JPH06289116A - 広域測位システムコード測定値平滑化方法と装置 - Google Patents
広域測位システムコード測定値平滑化方法と装置Info
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- JPH06289116A JPH06289116A JP6009485A JP948594A JPH06289116A JP H06289116 A JPH06289116 A JP H06289116A JP 6009485 A JP6009485 A JP 6009485A JP 948594 A JP948594 A JP 948594A JP H06289116 A JPH06289116 A JP H06289116A
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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- G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多重通路などによるエラーを低減して、長期
間にわたりキャリア信号によりＧＰＳ擬似コード信号を
平滑化する技術を得ることを目的とする。 【構成】 ＧＰＳ受信機ではコード誘導擬似レンジ測定
値とキャリア誘導測定値の間の相違から生じる歪みのな
いように、拡張時間間隔にわたるキャリア位相測定値に
より擬似レンジコード測定値を平滑化する技術が存在し
ている。本発明の基本原理は拡張時間間隔にわたりフィ
ルタリングに先立って擬似レンジコード測定値から電離
層効果とドップラ効果を除去することである。電離層効
果の除去は基準受信機から受信された補正の適用により
実行されるか、あるいは受信機で利用できる測定された
もしくはモデル化された電離層データを使用して達成さ
れる。本発明は単一周波数能力のみを有する遠隔受信機
を使用して差動ＧＰＳ位置発見に適用できるが、しかし
任意のタイプの独立ＧＰＳ受信機にも適用できる。
間にわたりキャリア信号によりＧＰＳ擬似コード信号を
平滑化する技術を得ることを目的とする。 【構成】 ＧＰＳ受信機ではコード誘導擬似レンジ測定
値とキャリア誘導測定値の間の相違から生じる歪みのな
いように、拡張時間間隔にわたるキャリア位相測定値に
より擬似レンジコード測定値を平滑化する技術が存在し
ている。本発明の基本原理は拡張時間間隔にわたりフィ
ルタリングに先立って擬似レンジコード測定値から電離
層効果とドップラ効果を除去することである。電離層効
果の除去は基準受信機から受信された補正の適用により
実行されるか、あるいは受信機で利用できる測定された
もしくはモデル化された電離層データを使用して達成さ
れる。本発明は単一周波数能力のみを有する遠隔受信機
を使用して差動ＧＰＳ位置発見に適用できるが、しかし
任意のタイプの独立ＧＰＳ受信機にも適用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に広域測位システム
（ＧＰＳ：global positioning system ）受信機で行わ
れたレンジ測定値の精度を改善する技術に関連し、さら
に特定すると、ＧＰＳキャリア位相から導出された関連
測定値を使用して、ＧＰＳコードから導出されたレンジ
測定値の精度を改善する技術に関連している。これらの
概念をさらに良く理解するために、通常のＧＰＳ受信機
の基本動作を背景としてまず説明する。
（ＧＰＳ：global positioning system ）受信機で行わ
れたレンジ測定値の精度を改善する技術に関連し、さら
に特定すると、ＧＰＳキャリア位相から導出された関連
測定値を使用して、ＧＰＳコードから導出されたレンジ
測定値の精度を改善する技術に関連している。これらの
概念をさらに良く理解するために、通常のＧＰＳ受信機
の基本動作を背景としてまず説明する。
【０００２】
【従来の技術】ＧＰＳ受信機は受信機の位置を３次元で
決定するために多重軌道衛星を使用する。各衛星は相対
的に長い周期の符号化された擬似ランダムコードである
無線周波数（ｒｆ）信号を送信する。衛星送信は基地局
により制御されかつ正確に同期化され、かつ受信機は受
信ｒｆ信号から誘導される受信コードのタイミングから
各衛星のレンジ（直線距離）を決定できる。受信機から
見られる各衛星へのこの計算されたレンジは擬似レンジ
（pseudorange ）として規定される。というのは、受信
機クロックと衛星送信機のタイミングとの間に時間オフ
セットが存在し、かつ一般的にこの時間オフセットは分
からないからである。しかし、少なくとも４つの衛星信
号により、受信機はこの時間オフセットと３次元の受信
機位置を分析できる。この計算を実行する技術はＧＰＳ
技術でよく知られている。
決定するために多重軌道衛星を使用する。各衛星は相対
的に長い周期の符号化された擬似ランダムコードである
無線周波数（ｒｆ）信号を送信する。衛星送信は基地局
により制御されかつ正確に同期化され、かつ受信機は受
信ｒｆ信号から誘導される受信コードのタイミングから
各衛星のレンジ（直線距離）を決定できる。受信機から
見られる各衛星へのこの計算されたレンジは擬似レンジ
（pseudorange ）として規定される。というのは、受信
機クロックと衛星送信機のタイミングとの間に時間オフ
セットが存在し、かつ一般的にこの時間オフセットは分
からないからである。しかし、少なくとも４つの衛星信
号により、受信機はこの時間オフセットと３次元の受信
機位置を分析できる。この計算を実行する技術はＧＰＳ
技術でよく知られている。
【０００３】その位置を計算するために、受信機は衛星
の瞬時位置の知識を有すべきである。この情報もまた各
衛星送信機からのｒｆ信号により変調された形式で受信
機に送信される。このように各衛星はその軌道を規定す
る天体位置データ（ephemeris data）ならびに受信機に
より必要とされる他のデータを、すべて受信機に知られ
た標準形式で送信する。この簡単な記述から、受信機で
得られたキーとなる測定値は受信機から見える各衛星の
擬似レンジ測定値であることが理解されよう。擬似レン
ジ測定値から、受信機はその位置と必要な時間補正を計
算する。
の瞬時位置の知識を有すべきである。この情報もまた各
衛星送信機からのｒｆ信号により変調された形式で受信
機に送信される。このように各衛星はその軌道を規定す
る天体位置データ（ephemeris data）ならびに受信機に
より必要とされる他のデータを、すべて受信機に知られ
た標準形式で送信する。この簡単な記述から、受信機で
得られたキーとなる測定値は受信機から見える各衛星の
擬似レンジ測定値であることが理解されよう。擬似レン
ジ測定値から、受信機はその位置と必要な時間補正を計
算する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＧＰＳコード技術を使
用する擬似レンジの測定値はいくつかのソースから、主
として多重通路効果から生起するエラーを受ける。多重
通路エラーは元の衛星送信への反射信号の重畳から生じ
る。反射信号は受信機の近くの地理的もしくは建築上の
形態からのものであろう。ＧＰＳコードから導出された
擬似レンジ測定値の雑音の効果（主として多重通路雑
音）は受信機で行われた合成位置計算の精度を低減す
る。従って、擬似レンジ測定値の精度を改善する技術に
多くの注意が向けられている。
用する擬似レンジの測定値はいくつかのソースから、主
として多重通路効果から生起するエラーを受ける。多重
通路エラーは元の衛星送信への反射信号の重畳から生じ
る。反射信号は受信機の近くの地理的もしくは建築上の
形態からのものであろう。ＧＰＳコードから導出された
擬似レンジ測定値の雑音の効果（主として多重通路雑
音）は受信機で行われた合成位置計算の精度を低減す
る。従って、擬似レンジ測定値の精度を改善する技術に
多くの注意が向けられている。
【０００５】レンジの測定もまた受信機で受信された、
あるいは実際に再生されたキャリア信号の位相から誘導
できる。（キャリア周波数が抑制されている衛星送信機
でキャリアの変調に使用された拡散スペクトル変調の性
質のために、キャリアが再生されなければならない。）
再生されたキャリア信号の位相は受信機の局部クロック
に対して「相対キャリア位相」と規定される。キャリア
の波長がキャリアを変調する擬似ランダムコードの波長
よりずっと小さいから、相対キャリア位相は擬似レンジ
のもっと正確な測度（measure ）を与えるが、しかし位
相測定値の「全サイクルに対するあいまいさ（whole-cy
cle ambiguity ）」のために単に潜在的に有用なもので
ある。たとえ受信機がキャリア波長の小さい部分の相対
位相を測定できても、受信機と送信機の間の全キャリア
波長の数を容易に決定できない。従って、相対キャリア
位相はそれ自身擬似レンジの有用な測度ではない。
あるいは実際に再生されたキャリア信号の位相から誘導
できる。（キャリア周波数が抑制されている衛星送信機
でキャリアの変調に使用された拡散スペクトル変調の性
質のために、キャリアが再生されなければならない。）
再生されたキャリア信号の位相は受信機の局部クロック
に対して「相対キャリア位相」と規定される。キャリア
の波長がキャリアを変調する擬似ランダムコードの波長
よりずっと小さいから、相対キャリア位相は擬似レンジ
のもっと正確な測度（measure ）を与えるが、しかし位
相測定値の「全サイクルに対するあいまいさ（whole-cy
cle ambiguity ）」のために単に潜在的に有用なもので
ある。たとえ受信機がキャリア波長の小さい部分の相対
位相を測定できても、受信機と送信機の間の全キャリア
波長の数を容易に決定できない。従って、相対キャリア
位相はそれ自身擬似レンジの有用な測度ではない。
【０００６】さらに有用な位相測定値は「積分キャリア
位相（integrated carrier phase）」あるいは「積分ド
ップラ（integrated Doppler）」として規定される。衛
星が水平線の上に上昇したとして衛星信号がまず捕捉さ
れる時間から、相対キャリア位相はドップラ効果の結果
として変化する。衛星が受信機に向かって移動し、次に
受信機から遠ざかるにつれて、キャリアの認められた周
波数は衛星の相対速度の関数として変化する。積分キャ
リア位相は選択された時間間隔にわたり相対位相の変化
の時間率を積分することにより導出される。受信機に対
する衛星の相対速度が零であるなら、相対位相の変化率
は零である。衛星が受信機に接近する場合のように相対
速度が正の向きに大きい場合、相対位相の変化率もまた
大きい。衛星が後退する場合のように相対速度が反対の
向きに大きい場合、相対位相の変化率もまた反対の向き
に大きい。このように相対位相の変化率は相対速度の測
度を与え、かつ時間間隔にわたる相対位相の積分は同じ
期間にわたるレンジの変化の測度を与える。
位相（integrated carrier phase）」あるいは「積分ド
