KR20200104907A

KR20200104907A - 위치 오차 예측 장치, 예측 모델 생성 장치, 위치 오차 예측 방법, 예측 모델 생성 방법, 및 프로그램

Info

Publication number: KR20200104907A
Application number: KR1020207023270A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 야마다; 겐지 다카오; 다케시 고레나가
Original assignee: 미츠비시 쥬고 기카이 시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2020-09-04
Also published as: GB202011677D0; GB2584222B; KR102447596B1; US11740365B2; WO2019159353A1; JPWO2019159353A1; SG11202007765SA; GB2584222A; JP6836008B2; US20210109233A1

Abstract

위치 오차 예측 장치(1)는, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득부(154)와, 상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부(151)와, 상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측부(155)를 구비한다.

Description

위치 오차 예측 장치, 예측 모델 생성 장치, 위치 오차 예측 방법, 예측 모델 생성 방법, 및 프로그램

본 발명은, 위치 오차 예측 장치, 예측 모델 생성 장치, 위치 오차 예측 방법, 예측 모델 생성 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.

최근, 차량 등의 위치를 특정하기 위한 기술로서, GNSS(전지구 항행 위성 시스템: Global Navigation Satellite System)를 구성하는 위성과, 당해 위성으로부터의 신호를 수신하는 수신기를 이용하여, 수신기의 위치를 특정(측위)하는 위성 측위 시스템이 널리 이용되고 있다.

위성 측위 시스템은, 수신기가 수신한 신호로부터 수신기와 복수의 위성 각각의 거리(의사(擬似) 거리)를 구하고, 이들 의사 거리에 근거하여 수신기의 위치를 특정하지만, 다양한 요인에 의하여 위치 오차가 발생하는 것이 알려져 있다. 위치 오차가 어느 정도 발생할지 예측하는 것은, 측위 정밀도를 높이는데 있어서 중요하다.

예를 들면, 수신기에 의하여 신호를 수신 가능한 위성 각각의 배치가 위치 오차에 영향을 준다. 이 때문에, 위치 오차를 예측하는 기술로서, 일반적으로는, 위성의 배치에 따라 상이한 기하학적인 위치 오차를 나타내는 정밀도 열화율(이하, "DOP(Dilution of Precision)"라고도 기재함)이 이용되고 있다.

또, 예를 들면 특허문헌 1에는, 주행로의 경사 각도, 차량의 선회 반경, 차량의 중량, 차량의 속도에 근거하여 위치 오차를 예측하는 기술이 기재되어 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제3869108호

위치 오차에 큰 영향을 주는 요인의 하나로서, 수신기가 고층 빌딩 등의 차폐물에 의하여 반사된 신호(반사파) 수신해 버리는 "멀티 패스"를 들 수 있다.

그러나, 종래의 기술에서는, 수신기가 위성으로부터의 신호를 직접 수신하는 것이 전제가 되어 있으며, 멀티 패스에서 기인하는 위치 오차를 예측하는 수단은 생각되지 않았었다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 이하의 수단을 채용하고 있다.

본 발명의 제1 양태에 의하면, 위치 오차 예측 장치(1)는, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득부(154)와, 상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부(151)와, 상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측부(155)를 구비한다.

예를 들면 대상 지점의 주위에 건물 등의 차폐물이 있는 경우, 위치 오차 예측 장치는, 위성이 차폐물에 의하여 완전히 차폐되지 않는 위치(즉, 관측 개시 위치)에 도달하면, 당해 위성으로부터의 신호를 수신할 수 있게 된다. 그러나, 관측 개시 위치 부근에 있어서는, 위성으로부터의 신호가 차폐물에 반사된 반사파를 수신해 버리는 멀티 패스가 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 상술한 양태에 관한 위치 오차 예측 장치는, 위성의 위치와, 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값에 근거하여 위치 오차를 예측한다. 이로써, 위치 오차 예측 장치는, 멀티 패스에 의한 영향을 가미한 위치 오차의 예측을 행할 수 있다. 여기에서, 관측 개시 위치로서, 동일 일시 또는 복수의 일시에 있어서 위성의 관측을 행했을 시에, 일정 이상의 비율(빈도)로 당해 위성이 관측 불가 상태로부터 가능 상태로 전환된 위치가 설정되어도 된다. 또, 관측 개시 위치로서, 위치 오차를 예측하는 지점에 있어서, 상방을 촬영한 화상 중의 차폐물의 경계로부터 소정 거리 이간된 위치가 설정되어도 된다.

본 발명의 제2 양태에 의하면, 제1 양태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)에 있어서, 상기 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 상기 위성의 수를 상기 상대 관곗값으로서 취득한다.

이와 같이 함으로써, 위치 오차 예측 장치는, 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 위성의 수에 근거하여, 관측 개시 위치 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미(加味)한 위치 오차를 예측할 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 의하면, 제1 양태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)에 있어서, 상기 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 상기 위성 각각 중, 상기 관측 개시 위치에 가장 가까운 상기 위성에 관하여, 당해 관측 개시 위치로부터의 이간 거리를 상기 상대 관곗값으로서 취득한다.

이와 같이 함으로써, 위치 오차 예측 장치는, 관측 개시 위치로부터의 이간 거리에 근거하여, 관측 개시 위치 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차를 예측할 수 있다.

본 발명의 제4 양태에 의하면, 예측 모델 생성 장치(10)는, 기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정부(150)와, 상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부(151)와, 상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측부(152)와, 상기 상대 관곗값과, 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성부(153)를 구비한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치는, 관측 개시 위치 부근에 있어서의 멀티 패스에 의한 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다.

