JP6785416B2 - 座標出力方法および座標出力装置 - Google Patents

Description

本開示は、移動体の座標を出力する座標出力方法および座標出力装置に関する。

従来、静止状態の対象物を高精度に測量するために、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）法による干渉測位が利用されている。このＲＴＫ法による干渉測位を、移動体の測位に適用することにより、移動体の高精度な測位を実現することが期待されている。

例えば、特許文献１には、ＲＴＫ方式のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機を用いた移動体の位置計測装置が開示されている。この装置では、通常は、ＧＰＳデータから特定される移動体の位置及び方位に基づいて自動走行が行われるが、ＧＰＳデータの受信状態が良くない場合には、ジャイロ及び車速センサ等による慣性航法に切り替えられる。

特開２００４−２６４１８２号公報

本開示は、ＲＴＫ法による干渉測位を移動体の測位に適用した場合に、フロート解の測位誤差（飛び）の影響を抑えることのできる座標出力方法を提供する。

本開示における座標出力方法は、移動体の以前の座標と前記移動体の速度に関する情報とに基づいて、前記移動体の現在の座標を推測し、所定地点に設置された基地局の測位データと前記移動体に搭載された測位局の測位データに基づいて干渉波測位を実行することにより、フィックス解またはフロート解のいずれかとして、前記移動体の現在の座標を算出し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出された場合は前記フィックス解として算出された前記移動体の現在の座標を出力し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間を判定し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を出力する。

また、本開示における座標出力装置は、プロセッサと、記憶部と、出力部と、を有し、前記プロセッサは、移動体の以前の座標と前記移動体の速度に関する情報とに基づいて、前記移動体の現在の座標を推測し、所定地点に設置された基地局の測位データと前記移動体に搭載された測位局の測位データに基づいて干渉波測位を実行することにより、フィックス解またはフロート解のいずれかとして、前記移動体の現在の座標を算出し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出された場合は前記フィックス解として算出された前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間を判定して前記記憶部へ記録し、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力する。

本開示における座標出力方法および座標出力装置は、ＲＴＫ法による干渉測位を移動体の測位に適用した場合に、フロート解の測位誤差（飛び）の影響を抑えるのに有効である。

図１は、実施の形態１における測位システムの概念図である。 図２は、実施の形態１における基地局のブロック図である。 図３は、実施の形態１における測位局のブロック図である。 図４は、実施の形態１における測位局のプロセッサの機能ブロック図である。 図５は、実施の形態１におけるフロート解の測位誤差（飛び）の説明図である。 図６は、実施の形態１における座標出力の例を説明する図である。 図７は、実施の形態１における座標出力の他の例を説明する図である。 図８は、実施の形態１における測位処理を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態２におけるフロート解の測位誤差（飛び）の説明図である。 図１０は、実施の形態２における座標出力の原理を説明する図である。 図１１は、実施の形態２における閾値の変更の一例を示す図である。 図１２は、実施の形態２における閾値の変更の他の例を示す図である。 図１３は、実施の形態２における測位処理を示すフローチャートである。

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における測位システムの概念図である。測位システム１００は基地局１１０と測位局１２０を備えている。基地局１１０は、地球上の座標が既知である箇所に設置される。測位局１２０は、座標を求める対象である移動体（例えば車両など）に設置される。システム１００は、測位局１２０の測位を行って、測位局１２０の地球上の座標を求める。座標は、例えば、緯度・経度・高度の三次元座標であるが、緯度・経度などの二次元座標であってもよい。

基地局１１０および測位局１２０は、測位衛星（図示せず）からの測位信号を受信する。例えば、測位衛星はＧＰＳ衛星である。基地局１１０は、受信した測位信号に基づいて測位データを生成する。基地局１１０は、生成された測位データを測位局１２０に送る。測位局１２０は、受信した測位データ及び測位局１２０が生成した測位データなどを用いてＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）法による干渉測位を行う。測位局１２０には測位用の専用端末や、専用ソフトをインストールしたコンピュータなどが含まれる。例えば、測位局１２０には、測位専用端末、測位機能を有するパーソナルコンピュータ、測位機能を有するスマートフォンまたはタブレット、測位サービスを行うサーバーなどが含まれる。

図２は、実施の形態１における基地局１１０のブロック図である。基地局１１０は、プロセッサ２０１と記憶部２０２と入力部２０３と出力部２０４と通信部２０５と受信部２０６とバス２１０を備えている。

プロセッサ２０１は、バス２１０を介して基地局１１０の他の要素を制御する。プロセッサ２０１は、一例として汎用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて構成することができる。また、プロセッサ２０１は、所定のプログラムを実行することができる。基地局１１０において、プロセッサ２０１が所定のプログラムを実行することにより、測位信号に基づいて測位データが生成される。

記憶部２０２は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部２０２は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部２０２は、物理的に複数配置されても良い。記憶部２０２としては、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）が用いられる。

入力部２０３は、外部からの情報を受け付ける。入力部２０３が受け付ける外部からの情報には、基地局１１０の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。入力部２０３は、一例としてキーボード等の入力インターフェースを用いて構成することができる。

