JP6261831B1 - 測位装置及び測位方法 - Google Patents

Abstract

周波数差計測部（４１）により計測されたＣＡＬ局（１２）についてのＦＤＯＡｃ，ｏｂｓを用いて、ＴＧＴ局（１１）についてのＦＤＯＡｔ，ｏｂｓを補正する周波数差補正部（４４）を設け、測位部（４５）が、周波数差補正部（４４）による補正後のＦＤＯＡｔ，ｏｂｓであるＦＤＯＡｃ，ｃｏｍｐを用いて、ＴＧＴ局（１１）を測位するように構成する。これにより、衛星マヌーバ時に第１の衛星１又は第２の衛星２の軌道が変化しても、測位精度の劣化を招くことなく、ＴＧＴ局（１１）を測位することができる。

Description

この発明は、干渉局を測位する測位装置及び測位方法に関するものである。

測位対象の電波送信源である干渉局（以下、「ＴＧＴ局」と称する）を測位する方法として、２機の静止衛星を介して得られる信号間の到来時間差とドップラ周波数差を用いる方法が知られている。
以下、信号間の到来時間差をＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）と称し、信号間のドップラ周波数差をＦＤＯＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）と称する。

上記の測位方法を用いる測位装置は、ＴＧＴ局から送信された電波（以下、「干渉電波」と称する）を第１の静止衛星経由で受信するとともに、ＴＧＴ局から送信された干渉電波を第２の静止衛星経由で受信する。
第１の静止衛星と第２の静止衛星は、存在している位置が相違しているため、第１の静止衛星経由で受信した干渉電波と、第２の静止衛星経由で受信した干渉電波との間には、ＴＤＯＡがある。
また、第１の静止衛星と第２の静止衛星は、微小な動きが相違しているため、第１の静止衛星経由で受信した干渉電波と、第２の静止衛星経由で受信した干渉電波との間には、ＦＤＯＡがある。

測位装置は、第１の静止衛星経由の干渉電波と、第２の静止衛星経由の干渉電波とを受信すると、第１及び第２の静止衛星の位置及び速度を示す軌道情報を用いて、受信した２つの干渉電波間のＴＤＯＡ及びＦＤＯＡを計測する。
測位装置は、ＴＤＯＡ及びＦＤＯＡを計測すると、ＴＤＯＡ及びＦＤＯＡからＴＧＴ局を測位する。
このとき、軌道情報に誤差が含まれていなければ、ＴＧＴ局を正確に測位することができるが、軌道情報に誤差が含まれている場合、測位精度が劣化することが知られている。
軌道情報に誤差が含まれている場合、特に、ＦＤＯＡの誤差が大きくなり、測位精度が劣化する。
以下の特許文献１には、誤差が少ない軌道情報を得るために、第１及び第２の静止衛星の軌道を推定する方法が開示されており、測位装置は、軌道の推定値を用いて、ＴＧＴ局を測位する。
静止衛星の軌道を推定するには、静止衛星の計測として、１日程度の長時間計測を行う必要がある。

特表２００９−５３１６９３号公報

従来の測位装置は以上のように構成されているので、第１及び第２の静止衛星の軌道を推定する方法を用いれば、ＴＧＴ局の測位精度を高めることができる。しかし、１日程度の長時間計測を行うことで静止衛星の軌道を推定したのち、衛星マヌーバ時に静止衛星の軌道が変化すると、その軌道の変化に対処することができず、推定した軌道には誤差が生じてしまう。その結果、ＴＧＴ局の測位精度が劣化してしまうという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、衛星マヌーバ時に軌道が変化しても、測位精度の劣化を招くことなく、ＴＧＴ局を測位することができる測位装置及び測位方法を得ることを目的とする。

この発明に係る測位装置は、測位対象の電波送信源である干渉局から送信された電波である干渉電波及び位置が既知の電波送信源であるＣＡＬ局から送信された電波であるＣＡＬ局電波のそれぞれを第１の衛星及び第２の衛星経由で受信する電波受信部と、電波受信部によって、第１の衛星経由で受信された干渉電波と第２の衛星経由で受信された干渉電波とのドップラ周波数差である第１のドップラ周波数差と、第１の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波と第２の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波とのドップラ周波数差である第２のドップラ周波数差とを計測する周波数差計測部と、周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差を用いて、第１のドップラ周波数差を補正する周波数差補正部と、周波数差補正部により補正された第１のドップラ周波数差を用いて、干渉局を測位する測位部とを備え、周波数差補正部は、第１及び第２の衛星の軌道を示す衛星軌道情報を用いて、第２のドップラ周波数差を計算し、ＣＡＬ局を粗測位するとともに、干渉局を粗測位し、第２のドップラ周波数差の計算値と周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差との差分と、粗測位したＣＡＬ局の位置からドップラ周波数差が０Ｈｚのラインに至るまでの距離と、粗測位した干渉局の位置から０Ｈｚのラインに至るまでの距離とから、第１のドップラ周波数差の補正量を算出するようにしたものである。

この発明によれば、周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差を用いて、第１のドップラ周波数差を補正する周波数差補正部を設け、測位部が、周波数差補正部により補正された第１のドップラ周波数差を用いて、干渉局を測位するように構成したので、衛星マヌーバ時に軌道が変化しても、測位精度の劣化を招くことなく、ＴＧＴ局を測位することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による測位装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による測位装置の測位処理器３０を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による測位装置の測位処理器３０を示すハードウェア構成図である。 図２の周波数差補正部４４を示す構成図である。 測位処理器３０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 測位処理器３０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。 図７Ａは等ＦＤＯＡ曲線上のＴＧＴ局１１、ＣＡＬ局１２及びＲＥＦ局１３の位置を示す説明図、図７ＢはΔＦＤＯＡ曲線上のＴＧＴ局１１、ＣＡＬ局１２及びＲＥＦ局１３の位置を示す説明図である。 距離計算部６５により計算される距離Ｌ_ｃ，Ｌ_ｔを示す説明図である。 ＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハット及びＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚへの垂線ｃ，ｔの下し方を示す説明図である。 ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正処理を示す説明図である。 図１の測位装置によるＴＧＴ局１１の測位結果のシミュレーション例を示す説明図である。 図１の測位装置により測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハット付近の拡大図である。

