JPWO2016132682A1 - 測位システム、測位方法、および測位局 - Google Patents

Abstract

本開示は整数値バイアスの推定をより高速に行い易くする。本開示の測位システム、測位方法、測位局のプロセッサは、基地局の測位データと測位局の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行する。演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並行に実行される。これにより、どの時刻に演算処理を開始するかによってフィックス解の算出にかかる時間が異なる状況においても、複数の演算処理の一が、単独で演算を行う場合よりも早期にフィックス解を算出する可能性がある。そのため、整数値バイアスの推定を高速に行い易くすることができる。

Description

本開示は、測位システム、測位方法、および測位局に関する。

特許文献１は、１時刻での測位局側の衛星信号の搬送波位相の積算値データを取得し、１時刻以前の複数の時刻での基地局側の搬送波位相の積算値データに、１時刻での測位局側の搬送波位相の積算値データを関連付けて、測位局が観測する衛星信号の搬送波位相の積算値に含まれている整数値バイアスを推定する。このようにして、短時間で精度良く整数値バイアスを決定することができる。

特開２００５−１６４３９５号公報

本開示は、整数値バイアスの推定を高速に行い易くする測位システム、測位方法、および測位局を提供する。

本開示の測位システム、測位方法、測位局のプロセッサは、基地局の測位データと測位局の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行する。演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並行に実行される。

本開示における測位システム、測位方法、および測位局は、高速に行い易くするのに有効である。

図１は、実施の形態１における測位検出システムの概念図である。 図２は、実施の形態１における基地局のブロック図である。 図３は、実施の形態１における測位局のブロック図である。 図４は、実施の形態１における測位処理を示すフローチャートである。 図５は、単一のＲＴＫ演算処理による、フィックス解の算出にかかる時間の分布を示した図である。 図６は、実施の形態１における開示の効果を説明する図である。 図７は、実施の形態１におけるＲＴＫ演算処理の上限数を変化させた場合のフィックス時間の平均値の変動を示す図である。 図８は、実施の形態２における測位処理を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態３における測位処理を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態４における測位処理を示すフローチャートである。

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

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

（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１における測位システムの概念図である。

測位システム１００は基地局１１０と測位局１２０を有する。

基地局１１０は地球上の座標が既知である箇所に設置される。測位局１２０は座標を求めたい対象に設置される。測位システム１００は測位局１２０の測位を行うことで測位局１２０の地球上の座標を求める。

基地局１１０および測位局１２０は測位衛星（図示せず）からの測位信号を受信する。

基地局１１０は受信した測位信号に基づいて測位データを生成する。基地局１１０は生成された測位データを測位局１２０に送る。

測位局１２０は受信した測位データ及び測位局１２０が生成した測位データなどを用いてＲＴＫ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）法による干渉測位を行う。測位局には測位用の専用端末や、専用ソフトをインストールしたコンピュータなどが含まれる。

図２は、実施の形態１における基地局のブロック図である。

基地局１１０はプロセッサ２０１と記憶部２０２と入力部２０３と出力部２０４と通信部２０５と受信装置２０６とバス２１０を有する。

プロセッサ２０１はバス２１０を介して基地局１１０の他の要素を制御する。一例として汎用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いることで、プロセッサ２０１を構成することができる。また、プロセッサ２０１は所定のプログラムを実行することができる。プロセッサ２０１が所定のプログラムを実行することで測位信号に基づいて測位データを生成することができる。

記憶部２０２は他の要素から様々な情報を取得し一時的、あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部２０２はいわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称であり、記憶部２０２は物理的に複数配置されても良い。記憶部２０２の構成には例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）が用いられる。

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

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

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

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

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

図３は、実施の形態１における測位局のブロック図である。

測位局１２０はプロセッサ３０１と記憶部３０２と入力部３０３と出力部３０４と通信部３０５と受信装置３０６とバス３１０を有する。

プロセッサ３０１はバス３１０を介して測位局１２０の他の要素を制御する。一例として汎用ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いることで、プロセッサ３０１を構成することができる。また、プロセッサ３０１は所定のプログラムを実行することができる。プロセッサ３０１が所定のプログラムを実行することで測位信号に基づいて測位データを生成することができる。

記憶部３０２は他の要素から様々な情報を取得し一時的、あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部３０２はいわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称であり、記憶部３０２は物理的に複数配置されても良い。記憶部３０２の構成には例えばＤＲＡＭやＨＤＤやＳＳＤが用いられる。