出力部２０４は、外部へ情報を提示する。出力部２０４が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。出力部２０４は、一例としてディスプレイ等の既存の出力インターフェースを用いて構成することができる。

通信部２０５は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部２０５が通信する対象（通信対象）の機器には、測位局１２０が含まれる。通信部２０５は、一例として無線ＬＡＮ通信網、３Ｇ通信網など既存の通信網と通信可能な通信インターフェースを用いて構成することができる。

受信部２０６は、測位衛星からの測位信号を受信する。本実施の形態では、測位衛星の一例としてＧＰＳ衛星が用いられる。ＧＰＳ衛星は、測位信号としてＬ１信号（１５７５．４２ＭＨｚ）、Ｌ２信号（１２２７．６０ＭＨｚ）等を送信する。

以上に挙げられた基地局１１０の構成は一例である。基地局１１０の各構成要素の一部を統合して構成することもできる。基地局１１０の各構成要素の一部を複数の要素に分割して構成することもできる。基地局１１０の各構成要素の一部を省略することもできる。基地局１１０に他の要素を付加して構成することもできる。また、本開示の基地局１１０は国等の自治体が設置した基準局を含む。

図３は、実施の形態１における測位局１２０のブロック図である。測位局１２０は、プロセッサ３０１と記憶部３０２と入力部３０３と出力部３０４と通信部３０５と受信部３０６とバス３１０を備えている。

プロセッサ３０１は、バス３１０を介して測位局１２０の他の要素を制御する。プロセッサ３０１は、一例として汎用ＣＰＵを用いて構成することができる。また、プロセッサ３０１は、所定のプログラムを実行することができる。測位局１２０において、プロセッサ３０１が所定のプログラムを実行することにより、測位信号に基づいて測位データが生成される。

記憶部３０２は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部３０２は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部３０２は、物理的に複数配置されても良い。記憶部３０２としては、例えば、ＤＲＡＭやＨＤＤやＳＳＤが用いられる。

入力部３０３は、外部からの情報を受け付ける。入力部３０３が受け付ける外部からの情報には、測位局１２０の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。入力部３０３は、一例としてキーボード等の入力インターフェースを用いて構成することができる。

出力部３０４は、外部へ情報を提示する。出力部３０４が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。出力部３０４は、一例としてディスプレイ等の既存の出力インターフェースを用いて構成することができる。

通信部３０５は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部３０５が通信する対象（通信対象）の機器には、基地局１１０が含まれる。通信部３０５は、一例として無線ＬＡＮ通信網、３Ｇ通信網など既存の通信網と通信可能な通信インターフェースを用いて構成することができる。

受信部３０６は、測位衛星からの測位信号を受信する。本実施の形態では、測位衛星の一例としてＧＰＳ衛星が用いられる。ＧＰＳ衛星は、測位信号としてＬ１信号（１５７５．４２ＭＨｚ）、Ｌ２信号（１２２７．６０ＭＨｚ）等を送信する。

以上に挙げられた測位局１２０の構成は一例である。測位局１２０の各構成要素の一部を統合して構成することもできる。測位局１２０の各構成要素の一部を複数の要素に分割して構成することもできる。測位局１２０の各構成要素の一部を省略することもできる。測位局１２０に他の要素を付加して構成することもできる。

本実施の形態では、測位局１２０のプロセッサ３０１が移動体の座標を出力する機能を備えている。ここで、測位局１２０のプロセッサ３０１の機能について、図面を参照しながら詳しく説明する。

図４は、測位局１２０のプロセッサ３０１の機能ブロック図である。図４に示すように、プロセッサ３０１は、座標推測部４０１と座標算出部４０２と座標出力部４０３と連続推測判定部４０４と閾値変更部４０５とフィックス解連続判定部４０６と信頼度決定部４０７を備えている。

座標推測部４０１は、移動体の以前の座標と移動体の速度に関する情報とに基づいて、移動体の現在の座標を推測する機能を備えている。移動体の以前の座標とは、例えば、前回（すなわち、１エポック前に）出力された座標である。プロセッサ３０１は、１エポック毎に移動体の座標を出力する。なお本開示において移動体の以前の座標と対比する意味で「移動体の現在の座標」という語を用いるが、「移動体の現在の座標とは」「移動体の以前の座標」より後に移動体が存在すると推測される座標を意味し、「現在」は必ずしも座標出力装置が動作している時刻を意味するものではない。エポックは、データ取得の間隔（周期）を表す時間単位である。例えば、５Ｈｚで動作する場合、１秒間に５つのデータが取得されるため、１エポックは０．２秒となる。移動体の速度に関する情報は、例えば、測位データ（後述する）に含まれるドップラー周波数から算出した移動体の速度、または、移動体に備えられた速度検出モジュール（図示せず）から出力される移動体の速度である。速度の情報は、例えば「南方向に秒速Ｘメートル、東方向に秒速Ｙメートル、高さ方向に秒速Ｚメートル」など所定の次元に対する単位時間当たりの移動量の対で定義される情報である。座標推測部４０１は、移動体の以前の座標（例えば、１エポック前の座標）に、移動体の速度から得られる１エポック分の移動量を加算して、移動体の現在の座標を推測する。このようにして推測された座標は、推測航法座標あるいはＤＲ解（Ｄｅａｄ Ｒｅｃｋｏｎｉｎｇ解）とも呼ばれる。