以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による測位装置を示す構成図である。
図１において、第１の衛星１は位置がｐ_ｓ１、速度がｖ_ｓ１の静止衛星である。
第２の衛星２は位置がｐ_ｓ２、速度がｖ_ｓ２の静止衛星である。
干渉局であるＴＧＴ局１１は測位対象の電波送信源である。
図１の例では、ＴＧＴ局１１はｐ_ｔの位置に存在しており、測位装置の測位処理によってｐ_ｔの位置が推定される。
以下、ＴＧＴ局１１から送信される電波を干渉電波と称し、干渉電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。

ＣＡＬ局１２は位置が既知の電波送信源である。
図１の例では、ＣＡＬ局１２はｐ_ｃの位置に存在している。
以下、ＣＡＬ局１２から送信される電波をＣＡＬ局電波と称し、ＣＡＬ局電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。
ＲＥＦ局１３は位置が既知の電波送信源である。
図１の例では、ＲＥＦ局１３はｐ_ｒの位置に存在している。
以下、ＲＥＦ局１３から送信される電波をＲＥＦ局電波と称し、ＲＥＦ局電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。

電波受信部２０は受信アンテナ２１，２２、バンドパスフィルタ２３，２４、局部発振器２５、ダウンコンバータ２６，２７及びＡ／Ｄコンバータ２８，２９を備えている。
電波受信部２０は第１の衛星１経由の干渉電波、ＣＡＬ局電波及びＲＥＦ局電波を受信するとともに、第２の衛星２経由の干渉電波、ＣＡＬ局電波及びＲＥＦ局電波を受信する。
受信アンテナ２１は第１の衛星１経由の干渉電波、ＣＡＬ局電波及びＲＥＦ局電波を受信し、干渉電波の受信信号Ｒｘ_ｔ１、ＣＡＬ局電波の受信信号Ｒｘ_ｃ１及びＲＥＦ局電波の受信信号Ｒｘ_ｒ１をバンドパスフィルタ２３に出力する。
受信アンテナ２２は第２の衛星２経由の干渉電波、ＣＡＬ局電波及びＲＥＦ局電波を受信し、干渉電波の受信信号Ｒｘ_ｔ２、ＣＡＬ局電波の受信信号Ｒｘ_ｃ２及びＲＥＦ局電波の受信信号Ｒｘ_ｒ２をバンドパスフィルタ２４に出力する。

バンドパスフィルタ２３は受信アンテナ２１から出力された受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１に含まれている不要な周波数成分を除去するフィルタである。
バンドパスフィルタ２４は受信アンテナ２２から出力された受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２に含まれている不要な周波数成分を除去するフィルタである。
局部発振器２５は局部発振信号Ｌｏを発振する信号源である。
ダウンコンバータ２６はバンドパスフィルタ２３を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１に局部発振器２５により発振された局部発振信号Ｌｏを乗算することで、バンドパスフィルタ２３を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換する。
ダウンコンバータ２７はバンドパスフィルタ２４を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２に局部発振器２５により発振された局部発振信号Ｌｏを乗算することで、バンドパスフィルタ２４を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換する。

アナログデジタル変換器であるＡ／Ｄコンバータ２８は検波器などを実装しており、検波器がダウンコンバータ２６により周波数が変換された受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１を検波すると、その検波した受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
アナログデジタル変換器であるＡ／Ｄコンバータ２９は検波器などを実装しており、検波器がダウンコンバータ２７により周波数が変換された受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２を検波すると、その検波した受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
図１では、Ａ／Ｄコンバータ２８，２９が検波器を内蔵している例を示しているが、検波器がＡ／Ｄコンバータ２８，２９の外部に設けられているものであってもよい。

測位処理器３０はＡ／Ｄコンバータ２８，２９により変換されたデジタル信号からＴＧＴ局１１を測位し、測位結果であるＴＧＴ局１１の位置を表示器３１に表示させる処理を実施する。
表示器３１は例えば液晶ディスプレイなどを実装しており、測位処理器３０により測位されたＴＧＴ局１１の位置などを表示する。

図２はこの発明の実施の形態１による測位装置の測位処理器３０を示す構成図であり、図３はこの発明の実施の形態１による測位装置の測位処理器３０を示すハードウェア構成図である。
図２及び図３において、周波数差計測部４１はＴＧＴ局用計測部４２及びＣＡＬ局用計測部４３を備えている。
周波数差計測部４１は、電波受信部２０によって、第１の衛星１経由で受信された干渉電波と第２の衛星２経由で受信された干渉電波との到来時間差であるＴＤＯＡ_ｔを計測するとともに、第１のドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を計測する。
また、周波数差計測部４１は、電波受信部２０によって、第１の衛星１経由で受信されたＣＡＬ局電波と第２の衛星２経由で受信されたＣＡＬ局電波との到来時間差であるＴＤＯＡ_ｃを計測するとともに、第２のドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を計測する。

ＴＧＴ局用計測部４２は例えば図３に示すＴＧＴ局用計測回路５１で実現されるものである。
ＴＧＴ局用計測部４２はＡ／Ｄコンバータ２８から出力された干渉電波のデジタル信号と、Ａ／Ｄコンバータ２９から出力された干渉電波のデジタル信号とからＴＤＯＡ_ｔを計測するとともに、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を計測する処理を実施する。
ＣＡＬ局用計測部４３は例えば図３に示すＣＡＬ局用計測回路５２で実現されるものである。
ＣＡＬ局用計測部４３はＡ／Ｄコンバータ２８から出力されたＣＡＬ局電波のデジタル信号と、Ａ／Ｄコンバータ２９から出力されたＣＡＬ局電波のデジタル信号とからＴＤＯＡ_ｃを計測するとともに、ＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を計測する処理を実施する。

周波数差補正部４４は例えば図３に示す周波数差補正回路５３で実現されるものである。
周波数差補正部４４はＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を用いて、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する処理を実施する。
即ち、周波数差補正部４４は、第１の衛星１及び第２の衛星２の軌道を示す衛星軌道情報を用いて、第２のドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}を計算する。
また、周波数差補正部４４は、計算したＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}とＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}とから、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量ε_ｔを算出して、その補正量ε_ｔに従ってＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する。

測位部４５は例えば図３に示す測位回路５４で実現されるものである。
測位部４５は第１の衛星１及び第２の衛星２の軌道を示す軌道位置情報と、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＴＤＯＡ_ｔと、周波数差補正部４４による補正後のＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}であるＦＤＯＡ_{ｔ，ｃｏｍｐ}とを用いて、ＴＧＴ局１１を測位し、測位結果であるＴＧＴ局１１の位置を表示器３１に出力する処理を実施する。