ップラ（integrated Doppler）」として規定される。衛
星が水平線の上に上昇したとして衛星信号がまず捕捉さ
れる時間から、相対キャリア位相はドップラ効果の結果
として変化する。衛星が受信機に向かって移動し、次に
受信機から遠ざかるにつれて、キャリアの認められた周
波数は衛星の相対速度の関数として変化する。積分キャ
リア位相は選択された時間間隔にわたり相対位相の変化
の時間率を積分することにより導出される。受信機に対
する衛星の相対速度が零であるなら、相対位相の変化率
は零である。衛星が受信機に接近する場合のように相対
速度が正の向きに大きい場合、相対位相の変化率もまた
大きい。衛星が後退する場合のように相対速度が反対の
向きに大きい場合、相対位相の変化率もまた反対の向き
に大きい。このように相対位相の変化率は相対速度の測
度を与え、かつ時間間隔にわたる相対位相の積分は同じ
期間にわたるレンジの変化の測度を与える。
【０００７】幸いにも、キャリア位相測定値はどこでも
コード測定値ほど多重通路雑音により影響されない。こ
れは主として相対波長の問題である。実効的に雑音を受
けない擬似レンジコード測定値を得るために、キャリア
位相測定値の細かい精度と雑音耐性が擬似レンジのコー
ド測定値の粗い精度と結合できるものと数年知られてい
た。このプロセスは「キャリア測定値によるコード測定
値の平滑化（smothingcode measurements with carrier
measurements）」として一般に規定され、かつ本発明
者の一人のロナルド・アール・ハッチ（Ronald R. Hatc
h ）の「ＧＰＳコードとキャリア測定値の相乗作用（Th
e Synergism of GPS Code and CarrierMeasurement
s）」、衛星ドップラ測位の第３回（1982）国際測地シ
ンポジウムの会議録（Proc. of the Third (1982年) In
tl. Geodetic Symposium on Satellite Doppler Positi
oning ）、DMA/NOS 、頁1213−32により最初に記載され
た。
コード測定値ほど多重通路雑音により影響されない。こ
れは主として相対波長の問題である。実効的に雑音を受
けない擬似レンジコード測定値を得るために、キャリア
位相測定値の細かい精度と雑音耐性が擬似レンジのコー
ド測定値の粗い精度と結合できるものと数年知られてい
た。このプロセスは「キャリア測定値によるコード測定
値の平滑化（smothingcode measurements with carrier
measurements）」として一般に規定され、かつ本発明
者の一人のロナルド・アール・ハッチ（Ronald R. Hatc
h ）の「ＧＰＳコードとキャリア測定値の相乗作用（Th
e Synergism of GPS Code and CarrierMeasurement
s）」、衛星ドップラ測位の第３回（1982）国際測地シ
ンポジウムの会議録（Proc. of the Third (1982年) In
tl. Geodetic Symposium on Satellite Doppler Positi
oning ）、DMA/NOS 、頁1213−32により最初に記載され
た。
【０００８】ハッチの論文に記載されたように、キャリ
ア測定値によるコード測定値の平滑化は、コード測定値
とキャリア測定値が時間で累積された後で、後処理機能
として実行できるか、あるいは実時間で実行できる。ハ
ッチにより記載された特定の方法では、レンジ変化によ
るキャリア測定値は電離層効果を考慮するデルタ擬似レ
ンジ値にまず写像される。次にこれらの値は同じ期間に
わたり行われた擬似レンジコード測定値から減算され
る。擬似レンジ（コード）測定値とデルタ擬似レンジ
（キャリア）測定値がドップラ効果により同程度に影響
されるから、擬似レンジ値からの累積ドップラのこの減
算は積分間隔の開始での擬似レンジの値と等価である相
対的に一定な擬似レンジ信号となるべきである。しかし
この一定な信号は特に多重通路効果による雑音をなお含
んでいる。次に、相対的に平坦な擬似レンジ信号は雑音
を除去するためにフィルタされ、それからデルタ擬似レ
ンジ値は擬似レンジ測定の平滑化された組を生成するよ
う加算される。
ア測定値によるコード測定値の平滑化は、コード測定値
とキャリア測定値が時間で累積された後で、後処理機能
として実行できるか、あるいは実時間で実行できる。ハ
ッチにより記載された特定の方法では、レンジ変化によ
るキャリア測定値は電離層効果を考慮するデルタ擬似レ
ンジ値にまず写像される。次にこれらの値は同じ期間に
わたり行われた擬似レンジコード測定値から減算され
る。擬似レンジ（コード）測定値とデルタ擬似レンジ
（キャリア）測定値がドップラ効果により同程度に影響
されるから、擬似レンジ値からの累積ドップラのこの減
算は積分間隔の開始での擬似レンジの値と等価である相
対的に一定な擬似レンジ信号となるべきである。しかし
この一定な信号は特に多重通路効果による雑音をなお含
んでいる。次に、相対的に平坦な擬似レンジ信号は雑音
を除去するためにフィルタされ、それからデルタ擬似レ
ンジ値は擬似レンジ測定の平滑化された組を生成するよ
う加算される。
【０００９】ハッチの論文に記載された平滑化プロセス
はＬ1 とＬ2 として規定された周波数でＧＰＳ衛星によ
り与えられた２つのキャリア信号の双方にアクセスする
ことに依存している。電離層効果が周波数により変化す
るから、それらは２つの衛星信号から得られたキャリア
測定値の使用により補正できる。時間の経過によるコー
ドおよびキャリア擬似レンジ信号の相違（divergence）
のために単一周波数性能のみを有する簡単かつ安価なＧ
ＰＳ受信機に対して、平滑化プロセスの使用は限定され
た成功しか享受しない。電離層はコードおよびキャリア
信号に別々に影響する。信号が電離層を通って伝搬する
につれて、それらの信号は周波数の二乗の逆数に比例す
る遅延を生じる。コード信号は事実そのような遅延を生
じる。従って、コード信号は遅れて到着し、かつ認めら
れた擬似レンジをその正しい値より長くする。他方、キ
ャリア信号は電離層の通過の結果として等しくかつ反対
位相の進みを生じ、かつ認められたキャリア擬似レンジ
はその正しい値より短い。たとえこの現象が直感的に明
白でなくても、それは良く理解され、かつＧＰＳ技術の
広く受け入れられた原理である。
はＬ1 とＬ2 として規定された周波数でＧＰＳ衛星によ
り与えられた２つのキャリア信号の双方にアクセスする
ことに依存している。電離層効果が周波数により変化す
るから、それらは２つの衛星信号から得られたキャリア
測定値の使用により補正できる。時間の経過によるコー
ドおよびキャリア擬似レンジ信号の相違（divergence）
のために単一周波数性能のみを有する簡単かつ安価なＧ
ＰＳ受信機に対して、平滑化プロセスの使用は限定され
た成功しか享受しない。電離層はコードおよびキャリア
信号に別々に影響する。信号が電離層を通って伝搬する
につれて、それらの信号は周波数の二乗の逆数に比例す
る遅延を生じる。コード信号は事実そのような遅延を生
じる。従って、コード信号は遅れて到着し、かつ認めら
れた擬似レンジをその正しい値より長くする。他方、キ
ャリア信号は電離層の通過の結果として等しくかつ反対
位相の進みを生じ、かつ認められたキャリア擬似レンジ
はその正しい値より短い。たとえこの現象が直感的に明
白でなくても、それは良く理解され、かつＧＰＳ技術の
広く受け入れられた原理である。
【００１０】擬似レンジ測定値に影響するエラーは３つ
のカテゴリに入るものと考慮できる。第１のカテゴリは
類似の態様でコードおよびキャリア測定値に影響する現
象を含んでいる。これらは平滑化プロセスで行われるよ
うなコード信号からキャリア信号を減算することにより
削除できる。第２のカテゴリは主としてコード信号に作
用し、かつキャリア信号には無視できる多重通路効果を
含んでいる。これらは平滑化プロセスのフィルタリング
ステップにより実効的に削除される。従って、残りは第
３のカテゴリーである。これは、反対の向きのコードお
よびキャリア信号に影響する電離層効果である。単一周
波数受信機に対して、キャリア測定値とコード測定値の
相違が平滑化された擬似レンジコード測定値とフィルタ
されない擬似レンジコード測定値の形の間の大きな差と
なる前に、平滑化プロセスは限られた時間のみで遂行で
きる。典型的には、平滑化プロセスはこの相違の効果を
最小にするように、10から15分の期間のみで使用され
る。
のカテゴリに入るものと考慮できる。第１のカテゴリは
類似の態様でコードおよびキャリア測定値に影響する現
象を含んでいる。これらは平滑化プロセスで行われるよ
うなコード信号からキャリア信号を減算することにより
削除できる。第２のカテゴリは主としてコード信号に作
用し、かつキャリア信号には無視できる多重通路効果を
含んでいる。これらは平滑化プロセスのフィルタリング
ステップにより実効的に削除される。従って、残りは第
３のカテゴリーである。これは、反対の向きのコードお
よびキャリア信号に影響する電離層効果である。単一周
波数受信機に対して、キャリア測定値とコード測定値の
相違が平滑化された擬似レンジコード測定値とフィルタ
されない擬似レンジコード測定値の形の間の大きな差と
なる前に、平滑化プロセスは限られた時間のみで遂行で
きる。典型的には、平滑化プロセスはこの相違の効果を
最小にするように、10から15分の期間のみで使用され
る。
【００１１】それ故、長期間にわたって高い精度を与え
るためにＧＰＳコード測定値を平滑化する改良技術の必
要性が存在する。この必要性は差動ＧＰＳ（differenti
al GPS）の関係で特に明白である。差動ＧＰＳの概念
は、移動するＧＰＳ受信機で生じたエラーが他の受信機
（正確に調査された近くのロケーションの基準受信機）
で生じた類似のエラーと密接に相関するという事実に基
づいている。基準受信機で測定されたエラーはＧＰＳに
関連しない通信リンクにわたり付近の他の受信機に伝達
される。遠隔受信機として規定されたこれらの他の受信
機は、非常に正確に差分的に補正された位置の解を発生
できる。
るためにＧＰＳコード測定値を平滑化する改良技術の必
要性が存在する。この必要性は差動ＧＰＳ（differenti
al GPS）の関係で特に明白である。差動ＧＰＳの概念
は、移動するＧＰＳ受信機で生じたエラーが他の受信機
（正確に調査された近くのロケーションの基準受信機）
で生じた類似のエラーと密接に相関するという事実に基
づいている。基準受信機で測定されたエラーはＧＰＳに
関連しない通信リンクにわたり付近の他の受信機に伝達
される。遠隔受信機として規定されたこれらの他の受信
機は、非常に正確に差分的に補正された位置の解を発生
できる。
【００１２】通常の差動ＧＰＳ構成において、高い精度
でそれ自身の位置を知っている基準受信機は、受信機位
置とＧＰＳ信号により送信された天体位置データで与え
られた軌道位置データに基づく各衛星の実際のレンジを
計算する。各衛星に対して基準受信機もまたコード測定