座標算出部４０２は、所定地点に設置された基地局１１０の測位データと移動体に搭載された測位局１２０の測位データとに基づいて干渉波測位（例えば、ＲＴＫ演算処理）を実行することにより、フィックス解またはフロート解として、移動体の現在の座標を算出する機能を備えている。

ここで、測位データについて説明を行う。本実施の形態において、測位データには、擬似距離情報と搬送波位相情報とドップラー周波数情報が含まれる。

擬似距離情報とは、衛星と自身（基地局１１０および測位局１２０）との距離に関する情報である。擬似距離情報は、プロセッサ（基地局１１０のプロセッサ２０１および測位局１２０のプロセッサ３０１）が測位信号を解析することで生成することができる。プロセッサは、（１）測位信号が搬送したコードのパターンと自身が生成したコードのパターンとの相違と、（２）測位信号に含まれるメッセージ（ＮＡＶＤＡＴＡ）に含まれる衛星の信号生成時刻と自身の信号受信時刻、の２つに基づいて測位信号の到達時間を求めることができる。プロセッサは、当該到達時間に光速を掛けることで衛星との擬似距離を求めることができる。この距離には衛星のクロックと自身のクロックとの相違等に起因する誤差が含まれる。通常、この誤差を軽減させるために少なくとも４つの衛星に対して擬似距離情報が生成される。

搬送波位相情報とは、自身（基地局１１０および測位局１２０）が受信した測位信号の位相である。測位信号（Ｌ１信号、Ｌ２信号等）は所定の正弦波である。搬送波位相情報は、プロセッサ（基地局１１０のプロセッサ２０１および測位局１２０のプロセッサ３０１）が測位信号を解析することで生成することができる。

ドップラー周波数情報とは、衛星と自身（基地局１１０および測位局１２０）との相対的な速度に関する情報である。ドップラー周波数情報は、プロセッサ（基地局１１０のプロセッサ２０１および測位局１２０のプロセッサ３０１）が測位信号を解析することで生成することができる。

以上のようにして、基地局１１０のプロセッサ２０１および測位局１２０のプロセッサ３０１によって、それぞれ測位データが生成される。

次に、ＲＴＫ演算処理について説明する。ＲＴＫ演算処理は干渉測位の一つであるＲＴＫ法を実行する演算処理である。

ＲＴＫ法は、測位衛星が送信する測位信号の搬送波位相積算値を用いて測位局１２０の測位を行う。搬送波位相積算値とは、衛星からある地点までの（１）測位信号の波の数と（２）位相との和である。搬送波位相積算値が求まれば、測位信号の周波数（および波長）が既知であるので、衛星からある地点までの距離を求めることができる。測位信号の波の数は未知数であるので整数値バイアスと呼ばれる。

ＲＴＫ法を実行するにあたって重要なことは、ノイズの除去と、整数値バイアスの推定である。

ＲＴＫ法においては、二重差と呼ばれる差を演算することでノイズの除去を行う。二重差とは、２つの衛星に対する１つの受信機の搬送波位相積算値の差（一重差）を２つの受信機（本実施の形態においては、基地局１１０と測位局１２０）の間でそれぞれ算出した値の差である。本実施の形態においては、ＲＴＫ法を用いた測位のために少なくとも４つの衛星を使用する。よって、少なくとも４つの衛星の組み合わせ分だけ二重差を演算することになる。この演算においては、基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データが用いられる。

ＲＴＫ法においては、整数値バイアスの推定を様々な方法で行うことができる。一例として、本実施の形態では、（１）最小二乗法によるフロート（ＦＬＯＡＴ）解の推定、および、（２）フロート解に基づくフィックス（ＦＩＸ）解の検定という手順を実行することにより、整数値バイアスの推定を行う。

最小二乗法によるフロート解の推定は、時間単位毎に生成した二重差の組み合わせを用いて連立方程式を作成し、作成した連立方程式を最小二乗法によって解くことで実行される。連立方程式は、エポックと呼ばれる時間単位毎に生成される。この演算においては、基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データおよび基地局１１０の既知の座標が用いられる。このようにして求められた整数値バイアスの推定値をフロート解と呼ぶ。

以上のようにして求められたフロート解は実数であるのに対して、整数値バイアスの真の値は整数である。よって、フロート解を丸めることで整数値にする作業が必要になる。しかし、フロート解を丸める組み合わせには複数通りの候補が考えられる。よって、どの候補が正しい整数値であるかを検定する必要がある。検定によって整数値バイアスとしてある程度確からしいとされた解をフィックス解と呼ぶ。なおここでの検定は後述する信頼度決定部４０７での信頼度を用いて行われる。フィックス解が定まることを「整数アンビギュイティが決定された」とも呼ぶ。なお、整数値の候補の絞込みを効率化するために、基地局１１０の測位データが用いられる。

図４に戻って、プロセッサ３０１の構成の説明を続ける。座標出力部４０３は、移動体の現在の座標がフィックス解として算出された場合には、移動体の現在の座標としてフィックス解を出力する。

