JP7334503B2

JP7334503B2 - 測位方法、測位システム、および移動局

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Publication number: JP7334503B2
Application number: JP2019123830A
Authority: JP
Inventors: 一郎加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-07-02
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2023-08-29
Anticipated expiration: 2039-07-02
Also published as: JP2021009109A

Description

この明細書における開示は、移動体とともに移動する移動局の位置を測位する技術に関する。

特許文献１には、移動局を測位する測位システムが開示されている。この測位システムは、位置が既知であるアンテナ局と、仮想基準点に関する補正情報を生成するＶＲＳ情報放送センタとを備える。ＶＲＳ情報放送センタは、アンテナ局を仮想基準点として補正情報を生成し、移動局へと送信する。

特開２００２－３１８２７３号公報

特許文献１の技術において、測位精度を確保するためには、アンテナ局から移動局までの基線長が比較的短いことが望ましい。しかし、基線長を短くするためには、アンテナ局が密に配置されている必要がある。したがって、特許文献１の技術では、測位精度の確保のためにアンテナ局を増設する必要が生じ得る。

開示される目的は、測位精度を確保しつつアンテナ局の増設を抑制可能な測位方法等を提供することである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された測位方法のひとつは、コンピュータ（２００，３００）によって実施され、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）の位置を測位する測位方法であって、少なくとも１つのプロセッサ（２０１，３０１）にて実行される処理に、測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の測位信号を取得し（Ｓ２０）、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて、複数の基地局（３）の各々における補正情報を生成し（Ｓ３０；Ｓ３１）、補正情報を移動局に送信し（Ｓ４０）、移動局の進行方向を予測し（Ｓ６１）、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択し（Ｓ６７）、移動局にて受信された補正情報を用いて補正を行い、移動局にて受信された測位信号に基づき移動局の位置を測位する（Ｓ７０）、というステップを含み、補正情報を選択するステップでは、移動局との距離が漸減すると推定される基地局における補正情報を選択する。
開示された測位方法のひとつは、コンピュータ（２００，３００）によって実施され、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）の位置を測位する測位方法であって、少なくとも１つのプロセッサ（２０１，３０１）にて実行される処理に、測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の測位信号を取得し（Ｓ２０）、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて、複数の基地局（３）の各々における補正情報を生成し（Ｓ３０；Ｓ３１）、補正情報を移動局に送信し（Ｓ４０）、移動局の進行方向を予測し（Ｓ６１）、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択し（Ｓ６７）、移動局にて受信された補正情報を用いて補正を行い、移動局にて受信された測位信号に基づき移動局の位置を測位する（Ｓ７０）、というステップを含み、補正情報を選択するステップでは、進行方向上の電波強度が最も大きい基地局における補正情報を選択する。

開示された測位システムのひとつは、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）と、移動局と通信する基地局（３）の制御装置（３００）とを含み、移動局の位置を測位する測位システムであって、測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の測位信号を取得する取得部（３１０）と、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて、複数の基地局の各々における補正情報を生成する補正情報生成部（３２０）と、補正情報を移動局に送信する補正情報送信部（３３０）と、移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、移動局にて受信された補正情報を用いて補正を行い、移動局にて受信された測位信号に基づき移動局の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、を備え、補正情報選択部は、移動局との距離が漸減すると推定される基地局における補正情報を選択する。
開示された測位システムのひとつは、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）と、移動局と通信する基地局（３）の制御装置（３００）とを含み、移動局の位置を測位する測位システムであって、測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の測位信号を取得する取得部（３１０）と、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて、複数の基地局の各々における補正情報を生成する補正情報生成部（３２０）と、補正情報を移動局に送信する補正情報送信部（３３０）と、移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、移動局にて受信された補正情報を用いて補正を行い、移動局にて受信された測位信号に基づき移動局の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、を備え、補正情報選択部は、進行方向上の電波強度が最も大きい基地局における補正情報を選択する。

開示された移動局の第１態様は、基地局（３）の制御装置（３００）と通信し、移動体（２）にとともに移動する移動局（２０）であって、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて生成された、複数の基地局の各々における補正情報を取得する補正情報取得部（２１０）と、移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、受信した補正情報を用いて補正を行い、受信した測位信号に基づき自身の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、を備え、補正情報選択部は、移動局との距離が漸減すると推定される基地局における補正情報を選択する。
開示された移動局の第２態様は、基地局（３）の制御装置（３００）と通信し、移動体（２）にとともに移動する移動局（２０）であって、少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて生成された、複数の基地局の各々における補正情報を取得する補正情報取得部（２１０）と、移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、移動局にて受信された複数の補正情報から、移動局の位置の測位に利用する補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、受信した補正情報を用いて補正を行い、受信した測位信号に基づき自身の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、を備え、補正情報選択部は、進行方向上の電波強度が最も大きい基地局における補正情報を選択する。

