JP7302196B2 - 電離圏遅延量推定誤差演算装置、電離圏遅延量推定誤差演算方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電離圏遅延量推定誤差演算装置、電離圏遅延量推定誤差演算方法及びプログラムに関する。

ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）の一つであるＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）による測位は、ＧＰＳ信号の伝搬における電離圏遅延の影響を受ける。
この電離圏遅延により擬似距離に現れる誤差について補正処理を実行するためにＳＢＡＳ（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ－ｂａｓｅｄ ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ：静衛星航法補強システム）が広く利用されている。ＳＢＡＳでは、ＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ：電離圏格子点）における電波の電離圏遅延量、及び電離圏遅延量推定誤差（ＧＩＶＥ：Ｇｒｉｄ Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｅｒｒｏｒ）が、ＳＢＡＳ衛星（ＳＢＡＳにて使用する静止衛星）からＳＢＡＳ用ＧＮＳＳ受信機に提供されている。

例えば特許文献１及び特許文献２に、ＳＢＡＳを利用する電離圏遅延推定方法が開示されている。特許文献１に開示されている受信機においては、ＩＰＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｏｉｎｔ）算出部が、予めユーザによる初期設定又は以前の測位演算により与えられている概略のユーザ位置と、ＧＰＳ復調部によって復調された航法データとに基づき、ＩＰＰの位置（緯度経度）を算出する。またＩＧＰ選択部が、位置が算出されたＩＰＰについての電離圏遅延量の算出に使用できるＩＧＰの組合せを選択する。ＩＰＰ伝搬遅延算出部が、選択された四角形又は三角形の頂点に位置する各ＩＧＰについての垂直遅延データ及びＧＩＶＥに基づきＩＰＰにおける電離圏遅延量の補間演算を行ってＩＰＰにおける電離圏遅延量を算出する。そして測位演算部が、ＩＰＰ伝搬遅延算出部から電離圏遅延量の算出結果を得ることができる場合にはそれを利用して、そうでない場合にはＧＰＳ伝搬遅延算出部から得られる伝搬遅延量算出結果を利用して、電離圏遅延補正処理及びその結果を利用した測位演算を実行する。

また特許文献２においては、航法衛星からの測位信号により電離圏遅延量及びその他の補正情報を作成するための複数のモニタ局が既知点に配置され、このモニタ局以外の地点に、航法衛星からの測位信号をそれぞれ受信してそれぞれ電離圏遅延量を測定するための複数のＧＰＳ受信機が配置される。統制局は、互いに隣接して四角形を形成する４つのＩＧＰにおいて、航法衛星からの測位信号を受信して電離圏遅延量をそれぞれ求め、４つのＩＧＰに囲まれる領域内の地点における電離圏遅延量を表す平面をそれぞれ求める。また統制局は、ＧＰＳ受信機により測定された電離圏遅延量の測定値を、それぞれＧＰＳ受信機毎に求める。そして統制局は、４つのＩＧＰに囲まれる領域内の地点の電離圏遅延量に関する平面と、ＧＰＳ受信機毎に求めた測定値との差の最大値を、電離圏遅延量の推定値に関する信頼区間の補正情報とする。

特開２００２－３１８２７１号公報 特開２００９－０７５０３５号公報

しかしながら特許文献１に開示される構成では、ＳＢＡＳ衛星から提供された各ＩＧＰの垂直遅延データ及びＧＩＶＥに基づき、電離圏遅延量が線形な空間分布をすることを元にＧＩＶＥ演算を行って、推定対象のＩＰＰにおける電離圏遅延量を算出している。このため、電離圏遅延量が非線形な空間分布をしている場合は、電離圏遅延量を精度よく推定することができないという課題がある。

また特許文献２に開示されている構成では、４つのＩＧＰに囲まれる領域内の地点の電離圏遅延量の平面が求められて、これを利用して電離圏遅延量の推定値に関する信頼区間の補正情報が求められている。すなわち特許文献２に開示されている構成でも、電離圏遅延量が線形な空間分布をすることを元に電離圏遅延量が求められてこれを利用して電離圏遅延量の推定値に関する信頼区間の補正情報が求められている。このため特許文献２に開示されている構成においても、電離圏遅延量が非線形な空間分布をしている場合は、電離圏遅延量の推定値に関する信頼区間の補正情報を精度よく求めることができないという課題がある。