ここで、本実施の形態の座標出力の原理を図面を参照して説明する。図５に示すように、ＲＴＫ法による干渉測位を移動体の測位に単に適用すると、フロート解に測位誤差（飛び）が生じる場合がある。図５の例では、時刻ｔ０からｔ４にかけてはフィックス解が得られて出力されているが、時刻ｔ５からｔ１２にかけてはフィックス解が得られずフロート解が出力されている。時刻ｔ１３からｔ１４にかけては再びフィックス解が得られて出力されている。なお、図５〜７では、フィックス解は四角印、フロート解は三角印、ＤＲ解は丸印で図示される。また、出力される解は黒塗り、出力されない解は白塗りで図示される。図５からわかるように、時刻ｔ５からｔ１２にかけて（特に時刻ｔ５において）大きな測位誤差が生じている。

そこで、本実施の形態では、図６に示すように、所定の条件を満たした場合には、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力する。例えば、フィックス解が連続して所定時間（所定時間１）以上選択されている場合には、フィックス解が得られていなければ、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力する。図６の例では、時刻ｔ０からｔ３の間（所定時間１）連続してフィックス解が選択されており、時刻ｔ４以降はＤＲ解を選択できるようになる。時刻ｔ４では、フィックス解が得られているためＤＲ解は選択されないが、時刻ｔ５からｔ１０にかけては、フィックス解が得られていないためＤＲ解が選択され、移動体の現在の座標として出力される。

なお、この場合、ＤＲ解が連続して所定時間（所定時間２）以上選択されている場合には、ＤＲ解の誤差の累積を考慮して、フィックス解が得られていない場合でも、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力しない為、フロート解を出力する。図６の例では、時刻ｔ５からｔ１０の間（所定時間２）連続してＤＲ解が選択される。したがって、時刻ｔ１１では、ＤＲ解は選択されず、フロート解が選択される。

また、ＤＲ解を選択できるようになっている場合でも、フィックス解が得られていれば、ＤＲ解を出力せずにフィックス解を出力する。図７の例では、時刻ｔ０からｔ３の間（所定時間１）連続してフィックス解が選択されており、時刻ｔ４以降はＤＲ解を選択できるようになる。そして、時刻ｔ５からｔ８まで連続してＤＲ解が選択されているが、時刻ｔ９においてフィックス解が得られているため、この場合には、時刻ｔ９の移動体の現在の座標としてフィックス解が出力される。

連続推測判定部４０４は、速度に関する情報から推測した移動体の現在の座標が所定回数以上連続して出力されたか否かを判定する機能を備えている。本実施の形態では、連続推測判定部４０４は、ＤＲ解が所定回数以上連続して出力されたか否かを判定する。座標出力部４０３は、ＤＲ解が所定回数以上連続して出力したと判定された場合には、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。所定回数は、時間で（すなわち所定時間として）定めることも可能である。上述のように座標の出力は１エポック毎に行われる。１エポックが０．２秒である場合、例えば、所定回数は３００回であり、所定時間（図８における所定時間２）は６０秒である。

フィックス解連続判定部４０６は、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されなかった場合に、それ以前に移動体の現在の座標が所定回数以上連続してフィックス解として算出されていたか否かを判定する機能を備えている。本実施の形態では、フィックス解連続判定部４０６は、移動体の現在の座標が所定回数以上連続してフィックス解として算出されていたか否かを判定する。座標出力部４０３は、所定回数以上連続してフィックス解として出力されていたと判定された場合には、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力し、所定回数以上連続してフィックス解として出力されていたと判定されなかった場合には、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。この所定回数も、時間で（すなわち所定時間として）定めることも可能である。上述のように座標の出力は１エポック毎に行われる。１エポックが０．２秒である場合、例えば、所定回数は１００回であり、所定時間（図８における所定時間１）は２０秒である。

信頼度決定部４０７は、干渉波測位によるフィックス解の算出の信頼度を決定する機能を備えている。信頼度とは、ＲＴＫ演算の解を用いることで算出される測位結果が真の値に近いか否かを統計的に示す度数である。本実施の形態では、信頼度としてＡＲ（Ａｍｂｉｕｉｔｙ Ｒａｔｉｏ）値が用いられる。信頼度決定部４０７は、ＲＴＫ測位演算を実行する毎にＡＲ値を算出する。座標出力部４０３は、ＡＲ値が所定値（例えば３．０）より低い場合には、フロート解を移動体の現在の座標として出力し、ＡＲ値が所定値（例えば３．０）より高い場合には、フィックス解を移動体の現在の座標として出力する。

［１−２．動作］
以上のように構成した測位システム１００が行う測位処理を説明する。図８は、実施の形態１における測位処理を示すフローチャートである。

なお、本実施の形態では、測位局１２０のプロセッサ３０１が測位処理を行う例を説明する。ただし、本開示の測位処理は、測位局１２０そのものによって行われるものに限定されない。測位処理は、測位システム１００の内部に追加された汎用コンピュータによって実行されても良い。

図８に示すように、ステップＳ８０１において、プロセッサ３０１は測位処理を開始する。測位処理を開始するタイミングは、任意に決めることができる。例えば、測位局１２０の電源が投入された際に、プロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。また、測位局１２０の入力部３０３によって測位処理を開始するコマンドが入力された際に、プロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。