これらの開示によれば、３つ以上の周波数の測位信号に基づいて、補正情報が生成される。３つ以上の周波数で生成された補正情報を測位に用いることで、２つ以下の周波数で生成された補正情報を用いる場合よりも、基線長が長くなることによる精度低下が抑制される。故に、基地局の周囲で測位精度を確保可能な範囲を拡大できる。以上により、測位精度を確保しつつアンテナ局の増設を抑制可能な測位方法等を提供することができる。

第１実施形態の測位システムを含む全体構成を示す図である。基地局の構成を示すブロック図である。ロケータの構成を示すブロック図である。測位処理の流れの一例を示すシーケンス図である。ロケータＥＣＵの実施する選択処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態の測位システムを含む全体構成を示す図である。第２実施形態における集約基地局および中継基地局の構成を示すブロック図である。第２実施形態における測位処理の流れの一例を示すシーケンス図である。

（第１実施形態）
第１実施形態の測位システム１について、図１～図５を参照して説明する。測位システム１は、センタ装置３００とロケータ２０とを備えている。センタ装置３００は、定置施設である基地局３に設置されている。ロケータ２０は、移動体である車両２に搭載され、車両２とともに移動する移動局である。測位システム１は、センタ装置３００とロケータ２０との間で相対測位を行い、ロケータ２０の自己位置を測位する。測位システム１は、相対測位のために、ロケータ２０にて受信する測位衛星５からの測位信号と、センタ装置３００にて固定基準点４から取得した観測データとを利用する。

測位衛星５は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＩＲＮＳＳ、ＱＺＳＳ、Ｂｅｉｄｏｕ等の衛星測位システムのうちで、少なくとも１つの衛星測位システムが備える人工衛星であり、測位信号を周期的に送信している。測位信号は、搬送波、擬似ランダムコード、航法メッセージを含んでいる。搬送波は、擬似ランダムコードおよび航法メッセージを搬送するキャリアである。擬似ランダムコードは、測位衛星５ごとに固有のコードであり、予め設定された周期パターンにて構成されている。ＧＰＳの場合、Ｃ／ＡコードおよびＰコード等が擬似ランダムコードとして含まれている。航法メッセージは、測位に必要な情報を含む信号である。航法メッセージは、各測位衛星５ごとの軌道情報、衛星時計の補正値、電離層伝搬遅延の補正係数、衛星の健康状態等を含む。

１つの測位衛星５は、搬送波周波数の異なる複数種類の測位信号を送信可能である。例えばＧＰＳの測位衛星５の場合、Ｌ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）、Ｌ２帯（１２２７．６０ＭＨｚ）、およびＬ５帯（１１７６．４５ＭＨｚ）の３つの周波数の測位信号を送信する。各測位衛星５から送信された３周波の測位信号は、固定基準点４およびロケータ２０にて受信される。

固定基準点４は、測位衛星５からの測位信号を受信する定置施設である。固定基準点４は、定められた地域（例えば日本全土）に予め複数設置された実体的な連続観測点である。日本国の場合、国土交通省国土地理院が設置および管理する電子基準点が、固定基準点４として利用される。

各固定基準点４は、各測位衛星５からの３周波数以上の測位信号を受信し、測位衛星５ごとの観測データを出力する。観測データは、搬送波位相およびコード疑似距離等を含んでいる。観測データは、固定基準点４から、図示しない観測データ管理センタを経由して、各センタ装置３００に送信される。

基地局３は、後述の補正情報を生成してロケータ２０に送信する構成である。基地局３は、測位システム１による測位サービスの対象となるサービス対象地域（例えば日本全土）に複数設けられている。各基地局３同士は、補正情報が有効となる範囲の直径と同程度のオーダー（例えば数百ｋｍオーダー）の距離間隔となるように配置されている。基地局３は、補正情報が有効となる範囲を、補正情報を提供する地域として割り当てられている。隣接する基地局３同士は、それぞれの割り当てられた地域が一部重複する配置とされる。以下では、この補正情報の提供地域が重複する範囲を、境界地域と表記する場合がある。

図２に示すように、基地局３は、広域通信部３１およびセンタ装置３００を備えている。広域通信部３１は、所定の広域無線通信規格に準拠した無線通信を実施するための通信モジュールである。広域通信部３１は、センタ装置３００と互いに通信可能に接続されている。広域通信部３１は、固定基準点４にて出力された観測データの受信およびロケータ２０に対する後述の補正情報の送信が少なくとも可能である。補正情報の受信した観測データの受信に関して、広域通信部３１は、全国の固定基準点４のうち、各センタ装置３００に予め割り当てられた固定基準点４からの観測データを受信する。補正情報の送信に関して、広域通信部３１は、補正情報を受け取るロケータ２０を指定しないブロードキャスト方式にて送信可能に構成されている。