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

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

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

受信装置３０６は測位衛星からの測位信号を受信する。本実施の形態では測位衛星の一例としてＧＰＳ衛星を用いる。ＧＰＳ衛星は測位信号としてＬ１信号（１５７５．４２ＭＨｚ）、Ｌ２信号（１２２７．６０ＭＨｚ）等を送信する。

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

［１−２．動作］
以上のように構成した測位システムが行う測位処理を説明する。

図４は実施の形態１における測位処理を示すフローチャートである。

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

ステップＳ４０１において、プロセッサ３０１は測位処理を開始する。測位処理を開始するタイミングは任意に決めることができる。例えば測位局１２０の電源が投入された際にプロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。また、測位局１２０の入力部３０３によって測位処理を開始するコマンドが入力された際にプロセッサ３０１が測位処理を開始しても良い。

ステップＳ４０２において、プロセッサ３０１はタイマーカウンタを起動する。タイマーカウンタとは所定の周期にしたがってカウントアップを行うものである。タイマーカウンタはハードウェア的に構成されてもソフトウェア的に構成されても良い。

ステップＳ４０３において、プロセッサ３０１は基地局１１０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は通信部３０５を介して基地局１１０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は受信した基地局１１０の測位データを逐次取得する。プロセッサ３０１は取得した基地局１１０の測位データを記憶部２０２に記録する。基地局１１０の測位データは基地局１１０のプロセッサ２０１が生成したものである。プロセッサ２０１は受信装置２０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成する。

ステップＳ４０４において、プロセッサ３０１は測位局１２０の測位データを取得する。プロセッサ３０１は受信装置３０６が受信した測位信号に基づいて測位データを生成することで測位データを取得する。プロセッサ３０１は取得した測位局１２０の測位データを記憶部３０２に記録する。

ここで、測位データについて説明を行う。本実施の形態において測位データには擬似距離情報と搬送波位相情報が含まれる。

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

搬送波位相情報とは自身が受信した測位信号の位相である。測位信号（Ｌ１信号、Ｌ２信号等）は所定の正弦波である。プロセッサは受信装置で受信した測位信号プロセッサが解析することで生成することができる。

以上のようにして、基地局１１０のプロセッサ２０１および測位局１２０のプロセッサ３０１はそれぞれ測位データを生成することができる。

ステップＳ４０５において、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理が既に行われているか否かを判定する。ＲＴＫ演算処理とはＲＴＫ法を実行する演算処理である。ＲＴＫ法の内容については後述する。プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理を実行する度に所定のカウンタをカウントアップさせる。プロセッサ３０１は当該カウンタを確認することでＲＴＫ演算処理が既に行われているか否かを確認することができる。

ステップＳ４０６（ステップＳ４０５でＮＯ）において、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理を実行する。

ここで、ＲＴＫ演算処理について説明を行う。

ＲＴＫ演算処理は干渉測位の一つであるＲＴＫ法を実行する演算処理である。

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

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

ＲＴＫ法においては二重差と呼ばれる差を演算することでノイズの除去を行う。二重差とは２つの衛星に対する１つの受信機の搬送波位相積算値の差（一重差）を２つの受信機（本実施の形態においては基地局１１０と測位局１２０）の間でそれぞれ算出した値の差である。本実施の形態においてはＲＴＫ法を用いた測位のために４つの衛星を使用する。よって４つの衛星の組み合わせ分だけ二重差を演算することになる。この演算においてはステップＳ４０３およびステップＳ４０４において得た基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データが用いられる。

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

最小二乗法によるフロート解の推定は、時間単位毎に生成した二重差の組み合わせを用いて連立方程式を作成し、作成した連立方程式を最小二乗法によって解くことで実行される。連立方程式はエポックと呼ばれる時間単位毎に生成される。この演算においてはステップＳ４０３およびステップＳ４０４において得た基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データおよび基地局の既知の座標が用いられる。このようにして求められた整数値バイアスの推定値をフロート解と呼ぶ。

以上のようにして求められたフロート解は実数であるのに対して、整数値バイアスの真の値は整数である。よって、フロート解を丸めることで整数値にする作業が必要になる。しかし、フロート解を丸める組み合わせには複数通りの候補が考えられる。よって、どの候補が正しい整数値であるかを検定する必要がある。検定によって整数値バイアスとしてある程度確からしいとされた解をフィックス解と呼ぶ。なお、整数値の候補の絞込みを効率化するためにステップＳ４０３およびステップＳ４０４において得た基地局１１０の測位データが用いられる。