ステップＳ８０２において、プロセッサ３０１は、基地局１１０および測位局１２０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、通信部３０５を介して基地局１１０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、受信した基地局１１０の測位データを逐次取得する。プロセッサ３０１は、取得した基地局１１０の測位データを記憶部３０２に記録する。基地局１１０の測位データは、基地局１１０のプロセッサ２０１が生成したものである。基地局１１０のプロセッサ２０１は受信部２０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成する。また、プロセッサ３０１は、受信部３０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成することにより、測位局１２０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、取得した測位局１２０の測位データを記憶部３０２に記録する。

ステップＳ８０３において、測位局１２０の速度と１エポック前の測位結果（出力された座標）から、移動体の現在の座標としてＤＲ解が算出（推測）される。また、ステップＳ８０４において、ＲＴＫ演算処理が実行され、移動体の現在の座標としてフィックス解またはフロート解が算出される。そして、このステップＳ８０４では、搬送波位相の整数アンビギュイティが定まるか否か、すなわちフィックス解が求まるか否かが判定される。本実施の形態ではＲＴＫ演算処理で得られた解のＡＲ値が例えば３．０以上であればアンビギュイティが決定した（フィックス解を算出した）とする。

ステップＳ８０４で整数アンビギュイティが定まった場合、すなわち、移動体の現在の座標としてフィックス解が求められた場合には、ステップＳ８０５において、フィックス解が測位結果として出力され、ステップＳ８０６において、フィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が更新（インクリメント）される。そして、ステップＳ８０７において、フィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいか否かの判定が行われる。例えば、所定回数は１００回であり、所定時間（図８における所定時間１）は２０秒である。

ステップＳ８０７でフィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいと判定された場合には、ステップＳ８０８において、ＡＲ値が所定値（例えば、５．０）より大きいか否かの判定が行われる。ステップＳ８０８でＡＲ値が所定値より大きいと判定された場合には、ステップＳ８０９において、ＤＲ選択フラグが有効に設定される。一方、ステップＳ８０７でフィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいと判定された場合、あるいは、ステップＳ８０８でＡＲ値が所定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ８１０において、ＤＲ選択フラグが無効に設定される。

その後、ステップＳ８１１において、ＤＲ解の連続選択時間をクリアする。そして、ステップＳ８１２において、測位処理終了命令が割り込んだか否かを判定する。測位処理終了命令が割り込まなければ、ステップＳ８０２に戻って測位処理を繰り返す。測位処理終了命令が割り込んだら、ステップＳ８１３において、測位処理を終了する。

一方、ステップＳ８０４で整数アンビギュイティが定まらなかった場合、すなわち、移動体の現在の座標としてフィックス解が求められなかった場合には、ステップＳ８１４において、フィックス解の連続選択時間をクリアする。そして、ステップＳ８１５において、ＤＲ選択フラグが有効であるか否かの判定が行われる。

ステップＳ８１５でＤＲ選択フラグが有効でない（無効である）と判定された場合には、ステップＳ８１６において、フロート解が測位結果として出力される。その後、ステップＳ８１０へ進み、ＤＲ選択フラグを無効にする。

ステップＳ８１５でＤＲ選択フラグが有効であると判定された場合には、ステップＳ８１７において、ＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいか否かの判定が行われる。例えば、所定回数は３００回であり、所定時間（図８における所定時間２）は６０秒である。

ステップＳ８１７でＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいと判定された場合には、ステップＳ８１６へ進み、フロート解が測位結果として出力される。一方、ステップＳ８１７でＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいと判定された場合には、ステップＳ８１８において、ＤＲ解が測位結果として出力され、ステップＳ８１９において、ＤＲ解の連続選択時間が更新（インクリメント）される。

なお、上記のステップＳ８０６からＳ８１０までの処理は、必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。ステップＳ８０６からＳ８１０までの処理を省略した場合には、ステップＳ８１４およびステップＳ８１５の処理も省略される。また、ステップＳ８０７の判定処理とステップＳ８０８の判定処理は、いずれか一方だけが行われてもよい。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態では、移動体の以前の座標と移動体の速度に関する情報とに基づいて、移動体の現在の座標を推測し、所定地点に設置された基地局の測位データと移動体に搭載された測位局の測位データに基づいて干渉波測位を実行することにより、フィックス解またはフロート解のいずれかとして、移動体の現在の座標を算出し、移動体の現在の座標がフィックス解として算出された場合はフィックス解として算出された移動体の現在の座標を出力し、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されていた時間を判定し、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されなかった場合には、速度に関する情報から推測した移動体の現在の座標を出力する。これにより、フロート解の測位誤差（飛び）の影響を抑えることができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。そこで以下、他の実施の形態を説明する。

（実施の形態２）
以下、図９〜１３を用いて、実施の形態２を説明する。ここでは、実施の形態２における測位システムが、実施の形態１と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、実施の形態１と同様である。

［２−１．構成］
図４は、本実施の形態の測位局１２０のプロセッサ３０１の機能ブロック図である。図４に示すように、プロセッサ３０１は、座標推測部４０１と座標算出部４０２と座標出力部４０３と連続推測判定部４０４と閾値変更部４０５とフィックス解連続判定部４０６と信頼度決定部４０７を備えている。