センタ装置３００は、プロセッサ３０１、ＲＡＭ３０２、メモリ装置３０３および入出力インターフェイス３０４を有する制御回路を主体に構成されたコンピュータである。プロセッサ３０１は、ＲＡＭ３０２と結合された演算処理のためのハードウェアである。プロセッサ３０１は、ＲＡＭ３０２へのアクセスによって後述する各機能部の機能を実現するための種々の処理を実行することで、測位方法の少なくとも一部を実現する。メモリ装置３０３は、不揮発性の記憶媒体を含む構成であり、プロセッサ３０１にて実行される種々のプログラムを格納している。

センタ装置３００は、メモリ装置３０３に記憶されたプログラムをプロセッサ３０１によって実行することで、観測データ取得部３１０、補正情報生成部３２０、および補正情報送信部３３０を機能部として実装する。センタ装置３００は、制御装置の一例である。

観測データ取得部３１０は、広域通信部３１を介して、固定基準点４から送信された測位衛星５の観測データを取得する。観測データ取得部３１０は、予め設定された固定基準点４からの観測データを受信する。観測データ取得部３１０は、取得した観測データを補正情報生成部３２０へと提供する。

補正情報生成部３２０は、取得した観測データに基づき、ロケータ２０における相対測位に必要な補正情報を生成する。補正情報生成部３２０は、少なくとも３つ以上の固定基準点４からの観測データを用いて補正情報を生成する。ここで補正情報は、センタ装置３００の位置において各測位衛星５から受信され得る仮想の観測データである。例えば、補正情報には、各測位衛星５からの３周波分の仮想の搬送波位相およびコード擬似距離が少なくとも含まれている。補正情報生成部３２０は、補正情報を周期的に生成し、都度補正情報送信部３３０に提供する。

補正情報送信部３３０は、提供された補正情報を、広域通信部３１からロケータ２０へと周期的に送信する。補正情報送信部３３０は、単向通信により、移動局からの上り通信を受けることなくロケータ２０に対して一方的に補正情報を送信する。補正情報送信部３３０は、所定の周期で補正情報を補正情報送信部３３０は、通信相手として特定のロケータ２０を指定しないブロードキャスト方式により補正情報を送信する。

ロケータ２０は、複数の取得情報を組み合わせる複合測位により、車両２の高精度な位置情報等を生成する。図３に示すように、ロケータ２０は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信器２１、慣性センサ２２、高精度地図データベース（以下、「高精度地図ＤＢ」）２３、およびロケータＥＣＵ２００を含む構成である。ロケータ２０は、電子コンパス等の他のセンサ構成を含んでいてもよい。ロケータ２０は、車載ネットワークを介してＤＣＭ２９と通信可能に接続されている。

ＤＣＭ２９は、車両２に搭載される通信モジュールである。ＤＣＭ２９は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）および５Ｇ等の通信規格に沿った無線通信により、車両２の周囲の基地局３から電波を受信する。ＤＣＭ２９の搭載により、車両２は、インターネットに接続可能なコネクテッドカーとなる。ＤＣＭ２９は、クラウド上に設けられたプローブサーバから、最新の高精度地図データを取得可能である。ＤＣＭ２９は、ロケータＥＣＵ２００と連携して、高精度地図ＤＢ２３に格納された高精度地図データを、最新の情報に更新する。

ＧＮＳＳ受信器２１は、複数の測位衛星５から送信された測位信号を受信し、搬送波位相およびコード擬似距離を含む観測データを出力する。ＧＮＳＳ受信器２１は、固定基準点４と同様に、１つの測位衛星５から３周波数以上の測位信号を受信可能に構成されている。

慣性センサ２２は、車両２の挙動変化を検出可能な構成である。慣性センサ２２は、例えばジャイロセンサおよび加速度センサを含んでいる。高精度地図ＤＢ２３は、不揮発性メモリを主体に構成されており、ナビゲーションに用いられる通常の地図データよりも高精度な地図データ（以下、「高精度地図データ」）を記憶している。高精度地図データは、少なくとも高さ（ｚ）方向の情報について、詳細な情報を保持している。高精度地図データには、道路の三次元形状情報、レーン数情報、各レーンに許容された進行方向を示す情報等、高度運転支援および自動運転に利用可能な情報が含まれている。

