＬ１Ｃ／Ａ信号とＬ２Ｃ信号の受信レベルに基づいて使用対象の疑似距離を選択することによって、受信状態の良いＧＰＳ信号から求められた疑似距離を使用して測位演算を行うことができる。よって、精度の良い疑似距離を使用してＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を求めることができ、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻の精度が向上する。

また、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合に、それらの疑似距離のうちのユーザが指定する方を使用対象とすることによって、ユーザが希望する適切な疑似距離を使用して測位演算を行うことができる。よって、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を適切に求めることができ、本ＧＮＳＳ受信装置の性能が向上する。

なお、捕捉追尾部２において観測データとして疑似距離だけを求めても良い。この場合には、ステップｓ５３，ｓ５４が実行されずに、キャリアスムージングが行われていない疑似距離が演算部６に入力される。

また、各ＧＰＳ衛星から、キャリア周波数が異なる、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合には、当該複数種類の信号からそれぞれ得られる複数の観測データにおいて、一つしか得られないときには、その一つの観測データの疑似距離を使用対象とし、複数の観測データが得られたときには、当該複数の観測データの疑似距離から所定の条件に基づいて使用対象の一の疑似距離を選択しても良い。

＜第３の動作例＞
図８は疑似距離処理部４の第３の動作例を示すフローチャートである。本動作例では、各受信衛星に関して、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一つしか得られない場合には、得られた観測データの疑似距離を使用対象とし、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合には、それらの疑似距離の重み付け平均値を求め、求めた重み付け平均値を使用対象の疑似距離とする。

図８に示されるように、疑似距離処理部４は、ステップｓ６１において、対象受信衛星について、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られたかどうかを判定する。ステップｓ６１において、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一方だけが取得されたと判定されると、ステップｓ６２において、疑似距離処理部４は、その得られた一方の観測データに含まれる疑似距離を使用対象とする。そして、疑似距離処理部４は、ステップｓ６３において、得られた観測データに含まれる疑似距離、つまり使用対象の疑似距離に対して、当該観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。このキャリアスムージング後の疑似距離は演算部６に入力される。

一方で、ステップｓ６１において、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られたと判定されると、疑似距離処理部４は、ステップｓ６４において、得られたＬ１観測データ及びＬ２観測データに含まれる疑似距離のそれぞれに対してキャリアスムージングを行う。具体的には、疑似距離処理部４は、Ｌ１観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ１観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行い、Ｌ２観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ２観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。これにより、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離が得られる。

その後、疑似距離処理部４は、ステップｓ６５において、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の重み付け平均値を求める。具体的には、疑似距離処理部４は、補正後のＬ１疑似距離と、補正後のＬ２疑似距離とのそれぞれに対して、対応するＧＰＳ信号（Ｌ１Ｃ／Ａ信号あるいはＬ２Ｃ信号）の受信レベルに応じて重み付けを行い、重み付け後の両疑似距離の平均値を求める。例えば、Ｌ１Ｃ／Ａ信号の受信レベルがＬ２Ｃ信号に受信レベルよりも大きい場合には、補正後のＬ１疑似距離に設定する重みを、補正後のＬ２疑似距離に設定する重みよりも大きくして、重み付け後の両疑似距離の平均値を求める。そして、疑似距離処理部４は、ステップｓ６６において、ステップｓ６５で求めた重み付け平均値を、使用対象の疑似距離として演算部６に入力する。

疑似距離処理部４は、以上のステップｓ６１〜ｓ６６の処理を、各受信衛星について、新たな観測データが得られるたびに行う。

演算部６は、疑似距離処理部４から４衛星分以上の疑似距離が入力されると、上述のように、電離層パラメータを使用して電離層遅延量を求める。そして、演算部６は、疑似距離処理部４から入力される各疑似距離に対して、求めた電離層遅延量を用いて補正し、当該各疑似距離から電離層遅延の影響を排除する。その後、演算部６は、補正後の各疑似距離を使用して測位演算を行う。

このように、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データのすべてが得られた場合には、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの疑似距離の重み付け平均値が使用対象とされるため、雑音成分が少ない疑似距離を使用して測位演算することができる。よって、精度の良い疑似距離を使用してＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻を求めることができる。その結果、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻の精度が向上する。

さらに、上述のように、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一つだけが取得された場合に、取得された一の観測データの疑似距離を使用対象とすることによって、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データを問わず、得られた観測データの疑似距離を測位演算に使用することができる。よって、４衛星分の疑似距離をすぐに得ることができ、ＧＮＳＳ受信装置１００の位置及びＧＰＳ時刻をすぐに求めることができる。その結果、本ＧＮＳＳ受信装置１００の性能が向上する。

なお、捕捉追尾部２において観測データとして疑似距離だけを求めても良い。この場合には、ステップｓ６３，ｓ６４が実行されずに、キャリアスムージングが行われていない疑似距離が演算部６に入力される。

