JP5689126B2

JP5689126B2 - 超短基線ｇｎｓｓ受信機

Info

Publication number: JP5689126B2
Application number: JP2012533440A
Authority: JP
Inventors: シー．フェントンパトリック
Original assignee: Novatel Inc
Current assignee: Novatel Inc
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-09-23
Also published as: CA2777803C; EP2488892B1; EP2488892A1; US20110090114A1; US8638257B2; CA2777803A1; EP2488892A4; JP2013507619A; WO2011044666A1

Description

本発明は概して、全地球航法衛星システム（global navigation satellite systems:GNSS）に関するものであり、特に短基線受信機に関するものである。

背景技術
短基線リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）システムは通常、基地局ＧＮＳＳ受信機及び移動局ＧＮＳＳ受信機と連動し、これらの受信機は、ほんの数キロメートルしか、例えば１０キロメートル未満の距離しか離れていない。位置が既知である基地局受信機は、搬送波位相測定を、視野内のＧＮＳＳ衛星から送信されるＧＮＳＳ信号を使用して行ない、そしてそれぞれの衛星からの擬似距離を算出する。次に、基地局受信機は、これらの衛星信号を使用して算出される擬似距離と受信機の既知の位置、及びこれらの衛星の既知の位置に基づく距離との差を求めて、擬似距離補正情報を求める。既知の方法で動作する基地局受信機は、ＲＴＫ情報を、すなわち距離補正情報、擬似距離、搬送波位相測定値、及び種々の他の情報を移動局受信機にブロードキャストする。

移動局受信機は、ブロードキャストされた擬似距離、搬送波位相測定値、及び他の情報を利用することにより、搬送波位相整数アンビギュイティ（不確定性）を、処理負荷の重い公知の演算を用いて決定する。移動局受信機は、距離補正情報を利用して、衛星軌道、大気状態などの変化に関連し、かつ基地局受信機及び移動局受信機の両方に、これらの受信機の間の基線が短いことに起因して同じように影響する擬似距離誤差を全て、公知の方法で補正する。

特定の短基線システムは、固定された基線長を利用し、例えば移動局受信機に配置される２つのアンテナを用いて、移動局受信機の姿勢または方位を求めることができる。これらのアンテナは、自動車または船舶のような輸送手段に固定することができ、そして例えば、１〜１／２メートルという極めて短い距離だけ離間させることができる。各アンテナは、処理負荷の重い公知の短基線ＲＴＫ演算において利用される情報を供給して、それぞれのアンテナに対応する搬送波位相整数アンビギュイティを決定するために行なわれる計算を簡易化する。一旦、搬送波位相整数アンビギュイティが決定されると、当該システムは、当該輸送手段の方位または姿勢を、２つのアンテナで測定される搬送波位相の差に基づいて求めることができる。

この技術分野において公知の如く、短基線を固定することによって、搬送波位相整数アンビギュイティを決定するための複雑さを、解を３次元問題の解から２次元問題の解に変換することにより大幅に低減することができる。しかしながら、当該システムはそれでもなお、２次元問題を解くために、処理負荷が重く、かつ多大な時間を要する演算を行なう必要がある。

発明の概要
ＧＮＳＳ受信機は、２つのアンテナを、注目するＧＮＳＳ衛星搬送波信号の１波長よりも短い距離だけ離間させる構成のアンテナ構造を利用する。当該受信機は、方位または姿勢を、これらのアンテナでの搬送波位相角測定値を直接使用して算出し、搬送波位相整数アンビギュイティを決定するために処理負荷の重い演算に長い時間をかける必要がない。

これらのアンビギュイティを決定する必要がないので、当該受信機は姿勢を更に迅速に算出し、従ってジャイロスコープのような慣性センサを始動時に、そして／または信号を取得し直した後に、比較的迅速に初期化することができる。また、近接離間して配置されたアンテナでの搬送波位相角測定値から直接算出される姿勢情報は平均がゼロの誤差を有するので、当該姿勢情報を利用して、ジャイロスコープの較正状態を維持することができる。従って、より安価なジャイロスコープを、システムの全体動作に悪影響を及ぼすことなく使用することができる。