ロケータＥＣＵ２００は、プロセッサ２０１、ＲＡＭ２０２、メモリ装置２０３および入出力インターフェイス２０４を有する制御回路を主体に構成されたコンピュータである。プロセッサ２０１は、ＲＡＭ２０２と結合された演算処理のためのハードウェアである。プロセッサ２０１は、ＲＡＭ２０２へのアクセスによって後述する各機能部の機能を実現するための種々の処理を実行することで、測位方法の少なくとも一部を実現する。メモリ装置２０３は、不揮発性の記憶媒体を含む構成であり、プロセッサ２０１にて実行される種々のプログラムを格納している。

ロケータＥＣＵ２００は、メモリ装置２０３に記憶されたプログラムをプロセッサ２０１によって実行することで、複数の機能部を実装する。具体的には、ロケータＥＣＵ２００は、補正情報取得部２１０、概略位置算出部２２０、進行方向予測部２３０、電波情報取得部２４０、補正情報選択部２５０、および自己位置算出部２６０を機能部として実装する。

補正情報取得部２１０は、ＤＣＭ２９にて受信した基地局３の補正情報を取得する。概略位置算出部２２０は、車両２の概略位置を算出する。概略位置は、ＧＮＳＳ受信器２１にて受信した観測データに基づき単独測位によって算出された、比較的精度の低い位置情報である。概略位置算出部２２０は、慣性センサ２２の検出データを利用した推測航法および地図ＤＢを利用したマップマッチング等によって概略位置を算出してもよい。概略位置算出部２２０は、概略位置を進行方向予測部２３０等に提供する。

進行方向予測部２３０は、車両２が進行すると予測される方向（以下、予測進行方向）を算出する。進行方向予測部２３０は、例えば概略位置、慣性センサ２２の検出情報および地図ＤＢの情報を組み合わせて、予測進行方向を算出する。進行方向予測部２３０は、操舵角を検出する操舵角センサ等、車両２の挙動を検出する他の車載センサからの情報を予測進行方向の算出に利用してもよい。また、カーナビゲーション装置等に目的地が設定されている場合には、目的地の位置情報または目的地までの案内経路情報を予測進行方向の算出に利用してもよい。進行方向予測部２３０は、算出した予測進行方向を補正情報選択部２５０に提供する。

電波情報取得部２４０は、基地局３の送信する電波の強度に関する情報を取得する。具体的には、電波情報取得部２４０は、電波強度の分布を地図上にマッピングした電波強度地図を取得する。電波強度地図は、例えば電波強度の実測やシミュレーション等に基づき予め作成されたものであり、外部のサーバ等からＤＣＭ２９を介して取得される。または、電波強度地図は、メモリ装置等の車両２に搭載された記憶媒体に予め保存されていてもよい。電波強度地図は、電波強度情報の一例である。

補正情報選択部２５０は、補正情報取得部２１０にて複数の基地局３からの補正情報を取得していた場合、複数の補正情報の中から実際に自己位置の測位に使用する測位用補正情報を選択する。このような状況は、例えば車両２が境界地域を走行している場合に起こり得る。

具体的には、補正情報選択部２５０は、基地局３の電波強度と、移動局である車両２から基地局３までの距離（以下、局間距離）の変化とのどちらかに基づき測位用補正情報の候補を選択する。そして補正情報選択部２５０は、候補の補正情報の品質に基づいて、当該補正情報を実際に測位用補正情報として選択可能か否かを判断する。

詳記すると、補正情報選択部２５０は、まず各基地局３の電波強度の大きさを判別可能であれば、最も電波強度の大きい基地局３の補正情報を、測位用補正情報の候補として選択する。補正情報選択部２５０は、予測進行方向と、電波強度地図とに基づき、予測進行方向上の電波強度の大きさを基地局間で比較することで、電波強度の大きさを判別する。以上により、補正情報選択部２５０は、車両２の移動先でも安定して電波を受信可能な基地局３の補正情報を候補とする。

また、補正情報選択部２５０は、電波強度地図を取得不可能な場合には、局間距離が漸減する基地局３の補正情報を選択する。補正情報選択部２５０は、予測進行方向と、基地局の位置情報とに基づいて、局間距離が漸減するか否かを判定する。局間距離の漸減する基地局が複数ある場合、補正情報選択部２５０は、単位移動距離当たりの局間距離の減少率が最大となる基地局３の補正情報を選択する。

補正情報選択部２５０は、上述した条件を満たし、且つ品質の高い補正情報を、測位用補正情報として選択する。補正情報選択部２５０は、補正情報に含まれるノイズの大きさに基づいて、品質を評価する。補正情報選択部２５０は、例えば基地局３からの電波強度の大きさ、信号対雑音比、ビットエラー率、通信遅延時間等からノイズの大きさを算出することで、補正情報の品質を数値化する。補正情報選択部２５０は、補正情報の品質が予め設定された許容レベル内に収まる補正情報を選択する。許容レベルを超える補正情報は、上述の条件を満たしていても測位用補正情報としては選択されない。なお、補正情報選択部２５０は、候補として選択された補正情報に対応するセンタ装置３００の電波強度の大きさや局間距離の減少率の大きさに応じて、許容レベルの大きさを変更してもよい。補正情報選択部２５０は、以上の条件の組み合わせにより選択した測位用補正情報を、自己位置算出部２６０へと提供する。