また、各ＧＰＳ衛星から、キャリア周波数が異なる、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合には、当該複数種類の信号からそれぞれ得られる複数の観測データにおいて、一つしか得られないときには、その一つの観測データの疑似距離を使用対象とし、複数の観測データが得られたときには、当該複数の観測データの疑似距離の重み付け平均値を使用対象の一の疑似距離としても良い。

＜第４の動作例＞
図９は疑似距離処理部４の第４の動作例を示すフローチャートである。

上述の特許文献２にも記載されているように、電離層フリー線形結合を用いて、電離層遅延の影響が排除された疑似距離を求める技術が従来から提案されている。ここで、電離層フリー線形結合を用いて求められた、電離層遅延の影響が排除された疑似距離を「電離層フリー疑似距離」と呼ぶ。電離層フリー線形結合では、同じＧＰＳ衛星から送信される、キャリア周波数が互いに異なる２種類の無線信号からそれぞれ得られる２つの疑似距離を用いて電離層フリー疑似距離が求められる。具体的には、電離層フリー疑似距離ｒｔは以下の式（１）で求められる。

ｒｔ＝（ｆ１２×ｒ１−ｆ２２×ｒ２）／（ｆ１２−ｆ２２） ・・・（１）
ただし、ｆ１及びｆ２は、Ｌ１Ｃ／Ａ信号及びＬ２Ｃ信号のキャリア周波数、つまりＬ１周波数及びＬ２周波数をそれぞれ示している。また、ｒ１はＬ１Ｃ／Ａ信号から得られる、電離層遅延の影響を受けた疑似距離を示し、ｒ２はＬ２Ｃ信号から得られる、電離層遅延の影響を受けた疑似距離を示している。

これに対して、上述のように、ＧＰＳ衛星からの航法メッセージに含まれる電離層パラメータを使用して電離層遅延量を求め、この電離層遅延量を用いて、Ｌ１Ｃ／Ａ信号あるいはＬ２Ｃ信号から求められた疑似距離を補正することによって、当該疑似距離から電離層遅延の影響を排除することができる。このようにして補正された疑似距離を「モデル補正疑似距離」と呼ぶ。

測位演算を行う際に、電離層フリー疑似距離とモデル補正疑似距離とを組み合わせて使用すると、位置精度や時刻精度が悪化することがあることから、電離層フリー疑似距離を使用する場合には、測位演算に使用する４衛星分以上の疑似距離がすべて電離層フリー疑似距離である必要がある。

そこで、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られた受信衛星が４つ以上存在する場合には、当該４つ以上の受信衛星についての電離層フリー疑似距離を求めて、それらを測位演算での使用対象とする。以下に本動作例について詳細に説明する。

図９に示されるように、ステップｓ７１において、疑似距離処理部４は、各受信衛星について、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られたかどうかを調べる。次にステップｓ７２において、疑似距離処理部４は、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られた受信衛星が４つ以上存在する場合にはステップｓ７３を実行し、４つ未満である場合にはステップｓ７５を実行する。

ステップｓ７３では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られた各受信衛星について、疑似距離処理部４は、Ｌ１観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ１観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行うとともに、Ｌ２観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ２観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。これにより、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られた各受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離と補正後のＬ２疑似距離とが得られる。

その後、疑似距離処理部４は、ステップｓ７４において、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの両方が得られた各受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離を式（１）中のｒ１とし、補正後のＬ２疑似距離を式（１）中のｒ２として、電離層フリー疑似距離ｒｔを求める。ステップｓ７４では、４衛星分以上の電離層フリー疑似距離が求められる。これらの電離層フリー疑似距離は、測位演算での使用対象として演算部６に入力される。演算部６は、疑似距離処理部４から４衛星分以上の電離層フリー疑似距離が入力されると、それらを使用して測位演算を行う。

一方で、ステップｓ７５では、疑似距離処理部４は、各受信衛星について、得られた観測データに含まれる疑似距離に対してキャリアスムージングを行う。例えば、ある一の受信衛星について、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データのうち一方の観測データだけが捕捉追尾部２で得られた場合には、疑似距離処理部４は、当該観測データに含まれる疑似距離に対して、当該観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。また、ある一の受信衛星についてＬ１観測データ及び２観測データの両方が捕捉追尾部２で得られた場合には、疑似距離処理部４は、当該Ｌ１観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ１観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行うとともに、当該Ｌ２観測データに含まれる疑似距離に対して、当該Ｌ２観測データに含まれるＡＤＲを使用してキャリアスムージングを行う。これにより、ステップｓ７５では、各受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の少なくとも一方が得られることになる。

その後、ステップｓ７６において、疑似距離処理部４は、各受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離のどちらかを測位演算での使用対象とする。例えば、ある一の受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の一方だけしか得られなかった場合には、得られた方の疑似距離を使用対象とする。また、ある一の受信衛星について、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離の両方が得られた場合には、上述の第２の動作例のステップｓ５５と同様にして、補正後のＬ１疑似距離及び補正後のＬ２疑似距離から所定の条件に基づいて使用対象の疑似距離を選択する。そして、疑似距離処理部４は、使用対象の疑似距離を演算部６に出力する。ここで演算部６に入力される疑似距離は電離層遅延の影響を受けた疑似距離である。

