WO2012128126A1 - 測位装置、ｇｎｓｓ受信機、情報端末機器、測位方法及びプログラム - Google Patents

測位装置、ｇｎｓｓ受信機、情報端末機器、測位方法及びプログラム Download PDF

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WO2012128126A1
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ionospheric delay
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ccir
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貴樹 冨永
一登 多田
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古野電気株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01S19/40—Correcting position, velocity or attitude
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/07—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections
    • G01S19/073—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing data for correcting measured positioning data, e.g. DGPS [differential GPS] or ionosphere corrections involving a network of fixed stations

Definitions

  • the present invention relates to a technique for performing positioning by calculating an ionospheric delay amount using an ionosphere model such as NeQuick.
  • Ionospheric delay amount D iono by this ionosphere [M] is derived from Equation 1 below.
  • f is the frequency of radio waves
  • TEC Total Electron Content
  • TECU TEC unit
  • the NeQuick model recommended by the ITU-R is used as the ionosphere model.
  • the NeQuick model is an integrated representation of electron density at a given month, geographical latitude and longitude, height, and universal time based on the shape of the epistein layer (E, F1, F2 layer) of the ionosphere ( (Refer nonpatent literature 1).
  • FIG. 8 shows an example of the NeQuick ionosphere model.
  • the NeQuick ionosphere model shows the distribution characteristics of the electron density with respect to the height [km].
  • the E layer, The F1 layer and the F2 layer are divided into upper and lower parts, and the lower side from the peak of the F2 layer is the bottom side and the upper side of the peak of the F2 layer is the top side.
  • the main variables used in NeQuick are: The main parameters and units shown in FIG. 9A and used in NeQuick are shown in FIG. 9B.
  • the NeQuick model is created using these variables and parameters. For details of the calculation, refer to APPENDIX A. 2 and A. As shown in FIG.
  • sTEC lant along the radio wave path
  • sTEC is a TEC when the line of sight penetrates obliquely when the thickness of the ionosphere through which the line-of-sight vector penetrates changes with the elevation angle of the satellite.
  • the TEC provided by the NeQuick model is a monthly average value, and this monthly average value is distributed to the receiver side as a CCIR file.
  • CCI Using the R file and other parameters, the ionospheric delay is calculated in units of days.
  • the calculation amount for obtaining the electron density becomes enormous, and there is a problem that it takes a considerable time to obtain the calculation result. As a result, positioning itself takes time.
  • an object of the present invention is to quickly calculate the ionospheric delay amount in the GNSS receiver and to obtain the position information quickly.
  • a positioning device that performs positioning based on a signal received from a positioning satellite by an antenna of a GNSS receiver, the pseudorange measuring unit, and an ionospheric delay amount.
  • a positioning device including a calculation unit and a pseudo distance correction unit is provided.
  • the pseudo distance measuring unit measures a pseudo distance between the positioning satellite and the antenna.
  • the ionosphere delay amount calculation unit calculates the ionosphere delay amount included in the pseudorange.
  • the pseudo distance correcting unit performs positioning calculation by correcting the pseudo distance based on the ionospheric delay amount.
  • the ionospheric delay amount calculation unit sets the upper limit of the number of divisions between the positioning satellite and the antenna, determines the total number of electrons by performing integration within the range below the upper limit of the number of divisions, and the determined total number of electrons Based on the above, the ionospheric delay is calculated.
  • the time information amount of the ionosphere delay amount by the ionosphere delay amount calculator is greatly reduced, so that the position information can be obtained quickly.
  • ionospheric delay amount computing unit sets a predetermined threshold value Th, when the division number set to 2 n, the total number of electrons corresponding to the number of divisions 2 n and STEC N, the number of divisions 2 n-1 When the corresponding total number of electrons is sTEC N-1 ,
  • the ionospheric delay amount calculation unit may repeatedly perform integration by increasing the number of divisions until
  • the ionosphere delay amount calculation unit may set an upper limit of the number of divisions every time the ionosphere delay amount is calculated.
  • the ionospheric delay amount calculation unit may further set an upper limit of the number of divisions according to positioning conditions.
  • the positioning conditions include, for example, a reception position, positioning time, solar activity, time, and the like.
  • the ionosphere delay amount calculation unit may set the lower limit of the number of divisions every time the ionosphere delay amount is calculated, and may set the lower limit of the number of divisions according to the positioning conditions.
  • the upper limit of the number of divisions may be a 2 3.
  • the positioning device further includes a CCIR file processing unit that creates a processed CCIR file by collecting a plurality of CCIR files corresponding to different months according to a predetermined condition, and the ionospheric delay amount calculating unit includes a processed CCIR file.
  • the ionospheric delay amount may be calculated based on the file.
  • the positioning device further includes a CCIR file processing unit that creates a processed CCIR file by reducing the number of bits of a plurality of CCIR files respectively corresponding to different months, and the ionospheric delay amount calculating unit includes the processed CCIR file The ionospheric delay amount may be calculated based on the file.
  • the CCIR file shows the values of general variables that form the ionosphere, such as the position in the geomagnetic field, season, solar activity, and time-of-day. It is a file compiled every month (from January to December).
  • a GNSS receiver including the positioning device and an antenna that receives a signal from a positioning satellite.
  • an information terminal device provided with the said GNSS receiver is provided.
  • a positioning method for performing positioning based on a signal received from a positioning satellite by an antenna of a GNSS receiver, and measuring a pseudo distance between the positioning satellite and the antenna.
  • a positioning method comprising: an ionospheric delay amount calculating step for calculating an ionospheric delay amount included in the pseudo distance; and a pseudo distance correcting step for performing a positioning calculation by correcting the pseudo distance based on the ionospheric delay amount.
  • the upper limit of the number of divisions between the positioning satellite and the antenna is set, and the total number of electrons is determined by performing integration within a range equal to or less than the upper limit of the same number of divisions. Based on the total number of electrons Calculate the ionospheric delay.
  • a program for causing a computer to execute the positioning method is provided.
  • the present invention it is possible to quickly calculate the ionospheric delay amount in the GNSS receiver and to obtain the position information quickly.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a GNSS receiver according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of the GNSS receiver according to the first embodiment. It is a conceptual diagram which shows the state between a receiver and a satellite.
  • 4 is a flowchart illustrating an ionospheric delay amount calculation process according to the first embodiment.
  • 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a GNSS receiver according to a second embodiment.
  • FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a process for reducing the capacity of a plurality of files in the second embodiment.
  • 6 is a flowchart illustrating an ionospheric delay amount calculation process according to the second embodiment. It is a figure which shows the example of the ionosphere model of NeQuick. The main variables used in NeQuick are shown. The main parameters and units used in NeQuick are shown below.
  • Embodiment 1 In the first embodiment, the NeQuick program is started in the GNSS receiver that receives the L1 wave signal from the Galileo satellite (1-frequency reception) and performs positioning of the receiver 1, and N The total amount of electrons (sTEC) using the eQuick ionosphere model is calculated, and the ionospheric delay is calculated. In the present embodiment, the calculation speed of the ionosphere delay amount is increased by reducing the time calculation amount in the calculation of the ionosphere delay amount within an appropriate range.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a receiver 1 according to the present embodiment.