値から擬似レンジを獲得し、かつ各衛星の擬似レンジエ
ラーを得るために、計算された擬似レンジを減算する。
擬似レンジエラーはこれらのエラー値をそれ自身の擬似
レンジコード測定値に補正として適用する遠隔受信機に
より送信かつ受信される。
でそれ自身の位置を知っている基準受信機は、受信機位
置とＧＰＳ信号により送信された天体位置データで与え
られた軌道位置データに基づく各衛星の実際のレンジを
計算する。各衛星に対して基準受信機もまたコード測定
値から擬似レンジを獲得し、かつ各衛星の擬似レンジエ
ラーを得るために、計算された擬似レンジを減算する。
擬似レンジエラーはこれらのエラー値をそれ自身の擬似
レンジコード測定値に補正として適用する遠隔受信機に
より送信かつ受信される。
【００１３】キャリア測定値によるコード測定値の平滑
化は、低減された多重通路雑音によりコード補正を生成
するために基準受信機と遠隔受信機で５から10分だけ平
滑化することにより差動ＧＰＳに容易に適用される。平
滑化された擬似レンジエラーは遠隔受信機に伝達され、
かつ平滑化された擬似レンジ測定値に適用される。長い
間隔の平滑化はコード測定値とキャリア測定値の間の相
違を大きくする。さらに、この配列は基準受信機と遠隔
受信機の平滑化間隔が時間的に一致する限り作動する。
もし基準受信機と遠隔受信機との間に通信の損失が存在
するなら、各々は他とは独立にその平滑化間隔を再開始
し、相違の問題を悪化させる。
化は、低減された多重通路雑音によりコード補正を生成
するために基準受信機と遠隔受信機で５から10分だけ平
滑化することにより差動ＧＰＳに容易に適用される。平
滑化された擬似レンジエラーは遠隔受信機に伝達され、
かつ平滑化された擬似レンジ測定値に適用される。長い
間隔の平滑化はコード測定値とキャリア測定値の間の相
違を大きくする。さらに、この配列は基準受信機と遠隔
受信機の平滑化間隔が時間的に一致する限り作動する。
もし基準受信機と遠隔受信機との間に通信の損失が存在
するなら、各々は他とは独立にその平滑化間隔を再開始
し、相違の問題を悪化させる。
【００１４】理想的には、必要なことはコード測定値と
キャリア測定値の間の相違の影響に対して関連のない長
期間にわたる擬似レンジコード測定値を平滑化する技術
である。そのような技術は独立受信機あるいは差動ＧＰ
Ｓ受信機に適用できる。以下の集約から明らかなよう
に、本発明はこの必要性を満足している。
キャリア測定値の間の相違の影響に対して関連のない長
期間にわたる擬似レンジコード測定値を平滑化する技術
である。そのような技術は独立受信機あるいは差動ＧＰ
Ｓ受信機に適用できる。以下の集約から明らかなよう
に、本発明はこの必要性を満足している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は多重通路と他の
エラーを低減するための、相対的に長い期間にわたりキ
ャリア信号によりＧＰＳ擬似コード信号を平滑化する方
法とこれに対応する装置に属している。本発明の他の態
様は遠隔ＧＰＳ受信機における補正されたレンジ測定値
を導出するために、同じ原理を差動ＧＰＳに適用するも
ので、これらの補正されたレンジ測定値は多重通路効果
に大きく依存しない。
エラーを低減するための、相対的に長い期間にわたりキ
ャリア信号によりＧＰＳ擬似コード信号を平滑化する方
法とこれに対応する装置に属している。本発明の他の態
様は遠隔ＧＰＳ受信機における補正されたレンジ測定値
を導出するために、同じ原理を差動ＧＰＳに適用するも
ので、これらの補正されたレンジ測定値は多重通路効果
に大きく依存しない。
【００１６】簡単かつ一般的な用語で、本発明は、単一
周波数ＧＰＳ受信機での擬似レンジコード測定値と積分
キャリア位相測定値の獲得、擬似レンジコード測定値と
積分キャリア位相測定値からの、実質的にドップラー効
果と電離層効果を受けない測定の複合した組の導出、積
分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響す
るエラーを除去するための拡張時間間隔にわたる測定の
複合した組のフィルタリング、および平滑化された擬似
レンジコード測定値を得るための測定値のフィルタされ
た複合した組でのドップラー効果の置換（replacing
）、の各ステップを具えている。
周波数ＧＰＳ受信機での擬似レンジコード測定値と積分
キャリア位相測定値の獲得、擬似レンジコード測定値と
積分キャリア位相測定値からの、実質的にドップラー効
果と電離層効果を受けない測定の複合した組の導出、積
分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響す
るエラーを除去するための拡張時間間隔にわたる測定の
複合した組のフィルタリング、および平滑化された擬似
レンジコード測定値を得るための測定値のフィルタされ
た複合した組でのドップラー効果の置換（replacing
）、の各ステップを具えている。
【００１７】電離層効果がコード誘導擬似レンジ測定値
とキャリア誘導測定値の間の相違の主要な原因であるか
ら、電離層効果が除去されたの後のフィルタリングは結
果の歪みなしに長い時間間隔にわたり実行できる。さら
に、単一周波数受信機（差動ＧＰＳを使用する遠隔受信
機もしくは独立受信機のいずれか）の関係において、電
離層効果を除去するための技術が開示されている。
とキャリア誘導測定値の間の相違の主要な原因であるか
ら、電離層効果が除去されたの後のフィルタリングは結
果の歪みなしに長い時間間隔にわたり実行できる。さら
に、単一周波数受信機（差動ＧＰＳを使用する遠隔受信
機もしくは独立受信機のいずれか）の関係において、電
離層効果を除去するための技術が開示されている。
【００１８】差動ＧＰＳの関係において、測定値の複合
した組を導出するステップが、基準受信機からの擬似レ
ンジコード補正の受信、実質的に電離層エラーを受けな
い補正された擬似レンジコード測定値を得るための、擬
似レンジコード測定値への擬似レンジコード補正の適
用、基準受信機からのキャリア位相補正の受信、実質的
に電離層エラーを受けない補正されたキャリア位相測定
値を得るための、擬似レンジコード測定値へのキャリア
位相補正の適用、および電離層効果あるいはドップラー
効果なしに測定の複合した組を得るための、補正された
擬似レンジコード測定値からの補正されたキャリア位相
測定値の減算、を含んでいる。
した組を導出するステップが、基準受信機からの擬似レ
ンジコード補正の受信、実質的に電離層エラーを受けな
い補正された擬似レンジコード測定値を得るための、擬
似レンジコード測定値への擬似レンジコード補正の適
用、基準受信機からのキャリア位相補正の受信、実質的
に電離層エラーを受けない補正されたキャリア位相測定
値を得るための、擬似レンジコード測定値へのキャリア
位相補正の適用、および電離層効果あるいはドップラー
効果なしに測定の複合した組を得るための、補正された
擬似レンジコード測定値からの補正されたキャリア位相
測定値の減算、を含んでいる。
【００１９】独立受信機あるいは差動システムの基準受
信機のような他の関係において、測定値の複合した組を
導出するステップが、実質的にドップラー効果を受けな
いコードオフセット測定値を得るための、擬似レンジコ
ード測定値からのキャリア位相測定値の減算、および実
質的に電離層効果とドップラ効果を受けない測定値の複
合した組を得るための、コードオフセット測定値からの
電離層エラー値の減算、を含んでいる。
信機のような他の関係において、測定値の複合した組を
導出するステップが、実質的にドップラー効果を受けな
いコードオフセット測定値を得るための、擬似レンジコ
ード測定値からのキャリア位相測定値の減算、および実
質的に電離層効果とドップラ効果を受けない測定値の複
合した組を得るための、コードオフセット測定値からの
電離層エラー値の減算、を含んでいる。
【００２０】さらに特定すると、独立受信機の関係にお
いて、電離層値の減算ステップは独立の電離層測定値か
ら誘導された補正の適用を含んでいる。代案として、電
離層値の減算ステップはＧＰＳ信号により受信された電
離層モデルデータから誘導された補正の適用を含んでい
る。
いて、電離層値の減算ステップは独立の電離層測定値か
ら誘導された補正の適用を含んでいる。代案として、電
離層値の減算ステップはＧＰＳ信号により受信された電
離層モデルデータから誘導された補正の適用を含んでい
る。
【００２１】差動位置決定を使用する本発明の特定の実
施例において、該方法は、基準受信機では、擬似レンジ
コード測定値と積分キャリア位相測定値の獲得、コード
オフセット測定を得るための擬似コード測定値からのキ
ャリア位相測定値の減算、コードオフセット測定値から
の電離層効果の除去、平滑化されたコードオフセット測
定値を得るための最終コードオフセット測定値のフィル
タリング、平滑化されたコードオフセット測定値を得る
ためのキャリア位相測定値の加算、受信機の既知の位置
および信号が受信される衛星の既知の軌道パラメータか
らのレンジ測定値の計算、およびレンジ補正を得るため
の平滑化された擬似レンジコード測定値から計算された
レンジ測定値の減算の各ステップを含んでいる。
施例において、該方法は、基準受信機では、擬似レンジ
コード測定値と積分キャリア位相測定値の獲得、コード
オフセット測定を得るための擬似コード測定値からのキ
ャリア位相測定値の減算、コードオフセット測定値から
の電離層効果の除去、平滑化されたコードオフセット測
定値を得るための最終コードオフセット測定値のフィル
タリング、平滑化されたコードオフセット測定値を得る
ためのキャリア位相測定値の加算、受信機の既知の位置
および信号が受信される衛星の既知の軌道パラメータか
らのレンジ測定値の計算、およびレンジ補正を得るため
の平滑化された擬似レンジコード測定値から計算された
レンジ測定値の減算の各ステップを含んでいる。
【００２２】次に該方法は、平滑化に先立つコードオフ
セット測定値および平滑化されたレンジ補正に関連する
少なくとも１組の測定値の基準受信機から遠隔受信機へ
の伝達を実行する。
セット測定値および平滑化されたレンジ補正に関連する
少なくとも１組の測定値の基準受信機から遠隔受信機へ
の伝達を実行する。
【００２３】遠隔受信機では、該方法は、擬似レンジコ
ード測定値と積分キャリア位相測定値の獲得、コードオ
フセット測定を得るための擬似レンジコード測定値から
のキャリア位相測定値の減算、基準受信機から受信され
たコードオフセット測定値の減算による電離層効果の除
去、平滑化されたコードオフセット測定値を得るための
最終コードオフセット測定値のフィルタリング、平滑化
された擬似コード測定値を得るためのキャリア位相測定
値の加算、および補正されたレンジ測定値を導出するた
めの、平滑化されたレンジ補正に関連する少なくとも１
組の測定値から部分的に誘導されたレンジ補正の適用を
含んでいる。
ード測定値と積分キャリア位相測定値の獲得、コードオ
フセット測定を得るための擬似レンジコード測定値から
のキャリア位相測定値の減算、基準受信機から受信され