본 발명의 제5 양태에 의하면, 제4 양태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)에 있어서, 상기 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 상기 위성의 수를 상기 상대 관곗값으로서 취득하고, 상기 예측 모델 생성부는, 상기 위성의 수와, 상기 위치 오차의 상관 함수를 상기 예측 모델로서 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치는, 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 위성의 수에 근거하여, 관측 개시 위치 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치는, 위치 오차의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제6 양태에 의하면, 제5 양태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터의 거리 중, 잔차의 편차가 가장 작아지는 상기 상관 함수가 얻어지는 거리를 상기 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부(156)를 더 구비한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 위치 오차와 위성 수의 상관이 강해지는 거리 임곗값을 설정하여 예측 모델을 생성하므로, 위치 오차의 예측 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제7의 양태에 의하면, 제5 양태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 상기 기준 지점과, 상기 위성의 의사 거리를 계측하고, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치로부터, 상기 의사 거리가 소정량 이상 변화했을 때의 당해 위성의 위치까지의 거리를, 상기 위성별 상기 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부(156)를 더 구비한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치는, 의사 거리의 변화에 근거하여, 관측 개시 위치로부터 어느 거리까지 멀티 패스의 영향이 발생할지 위성 별로 판단하여, 거리 임곗값을 설정할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치는, 위치 오차의 예측 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제8 양태에 의하면, 제4 양태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)에 있어서, 상기 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치에 가장 가까운 상기 위성의 당해 관측 개시 위치로부터의 이간 거리를 상기 상대 관곗값으로서 취득하고, 상기 예측 모델 생성부(153)는, 상기 이간 거리와, 상기 위치 오차의 상관을 나타내는 상기 예측 모델을 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치는, 관측 개시 위치로부터의 이간 거리에 근거하여, 관측 개시 위치 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치는, 위치 오차의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제9 양태에 의하면, 제8 양태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 상기 위치 오차가 소정의 오차 임곗값 이하가 되는 상기 이간 거리 중 가장 작은 이간 거리를 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부(156)를 더 구비하고, 상기 예측 모델 생성부(153)는, 상기 거리 임곗값 이하가 되는 상기 이간 거리와, 상기 거리 임곗값 이하일 때에 계측된 상기 위치 오차의 최댓값의 상관 함수를 상기 예측 모델로서 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치는, 위치 오차와 이간 거리의 상관에 근거하여, 관측 개시 위치로부터 어느 거리까지 멀티 패스의 영향이 발생하는지를 도출하여 거리 임곗값을 설정할 수 있다. 또, 당해 거리 임곗값 이하일 때에 계측된 위치 오차의 최댓값의 상관 함수를 예측 모델로서 생성함으로써, 멀티 패스의 영향이 발생할 가능성이 있는 영역에 있어서, 위치 오차가 최대 어느 정도 발생하는지를 양호한 정밀도로 예측할 수 있다.

본 발명의 제10 양태에 의하면, 위치 오차 예측 방법은, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득 스텝과, 상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과, 상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측 스텝을 갖는다.

본 발명의 제11 양태에 의하면, 예측 모델 생성 방법은, 기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정 스텝과, 상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과, 상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측 스텝과, 상기 상대 관곗값과, 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 스텝을 갖는다.

본 발명의 제12 양태에 의하면, 위치 오차 예측 장치(1)의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램은, 상기 컴퓨터에, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득 스텝과, 상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과, 상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측 스텝을 실행시킨다.

본 발명의 제13 양태에 의하면, 예측 모델 생성 장치(10)의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램은, 상기 컴퓨터에, 기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정 스텝과, 상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과, 상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측 스텝과, 상기 상대 관곗값과, 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 스텝을 실행시킨다.

상술한 위치 오차 예측 장치, 예측 모델 생성 장치, 위치 오차 예측 방법, 예측 모델 생성 방법, 및 프로그램에 의하면, 멀티 패스에 의한 영향을 가미한 위치 오차의 예측을 행할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 기능 구성을 나타내는 도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 관측 개시 위치를 설명하기 위한 제1 도이다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 관측 개시 위치를 설명하기 위한 제2 도이다.
도 5는 제1 실시형태에 관한 기준 지점 정보의 일례를 나타내는 도이다.
도 6은 제1 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 제1 실시형태에 관한 예측 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 제1 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는 제2 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 기능 구성을 나타내는 도이다.
도 10은 제2 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 제2 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는 제3 실시형태에 관한 거리 임곗값의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은 제4 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.
도 14는 제4 실시형태에 관한 예측 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 15는 적어도 하나의 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도이다.

<제1 실시형태>

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치에 대하여, 도 1~도 8을 참조하면서 설명한다.

(기능 구성)

도 1은, 제1 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 기능 구성을 나타내는 도이다.

본 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)는, 위성 측위 시스템에 있어서의 위치 오차를 예측하기 위한 장치이다. 위치 오차 예측 장치(1)는, 도시하지 않은 차량에 탑재되어, 차량이 위치하는 지점의 위치 오차를 예측한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 위치 오차 예측 장치(1)가 위치 오차의 예측을 행하는 대상으로 하는 지점 및 일시를, 각각 "대상 지점" 및 "대상 일시"라고도 기재한다.

또, 본 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)는, 예측 모델 생성 장치(10)로 해도 기능한다. 예측 모델 생성 장치(10)는, 미리 선택된 복수의 지점(이하, "기준 지점"이라고도 기재함) 각각에 설치되며, 기준 지점에 있어서 장기간(적어도 24시간 이상)에 걸쳐 계측된 데이터를 수집하여, 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성한다. 또한, 예측 모델 생성 장치(10)는, 도시하지 않은 차량에 탑재되며, 기준 지점 주변을 복수 회 주행함으로써 데이터를 계측, 수집하도록 해도 된다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 위치 오차 예측 장치(1)(예측 모델 생성 장치(10))는, 수신기(11)와, 조작부(12)와, 표시부(13)와, 기억 매체(14)와, CPU(15)를 구비하고 있다.

수신기(11)는, 위성으로부터의 신호를 소정 주기마다 수신한다.

조작부(12)는, 사용자의 조작을 접수하는 버튼, 터치 패널, 키보드 등의 입력 장치이다.

표시부(13)는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 표시 장치이며, 위치 오차 예측 장치(1)(예측 모델 생성 장치(10))가 취급하는 각종 데이터를 표시한다.

기억 매체(14)에는, 위치 오차 예측 장치(1)(예측 모델 생성 장치(10))가 수집, 생성한 각종 데이터가 기억된다.

CPU(15)는, 위치 오차 예측 장치(1)(예측 모델 생성 장치(10)) 전체의 동작을 관장하는 프로세서이며, 소정의 프로그램에 따라 동작함으로써, 관측 개시 위치 특정부(150), 상대 관곗값 취득부(151), 오차 계측부(152), 예측 모델 생성부(153), 위성 위치 취득부(154), 오차 예측부(155)로서의 기능을 발휘한다.

