JPWO2016147569A1 - 衛星測位システム、電子機器及び測位方法 - Google Patents
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Abstract
Description
RTK(リアルタイムキネマティック)測位法では、GPS衛星から地上に送信される搬送波(電波)の波数(波の数)の差分を利用して位置座標を求める。図8は、RTK測位法を原理的に説明するための概略図である。図8(a)では、空間全体を2次元空間(平面)としかつ地上を1次元空間(直線)と仮定してRTK測位法を説明している。RTK測位法では、まず、既知点(位置が判明している点)である地点Oから既知点であるGPS衛星の位置Sまでの距離d1と、未知点(位置が不明な点)である地点Aから既知点であるGPS衛星の位置Sまでの距離(d1+Δd)との行路差Δdを求める。次に、行路差Δdに基づいて、地点Oを始点としかつ地点Aを終点とした基線ベクトルAを求めて未知点である地点Aの位置座標(地点Oに対する地点Aの相対座標)を算出する。図8(b)は図8(a)の幾何学的な関係を示した図であり、図8(c)は図8(a)の領域Rを拡大した図である。図8(b)において、Eは地点Oから地点Sへの単位視線ベクトルを表し、θは単位視線ベクトルEと基線ベクトルAとのなす角度を表す。図8(c)では、行路差Δdの波数は4.3であることが示され、ここで4が整数値バイアス(後述する)であり3が小数部である。
[1.構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。図1の衛星測位システムは、固定局1と、第1の電子機器(移動局)2と、第2の電子機器(移動局)3とを備える。第1及び第2の電子機器2,3は、例えばパーソナルコンピュータである。ここで、固定局1は座標が既知である電子基準点に設置され、第1の電子機器2及び第2の電子機器3は固定局1から約数キロ離れてそれぞれ移動する。
以上のように構成された衛星測位システムについて、その動作を以下説明する。ここで、第2の電子機器3は、固定局1との通信を終えて、すでにRTK測位法により自機の位置座標が確定した第1の電子機器2から、このRTK測位法において決定された整数値バイアスを受信し、それを用いてRTK測位法を実施して自機の位置座標を確定する。
以上のように、第1の実施の形態に係る衛星測位システムは、GPS衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第1及び第2の電子機器2,3を備えた衛星測位システムである。第1の電子機器2は、無線受信部24と、RTK演算部23と、無線送信部14とを備える。無線受信部24は、既知点に設置された固定局からGPS補正データを受信する。RTK演算部23は、受信したGPS補正データに基づいて、固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第1電波と第2電波との行路差を算出することにより、自機の固定局1に対する第1相対座標を演算する。無線送信部14は、整数値バイアスを第2の電子機器3に送信する。第2の電子機器3は、無線受信部34と、RTK演算部33と、を備える。無線受信部34は、第1の電子機器2から上記整数値バイアスを受信する。RTK演算部33は、GPS補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第3電波の第3搬送波位相と第1搬送波位相との差分を算出して第1電波と第3電波との行路差を算出することにより、自機の固定局1に対する第2相対座標を演算する。
上述した第1の実施の形態では、各電子機器が保有する時計の時刻に基づいてGPS衛星から受信される搬送波の波数を各位相カウンタでカウントする。しかしながら、各時計での時刻に誤差が発生するのでそれぞれの時刻で読み出されるカウント値に誤差が発生する場合がある。従って、このカウント値の誤差に起因して測位に誤差が発生する。第2の実施の形態では、第1の電子機器2で算出された行路差Δdの小数部の値に基づいて、第2の電子機器3のカウント値の読み出し時刻を補正することを特徴とする。以下、図6及び図7を用いて、第2の実施の形態を説明する。
図6は、本開示の第2の実施の形態に係る第1の電子機器2Aの構成要素を示すブロック図である。図6の第1の電子機器2Aは、図3の第1の電子機器2に比較すると、RTK演算部23の代わりにRTK演算部23Aを備え、無線送信部28の代わりに無線送信部28Aを備え、RTK演算部23Aと無線送信部28Aとの間に小数部記憶部200をさらに備えた。
以上のように、第2の実施の形態に係る衛星測位システムは、第1の電子機器2において、RTK演算部23Aは、第1搬送波位相と第2搬送波位相との差分における第1の小数部をさらに決定する。また、第2の電子機器3において、RTK演算部33Aは、第1搬送波位相と第3搬送波位相との差分における第2の小数部をさらに決定する。また、第2の電子機器3は、第2の小数部の値が、第1の小数部の値となるように、第3の搬送波位相を読み出す時刻を補正する読み出し時刻補正部301をさらに備える。
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、第1の実施の形態及び第2の実施の形態を説明した。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。また、上記第1の実施の形態及び上記第2の実施の形態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。