超短基線ＧＮＳＳ受信機は、"SHORT AND ULTRA-SHORT BASELINE PHASE MAPS"（短基線位相マップ及び超短基線位相マップ）と題し、代理人Cesari（チェザリ）及びMcKenna（マッケンナ）整理番号０１６４３７−０２６２により特定され、本出願と同じ日に出願され、本出願の譲受人と同じ出願人に譲渡され、かつ本明細書において参照されることにより内容全体が本明細書に組み込まれることになる米国特許出願第１２／５７９，４８１号に記載されているような位相マップを利用することができる。当該位相マップは位相歪みの補正を可能にし、これらの位相歪みは、以下に更に詳細に説明するように、受信機動作に関連してくるマルチパス信号、アンテナクロストーク、及びラインバイアスに関連する。

本発明は、添付の図面を参照しながら一層深く理解することができる。

本発明に従って構成された超短基線ＧＮＳＳ受信機の概略図本発明に従って構成された別の超短基線ＧＮＳＳ受信機の概略図本発明に従って構成された別の超短基線ＧＮＳＳ受信機の概略図

発明を実施するための形態
図１は、ＧＮＳＳ衛星１１０から送信されるＧＮＳＳ衛星信号を受信する超短基線システム１００の概略図である。更に詳細には、図１のシステム１００はアンテナ構造１０６を含み、このアンテナ構造１０６は、剛性フレーム１０６に取り付けられる２つのアンテナ１０２及び１０４と、そしてこれらのアンテナが受信する信号を処理する１つ以上のプロセッサ１２６を有する受信機１２０と、から成る。これらのアンテナは、距離「ｄ」だけ離間して設けられ、この場合、ｄは、注目するＧＮＳＳ衛星搬送波信号の１波長よりも短くなるように制限される。この間隔ｄは、例えばＧＰＳ衛星からのＬ１帯の搬送波信号を利用して動作するシステムの場合には、１９ｃｍ未満とすることができる。

ＧＮＳＳ衛星１１０からのこれらの信号は、アンテナ１０２が受信するときの信号経路１１２、及びアンテナ１０４が受信するときの信号経路１１４として図示されている。これらの２つの経路の長さは、それぞれのアンテナの位置が異なることから異なっている。デュアルアンテナ１０２及び１０４が受信する信号は、１つ以上のプロセッサ１２６を含む付属受信装置１２０に供給され、プロセッサ１２６は、これらのアンテナの姿勢を以下に説明する方法で算出するようプログラムされている。

アンテナ構造１０６を、これらのアンテナ１０２，１０４が搬送波信号の１波長内に配置されるように設計することにより、当該システムは、搬送波位相整数アンビギュイティは２つのアンテナに関して同じであり、従ってこれらの計算に影響しないので、当該システムは搬送波位相整数アンビギュイティを全く考慮することなく姿勢を求めることができる。従って、最初に処理を行なって時間をかけて搬送波位相整数アンビギュイティを決定することなく、測定位相角を使用して搬送波位相差を直接算出して、この搬送波位相差から、方位または姿勢を求めることができる。

しかしながら、到来する衛星信号の入射角によって、これらのアンテナの間で１つの搬送波サイクルから別の搬送波サイクルへ「ロールオーバー現象（roll over）」が起こることにより、どの方向が所定のアンテナにおける位相角に対応しているかについてのかなり大きな不確定性がある、すなわち位相角の回転がゼロ度に対し、正の方向なのか負の方向なのかに関して不確定であるという問題がある。しかしながら、その時点で同様の空中位置には位置していない他のＧＮＳＳ衛星から受信する信号を取り込んで計算すると、十分な情報が提供されて、受信機が正しい位相角の回転を判断する、すなわち位相角の回転が正の方向なのか負の方向なのかを判断することができるので、サイクルロールオーバー（cycle roll over）を補償することができる。