演算部６は、疑似距離処理部４から４衛星分以上の、電離層遅延の影響を受けた疑似距離が入力されると、上述のように、電離層パラメータを使用して電離層遅延量を求める。そして、演算部６は、疑似距離処理部４から入力される各疑似距離に対して、求めた電離層遅延量を用いて補正し、当該各疑似距離から電離層遅延の影響を排除する。その後、演算部６は、補正後の各疑似距離を使用して測位演算を行う。

疑似距離処理部４は、以上のステップｓ７１〜ｓ７６の処理を所定間隔で繰り返して行う。

このように、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた受信衛星が４つ未満である場合には、疑似距離処理部４は、上述の第２の動作例と同様の動作を行うため、第２の動作例と同様の効果を得ることができる。

また、本動作例では、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた受信衛星が４つ以上である場合には、電離層フリー疑似距離が測位演算の使用対象とされるため、位置精度及び時刻精度が向上する。

なお、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた受信衛星が４つ未満である場合には、上述の第３の動作例のように、各受信衛星に関して、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データの一つしか得られない場合には、得られた観測データの疑似距離を使用対象とし、Ｌ１観測データ及びＬ２観測データが得られた場合には、それらの疑似距離の重み付け平均値を求め、求めた重み付け平均値を使用対象の疑似距離としても良い。これにより、第３の動作例と同様の効果を得ることができる。

また、捕捉追尾部２において観測データとして疑似距離だけを求めても良い。この場合には、ステップｓ７３が実行されずに、キャリアスムージングが行われていない疑似距離を使用して求められた電離層フリー疑似距離が演算部６に入力される。また、ステップｓ７５が実行されずに、キャリアスムージングが行われていない疑似距離が演算部６に入力される。

また、各ＧＰＳ衛星から、キャリア周波数が異なる、３種類以上の複数種類の信号が送信される場合であっても、同様にして、演算部６で使用される疑似距離を求めることができる。つまり、複数の観測データが得られた受信衛星が４つ未満であるときには、モデル補正疑似距離を演算部６で使用される疑似距離とし、複数の観測データが得られた受信衛星が４つ以上であるときには電離層フリー疑似距離を演算部６で使用される疑似距離とする。

以上に説明した実施の形態では、本願発明をＧＰＳ受信装置に適用する場合について説明したが、本願発明は、ＧＡＬＩＬＥＯやＧＬＯＮＡＳＳなどの他のＧＮＳＳでの受信装置にも適用できる。例えば、ＧＡＬＩＬＥＯでは、Ｉ／ＮＡＶメッセージとＦ／ＮＡＶメッセージの２種類の航法メッセージが使用されているため、本実施の形態と同様にして、当該２種類の航法メッセージにそれぞれ含まれる同種類の複数の情報のうち、どの情報を使用するかについて決定することができる。

また、本願発明は、航法メッセージに含まれる、エフェメリス、アルマナック、電離層パラメータ及びＵＴＣパラメータ以外の情報についても同様に適用することができる。

１ 受信部
３ 航法メッセージ取得部
５ 航法メッセージ処理部
６ 演算部
１００ ＧＮＳＳ受信装置

Claims (8)

1. ＧＮＳＳ衛星から送信され、互いに種類が異なる複数の情報を含む第１航法メッセージを取得する第１航法メッセージ取得部と、
   前記ＧＮＳＳ衛星から送信され、互いに種類が異なる複数の情報を含む第２航法メッセージを取得する第２航法メッセージ取得部と、
   前記第１航法メッセージおよび前記第２航法メッセージに含まれる同種類の情報を所定の条件に基づいて比較し、前記情報の種類毎に第１航法メッセージに含まれる情報または第２航法メッセージに含まれる情報を選択する航法メッセージ処理部と、
   前記選択された複数の情報に基づいて測位演算を行う演算部と、
   を備えることを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
2. 請求項１に記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記所定の条件は、最初に取得された情報である、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
3. 請求項１に記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記所定の条件は、最新の情報である、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
4. 請求項１に記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記所定の条件は、精度がよい情報である、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
5. 請求項１に記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記所定の条件は、信頼性の高い情報である、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
6. 請求項１に記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記所定の条件は、ユーザが指定する情報である、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記第１航法メッセージは、ＮＡＶメッセージであり、
   前記第２航法メッセージは、ＣＮＡＶメッセージである、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のＧＮＳＳ受信装置であって、
   前記複数の情報は、少なくともエフェメリス、電離層パラメータ、およびＵＴＣパラメータのいずれか２つである、ことを特徴とするＧＮＳＳ受信装置。

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