관측 개시 위치 특정부(150)는, 소정 지점(대상 지점 또는 기준 지점)에 있어서 수신 가능한 위성(이하, "관측 가능 위성"이라고도 기재함)의 관측 개시 위치를 특정한다. 관측 개시 위치의 상세한 것에 대해서는 후술한다.

상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 가능 위성의 위치와, 소정 지점(대상 지점 또는 기준 지점)에 있어서의 당해 관측 가능 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득한다.

본 실시형태에 있어서, 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수를, 상대 관곗값으로서 취득한다.

오차 계측부(152)는, 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측한다.

예측 모델 생성부(153)는, 상대 관곗값과 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성한다.

본 실시형태에 있어서, 예측 모델 생성부(153)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수와, 위치 오차의 상관 함수를 예측 모델로서 생성한다.

위성 위치 취득부(154)는, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 관측 가능 위성의 위치를 취득한다.

또, 위성 위치 취득부(154)는, 기준 지점에 있어서 수신 가능한 관측 가능 위성의, 일시별 위치를 취득한다.

오차 예측부(155)는, 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 대상 지점의 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측한다.

또한, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 적어도 수신기(11), 조작부(12), 표시부(13), 기억 매체(14), CPU(15)가 실행하는 일부의 기능부(관측 개시 위치 특정부(150), 상대 관곗값 취득부(151), 오차 계측부(152), 예측 모델 생성부(153), 위성 위치 취득부(154))를 갖고 있으면 된다. 따라서, 다른 실시형태에 있어서 위치 오차 예측 장치(1)와 예측 모델 생성 장치(10)를 다른 하드웨어 상에 실장하는 경우는, 예측 모델 생성 장치(10)의 CPU(15)는, 오차 예측부(155)를 생략해도 된다.

(예측 모델 생성 장치의 처리 플로)

도 2는, 제1 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

도 3은, 제1 실시형태에 관한 관측 개시 위치를 설명하기 위한 제1 도이다.

도 4는, 제1 실시형태에 관한 관측 개시 위치를 설명하기 위한 제2 도이다.

도 5는, 제1 실시형태에 관한 기준 지점 정보의 일례를 나타내는 도이다.

도 6은, 제1 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.

도 7은, 제1 실시형태에 관한 예측 모델의 일례를 나타내는 도이다.

이하, 도 2~도 7을 참조하여, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)가 예측 모델을 생성하는 처리의 일례에 대하여 설명한다.

먼저, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 생성 장치(10)의 위성 위치 취득부(154)는, 관측 가능 위성으로부터 수신한 신호에 근거하여, 관측 가능 위성 각각의 위치를 취득하고, 기억 매체(14)에 기억시켜 축적한다(스텝 S10).

예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 생성 장치(10)는, 기준 지점(P1)에 설치되어 있다고 가정한다. 위성 위치 취득부(154)는, 기준 지점(P1)에 있어서 신호를 수신 가능한 모든 관측 가능 위성에 대하여, 소정의 계측 시간(예를 들면 5분)마다 위치를 취득하여 수집한다.

또한, 위성 위치 취득부(154)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 대하여 동일한 처리를 행한다.

다음으로, 오차 계측부(152)는, 기준 지점(P1)에 있어서의 위치 오차를 소정의 계측 시간마다 계측하고, 기억 매체(14)에 기억시켜 축적한다(스텝 S11). 또한, 오차 계측부(152)는, 위성 위치 취득부(154)가 관측 가능 위성 각각의 위치를 계측하는 타이밍과 동기(同期)하여, 위치 오차의 계측을 행한다.

구체적으로는, 오차 계측부(152)는, 소정의 계측 시간마다 수신한 복수의 관측 가능 위성으로부터의 신호에 근거하여, 기준 지점(P1)의 위치를 계산한다. 그리고, 오차 계측부(152)는, 미리 기억 매체(14)에 기억되어 있는 기준 지점(P1)의 정확한 위치와, 계산된 위치를 비교하여, 위치 오차를 계측한다.

또한, 오차 계측부(152)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 대하여 동일한 처리를 행한다.

다음으로, 관측 개시 위치 특정부(150)는, 기준 지점에 있어서의 관측 가능 위성의 관측 개시 위치를, 위성 별로 특정한다(스텝 S12).

도 3에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 생성 장치(10)의 수신기(11)의 위치(기준 지점(P1))를 중심으로 한 천구(天球) 상을, 궤도(O1)를 따라 이동하는 위성(G1)이 있다고 가정한다. 도 3의 예에서는, 위성(G1)이 궤도(O1) 상의 낮은 위치(G1a)(지평선 부근)에 있을 때는, 위성(G1)으로부터의 신호는 기준 지점(P1) 주변의 차폐물(건물 등)에 차단되어 버려, 수신기(11)는 이 신호를 수신할 수 없다. 또, 위성(G1)이 천구 상의 소정 위치(G1b)에 도달하면, 차폐물을 회피한 신호를 수신기(11)에 의하여 수신할 수 있게 된다. 이때, 위성(G1)은, 관측 가능 위성으로서 수신기(11)에 의하여 관측되게 된다. 또, 도 4에는, 기준 지점(P1)을 중심으로 한 천구 상에 있어서의 위성(G1)의 궤도(O1)를 평면 상에 나타낸 모식도(M)가 나타나 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 위성(G1)이 위치(G1b)에 도달할 때까지는, 수신기(11)가 신호를 수신할 수 없기 때문에, 위성(G1)은 관측 불가이다. 이 후, 위성(G1)이 위치(G1b)에 도달하여 수신기(11)에 의하여 신호의 수신이 개시되면, 예측 모델 생성 장치(10)는, 당해 위성(G1)을 "관측 가능 위성"으로서 관측을 개시한다.

관측 개시 위치 특정부(150)는, 이와 같이, 수신기(11)가 위성(G1)의 신호를 수신 개시한 시점에 있어서의 위성(G1)의 천구 상의 위치(G1b)를, 위성(G1)의 관측 개시 위치(L1)로서 특정한다. 관측 개시 위치 특정부(150)는, 모든 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)를 특정한다.

또한, 관측 개시 위치 특정부(150)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 대하여 동일한 처리를 행한다.

또, 도 2로 되돌아와, 관측 개시 위치 특정부(150)는, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)를 기록한 "기준 지점 정보(N1)(도 5)"를 작성하여, 기억 매체(14)에 기억시킨다(스텝 S13).