以上のように示した演算処理をプロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理として行う。

ステップＳ４０７において、プロセッサ３０１はいずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出したか否かを判定する。上述したようにプロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理において、複雑な推定処理および複雑な検定処理を多数実行する。よって、プロセッサ３０１がフィックス解を求めるにはある程度の時間が必要である。また、条件によってはフィックス解が求まらない可能性もある。いずれの演算処理もフィックス解を算出していない場合（ステップＳ４０７でＮＯ）、プロセッサ３０１の行う処理がステップＳ４０９に進む。

ステップＳ４０８において（ステップＳ４０７でＹＥＳ）、プロセッサ３０１はフィックス解を用いて測位結果を出力する。プロセッサ３０１はフィックス解に基づいて測位局１２０の地球上の座標を算出し、出力部３０４にその結果を表示する。

ステップＳ４０９において、プロセッサ３０１は測位処理を終了する命令が割り込んだか否かを判定する。測位局１２０の使用者が入力部３０３を介して測位処理を終了するコマンドを入力することで、測位処理を終了する命令が測位処理に割り込む。測位処理を終了する命令が割り込んだ場合（ステップＳ４０９でＹＥＳ）はステップＳ４１０において測位処理が終了する。

測位処理を終了する命令が割り込んでいない場合（ステップＳ４０９でＮＯ）、プロセッサ３０１の行う処理がステップＳ４０３に戻る。

処理がステップＳ４０３に戻ると、ステップＳ４０３、およびステップＳ４０４を経て処理がステップＳ４０５に再度進む。なお、ステップＳ４０３、およびステップＳ４０４において、基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データが最新のものに更新される。

ステップＳ４０５においてＲＴＫ演算処理が行われている場合（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、プロセッサ３０１の行う処理がステップＳ４１１に分岐する。

ステップＳ４１１において、プロセッサ３０１はタイマーカウンタの値が所定の時刻となっているか否かを判定する。

ここで所定の時刻は目的に応じて様々な定め方で定めることができる。タイマーカウンタの値が所定の時刻となっている場合（ステップＳ４１１）は、後述するようにＲＴＫ演算を新たに実行する処理が行われる（可能性がある）。このようにして、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理を異なる時刻を開始時刻として実行することができる。

本実施の形態では定期的にＲＴＫ演算処理を実行する為に、所定の時刻を、最初にＲＴＫ演算を実行した時刻にある定数の整数倍を足した時刻に設定する。このようにすると定期的（例えば１分おき）にＲＴＫ演算を実行することができる。所定の時刻の定め方の他の例は後述する。

ステップＳ４１２において、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理の数が所定の上限を超えていないか否かを判定する。ＲＴＫ演算処理の数はステップＳ４０５の説明において説明したカウンタを用いることで判定することができる。ＲＴＫ演算処理はプロセッサ３０１のリソースを一定量消費することになる。よって、ＲＴＫ演算処理の数の上限を定めて置くことは望ましい。ただし、ステップＳ４１２の処理は必須ではない。ＲＴＫ演算処理の数が上限に達していた（ステップＳ４１２でＹＥＳ）場合、プロセッサ３０１の処理はステップＳ４０７へ進む。

ステップＳ４１３（ステップＳ４１２でＮＯ）において、プロセッサ３０１は新たなＲＴＫ演算処理を並列に実行する。新たにＲＴＫ演算処理を実行すると、当該ＲＴＫ演算処理に用いる測位データは、それまでに実行されていたＲＴＫ演算処理と異なる可能性が高い。なぜなら新たなＲＴＫ演算処理はそれまでに実行されていたＲＴＫ演算処理と開始時刻が異なるからである。

本実施の形態においては、ステップＳ４０３およびステップＳ４０４において、測位データがＲＴＫ演算処理の開始時刻近傍のものに更新されている。測位データが別のものに更新されると、ＲＴＫ演算処理に必要なパラメータが以前のＲＴＫ演算処理に用いた値と異なる値に初期化されることになる。このようにすると、ＲＴＫ演算処理においてフロート解およびフィックス解を求める条件が変化する。ＲＴＫ演算処理においてフロート解およびフィックス解を求める条件が変化すると、他のＲＴＫ演算処理に比べて早期にフィックス解を算出することができる可能性がある。

図５は、単一のＲＴＫ演算処理による、フィックス解の算出にかかる時間の分布を示した図である。なお、フィックス解は算出の後の新たな検定によって棄却される場合もあるので、図５は最初のフィックス解の算出にかかる時間の分布を示している。