自己位置算出部２６０は、ＧＮＳＳ受信器２１にて受信した測位信号（以下、車両側測位信号）と、測位用補正情報とを利用して、車両２の自己位置を算出する。具体的には、自己位置算出部２６０は、車両側測位信号および測位用補正情報のそれぞれに含まれる３周波の搬送波位相およびコード擬似距離に基づいて、リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）方式による相対測位を実施する。これにより、自己位置算出部２６０は、測位用補正情報を用いた補正を行いつつ、車両用測位信号に基づく自己位置の算出を実行する。第１実施形態においては、測位用補正情報を利用した相対測位の実施が、補正情報を用いた補正を行うことに相当する。自己位置算出部２６０は、３周波の測位信号に基づいて測位を行うため、基線長が長くなることによる精度低下が抑制される。このため、自己位置算出部２６０は、２周波以下の測位信号の場合よりも、より信頼性の高い高精度な測位結果を算出可能となる。自己位置算出部２６０は、測位結果に基づく車両２の高精度な自己位置情報を、車載ネットワークの通信バスを通じて他の車載装置に提供する。自己位置算出部２６０は、移動局位置算出部の一例である。

次に、図４に示すシーケンス図を参照して、車両２の自己位置の測位における各構成の作動について説明する。まずステップＳ１０では、固定基準点４が、各測位衛星５から受信した３周波ずつの観測データを、基地局３へと送信する。ステップＳ２０では、基地局３が観測データを取得する。ステップＳ３０にて、基地局３は、受信した観測データおよび自身の位置情報から補正情報を生成する。ステップＳ４０にて、基地局３は、生成した補正情報を車両２へと送信する。なお、ステップＳ２０～Ｓ４０の処理は、割り当てられた地域ごとの各基地局３にて同様に実行される。

次にステップＳ５０では、車両２のロケータ２０が補正情報を受信する。ステップＳ６０では、ロケータ２０が、取得した複数の補正情報のうちで、測位用補正情報として使用するものを選択する。ステップＳ６０の処理の詳細については後述する。ステップＳ７０では、ステップＳ６０にて選択された測位用補正情報を利用してロケータ２０の自己位置を算出する。算出された自己位置は、車載ネットワークに接続された他の車載機器に出力される。

次に、図４のステップＳ６０においてロケータ２０が実行する処理の詳細について、図５のフローチャートを参照して説明する。

まず、ステップＳ６１では、予測進行方向を算出する。次に、ステップＳ６２では、予測進行方向上の地域に対応した電波強度地図が有るか否かを判定する。電波強度地図が有ると判定されると、ステップＳ６３へと進む。ステップＳ６３では、電波強度地図に基づき、予測進行方向上の電波強度が最も大きい基地局３の補正情報を測位用補正情報の候補として選択したのち、ステップＳ６５へと進む。

一方、ステップＳ６２にて、電波強度地図が無いと判定された場合には、ステップＳ６４へと進む。ステップＳ６４では、基地局３と車両２の概略位置との間の距離である局間距離が、漸減する基地局３の補正情報を、測位用補正情報の候補として選択してステップＳ６５へと進む。

ステップＳ６５では、測位用補正情報の候補として選択した補正情報の品質が、予め設定された許容レベル内に収まるか否かを判定する。品質が許容レベルを超えると判定されると、ステップＳ６６へと進む。ステップＳ６６では、候補として選択された補正情報の次に電波強度の大きい基地局３の補正情報が新たな候補とされる。新たな測位用補正情報の候補を選択すると、ステップＳ６５へと戻る。

一方で、ステップＳ６５にて補正情報の誤差が許容レベル内であると判定された場合には、ステップＳ６７へと進む。ステップＳ６７では、候補として選択されていた補正情報を、測位用補正情報に確定して、一連のフローを終了する。

次に第１実施形態の測位システム１の構成および作用効果について説明する。

測位システム１は、固定基準点４から３つの周波数の測位信号を取得する観測データ取得部３１０を備える。測位システム１は、当該測位信号に基づいて複数の基地局３の各々における補正情報を生成する補正情報生成部３２０、および補正情報をロケータ２０に送信する補正情報送信部３３０を備える。測位システム１は、受信した補正情報を用いて補正を行い、受信した測位信号に基づき自身の位置を測位する自己位置算出部２６０を備える。