도 5에 나타내는 바와 같이, 기준 지점 정보(N1)에는, 기준 지점(P1)에 있어서의 "관측 가능 위성"과, 스텝 S12에 있어서 특정된 관측 가능 위성 각각의 "관측 개시 위치(L1)"가 관련지어져 기록된다.

또한, 관측 개시 위치 특정부(150)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 기준 지점 각각의 기준 지점 정보(N1)를 작성하여 기억시킨다.

다음으로, 도 2로 되돌아와, 상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A(도 6) 이내의 영역에 위치하는 관측 가능 위성의 수를 계수하여, 상대 관곗값으로서 취득한다(스텝 S14).

예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 기준 지점(P1)을 중심으로 한 천구 상에는, 위성(G1~G4)의 궤도(O1~O4)가 있다고 가정한다. 지평선(모식도(M)의 외연)으로부터 위성(G1~G4) 각각의 관측 개시 위치(L1(G1b, G2a, G3c, G4b))까지의 영역은, 차폐물로 차단되어 위성으로부터의 신호를 수신할 수 없는 관측 불가 영역(R1)이다. 또, 관측 개시 위치(L1) 부근의 영역은, 위성으로부터의 신호가 차폐물에 반사되는 멀티 패스가 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 개시 위치(L1) 부근의 영역, 즉, 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 거리 임곗값 A까지의 사이의 영역을 멀티 패스 발생 영역(R2)으로서 설정한다.

또, 도 6에는, 스텝 S10에 있어서 위성 위치 취득부(154)가 취득한, 소정 시각 Tn에 있어서의 관측 가능 위성(G1~G2)의 위치(G1n~G4n)의 예가 나타나 있다. 도 6의 예에서는, 시각 Tn에 있어서 멀티 패스 발생 영역(R2) 내에는 관측 가능 위성(G1 및 G3)의 2개의 위성이 존재하므로, 상대 관곗값 취득부(151)는, 시각 Tn에 있어서의 상대 관곗값으로서, "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수=2"를 취득한다.

상대 관곗값 취득부(151)는, 그 외의 시각에 있어서의 멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수(상대 관곗값)도 동일하게 계수하여 취득한다. 상대 관곗값 취득부(151)는, 이와 같이 하여, 소정의 계측 시간별 상대 관곗값을 취득한다.

또한, 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 대하여 동일한 처리를 행한다.

다음으로, 예측 모델 생성부(153)는, 스텝 S14에 있어서 취득한 소정의 계측 시간별 "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수(상대 관곗값)"와, 스텝 S11에 있어서 계측한 위치 오차의 상관 함수를 예측 모델로서 생성한다(스텝 S15).

예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 예측 모델 생성부(153)는, "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수"를 가로축으로 하고, "위치 오차"를 세로축으로 하여, 시각 Tn에 있어서의 "위성 수=2"와, "위치 오차=et"를 대응시켜 플롯한다.

예측 모델 생성부(153)는, 모든 시각에 있어서의 "위성 수" 및 "위치 오차"를 동일하게 플롯하여, 도 7에 나타내는 바와 같은 상관도(산포도)를 작성한다. 또한, 예측 모델 생성부(153)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 있어서의 "위성 수" 및 "위치 오차"를, 하나의 상관도 내에 집약시켜 플롯한다.

그리고, 예측 모델 생성부(153)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 상관도 내에 플롯된 데이터에 근거하여, "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수"로부터 "위치 오차"를 산출하기 위한 근사 함수(F1)(상관 함수)를, 예측 모델로서 생성한다. 또, 생성된 예측 모델은, 기억 매체(14)에 기억된다.

(위치 오차 예측 장치의 처리 플로)

도 8은, 제1 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

이하, 도 8을 참조하여, 위치 오차 예측 장치(1)가 위치 오차를 예측하는 처리의 일례에 대하여 설명한다.

먼저, 도 8에 나타내는 바와 같이, 위치 오차 예측 장치(1)의 관측 개시 위치 특정부(150)는, 위치 오차를 예측하는 대상이 되는 대상 지점에 있어서의 관측 가능 위성의 관측 개시 위치를, 위성 별로 특정한다(스텝 S20).

이때, 위치 오차 예측 장치(1)의 기억 매체(14)로는, 과거에 대상 지점 부근을 복수 회 주행했을 시에 수신한 관측 가능 위성의 신호의 로그가 기억되어 있는 것으로 한다. 또한, 이 로그는, 예측 모델 생성 장치(10)와 같이 장기간에 걸쳐 기록된 것이 아니어도 된다. 관측 개시 위치 특정부(150)는, 이들 로그를 이용하여 예측 모델 생성 장치(10)와 동일한 처리(도 2의 스텝 S12)를 행함으로써, 대상 지점에 있어서의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치를 특정한다.

다음으로, 위성 위치 취득부(154)는, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서의 관측 가능 위성의 위치를 취득한다(스텝 S21).

구체적으로는, 위성 위치 취득부(154)는, 대상 지점으로서, 위치 오차 예측 장치(1)가 탑재된 차량의 현재 위치를 설정하고, 대상 일시로서 현재 일시를 설정한다. 이 경우, 위성 위치 취득부(154)는, 차량의 현재 위치의 현재 시각에 있어서 수신기(11)가 수신한 신호에 근거하여, 관측 가능 위성 각각의 위치를 취득한다.

다음으로, 상대 관곗값 취득부(151)는, 대상 지점의 관측 가능 위성 중, 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A 이내(멀티 패스 발생 영역(R2) 내)에 위치하는 관측 가능 위성의 수를, 상대 관곗값으로서 취득한다(스텝 S22).

다음으로, 오차 예측부(155)는, 기억 매체(14)에 기억되어 있는 예측 모델(도 7의 근사 함수(F1))을 이용하여, 스텝 S21에서 취득한 멀티 패스 발생 영역(R2) 내에 위치하는 관측 가능 위성의 수로부터 위치 오차를 예측한다(스텝 S23).

(작용 효과)

이상과 같이, 본 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)는, 위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 관측 가능 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득부(154)와, 관측 가능 위성의 위치와, 대상 지점에 있어서의 당해 관측 가능 위성의 관측 개시 위치(L1)의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부(151)와, 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 대상 지점의 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측부(155)를 구비한다.