2,2A 第1の電子機器
3,3A 第2の電子機器
10,20−1,30−1 GPS受信アンテナ
11,21,31 GPS受信部
12,22,32 位相カウンタ
12m,22m 位相カウンタメモリ
13 GPS補正データ生成部
14,28,28A 無線送信部
15,20−3 無線送信アンテナ
20−2,30−2 無線受信アンテナ
23,33,23A,33A RTK演算部
24,34,34A 無線受信部
25,35 出力部
26,36 GPS補正データ記憶部
27,37 整数値バイアス記憶部
29,38 入力部
200,300,302 小数部記憶部
301 読み出し時刻補正部
RTK(リアルタイムキネマティック)測位法では、GPS衛星から地上に送信される搬送波(電波)の波数(波の数)の差分を利用して位置座標を求める。図8は、RTK測位法を原理的に説明するための概略図である。図8(a)では、空間全体を2次元空間(平面)としかつ地上を1次元空間(直線)と仮定してRTK測位法を説明している。RTK測位法では、まず、既知点(位置が判明している点)である地点Oから既知点であるGPS衛星の位置Sまでの距離d1と、未知点(位置が不明な点)である地点Aから既知点であるGPS衛星の位置Sまでの距離(d1+Δd)との行路差Δdを求める。次に、行路差Δdに基づいて、地点Oを始点としかつ地点Aを終点とした基線ベクトルAを求めて未知点である地点Aの位置座標(地点Oに対する地点Aの相対座標)を算出する。図8(b)は図8(a)の幾何学的な関係を示した図であり、図8(c)は図8(b)の領域Rを拡大した図である。図8(b)において、Eは地点Oから地点Sへの単位視線ベクトルを表し、θは単位視線ベクトルEと基線ベクトルAとのなす角度を表す。図8(c)では、行路差Δdの波数は4.3であることが示され、ここで4が整数値バイアス(後述する)であり3が小数部である。
[1.構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。図1の衛星測位システムは、固定局1と、第1の電子機器(移動局)2と、第2の電子機器(移動局)3とを備える。第1及び第2の電子機器2,3は、例えばパーソナルコンピュータである。ここで、固定局1は座標が既知である電子基準点に設置され、第1の電子機器2及び第2の電子機器3は固定局1から約数キロ離れてそれぞれ移動する。
以上のように構成された衛星測位システムについて、その動作を以下説明する。ここで、第2の電子機器3は、固定局1との通信を終えて、すでにRTK測位法により自機の位置座標が確定した第1の電子機器2から、このRTK測位法において決定された整数値バイアスを受信し、それを用いてRTK測位法を実施して自機の位置座標を確定する。
以上のように、第1の実施の形態に係る衛星測位システムは、GPS衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第1及び第2の電子機器2,3を備えた衛星測位システムである。第1の電子機器2は、無線受信部24と、RTK演算部23と、無線送信部14とを備える。無線受信部24は、既知点に設置された固定局からGPS補正データを受信する。RTK演算部23は、受信したGPS補正データに基づいて、固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第1電波と第2電波との行路差を算出することにより、自機の固定局1に対する第1相対座標を演算する。無線送信部14は、整数値バイアスを第2の電子機器3に送信する。第2の電子機器3は、無線受信部34と、RTK演算部33と、を備える。無線受信部34は、第1の電子機器2から上記整数値バイアスを受信する。RTK演算部33は、GPS補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第3電波の第3搬送波位相と第1搬送波位相との差分を算出して第1電波と第3電波との行路差を算出することにより、自機の固定局1に対する第2相対座標を演算する。
上述した第1の実施の形態では、各電子機器が保有する時計の時刻に基づいてGPS衛星から受信される搬送波の波数を各位相カウンタでカウントする。しかしながら、各時計での時刻に誤差が発生するのでそれぞれの時刻で読み出されるカウント値に誤差が発生する場合がある。従って、このカウント値の誤差に起因して測位に誤差が発生する。第2の実施の形態では、第1の電子機器2で算出された行路差Δdの小数部の値に基づいて、第2の電子機器3のカウント値の読み出し時刻を補正することを特徴とする。以下、図6及び図7を用いて、第2の実施の形態を説明する。
図6は、本開示の第2の実施の形態に係る第1の電子機器2Aの構成要素を示すブロック図である。図6の第1の電子機器2Aは、図3の第1の電子機器2に比較すると、RTK演算部23の代わりにRTK演算部23Aを備え、無線送信部28の代わりに無線送信部28Aを備え、RTK演算部23Aと無線送信部28Aとの間に小数部記憶部200をさらに備えた。
以上のように、第2の実施の形態に係る衛星測位システムは、第1の電子機器2において、RTK演算部23Aは、第1搬送波位相と第2搬送波位相との差分における第1の小数部をさらに決定する。また、第2の電子機器3において、RTK演算部33Aは、第1搬送波位相と第3搬送波位相との差分における第2の小数部をさらに決定する。また、第2の電子機器3は、第2の小数部の値が、第1の小数部の値となるように、第3の搬送波位相を読み出す時刻を補正する読み出し時刻補正部301をさらに備える。