本発明は、電離圏遅延量の線形空間分布を前提としたモデルや、過去データを基にしたモデルでは表現できない電離圏状態であっても電離圏遅延量推定誤差を精度よく求めることができる電離圏遅延量推定誤差演算装置、電離圏遅延量推定誤差演算方法及びプログラムを提供することを主な目的としている。

本発明の１側面による電離圏遅延量推定誤差演算装置は、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いて各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出する電離圏遅延量観測部と、算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する状態判定部と、前記擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正する電離圏遅延量推定誤差補正部と、を有する。

本発明の１側面による電離圏遅延量演算方法は、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いて各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出し、算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定し、前記擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正する。

本発明の１側面によるプログラムは、コンピュータに、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いて各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出する処理と、算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する処理と、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正する処理と、を実行させる。

本発明の上記側面によれば、電離圏遅延量の線形空間分布を前提としたモデルや、過去データを基にしたモデルでは表現できない電離圏状態であっても電離圏遅延量推定誤差を精度よく求めることができる。

図１は、第１の実施形態の電離圏遅延量演算装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、ＩＧＰの配置を示す図である。 図３は、電離圏遅延量の線形空間分布を前提とした電離圏遅延量の演算方法を示す図である。 図４は、過去データを基にした電離圏遅延量推定誤差の演算方法を示す図である。 図５は、第１の実施形態の遅延誤差補正方法を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態の第１の変形例の動作を示すフローチャートである。 図７は、第１の実施形態の第２の変形例の動作を示すフローチャートである。 図８は、実施形態を実現するコンピュータの構成の一例を示す図である。

次に例示的な第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の電離圏遅延量演算装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、電離圏遅延量演算装置１は、電離圏遅延量観測部１１と、状態判定部１２と、電離圏遅延量推定誤差補正部１３を備えている。

上述のようにＳＢＡＳにおいては、ＳＢＡＳ衛星が、各電離圏格子点（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ、ＩＧＰ）における電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差（Ｇｒｉｄ Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｅｒｒｏｒ、ＧＩＶＥ）を配信している。図２は、ＩＧＰの配置を示す図である。図２に示すように、日本の周辺では、緯度及び経度が５度間隔でＩＧＰが配置されている。

日本国内には、各国で運用されているＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅо、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＱＺＳＳなどを構成する衛星から２周波の測位信号を受信して電離圏状況を把握するための実観測データを取得する複数のＧＮＳＳ受信機が分散的に配置されている。また、ＧＰＳ、Ｇａｌｉｌｅо、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＱＺＳＳごとに、それぞれ３つ以上の衛星が天空上に分散的に配置されている。なお実観測データを受信したＧＮＳＳ受信機の位置と、測位信号を送信する衛星とを結ぶ線が、高度３５０ｋｍ（＝おおよそ電子密度最大高度）を通過する点をＩＰＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｏｉｎｔ）という。このように日本の周辺領域内には、２周波の測位信号による実観測データが取得されているＩＰＰが、図２に示すＩＧＰの間隔より細かく、分散的に設定されている。

電離圏遅延量観測部１１は、日本国内に分散的に配置されている複数のＧＮＳＳ受信機から２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを取得し、エポックごとに、実観測データを用いて各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出する。

状態判定部１２は、電離圏遅延量観測部１１で算出された電離圏遅延量に基づいて、各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する。例えば、状態判定部１２は、各ＩＰＰの周囲の複数のＩＰＰ、例えば、日本の周辺領域内に設定されている全ＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を求め、また、各ＩＰＰの電離圏遅延量と平均値との偏差量を求める。

すなわち状態判定部１２は、あるエポックにおける電離圏遅延量空間偏差量ＩＧＤを、以下の式（１）により、各ＩＰＰのそれぞれについて算出する。
ＩＧＤ＝ａｂｓ（ＩＧＤＩＰＰ－ＩＧＤａｖｅ）・・・（１）
ここでＩＧＤＩＰＰは、あるエポックにおける電離圏遅延量であり、ＩＧＤａｖｅは、あるエポックにおける全ＩＰＰの電離圏遅延量平均値である。またａｂｓ（ＩＧＤＩＰＰ－ＩＧＤａｖｅ）はＩＧＤＩＰＰからＩＧＤａｖｅを差し引いた値の絶対値である。