アンテナ１０２，１０４の姿勢を算出するために、受信機１２０は、当該受信機の位置を公知の方法で、かつ十分高い精度で求めて、衛星ブロードキャストデータを利用することにより、視野内のＧＮＳＳ衛星の位置を求める。次に、受信機は、到来ＧＮＳＳ衛星信号の搬送波位相角を２つのアンテナにおいて測定し、そしてこれらの位相角の減算を行なって、測定搬送波位相角差を生成する。次に、受信機は、測定搬送波位相角差を公知の計算に直接使用して、姿勢を位相差測定値から求める。１つの例として、受信機は姿勢を次式に従って算出することができる：

上式では、ｄσは、予測位相角差であり、λはＧＮＳＳ衛星信号の波長であり、Ｌは、アンテナ位相中心間の距離であり、φは、ベクトルＶ_Aと到来衛星信号とがなす角度であり、そしてＢ_Lは、ＲＦ（高周波）電源に起因し、かつそれぞれのアンテナに関連する回路の間に生じるラインバイアスである。

近接離間して配置されるこれらのアンテナの近似位置を求めることができると仮定すると、到来ＧＮＳＳ衛星信号の方向は、衛星信号で伝送されるブロードキャストデータから確認することができる。次に、方程式１のｃｏｓφ項は、内積の余弦を用いて計算することができる：
ｃｏｓφ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ
上式では、（ａｉ＋ｂｊ＋ｃｋ）は、ＧＮＳＳ衛星信号からの到来信号の単位ベクトルであり、そして（ｘｉ＋ｙｊ＋ｚｋ）は、これらのアンテナ位相中心を結ぶベクトルＶ_Aの単位ベクトルである。

この計算では、以下の関係がある。

ａ＝ｃｏｓ（Ａｚ_s）ｃｏｓ（Ｅｌ_s）
ｂ＝ｓｉｎ（Ａｚ_s）ｃｏｓ（Ｅｌ_s）
ｃ＝ｓｉｎ（Ｅｌ_s）
上式では、添え字「ｓ」は、これらの角度が衛星信号を基準としていることを意味し、そしてＡｚ及びＥｌは、真北に対する方位、及び水平線に対する仰角をそれぞれ表わす。更に、以下の関係がある：
ｘ＝ｃｏｓ（Ａｚ_A）ｃｏｓ（Ｅｌ_A）
ｙ＝ｓｉｎ（Ａｚ_A）ｃｏｓ（Ｅｌ_A）
ｚ＝ｓｉｎ（Ｅｌ_A）
上式では、添え字「Ａ」は、これらの角度がベクトルＶ_Aを基準としていることを意味している。以下の説明から分かることであるが、他の公知計算式を用いて、到来する衛星信号とベクトルＶ_Aとがなす入射角を、ＧＮＳＳ衛星の既知の位置、及びアンテナ基線の既知の姿勢、または推定姿勢に基づいて求めることができる。

ラインバイアスＢ_Lは、２つのアンテナが受信する全てのＧＮＳＳ信号に共通している。従って、種々の到来衛星信号の幾何学的差を除去する、または殆ど等しくするために、ラインバイアス項がこれらの計算を通じて同じになるように、これらの搬送波位相差を調整することによって、ラインバイアスを求めることができる。別の構成として、ラインバイアスは、所定の衛星がベクトルＶ_Aと９０度の角度をなす方向に位置する場合の測定値から求めることができる。それは搬送波位相差がさもなくば零であるべき時だからである。別の構成として、位相差測定値ペアの差分を算出して、二重位相差観測値を生成することができ、この場合、共通ラインバイアス項は相殺される。アンテナ間隔が搬送波信号の１波長よりも短い距離に制限されている状態を利用すれば、受信機は、従来の間隔のアンテナを利用した、そしてそれぞれのアンテナにおける信号に対応する算出搬送波位相値を使用する必要があるこれまでの公知のシステムに要求されるような、搬送波位相整数アンビギュイティを決定するための処理負荷の重い演算を回避して、姿勢を求めることができる。