たコードオフセット測定値の減算による電離層効果の除
去、平滑化されたコードオフセット測定値を得るための
最終コードオフセット測定値のフィルタリング、平滑化
された擬似コード測定値を得るためのキャリア位相測定
値の加算、および補正されたレンジ測定値を導出するた
めの、平滑化されたレンジ補正に関連する少なくとも１
組の測定値から部分的に誘導されたレンジ補正の適用を
含んでいる。
【００２４】さらに特定すると、平滑化されたレンジ補
正に関連する少なくとも１組の測定値を伝達するステッ
プは平滑化されたコードオフセット測定値の伝達とレン
ジ補正の伝達を含んでいる。
正に関連する少なくとも１組の測定値を伝達するステッ
プは平滑化されたコードオフセット測定値の伝達とレン
ジ補正の伝達を含んでいる。
【００２５】遠隔受信機では、レンジ補正を適用するス
テップは基準受信機から伝達されたレンジ補正からの基
準受信機から受信された平滑化されたコードオフセット
測定値の減算、遠隔受信機で計算された評価レンジから
の最終レンジエラーの減算、および補正されたレンジ測
定を得るための遠隔受信機で発生された平滑化されたコ
ードオフセット測定値からの後者の減算結果の減算を含
んでいる。
テップは基準受信機から伝達されたレンジ補正からの基
準受信機から受信された平滑化されたコードオフセット
測定値の減算、遠隔受信機で計算された評価レンジから
の最終レンジエラーの減算、および補正されたレンジ測
定を得るための遠隔受信機で発生された平滑化されたコ
ードオフセット測定値からの後者の減算結果の減算を含
んでいる。
【００２６】本発明は同等な装置用語でも規定される。
例えば、該装置は、単一周波数ＧＰＳ受信機で擬似レン
ジコード測定値と積分キャリア位相測定値を獲得する手
段、実質的にドップラ効果と電離層効果を受けない測定
値の複合した組を擬似コード測定値と積分キャリア位相
測定値から導出する手段、積分キャリア位相測定値以上
に擬似レンジ測定値以上に影響するエラーを除去するた
めの拡張時間間隔にわたり測定の複合した組をフィルタ
リングする手段、および平滑化された擬似レンジコード
測定値を得るための、測定のフィルタされた複合した組
でドップラ効果を置換する手段、を具えている。
例えば、該装置は、単一周波数ＧＰＳ受信機で擬似レン
ジコード測定値と積分キャリア位相測定値を獲得する手
段、実質的にドップラ効果と電離層効果を受けない測定
値の複合した組を擬似コード測定値と積分キャリア位相
測定値から導出する手段、積分キャリア位相測定値以上
に擬似レンジ測定値以上に影響するエラーを除去するた
めの拡張時間間隔にわたり測定の複合した組をフィルタ
リングする手段、および平滑化された擬似レンジコード
測定値を得るための、測定のフィルタされた複合した組
でドップラ効果を置換する手段、を具えている。
【００２７】遠隔広域測位システム（ＧＰＳ）受信機で
の差動位置決定装置において、本発明は、擬似レンジコ
ード測定値と積分キャリア位相測定値を獲得する手段を
含む基準受信機、擬似レンジコード測定値から選択され
た少なくとも２組の測定値、積分キャリア位相測定値、
擬似レンジコード測定値の補正、積分キャリア測定値の
補正、および擬似レンジコード測定値と積分キャリア位
相測定値との間の差を遠隔受信機に伝達する手段、およ
び擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値を
得る手段、実質的に電離層効果とドップラ効果を受けな
い１組の測定値を導出するように、基準受信機から受信
された測定値を使用して局部的に得られた測定値を処理
する手段、雑音効果を除去するためにこの導出された測
定値の組をフィルタリングする手段、および平滑化され
かつ補正された擬似レンジコード測定値の組を与えるた
めにドップラ効果を回復する手段を含む基準受信機、を
具えるものとして規定できる。
の差動位置決定装置において、本発明は、擬似レンジコ
ード測定値と積分キャリア位相測定値を獲得する手段を
含む基準受信機、擬似レンジコード測定値から選択され
た少なくとも２組の測定値、積分キャリア位相測定値、
擬似レンジコード測定値の補正、積分キャリア測定値の
補正、および擬似レンジコード測定値と積分キャリア位
相測定値との間の差を遠隔受信機に伝達する手段、およ
び擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値を
得る手段、実質的に電離層効果とドップラ効果を受けな
い１組の測定値を導出するように、基準受信機から受信
された測定値を使用して局部的に得られた測定値を処理
する手段、雑音効果を除去するためにこの導出された測
定値の組をフィルタリングする手段、および平滑化され
かつ補正された擬似レンジコード測定値の組を与えるた
めにドップラ効果を回復する手段を含む基準受信機、を
具えるものとして規定できる。
【００２８】１つの開示された実施例において、基準受
信機は、基準受信機の位置と衛星軌道についての既知の
情報を使用して理論的擬似レンジ値と理論的キャリア位
相値を計算する手段、および擬似レンジコード測定値と
キャリア位相測定値の補正を計算する手段をさらに含ん
でいる。遠隔受信機に伝達する手段は擬似レンジコード
測定値とキャリア位相測定値の補正を伝達する手段を含
んでいる。
信機は、基準受信機の位置と衛星軌道についての既知の
情報を使用して理論的擬似レンジ値と理論的キャリア位
相値を計算する手段、および擬似レンジコード測定値と
キャリア位相測定値の補正を計算する手段をさらに含ん
でいる。遠隔受信機に伝達する手段は擬似レンジコード
測定値とキャリア位相測定値の補正を伝達する手段を含
んでいる。
【００２９】遠隔受信機では、実効的に電離層効果を受
けない補正された擬似レンジコード測定値と補正された
キャリア位相測定値を得るために、局部的に得られた測
定値を処理する手段が基準受信機から伝達された補正を
適用する手段、およびフィルタリングするための測定値
の組を得るために、補正された擬似レンジコード測定値
から、補正されたキャリア位相測定値を減算する手段を
含んでいる。
けない補正された擬似レンジコード測定値と補正された
キャリア位相測定値を得るために、局部的に得られた測
定値を処理する手段が基準受信機から伝達された補正を
適用する手段、およびフィルタリングするための測定値
の組を得るために、補正された擬似レンジコード測定値
から、補正されたキャリア位相測定値を減算する手段を
含んでいる。
【００３０】本発明が高精度ＧＰＳ受信機の分野で著し
い進歩を表していることは前記の記述から明らかであ
る。特に、本発明は一般にコード誘導値とキャリア誘導
値の間の相違から生じる歪みなしに相対的に長い時間間
隔にわたるキャリア位相測定値による擬似コード測定値
の平滑化を許容する新しいアプローチを与える。本発明
は単一周波数受信機に適用でき、かつ単一周波数遠隔受
信機を使用する差動ＧＰＳ位置発見のために特によく適
している。
い進歩を表していることは前記の記述から明らかであ
る。特に、本発明は一般にコード誘導値とキャリア誘導
値の間の相違から生じる歪みなしに相対的に長い時間間
隔にわたるキャリア位相測定値による擬似コード測定値
の平滑化を許容する新しいアプローチを与える。本発明
は単一周波数受信機に適用でき、かつ単一周波数遠隔受
信機を使用する差動ＧＰＳ位置発見のために特によく適
している。
【００３１】本発明の他の態様と利点は添付図面ととも
に以下の詳細な記述から明らかになる。
に以下の詳細な記述から明らかになる。
【００３２】
【実施例】この明細書の前述の背景欄で、ある長さにわ
たり説明されたように、本発明は積分キャリア位相測定
値によるコード測定値の平滑化を使用するＧＰＳ受信機
の改善に関連している。平滑化プロセスはキャリア周波
数Ｌ1 およびＬ2 双方のＧＰＳ信号の処理が可能な受信
機での擬似レンジ（コード）測定値を平滑化する従前の
プロセスを示している図１を参照して最も良く説明され
る。
たり説明されたように、本発明は積分キャリア位相測定
値によるコード測定値の平滑化を使用するＧＰＳ受信機
の改善に関連している。平滑化プロセスはキャリア周波
数Ｌ1 およびＬ2 双方のＧＰＳ信号の処理が可能な受信
機での擬似レンジ（コード）測定値を平滑化する従前の
プロセスを示している図１を参照して最も良く説明され
る。
【００３３】図１のブロック10に示された曲線におい
て、相対キャリア位相の変化率の積分から導かれたレン
ジ（デルタレンジ）測定値の変化が時間についてプロッ
トされている。この曲線（キャリア信号の各周波数に対
するもの）は衛星の接近と後退を示す特性形状を有して
いる。デルタレンジの最小値は衛星が受信機に最も近い
場合の時間に一致している。この曲線はキャリア測定値
が多重通路効果を無視できる程度しか受けないという理
由で相対的に平滑である。
て、相対キャリア位相の変化率の積分から導かれたレン
ジ（デルタレンジ）測定値の変化が時間についてプロッ
トされている。この曲線（キャリア信号の各周波数に対
するもの）は衛星の接近と後退を示す特性形状を有して
いる。デルタレンジの最小値は衛星が受信機に最も近い
場合の時間に一致している。この曲線はキャリア測定値
が多重通路効果を無視できる程度しか受けないという理
由で相対的に平滑である。
【００３４】ブロック12の曲線はキャリア測定値と同じ
時間間隔にわたり取られた擬似レンジあるいはコード測
定値を示している。曲線は同様な特性形状を有している
が、しかし主として多重通路効果による雑音により歪ん
でいる。
時間間隔にわたり取られた擬似レンジあるいはコード測
定値を示している。曲線は同様な特性形状を有している
が、しかし主として多重通路効果による雑音により歪ん
でいる。
【００３５】ブロック14に示されたように、キャリア周
波数Ｌ1 とＬ2 のみの関数である写像変換を使用して、
ブロック16に示された対応デルタ擬似レンジ値にキャリ
ア測定値が写像される。写像方程式はこの明細書で以前
に引用されたハッチの論文に見出すことができる。ブロ
ック16に示された最終写像デルタ擬似レンジ値は電離層
効果を考慮するキャリア測定値から計算された擬似レン
ジでの十分正確な変化を表している。
波数Ｌ1 とＬ2 のみの関数である写像変換を使用して、
ブロック16に示された対応デルタ擬似レンジ値にキャリ
ア測定値が写像される。写像方程式はこの明細書で以前
に引用されたハッチの論文に見出すことができる。ブロ
ック16に示された最終写像デルタ擬似レンジ値は電離層
効果を考慮するキャリア測定値から計算された擬似レン
ジでの十分正確な変化を表している。
【００３６】次に、デルタ擬似レンジ値は減算回路18に
より示されたようにブロック12の曲線の対応擬似レンジ
（コード）測定値から減算される。キャリア測定値とコ
ード測定値の双方が同じドップラ効果を受けたから、こ
の減算の結果はブロック20に示されたようにドップラ効
果による擬似レンジが一時的に除去されたことを示す相
対的に平坦な曲線の対を生成すべきである。しかし、こ
れらの曲線はブロック14での雑音成分をなお有してい
る。次のステップは22で示されたように、選択された時