예를 들면 대상 지점의 주위에 건물 등의 차폐물이 있는 경우, 위치 오차 예측 장치(1)는, 관측 가능 위성이 차폐물에 의하여 완전히 차폐되지 않는 위치(즉, 관측 개시 위치(L1))에 도달하면, 당해 관측 가능 위성으로부터의 신호를 수신할 수 있게 된다. 그러나, 관측 개시 위치(L1) 부근에 있어서는, 관측 가능 위성으로부터의 신호가 차폐물에 반사된 반사파를 수신해 버리는 멀티 패스가 발생할 가능성이 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1)는, 관측 가능 위성의 위치와, 당해 관측 가능 위성의 관측 개시 위치(L1)의 상대 관곗값에 근거하여 위치 오차를 예측한다. 이로써, 위치 오차 예측 장치(1)는, 멀티 패스에 의한 영향을 가미한 위치 오차의 예측을 행할 수 있다.

또, 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A 이내(멀티 패스 발생 영역(R2) 내)에 위치하는 관측 가능 위성의 수를 상대 관곗값으로서 취득한다.

이와 같이 함으로써, 위치 오차 예측 장치(1)는, 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수에 근거하여, 관측 개시 위치(L1) 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차를 예측할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 기준 지점에 있어서 수신 가능한 관측 가능 위성의 관측 개시 위치(L1)를 특정하는 관측 개시 위치 특정부(150)와, 관측 가능 위성의 위치와, 당해 관측 가능 위성의 관측 개시 위치(L1)의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부(151)와, 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측부(152)와, 상대 관곗값과 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성부(153)를 구비한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 관측 개시 위치(L1) 부근에 있어서의 멀티 패스에 의한 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다.

또, 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A 이내(멀티 패스 발생 영역(R2) 내)에 위치하는 관측 가능 위성의 수를 상대 관곗값으로서 취득하고, 예측 모델 생성부(153)는, 멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성의 수와 위치 오차의 상관 함수(근사 함수(F1))를 예측 모델로서 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 관측 개시 위치(L1)로부터 소정의 거리 임곗값 A 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수에 근거하여, 관측 개시 위치(L1) 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 위치 오차의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 상대 관곗값 취득부(151)가, 멀티 패스 발생 영역(R2) 내에 위치하는 관측 가능 위성의 수(값 A)를 상대 관곗값으로서 취득하는 양태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는, 상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 가능 위성의 총수로부터, 멀티 패스 발생 영역(R2) 내에 위치하는 관측 가능 위성의 수를 뺀 값(값 B)을 취득하도록 해도 된다.

또, 다른 실시형태에서는, 상대 관곗값 취득부(151)는, 값 A 및 값 B에 더하여, 기준 위치 및 대상 위치에 있어서의 DOP 등의 특징량을 상대 관곗값으로서 더 취득해도 된다. 이때, 예측 모델 생성부(153)는, 값 A, 값 B, DOP 등의 특징량을 입력으로 하고, 위치 오차를 출력으로 하는 예측기를 예측 모델로서 생성해도 된다. 여기에서, 예측기로서는, 일반적으로 사용되는 다변량 회귀기, 랜덤 포레스트, 뉴트럴 네트워크 등이 이용된다.

또, 위치 오차는, 오차 원반경의 시간 차분으로 나타나도 된다.

<제2 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)에 대하여, 도 9~도 11을 참조하면서 설명한다.

제1 실시형태와 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세 설명을 생략한다.

(기능 구성)

도 9는, 제2 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 기능 구성을 나타내는 도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 임곗값 설정부(156)를 더 구비하고 있다.

임곗값 설정부(156)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터의 거리 중, 잔차의 편차가 가장 작아지는 상관 함수가 얻어지는 거리를 거리 임곗값 A로서 설정한다.

(예측 모델 생성 장치의 처리 플로)

도 10은, 제2 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치의 처리의 일례를 나타내는 플로차트이다.

도 11은, 제2 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.

이하, 도 10~도 11을 참조하여, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)가 예측 모델을 생성하는 처리의 일례에 대하여 설명한다.

본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 제1 실시형태에 있어서 설명한 도 2의 스텝 S10~S13과 동일한 처리를 실행하고, 도 2의 스텝 S14~S15 대신에 도 10에 나타내는 각 처리를 실행한다. 여기에서는, 제1 실시형태와 상이한 처리에 대해서만 설명한다.

먼저, 임곗값 설정부(156)는, 거리 임곗값 A의 후보로서, 복수가 상이한 가(假)임곗값을 설정한다(스텝 S30).

가임곗값은, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터의 거리를 나타낸다.

또한, 여기에서는, 임곗값 설정부(156)가 가임곗값 A1, A2, A3을 설정하는 예에 대하여 설명하지만, 가임곗값의 수는 특별히 한정되지 않는다.

다음으로, 상대 관곗값 취득부(151)는, 가임곗값별 상대 관곗값을 취득한다(스텝 S31).

구체적으로는, 상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 가임곗값 A1에서 나타나는 거리 이내의 영역(멀티 패스 발생 영역(R2))에 위치하는 관측 가능 위성의 수를 계측 시간 별로 계수하여, 가임곗값 A1에 있어서의 계측 시간별 상대 관곗값으로서 취득한다. 동일하게 상대 관곗값 취득부(151)는, 가임곗값 A2 및 A3에 있어서의 계측 시간별 상대 관곗값을 취득한다.

다음으로, 예측 모델 생성부(153)는, 미리 계측해 둔 위치 오차와 스텝 S31에 있어서 취득한 상대 관곗값의 상관 함수를, 가임곗값 별로 생성한다(스텝 S32).

구체적으로는, 예측 모델 생성부(153)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수"를 가로축으로 하고, "위치 오차"를 세로축으로 하여 데이터를 플롯한 상관도를 가임곗값 별로 구한다.

또, 예측 모델 생성부(153)는, 상관도 내에 플롯된 점에 근거하여, "멀티 패스 발생 영역(R2) 내의 관측 가능 위성 수"로부터 "위치 오차"를 산출하기 위한 근사 함수(F1)(상관 함수)를 가임곗값 별로 구한다.

다음으로, 임곗값 설정부(156)는, 예측 모델 생성부(153)가 생성한 복수의 근사 함수(F1) 중, 잔차의 편차가 가장 작은 근사 함수(F1)가 얻어지는 가임곗값을, 거리 임곗값 A로서 설정한다(스텝 S33).