図５において横軸はＲＴＫ演算処理を開始した時刻である。図５において縦軸はＲＴＫ演算処理を開始した時刻に対応する、フィックス解の算出にかかる時間（＝フィックス時間）である。

図５に示されるように、どの時刻にＲＴＫ演算処理を開始するかによって、フィックス解の算出にかかる時間が異なる。

図６は、実施の形態１における開示の効果を説明する図である。

図５に示すような、どの時刻にＲＴＫ演算処理を開始するかによってフィックス解の算出にかかる時間が異なる状況において、本開示のようにＲＴＫ演算処理を、異なる時刻を開始時刻として、複数を並行に実行すると図６に示すような結果となる。

図６において、プロセッサ３０１は１分毎にＲＴＫ演算処理（それぞれ演算１、演算２、・・・とする）を行うものとし、最初のＲＴＫ演算は１２時００分００秒に行われたものとする。図６に示すように演算３は演算１、演算２よりも遅く開始されたにも関わらず最も早くフィックス解を算出している。もし仮に、ＲＴＫ演算が演算１しか行われなかったとすると、フィックス解の算出時刻は１２時２分２０秒であるのに対して、後発の演算３はフィックス解を１２時２分１０秒に算出する。このように、本開示によればＲＴＫ演算処理を、異なる時刻を開始時刻として行うので、演算３のフィックス解をステップＳ４０８において出力することができる。

なお、本実施の形態においてはステップＳ４１１における所定の時刻を、定期的にＲＴＫ演算処理を実行する為に、所定の時刻を最初にＲＴＫ演算を実行した時刻にある定数の整数倍を足した時刻に設定した。このようにすると、所定の間隔毎に遅延してＲＴＫ演算処理が実行されるので、偏り無くＲＴＫ演算処理の実行時刻を設定することができる利点がある。

ここで、ステップＳ４１１における所定の時刻を他の方式で設定しても良い。

例えば、基地局１１０の測位データまたは測位局１２０の測位データに基づいて所定の時刻を設定しても良い。このようにすると、ＲＴＫ演算処理の開始時刻が基地局１１０の測位データまたは前記測位局１２０の測位データに基づいて逐次遅延して実行される。このような手法は測位データとフィックス時間との間に関連性を見出すことができる場合に有効である。

また、基地局１１０または測位局１２０の測位品質に基づいて、所定の時刻を設定しても良い。測位品質には測位データが表す（１）可視衛星数（多いほど良好）（２）ＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）値（小さいほど良好）、または、プロセッサ２０１またはプロセッサ３０１が算出する（３）マルチパスの状況（マルチパスが少ないほど良好）が含まれる。測位品質が良好である場合には一般的にフィックス時間が短いことが予測されるので、測位品質が劣悪な場合よりも遅延時間を短く設定することが好ましい。

なお、ステップＳ４１２で設定するＲＴＫ演算処理の上限数は３以上とすることが好ましい。図７は実施の形態１におけるＲＴＫ演算処理の上限数を変化させた場合のフィックス時間の平均値の変動を示す図である。図７において横軸はＲＴＫ演算処理の上限数を示す。図７において縦軸はフィックス時間の平均値を示す。図７に示すように多重数が３を越えると平均フィックス時間が急激に（１９５秒（上限数１）から１３０秒に短縮）低減するからである。

また、ステップＳ４１２で設定するＲＴＫ演算処理の上限数は７以下とすることが好ましい。図７に示すように上限数を７以上にした場合はＲＴＫ演算処理に必要なリソースが増大する一方で、平均フィックス時間の短縮効果はそれほど大きくないからである。

なお、プロセッサ３０１はステップＳ４０７でいずれかの演算処理がフィックス解を算出したと判断した場合は、当該フィックス解を算出していない他の演算処理の少なくとも一つを中止しても良い。ＲＴＫ法においては一度フィックス解が算出されれば、その後は当該フィックス解に基づいて測位を継続することができる。よって、他の演算処理は不要となる可能性がある。そのため、プロセッサ３０１のリソースを確保するために他の演算処理を中止することが好ましい。

一方で、プロセッサ３０１はステップＳ４０７でいずれかの演算処理がフィックス解を算出したと判断した場合であっても、少なくとも一の当該フィックス解を算出していない他の演算処理を継続して実行しても良い。上述したようにフィックス解がその後の新たな検定によって棄却された場合は、再度のＲＴＫ演算処理によってフィックス解を求める必要がある。このような場合に、他の演算処理を中止しないでいると、当該他の演算処理が算出したフィックス解を用いることができる可能性がある。