間間隔にわたるフィルタリングによりこれらの曲線を平
滑化することであり、それはブロック24に示された平滑
化された曲線を生成する。
より示されたようにブロック12の曲線の対応擬似レンジ
（コード）測定値から減算される。キャリア測定値とコ
ード測定値の双方が同じドップラ効果を受けたから、こ
の減算の結果はブロック20に示されたようにドップラ効
果による擬似レンジが一時的に除去されたことを示す相
対的に平坦な曲線の対を生成すべきである。しかし、こ
れらの曲線はブロック14での雑音成分をなお有してい
る。次のステップは22で示されたように、選択された時
間間隔にわたるフィルタリングによりこれらの曲線を平
滑化することであり、それはブロック24に示された平滑
化された曲線を生成する。
【００３７】最後に、ブロック16からのデルタ擬似レン
ジ値は加算器回路26により示されたようにブロック24の
平滑化された曲線に加算され、かつ平滑化された擬似レ
ンジ測定値がブロック28で示されたように得られる。
ジ値は加算器回路26により示されたようにブロック24の
平滑化された曲線に加算され、かつ平滑化された擬似レ
ンジ測定値がブロック28で示されたように得られる。
【００３８】前述の背景欄で説明されたように、図１に
示された平滑化プロセスは長時間にわたるコード測定値
とキャリア測定値の間の相違のために単一周波数ＧＰＳ
受信機の短期間以上に使用できない。さらに、差動ＧＰ
Ｓに適用されたような図１の基本プロセスは、もし平滑
化が基準受信機と遠隔受信機で同じ時間間隔にわたり適
用されるなら最も成功する。
示された平滑化プロセスは長時間にわたるコード測定値
とキャリア測定値の間の相違のために単一周波数ＧＰＳ
受信機の短期間以上に使用できない。さらに、差動ＧＰ
Ｓに適用されたような図１の基本プロセスは、もし平滑
化が基準受信機と遠隔受信機で同じ時間間隔にわたり適
用されるなら最も成功する。
【００３９】本発明によると、任意のＧＰＳ受信機の擬
似コード誘導値は、単一周波数もしくは二重周波数のい
ずれであっても、以前に可能であったよりもずっと長い
時間間隔にわたりキャリア測定値により平滑化できる。
さらに、以下に説明されるように、本発明の原理もまた
差動ＧＰＳ受信機に有効に採用できる。
似コード誘導値は、単一周波数もしくは二重周波数のい
ずれであっても、以前に可能であったよりもずっと長い
時間間隔にわたりキャリア測定値により平滑化できる。
さらに、以下に説明されるように、本発明の原理もまた
差動ＧＰＳ受信機に有効に採用できる。
【００４０】図２は差動あるいは独立のいずれにせよ任
意のＧＰＳ受信機で採用されるような本発明の平滑化技
術を示している。他のシステムにおけるように、２つの
形の測定が行われ、それらは30で示されたような擬似レ
ンジ測定値あるいはコード測定値と、32で示されたよう
な積分キャリア位相測定値である。測定値の単位は互い
に一致しており、例えばキャリア信号をメートルあるい
は波長で表したものであってもよい。この記述では、積
分キャリア位相測定値は衛星が最初に捕捉される場合の
ように積分間隔の開始で擬似レンジ値に等しく初期化さ
れるものと仮定されている。従って、積分キャリア位相
測定値は擬似レンジ測定値のこの初期値のエラーに等し
い一定のオフセットを含んでいる。
意のＧＰＳ受信機で採用されるような本発明の平滑化技
術を示している。他のシステムにおけるように、２つの
形の測定が行われ、それらは30で示されたような擬似レ
ンジ測定値あるいはコード測定値と、32で示されたよう
な積分キャリア位相測定値である。測定値の単位は互い
に一致しており、例えばキャリア信号をメートルあるい
は波長で表したものであってもよい。この記述では、積
分キャリア位相測定値は衛星が最初に捕捉される場合の
ように積分間隔の開始で擬似レンジ値に等しく初期化さ
れるものと仮定されている。従って、積分キャリア位相
測定値は擬似レンジ測定値のこの初期値のエラーに等し
い一定のオフセットを含んでいる。
【００４１】キャリア位相は36で示されたようにコード
オフセットを生じるよう、回路34で擬似レンジ値から減
算される。最初、コードオフセットは零であろうが、し
かし時間が進むにつれて、コードオフセットは受信機に
おけるコードトラッキングループとキャリアトラッキン
グループの間に生起する累積した差を示す値である。次
に、コードオフセット36は減算回路38で電離層エラー項
を減算することにより電離層効果に対して調整される。
電離層補正のソースは40に示されたような測定電離層補
正発生器であるか、42に示されたようなモデル化電離層
補正発生器のいずれかである。測定された電離層データ
は受信機で利用できる２つのキャリアを有する結果とし
て得られるか、あるいはＧＰＳとは独立なあるソースか
ら得られる。もし測定された電離層データが利用できな
いなら、キャリアを変調する天体位置データの一部分と
して衛星から得られたような電離層のモデルからのデー
タが使用される。
オフセットを生じるよう、回路34で擬似レンジ値から減
算される。最初、コードオフセットは零であろうが、し
かし時間が進むにつれて、コードオフセットは受信機に
おけるコードトラッキングループとキャリアトラッキン
グループの間に生起する累積した差を示す値である。次
に、コードオフセット36は減算回路38で電離層エラー項
を減算することにより電離層効果に対して調整される。
電離層補正のソースは40に示されたような測定電離層補
正発生器であるか、42に示されたようなモデル化電離層
補正発生器のいずれかである。測定された電離層データ
は受信機で利用できる２つのキャリアを有する結果とし
て得られるか、あるいはＧＰＳとは独立なあるソースか
ら得られる。もし測定された電離層データが利用できな
いなら、キャリアを変調する天体位置データの一部分と
して衛星から得られたような電離層のモデルからのデー
タが使用される。
【００４２】すると、電離層エラーは回路38でコードオ
フセットから減算される前に44で示されたように２を乗
算される。補正値を２倍にする理由はコード測定値とキ
ャリア測定値の間の相違に関連している。前にも述べた
ように、電離層はコード信号とキャリア信号に反対方向
に影響する。コードオフセット36が擬似レンジ（コー
ド）測定値からキャリア測定値を減算することにより導
かれるから、電離層エラーは２つのタイプの測定値のい
ずれか１つの値を２倍にしたものである。
フセットから減算される前に44で示されたように２を乗
算される。補正値を２倍にする理由はコード測定値とキ
ャリア測定値の間の相違に関連している。前にも述べた
ように、電離層はコード信号とキャリア信号に反対方向
に影響する。コードオフセット36が擬似レンジ（コー
ド）測定値からキャリア測定値を減算することにより導
かれるから、電離層エラーは２つのタイプの測定値のい
ずれか１つの値を２倍にしたものである。
【００４３】減算器38での電離層補正の後で、補正され
た最終コードオフセットは多重通路効果から導かれたエ
ラーを除去するためにフィルタ46で平滑化される。平滑
化される信号がコード測定値とキャリア測定値の間の相
違に従わないから（電離層エラーは除去されている）、
フィルタリングは結果を歪ませることなく拡張時間間隔
で遂行される。
た最終コードオフセットは多重通路効果から導かれたエ
ラーを除去するためにフィルタ46で平滑化される。平滑
化される信号がコード測定値とキャリア測定値の間の相
違に従わないから（電離層エラーは除去されている）、
フィルタリングは結果を歪ませることなく拡張時間間隔
で遂行される。
【００４４】フィルタ46での平滑化の後で、平滑化され
た最終コードオフセットは加算器回路48で加算された電
離層エラーを有している。すると、積分キャリア位相測
定値32は出力ライン52に平滑化された擬似レンジ測定値
を生じさせるために、加算器回路50で加算される。
た最終コードオフセットは加算器回路48で加算された電
離層エラーを有している。すると、積分キャリア位相測
定値32は出力ライン52に平滑化された擬似レンジ測定値
を生じさせるために、加算器回路50で加算される。
【００４５】図２の基本的な実施例は何らかの続いて起
こる歪みなしに相対的に長い時間間隔にわたりキャリア
測定値による擬似レンジ測定値の平滑化を与える。とい
うのは、ドップラ効果と電離層効果がまず除去され、引
き続いて戻される信号について平滑化が行われるからで
ある。
こる歪みなしに相対的に長い時間間隔にわたりキャリア
測定値による擬似レンジ測定値の平滑化を与える。とい
うのは、ドップラ効果と電離層効果がまず除去され、引
き続いて戻される信号について平滑化が行われるからで
ある。
【００４６】図３と図４は、いかにして図１の基本実施
例が差動ＧＰＳに適用されるかを示している。図３に示
されたように、基準受信機は図２の基本実施例に示され
たものと同じであるすべての成分を含み、かつライン52
上に平滑化された擬似レンジ信号を与える。基準受信機
はまたその正確に知られた位置と受信天体位置データか
ら得られた衛星の位置から、計算されたレンジ値54も導
く。受信機は、減算器回路56で、計算されたレンジ値か
らライン52上の平滑化された擬似レンジ値を減算し、か
つライン58上にレンジエラー値を出力する。
例が差動ＧＰＳに適用されるかを示している。図３に示
されたように、基準受信機は図２の基本実施例に示され
たものと同じであるすべての成分を含み、かつライン52
上に平滑化された擬似レンジ信号を与える。基準受信機
はまたその正確に知られた位置と受信天体位置データか
ら得られた衛星の位置から、計算されたレンジ値54も導
く。受信機は、減算器回路56で、計算されたレンジ値か
らライン52上の平滑化された擬似レンジ値を減算し、か
つライン58上にレンジエラー値を出力する。
【００４７】差動ＧＰＳ構成の基準受信機の基本機能は
ＧＰＳ以外の通信リンクにわたる遠隔受信機に補正信号
を与えることである。本発明では、基準受信機は遠隔受
信機に次の３つの異なる測定値を伝達する。それらは
（ａ）コネクタＡにより示されたような減算器回路34の
出力から導かれたコードオフセット測定値36、（ｂ）コ
ネクタＢにより示されたような加算器回路48の出力から
導かれた平滑化されたコードオフセット測定値、および
（ｃ）コネクタＣにより示されたようなライン58からの
レンジエラーである。
ＧＰＳ以外の通信リンクにわたる遠隔受信機に補正信号
を与えることである。本発明では、基準受信機は遠隔受
信機に次の３つの異なる測定値を伝達する。それらは
（ａ）コネクタＡにより示されたような減算器回路34の
出力から導かれたコードオフセット測定値36、（ｂ）コ
ネクタＢにより示されたような加算器回路48の出力から
導かれた平滑化されたコードオフセット測定値、および
（ｃ）コネクタＣにより示されたようなライン58からの
レンジエラーである。
【００４８】遠隔受信機における本発明による計算は図
４に示されている。遠隔受信機は擬似レンジ測定値30′
とキャリア位相測定値32′を導き、かつコードオフセッ
ト36′を生じるよう減算器回路34′で擬似レンジからキ