  • the receiver 1 includes an antenna 2, an L1 receiving unit 11, a data processing unit 12, an output unit 14, An input unit 15 and a memory 16 are provided.
  • the antenna 2 receives a high-frequency signal (L1 wave signal) transmitted from the satellite 5 (FIG. 3).
  • the L1 receiving unit 11 down-converts the high-frequency signal from the antenna 2 to an intermediate frequency, or converts the analog signal into a digital signal and converts it into a signal format that can be processed by the next data processing unit 12. .
  • the data processing unit 12 inputs a data signal and a clock signal from the L1 receiving unit 11, decodes the data signal, and measures the position of the receiver 1.
  • the data processing unit 12 includes a positioning calculation unit (positioning device) 13.
  • the positioning calculation unit 13 includes a pseudo distance measurement unit 13a, an ionosphere delay amount calculation unit 13b, and a pseudo process correction unit 13c.
  • the pseudo distance measuring unit 13a measures the pseudo distance from the time difference between the time of the data transmitted from the satellite 5 and the reception time of the same data received by the receiver 1.
  • the ionosphere delay amount calculation unit 13b activates the NeQuick program and calculates ionosphere delay amounts based on CCIR files and various parameters stored in advance.
  • the CCIR file will be described in detail in the second embodiment.
  • the pseudo distance correction unit 13c corrects the pseudo distance by the ionosphere delay amount calculated by the ionosphere delay amount calculation unit 13b, and performs a positioning calculation.
  • the pseudo distance correction unit 13c corrects the pseudo distance with respect to errors other than the ionospheric delay amount (for example, tropospheric delay and clock error), but the description thereof is omitted here.
  • the output unit 14 includes a display device, and outputs and displays position information of the receiver 1 obtained from the positioning result.
  • the input unit 15 receives input of information by a user operation such as a touch panel or a push button.
  • the memory 16 includes a RAM, a ROM, and the like, and stores various data and various programs including NeQuick.
  • the number of memories 16 is not limited, and any form of internal memory, external memory, or both may be used.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the receiver 1 according to this embodiment.
  • the antenna 2 of the receiver 1 receives a signal from the satellite, and the signal is sent from the L1 receiver 1 1 is converted into a predetermined data signal.
  • the pseudo distance measurement unit 13a of the positioning calculation unit 13 measures the pseudo distance from the time difference between the time of the data transmitted from the satellite and the reception time of the same data received by the receiver 1.
  • the NeQuick program is started by the ionosphere delay amount calculation unit 13b.
  • the ionospheric delay amount is calculated as will be described later.
  • the pseudo distance correction unit 13c corrects the pseudo distance according to the ionospheric delay amount.
  • the ionospheric delay amount was calculated under the conditions shown in Table 1 below.
  • a satellite located in the east direction with an elevation angle of about 6 degrees is assumed.
  • the NeQuick program if the difference between the total number of electrons calculated by the number of divisions 2 n-1 and the total number of electrons calculated by the number of divisions 2 n is less than a predetermined threshold Th, The number is determined to be 2 n-1 and the ionospheric delay is calculated.
  • the ionospheric delay amount calculated by the finally determined division number 2 n ⁇ 1 is 71.037 m.
  • the ionosphere delay amount is calculated by causing the receiver 1 to execute the NeQuick program and calculating the ionosphere delay amount based on the NeQuick model.
  • n is the total number of electrons sT between two points of the satellite and the antenna.
  • the index n is the number of divisions 2n between the two points.
  • n 2.
  • the lower limit of the number of divisions between the two satellite-antenna points is 2 2. It is said. Note that the lower limit of the number of divisions is set in advance by the ionosphere delay amount calculation unit 13b.
  • S1032 It is determined whether n ⁇ 4.
  • the satellite - is set to the 2 3 maximum division number between two points of the antenna. Therefore, if n ⁇ 4 is not satisfied, the process proceeds to step S1036 to determine the ionospheric delay amount. If n ⁇ 4 is satisfied, the process proceeds to S1033 and integration is continued.
  • the upper limit of the number of divisions is set in advance by the ionosphere delay amount calculation unit 13b.
  • step S1034 The total number of electrons sTEC N calculated in step S1033 is stored in the memory. Note that sTEC N is the total number of electrons when the number of divisions between two satellite-antenna points is 2n .
  • the predetermined threshold Th is a threshold set in advance in the NeQuick program, and is set to a value that is small enough that the error of the ionospheric delay due to the number of divisions can be ignored (for example, 1/1000 of the previous value sTEC N-1 .
  • step S1037 If it is determined in step S1035 that the error in the total number of electrons due to the number of divisions is equal to or greater than the threshold value Th, n is incremented and the process returns to step S1032. Thereafter, if the number of divisions in the step S1032 is determined to be 2 to 3, Step S103 Until the condition of 5 is satisfied, the integration is repeated by increasing the number of divisions (steps S1033 to S1033). 1034).
  • the content of the process by the said ionosphere delay part 13b is an example, and the order and setting of each process are not limited above. For example, dividing the number 2 n is not an upper limit 2 3, may be increased or decreased depending on the conditions. Also, the initial value of n is not limited to 2, but may be 3, for example (that is, the integral value is obtained only once).
  • the receiver 1 that has started the NeQuick program integrates the total number of electrons by the ionosphere delay amount calculation unit 13b of the positioning calculation unit 13, the upper limit of the number of divisions between the two satellite-antenna points is set. Provided.
  • the upper limit and / or lower limit of the number of divisions can be set sequentially when calculating the ionospheric delay amount.
  • the ionospheric delay amount calculation unit 13b determines the upper limit and / or the lower limit of the number of divisions for each process in FIG.
  • a plurality of upper and / or lower limits of the number of divisions may be set according to positioning conditions such as each satellite, each absolute value of the delay amount, reception position, positioning time, solar activity, time, and the like.
  • an upper limit and / or a lower limit of a plurality of division numbers may be stored in advance, and the number of divisions corresponding to similar conditions may be selected to calculate the ionospheric delay amount.
  • Test 1 and Test 2 were satellites located in the south, two patterns of high and low elevation angles were set, respectively, and estimation errors for both daytime and nighttime were calculated.
  • Tests 3 and 4 were satellites located in the east direction, and two patterns of high and low elevation angles were set. Similarly, estimation errors for both daytime and nighttime were calculated.
  • Table 4 shows the estimation error in each R12. Note that the absolute value of the ionospheric delay amount is considered to vary depending on the value of R12, and the estimation error also tends to vary depending on R12. R12 is changed to “2 Although the error was the largest when "01.3" was set, it was estimated that the maximum was about 1 m and about 1 m was about 0.2 m.
  • FIG. 5 shows the configuration of the GNSS receiver 1 ′ according to this embodiment.
  • the configuration of the GNSS receiver 1 ′ is different from that of the first embodiment (FIG. 1) in the following points.