なお、本実施の形態においては干渉測位の一例としてＲＴＫ法を用いる例を説明した。しかし、本開示の適用はＲＴＫ法を用いる実施の形態に限定されない。本開示は整数値バイアスの推定をより高速に行い易くすることができるから、整数値バイアスの推定を必要とする他の干渉測位を用いた測位システムに本開示を適用することも可能である。例えば、ＰＰＰ（Ｐｒｅｃｉｓｅ Ｐｏｉｎｔ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）法などの干渉測位を用いた測位システムにも本開示は適用可能である。

［１−３．効果等］
以上のように本実施の形態において、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１は、基地局１１０の測位データと測位局１２０の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行する。演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並行に実行される。

これにより、どの時刻に演算処理を開始するかによってフィックス解の算出にかかる時間が異なる状況においても、複数の演算処理の一が、単独で演算を行う場合よりも早期にフィックス解を算出する可能性がある。そのため、整数値バイアスの推定を高速に行い易くすることができる。

また、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１が行う複数の演算処理は、それぞれの開始時刻における基地局１１０の測位データおよび測位局１２０の測位データを用いて演算に必要なパラメータの初期化を行うことで、新たに実行される。

これにより、各演算処理が他の演算処理とは異なる条件でフィックス解の算出を行う。

そのため、後発の演算処理が先発の演算処理よりも早期にフィックス解の算出を行う可能性を高めることができる。よって整数値バイアスの推定をより高速に行い易くすることができる。

また、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１は、実行された演算処理のいずれかがフィックス解を算出した際に、フィックス解を算出していない他の演算処理の少なくとも一つを中止する。

これにより、プロセッサ３０１のリソースを節約することができる。

また、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１は、演算処理の開始時刻を、定期的に遅延させて実行する。

これにより、偏り無く演算処理の実行時刻を設定することができる。そのため、整数値バイアスの推定をより高速に行い易くすることができる。

また、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１は、演算処理の開始時刻を、基地局１１０の測位データまたは測位局１２０の測位データに基づいて、逐次遅延させて実行する。

これにより、測位データとフィックス時間との間に関連性を見出すことができる場合に、整数値バイアスの推定をより高速に行い易くすることができる。

また、本開示の測位システム、測位方法、測位局１２０のプロセッサ３０１は、演算処理の開始時刻を基地局１１０または測位局１２０の測位品質に基づいて、逐次遅延させて実行する。その場合測位品質が良好である場合は測位品質が劣悪な場合よりも、演算処理の遅延時間を短くする。

これにより、フィックス時間のおおよその長短が予測できる場合に、整数値バイアスの推定をより高速に行い易くすることができる。

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

そこで以下、他の実施の形態を説明する。

（実施の形態２）
図８を用いて実施の形態２を説明する。

図８は、実施の形態２における測位処理を示すフローチャートである。

実施の形態２は実施の形態１におけるステップＳ４０８をステップＳ８０１ないしステップＳ８０５に変更したものである。

ステップＳ４０７において、プロセッサ３０１はいずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出した（ステップＳ４０７においてＹＥＳ）場合処理がステップＳ８０１へ進む。

ステップＳ８０１において、プロセッサ３０１は前回測位結果を出力したＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出しているか否かを判定する。前回測位結果を出力したＲＴＫ演算処理とは図８に示すループ処理（Ｓ４０９からＳ４０３）において、直近のステップＳ８０４またはステップＳ８０５で出力した測位結果の算出に用いたＲＴＫ演算（すなわち測位結果に用いられるフィックス解を算出したＲＴＫ演算）である。ＲＴＫ演算においては一度フィックス解を算出したとしても、一定期間の経過後にフィックス解を算出していない場合がある。ステップＳ８０１ではプロセッサ３０１は、所定期間の経過後に、前回測位結果を出力するのに用いたフィックス解を算出した演算処理が、フィックス解を算出しているか否かを判定する。

ステップＳ８０２において、プロセッサ３０１は、前回測位結果を出力したＲＴＫ演算処理以外の、他のＲＴＫ演算処理のいずれかがフィックス解を算出しているか否かを判定する。他のＲＴＫ演算処理のいずれかがフィックス解を算出している場合（ステップＳ８０２でＹＥＳ）処理がステップＳ８０３へ進む。

