JPH10104333A - システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 - Google Patents
システム性能計算装置およびシステム性能計算方法Info
- Publication number
- JPH10104333A JPH10104333A JP27887896A JP27887896A JPH10104333A JP H10104333 A JPH10104333 A JP H10104333A JP 27887896 A JP27887896 A JP 27887896A JP 27887896 A JP27887896 A JP 27887896A JP H10104333 A JPH10104333 A JP H10104333A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positioning accuracy
- satellite
- system performance
- satellites
- observation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】システム性能の計算を少ない計算量で短時間の
うちに行なうことを可能とする。 【解決手段】測位精度記録装置３は、衛星軌道シミュレ
ータ２のシミュレーションの結果に基づき、観測時点毎
に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出するととも
に、この検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視
衛星による測位精度を計算し、観測時点、可視衛星の組
み合わせおよび測位精度を対応付けたデータ組を１観測
地点分まとめたデータテーブルを作成して記憶保持す
る。人工衛星の故障を想定する場合にはデータテーブル
に含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデータ組
を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点におけ
る最良の測位精度を検出することで任意の故障状況下で
の測位精度を故障時測位精度計算装置４が求め、これに
基づいて有効性計算手段５がシステム性能を計算する。
うちに行なうことを可能とする。 【解決手段】測位精度記録装置３は、衛星軌道シミュレ
ータ２のシミュレーションの結果に基づき、観測時点毎
に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出するととも
に、この検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視
衛星による測位精度を計算し、観測時点、可視衛星の組
み合わせおよび測位精度を対応付けたデータ組を１観測
地点分まとめたデータテーブルを作成して記憶保持す
る。人工衛星の故障を想定する場合にはデータテーブル
に含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデータ組
を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点におけ
る最良の測位精度を検出することで任意の故障状況下で
の測位精度を故障時測位精度計算装置４が求め、これに
基づいて有効性計算手段５がシステム性能を計算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ（Global P
osisioning System ）衛星などの人工衛星を用いた測位
システムにおけるシステム性能を計算するシステム性能
計算装置およびシステム性能計算方法に関する。
osisioning System ）衛星などの人工衛星を用いた測位
システムにおけるシステム性能を計算するシステム性能
計算装置およびシステム性能計算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧＰＳ衛星を用いるＧＮＳＳ（Gl
obal Navigation Satellite System）は、航空機、船
舶、あるいは自動車などの種々の移動体の測位のために
広く用いられるようになっている。また、ＧＮＳＳを応
用して航空管制を行なうシステムも考えられている。
obal Navigation Satellite System）は、航空機、船
舶、あるいは自動車などの種々の移動体の測位のために
広く用いられるようになっている。また、ＧＮＳＳを応
用して航空管制を行なうシステムも考えられている。
【０００３】さて、航空管制のように良好な有効性が要
求されるシステムの場合、ＧＮＳＳのシステム性能を考
慮しながら適切なシステムを構築することが必要とな
る。そこでシステム設計の段階においては、ＧＮＳＳの
システム性能を設計パラメータに従い幾度となく計算す
る必要がある。
求されるシステムの場合、ＧＮＳＳのシステム性能を考
慮しながら適切なシステムを構築することが必要とな
る。そこでシステム設計の段階においては、ＧＮＳＳの
システム性能を設計パラメータに従い幾度となく計算す
る必要がある。
【０００４】なお、ＧＮＳＳのシステム性能としては、
有効性（availability）や連続性（continuity）があ
る。このようなＧＮＳＳのシステム性能を計算するため
に従来は、ＧＰＳ衛星の飛行を衛星軌道シミュレータに
よってシミュレートして任意の位置での測位精度の遷移
状況を観測し、この測位精度の遷移状況からシステム性
能を計算している。
有効性（availability）や連続性（continuity）があ
る。このようなＧＮＳＳのシステム性能を計算するため
に従来は、ＧＰＳ衛星の飛行を衛星軌道シミュレータに
よってシミュレートして任意の位置での測位精度の遷移
状況を観測し、この測位精度の遷移状況からシステム性
能を計算している。
【０００５】なお、ＧＮＳＳにおける有効性などについ
ては、下記の文献に示されている。
ては、下記の文献に示されている。
【０００６】研究機関名（stanford Telecom） Woody S.Phlong et al，“Availability Characterisrt
ic of GPS and Augmentation Alternatives ”,Journal
of the Institute of Navigation No.4 ,V0l.14,Winte
r 1993-1994. 研究機関名(wilcox) Mitch Sams, “Satellite Navigation Accuracy and Av
ailability Modelingas an Air Traffic Management To
ol ”, the Institute of Navigation National Techni
cal Meeting, Jan., 1995. ところで、ＧＮＳＳのシステム性能を正確に把握するた
めには、ＧＰＳ衛星の故障を考慮する必要がある。この
ため、ＧＰＳ衛星の故障状況の設定を様々に変更しなが
ら上述したシステム性能の計算を繰り返し行なわなけれ
ばならない。すなわち、種々の故障状況毎に衛星軌道シ
ミュレータを起動して観測データの生成を行なってい
た。衛星軌道シミュレータは軌道の計算を時々刻々行な
うもので、かなりの計算量があり、システム性能の計算
全体での計算量は膨大なものとなっていた。
ic of GPS and Augmentation Alternatives ”,Journal
of the Institute of Navigation No.4 ,V0l.14,Winte
r 1993-1994. 研究機関名(wilcox) Mitch Sams, “Satellite Navigation Accuracy and Av
ailability Modelingas an Air Traffic Management To
ol ”, the Institute of Navigation National Techni
cal Meeting, Jan., 1995. ところで、ＧＮＳＳのシステム性能を正確に把握するた
めには、ＧＰＳ衛星の故障を考慮する必要がある。この
ため、ＧＰＳ衛星の故障状況の設定を様々に変更しなが
ら上述したシステム性能の計算を繰り返し行なわなけれ
ばならない。すなわち、種々の故障状況毎に衛星軌道シ
ミュレータを起動して観測データの生成を行なってい
た。衛星軌道シミュレータは軌道の計算を時々刻々行な
うもので、かなりの計算量があり、システム性能の計算
全体での計算量は膨大なものとなっていた。
【０００７】また、ＧＮＳＳを応用した航空管制システ
ムなどの場合、より高い有効性を得るべく、ＧＰＳ衛星
に加えて静止衛星（ＧＥＯ：Geo-Earth Orbital satell
ite）を用いることも考えられているが、このようなシ