これによれば、３つ以上の周波数の測位信号に基づいて、補正情報が生成される。３つ以上の周波数で生成された補正情報を測位に用いることで、２つ以下の周波数で生成された補正情報を用いる場合よりも、基線長が長くなることによる精度低下が抑制される。故に、基地局３の周囲で測位精度を確保可能な範囲を拡大できる。以上により、測位システム１は、測位精度を確保しつつアンテナ局の増設を抑制可能である。また、アンテナ局の増設が抑制されることで、複数のアンテナ局における補正情報を基地局３にて生成する必要が抑制されるため、測位システム１は基地局３における計算負荷を減らすことも可能となる。

また、補正情報選択部２５０は、局間距離が漸減すると推定される基地局３における補正情報を選択する。故に、ロケータ２０との間の基線長が短くなっていく基地局３における補正情報が測位に利用され得る。したがって、測位システム１は、精度低下をより抑制可能である。

加えて、補正情報選択部２５０は、電波強度地図が有る場合には、進行方向上の電波強度が最も大きい基地局３における補正情報を選択する。これによれば、電波強度が最大の補正情報が測位に利用されるため、補正情報の信号対雑音比が大きくなり得る。したがって、測位システム１は、精度をより向上可能である。

補正情報選択部２５０は、電波強度地図が無い場合に、局間距離が漸減すると推定される基地局３における補正情報を選択する。これによれば、補正情報選択部２５０は、進行方向上の電波強度に関する情報が取得できない場合に限り、局間距離に基づく補正情報の選択を実行する。したがって、補正情報選択部２５０は、進行方向上の電波強度に基づく補正情報の選択を優先しつつ、電波強度に関する情報が得られない状況には、補正情報の選択の条件を変更することができる。

補正情報選択部２５０は、選択した補正情報の品質が許容レベルを下回る場合には、電波強度が次に大きい基地局３の補正情報を新たに選択する。これによれば、補正情報選択部２５０は、品質の低い補正情報を測位に使用することを回避し、他の補正情報のうちで比較的信頼性の高い、電波強度の大きい補正情報を、測位用補正情報として選択することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態における測位方法の変形例について説明する。図６～図８において第１実施形態の図面中と同一符号を付した構成要素は、同様の構成要素であり、同様の作用効果を奏するものである。第２実施形態の測位システム１は、基地局として、集約基地局３Ａおよび中継基地局３Ｂを備える点が第１実施形態と相違する。

集約基地局３Ａおよび中継基地局３Ｂは、第１実施形態の基地局３と同様に、広域通信部３１およびセンタ装置３００Ａ，３００Ｂを備えている。集約基地局３Ａは、中継基地局３Ｂよりも設置数が少ない。例えば集約基地局３Ａは、サービス対象地域内における１つの基地局割り当て地域に１つのみ設けられている。

図７に示すように、集約基地局３Ａのセンタ装置３００Ａは、第１実施形態のセンタ装置３００と同様の機能ブロックを備えている。センタ装置３００Ａの補正情報生成部３２０は、固定基準点４からの取得した観測データと、メモリ装置３０３等の記憶媒体に予め格納された各センタ装置３００の位置情報とに基づいて、各地域の基地局３Ａ，３Ｂごとの補正情報を生成する。補正情報生成部３２０は、基地局３Ａ，３Ｂごとに生成した補正情報を、一括した情報として集約する。補正情報生成部３２０は、生成した各補正情報を１つのメッセージフォーマットにまとめた一括データとし、補正情報送信部３３０に提供する。したがって、補正情報送信部３３０は、各補正情報を個別に送信するのではなく、各補正情報をまとめた一括データとして送信する。

中継基地局３Ｂのセンタ装置３００Ｂは、補正情報取得部３１１および補正情報送信部３３０を備えている。補正情報取得部３１１は、集約基地局３Ａから送信された一括データを取得する。補正情報送信部３３０は、この一括データをロケータ２０へと送信する。以上により、中継基地局３Ｂは、集約基地局３Ａから送信された一括データをロケータ２０へ中継する。

ロケータ２０の補正情報取得部２１０は、集約基地局３Ａまたは中継基地局３Ｂから送信された一括データを取得する。したがって、補正情報取得部２１０は、概略位置に関わらず、全ての地域の基地局３Ａ，３Ｂに関する補正情報を取得することになる。補正情報選択部２５０は、これらの複数の基地局３の補正情報の中から、測位用補正情報を選択する。すなわち、補正情報選択部２５０は、各基地局３Ａ，３Ｂから送信された一括データの電波強度、局間距離、および一括データの品質に基づき、一括データからどの基地局３Ａ，３Ｂの補正情報を抽出するか選択する。自己位置算出部２６０は、一括データから選択された基地局３Ａ，３Ｂの補正情報を抽出した上で、当該補正情報に基づく自己位置の算出処理を実行する。