状態判定部１２は、各ＩＰＰについて算出された電離圏遅延量空間偏差量ＩＧＤが予め定めたしきい値を超えた場合、そのＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であると判定し、そのＩＰＰの電離圏遅延量空間偏差量ＩＧＤを出力する。

電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、状態判定部１２により擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰについて、電離圏遅延量推定誤差を補正する。

なお本実施形態の電離圏遅延量演算装置は、例えば、ＳＢＡＳ衛星に、電離圏遅延量推定誤差を補正して出力するのに利用されてもよい。この場合、図１には図示されていないが、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、ＳＢＡＳ衛星から配信される電離圏遅延量と電離圏遅延量推定誤差を算出する電離圏遅延量演算装置に接続される構成としてもよい。電離圏遅延量演算装置は、電離圏遅延量が線形空間分布をすることを元に電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出する。

図３は、電離圏遅延量の線形空間分布を前提とした電離圏遅延量の演算方法を示す図である。電離圏遅延量演算装置は、対象ＩＧＰから所定の探索半径の範囲内にあるＩＰＰにおいて観測した電離圏垂直遅延量を取集し、最小二乗法により、対象ＩＧＰを中心とした電離圏遅延量の空間分布を、傾きのある近似平面として推定する。そして電離圏遅延量演算装置は、推定された近似平面から対象ＩＧＰにおける電離圏垂直遅延量を推定する。

また電離圏遅延量演算装置は、過去データを基にして、平面フィットによる推定残差、空間的・時間的非相関による推定誤差、観測データ数の欠如による推定誤差などを加算して、対象ＩＧＰにおける電離圏遅延量推定誤差ＧＩＶＥを算出する。図４は、過去データを基にした電離圏遅延量推定誤差の演算式を示す図である。図４の式に示すように、電離圏遅延量演算装置は、Ｒ² _irregσ² _IGPkと、Ｒ² _irregσ² _decorr及びσ² _undersampledのうち大きい方と、σ² _{rate_of_change}を合計することにより、対象ＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差ＧＩＶＥを算出する。ここでＲ² _irregσ² _IGPkは平面フィットによる推定残差を示し、Ｒ² _irregσ² _decorr、σ² _undersampled、及び、σ² _{rate_of_change}は、脅威モデルを示す。σ² _IGPkは、電離圏遅延量推定残差であり、Ｒ² _irregは、インフレーション係数である。またσ² _decorrは、フィット面の不確定性補償であり、σ² _undersampledは、ＩＧＰに対するＩＰＰ配置補償であり、σ² _{rate_of_change}は、時間的非相関補償である。

電離圏遅延量演算装置は、各ＩＧＰについて上述のように電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出した結果を保持している。電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、状態判定部１２が特定したＩＰＰの周囲が「擾乱状態」であると判定すると、そのＩＰＰを取り囲む４つのＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正して出力する。

例えば、電離圏遅延量推定誤差をσＧＩＶＥとし、しきい値判定による推定誤差増分をσｄｅｖとすると、状態判定部１２から出力された偏差量＞しきい値の場合、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、しきい値判定後の電離圏遅延量推定誤差σ’ＧＩＶＥ＝σＧＩＶＥ＋σｄｅｖに補正する。すなわち電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、状態判定部１２から出力された偏差量＞しきい値の場合、上述のように算出された結果である電離圏遅延量推定誤差を一定量増加する。なお状態判定部１２から出力された偏差量がしきい値以下の場合、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、電離圏遅延量推定誤差σＧＩＶＥを補正せずにσＧＩＶＥのままとし、電離圏遅延量推定誤差の増加を行わない。

なお図１に示す第１の実施形態の電離圏遅延量遅延誤差演算装置の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。実施形態の各構成要素の一部又は全部は、例えば図８に示すようなコンピュータ５０とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。コンピュータ５０は、一例として、以下のような構成を含む。

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）５２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）５３
・ＲＡＭ５３にロードされるプログラム５４
・プログラム５４を格納する記憶装置５５
・記録媒体５６の読み書きを行うドライブ装置５７
・通信ネットワーク５９と接続する通信インタフェース５８
・データの入出力を行う入出力インタフェース６０
・各構成要素を接続するバス６１
各実施形態の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム５４をＣＰＵ５１が取得して実行することで実現される。例えば、図１の電離圏遅延量推定誤差演算装置１の例では、電離圏遅延量観測部１１は、プログラム５４を取得したＣＰＵ５１が、プログラム５４に基づき、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いて各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出することで機能が実現されてもよい。