도 11의 예에서는, 가임곗값 A2일 때, 근사 함수(F1)의 잔차의 편차(예를 들면, 잔차 제곱합)가 최소가 된다. 따라서, 도 11의 예에서는, 임곗값 설정부(156)는, 가임곗값 A2를 거리 임곗값 A로서 설정한다.

또한, 임곗값 설정부(156)가 설정한 거리 임곗값 A(도 11의 예에서는 가임곗값 A2)는, 위치 오차 예측 장치(1)가 위치 오차를 예측할 시에도 이용된다. 구체적으로는, 위치 오차 예측 장치(1)의 상대 관곗값 취득부(151)는, 도 2의 스텝 S22에 있어서, 대상 지점의 관측 가능 위성 중, 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 거리 임곗값 A(가임곗값 A2) 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수를, 상대 관곗값으로서 취득한다.

(작용 효과)

이상과 같이, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터의 거리(가임곗값 A1~A3) 중, 잔차의 편차가 가장 작아지는 근사 함수(F1)가 얻어지는 거리(임곗값)를 거리 임곗값 A로서 설정하는 임곗값 설정부(156)를 더 구비한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 위치 오차와 멀티 패스 발생 영역(R2) 내에 위치하는 위성 수의 상관이 강해지는 거리 임곗값을 설정하여 예측 모델을 생성하므로, 위치 오차의 예측 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

<제3 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)에 대하여, 도 12를 참조하면서 설명한다.

상술한 각 실시형태와 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 예측 모델 생성 장치(10)의 임곗값 설정부(156)의 기능이, 제2 실시형태와는 상이하다.

본 실시형태에 관한 임곗값 설정부(156)는, 기준 지점과 관측 가능 위성의 의사 거리를 계측하고, 당해 관측 가능 위성의 관측 개시 위치(L1)로부터, 의사 거리가 소정량 이상 변화했을 때의 당해 관측 가능 위성의 위치까지의 거리를, 위성별 거리 임곗값으로서 설정한다.

도 12는, 제3 실시형태에 관한 거리 임곗값의 일례를 나타내는 도이다.

예를 들면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 임곗값 설정부(156)는, 기준 지점(P1)과 관측 가능 위성(G1)의 의사 거리, 관측 가능 위성(G1)이 관측 개시 위치(L1)에 도달한 이후, 순차 계측한다. 도 12의 예에서는, 관측 가능 위성(G1)이 관측 개시 위치(L1)로부터 거리(A4) 이간된 위치로 이동했을 시에, 의사 거리가 현저히 저하되어 있다. 이것은, 거리(A4)의 위치까지는, 멀티 패스의 영향으로 수신기(11)가 관측 가능 위성(G1)의 신호의 반사파를 수신하고, 거리(A4) 이상의 위치에서는 멀티 패스가 해소되어 직접파를 수신할 수 있게 되었다고 생각되기 때문이다.

이 때문에, 본 실시형태에 관한 임곗값 설정부(156)는, 이 거리(A4)를, 관측 가능 위성(G1)의 멀티 패스 발생 영역(R2)의 최댓값을 나타내는 거리 임곗값으로서 설정한다.

또, 기준 지점(P1)에 있어서 다른 관측 가능 위성이 있는 경우는, 임곗값 설정부(156)는 동일한 처리를 행하고, 위성 별로 거리 임곗값을 설정한다.

또한, 임곗값 설정부(156)가 설정한 위성별 거리 임곗값은, 위치 오차 예측 장치(1)가 위치 오차를 예측할 시에도 이용된다.

구체적으로는, 위치 오차 예측 장치(1)의 상대 관곗값 취득부(151)는, 도 2의 스텝 S22에 있어서 상대 관곗값을 취득할 때, 임곗값 설정부(156)가 설정한 위성별 거리 임곗값 중, 최대의 값을 소정의 거리 임곗값 A로서 이용한다. 예를 들면, 위성별 거리 임곗값 중, 관측 가능 위성(G1)의 거리(A4)가 최대의 값인 경우, 상대 관곗값 취득부(151)는, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 거리 임곗값 A(거리(A4)) 이내에 위치하는 관측 가능 위성의 수를, 상대 관곗값으로서 취득한다. 이와 같이 거리 임곗값 A를 설정함으로써, 위치 오차 예측 장치(1)는, 대상 지점에 있어서의 위치 오차의 상한을 예측할 수 있다.

또, 위치 오차의 예측 정밀도를 향상시키고자 하는 경우, 상대 관곗값 취득부(151)는, 임곗값 설정부(156)가 설정한 위성별 거리 임곗값의 평균값을 소정의 거리 임곗값 A로서 이용해도 된다.

본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)는, 상술과 같은 구성을 가짐으로써, 의사 거리의 변화에 근거하여, 관측 개시 위치로부터 어느 거리까지 멀티 패스의 영향이 발생할지 위성 별로 판단하여, 거리 임곗값 A를 설정할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치는, 위치 오차의 예측 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 임곗값 설정부(156)는, 의사 거리가 현저히 저하됐을(소정량 이상 변화했을) 때의 위성의 위치를, 거리 임곗값 A로서 설정하는 예에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.

다른 실시형태에서는, 임곗값 설정부(156)는, 의사 거리 대신에 신호 강도를 순차 계측하고, 위성 각각의 신호 강도가 현저히 변화(증가)했을 때의 위성의 위치를, 위성별 거리 임곗값으로서 설정해도 된다.

<제4 실시형태>

다음으로, 본 발명의 제4 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)에 대하여, 도 13~도 14를 참조하면서 설명한다.

본 실시형태에서는, 위치 오차 예측 장치(1)(예측 모델 생성 장치(10))의 상대 관곗값 취득부(151), 예측 모델 생성부(153), 및 임곗값 설정부(156)의 기능이, 상술한 각 실시형태와는 상이하다.

본 실시형태에 관한 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 관측 가능 위성 각각 중, 관측 개시 위치(L1)에 가장 가까운 관측 가능 위성에 관하여, 당해 관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리를 상대 관곗값으로서 취득한다.

도 13은, 제4 실시형태에 관한 상대 관곗값의 일례를 나타내는 도이다.

예를 들면, 도 13에 나타내는 바와 같이, 기준 지점(P1)을 중심으로 한 천구 상에는, 위성(G1~G4)의 궤도(O1~O4)가 있다고 가정한다. 또, 소정 시각 Tn에 있어서의 위성(G1~G4)의 위치는, 각각 G1n~G4n이라고 가정한다.