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、第1の実施の形態及び第2の実施の形態を説明した。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。また、上記第1の実施の形態及び上記第2の実施の形態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。
2,2A 第1の電子機器
3,3A 第2の電子機器
10,20−1,30−1 GPS受信アンテナ
11,21,31 GPS受信部
12,22,32 位相カウンタ
12m,22m 位相カウンタメモリ
13 GPS補正データ生成部
14,28,28A 無線送信部
15,20−3 無線送信アンテナ
20−2,30−2 無線受信アンテナ
23,33,23A,33A RTK演算部
24,34,34A 無線受信部
25,35 出力部
26,36 GPS補正データ記憶部
27,37 整数値バイアス記憶部
29,38 入力部
200,300,302 小数部記憶部
301 読み出し時刻補正部
Claims (8)
- GNSS(Global Navigation Satellite System)衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第1及び第2の電子機器を備えた衛星測位システムであって、
前記第1の電子機器は、
既知点に設置された固定局からGNSS補正データを受信する第1の受信部と、
前記受信した前記GNSS補正データに基づいて、前記固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第1電波と前記第2電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第1相対座標を演算する第1の演算部と、
前記整数値バイアスを前記第2の電子機器に送信する送信部とを備え、
前記第2の電子機器は、
前記第1の電子機器から前記整数値バイアスを受信する第2の受信部と、
前記GNSS補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第3電波の第3搬送波位相と前記第1搬送波位相との差分を算出して前記第1電波と前記第3電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第2相対座標を演算する第2の演算部とを備えた、
衛星測位システム。 - 前記第1の電子機器の送信部は、前記固定局からのGNSS補正データを前記第2の電子機器に送信し、
前記第2の受信部は、前記第1の電子機器から前記GNSS補正データを受信する請求項1記載の衛星測位システム。 - 前記第1の電子機器において、前記第1の演算部は、前記第1搬送波位相と前記第2搬送波位相との差分における第1の小数部をさらに決定し、
前記第2の電子機器において、前記第2の演算部は、前記第1搬送波位相と前記第3搬送波位相との差分における第2の小数部をさらに決定し、
前記第2の電子機器は、
前記第2の小数部の値が、前記第1の小数部の値となるように、前記第3搬送波位相を読み出す時刻を補正する補正部をさらに備えた請求項1または2記載の衛星測位システム。 - GNSS衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第1及び第2の電子機器を備えた衛星測位システムの測位方法であって、
前記第1の電子機器が、既知点に設置された固定局からGNSS補正データを受信するステップと、
前記第1の電子機器が、前記受信したGNSS補正データに基づいて、前記固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第1電波と前記第2電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第1相対座標を演算するステップと、
前記第1の電子機器が、前記整数値バイアスを前記第2の電子機器に送信するステップと、
前記第2の電子機器が、前記第1の電子機器から前記整数値バイアスを受信するステップと、
前記第2の電子機器が、前記GNSS補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第3電波の第3搬送波位相と前記第1搬送波位相との差分を算出して前記第1電波と前記第3電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第2相対座標を演算するステップとを含む、
衛星測位システムの測位方法。 - 前記第1の電子機器が、前記固定局からのGNSS補正データを前記第2の電子機器に送信するステップと、
前記第2の電子機器が、前記GNSS補正データを受信するステップとをさらに含む請求項4記載の衛星測位システムの測位方法。 - 前記第1の電子機器が、前記第1搬送波位相と前記第2搬送波位相との差分における第1の小数部を決定するステップと、
前記第2の電子機器が、前記第1搬送波位相と前記第3搬送波位相との差分における第2の小数部を決定するステップと、
前記第2の電子機器が、前記第2の小数部の値が、前記第1の小数部の値となるように、前記第3搬送波位相を読み出す時刻を補正するステップとをさらに含む請求項4または5記載の衛星測位システムの測位方法。 - GNSS衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第1の電子機器であって、
既知点に設置された固定局からGNSS補正データを受信する受信部と、