また状態判定部１２は、プログラム５４を取得したＣＰＵ５１が、プログラム５４に基づき、算出された電離圏遅延量に基づいて各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定することで機能が実現されてもよい。

また電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、プログラム５４を取得したＣＰＵ５１が、プログラム５４に基づき、電離圏遅延量が線形空間分布をすることを元に電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出する電離圏遅延量演算装置から電離圏遅延量推定誤差を取得し、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正することで機能が実現されてもよい。

実施形態の各構成要素の機能を実現するプログラム５４は、例えば、予め記憶装置５５やＲＯＭ５２やＲＡＭ５３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ５１が読み出すように構成されてもよい。プログラム５４は、通信ネットワーク５９を介してＣＰＵ５１に供給されてもよいし、予め記録媒体５６に格納されており、ドライブ装置５７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ５１に供給してもよい。

次に本実施形態の動作について説明する。図５は、第１の実施形態の電離圏遅延量推定誤差演算方法を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態の推定誤差演算方法においては、まず、電離圏遅延量観測部１１は、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを得て、その実観測データを用いて、当該エポックにおける、各ＩＰＰの電離圏遅延量を算出する（ステップＳ１）。

そして状態判定部１２が、算出された電離圏遅延量に基づいて、各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する。まず状態判定部１２は、各ＩＰＰの周囲の複数のＩＰＰ、例えば、日本の周辺領域内に設定されている全ＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を算出し、次に各ＩＰＰの電離圏遅延量と平均値との偏差量を求め、偏差量が予め定められたしきい値より大きいか判定する（ステップＳ２）。

そして、状態判定部１２が、電離圏が擾乱状態であると判定した場合、すなわち偏差量が予め定められたしきい値より大きい場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正する。例えば、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、電離圏遅延量が線形空間分布をすることを元に電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出する電離圏遅延量演算装置から電離圏遅延量推定誤差を取得し、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を、あらかじめ定められた一定の増加量だけ、増加する（ステップＳ４）。この結果、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差が補正されてＳＢＡＳ衛星から配信される。

また状態判定部１２が、電離圏が擾乱状態でないと判定した場合、すなわち、偏差量が予め定められたしきい値以下（ステップＳ３のＮＯ）の場合、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、電離圏が擾乱状態でないと判定されたＩＰＰを取り囲む４つのＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正しない。

以上説明したように、本実施形態によれば、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いてＩＰＰの電離圏遅延量が算出され、算出された電離圏遅延量に基づいてＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定され、擾乱状態と判定された場合、そのＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差が増加される。この構成により、擾乱状態と判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差は、線形空間分布を前提とするモデルや、過去データを基にしたモデルで算出された電離圏遅延量推定誤差に、さらに補正が加えられる。したがって、線形空間分布を前提とするモデルや、過去データを基にしたモデルでは表現できない電離圏状態を推定することが可能になる。

なお本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。例えば、上記の説明では、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を一定量増加するとしたが、これに限らない。例えば、擾乱状態であると判定されたＩＰＰの周囲の電離圏状況に応じて電離圏遅延量推定誤差の増加量を変更してもよい。

図６は、第１の実施形態の電離圏遅延量推定誤差演算方法の第１の変形例を示すフローチャートである。図６に示すように、本変形例においてもまず上述のステップＳ１、Ｓ２の処理が行われる。すなわち、電離圏遅延量観測部１１が、上述したように２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを得て、その実観測データを用いて、各ＩＰＰにおける電離圏遅延量を算出する（ステップＳ１）。

そして状態判定部１２が、算出された電離圏遅延量に基づいて電離圏が擾乱状態か判定する。状態判定部１２は、第１の実施形態について説明したように各ＩＰＰの周囲の複数のＩＰＰ、例えば、日本の周辺領域内に設定されている全ＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を算出し、各ＩＰＰの電離圏遅延量と平均値との偏差量を求め、偏差量が予め定められたしきい値より大きいか判定する（ステップＳ２）。