処理の複雑さが低減される他に、アンテナ構造１０６は更に、１メートルまたは１／２メートルの従来のアンテナ間隔を有する構造よりも優れた利点を有する。例えば、アンテナ構造１０６は、製造コストがより低く抑えられ、より少量の材料を使うだけで済むなどである。更に、当該アンテナ構造は、例えばより大きなアンテナ構造を支持することがない自動車または他の輸送手段の種々の箇所に配置することができる。

短基線の不利な点は、精度が低くなることであり、この場合、算出姿勢の精度は、基線長ｄに逆比例する。

次に、図２を参照するに、超短基線アンテナ構造１０６を内蔵した受信機２２０は更に、例えばジャイロスコープのような慣性センサ２０８を含む。超短基線アンテナ構造１０６を使用することにより、当該システムは、これらのジャイロスコープを、これまでの公知のシステムよりも迅速に初期化することができるが、その理由は、当該受信機が、搬送波位相整数アンビギュイティを決定して、方位または姿勢を求めるという必要がないからである。従って、当該受信機は、ジャイロスコープ読み取り値を利用して、始動時だけでなく、当該受信機がＧＮＳＳ衛星信号を、信号ロックが外れた後に信号ロックを取得し直している時に、更新方向情報をより迅速に供給することができる。これは、例えば橋の下を、または張り出した枝葉の下を、或いは都市ビルの谷間を通過する可能性のある移動輸送手段のために想定される用途において特に有用である。

更に、これらの測定搬送波位相角を直接使用して算出される姿勢情報は、誤差の平均がゼロになるように算出されるので、当該姿勢情報を使用して、これらのジャイロスコープの較正状態を維持することができ、より安価なジャイロスコープを、受信機の動作に悪影響を及ぼすことなく使用することができる。

次に、図３を参照するに、上述の受信機１２０（図１）または受信機２２０（図２）のいずれとも同じとすることができる受信機３００は、システム３００含まれ、このシステム３００では、位相マップ３０８を利用して搬送波位相差誤差値を供給する。これらの誤差値をこれらの計算に取り入れて、方位または姿勢を求めることにより、アンテナフレーム１０６からアンテナ１０２，１０４に反射されるマルチパス信号による悪影響を補正し、そして必要に応じて、受信機の動作に関連するラインバイアスによる悪影響を補正する。当該位相マップから更に、必要に応じて、近接離間して配置される２つのアンテナ１０２と１０４との間のクロストークによる悪影響の補正演算を行なう。クロストークによって、これらのアンテナの位相中心が互いの方にわずかにずれる方向に計算が行なわれる可能性があり、従って関連する算出方位値または姿勢値に誤差が生じる可能性がある。

位相マップ３０８は、"SHORT AND ULTRA-SHORT BASELINE PHASE MAPS"（短基線位相マップ及び超短基線位相マップ）と題し、かつ本明細書に組み込まれることになる本出願と同時係属中の特許出願に記載された通りに生成される。従って、アンテナ構造１０６に使用される超短基線位相マップは、種々の時刻にＧＮＳＳ衛星に関して、既知の位置及び姿勢のアンテナ構造で得られる搬送波位相角測定値から生成することができる。必要に応じて、当該受信機は、関連するラインバイアスの解を、複数のＧＮＳＳ衛星から得られる測定値を使用して求めることができる。または前記ラインバイアスの解を、これらのアンテナにおける搬送波位相角差が、それ以外の場合に、ゼロであるべき種々の時刻及び／又は空中位置で取得される同じ衛星から得られる測定値を使用して求めることができる。当該位相マップへの入力は、本明細書に組み込まれることになる上記出願に記載されているように、これらのアンテナにおけるＧＮＳＳ衛星信号の入射角に応じて行なわれる。

位相マップ３０８を利用するために、受信機３２０は、当該受信機の位置を求め、そして衛星ブロードキャストデータに基づいて確認する、または受信機３２０には、視野内の所定のＧＮＳＳ衛星の位置座標が供給される。当該受信機は、アンテナ構造１０６の推定姿勢を、２つのアンテナ１０２，１０４で受信する信号の測定搬送波位相角差に基づいて算出する。上述のように、これらの測定搬送波位相角を使用して搬送波位相差を、搬送波位相整数アンビギュイティを決定する必要なく、直接求める。