本実施の形態では、座標出力部４０３は、移動体の現在の座標がフィックス解として算出された場合には、移動体の現在の座標としてフィックス解を出力する。一方、座標出力部４０３は、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されなかった場合には、フロート解またはＤＲ解のいずれかを、移動体の現在の座標として出力する。この場合、ＤＲ解とフロート解との乖離（ＤＲ解とフロート解の座標間の距離）が所定の閾値より大きければ、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力し、乖離が所定の閾値より小さければ、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。

ここで、本実施の形態の座標出力の原理を図面を参照して説明する。図９に示すように、ＲＴＫ法による干渉測位を移動体の測位に単に適用すると、フロート解に測位誤差（飛び）が生じる場合がある。図９の例では、時刻ｔ０からｔ３にかけては実際の移動軌跡に近いフロート解が得られているが、時刻ｔ４からｔ７にかけて（特に時刻ｔ４において）大きな測位誤差が生じている。なお、図９〜１２でも、フロート解は三角印、ＤＲ解は丸印で図示される。また、出力される解は黒塗り、出力されない解は白塗りで図示される。

そこで、本実施の形態では、図１０に示すように、ＤＲ解とフロート解との乖離（ＤＲ解とフロート解の座標間の距離）が所定の閾値より大きければ、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力し、乖離が所定の閾値より小さければ、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。図１０〜１２では、閾値がＤＲ解を中心とする破線円で図示される。図１０の例では、時刻ｔ１からｔ３、ｔ８およびｔ９において、ＤＲ解とフロート解との乖離が閾値より小さいため（フロート解が破線円の内部に位置しているため）、フロート解が移動体の現在の座標として出力されている。一方、時刻ｔ４からｔ７にかけては、ＤＲ解とフロート解との乖離が閾値より大きいため（フロート解が破線円の外部に位置しているため）、ＤＲ解が移動体の現在の座標として出力されている。

連続推測判定部４０４は、速度に関する情報から推測した移動体の現在の座標が所定回数以上連続して出力されたか否かを判定する機能を備えている。本実施の形態では、連続推測判定部４０４は、ＤＲ解が所定回数以上連続して出力されたか否かを判定する。座標出力部４０３は、ＤＲ解が所定回数以上連続して出力したと判定された場合には、乖離が所定の閾値より大きい場合であっても、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。所定回数は、時間で（すなわち所定時間として）定めることも可能である。上述のように座標の出力は１エポック毎に行われる。１エポックが０．２秒である場合、例えば、所定回数は３００回であり、所定時間（図１３における所定時間２）は６０秒である。

閾値変更部４０５は、速度に関する情報から推測した移動体の現在の座標が連続して出力された回数に応じて、所定の閾値の大きさを変更する機能を備えている。例えば、図１１に示すように、閾値変更部４０５は、ＤＲ解が連側して出力される毎に、閾値を徐々に大きくするように変更してもよい。図１１の例では、時刻ｔ５からｔ７にかけて、閾値が徐々に大きくなるように（破線円の半径が大きくなるように）変更されている。

また、図１２に示すように、閾値変更部４０５は、移動体の進行方向に対して閾値が大きくなるように閾値に重み付けをしてもよい。また、閾値変更部４０５は、移動体の進行方向と交差する方向（例えば垂直方向）に対して閾値が小さくなるように閾値に重み付けをしてもよい。あるいは、閾値変更部４０５は、移動体の進行方向に対して閾値が大きくなるように閾値に重み付けをするとともに、移動体の進行方向と交差する方向（例えば垂直方向）に対して閾値が小さくなるように閾値に重み付けをしてもよい。図１２では、変更された閾値が、例えば楕円のような形状の破線で示されている。

フィックス解連続判定部４０６は、移動体の現在の座標がフィックス解として算出されなかった場合に、それ以前に移動体の現在の座標が所定回数以上連続してフィックス解として算出されていたか否かを判定する機能を備えている。本実施の形態では、フィックス解連続判定部４０６は、移動体の現在の座標が所定回数以上連続してフィックス解として算出されていたか否かを判定する。座標出力部４０３は、所定回数以上連続してフィックス解として出力されていたと判定された場合には、ＤＲ解を移動体の現在の座標として出力し、所定回数以上連続してフィックス解として出力されていたと判定されなかった場合には、フロート解を移動体の現在の座標として出力する。この所定回数も、時間で（すなわち所定時間として）定めることも可能である。上述のように座標の出力は１エポック毎に行われる。１エポックが０．２秒である場合、例えば、所定回数は１００回であり、所定時間（図１３における所定時間１）は２０秒である。

信頼度決定部４０７は、干渉波測位によるフィックス解の算出の信頼度を決定する機能を備えている。信頼度とは、ＲＴＫ演算の解を用いることで算出される測位結果が真の値に近いか否かを統計的に示す度数である。本実施の形態では、信頼度としてＡＲ（Ａｍｂｉｕｉｔｙ Ｒａｔｉｏ）値が用いられる。信頼度決定部４０７は、ＲＴＫ測位演算を実行する毎にＡＲ値を算出する。座標出力部４０３は、ＡＲ値が所定値（例えば３．０）より低い場合には、フロート解を移動体の現在の座標として出力し、ＡＲ値が所定値（例えば３．０）より高い場合には、フィックス解を移動体の現在の座標として出力する。