  • the positioning calculation unit 13 includes a CCIR file processing unit 13d-A CCIR file that has undergone capacity reduction processing by the CCIR file processing unit 13d ( (Hereinafter referred to as a processed CCIR file)
  • the ionospheric delay amount calculation unit 13b ′ calculates the ionospheric delay amount based on the processed CCIR file.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment (FIG. 1). It is. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the CCIR file processing unit 13d uses a CCIR file ( For the CCIR file before processing), a processed CCIR file is created by performing capacity reduction processing as will be described later.
  • the CCIR file (or CCIR map) is a position in the geomagnetic field, A file that summarizes the values of the general variables that form the ionosphere, such as season, solar activity, and time-of-day, from month to month (January to December). .
  • the GNSS receiver 1 ′ operates in the same manner as in the first embodiment (FIG. 2) except that the ionospheric delay amount is calculated using the processed CCIR file.
  • the ionospheric delay amount calculation processing by the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′ according to the present embodiment will be described in detail.
  • the CCIR file processing unit 13d reduces the capacity of the CCIR file used for calculating the ionospheric delay amount as follows. ⁇ 2.3.1 Capacity reduction processing for each file>
  • a CCIR file one value is expressed in 32 bits, and about 11.4 bytes (32 bits ⁇ 2858) are required per file (for one month).
  • the present inventor considered that even if each value of the CCIR file is expressed by half 16 bits, there is no significant influence on the ionospheric delay amount as a result. Therefore, each value of the CCIR file is expressed by 16 bits so that the integer part does not overflow. By reducing the number of bits of each value of the CCIR file from 32 bits to 16 bits, the amount of space calculation was reduced to about half.
  • Table 5 shows the rounding error of the ionospheric delay when each value of the CCIR file is expressed by 16 bits.
  • Table 5 the ionospheric delay (Original) calculated based on the conventional CCIR file expressing each value in 32 bits and the CC expressing each value in 16 bits.
  • the ionospheric delay amount (Reduced) calculated based on the IR file and the rounding error (Delta) of both ionospheric delay amounts are shown.
  • FIG. 6 shows how to group them, that is, how to group them.
  • the groups of different months (12,1,2), (3,4), (5), (6,7,8) whose value difference is small, that is, whose value difference is a predetermined value or less ), (9), (10, 11) are collected, and an average value of each value is taken for each group to form one file.
  • the number of files can be reduced from 12 to 6.
  • the values are summarized by taking the average value of the CCIR file of each group.
  • the present invention is not limited to this, and may be summarized by taking representative values such as a median value and a mode value. .
  • Table 6 shows how the CCIR files in Table 5 are grouped as described above (Reduced). It is the result of calculating the ionospheric delay for each month. Grouped CCIR files (processed C It is considered that the influence on the positioning result is small by using the (CIR file). From the above results, the data capacity of the processed CCIR file shown in Table 6 can be reduced to about 1/4 of that in the original case.
  • the processed CCIR whose capacity has been reduced by the CCIR file processing unit 13d.
  • the file is stored in the memory 16.
  • FIG. 7 shows the contents of the ionospheric delay amount calculation processing according to this embodiment.
  • the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′ according to the present embodiment performs NeQui for calculating the ionosphere delay amount, as in the first embodiment.
  • the receiver 1 ′ executes the NeQuick program to calculate the ionospheric delay amount.
  • n is an index n of the division number 2 n between the two points when integrating the total number of electrons sTEC between the satellite and the antenna.
  • step S2034 The total number of electrons sTEC N calculated in step S2033 is stored in the memory 16 To store. Note that sTEC N is the total number of electrons when the number of divisions between two satellite-antenna points is 2n .
  • the predetermined threshold Th is a threshold set in advance in the NeQuick program, and is set to a value that is small enough that the error of the ionospheric delay due to the number of divisions can be ignored (for example, 1/1000 of the previous value sTEC N-1 .
  • step S2036 If it is determined in step S2035 that the error in the total number of electrons due to the number of divisions is less than the threshold Th, the total number of electrons is determined as sTEC N-1 and the ionospheric delay amount is calculated ( Expression 1) and the result are output to the pseudo distance correction unit 13c.
  • step S2037 If it is determined in step S2035 that the error in the total number of electrons due to the number of divisions is greater than or equal to the threshold Th, n is incremented and the process returns to step S2033.
  • the content of the process by the said ionosphere delay part 13b is an example, and the order and setting of each process are not limited above.
  • the initial value of n is not limited to 2, but may be 3, for example.
  • the processed CCIR file with a reduced capacity is obtained. Use. Thereby, the memory space required for the calculation of the ionosphere delay amount by the ionosphere delay amount calculation unit 13b can be reduced, and the amount of space calculation in the receiver 1 ′ is greatly reduced.
  • the CCIR file processing unit 13d performs the data reduction process on the CCIR file in advance and stores it in the memory 16 as the processed CCIR file.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the reduction process for the CCIR file can be sequentially performed when the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′ calculates the ionosphere delay amount.
  • the CCIR file processing unit 13d performs both or one of the file size reduction process and the file number reduction process, and the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′ performs the generated processed CCIR.
  • the ionospheric delay is calculated according to the file.
  • the GNSS receiver calculates the ionospheric delay amount according to both the first and second embodiments.
  • the configuration of the GNSS receiver according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment (FIG. 5).
  • ⁇ 3.2 Operation of receiver> The GNSS receiver according to the present embodiment operates in the same manner as in the first embodiment (FIG.
  • the ionospheric delay amount calculation unit 13b ′ reads the processed CCIR file (second embodiment; step S2031 in FIG. 7), and between the two points of the satellite and the antenna.
  • An ionosphere delay amount is calculated by setting an upper limit for the number of divisions when integrating the total number of electrons (first embodiment; steps S1031 to S1037 in FIG. 4).
  • the CCIR file processing unit 13d performs sequential CCIR calculation when the ionosphere delay amount is calculated by the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′. Reduction processing may be performed on the file.
  • ⁇ 3.4 Effects of Embodiment 3> when the receiver 1 ′ that has started the NeQuick program integrates the total number of electrons by the ionosphere delay amount calculation unit 13b ′ of the positioning calculation unit 13, the number of divisions between the satellite-antenna two points is calculated. A processed CCIR file with an upper limit and a further reduced capacity is used.
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications, changes, and combinations are possible without departing from the spirit of the present invention.
  • the above-described embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
  • the present invention can also be implemented as a positioning method or a computer program using a processor or a memory.
  • the present invention can also be implemented as an information terminal device (including a mobile terminal device) provided with the integrated circuit.

