WO2019208592A1 - 衛星測位システム - Google Patents

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WO2019208592A1
WO2019208592A1 PCT/JP2019/017300 JP2019017300W WO2019208592A1 WO 2019208592 A1 WO2019208592 A1 WO 2019208592A1 JP 2019017300 W JP2019017300 W JP 2019017300W WO 2019208592 A1 WO2019208592 A1 WO 2019208592A1
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WO
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reference station
satellite
terminal device
satellites
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PCT/JP2019/017300
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友哉 木谷
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国立大学法人静岡大学
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    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
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    • 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
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a satellite positioning system that calculates a position using a signal from a satellite.
  • Patent Document 1 describes a position management system that manages the positions of a plurality of management targets such as automobiles by positioning using signals from satellites.
  • the position of the management target is managed based on the positioning result corrected by the offset information using the management target.
  • the accuracy of positioning tends to decrease because the management target is a positioning method independently. This is because it is difficult to consider the reception environment of the signal from the satellite when correcting the positioning result.
  • One aspect of the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a satellite positioning system capable of sufficiently improving the accuracy of positioning of a management target.
  • a satellite positioning system includes a phase information detection unit that receives carrier waves from a plurality of satellites and detects phase information of the carrier waves, and phase information corresponding to the plurality of satellites.
  • a terminal device having a transmission unit for transmitting, a reception unit for receiving phase information corresponding to a plurality of satellites from the terminal device, and information relating to ranging codes from the plurality of satellites received by the terminal device Based on the position indicated by the calculated approximate position information, a selection unit for selecting correction information related to phase information from a plurality of reference stations and acquiring correction information corresponding to the selected reference station; and a plurality of satellites
  • a server device having a detailed positioning function unit that calculates detailed position information regarding the terminal device based on the corresponding phase information and correction information.
  • carrier terminal phase information from a plurality of satellites is detected in the terminal device.
  • the reference station is selected based on the position indicated by the approximate position information calculated using the distance measurement code received by the terminal device, and correction information corresponding to the selected reference station is acquired, Detailed position information is calculated based on the phase information and the correction information detected corresponding to the satellite.
  • a satellite positioning system 1 shown in FIG. 1 is a computer system that performs positioning using radio waves received from a satellite S, and is exemplified as a computer system that performs position management of a target object such as a vehicle in a parking lot or the like.
  • the satellite positioning system 1 includes, as its constituent elements, a plurality of terminal devices 10 fixed to a plurality of objects, and a server connected to the plurality of terminal devices 10 via a communication network NW so that data communication is possible.
  • the apparatus 20 is comprised.
  • the plurality of terminal devices 10 and the server device 20 may be connected via a communication network NW including a wireless communication network such as a mobile phone network or a wireless local area network (LAN), or a fixed telephone network or a wired LAN.
  • a wireless communication network such as a mobile phone network or a wireless local area network (LAN), or a fixed telephone network or a wired LAN.
  • the server device 20 is configured to be able to receive data from a plurality of reference station devices 30 via the communication network NW.
  • the plurality of reference station devices 30 are distributed and fixed in a plurality of regions, and correction information for correcting observation results of radio waves from a plurality of satellites S that can be captured and positioning results in the server device 20 are corrected.
  • It is a device for providing as.
  • the server device 20 can directly receive the correction information from the plurality of reference station devices 30, but may be able to receive the information indirectly via a relay device such as another server device.
  • the satellite S used for positioning in the satellite positioning system 1 is a global positioning system (GNSS) such as GPS (Global Positioning System), GLONASS, Galileo, and COMPASS, or a quasi-zenith satellite (QZSS).
  • GNSS global positioning system
  • RNSS Regional satellite positioning system
  • FIG. 1 the propagation path and direction of radio waves from the satellite S are indicated by dotted lines with arrows, and the transmission and reception paths and directions of data between the devices are indicated by solid lines with arrows.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of the terminal device 10
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of the server device 20.
  • the terminal device 10 includes a radio wave reception unit 11, a data communication unit (transmission unit) 12, and a control unit 13.
  • the control unit 13 includes a rough positioning function unit 14 and phase information detection.
  • the unit 15 is configured.
  • the server device 20 includes a data communication unit (reception unit) 21 and a control unit 22, and the control unit 22 includes a selection unit 23, a detailed positioning function unit 24, and a data storage unit 25. It is constituted by.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the terminal device 10
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a hardware configuration of the server device 20.
  • the terminal device 10 is used by being attached to an object to be measured.
  • the CPU 101, the RAM 102 and the ROM 103 which are main storage devices, and the data which is a data transmission / reception device.
  • It is configured as a computer system (information processing processor) including a communication module 106, a radio wave receiving module 107 that is a device that receives radio waves from the satellite S, an auxiliary storage device 108 such as a semiconductor memory, and the like.
  • Each processing function of the terminal device 10 shown in FIG. 2 is performed under the control of the CPU 101 by loading one or more predetermined computer software on the hardware such as the CPU 101 and the RAM 102 shown in FIG. This is realized by operating the data communication module 106 and the radio wave reception module 107 and reading and writing data in the RAM 102, the auxiliary storage device 108, and the like.
  • the server device 20 is a computer system that manages the position of an object, and is physically an input device such as a CPU 201, a RAM 202 and a ROM 203 that are main storage devices, input keys, and touch sensors.
  • the computer system (information processing processor) includes an input device 204, an output device 205 such as a touch panel display and a liquid crystal display, a data communication module 206 which is a data transmission / reception device, an auxiliary storage device 208 such as a semiconductor memory, and the like.
  • Each processing function of the server device 20 shown in FIG. 3 is input under the control of the CPU 201 by loading one or more predetermined computer software on the hardware such as the CPU 201 and the RAM 202 shown in FIG.
  • the input device 204 or the output device 205 is not limited to being physically electrically connected to the main body of the server device 20, and the data is geographically separated from the main body via the network. You may connect so that transmission / reception is possible.
  • the radio wave receiving unit 11 continuously receives radio waves in a predetermined frequency band from a plurality of satellites S.
  • the GPS / Galileo / QZSS satellite S broadcasts radio waves in two frequency bands, an L1 frequency (1575.42 MHz) and an L2 frequency (1227.60 MHz).
  • the frequency of the radio wave received by the radio wave receiving unit 11 may be changed as appropriate according to the type of the satellite positioning system.
  • the radio wave reception unit 11 demodulates the radio wave according to a predetermined modulation method (for example, binary phase shift keying) after receiving the radio wave in the L1 frequency band.
  • a predetermined modulation method for example, binary phase shift keying
  • the radio wave reception unit 11 receives a 1023 bit ranging (C / A) code used for positioning at intervals of 1 msec corresponding to each of the plurality of satellites S, and receives other navigation messages at 50 bits / sec. Receive at a rate of.
  • This navigation message includes information necessary for positioning using the satellite S, information indicating the operation state of the satellite S, ephemeris data indicating the position and speed of the satellite S, clock bias parameters, and a plurality of satellites. Almanac data indicating the rough position and speed of S are included.
  • the radio wave reception unit 11 continuously receives transmission time information superimposed on each ranging code transmitted by each satellite S by demodulating radio waves in the L1 frequency band. Then, the radio wave reception unit 11 continues the ranging code received from each satellite S, the transmission time information attached to the ranging code, and the navigation message to the control unit 13 as radio wave demodulation data corresponding to each satellite S. To output automatically.
  • FIG. 6 shows the waveform of the L1 frequency radio wave received by the radio wave receiver 11, where (a) is the waveform of the carrier wave, (b) is the waveform of the distance measurement code modulated to the carrier wave, and (c). Shows the waveforms of the navigation messages modulated on the carrier wave, respectively.
  • one bit of the ranging code is demodulated from the radio wave having a time length corresponding to 1540 cycles of the carrier wave, and all 1023 bit ranging codes are demodulated repeatedly at 1 msec intervals.
  • the navigation message is modulated by superimposing the distance measurement code on the carrier wave, and the navigation message is demodulated by the radio wave receiver 11 at a rate of 1 bit / 20 msec.
  • the rough positioning function unit 14 of the control unit 13 repeatedly uses the radio wave demodulation data corresponding to each satellite S received by the radio wave reception unit 11 to attach the terminal device 10.
  • the approximate position information indicating the approximate position is calculated. That is, the approximate positioning function unit 14 calculates approximate position information using a known distance measurement algorithm using distance measurement codes corresponding to a plurality of satellites S.
  • the approximate positioning function unit 14 repeatedly outputs the calculated approximate position information to the data communication unit 12 for transmission to the server device 20.
  • the rough positioning function unit 14 generates a replica of the ranging code and calculates a temporal correlation with the ranging code received from each satellite S, so that how many bits the ranging code is offset from each other. Measure.
  • the deviation of the distance measurement code can be measured with a resolution of about 1/1000 bit.
  • the approximate positioning function unit 14 measures a pseudo distance, which is an approximate distance between each satellite S and the object, based on the deviation of the distance measurement code and the transmission time information corresponding to each satellite S.
  • the rough positioning function part 14 can measure the pseudo distance with each satellite S with a resolution of about 30 cm.
  • the rough positioning function unit 14 specifies the current position of each satellite S while referring to the navigation message corresponding to each satellite S, and based on the pseudorange corresponding to each satellite S and the current position of each satellite S. Calculate the approximate position information.
  • the rough positioning function unit 14 corrects the time error by calculating the time error in the clock built in the terminal device 10 as an unknown value, and approximates the approximate position. Information can be calculated.
  • the phase information detection unit 15 repeatedly detects phase information indicating the phase of the carrier contained in the radio waves received from the plurality of satellites S, and the number of carrier wavelengths corresponding to the distance between the satellite S and the object ( Wavelength number data).
  • the wavelength number data including the phase information detected by the phase information detection unit 15 is used for positioning of the object in the server device 20. Positioning using the wavelength number data is called RTK (Real Time Kinematic) positioning, and can improve positioning accuracy as compared with a positioning method using a ranging code. Then, the phase information detection unit 15 repeatedly outputs the detected wavelength number data for each of the plurality of satellites S to the data communication unit 12 for transmission to the server device 20.
  • the phase information detection unit 15 continuously obtains data indicating the intensity change of the carrier wave of the L1 frequency received from the plurality of satellites S from the radio wave reception unit 11. Then, the phase information detection unit 15 detects the phase of the carrier wave at a predetermined timing as the number of wavelengths of the carrier wave using data indicating the change in the intensity of the carrier wave for each of the plurality of satellites S. For example, in the case of a phase corresponding to 1/10 wavelength of the carrier wave, “0.1 wavelength” is detected. At this time, the phase information detector 15 can detect the phase of the carrier wave with a resolution of about 1/100 wavelength.