［２−２．動作］
以上のように構成した測位システム１００が行う測位処理を説明する。図１３は、実施の形態２における測位処理を示すフローチャートである。

なお、本実施の形態では、測位局１２０のプロセッサ３０１が測位処理を行う例を説明する。ただし、本開示の測位処理は、測位局１２０そのものによって行われるものに限定されない。測位処理は、測位システム１００の内部に追加された汎用コンピュータによって実行されても良い。また、下記のステップＳ１３０６からＳ１３１０までの処理は、必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。ステップＳ１３０６からＳ１３１０までの処理を省略した場合には、ステップＳ１３１４およびステップＳ１３１５の処理も省略される。また、ステップＳ１３０７の判定処理とステップＳ１３０８の判定処理は、いずれか一方だけが行われてもよい。

図１３に示すように、ステップＳ１３０１において、プロセッサ３０１は測位処理を開始する。測位処理を開始するタイミングは、任意に決めることができる。例えば、測位局１２０の電源が投入された際に、プロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。また、測位局１２０の入力部３０３によって測位処理を開始するコマンドが入力された際に、プロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。

ステップＳ１３０２において、プロセッサ３０１は、基地局１１０および測位局１２０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、通信部３０５を介して基地局１１０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、受信した基地局１１０の測位データを逐次取得する。プロセッサ３０１は、取得した基地局１１０の測位データを記憶部３０２に記録する。基地局１１０の測位データは、基地局１１０のプロセッサ２０１が生成したものである。基地局１１０のプロセッサ２０１は受信部２０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成する。また、プロセッサ３０１は、受信部３０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成することにより、測位局１２０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は、取得した測位局１２０の測位データを記憶部３０２に記録する。

ステップＳ１３０３において、測位局１２０の速度と１エポック前の測位結果（出力された座標）から、移動体の現在の座標としてＤＲ解が算出（推測）される。また、ステップＳ１３０４において、ＲＴＫ演算処理が実行され、移動体の現在の座標としてフィックス解またはフロート解が算出される。そして、このステップＳ１３０４では、搬送波位相の整数アンビギュイティが定まるか否か、すなわちフィックス解が求まるか否かが判定される。本実施の形態ではＲＴＫ演算処理で得られた解のＡＲ値が例えば３．０以上であればアンビギュイティが決定した（フィックス解を算出した）とする。

ステップＳ１３０４で整数アンビギュイティが定まった場合、すなわち、移動体の現在の座標としてフィックス解が求められた場合には、ステップＳ１３０５において、フィックス解が測位結果として出力され、ステップＳ１３０６において、フィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が更新（インクリメント）される。そして、ステップＳ１３０７において、フィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいか否かの判定が行われる。例えば、所定回数は１００回であり、所定時間（図１３における所定時間１）は２０秒である。

ステップＳ１３０７でフィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいと判定された場合には、ステップＳ１３０８において、ＡＲ値が所定値（例えば、５．０）より大きいか否かの判定が行われる。ステップＳ１３０８でＡＲ値が所定値より大きいと判定された場合には、ステップＳ１３０９において、ＤＲ選択フラグが有効に設定される。一方、ステップＳ１３０７でフィックス解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいと判定された場合、あるいは、ステップＳ１３０８でＡＲ値が所定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ１３１０において、ＤＲ選択フラグが無効に設定される。

その後、ステップＳ１３１１において、ＤＲ解の連続選択時間をクリアする。そして、ステップＳ１３１２において、測位処理終了命令が割り込んだか否かを判定する。測位処理終了命令が割り込まなければ、ステップＳ１３０２に戻って測位処理を繰り返す。測位処理終了命令が割り込んだら、ステップＳ１３１３において、測位処理を終了する。

一方、ステップＳ１３０４で整数アンビギュイティが定まらなかった場合、すなわち、移動体の現在の座標としてフィックス解が求められなかった場合には、ステップＳ１３１４において、フィックス解の連続選択時間をクリアする。そして、ステップＳ１３１５において、ＤＲ選択フラグが有効であるか否かの判定が行われる。

ステップＳ１３１５でＤＲ選択フラグが有効でない（無効である）と判定された場合には、ステップＳ１３１６において、フロート解が測位結果として出力される。その後、ステップＳ１３１０へ進み、ＤＲ選択フラグを無効にする。

ステップＳ１３１５でＤＲ選択フラグが有効であると判定された場合には、ステップＳ１３１７において、ＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいか否かの判定が行われる。例えば、所定回数は３００回であり、所定時間（図１３における所定時間２）は６０秒である。

ステップＳ１３１７でＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より大きいと判定された場合には、ステップＳ１３１６へ進み、フロート解が測位結果として出力される。一方、ステップＳ１３１７でＤＲ解の連続選択時間（連続選択回数）が所定時間（所定回数）より小さいと判定された場合には、ステップＳ１３１８において、ＤＲ解の連続選択時間に基づいて閾値（所定値）を更新し、ステップＳ１３１９において、フロート解とＤＲ解との乖離が閾値（所定値）より小さいか否かを判定する。