図４は図２の周波数差補正部４４を示す構成図である。
図４において、ＣＡＬ局測位部６１はＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＴＤＯＡ_ｃ及びＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と、第１の衛星１及び第２の衛星２の軌道を示す衛星軌道情報とを用いて、ＣＡＬ局１２を粗測位し、ＣＡＬ局１２の粗測位結果を出力する処理を実施する。
ＣＡＬ局用計算部６２は衛星軌道情報を用いて、ＣＡＬ局測位部６１によるＣＡＬ局１２の粗測位結果から、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}を計算する処理を実施する。

ＦＤＯＡ差異計算部６３はＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}とＣＡＬ局用計算部６２により計算されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}との差分ε_ｃを計算する処理を実施する。
ＴＧＴ局測位部６４はＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＴＤＯＡ_ｔ及びＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}と、衛星軌道情報とを用いて、ＴＧＴ局１１を粗測位し、ＴＧＴ局１１の粗測位結果を出力する処理を実施する。

距離計算部６５は衛星軌道情報を用いて、ＣＡＬ局測位部６１により粗測位されたＣＡＬ局１２の位置から、ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに至るまでの距離Ｌ_ｃを計算する処理を実施する。
また、距離計算部６５は衛星軌道情報を用いて、ＴＧＴ局測位部６４により粗測位されたＴＧＴ局１１の位置から、ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに至るまでの距離Ｌ_ｔを計算する処理を実施する。
符号決定部６６はＴＧＴ局１１とＣＡＬ局１２の位置関係から、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号を決定する処理を実施する。
即ち、符号決定部６６はＴＧＴ局測位部６４により粗測位されたＴＧＴ局１１の位置とＣＡＬ局測位部６１により粗測位されたＣＡＬ局１２の位置から、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号を決定する処理を実施する。

補正量計算部６７はＦＤＯＡ差異計算部６３により計算された差分ε_ｃと、距離計算部６５により計算された距離Ｌ_ｃ，Ｌ_ｔと、符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号とから、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量ε_ｔを算出する処理を実施する。
補正処理部６８は符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号がマイナスであれば、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}から補正量計算部６７により算出された補正量ε_ｔの絶対値を減算することで、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する処理を実施する。
また、補正処理部６８は符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号がプラスであれば、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}に補正量計算部６７により算出された補正量ε_ｔの絶対値を加算することで、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する処理を実施する。

図２では、測位処理器３０の構成要素であるＴＧＴ局用計測部４２、ＣＡＬ局用計測部４３、周波数差補正部４４及び測位部４５のそれぞれが、図３に示すような専用のハードウェア、即ち、ＴＧＴ局用計測回路５１、ＣＡＬ局用計測回路５２、周波数差補正回路５３及び測位回路５４で実現されるものを想定している。
ＴＧＴ局用計測回路５１、ＣＡＬ局用計測回路５２、周波数差補正回路５３及び測位回路５４は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。

測位処理器３０の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、測位処理器３０がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。
コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（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、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などが該当する。
コンピュータのメモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリや、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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などが該当する。

図５は測位処理器３０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
測位処理器３０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、ＴＧＴ局用計測部４２、ＣＡＬ局用計測部４３、周波数差補正部４４及び測位部４５の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ７１に格納し、コンピュータのプロセッサ７２がメモリ７１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図６は測位処理器３０がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順を示すフローチャートである。

次に動作について説明する。
ＴＧＴ局１１から送信された干渉電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。
ＣＡＬ局１２から送信されたＣＡＬ局電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。
また、ＲＥＦ局１３から送信されたＲＥＦ局電波は、第１の衛星１経由で受信アンテナ２１により受信されるとともに、第２の衛星２経由で受信アンテナ２２により受信される。

電波受信部２０の受信アンテナ２１は、ＴＧＴ局１１から送信された後、第１の衛星１を経由して到来してきた干渉電波を受信して、干渉電波の受信信号Ｒｘ_ｔ１をバンドパスフィルタ２３に出力する。
また、受信アンテナ２１は、ＣＡＬ局１２から送信された後、第１の衛星１を経由して到来してきたＣＡＬ局電波を受信して、ＣＡＬ局電波の受信信号Ｒｘ_ｃ１をバンドパスフィルタ２３に出力する。
さらに、受信アンテナ２１は、ＲＥＦ局１３から送信された後、第１の衛星１を経由して到来してきたＲＥＦ局電波を受信して、ＲＥＦ局電波の受信信号Ｒｘ_ｒ１をバンドパスフィルタ２３に出力する。

電波受信部２０の受信アンテナ２２は、ＴＧＴ局１１から送信された後、第２の衛星２を経由して到来してきた干渉電波を受信して、干渉電波の受信信号Ｒｘ_ｔ２をバンドパスフィルタ２４に出力する。
また、受信アンテナ２２は、ＣＡＬ局１２から送信された後、第２の衛星２を経由して到来してきたＣＡＬ局電波を受信して、ＣＡＬ局電波の受信信号Ｒｘ_ｃ２をバンドパスフィルタ２４に出力する。
さらに、受信アンテナ２２は、ＲＥＦ局１３から送信された後、第２の衛星２を経由して到来してきたＲＥＦ局電波を受信して、ＲＥＦ局電波の受信信号Ｒｘ_ｒ２をバンドパスフィルタ２４に出力する。

バンドパスフィルタ２３は、受信アンテナ２１から受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１を受けると、受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１に含まれている不要な周波数成分を除去し、不要な周波数成分を除去した受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１をダウンコンバータ２６に出力する。
バンドパスフィルタ２４は、受信アンテナ２２から受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２を受けると、受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２に含まれている不要な周波数成分を除去し、不要な周波数成分を除去した受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２をダウンコンバータ２７に出力する。

局部発振器２５は、局部発振信号Ｌｏを発振し、局部発振信号Ｌｏをダウンコンバータ２６，２７に出力する。
ダウンコンバータ２６は、バンドパスフィルタ２３を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１に局部発振器２５から出力された局部発振信号Ｌｏを乗算することで、バンドパスフィルタ２３を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換する。
ダウンコンバータ２７は、バンドパスフィルタ２４を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２に局部発振器２５から出力された局部発振信号Ｌｏを乗算することで、バンドパスフィルタ２４を通過してきた受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２の周波数を高周波帯の周波数からベースバンド帯の周波数に変換する。

