WO2018083803A1 - 測位補強装置、測位補強システムおよび測位補強方法 - Google Patents

Abstract

測位補強装置（４０）において、計画立案部（８４）は、選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択し、選択した部分集合を示す計画データ（４３）をメモリ（７２）に保存する。計画修正部（８５）は、各衛星から送信される測位信号の品質を示すインテグリティ情報を取得し、取得したインテグリティ情報に基づいて、計画立案部（８４）により選択された部分集合から測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星を検出する。計画修正部（８５）は、当該部分集合において、検出した衛星を候補集合に含まれる別の衛星に置換する。メッセージ生成部（８７）は、候補集合に含まれる衛星のうち、メモリ（７２）に保存されている計画データ（４３）が示す部分集合に含まれる衛星を測位補強の対象として、その測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージ（４１）を生成する。

Description

測位補強装置、測位補強システムおよび測位補強方法

　本発明は、測位補強装置、測位補強システムおよび測位補強方法に関するものである。

　一般に、衛星を用いた測位では、衛星と受信機との間の距離観測値の品質が良い、加えて、利用できる衛星の数が多いほど、品質の良い測位結果を得ることができる。近年では、ユーザの距離観測値の品質を向上させるため、座標値が既知の基準局の距離観測値を用いて、衛星クロック誤差、軌道誤差、信号間バイアス、電離層遅延および対流圏遅延といった要因別の誤差状態の全部あるいは一部を推定し、補強情報として提供する方式が実用化されている。日本においても、高精度測位を広く利用可能とするため、補強情報を準天頂衛星から送信する研究が行われてきた。

　近年では、世界各国で衛星測位システムの整備と性能向上とが行われている。米国のＧＰＳ、および、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳの衛星システムと地上システムとの近代化に加え、欧州のＧａｌｉｌｅｏ、中国のＢｅｉｄｏｕ、および、インドのＩＲＮＳＳの整備が行われている。日本では、２０１０年に準天頂衛星１号機が打ち上げられ、２０１８年に４機体制、２０２３年を目途に７機体制のＱＺＳＳが構築されることが決定している。これらを合わせると、２０２０年代には、一般に利用できる測位衛星の数が１００機を超えることが予想され、前述の誤差補正による高精度化と相まって、衛星測位の利便性は益々向上していくことが期待される。ここで、「ＧＰＳ」は、Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。「ＧＬＯＮＡＳＳ」は、Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。「ＩＲＮＳＳ」は、Ｉｎｄｉａｎ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。「ＱＺＳＳ」は、Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＱＺＳＳといった衛星測位システムを総称してＧＮＳＳという。「ＧＮＳＳ」は、Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。

　特許文献１には、衛星測位システムを利用した列車位置検知システムに関する技術が開示されている。この技術では、列車の沿線上に基準局が設置される。基準局は、マルチパス誤差の影響が少ない衛星を判定する。基準局は、判定結果を近くの列車に伝送する。列車の車上装置は、基準局でマルチパス誤差が小さい衛星を優先的に利用してＧＰＳ位置算出を行う。

特開２０１０－１６３１１８号公報

　４機体制のＱＺＳＳの実用サービスの１つとして、ＣＬＡＳと呼ばれる、Ｌ６信号を用いたセンチメータ級測位補強サービスの開発が進められている。「ＣＬＡＳ」は、Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ　Ｌｅｖｅｌ　Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｓｅｒｖｉｃｅの略語である。ＣＬＡＳでは、日本全国で１分以内のＴＴＦＦでのセンチメータ級測位を可能とする補強情報が準天頂衛星から送信される。「ＴＴＦＦ」は、Ｔｉｍｅ　Ｔｏ　Ｆｉｒｓｔ　Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ　Ｆｉｘの略語である。ＣＬＡＳでは、具体的には、静止水平精度６ｃｍ（９５％）以下、静止垂直精度１２ｃｍ（９５％）以下、移動体水平精度１２ｃｍ（９５％）以下、および、移動体垂直精度２４ｃｍ（９５％）以下の測位が可能となる。このような高精度かつ利便性が高い測位を可能とするための、１測位衛星の補強に必要なデータ量は多い。しかし、準天頂衛星のＬ６信号のビットレートは、１６９５ｂｐｓである。よって、マルチＧＮＳＳ化により利用可能な測位衛星が増加しても、ビットレートの制約のため、すべての測位衛星の補強情報を送信することができない。そこで、すべての可視の測位衛星を一様に補強するのではなく、補強対象とする衛星を選択し、選択した衛星を補強することが考えられる。

　特許文献１に開示されている技術では、列車での測位に利用される衛星が、その列車の沿線上に設置された基準局によって選択される。このような方法は、列車の沿線という狭い範囲でなく、比較的広い範囲に配信される補強情報の量を低減させるために、補強対象とする衛星を選択する方法としては適用できない。

　本発明は、各衛星からの測位信号の品質に応じて、補強対象とする衛星を精選することを目的とする。

　本発明の一態様に係る測位補強装置は、
　選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択し、選択した部分集合を示す計画データをメモリに保存する計画立案部と、
　各衛星から送信される測位信号の品質を示すインテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された部分集合から前記測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記選択条件を満たす別の部分集合を示す計画データに変更する計画修正部と、
　前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を測位補強の対象として、前記測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージを生成するメッセージ生成部とを備える。

　本発明では、補強対象として事前に選択された衛星の集合から、測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星が検出され、検出された衛星が別の衛星に置換されることで、補強対象とする衛星の集合が変更される。よって、本発明によれば、各衛星からの測位信号の品質に応じて、補強対象とする衛星を精選することが可能となる。

実施の形態１に係るシステムの構成を示す図。 実施の形態１に係る補強情報のコンテンツを示す図。 実施の形態１に係るＣｏｍｐａｃｔ　ＳＳＲのＳｕｂ　Ｔｙｐｅを示す表。 実施の形態１に係る測位補強装置の構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る衛星選択の処理の擬似コード。 実施の形態１に係る計画立案の処理手順を示すフローチャート。 実施の形態１に係る計画立案の処理の擬似コード。 実施の形態１に係る継ぎ代調整の概念を示す図。 実施の形態１に係る継ぎ代調整の概念を示す図。 実施の形態１に係る、衛星をエポックに追加で割り当てる条件を示す表。 実施の形態１に係る共通衛星内修正の処理手順を示すフローチャート。 実施の形態１に係る共通衛星内修正の処理の擬似コード。 実施の形態１に係る共通衛星修正の処理手順を示すフローチャート。 実施の形態１に係る共通衛星修正の処理の擬似コード。 実施の形態１の適用例に係るＤＯＰの評価地点および離島の位置を示す図。 実施の形態１の適用例に係るＨＤＯＰの統計値を示すグラフ。 実施の形態１の適用例に係るＶＤＯＰの統計値を示すグラフ。 実施の形態１の適用例に係るＨＤＯＰの統計値を示すグラフ。 実施の形態１の適用例に係るＶＤＯＰの統計値を示すグラフ。 実施の形態１の変形例に係る測位補強装置の構成を示すブロック図。

　以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態は、部分的に実施されても構わない。

　実施の形態１．
　本実施の形態について、図１から図１９を用いて説明する。

　＊＊＊構成の説明＊＊＊
　図１を参照して、本実施の形態に係るシステムの構成を説明する。

　本実施の形態に係るシステムは、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＧａｌｉｌｅｏのうちいずれかのＧＮＳＳに属し、それぞれ測位信号１１を送信する複数の衛星１０と、日本各地に設置され、それぞれ観測データ２１を送信する複数の電子基準点２０と、日本全国にＣＬＡＳを提供する測位補強システム３０とを備える。なお、一部または全部の衛星１０が、ＢｅｉｄｏｕまたはＩＲＮＳＳといった上記以外の衛星測位システムに属していてもよい。一部または全部の電子基準点２０が、日本以外に設置されていてもよい。測位補強システム３０が、日本以外の国または地域にＣＬＡＳと同等のセンチメータ級測位補強サービスを提供していてもよい。