当該受信機は次に、これらの到来ＧＮＳＳ信号の入射角を、ＧＮＳＳ衛星の既知の位置、及びこれらのアンテナの推定姿勢に基づいて算出する。この算出入射角を使用して、当該受信機は、ルックアップテーブル形式とすることができる位相マップ３０８への入力を行ない、そして関連する搬送波位相差誤差値を取り出す。当該誤差値を方位計算または姿勢計算に使用することにより、位相歪みを補正する。この例では、当該受信機は、当該誤差値を測定位相差に対する補正量として利用し、そして更新姿勢値を、補正位相差測定値を使用することにより生成する。必要に応じて、当該受信機は、入射角を更新姿勢値に基づいて再計算することを、更新姿勢値の変化がマップ入力項目またはテーブル入力項目に関連する誤差勾配（変化）よりも小さくなるまでくり返し、マップなどへ再入力する。

上述したように、当該受信機は、姿勢情報を利用して、ジャイロスコープを初期化する、そして／または移動輸送手段の方向を求めることができる。同時に、またはその後、当該受信機は、基地局（図示せず）からのＲＴＫ情報、及びＲＴＫ短基線測位法を用いる公知の方法で動作して、搬送波位相整数アンビギュイティを、アンテナ１０２，１０４のうちの一方のアンテナでの測定値を使用して決定することにより、更に正確な位置を、ＧＮＳＳ搬送波信号の１波長よりも長い短基線に基づいて求めることができる。当該姿勢情報を使用して、ＲＴＫ短基線計算の一部として利用される搬送波位相整数アンビギュイティの決定プロセスを初期化する。別の構成として、または更に、当該姿勢情報を、アンテナペアが、より長い対応する基線に配置された状態で使用することにより、関連する搬送波位相整数アンビギュイティの決定プロセスを初期化することができる。これらのより長い対応する基線は、アンテナを当該アンテナ構造に基線の端点として含むことができるが、含まなくてもよい。別の構成として、または更に、これらの受信機は、データ収集／処理センター（図示せず）を含むシステム内で動作することができ、そしてこれらの受信機は、搬送波位相角測定データを当該処理センターに送信して、位置及び／又は姿勢を求めることができる。このように、これらの受信機は、測定データを処理する必要がないので、複雑さが低減される。このようなシステムでは、当該処理センターは、搬送波位相角測定値を収集し、そして当該データをバッチ処理して、どの搬送波位相角測定値が妥当であるかを、"METHOD FOR POSITIONING USING GPS IN A RESTRICTIVE COVERAGE ENVIRONMENT"（ＧＰＳを限定された受け持ち領域内で使用して測位する方法）と題し、本出願の譲受人と同じ出願人に譲渡され、かつ本明細書において参照されることにより内容全体が本明細書に組み込まれることになる本出願と同時係属中の米国特許出願公開公報第２００６／００１２５１６号に開示される方法で判断することができる。従って、当該システムは、妥当な搬送波位相角測定値のみを使用して姿勢を算出する。別の構成として、当該処理センターは姿勢を、例えばこれらのアンテナが移動輸送手段に設置される場合に収集される各搬送波位相角測定データセットを使用して算出することができる。

アンテナ構造１０６は、更に別のアンテナ（図示せず）を含むことができる。これらのアンテナの各アンテナ、または少なくとも特定のアンテナペアは、注目するＧＮＳＳ信号の１波長よりも短い距離だけ離間させる。従って、これらのアンテナの全てが、互いから等距離で離間させてもよいし、そのように離間させなくてもよい。２つよりも多くのアンテナを用いる場合、受信機１２０，２２０，３２０は、アンテナ構造の３次元姿勢を、全ての、または選択されたアンテナペアを使用して、２次元に関して上述の方法と同様の方法で求めることができる。