Ａ／Ｄコンバータ２８の検波器は、ダウンコンバータ２６により周波数が変換された受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１を検波する。
Ａ／Ｄコンバータ２８は、検波器により検波された受信信号Ｒｘ_ｔ１，Ｒｘ_ｃ１，Ｒｘ_ｒ１をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルの受信信号であるデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１，ＤＲｘ_ｃ１，ＤＲｘ_ｒ１を測位処理器３０に出力する。
Ａ／Ｄコンバータ２９の検波器は、ダウンコンバータ２７により周波数が変換された受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２を検波する。
Ａ／Ｄコンバータ２９は、検波器により検波された受信信号Ｒｘ_ｔ２，Ｒｘ_ｃ２，Ｒｘ_ｒ２をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタルの受信信号であるデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２，ＤＲｘ_ｃ２，ＤＲｘ_ｒ２を測位処理器３０に出力する。

測位処理器３０は、Ａ／Ｄコンバータ２８からデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１，ＤＲｘ_ｃ１，ＤＲｘ_ｒ１を受け、Ａ／Ｄコンバータ２９からデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２，ＤＲｘ_ｃ２，ＤＲｘ_ｒ２を受けると、デジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１，ＤＲｘ_ｃ１，ＤＲｘ_ｒ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２，ＤＲｘ_ｃ２，ＤＲｘ_ｒ２からＴＧＴ局１１を測位し、測位結果であるＴＧＴ局１１の位置を表示器３１に表示させる。
以下、測位処理器３０の処理内容を具体的に説明する。

周波数差計測部４１のＴＧＴ局用計測部４２は、Ａ／Ｄコンバータ２８から出力された干渉電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１を取得し、Ａ／Ｄコンバータ２９から出力された干渉電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２を取得する。
ＴＧＴ局用計測部４２は、取得したデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２との到来時間差であるＴＤＯＡ_ｔを計測するとともに、取得したデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｔ２とのドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を計測する（図６のステップＳＴ１）。

ＴＤＯＡ_ｔの観測モデルは、以下の式（１）で表され、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の観測モデルは、以下の式（２）で表される。

式（１）〜（２）において、ｃは光速、λは波長、ｐ_ｔはＴＧＴ局１１の３次元位置ベクトル、ｐ_ｓ１は第１の衛星１の３次元位置ベクトル、ｐ_ｓ２は第２の衛星２の３次元位置ベクトル、ｖ_ｓ１は第１の衛星１の３次元速度ベクトル、ｖ_ｓ２は第２の衛星２の３次元速度ベクトルである。

ここでは、ＴＤＯＡ_ｔの観測モデルを式（１）で表しているが、第１の衛星１及び第２の衛星２におけるトランスポンダ内の未知の遅延量等をキャンセルするため、以下の式（３）のように表してもよい。
以下の式（３）では、式（１）で表されるＴＤＯＡ_ｔと、ＴＤＯＡ_ｒとの差をＴＤＯＡ_ｔの観測モデルとしている。ＴＤＯＡ_ｒは、ＲＥＦ局電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｒ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｒ２との到来時間差である。
以下、この実施の形態１では、以下の式（３）で表されるＴＤＯＡ_ｔの観測モデルを用いるものとする。

また、ここでは、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の観測モデルを式（２）で表しているが、第１の衛星１及び第２の衛星２におけるトランスポンダ内の未知の遅延量等をキャンセルするため、以下の式（４）のように表してもよい。
以下の式（４）では、式（２）で表されるＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}と、ＦＤＯＡ_ｒとの差をＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の観測モデルとしている。ＦＤＯＡ_ｒは、ＲＥＦ局電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｒ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｒ２とのドップラ周波数差である。
以下、この実施の形態１では、以下の式（４）で表されるＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の観測モデルを用いるものとする。

周波数差計測部４１のＣＡＬ局用計測部４３は、Ａ／Ｄコンバータ２８から出力されたＣＡＬ局電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ１を取得し、Ａ／Ｄコンバータ２９から出力されたＣＡＬ局電波のデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ２を取得する。
ＣＡＬ局用計測部４３は、取得したデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ２との到来時間差であるＴＤＯＡ_ｃを計測するとともに、取得したデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ１とデジタル受信信号ＤＲｘ_ｃ２とのドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を計測する（図６のステップＳＴ２）。

ＴＤＯＡ_ｃの観測モデルは、以下の式（５）で表され、ＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}の観測モデルは、以下の式（６）で表される。

式（５）〜（６）において、ｐ_ｃはＣＡＬ局１２の３次元位置ベクトルである。

ここでは、ＴＤＯＡ_ｃの観測モデルを式（５）で表しているが、第１の衛星１及び第２の衛星２におけるトランスポンダ内の未知の遅延量等をキャンセルするため、以下の式（７）のように表してもよい。
以下の式（７）では、式（５）で表されるＴＤＯＡ_ｃと、ＴＤＯＡ_ｒとの差をＴＤＯＡ_ｃの観測モデルとしている。
以下、この実施の形態１では、以下の式（７）で表されるＴＤＯＡ_ｃの観測モデルを用いるものとする。

また、ここでは、ＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}の観測モデルを式（６）で表しているが、第１の衛星１及び第２の衛星２におけるトランスポンダ内の未知の遅延量等をキャンセルするため、以下の式（８）のように表してもよい。
以下の式（８）では、式（６）で表されるＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と、ＦＤＯＡ_ｒとの差をＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}の観測モデルとしている。
以下、この実施の形態１では、以下の式（８）で表されるＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}の観測モデルを用いるものとする。

ＴＧＴ局１１が地表面に位置していると仮定すると、最小二乗法を用いて、式（３）、式（４）及び以下の式（９）をｐ_ｔについて解くことにより、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔを推定することが可能である。式（９）において、Ｒ_Ｅは地球半径である。