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Abstract

【課題】ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情報を速やかに 得る。 【解決手段】測位装置１３は、測位用衛星５とアンテナ２間の擬似距離を測定する擬似距 離測定部１３ａと、擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部１３ ｂと、電離層遅延量に基づき擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離補正 部１３ｃとを備える。電離層遅延量演算部１３ｂは、測位用衛星５とアンテナ２間の分割 数の上限を設定し、同分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数ｓＴＥＣ を決定し、決定された総電子数ｓＴＥＣに基づき、電離層遅延量を演算する。

Description

測位装置、ＧＮＳＳ受信機、情報端末機器、測位方法及びプログラム
　本発明は、ＮｅＱｕｉｃｋ等の電離層モデルを用いて電離層遅延量を演算し、測位を行
う技術に関する。
　電波が電離層を通過するとき、電波の速度は、電子密度に比例し、電波の周波数の二乗
に反比例する量だけ遅くなる（電離層遅延）。この電離層による電離層遅延量Ｄｉｏｎｏ
［ｍ］は、次の数式１により導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ｆは電波の周波数、ＴＥＣ（Total Electron Content）は受信機と衛星とを結
ぶ視線上にある自由電子の総数（総電子量）であり、単位はＴＥＣＵ（TEC unit）である
。なお、１ＴＥＣＵは、視線に沿った底面積１ｍ２あたり１０１６個の電子が含まれるこ
とを意味する。
　従来、この電離層遅延量による誤差を補正するため、Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデル、ＩＲ
Ｉ（International Reference onosphere）、Ｂｅｎｔモデル、電離層のＥ，Ｆ１，Ｆ２
層に基づいて電子密度を計算するＤＧＲの概念等の電離層モデルを用いることが提案され
ている。
　特に、民生ベースのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）として、欧州
によって開発され近々運用が予定されているガリレオ測位衛星システムにおいては、電離
層モデルとして、ＩＴＵ－Ｒにより推奨されているＮｅＱｕｉｃｋモデルが使用される。
　ＮｅＱｕｉｃｋモデルは、電離層のうちエピスタイン層（Ｅ，Ｆ１，Ｆ２層）の形態に
基づき、所定の月、地理緯度及び経度、高さ及びユニバーサルタイムにおける電子密度を
積分して表したものである（非特許文献１を参照）。
　図８は、ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデルの一例を示す。ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデル
は、高さ［ｋｍ］に対する電子密度の分布特性が示す。同電離層モデルによれば、Ｅ層、
Ｆ１層及びＦ２層を上下に分割し、Ｆ２層のピークより下をボトムサイド、Ｆ２層のピー
クより上をトップサイドとする。また、ＮｅＱｕｉｃｋにおいて使用される主な変数は、
図９Ａに示し、ＮｅＱｕｉｃｋで用いられる主なパラメータ及び単位は、図９Ｂに示す。
ＮｅＱｕｉｃｋモデルは、これらの変数及びパラメータを用いて作成される。なお、計算
の詳細は、非特許文献１のＡＰＰＥＮＮＤＩＸ　Ａ．２やＡ．３に示す通りである。
　このＮｅＱｕｉｃｋモデルを用いて、最終的には、電波経路に沿ったｓＴＥＣ（Slant 
TEC）を得る。なお、ｓＴＥＣは、衛星の仰角変化に伴って視線ベクトルが貫通する電離
層の厚さが変化するときの斜めに視線が貫く場合のＴＥＣである。
　なお、ＮｅＱｕｉｃｋモデルにより提供されるＴＥＣは、月平均の値であり、この月平
均の値は、ＣＣＩＲファイルとして受信機側に配布される。受信機側においては、ＣＣＩ
Ｒファイルやその他のパラメータを用いて、日単位の電離層遅延量を演算する。
Bidaine, "Ionosphere Crossing of GALILEO Signals", Master thesis, Belgium, University of Liege, 26-June-2006, P120
　ＧＮＳＳ受信機においてＮｅＱｕｉｃｋ等を利用して電離層遅延量を計算する場合、電
子密度を求める計算量が膨大になるため、算出結果を得るまでに相当な時間がかかるとい
う問題があった。その結果、測位自体に時間がかかることになる。
　そこで、本発明は、ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情
報を速やかに得ることを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の一つの観点によれば、測位用衛星からＧＮＳＳ受信
機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位装置であって、擬似距離測定部
と、電離層遅延量演算部と、擬似距離補正部とを備える測位装置が提供される。擬似距離
測定部は、測位用衛星とアンテナ間の擬似距離を測定する。電離層遅延量演算部は、擬似
距離に含まれる電離層遅延量を演算する。擬似距離補正部は、電離層遅延量に基づき擬似
距離を補正することにより測位演算を行う。更に電離層遅延量演算部は、測位用衛星とア
ンテナ間の分割数の上限を設定し、分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電
子数を決定し、その決定された総電子数に基づき、電離層遅延量を演算する。
　ここでは、電離層遅延量演算部による電離層遅延量の時間計算量が大幅に削減されるこ
とにより、位置情報を速やかに得ることができる。
　更に、電離層遅延量演算部は、所定の閾値Ｔｈを設定し、上記分割数を２ｎとした場合
、同分割数２ｎに応じた総電子数をｓＴＥＣＮとし、分割数２ｎ－１に応じた総電子数を
ｓＴＥＣＮ－１としたとき、
　　　｜ｓＴＥＣＮ－ｓＴＥＣＮ－１｜＜Ｔｈ
を満たす場合、前記総電子数を前記ｓＴＥＣＮ－１に決定するようにしてもよい。
　この場合、電離層遅延量演算部は、｜ｓＴＥＣＮ－ｓＴＥＣＮ－１｜＜Ｔｈを満たすま
で、上記分割数を増加させて積分を繰り返し行ってもよい。
　また、電離層遅延量演算部は、電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の上限を設定し
てもよい。
　電離層遅延量演算部は更に、測位の条件に応じて前記分割数の上限を設定してもよい。
なお、測位の条件とは、例えば、受信位置、測位の時期、太陽活動、時間等を含む。
　また、電離層遅延量演算部は、電離層遅延量を演算する毎に上記分割数の下限を設定し
、測位の条件に応じて上記分割数の下限を設定してもよい。
　更に、上記分割数の上限は、２３としてもよい。
　上記測位装置は更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルを所定の条
件に応じてまとめることにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理
部を備え、電離層遅延量演算部は、処理済ＣＣＩＲファイルに基づき電離層遅延量を演算
してもよい。
　或いは、上記測位装置は更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルの
ビット数を削減することにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理
部を備え、電離層遅延量演算部は、処理済ＣＣＩＲファイルに基づき電離層遅延量を演算
してもよい。
　なお、ＣＣＩＲファイルは、地球磁場における位置（position）、季節（season）、太
陽活動（solar activity）、時間（time-of-day）等の、電離層を形成する一般的な変動
因子の値を月毎（１月から１２月）にまとめたファイルである。
　本発明の別の観点によれば、上記測位装置と、測位用衛星からの信号を受信するアンテ
ナとを備えるＧＮＳＳ受信機が提供される。
　本発明の更に別の観点によれば、上記ＧＮＳＳ受信機を備える情報端末機器が提供され
る。
　本発明の更に別の観点によれば、測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信
した信号に基づき測位を行う測位方法であって、測位用衛星とアンテナ間の擬似距離を測