ステップＳ８０３において、プロセッサ３０１はステップＳ８０２でフィックス解を算出していると判定された他のＲＴＫ演算の信頼度が、閾値（Ｔｈ）を超えているか否かを判定する。信頼度とはＲＴＫ演算の解を用いることで算出される測位結果が真の値に近いか否かを統計的に示す度数である。本実施の形態ではＲＴＫ演算の信頼度としてよく用いられるＡＲ（Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ Ｒａｔｉｏ）値を信頼度とする。本実施の形態においてプロセッサ３０１はＲＴＫ演算が解を算出する度に、ＲＴＫ演算についてＡＲ値を算出する。

ここで、ステップＳ８０３における閾値は前回測位結果を出力したＲＴＫ演算処理の信頼度に所定の値を加えた値とすることが好ましい。このようにすると、前回測位結果を出力したＲＴＫ演算処理の信頼度とステップＳ８０２でフィックス解を算出していると判定された他のＲＴＫ演算の信頼度とが近接している場合であっても、出力される座標が飛び飛びの箇所になることが抑制される。

ステップＳ８０４（ステップＳ８０３でＮＯ）において、プロセッサ３０１は前回測位結果を出力したＲＴＫ演算のフィックス解を用いて測位結果を出力する。

ステップＳ８０５（ステップＳ８０３でＹＥＳ）において、プロセッサ３０１はステップ８０２でフィックス解を算出していると判定された他のＲＴＫ演算のフィックス解を用いて測位結果を出力する。

（実施の形態３）
図９を用いて実施の形態３を説明する。

図９は実施の形態３における測位処理を示すフローチャートである。

実施の形態３は実施の形態１における測位処理にステップＳ９０１ないしステップＳ９０６を追加したものである。

ステップＳ４１１において、タイマーカウンタの値が所定の時刻になっている（ステップＳ４１１でＹＥＳ）場合、処理がステップＳ９０１へ進む。

ステップＳ９０１において、プロセッサ３０１はフィックス期間が所定の期間より長いか否かを判定する。

フィックス期間についてステップＳ９０３およびステップＳ９０５を用いて説明する。フィックス期間とはいずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出し続けている期間のことである。本実施の形態においては、いずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出している（ステップＳ４０７でＹＥＳ）場合、ステップＳ４０８を介して、あるいは平行してステップＳ９０３へ処理が進む。ステップＳ９０３において、プロセッサ３０１はフィックス期間をカウントするためのフィックス期間カウンタを、まだ起動していない場合は起動し、起動している場合は加算する。一方で、いずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していない（ステップＳ４０７でＮＯ）場合、ステップＳ９０５においてフィックス期間カウンタはリセットされる。フィックス期間カウンタを参照することで、プロセッサ３０１はいずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出し続けている期間を計測することができる。

このようにして、計測されたフィックス期間が所定の期間より短い場合は処理がステップＳ４１２へ進む。

一方で、フィックス期間が所定の期間より長い場合は処理がステップＳ９０２へ進む。

ステップＳ９０２において、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理のひとつを停止する。このようにすると、過剰に実行しているＲＴＫ演算の処理を減らすことができる。ここで停止するＲＴＫ演算処理の選び方としては、フィックス解を算出していないＲＴＫ演算から選んでもよいし、または、後述するステップＳ１０１０で示す指標に基づいて行っても良い。なお、実行されているＲＴＫ演算処理の数が所定の数より小さい場合に限ってステップＳ９０２の処理を行うようにしても良い。

また、非フィックス期間についてもステップＳ９０４およびＳ９０６を用いて説明する。非フィックス期間とは（原則として）いずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していない期間のことである。すなわち、いずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していない（ステップＳ４０７でＮＯ）場合、ステップＳ９０６において、プロセッサ３０１は非フィックス期間をカウントするためのカウンタとしてのタイマーカウンタを加算する。一方で、いずれかのＲＴＫ演算処理がフィックス解を算出している（ステップＳ４０７でＹＥＳ）場合、ステップＳ９０４においてタイマーカウンタはリセットされる。タイマーカウンタを参照することで、プロセッサ３０１はいずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していない期間を計測することができる。ここで、ステップＳ４１１での判断に用いるタイマーカウンタを、非フィックス期間をカウントするカウンタとして用いると、いずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していないことを条件のひとつとして、新たな演算処理の並列実行を開始（ステップＳ４１３）することができる。なぜならば、タイマーカウンタがリセットされカウントされていない状態ではステップＳ４１１では常にＮＯと判定され、また、タイマーカウンタが加算されている下では、ステップＳ４１１でＹＥＳと判定されうるからである。このようにして、いずれのＲＴＫ演算処理もフィックス解を算出していないことを条件のひとつとして、新たな演算処理の並列実行を開始するようにすると、過剰にＲＴＫ演算の処理を増やすことが抑制される。