ただし、第１の衛星１の３次元位置ベクトルｐ_ｓ１及び第２の衛星２の３次元位置ベクトルｐ_ｓ２、第１の衛星１の３次元速度ベクトルｖ_ｓ１及び第２の衛星２の３次元速度ベクトルｖ_ｓ２は、北米航空宇宙防衛司令部（ＮＯＲＡＤ）などから得られる衛星軌道情報が示すものである。このため、３次元位置ベクトルｐ_ｓ１，ｐ_ｓ２及び３次元速度ベクトルｖ_ｓ１，ｖ_ｓ２は誤差を含んでいる。その結果、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}は大きな誤差を含むため、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔの推定精度が低いものとなる。

第１の衛星１の実際の３次元速度ベクトルをｖ_{ｓ１，ｒｅａｌ}、第２の衛星２の実際の３次元速度ベクトルをｖ_{ｓ２，ｒｅａｌ}とすると、実際の３次元速度ベクトルｖ_{ｓ１，ｒｅａｌ}、ｖ_{ｓ２，ｒｅａｌ}は、以下の式（１０）〜（１１）のように表される。

式（１０）〜（１１）において、ｅｖ_ｓ１は第１の衛星１における速度誤差３次元ベクトル、ｅｖ_ｓ２は第２の衛星２における速度誤差３次元ベクトルである。
この実施の形態１では、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔの推定精度を高めるため、周波数差補正部４４が、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正し、測位部４５が、補正後のＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}であるＦＤＯＡ_{ｔ，ｃｏｍｐ}を用いて、ＴＧＴ局１１を測位するようにしている。

周波数差補正部４４のＣＡＬ局測位部６１は、ＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＴＤＯＡ_ｃ及びＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と、第１の衛星１及び第２の衛星２の軌道を示す衛星軌道情報とを用いて、ＣＡＬ局１２を粗測位し、ＣＡＬ局１２の粗測位結果を出力する（図６のステップＳＴ３）。ＣＡＬ局１２の粗測位処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。
ＣＡＬ局用計算部６２は、衛星軌道情報を用いて、ＣＡＬ局測位部６１によるＣＡＬ局１２の粗測位結果から、ＣＡＬ局１２についてのドップラ周波数差であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}を計算する（図６のステップＳＴ４）。ＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}の計算処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

ＦＤＯＡ差異計算部６３は、ＣＡＬ局用計算部６２がＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}を計算すると、ＣＡＬ局用計測部４３により計測されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}とＣＡＬ局用計算部６２により計算されたＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}との差分ε_ｃを計算する（図６のステップＳＴ５）。

式（１２）に示す差分ε_ｃを任意の地表面で計算することができれば、任意の地点において、差分ε_ｃを用いて、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正することが可能である。
しかしながら、式（１２）に示す差分ε_ｃを計算するには、第１の衛星１における速度誤差３次元ベクトルｅｖ_ｓ１と、第２の衛星２における速度誤差３次元ベクトルｅｖ_ｓ２とを必要とするが、速度誤差３次元ベクトルｅｖ_ｓ１，ｅｖ_ｓ２は、実際に得ることができず、何等かの仮定を置く必要がある。

図７は等ＦＤＯＡ曲線及びΔＦＤＯＡ曲線上のＴＧＴ局１１、ＣＡＬ局１２及びＲＥＦ局１３の位置を示す説明図である。
図７Ａは等ＦＤＯＡ曲線上のＴＧＴ局１１、ＣＡＬ局１２及びＲＥＦ局１３の位置を示し、図７ＢはΔＦＤＯＡ曲線上のＴＧＴ局１１、ＣＡＬ局１２及びＲＥＦ局１３の位置を示している。
図７ＢのΔＦＤＯＡ曲線は、衛星軌道情報が示す３次元速度ベクトルｖ_ｓ１，ｖ_ｓ２に誤差が含まれている場合の等ＦＤＯＡ曲線、即ち、衛星速度誤差によるＦＤＯＡ誤差曲線である。

図７Ａの等ＦＤＯＡ曲線において、ＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒは、ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ（ＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線）上に存在する。ＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ上に存在するのは、式（４）において、ｐ_ｔ＝ｐ_ｒのときに、ＦＤＯＡ＝０Ｈｚになることからも明らかである。
また、図７ＢのΔＦＤＯＡ曲線においても、ＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒは、ΔＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ上に存在する。ＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ上に存在するのは、式（１２）において、ｐ_ｔ＝ｐ_ｒのときに、ΔＦＤＯＡ＝０Ｈｚになることからも明らかである。
したがって、ＴＧＴ局１１が０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ上に存在する場合、衛星速度誤差によるＦＤＯＡ誤差が零であることを意味する。

この実施の形態１では、以下の仮定を置くものとする。
（仮定１）
ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０ＨｚであるＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線と、ΔＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線とは、概ね同じ位置に存在し、ＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線と、ΔＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線とは、概ね同じ方向を向いている。
（仮定２）
ΔＦＤＯＡ曲線は、ΔＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線からの距離に比例して値が増大し、０Ｈｚ線よりも右側の第１の領域と０Ｈｚ線よりも左側の第２の領域とでは、値の符号が逆になっている。

ＴＧＴ局測位部６４は、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＴＤＯＡ_ｔ及びＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}と、衛星軌道情報とを用いて、ＴＧＴ局１１を粗測位し、ＴＧＴ局１１の粗測位結果を出力する（図６のステップＳＴ６）。ＴＧＴ局１１の粗測位処理自体は公知の技術であるため詳細な説明を省略する。

距離計算部６５は、衛星軌道情報を用いて、ＣＡＬ局測位部６１により粗測位されたＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハット（明細書中では、電子出願の関係上、ｐ_ｃの文字の上に“＾”の記号を付することができないため、ｐ_ｃハットのように表記している）から、ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに至るまでの距離Ｌ_ｃを計算する（図６のステップＳＴ７）。
また、距離計算部６５は、衛星軌道情報を用いて、ＴＧＴ局測位部６４により粗測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから、０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに至るまでの距離Ｌ_ｔを計算する（図６のステップＳＴ７）。
図８は距離計算部６５により計算される距離Ｌ_ｃ，Ｌ_ｔを示す説明図である。
図８では、ＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに垂線ｃを下し、垂線ｃの長さを距離Ｌ_ｃとしている。
また、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚに垂線ｔを下し、垂線ｔの長さを距離Ｌ_ｔとしている。

ここで、ＴＧＴ局１１及びＣＡＬ局１２についてのΔＦＤＯＡと、垂線ｃの長さである距離Ｌ_ｃ及び垂線ｔの長さである距離Ｌ_ｔとの間には、以下の式（１３）又は式（１４）に示す関係が成立する。