別の構成として、または更に、当該アンテナ構造のピッチ角及びヨー角は、例えば"Apparatus and Method for Determining Pitch and Azimuth From Satellite Signals"（ピッチ角及び方位角を衛星信号から求める装置及び方法）と題し、本明細書において参照されることにより内容全体が本明細書に組み込まれることになる米国特許第６，２１１，８２１Ｂ１号に記載される方法で求めることができる。しかしながら、搬送波位相整数アンビギュイティ決定が行なわれるのではなく、サイクルロールオーバーの補償が、上述のように、超短基線に関して行なわれる。

これまでの説明は、本発明の特定の実施形態に関して行なわれてきた。しかしながら、プロセッサのようなシステム構成要素を単一の構成要素と組み合わせる、またはプロセッサを分離して更に別の構成要素とする、処理演算の特定の処理演算、または全ての処理演算を、ソフトウェア、ハードウェア、またはファームウェアで実行する、特定の処理演算を特定の処理センターで実行し、他の処理演算を受信機で実行する、ステップを異なる順番で実行するなどのように、他の変形及び変更を記載の実施形態に加えることにより、このような変形及び変更の利点の幾つか、または全てを達成することができる。従って、本記述は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。従って、添付の請求項の目的は、全てのこのような変形及び変更を、これらの変形及び変更が本発明の思想及び範囲に含まれるものとして包含することにある。