ステムの場合にはシステム性能を計算するための計算量
はさらに膨大なものとなってしまう。
ムなどの場合、より高い有効性を得るべく、ＧＰＳ衛星
に加えて静止衛星（ＧＥＯ：Geo-Earth Orbital satell
ite）を用いることも考えられているが、このようなシ
ステムの場合にはシステム性能を計算するための計算量
はさらに膨大なものとなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来は、
ＧＰＳ衛星の飛行のシミュレートを繰り返し行ないつつ
システム性能を計算するため、その計算量が膨大であ
り、多くの時間を要してしまうという不具合があった。
ＧＰＳ衛星の飛行のシミュレートを繰り返し行ないつつ
システム性能を計算するため、その計算量が膨大であ
り、多くの時間を要してしまうという不具合があった。
【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、システム性能
の計算を少ない計算量で短時間のうちに行なうことがで
きるシステム性能計算装置およびシステム性能計算方法
を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、システム性能
の計算を少ない計算量で短時間のうちに行なうことがで
きるシステム性能計算装置およびシステム性能計算方法
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに本発明のシステム性能計算方法は、所定のシミュレ
ーション期間内における例えばＧＰＳ衛星および静止衛
星などの多数の人工衛星のそれぞれの飛行状況をシミュ
レートし、所定の時間間隔で予め定めた所定の観測時点
毎に、所定の観測地点において測位可能な電波性能を持
って受信可能な信号を送信する人工衛星を可視衛星とし
て全て検出するとともに、この検出した各可視衛星の前
記観測地点を基準とした方向を計算するシミュレーショ
ンステップと、このシミュレーションステップにおける
シミュレーションの結果に基づき、前記観測時点毎に所
定数の可視衛星の組み合わせを全て検出するとともに、
この検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視衛星
による測位精度（例えばＤＯＰ）を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成するデータテーブル
作成ステップと、前記人工衛星の故障を想定しない場合
には前記データテーブルに含まれる全てのデータ組のう
ちから、また前記人工衛星の故障を想定する場合には前
記データテーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星
を含んだデータ組を除いた残りのデータ組のうちから、
各観測時点における最良の測位精度を検出することで任
意の故障状況下での測位精度を求める測位精度計算ステ
ップと、この測位精度計算ステップにて計算される測位
精度に基づいて前記システムに関するシステム性能（例
えば有効性）を計算するシステム性能計算ステップとに
よってシステム性能の計算を行なうようにした。
めに本発明のシステム性能計算方法は、所定のシミュレ
ーション期間内における例えばＧＰＳ衛星および静止衛
星などの多数の人工衛星のそれぞれの飛行状況をシミュ
レートし、所定の時間間隔で予め定めた所定の観測時点
毎に、所定の観測地点において測位可能な電波性能を持
って受信可能な信号を送信する人工衛星を可視衛星とし
て全て検出するとともに、この検出した各可視衛星の前
記観測地点を基準とした方向を計算するシミュレーショ
ンステップと、このシミュレーションステップにおける
シミュレーションの結果に基づき、前記観測時点毎に所
定数の可視衛星の組み合わせを全て検出するとともに、
この検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視衛星
による測位精度（例えばＤＯＰ）を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成するデータテーブル
作成ステップと、前記人工衛星の故障を想定しない場合
には前記データテーブルに含まれる全てのデータ組のう
ちから、また前記人工衛星の故障を想定する場合には前
記データテーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星
を含んだデータ組を除いた残りのデータ組のうちから、
各観測時点における最良の測位精度を検出することで任
意の故障状況下での測位精度を求める測位精度計算ステ
ップと、この測位精度計算ステップにて計算される測位
精度に基づいて前記システムに関するシステム性能（例
えば有効性）を計算するシステム性能計算ステップとに
よってシステム性能の計算を行なうようにした。
【００１１】また本発明は、前記システム性能計算方法
によるシステム性能の計算を実現するべくシステム性能
計算装置に、所定のシミュレーション期間内における例
えばＧＰＳ衛星および静止衛星などの多数の人工衛星の
それぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時間間隔
で予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地点にお
いて測位可能な電波性能を持って受信可能な信号を送信
する人工衛星を可視衛星として全て検出するとともに、
この検出した各可視衛星の前記観測地点を基準とした方
向を計算する例えば衛星軌道シミュレータなどのシミュ
レーション手段と、このシミュレーション手段によるシ
ミュレーションの結果に基づき、前記観測時点毎に所定
数の可視衛星の組み合わせを全て検出するとともに、こ
の検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視衛星に
よる測位精度（例えばＤＯＰ）を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成して記憶保持する例
えば測位精度記録装置などのデータテーブル作成記憶手
段と、前記人工衛星の故障を想定しない場合には前記デ
ータテーブルに含まれる全てのデータ組のうちから、ま
た前記人工衛星の故障を想定する場合には前記データテ
ーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデ
ータ組を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点
における最良の測位精度を検出することで任意の故障状
況下での測位精度を求める例えば故障時測位精度計算装
置などの測位精度計算手段と、この測位精度計算手段に
より計算される測位精度に基づいて前記システムに関す
るシステム性能（例えば有効性）を計算する例えば有効
性計算手段などのシステム性能計算手段とを備えた。
によるシステム性能の計算を実現するべくシステム性能
計算装置に、所定のシミュレーション期間内における例
えばＧＰＳ衛星および静止衛星などの多数の人工衛星の
それぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時間間隔
で予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地点にお
いて測位可能な電波性能を持って受信可能な信号を送信
する人工衛星を可視衛星として全て検出するとともに、
この検出した各可視衛星の前記観測地点を基準とした方
向を計算する例えば衛星軌道シミュレータなどのシミュ
レーション手段と、このシミュレーション手段によるシ
ミュレーションの結果に基づき、前記観測時点毎に所定
数の可視衛星の組み合わせを全て検出するとともに、こ
の検出した各組み合わせに含まれる所定数の可視衛星に
よる測位精度（例えばＤＯＰ）を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成して記憶保持する例
えば測位精度記録装置などのデータテーブル作成記憶手
段と、前記人工衛星の故障を想定しない場合には前記デ
ータテーブルに含まれる全てのデータ組のうちから、ま
た前記人工衛星の故障を想定する場合には前記データテ
ーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデ
ータ組を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点
における最良の測位精度を検出することで任意の故障状
況下での測位精度を求める例えば故障時測位精度計算装
置などの測位精度計算手段と、この測位精度計算手段に
より計算される測位精度に基づいて前記システムに関す
るシステム性能（例えば有効性）を計算する例えば有効
性計算手段などのシステム性能計算手段とを備えた。
【００１２】このような手段を講じたことにより、シミ
ュレーション手段による１度のシミュレーションの結果