ャリア位相を減算する。この点において、基準受信機に
おけるような電離層補正の減算の代わりに、遠隔受信機
はコネクタＡを通して基準受信機からのコードオフセッ
ト入力を減算器回路38′で減算する。多くの場合、遠隔
受信機は利用できる電離層補正データを有していないで
あろうし、かつどんな場合でも、基準受信機からのコー
ドオフセット測定値は電離層エラーの完全に近い測度で
ある成分を含んでいる。減算器38′の出力は低域通過フ
ィルタ46′で平滑化され、次にキャリア位相測定値は平
滑化されたレンジ値を生じるよう加算器回路50′で加算
される。
４に示されている。遠隔受信機は擬似レンジ測定値30′
とキャリア位相測定値32′を導き、かつコードオフセッ
ト36′を生じるよう減算器回路34′で擬似レンジからキ
ャリア位相を減算する。この点において、基準受信機に
おけるような電離層補正の減算の代わりに、遠隔受信機
はコネクタＡを通して基準受信機からのコードオフセッ
ト入力を減算器回路38′で減算する。多くの場合、遠隔
受信機は利用できる電離層補正データを有していないで
あろうし、かつどんな場合でも、基準受信機からのコー
ドオフセット測定値は電離層エラーの完全に近い測度で
ある成分を含んでいる。減算器38′の出力は低域通過フ
ィルタ46′で平滑化され、次にキャリア位相測定値は平
滑化されたレンジ値を生じるよう加算器回路50′で加算
される。
【００４９】出力ライン62上に補正されたレンジを得る
ために、平滑化されたレンジ値は減算器回路60を使用し
てレンジエラーの減算により補正される。減算器回路60
に印加されたエラー値は通常のシステムの基準受信機か
ら受信されたレンジ補正よりさらに改善されている。最
初に、遠隔受信機は（コネクタＣにより）基準受信機か
ら受信されたレンジ補正と（コネクタＢにより）受信機
から受信された平滑化されたコードオフセットとの和か
ら「コードなしのレンジエラー（range errorwithout c
ode）」を計算する。加算器回路64で得られたこの和は
改善されたレンジエラー値を表し、それは減算器回路68
で、評価されたレンジ66から減算される。評価されたレ
ンジ66は衛星から受信された天体位置データによって行
われた遠隔受信機の位置の評価から得られる。これは、
基準受信機の位置が正確に知られていることと、一方で
遠隔受信機の位置がこの段階では単に評価によるもので
あることを除いて、基準受信機で使用された計算された
レンジ54と等価である。
ために、平滑化されたレンジ値は減算器回路60を使用し
てレンジエラーの減算により補正される。減算器回路60
に印加されたエラー値は通常のシステムの基準受信機か
ら受信されたレンジ補正よりさらに改善されている。最
初に、遠隔受信機は（コネクタＣにより）基準受信機か
ら受信されたレンジ補正と（コネクタＢにより）受信機
から受信された平滑化されたコードオフセットとの和か
ら「コードなしのレンジエラー（range errorwithout c
ode）」を計算する。加算器回路64で得られたこの和は
改善されたレンジエラー値を表し、それは減算器回路68
で、評価されたレンジ66から減算される。評価されたレ
ンジ66は衛星から受信された天体位置データによって行
われた遠隔受信機の位置の評価から得られる。これは、
基準受信機の位置が正確に知られていることと、一方で
遠隔受信機の位置がこの段階では単に評価によるもので
あることを除いて、基準受信機で使用された計算された
レンジ54と等価である。
【００５０】減算器回路68の出力は加算器回路60で平滑
化されたレンジ値から減算すべきレンジエラー（コード
共）である。出力ライン62上の補正されたレンジ残留値
はＧＰＳ技術でよく知られた計算法を使用して遠隔受信
機の位置を計算するために引き続いて受信機で使用され
る。
化されたレンジ値から減算すべきレンジエラー（コード
共）である。出力ライン62上の補正されたレンジ残留値
はＧＰＳ技術でよく知られた計算法を使用して遠隔受信
機の位置を計算するために引き続いて受信機で使用され
る。
【００５１】電離層効果の除去は本発明ではクリチカル
であるから、それは図３と図４を通して電離層エラーの
トレースに役立つ。電離層は正の向き（すなわちレンジ
値を非常に長くする）の擬似レンジコード測定値に影響
し、かつ負の向き（すなわちレンジ値を非常に短くす
る）のキャリア測定値に影響する。簡単化のために、電
離層エラーはコード測定値に影響するならＩあるいは＋
Ｉとして規定し、キャリア測定値に影響するなら−Ｉと
して規定できる。コードオフセット36あるいは36′にお
いて、電離層エラーは＋２Ｉである。というのは、コー
ドオフセットが位相測定値からのキャリア測定値の減算
により導かれるからである。前にも議論されたように、
基準受信機の減算器38はフィルタ46の入力で零エラーを
残すよう全エラー＋２Ｉを減算する。フィルタからのエ
ラー＋２Ｉが加算器48で加算される。すると、加算器50
において、キャリア位相は固有の−Ｉエラーとともに加
算される。従って、加算器50からの電離層エラーは２Ｉ
−Ｉ＝Ｉであり、コネクタＣへのライン58上のレンジエ
ラー信号の電離層エラーは−Ｉである。
であるから、それは図３と図４を通して電離層エラーの
トレースに役立つ。電離層は正の向き（すなわちレンジ
値を非常に長くする）の擬似レンジコード測定値に影響
し、かつ負の向き（すなわちレンジ値を非常に短くす
る）のキャリア測定値に影響する。簡単化のために、電
離層エラーはコード測定値に影響するならＩあるいは＋
Ｉとして規定し、キャリア測定値に影響するなら−Ｉと
して規定できる。コードオフセット36あるいは36′にお
いて、電離層エラーは＋２Ｉである。というのは、コー
ドオフセットが位相測定値からのキャリア測定値の減算
により導かれるからである。前にも議論されたように、
基準受信機の減算器38はフィルタ46の入力で零エラーを
残すよう全エラー＋２Ｉを減算する。フィルタからのエ
ラー＋２Ｉが加算器48で加算される。すると、加算器50
において、キャリア位相は固有の−Ｉエラーとともに加
算される。従って、加算器50からの電離層エラーは２Ｉ
−Ｉ＝Ｉであり、コネクタＣへのライン58上のレンジエ
ラー信号の電離層エラーは−Ｉである。
【００５２】遠隔受信機において、減算器38′は遠隔受
信機で導かれたコードオフセットから基準受信機からの
コードオフセットを減算する。減算器38′の双方の入力
はエラー＋２Ｉを有し、従って出力は零電離層エラーを
有している。すると、加算器50′において、キャリア位
相はフィルタ出力に加算され、かつエラー−Ｉを導入す
る。遠隔受信機のレンジエラーの計算において、加算器
64は（コネクタＣを通して）レンジエラー値から−Ｉエ
ラー入力を受信し、かつ（コネクタＢを通して受信され
た）平滑化されたコードオフセット入力から＋２Ｉエラ
ー入力を受信する。従って加算器64の出力は−Ｉ＋２Ｉ
＝Ｉのエラー値を有する。このエラー値は減算器68で減
算され、次に加算器50′からの他の−Ｉ入力から減算器
60で減算される。従って、減算器からの出力ライン62上
の補正されたレンジ値はエラー値＋（−Ｉ）−（−Ｉ）
＝０を有している。
信機で導かれたコードオフセットから基準受信機からの
コードオフセットを減算する。減算器38′の双方の入力
はエラー＋２Ｉを有し、従って出力は零電離層エラーを
有している。すると、加算器50′において、キャリア位
相はフィルタ出力に加算され、かつエラー−Ｉを導入す
る。遠隔受信機のレンジエラーの計算において、加算器
64は（コネクタＣを通して）レンジエラー値から−Ｉエ
ラー入力を受信し、かつ（コネクタＢを通して受信され
た）平滑化されたコードオフセット入力から＋２Ｉエラ
ー入力を受信する。従って加算器64の出力は−Ｉ＋２Ｉ
＝Ｉのエラー値を有する。このエラー値は減算器68で減
算され、次に加算器50′からの他の−Ｉ入力から減算器
60で減算される。従って、減算器からの出力ライン62上
の補正されたレンジ値はエラー値＋（−Ｉ）−（−Ｉ）
＝０を有している。
【００５３】図３と図４で実行された処理の電離層エラ
ーに対する全効果は、電離層エラーが、多重通路エラー
を除去するフィルタリングの前に零に低減され、かつ補
正されたレンジ測定値の出力で零に低減されるようなも
のである。
ーに対する全効果は、電離層エラーが、多重通路エラー
を除去するフィルタリングの前に零に低減され、かつ補
正されたレンジ測定値の出力で零に低減されるようなも
のである。
【００５４】図５と図６は差動ＧＰＳに使用する本発明
の他の実施例を示している。基準受信機において、擬似
レンジ（コード）測定値30とキャリア位相測定値32が作
られる。次に、計算されたレンジ54は擬似レンジエラー
測定値72を導くため回路70で擬似レンジ30から減算され
る。同様に、キャリア位相測定値32は、減算器回路76
で、計算された位相値74をそれから減算し、キャリア位
相エラー78を生じる。２つのエラー値72および78はコネ
クタＤおよびＥにより示されたようにそれぞれ遠隔受信
機に伝達される。
の他の実施例を示している。基準受信機において、擬似
レンジ（コード）測定値30とキャリア位相測定値32が作
られる。次に、計算されたレンジ54は擬似レンジエラー
測定値72を導くため回路70で擬似レンジ30から減算され
る。同様に、キャリア位相測定値32は、減算器回路76
で、計算された位相値74をそれから減算し、キャリア位
相エラー78を生じる。２つのエラー値72および78はコネ
クタＤおよびＥにより示されたようにそれぞれ遠隔受信
機に伝達される。
【００５５】遠隔受信機において、別々に導かれた擬似
レンジ測定値およびキャリア位相測定値30′および32′
は、基準受信機から伝達された補正値を使用して、減算
器回路80および82でそれぞれ補正され、補正された擬似
レンジおよび補正されたキャリア位相値84および86がそ
れぞれ得られる。補正されたキャリア位相は回路88で、
補正された擬似レンジから減算され、その結果の値が低
域通過フィルタ90でフィルタされる。次に補正されたキ
ャリア位相は、加算器回路92を使用してフィルタされた
結果に加算され、出力ライン94上に平滑化された擬似レ
ンジ値が得られる。基準受信機から遠隔受信機へ擬似レ
ンジおよびキャリア位相エラーを伝達し、これらのエラ
ーを補正値として遠隔受信機の擬似レンジコード測定値
とキャリア位相測定値に印加することによって、殆どの
電離層エラーが除去される。これは伝達されたエラーが
基準受信機で測定された電離層エラーの成分を含み、か
つこれらのエラーが遠隔受信機位置において著しく異な
っていないという理由からである。
レンジ測定値およびキャリア位相測定値30′および32′
は、基準受信機から伝達された補正値を使用して、減算
器回路80および82でそれぞれ補正され、補正された擬似
レンジおよび補正されたキャリア位相値84および86がそ
れぞれ得られる。補正されたキャリア位相は回路88で、
補正された擬似レンジから減算され、その結果の値が低
域通過フィルタ90でフィルタされる。次に補正されたキ