상대 관곗값 취득부(151)는, 시각 Tn에 있어서의 상대 관곗값을 취득할 때, 관측 가능 위성(G1)의 관측 개시 위치(L1(G1b))로부터의 이간 거리(D1), 관측 가능 위성(G2)의 관측 개시 위치(L1(G2a))로부터의 이간 거리(D2), 관측 가능 위성(G3)의 관측 개시 위치(L1(G3c))로부터의 이간 거리(D3), 관측 가능 위성(G4)의 관측 개시 위치(L1(G4b))로부터의 이간 거리(D4)를 각각 계산한다. 그리고, 상대 관곗값 취득부(151)는, 이간 거리(D1~D4) 중, 가장 거리가 짧은 것(최소 이간 거리)을 상대 관곗값으로서 취득한다. 도 13의 예에서는, 관측 가능 위성(G1)의 이간 거리(D1)가 가장 짧기 때문에, 상대 관곗값 취득부(151)는, 이간 거리(D1)를 상대 관곗값으로서 취득한다.

상대 관곗값 취득부(151)는, 그 외의 시각에 있어서의 상대 관곗값도 동일하게 취득한다. 상대 관곗값 취득부(151)는, 이와 같이 하여, 소정의 계측 시간별 최소 이간 거리(상대 관곗값)를 취득한다.

또, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성부(153)는, 상대 관곗값으로서 취득된 이간 거리와, 위치 오차의 상관을 나타내는 예측 모델을 생성한다.

도 14는, 제4 실시형태에 관한 예측 모델의 일례를 나타내는 도이다.

구체적으로는, 예측 모델 생성부(153)는, 도 13에 나타내는 바와 같이, "관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리"를 가로축으로 하고, "위치 오차"를 세로축으로 하여, 시각 Tn에 있어서의 "이간 거리=D1"과, "위치 오차=et"를 대응시켜 플롯한다.

예측 모델 생성부(153)는, 모든 시각에 있어서의 "이간 거리" 및 "위치 오차"를 동일하게 플롯하여, 도 14에 나타내는 바와 같은 상관도(산포도)를 작성한다. 또한, 예측 모델 생성부(153)는, 복수의 기준 지점이 설정되어 있는 경우, 모든 기준 지점에 있어서의 "이간 거리" 및 "위치 오차"를, 하나의 상관도 내에 집약시켜 플롯한다.

또, 본 실시형태에 관한 임곗값 설정부(156)는, 도 14에 나타내는 바와 같이, 상관도 내에 플롯된 데이터에 근거하여, 위치 오차가 소정의 오차 임곗값 E 이하가 되는 데이터 중, "관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리"가 가장 작은 거리(A5)를 거리 임곗값으로서 설정한다.

그리고, 예측 모델 생성부(153)는, 임곗값 설정부(156)가 설정한 거리 임곗값 A5 이하의 이간 거리와, 위치 오차의 상관 함수를 예측 모델로서 생성한다.

예를 들면, 예측 모델 생성부(153)는, "관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리"가 거리 임곗값 A5 이하일 때에 계측된 위치 오차의 평균값 Eave와 최댓값 Emax를 각각 구한다. 그리고, 예측 모델 생성부(153)는, 예측 대상이 되는 대상 지점에 있어서, 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)로부터 가장 가까운 관측 가능 위성의 관측 개시 위치로부터의 이간 거리가 거리 임곗값 A5 이하인 경우, 최댓값 Emax를 출력하는 상관 함수를 예측 모델로서 생성한다. 또한, 예측 모델 생성부(153)는, 최댓값 Emax 대신에 평균값 Eave를 출력하는 상관 함수를 예측 모델로서 생성해도 된다.

또, 생성된 예측 모델은, 기억 매체(14)에 기억된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 관한 예측 모델 생성 장치(10)에 있어서, 상대 관곗값 취득부(151)는, 복수의 관측 가능 위성 각각의 관측 개시 위치(L1)에 가장 가까운 관측 가능 위성의 당해 관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리를 상대 관곗값으로서 취득하고, 예측 모델 생성부(153)는, 관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리와, 위치 오차의 상관을 나타내는 예측 모델을 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 관측 개시 위치(L1)로부터 가장 가까운 관측 가능 위성의 당해 관측 개시 위치(L1)로부터의 이간 거리에 근거하여, 관측 개시 위치(L1) 부근에 있어서의 멀티 패스의 영향을 가미한 위치 오차의 예측 모델을 생성할 수 있다. 이로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 위치 오차의 예측 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 관한 임곗값 설정부(156)는, 위치 오차가 소정의 오차 임곗값 E 이하가 되는 이간 거리 중 가장 작은 이간 거리를 거리 임곗값으로서 설정하고, 예측 모델 생성부(153)는, 거리 임곗값 이하가 되는 이간 거리와, 거리 임곗값 이하일 때에 계측된 위치 오차의 최댓값 Emax의 상관 함수를 예측 모델로서 생성한다.

이와 같이 함으로써, 예측 모델 생성 장치(10)는, 위치 오차와 이간 거리의 상관에 근거하여, 관측 개시 위치(L1)로부터 어느 거리(이간 거리)까지 멀티 패스의 영향이 발생하는지를 도출하여 거리 임곗값을 설정할 수 있다. 또, 당해 거리 임곗값 이하일 때에 계측된 위치 오차의 최댓값 Emax의 상관 함수를 예측 모델로서 생성함으로써, 멀티 패스 발생 영역(R2)에 있어서, 위치 오차가 최대 어느 정도 발생하는지를 양호한 정밀도로 예측할 수 있다.

(하드웨어 구성)

도 15는, 적어도 하나의 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치 및 예측 모델 생성 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도이다.

이하, 도 15를 참조하여, 상술한 적어도 하나의 실시형태에 관한 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)의 하드웨어 구성의 일례에 대하여 설명한다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 컴퓨터(900)는, CPU(901), 주기억 장치(902), 보조 기억 장치(903), 인터페이스(904)를 구비한다.