次に図８に示すシーケンス図を参照して、車両２の自己位置の測位における各構成の作動について説明する。図４のシーケンス図におけるステップと同じ符号を付したステップに関しては、第１実施形態における説明を援用する。集約基地局３Ａのセンタ装置３００Ａでは、ステップＳ３１にて、各基地局３，３Ａの位置情報と、固定基準点４の観測データとに基づいて、各基地局３，３Ａにおける補正情報が生成される。ステップＳ３２では、各補正情報を集約した一括データが生成される。

ステップＳ６０にて、ロケータ２０は、取得した一括データから測位用補正情報として使用する補正情報を選択する。ステップＳ６０にて行われる処理の詳細は、図５のフローチャートと同様である。ただし、第２実施形態のロケータ２０は、ステップＳ６５において、各基地局３Ａ，３Ｂ送信された各一括データの品質が許容範囲内であるか否かを判定する。ロケータ２０は、ステップＳ７０にて自己位置を算出する際には、選択した基地局３の補正情報に該当するデータを一括データから抽出して使用する。

第２実施形態の測位システム１は、複数の中継基地局３Ｂにおける補正情報を、他の１つの集約基地局３Ａにてまとめて生成する。これによれば、中継基地局３Ｂにおいて補正情報を生成する必要が無いため、中継基地局３Ｂにおける計算負荷が抑制され得る。したがって、基地局全体のうちで、計算負荷が比較的大きくなる基地局の数を減らすことが課可能となる。

（他の実施形態）
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上述の実施形態において、ロケータ２０は、ＲＴＫ方式の相対測位によって自己位置を算出するとした。これに代えて、ロケータ２０は、ディファレンシャル測位によって自己位置を算出してもよい。この場合、センタ装置３００は、固定基準点４からの観測データに基づく自身の測位位置と、予め測量された既知点としての自身の位置との差分を、補正情報として生成する。

上述の実施形態において、車両２に搭載されるロケータ２０を移動局として説明したが、移動局はこれに限らない。例えば、ロケータ２０に代えて、ユーザに携帯される携帯端末（例えばスマートフォン等）が移動局であってもよい。

上述の実施形態のプロセッサは、１つまたは複数のＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む処理部である。こうしたプロセッサは、ＣＰＵに加えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）およびＤＦＰ（Data Flow Processor）等を含む処理部であってよい。さらにプロセッサは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、並びにＡＩの学習および推論等の特定処理に特化したＩＰコア等を含む処理部であってもよい。こうしたプロセッサの各演算回路部は、プリント基板に個別に実装された構成であってもよく、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ等に実装された構成であってもよい。

プログラムを記憶するメモリ装置には、フラッシュメモリおよびハードディスク等の種々の非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）が採用可能である。こうした記憶媒体の形態も、適宜変更されてよい。例えば記憶媒体は、メモリカード等の形態であり、車載ＥＣＵに設けられたスロット部に挿入されて、制御回路に電気的に接続される構成であってよい。

本開示に記載の制御装置、ＥＣＵおよびその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサを構成する専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の装置およびその手法は、専用ハードウェア論理回路により、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の装置およびその手法は、コンピュータプログラムを実行するプロセッサと１つ以上のハードウェア論理回路との組み合わせにより構成された１つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１測位システム、２車両（移動体）、２０ロケータ（移動局）、２００ロケータＥＣＵ（コンピュータ）、２０１プロセッサ、２１０補正情報取得部、２６０自己位置算出部（移動局位置算出部）、３基地局、３００センタ装置（コンピュータ、制御装置）、３０１プロセッサ、３１０観測データ取得部（取得部）、３２０補正情報生成部、３３０補正情報送信部４固定基準点、５測位衛星。