  • the phase information detection unit 15 estimates and adds an integer part of the wavelength of the carrier wave corresponding to the distance between the satellite S and the object to the detected phase information, thereby adding the wavelength number data. calculate.
  • the decimal part is a definite value, but the integer part is an uncertain value.
  • the data communication unit 12 transmits the approximate position information regarding the object output from the control unit 13 and the wavelength number data corresponding to the plurality of satellites S output from the control unit 13 to the server device 20 each time. In addition to the approximate position information, the data communication unit 12 may transmit the transmission time information or navigation message from each satellite S included in the radio wave demodulation data used for the calculation to the server device 20.
  • the data communication unit 21 receives the approximate position information related to the object transmitted from the terminal device 10 and the wavelength number data corresponding to the plurality of satellites S transmitted from the terminal device 10. Then, the data communication unit 21 outputs the received approximate position information and wavelength number data to the control unit 22. Further, the data communication unit 21 receives correction information for correcting the positioning result in the server device 20 from each reference station device 30 each time or periodically under the control of the control unit 22 and outputs the correction information to the control unit 22. Also do.
  • This correction information includes wavelength number data including phase information of the carrier wave obtained by each reference station device 30 observing a radio wave of the L1 frequency from each satellite S.
  • the data communication unit 21 may directly receive the correction information from each reference station device 30 from the reference station device 30 or may indirectly receive the correction information via another server device, the reference station device, or the like. Further, the correction information may include data obtained by observing a radio wave having a frequency other than the L1 frequency (for example, the L2 frequency).
  • the data storage unit 25 of the control unit 22 is a functional unit that stores management information regarding a plurality of reference station devices 30.
  • the management information includes position information (for example, information indicating coordinates such as latitude and longitude) indicating the installation location of each reference station device 30 and correction information received from each reference station device 30. .
  • the correction information included in the management information may always be updated by receiving the latest information from each reference station device 30, or from the selected reference station device 30 at the timing selected by the selection unit 23 of the control unit 22. It may be received and updated each time.
  • the control unit 22 may acquire the position information of each reference station device 30 from each reference station device 30 as a result of the positioning calculation by each reference station device 30, or the selection unit 23 and details to be described later in the control unit 22. You may acquire by measuring each reference station apparatus 30 using the function of the positioning function part 24 as object.
  • the selection unit 23 selects a target from a plurality of reference station devices 30 based on the position indicated by the approximate position information regarding the target received from the terminal device 10 at the timing of performing positioning of the target to which the terminal device 10 is attached. Select the acquisition source of correction information used for positioning objects. Then, the selection unit 23 acquires correction information corresponding to the selected reference station device 30 from the data storage unit 25. Further, the selection unit 23 outputs correction information corresponding to the selected reference station device 30 to the detailed positioning function unit 24.
  • the selection unit 23 selects a correction information acquisition destination based on the relationship between the position indicated by the approximate position information related to the positioning target object and the installation locations of the plurality of reference station devices 30. More specifically, the selection unit 23 refers to the management information corresponding to each reference station device 30 stored in the data storage unit 25 for the reference station device 30 at the installation location closest to the position indicated by the approximate position information. The correction information corresponding to the selected reference station device 30 is acquired from the data storage unit 25. The selection of the reference station device 30 may be performed by calculating the distance between the position indicated by the approximate position information and the position indicated by the position information of each reference station device 30, and relatively comparing the distances.
  • the determination may be made by determining the inclusion relationship or the proximity relationship between the area indicated by the approximate position information and the area indicated by each reference station device 30.
  • the selection unit 23 preferably operates so as to select the reference station device 30 at a position within a predetermined distance (for example, approximately within 20 km) from the position indicated by the approximate position information. Further, the selection unit 23 may operate to select the reference station device 30 by determining the inclusion relationship between the satellite group captured by the terminal device 10 and the satellite group captured by the reference station device 30. Good.
  • the detailed positioning function unit 24 includes wavelength number data corresponding to a plurality of satellites S received from the terminal device 10 at a preset timing (periodic timing, timing at which an instruction is received by the server device 20, etc.), Based on the correction information output from the selection unit 23, detailed position information indicating the detailed position of the object to which the terminal device 10 is attached is calculated.
  • the detailed positioning function unit 24 outputs the calculated detailed position information to the outside via the output device 205 (FIG. 5).
  • the detailed positioning function unit 24 can also transmit the calculated detailed position information to the outside of the terminal device 10 or the like via the data communication unit 21.
  • the detailed positioning function unit 24 calculates the detailed position information using the RTK positioning method. Specifically, the detailed positioning function unit 24 uses the wavelength number data corresponding to each satellite S obtained by the terminal device 10 and the wavelength number data corresponding to each satellite S obtained by the reference station device 30 whose position is known. Based on the above, the integral equation of the wavelength number data corresponding to each satellite S is obtained as a definite value by establishing simultaneous equations. Further, the detailed positioning function unit 24 uses the wavelength number data corresponding to each satellite S obtained by the reference station device 30 whose position is known, and the ionospheric delay and troposphere in the radio wave between each satellite S and the terminal device 10. It is also possible to estimate an error value related to phase information such as delay.
  • the detailed positioning function unit 24 calculates the detailed position information regarding the object based on the wavelength number data corresponding to each satellite S for which the integer value portion is determined, and the ionospheric delay and tropospheric delay estimated for each satellite S. .
  • the calculation of the detailed position information can be realized, for example, by applying an algorithm disclosed by publicly known software (Internet URL: http://www.rtklib.com/). Can be obtained with a resolution of about 1.9 mm. As a result, the detailed positioning function unit 24 can obtain the detailed position information of the object with high accuracy.
  • FIG. 7 shows the two-dimensional position of the object represented by the detailed position information of the object calculated by the server apparatus 20 of the present embodiment
  • FIG. 8 is calculated by the server apparatus 20 of the present embodiment.
  • the height position of the object represented by the detailed position information of the object is shown. In this case, positioning is performed on an object moving along a road on the ground.
  • curves c1 and h1 are positions indicated by the detailed position information
  • curves c0 and h0 are positions indicated by the approximate position information calculated by the terminal device 10.
  • the approximate position information is calculated by positioning using the ranging code and the phase information of the carrier waves from the plurality of satellites S is detected. Then, in the server device 20, the reference station device 30 is selected based on the position indicated by the approximate position information, the correction information corresponding to the selected reference station device 30 is acquired, and the phases detected corresponding to the plurality of satellites S are acquired. Detailed position information is calculated based on the information and the correction information. Thereby, since the positioning result is corrected based on the correction information corresponding to the position of the terminal device 10, the accuracy of positioning can be sufficiently increased corresponding to the reception environment of the radio wave from each satellite S.
  • the reference station device 30 closest to the position indicated by the approximate position information is selected as the correction information acquisition source.
  • the positioning result is corrected based on the correction information obtained from the reference station device 30 close to the position of the terminal device 10, so that the positioning accuracy corresponding to the reception environment of the radio wave from each satellite S is improved. It can be raised enough.
  • the correction information acquisition destination is selected from the relationship between the position indicated by the approximate position information calculated in the terminal device 10 and the installation location of the reference station device 30.
  • the selection method is not limited.
  • the radio waves of the satellite S that can be captured by the terminal device 10 are identified based on the radio wave demodulated data received from the terminal device 10 or the phase information of the carrier wave received from the terminal device 10, and captured by the terminal device 10. You may further select the reference
  • the server device 20 operates so as to select the reference station device 30 having a large number of satellites S that can be provided as correction information. Further, the server device 20 operates so as to select a reference station device 30 that is compatible with reception of radio waves from the same satellite system as the target terminal device 10 and that is well receiving radio waves from the corresponding satellite system. It is also preferable. For example, if the reference station device 30 that provides correction information regarding 10 or more satellites S captured by the target terminal device 10 is selected, highly accurate RTK positioning is possible.
  • FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a satellite positioning system 1A according to a modification.
  • the satellite positioning system 1A has a function of automatically registering management information regarding the reference station device 30a when a new reference station device 30a whose installation location is unknown is newly installed.
  • the data communication unit 21 performs the positioning on the terminal device 10 from the newly installed reference station device (new reference station) 30a, similarly to the reference station device.
  • the approximate position information regarding 30a and the wavelength number data including the phase information of the carrier waves corresponding to the plurality of satellites S are acquired.
  • the selection unit 23 of the server device 20 selects a correction information acquisition source from among a plurality of reference station devices 30 different from the reference station device 30a in the same procedure as when positioning is performed on the terminal device 10, and Correction information is acquired from the reference station device 30 of the acquisition destination.
  • the detailed positioning function unit 24 of the server device 20 performs the same procedure as when positioning is performed on the terminal device 10, and the wavelength number data corresponding to the plurality of satellites S obtained from the reference station device 30a and the reference station device 30.
  • the detailed position information indicating the detailed position of the reference station device 30a is calculated based on the correction information obtained from the above.
  • the detailed positioning function unit 24 registers the calculated detailed position information regarding the reference station device 30a in the data storage unit 25 as position information in the management information corresponding to the reference station device 30a.
  • the position information registered in this manner is used by referring to the selection unit 23 when selecting the reference station devices 30 and 30a in the next positioning calculation regarding the object in the server device 20.
  • the approximate positioning function unit 14 is provided in the terminal device 10, but the approximate positioning function unit 14 that calculates approximate position information regarding the terminal device 10 may be provided in the server device 20.
  • the data communication unit 12 of the terminal device 10 combines the pseudorange measured from the radio wave demodulation data from each satellite S and the navigation message from each satellite S together with the wavelength number data. It transmits to the server device 20.
  • the data communication unit 21 of the server device 20 receives the pseudo distance, navigation message, and wavelength number data for each satellite transmitted from the terminal device 10.
  • the approximate positioning function unit 14 provided in the server device 20 calculates approximate position information based on the received pseudorange and navigation message for each satellite S.
  • the selection unit 23 of the server device 20 can select the acquisition source of the correction information based on the approximate position information calculated by the server device 20.
  • This navigation message does not necessarily have to be received from the terminal device 10, and may be received from another device via a network or the like.
  • a satellite S that receives a signal used for calculation of detailed position information is selected from a plurality of satellites S. It may be configured. That is, a plurality of satellites S can be used to obtain a direct wave (LOS: line of sight) signal (LOS satellite), or an indirect wave (NLOS: non-line of sight) such as a reflected wave due to the influence of a building. ) Signal may be obtained (NLOS satellite), and the NLOS satellite may be excluded from positioning targets.