そして本変形例では、擾乱状態であると判定された場合、すなわち偏差量が予め定められたしきい値より大きい場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、擾乱状態であると判定されたＩＰＰの周囲の電離圏状況に応じた増加量を算出する（ステップＳ５）。例えば電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、電離圏状況として、擾乱状態であると判定されたＩＰＰの偏差量の大きさ、そのＩＰＰを取り囲む４つのＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差の大きさ、Ｄｓｔインデックス等の地磁気や電離圏の活動度を示す一般的な指標、ＧＮＳＳ受信機における衛星信号の受信強度などに応じて増加量を算出する。そして電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、電離圏遅延量が線形空間分布をすることを元に電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出する電離圏遅延量演算装置から電離圏遅延量推定誤差を取得し、算出した電離圏状況に応じた増加量に基づいて電離圏遅延量推定誤差を増加させる（ステップＳ６）。

状態判定部１２が、擾乱状態でないと判定した場合、すなわち、偏差量が予め定められたしきい値以下（ステップＳ３のＮＯ）の場合は、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、擾乱状態でないと判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正しない。

このように擾乱状態であると判定されたＩＰＰの周囲の電離圏状況に応じた増加量だけ電離圏遅延量推定誤差を増加させることで、第１の実施形態に比べて、電離圏状況に応じて信頼性の高い電離圏遅延量推定誤差が算出できる。

さらに上記の説明では、状態判定部１２が、日本の周辺領域内に設定されている全ＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を算出し、各ＩＰＰの電離圏遅延量と平均値との偏差量に基づいて擾乱状態であるか判定するとして説明したがこれに限られない。例えば、状態判定部１２は、電離圏遅延量の時間変動値に基づいて擾乱状態であるか判定してもよい。

図５は、第１の実施形態の電離圏遅延量推定誤差演算方法の第２の変形例を示すフローチャートである。図５に示すように、第２の変形例において、まず上述のステップＳ１の処理が行われる。すなわち電離圏遅延量観測部１１は、上述したように、２周波の測位信号を受信して得られる実観測データを用いて各ＩＰＰにおける電離圏遅延量を算出する（ステップＳ１）。

そして本変形例においては、状態判定部１２が、算出された電離圏遅延量の時間変動値に基づいて電離圏が擾乱状態であるか判定する。例えば状態判定部１２は、所定の期間、電離圏遅延量観測部１１から各ＩＰＰにおける電離圏遅延量を取得し、各ＩＰＰの電離圏遅延量の時間変動値を算出し、時間変動が予め定められた閾値より大きいか判定することで、電離圏が擾乱状態か判定する（ステップＳ７）。

なおステップＳ７において、状態判定部１２は、各ＩＰＰの周囲の複数のＩＰＰ、例えば、日本の周辺領域内に設定されている全ＩＰＰの電離圏遅延量の平均値と各ＩＰＰの電離圏遅延量との偏差量と、各ＩＰＰの電離圏遅延量の時間変動値の、片方あるいは両方が予め定められた閾値より大きいか判定することで、電離圏が擾乱状態か判定してもよい。すなわち、状態判定部１２は、上述したステップＳ２と同様な方法で各ＩＰＰの偏差量を求め、また、上述したステップＳ７と同様な方法で各ＩＰＰの電離圏遅延量の時間変動値を算出し、これらの片方あるいは両方の数値が予め定められた閾値より大きいか判定することで、電離圏が擾乱状態であるか判定してもよい。

その後は、擾乱状態と判定された場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、上述のステップＳ４と同様の処理を行う。すなわち、電離圏遅延量推定誤差補正部１３が、電離圏遅延量が線形空間分布をすることを元に電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を算出する電離圏遅延量演算装置から電離圏遅延量推定誤差を取得し、あらかじめ定められた一定の増加量だけ擾乱状態と判定されたＩＰＰを取り囲む４つのＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を増加する（ステップＳ４）。

また擾乱状態でないと判定された場合（ステップＳ３のＮＯ）、電離圏遅延量推定誤差補正部１３は、擾乱状態でないと判定されたＩＰＰを取り囲む４つのＩＧＰの電離圏遅延量推定誤差を補正しない。

このようにすることで、第１の実施形態と比べて電離圏遅延量の時間変動値に応じてさらに信頼性の高い電離圏遅延量推定誤差が算出できる。

以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及びその変形例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

例えば、各実施形態の電離圏遅延量推定誤差演算装置は、電離圏遅延量が線形な空間分布をすることを元に算出された電離圏垂直遅延量推定値と電離圏遅延量推定誤差を電離圏遅延量演算装置から取得し、取得した電離圏遅延量推定誤差を補正して、ＳＢＡＳ衛星に出力するのに利用されるとして説明したがこれに限られない。例えばＧＮＳＳ受信機が、各実施形態の電離圏遅延量推定誤差演算装置によりＳＢＡＳ衛星から配信された電離圏遅延量推定誤差を補正して、推定対象のＩＰＰにおける電離圏遅延量及び電離圏遅延量推定誤差を算出するのに利用されてもよい。