前記受信したGNSS補正データに基づいて、前記固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第1電波と前記第2電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第1相対座標を演算する第1の演算部と、
前記整数値バイアスを、GNSS衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第2の電子機器に送信する送信部とを備えた第1の電子機器。 - GNSS衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第2の電子機器であって、
GNSS衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第1の電子機器から、前記第1の電子機器においてGNSS補正データに基づいて決定した、固定局で受信した第1電波の第1搬送波位相と、自機で受信した第2電波の第2搬送波位相との差分における整数値バイアスを受信する受信部と、
前記GNSS補正データに基づいて、当該受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第3電波の第3搬送波位相と前記第1搬送波位相との差分を算出して前記第1電波と前記第3電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第2相対座標を演算する第2の演算部とを備えた第2の電子機器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015051152 | 2015-03-13 | ||
JP2015051152 | 2015-03-13 | ||
PCT/JP2016/000969 WO2016147569A1 (ja) | 2015-03-13 | 2016-02-24 | 衛星測位システム、電子機器及び測位方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016147569A1 true JPWO2016147569A1 (ja) | 2018-01-18 |
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ID=56918615
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017506057A Pending JPWO2016147569A1 (ja) | 2015-03-13 | 2016-02-24 | 衛星測位システム、電子機器及び測位方法 |
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US (1) | US10260888B2 (ja) |
JP (1) | JPWO2016147569A1 (ja) |
WO (1) | WO2016147569A1 (ja) |
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US10473790B2 (en) | 2017-11-17 | 2019-11-12 | Swift Navigation, Inc. | Systems and methods for distributed dense network processing of satellite positioning data |
US10578747B2 (en) | 2017-12-14 | 2020-03-03 | Swift Navigation, Inc. | Systems and methods for reduced-outlier satellite positioning |
CN109470884B (zh) * | 2018-10-08 | 2020-08-07 | 浙江大学 | 一种星间相对角度测量的系统及方法 |
WO2020122852A1 (ru) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | Харьковский Национальный Университет Радиоэлектроники (Хнурэ) | Способ выполнения траекторных измерений (варианты) и многопозиционная фазовая система траекторных измерений для его реализации (варианты) |
EP3963352A4 (en) * | 2019-05-01 | 2023-09-20 | Swift Navigation, Inc. | SYSTEMS AND METHODS FOR SATELLITE POSITIONING WITH HIGH INTEGRITY |
CN112014862B (zh) * | 2019-05-30 | 2024-03-29 | 上海海积信息科技股份有限公司 | 一种载波相位观测数据生成方法及装置 |
WO2021252638A1 (en) | 2020-06-09 | 2021-12-16 | Swift Navigation, Inc. | System and method for satellite positioning |
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