　測位補強システム３０は、測位補強装置４０と、地上局５０と、準天頂衛星６０とを備える。測位補強装置４０は、測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージ４１を地上局５０に送信する。地上局５０は、測位補強装置４０からメッセージ４１を受信し、メッセージ４１をアップリンク信号５１に載せて準天頂衛星６０に送信する。準天頂衛星６０は、地上局５０からアップリンク信号５１を受信し、アップリンク信号５１に含まれるメッセージ４１をＬ６信号６１に載せて送信することで、補強情報を配信する。なお、地上局５０が、測位補強装置４０に統合されてもよい。準天頂衛星６０の代わりに、他の種類の衛星、または、地上に設置された装置が、補強情報を配信してもよい。準天頂衛星６０が、衛星１０を兼ねてもよい。

　ＣＬＡＳは、準天頂衛星６０のＬ６信号６１を用いて、測位補強サービスのデファクトスタンダードであるＲＴＣＭ　ＳＣ－１０４におけるＲＴＫ－ＰＰＰに対応する補強情報を日本の領土および領海に送信するサービスである。「ＲＴＣＭ」は、「Ｒａｄｉｏ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｍａｒｉｔｉｍｅ　Ｓｅｒｖｉｃｅｓ」の略語である。「ＲＴＫ－ＰＰＰ」は、Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ　Ｐｒｅｃｉｓｅ　Ｐｏｉｎｔ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇの略語である。測位補強装置４０は、日本の測地系に整合する位置情報を移動体３１の搭載機器等によってユーザが得られるよう、国土地理院のＧＮＳＳ連続観測システムで得られる、多周波の擬似距離および搬送波位相の観測データ２１と、公開される各電子基準点２０の位置情報とを用いて、補強情報を生成する。補強情報には、衛星クロック誤差、衛星軌道誤差、衛星信号間バイアス、電離層遅延および対流圏遅延の情報が含まれる。衛星信号間バイアスの情報としては、ユーザ側で整数アンビギュイティのリカバリが可能な情報が含まれる。電離層遅延の情報としては、視線方向の総電子数であるＳＴＥＣが衛星１０ごとに含まれる。「ＳＴＥＣ」は、Ｓｌａｎｔ　ＴＥＣの略語である。「ＴＥＣ」は、Ｔｏｔａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｃｏｎｔｅｎｔの略語である。対流圏遅延の情報としては、乾燥および湿潤のそれぞれについて、垂直方向の遅延の情報が含まれる。補強情報は、ユーザが補強情報の受信開始から１分以内にセンチメータ級測位が行えるよう、設計されている。「１分」の内訳は、受信に３０秒、アンビギュイティの整数化に３０秒である。補強情報を含むメッセージ４１の形式は、任意の形式でよいが、本実施の形態では、ＲＴＣＭ　ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ　１０４０３．ｘ　ｓｅｃｔｉｏｎ　３．５．１２のＳＳＲメッセージを、衛星送信向けにコンパクト化したＣｏｍｐａｃｔ　ＳＳＲメッセージに準じている。Ｃｏｍｐａｃｔ　ＳＳＲは、Ｔｙｐｅ　４０７３に該当する。

　補強情報のコンテンツを図２に示す。補強情報は、３０秒分を１つのメインフレーム６２、５秒ごとの固まりをサブフレーム６３として構成される。図３に示すように、各サブフレーム６３のコンテンツに対応するメッセージは、Ｃｏｍｐａｃｔ　ＳＳＲのＳｕｂ　Ｔｙｐｅから構成される。時間的な変動が速い衛星クロック誤差のメッセージ（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　３）は、５秒周期で送信される。その他の誤差要因のメッセージ（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　２、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　６、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８およびＳｕｂ　Ｔｙｐｅ　９、または、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　２、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　４、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　５、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８およびＳｕｂ　Ｔｙｐｅ　９）は、３０秒周期で送信される。ユーザの場所により異なる電離層遅延（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８およびＳｕｂ　Ｔｙｐｅ　９の一部）と対流圏遅延（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９の別の一部）は、ユーザが最新の状態の情報を得られるよう、日本全国を１２のエリアと９つの離島とに分け、２エリアずつ、５秒ずつ時刻をずらして送信される。９つの離島は、６つのサブフレーム６３に割り振られる。電離層については、日本全国に約５０ｋｍ間隔で定義されたグリッドでの衛星ごとの視線方向の電離層遅延の情報が、エリアごとの多項式（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８）と各グリッドでの多項式からの残差（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９の一部）とに分けて送信される。離島も含むグリッドの総数Ｎｇｒｉｄは、３４４である。対流圏については、電離層と同じグリッドでの垂直方向の乾燥および湿潤の遅延量の情報（Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９の別の一部）が送信される。Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　２からＳｕｂ　Ｔｙｐｅ　９の各情報のビット数は、ユーザが図３に示す１通りのメッセージを受信完了後、３０秒以内にアンビギュイティを整数化できる精度を維持するために必要な数値分解能と、数値範囲とを反映している。

　衛星１０の可視状況は、場所により異なる。よって、前述の１２エリアと９離島とのそれぞれについて、ＳＴＥＣを補正する衛星１０の組み合わせが変えられ、それらの和集合が、メインフレーム６２ごとに衛星起因の誤差を補正する共通衛星となる。各エリアまたは各離島の衛星数はＭｓａｔ、共通衛星の衛星数はＮｓａｔと表記する。衛星１０の番号の対応付けを行うＳｕｂ　Ｔｙｐｅ　１が５秒周期で、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　７が３０秒周期で送信されるものとし、以下に合計のビット数を示す。可変の項として、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　２は４９ビットを、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８は５４ビットを、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９は１２エリアのグリッドは７ビット、９つの離島は１６ビットを用いるとする。Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８はエリアごとに必要であること、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９はエリアごとおよび離島ごとに必要であることより、３０秒ごとの合計のビット数は次式で表わされる。
｛４９＋（６１＋Ｎｓａｔ＊Ｎｓｉｇ）＊Ｎｓｙｓ｝＊６＋　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　１
３７＋４９＊Ｎｓａｔ＋　　　　　　　　　　　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　２
｛３７＋１５＊Ｎｓａｔ｝＊６＋　　　　　　　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　３
３７＋２８＊Ｎｓｉｇ＊Ｎｓａｔ＋　　　　　　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　６
３７＋６＊Ｎｓａｔ＋　　　　　　　　　　　　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　７
｛４４＋Ｎｓａｔ＋５４＊Ｎｓａｔ｝＊１２＋　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　８
｛５７＋Ｎｓａｔ｝＊（１２＋９）＋　　　　　：Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　９のヘッダ
（１７＋７＊Ｍｓａｔ）＊（Ｎｇｒｉｄ－９）＋（１７＋１６＊Ｍｓａｔ）＊９　：ＳｕｂＴｙｐｅ　９のデータ
　なお、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　１０は無視している。Ｎｓｉｇは周波の異なる信号数、ＮｓｙｓはＧＮＳＳ数である。３周波、かつ、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＧａｌｉｌｅｏの補強、すなわち、Ｎｓｉｇ＝３かつＮｓｙｓ＝４を前提とすると、例えば、Ｎｓａｔ＝１４かつＭｓａｔ＝１１とすることで合計が４８８４７ビットとなり、３０秒分の最大ビット数である５０８５０ビット（＝１６９５×３０）以下となる。３０秒分の最大ビット数に対する合計ビット数の余裕は、サブフレーム６３間でメッセージを跨がないことと、Ｓｕｂ　Ｔｙｐｅ　１０による非定常な情報提供の考慮による。

　図４を参照して、本実施の形態に係る測位補強装置４０の構成を説明する。

　測位補強装置４０は、コンピュータである。測位補強装置４０は、プロセッサ７１を備えるとともに、メモリ７２、レシーバ７３およびトランスミッタ７４といった他のハードウェアを備える。プロセッサ７１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

　測位補強装置４０は、機能要素として、誤差状態推定部８１と、インテグリティ情報生成部８２と、候補決定部８３と、計画立案部８４と、計画修正部８５と、評価通知部８６と、メッセージ生成部８７とを備える。誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能は、ソフトウェアにより実現される。