なお、ステップＳ９０４において、プロセッサ３０１はフィックス期間カウンタを参照して、フィックス期間が所定の期間より長い場合に、タイマーカウンタをリセットするようにしても良い。このようにすると、実行中のＲＴＫ演算において、フィックス解を出す期間と出さない期間とが短いタイミングで交互に出現した場合に、ステップＳ４１１の判定がＮＯとなり続けることが抑止される。結果として、ＲＴＫ演算処理の実行数を適切な数へ増やすことができる。

（実施の形態４）
図１０を用いて実施の形態４を説明する。

図１０は実施の形態４における測位処理を示すフローチャートである。

実施の形態４は実施の形態１における測位処理にステップＳ１０１０を加えたものである。

ステップＳ４１２において、プロセッサ３０１がＲＴＫ演算処理の数が所定の上限を超えていると判定した場合、（ステップＳ４１２でＹＥＳ）処理がＳ１０１０へ進む。

ステップＳ１０１０において、プロセッサ３０１は、信頼度に基づいてＲＴＫ演算を停止する。「信頼度に基づいて」とは、（１）所定の値より信頼度が低いＲＴＫ演算を停止する（２）最も信頼度の低いＲＴＫ演算を停止するなど信頼度が他の演算と比較して低いＲＴＫ演算を選ぶように定めればよい。なお、信頼度としては実施の形態２と同様にＡＲ値など既知の指標を用いればよい。またプロセッサ３０１は、ステップＳ４１２の後に（あるいは先立って）ステップＳ４１３において新たなＲＴＫ演算を並列実行する。このようにすると、ＲＴＫ演算の数が上限に達していた場合に、信頼度の低いＲＴＫ演算と、新たなＲＴＫ演算とを入れ替えることができる。結果として、より早期にいずれかのＲＴＫ演算がフィックス解を算出できる可能性が高まる。

また、上記実施の形態１ないし４で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

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

本開示は、干渉測位法を用いる測量システムなどに適用可能である。

１００ 測位システム
１１０ 基地局
１２０ 測位局
２０１ プロセッサ
２０２ 記憶部
２０３ 入力部
２０４ 出力部
２０５ 通信部
２０６ 受信装置
２１０ バス
３０１ プロセッサ
３０２ 記憶部
３０３ 入力部
３０４ 出力部
３０５ 通信部
３０６ 受信装置
３１０ バス

搬送波位相情報とは自身が受信した測位信号の位相である。測位信号（Ｌ１信号、Ｌ２信号等）は所定の正弦波である。搬送波位相情報は受信装置で受信した測位信号をプロセッサが解析することで生成することができる。

ここで所定の時刻は目的に応じて様々な定め方で定めることができる。タイマーカウンタの値が所定の時刻となっている場合（ステップＳ４１１でＹＥＳ）は、後述するようにＲＴＫ演算を新たに実行する処理が行われる（可能性がある）。このようにして、プロセッサ３０１はＲＴＫ演算処理を異なる時刻を開始時刻として実行することができる。

なお、本実施の形態においてはステップＳ４１１における所定の時刻を、定期的にＲＴＫ演算処理を実行する為に、最初にＲＴＫ演算を実行した時刻にある定数の整数倍を足した時刻に設定した。このようにすると、所定の間隔毎に遅延してＲＴＫ演算処理が実行されるので、偏り無くＲＴＫ演算処理の実行時刻を設定することができる利点がある。

Claims (21)