に基づいてデータテーブル作成記憶手段が作成したデー
タテーブルを参照することで、様々な故障状況下での測
位精度を考慮してのシステム性能の計算がシミュレーシ
ョン手段によるシミュレーションを繰り返すことなしに
行なわれる。
ュレーション手段による１度のシミュレーションの結果
に基づいてデータテーブル作成記憶手段が作成したデー
タテーブルを参照することで、様々な故障状況下での測
位精度を考慮してのシステム性能の計算がシミュレーシ
ョン手段によるシミュレーションを繰り返すことなしに
行なわれる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態につき説明する。
実施形態につき説明する。
【００１４】図１は本実施形態に係るシステム性能計算
装置の構成を示す機能ブロック図である。
装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００１５】この図に示すように本実施形態に係るシス
テム性能計算装置は、制御装置１、衛星軌道シミュレー
タ２、測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装置４
および有効性計算装置５を有してなる。衛星軌道シミュ
レータ２、測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装
置４および有効性計算装置５は、それぞれ制御装置１に
接続されている。また、衛星軌道シミュレータ２と測位
精度記録装置３、測位精度記録装置３と故障時測位精度
計算装置４、故障時測位精度計算装置４と有効性計算装
置５がそれぞれ接続されている。
テム性能計算装置は、制御装置１、衛星軌道シミュレー
タ２、測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装置４
および有効性計算装置５を有してなる。衛星軌道シミュ
レータ２、測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装
置４および有効性計算装置５は、それぞれ制御装置１に
接続されている。また、衛星軌道シミュレータ２と測位
精度記録装置３、測位精度記録装置３と故障時測位精度
計算装置４、故障時測位精度計算装置４と有効性計算装
置５がそれぞれ接続されている。
【００１６】制御装置１は、衛星軌道シミュレータ２、
測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装置４および
有効性計算装置５の動作を統括制御することでシステム
性能計算装置としての動作を実現するものである。
測位精度記録装置３、故障時測位精度計算装置４および
有効性計算装置５の動作を統括制御することでシステム
性能計算装置としての動作を実現するものである。
【００１７】衛星軌道シミュレータ２は、任意の時空座
標に関して、その位置から任意の時点において可視であ
る観測衛星（以下、可視衛星と称する）と各可視衛星の
方向とを計算できるものである。なお「可視である」と
は、該当観測衛星が送信する信号を測位可能な電波性能
（例えばＳＮ比）を持って受信することができることを
示す。
標に関して、その位置から任意の時点において可視であ
る観測衛星（以下、可視衛星と称する）と各可視衛星の
方向とを計算できるものである。なお「可視である」と
は、該当観測衛星が送信する信号を測位可能な電波性能
（例えばＳＮ比）を持って受信することができることを
示す。
【００１８】測位精度記録装置３は、１時点における可
視衛星のうちの任意の４個によりなる組み合わせを全て
検出し、各組み合わせの４個の観測衛星による測位精度
を求めるとともに、この測位精度を各組み合わせに含ま
れる観測衛星のＩＤに対応付けたデータテーブルを作成
し、この作成したデータテーブルを記憶しておくもので
ある。
視衛星のうちの任意の４個によりなる組み合わせを全て
検出し、各組み合わせの４個の観測衛星による測位精度
を求めるとともに、この測位精度を各組み合わせに含ま
れる観測衛星のＩＤに対応付けたデータテーブルを作成
し、この作成したデータテーブルを記憶しておくもので
ある。
【００１９】故障時測位精度計算装置４は、測位精度記
録装置３に記憶されたデータテーブルを参照しながら、
有効性計算の前処理として測位精度の時間確率の計算を
観測衛星の故障を考慮しつつ行なうものである。
録装置３に記憶されたデータテーブルを参照しながら、
有効性計算の前処理として測位精度の時間確率の計算を
観測衛星の故障を考慮しつつ行なうものである。
【００２０】有効性計算装置５は、故障時測位精度計算
装置４の計算結果を用いて、システム性能計算の対象と
なるシステムの有効性（availability）を計算するもの
である。
装置４の計算結果を用いて、システム性能計算の対象と
なるシステムの有効性（availability）を計算するもの
である。
【００２１】次に以上のように構成されたシステム性能
計算装置の動作を説明する。なおここでは、ＧＰＳを利
用したＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Syste
m）についての有効性を計算する場合を例示する。
計算装置の動作を説明する。なおここでは、ＧＰＳを利
用したＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Syste
m）についての有効性を計算する場合を例示する。
【００２２】まず制御装置１は、衛星軌道シミュレータ
２にシミュレーションを一度だけ行なわせるとともに、
測位精度記録装置３にデータテーブルの作成を行なわせ
る。
２にシミュレーションを一度だけ行なわせるとともに、
測位精度記録装置３にデータテーブルの作成を行なわせ
る。
【００２３】衛星軌道シミュレータ２は、ＧＰＳ衛星の
飛行をシミュレートし、所定のシミュレーション期間を
所定の時間間隔で区切って設定した多数の時点毎におけ
る任意の時空座標からの可視衛星と各可視衛星の方向と
を計算し、その計算結果を測位精度記録装置３へと与え
る。
飛行をシミュレートし、所定のシミュレーション期間を
所定の時間間隔で区切って設定した多数の時点毎におけ
る任意の時空座標からの可視衛星と各可視衛星の方向と
を計算し、その計算結果を測位精度記録装置３へと与え
る。
【００２４】衛星軌道シミュレータ２の時空パラメータ
である時間間隔は、１分とか５分程度が用いられる。こ
れは、短い時間ではＧＰＳ衛星の移動は少なく、可視性
や方向の変化は少ないと考えられるからである。このよ
うに時間間隔をやや粗く採ってシミュレーションするの
が普通である。またシミュレーション期間は、衛星の座
標系の時間で１日間を採用することが多い。これは全て
のＧＰＳ衛星（理想配置では２４個）の配置が一巡する
のに適当な値として採用される。
である時間間隔は、１分とか５分程度が用いられる。こ
れは、短い時間ではＧＰＳ衛星の移動は少なく、可視性
や方向の変化は少ないと考えられるからである。このよ
うに時間間隔をやや粗く採ってシミュレーションするの
が普通である。またシミュレーション期間は、衛星の座
標系の時間で１日間を採用することが多い。これは全て
のＧＰＳ衛星（理想配置では２４個）の配置が一巡する
のに適当な値として採用される。
【００２５】また衛星軌道シミュレータ２がシミュレー
ションを行なう空間座標については、単純な場合は１点
とする。これは、空港等の狭い領域での測位を行なうシ
ステムを性能計算対象とする場合である。これに対し
て、空港情報領域ＦＩＲ（Flight Information Region
) などの広域での測位を行なうシステムを性能計算対
象とする場合は、経緯度５度メッシュ程度の粗さで領域
を区分して各区分毎にシミュレーションを行なう空間座
標を１点設定する。すなわち、衛星軌道シミュレータ２
がシミュレーションを行なう空間座標は複数点とする。
なお以降においては、説明の簡略化のために衛星軌道シ
ミュレータ２がシミュレーションを行なう空間座標は１
点のみであるものとする。
ションを行なう空間座標については、単純な場合は１点
とする。これは、空港等の狭い領域での測位を行なうシ
ステムを性能計算対象とする場合である。これに対し
て、空港情報領域ＦＩＲ（Flight Information Region
) などの広域での測位を行なうシステムを性能計算対
象とする場合は、経緯度５度メッシュ程度の粗さで領域
を区分して各区分毎にシミュレーションを行なう空間座
標を１点設定する。すなわち、衛星軌道シミュレータ２
がシミュレーションを行なう空間座標は複数点とする。
なお以降においては、説明の簡略化のために衛星軌道シ
ミュレータ２がシミュレーションを行なう空間座標は１
点のみであるものとする。
【００２６】測位精度記録装置３は、衛星軌道シミュレ
ータ２で計算された、１時点における可視衛星のうちの
任意の４個によりなる組み合わせを全て検出するととも
に、各組み合わせの４個のＧＰＳ衛星による測位精度を
求め、その結果から図２に示すようなデータ構造のデー