ャリア位相は、加算器回路92を使用してフィルタされた
結果に加算され、出力ライン94上に平滑化された擬似レ
ンジ値が得られる。基準受信機から遠隔受信機へ擬似レ
ンジおよびキャリア位相エラーを伝達し、これらのエラ
ーを補正値として遠隔受信機の擬似レンジコード測定値
とキャリア位相測定値に印加することによって、殆どの
電離層エラーが除去される。これは伝達されたエラーが
基準受信機で測定された電離層エラーの成分を含み、か
つこれらのエラーが遠隔受信機位置において著しく異な
っていないという理由からである。
【００５６】差動ＧＰＳ関係における本発明の種々の可
能な実施例の共通機構は、コード擬似レンジ測定値とキ
ャリア位相測定値双方、あるいはそれらを補正した情報
がある形式あるいは他の形式で遠隔受信機に基準受信機
から伝達されることである。図５と図６の実施例では、
擬似レンジエラーとキャリア位相測定値が伝達される。
図３と図４の実施例では、基準受信機はレンジエラー、
コードオフセットおよび平滑化されたコードオフセット
を伝達する。
能な実施例の共通機構は、コード擬似レンジ測定値とキ
ャリア位相測定値双方、あるいはそれらを補正した情報
がある形式あるいは他の形式で遠隔受信機に基準受信機
から伝達されることである。図５と図６の実施例では、
擬似レンジエラーとキャリア位相測定値が伝達される。
図３と図４の実施例では、基準受信機はレンジエラー、
コードオフセットおよび平滑化されたコードオフセット
を伝達する。
【００５７】本発明は正確なＧＰＳ測定値の分野での著
しい前進を表し、特に差動ＧＰＳを使用する航法に対し
てそうであることは前述のことから明らかである。特
に、本発明は以前可能なずっと長い期間にわたる擬似レ
ンジのさらに正確な測度を得るための、キャリア位相測
定値によるコード測定値を平滑化する技術を与える。さ
らに、本発明は単独あるいは差動ＧＰＳ構成の基準受信
機とともに動作する単一周波数受信機に適用される。た
とえ本発明の僅かな実施例が例示の目的で詳細に記述さ
れていても、種々の修正は本発明の精神と範囲から逸脱
することなく行われることが明らかである。従って、本
発明は従属クレームによって限定されるべきではない。
しい前進を表し、特に差動ＧＰＳを使用する航法に対し
てそうであることは前述のことから明らかである。特
に、本発明は以前可能なずっと長い期間にわたる擬似レ
ンジのさらに正確な測度を得るための、キャリア位相測
定値によるコード測定値を平滑化する技術を与える。さ
らに、本発明は単独あるいは差動ＧＰＳ構成の基準受信
機とともに動作する単一周波数受信機に適用される。た
とえ本発明の僅かな実施例が例示の目的で詳細に記述さ
れていても、種々の修正は本発明の精神と範囲から逸脱
することなく行われることが明らかである。従って、本
発明は従属クレームによって限定されるべきではない。
【図１】図１は積分位相キャリア測定値によるＧＰＳコ
ード測定値を平滑化する従前の原理を例示する線図であ
る。
ード測定値を平滑化する従前の原理を例示する線図であ
る。
【図２】図２は相対的に長い時間間隔にわたりキャリア
測定値によるコード測定値を平滑化する本発明の１実施
例を例示するブロック線図である。
測定値によるコード測定値を平滑化する本発明の１実施
例を例示するブロック線図である。
【図３】図３は本発明の原理を使用する基準ＧＰＳ受信
機で実行された動作を例示するブロック線図である。
機で実行された動作を例示するブロック線図である。
【図４】図４は図３の基準受信機と関連する遠隔ＧＰＳ
受信機で実行された動作を例示するブロック線図であ
る。
受信機で実行された動作を例示するブロック線図であ
る。
【図５】図５は本発明の別の実施例を例示するブロック
線図である。
線図である。
【図６】図６は本発明の別の実施例を例示するブロック
線図である。
線図である。
10 ブロック 12 ブロック 14 ブロック 16 ブロック 18 減算器回路 20 ブロック 22 フィルタ 24 ブロック 26 加算器回路 28 ブロック 30 擬似レンジ測定値 30′ 擬似レンジ測定値 32 キャリア位相測定値 32′ キャリア位相測定値 34 減算器回路 34′ 減算器回路 36 コードオフセット 36′ コードオフセット 38 減算器回路 38′ 減算器回路 40 測定値された電離層補正発生器 42 モデル化された電離層補正発生器 44 「２」乗算器 46 低域通過フィルタ 46′ 低域通過フィルタ 48 加算器回路 50 加算器回路 50′ 加算器回路 52 出力ライン 54 計算されたレンジ値 56 減算器回路 58 ライン 60 減算器回路 62 出力ライン 64 加算器回路 66 評価されたレンジ 68 減算器回路 70 減算器回路 72 擬似レンジエラー測定値 74 計算された位相値 76 減算器回路 78 キャリア位相エラー 80 減算器回路 82 減算器回路 84 補正された擬似レンジ 86 補正されたキャリア位相値 88 減算器回路 90 低域通過フィルタ 92 加算器回路 94 出力ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェリー イー ナイト アメリカ合衆国 インディアナ州 46808 フォート ウェイン プロダクション ロード 1313
Claims (24)
- 【請求項１】 単一動作周波数を有する広域測位システ
ム（ＧＰＳ）受信機で使用するため、コード測定値とキ
ャリア測定値の間の相違による歪みなしに拡張時間間隔
にわたりキャリア位相測定値によって擬似レンジのＧＰ
Ｓコード測定値を平滑化するＧＰＳコード測定値平滑化
方法において、 該方法が、 単一周波数ＧＰＳ受信機での擬似レンジコード測定値と
積分キャリア位相測定値の獲得、 擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値から
の、実質的にドップラー効果と電離層効果を受けない測
定値の複合した組の導出、 積分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響
するエラーを除去するための拡張時間間隔にわたる測定
値の複合した組のフィルタリング、および平滑化された
擬似レンジコード測定値を得るための測定値のフィルタ
された複合した組でのドップラー効果の置換、の各ステ
ップを具える方法。 - 【請求項２】 測定値の複合した組を導出するステップ
が、 基準受信機からの擬似レンジコード補正の受信、 実効的に電離層エラーを受けない補正された擬似レンジ
コード測定値を得るための、疑似レンジコード測定値へ
の疑似レンジコード補正の適用、 基準受信機からのキャリア位相補正の受信、 実質的に電離層エラーを受けない補正されたキャリア位
相測定値を得るための、疑似レンジコード測定値へのキ
ャリア位相補正の適用、および電離層効果あるいはドッ
プラー効果なしに測定値の複合した組を得るための、補
正された擬似レンジコード測定値からの補正されたキャ
リア位相測定値の減算、を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 測定値の複合した組を導出するステップ
が、 実質的にドップラー効果を受けないコードオフセット測
定値を得るための、擬似レンジコード測定値からのキャ
リア位相測定値の減算、および実質的に電離層効果とド
ップラ効果を受けない測定値の複合した組を得るため
の、コードオフセット測定値からの電離層エラー値の減
算、を含む請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 拡張時間間隔にわたりキャリア位相測定
値による擬似レンジの広域測位システム（ＧＰＳ）コー
ド測定値を平滑化するＧＰＳコード測定値平滑化方法に
おいて、 該方法が、 ＧＰＳ受信機での擬似レンジコード測定値と積分キャリ
ア位相測定値の獲得、 ドップラー効果を除去しかつコードオフセット測定値を
得るための擬似レンジコード測定値からの積分キャリア
位相測定値の減算、 コードオフセット測定値からの電離層効果の除去、 積分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響
するエラーの効果を除去するため拡張時間間隔にわたっ
ての、電離層効果の除去の後でのコードオフセット測定
値のフィルタリング、および平滑化された擬似レンジコ
ード測定値を得るための、フィルタされたコードオフセ
ット測定値への積分キャリア位相測定値の加算、の各ス
テップを具える方法。 - 【請求項５】 コードオフセット測定値から電離層効果
を除去するステップが、独立電離層測定値から誘導され
た補正の適用を含む請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 コードオフセット測定値から電離層効果
を除去するステップが、ＧＰＳ信号と共に受信された電
離層モデルデータから誘導された補正の適用を含む請求
項４に記載の方法。 - 【請求項７】 その位置が既知である基準ＧＰＳ受信機
を使用した、ＧＰＳ受信機における差動位置決定方法に
おいて、 該方法が、 基準受信機における、擬似レンジコード測定値と積分キ
ャリア位相測定値の獲得、コードオフセット測定値を得
るための擬似コード測定値からのキャリア位相測定値の
減算、コードオフセット測定値からの電離層効果の除
去、平滑化されたコードオフセット測定値を得るための
最終コードオフセット測定値のフィルタリング、平滑化
されたコードオフセット測定値を得るためのキャリア位
相測定値の加算、受信機の既知の位置および信号が受信
される衛星の既知の軌道パラメータからのレンジ測定値
の計算、およびレンジ補正を得るための平滑化された擬
似レンジコード測定値からの計算されたレンジ測定値の
減算、 平滑化に先立つコードオフセット測定値および平滑化さ
れたレンジ補正に関連する少なくとも１組の測定値の基
準受信機から遠隔受信機への伝達、 遠隔受信機における、擬似レンジコード測定値と積分キ
ャリア位相測定値の獲得、コードオフセット測定値を得
るための擬似レンジコード測定値からのキャリア位相測
定値の減算、基準受信機から受信されたコードオフセッ
ト測定値の減算による電離層効果の除去、平滑化された
コードオフセット測定値を得るための最終コードオフセ
ット測定値のフィルタリング、平滑化された擬似コード
測定値を得るためのキャリア位相測定値の加算、および
補正されたレンジ測定値を導出するための平滑化された
レンジ補正に関連する少なくとも１組の測定値から部分
的に誘導されたレンジ補正の適用、の各ステップを具え
る方法。 - 【請求項８】 基準受信機における、コードオフセット
測定値から電離層効果を除去をするステップが、独立電
離層測定値から誘導された補正の適用を含む請求項７に
記載の方法。 - 【請求項９】 コードオフセット測定値から電離層効果
を除去するステップが、ＧＰＳ信号と共に受信された電
離層モデルデータから誘導された補正の適用を含む請求
項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 平滑化されたレンジ補正に関連する少