1. 基地局と、
   測位局と、
   を有する測位システムであって、
   前記測位システムは、
   前記基地局の測位データと前記測位局の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行し、
   前記干渉測位を実行する演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並列に実行されることを特徴とする、
   測位システム。
2. 前記複数の演算処理は、それぞれの開始時刻近傍における前記基地局の測位データおよび前記測位局の測位データを用いて演算に必要なパラメータの初期化を行うことで、実行される、
   請求項１に記載の測位システム。
3. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を算出した際に、前記フィックス解を算出していない他の演算処理の少なくとも一つを中止する、
   請求項１に記載の測位システム。
4. 前記演算処理の開始時刻を、定期的に遅延させて実行する、
   請求項１に記載の測位システム。
5. 前記演算処理の開始時刻を、前記基地局の測位データまたは前記測位局の測位データに基づいて、逐次遅延させて実行する、
   請求項１に記載の測位システム。
6. 前記演算処理の開始時刻を、前記基地局または前記測位局の測位品質に基づいて、逐次遅延させて実行し、
   前記測位品質が良好である場合は前記測位品質が劣悪な場合よりも、前記演算処理の遅延時間が短い、
   請求項１に記載の測位システム。
7. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を算出してから所定期間の経過後に、
   前記フィックス解を算出した演算処理がフィックス解を算出しているか否か、および、他の演算処理がフィックス解を算出しているか否かを判定し、
   前記フィックス解を算出した演算処理がフィックス解を算出しており、かつ、他の演算処理のいずれかがフィックス解を算出している場合は、
   当該他の演算処理の信頼度が、前記フィックス解を算出した演算処理の信頼度に所定の値を加えた値を上回ることを条件として、前記他の演算処理が算出したフィックス解に基づいて測位結果を出力する、
   請求項１に記載の測位システム。
8. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を所定の期間以上算出し続けていることを条件に、
   前記複数実行された演算処理のすくなくともひとつを停止する、
   請求項１に記載の測位システム。
9. 前記実行された演算処理のいずれもがフィックス解を算出していないことを条件に、
   前記実行された演算処理に加えて新たに演算処理の並列実行を開始する、
   請求項１に記載の測位システム。
10. 前記実行された演算処理の数が所定の値以上の場合に、
    前記実行された演算処理の信頼度に基づいて前記演算処理のすくなくともひとつを停止する、
    請求項１に記載の測位システム。
11. 基地局と、
    測位局と、
    を用いて測位を行う測位方法であって、
    前記測位方法は、
    前記基地局の測位データと前記測位局の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行し、
    前記干渉測位を実行する演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並列に実行されることを特徴とする、
    測位方法。
12. 前記複数の演算処理は、それぞれの開始時刻近傍における前記基地局の測位データおよび前記測位局の測位データを用いて演算に必要なパラメータの初期化を行うことで、実行される、
    請求項１１に記載の測位方法。
13. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を算出した際に、前記フィックス解を算出していない他の演算処理の少なくとも一つを中止する、
    請求項１１に記載の測位方法。
14. 前記演算処理の開始時刻を、定期的に遅延させて実行する、
    請求項１１に記載の測位方法。
15. 前記演算処理の開始時刻を、前記基地局の測位データまたは前記測位局の測位データに基づいて、逐次遅延させて実行する、
    請求項１１に記載の測位方法。
16. 前記演算処理の開始時刻を、前記基地局または前記測位局の測位品質に基づいて、逐次遅延させて実行し、
    前記測位品質が良好である場合は前記測位品質が劣悪な場合よりも、前記演算処理の遅延時間が短い、
    請求項１１に記載の測位方法。
17. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を算出してから所定期間の経過後に、
    前記フィックス解を算出した演算処理がフィックス解を算出しているか否か、および、他の演算処理がフィックス解を算出しているか否かを判定し、
    前記フィックス解を算出した演算処理がフィックス解を算出しており、かつ、他の演算処理のいずれかがフィックス解を算出している場合は、
    当該他の演算処理の信頼度が、前記フィックス解を算出した演算処理の信頼度に所定の値を加えた値を上回ることを条件として、前記他の演算処理が算出したフィックス解に基づいて測位結果を出力する、
    請求項１１に記載の測位方法。
18. 前記実行された演算処理のいずれかがフィックス解を所定の期間以上算出し続けていることを条件に、
    前記複数実行された演算処理のすくなくともひとつを停止する、
    請求項１１に記載の測位方法。
19. 前記実行された演算処理のいずれもがフィックス解を算出していないことを条件に、
    前記実行された演算処理に加えて新たに演算処理の並列実行を開始する、
    請求項１１に記載の測位方法。
20. 前記実行された演算処理の数が所定の値以上の場合に、
    前記実行された演算処理の信頼度に基づいて前記演算処理のすくなくともひとつを停止する、
    請求項１１に記載の測位方法。
21. プロセッサと、
    基地局と通信する通信部と、
    衛星からの測位信号を受信する受信装置と、
    を有する測位局であって、
    前記プロセッサは、
    前記基地局の測位データと前記測位局の測位データに基づいて干渉測位を演算処理によって実行し、
    前記干渉測位を実行する演算処理は、異なる時刻を開始時刻として、複数が並列に実行されることを特徴とする、
    測位局。