タテーブルを作成する。
ータ２で計算された、１時点における可視衛星のうちの
任意の４個によりなる組み合わせを全て検出するととも
に、各組み合わせの４個のＧＰＳ衛星による測位精度を
求め、その結果から図２に示すようなデータ構造のデー
タテーブルを作成する。
【００２７】図２において、“Ｔｉｍｅ”の欄は観測時
点を、“Ｓ１”，“Ｓ２”，“Ｓ３”，“Ｓ４”の各欄
は１つの組み合わせを構成する４つのＧＰＳ衛星のそれ
ぞれのＩＤを、また“ＤＯＰ”の欄は測位精度をそれぞ
れ記録するものであり、これらの観測時点、４つのＧＰ
Ｓ衛星のＩＤおよび測位精度の組が、１つのデータ組と
なる。
点を、“Ｓ１”，“Ｓ２”，“Ｓ３”，“Ｓ４”の各欄
は１つの組み合わせを構成する４つのＧＰＳ衛星のそれ
ぞれのＩＤを、また“ＤＯＰ”の欄は測位精度をそれぞ
れ記録するものであり、これらの観測時点、４つのＧＰ
Ｓ衛星のＩＤおよび測位精度の組が、１つのデータ組と
なる。
【００２８】データ組は、任意の１時点に対して複数あ
る。すなわち、可視衛星の数をｎ個とすると、データ組
の数は、 ｎＣ４ である。ここにＣは組み合わせCombination を表す。通
常ＧＰＳ衛星は、１地点からは平均８個程度が観測され
るので、データ組の数は平均的には、 ８Ｃ４＝７０ 程度となる。
る。すなわち、可視衛星の数をｎ個とすると、データ組
の数は、 ｎＣ４ である。ここにＣは組み合わせCombination を表す。通
常ＧＰＳ衛星は、１地点からは平均８個程度が観測され
るので、データ組の数は平均的には、 ８Ｃ４＝７０ 程度となる。
【００２９】そして、以上のような１時点当り複数個あ
るデータ組を、複数時点分（シミュレーション期間を１
日、時間間隔を５分とした場合は２８８時点分）まとめ
て、１つのデータテーブルとする。これにより実際に作
成されるデータテーブルは、例えば図３に示すようなも
のとなる。
るデータ組を、複数時点分（シミュレーション期間を１
日、時間間隔を５分とした場合は２８８時点分）まとめ
て、１つのデータテーブルとする。これにより実際に作
成されるデータテーブルは、例えば図３に示すようなも
のとなる。
【００３０】なお、複数の空間座標に着目する場合に
は、図４に示すように各空間座標毎に上述のようなデー
タテーブルを作成する。
は、図４に示すように各空間座標毎に上述のようなデー
タテーブルを作成する。
【００３１】次に、測位精度の計算につき具体的に述べ
る。
る。
【００３２】測位精度の計算方法は複数存在するが、最
も一般的なものとしてＤＯＰ（Dolution Of Position）
がある。このＤＯＰは、測位に用いるＧＰＳ衛星の方向
ベクトルから計算される量である。
も一般的なものとしてＤＯＰ（Dolution Of Position）
がある。このＤＯＰは、測位に用いるＧＰＳ衛星の方向
ベクトルから計算される量である。
【００３３】図５は、ＤＯＰの計算アルゴリズムを示す
図である。この図において、Azimuth(i)，Elevation(i)
の記号はｉ衛星の方位角，仰角をそれぞれ表す。このAz
imuth(i)，Elevation(i)を衛星軌道シミュレータ２の計
算結果より得た上、これを簡単に（（Ａｉ，Ｅｉ），ｉ
＝１，２，３，４）と表す（ステップＳＴ１）。次に、
三角関数で方向余弦を計算し（ステップＳＴ２）、これ
により４×４の行列Ａ′を作る（ステップＳＴ３）。次
に、Ａ′×Ａの逆行列をＢとする（ステップＳＴ４）。
このＢの対角要素としてＤＯＰが定義される（ステップ
ＳＴ５）。ここで、ＧＤＯＰ、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰはそ
れぞれ幾何的（Geometric ）ＤＯＰ、水平的（Horizont
al）ＤＯＰ、垂直的（Vertical）ＤＯＰを表す。ＧＮＳ
Ｓでは、航空機の飛行局面に応じてこれらのＤＯＰを使
い分ける。
図である。この図において、Azimuth(i)，Elevation(i)
の記号はｉ衛星の方位角，仰角をそれぞれ表す。このAz
imuth(i)，Elevation(i)を衛星軌道シミュレータ２の計
算結果より得た上、これを簡単に（（Ａｉ，Ｅｉ），ｉ
＝１，２，３，４）と表す（ステップＳＴ１）。次に、
三角関数で方向余弦を計算し（ステップＳＴ２）、これ
により４×４の行列Ａ′を作る（ステップＳＴ３）。次
に、Ａ′×Ａの逆行列をＢとする（ステップＳＴ４）。
このＢの対角要素としてＤＯＰが定義される（ステップ
ＳＴ５）。ここで、ＧＤＯＰ、ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰはそ
れぞれ幾何的（Geometric ）ＤＯＰ、水平的（Horizont
al）ＤＯＰ、垂直的（Vertical）ＤＯＰを表す。ＧＮＳ
Ｓでは、航空機の飛行局面に応じてこれらのＤＯＰを使
い分ける。
【００３４】測位精度記録装置３にて上述のようなデー
タテーブルの作成が終了すると、制御装置１は故障時測
位精度計算装置４に対して、測位精度の時間確率の計算
の実施を指示する。ここに「測位精度の時間確率」と
は、ＤＯＰにある閾値を設けて、即位精度がその閾値よ
り小さい確率である。
タテーブルの作成が終了すると、制御装置１は故障時測
位精度計算装置４に対して、測位精度の時間確率の計算
の実施を指示する。ここに「測位精度の時間確率」と
は、ＤＯＰにある閾値を設けて、即位精度がその閾値よ
り小さい確率である。
【００３５】これを受けて故障時測位精度計算装置４
は、測位精度記録装置３にて作成されて記憶されている
データテーブルを参照しながら、測位精度の時間確率の
計算をＧＰＳ衛星の故障を考慮しつつ行なう。
は、測位精度記録装置３にて作成されて記憶されている
データテーブルを参照しながら、測位精度の時間確率の
計算をＧＰＳ衛星の故障を考慮しつつ行なう。
【００３６】以下、故障時測位精度計算装置４による測
位精度の時間確率の計算について詳細に説明する。
位精度の時間確率の計算について詳細に説明する。
【００３７】まず、ＧＮＳＳでは、任意の時点において
ＤＯＰが最も小さくなる４つのＧＰＳ衛星の組み合わせ
を見つけ、その４つのＧＰＳ衛星を利用して測位を行な
うものとなっている。従って、測位精度記録装置３に記
憶されているデータテーブルにおける１つの時点に関す
る複数のデータ組のそれぞれに示されたＤＯＰのうちの
最も小さいものを選べば、そのＤＯＰがその時点での実
際のＤＯＰに相当することになる。
ＤＯＰが最も小さくなる４つのＧＰＳ衛星の組み合わせ
を見つけ、その４つのＧＰＳ衛星を利用して測位を行な
うものとなっている。従って、測位精度記録装置３に記
憶されているデータテーブルにおける１つの時点に関す
る複数のデータ組のそれぞれに示されたＤＯＰのうちの
最も小さいものを選べば、そのＤＯＰがその時点での実
際のＤＯＰに相当することになる。
【００３８】また測位精度記録装置３に記憶されている
データテーブルは、ＧＰＳ衛星の故障を考慮した測位精
度の時間確率の計算のための情報となるものである。な
ぜならば、測位精度記録装置３に記憶されているデータ
テーブルから情報を引き出す際に、故障しているＧＰＳ
衛星のＩＤを含んだデータ組を無視することで、正常な
ＧＰＳ衛星のみによる測位の状況を把握することができ
るからである。そして、故障しているＧＰＳ衛星のＩＤ
を含んでいないデータ組のうちからＤＯＰが最小である
ものを求めることで、その故障状態での実際のＤＯＰを
求めることができる。
データテーブルは、ＧＰＳ衛星の故障を考慮した測位精
度の時間確率の計算のための情報となるものである。な
ぜならば、測位精度記録装置３に記憶されているデータ
テーブルから情報を引き出す際に、故障しているＧＰＳ
衛星のＩＤを含んだデータ組を無視することで、正常な
ＧＰＳ衛星のみによる測位の状況を把握することができ
るからである。そして、故障しているＧＰＳ衛星のＩＤ
を含んでいないデータ組のうちからＤＯＰが最小である
ものを求めることで、その故障状態での実際のＤＯＰを
求めることができる。
【００３９】さて、ＧＰＳ衛星の故障確率は簡単化の結
果、故障衛星数にのみ依存する仮定を置くのが普通であ
る。
果、故障衛星数にのみ依存する仮定を置くのが普通であ
る。
【００４０】この条件では、故障衛星数の等しい場合に
同じ故障確率の係数が掛かる。従って、故障衛星数の同
じ場合をまとめて計算して、その精度の時間確率の加重
平均を計算する。
同じ故障確率の係数が掛かる。従って、故障衛星数の同
じ場合をまとめて計算して、その精度の時間確率の加重
平均を計算する。
【００４１】精度の時間確率は以下に示すように、故障
衛星数ｋ毎に計算して、故障と精度の確率の積和を計算
する。
衛星数ｋ毎に計算して、故障と精度の確率の積和を計算
する。
【００４２】ｋ＝０の場合には、各時刻に対してＤＯＰ
の値が１つのみ求まる。従って、ｋ＝０に対する精度の
時間確率はこれらを用いて計算する。
の値が１つのみ求まる。従って、ｋ＝０に対する精度の
時間確率はこれらを用いて計算する。
【００４３】ｋ＝１の場合には、故障衛星の衛星番号に