定する擬似距離測定ステップと、擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延
量演算ステップと、電離層遅延量に基づき擬似距離を補正することにより測位演算を行う
擬似距離補正ステップとを備える測位方法が提供される。この場合、電離層遅延量演算ス
テップにおいては、測位用衛星とアンテナ間の分割数の上限を設定し、同分割数の上限以
下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、その決定された総電子数に基づき、
電離層遅延量を演算する。
　本発明の更に別の観点によれば、上記測位方法をコンピュータに実行させるプログラム
が提供される。
　本発明によれば、ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情報
を速やかに得ることができる。
実施形態１に係るＧＮＳＳ受信機の概略構成を示すブロック図である。 実施形態１に係るＧＮＳＳ受信機の動作を示すフローチャートである。 受信機と衛星間の状態を示す概念図である。 実施形態１に係る電離層遅延量の演算処理を示すフローチャートである。 実施形態２に係るＧＮＳＳ受信機の概略構成を示すブロック図である。 実施形態２における複数ファイルの容量削減処理を説明するための図である。 実施形態２に係る電離層遅延量の演算処理を示すフローチャートである。 ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデルの例を示す図である。 ＮｅＱｕｉｃｋにおいて使用される主な変数を示す。 ＮｅＱｕｉｃｋで用いられる主なパラメータ及び単位を示す。
＜１．実施形態１＞
　実施形態１においては、ガリレオ衛星からのＬ１波の信号を受信し（１周波受信）、受
信機１の測位を行うＧＮＳＳ受信機において、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ、Ｎ
ｅＱｕｉｃｋ電離層モデルを用いた総電子量（ｓＴＥＣ）を算出し、電離層遅延量を計算
する。本実施形態においては、電離層遅延量の演算の際の時間計算量を適度な範囲で削減
することにより、電離層遅延量の演算速度を速める。
＜１．１　受信機の構成＞
　図１は、本実施形態に係る受信機１の概略構成を示す。
　受信機１は、アンテナ２と、Ｌ１受信部１１と、データ処理部１２と、出力部１４と、
入力部１５と、メモリ１６とを備える。
　アンテナ２は、衛星５（図３）から送出される高周波信号（Ｌ１波の信号）を受信する
。
　Ｌ１受信部１１は、アンテナ２からの高周波信号を中間周波数にダウン・コンバートし
たり、アナログ信号をデジタル信号に変換して、次のデータ処理部１２で処理できるよう
な信号フォーマットに変換したりする。
　データ処理部１２は、Ｌ１受信部１１よりデータ信号とクロック信号を入力し、データ
信号をデコードしたり、受信機１の位置の測位を行う。データ処理部１２は、測位演算部
（測位装置）１３を含む。
　測位演算部１３は、擬似距離測定部１３ａと、電離層遅延量演算部１３ｂと、擬似処理
補正部１３ｃとを含む。
　擬似距離測定部１３ａは、衛星５から送られたデータの時刻と受信機１が受信した同デ
ータの受信時刻との時間差から擬似距離を測定する。
　電離層遅延量演算部１３ｂは、後述するように、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ
、予め格納されたＣＣＩＲファイルや各種パラメータに基づいて電離層遅延量を算出する
。なお、ＣＣＩＲファイルについては、実施形態２において詳細に説明する。
　擬似距離補正部１３ｃは、電離層遅延量演算部１３ｂにより算出された電離層遅延量に
よって擬似距離を補正し、測位演算を行う。なお、擬似距離補正部１３ｃでは、電離層遅
延量以外の誤差（例えば、対流圏遅延や時計誤差分等）に関しても擬似距離を補正するが
、ここでは説明を省略する。
　出力部１４は、表示装置を含み、測位結果により得られた受信機１の位置情報の出力や
表示を行う。
　入力部１５は、タッチパネルやプッシュボタン等ユーザの操作により情報の入力を受け
付ける。
　メモリ１６は、ＲＡＭやＲＯＭ等からなり、各種データやＮｅＱｕｉｃｋを含む各プロ
グラムを格納する。なお、メモリ１６の数は限定されず、内部メモリ又は外部メモリ、或
いはその双方のいずれの形態であってもよい。
　本実施形態においては、例えば、測位演算部１３、データ処理部１２及びＬ１受信部１
１は１チップの集積回路として構成してもよいし、別々のチップで構成してもよい。また
、受信機１の構成も、単一の装置又は複数の装置のいずれによって構成されていてもよい
。
＜１．２　受信機の動作＞
　図２は、本実施形態に係る受信機１の動作を示すフローチャートである。
　Ｓ１０１：受信機１のアンテナ２は、衛星より信号を受信し、同信号は、Ｌ１受信部１
１により所定のデータ信号に変換される。
　Ｓ１０２：測位演算部１３の擬似距離測定部１３ａにより、衛星から送られたデータの
時刻と受信機１が受信した同データの受信時刻との時間差から擬似距離を測定する。
　Ｓ１０３：電離層遅延量演算部１３ｂにより、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ、
後述するように電離層遅延量を演算する。
　Ｓ１０４：擬似距離補正部１３ｃにより、電離層遅延量に応じて擬似距離を補正する。
　Ｓ１０５：擬似距離を補正して測位演算を行い、その結果を出力部１４により出力・表
示する。
＜１．３　電離層遅延量の演算処理＞
　以下において、本実施形態に係る電離層遅延量演算部１３ｂによる電離層遅延量の演算
処理について詳細に説明する。
　従来、ＮｅＱｕｉｃｋモデルを用いた演算を行った場合、かなりの時間がかかっていた
。これは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムによって計算される、衛星５とアンテナ間の視線方
向の総電子数（ｓＴＥＣ）を求める際の積分に原因であった。
　この積分は、図３に示すように、２点間（衛星測位の場合は衛星-アンテナ間）を２３
～２９に分割し、それぞれの電子密度を足し合わせることにより行われる。よって総電子
数を正しく推定するためには、２点間を細かく分割する必要がある。しかし、ガリレオ衛
星で用いられるＬ１波（１５７５．４２ＭＨｚ）に対する電離層遅延量は、電子密度１Ｔ
ＥＣＵあたりで約１６ｃｍである。このことから、本願発明者は、積分演算において分割
数が細かくなくても、十分許容し得る誤差の範囲で電離層遅延量を推定できると考えた。
＜１．３．１　条件の設定＞
　本実施形態では，次の表１に示した条件の下、電離層遅延量の演算を行った。ここでは
、仰角約６度で東方向に位置する衛星を想定している．また，電離層遅延量が大きくなる
黒点数と時刻を設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜１．３．２　演算結果＞
　次の表２は、従来のＮｅＱｕｉｃｋプログラムによって計算した電離層遅延量（Origin
al）に対して、本実施形態によって積分演算の分割数の上限が設定されている場合の電離
層遅延量（Reduced）と、双方の電離層遅延量の丸め誤差（Delta）とを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　なお、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムによれば、分割数２ｎ－１によって算出された総電子
数と、分割数２ｎによって算出された総電子数との差が、所定の閾値Ｔｈ未満となった場
合、分割数を２ｎ－１に決定して電離層遅延量の計算を行う。上記表では、最終的に決定
された分割数２ｎ－１によって算出された電離層遅延量は７１．０３７ｍとなっている。
　表２は、条件を太陽活動が活発で、昼間の低仰角衛星を想定しため、かなり大きな電離
層遅延量が発生している。しかし、分割数が８(＝２３)であっても、本実施形態による電
離層遅延量は、従来のＮｅＱｕｉｃｋにプログラムよる計算に比して、１ｍ以内の誤差し
かない。従って、分割数は“８”として電離層遅延量を求めても十分な測定制度が確保で
きることが分かる。一方、分割数の上限を設けることにより、時間計算量を削減できる。
＜１．３．３　演算処理の内容＞
　図４は、本実施形態による電離層遅延量演算部１３ｂによる演算処理（図２のステップ
１０３）の内容を示すフローチャートである。上述の通り、電離層遅延量の演算には、受
信機１においてＮｅＱｕｉｃｋプログラムを実行させ、ＮｅＱｕｉｃｋモデルに基づいて
電離層遅延量を演算する。
　なお、フローチャートにおいて、ｎは、衛星―アンテナの２点間における総電子数ｓＴ
ＥＣを積分演算するに際して、同２点間の分割数２ｎの指数ｎである。
　Ｓ１０３１：ｎ＝２とする。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数の下限を２２
としている。なお、この分割数の下限は電離層遅延量演算部１３ｂにより予め設定されて
いるものとする。
　Ｓ１０３２：ｎ＜４かどうかを判断する。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数
の上限を２３としている。従って、ｎ＜４を満たさなければ、Ｓ１０３６ステップに進ん
で電離層遅延量を決定し、ｎ＜４を満たせば、Ｓ１０３３に進んで積分を継続する。
　なお、この分割数の上限は電離層遅延量演算部１３ｂにより予め設定されているものと
する。
　Ｓ１０３３：分割数２ｎの場合の、衛星―アンテナの２点間における総電子数ｓＴＥＣ
Ｎを積分する。
　Ｓ１０３４：ステップＳ１０３３において算出した総電子数ｓＴＥＣＮを、メモリに格
納する。なお、ｓＴＥＣＮは、衛星―アンテナの２点間の分割数を２ｎとして場合の総電
子数である。
　Ｓ１０３５：総電子数ｓＴＥＣＮと総電子数ｓＴＥＣＮ－１（メモリに格納された、分
割数２ｎ－１のときの総電子数）との差分（絶対値）が、所定の閾値Ｔｈ未満かどうかを
判断する。ここで、所定の閾値Ｔｈとは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムにおいて予め設定さ
れている閾値であって、分割数に因る電離層遅延量の誤差が無視できる程度に十分に小さ
い値に設定されている（例えば、前の値ｓＴＥＣＮ－１の１０００分の１）。
　Ｓ１０３６：ステップＳ１０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ未満
であると判断された場合、又はステップＳ１０３２において分割数が２３を超えたと判断
された場合、総電子数をｓＴＥＣＮ－１と決定し、電離層遅延量を演算し（数式１）、結
果を擬似距離補正部１３ｃに出力する。
　Ｓ１０３７：ステップＳ１０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ以上
であると判断された場合、ｎをインクリメントしてステップＳ１０３２に戻る。以降、ス
テップＳ１０３２において分割数が２３以下であると判断された場合、ステップＳ１０３
５の条件を満たすまで、分割数を増加させて積分を繰り返し行う（ステップＳ１０３３～
１０３４）。
　なお、上記電離層遅延部１３ｂによる処理の内容は一例であり、各処理の順序や設定は
上記に限定されるものではない。例えば、分割数２ｎは上限を２３とせず、条件に応じて
増減させてもよい。また、ｎの初期値も２に限定されない、例えば、３としてもよい（つ
まり、積分値は１回しか求めない）。
＜１．４　実施形態１の効果＞       
　上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させた受信機１は、測位演
算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂにより総電子数を積分するとき、衛星－アンテナの
２点間の分割数の上限を設けている。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂによる電離
層遅延量の時間計算量は大幅に削減される。この結果、測位演算部１３による測位演算が
速くなり、位置情報を速やかに得ることができる。
＜１．５　実施形態１の変形例＞
　上記説明においては、衛星－アンテナの２点間において総電子数を積分するときの分割
数の上限及び／又は下限は予め設定されていたが、本実施形態はこれに限定されない。
　分割数の上限及び／又は下限は、電離層遅延量演算時に逐次設定することもできる。
　この場合、図４の処理毎に、電離層遅延量演算部１３ｂが分割数の上限及び／又は下限
を決定する。
　更に、分割数の上限及び／又は下限は、衛星毎、遅延量の絶対値毎、受信位置、測位の
時期、太陽活動、時間等の測位の条件に応じて複数設定されてもよい。また予め複数の分
割数の上限及び／又は下限を格納しておき、同様の条件のときに対応する分割数を選択し
て、電離層遅延量を計算するようにしてもよい。
＜１．６　実施形態１の評価＞       
　以下、いくつかの条件の下、本実施形態により電離層遅延量の演算を行った場合の推定
誤差を評価する。
＜１．６．１　条件＞
　次の表３は、設定した条件を示す。テスト１とテスト２は真南に位置する衛星とし、そ
れぞれ高仰角と低仰角の２パターンを設定し、それぞれ昼間と夜間双方の推定誤差を算出
した。また、テスト３とテスト４は東方向に位置する衛星とし、高仰角と低仰角の２パタ
ーンを設定し、同様にそれぞれ昼間と夜間双方の推定誤差を算出した。
　Ｒ１２（月毎の太陽黒点数）は１９３１－２００１年の観測値の最小、平均、最大値の
３パターンを設定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
＜１．６．２　推定誤差＞
　表４は、各Ｒ１２における推定誤差を示す。なお、Ｒ１２の値によって電離層遅延量の
絶対値が異なると考えられ、推定誤差もＲ１２によって変わる傾向がある。Ｒ１２を「２
０１．３」と設定した場合が最も誤差が大きかったものの，最大で約１ｍ、1シグマで約
０．２ｍと推定できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　以上の結果から、実施形態１によって電離層遅延量の時間計算量を削減させても、推定
される電離層遅延量の誤差は、いかなる条件下においても許容範囲内に収まることがわか
る。
＜２．実施形態２＞
　実施形態２においては、ＧＮＳＳ受信機は、電離層遅延量の演算の際の空間計算量を適
度な範囲で削減する。
＜２．１　受信機の構成＞
　図５は、本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機１´の構成を示す。ＧＮＳＳ受信機１´の構
成は、次の点において実施形態１（図１）と異なる。
　・測位演算部１３がＣＣＩＲファイル処理部１３ｄを備えること
　・ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄにより容量の削減処理がなされたＣＣＩＲファイル（
以下、処理済ＣＣＩＲファイルと呼ぶ）を備えること
　・電離層遅延量演算部１３ｂ´が処理済ＣＣＩＲファイルに基づいて電離層遅延量の演
算を行うこと
　その他の構成は、実施形態１（図１）と同様である。図１と同一の構成については同一
の符号を付し、詳細な説明は省略する。
　ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、予めメモリ１６等に格納されたＣＣＩＲファイル（
処理前のＣＣＩＲファイル）について、後述するように容量の削減処理を行うことにより
、処理済ＣＣＩＲファイルを作成する。
　ＣＣＩＲファイル（又は、ＣＣＩＲマップ）は、地球磁場における位置（position）、
季節（season）、太陽活動（solar activity）、時間（time-of-day）等の、電離層を形
成する一般的な変動因子の値を月毎（１月から１２月）にまとめたファイルである。
　なお、詳細な説明は省略したが、上記実施形態１においても所定のＣＣＩＲファイル（
処理されていない）が予め格納されており、同ＣＣＩＲファイルを参照して総電子数ｓＴ
ＥＣを算出し電離層遅延量を演算する。
＜２．２　受信機の動作＞
　本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機１´は、処理済ＣＣＩＲファイルを用いて電離層遅延
量の演算処理を行うことを除いては、実施形態１（図２）と同様に動作する。
＜２．３　電離層遅延量の演算処理＞
　以下において、本実施形態に係る電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の演
算処理について詳細に説明する。
　ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、電離層遅延量の演算に用いられるＣＣＩＲファイル
の容量を次のようにして削減する。
＜２．３．１　各ファイルの容量削減処理＞
　従来、ＣＣＩＲファイルにおいては、１つの値は３２ｂｉｔで表現されており、１ファ
イル（一月分）あたり、約１１．４ｂｙｔｅ(３２ｂｉｔ ×２８５８)が必要となる。し
かし、本願発明者は、ＣＣＩＲファイルの各値を、半分の１６ｂｉｔで表現しても、結果
的に電離層遅延量に対する大きな影響はないものと考えた。そこで、ＣＣＩＲファイルの
各値を、整数部がオーバーフローしないように１６ｂｉｔで表現した。ＣＣＩＲファイル
の各値のビット数を３２ｂｉｔから１６ｂｉｔに削減することにより、空間計算量を約半
分に削減した。
　次の表５は、ＣＣＩＲファイルの各値を１６ｂｉｔで表現した場合の電離層遅延量の丸
め誤差を示す。なお、表５においては、各値を３２ｂｉｔで表現した従来のＣＣＩＲファ
イルに基づいて計算した電離層遅延量（Original）と、各値を１６ｂｉｔで表現したＣＣ
ＩＲファイルに基づいて計算した電離層遅延量（Reduced）と、双方の電離層遅延量の丸
め誤差（Delta）を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　各月において大きな電離層遅延量を示しているものの、OriginalのＣＣＩＲファイルを
用いる場合とReducedのＣＣＩＲファイル（処理済ＣＣＩＲファイル）を用いる場合とは
、２ｍ以内の丸め誤差であった。よって、ＣＣＩＲファイルの各値を１６ｂｉｔによって
表現しても、算出される電離層遅延量には大きな影響はないことが実証された。
＜２．３．２　ファイル数の削減処理＞
　上記の通り、ＣＣＩＲファイルは月単位のデータであり、全部で１２ファイル存在する
。上記のように各値を１６ｂｉｔにして削減し半分の容量になったとしても、依然６８．
６ｂｙｔｅ必要である。そこで、本願発明者は、更にこれらのファイルの容量を、電離層
遅延量に影響を与えない範囲で削減することを検討した。
　具体的には、これら月毎のファイルを幾つかにまとめることにした。この場合、できる
だけ値の変化が小さい月の平均値をとり、それを１つのファイルにする。図６にそのまと
め方、つまりグルーピングのし方を示す。
　図６に示すように、値の差が小さい、つまり値の差が所定値以下の異なる月のグループ
（１２，１，２）、（３，４）、（５）、（６，７，８）、（９）、（１０，１１）をま
とめ、グループ毎に各値の平均値をとって、一つのファイルとする。これにより、ファイ
ル数は１２から６に削減できる。
　なお、本実施形態においては、各グループのＣＣＩＲファイルの値の平均値をとること
によりまとめているが、これに限られず、中央値、最頻値等の代表値をとることによりま
とめてもよい。
　表６は、表５の各ＣＣＩＲファイルを上記のようにグルーピングした後（Reduced）、
各月の電離層遅延量を求めた結果である。グルーピングしたＣＣＩＲファイル（処理済Ｃ
ＣＩＲファイル）を用いることにより、測位結果に与える影響は小さいと考えられる。以
上の結果から、表６に示す処理済ＣＣＩＲファイルのデータ容量は、Original場合の概ね
１／４まで削減できたことになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　以上のように、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄにより容量が削減された処理済ＣＣＩＲ
ファイルは、メモリ１６に格納される。
　なお、上記説明においては、各ファイルの容量削減処理と、ファイル数の削減処理とを
双方を行うとしているが、いずれか一方のみのであってもメモリ空間を削減できる。
＜２．３．３　演算処理の内容＞
　図７は、本実施形態による電離層遅延量の演算処理の内容を示す。本実施形態による電
離層遅延量演算部１３ｂ´は、実施形態１と同様に、電離層遅延量の計算にはＮｅＱｕｉ
ｃｋモデルを利用し、受信機１´においてＮｅＱｕｉｃｋプログラムを実行させて電離層
遅延量を演算する。
　なお、フローチャートにおいて、ｎは、衛星―アンテナ間における総電子数ｓＴＥＣを
積分するに際して、同２点間の分割数２ｎの指数ｎである。
　Ｓ２０３１：処理済ＣＣＩＲファイルをメモリ１６より読み出す。
　Ｓ２０３２：ｎ＝２とする。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数の下限を２２
としている。
　Ｓ２０３３：読み出した処理済ＣＣＩＲファイルに基づき、分割数２ｎの場合の、衛星
―アンテナの２点間の総電子数ｓＴＥＣＮを積分する。
　Ｓ２０３４：ステップＳ２０３３において算出した総電子数ｓＴＥＣＮを、メモリ１６
に格納する。なお、ｓＴＥＣＮは、衛星―アンテナの２点間の分割数を２ｎとした場合の
総電子数である。
　Ｓ２０３５：総電子数ｓＴＥＣＮと総電子数ｓＴＥＣＮ－１（メモリに格納された、分
割数２ｎ－１のときの総電子数）との差分（絶対値）が、所定の閾値Ｔｈ未満かどうかを
判断する。ここで、所定の閾値Ｔｈとは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムにおいて予め設定さ
れている閾値であって、分割数に因る電離層遅延量の誤差が無視できる程度に十分に小さ
い値に設定されている（例えば、前の値ｓＴＥＣＮ－１の１０００分の１）。
　Ｓ２０３６：ステップＳ２０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ未満
であると判断された場合、総電子数をｓＴＥＣＮ－１と決定し、電離層遅延量を演算し（
数式１）、結果を擬似距離補正部１３ｃに出力する。
　Ｓ２０３７：ステップＳ２０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ以上
であると判断された場合、ｎをインクリメントしてステップＳ２０３３に戻る。
　なお、上記電離層遅延部１３ｂによる処理の内容は一例であり、各処理の順序や設定は
上記に限定されるものではない。例えば、ｎの初期値は２に限定されない、例えば、３と
してもよい。
＜２．４　実施形態２の効果＞
　上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋのプログラムを起動させた受信機１´は、測
位演算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂ´により電離層遅延量を演算するとき、容量を
削減した処理済のＣＣＩＲファイルを用いる。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂに
よる電離層遅延量の演算のために必要なメモリ空間を削減することができ、受信機１´に
おける空間計算量は大幅に削減される。
＜２．５　実施形態２の変形例＞
　上記説明においては、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、予めＣＣＩＲファイルに対す
るデータの削減処理を行い、処理済ＣＣＩＲファイルとしてメモリ１６に格納しておくと
したが、本実施形態はこれに限定されない。
　ＣＣＩＲファイルに対する削減処理は、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延
量の計算時に逐次行うことができる。
　この場合、図７の処理毎に、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄが上記各ファイルの容量削
減処理及びファイル数の削減処理の双方又は一方を行い、電離層遅延量演算部１３ｂ´は
作成された処理済ＣＣＩＲファイルに応じて電離層遅延量の演算を行う。
＜３．実施形態３＞
　実施形態３においては、ＧＮＳＳ受信機は、上記実施形態１及び２の双方による電離層
遅延量の計算を行う。
＜３．１　受信機の構成＞
　本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機の構成は、実施形態２（図５）と同様である。
＜３．２　受信機の動作＞
　本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機は、次に説明する電離層遅延量の演算処理の内容を除
いては、実施形態１（図２）と同様に動作する。
＜３．３　電離層遅延量の演算処理＞
　本実施形態に係る電離層遅延量の演算処理においては、電離層遅延量演算部１３ｂ´は
、処理済ＣＣＩＲファイルを読み出す（実施形態２；図７のステップＳ２０３１）と共に
、衛星－アンテナの２点間の総電子数を積分するときの分割数に上限を設定して、電離層
遅延量を演算する（実施形態１；図４のステップＳ１０３１～ステップＳ１０３７）。
　なお、本実施形態においても、上記実施形態２の変形例と同様に、ＣＣＩＲファイル処
理部１３ｄは、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の計算時に逐次ＣＣＩＲ
ファイルに対する削減処理を行ってもよい。
＜３．４　実施形態３の効果＞
　上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させた受信機１´は、測位
演算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂ´により総電子数を積分するとき、衛星－アンテ
ナの２点間の分割数の上限を設けており、更に容量を削減した処理済のＣＣＩＲファイル
