WO2020105689A1 - 位置補正情報配信システムと方法と基地局並びにプログラム - Google Patents
位置補正情報配信システムと方法と基地局並びにプログラムInfo
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Definitions
- the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application: Japanese Patent Application No. 2018-219155 (filed on November 22, 2018), and the entire contents of the application are incorporated by reference in this document. I shall.
- the present invention relates to a position correction information distribution system and method, a base station, and a program.
- code positioning Single positioning
- carrier positioning using the carrier phase of GPS signals is used.
- One wavelength of the L1 carrier wave of the GPS signal is about 19 cm (centimeter), and the distance can be obtained from the carrier wave phase with an accuracy of 1/100 unit of the carrier wave wavelength.
- the receiver measures the carrier phase at the time of reception and resolves the wave number (ambiguity) of the carrier between the satellite and receiver to measure the distance between the satellite and receiver.
- Receiver manufacturers implement their own solutions for ambiguity.
- RTK Real Time Kinematic
- RTK-GNSS GPS (Real Time Kinematic GPS) system
- the time difference between the satellite and receiver is eliminated by obtaining the double phase difference between the signal received by the receiver and the RTK reference station from the information of the signal received by the RTK reference station within a few kilometers of the receiver.
- the carrier phase data of satellites i and j are measured with two receivers, RTK reference station: A and receiver: B.
- the carrier phase measured by each receiver from satellite i is ⁇ iA and ⁇ iB
- the carrier phase from satellite j is ⁇ jA and ⁇ jB
- the double phase difference of the carrier phase data: ( ⁇ jB - ⁇ jA)-( ⁇ iB - ⁇ iA) ( ⁇ jB - ⁇ iB)-( ⁇ jA - ⁇ iA) causes phase error due to receiver internal clock error or satellite internal clock error, phase error due to SA (Selective Availability), and further due to ionosphere and troposphere The phase error is erased.
- the ambiguity (an integer value of the number of unknown cycles of the carrier wave from the satellite in carrier positioning (integer value bias)) is calculated from the time change of the dual phase difference, and the accurate distance between the receiver and the satellite is calculated. .. Then, by obtaining the relative position from the RTK reference station to the receiver, the error due to atmospheric factors such as the ionosphere is eliminated, and the highly precise position can be obtained.
- the receiver needs to acquire the phase information of the carrier from the RTK reference station, for example, about once per second.
- the correction data transmitted from the RTK reference station to the receiver for RTK-GPS is called RTK correction data.
- RTK-GPS RTK-GPS
- RTK-GNSS RTK-GPS
- a wireless base station such as a mobile phone is provided with a function as an electronic reference point (GNSS continuous observation point installed by GSI) and a position correction information distribution function, so that the communication network A system has been disclosed in which, by distributing the position correction information to a mobile station, the position correction information can be distributed over a wide area and at low cost, and high-accuracy position measurement is realized in real time.
- GNSS continuous observation point installed by GSI
- a position correction information distribution function so that the communication network A system has been disclosed in which, by distributing the position correction information to a mobile station, the position correction information can be distributed over a wide area and at low cost, and high-accuracy position measurement is realized in real time.
- the communication band used by the mobile base station to identify the cell in which each mobile station (terminal) exists or a part of the communication band of the mobile station It is fixedly assigned to provide correction information, and broadcast data is transmitted to mobile stations in the cell area.
- Patent Document 1 also states that the mobile base station side knows the exact absolute position of the reference point, and if the distance between the reference point and the mobile base station is an appropriate distance, they need not be integrated. Has been done. As described above, in Patent Document 1, even in a mobile phone base station which is not integrated with a reference station, correction information is always delivered to mobile stations in a broadcast type. Therefore, the communication load between the base station and the mobile phone base station increases the network load, which imposes a processing load on the devices in the mobile phone network.
- Patent Document 2 discloses a configuration in which an observation center CT, a reference station X, and a plurality of positioning stations A, B, and C are connected by a telephone line or the like in such a manner that the observation center-to-reference station and the positioning station are one-to-many. There is.
- the correction data CD from the reference station is broadcasted to multiple positioning stations via the observation center via a telephone line, etc., and the three-dimensional position RD corrected and calculated by each positioning station based on this is received at the observation center via a telephone line. And display it.
- a receiver determines rough position information of the receiver by some method and sends it to the RTK correction data distribution system. Then, the RTK correction data distribution system transmits the RTK correction data acquired by the GPS antenna corresponding to the area to the receiver.
- RTK-GPS RTK-GNSS
- RTK-GNSS RTK-GNSS
- the user manually selects, for example, the RTK reference station closest to the positioning target area from a plurality of RTK reference stations installed by others, or selects the RTK reference station according to the result of GPS code positioning.
- RTK-GPS RTK-GNSS
- RTK-GNSS RTK-GPS
- the RTK correction data distribution service may not be able to be stably provided. Therefore, it is necessary to consider the increase in the number of users (the number of GNSS positioning receivers) and take a system configuration that distributes the load.
- An object of the present invention is to provide a position correction information distribution system, base station, method, and program that can solve the above problems.
- the phase of a carrier wave from a satellite is measured by a receiver for which a position is to be determined and a reference station whose position is known, and the position information of the receiver is based on position correction information transmitted from the reference station.
- the receiver transmits a request for position correction information to a first base station that manages a cell on which the receiver camps,
- the first base station has a second base station registered in the storage device and capable of providing position correction information from the reference station, and / or a position.
- the second base station having a reference station located in the vicinity or the reference station located in the vicinity is selected, and the position is selected from the selected second base station or the reference station.
- a position correction information distribution system is provided that receives correction information and broadcasts it to the cell.
- the phase of a carrier wave from a satellite is measured by a receiver for which a position is to be determined and a reference station whose position is known, and the position information of the receiver is based on position correction information transmitted from the reference station.
- a base station that constitutes a position correction information distribution system for a positioning system that seeks in real time, and receives a position correction information request from the receiver that camps on a cell of the base station and is registered in a storage device.
- the second base station that has a reference station and can provide the position correction information from the reference station, and / or the second base station that has a reference station located in the vicinity from among the reference stations that can provide the position correction information.
- a base station or a reference station located in the vicinity thereof, and means for receiving the position correction information from the selected second base station or the reference station and broadcasting it to the cell are provided. It
- the phase of a carrier wave from a satellite is measured by a receiver for which a position is to be determined and a reference station whose position is known, and the position information of the receiver is based on position correction information transmitted from the reference station.
- the base station that distributes the position correction information of the positioning method that requests A second base, which is registered in the storage device and has a reference station and is capable of providing position correction information from the reference station, when a request for the position correction information is received from the receiver that camps on the cell of the base station.
- a position correction information distribution method for receiving the position correction information from the selected second base station or the reference station and broadcasting the position correction information to the cell is provided.
- the phase of a carrier wave from a satellite is measured by a receiver for which a position is to be determined and a reference station whose position is known, and the position information of the receiver is based on position correction information transmitted from the reference station.
- a second base which is registered in the storage device and has a reference station and is capable of providing position correction information from the reference station, when a request for the position correction information is received from the receiver that camps on the cell of the base station.
- a computer-readable recording medium that stores the program (for example, RAM (RandomAccessMemory), ROM (ReadOnlyMemory), or EEPROM (ElectricallyErasableandProgrammableROM)) Etc., non-transitory computer readable recording medium such as HDD (Hard Disk Drive), CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), etc. are provided.
- RAM RandomAccessMemory
- ROM ReadOnlyMemory
- EEPROM ElectricallyErasableandProgrammableROM
- HDD Hard Disk Drive
- CD Compact Disc
- DVD Digital Versatile Disc
- the position correction information when the position correction information is distributed to the positioning receiver, it is possible to suppress an increase in network and processing load with respect to an increase in the number of receivers, and further suppress an increase in resources and costs.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a receiver of an exemplary embodiment of the invention. It is a figure explaining the mobile telephone base station of the exemplary embodiment of this invention. It is a figure explaining the exemplary embodiment of this invention.
- the present invention utilizes the mobile telephone network in the distribution of correction data from the RTK reference station in RTK-GPS positioning, selects an appropriate RTK reference station, and broadcasts the RTK correction data from the base station, thereby Resolve two issues.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an RTK correction data distribution system according to the embodiment of this invention.
- a receiver 11 camping on a mobile phone base station 12 (without RTK reference station) that does not have an RTK base station requests an RTK correction data from the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- Send a message Upon receiving the RTK correction data request message, the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) searches the base station database 16 and, based on the search result, the mobile phone base station having the RTK reference station located near the mobile phone base station 12.
- Select station 13 (with RTK reference station).
- position information of the mobile phone base station, information on whether the mobile phone base station has an RTK reference station, and position information of the RTK reference station when the RTK reference station is held are registered. ..
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) registered in the base station database 16 is communicatively connectable to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the mobile phone base station 12 receives RTK correction data from the selected mobile phone base station 13 (with RTK reference station), and receives the RTK correction data from the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Broadcast to the managed cell 18.
- the base station database 16 is configured to be connected to the mobile phone network 15 (core network), but the base station database 16 is configured to connect to the wide area network (Wide Area Network) For example, it may be arranged in a data center of a mobile phone communication carrier via the Internet).
- the mobile phone base station is also simply referred to as a base station.
- FIG. 2A is a diagram illustrating a prototype of a system that delivers RTK correction data to a receiver 11 such as a smartphone.
- RTK-GPS positioning is ⁇ Because the carrier wave is used for measurement, it is easily affected by noise and multipath (reflected wave), ⁇ It takes time to initialize, ⁇ Must always receive signals from four or more GPS satellites, ⁇ Once the signal is interrupted, initialization time is required again, ⁇ Positioning within 10 km of the base line is required, and positioning may not be possible beyond that, ⁇ More expensive high-sensitivity antenna, ⁇ Low positioning needs up to cm For these reasons, the code positioning method is used in smartphones, car navigation systems, and the like. FIG.
- FIG. 2A shows a prototype of the RTK correction data distribution system when the RTK-GPS positioning system is installed in a smartphone or the like as the receiver 11.
- the receiver 11 is a smartphone in FIG. 2A, it may be a self-driving vehicle, a drone, or the like.
- RTK correction data distribution system 17 sends RTKs to each receiver 11 via the network (wired network / wireless access network).
- the correction data is sent by unicast. Therefore, the network load due to RTK correction data distribution is high. Particularly, as the number of receivers 11 increases, the processing load and network load of the RTK correction data distribution system 17 increase.
- FIG. 2B is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.
- the mobile phone base station 12 receives an RTK correction data request message from the receiver 11 that camps on the cell of the mobile phone base station 12, the other mobile phone base station 12 receives the message. It receives RTK correction data from the RTK reference station 14 installed in the station 13 and broadcasts it in real time. Therefore, the number of receivers 11 located in the cell managed by the mobile phone base station 12 and receiving the RTK correction data does not affect the load of RTK correction data distribution.
- the RTK reference station 14 may be installed in the mobile phone base station 13.
- the mobile phone base station 13 having the RTK reference station 14 broadcasts the RTK correction data to the cell managed by the mobile phone base station 13.
- the equipment cost will increase.
- the RTK reference station 14 is installed in a part of the mobile phone base stations 13, and the RTK reference station 14 is transferred from the mobile phone base station 13 having no RTK reference station to the RTK reference station 14.
- the RTK correction data of the reference station 14 may be transmitted.
- the receiver 11 When the receiver 11 camps on the cell managed by the mobile phone base station 12 that does not have the RTK reference station, the receiver 11 requests the mobile phone base station 12 for RTK correction data.
- camping on means performing cell search for the selected PLMN (Public land mobile network) and selecting the cell that provides the service (3GPP TS (Third Generation Partnership Project Technical Specification) 25.304. ).
- the receiver registers the NAS (Non Access Stratum: non-access stratum) with respect to the selected cell, and the state in which the service by the cell becomes available is called camp-on.
- NAS Non Access Stratum: non-access stratum
- camp-on the state in which the service by the cell becomes available.
- the NAS request message from the user device User Equipment: UE
- attach request attach request
- FIG. 3 is a diagram illustrating an operation sequence of an embodiment of the present invention.
- the receiver 11 When the receiver 11 is camping on the mobile phone base station 12 (without RTK reference station), the receiver 11 sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Yes (S1).
- the mobile phone base station 12 Upon receiving the RTK correction data request message, the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) searches the base station database 16 (S2), and based on the search result (S3), the RTK located near the mobile phone base station 12 is searched. A mobile phone base station 13 (with RTK reference station) having a reference station is selected.
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) is, for example, a mobile phone base station 13 (RTK base station) having an RTK reference station whose distance between the receiver 11 and the RTK reference station is within a range in which the receiver 11 can achieve desired positioning accuracy.
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) may be selected as the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) having an RTK reference station located in the vicinity (of course, the mobile phone base station 13 with the nearest RTK reference station may be selected. Is). Note that the mobile phone base station 12 stores and holds the identification information and address information of the selected mobile phone base station 13 (with RTK reference station), and thereafter (while the contents of the base station database 16 are not changed), the identification information and The mobile phone base station 13 (with RTK reference station) may be selected for the RTK correction data request message based on the information of the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) that stores and holds the address information.
- Mobile phone base station 12 (without RTK reference station) sends an RTK correction data request message to mobile phone base station 13 (with RTK reference station) (S4).
- the mobile phone base station 12 receives the RTK correction data transmitted from the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) (S5), and the RTK correction data is transferred to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Broadcast to the managed cell (S6).
- the broadcast of the RTK correction data is performed at a preset time interval (for example, 1 second) according to the specifications of the RTK reference station.
- the mobile phone base station 13 may select the broadcast interval of the RTK correction data from some time intervals based on the information of the receiver 11 or the like, instead of using a fixed value. ..
- the receiver 11 receives RTK correction data transmitted by broadcast and performs RTK-GPS positioning.
- the receiver 11 Upon completion of RTK-GPS positioning, the receiver 11 sends an RTK correction data stop request message to the mobile phone base station 12 (no RTK reference station) (S7).
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 (from the receivers camping on the cell managed by the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the RTK correction data stop request message is received from all the receivers 11 transmitted to the RTK reference station (without RTK reference station)
- the RTK correction data stop request message is transmitted to the mobile phone base station 13 (with the RTK reference station) (S8). ..
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) stops transmitting the RTK correction data to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) stops the broadcast transmission of the RTK correction data.
- the receiver When the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) is currently not broadcasting the RTK correction data, the receiver that camps on the cell managed by the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) having the RTK reference station is selected and the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) is selected. Then, the RTK correction data is acquired from and the broadcasting to the cell of the mobile phone base station 12 (without the RTK reference station) is started.
- the other receiver 11 When the other receiver 11 camps on the cell managed by the mobile phone base station 12 (without RTK reference station), the RTK correction is already performed on the cell from the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Data is being broadcast. In this case, when the other receiver 11 performs RTK-GPS positioning, the other receiver 11 sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Good.
- the other receiver 11 does not send the RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 (no RTK reference station), the one receiver that has completed the RTK-GPS positioning receives the RTK correction data.
- the stop request message is transmitted to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station)
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) stops broadcasting the RTK correction data.
- the other receiver 11 that has received the RTK correction data until then cannot receive the RTK correction data.
- the mobile phone base station 12 receives the RTK correction data request message from the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request message together with its terminal identification information (for example, IMEI (International Mobile Equipment Identity)).
- the storage unit may store and manage the terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data stop request message from the storage unit.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the base station database 16.
- the position of the base station and the presence / absence of the RTK reference station are registered in advance in the base station database 16.
- the type indicates whether it is a base station or an RTK reference station. In the case of a base station, it includes cell identification information (cell ID), antenna position (radio access network antenna of the base station), presence / absence of RTK reference station, and if RTK reference station is present, position information of RTK reference station. When the type is the RTK reference station, the position information of the RTK reference station is included.
- This RTK reference station is an RTK reference station that can be connected to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) via a mobile network (core network), an IP (Internet Protocol) network, or the like.
- the base station database 16 may include the IP address information of the RTK reference station and the like.
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) may retain a copy of the information in the base station database 16 in its own memory or the like.
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) may hold information of the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) selected as the acquisition source of the RTK correction data in its own memory or the like.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a sequence of transmitting RTK correction data between the receiver 11 and the mobile phone base station 13 (having an RTK reference station) that has the RTK reference station.
- the mobile phone base station 13 having the RTK reference station broadcasts the RTK correction data at regular time intervals (S6). Even after the positioning is performed by the receiver 11, the mobile phone base station 13 broadcasts the RTK correction data at regular time intervals. All receivers in the cell area of the RTK reference station can acquire the RTK correction data by transmitting the RTK correction data by broadcasting instead of the one-to-one communication (unicast communication) by the mobile phone base station. You can
- the mobile phone base station 13 (with the RTK reference station) that owns the RTK reference station receives the RTK correction data request message from the receiver 11 as well as the mobile phone base station 12 (without the RTK reference station). May be broadcast. By doing so, the processing for the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) and the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) in the receiver 11 can be shared. That is, when the receiver 11 camping on the cell managed by the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) requests the RTK correction data, the receiver 11 sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 13 (with RTK reference station).
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) camps on the cell of the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) even if only one receiver 11 has sent the RTK correction data request message.
- the RTK correction data may be broadcast.
- the receiver 11 that has completed the RTK-GPS positioning transmits an RTK correction data stop request message to the mobile phone base station 13 (with RTK reference station), and the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) receives the message.
- the RTK correction data may be broadcast.
- the base station database 16 is not referred to, and the RTK correction data from the stored RTK reference station 14 is stored in the mobile phone base station 13 (RTK reference station). Broadcast to cells with reference station).
- FIG. 6 is a diagram illustrating still another example of the exemplary embodiment of the present invention.
- the RTK reference station 14 is connected to the mobile phone base station 12 (without the RTK reference station) via the network.
- the RTK reference station 14 may be placed in a place other than the mobile phone base station.
- some mobile phone base stations are equipped with GPS antennas for time synchronization management based on time information from GPS satellites. In this case, it is possible to minimize the addition of equipment by utilizing the GPS antenna already installed in the mobile phone base station as the RTK reference station.
- the mobile phone base station 12 without the RTK base station requests the RTK correction data from the RTK base station 14 and acquires it.
- the RTK reference station installed in a place other than the mobile phone base station is registered in the base station database 16.
- the RTK reference station installed in a place other than the mobile phone base station and the information of the mobile phone base station may be held in separate tables.
- the range covered by one RTK reference station is about several kilometers. If the receiver 11 is within a few kilometers from the RTK reference station, positioning with desired accuracy can be realized. If the cell size of the mobile phone base station is larger than the range that the RTK reference station can cover, even if you request the RTK correction data from the mobile phone base station, it will be outside the range covered by the RTK reference station and the RTK correction will be performed. Data may not be available. Therefore, the cell size of the mobile phone base station where the GPS antenna is installed is designed to be smaller than the coverage of the RTK reference station. Note that FIG.
- FIG 6 shows an example in which the RTK reference station 14 is connected to the mobile phone base station 12 (without the RTK reference station) via the mobile phone network 15, but the RTK reference station 14 is connected via another network. It goes without saying that the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) may be connected.
- FIG. 7 is a diagram illustrating a sequence according to the embodiment of this invention.
- the receiver 11 When the receiver 11 is camping on the mobile phone base station 12 (without RTK reference station), the receiver 11 sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Yes (S11).
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) that has received the RTK correction data request message refers to the base station database 16 and searches for the RTK reference station 14 located near the mobile phone base station 12 (without RTK reference station). Yes (S12).
- the mobile phone base station 12 Based on the search result (S13), the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) selects the RTK reference station 14 installed in a place other than the mobile phone base station, and sends an RTK correction data request message to the RTK reference station 14. Send (S14).
- the mobile phone base station 12 acquires the RTK correction data from the RTK reference station 14 (S15), and corrects the RTK correction to the cell managed by the mobile phone base station 12 and the receiver 11 is camping on. Data is broadcasted (S16). The receiver 11 receives the RTK correction data transmitted by broadcast and performs RTK-GPS positioning.
- the receiver 11 Upon completion of RTK-GPS positioning, the receiver 11 sends an RTK correction data stop request message to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) (S17).
- the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) sends an RTK correction data request message to the mobile phone base station 12 among the receivers 11 camping on the cell managed by the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the RTK correction data stop request message is received from all the receivers 11 transmitted to (without RTK reference station)
- the RTK correction data RTK correction data request stop message is transmitted to the RTK reference station 14 (S18), and the RTK correction is performed. Stop broadcasting the data.
- the mobile phone base stations 12 and 13 may store the RTK correction data in an expandable field in the existing broadcast signal as a broadcast transmission of the RTK correction data.
- the existing CBS (Cell Broadcast Service) broadcast transmission can be used (3GPP TS25.324).
- CBS uses a channel called CTCH (Common Traffic Channel).
- CTCH Common Traffic Channel
- the CTCH is a unidirectional channel from the base station to the terminals, and is unidirectionally transmitted at regular intervals to all terminals in the cell served by the base station.
- the information element MessageType (describes the source and type of CB (Cell Broadcast) Message) is allocated for RTK correction data, and the correction data is stored on CBData (CB information to be broadcast).
- CBData CBData
- a dedicated channel may be newly defined separately from the CTCH and used for broadcast transmission of the RTK correction data.
- the RTK base station or the mobile phone base station is temporarily unusable due to a failure or maintenance, and the area covered by one RTK base station covers one or more other RTK base stations.
- a redundant configuration in which the reference station is also covered may be used. In this case, even if a certain RTK reference station cannot be used, by using another RTK reference station, it is possible to prevent an area where the RTK reference station cannot be used from occurring.
- the mobile phone base station of the handover destination takes over the delivery of the RTK correction data.
- the receiver 11 when the receiver 11 that is performing the positioning by receiving the RTK correction data request to the mobile phone base station and receiving the RTK correction data performs handover (inter-base station handover) to an adjacent base station, etc.
- the receiver 11 RTK corrects the information of the terminal (receiver 11) that exchanges between the mobile phone base station (source base station) and the handover destination mobile phone base station (destination base station) via the X2 interface. Includes information that the receiver is receiving the data distribution. By doing so, the mobile phone base station (destination base station) at the handover destination can take over the broadcast distribution of the RTK correction data.
- the mobile phone base station refers to the base station database 16 and selects a mobile phone base station (or RTK base station) that holds an RTK base station in the vicinity (nearby) of the mobile phone base stations (or RTK base stations) that hold the RTK base station. Select.
- the mobile phone base station of the handover destination acquires the RTK correction data from the selected mobile phone base station (or RTK reference station).
- the source base station of the handover source has one receiver requesting the RTK correction data among the receivers camping on the cell of the source base station. If there is no more, stop broadcasting RTK correction data.
- FIG. 8 illustrates an example of application to automatic driving of a vehicle.
- one GPS satellite 10 is shown for simplicity. Since it is necessary to identify roads and lanes in automatic driving, there are cases in which the positioning accuracy is insufficient with ordinary code positioning (single positioning). Therefore, it is assumed that RTK-GPS positioning using a carrier wave will be used. When the number of self-driving vehicles using RTK-GPS positioning increases, RTK correction data distribution system needs to distribute RTK correction data to each vehicle individually in the system that requests RTK-GPS. Yes, the load increases (see FIG. 2A).
- the autonomous driving vehicles 11A, 11B, and 11C are camping on the mobile phone base station 12 (without RTK reference station).
- the autonomous driving vehicles 11A, 11B, and 11C perform RTK-GPS positioning using the RTK correction data that the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) broadcasts to the cell 18.
- the mobile phone base station 12 receives the RTK correction data from the mobile phone base station 13 having the RTK reference station 14.
- the load due to the increase of vehicles is reduced by the method of broadcasting RTK correction data by using the mobile phone base station.
- FIG. 9 is a diagram illustrating functional blocks related to RTK-GPS positioning of the autonomous driving vehicles 11A, 11B, and 11C illustrated in FIG.
- the autonomous driving vehicles 11A, 11B, and 11C are camping on the mobile phone base station 12.
- the self-driving vehicles 11A, 11B, and 11C perform RTK-GPS positioning using RTK correction data broadcast by the mobile phone base station 12 in order to perform RTK-GPS positioning.
- FIG. 9 shows the autonomous driving vehicle 11A, the autonomous driving vehicles 11B and 11C have the same configuration.
- the autonomous driving vehicle 11A is connected to a GNSS antenna 111 that receives a GNSS signal from a GPS satellite (GNSS satellite), a GNSS signal receiving unit 112 that demodulates the received GNSS signal, a mobile network antenna 113 that wirelessly communicates with a base station, and a base station.
- GNSS satellite GPS satellite
- GNSS signal receiving unit 112 that demodulates the received GNSS signal
- mobile network antenna 113 that wirelessly communicates with a base station, and a base station.
- Mobile network transmission / reception unit 114 that transmits and receives the signal
- RTK-GPS (RTK-GNSS) positioning calculation unit 115 that calculates the position information of vehicle 11A based on the received GNSS signal and RTK correction data, based on the position information
- a vehicle control unit 116 for controlling the movement of the vehicle 11A, an RTK correction data request, and an RTK correction data request / stop request unit 117 for making an RTK correction data stop request.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the mobile phone base station 12 that does not have the RTK reference station.
- the base station basic function unit 120 of the mobile phone base station 12 includes the basic functions of the mobile phone base station (antenna, wireless transmission / reception unit, baseband processing unit, communication control unit, etc.), and manages wireless resources. It executes communication between base stations and communication with the core network.
- the RTK correction data request reception management unit 122 receives from the base station basic function unit 120 an RTK correction data request from the receiver 11 registered in the mobile phone network (core network) by an attach request or the like. Upon receiving the RTK correction data request message from the receiver 11, the RTK correction data request reception management unit 122 may register the terminal identification information of the receiver 11 in a storage unit (not shown). The RTK correction data request reception management unit 122 is currently in a state where broadcasting of the RTK correction data is stopped (a state in which no terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request is stored in the storage unit). When receiving the RTK correction data request message from the receiver 11, the RTK correction data acquisition destination selection unit 123 is instructed to select the mobile phone base station 13 (or the RTK reference station 14) suitable as the RTK correction data acquisition destination. ..
- the RTK correction data request reception management unit 122 is currently executing broadcasting of the RTK correction data (at least one terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request is stored in the storage unit). State), when receiving the RTK correction data request from another receiver 11, the terminal identification information of the other receiver 11 is registered in a storage unit (not shown) (RTK correction data to the RTK correction data acquisition destination selection unit 123). Do not give instructions to select the acquisition source).
- the RTK correction data acquisition destination selection unit 123 When the RTK correction data acquisition destination selection unit 123 receives the RTK correction data acquisition destination selection instruction, the RTK correction data acquisition destination selection unit 123 refers to the base station database 16 and selects the most of the mobile phone base stations 13 (or the RTK reference station 14) having the RTK reference station. A mobile phone base station 13 (having an RTK reference station) or an RTK reference station 14 that is near is selected. If the RTK correction data acquisition destination selecting unit 123 stores and holds the already selected mobile phone base station 13 (with RTK reference station) or RTK reference station 14, the stored and held mobile phone base station 13 (RTK (With reference station) or the RTK reference station 14 may be used.
- the RTK correction data acquisition unit 124 transmits an RTK correction data request message to the selected mobile phone base station 13 (with RTK reference station), and the RTK transmitted from the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) 13 Upon receiving the correction data, the RTK correction data broadcasting unit 125 sets the RTK correction data in, for example, CB (Cell Broadcast) data, and broadcasts it from the base station basic function unit 120.
- CB Cell Broadcast
- the RTK correction data stop request reception management unit 126 When the RTK correction data stop request reception management unit 126 receives the RTK correction data stop request message from the receiver 11 via the base station basic function unit 120, the terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request. It is checked whether the terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data stop request is stored by referring to the storage unit that stores, and if stored, the identification information is stored from the storage unit. delete. Then, the RTK correction data stop request reception management unit 126 holds the selected RTK reference station when no terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request is stored in the storage unit. An RTK correction data stop request message is transmitted to the mobile phone base station 13. As a result, the broadcast delivery of the RTK correction data by the RTK correction data broadcasting unit 125 is stopped.
- the RTK correction data request reception management unit 122 manages the terminal identification information of the receiver 11 that has transmitted the RTK correction data request in the storage unit, it counts the number of receivers 11 that have transmitted the RTK correction data request. You may do so. When the RTK correction data request is received from the receiver 11, the count value is incremented by 1, and when the RTK correction data stop request is received from the receiver 11, the count value is decremented by 1. When the count value is 1 or more, the RTK correction data is received. Broadcast distribution of RTK correction data may be stopped when the count value is 0.
- the mobile phone base station 13 (with RTK reference station) has the RTK correction data acquisition destination selection unit 123 deleted in FIG. 10, and the RTK correction data acquisition unit 124 has the RTK held by the mobile phone base station 13 (with RTK reference station).
- the RTK correction data may be acquired from the reference station 14.
- the RTK correction data acquisition unit 124 when the RTK correction data request reception management unit 122 receives the RTK correction data request message from the mobile phone base station 12 (without RTK reference station), the RTK correction data acquisition unit 124 The RTK correction data from the RTK reference station 14 held by the telephone base station 13 (with RTK reference station) may be transmitted to the mobile telephone base station 12 (without RTK reference station).
- the RTK correction data stop request reception management unit 126 of the mobile phone base station 13 receives the RTK correction data stop request message from the mobile phone base station 12 (without RTK reference station)
- the mobile phone base station 13 The configuration may be such that the transmission of the RTK correction data from the RTK reference station 14 owned by (with RTK reference station) to the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) is stopped.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which the mobile phone base station 12 (without RTK reference station) is configured by the computer system 200.
- the computer system 200 includes a processor 201, a memory 202, a transceiver 203, and a communication interface 204.
- the memory 202 may be configured to include any one or more of RAM, ROM, EEPROM, HDD, and the like.
- the transceiver 203 transmits a signal from the antenna 205 and receives a signal from the antenna 205.
- the communication interface 204 communicates with the core network node to which the mobile phone base station 12 (without RTK reference station), another mobile phone base station 12 (without RTK reference station), and the base station database 16, and also with the mobile phone base station 13 (RTK reference station available) and RTK reference station 14 are connected for communication to receive RTK correction data.
- the processor 201 By executing the program stored in the memory 202, the processor 201 functions as the mobile phone base station of the above-described embodiment.
- the receiver When the receiver camps on the mobile phone base station 12 which does not have the RTK reference station, the mobile phone base station is set to the mobile phone base station 13 having the RTK reference station in the vicinity (for example, within 10 km) as the base station. It is necessary to search the database 16 and request the RTK correction data.
- the time required for search and acquisition of RTK correction data is sufficiently smaller than the time required for single positioning of the C / A code used in related technology.
- the RTK correction data obtained from the RTK reference station corresponding to each area of each receiver is obtained.
- each mobile phone base station broadcasts RTK correction data to a plurality of receivers (broadcast, broadcast). Therefore, the load of RTK correction data distribution of the mobile phone base station is not affected by the number of receivers.
- the base stations, networks, etc. that deliver the RTK correction data to the receiver are limited to mobile phone base stations, mobile phone networks, etc., such as mobile network operators (MNO). However, it may be a communication facility provided by a virtual mobile network operator (MVNO), and the base station that distributes the RTK correction data to the receiver is a wireless LAN access. Of course, it may be a point or the like.
- the RTK reference station may use an electronic reference point or a virtual reference point that creates a state as if there is a reference point in the immediate vicinity of the positioning site from the observation data of the electronic reference points.
- Patent Documents 1 and 2 above are incorporated by reference in this document, and can be used as the basis or part of the present invention as necessary. Modifications and adjustments of the exemplary embodiments and examples are possible within the scope of the overall disclosure (including the claims) of the present invention and based on the basic technical concept of the invention. Further, various combinations and selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. .. That is, it goes without saying that the present invention includes various variations and modifications that can be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
- each disclosure item of the above cited documents is, if necessary, in accordance with the gist of the present invention, as a part of the disclosure of the present invention, a part or all thereof may be used in combination with the description items of the present document, It is considered to be included in the disclosure of the present application.
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Abstract
本発明は、RTK-GPS(RTK-GNSS)測位を用いる受信機(11)に位置補正情報を携帯電話網を利用して配信するにあたり、受信機数の増加に対してネットワーク、処理負荷の増大を抑制し、さらにリソース、コストの増大を抑制可能とする。 前記受信機(11)は、前記受信機がキャンプ・オンするセル(18)を管理する第1の基地局(12)に位置補正情報の要求を送信する。前記第1の基地局は、前記受信機から前記要求を受信すると、データベース(16)に登録されている、基準局(14)を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局(13)、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍の基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍の前記基準局を選択し、選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り、前記セルにブロードキャストする。
Description
(関連出願についての記載)
本発明は、日本国特許出願:特願2018-219155号(2018年11月22日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、位置補正情報配信システムと方法と基地局並びにプログラムに関する。
本発明は、日本国特許出願:特願2018-219155号(2018年11月22日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、位置補正情報配信システムと方法と基地局並びにプログラムに関する。
GNSS(Global Navigation Satellite System:全球測位衛星システム)を利用した測位に関して、スマートフォンやカーナビ等ではコード測位(単独測位)が利用される。コード測位では、受信機内で生成したコードのレプリカと実際に受信したコードの時間差から、衛星-受信機間の疑似距離を測定する。一般的に使用されるGPS(Global Positioning System)のL1で送信される測距信号C/A (coarse/acquisition)コードは、チップレート(ビットレート)がGPSの基準周波数f0=10.23MHz(Mega Hertz)の1/10=1.023MHz、1023個(1023チップ)の擬似ランダムコードで生成され、1チップの長さ:約293m、繰返し周期:1ms(milli second)である。受信機は、1/100チップ程度の解像度でコードのズレを検出するため、コード測位による衛星-受信機間の疑似距離は数メートルの精度となる。そのため、コード測位による測位精度は数メートルが限界である。
一方で、測量や自動運転、工事現場での重機等の制御といった高精度な測位が要求される状況では、GPS信号の搬送波位相を利用した、搬送波測位が用いられる。GPS信号のL1搬送波の1波長は約19cm(centimeter)であり、その搬送波の位相から、搬送波の波長の1/100単位での精度で距離を求めることが出来る。
搬送波測位では、受信機で受信時の搬送波位相を測定し、衛星-受信機間の搬送波の波数(アンビギュイティ)を解決することで、衛星-受信機間の距離を測定する。アンビギュイティの解決方法については、受信機メーカが各社独自に実装している。
近年、QZSS(Quasi-Zenith Satellite System:準天頂衛星システム)衛星のL6信号を用いたセンチメータ級測位の話題により、搬送波測位による高精度測位の活用が期待されている。搬送波測位には様々な手法があるが、正確な位置が既知となっているRTK(Real Time Kinematic)基準局で受信した位相差を利用しリアルタイムにセンチメートル精度での測位を実現する方式として、RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS)方式(RTK-GNSS方式)がある。RTK-GPS(RTK-GNSS)測位では、受信機とRTK基準局で観測される搬送波位相を測定し、次に整数値バイアスを決定する。整数値バイアスが決定した後は常に位相差を積算する。
すなわち、受信機から数キロメートル以内にあるRTK基準局で受信した信号の情報から、受信機とRTK基準局で受信した信号の二重位相差を求めることで、衛星・受信機の時刻誤差を消去する。衛星iとjの搬送波位相データをRTK基準局:Aと受信機:Bの2台の受信機で測定する。このとき、各受信機で測定された衛星iからの搬送波位相をφiA、φiB、衛星jからの搬送波位相をφjA、φjBとし、搬送波位相データの二重位相差:(φjB -φjA)-(φiB -φiA)=(φjB -φiB)-(φjA -φiA)では、受信機内部の時計誤差や衛星内部の時計の誤差による位相誤差、SA(Selective Availability)による位相誤差、さらに電離層や対流圏に起因する位相誤差が消去される。さらに、二重位相差の時間変化から、アンビギュイティ(搬送波測位において衛星からの搬送波の未知のサイクル数の整数値(整数値バイアス))を求め、受信機-衛星間の正確な距離を求める。そして、RTK基準局から受信機への相対的な位置を求めることで、電離層等の大気の要因による誤差が消去され、高精度な位置を求めることができる。
受信機は、RTK基準局から搬送波の位相情報を、例えば1秒に1回程度の頻度で、取得する必要がある。RTK基準局から受信機に対してRTK-GPSを行うために送信される補正データをRTK補正データという。
現在、RTK-GPS(RTK-GNSS)は、自動運転の実験や、工事現場等の専門性の高い領域でしか使われない。今後、多くのユーザがRTK-GPSを使用するようになると、下記の考慮が必要である。
すなわち、自動運転の実験や工事現場等での利用の場合、特定の限定されたエリアで使用されるため、どのRTK基準局を使用すればよいかについての事前確認は容易であるが、様々なユーザが任意の場所でRTK-GPSを利用する場合、当該場所をカバーするRTK基準局を選択することが必要とされる。
また、自動運転の実験や工事現場等の利用では、受信機の数が比較的少なく、RTK-GPSの利用者がRTK基準局を独自で設置するといった事例も多い。このため、RTK補正データの配信負荷は問題となっていない。
しかしながら、RTK-GPS対応の受信機やアプリケーションが増加し、RTK-GPS測位が一般的に使用されるようになった場合、RTK補正データの配信負荷が問題となることが予想される。このため、RTK補正データの配信負荷の増大を抑制、回避するための配信方式が必要とされる。
特許文献1には、携帯電話などの無線基地局に電子基準点(国土地理院が設置するGNSS連続観測点)としての機能と位置補正情報の配信機能とを持たせることにより、通信網内の移動局に向けて当該位置補正情報を配信することで、広域にかつ安価に位置補正情報の配信を可能とし、しかもリアルタイムに高精度位置測位を実現するシステムが開示されている。特許文献1において、位置補正情報の提供方法として、各移動局(端末)が存在するセルを特定するために携帯基地局が利用している通信帯域若しくは移動局の通信帯域の一部を、位置補正情報の提供用に固定的に割り当て、セルエリア内の移動局に対し放送型でデータを送信する。なお、特許文献1には、携帯基地局側が基準点の正確な絶対位置を把握しており、基準点と携帯基地局の距離が適切な距離であれば一体化している必要は無いことも記載されている。このように、特許文献1では、基準局と一体をなしていない携帯電話基地局であっても、放送型で常に移動局に対して補正情報を配信することになる。このため、基準局~携帯電話基地局間の通信により、ネットワーク負荷が増大し、携帯電話網内の装置に処理負荷がかかる。
特許文献2には、観測センターCTと、基準局Xと、複数の測位局A、B、Cとを電話回線等により観測センター対基準局及び測位局が一対多となる形で接続する構成が開示されている。基準局からの補正データCDを電話回線等により観測センターを介して複数の測位局に同報転送し、これに基づいて各測位局で補正演算した三次元位置RDを電話回線等により観測センターで受信して表示する。
前述したように、現在はコード測位が一般的であるが、今後、センチメートル精度での測位を要求する機器が増加し、RTK-GPS測位を用いるユーザが増加する事が考えられる。一般的なRTK補正データ配信サービスでは、受信機が、該受信機の大まかな位置情報を何らかの方法で決定し、RTK補正データ配信システムに送信する。そして、RTK補正データ配信システムは、該当エリアに対応したGPSアンテナで取得したRTK補正データを受信機に送信する。
RTK-GPS(RTK-GNSS)では、受信機の近傍のRTK基準局を適切に選択する必要がある。現状では、下記のいずれかの方法がとられる。
(a)ユーザが、測位対象エリアをカバーするためのRTK基準局を独自に設置する。
(b)他者が設置した複数のRTK基準局の中から、測位対象エリアに最も近いRTK基準局をユーザが例えば手動で選択するか、または、GPSのコード測位の結果により選択する。
上記(a)の方式では、RTK基準局の設置コストが必要とされ、上記(b)の方式では、RTK基準局の選定に時間を要する、という問題がある。
RTK-GPS(RTK-GNSS)を様々なエリアでより円滑に利用するために、受信機の概位置を短時間で決定し、受信機近傍の適切なRTK基準局を選択可能とすることが望まれる。
また、RTK基準局で受信したRTK補正データを受信機にリアルタイムに配信し続ける必要があるため、ユーザが増加した際に、RTK基準局のRTK補正データを配信するシステムに大きな負荷がかかる。その結果、RTK補正データの配信サービスを安定供給できなくなる可能性がある。そこで、ユーザ数(GNSS測位受信機の数)の増加を考慮し、負荷を分散するシステム構成をとる必要がある。
本発明の目的は、上記課題を解決可能とする位置補正情報配信システム、基地局、方法、プログラムを提供することにある。
本発明の一形態によれば、位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムであって、前記受信機は、前記受信機がキャンプ・オンするセルを管理する第1の基地局に位置補正情報の要求を送信し、前記第1の基地局は、前記受信機から前記要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択し、選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする位置補正情報配信システムが提供される。
本発明の一形態によれば、位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムを構成する基地局であって、前記基地局のセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択する手段と、選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする手段と、を備えた基地局が提供される。
本発明の一形態によれば、位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報の配信を行う基地局が、
前記基地局のセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択し、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする位置補正情報配信方法が提供される。
前記基地局のセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択し、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする位置補正情報配信方法が提供される。
本発明の一形態によれば、位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムを構成する基地局のコンピュータに、
前記基地局のセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択する処理と、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする処理と、実行させるプログラムが提供される。
前記基地局のセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、記憶装置に登録されている、基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する基準局を保有する前記第2の基地局又は近傍に位置する前記基準局を選択する処理と、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする処理と、実行させるプログラムが提供される。
本発明の形態の1つによれば、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能な記録媒体((例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、又は、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM))等の半導体ストレージ、HDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等のnon-transitory computer readable recording medium)が提供される。
本発明によれば、測位受信機に位置補正情報を配信するにあたり、受信機数の増加に対してネットワーク、処理負荷の増大を抑制し、さらにリソース、コストの増大を抑制可能とする。
本発明の例示的な実施形態について説明する。本発明は、RTK-GPS測位におけるRTK基準局からの補正データの配信において、携帯電話網を利用し、適切なRTK基準局の選定と、基地局からRTK補正データのブロードキャスト送信を行うことで、下記の2点の課題を解決する。
RTK基準局の選定に要する時間の短縮。
RTK補正データの配信の負荷の分散。
図1は、本発明の実施形態のRTK補正データ配信システムを説明する図である。位置の分かっているRTK基準局14と、移動自在とされ位置を測定する受信機11(測位受信機)で同時にGPS衛星からの送信電波を受信して搬送波位相(搬送波の波を単位とした位相データ)の測定を行い、RTK基準局14で測定した位相データを含むRTK補正データを受信機11にリアルタイムで送信し、受信機11は、RTK補正データに基づき、受信機11の位置をリアルタイムで求める。
図1において、RTK基準局を保有しない携帯電話基地局12(RTK基準局無)にキャンプ・オンしている受信機11から、該携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対して、RTK補正データ要求メッセージを送信する。RTK補正データ要求メッセージを受信した携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、基地局データベース16を検索し、検索結果に基づき、携帯電話基地局12の近傍に位置するRTK基準局を持つ携帯電話基地局13(RTK基準局有)を選択する。なお、基地局データベース16には、携帯電話基地局の位置情報、携帯電話基地局がRTK基準局を有するか否かの情報、RTK基準局を保有する場合、RTK基準局の位置情報等が登録されている。ここでは、基地局データベース16に登録されている携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、当該携帯電話基地局12(RTK基準局無)に通信接続可能であるものとする。
当該携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、選択した携帯電話基地局13(RTK基準局有)からRTK補正データを受け、該RTK補正データを、当該携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセル18にブロードキャスト送信する。
なお、図1では、基地局データベース16は、携帯電話網15(コアネットワーク)に接続される構成とされているが、基地局データベース16は、コアネットワークが接続する広域網(Wide Area Network)(例えばインターネット)を介して携帯電話通信事業者のデータセンタ等に配置するようにしてもよい。なお、携帯電話基地局は、単に基地局ともいう。
図2(A)は、スマートフォン等の受信機11にRTK補正データを配信するシステムのプロトタイプを説明する図である。RTK-GPS測位は、
・搬送波を計測に使うためノイズやマルチパス(反射波)などの影響を受けやすいこと、
・初期化に時間が掛かること、
・常に4個以上のGPS衛星からの信号を受信しなければならないこと、
・一旦信号が途切れると、再び、初期化時間が必要になること、
・基線長10km以内での測位が必要であること、それ以遠では測位自体ができなくなる場合があること、
・さらに高感度アンテナが高価であること、
・cmまでの測位ニーズが低い、
等の理由で、スマートフォン、カーナビ等では、コード測位方式が用いられている。図2(A)は、受信機11として、スマートフォン等に、RTK-GPS測位方式が実装されている場合のRTK補正データ配信システムのプロトタイプを示している。なお、図2(A)では、受信機11をスマートフォンとしているが、自動運転車両、ドローン等としてもよい。
・搬送波を計測に使うためノイズやマルチパス(反射波)などの影響を受けやすいこと、
・初期化に時間が掛かること、
・常に4個以上のGPS衛星からの信号を受信しなければならないこと、
・一旦信号が途切れると、再び、初期化時間が必要になること、
・基線長10km以内での測位が必要であること、それ以遠では測位自体ができなくなる場合があること、
・さらに高感度アンテナが高価であること、
・cmまでの測位ニーズが低い、
等の理由で、スマートフォン、カーナビ等では、コード測位方式が用いられている。図2(A)は、受信機11として、スマートフォン等に、RTK-GPS測位方式が実装されている場合のRTK補正データ配信システムのプロトタイプを示している。なお、図2(A)では、受信機11をスマートフォンとしているが、自動運転車両、ドローン等としてもよい。
図2(A)では、受信機それぞれに対して、適切なRTK基準局を選択し、RTK補正データ配信システム17からネットワーク(有線網/無線アクセス網)を介して、個々の受信機11宛にRTK補正データをユニキャスト送信している。このため、RTK補正データ配信によるネットワーク負荷が高い。特に、受信機11の数の増大に伴い、RTK補正データ配信システム17の処理負荷、ネットワーク負荷が増大する。
図2(B)は、本発明の実施形態を説明する図である。図2(B)のシステム構成によれば、携帯電話基地局12は、該携帯電話基地局12のセルにキャンプ・オンする受信機11からRTK補正データ要求メッセージを受けると、他の携帯電話基地局13に設置されたRTK基準局14からのRTK補正データを受け取ってリアルタイムでブロードキャストする。このため、携帯電話基地局12が管理するセルに在圏してRTK補正データを受信する受信機11の数は、RTK補正データ配信の負荷に影響しない。
図2(B)に示すように、携帯電話基地局13にRTK基準局14を設置する構成としてもよい。RTK基準局14を持つ携帯電話基地局13は、携帯電話基地局13が管理するセルに、RTK補正データをブロードキャストする。
ただし、通信事業者の通信設備として、全ての携帯電話基地局にRTK基準局14を設定するシステム構成とした場合、設備費用の増大となる。
そこで、本発明の一実施形態では、RTK基準局14は一部の携帯電話基地局13に設置し、RTK基準局14を持つ携帯電話基地局13からRTK基準局を持たない携帯電話基地局12に、RTK基準局14のRTK補正データを送信する構成としてもよい。
受信機11がRTK基準局を持たない携帯電話基地局12が管理するセルにキャンプ・オンしている場合、受信機11は該携帯電話基地局12に対してRTK補正データを要求する。
なお、キャンプ・オン(camping on)とは、選択したPLMN(Public land mobile network)のセルサーチを行い、サービスを提供するセルを選択することをいう(3GPP TS(Third Generation Partnership Project Technical Specification) 25.304)。ここでは、受信機が、選択した該セルに対するNAS(Non Access Stratum:非アクセス層)の登録を行い、該セルによるサービスが利用可能となる状態も含めてキャンプ・オンという。EPS(Evolved Packet System)の場合、ユーザ装置(User Equipment: UE)からのNAS要求メッセージには、アタッチ要求(Attach Request)等がある。
図3は、本発明の一実施形態の動作シーケンスを説明する図である。受信機11が携帯電話基地局12(RTK基準局無)にキャンプ・オンしている場合、受信機11は、該携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対して、RTK補正データ要求メッセージを送信する(S1)。
RTK補正データ要求メッセージを受けた携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、基地局データベース16を検索し(S2)、検索結果(S3)に基づき、携帯電話基地局12の近傍に位置するRTK基準局を持つ携帯電話基地局13(RTK基準局有)を選択する。携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、例えば受信機11とRTK基準局間の距離が、受信機11において所望の測位精度を実現可能な範囲にあるRTK基準局を持つ携帯電話基地局13(RTK基準局有)を近傍に位置するRTK基準局を持つ携帯電話基地局13(RTK基準局有)として選択してもよい(最近傍のRTK基準局を持つ携帯電話基地局13を選択してもよいことは勿論である)。なお、携帯電話基地局12では、選択した携帯電話基地局13(RTK基準局有)の識別情報やアドレス情報を記憶保持し、以降(基地局データベース16の内容が変更されない間)、該識別情報やアドレス情報を記憶保持した携帯電話基地局13(RTK基準局有)の情報に基づき、RTK補正データ要求メッセージに対する携帯電話基地局13(RTK基準局有)の選択を行うようにしてもよい。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、携帯電話基地局13(RTK基準局有)に対してRTK補正データ要求メッセージを送信する(S4)。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、携帯電話基地局13(RTK基準局有)から送信されるRTK補正データを受け取り(S5)、RTK補正データを携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセルにブロードキャスト送信する(S6)。RTK補正データのブロードキャストは、RTK基準局の仕様等に応じて予め設定された時間間隔(例えば1秒等)で行われる。なお、携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、RTK補正データのブロードキャスト間隔を固定値とせず、受信機11の情報等に基づき、いくつかの時間間隔の中から選択するようにしてもよい。
受信機11は、ブロードキャスト送信されるRTK補正データを受信してRTK-GPS測位を実施する。
受信機11は、RTK-GPS測位を終了すると、携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対してRTK補正データ停止要求メッセージを送信する(S7)。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)では、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセルにキャンプ・オンしている受信機のうち、RTK補正データ要求メッセージを携帯電話基地局12(RTK基準局無)に送信した全ての受信機11から、RTK補正データ停止要求メッセージを受信した場合、携帯電話基地局13(RTK基準局有)に対してRTK補正データ停止要求メッセージを送信する(S8)。携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対するRTK補正データの送信を停止する。携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK補正データのプロードキャスト送信を停止する。
なお、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が、現在、RTK補正データをブロードキャストしていない状態である場合、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセルにキャンプ・オンする受信機11のうちの任意の一の受信機からRTK補正データ要求メッセージを受信した場合、RTK基準局を持つ携帯電話基地局13(RTK基準局有)を選択して、携帯電話基地局13(RTK基準局有)からRTK補正データを取得し、携帯電話基地局12(RTK基準局無)のセルへのブロードキャストを開始する。そして、他の受信機11が、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセルにキャンプ・オンした場合、該セルには、既に携帯電話基地局12(RTK基準局無)から、RTK補正データがブロードキャストされている。この場合、当該他の受信機11がRTK-GPS測位を実施する場合、当該他の受信機11は携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対してRTK補正データ要求メッセージを送信するようにしてもよい。
これは、当該他の受信機11が携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対してRTK補正データ要求メッセージを送信しないとすると、RTK-GPS測位を終了した前記一の受信機がRTK補正データ停止要求メッセージを携帯電話基地局12(RTK基準局無)に送信した時点で、携帯電話基地局12(RTK基準局無)のセルには、RTK補正データ要求を行った受信機11が一つもいないという事態が生じる可能性がある。この場合、携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK補正データのブロードキャストを停止することになる。その結果、それまでRTK補正データを受信していた当該他の受信機11ではRTK補正データを受信できなくなるためである。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK補正データ要求メッセージを送信した受信機11を、その端末識別情報(例えばIMEI(International Mobile Equipment Identity)等)とともに、RTK補正データ受信対象の受信機として記憶部で記憶管理し、RTK補正データ停止要求メッセージを送信した受信機11の端末識別情報を、該記憶部から削除するようにしてもよい。
図4は、基地局データベース16の一例を説明する図である。基地局データベース16には、基地局の位置、RTK基準局の有無が事前に登録されている。種別は、基地局であるか、RTK基準局であるかを示す。基地局の場合、セル識別情報(セルID)、アンテナ位置(基地局の無線アクセス網用アンテナ)、RTK基準局の有無、RTK基準局有の場合、RTK基準局の位置情報を含む。また、種別がRTK基準局である場合、RTK基準局の位置情報を含む。このRTK基準局は、携帯網(コア網)、IP(Internet Protocol)網等を介して携帯電話基地局12(RTK基準局無)に接続可能なRTK基準局である。なお、RTK基準局にIP網等でアクセス可能である場合、基地局データベース16は、RTK基準局のIPアドレス情報等を含む構成としてもよい。携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、基地局データベース16の情報の写しを自局のメモリ等に保持するようにしてもよい。携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK補正データの取得先として選択した携帯電話基地局13(RTK基準局有)等の情報を自局のメモリ等に保持するようにしてもよい。
図5は、受信機11とRTK基準局を保有する携帯電話基地局13(RTK基準局有)とのRTK補正データの送信のシーケンスの一例を説明する図である。図5の例では、RTK基準局を保有する携帯電話基地局13は、RTK補正データを一定時間間隔でブロードキャストしている(S6)。受信機11で測位実施後も、携帯電話基地局13は、RTK補正データを一定時間間隔でブロードキャストする。携帯電話基地局が、1対1の通信(ユニキャスト通信)ではなく、ブロードキャストでRTK補正データを送信することで、RTK基準局のセルエリア内にあるすべての受信機がRTK補正データを取得することができる。
なお、RTK基準局を保有する携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、携帯電話基地局12(RTK基準局無)と同様、受信機11からのRTK補正データ要求メッセージの受信に基づき、RTK補正データをブロードキャストするようにしてもよい。こうすることで、受信機11における、携帯電話基地局12(RTK基準局無)、携帯電話基地局13(RTK基準局有)に対する処理を共通化できる。すなわち、携帯電話基地局13(RTK基準局有)が管理するセルにキャンプ・オンした受信機11は、RTK補正データを要求する場合、携帯電話基地局13(RTK基準局有)にRTK補正データ要求メッセージを送信し、これを受けて携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、RTK補正データ要求メッセージを送信した受信機11が1つでも携帯電話基地局13(RTK基準局有)のセルにキャンプ・オンしている場合、RTK補正データをブロードキャストする構成としてもよい。また、RTK-GPS測位を終了した受信機11は、RTK補正データ停止要求メッセージを携帯電話基地局13(RTK基準局有)に送信し、これを受けて携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、自局1のセルに、RTK補正データ要求メッセージを送信した受信機11が1つもキャンプ・オンしていない場合には、RTK補正データのブロードキャストを停止する構成としてもよい。携帯電話基地局13(RTK基準局有)では、RTK補正データ要求メッセージを受信した場合、基地局データベース16の参照は行わず、保有するRTK基準局14からのRTK補正データを携帯電話基地局13(RTK基準局有)のセルにブロードキャストする。
図6は、本発明の例示的な一実施形態のさらに別の例を説明する図である。図6の例では、RTK基準局14がネットワークを介して携帯電話基地局12(RTK基準局無)に接続される。RTK基準局14は、携帯電話基地局以外の場所に配置しても良い。ただし、携帯電話基地局には、GPS衛星から時刻情報に基づく時刻同期管理のためにGPSアンテナを設置しているものがある。この場合、携帯電話基地局に既設されているGPSアンテナを、RTK基準局として活用することで、設備の追加を最小化することができる。
携帯電話基地局以外の場所に設置されたRTK基準局14を利用する場合、RTK基準局を持たない携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK基準局14に対してRTK補正データを要求して取得する。図4に示したように、基地局データベース16に、携帯電話基地局以外の場所に設置されているRTK基準局を登録しておく。なお、基地局データベース16において、携帯電話基地局以外の場所に設置されているRTK基準局と、携帯電話基地局の情報を、別のテーブルに分けて保持しても良い。
1つのRTK基準局でカバーできる範囲は数キロメートル程度である。受信機11はRTK基準局から数キロメートル以内にいれば、所望の精度の測位を実現することができる。携帯電話基地局のセルの大きさがRTK基準局のカバーできる範囲よりも大きい場合に、その携帯電話基地局に対して、RTK補正データを要求しても、RTK基準局のカバー範囲外となり、RTK補正データが利用できない可能性がある。そのため、GPSアンテナを設置する携帯電話基地局のセルの大きさは、RTK基準局のカバー範囲よりも小さくなるように設計する。なお、図6では、RTK基準局14は、携帯電話網15を介して携帯電話基地局12(RTK基準局無)に接続される例が示されているが、RTK基準局14は他のネットワークを介して携帯電話基地局12(RTK基準局無)に接続する構成としてもよいことは勿論である。
図7は、本発明の実施形態のシーケンスを説明する図である。受信機11が携帯電話基地局12(RTK基準局無)にキャンプ・オンしている場合、受信機11は、該携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対して、RTK補正データ要求メッセージを送信する(S11)。RTK補正データ要求メッセージを受けた携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、基地局データベース16を参照して、該携帯電話基地局12(RTK基準局無)の近傍に位置するRTK基準局14を検索する(S12)。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、検索結果(S13)に基づき、携帯電話基地局以外の場所に設置されたRTK基準局14を選択し、RTK補正データ要求メッセージを、当該RTK基準局14に送信する(S14)。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK基準局14からRTK補正データを取得し(S15)、携帯電話基地局12が管理し受信機11がキャンプ・オンしているセルに、該RTK補正データをブロードキャスト送信する(S16)。受信機11は、ブロードキャスト送信されるRTK補正データを受信しRTK-GPS測位を実施する。
受信機11は、RTK-GPS測位を終了すると、携帯電話基地局12(RTK基準局無)に対してRTK補正データ停止要求メッセージを送信する(S17)。
携帯電話基地局12(RTK基準局無)では、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が管理するセルにキャンプ・オンしている受信機11のうち、RTK補正データ要求メッセージを携帯電話基地局12(RTK基準局無)に送信した全ての受信機11から、RTK補正データ停止要求メッセージを受信した場合、RTK基準局14に対してRTK補正データRTK補正データ要求停止メッセージを送信し(S18)、RTK補正データのプロードキャスト送信を停止する。
なお、本実施形態では、携帯電話基地局12、13は、RTK補正データのブロードキャスト送信として、既存のブロードキャスト信号内で拡張可能なフィールドにRTK補正データを格納するようにしてもよい。
例えば既存のCBS(Cell Broadcast Service)のブロードキャスト送信を利用することができる(3GPP TS 25.324)。CBSではCTCH(Common Traffic Channel:共通トラフィックチャネル)というチャネルを使う。CTCHは基地局から端末への単方向のチャネルで一定の間隔で、基地局が受け持つセル内の全端末に向けて一方的に送信される。本実施形態では、CTCHによる送信において、情報要素Message Type(CB(Cell Broadcast)Messageのソースとタイプを記述)をRTK補正データ用に割り当て、CB Data(ブロードキャストするCB情報)上に補正データを格納してブロードキャスト送信する。なお、待受中の端末のみがCBSを受信可能であり、通話中、通信中の端末はCBSを受信できないが、携帯電話基地局はRTK補正データを繰り返しブロードキャストすることで配信確率を上げている。
あるいは、新規のRTK補正データブロードキャスト専用の信号として、CTCHとは別に専用のチャネルを新規に規定し、RTK補正データのブロードキャスト送信に用いてもよい。
さらに、本実施形態では、RTK基準局や携帯電話基地局が障害または保守(メンテナンス)等により、一時的に使用できなくなることを想定し、あるRTK基準局のカバーするエリアは他の1つ以上のRTK基準局でもカバーされている冗長構成としてもよい。この場合、あるRTK基準局が利用できない状況であっても、他のRTK基準局を用いることで、RTK基準局が利用できないエリアが生じることを防止することができる。
本実施形態において、受信機11が移動し、基地局間をハンドオーバする際に、ハンドオーバ先の携帯電話基地局は、RTK補正データの配信を引き継ぐ。
例えば、RTK補正データ要求を携帯電話基地局に対して行いRTK補正データの配信を受けて測位実行中の受信機11が、隣接基地局等にハンドオーバ(基地局間ハンドオーバ)する場合、ハンドオーバ元の携帯電話基地局(ソース基地局)とハンドオーバ先の携帯電話基地局(デスティネーション基地局)間で、X2インタフェースを介してやり取りする端末(受信機11)の情報に、当該受信機11がRTK補正データ配信を受信中の受信機であるという情報を含める。こうすることで、ハンドオーバ先の携帯電話基地局(デスティネーション基地局)では、RTK補正データのブロードキャスト配信を引き継ぐことができる。
この場合、ハンドオーバしてきた受信機11が、ハンドオーバ先の携帯電話基地局のセルにキャンプ・オンしている受信機の中でRTK補正データを必要とする最初の受信機である場合、ハンドオーバ先の携帯電話基地局は、基地局データベース16を参照してRTK基準局を保有する携帯電話基地局(又はRTK基準局)の中から周辺(近傍)のRTK基準局を保有する携帯電話基地局(又はRTK基準局)を選択する。ハンドオーバ先の携帯電話基地局は、選択した携帯電話基地局(又はRTK基準局)から、RTK補正データを取得する。ハンドオーバ元のソース基地局は、RTK-GPS測位実行中の受信機がハンドオーバした結果、該ソース基地局のセルにキャンプ・オンしている受信機のうちRTK補正データを要求した受信機が1つもいなくなった場合、RTK補正データのブロードキャストを停止する。
次に本発明の実施形態の具体例として、図8に、車両の自動運転への適用例を例示する。図8では、簡単のため、GPS衛星10は1つが示されている。自動運転では、道路や車線まで識別する必要があることから、通常のコードによる測位(単独測位)では測位精度が不十分である場合が生じる。このため、搬送波を用いたRTK-GPS測位が用いられることが想定される。RTK-GPS測位を用いた自動運転車両が増えてくると、各車両が個別にRTK-GPSの要求をする方式では、RTK補正データ配信システムは各車両に個々にRTK補正データを配信する必要があり、負荷が増大する(図2(A)参照)。
図8において、自動運転車両11A、11B、11Cは、携帯電話基地局12(RTK基準局無)にキャンプ・オンしている。自動運転車両11A、11B、11Cは、携帯電話基地局12(RTK基準局無)がセル18にブロードキャストしているRTK補正データを用いてRTK-GPS測位を行う。なお、携帯電話基地局12(RTK基準局無)は、RTK基準局14を有する携帯電話基地局13からRTK補正データを受け取る。
本発明の実施形態によれば、携帯電話基地局を利用してRTK補正データをブロードキャスト送信する方式により、車両の増加による負荷を低減する。
図9は、図8に例示した自動運転車両11A、11B、11CのRTK-GPS測位関連の機能ブロックを説明する図である。自動運転車両11A、11B、11Cは携帯電話基地局12にキャンプ・オンしている。自動運転車両11A、11B、11CはそれぞれRTK-GPS測位を実施するために、携帯電話基地局12がブロードキャストしているRTK補正データを使用してRTK-GPS測位を行う。なお、図9では、自動運転車両11Aを示しているが、自動運転車両11B、11Cは同一構成とされる。
自動運転車両11Aは、GPS衛星(GNSS衛星)からのGNSS信号を受信するGNSSアンテナ111、受信したGNSS信号を復調するGNSS信号受信部112、基地局と無線通信するモバイル網アンテナ113、基地局への信号の送信、受信を行うモバイル網送受信部114、受信したGNSS信号とRTK補正データに基づき、車両11Aの位置情報を演算するRTK-GPS(RTK-GNSS)測位演算部115、位置情報に基づき、車両11Aの移動を制御する車両制御部116、RTK補正データの要求、及び、RTK補正データの停止要求を行うRTK補正データ要求/停止要求部117を備えている。
図10は、RTK基準局を保有しない携帯電話基地局12の構成例を説明する図である。携帯電話基地局12(RTK基準局無)の基地局基本機能部120は、携帯電話基地局の基本機能(アンテナ、無線送受信部、ベースバンド処理部、通信制御部等)を備え、無線リソース管理、基地局間通信、コアネットワークとの通信等を実行する。
RTK補正データ要求受信管理部122は、アタッチ要求等により携帯電話網(コアネットワーク)に登録した受信機11からのRTK補正データ要求を基地局基本機能部120から受信する。RTK補正データ要求受信管理部122は、受信機11からのRTK補正データ要求メッセージを受信すると、該受信機11の端末識別情報を不図示の記憶部に登録するようにしてもよい。RTK補正データ要求受信管理部122は現在、RTK補正データのブロードキャストを停止した状態で(記憶部にRTK補正データ要求を送信した受信機11の端末識別情報が1つも記憶されていない状態)、別の受信機11からのRTK補正データ要求メッセージを受信すると、RTK補正データ取得先選択部123に指示して、RTK補正データ取得先として好適な携帯電話基地局13(又はRTK基準局14)を選択させる。
RTK補正データ要求受信管理部122は、現在、RTK補正データのブロードキャストを実行している状態で(記憶部にRTK補正データ要求を送信した受信機11の端末識別情報が少なくとも1つ記憶されている状態)、別の受信機11からのRTK補正データ要求を受信すると、別の受信機11の端末識別情報を不図示の記憶部に登録する(RTK補正データ取得先選択部123に対するにRTK補正データ取得先選択指示は行わない)。
RTK補正データ取得先選択部123は、RTK補正データ取得先選択指示を受信すると、基地局データベース16を参照して、RTK基準局を保有する携帯電話基地局13(又はRTK基準局14)のうち、最も近い、携帯電話基地局13(RTK基準局有)又はRTK基準局14を選択する。なお、RTK補正データ取得先選択部123において、既に選択済みの携帯電話基地局13(RTK基準局有)又はRTK基準局14を記憶保持している場合、記憶保持されている携帯電話基地局13(RTK基準局有)又はRTK基準局14を用いてもよい。
RTK補正データ取得部124は、選択された携帯電話基地局13(RTK基準局有)に対して、RTK補正データ要求メッセージを送信し、携帯電話基地局13(RTK基準局有)13から送信されるRTK補正データを受信し、RTK補正データブロードキャスト部125にて、例えばCB(Cell Broadcast)データにRTK補正データを設定し、基地局基本機能部120からブロードキャストする。
RTK補正データ停止要求受信管理部126は、受信機11からのRTK補正データ停止要求メッセージを、基地局基本機能部120を介して受信すると、RTK補正データ要求を送信した受信機11の端末識別情報を記憶する記憶部を参照して、RTK補正データ停止要求を送信した受信機11の端末識別情報が記憶されているか否かを確認し、記憶されている場合、該記憶部から当該識別情報を削除する。そして、RTK補正データ停止要求受信管理部126は、該記憶部に、RTK補正データ要求を送信した受信機11の端末識別情報が1つも記憶されていない場合、選択された、RTK基準局を保有する携帯電話基地局13に対してRTK補正データ停止要求メッセージを送信する。この結果、RTK補正データブロードキャスト部125によるRTK補正データのブロードキャスト配信は停止する。
なお、RTK補正データ要求受信管理部122では、RTK補正データ要求を送信した受信機11の端末識別情報を記憶部で管理しているが、RTK補正データ要求を送信した受信機11の個数をカウントするようにしてもよい。受信機11からRTK補正データ要求を受信するとカウント値を1つ加算し、受信機11からRTK補正データ停止要求を受信するとカウント値を1つ減算し、カウント値が1以上の場合、RTK補正データのブロードキャスト配信を行い、カウント値が0の場合、RTK補正データのブロードキャスト配信を停止するようにしてもよい。
携帯電話基地局13(RTK基準局有)は、図10において、RTK補正データ取得先選択部123を削除し、RTK補正データ取得部124が、携帯電話基地局13(RTK基準局有)が保有するRTK基準局14からRTK補正データを取得する構成としてもよい。携帯電話基地局13(RTK基準局有)において、RTK補正データ要求受信管理部122が携帯電話基地局12(RTK基準局無)からRTK補正データ要求メッセージを受信すると、RTK補正データ取得部124では、携帯電話基地局13(RTK基準局有)が保有するRTK基準局14からのRTK補正データを携帯電話基地局12(RTK基準局無)に送信する構成としてもよい。また、携帯電話基地局13(RTK基準局有)において、RTK補正データ停止要求受信管理部126が携帯電話基地局12(RTK基準局無)からRTK補正データ停止要求メッセージを受信すると、携帯電話基地局13(RTK基準局有)が保有するRTK基準局14からのRTK補正データの携帯電話基地局12(RTK基準局無)への送信を停止する構成としてもよい。
図11は、携帯電話基地局12(RTK基準局無)をコンピュータシステム200で構成した例を説明する図である。コンピュータシステム200は、プロセッサ201、メモリ202、トランシーバ203、通信インタフェース204を備える。メモリ202は、RAM、ROM、EEPROM、HDD等のいずれか1つ又は複数含んで構成してもよい。トランシーバ203は、アンテナ205から信号を送信し、またアンテナ205からの信号を受信する。通信インタフェース204は、携帯電話基地局12(RTK基準局無)が接続するコアネットワークノードや他の携帯電話基地局12(RTK基準局無)、基地局データベース16と通信接続するほか、携帯電話基地局13(RTK基準局有)やRTK基準局14と通信接続し、RTK補正データを受信する。プロセッサ201はメモリ202に記憶されたプログラムを実行することで、上記した実施形態の携帯電話基地局として機能する。
関連技術では、第三者が設置した複数のRTK基準局の中からRTK-GPSを使用するエリアをカバーする適切なRTK基準局を選択するためにC/Aコードを用いた単独測位を実施する場合、単独測位までに30秒~1分程度の時間を要する。C/Aコードによる単独測位の完了後に、その場所をカバーするRTK基準局を選択することとなる。
本実施形態によれば、関連技術に比べ短時間で選択が可能である。受信機が、RTK基準局を持たない携帯電話基地局12にキャンプ・オンしている場合、その携帯電話基地局が近傍(例えば10Km以内の)のRTK基準局を持つ携帯電話基地局13を、基地局データベース16から検索し、RTK補正データを要求する必要がある。検索とRTK補正データ取得にかかる時間は、関連技術で用いるC/Aコードの単独測位にかかる時間よりも十分小さい。
図2(A)を参照して説明したプロトタイプ(関連技術)の場合、各受信機からのRTK補正データ要求に対して、各受信機それぞれのエリアに対応したRTK基準局から得たRTK補正データを、各受信機へユニキャストで送信する。そのため、受信機数に比例して、RTK補正データ配信システムの負荷が増加する。
これに対して、本実施形態によれば、各携帯電話基地局はRTK補正データをブロードキャストにより複数の受信機に対してブロードキャスト配信(一斉配信、一斉同報)している。そのため、携帯電話基地局のRTK補正データ配信による負荷は、受信機数に影響されない。
なお、上記各実施形態において、受信機にRTK補正データを配信する基地局、ネットワーク等は、移動体通信事業者(Mobile Network Operator:MNO)等の携帯電話基地局、携帯電話網等に制限されるものでなく、仮想移動体通信事業者(Mobile Virtual Network Operator:MVNO)が提供する通信設備等であってもよい、また、受信機にRTK補正データを配信する基地局は、無線LANのアクセスポイント等であってもよいことは勿論である。また、RTK基準局は、電子基準点や、複数の電子基準点の観測データから、測位現場のごく近傍にあたかも基準点があるかのような状態を作り出す仮想基準点を用いるようにしてもよい。
なお、上記の特許文献1、2の各開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本発明の趣旨に則り、本発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれるものと、みなされる。
10 GPS衛星
11 受信機
11A、11B、11C 自動運転車両
12 携帯電話基地局(RTK基準局無)
13 携帯電話基地局(RTK基準局有)
14 RTK基準局
15 携帯電話網
16 基地局データベース
17 RTK補正データ配信システム
18 セル
111 GNSSアンテナ
112 GNSS信号受信部
113 モバイル網アンテナ
114 モバイル網送受信部
115 RTK-GPS測位演算部
116 車両制御部
117 RTK補正データ要求/停止要求部
120 基地局基本機能部
121 アンテナ
122 RTK補正データ要求受信管理部
123 RTK補正データ取得先選択部
124 RTK補正データ取得部
125 RTK補正データブロードキャスト部
126 RTK補正データ停止要求受信管理部
200 コンピュータシステム
201 プロセッサ
202 メモリ
203 トランシーバ
204 通信インタフェース
205 アンテナ
11 受信機
11A、11B、11C 自動運転車両
12 携帯電話基地局(RTK基準局無)
13 携帯電話基地局(RTK基準局有)
14 RTK基準局
15 携帯電話網
16 基地局データベース
17 RTK補正データ配信システム
18 セル
111 GNSSアンテナ
112 GNSS信号受信部
113 モバイル網アンテナ
114 モバイル網送受信部
115 RTK-GPS測位演算部
116 車両制御部
117 RTK補正データ要求/停止要求部
120 基地局基本機能部
121 アンテナ
122 RTK補正データ要求受信管理部
123 RTK補正データ取得先選択部
124 RTK補正データ取得部
125 RTK補正データブロードキャスト部
126 RTK補正データ停止要求受信管理部
200 コンピュータシステム
201 プロセッサ
202 メモリ
203 トランシーバ
204 通信インタフェース
205 アンテナ
Claims (10)
- 位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムであって、
前記受信機は、前記受信機がキャンプ・オンするセルを管理する第1の基地局に位置補正情報の要求を送信し、
前記第1の基地局は、
前記受信機から前記要求を受信すると、
データベースに登録されている、
基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍に位置する前記基準局を保有する前記第2の基地局、又は、近傍に位置する前記基準局を選択し、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする、ことを特徴とする位置補正情報配信システム。 - 前記第1の基地局は、前記セルにキャンプ・オンしている受信機のうち前記位置補正情報を要求した受信機の全てから位置補正情報停止要求を受けると、選択した前記第2の基地局又は前記基準局に位置補正情報停止要求を送信し、前記位置補正情報のブロードキャストを停止する、ことを特徴とする請求項1に記載の位置補正情報配信システム。
- 前記位置補正情報の配信を受けている受信機がハンドオーバするとき、前記ハンドオーバ先の基地局が、前記第1の基地局から位置補正情報のブロードキャストを引き継ぐ、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の位置補正情報配信システム。
- 前記第1の基地局は、前記近傍に位置する前記基準局として、前記受信機と前記基準局との間の距離が、前記受信機において所望の測位精度が実現可能な範囲にある前記基準局を保有する第2の基準局、又は、前記基準局を選択する、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の位置補正情報配信システム。
- 位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムを構成する基地局であって、
前記基地局が管理するセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、
データベースに登録されている、
基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍の前記第2の基地局又は近傍の前記基準局を選択する手段と、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする手段と、
を備えた、ことを特徴とする基地局。 - 前記セルにキャンプ・オンしている受信機のうち前記位置補正情報を要求した受信機の全てから位置補正情報停止要求を受けると、選択した前記第2の基地局又は前記基準局に位置補正情報停止要求を送信し、前記位置補正情報のブロードキャストを停止する手段を備えている、ことを特徴とする請求項5に記載の基地局。
- 位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報の配信を行う基地局が、
前記基地局が管理するセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、
データベースに登録されている、
基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍の前記第2の基地局又は近傍の前記基準局を選択し、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする、ことを特徴とする位置補正情報配信方法。 - 前記セルにキャンプ・オンしている受信機のうち前記位置補正情報を要求した受信機の全てから位置補正情報停止要求を受けると、選択した前記第2の基地局又は前記基準局に位置補正情報停止要求を送信し、前記位置補正情報のブロードキャストを停止する、ことを特徴とする請求項7に記載の位置補正情報配信方法。
- 位置を求める受信機と位置の分かっている基準局とで衛星からの搬送波の位相を測定し、前記基準局から送信される位置補正情報に基づき前記受信機の位置情報をリアルタイムに求める測位方式の位置補正情報配信システムを構成する基地局のコンピュータに、
前記基地局が管理するセルにキャンプ・オンする前記受信機から位置補正情報の要求を受信すると、
データベースに登録されている、
基準局を保有し前記基準局からの位置補正情報を提供可能な第2の基地局、及び/又は、位置補正情報を提供可能な基準局の中から、近傍の前記第2の基地局又は近傍の前記基準局を選択する処理と、
選択した前記第2の基地局又は前記基準局から前記位置補正情報を受け取り前記セルにブロードキャストする処理と、実行させるプログラム。 - 前記セルにキャンプ・オンしている受信機のうち前記位置補正情報を要求した受信機の全てから位置補正情報停止要求を受けると、前記選択した第2の基地局又は基準局に位置補正情報停止要求を送信し、前記位置補正情報のブロードキャストを停止する、ことを特徴とする請求項9に記載のプログラム。
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- 2019-11-20 US US17/295,128 patent/US11940540B2/en active Active
- 2019-11-20 WO PCT/JP2019/045512 patent/WO2020105689A1/ja active Application Filing
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