関して制御のループは１重であり、この１重の制御ルー
プの変数番号を、可視衛星の衛星番号の組から除外して
ＤＯＰを計算する。すなわち、衛星番号“１”のＧＰＳ
衛星が故障の場合、衛星番号“２”のＧＰＳ衛星が故障
の場合…、といった具合に故障衛星の衛星番号を一通り
変化させ、それぞれの状態に対して故障衛星を含むデー
タ組を無視してＤＯＰの値を１つ求めることになる。
関して制御のループは１重であり、この１重の制御ルー
プの変数番号を、可視衛星の衛星番号の組から除外して
ＤＯＰを計算する。すなわち、衛星番号“１”のＧＰＳ
衛星が故障の場合、衛星番号“２”のＧＰＳ衛星が故障
の場合…、といった具合に故障衛星の衛星番号を一通り
変化させ、それぞれの状態に対して故障衛星を含むデー
タ組を無視してＤＯＰの値を１つ求めることになる。
【００４４】この処理を全時点について行なった上で、
その結果から精度の時間確率を計算する。
その結果から精度の時間確率を計算する。
【００４５】そして、全数ＩＣ１＝Ｉについて処理が終
われば、ＩＣ１で平均確率を計算してｋ＝１の処理を終
える。ここにＩはＧＰＳ衛星の総数で、ＧＰＳの理想配
置の場合は、 Ｉ＝２４ である。このようにＩ＝２４であるとすれば、ｋ＝１の
場合には各時点に対して２４通りのＤＯＰが求められ
る。
われば、ＩＣ１で平均確率を計算してｋ＝１の処理を終
える。ここにＩはＧＰＳ衛星の総数で、ＧＰＳの理想配
置の場合は、 Ｉ＝２４ である。このようにＩ＝２４であるとすれば、ｋ＝１の
場合には各時点に対して２４通りのＤＯＰが求められ
る。
【００４６】ｋ＝２の場合も同様に行なう。ｋ＝２の場
合は、二重の制御になる。すなわち、第１故障衛星を衛
星番号を固定とした上で、第２故障衛星を衛星番号を
“２”，“３”…と変化させる。そして、第２故障衛星
の衛星番号が一巡する毎に第１故障衛星を衛星番号を１
つ増加させて固定とした上で、第２故障衛星の衛星番号
を“第１故障衛星の衛星番号＋１”から変化させ、それ
ぞれの状態に対して故障衛星を含むデータ組を無視して
ＤＯＰの値を１つ求めることになる。
合は、二重の制御になる。すなわち、第１故障衛星を衛
星番号を固定とした上で、第２故障衛星を衛星番号を
“２”，“３”…と変化させる。そして、第２故障衛星
の衛星番号が一巡する毎に第１故障衛星を衛星番号を１
つ増加させて固定とした上で、第２故障衛星の衛星番号
を“第１故障衛星の衛星番号＋１”から変化させ、それ
ぞれの状態に対して故障衛星を含むデータ組を無視して
ＤＯＰの値を１つ求めることになる。
【００４７】そして、全数ＩＣ２＝Ｉ（Ｉ−１）／２！
について処理が終われば、加重平均して確率を計算し、
ｋ＝２の処理を終える。ここでＩ＝２４であるとすれ
ば、ｋ＝２の場合には各時点に対して２７６通りのＤＯ
Ｐが求められる。
について処理が終われば、加重平均して確率を計算し、
ｋ＝２の処理を終える。ここでＩ＝２４であるとすれ
ば、ｋ＝２の場合には各時点に対して２７６通りのＤＯ
Ｐが求められる。
【００４８】一般にｋに対しては、ｋ重のループで故障
状況を生成する。各時点でこのｋ重制御変数の中に含ま
れるの可視衛星の衛星番号の数を除外してＤＯＰを求め
る。
状況を生成する。各時点でこのｋ重制御変数の中に含ま
れるの可視衛星の衛星番号の数を除外してＤＯＰを求め
る。
【００４９】これらのＤＯＰを用いてｋ＝ｋに対する時
間の精度確率を計算する。
間の精度確率を計算する。
【００５０】そして、全数ＩＣｋ＝Ｉ（Ｉ−１）（Ｉ−
２）…（Ｉ−ｋ＋１）／ｋ！に対して計算して、加重平
均を求める。
２）…（Ｉ−ｋ＋１）／ｋ！に対して計算して、加重平
均を求める。
【００５１】以降、同様な計算をｋ＝Ｋまで行なう。こ
こでＫは、ある時点における最大故障生成数である。測
位には４つのＧＰＳ衛星が必要であるので、正常なＧＰ
Ｓ衛星が３つ以下である状態を考慮する必要はない。従
って、Ｋは最大でも［Ｉ−４］とすれば良い、実際には
一時点において一地点から可視であるＧＰＳ衛星の最大
数は１３程度であるので、Ｋ＝９程度まで計算すれば十
分であろう。ここでＩ＝２４であるとすれば、ｋ＝９の
場合には各時点に対して約１３０万通りのＤＯＰが求め
られる。
こでＫは、ある時点における最大故障生成数である。測
位には４つのＧＰＳ衛星が必要であるので、正常なＧＰ
Ｓ衛星が３つ以下である状態を考慮する必要はない。従
って、Ｋは最大でも［Ｉ−４］とすれば良い、実際には
一時点において一地点から可視であるＧＰＳ衛星の最大
数は１３程度であるので、Ｋ＝９程度まで計算すれば十
分であろう。ここでＩ＝２４であるとすれば、ｋ＝９の
場合には各時点に対して約１３０万通りのＤＯＰが求め
られる。
【００５２】このようにしてｋ＝０，１，２，３，…Ｋ
に対して、平均化した精度の時間確率が計算できる。
に対して、平均化した精度の時間確率が計算できる。
【００５３】以上のようにして故障時測位精度計算装置
４にて計算された時間確率は、有効性計算装置５へと与
えられる。
４にて計算された時間確率は、有効性計算装置５へと与
えられる。
【００５４】有効性計算装置５では、故障時測位精度計
算装置４にて計算された時間確率から、以下のようにし
て有効性を計算する。
算装置４にて計算された時間確率から、以下のようにし
て有効性を計算する。
【００５５】ＧＮＳＳの有効性は、ＧＰＳ衛星の故障確
率から計算される値と、故障衛星数に応じた精度の時間
確率との積（和）で計算されるものである。ＧＰＳ衛星
に対して、いくつか仮定して定義される。まず、故障確
率は全てのＧＰＳ衛星で同一とする。次に、精度の時間
確率は、ＤＯＰで表せるとする。
率から計算される値と、故障衛星数に応じた精度の時間
確率との積（和）で計算されるものである。ＧＰＳ衛星
に対して、いくつか仮定して定義される。まず、故障確
率は全てのＧＰＳ衛星で同一とする。次に、精度の時間
確率は、ＤＯＰで表せるとする。
【００５６】このような仮定のもとで、有効性Ａｖａは で表せる。すなわち有効性Ａｖａは、ｋを“０”から
“Ｋ”まで変化させた際の各Ｐ＿ｋとＤ＿ｋとの積の全
てを足し合わせたものとして求められる。ここに、ｋは
故障衛星の数であり、ｋ＝０，１，２…，Ｋとなる。ま
た、Ｐ＿ｋ，Ｄ＿ｋは故障衛星数ｋの時に故障確率から
計算される量およびＤＯＰで表される精度の時間確率で
ある。
“Ｋ”まで変化させた際の各Ｐ＿ｋとＤ＿ｋとの積の全
てを足し合わせたものとして求められる。ここに、ｋは
故障衛星の数であり、ｋ＝０，１，２…，Ｋとなる。ま
た、Ｐ＿ｋ，Ｄ＿ｋは故障衛星数ｋの時に故障確率から
計算される量およびＤＯＰで表される精度の時間確率で
ある。
【００５７】シミュレーションは、まず故障衛星数ｋに
関する組み合わせを計算する。ｋが決まれば、全衛星の
故障確率は同一と仮定しているためにＰ＿ｋは一意的に
決まる。
関する組み合わせを計算する。ｋが決まれば、全衛星の
故障確率は同一と仮定しているためにＰ＿ｋは一意的に
決まる。
【００５８】ところがＤ＿ｋの方は故障衛星数ｋに対し
て、飛行状態が異なるから個々の衛星について区別する
必要がある。そのため故障衛星数ｋの増大に対して、組
み合わせが急激に増大する。故障衛星数ｋ毎に個々の衛
星の組み合わせを求める。次に、個々の組み合わせ毎に
精度の時間確率を計算する。それらの結果に対して平均
を計算して、故障衛星数ｋに対する精度の時間確率Ｄ＿
ｋを求める。
て、飛行状態が異なるから個々の衛星について区別する
必要がある。そのため故障衛星数ｋの増大に対して、組
み合わせが急激に増大する。故障衛星数ｋ毎に個々の衛
星の組み合わせを求める。次に、個々の組み合わせ毎に
精度の時間確率を計算する。それらの結果に対して平均
を計算して、故障衛星数ｋに対する精度の時間確率Ｄ＿
ｋを求める。
【００５９】さてＰ＿ｋは、 Ｐ＿ｋ＝ＩＣｋ×Ａ(I-k) Ｕ(k) で求まる。ここでＩＣｋは前述したように二項係数であ
る。またＡは個々の衛星が故障でない確率を、かつＵは
個々の衛星が故障である確率をそれぞれ示し、 Ａ＝１／（１＋ｌ＿ｍｔｔｒ／ｌ＿ｍｔｂｆ＋ｓ＿ｍｔ
ｔｒ／ｓ＿ｍｔｂｆ） Ｕ＝１−Ａ でそれぞれ表される。さらに、ｌ＿ｍｔｔｒ、ｌ＿ｍｔ
ｂｆ、ｓ＿ｍｔｔｒおよびｓ＿ｍｔｂｆはそれぞれ定数
であり、ＧＰＳ衛星の平均修理時間（Mean TimeTo Repa
ir ）をＭＴＴＲ、平均故障時間（Mean Time Between F
ailures）をＭＴＢＦとした場合にはそれぞれ、 ｌ＿ｍｔｔｒ：ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ＭＴＴＲ ｌ＿ｍｔｂｆ：ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ＭＴＢＦ ｓ＿ｍｔｔｒ：ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ＭＴＴＲ ｓ＿ｍｔｂｆ：ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ＭＴＢＦ のように表される。
る。またＡは個々の衛星が故障でない確率を、かつＵは