　プロセッサ７１は、各種処理を行うＩＣである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。プロセッサ７１は、例えば、ＣＰＵである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔの略語である。

　メモリ７２は、後述する計画データ４３等のデータを記憶する媒体である。メモリ７２は、例えば、フラッシュメモリまたはＲＡＭである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙの略語である。

　レシーバ７３は、前述した観測データ２１、および、後述する軌道情報１２等のデータを受信するデバイスである。トランスミッタ７４は、前述したメッセージ４１、および、後述するアラート４２等のデータを送信するデバイスである。レシーバ７３とトランスミッタ７４は、統合されていてもよい。レシーバ７３およびトランスミッタ７４、または、これらの組み合わせは、例えば、通信チップまたはＮＩＣである。「ＮＩＣ」は、Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄの略語である。

　測位補強装置４０は、ハードウェアとして、入力装置およびディスプレイを備えていてもよい。入力装置は、例えば、マウス、キーボードまたはタッチパネルである。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤである。「ＬＣＤ」は、Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙの略語である。

　メモリ７２には、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能を実現するプログラムである測位補強プログラムが記憶されている。測位補強プログラムは、プロセッサ７１に読み込まれ、プロセッサ７１によって実行される。メモリ７２には、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ７１は、ＯＳを実行しながら、測位補強プログラムを実行する。なお、測位補強プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

　測位補強プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリまたはＨＤＤである。「ＨＤＤ」は、Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅの略語である。補助記憶装置に記憶されている測位補強プログラムおよびＯＳは、メモリ７２にロードされ、プロセッサ７１によって実行される。

　測位補強装置４０は、プロセッサ７１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、測位補強プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ７１と同じように、各種処理を行うＩＣである。

　誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の処理の結果を示す情報、データ、信号値および変数値は、メモリ７２、補助記憶装置、または、プロセッサ７１内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

　測位補強プログラムは、磁気ディスクおよび光ディスクといった可搬記録媒体に記憶されてもよい。

　＊＊＊動作の説明＊＊＊
　図４を参照して、本実施の形態に係る測位補強装置４０の動作を説明する。測位補強装置４０の動作は、本実施の形態に係る測位補強方法に相当する。

　誤差状態推定部８１は、第４単位時間ごとに、レシーバ７３を介して、複数の電子基準点２０から観測データ２１を受信する。第４単位時間は、任意の単位時間でよいが、本実施の形態では１秒である。誤差状態推定部８１は、受信した観測データ２１から、各衛星１０から送信される測位信号１１の誤差状態を推定する。誤差状態推定部８１は、第３単位時間ごとに、推定結果を出力する。第３単位時間は、第４単位時間以上であれば、任意の単位時間でよいが、本実施の形態ではサブフレーム６３と同じ時間、すなわち、５秒である。

　インテグリティ情報生成部８２は、誤差状態推定部８１より出力された推定結果からインテグリティ情報を生成する。インテグリティ情報は、各衛星１０から送信される測位信号１１の品質を示す情報である。インテグリティ情報生成部８２は、第３単位時間ごとに、生成したインテグリティ情報を出力する。

　候補決定部８３は、任意の単位時間ごとに、レシーバ７３を介して、各衛星１０またはインターネット上のサーバからアルマナックおよびエフェメリスといった軌道情報１２を受信する。軌道情報１２には、各衛星１０の運用状態を示す運用情報が含まれている。すなわち、候補決定部８３は、運用情報を取得する。候補決定部８３は、運用情報に基づいて、選択候補となる衛星１０の集合である候補集合を決定する。具体的には、候補決定部８３は、運用情報で、ある衛星１０がｕｎｈｅａｌｔｈｙな状態であることが示されている場合、その衛星１０を候補集合から排除する。また、候補決定部８３は、運用情報で、ある衛星１０が打ち上げから数日または数十日しか経っていないこと等から不安定な状態であることが示されている場合、その衛星１０を候補集合から排除する。

　計画立案部８４は、候補決定部８３により決定された候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択する。計画立案部８４は、選択した部分集合を示す計画データ４３をメモリ７２に保存する。なお、候補集合は、候補決定部８３により決定されたものでなくてもよく、例えば、測位補強装置４０の外部で決定されたもの、または、あらかじめ固定されたものであってもよい。すなわち、測位補強装置４０は、候補決定部８３を備えていなくてもよい。

　本実施の形態において、計画立案部８４は、候補集合に含まれる衛星１０の仰角と当該衛星１０の配置による精度劣化とに応じて、選択条件を満たす部分集合を選択する。

　また、本実施の形態において、計画立案部８４は、複数の第２単位時間からなる第１単位時間ごとに、選択条件を満たす部分集合として、第２単位時間ごとの部分集合を選択する。第２単位時間は、第３単位時間以上であれば、任意の単位時間でよいが、本実施の形態ではメインフレーム６２と同じ時間、すなわち、３０秒である。第１単位時間は、第２単位時間よりも長ければ、任意の単位時間でよいが、本実施の形態では１時間である。

　また、本実施の形態において、計画立案部８４は、補強情報が配信される複数のエリアのそれぞれについて、選択条件を満たす部分集合を選択する。それぞれのエリアは、任意のエリアでよいが、本実施の形態では前述した１２のエリアである。

　計画修正部８５は、インテグリティ情報生成部８２からインテグリティ情報を取得する。計画修正部８５は、取得したインテグリティ情報に基づいて、計画立案部８４により選択された部分集合から測位信号１１の品質が品質条件を満たしていない衛星１０を検出する。そのような衛星１０を検出した場合、計画修正部８５は、当該部分集合において、検出した衛星１０を候補集合に含まれる別の衛星１０に置換することで、メモリ７２に保存されている計画データ４３を、選択条件を満たす別の部分集合を示す計画データ４３に変更する。なお、インテグリティ情報は、インテグリティ情報生成部８２により生成されたものでなくてもよく、例えば、測位補強装置４０の外部で生成されたものであってもよい。すなわち、測位補強装置４０は、誤差状態推定部８１およびインテグリティ情報生成部８２を備えていなくてもよい。

　本実施の形態において、計画修正部８５は、計画立案部８４により選択された全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星１０を候補集合に含まれる残りの衛星１０よりも優先して、上記別の衛星１０を選択する。

　メッセージ生成部８７は、候補集合に含まれる衛星１０のうち、メモリ７２に保存されている計画データ４３が示す部分集合に含まれる衛星１０を測位補強の対象として、その測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージ４１を生成する。

　本実施の形態において、メッセージ生成部８７は、トランスミッタ７４を介して、準天頂衛星６０に、地上局５０経由でメッセージ４１を送信する。なお、メッセージ生成部８７は、準天頂衛星６０に、直接メッセージ４１を送信してもよい。

　評価通知部８６は、計画立案部８４により選択された部分集合に含まれる衛星１０の配置による精度劣化を評価する。評価通知部８６は、評価結果を運用者に通知する。

　本実施の形態において、評価通知部８６は、エリアごとに、計画立案部８４により選択された部分集合に含まれる衛星１０のＰＤＯＰの、第１単位時間における平均値を計算する。「ＰＤＯＰ」は、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ＤＯＰの略語である。「ＤＯＰ」は、Ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎの略語である。いずれかのエリアの部分集合について計算した平均値が上限値を超えていれば、評価通知部８６は、トランスミッタ７４を介して、運用者に、そのエリアを識別するＩＤと、ＰＤＯＰの計算結果、および、ＰＤＯＰが異常値であることの少なくともいずれかとを示すアラート４２を送信する。「ＩＤ」は、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒの略語である。運用者は、アラート４２の内容に基づいて、候補集合またはインテグリティ情報を手動で変更することにより、衛星選択の適正化を図ることができる。

　図５から図１４を参照して、本実施の形態に係る測位補強装置４０の動作をさらに説明する。

　衛星１０の組み合わせの計画は、軌道情報１２を用いた幾何学的配置を評価指標として準リアルタイムで計画立案部８４により立案される。この計画に対して、リアルタイムで得られる衛星１０およびエリアの組み合わせごとのインテグリティ情報が計画修正部８５により反映され、衛星１０の組み合わせが３０秒のメインフレーム６２ごとに決定される。インテグリティ情報は、各衛星１０の誤差補正後の観測値の品質情報であり、測距精度を評価したものである。誤差状態の推定とインテグリティ情報の生成は、補強対象となる衛星１０の組み合わせによらず誤差状態推定部８１およびインテグリティ情報生成部８２によりそれぞれ行われる。決定された組み合わせに含まれる衛星１０の誤差状態とインテグリティ情報とがメッセージ生成部８７により抽出され、補強情報として送信される。なお、ＣＬＡＳのアベイラビリティ確保のため、４機体制では複数の準天頂衛星６０が同じ補強情報を送信する。

　図５に、衛星選択の処理の擬似コードを示す。衛星選択の処理は、補強情報のサブフレーム６３を生成する５秒ごとに呼び出される。衛星選択の処理では、計画に従い、衛星起因の誤差を補正する共通衛星の組み合わせＣＳ_Ｔが決定される。エリアごとの衛星１０の選択では、同エリアでの品質の条件を満たさない衛星１０が計画に含まれている場合、そのエリアにおける現時刻と次時刻以降の組み合わせが、共通衛星を変えない範囲内で修正される。この処理を共通衛星内修正の処理という。共通衛星を変えない範囲で修正ができない場合、次時刻以降の計画が、共通衛星も変えて修正される。この処理を共通衛星修正の処理という。離島については、ＣＳ_Ｔに含まれる衛星１０のうち、品質の条件を満たす衛星１０から、ＰＤＯＰを最小にするＭｓａｔ機の衛星１０の組み合わせが選択される。品質の条件を満たす衛星１０がＭｓａｔ機に満たない場合は、不足分に他の衛星１０が品質の良い順に割り当てられる。現時刻が、次の正時の１０分前である場合、次の正時を初期時刻とした１時間分の計画が立案される。この処理を計画立案の処理という。

　計画立案の処理は、計画立案部８４により実行される。共通衛星内修正および共通衛星修正の処理は、計画修正部８５により実行される。

　図６から図１０を参照して、計画立案の処理の詳細を説明する。

　計画立案部８４は、毎正時を初期時刻とした１時間分の計画を１時間に１回、その正時の１０分前の時点で得られている軌道情報１２を用いて立案する。組み合わせは、前述の３０秒のメインフレーム６２ごとであるため、１時間あたり１２０時刻における組み合わせが決定される。１時刻あたり、エリアごとに異なるＭｓａｔ機の組み合わせと、共通衛星であるＮｓａｔ機の組み合わせとが決定される。候補決定部８３によって、軌道情報１２に含まれる、各ＧＮＳＳのメンテナンス運用およびチェックアウト運用の情報が反映され、定常の運用状態にある衛星１０のみが選択候補とされる。また、本実施の形態では、候補決定部８３によって、エリアの指定の４隅での仰角が１５度以上の衛星１０のみが、それらエリアでの選択候補とされる。幾何学的配置を評価指標とした１時間分の計画の立案を、次の最適化問題で表わす。

　Ｔは、３０秒刻みの時刻のインデックスである。Ｔ_ｈｏｕｒは、該当する１時間の初期時刻、すなわち、正時である。ｚ^ＧＰＳ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}＝１のときに、番号ｓｖのＧＰＳ衛星がエリアＡおよび時刻Ｔで補強対象となる。ｚ^Ｇａｌ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}＝１のときに、番号ｓｖのＧａｌｉｌｅｏ衛星がエリアＡおよび時刻Ｔで補強対象となる。ｚ^ＧＬＯ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}＝１のときに、番号ｓｖのＧＬＯＮＡＳＳ衛星がエリアＡおよび時刻Ｔで補強対象となる。準天頂衛星６０は、互換性のため、ＧＰＳ衛星に含まれる。ｎ^ＧＰＳ、ｎ^Ｇａｌおよびｎ^ＧＬＯは、それぞれＧＰＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＧＬＯＮＡＳＳに含まれる衛星１０の数である。評価関数Ｆは、各エリアＡおよび各時刻Ｔにおける補強対象の衛星１０のＰＤＯＰの、全エリアおよび全時刻での最大値を、以下の拘束条件の下で最小化する関数である。

　拘束条件Ｃ１は、各エリアＡおよび各時刻Ｔで補強対象となる衛星１０の総数がＭｓａｔ機以下であるという選択条件である。拘束条件Ｃ２は、各時刻Ｔの共通衛星数がＮｓａｔ機以下であるという選択条件である。拘束条件Ｃ３は、都市部等での利便性のため、ＰＤＯＰによらずＮｈｉｇｈ機以上の高仰角のＧＰＳ衛星を補強するという選択条件である。例えば、仰角４０度以上のＧＰＳ衛星の集合が、高仰角のＧＰＳ衛星の集合ｈｉｇｈとして扱われる。拘束条件Ｃ４から拘束条件Ｃ６は、ユーザ側でのアンビギュイティのフィックスの計算回数を低減するため、それぞれＧＰＳ衛星、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星およびＧＬＯＮＡＳＳ衛星をｐｍｉｎエポック以上連続して補強するという選択条件である。１エポックはメインフレーム６２と同じ時間、すなわち、３０秒である。例えば、ｐｍｉｎ＝１０とすると、ｐｍｉｎエポックは３００秒である。Ｔ^－ＧＰＳ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}は、時刻Ｔ以前の時刻で、時刻Ｔから数えて初めてｚ^ＧＰＳ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}＝０となる直前の時刻である。Ｔ^＋ＧＰＳ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}は、時刻Ｔ以降の時刻で、時刻Ｔから数えて初めてｚ^ＧＰＳ _{ｓｖ，Ａ，Ｔ}＝０となる直前の時刻である。ただし、時刻Ｔが初期時刻か終端時刻に近いとき、これらの時刻は、当該１時間の前後の１時間の時刻になる場合がある。Ｇａｌｉｌｅｏ衛星およびＧＬＯＮＡＳＳ衛星についても、ＧＰＳ衛星と同様である。拘束条件Ｃ７は、各エリアＡおよび各時刻Ｔで補強対象とする衛星１０の数が１つのＧＮＳＳについて２機以上または０機であるという選択条件である。すなわち、拘束条件Ｃ７は、各ＧＮＳＳについて補強対象とする衛星１０の数を１機のみとはしないという選択条件である。これでユーザが同じＧＮＳＳの衛星１０間で一重差計算を行えるようにする。拘束条件Ｃ８から拘束条件Ｃ１０は、選択候補の衛星１０のみから補強対象となる衛星１０を選択するという選択条件である。本実施の形態では、候補決定部８３により決定された候補集合が、選択候補の衛星１０の集合ｃａｎｄとして扱われる。

　図６は、１時間ごとに呼び出される計画立案の処理のフローを示している。

　ステップＳ１０１の処理が行われる前は、各時刻および各エリアの部分集合は空である。

　ステップＳ１０１において、計画立案部８４は、候補集合ｃａｎｄから、仰角が閾値以上であり、かつ、いずれの部分集合も拘束条件を満たさなくなることがないＧＰＳ衛星および準天頂衛星６０を、各時刻および各エリアの部分集合に追加する。

　ステップＳ１０２において、計画立案部８４は、各時刻および各エリアの部分集合に含まれる衛星１０の数がＮｓａｔ機に達しているかどうかを判定する。いずれかの部分集合に含まれる衛星１０の数がＮｓａｔ機に達していなければ、ステップＳ１０３の処理が行われる。いずれの部分集合に含まれる衛星１０の数もＮｓａｔ機に達していれば、ステップＳ１０５の処理が行われる。

　ステップＳ１０３において、計画立案部８４は、ＰＤＯＰが最大の時刻ＴおよびエリアＡの組み合わせを抽出する。すなわち、計画立案部８４は、すべての部分集合の中から、ＰＤＯＰが最大の部分集合ＡＳ_Ｔ，Ａを特定する。

　ステップＳ１０４において、計画立案部８４は、候補集合ｃａｎｄから、時刻ＴおよびエリアＡのＰＤＯＰを最小にし、かつ、いずれの部分集合も拘束条件を満たさなくなることがない衛星１０を、時刻ＴおよびエリアＡの部分集合ＡＳ_Ｔ，Ａと、時刻Ｔから最長でｐｍｉｎエポック後までの各時刻およびエリアＡの部分集合に追加する。ステップＳ１０４の処理の後、ステップＳ１０２の処理が再び行われる。

　ステップＳ１０５において、計画立案部８４は、各時刻および各エリアの部分集合を示す計画データ４３をメモリ７２に保存する。

　ステップＳ１０５の直前に、または、ステップＳ１０５と並行して、評価通知部８６は、各時刻および各エリアの部分集合のＰＤＯＰを評価する。評価通知部８６は、評価結果を運用者に通知する。

　上記のように、ステップＳ１０１において、計画立案部８４は、候補集合ｃａｎｄから仰角が閾値以上の衛星１０を選択する第１処理を行う。本実施の形態では、計画立案部８４が、１２のエリアのそれぞれに対し、第１処理を行う。

　ステップＳ１０２からステップＳ１０４において、計画立案部８４は、次の衛星１０を選択しても、選択した衛星１０の集合が選択条件を満たす場合に限り、候補集合ｃａｎｄから、選択した衛星１０の配置による精度劣化を小さくする衛星１０を選択する第２処理を繰り返す。選択条件には、計画データ４３が示す各エリアの部分集合に含まれる衛星１０の総数の条件として、拘束条件Ｃ１が含まれている。選択条件には、さらに、計画データ４３が示す全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星１０の総数の条件として、拘束条件Ｃ２が含まれている。

　計画立案部８４は、第２処理の開始時点で、同じ第１単位時間における、選択した衛星１０の配置による精度劣化が最大の第２単位時間であるピーク時間Ｔに対し、第２処理として、候補集合ｃａｎｄから、選択した衛星１０の配置による精度劣化を最小にする衛星１０を選択する処理を行う。また、計画立案部８４は、ピーク時間に続く１つ以上の第２単位時間に対し、第２処理と同じ衛星１０を選択する第３処理を行う。本実施の形態では、計画立案部８４が、第２処理の開始時点で、同じ１時間における、選択した衛星１０のＰＤＯＰが最大の時刻ＴおよびエリアＡの組み合わせに対し、第２処理として、候補集合ｃａｎｄから、選択した衛星１０のＰＤＯＰを最小にする衛星１０を選択する処理を行う。また、計画立案部８４が、時刻Ｔに続く最大でｐｍｉｎエポック分の時刻に対し、第２処理と同じ衛星１０を選択する第３処理を行う。

　以下では、計画立案の近似解法を説明する。

　最適化問題の変数ｚの次元について、エリア数が１２、エポック数が１２０、拘束条件Ｃ８から拘束条件Ｃ１０により不可視の衛星１０に関する変数の値は０となることを考慮し、可視衛星数が３０程度とすると、変数ｚの次元のオーダーは１０^４である。さらに、評価関数Ｆ、拘束条件Ｃ２および拘束条件Ｃ４から拘束条件Ｃ６が非線形であることから、大域的な最適解を厳密に求めることは困難である。よって、本実施の形態では、地上系に求められる信頼性と計算リソースとを考慮し、反復計算の不要な貪欲法に基づく近似的アプローチにより、計画立案が行われる。図７に、計画立案の処理の擬似コードを示す。この擬似コードは、図６のフローとほぼ同じアルゴリズムをコード化したものである。

　まず、計画立案部８４は、計画を立案する１時間の範囲を決めるため、次の正時の時刻インデックスを取得する。続いて、計画立案部８４は、拘束条件Ｃ３を考慮して、エリアおよび時刻の組み合わせごとで独立に、エリアの指定の４隅での仰角が高い順番にＮｈｉｇｈ機のＧＰＳ衛星を割り当てる。Ｎｈｉｇｈ機のＧＰＳ衛星の中には、準天頂衛星６０が含まれる。仰角が閾値である４０度以上のＧＰＳ衛星がＮｈｉｇｈ機以上存在しない場合があるが、これは許容してもよい。ＧＰＳ衛星のみを対象とすることで、割り当てられる衛星１０が天頂付近に集中することを避けられる。続いて、計画立案部８４は、計画済の１つ前の１時間について、その終端から数えてｐｍｉｎ－１個のエポックを、現処理で計画を行う１時間との継ぎ代とする。計画立案部８４は、継ぎ代内のいずれかのエポックから補強が開始される各衛星１０について、その衛星１０が連続して補強されるエポック数がｐｍｉｎとなるよう、現処理で計画を行う１時間側に割り当てを拡張する。継ぎ代調整の処理の概念を図８に示す。

　続いて、計画立案部８４は、ＰＤＯＰを評価指標とした貪欲法に基づく衛星１０の割り当てを行う。貪欲法に基づく衛星１０の割り当てとは、全エリアおよび全時刻の中で最もＰＤＯＰの大きいエリアＡおよび時刻Ｔを抽出し、エリアＡおよび時刻ＴでのＰＤＯＰを最小にする選択候補の衛星１０を、エリアＡおよび時刻Ｔと周辺時刻に新たに割り当て、これを拘束条件の下、衛星１０が追加できなくなるまで繰り返すことである。周辺時刻も含めるのは、衛星１０をｐｍｉｎエポック以上連続して補強するためである。連続して割り当てられる時間が時刻Ｔを含んでｐｍｉｎエポック以上となり、かつ、それら時刻で拘束条件を満たすことが割り当ての条件となる。追加の割り当てにより、割り当て済の他の区間に接続することで、連続時間をｐｍｉｎエポックとしてもよい。なお、ＰＤＯＰは、エリアの指定の４隅の平均の座標値を用いて計算される。まず、計画立案部８４は、全時刻での共通衛星を上限まで拡大する。その後、計画立案部８４は、各エリアについて全時刻で衛星１０が追加できなくなるまで、共通衛星の範囲内で衛星１０の割り当てを行う。エリアＡおよび時刻Ｔの抽出では、計画立案部８４は、割り当て済の衛星１０の数がＭｓａｔ機未満であることに加え、割り当て済の衛星１０の集合に含まれる各ＧＮＳＳの衛星数も考慮する。計画立案部８４は、割り当て済の衛星１０の集合に含まれるいずれかのＧＮＳＳの衛星１０が１機のみであるエリアおよび時刻が存在する場合は、そのようなエリアおよび時刻のみから抽出を行う。これにより拘束条件Ｃ７が満たされるようにする。時刻Ｔおよび時刻Ｔの周辺時刻へ衛星１０の追加の概念を図９に示す。

　図９のケース１またはケース２のように、衛星１０は、図１０の条件を満たす、時刻Ｔを含む連続したｐｍｉｎエポックに追加される。図９のケース３のように、既に時刻Ｔに近接する時刻、すなわち、時刻Ｔとのエポック差がｐｍｉｎ以下の時刻に同じ衛星１０が割り当てられた区間が存在する場合には、時刻Ｔとそのような区間との間の全エポックが図１０の条件を満たす場合、それらのエポックに衛星１０が追加される。計画立案部８４は、そのような追加が可能な衛星１０のうち、エリアＡおよび時刻ＴでのＰＤＯＰを最小にする衛星１０を割り当てる。なお、共通衛星拡大と共通衛星内追加では、拘束条件Ｃ４から拘束条件Ｃ６のため、衛星数が実際の上限ＮｓａｔおよびＭｓａｔに満たない時刻が生じる場合がある。このような時刻が存在する場合、計画立案部８４は、ｐｍｉｎを一時的に１エポックずつ減らしていき、衛星数に余裕がなくなるか、ｐｍｉｎが０になるまで、衛星１０の割り当ての処理を繰り返す。

　図１１および図１２を参照して、共通衛星内修正の処理の詳細を説明する。

　各エリアの衛星１０の組み合わせは、５秒ごとに２エリアずつ決定される。通常は、計画通りの組み合わせが選択される。リアルタイムで得られるインテグリティ情報により、計画に品質の条件を満たさない衛星１０が含まれる場合、３０秒のメインフレーム６２の共通衛星内での変更が可能である。

　図１１は、５秒ごとに呼び出される共通衛星内修正の処理のフローを示している。

　ステップＳ２０１の処理が行われる前に、計画立案部８４により各時刻および各エリアの部分集合が選択されている。

　ステップＳ２０１において、計画修正部８５は、インテグリティ情報を取得する。計画修正部８５は、インテグリティ情報に基づいて、計画立案部８４により選択された、対応する時刻のいずれかのエリアの部分集合に、測位信号１１の品質が品質条件を満たしていない衛星ｓｖがあるかどうかを判定する。計画修正部８５が、計画立案部８４により選択された、対応する第２単位時間の１つのエリアＡの部分集合から測位信号１１の品質が品質条件を満たしていない衛星ｓｖを検出した場合、ステップＳ２０２の処理が行われる。検出されなかった場合、ステップＳ２０５の処理が行われる。

　ステップＳ２０２において、計画修正部８５は、インテグリティ情報に基づいて、検出した衛星ｓｖよりも測位信号１１の品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が、計画立案部８４により選択された、対応する時刻の全エリアの部分集合の和集合に含まれているかどうかを判定する。本実施の形態において、インテグリティ情報は、測位信号１１のエリアごとの品質を示す情報である。計画修正部８５は、衛星ｓｖよりも測位信号１１の品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が１つの集合に含まれているかどうかを判定する際に、衛星ｓｖよりも測位信号１１の全エリアの品質が高い衛星１０が当該１つの集合に含まれている場合に、品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が当該１つの集合に含まれていると判定する。品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が和集合に含まれていれば、ステップＳ２０３の処理が行われる。和集合に含まれていなければ、ステップＳ２０４の処理が行われる。

　ステップＳ２０３において、計画修正部８５は、エリアＡの部分集合において、検出した衛星ｓｖを和集合に含まれる品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換することで、メモリ７２に保存されている計画データ４３を変更する。本実施の形態において、計画修正部８５は、１つの時刻Ｔの部分集合において、検出した衛星ｓｖを別の衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換する際に、時刻Ｔに続く１つ以上の時刻の部分集合に含まれる同じ衛星ｓｖを別の衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換する。そして、共通衛星内修正の処理が終了する。

　ステップＳ２０４において、計画修正部８５は、検出した衛星ｓｖを代替要求リストに追加する。代替要求リストは、メモリ７２に保存される。続いて、ステップＳ２０５の処理が行われる。

　ステップＳ２０５において、計画修正部８５は、メモリ７２に保存されている計画データ４３を変更することなく、共通衛星内修正の処理を終了する。

　図１２に、共通衛星内修正の処理の擬似コードを示す。この擬似コードは、図１１のフローとほぼ同じアルゴリズムをコード化したものである。

　計画修正部８５は、計画された部分集合ＡＳ_Ｔ，Ａに含まれる各衛星ｓｖについて、衛星ｓｖが現時刻Ｔで品質の条件を満たさない場合、時刻Ｔから時刻Ｔ＋ｄＴまで、部分集合ＡＳ_{Ｔ：Ｔ＋ｄＴ，Ａ}に含まれない別の衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}で衛星ｓｖを置き換える。ｄＴは、衛星ｓｖおよび衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}の既存の割り当てから決定され、次式で表わされる。
　ｄＴ＝ｍｉｎ（τ１－１，τ２－１，ｐｍｉｎ－１）
　τ１は、時刻Ｔ以降の時刻で初めて衛星ｓｖが部分集合ＡＳ_{Ｔ＋τ１，Ａ}に含まれなくなる時刻までのエポック数である。τ２は、時刻Ｔ以降の時刻で初めて衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}が部分集合ＡＳ_{Ｔ＋τ２，Ａ}に含まれる時刻までエポック数である。

　衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}は、現時刻Ｔで品質の条件を満たし、時刻Ｔから時刻Ｔ＋ｄＴの全時間で共通衛星ＣＳ_{Ｔ：Ｔ＋ｄＴ}に含まれ、エリアＡで選択候補であり、置き換えを行っても拘束条件Ｃ７を満たす衛星１０で、最も品質の良い衛星１０である。計画修正部８５は、そのような衛星１０が存在しない場合は、衛星ｓｖを次の時刻以降で置き換えるため、衛星ｓｖを代替要求リストに追加する。なお、ｄＴ＝τ１－１の場合、すなわち、時刻Ｔ以降ｐｍｉｎエポック以内に衛星ｓｖがエリアＡの補強対象から外れる場合は、衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}の継続時間が短く、拘束条件Ｃ４から拘束条件Ｃ６が満たされない場合があるが、これは許容してもよい。また、置き換えられた衛星ｓｖの継続時間がｐｍｉｎエポックより短くなる場合があるが、これも許容してもよい。

　図１３および図１４を参照して、共通衛星修正の処理の詳細を説明する。

　図１３は、３０秒ごとに呼び出される共通衛星修正の処理のフローを示している。

　ステップＳ３０１において、計画修正部８５は、候補集合ｃａｎｄに含まれているが、対応する時刻の全エリアの部分集合の和集合に含まれていない衛星１０を残りリストに追加する。残りリストは、メモリ７２に保存される。

　ステップＳ３０２において、計画修正部８５は、衛星ｓｖが、メモリ７２に保存されている代替要求リストに含まれているかどうかを判定する。衛星ｓｖが代替要求リストに含まれていれば、ステップＳ３０３の処理が行われる。代替要求リストに含まれていなければ、共通衛星修正の処理が終了する。

　ステップＳ３０３において、計画修正部８５は、インテグリティ情報に基づいて、代替要求リストに含まれている衛星ｓｖよりも測位信号１１の品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が、メモリ７２に保存されている残りリストに含まれているかどうかを判定する。すなわち、計画修正部８５は、衛星ｓｖよりも測位信号１１の品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が、候補集合ｃａｎｄに含まれているかどうかを判定する。本実施の形態において、インテグリティ情報は、測位信号１１のエリアごとの品質を示す情報である。計画修正部８５は、衛星ｓｖよりも測位信号１１の品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が１つの集合に含まれているかどうかを判定する際に、衛星ｓｖよりも測位信号１１の全エリアの品質が高い衛星１０が当該１つの集合に含まれている場合に、品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が当該１つの集合に含まれていると判定する。品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}が候補集合に含まれていれば、ステップＳ３０４の処理が行われる。候補集合に含まれていなければ、ステップＳ３０６の処理が行われる。

　ステップＳ３０４において、計画修正部８５は、次の時刻の、少なくとも代替要求リストに含まれている衛星ｓｖと同じエリアＡの部分集合において、衛星ｓｖを候補集合に含まれる品質が高い衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換することで、メモリ７２に保存されている計画データ４３を変更する。本実施の形態において、計画修正部８５は、１つの時刻Ｔの部分集合において、衛星ｓｖを別の衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換する際に、時刻Ｔに続く１つ以上の時刻の部分集合に含まれる同じ衛星ｓｖを別の衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}に置換する。

　ステップＳ３０５において、計画修正部８５は、残りリストから衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ}を削除する。そして、ステップＳ３０６の処理が行われる。

　ステップＳ３０６において、計画修正部８５は、代替要求リストから衛星ｓｖを削除する。そして、ステップＳ３０２の処理が再び行われる。

　図１４に、共通衛星修正の処理の擬似コードを示す。この擬似コードは、図１３のフローとは多少異なるアルゴリズムをコード化したものである。いずれかのアルゴリズムを採用するかは任意である。