フロート解とＤＲ解との乖離が閾値（所定値）より小さいと判定された場合には、ステップＳ１３１６へ進み、フロート解が測位結果として出力される。一方、フロート解とＤＲ解との乖離が閾値（所定値）より大きいと判定された場合には、ステップＳ１３２０において、ＤＲ解が測位結果として出力され、ステップＳ１３２１において、ＤＲ解の連続選択時間が更新（インクリメント）される。

［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、移動体の以前の座標と移動体の速度に関する情報とに基づいて、移動体の現在の座標（推測値）が推測されるとともに、基地局１１０の測位データと測位局１２０の測位データとに基づいて干渉波測位が実行されてフィックス解またはフロート解として移動体の現在の座標が算出される。移動体の現在の座標がフィックス解として算出された場合には、フィックス解が移動体の現在の座標として算出される。フィックス解が最も信頼度が高いと考えられるためである。移動体の現在の座標がフィックス解として算出されなかった場合には、推測値とフロート解とが比べられ、推測値とフロート解との乖離が大きければ、移動体の現在の座標として推測値が出力される。この場合、フロート解の信頼度が低い（フロート解よりも推測値のほうが信頼度が高い）と考えられるためである。一方、推測値とフロート解との乖離が小さければ、移動体の現在の座標としてフロート解が出力される。この場合、フロート解の信頼度が高い（推測値よりもフロート解のほうが信頼度が高い）と考えられるためである。このように、フロート解の信頼度が低い場合には、フロート解が出力されずに推測値が出力される。これにより、フロート解の測位誤差（飛び）の影響を抑えることができる。

また、上記実施の形態１および２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、干渉測位法を用いる測量システムなどに適用可能である。

１００ 測位システム
１１０ 基地局
１２０ 測位局
２０１ プロセッサ
２０２ 記憶部
２０３ 入力部
２０４ 出力部
２０５ 通信部
２０６ 受信部
２１０ バス
３０１ プロセッサ
３０２ 記憶部
３０３ 入力部
３０４ 出力部
３０５ 通信部
３０６ 受信部
３１０ バス
４０１ 座標推測部
４０２ 座標算出部
４０３ 座標出力部
４０４ 連続推測判定部
４０５ 閾値変更部
４０６ フィックス解連続判定部
４０７ 信頼度決定部

Claims (8)

1. 移動体の以前の座標と前記移動体の速度に関する情報とに基づいて、前記移動体の現在の座標を推測し、
   所定地点に設置された基地局の測位データと前記移動体に搭載された測位局の測位データに基づいて干渉波測位を実行することにより、フィックス解またはフロート解のいずれかとして、前記移動体の現在の座標を算出し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出された場合は前記フィックス解として算出された前記移動体の現在の座標を出力し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間を判定し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を出力することを特徴とする座標出力方法。
2. 前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標が所定の時間以上連続して出力されたか否かを判定し、
   前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標が所定の時間連続して出力したと判定された場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記フロート解として算出された前記移動体の現在の座標を出力する、請求項１に記載の座標出力方法。
3. 前記干渉波測位によるフィックス解の信頼度を決定し、
   直近で得られた前記フィックス解の信頼度が所定値より高い場合には、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合に、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を出力することを特徴とする、
   請求項１に記載の座標出力方法。
4. 前記干渉波測位によるフィックス解の信頼度を決定し、
   直近で得られた前記フィックス解の信頼度が所定値より低い場合には、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合に、前記フロート解として算出された前記移動体の現在の座標を出力することを特徴とする、
   請求項１に記載の座標出力方法。
5. プロセッサと、記憶部と、出力部と、を有し、
   前記プロセッサは、
   移動体の以前の座標と前記移動体の速度に関する情報とに基づいて、前記移動体の現在の座標を推測し、
   所定地点に設置された基地局の測位データと前記移動体に搭載された測位局の測位データに基づいて干渉波測位を実行することにより、フィックス解またはフロート解のいずれかとして、前記移動体の現在の座標を算出し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出された場合は前記フィックス解として算出された前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間を判定して前記記憶部へ記録し、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力することを特徴とする座標出力装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標が所定の時間以上連続して出力されたか否かを判定し、
   前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標が所定の時間連続して出力したと判定された場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合には、前記フロート解として算出された前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力する、請求項５に記載の座標出力装置。
7. 前記プロセッサは、
   前記干渉波測位によるフィックス解の信頼度を決定し、
   直近で得られた前記フィックス解の信頼度が所定値より高い場合には、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合に、前記速度に関する情報から推測した前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力することを特徴とする、
   請求項５に記載の座標出力装置。
8. 前記プロセッサは、
   前記干渉波測位によるフィックス解の信頼度を決定し、
   直近で得られた前記フィックス解の信頼度が所定値より低い場合には、
   前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されていた時間が所定の値以上である場合で、かつ、前記移動体の現在の座標が前記フィックス解として算出されなかった場合に、前記フロート解として算出された前記移動体の現在の座標を前記出力部へ出力することを特徴とする、
   請求項５に記載の座標出力装置。

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