個々の衛星が故障である確率をそれぞれ示し、 Ａ＝１／（１＋ｌ＿ｍｔｔｒ／ｌ＿ｍｔｂｆ＋ｓ＿ｍｔ
ｔｒ／ｓ＿ｍｔｂｆ） Ｕ＝１−Ａ でそれぞれ表される。さらに、ｌ＿ｍｔｔｒ、ｌ＿ｍｔ
ｂｆ、ｓ＿ｍｔｔｒおよびｓ＿ｍｔｂｆはそれぞれ定数
であり、ＧＰＳ衛星の平均修理時間（Mean TimeTo Repa
ir ）をＭＴＴＲ、平均故障時間（Mean Time Between F
ailures）をＭＴＢＦとした場合にはそれぞれ、 ｌ＿ｍｔｔｒ：ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ＭＴＴＲ ｌ＿ｍｔｂｆ：ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ＭＴＢＦ ｓ＿ｍｔｔｒ：ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ＭＴＴＲ ｓ＿ｍｔｂｆ：ｓｈｏｒｔ ｔｅｒｍ ＭＴＢＦ のように表される。
【００６０】そして、各定数を、 Ｉ＝２４ ｌ＿ｍｔｔｒ＝１ ｌ＿ｍｔｂｆ＝１２４ ｓ＿ｍｔｔｒ＝３６ ｓ＿ｍｔｂｆ＝７３００ とした場合は、 Ｐ＿０＝０．７１４９３ Ｐ＿１＝０．２４４７５ Ｐ＿２＝０．０３６５８ といった具合にＰ＿ｋが求められる。
【００６１】個々の衛星が故障でない確率Ａは０．９７
４５であっても、独立に２４個の衛星が存在するシステ
ム全体では、２４ＧＰＳ全衛星が故障していない確率は
Ｐ＿０の値に精度の時間確率Ｄ＿０（＜１）が乗算され
るから、７１．４９３％以下である。
４５であっても、独立に２４個の衛星が存在するシステ
ム全体では、２４ＧＰＳ全衛星が故障していない確率は
Ｐ＿０の値に精度の時間確率Ｄ＿０（＜１）が乗算され
るから、７１．４９３％以下である。
【００６２】以上のように本実施形態によれば、１度の
シミュレーションを行なった際に、各時点における可視
衛星のうちの任意の４個によりなる組み合わせを全て検
出し、各組み合わせの４個の可視衛星による測位精度を
求めるとともに、この測位精度を各組み合わせに含まれ
る可視衛星のＩＤに対応付けたデータテーブルを作成し
ておく。そして、可視衛星のいずれかが故障している状
態での実際のＤＯＰは、故障している可視衛星のＩＤを
含んでいないデータ組のうちからＤＯＰが最小であるも
のを求めることで行なうようにしている。
シミュレーションを行なった際に、各時点における可視
衛星のうちの任意の４個によりなる組み合わせを全て検
出し、各組み合わせの４個の可視衛星による測位精度を
求めるとともに、この測位精度を各組み合わせに含まれ
る可視衛星のＩＤに対応付けたデータテーブルを作成し
ておく。そして、可視衛星のいずれかが故障している状
態での実際のＤＯＰは、故障している可視衛星のＩＤを
含んでいないデータ組のうちからＤＯＰが最小であるも
のを求めることで行なうようにしている。
【００６３】これにより、全ての故障状態でのＤＯＰを
データテーブルの検索のみで行なうことができ、可視衛
星の故障状況の設定を様々に変更しながらシミュレーシ
ョンを繰り返し行なう必要はない。従って、シミュレー
ションに掛かる計算を大幅に省略することができ、総計
算量を例えば１万分の１程度と大幅に低減して計算時間
を短縮できる。
データテーブルの検索のみで行なうことができ、可視衛
星の故障状況の設定を様々に変更しながらシミュレーシ
ョンを繰り返し行なう必要はない。従って、シミュレー
ションに掛かる計算を大幅に省略することができ、総計
算量を例えば１万分の１程度と大幅に低減して計算時間
を短縮できる。
【００６４】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではない。例えば前記実施形態では、ＧＰＳ衛星を
用いて測位を行なうシステムを性能計算対象としている
が、ＧＰＳ衛星以外の任意の人工衛星を用いて測位を行
なうシステムを性能計算対象とする場合でも本発明を適
用できる。あるいは、例えばＧＰＳ衛星に加えて静止衛
星（ＧＥＯ）を利用するシステムのように、複数の種類
の人工衛星を用いて測位を行なうシステムを性能計算対
象とする場合でも本発明を適用できる。この場合、異な
る種類のそれぞれの人工衛星の故障確率が互いに異なっ
ていても良い。
ものではない。例えば前記実施形態では、ＧＰＳ衛星を
用いて測位を行なうシステムを性能計算対象としている
が、ＧＰＳ衛星以外の任意の人工衛星を用いて測位を行
なうシステムを性能計算対象とする場合でも本発明を適
用できる。あるいは、例えばＧＰＳ衛星に加えて静止衛
星（ＧＥＯ）を利用するシステムのように、複数の種類
の人工衛星を用いて測位を行なうシステムを性能計算対
象とする場合でも本発明を適用できる。この場合、異な
る種類のそれぞれの人工衛星の故障確率が互いに異なっ
ていても良い。
【００６５】また前記実施形態では、測位精度の値とし
てＤＯＰを用いているが、ＤＯＰの代わりに衛星の観測
の方向ベクトルを利用して測位精度を示す方法を用いる
場合でもＤＯＰの域値に対応するものがあり、その域値
で時間確率を計算して、衛星の故障確率との積和を求め
ることには変わりなく、前記実施形態と同様に適用可能
である。
てＤＯＰを用いているが、ＤＯＰの代わりに衛星の観測
の方向ベクトルを利用して測位精度を示す方法を用いる
場合でもＤＯＰの域値に対応するものがあり、その域値
で時間確率を計算して、衛星の故障確率との積和を求め
ることには変わりなく、前記実施形態と同様に適用可能
である。
【００６６】また、衛星の運転（マヌーバ）を考慮して
故障確率を求めるようにしても良い。これは有効性の計
算で故障確率に対応する部分に若干の一定の補正が加わ
るのみであり、ＤＯＰの計算の方には影響は全くない。
故障確率を求めるようにしても良い。これは有効性の計
算で故障確率に対応する部分に若干の一定の補正が加わ
るのみであり、ＤＯＰの計算の方には影響は全くない。
【００６７】また、システム性能として有効性以外に連
続性（continuity）があるが、これも前記実施形態と同
様の手法で効率的に計算することができる。
続性（continuity）があるが、これも前記実施形態と同
様の手法で効率的に計算することができる。
【００６８】このほか、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形実施が可能である。
で種々の変形実施が可能である。
【００６９】
【発明の効果】本発明のシステム性能計算装置は、所定
のシミュレーション期間内における多数の人工衛星のそ
れぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時間間隔で
予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地点におい
て測位可能な電波性能を持って受信可能な信号を送信す
る人工衛星を可視衛星として全て検出するとともに、こ
の検出した各可視衛星の前記観測地点を基準とした方向
を計算するシミュレーション手段と、このシミュレーシ
ョン手段によるシミュレーションの結果に基づき、前記
観測時点毎に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出
するとともに、この検出した各組み合わせに含まれる所
定数の可視衛星による測位精度を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成して記憶保持するデ
ータテーブル作成記憶手段と、前記人工衛星の故障を想
定しない場合には前記データテーブルに含まれる全ての
データ組のうちから、また前記人工衛星の故障を想定す
る場合には前記データテーブルに含まれるデータ組のう
ちで故障衛星を含んだデータ組を除いた残りのデータ組
のうちから、各観測時点における最良の測位精度を検出
することで任意の故障状況下での測位精度を求める測位
精度計算手段と、この測位精度計算手段により計算され
る測位精度に基づいて前記システムに関するシステム性
能を計算するシステム性能計算手段とを備えた。
のシミュレーション期間内における多数の人工衛星のそ
れぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時間間隔で
予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地点におい
て測位可能な電波性能を持って受信可能な信号を送信す
る人工衛星を可視衛星として全て検出するとともに、こ
の検出した各可視衛星の前記観測地点を基準とした方向
を計算するシミュレーション手段と、このシミュレーシ
ョン手段によるシミュレーションの結果に基づき、前記
観測時点毎に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出
するとともに、この検出した各組み合わせに含まれる所
定数の可視衛星による測位精度を計算し、前記観測時
点、前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位