１ 電離圏遅延量推定誤差演算装置
１１ 電離圏遅延量観測部
１２ 状態判定部
１３ 電離圏遅延量推定誤差補正部
５０ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５４ プログラム
５５ 記憶装置
５６ 記録媒体
５７ ドライブ装置
５８ 通信インタフェース
５９ 通信ネットワーク
６０ 入出力インタフェース
６１ バス

Claims (7)

1. ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信された２周波の測位信号を複数の受信機で受信して得られるデータであって、前記測位信号が電離圏を通過する際に生じる遅延量を示すデータである実観測データを用いて、各ＩＰＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｏｉｎｔ）における電離圏遅延量を算出する電離圏遅延量観測部と、
   算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する状態判定部と、
   前記擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ）の電離圏遅延量推定誤差を補正する電離圏遅延量推定誤差補正部とを備え、
   前記電離圏遅延量推定誤差は、前記ＩＧＰにおける前記測位信号の前記電離圏による遅延量を示す電離圏遅延量の誤差を表すものである、
   電離圏遅延量推定誤差演算装置。
2. 前記電離圏遅延量推定誤差補正部は、前記擾乱状態であると判定されたＩＰＰの周囲の電離圏状況に応じて前記電離圏遅延量推定誤差を増加する増加量を算出する
   請求項１に記載の電離圏遅延量推定誤差演算装置。
3. 前記状態判定部は、複数のＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を求め、前記平均値と前記各ＩＰＰの電離圏遅延量との偏差量を求め、前記偏差量がしきい値を超えている場合、前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が前記擾乱状態であると判定する、請求項１又は２に記載の電離圏遅延量推定誤差演算装置。
4. 前記状態判定部は、所定の期間に前記電離圏遅延量観測部から取得した前記各ＩＰＰの電離圏遅延量の時間変動値を算出し、前記時間変動値が予め定められたしきい値より大きい場合、前記各ＩＰＰの周囲の電離圏の状態が前記擾乱状態であると判定する、請求項１又は２に記載の電離圏遅延量推定誤差演算装置。
5. 前記状態判定部は、複数のＩＰＰの電離圏遅延量の平均値を求め、前記平均値と前記各ＩＰＰの電離圏遅延量との偏差量を求め、所定の期間に前記電離圏遅延量観測部から取得した前記各ＩＰＰの電離圏遅延量の時間変動値を算出し、前記偏差量と前記時間変動値の両方が予め定められたしきい値より大きい場合、前記各ＩＰＰの周囲の電離圏の状態が前記擾乱状態であると判定する、請求項１又は２に記載の電離圏遅延量推定誤差演算装置。
6. ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信された２周波の測位信号を複数の受信機で受信して得られるデータであって、前記測位信号が電離圏を通過する際に生じる遅延量を示すデータである実観測データを用いて、各ＩＰＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｏｉｎｔ）における電離圏遅延量を算出し、
   算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定し、
   前記擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ）の電離圏遅延量推定誤差を補正する電離圏遅延量推定誤差演算方法であって、
   前記電離圏遅延量推定誤差は、前記ＩＧＰにおける前記測位信号の前記電離圏による遅延量を示す電離圏遅延量の誤差を表すものである、
   電離圏遅延量推定誤差演算方法。
7. コンピュータに、
   ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信された２周波の測位信号を複数の受信機で受信して得られるデータであって、前記測位信号が電離圏を通過する際に生じる遅延量を示すデータである実観測データを用いて、各ＩＰＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｉｅｒｃｅ Ｐｏｉｎｔ）における電離圏遅延量を算出する処理と、
   算出された電離圏遅延量に基づいて前記各ＩＰＰの周囲の電離圏が擾乱状態であるか判定する処理と、
   擾乱状態であると判定されたＩＰＰを取り囲むＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ）の電離圏遅延量推定誤差を補正する処理を実行させるプログラムであって、
   前記電離圏遅延量推定誤差は、前記ＩＧＰにおける前記測位信号の前記電離圏による遅延量を示す電離圏遅延量の誤差を表すものである、
   プログラム。

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