  • LOS line of sight
  • NLOS non-line of sight
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration of the terminal device 10A.
  • the control unit 13 of the terminal device 10 ⁇ / b> A further includes an intensity information detection unit (intensity information acquisition unit) 16.
  • the intensity information detection unit 16 is a terminal related to the intensity of radio waves (signals) received from a plurality of satellites S including carrier waves used for detection according to the detection time when the phase information is detected by the phase information detection unit 15. Detect (acquire) side intensity information.
  • As the terminal-side strength information for example, various index data are detected as long as they are indices related to the relationship between the signal and noise.
  • the density ratio (C / N 0 ) and the like are detected (hereinafter collectively referred to as “SNR”).
  • the data communication unit 12 of the terminal device 10A transmits the terminal-side strength information, which is the SNR acquired by the strength information detection unit 16, to the server device 20A together with the approximate position information corresponding to the detection timing and the wavelength number data. .
  • FIG. 11 is a block diagram showing a functional configuration of the server device 20A.
  • the control unit 22 of the server device 20A further includes an intensity information acquisition unit 26 and a satellite selection unit 27.
  • the data communication unit 21 of the server device 20A receives the terminal-side intensity information transmitted from the terminal device 10A together with the approximate position information and the wavelength number data.
  • the intensity information acquisition unit 26 acquires reference station-side intensity information related to the intensity of radio waves (signals) received from a plurality of satellites S in the reference station device 30 from the acquisition-destination reference station device 30 selected by the selection unit 23.
  • SNR that is the same index data as the terminal side intensity information is acquired as index data detected corresponding to the detection time of the phase information in the terminal device 10A.
  • the satellite selection unit 27 of the server device 20A includes the terminal device 10A and the server device 20A based on the terminal-side strength information received by the data communication unit 21 and the reference station-side strength information acquired by the strength information acquisition unit 26.
  • the difference in the signal reception gain between the two satellites S is estimated.
  • FIG. 12 shows an example of processing data including terminal-side intensity information and reference station-side intensity information for each satellite processed by the satellite selection unit 27.
  • Reference station side intensity information “50 dB”, “35 dB”,.
  • the processing data can include the elevation angle information of the satellite S corresponding to the detection timing of each intensity information based on the navigation message from each satellite S.
  • the elevation angle information may be calculated based on a signal from the satellite S itself such as a navigation message, or may be calculated based on information received from another device via a network or the like.
  • the satellite selection unit 27 calculates the difference of the terminal side intensity information compared with the reference station side intensity information for each satellite S, and divides the plurality of satellites S into a plurality of clusters based on the difference. For example, in the example of FIG. 12, the difference in intensity information is divided into a cluster of ⁇ 5 dB to ⁇ 7 dB and a difference of ⁇ 15 dB. The satellite selection unit 27 predicts that a cluster of ⁇ 5 dB to ⁇ 7 dB with a small difference corresponds to a LOS satellite, and a cluster of ⁇ 15 dB with a large difference corresponds to an NLOS satellite.
  • the reception gain ratio is estimated as the difference in reception gain between the terminal device 10A and the server device 20A. This is because the difference in the signal strength information from the LOS satellites is reduced to some extent, and the difference in the signal strength information from the NLOS satellites is larger than that and greatly differs for each satellite S. For example, “ ⁇ 6 dB”, which is the average value of the difference in intensity information in the cluster corresponding to the LOS satellite, is estimated as the reception gain ratio.
  • the satellite selection unit 27 can estimate the difference in reception gain as a different value for each elevation angle or each satellite, and manage these estimation values as a table or function using parameters such as the elevation angle.
  • the satellite selection unit 27 corrects the difference from the reference station side intensity information of the terminal side intensity information for each satellite S by reflecting the estimated difference in reception gain between the terminal apparatus 10A and the server apparatus 20A. To do. That is, the satellite selection unit 27 calculates the corrected intensity information difference by subtracting the estimated reception gain ratio from the SNR difference that is the difference in terminal-side intensity information for each satellite S. Then, the satellite selection unit 27 determines that the satellite S corresponding to the difference lower than the predetermined threshold is an NLOS satellite by comparing the difference in the corrected intensity information for each satellite S with a predetermined threshold. For example, in the example of FIG. 12, when the threshold is “ ⁇ 2 dB”, it is determined that the satellite “G3” is an NLOS satellite.
  • the satellite selection unit 27 selects a satellite S excluding the NLOS satellite from the plurality of satellites S captured by the reference station device 30 selected by the selection unit 23 as a satellite used for positioning, and selects the selected satellite S. Is notified to the detailed positioning function unit 24. As a result, the detailed positioning function unit 24 executes positioning using positioning data such as wavelength number data corresponding to the satellite S selected by the satellite selection unit 27.
  • the difference in the reception gain of the signal between the terminal device 10A and the reference station device 30 can be accurately estimated in correspondence with the detection time of the phase information.
  • a satellite can be selected from a plurality of satellites S based on the signal strength from the satellite S at 10A and the reference station device 30.
  • Elimination is important for improving accuracy. Further, in the present multi-GNSS era, the number of satellites that can be captured tends to increase, and there is a tendency that ranging data including an error is easily included in the positioning calculation. For this reason, as in this modification, by providing a mechanism for accurately excluding NLOS satellites, it is possible to efficiently improve positioning accuracy.
  • FIG. 13 shows the time change of the value of the signal-to-noise density ratio of the carrier wave as the intensity information measured for the same satellite S by the receiver.
  • the time change S1 shows the measurement result in a situation where signals from all the satellites S can be received by direct waves in the open sky, and the time change S2 shows a situation in which it is difficult to receive direct waves due to the influence of the building or the like.
  • the measurement results are shown.
  • the time change S1 indicates that the SNR is high in all time zones, but the time change S2 indicates that direct waves can be received in the time zone of 10:35 to 11:40.
  • the SNR is high, the signal is blocked by a building or the like in other time zones, so the SNR is low.
  • the NLOS / LOS satellite is determined by determining a decrease in the SNR difference between the terminal apparatus 10A and the reference station apparatus 30 in consideration of the fact that the transmission radio wave intensity differs for each satellite S. Yes.
  • the difference in signal reception gain between the terminal device 10A and the reference station device 30 is also taken into consideration in the above determination. That is, the intensity information detected by the terminal device 10A varies depending on the receiving equipment or the antenna even when the same signal is received as a direct wave.
  • FIG. 14A shows a time change of the signal-to-noise density ratio value of the carrier wave as intensity information measured for the same satellite S by two receivers, and FIG. The time change of the elevation angle of the satellite S corresponding to the detection result of (a) is shown.
  • the SNR temporal changes S3 and S4 by the two receivers indicate that both receivers can directly receive the wave from the satellite S in the open sky, but there is a great difference in the SNR values.
  • the accuracy of determination is improved by reflecting the difference in reception gain in this determination.
  • the difference in reception gain is determined using a table or function with the elevation angle as a parameter. It can also be estimated. In this case, the accuracy of the determination of the NLOS satellite / LOS satellite can be further improved.
  • the strength information acquisition unit 26 of the server device 20A obtains the reference station side strength information detected corresponding to the time series time from the past to the detection time of the phase information from the reference station device 30 selected by the selection unit 23. You may get it.
  • the satellite selection unit 27 of the server device 20A executes the smoothing of the SNR for each satellite S based on the time-series reference station side intensity information, or calculates the SNR change for each elevation angle as a statistical value.
  • the difference in intensity information for each satellite S is calculated, and the difference in reception gain is estimated based on the difference.
  • the satellite selection unit 27 manages the peak value or the difference between the peak value and the SNR for each elevation angle from the time-series SNR value for each satellite S by using a table or an arithmetic expression with high accuracy. It becomes possible to determine whether the NLOS satellite / LOS satellite.
  • the terminal side strength information may also be acquired corresponding to time series time. That is, the intensity information detection unit 16 of the terminal device 10A may detect the terminal-side intensity information corresponding to the time series time from the past to the detection time of the phase information.
  • the satellite selection unit 27 of the server device 20A performs SNR smoothing for each satellite S based on time-series terminal-side strength information, or statistically processes changes in SNR for each elevation angle. The direct wave intensity information for each satellite S is calculated, and the difference in reception gain is estimated based on the difference calculated from the intensity information.
  • the satellite selection unit 27 uses a table or an arithmetic expression to calculate the direct wave SNR peak value from the time series SNR value for each satellite S or the relationship between the peak value and the direct wave SNR value for each elevation angle.
  • NLOS satellite / LOS satellite can be determined with high accuracy.
  • the server device 20A statistically processes time-series terminal-side strength information, but the terminal device 10A side may perform statistical processing and send the statistical processing value to the server device 20A, or the terminal device 10A side. Then, a table or an arithmetic expression for deriving a difference in intensity information may be obtained and the table or the arithmetic expression may be sent to the server device 20A.
  • each reference station device 30 has the same function as the terminal device 10A according to the modified example, and the server device 20A has a determination function of the NLOS satellite / LOS satellite according to the radio wave reception environment of the reference station device 30. You may have it. Specifically, as shown in FIG. 15, in the server device 20A, the above-described NLOS satellite / LOS satellite determination process is performed based on the intensity information acquired by the neighboring reference station device 30, and the reception of each reference station device 30 is performed.
  • the server device 20A determines the number based on the number of LOS satellites that can capture high-quality signals. It may function to select more reference station devices 30. In this way, the acquisition source can be selected according to the number of satellites S from which correction information with little error can be obtained, and the positioning accuracy can be sufficiently increased in accordance with the reception environment of the reference station device 30.
  • the terminal devices 10 and 10A may be used as a reference station. That is, as shown in the satellite positioning system 1B according to the modification shown in FIG. 16, the server device 20 monitors the calculation result of the positioning for the terminal device 10, and the terminal device 10 temporarily fixed is used as the reference station. You may manage as. At this time, when the measurement data such as the approximate position information and the wavelength number data is constantly sent from the terminal device 10, the server device 20 obtains the data and the correction information acquired from the neighboring reference station device 30. Based on this, it is possible to determine whether or not the terminal device 10 is fixed.
  • the terminal device further includes a rough positioning function unit that receives the ranging code and calculates the rough position information, the transmission unit further transmits the rough position information, and the reception unit includes: The approximate position information may be further received.
  • the server device further includes a rough positioning function unit that calculates rough position information based on information about the distance measurement code acquired by the terminal device, and the selection unit includes the rough position information calculated by the rough positioning function unit.
  • the correction information may be acquired based on the above.
  • the selection unit may select an acquisition destination based on the relationship between the position indicated by the approximate position information and the positions of a plurality of reference stations. If such a selection unit is provided, the positioning result is corrected based on the correction information related to the position of the terminal device, so that the positioning accuracy can be sufficiently increased in accordance with the reception environment of the signal from the satellite.
  • the selection unit may select the reference station closest to the position indicated by the approximate position information as the acquisition destination. In this case, since the positioning result is corrected based on the correction information obtained from the reference station close to the position of the terminal device, the positioning accuracy can be sufficiently increased in accordance with the reception environment of the signal from the satellite.
  • the selection unit may select a reference station that can capture a plurality of satellites corresponding to the phase information received by the reception unit as an acquisition destination.
  • the positioning result is corrected based on the correction information corresponding to the satellite used for positioning, so that the positioning accuracy can be sufficiently increased corresponding to the reception environment of the signal from the satellite.
  • the selection unit may select a reference station as an acquisition source based on the number of satellites that can be captured.
  • the acquisition source can be selected according to the number of satellites from which correction information with a small error can be obtained, and the positioning accuracy can be sufficiently increased in accordance with the reception environment of the reference station.
  • the correction information may be information for calculating an error value of phase information for each of a plurality of satellites.
  • the positioning accuracy can be sufficiently increased in accordance with the signal reception environment for each of the plurality of satellites.
  • the detailed positioning function unit may calculate detailed position information using real-time kinematic positioning. Thereby, the accuracy of positioning can be further increased.
  • the terminal device further includes an intensity information acquisition unit that acquires terminal-side intensity information related to signal intensities from a plurality of satellites received by the terminal device, and the server device receives a plurality of satellites received by the reference station. Based on the strength information acquisition unit for acquiring the reference station side strength information on the signal strength of the signal, the terminal side strength information and the reference station side strength information, the difference in the reception gain of the signal between the terminal device and the reference station is estimated, A satellite selection unit that selects a satellite to be used for calculation of detailed position information from a plurality of satellites after reflecting a difference in reception gain based on the terminal side strength information and the reference station side strength information; It is good.
  • the strength information acquisition unit of the terminal device acquires terminal-side strength information corresponding to the detection time of the phase information
  • the strength information acquisition unit of the server device acquires reference station-side strength information corresponding to the detection time of the phase information.
  • the satellite selection unit may estimate the difference in signal reception gain between the terminal device and the reference station based on the terminal-side intensity information and the reference station-side intensity information.
  • the strength information acquisition unit of the terminal device acquires terminal side strength information corresponding to the detection time of the phase information
  • the strength information acquisition unit of the server device acquires reference station side strength information corresponding to the past time series time.
  • the satellite selection unit may acquire the difference in signal reception gain between the terminal device and the reference station based on the terminal-side strength information and the reference station-side strength information.
  • the strength information acquisition unit of the terminal device acquires terminal-side strength information corresponding to the past time-series detection time
  • the strength information acquisition unit of the server device acquires the reference station-side strength corresponding to the past time-series time.
  • the information may be acquired, and the satellite selection unit may estimate a difference in signal reception gain between the terminal device and the reference station based on the terminal-side strength information and the reference station-side strength information.
  • the receiving unit further acquires phase information of carriers from a plurality of satellites from a newly installed new reference station, and the detailed positioning function unit is different from the phase information corresponding to the plurality of satellites and the new reference station.
  • the detailed positioning function unit is different from the phase information corresponding to the plurality of satellites and the new reference station.
  • Based on the correction information acquired from the reference station detailed position information related to the new reference station may be calculated, and the detailed position information related to the new reference station may be registered as information for selecting the reference station by the selection unit.
  • One aspect of the present invention is to use a satellite positioning system that calculates a position using a signal from a satellite, and can sufficiently improve the accuracy of positioning to be managed.

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Abstract

一形態にかかる衛星測位システム１は、複数の衛星Ｓから搬送波を受信して搬送波の位相情報を検出する位相情報検出部１５、及び複数の衛星Ｓに対応した位相情報を送信するデータ通信部１２を有する端末装置１０と、端末装置１０から、複数の衛星Ｓに対応した位相情報を受信するデータ通信部２１、端末装置１０によって受信された複数の衛星Ｓからの測距コードに関する情報を用いて計算された概略位置情報の示す位置を基に複数の基準局装置３０の中から位相情報に関する補正情報の取得先を選択し、選択した基準局装置３０に対応する補正情報を取得する選択部２３、及び複数の衛星Ｓに対応した位相情報と補正情報とを基に、端末装置１０に関する詳細位置情報を計算する詳細測位機能部２４を有するサーバ装置と、を備える。

Description

衛星測位システム
　本発明の一側面は、衛星からの信号を用いて位置を演算する衛星測位システムに関する。
　近年、衛星からの信号を用いて測位を実行する衛星測位システムが広く用いられている。例えば、下記特許文献１には、自動車等の複数の管理対象の位置を、衛星からの信号を用いた測位によって管理する位置管理システムについて記載されている。この位置管理システムにおいては、管理対象によってオフセット情報を用いて補正された測位結果を基に、管理対象の位置が管理される。
特開２０１４－１２６５４０号公報
　上述した従来の衛星測位システムにおいては、管理対象が独立して測位する方式であるため測位の精度が低下する傾向にある。これは、測位結果を補正する際に衛星からの信号の受信環境が考慮されにくいためである。
　本発明の一側面は、上記課題に鑑みて為されたものであり、管理対象の測位の精度を十分に向上させることが可能な衛星測位システムを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一形態にかかる衛星測位システムは、複数の衛星から搬送波を受信して搬送波の位相情報を検出する位相情報検出部と、複数の衛星に対応した位相情報を送信する送信部と、を有する端末装置と、端末装置から、複数の衛星に対応した位相情報を受信する受信部と、端末装置によって受信された複数の衛星からの測距コードに関する情報を用いて計算された概略位置情報の示す位置を基に、複数の基準局の中から位相情報に関する補正情報の取得先を選択し、選択した基準局に対応する補正情報を取得する選択部と、複数の衛星に対応した位相情報と補正情報とを基に、端末装置に関する詳細位置情報を計算する詳細測位機能部と、を有するサーバ装置と、を備える。
　上記形態の衛星測位システムによれば、端末装置において、複数の衛星からの搬送波の位相情報が検出される。そして、サーバ装置において、端末装置によって受信された測距コードを利用して計算された概略位置情報の示す位置を基に基準局が選択され、選択された基準局に対応する補正情報が取得され、複数の衛星に対応して検出された位相情報と補正情報とを基に詳細位置情報が計算される。これにより、端末装置の位置に対応した補正情報を基に測位結果が補正されるので、衛星からの信号の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　本発明の一側面によれば、管理対象の測位の精度を十分に向上させることができる。
実施形態にかかる衛星測位システムの概略構成を示す図である。 図１の端末装置の機能構成を示すブロック図である。 図１のサーバ装置の機能構成を示すブロック図である。 図１の端末装置を構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。 図１のサーバ装置を構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。 図２の電波受信部１１が受信するＬ１周波数の電波の波形図である。 本実施形態のサーバ装置２０によって計算された対象物の詳細位置情報の結果を示すグラフである。 本実施形態のサーバ装置２０によって計算された対象物の詳細位置情報の結果を示すグラフである。 変形例にかかる衛星測位システムの概略構成を示す図である。 変形例にかかる端末装置１０Ａの機能構成を示すブロック図である。 変形例にかかるサーバ装置２０Ａの機能構成を示すブロック図である。 図１１の衛星選択部２７によって処理される処理データの一例を示す図表である。 受信機で同じ衛星Ｓを対象に測定された強度情報の時間変化を示すグラフである。 （ａ）は、異なる受信機で同じ衛星Ｓを対象に測定された強度情報の時間変化を示すグラフ、（ｂ）は、（ａ）の検出結果に対応する衛星Ｓの仰角の時間変化を示すグラフである。 変形例にかかる衛星測位システムの概略構成を示す図である。 変形例にかかる衛星測位システムの概略構成を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ本発明に係る衛星測位システムの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１に示す衛星測位システム１は、衛星Ｓから受信される電波を利用して測位を行うコンピュータシステムであり、車両等の対象物の駐車場等における位置管理を行うコンピュータシステムとして例示されている。詳細には、衛星測位システム１は、その構成要素として、複数の対象物に固定された複数の端末装置１０と、複数の端末装置１０と通信ネットワークＮＷを介してデータ通信可能に接続されたサーバ装置２０とを含んで構成される。複数の端末装置１０とサーバ装置２０とは、携帯電話網、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）等の無線通信網を含む通信ネットワークＮＷを介して接続されていてもよいし、固定電話網、有線ＬＡＮ、ＣＡＴＶ網等の有線通信網を含む通信ネットワークＮＷを介して接続されていてもよい。さらに、サーバ装置２０は、通信ネットワークＮＷを介して複数の基準局装置３０からデータを受信可能に構成されている。これらの複数の基準局装置３０は、複数の地域に分散して固定して設置され、捕捉可能な複数の衛星Ｓからの電波の観測データを、サーバ装置２０における測位結果を補正するための補正情報として提供するための装置である。ここで、サーバ装置２０は、複数の基準局装置３０から補正情報を直接受信可能とされているが、他のサーバ装置等の中継装置を介して間接的に受信可能とされていてもよい。
　衛星測位システム１における測位に利用される衛星Ｓは、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＣＯＭＰＡＳＳ等の全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global　Navigation　Satellite　System)、または、準天頂衛星（QZSS）等の地域衛星測位システム（ＲＮＳＳ：Regional　NSS）が挙げられる。なお、図１においては、衛星Ｓからの電波の伝搬経路及び伝搬方向を矢印付きの点線で示し、各装置間のデータの送受信の経路及び方向を矢印付きの実線で示している。
　図２は、端末装置１０の機能構成を示すブロック図、図３は、サーバ装置２０の機能構成を示すブロック図である。端末装置１０は、機能的には、電波受信部１１、データ通信部（送信部）１２、及び制御部１３を含んで構成されており、制御部１３は、概略測位機能部１４及び位相情報検出部１５によって構成されている。サーバ装置２０は、機能的には、データ通信部（受信部）２１及び制御部２２を含んで構成されており、制御部２２は、選択部２３、詳細測位機能部２４、及びデータ格納部２５によって構成されている。
　図４は、端末装置１０のハードウェア構成を示すブロック図であり、図５は、サーバ装置２０のハードウェア構成を示すブロック図である。
　同４に示すように、端末装置１０は、測位対象の対象物に取り付けられて使用されるものであり、物理的には、ＣＰＵ１０１、主記憶装置であるＲＡＭ１０２及びＲＯＭ１０３、データ送受信デバイスであるデータ通信モジュール１０６、衛星Ｓからの電波を受信するデバイスである電波受信モジュール１０７、半導体メモリ等の補助記憶装置１０８、などを含むコンピュータシステム（情報処理プロセッサ）として構成されている。図２に示した端末装置１０の各処理機能は、図４に示されるＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２等のハードウェア上に１又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１０１の制御のもとで、データ通信モジュール１０６及び電波受信モジュール１０７を動作させるとともに、ＲＡＭ１０２、補助記憶装置１０８等におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
　図５に示すように、サーバ装置２０は、対象物の位置管理を行うコンピュータシステムであり、物理的には、ＣＰＵ２０１、主記憶装置であるＲＡＭ２０２及びＲＯＭ２０３、入力キー、タッチセンサ等の入力デバイスである入力装置２０４、タッチパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ等の出力装置２０５、データ送受信デバイスであるデータ通信モジュール２０６、半導体メモリ等の補助記憶装置２０８、などを含むコンピュータシステム（情報処理プロセッサ）として構成されている。図３に示したサーバ装置２０の各処理機能は、図５に示されるＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２等のハードウェア上に１又は複数の所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２０１の制御のもとで入力装置２０４、出力装置２０５、及びデータ通信モジュール２０６を動作させるとともに、ＲＡＭ２０２、補助記憶装置２０８等におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。ここで、入力装置２０４あるいは出力装置２０５は、物理的にサーバ装置２０の本体部に電気的に接続されることには限定されず、ネットワーク経由で本体部から地理的に離れた場所でデータを送受信可能に接続されていてもよい。
　ここで、図２に戻って、端末装置１０の具備する処理機能の詳細について説明する。
　電波受信部１１は、複数の衛星Ｓから、所定周波数帯の電波を継続的に受信する。例えば、GPS/Galileo/QZSSの衛星ＳからはＬ１周波数（1575.42MHz）とＬ２周波数（1227.60MHz）の２つの周波数帯で電波が放送されている。ただし、電波受信部１１の受信する電波の周波数は衛星測位システムの種類に応じて適宜変更されてよい。電波受信部１１は、Ｌ１周波数の周波数帯の電波を受信してから、その電波を所定の変調方式（例えば、バイナリ位相偏移変調）に従って復調する。これにより、電波受信部１１は、複数の衛星Ｓ毎に対応して、測位に使用する1023ビットの測距（Ｃ／Ａ）コードを1msec間隔で受信し、その他の航法メッセージを50ビット／secのレートで受信する。この航法メッセージは、衛星Ｓを利用した測位に必要な情報を含んでおり、衛星Ｓの運行状態を示す情報、衛星Ｓの位置及び速度を示すエフェメリス（ephemeris）データ、クロックバイアスパラメータ、複数の衛星Ｓの大まかな位置及び大まかな速度を示すアルマナック（almanac）データ等が含まれる。同時に、電波受信部１１は、Ｌ１周波数帯の電波を復調することによって、各衛星Ｓが送信する各測距コードに重畳された送信時刻情報も継続的に受信する。そして、電波受信部１１は、それぞれの衛星Ｓから受信した測距コード、測距コードに付随する送信時刻情報、及び航法メッセージを、各衛星Ｓに対応した電波復調データとして、制御部１３に継続的に出力する。
　図６は、電波受信部１１が受信するＬ１周波数の電波の波形を示しており、（ａ）は、搬送波の波形、（ｂ）は、搬送波に変調された測距コードの波形、（ｃ）は、搬送波に変調された航法メッセージの波形を、それぞれ示している。このように、搬送波の１５４０サイクルに相当する時間長の電波から、測距コードの１ビット分が復調され、全１０２３ビットの測距コードが１ｍｓｅｃ間隔で繰り返し復調される。さらに、搬送波には測距コードに重畳して航法メッセージが変調されており、電波受信部１１によって、航法メッセージが１ビット／２０ｍｓｅｃのレートで復調される。
　再び図２に戻って、制御部１３の概略測位機能部１４は、電波受信部１１によって受信された各衛星Ｓに対応する電波復調データを繰り返し用いて、端末装置１０が取り付けられている対象物の概略位置を示す概略位置情報を計算する。すなわち、概略測位機能部１４は、複数の衛星Ｓに対応した測距コードを用いた既知の測距アルゴリズムを用いて概略位置情報を計算する。概略測位機能部１４は、計算した概略位置情報を、サーバ装置２０に送信するために、データ通信部１２に繰り返し出力する。
　例えば、概略測位機能部１４は、測距コードのレプリカを生成し、各衛星Ｓから受信された測距コードとの時間的な相関を算出することにより、互いに測距コードが何ビットすれているかを計測する。この測距コードのずれは約１／１０００ビットの分解能で計測することができる。そして、概略測位機能部１４は、測距コードのずれと各衛星Ｓに対応する送信時刻情報とを基に、各衛星Ｓと対象物との間のおおよその距離である擬似距離を計測する。これにより、概略測位機能部１４は、各衛星Ｓとの擬似距離を約３０ｃｍの分解能で計測することができる。さらに、概略測位機能部１４は、各衛星Ｓに対応する航法メッセージを参照しながら各衛星Ｓの現在位置を特定し、各衛星Ｓに対応する擬似距離と各衛星Ｓの現在位置とを基に、概略位置情報を計算する。ここで、概略測位機能部１４は、最低で４つの衛星Ｓからの電波復調データを利用できれば、端末装置１０に内蔵するクロックおける時刻誤差を未知数として求めることで、時刻誤差を補正して概略位置情報を計算することができる。
　位相情報検出部１５は、複数の衛星Ｓから受信された電波に含まれる搬送波の位相を示す位相情報を繰り返し検出し、衛星Ｓと対象物との間の距離に相当する搬送波の波長の数（波長数データ）を推定する。位相情報検出部１５が検出する位相情報を含む波長数データは、サーバ装置２０における対象物の測位に利用される。波長数データを用いた測位は、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック：Real　Time　Kinematic）測位と呼ばれ、測距コードを用いる測位方式に比較して測位の精度を向上させることができる。そして、位相情報検出部１５は、検出した複数の衛星Ｓ毎の波長数データを、サーバ装置２０に送信するために、データ通信部１２に繰り返し出力する。
　具体的には、位相情報検出部１５は、電波受信部１１から、複数の衛星Ｓから受信されたＬ１周波数の搬送波の強度変化を示すデータを継続的に取得する。そして、位相情報検出部１５は、複数の衛星Ｓ毎の搬送波の強度変化を示すデータを用いて、所定タイミングにおける搬送波の位相を搬送波の波長の数として検出する。例えば、搬送波の１／１０波長に相当する位相の場合は、“０．１波長”と検出される。このとき、位相情報検出部１５は、搬送波の位相を約１／１００波長の分解能で検出することができる。さらに、位相情報検出部１５は、このようにして検出された位相情報に、衛星Ｓと対象物との間の距離に相当する搬送波の波長の整数部分を推定して加えることにより波長数データを計算する。このようにして計算された波長数データは、小数部分は確定値であるが、整数部分は不確定な値となる。位相情報検出部１５は、複数の衛星Ｓに対応して検出した位相情報を用いることにより、各波長数データにおける整数部分に対して、尤もらしい値を推定して与えることができる。
　データ通信部１２は、制御部１３から出力された対象物に関する概略位置情報と、制御部１３から出力された複数の衛星Ｓに対応する波長数データとを、その都度サーバ装置２０に送信する。また、データ通信部１２は、概略位置情報に加えて、その計算に用いた電波復調データに含まれる各衛星Ｓからの送信時刻情報あるいは航法メッセージを、サーバ装置２０に送信してもよい。
　次に、図３に移って、サーバ装置２０の具備する処理機能の詳細について説明する。
　データ通信部２１は、端末装置１０から送信された対象物に関する概略位置情報、及び端末装置１０から送信された複数の衛星Ｓに対応する波長数データを受信する。そして、データ通信部２１は、受信した概略位置情報及び波長数データを制御部２２に出力する。また、データ通信部２１は、制御部２２の制御により、サーバ装置２０における測位結果を補正するための補正情報を、その都度あるいは定期的に各基準局装置３０から受信し、制御部２２に出力することも行う。この補正情報には、各基準局装置３０が各衛星ＳからのＬ１周波数の電波を観測することによって得られる、搬送波の位相情報を含む波長数データが含まれる。なお、データ通信部２１は、各基準局装置３０からの補正情報を基準局装置３０から直接受信してもよいし、他のサーバ装置、基準局装置等を経由して間接的に受信してもよい。また、補正情報には、Ｌ１周波数以外の周波数（例えば、Ｌ２周波数等）の電波を観測することによって得られるデータが含まれていてもよい。
　制御部２２のデータ格納部２５は、複数の基準局装置３０に関する管理情報を記憶する機能部である。例えば、この管理情報には、各基準局装置３０の設置場所を示す位置情報（例えば、緯度、経度等の座標を示す情報）と、各基準局装置３０から受信された補正情報とが含まれている。管理情報に含まれる補正情報は、常に最新の情報が各基準局装置３０から受信されて更新されてもよいし、制御部２２の選択部２３によって選択されたタイミングで、選択された基準局装置３０からその都度受信されて更新されてもよい。また、制御部２２は、各基準局装置３０の位置情報を、各基準局装置３０による測位演算の結果として各基準局装置３０から取得してもよいし、制御部２２内において後述する選択部２３及び詳細測位機能部２４の機能を用いて各基準局装置３０を対象に測位することによって取得してもよい。
　選択部２３は、端末装置１０の取り付けられた対象物の測位を実行するタイミングで、端末装置１０から受信した対象物に関する概略位置情報の示す位置を基に、複数の基準局装置３０の中から対象物の測位に用いる補正情報の取得先を選択する。そして、選択部２３は、選択した基準局装置３０に対応する補正情報を、データ格納部２５から取得する。さらに、選択部２３は、選択した基準局装置３０に対応する補正情報を詳細測位機能部２４に出力する。
　具体的には、選択部２３は、測位対象の対象物に関する概略位置情報の示す位置と、複数の基準局装置３０の設置場所との関係を基に、補正情報の取得先を選択する。より具体的には、選択部２３は、概略位置情報の示す位置に最も近い設置場所の基準局装置３０を、データ格納部２５に記憶されている各基準局装置３０に対応する管理情報を参照することによって選択し、選択した基準局装置３０に対応する補正情報を、データ格納部２５から取得する。基準局装置３０の選択は、概略位置情報が示す位置と各基準局装置３０の位置情報が示す位置との間の距離を計算し、その距離を相対的に比較することによって行われてもよいし、概略位置情報が示すエリアと各基準局装置３０の示すエリアとの間の包含関係あるいは近接関係を判定することによって行われてもよい。なお、選択部２３は、概略位置情報が示す位置から所定距離以内（例えば、概ね２０ｋｍ以内）の位置の基準局装置３０を選択するように動作することが好ましい。また、選択部２３は、端末装置１０が捕捉している衛星群と基準局装置３０が捕捉している衛星群の包含関係などを判定することによって、基準局装置３０を選択するように動作してもよい。
　詳細測位機能部２４は、予め設定されたタイミング（定期的なタイミング、サーバ装置２０において指示が受け付けられたタイミング等）で、端末装置１０から受信した複数の衛星Ｓに対応する波長数データと、選択部２３から出力された補正情報とを基に、端末装置１０の取り付けられた対象物の詳細位置を示す詳細位置情報を計算する。詳細測位機能部２４は、計算した詳細位置情報を、出力装置２０５（図５）を介して外部に出力する。また、詳細測位機能部２４は、計算した詳細位置情報を、データ通信部２１を介して端末装置１０等の外部に送信することもできる。
　すなわち、詳細測位機能部２４は、ＲＴＫ測位方式を利用して詳細位置情報を計算する。具体的には、詳細測位機能部２４は、端末装置１０で得られた各衛星Ｓに対応する波長数データと、位置が既知の基準局装置３０で得られた各衛星Ｓに対応する波長数データとを基に、連立方程式を立てることによって、各衛星Ｓに対応する波長数データの整数値部分を確定値として求める。また、詳細測位機能部２４は、位置が既知の基準局装置３０で得られた各衛星Ｓに対応する波長数データを基に、各衛星Ｓと端末装置１０との間の電波における電離層遅延及び対流圏遅延等の位相情報に関する誤差値を推定することもできる。そして、詳細測位機能部２４は、整数値部分を確定した各衛星Ｓに対応する波長数データと、各衛星Ｓに関して推定した電離層遅延及び対流圏遅延を基に、対象物に関する詳細位置情報を計算する。この詳細位置情報の計算は、例えば、公知のソフトウェア（インターネットＵＲＬ：http://www.rtklib.com/）によって公開されたアルゴリズムを適用することで実現することができ、各衛星Ｓと対象物との距離を分解能約1.9mmで求めることができる。その結果、詳細測位機能部２４は、対象物の詳細位置情報を高精度で求めることができる。
　図７は、本実施形態のサーバ装置２０によって計算された対象物の詳細位置情報によって表される対象物の２次元位置を示しており、図８は、本実施形態のサーバ装置２０によって計算された対象物の詳細位置情報によって表される対象物の高さ位置を示している。この場合、地上の道に沿って移動する対象物を対象に測位が実行されている。それぞれの図において、曲線ｃ１，ｈ１が詳細位置情報の示す位置であり、曲線ｃ０，ｈ０が端末装置１０によって計算された概略位置情報の示す位置である。このように、端末装置１０に地理的に最も近い基準局装置３０から得られた補正情報が適切に選択されることにより、電波の受信環境に影響されることなく高精度の測位結果を安定して得ることができる。特に、高さ方向の精度に関しては本実施形態におけるＲＴＫ測位の精度を顕著に向上させることができる。
　以上説明した衛星測位システム１によれば、端末装置１０において、測距コードを利用した測位によって概略位置情報が計算されると共に複数の衛星Ｓからの搬送波の位相情報が検出される。そして、サーバ装置２０において、概略位置情報の示す位置を基に基準局装置３０が選択され、選択された基準局装置３０に対応する補正情報が取得され、複数の衛星Ｓに対応して検出された位相情報と補正情報とを基に詳細位置情報が計算される。これにより、端末装置１０の位置に対応した補正情報を基に測位結果が補正されるので、各衛星Ｓからの電波の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　特に、本実施形態では、概略位置情報の示す位置に最も近い位置の基準局装置３０を補正情報の取得先として選択されている。このような構成により、端末装置１０の位置に近い基準局装置３０から得られた補正情報を基に測位結果が補正されるので、各衛星Ｓからの電波の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　なお、本発明は、上述した実施形態の態様に限定されるものではない。
　上記実施形態のサーバ装置２０においては、端末装置１０において計算された概略位置情報の示す位置と基準局装置３０の設置場所との関係から、補正情報の取得先を選択していたが、このような選択方法には限定されない。例えば、端末装置１０から受信された電波復調データ、あるいは、端末装置１０から受信された搬送波の位相情報を基に、端末装置１０によって捕捉可能な衛星Ｓの電波を特定し、端末装置１０によって捕捉可能な衛星Ｓの電波を捕捉可能な基準局装置３０を補正情報の取得先としてさらに選択してもよい。このような構成によれば、端末装置１０によって観測された複数の衛星Ｓに関する位相情報を漏れなく補正しながら対象物を測位することができ、複数の衛星Ｓからの電波の受信環境に対応して測位制度を十分に高めることができる。
　ここで、サーバ装置２０は、補正情報として提供できる衛星Ｓの数が多い基準局装置３０を選択するように動作することが好ましい。また、サーバ装置２０は、対象の端末装置１０と同じ衛星システムからの電波の受信に対応し、かつ、該当衛星システムからの電波を良好に受信している基準局装置３０を選択するように動作することも好ましい。例えば、対象の端末装置１０が捕捉している１０個以上の衛星Ｓに関して補正情報を提供する基準局装置３０を選択すれば、高精度のＲＴＫ測位が可能となる。
　上記実施形態のサーバ装置２０においては、基準局装置３０の増設に対応する機能を備えていてもよい。図９は、変形例に係る衛星測位システム１Ａの概略構成を示す図である。このように、衛星測位システム１Ａは、設置場所が未知の新規の基準局装置３０ａが新たに設置された際に、基準局装置３０ａに関する管理情報を自動的に登録する機能を有する。
　すなわち、衛星測位システム１Ａを構成するサーバ装置２０においては、データ通信部２１が、新たに設置された基準局装置（新規基準局）３０ａから、端末装置１０に関する測位を実行する際と同様に、基準局装置３０ａに関する概略位置情報と、複数の衛星Ｓに対応する搬送波の位相情報を含む波長数データとを取得する。また、サーバ装置２０の選択部２３は、端末装置１０に関する測位を実行する際と同様の手順で、補正情報の取得先を基準局装置３０ａとは異なる複数の基準局装置３０の中から選択し、その取得先の基準局装置３０から補正情報を取得する。さらに、サーバ装置２０の詳細測位機能部２４は、端末装置１０に関する測位を実行する際と同様の手順で、基準局装置３０ａから得られた複数の衛星Ｓに対応する波長数データと、基準局装置３０から得られた補正情報とを基に、基準局装置３０ａの詳細位置を示す詳細位置情報を計算する。最後に、詳細測位機能部２４は、計算した基準局装置３０ａに関する詳細位置情報を、基準局装置３０ａに対応する管理情報中の位置情報としてデータ格納部２５に登録する。このようにして登録された位置情報は、サーバ装置２０における次回の対象物に関する測位演算の際に、選択部２３による基準局装置３０，３０ａの選択の際に参照して利用される。
　このような変形例によれば、新たな基準局装置３０ａが設置された場合にその基準局装置３０ａから得られた補正情報を用いた測位を円滑に実現することができる。その結果、対象物の様々な位置における電波の受信環境に応じた高精度の測位を容易に実現することができる。
　上述した実施形態では、端末装置１０に概略測位機能部１４が設けられていたが、サーバ装置２０に端末装置１０に関する概略位置情報を計算する概略測位機能部１４が設けられてもよい。このような変形例においては、端末装置１０のデータ通信部１２が、各衛星Ｓからの電波復調データから計測された擬似距離と、各衛星Ｓからの航法メッセージとを、波長数データに併せてサーバ装置２０に送信する。サーバ装置２０のデータ通信部２１は、端末装置１０から送信された各衛星毎の疑似距離、航法メッセージ、及び波長数データを受信する。サーバ装置２０に備えられた概略測位機能部１４が、受信された各衛星Ｓ毎の疑似距離及び航法メッセージを基に概略位置情報を計算する。これにより、サーバ装置２０の選択部２３は、サーバ装置２０によって計算された概略位置情報を基に、補正情報の取得先を選択することができる。この航法メッセージは必ずしも端末装置１０から受信される必要はなく、ネットワーク等を経由して別途他の装置から受信されてもよい。
　上述した形態の衛星測位システム１，１Ａにおいては、詳細位置情報の計算（以下、単に「測位」ともいう。））に用いる信号を受信する衛星Ｓを、複数の衛星Ｓの中から選択するように構成されていてもよい。すなわち、複数の衛星Ｓを、直接波（ＬＯＳ：line　of　sight）の信号が得られるもの（ＬＯＳ衛星）であるか、建物などの影響で反射波などの間接波（ＮＬＯＳ：non-line　of　sight）の信号が得られるもの（ＮＬＯＳ衛星）であるかを判別して、ＮＬＯＳ衛星を測位の対象から除外するように動作してもよい。以下、このような変形例にかかる衛星測位システムを構成する端末装置１０Ａ及びサーバ装置２０Ａの構成の端末装置１０及びサーバ装置２０との相違点について説明する。
　図１０は、端末装置１０Ａの機能構成を示すブロック図である。端末装置１０Ａの制御部１３は、強度情報検出部（強度情報取得部）１６を更に有する。強度情報検出部１６は、位相情報検出部１５によって位相情報が検出された検出時刻に応じて、その検出に用いられる搬送波が含まれる複数の衛星Ｓから受信された電波（信号）の強度に関する端末側強度情報を検出（取得）する。この端末側強度情報としては、例えば、信号と雑音との関係に関する指標であれば様々な指標データが検出されるが、測距信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）、あるいは、搬送波の信号対雑音密度比（Ｃ／Ｎ０）等が検出される（以下、これらを総称して「ＳＮＲ」と言う。）。端末装置１０Ａのデータ通信部１２は、強度情報検出部１６によって取得されたＳＮＲである端末側強度情報を、その検出タイミングに対応する概略位置情報、及び波長数データとともに、サーバ装置２０Ａに送信する。
　図１１は、サーバ装置２０Ａの機能構成を示すブロック図である。サーバ装置２０Ａの制御部２２は、強度情報取得部２６、及び衛星選択部２７をさらに含む。サーバ装置２０Ａのデータ通信部２１は、端末装置１０Ａから送信された端末側強度情報を、概略位置情報及び波長数データとともに受信する。強度情報取得部２６は、選択部２３によって選択された取得先の基準局装置３０から、その基準局装置３０において複数の衛星Ｓから受信された電波（信号）の強度に関する基準局側強度情報を取得する。この基準局側強度情報としては、端末側強度情報と同じ指標データであるＳＮＲが、端末装置１０Ａにおける位相情報の検出時刻に対応して検出された指標データとして取得される。
　サーバ装置２０Ａの衛星選択部２７は、データ通信部２１によって受信された端末側強度情報と、強度情報取得部２６によって取得された基準局側強度情報とを基に、端末装置１０Ａとサーバ装置２０Ａとの間の信号の受信ゲインの違いを、複数の衛星Ｓ毎に推定する。例えば、図１２には、衛星選択部２７によって処理される各衛星毎の端末側強度情報及び基準局側強度情報を含む処理データの一例を示す。このように、各衛星Ｓ“Ｇ１”、“Ｇ２”、…毎に、端末装置１０Ａにおける位相情報の検出時刻に対応して、基準局側強度情報“５０ｄＢ”、“３５ｄＢ”、…、及び端末側強度情報“４５ｄＢ”、“２８ｄＢ”、…が取得される。また、処理データには、それぞれの強度情報の検出タイミングに対応した衛星Ｓの仰角の情報も、各衛星Ｓからの航法メッセージを基に含められる。この仰角の情報は、航法メッセージ等の衛星Ｓ自身からの信号を基に計算されてもよいし、ネットワーク等を経由して別途他の装置から受信された情報を基に計算されてもよい。
　具体的には、衛星選択部２７は、各衛星Ｓ毎に端末側強度情報の基準局側強度情報と比較した差分を計算し、その差分を基に複数の衛星Ｓを複数のクラスタに分ける。例えば、図１２の例においては、強度情報の差分が－５ｄＢから－７ｄＢまでのクラスタと、差分が－１５ｄＢのクラスタとに分けられる。衛星選択部２７は、差分の小さい－５ｄＢから－７ｄＢまでのクラスタが、ＬＯＳ衛星に対応しており、差分の大きい－１５ｄＢのクラスタがＮＬＯＳ衛星に対応していると予想し、差分の小さいＬＯＳ衛星に対応したクラスタのデータを用いて、端末装置１０Ａとサーバ装置２０Ａとの間の受信ゲインの違いとして受信ゲイン比を推定する。これは、ＬＯＳ衛星からの信号の強度情報の差分はある程度小さくなり、ＮＬＯＳ衛星からの信号の強度情報の差分はそれよりも大きく衛星Ｓ毎に大きく異なるためである。例えば、ＬＯＳ衛星に対応したクラスタ内の強度情報の差分の平均値である“－６ｄＢ”を受信ゲイン比と推定する。ここでは、衛星選択部２７は、受信ゲインの違いを、仰角毎あるいは衛星毎に異なる値として推定して、それらの推定値を仰角等のパラメータを用いた表あるいは関数として管理することもできる。
　さらに、衛星選択部２７は、推定した端末装置１０Ａとサーバ装置２０Ａとの間の受信ゲインの違いを反映することにより、各衛星Ｓ毎の端末側強度情報の基準局側強度情報からの差分を補正する。すなわち、衛星選択部２７は、各衛星Ｓ毎の端末側強度情報の差分であるＳＮＲ差に対して、推定した受信ゲイン比を引き算することにより、補正後の強度情報の差分を計算する。そして、衛星選択部２７は、衛星Ｓ毎の補正後の強度情報の差分を所定の閾値と比較することで、所定の閾値よりも低い差分に対応する衛星ＳをＮＬＯＳ衛星であると判定する。例えば、図１２の例において、閾値が“－２ｄＢ”の場合には、衛星“Ｇ３”がＮＬＯＳ衛星であると判定される。さらに、衛星選択部２７は、選択部２３で選択された基準局装置３０で捕捉された複数の衛星Ｓの中からＮＬＯＳ衛星を除いた衛星Ｓを、測位に用いる衛星として選択し、選択した衛星Ｓの情報を詳細測位機能部２４に通知する。これによって、詳細測位機能部２４において、衛星選択部２７によって選択された衛星Ｓに対応する波長数データ等の測位用データを用いて、測位が実行される。
　上記の変形例によれば、端末装置１０Ａと基準局装置３０との間の信号の受信ゲインの違いを位相情報の検出時刻に対応して正確に推定でき、その違いを考慮した上で、端末装置１０Ａ及び基準局装置３０での衛星Ｓからの信号の強度を基に、複数の衛星Ｓの中から衛星を選択することができる。その結果、誤差を生じうる衛星Ｓを測位対象から除外することにより、測位時の複数の衛星Ｓ毎の信号の受信環境に対応して測位の精度を一層高めることができる。特に、ＲＴＫ測位を利用した場合、１つでも誤差を多く含む測距用データが含まれると計算値の収束が悪くなるため、測位演算の利用する衛星数を増やすよりも、誤差を含む衛星を排除することが精度向上には重要である。また、現在のマルチＧＮＳＳの時代においては、捕捉可能な衛星数が増加する傾向にあり、誤差を含む測距用データを測位演算時に含みやすい傾向にもある。そのため、本変形例にように、正確にＮＬＯＳ衛星を排除する仕組みを備えることにより、測位の精度を効率的に向上できる。
　図１３は、受信機で同じ衛星Ｓを対象に測定された強度情報としての搬送波の信号対雑音密度比の値の時間変化を示している。時間変化Ｓ１は、オープンスカイで全ての衛星Ｓからの信号を直接波で受信できている状況での測定結果を示し、時間変化Ｓ２は、建物等の影響で直接波を受信しにくい状況での測定結果を示している。この測定結果においては、時間変化Ｓ１は全ての時間帯でＳＮＲが高くなっていることを示しているが、時間変化Ｓ２は、10:35～11:40の時間帯では直接波が受信できてＳＮＲが高くなっているが、それ以外の時間帯では建物等で信号が遮られたためにＳＮＲが低くなっている。この結果から、ＬＯＳ衛星とＮＬＯＳ衛星とでは１０ｄＢＨｚ以上のＳＮＲの差が見られることがわかる。変形例では、衛星Ｓ毎に送信電波強度が異なることを考慮して、端末装置１０Ａと基準局装置３０との間のＳＮＲの差分の低下を判定することでＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定を行っている。
　本変形例では、上記判定の際に、端末装置１０Ａと基準局装置３０との間の信号の受信ゲインの違いも考慮に入れている。つまり、端末装置１０Ａで検出される強度情報は、同じ信号を直接波として受信した場合であっても、受信機材あるいはアンテナ等によって異なる値となる。図１４（ａ）には、２つ受信機で同じ衛星Ｓを対象に測定された強度情報としての搬送波の信号対雑音密度比の値の時間変化を示し、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の検出結果に対応する衛星Ｓの仰角の時間変化を示している。２つの受信機によるＳＮＲの時間変化Ｓ３，Ｓ４は、両方の受信機がオープンスカイで衛星Ｓから直接波を受信できていることを示しているが、ＳＮＲの値に大きな違いが存在する。そのため、単純に端末装置１０Ａと基準局装置３０との間のＳＮＲの差分からＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定を行うと、判定ミスを招く場合がある。これに対して、本変形例では、この判定に受信ゲインの違いを反映することで判定の精度を向上させている。また、図１４（ｂ）に示すように、受信ゲインは衛星Ｓの仰角によっても変化するために、本変形例では、受信ゲインの違いを、仰角等をパラメータとする表あるいは関数等を用いて推定することもできる。この場合、ＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定の精度を更に向上させることができる。
　なお、上記変形例では、ＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定時に次のような機能を有してもよい。すなわち、サーバ装置２０Ａの強度情報取得部２６は、選択部２３によって選択された基準局装置３０から、過去から位相情報の検出時刻までの時系列の時刻に対応して検出された基準局側強度情報を取得してもよい。そして、サーバ装置２０Ａの衛星選択部２７は、時系列の基準局側強度情報を基に、衛星Ｓ毎に、ＳＮＲの平滑化を実行したり、仰角毎のＳＮＲの変化を統計値として計算することで、衛星Ｓ毎の強度情報の差分を計算し、その差分を基に受信ゲインの違いを推定する。例えば、衛星選択部２７は、各衛星Ｓ毎の時系列のＳＮＲの値から、ピーク値あるいはピーク値と仰角毎のＳＮＲとの差を、表あるいは演算式を用いて管理することで、精度よくＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定を行うことが可能となる。
　また、基準局側強度情報に加えて、端末側強度情報も時系列の時刻に対応して取得してもよい。すなわち、端末装置１０Ａの強度情報検出部１６は、過去から位相情報の検出時刻までの時系列の時刻に対応して端末側強度情報を検出してもよい。また、サーバ装置２０Ａの衛星選択部２７は、時系列の端末側強度情報を基に、衛星Ｓ毎に、ＳＮＲの平滑化を実行したり、仰角毎のＳＮＲの変化を統計処理することで、衛星Ｓ毎の直接波の強度情報を計算し、その強度情報から計算した差分を基に受信ゲインの違いを推定する。例えば、衛星選択部２７は、各衛星Ｓ毎の時系列のＳＮＲ値から、直接波のＳＮＲのピーク値あるいはピーク値と仰角毎の直接波のＳＮＲ値との関係を、表あるいは演算式を用いて管理することで、精度よくＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定を行うことが可能となる。ここでは、サーバ装置２０Ａが時系列の端末側強度情報を統計処理しているが、端末装置１０Ａ側が統計処理してその統計処理の値をサーバ装置２０Ａに送ってもよいし、端末装置１０Ａ側で強度情報の差分を導くための表あるいは演算式を求めてその表あるいは演算式をサーバ装置２０Ａに送ってもよい。
　上述した実施形態および変形例では、各基準局装置３０におけるＮＬＯＳ衛星の有無を監視する機能が追加されてもよい。具体的には、各基準局装置３０に変形例にかかる端末装置１０Ａと同様な機能を持たせて、基準局装置３０の電波受信環境に応じたＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定機能を、サーバ装置２０Ａに持たせてもよい。具体的には、図１５に示すように、サーバ装置２０Ａにおいて、上述したＮＬＯＳ衛星／ＬＯＳ衛星の判定処理を近隣の基準局装置３０で取得された強度情報を基に行い、各基準局装置３０の受信環境におけるＮＬＯＳ衛星の存在を判定し、各基準局装置３０で得られたＮＬＯＳ衛星からの補正情報を測位演算の対象から除外する。また、サーバ装置２０Ａは、それに加えて、選択部２３において基準局装置３０を補正情報の取得先として選択する際には、高品質の信号を捕捉可能なＬＯＳ衛星の数を基に、その数がより多い基準局装置３０を選択するように機能してもよい。こうすれば、誤差の少ない補正情報を得られる衛星Ｓの数に応じて取得先を選択することができ、基準局装置３０の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、上述した実施形態および変形例では、端末装置１０，１０Ａを基準局として用いてもよい。すなわち、図１６に示す変形例にかかる衛星測位システム１Ｂに示すように、サーバ装置２０が端末装置１０を対象とした測位の計算結果を監視し、一時的に固定されている端末装置１０を基準局として管理してもよい。このとき、サーバ装置２０は、端末装置１０から、概略位置情報および波長数データ等の計測データが常に送られてきているときは、そのデータと近隣の基準局装置３０から取得される補正情報とを基に端末装置１０が固定されているか否かを判別することができる。
　ここで、上記実施形態では、端末装置は、測距コードを受信して概略位置情報を計算する概略測位機能部をさらに有し、送信部は、概略位置情報をさらに送信し、受信部は、概略位置情報をさらに受信する、こととしてもよい。
　また、サーバ装置は、端末装置によって取得された測距コードに関する情報を基に概略位置情報を計算する概略測位機能部をさらに有し、選択部は、概略測位機能部によって計算された概略位置情報を基に、補正情報を取得する、こととしてもよい。
　また、選択部は、概略位置情報の示す位置と複数の基準局の位置との関係を基に、取得先を選択する、こととしてもよい。かかる選択部を備えれば、端末装置の位置に関連した補正情報を基に測位結果が補正されるので、衛星からの信号の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、選択部は、概略位置情報の示す位置に最も近い位置の基準局を取得先として選択する、こととしてもよい。この場合、端末装置の位置に近い基準局から得られた補正情報を基に測位結果が補正されるので、衛星からの信号の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、選択部は、受信部が受信した位相情報に対応した複数の衛星を捕捉可能な基準局を、取得先として選択する、こととしてもよい。かかる構成を採れば、測位に利用する衛星に対応した補正情報を基に測位結果が補正されるので、衛星からの信号の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、選択部は、捕捉可能な複数の衛星の数を基に、取得先としての基準局を選択する、こととしてもよい。かかる構成を採れば、誤差の少ない補正情報を得られる衛星の数に応じて取得先を選択することができ、基準局の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、補正情報は、複数の衛星毎に、位相情報の誤差値を計算するための情報であってもよい。これにより、複数の衛星毎の信号の受信環境に対応して測位の精度を十分に高めることができる。
　また、詳細測位機能部は、リアルタイムキネマティック測位を用いて詳細位置情報を計算してもよい。これにより、測位の精度をさらに高めることができる。
　また、端末装置は、端末装置で受信される複数の衛星からの信号の強度に関する端末側強度情報を取得する強度情報取得部をさらに有し、サーバ装置は、基準局で受信される複数の衛星からの信号の強度に関する基準局側強度情報を取得する強度情報取得部と、端末側強度情報と基準局側強度情報とを基に、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定し、端末側強度情報及び基準局側強度情報を基に、受信ゲインの違いを反映した上で、複数の衛星の中から詳細位置情報の計算に用いる衛星を選択する衛星選択部と、をさらに有する、こととしてもよい。これにより、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを考慮した上で、端末装置及び基準局での衛星からの信号の強度を基に、複数の衛星の中から衛星を選択することができるので、誤差を生じうる衛星を測位対象から除外することにより、複数の衛星毎の信号の受信環境に対応して測位の精度を一層高めることができる。
　また、端末装置の強度情報取得部は、位相情報の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、サーバ装置の強度情報取得部は、位相情報の検出時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、衛星選択部は、端末側強度情報及び基準局側強度情報を基に、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、こととしてもよい。かかる構成により、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを位相情報の検出時刻に対応して正確に推定でき、測位時の複数の衛星毎の信号の受信環境に対応して測位の精度をより高めることができる。
　また、端末装置の強度情報取得部は、位相情報の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、サーバ装置の強度情報取得部は、過去の時系列の時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、衛星選択部は、端末側強度情報及び基準局側強度情報を基に、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、こととしてもよい。かかる構成により、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを過去の傾向に対応して正確に推定でき、複数の衛星毎の信号の受信環境の履歴に対応して測位の精度をより高めることができる。
　また、端末装置の強度情報取得部は、過去の時系列の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、サーバ装置の強度情報取得部は、過去の時系列の時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、衛星選択部は、端末側強度情報及び基準局側強度情報を基に、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、こととしてもよい。かかる構成により、端末装置と基準局との間の信号の受信ゲインの違いを過去の傾向に対応して正確に推定でき、複数の衛星毎の信号の受信環境の履歴に対応して測位の精度をより高めることができる。
　また、受信部は、新たに設置された新規基準局から、複数の衛星からの搬送波の位相情報をさらに取得し、詳細測位機能部は、複数の衛星に対応した位相情報と、新規基準局とは異なる基準局から取得した補正情報とを基に、新規基準局に関する詳細位置情報を計算し、新規基準局に関する詳細位置情報を、選択部による基準局の選択のための情報として登録する、こととしてもよい。これにより、新たな基準局が設置された場合にその基準局から得られた補正情報を用いた測位を容易に実現することができる。
　本発明の一側面は衛星からの信号を用いて位置を演算する衛星測位システムを使用用途とし、管理対象の測位の精度を十分に向上させることができるものである。
　１，１Ａ…衛星測位システム、１０，１０Ａ…端末装置、１１…電波受信部、１２…データ通信部（送信部）、１４…概略測位機能部、１５…位相情報検出部、１６…強度情報検出部（強度情報取得部）、２０，２０Ａ…サーバ装置、２１…データ通信部（受信部）、２３…選択部、２４…詳細測位機能部、２５…データ格納部、２６…強度情報取得部、２７…衛星選択部、３０，３０ａ…基準局装置、ＮＷ…通信ネットワーク、Ｓ…衛星。

Claims (14)

  1. 　複数の衛星から搬送波を受信して搬送波の位相情報を検出する位相情報検出部と、
    　前記複数の衛星に対応した前記位相情報を送信する送信部と、
    を有する端末装置と、
    　前記端末装置から、前記複数の衛星に対応した前記位相情報を受信する受信部と、
    　前記端末装置によって受信された複数の衛星からの測距コードに関する情報を用いて計算された概略位置情報の示す位置を基に、複数の基準局の中から前記位相情報に関する補正情報の取得先を選択し、選択した基準局に対応する前記補正情報を取得する選択部と、
    　前記複数の衛星に対応した前記位相情報と前記補正情報とを基に、前記端末装置に関する詳細位置情報を計算する詳細測位機能部と、
    を有するサーバ装置と、
    を備える衛星測位システム。
  2. 　前記端末装置は、前記測距コードを受信して前記概略位置情報を計算する概略測位機能部をさらに有し、
    　前記送信部は、前記概略位置情報をさらに送信し、
    　前記受信部は、前記概略位置情報をさらに受信する、
    請求項１記載の衛星測位システム。
  3. 　前記サーバ装置は、前記端末装置によって取得された前記測距コードに関する情報を基に前記概略位置情報を計算する概略測位機能部をさらに有し、
    　前記選択部は、前記概略測位機能部によって計算された前記概略位置情報を基に、前記補正情報を取得する、
    請求項１記載の衛星測位システム。
  4. 　前記選択部は、前記概略位置情報の示す位置と前記複数の基準局の位置との関係を基に、前記取得先を選択する、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の衛星測位システム。
  5. 　前記選択部は、前記概略位置情報の示す位置に最も近い位置の基準局を前記取得先として選択する、
    請求項４記載の衛星測位システム。
  6. 　前記選択部は、前記受信部が受信した前記位相情報に対応した前記複数の衛星を捕捉可能な基準局を、前記取得先として選択する、
    請求項４又は５に記載の衛星測位システム。
  7. 　前記選択部は、捕捉可能な前記複数の衛星の数を基に、前記取得先としての基準局を選択する、
    請求項４又は５に記載の衛星測位システム。
  8. 　前記補正情報は、前記複数の衛星毎に、前記位相情報の誤差値を計算するための情報である、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の衛星測位システム。
  9. 　前記詳細測位機能部は、リアルタイムキネマティック測位を用いて前記詳細位置情報を計算する、
    請求項１～８のいずれか１項に記載の衛星測位システム。
  10. 　前記端末装置は、前記端末装置で受信される前記複数の衛星からの信号の強度に関する端末側強度情報を取得する強度情報取得部をさらに有し、
    　前記サーバ装置は、
    　前記基準局で受信される前記複数の衛星からの信号の強度に関する基準局側強度情報を取得する強度情報取得部と、
    　前記端末側強度情報と前記基準局側強度情報とを基に、前記端末装置と前記基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定し、前記端末側強度情報及び前記基準局側強度情報を基に、前記受信ゲインの違いを反映した上で、前記複数の衛星の中から前記詳細位置情報の計算に用いる衛星を選択する衛星選択部と、
    をさらに有する、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の衛星測位システム。
  11. 　前記端末装置の前記強度情報取得部は、前記位相情報の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、
    　前記サーバ装置の前記強度情報取得部は、前記位相情報の検出時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、
    　前記衛星選択部は、前記端末側強度情報及び前記基準局側強度情報を基に、前記端末装置と前記基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、
    請求項１０に記載の衛星測位システム。
  12. 　前記端末装置の前記強度情報取得部は、前記位相情報の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、
    　前記サーバ装置の前記強度情報取得部は、過去の時系列の時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、
    　前記衛星選択部は、前記端末側強度情報及び前記基準局側強度情報を基に、前記端末装置と前記基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、
    請求項１０に記載の衛星測位システム。
  13. 　前記端末装置の前記強度情報取得部は、過去の時系列の検出時刻に対応する端末側強度情報を取得し、
    　前記サーバ装置の前記強度情報取得部は、過去の時系列の時刻に対応する基準局側強度情報を取得し、
    　前記衛星選択部は、前記端末側強度情報及び前記基準局側強度情報を基に、前記端末装置と前記基準局との間の信号の受信ゲインの違いを推定する、
    請求項１２に記載の衛星測位システム。
  14. 　前記受信部は、新たに設置された新規基準局から、複数の衛星からの搬送波の位相情報をさらに取得し、
    　前記詳細測位機能部は、前記複数の衛星に対応した前記位相情報と、前記新規基準局とは異なる基準局から取得した前記補正情報とを基に、前記新規基準局に関する詳細位置情報を計算し、前記新規基準局に関する前記詳細位置情報を、前記選択部による基準局の選択のための情報として登録する、
    請求項１～１３のいずれか１項に記載の衛星測位システム。
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