精度を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデー
タテーブルを前記観測地点毎に作成して記憶保持するデ
ータテーブル作成記憶手段と、前記人工衛星の故障を想
定しない場合には前記データテーブルに含まれる全ての
データ組のうちから、また前記人工衛星の故障を想定す
る場合には前記データテーブルに含まれるデータ組のう
ちで故障衛星を含んだデータ組を除いた残りのデータ組
のうちから、各観測時点における最良の測位精度を検出
することで任意の故障状況下での測位精度を求める測位
精度計算手段と、この測位精度計算手段により計算され
る測位精度に基づいて前記システムに関するシステム性
能を計算するシステム性能計算手段とを備えた。
【００７０】また本発明のシステム性能計算方法は、所
定のシミュレーション期間内における例えばＧＰＳ衛星
および静止衛星などの多数の人工衛星のそれぞれの飛行
状況をシミュレートし、所定の時間間隔で予め定めた所
定の観測時点毎に、所定の観測地点において測位可能な
電波性能を持って受信可能な信号を送信する人工衛星を
可視衛星として全て検出するとともに、この検出した各
可視衛星の前記観測地点を基準とした方向を計算するシ
ミュレーションステップと、このシミュレーションステ
ップにおけるシミュレーションの結果に基づき、前記観
測時点毎に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出す
るとともに、この検出した各組み合わせに含まれる所定
数の可視衛星による測位精度を計算し、前記観測時点、
前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位精度
を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデータテ
ーブルを前記観測地点毎に作成するデータテーブル作成
ステップと、前記人工衛星の故障を想定しない場合には
前記データテーブルに含まれる全てのデータ組のうちか
ら、また前記人工衛星の故障を想定する場合には前記デ
ータテーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星を含
んだデータ組を除いた残りのデータ組のうちから、各観
測時点における最良の測位精度を検出することで任意の
故障状況下での測位精度を求める測位精度計算ステップ
と、この測位精度計算ステップにて計算される測位精度
に基づいて前記システムに関するシステム性能を計算す
るシステム性能計算ステップとによってシステム性能の
計算を行なうようにした。
定のシミュレーション期間内における例えばＧＰＳ衛星
および静止衛星などの多数の人工衛星のそれぞれの飛行
状況をシミュレートし、所定の時間間隔で予め定めた所
定の観測時点毎に、所定の観測地点において測位可能な
電波性能を持って受信可能な信号を送信する人工衛星を
可視衛星として全て検出するとともに、この検出した各
可視衛星の前記観測地点を基準とした方向を計算するシ
ミュレーションステップと、このシミュレーションステ
ップにおけるシミュレーションの結果に基づき、前記観
測時点毎に所定数の可視衛星の組み合わせを全て検出す
るとともに、この検出した各組み合わせに含まれる所定
数の可視衛星による測位精度を計算し、前記観測時点、
前記所定数の可視衛星の組み合わせおよび前記測位精度
を対応付けたデータ組を１観測地点分まとめたデータテ
ーブルを前記観測地点毎に作成するデータテーブル作成
ステップと、前記人工衛星の故障を想定しない場合には
前記データテーブルに含まれる全てのデータ組のうちか
ら、また前記人工衛星の故障を想定する場合には前記デ
ータテーブルに含まれるデータ組のうちで故障衛星を含
んだデータ組を除いた残りのデータ組のうちから、各観
測時点における最良の測位精度を検出することで任意の
故障状況下での測位精度を求める測位精度計算ステップ
と、この測位精度計算ステップにて計算される測位精度
に基づいて前記システムに関するシステム性能を計算す
るシステム性能計算ステップとによってシステム性能の
計算を行なうようにした。
【００７１】これらにより、多数の人工衛星のそれぞれ
の飛行状況のシミュレーションを繰り返し行なう必要を
排し、システム性能の計算を少ない計算量で短時間のう
ちに行なうことができるシステム性能計算装置およびシ
ステム性能計算方法となる。
の飛行状況のシミュレーションを繰り返し行なう必要を
排し、システム性能の計算を少ない計算量で短時間のう
ちに行なうことができるシステム性能計算装置およびシ
ステム性能計算方法となる。
【図１】本発明の一実施形態に係るシステム性能計算装
置の構成を示す機能ブロック図。
置の構成を示す機能ブロック図。
【図２】図１中の測位精度記録装置３が作成するデータ
テーブルのデータ構造の一例を示す図。
テーブルのデータ構造の一例を示す図。
【図３】図１中の測位精度記録装置３が作成するデータ
テーブルの具体例を示す図。
テーブルの具体例を示す図。
【図４】複数の空間座標に着目する際に図１中の測位精
度記録装置３が作成するデータテーブルのデータ構造の
一例を示す図。
度記録装置３が作成するデータテーブルのデータ構造の
一例を示す図。
【図５】ＤＯＰ（Dolution Of Position）の計算アルゴ
リズムを示す図。
リズムを示す図。
１…制御装置 ２…衛星軌道シミュレータ ３…測位精度記録装置 ４…故障時測位精度計算装置 ５…有効性計算装置
Claims (5)
- 【請求項１】 多数の所定の人工衛星のそれぞれから送
信された信号のうちの一部の受信状況に基づいて測位を
行なうシステムに関するシステム性能を計算するシステ
ム性能計算装置において、 所定のシミュレーション期間内における前記多数の人工
衛星のそれぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時
間間隔で予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地
点において測位可能な電波性能を持って受信可能な信号
を送信する人工衛星を可視衛星として全て検出するとと
もに、この検出した各可視衛星の前記観測地点を基準と
した方向を計算するシミュレーション手段と、 このシミュレーション手段によるシミュレーションの結
果に基づき、前記観測時点毎に所定数の可視衛星の組み
合わせを全て検出するとともに、この検出した各組み合
わせに含まれる所定数の可視衛星による測位精度を計算
し、前記観測時点、前記所定数の可視衛星の組み合わせ
および前記測位精度を対応付けたデータ組を１観測地点
分まとめたデータテーブルを前記観測地点毎に作成して
記憶保持するデータテーブル作成記憶手段と、 前記人工衛星の故障を想定しない場合には前記データテ
ーブルに含まれる全てのデータ組のうちから、また前記
人工衛星の故障を想定する場合には前記データテーブル
に含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデータ組
を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点におけ
る最良の測位精度を検出することで任意の故障状況下で
の測位精度を求める測位精度計算手段と、 この測位精度計算手段により計算される測位精度に基づ
いて前記システムに関するシステム性能を計算するシス
テム性能計算手段とを具備したことを特徴とするシステ
ム性能計算装置。 - 【請求項２】 シミュレーション手段は、複数種類の人
工衛星のそれぞれの飛行状況をシミュレート可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム性能計算装
置。 - 【請求項３】 複数種類の人工衛星は、ＧＰＳ（Global
Posisioning System ）衛星および静止衛星（ＧＥＯ：
Geo-Earth Orbital satellite ）であることを特徴とす
る請求項２に記載のシステム性能計算装置。 - 【請求項４】 システム性能計算手段は、システム性能
として有効性を計算することを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載のシステム性能計算装置。 - 【請求項５】 多数の所定の人工衛星のそれぞれから送
信された信号のうちの一部の受信状況に基づいて測位を
行なうシステムに関するシステム性能を計算するシステ
ム性能計算方法において、 所定のシミュレーション期間内における前記多数の人工
衛星のそれぞれの飛行状況をシミュレートし、所定の時
間間隔で予め定めた所定の観測時点毎に、所定の観測地
点において測位可能な電波性能を持って受信可能な信号
を送信する人工衛星を可視衛星として全て検出するとと
もに、この検出した各可視衛星の前記観測地点を基準と
した方向を計算するシミュレーションステップと、 このシミュレーションステップでのシミュレーションの
結果に基づき、前記観測時点毎に所定数の可視衛星の組