を用いる。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の時間計算量及
び空間計算量は削減される。
＜３．５　実施形態３の評価＞
　以下、いくつかの条件の下、本実施形態により電離層遅延量の演算を行った場合の推定
誤差を評価する。
＜３．５．１　条件＞
　各条件におけるパラメータは、実施形態１（表３）と同様である。
＜３．５．２　推定誤差＞
　表７は、各Ｒ１２における推定誤差を示す。なお、Ｒ１２の値によって電離層遅延量の
絶対値が異なると考えられ、推定誤差もＲ１２によって変わる傾向がある。Ｒ１２を「２
０１．３」を設定した場合が最も誤差が大きかったものの，最大で約７ｍ、1シグマで約
２．１ｍと推定できた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　以上の結果から、実施形態３によって電離層遅延量の時間計算量及び空間計算量を削減
した場合、推定される電離層遅延量の誤差は、実施形態１の時間計算量のみを削減した場
合よりも大きくなるが、許容範囲内に収まることがわかる。
＜４　その他実施形態＞
　本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の修正、変更及び組み合わせが可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好まし
い例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図す
るものではない。
　例えば、上記実施形態においては、測位演算部１３やデータ処理部１２は集積回路とし
て説明したが、本発明は、プロセッサやメモリを用いた測位方法やコンピュータプログラ
ムとしても実施し得るものである。また、本発明は、上記集積回路を備えた情報端末機器
（移動端末機器を含む）としても実施し得るものである。
１            ＧＮＳＳ受信機
２            アンテナ
５            衛星
１１          Ｌ１受信部
１２          データ処理部
１３          測位演算部（測位装置）
１３ａ        擬似距離測定部
１３ｂ        電離層遅延量演算部
１３ｃ        擬似距離補正部
１３ｄ        ＣＣＩＲファイル処理部
１４          出力部
１５          入力部
１６          メモリ
１´          ＧＮＳＳ受信機
１３ｂ´      電離層遅延量演算部

Claims (13)

  1. 　測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
    装置であって、
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定部と、
    　前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部と、
    　前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
    補正部と、
    を備え、
    　前記電離層遅延量演算部は、
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
    　前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
    　前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
    測位装置。
  2. 　前記電離層遅延量演算部は、
    　所定の閾値Ｔｈを設定し、
    　前記分割数を２ｎとした場合、前記分割数２ｎに応じた総電子数をｓＴＥＣＮとし、前
    記分割数２ｎ－１に応じた総電子数をｓＴＥＣＮ－１としたとき、
    ｜ｓＴＥＣＮ－ｓＴＥＣＮ－１｜＜Ｔｈ
    を満たす場合、前記総電子数を前記ｓＴＥＣＮ－１に決定する、
    請求項１に記載の測位装置。
  3. 　前記電離層遅延量演算部は、
    　前記｜ｓＴＥＣＮ－ｓＴＥＣＮ－１｜＜Ｔｈを満たすまで、前記分割数を増加させて前
    記積分を繰り返し行う、
    請求項２に記載の測位装置。
  4. 　前記電離層遅延量演算部は、
    　前記電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の上限を設定する、
    請求項１に記載の測位装置。
  5. 　前記電離層遅延量演算部は、
    　測位の条件に応じて前記分割数の上限を設定する、
    請求項１又は４に記載の測位装置。
  6. 　前記電離層遅延量演算部は、
    　前記電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の下限を設定し、
    　測位の条件に応じて前記分割数の下限を設定する、
    請求項１に記載の測位装置。
  7. 　前記分割数の上限は、２３である、
    請求項１に記載の測位装置。
  8. 　更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルを所定の条件に応じてまと
    めることにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理部を備え、
    　前記電離層遅延量演算部は更に、
    　前記処理済ＣＣＩＲファイルに基づき前記電離層遅延量を演算する、
    請求項１に記載の測位装置。
  9. 　更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルのビット数を削減すること
    により処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理部を備え、
    　前記電離層遅延量演算部は更に、
    　前記処理済ＣＣＩＲファイルに基づき前記電離層遅延量を演算する、
    請求項１又は８に記載の測位装置。
  10. 　請求項１から９のいずれかに記載の測位装置と、
    　前記測位用衛星からの信号を受信するアンテナと、
    を備える、ＧＮＳＳ受信機。
  11. 　請求項１０に記載のＧＮＳＳ受信機、
    を備える、情報端末機器。
  12. 　測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
    方法であって、
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定ステップと、
    　前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、
    　前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
    補正ステップと、
    を備え、
    　前記電離層遅延量演算ステップにおいては
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
    　前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
    　前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
    測位方法。
  13. 　測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
    方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記方法は、
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定ステップと、
    　前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、
    　前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
    補正ステップと、
    を備え、
    　前記電離層遅延量演算ステップにおいては
    　前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
    　前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
    　前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
    プログラム。
     
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