式（１３）〜（１４）において、ε_ｔはＴＧＴ局１１のΔＦＤＯＡであり、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量に相当する。ε_ｃはＣＡＬ局１２のΔＦＤＯＡであり、ＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}とＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}との差分に相当する。

ΔＦＤＯＡは、図７Ｂに示すように、０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０ＨｚであるΔＦＤＯＡ＝０Ｈｚ線を境にして、値の符号が逆になる。このため、ＴＧＴ局１１とＣＡＬ局１２の位置関係に基づいて、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}から補正量ε_ｔを減算するのか、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}に補正量ε_ｔを加算するのかを決定する必要がある。
そこで、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１とＣＡＬ局１２の位置関係から、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）を決定する（図６のステップＳＴ８）。
即ち、符号決定部６６は、ＴＧＴ局測位部６４により粗測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットとＣＡＬ局測位部６１により粗測位されたＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハットから、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号を（ｓｉｇｎ）決定する。

以下、符号決定部６６による補正量ε_ｔの符号の決定処理を具体的に説明する。
ＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚよりも右側の第１の領域に存在していれば、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}は正側に誤差を持つことになる。
ＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚよりも左側の第２の領域に存在していれば、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}は負側に誤差を持つことになる。
一方、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔがＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃと同じ領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}は、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と同じ符号の誤差を持つことになる。このため、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号をマイナスに決定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}から補正量ε_ｔを減算するものとする。
即ち、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが第１の領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が正側に誤差を持ち、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが第２の領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が負側に誤差を持つことになる。このため、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号をマイナスに決定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}から補正量ε_ｔを減算するものとする。

ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔがＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃと異なる領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}は、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と異なる符号の誤差を持つことになる。このため、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号をプラスに決定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}に補正量ε_ｔを加算するものとする。
即ち、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔが第１の領域に存在し、ＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが第２の領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が正側に誤差を持ち、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}が負側に誤差を持つことになる。ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔが第２の領域に存在し、ＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃが第１の領域に存在していれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が負側に誤差を持ち、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}が正側に誤差を持つことになる。このため、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号をプラスに決定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}に補正量ε_ｔを加算するものとする。

ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃとが同じ領域に存在しているか否かの判定は、以下の式（１５）に示すように、垂線ベクトル（ｐ_ｃ−ｐ_ｐ，ｃ）と垂線ベクトル（ｐ_ｔ−ｐ_ｐ，ｔ）の内積から判定することができる。
垂線ベクトル（ｐ_ｃ−ｐ_ｐ，ｃ）は、ＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚの足点ｐ_ｐ，ｃに下した垂線ｃのベクトルである。
垂線ベクトル（ｐ_ｔ−ｐ_ｐ，ｔ）は、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚの足点ｐ_ｐ，ｔに下した垂線ｔのベクトルである。

以下の式（１５）では、垂線ベクトル（ｐ_ｃ−ｐ_ｐ，ｃ）と垂線ベクトル（ｐ_ｔ−ｐ_ｐ，ｔ）の内積が正の場合、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃとが同じ領域に存在していると判定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）をマイナスに決定する。
一方、垂線ベクトル（ｐ_ｃ−ｐ_ｐ，ｃ）と垂線ベクトル（ｐ_ｔ−ｐ_ｐ，ｔ）の内積が負の場合、符号決定部６６は、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃとが異なる領域に存在していると判定して、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}における補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）をプラスに決定する。

式（１５）において、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔは未知であるため、ＴＧＴ局測位部６４により粗測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットを用いる。
また、ＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃは既知であるが、ＴＧＴ局１１の位置Ｐ_ｔとの測位条件を合わせるため、ＣＡＬ局測位部６１により粗測位されたＣＡＬ局１２の位置Ｐ_ｃハットを用いる。
なお、粗測位は、ＦＤＯＡを補正せずに測位した結果であるが、ＴＧＴ局１１の粗測位結果の誤差及びＣＡＬ局１２の粗測位結果の誤差は、符号の決定に影響がない程度であると仮定する。

ここで、ＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハット及びＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚへの垂線ｃ，ｔの下し方を説明する。
図９はＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃハット及びＴＧＴ局１１の位置ｐ_ｔハットから０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚへの垂線ｃ，ｔの下し方を示す説明図である。
地球面上で、厳密な垂線を計算することは難しいため、この実施の形態１では、近似的にＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚ上への垂線ｃの足点ｐ_ｐ，ｃ及び垂線ｔの足点ｐ_ｐ，ｔを求めるものとする。
以下、ＣＡＬ局１２を例にとり、垂線ｃの足点ｐ_ｐ，ｃを求めて、垂線ｃを下す説明を行う。垂線ｔの足点ｐ_ｐ，ｔを求めて、垂線ｔを下す説明は同様であるため省略する。

符号決定部６６は、以下の式（１６）に示すように、ＣＡＬ局１２を通る第１の線分と、ＲＥＦ局１３を通る第２の線分とが直交する条件の下で、第１の線分と第２の線分とが交わる位置を探索する。

式（１６）において、Ｌｏｎ_ｒはＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒの緯度、Ｌａｔ_ｒはＲＥＦ局１３の位置ｐ_ｒの経度である。
Ｌｏｎ_ｃはＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｃの緯度、Ｌａｔ_ｃはＣＡＬ局１２の位置ｐ_ｒの経度である。
Ｌｏｎ_ｐ，ｃは第１の線分と第２の線分とが交わる位置の緯度、Ｌａｔ_ｐ，ｃは第１の線分と第２の線分とが交わる位置の経度である。

式（１６）を満足する複数の位置［Ｌｏｎ_ｐ，ｃ，Ｌａｔ_ｐ，ｃ］の点を繋ぐと円が描かれる。描かれる円について説明する。
以下、表記を簡単にするため、式（１６）を以下の式（１７）のように表記する。

式（１７）において、ａ＝Ｌｏｎ_ｒ、ｂ＝Ｌａｔ_ｒ、ｃ＝Ｌｏｎ_ｃ、ｄ＝Ｌａｔ_ｃ、ｘ＝Ｌｏｎ_ｐ，ｃ、ｙ＝Ｌａｔ_ｐ，ｃである。

以下の式（１８）〜（２０）のように、ｙ’，ｘ’，ｒ’を定義すると、以下の式（２１）〜（２３）が成立する。

式（２１）〜（２３）は、円の式であるため、式（２２）及び式（２３）におけるθを０から２πまで変化させて、ｘ’，ｙ’を計算すれば、以下の式（２４）〜（２５）より、ｘ，ｙを求めることができる。

符号決定部６６は、第１の線分と第２の線分とが交わる複数の位置［Ｌｏｎ_ｐ，ｃ，Ｌａｔ_ｐ，ｃ］を探索すると、第１の線分と第２の線分とが交わる複数の位置［Ｌｏｎ_ｐ，ｃ，Ｌａｔ_ｐ，ｃ］の点によって描かれる円上の位置の中から、ＦＤＯＡが０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚからの距離が一番短い位置を垂線ｃの足点ｐ_ｐ，ｃとして探索する。
具体的には、以下のようにして、垂線ｃの足点ｐ_ｐ，ｃを探索する。

まず、符号決定部６６は、ＦＤＯＡの緯度及び経度を、地球中心地球固定座標系に変換した値から計算する。
地球中心地球固定座標系と直交座標系の一般的な変換式は、以下の式（２６）のように表される。

式（２６）において、ｌｏｎ．Ｅは地球中心地球固定座標系の緯度、ｌａｔ．Ｎは地球中心地球固定座標系の経度である。

符号決定部６６は、円上の位置の中で、０ＨｚのラインＦＤＯＡ_０Ｈｚからの距離が一番短い位置を垂線ｃの足点ｐ_ｐ，ｃとして、以下の式（２７）〜（３０）による最適化問題の解から求める。

式（２９）〜（３０）において、ｘ_ｅｃｅｆは地球中心地球固定座標系におけるｘ方向の任意の位置、ｙ_ｅｃｅｆは地球中心地球固定座標系におけるｙ方向の任意の位置、ｚ_ｅｃｅｆは地球中心地球固定座標系におけるｙ方向の任意の位置である。

補正量計算部６７は、以下の式（３１）に示すように、ＦＤＯＡ差異計算部６３により計算された差分ε_ｃと、距離計算部６５により計算された距離Ｌ_ｃ，Ｌ_ｔと、符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）とから、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量ε_ｔを算出する（図６のステップＳＴ９）。

補正処理部６８は、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量ε_ｔを算出すると、符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）がマイナスであれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}から補正量ε_ｔの絶対値を減算することで、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する（図６のステップＳＴ１０）。
補正処理部６８は、符号決定部６６により決定された補正量ε_ｔの符号（ｓｉｇｎ）がプラスであれば、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}に補正量ε_ｔの絶対値を加算することで、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する（図６のステップＳＴ１０）。
以下の式（３２）は、ＴＧＴ局１１についての補正後のＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}であるＦＤＯＡ_{ｔ，ｃｏｍｐ}を表しており、補正処理部６８は、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｃｏｍｐ}を測位部４５に出力する。

図１０はＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正処理を示す説明図である。
図１０では、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡの計測値であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}と、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡの計算値であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｃａｌｃ}との差分がε_ｃであることを示している。
また、図１０では、ＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}の補正量ε_ｔを用いて、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}がＦＤＯＡ_{ｔ，ｃｏｍｐ}に補正されることを示している。
図１０において、ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハットは、測位部４５により推定されるＴＧＴ局１１の位置を示している。

測位部４５は、ＴＧＴ局用計測部４２により計測されたＴＤＯＡ_ｔと、周波数差補正部４４から出力された補正後のＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｃｏｍｐ}とを用いて、ＴＧＴ局１１を測位し、測位結果であるＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハットを表示器３１に表示させる（図６のステップＳＴ１１）。
即ち、測位部４５は、最小二乗法を用いて、式（３）、式（３２）及び式（９）をｐ_ｔについて解くことにより、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハットを推定し、ＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハットを表示器３１に表示させる。

図１１は図１の測位装置によるＴＧＴ局１１の測位結果のシミュレーション例を示す説明図である。
図１１において、△は図１の測位装置により測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハットを示している。
図１２は図１の測位装置により測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハット付近の拡大図である。
図１２において、〇はＴＧＴ局１１の位置の真値、△は図１の測位装置により測位されたＴＧＴ局１１の位置ｐ_{ｔ，ｃｏｍｐ}ハット、□はＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が補正されずに測位された場合のＴＧＴ局１１の位置を示している。
図１２より、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}が補正されることで、ＴＧＴ局１１の測位結果がＴＧＴ局１１の位置の真値に近づいていることが分かる。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、周波数差計測部４１により計測されたＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を用いて、ＴＧＴ局１１についてのＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}を補正する周波数差補正部４４を設け、測位部４５が、周波数差補正部４４による補正後のＦＤＯＡ_{ｔ，ｏｂｓ}であるＦＤＯＡ_{ｃ，ｃｏｍｐ}を用いて、ＴＧＴ局１１を測位するように構成したので、衛星マヌーバ時に第１の衛星１又は第２の衛星２の軌道が変化しても、測位精度の劣化を招くことなく、ＴＧＴ局１１を測位することができる効果を奏する。
即ち、この実施の形態１によれば、ＣＡＬ局１２についてのＦＤＯＡ_{ｃ，ｏｂｓ}を１回計測すればよく、１日程度の長時間計測を行う必要がないため、衛星マヌーバ時に第１の衛星１又は第２の衛星２の軌道が変化しても、軌道の変化に対処することができる。よって、衛星マヌーバ時に第１の衛星１又は第２の衛星２の軌道が変化しても、測位精度の劣化を招くことなく、ＴＧＴ局１１を測位することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

この発明は、干渉局を測位する測位装置及び測位方法に適している。

１ 第１の衛星、２ 第２の衛星、１１ ＴＧＴ局（干渉局）、１２ ＣＡＬ局（電波送信源）、１３ ＲＥＦ局（電波送信源）、２０ 電波受信部、２１，２２ 受信アンテナ、２３，２４ バンドパスフィルタ、２５ 局部発振器、２６，２７ ダウンコンバータ、２８，２９ Ａ／Ｄコンバータ、３０ 測位処理器、３１ 表示器、４１ 周波数差計測部、４２ ＴＧＴ局用計測部、４３ ＣＡＬ局用計測部、４４ 周波数差補正部、４５ 測位部、５１ ＴＧＴ局用計測回路、５２ ＣＡＬ局用計測回路、５３ 周波数差補正回路、５４ 測位回路、６１ ＣＡＬ局測位部、６２ ＣＡＬ局用計算部、６３ ＦＤＯＡ差異計算部、６４ ＴＧＴ局測位部、６５ 距離計算部、６６ 符号決定部、６７ 補正量計算部、６８ 補正処理部、７１ メモリ、７２ プロセッサ。