Claims

コンピュータ（２００，３００）によって実施され、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）の位置を測位する測位方法であって、
少なくとも１つのプロセッサ（２０１，３０１）にて実行される処理に、
測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の前記測位信号を取得し（Ｓ２０）、
少なくとも３つの前記周波数の前記測位信号に基づいて、複数の基地局（３）の各々における補正情報を生成し（Ｓ３０；Ｓ３１）、
前記補正情報を前記移動局に送信し（Ｓ４０）、
前記移動局の進行方向を予測し（Ｓ６１）、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択し（Ｓ６７）、
前記移動局にて受信された前記補正情報を用いて補正を行い、前記移動局にて受信された前記測位信号に基づき前記移動局の位置を測位する（Ｓ７０）、
というステップを含み、
前記補正情報を選択するステップでは、前記移動局との距離が漸減すると推定される前記基地局における前記補正情報を選択する測位方法。
コンピュータ（２００，３００）によって実施され、移動体（２）とともに移動する移動局（２０）の位置を測位する測位方法であって、
少なくとも１つのプロセッサ（２０１，３０１）にて実行される処理に、
測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の前記測位信号を取得し（Ｓ２０）、
少なくとも３つの前記周波数の前記測位信号に基づいて、複数の基地局（３）の各々における補正情報を生成し（Ｓ３０；Ｓ３１）、
前記補正情報を前記移動局に送信し（Ｓ４０）、
前記移動局の進行方向を予測し（Ｓ６１）、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択し（Ｓ６７）、
前記移動局にて受信された前記補正情報を用いて補正を行い、前記移動局にて受信された前記測位信号に基づき前記移動局の位置を測位する（Ｓ７０）、
というステップを含み、
前記補正情報を選択するステップでは、前記進行方向上の電波強度が最も大きい前記基地局における前記補正情報を選択する測位方法。
前記進行方向上において、前記移動局が各前記基地局から受信する前記測位信号の電波強度に関する電波強度情報を取得可能か否か判定する（Ｓ６２）というステップをさらに含み、
前記補正情報を選択するステップでは、前記電波強度情報を取得不可能と判定した場合、前記移動局との距離が漸減すると推定される前記基地局の前記補正情報を選択する請求項２に記載の測位方法。
前記補正情報を選択するステップでは、選択した前記補正情報の品質が許容レベルを下回る場合には、電波強度が次に大きい前記基地局の前記補正情報を新たに選択する請求項２または請求項３に記載の測位方法。
前記補正情報を生成するステップでは、複数の前記基地局における前記補正情報を、他の１つの前記基地局にてまとめて生成する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の測位方法。
移動体（２）とともに移動する移動局（２０）と、前記移動局と通信する基地局（３）の制御装置（３００）とを含み、前記移動局の位置を測位する測位システムであって、
測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の前記測位信号を取得する取得部（３１０）と、
少なくとも３つの前記周波数の前記測位信号に基づいて、複数の前記基地局の各々における補正情報を生成する補正情報生成部（３２０）と、
前記補正情報を前記移動局に送信する補正情報送信部（３３０）と、
前記移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、
前記移動局にて受信された前記補正情報を用いて補正を行い、前記移動局にて受信された前記測位信号に基づき前記移動局の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、
を備え、
前記補正情報選択部は、前記移動局との距離が漸減すると推定される前記基地局における前記補正情報を選択する測位システム。
移動体（２）とともに移動する移動局（２０）と、前記移動局と通信する基地局（３）の制御装置（３００）とを含み、前記移動局の位置を測位する測位システムであって、
測位衛星（５）の送信する測位信号を受信する固定基準点（４）から、少なくとも３つの周波数の前記測位信号を取得する取得部（３１０）と、
少なくとも３つの前記周波数の前記測位信号に基づいて、複数の前記基地局の各々における補正情報を生成する補正情報生成部（３２０）と、
前記補正情報を前記移動局に送信する補正情報送信部（３３０）と、
前記移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、
前記移動局にて受信された前記補正情報を用いて補正を行い、前記移動局にて受信された前記測位信号に基づき前記移動局の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、
を備え、
前記補正情報選択部は、前記進行方向上の電波強度が最も大きい前記基地局における前記補正情報を選択する測位システム。
基地局（３）の制御装置（３００）と通信し、移動体（２）にとともに移動する移動局（２０）であって、
少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて生成された、複数の前記基地局の各々における補正情報を取得する補正情報取得部（２１０）と、
前記移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、
受信した前記補正情報を用いて補正を行い、受信した前記測位信号に基づき自身の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、
を備え、
前記補正情報選択部は、前記移動局との距離が漸減すると推定される前記基地局における前記補正情報を選択する移動局。
基地局（３）の制御装置（３００）と通信し、移動体（２）にとともに移動する移動局（２０）であって、
少なくとも３つの周波数の測位信号に基づいて生成された、複数の前記基地局の各々における補正情報を取得する補正情報取得部（２１０）と、
前記移動局の進行方向を予測する進行方向予測部（２３０）と、
前記移動局にて受信された複数の前記補正情報から、前記移動局の位置の測位に利用する前記補正情報を選択する補正情報選択部（２５０）と、
受信した前記補正情報を用いて補正を行い、受信した前記測位信号に基づき自身の位置を測位する移動局位置算出部（２６０）と、
を備え、
前記補正情報選択部は、前記進行方向上の電波強度が最も大きい前記基地局における前記補正情報を選択する移動局。