　共通衛星修正の処理は、３０秒に１回、全１２エリアでの組み合わせが決定した後に行われる。まず、計画修正部８５は、代替要求リストに含まれる各衛星ｓｖについて、代替衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}が存在する場合、時刻Ｔ＋１から時刻Ｔ＋ｐｍｉｎの共通衛星ＣＳ_{Ｔ＋１：Ｔ＋ｐｍｉｎ}から衛星ｓｖを削除する。代替衛星ｓｖ_{ａｌｔｅｒｎａｔｅ}は、全エリアでの測距精度の平均値と最悪値との両方が衛星ｓｖより小さい衛星１０である。続いて、計画修正部８５は、削除した衛星ｓｖのリストに含まれる衛星１０を選択候補から外して、時刻Ｔ＋１から時刻Ｔ＋ｐｍｉｎの共通衛星ＣＳ_{Ｔ＋１：Ｔ＋ｐｍｉｎ}の拡大を行う。計画修正部８５は、拡大後の共通衛星数に余裕がある場合は、削除した衛星ｓｖのうち最も品質の良い衛星１０をリストから除き、再度拡大を行う。計画修正部８５は、これを共通衛星数がＮｓａｔ機に達するか、リストが空になるまで繰り返す。続いて、計画修正部８５は、各エリアについて、時刻Ｔで品質の条件を満たさなかった衛星１０を選択候補から外して、時刻Ｔ＋１から時刻Ｔ＋ｐｍｉｎに共通衛星内衛星追加の処理を行う。計画修正部８５は、処理後の衛星数に余裕がある場合は、同様に削除された衛星ｓｖのうち最も品質の良い衛星１０をリストから除いて追加する処理を繰り返す。その後、繰り返し処理して得られた結果の衛星ｓｖのリスト（ＰＲＮ番号等）をメッセージ生成部８７に渡す。

　なお、本実施の形態では、１２のエリアのそれぞれについて、衛星１０の組み合わせが選択されるが、エリアの数は１２に限らず、１以上の任意の数でよい。

　＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
　本実施の形態では、補強対象として事前に選択された衛星１０の集合から、測位信号１１の品質が品質条件を満たしていない衛星１０が検出され、検出された衛星１０が別の衛星１０に置換されることで、補強対象とする衛星１０の集合が変更される。よって、本実施の形態によれば、各衛星１０からの測位信号１１の品質に応じて、補強対象とする衛星１０を精選することが可能となる。

　本実施の形態によれば、ユーザの利便性低下を招かない範囲で、衛星１０の幾何学的配置、および、補正後の距離観測値の品質に応じて補強対象とする衛星１０を精選し、精選した衛星１０を高精度に補強することができる。

　本実施の形態において、計画立案部８４が、軌道情報１２に基づき、幾何学的配置を評価基準に現在からｐｍｉｎエポック後まで選択する衛星１０の組み合わせの計画を立案する。計画修正部８５は、インテグリティ情報に応じて、計画立案段階の衛星１０の組み合わせを修正する。これにより、ユーザレンジ誤差が小さく、かつ、幾何学的配置が良好な衛星１０を優先的に選択することができる。

　多数の衛星１０が利用できる環境で瞬時のＤＯＰおよび仰角に応じて補強対象とする衛星１０を選択すると、衛星１０の組み合わせの時間的な変化の頻度が早く、ユーザ測位において測位演算のカルマンフィルタが安定しない、高仰角の衛星１０ばかりでＤＯＰが悪い等により、ユーザの利便性が低下するおそれがある。しかし、本実施の形態では、一旦選択された衛星１０の選択継続時間が、指定された最短時間よりも長くなるように、衛星１０の組み合わせの計画が立案される。各衛星１０について２つの近接する連続選択時間の間隔が上記最短時間より短い場合は、それらが繋げられて１つの連続選択時間となる。よって、ユーザ測位において測位演算のカルマンフィルタが安定しやすくなる、ＤＯＰが良くなる等により、ユーザの利便性が向上する。すなわち、本実施の形態によれば、測位演算での収束時間よりも十分に長い間、衛星１０が継続的に選択され、ユーザにとって安定した測位ができる補強情報を提供できる。

　＊＊＊実施の形態の適用例＊＊＊
　ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳおよびＧａｌｉｌｅｏを対象とし、本実施の形態に係る衛星選択アルゴリズムを適用した例を示す。

　衛星数については、Ｎｓａｔ＝１４、Ｍｓａｔ＝１１、および、Ｎｈｉｇｈ＝４とした。連続エポック数については、ｐｍｉｎ＝１０、すなわち、ｐｍｉｎエポックを３００秒とした。伝搬性の電離層擾乱が発生したと見られる２０１６年５月１３日を選んだ。ＧＰＳ、準天頂衛星１号機、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏの軌道は、航法暦を用いて計算した。準天頂衛星６０については、２機の準天頂軌道衛星の軌道は１号機の昇交点赤経を±１３５度オフセット、１機の静止軌道衛星は東経１２７度の軌道として４機体制を模擬した。品質の評価は、エリア中心付近での電子基準点２０の観測値から算出したＲＯＴＩの値でインテグリティ情報を代用した。このように測位信号の品質や測距誤差と関連性がある指標であれば、インテグリティ情報は他の指標値で代用し、使用しても良い。「ＲＯＴＩ」は、Ｒａｔｅ　ｏｆ　ＴＥＣ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｉｎｄｅｘの略語である。衛星ｓｖのＲＯＴＩは、次式に示すＴＥＣ変化率の、時刻Ｔを中心時刻とした５分間での標準偏差である。

　ＲＯＴＩは、空間スケールの小さい電離層擾乱の指標である。ＲＯＴＩについては、補正後の測距誤差の要因のうち最も支配的な電離層補正誤差との高い相関が確認されている。本シミュレーションでは、ＲＯＴＩの値が０．３以下であることを、品質の条件とした。観測データ２１のない３機の準天頂衛星６０は、常に条件を満たすこととした。９つの離島については、上記ＧＮＳＳに対応した電子基準点２０が揃っていないため、観測値に基づく品質の評価は行わず、１２エリアで決定した共通衛星からＰＤＯＰを最小にするＭｓａｔ機の組み合わせを選択した。

　１２エリア内のＤＯＰの評価地点と９つの離島との位置を図１５に示す。各地点および各離島における、組み合わせの衛星１０によるＤＯＰを、計画時について評価した結果を図１６および図１７に示す。各地点および各離島における、組み合わせの衛星１０によるＤＯＰを、組み合わせ決定後について評価した結果を図１８および図１９に示す。図１６および図１８は、ＨＤＯＰの評価結果を示している。「ＨＤＯＰ」は、Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ＤＯＰの略語である。図１７および図１９は、ＶＤＯＰの評価結果を示している。「ＶＤＯＰ」は、Ｖｅｒｔｉｃａｌ　ＤＯＰの略語である。実用的なオープンスカイ環境を想定し、仰角マスクは２２．５度とした。ＣＬＡＳでは、端末で２周波数の搬送波位相のアンビギュイティが決定される。電離層補正誤差の影響を取り除いた後の補正誤差、具体的には、衛星クロック、軌道、信号間バイアスおよび対流圏遅延の補正誤差の合計は５ｃｍ（９５％）以下となる。ＨＤＯＰおよびＶＤＯＰの上限をそれぞれ２．５および５として、移動体３１の測位精度が水平方向１２ｃｍ（９５％）以下、および、垂直方向２４ｃｍ（９５％）以下となる。図１６および図１７より計画時、すなわち、電離層擾乱が発生しない場合に適用される組み合わせでは、全エリアの全時刻においてＤＯＰが上限値以下となっている。図１８および図１９より組み合わせ決定後では、幾何学的配置の良い一部の衛星１０が置き換えられ、一時的に上限値を超える場合があるが、ほとんど（９９％以上）の時刻でＤＯＰが上限値以下となっている。

　＊＊＊他の構成＊＊＊
　本実施の形態では、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、これらの機能がハードウェアにより実現されてもよい。この変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。

　図２０を参照して、本実施の形態の変形例に係る測位補強装置４０の構成を説明する。

　測位補強装置４０は、処理回路７９、レシーバ７３およびトランスミッタ７４といったハードウェアを備える。

　処理回路７９は、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能を実現する専用の電子回路である。処理回路７９は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡまたはＡＳＩＣである。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。