Claims (5)

1. 測位対象の電波送信源である干渉局から送信された電波である干渉電波及び位置が既知の電波送信源であるＣＡＬ局から送信された電波であるＣＡＬ局電波のそれぞれを第１の衛星及び第２の衛星経由で受信する電波受信部と、
   前記電波受信部によって、前記第１の衛星経由で受信された干渉電波と前記第２の衛星経由で受信された干渉電波とのドップラ周波数差である第１のドップラ周波数差と、前記第１の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波と前記第２の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波とのドップラ周波数差である第２のドップラ周波数差とを計測する周波数差計測部と、
   前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差を用いて、前記第１のドップラ周波数差を補正する周波数差補正部と、
   前記周波数差補正部により補正された第１のドップラ周波数差を用いて、前記干渉局を測位する測位部と
   を備え、
   前記周波数差補正部は、
   前記第１及び第２の衛星の軌道を示す衛星軌道情報を用いて、前記第２のドップラ周波数差を計算し、
   前記ＣＡＬ局を粗測位するとともに、前記干渉局を粗測位し、
   前記第２のドップラ周波数差の計算値と前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差との差分と、粗測位した前記ＣＡＬ局の位置からドップラ周波数差が０Ｈｚのラインに至るまでの距離と、粗測位した前記干渉局の位置から前記０Ｈｚのラインに至るまでの距離とから、前記第１のドップラ周波数差の補正量を算出することを特徴とする測位装置。
2. 前記周波数差補正部は、前記ＣＡＬ局を通る第１の線分と、位置が既知の電波送信源であるＲＥＦ局を通る第２の線分とが直交する条件の下で、前記第１の線分と前記第２の線分とが交わる複数の位置の中から、前記０Ｈｚのラインからの距離が一番短い位置を探索し、前記ＣＡＬ局の位置から前記０Ｈｚのラインに至るまでの距離として、前記ＣＡＬ局の位置と前記探索した位置との距離を求めるとともに、前記干渉局の位置から前記０Ｈｚのラインに至るまでの距離として、前記干渉局の位置と前記探索した位置との距離を求めることを特徴とする請求項１記載の測位装置。
3. 測位対象の電波送信源である干渉局から送信された電波である干渉電波及び位置が既知の電波送信源であるＣＡＬ局から送信された電波であるＣＡＬ局電波のそれぞれを第１の衛星及び第２の衛星経由で受信する電波受信部と、
   前記電波受信部によって、前記第１の衛星経由で受信された干渉電波と前記第２の衛星経由で受信された干渉電波とのドップラ周波数差である第１のドップラ周波数差と、前記第１の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波と前記第２の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波とのドップラ周波数差である第２のドップラ周波数差とを計測する周波数差計測部と、
   前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差を用いて、前記第１のドップラ周波数差を補正する周波数差補正部と、
   前記周波数差補正部により補正された第１のドップラ周波数差を用いて、前記干渉局を測位する測位部と
   を備え、
   前記周波数差補正部は、前記第１及び第２の衛星の軌道を示す衛星軌道情報を用いて、前記第２のドップラ周波数差を計算し、前記第２のドップラ周波数差の計算値と前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差とから、前記第１のドップラ周波数差の補正量を算出し、
   前記干渉局と前記ＣＡＬ局の位置関係から前記周波数差計測部により計測された第１のドップラ周波数差における補正量の符号を決定し、前記補正量の符号がマイナスであれば、前記第１のドップラ周波数差から前記補正量の絶対値を減算することで、当該第１のドップラ周波数差を補正し、前記補正量の符号がプラスであれば、前記周波数差計測部により計測された第１のドップラ周波数差に前記補正量の絶対値を加算することで、当該第１のドップラ周波数差を補正することを特徴とする測位装置。
4. 前記周波数差補正部は、ドップラ周波数差が０Ｈｚのラインを境にして存在している２つの領域が第１の領域と第２の領域であるとき、前記干渉局と前記ＣＡＬ局が存在している領域が前記第１の領域、あるいは、前記干渉局と前記ＣＡＬ局が存在している領域が前記第２の領域であれば、前記補正量の符号をマイナスに決定し、前記干渉局が存在している領域が前記第１の領域で、前記ＣＡＬ局が存在している領域が前記第２の領域、あるいは、前記干渉局が存在している領域が前記第２の領域で、前記ＣＡＬ局が存在している領域が前記第１の領域であれば、前記補正量の符号をプラスに決定することを特徴とする請求項３記載の測位装置。
5. 電波受信部が、測位対象の電波送信源である干渉局から送信された電波である干渉電波及び位置が既知の電波送信源であるＣＡＬ局から送信された電波であるＣＡＬ局電波のそれぞれを第１の衛星及び第２の衛星経由で受信し、
   周波数差計測部が、前記電波受信部によって、前記第１の衛星経由で受信された干渉電波と前記第２の衛星経由で受信された干渉電波とのドップラ周波数差である第１のドップラ周波数差と、前記第１の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波と前記第２の衛星経由で受信されたＣＡＬ局電波とのドップラ周波数差である第２のドップラ周波数差とを計測し、
   周波数差補正部が、前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差を用いて、前記第１のドップラ周波数差を補正し、
   測位部が、前記周波数差補正部により補正された第１のドップラ周波数差を用いて、前記干渉局を測位し、
   前記周波数差補正部が、
   前記第１及び第２の衛星の軌道を示す衛星軌道情報を用いて、前記第２のドップラ周波数差を計算し、
   前記ＣＡＬ局を粗測位するとともに、前記干渉局を粗測位し、
   前記第２のドップラ周波数差の計算値と前記周波数差計測部により計測された第２のドップラ周波数差との差分と、粗測位した前記ＣＡＬ局の位置からドップラ周波数差が０Ｈｚのラインに至るまでの距離と、粗測位した前記干渉局の位置から前記０Ｈｚのラインに至るまでの距離とから、前記第１のドップラ周波数差の補正量を算出する
   測位方法。

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