상술한 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)는, 컴퓨터(900)에 실장된다. 그리고, 상술한 각 처리부의 동작은, 프로그램의 형식으로 보조 기억 장치(903)에 기억되어 있다. CPU(901)는, 프로그램을 보조 기억 장치(903)로부터 읽어내어 주기억 장치(902)에 전개하여, 당해 프로그램에 따라 상기 처리를 실행한다. 또, CPU(901)는, 프로그램에 따라, 위치 오차 예측 장치(1) 및 예측 모델 생성 장치(10)가 각종 처리에 이용하는 기억 영역을 주기억 장치(902)에 확보한다. 또, CPU(901)는, 프로그램에 따라, 처리 중인 데이터를 기억하는 기억 영역(기억 매체(14))을 보조 기억 장치(903)에 확보한다.

보조 기억 장치(903)의 예로서는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), DVD-ROM(Digital Versatile Disc Read Only Memory), 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 보조 기억 장치(903)는, 컴퓨터(900)의 버스에 직접 접속된 내부 미디어여도 되고, 인터페이스(904) 또는 통신 회선을 개재하여 컴퓨터(900)에 접속되는 외부 미디어여도 된다. 또, 이 프로그램이 통신 회선에 의하여 컴퓨터(900)에 전송되는 경우, 전송을 받은 컴퓨터(900)가 당해 프로그램을 주기억 장치(902)에 전개하여, 상기 처리를 실행해도 된다. 적어도 하나의 실시형태에 있어서, 보조 기억 장치(903)는, 일시적이 아닌 유형의 기억 매체이다.

또, 당해 프로그램은, 상술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다.

또한, 당해 프로그램은, 상술한 기능을 보조 기억 장치(903)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램의 조합으로 실현되는 것, 이른바 차분 파일(차분 프로그램)이어도 된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 이들에 한정되지 않으며, 다소의 설계 변경 등도 가능하다.

예를 들면, 상술한 각 실시형태에 있어서, 위치 오차 예측 장치(1)와 예측 모델 생성 장치(10)가 하나의 컴퓨터 상에 실장되는 양태에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는, 위치 오차 예측 장치(1)와, 예측 모델 생성 장치(10)는, 각각 다른 컴퓨터 상에 실장되어도 된다.

산업상 이용가능성

1 위치 오차 예측 장치
10 예측 모델 생성 장치
11 수신기
12 조작부
13 표시부
14 기억 매체
15 CPU
150 관측 개시 위치 특정부
151 상대 관곗값 취득부
152 오차 계측부
153 예측 모델 생성부
154 위성 위치 취득부
155 오차 예측부
156 임곗값 설정부

Claims

위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득부와,
상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부와,
상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측부를 구비하는 위치 오차 예측 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상대 관곗값 취득부는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 상기 위성의 수를 상기 상대 관곗값으로서 취득하는, 위치 오차 예측 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상대 관곗값 취득부는, 복수의 상기 위성 각각 중, 상기 관측 개시 위치에 가장 가까운 상기 위성에 관하여, 당해 관측 개시 위치로부터의 이간 거리를 상기 상대 관곗값으로서 취득하는, 위치 오차 예측 장치.
기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정부와,
상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득부와,
상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측부와,
상기 상대 관곗값과 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성부를 구비하는 예측 모델 생성 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 상대 관곗값 취득부는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터 소정의 거리 임곗값 이내에 위치하는 상기 위성의 수를 상기 상대 관곗값으로서 취득하고,
상기 예측 모델 생성부는, 상기 위성의 수와 상기 위치 오차의 상관 함수를 상기 예측 모델로서 생성하는, 예측 모델 생성 장치.
청구항 5에 있어서,
복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치로부터의 거리 중, 잔차의 편차가 가장 작아지는 상기 상관 함수가 얻어지는 거리를 상기 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부를 더 구비하는, 예측 모델 생성 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 기준 지점과 상기 위성의 의사 거리를 계측하고, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치로부터, 상기 의사 거리가 소정량 이상 변화했을 때의 당해 위성의 위치까지의 거리를, 상기 위성별 상기 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부를 더 구비하는, 예측 모델 생성 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 상대 관곗값 취득부는, 복수의 상기 위성 각각의 상기 관측 개시 위치에 가장 가까운 상기 위성의 당해 관측 개시 위치로부터의 이간 거리를 상기 상대 관곗값으로서 취득하고,
상기 예측 모델 생성부는, 상기 이간 거리와 상기 위치 오차의 상관을 나타내는 상기 예측 모델을 생성하는, 예측 모델 생성 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 위치 오차가 소정의 오차 임곗값 이하가 되는 상기 이간 거리 중 가장 작은 이간 거리를 거리 임곗값으로서 설정하는 임곗값 설정부를 더 구비하고,
상기 예측 모델 생성부는, 상기 거리 임곗값 이하가 되는 상기 이간 거리와, 상기 거리 임곗값 이하일 때에 계측된 상기 위치 오차의 최댓값의 상관 함수를 상기 예측 모델로서 생성하는, 예측 모델 생성 장치.
위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득 스텝과,
상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과,
상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측 스텝을 갖는 위치 오차 예측 방법.
기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정 스텝과,
상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과,
상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측 스텝과,
상기 상대 관곗값과 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 스텝을 갖는 예측 모델 생성 방법.
위치 오차 예측 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램으로서, 상기 컴퓨터에,
위치 오차의 예측을 행하는 대상 지점의 대상 일시에 있어서 수신 가능한 위성의 위치를 취득하는 위성 위치 취득 스텝과,
상기 위성의 위치와, 상기 대상 지점에 있어서의 당해 위성의 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과,
상기 상대 관곗값과, 미리 생성된 위치 오차의 예측 모델에 근거하여, 상기 대상 지점의 상기 대상 일시에 있어서의 위치 오차를 예측하는 오차 예측 스텝을 실행시키는 프로그램.
예측 모델 생성 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램으로서, 상기 컴퓨터에,
기준 지점에 있어서 수신 가능한 위성의 관측 개시 위치를 특정하는 관측 개시 위치 특정 스텝과,
상기 위성의 위치와, 당해 위성의 상기 관측 개시 위치의 상대 관곗값을 취득하는 상대 관곗값 취득 스텝과,
상기 기준 지점에 있어서의 위치 오차를 계측하는 오차 계측 스텝과,
상기 상대 관곗값과 상기 위치 오차에 근거하여, 임의의 지점에 있어서의 위치 오차의 예측에 이용하는 예측 모델을 생성하는 예측 모델 생성 스텝을 실행시키는 프로그램.