Claims

各アンテナが隣接アンテナからＧＮＳＳ衛星信号の搬送波信号の１波長よりも短い距離だけ離間する構成の２つ以上のアンテナから成るアンテナ構造と、位相マップと、１つ以上のプロセッサとを備え、
前記位相マップは、前記アンテナ構造における前記ＧＮＳＳ衛星信号の入射角に関連する搬送波位相差誤差値と、ＧＮＳＳ受信機の動作に関連し、かつ、位相差値に基づき各ペアのアンテナのために算出されるラインバイアスと、を含み、
前記プロセッサは、前記各アンテナが受信する前記信号を処理し、かつ、前記アンテナ構造の推定姿勢を、前記各アンテナへ到来するＧＮＳＳ搬送波信号の搬送波位相角測定値の差から直接算出し、かつ、各衛星の位置と前記算出した推定姿勢とに基づき、前記各ＧＮＳＳ衛星信号の入射角を決定し、かつ、前記決定した入射角を使用して位相マップに入って、関連する搬送波位相差誤差値を取り出し、かつ、前記関連する搬送波位相差誤差値を使用して前記推定姿勢を補正して、更新した姿勢を作るように構成されており、
前記プロセッサは、更に、更新した姿勢における変化が、前記位相マップに関連する誤差勾配より小さくなるまで、更新した入射角を使用して、更新した新しい姿勢を算出するために前記位相マップに再度入るように構成されている、
ことを特徴とする、ＧＮＳＳ受信機。
前記１つ以上のプロセッサは、前記到来ＧＮＳＳ搬送波信号の搬送波位相整数アンビギュイティを決定することなく、かつ、前記２つのアンテナと所定の衛星との配置に起因して前記２つのアンテナ間に、１つの搬送サイクルの位相角の回転が発生した場合に、所定のアンテナにおいて、正の方向か負の方向かを決定するためのロールオーバー補償を実行して、前記アンテナ構造の推定姿勢を算出する、
請求項１に記載のＧＮＳＳ受信機。
前記算出姿勢で初期化される１つ以上の慣性センサであって、該センサがセンサ値を前記１つ以上のプロセッサに供給する、前記１つ以上の慣性センサを含み、
前記１つ以上のプロセッサは、前記センサ値を、方向を求める計算に取り込むように構成されている、請求項２に記載のＧＮＳＳ受信機。
前記１つ以上の慣性センサはジャイロスコープである、請求項３に記載の受信機。
前記１つ以上のプロセッサは、前記算出した推定姿勢値を更に利用して、前記１つ以上のジャイロスコープを較正するように構成されている、請求項４に記載の受信機。
前記プロセッサは、前記アンテナ構造が２つのアンテナを含む場合に前記推定姿勢を２次元で求め、そして前記アンテナ構造が２つよりも多くのアンテナを含む場合に前記推定姿勢を３次元で求めるように構成されている、請求項１に記載の受信機。
ＧＮＳＳ受信機を動作させる方法であって、
アンテナ構造を有する各アンテナが、少なくとも１つの隣接アンテナから、前記ＧＮＳＳ信号の１波長よりも短い超短基線長だけ離間しており、到来するＧＮＳＳ信号を、２つ以上のアンテナで受信するステップと、
前記アンテナにおける前記ＧＮＳＳ信号の搬送波位相角を測定し、１つ以上の搬送波位相差を、前記測定した搬送波位相角から直接算出するステップと、
前記アンテナの推定姿勢を前記搬送波位相差から算出し、前記算出した推定姿勢と衛星の位置とを使用して、到来ＧＮＳＳ信号の入射角を決定する、ステップと、
前記決定した入射角を使用して位相マップまたはテーブルに入って、ＧＮＳＳ受信機の動作に関連し、かつ、位相差値に基づき各ペアのアンテナのために算出されるラインバイアスを含む、関連する搬送波位相差誤差値を取り出すステップと、
前記搬送波位相差誤差値に基づき、前記計算された搬送波位相差を補正するステップと、
前記補正した搬送波位相差に基づき前記推定姿勢を補正して、更新した姿勢を形成するステップと、
更新した姿勢における変化が前記位相マップに関連する誤差勾配より小さくなるまで、前記更新した入射角を使用して、前記位相マップに再度入って、前記関連する搬送波位相差誤差値を取り出し、更新した新しい姿勢を算出するステップと、
を含む、方法。
前記推定姿勢を算出する前記ステップを、搬送波位相整数アンビギュイティを決定することなく、かつ、前記２つのアンテナと所定の衛星との配置に起因して前記２つのアンテナ間に、１つの搬送サイクルの位相角の回転が発生した場合に、所定のアンテナにおいて、正の方向か負の方向かを決定するためのロールオーバー補償しながら実施する、請求項７に記載の方法。
搬送波位相角測定データを、１周期に亘って収集するステップと、
どの搬送波位相角測定データが妥当であるかを判断するために、前記搬送波位相角測定データをバッチ処理するステップと、
前記アンテナの推定姿勢を、前記妥当な搬送波位相測定データを使用して算出するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
搬送波位相角測定データのセットを１周期に亘って収集するステップと、
前記アンテナの推定姿勢を、方向を決定するために各収集位相角測定データセットを用いて算出するステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
１つ以上の慣性センサを初期化するために、前記算出した推定姿勢を利用するステップを含む、請求項７に記載の方法。
前記慣性センサを較正するために、前記推定姿勢を利用するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
前記ＧＮＳＳ搬送波信号への信号ロックが外れ、該信号ロックを取得し直した後に、ＧＮＳＳ位相差追跡プロセスを再初期化するために、前記算出した推定姿勢を利用するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
ａ）前記更新された入射角を、直近の算出姿勢を使用して算出するステップと、
ｂ）前記位相差誤差値の改善推定値を取り出すために、前記位相マップまたはテーブルへの入力を行うステップと、
ｃ）前記位相差測定値を補正するために、前記搬送波位相差誤差値の改善推定値を使用するステップと、
ｄ）新しい更新姿勢を補正位相減算処理測定値に基づいて算出するステップと、
ｅ）ステップａ〜ｄを、１つの繰り返しに対応する前記新しい更新姿勢が、前記位相マップの前記誤差の傾きに基づく、前の繰り返しに対応する前記前の更新姿勢に十分近付くまで反復するステップ、
を繰り返し行う、請求項７に記載の方法。
１つ以上の超短基線について算出される前記推定姿勢を使用するステップを含み、対応する、１つ以上のより長い基線のＧＮＳＳアンテナペアにおける搬送波位相整数アンビギュイティ決定を初期化する請求項７に記載の方法。
前記より長い基線のうちの少なくとも１つの基線の一方の端点は、前記対応する超短基線の１つの端点である、請求項１５に記載の方法。
前記推定姿勢を、前記アンテナ構造が２つのアンテナを含む場合に２次元で求め、前記アンテナ構造が２つよりも多くのアンテナを含む場合に３次元で求める、請求項７に記載の方法。