なくとも１組の測定値を伝達するステップが、平滑化さ
れたコードオフセット測定値の伝達とレンジ補正の伝達
を含み、かつ遠隔受信機において、レンジ補正を適用す
るステップが、基準受信機から伝達されたレンジ補正か
らの基準受信機から受信された平滑化されたコードオフ
セット測定値の減算、遠隔受信機で計算された評価レン
ジからの最終レンジエラーの減算、および補正されたレ
ンジ測定値を得るための遠隔受信機で発生された平滑化
されたコードオフセット測定値からの後者の減算の結果
の減算を含む、請求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 位置が既知である基準ＧＰＳ受信機を
使用した、ＧＰＳ受信機における差動位置決定方法にお
いて、 該方法が、 基準受信機における、擬似レンジコード測定値と積分キ
ャリア位相測定値の獲得、 擬似コード測定値、積分キャリア位相測定値、擬似レン
ジコード測定値の補正、積分キャリア測定値の補正、お
よび擬似コード測定値と積分キャリア位相測定値の間の
差から選択された少なくとも２組の測定値の遠隔受信機
への伝達、および遠隔受信機における、擬似レンジコー
ド測定値と積分キャリア位相測定値の獲得、実質的に電
離層効果とドップラ効果を受けない１組の測定値を導出
するための基準受信機から受信された測定値を使用した
局部的に得られた測定値の処理、雑音効果を除去する測
定値の導出された組のフィルタリング、および擬似コー
ド測定値の平滑化されかつ補正された組を与えるような
ドップラ効果の回復、の各ステップを具える方法。 - 【請求項１２】 基準受信機において、該方法が基準受
信機の既知の位置と衛星軌道についての既知の情報を使
用した理論的擬似レンジ値と理論的キャリア位相値の計
算をさらに含み、 遠隔受信機に伝達するステップが、擬似レンジコード測
定値とキャリア位相測定値の補正の伝達を含み、かつ遠
隔受信機において、局部的に得られた測定値を処理する
ステップが、補正された擬似レンジコード測定値と実質
的に電離層効果を受けない補正された位相測定値を得る
ための、基準受信機から伝達された補正の適用を含み、
次にフィルタリングする測定値の組を得るための、補正
された擬似レンジコード測定値からの補正されたキャリ
ア位相測定値の減算、を含む請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 単一動作周波数を有する広域測位シス
テム（ＧＰＳ）受信機で使用するために、コード測定値
とキャリア測定値の間の相違による歪みなしに拡張時間
間隔にわたりキャリア位相測定値による擬似レンジのＧ
ＰＳコード測定値を平滑化するＧＰＳコード測定値平滑
化装置において、 該装置が、 単一周波数ＧＰＳ受信機で擬似レンジコード測定値と積
分キャリア位相測定値を獲得する手段、 実質的にドップラ効果と電離層効果を受けない測定値の
複合した組を擬似コード測定値と積分キャリア位相測定
値から導出する手段、 積分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響
するエラーを除去するための拡張時間間隔にわたり測定
値の複合した組をフィルタリングする手段、および平滑
化された擬似レンジコード測定値を得るための、測定値
のフィルタされた複合した組でドップラ効果を置換する
手段、を具える装置。 - 【請求項１４】 測定値の複合した組を導出する手段
が、 基準受信機から擬似コード補正を受信する手段、 実質的に電離層エラーを受けない補正された擬似レンジ
コード測定値を得るための、擬似レンジ補正を擬似コー
ド測定値に適用する手段、 基準受信機からキャリア位相測定値を受信する手段、 実質的に電離層エラーを受けない補正されたキャリア位
相測定値を得るための、キャリア位相測定値を擬似レン
ジコード測定値に適用する手段、および電離層効果ある
いはドップラ効果なしに測定値の複合セットを得るため
の、補正された擬似レンジコード測定値から補正された
キャリア位相測定値を減算する手段、を含む請求項１３
に記載の装置。 - 【請求項１５】 測定値の複合した組を導出する手段
が、 実質的にドップラ効果を受けないコードオフセット測定
値を得るための、擬似レンジコード測定値からキャリア
位相測定値を減算する手段、および実質的に電離層効果
およびドップラ効果を受けない測定値の複合した組を得
るための、コードオフセット測定値から電離層エラー値
を減算する手段、を含む請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１６】 拡張時間間隔にわたりキャリア位相測
定値により擬似レンジの広域測位システム（ＧＰＳ）コ
ード測定値を平滑化するＧＰＳコード測定値平滑化装置
において、 該装置が、 ＧＰＳ受信機で擬似レンジコード測定値と積分キャリア
位相測定値を得る手段、 ドップラ効果を除去しかつコードオフセット測定値を得
るための、擬似レンジコード測定値から積分キャリア位
相測定値を減算する手段、 コードオフセット測定値から電離層効果を除去する手
段、 積分キャリア位相測定値以上に擬似レンジ測定値に影響
するエラーの効果を除去するため拡張時間間隔にわたっ
て、電離層効果の除去の後でコードオフセット測定値を
フィルタリングする手段、および平滑化された擬似レン
ジコード測定値を得るための、フィルタされたコードオ
フセット測定値に積分キャリア位相測定値を加算する手
段、を具える装置。 - 【請求項１７】 コードオフセット測定値から電離層効
果を除去する手段が、独立電離層測定値から誘導された
補正を適用する手段を含む請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１８】 コードオフセット測定値から電離層効
果を除去する手段が、ＧＰＳ信号と共に受信された電離
層モデルデータから誘導された補正を適用する手段を含
む請求項１６に記載の装置。 - 【請求項１９】 その位置が既知である基準ＧＰＳ受信
機を使用した、ＧＰＳ受信機における差動位置決定装置
において、 該装置が、 擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値を得
る手段、コードオフセット測定値を得るために擬似レン
ジコード測定値からキャリア位相測定値を減算する手
段、コードオフセット測定値から電離層効果を除去する
手段、平滑化されたコードオフセット測定値を得るため
に最終コードオフセット測定値をフィルタリングする手
段、平滑化されたコードオフセット測定値を得るために
キャリア位相測定値を加算する手段、受信機の既知の位
置と信号が受信される衛星の既知の軌道パラメータから
レンジ測定値を計算する手段、およびレンジ補正を得る
ために平滑化された擬似レンジコード測定値から、計算
されたレンジ測定値を減算する手段を含む基準受信機、 平滑化に先立ってコードオフセット測定値と平滑化され
たレンジ補正に関連する少なくとも１組の測定値を基準
受信機から遠隔受信機に伝達する手段、 擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値を得
る手段、コードオフセット測定値を得るために擬似レン
ジコード測定値からキャリア位相測定値を減算する手
段、基準受信機から受信されたコードオフセット測定値
を除去することにより電離層効果を除去する手段、平滑
化されたコードオフセット測定値を得るために最終コー
ドオフセット測定値をフィルタリングする手段、平滑化
された擬似レンジコード測定値を得るためにキャリア位
相測定値を加算する手段、および補正されたレンジ測定
値を導出するために、平滑化された擬似レンジ補正に関
連する少なくとも１組の測定値から部分的に誘導された
レンジ補正を適用する手段を含む遠隔受信機、を具える
装置。 - 【請求項２０】 基準受信機では、コードオフセット測
定値から電離層効果を除去する手段が独立電離層測定値
から誘導された補正を適用する手段を含む請求項１９に
記載の装置。 - 【請求項２１】 基準受信機では、コードオフセット測
定値から電離層効果を除去する手段がＧＰＳ信号を受信
した電離層モデルデータから誘導された補正を適用する
手段を含む請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２２】 平滑化されたレンジ補正に関連する少
なくとも１組の測定値を伝達する手段が、平滑化された
コードオフセット測定値を伝達しかつレンジ補正を伝達
する手段を含み、かつ遠隔受信機では、レンジ補正を適
用する手段が、基準受信機から伝達されたレンジ補正か
ら、基準受信機から受信された平滑化されたコードオフ
セット測定値を減算する手段、遠隔受信機で計算された
評価されたレンジから最終レンジエラーを減算する手
段、および補正されたレンジ測定値を得るために遠隔受
信機で発生された平滑化されたコードオフセット測定値
から上記の後者の減算の結果を減算する手段を含む、請
求項１９に記載の装置。 - 【請求項２３】 その位置が既知である基準ＧＰＳ受信
機を使用した、ＧＰＳ受信機での差動位置決定装置にお
いて、 該装置が、 擬似レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値を得
る手段を含む基準受信機、 擬似レンジコード測定値から選択された少なくとも２組
の測定値、積分キャリア位相測定値、擬似レンジコード
測定値の補正、積分キャリア測定値の補正、および擬似
レンジコード測定値と積分キャリア位相測定値の間の差
を遠隔受信機に伝達する手段、および擬似レンジコード
測定値と積分キャリア位相測定値を得る手段、実質的に
電離層効果とドップラ効果を受けない１組の測定値を導
出するために、基準受信機から受信された測定値を使用
して局部的に得られた測定値を処理する手段、雑音効果
を除去するためにこの導出された組の測定値をフィルタ
リングする手段、および平滑化されかつ補正された擬似
レンジコード測定値の組を与えるためにドップラ効果を
回復する手段を含む基準受信機、を具える装置。 - 【請求項２４】 基準受信機が、基準受信機の位置と衛
星軌道についての既知の情報を使用して理論的擬似レン
ジ値と理論的キャリア位相値を計算する手段、および擬
似レンジコード測定値とキャリア位相測定値の補正を計
算する手段をさらに含み、 遠隔受信機に伝達する手段が擬似レンジコード測定値と
キャリア位相測定値の補正を伝達する手段を含み、かつ
遠隔受信機では、実質的に電離層効果を受けない補正さ
れた擬似レンジコード測定値と補正されたキャリア位相
測定値を得るために、局部的に得られた測定値を処理す
る手段が基準受信機から伝達された補正を適用する手
段、およびフィルタリングのための測定値の組を得るた
めに、補正された擬似レンジコード測定値から、補正さ
れたキャリア位相測定値を減算する手段を含む、請求項
２３に記載の装置。
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