　測位補強装置４０は、処理回路７９を代替する複数の処理回路を備えていてもよい。これら複数の処理回路は、全体として、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能を実現する。それぞれの処理回路は、処理回路７９と同じように、専用の電子回路である。

　別の変形例として、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能の一部が専用の電子回路により実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。

　プロセッサ７１、メモリ７２および処理回路７９を、総称して「プロセッシングサーキットリ」という。つまり、測位補強装置４０の構成が図４および図２０のいずれに示した構成であっても、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。

　測位補強装置４０の「装置」を「方法」に読み替え、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の「部」を「工程」に読み替えてもよい。あるいは、測位補強装置４０の「装置」を「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な媒体」に読み替え、誤差状態推定部８１、インテグリティ情報生成部８２、候補決定部８３、計画立案部８４、計画修正部８５、評価通知部８６およびメッセージ生成部８７の「部」を「手順」または「処理」に読み替えてもよい。

　１０　衛星、１１　測位信号、１２　軌道情報、２０　電子基準点、２１　観測データ、３０　測位補強システム、３１　移動体、４０　測位補強装置、４１　メッセージ、４２　アラート、４３　計画データ、５０　地上局、５１　アップリンク信号、６０　準天頂衛星、６１　Ｌ６信号、６２　メインフレーム、６３　サブフレーム、７１　プロセッサ、７２　メモリ、７３　レシーバ、７４　トランスミッタ、７９　処理回路、８１　誤差状態推定部、８２　インテグリティ情報生成部、８３　候補決定部、８４　計画立案部、８５　計画修正部、８６　評価通知部、８７　メッセージ生成部。

Claims (17)

1. 　選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択し、選択した部分集合を示す計画データをメモリに保存する計画立案部と、
   　各衛星から送信される測位信号の品質を示すインテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された部分集合から前記測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記選択条件を満たす別の部分集合を示す計画データに変更する計画修正部と、
   　前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を測位補強の対象として、前記測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージを生成するメッセージ生成部と
   を備える測位補強装置。
2. 　前記計画立案部は、前記候補集合に含まれる衛星の仰角と当該衛星の配置による精度劣化とに応じて、前記選択条件を満たす部分集合を選択する請求項１に記載の測位補強装置。
3. 　前記計画立案部は、前記候補集合から仰角が閾値以上の衛星を選択する第１処理の後、次の衛星を選択しても、選択した衛星の集合が前記選択条件を満たす場合に限り、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を小さくする衛星を選択する第２処理を繰り返すことで、前記選択条件を満たす部分集合を選択する請求項２に記載の測位補強装置。
4. 　前記計画立案部は、複数の第２単位時間からなる第１単位時間ごとに、前記選択条件を満たす部分集合として、第２単位時間ごとの部分集合を選択する請求項３に記載の測位補強装置。
5. 　前記計画立案部は、前記第２処理の開始時点で、同じ第１単位時間における、選択した衛星の配置による精度劣化が最大の第２単位時間であるピーク時間に対し、前記第２処理として、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を最小にする衛星を選択する処理を行うとともに、前記ピーク時間に続く１つ以上の第２単位時間に対し、前記第２処理と同じ衛星を選択する第３処理を行う請求項４に記載の測位補強装置。
6. 　前記計画立案部は、前記補強情報が配信される複数のエリアのそれぞれに対し、前記第１処理を行い、前記第２処理の開始時点で、同じ第１単位時間における、選択した衛星の配置による精度劣化が最大の第２単位時間およびエリアの組み合わせに対し、前記第２処理として、前記候補集合から、選択した衛星の配置による精度劣化を最小にする衛星を選択する処理を行う請求項４または５に記載の測位補強装置。
7. 　前記選択条件には、前記計画データが示す各エリアの部分集合に含まれる衛星の総数の条件と、前記計画データが示す全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星の総数の条件とが含まれている請求項６に記載の測位補強装置。
8. 　前記計画立案部は、前記補強情報が配信される複数のエリアのそれぞれについて、前記選択条件を満たす部分集合を選択し、
   　前記計画修正部は、前記計画立案部により選択された全エリアの部分集合の和集合に含まれる衛星を前記候補集合に含まれる残りの衛星よりも優先して、前記別の衛星を選択する請求項１に記載の測位補強装置。
9. 　前記計画立案部は、前記選択条件を満たす部分集合として、複数の第３単位時間からなる第２単位時間ごとの部分集合を選択し、
   　前記計画修正部は、第３単位時間ごとに、前記インテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された、対応する第２単位時間の１つのエリアの部分集合から前記測位信号の品質が前記品質条件を満たしていない衛星を検出した場合、前記インテグリティ情報に基づいて、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記計画立案部により選択された、対応する第２単位時間の全エリアの部分集合の和集合に含まれているかどうかを判定し、当該和集合に含まれていれば、当該１つのエリアの部分集合において、検出した衛星を当該和集合に含まれる当該品質が高い衛星に置換する請求項８に記載の測位補強装置。
10. 　前記計画修正部は、前記計画立案部により選択された、対応する第２単位時間の１つのエリアの部分集合から前記測位信号の品質が前記品質条件を満たしていない衛星を検出した場合、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記計画立案部により選択された、対応する第２単位時間の全エリアの部分集合の和集合に含まれていなければ、前記インテグリティ情報に基づいて、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が、前記候補集合に含まれているかどうかを判定し、前記候補集合に含まれていれば、次の第２単位時間の少なくとも当該１つのエリアの部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる当該品質が高い衛星に置換する請求項９に記載の測位補強装置。
11. 　前記インテグリティ情報は、前記測位信号のエリアごとの品質を示す情報であり、
    　前記計画修正部は、検出した衛星よりも前記測位信号の品質が高い衛星が１つの集合に含まれているかどうかを判定する際に、検出した衛星よりも前記測位信号の全エリアの品質が高い衛星が当該１つの集合に含まれている場合に、当該品質が高い衛星が当該１つの集合に含まれていると判定する請求項９または１０に記載の測位補強装置。
12. 　前記計画修正部は、１つの第２単位時間の部分集合において、検出した衛星を前記別の衛星に置換する際に、当該１つの第２単位時間に続く１つ以上の第２単位時間の部分集合に含まれる同じ衛星を前記別の衛星に置換する請求項９から１１のいずれか１項に記載の測位補強装置。
13. 　前記メッセージ生成部は、前記補強情報を配信する衛星に、前記メッセージを送信する請求項１から１２のいずれか１項に記載の測位補強装置。
14. 　各衛星の運用状態を示す運用情報を取得し、前記運用情報に基づいて、前記候補集合を決定する候補決定部をさらに備える請求項１から１３のいずれか１項に記載の測位補強装置。
15. 　前記計画立案部により選択された部分集合に含まれる衛星の配置による精度劣化を評価し、評価結果を運用者に通知する評価通知部をさらに備える請求項１から１４のいずれか１項に記載の測位補強装置。
16. 　請求項１から１５のいずれか１項に記載の測位補強装置と、
    　前記補強情報を配信する衛星と
    を備える測位補強システム。
17. 　計画立案部が、選択候補となる衛星の集合である候補集合から選択条件を満たす部分集合を選択し、選択した部分集合を示す計画データをメモリに保存し、
    　計画修正部が、各衛星から送信される測位信号の品質を示すインテグリティ情報を取得し、前記インテグリティ情報に基づいて、前記計画立案部により選択された部分集合から前記測位信号の品質が品質条件を満たしていない衛星を検出し、当該部分集合において、検出した衛星を前記候補集合に含まれる別の衛星に置換することで、前記メモリに保存されている計画データを、前記選択条件を満たす別の部分集合を示す計画データに変更し、
    　メッセージ生成部が、前記候補集合に含まれる衛星のうち、前記メモリに保存されている計画データが示す部分集合に含まれる衛星を測位補強の対象として、前記測位補強に利用される補強情報を配信するためのメッセージを生成する測位補強方法。

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