み合わせを全て検出するとともに、この検出した各組み
合わせに含まれる所定数の可視衛星による測位精度を計
算し、前記観測時点、前記所定数の可視衛星の組み合わ
せおよび前記測位精度を対応付けたデータ組を１観測地
点分まとめたデータテーブルを前記観測地点毎に作成し
て記憶保持するデータテーブル作成ステップと、 前記人工衛星の故障を想定しない場合には前記データテ
ーブルに含まれる全てのデータ組のうちから、また前記
人工衛星の故障を想定する場合には前記データテーブル
に含まれるデータ組のうちで故障衛星を含んだデータ組
を除いた残りのデータ組のうちから、各観測時点におけ
る最良の測位精度を検出することで任意の故障状況下で
の測位精度を求める測位精度計算ステップと、 この測位精度計算ステップにて計算される測位精度に基
づいて前記システムに関するシステム性能を計算するシ
ステム性能計算ステップとを具備したことを特徴とする
システム性能計算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27887896A JP3492866B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27887896A JP3492866B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10104333A true JPH10104333A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3492866B2 JP3492866B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17603380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27887896A Expired - Fee Related JP3492866B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492866B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002189073A (ja) * | 2000-12-20 | 2002-07-05 | Shimizu Corp | Ｇｐｓ衛星の捕捉状態判定システム |
| JP2012010334A (ja) * | 2000-02-04 | 2012-01-12 | Qualcomm Inc | 無線位置決めネットワークをシミュレートおよび計画立案する方法および装置 |
| US11036900B2 (en) | 2015-11-06 | 2021-06-15 | Korea Institute Aerospace Research Institute | Simulation device of satellite, and method therefor |
| CN117388886A (zh) * | 2023-10-10 | 2024-01-12 | 中国人民解放军32021部队 | 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP27887896A patent/JP3492866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012010334A (ja) * | 2000-02-04 | 2012-01-12 | Qualcomm Inc | 無線位置決めネットワークをシミュレートおよび計画立案する方法および装置 |
| JP2002189073A (ja) * | 2000-12-20 | 2002-07-05 | Shimizu Corp | Ｇｐｓ衛星の捕捉状態判定システム |
| US11036900B2 (en) | 2015-11-06 | 2021-06-15 | Korea Institute Aerospace Research Institute | Simulation device of satellite, and method therefor |
| CN117388886A (zh) * | 2023-10-10 | 2024-01-12 | 中国人民解放军32021部队 | 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置 |
| CN117388886B (zh) * | 2023-10-10 | 2024-04-16 | 中国人民解放军32021部队 | 一种北斗系统rnss服务定位精度降效推演方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3492866B2 (ja) | 2004-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5923286A (en) | GPS/IRS global position determination method and apparatus with integrity loss provisions | |
| CN101228412B (zh) | 用于数据测绘和地图差异报告的系统和方法 | |
| WO2022174756A1 (zh) | 一种车辆定位的方法、相关装置、设备以及存储介质 | |
| US20060142943A1 (en) | Navigation service method and terminal of enabling the method | |
| CN112902989B (zh) | 数据误差标定方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| EP2488827A1 (en) | System and method for compensating for faulty measurements | |
| AU2007260332B2 (en) | Calculation method for network-specific factors in a network of reference stations for a satellite-based positioning system | |
| JP2001507797A (ja) | Ｇｐｓ受信機の障害検出の方法およびシステム | |
| JP2001194444A (ja) | 汎用位置決めシステムで用いられる測定値フィルタリング方法および装置 | |
| CN105891861A (zh) | 一种定位方法及装置 | |
| CN116324511A (zh) | 用于提供gnss校正的系统和方法 | |
| CN109061683A (zh) | 一种优化水平保护级的h-araim系统 | |
| CN111948675B (zh) | 一种地基增强卫星导航系统的伪卫星布设方法 | |
| US6133872A (en) | Real time precision orbit determination system | |
| Braasch | A signal model for GPS | |
| EP1166147B1 (en) | Navigation apparatus and method | |
| JP3492866B2 (ja) | システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 | |
| US6587075B1 (en) | Information management and control system | |
| JP3223880B2 (ja) | 飛行経路作成装置および飛行経路作成方法 | |
| CN111796313A (zh) | 卫星定位方法及装置、电子设备、存储介质 | |
| JP3495206B2 (ja) | システム性能計算装置およびシステム性能計算方法 | |
| US20070146204A1 (en) | Method and apparatus for signal tracking utilizing universal algorithm | |
| US6191729B1 (en) | Satellite signal receiver with integrity control and exclusion of defective axes | |
| CN110907953B (zh) | 一种卫星故障识别方法、装置及软件接收机 | |
| Blomenhofer et al. | Sensitivity analysis of the Galileo integrity performance dependent on the ground sensor station network |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |