WO2021064939A1 - 衛星信号受信装置及び位置測定装置 - Google Patents

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WO2021064939A1
WO2021064939A1 PCT/JP2019/039115 JP2019039115W WO2021064939A1 WO 2021064939 A1 WO2021064939 A1 WO 2021064939A1 JP 2019039115 W JP2019039115 W JP 2019039115W WO 2021064939 A1 WO2021064939 A1 WO 2021064939A1
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WO
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satellite
antenna
phase difference
doppler
value
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PCT/JP2019/039115
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知明 武輪
隆文 永野
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三菱電機株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/22—Multipath-related issues
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/28—Satellite selection

Definitions

  • the present invention relates to a satellite signal receiving device and a position measuring device.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • a device for receiving a signal transmitted by each positioning satellite (hereinafter referred to as “satellite signal”) for receiving a signal transmitted by each positioning satellite (hereinafter referred to as “satellite signal”) for receiving a signal transmitted by each positioning satellite (hereinafter referred to as “satellite signal”) has been developed.
  • the satellite signal received by the satellite signal receiving device includes a signal corresponding to a so-called “direct wave” (hereinafter referred to as “direct wave signal”). Further, the satellite signal received by the satellite signal receiving device is a signal corresponding to a reflected wave or a diffracted wave by an object such as a building (hereinafter collectively referred to as "non-direct wave”) (hereinafter referred to as “non-direct wave signal”). .) Is included.
  • a measurement error occurs because the non-direct wave signal is used to measure the position of the moving body. From the viewpoint of suppressing the occurrence of such measurement error, it is preferable to exclude the non-direct wave signal from the measurement of the position of the moving body.
  • Patent Document 1 discloses a technique for determining whether or not an individual satellite signal is a non-direct wave signal (for example, paragraphs [0077] to [0113] and FIGS. 6 to 6 of Patent Document 1. See 9.).
  • a plurality of antennas including a first antenna and a second antenna
  • a plurality of positioning satellites transmit a plurality of satellite signals
  • the transmitted plurality of satellite signals are received by a plurality of antennas.
  • the positions of the plurality of positioning satellites are acquired and the positions of the vehicles are calculated.
  • the phase difference between the satellite signal received by the first antenna and the satellite signal received by the second antenna is acquired.
  • the Doppler frequency related to each of the received plurality of satellite signals is acquired.
  • the absolute direction of arrival of radio waves with respect to the vehicle is calculated for each of the plurality of positioning satellites. Further, based on the acquired phase difference, the relative arrival direction of the radio wave with respect to the vehicle is estimated for each of the plurality of positioning satellites. Further, the absolute traveling direction of the vehicle is estimated based on the acquired Doppler frequency.
  • the absolute arrival direction of radio waves with respect to the vehicle is estimated for each of the plurality of positioning satellites. For each of the plurality of positioning satellites, the estimated absolute arrival direction and the calculated absolute arrival direction are compared. Thereby, it is determined whether or not each of the plurality of received satellite signals is a non-direct wave signal.
  • Patent Document 1 the relative arrival direction of radio waves to a vehicle is based on the installation direction of a plurality of antennas in the vehicle (hereinafter referred to as "antenna installation direction") (Patent Document 1). See paragraph [0047], etc.).
  • antenna installation direction the installation direction of a plurality of antennas in the vehicle.
  • Patent Document 1 there is a problem that the above determination cannot be made unless the traveling direction of the vehicle matches the antenna installation direction.
  • the above determination cannot be made when the vehicle is stopped or when the vehicle is traveling in a direction different from the antenna installation direction.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and individual satellite signals can be transmitted regardless of whether or not the moving body is moving and regardless of the moving direction of the moving body.
  • the purpose is to determine whether or not it is a direct wave signal.
  • the satellite signal receiving device of the present invention includes an antenna that receives a plurality of satellite signals transmitted by a plurality of positioning satellites, an antenna direction estimation unit that calculates an antenna velocity vector estimated value related to the antenna, and a plurality of antennas.
  • the Doppler residual calculation unit that calculates the Doppler frequency theoretical value using the antenna velocity vector estimated value and calculates the Doppler residual that indicates the difference between the Doppler frequency theoretical value and the Doppler frequency observed value
  • the Doppler threshold setting unit for setting the Doppler threshold for comparison with respect to the Doppler residual, and by comparing the Doppler residual with the Doppler threshold, each of the plurality of satellite signals is a direct wave signal. It is provided with a determination unit for determining whether or not the frequency is high.
  • each satellite signal is a direct wave signal regardless of whether or not the moving body is moving and regardless of the moving direction of the moving body. It can be determined whether or not.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the main part of the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the hardware configuration of the satellite signal determination apparatus in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the other hardware configuration of the satellite signal determination apparatus in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the satellite signal determination apparatus in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is explanatory drawing which shows the relationship of the satellite position vector, the satellite velocity vector, the antenna position vector, the antenna velocity vector, and the line-of-sight vector. It is a flowchart which shows the detailed operation of the Doppler residual calculation part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the Doppler threshold value setting part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the determination part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part of the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 It is explanatory drawing which shows the relationship of the satellite position vector, the satellite velocity vector, the antenna position vector, the antenna velocity vector, and the line-of-sight vector.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the satellite signal determination apparatus in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the antenna posture estimation part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is explanatory drawing which shows the correspondence relation of the phase difference between antennas, the distance between antennas, the baseline vector and the signal arrival angle.
  • It is a flowchart which shows the detailed operation of the phase difference residual calculation part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the phase difference threshold setting part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the determination part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part of the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 3. It is a flowchart which shows the operation of the satellite signal determination apparatus in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a flowchart which shows the detailed operation of the reception timing correction part in the satellite signal receiving apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a block diagram which shows the hardware structure of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the other hardware configuration of the position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the satellite signal determination device and the position measurement part in the position measurement device which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part of another position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main part of another position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the main part of another position measuring apparatus which concerns on Embodiment 4.
  • the positions of these antennas are referred to as “antenna positions”.
  • the position vector related to these antennas is referred to as “antenna position vector”.
  • the velocity vector related to these antennas is referred to as “antenna velocity vector”.
  • the estimated value of the antenna speed vector is referred to as “antenna speed vector estimated value”.
  • the arrangement of a plurality of positioning satellites is referred to as "satellite arrangement”. That is, the satellite arrangement indicates the position of each of the plurality of positioning satellites. Further, the position vector related to each of the plurality of positioning satellites is referred to as “satellite position vector”. Further, the velocity vector related to each of the plurality of positioning satellites is referred to as “satellite velocity vector”.
  • the observed value of the carrier phase related to each of the plurality of satellite signals is referred to as “carrier wave”. It is called “phase observation value”.
  • the unit of the carrier phase is the wave number.
  • the observed value of the signal-to-noise ratio related to each of the plurality of satellite signals is referred to as “signal-to-noise ratio observed value”.
  • Doppler frequency observed value the observed value of the Doppler frequency related to each of the plurality of satellite signals.
  • the amount of change in the Doppler frequency related to each of the plurality of satellite signals is referred to as "the amount of Doppler shift”.
  • the theoretical value of the Doppler frequency related to each of the plurality of satellite signals is referred to as the “Doppler frequency theoretical value”.
  • Doppler residual the difference between the Doppler frequency observed value and the Doppler frequency theoretical value for each of the plurality of satellite signals.
  • Doppler threshold value the threshold value for comparison with respect to the Doppler residual.
  • each of the plurality of satellite signals and two of the plurality of antennas are used.
  • the difference between the carrier phase of the satellite signal received by one antenna and the carrier phase of the satellite signal received by the other antenna is called “inter-antenna phase difference”.
  • the observed value of the phase difference between the antennas related to each of the plurality of satellite signals is referred to as the “observed value of the phase difference between the antennas”.
  • the theoretical value of the phase difference between the antennas related to each of the plurality of satellite signals is referred to as the "theoretical value of the phase difference between the antennas”.
  • phase difference threshold value the threshold value for comparison with respect to the phase difference residual.
  • a vector indicating the line-of-sight direction by one antenna or a plurality of antennas for each of a plurality of positioning satellites is referred to as a "line-of-sight vector”.
  • the unit vector of the line-of-sight vector is called “unit line-of-sight vector”.
  • a vector connecting the antenna position vector related to one antenna and the antenna position vector related to the other antenna is called a "baseline vector”.
  • the unit vector of the baseline vectors is called a "unit baseline vector”.
  • the estimated value of the baseline vector is referred to as "baseline vector estimated value”.
  • the angle of the line-of-sight vector with respect to the horizontal plane is referred to as “satellite elevation angle”.
  • the identification information related to each of the plurality of positioning satellites is referred to as "identification information”.
  • the identification information includes, for example, information indicating the type of the corresponding positioning satellite and information indicating the PRN (Pseudo Random Noise) number of the corresponding positioning satellite.
  • one or more satellite signals out of the plurality of satellite signals are directly delivered.
  • it is a wave signal
  • one or more positioning satellites corresponding to the one or more satellite signals are referred to as "direct wave receiving satellites”.
  • one or more satellite signals among the plurality of satellite signals are non-direct wave signals
  • one or more positioning satellites corresponding to the one or more satellite signals are referred to as “non-direct wave”. It is called "reception satellite”.
  • one of the plurality of satellite signals is a candidate for a direct wave signal.
  • the above satellite signal is called a "direct wave candidate signal”.
  • one or more positioning satellites that are candidates for the direct wave receiving satellite among the plurality of positioning satellites are referred to as "direct wave receiving candidate satellites”.
  • phase difference threshold table a table showing the correspondence between a plurality of Doppler thresholds and a plurality of satellite elevation angle-signal-to-noise ratio pairs.
  • the code formed by adding the symbol “ ⁇ ” above the character “x” may be described as “x ( ⁇ )”. Further, a code formed by adding a symbol “ ⁇ ” above the character “x” may be described as “x ( ⁇ )”. In addition, a code formed by adding the symbol “ ⁇ ” and the symbol “ ⁇ ” above the character “x” may be described as “x ( ⁇ , ⁇ )”. In addition, a code having a symbol “ ⁇ ” above the character “ ⁇ ” may be described as “ ⁇ ( ⁇ )”. Further, a code formed by adding the symbol “ ⁇ ” above the character “f” may be described as “f ( ⁇ )”. Further, a symbol “ ⁇ ( ⁇ )” may be described by adding a symbol “ ⁇ ” above the character “ ⁇ ”.
  • N is an arbitrary integer of 2 or more.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main part of the satellite signal receiving device according to the first embodiment.
  • the satellite signal receiving device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the mobile body 1 is composed of, for example, a vehicle, a ship, an aircraft, or a mobile information terminal.
  • the mobile body 1 has an antenna 2.
  • the antenna 2 receives the transmitted N satellite signals SS 1 to SS N.
  • Antenna 2 and outputs the received satellite signals SS 1 ⁇ SS N satellite signal processing unit 11.
  • the satellite signals SS 1 to SS N between the positioning satellites PS 1 to PS N and the antenna 2 are composed of radio waves.
  • the satellite signals SS 1 ⁇ SS N between the antenna 2 and the satellite signal processing unit 11 is composed of a high-frequency signal. That is, the antenna 2 converts radio waves into high-frequency signals.
  • the individual positioning satellites PS 1 to PS N are composed of GNSS satellites. Specifically, for example, the individual positioning satellite PS 1 ⁇ PS N, GPS ( Global Positioning System) satellites, GLONASS (Global Navigation Satellite System) satellite, BeiDou satellite, Galileo satellite or QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) satellite It is composed of.
  • GPS Global Positioning System
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • BeiDou satellite BeiDou satellite
  • Galileo satellite Galileo satellite
  • QZSS Quadasi-Zenith Satellite System
  • the number of satellite signals SS 1 ⁇ SS N received by the antenna 2 i.e., the number of satellite signals SS 1 ⁇ SS positioning satellite N transmitted the PS 1 ⁇ PS N
  • the total number of the positioning satellites contained in the GNSS The position of each positioning satellite included in the GNSS, the position of the moving body 1 on the earth, and the like. That is, the value of N varies depending on these factors.
  • Satellite signal processing unit 11 is for acquiring the satellite signals SS 1 ⁇ SS N outputted by the antenna 2. Satellite signal processing unit 11, with respect to the acquired satellite signals SS 1 ⁇ SS N, processing performed by a conventional GNSS receiver (satellite acquisition process, including satellite tracking processing and the demodulation processing.) And similar It executes the process. As a result, satellite arrangement, carrier phase observation value, Doppler frequency observation value, signal-to-noise ratio observation value, and the like are detected. The satellite signal processing unit 11 outputs data including the detected satellite arrangement (hereinafter referred to as “navigation message”). Further, the satellite signal processing unit 11 outputs data including the detected carrier wave phase observation value, Doppler frequency observation value, and signal-to-noise ratio observation value (hereinafter referred to as “observation data”).
  • observation data data including the detected carrier wave phase observation value, Doppler frequency observation value, and signal-to-noise ratio observation value
  • the satellite signal processing unit 11 uses the navigation message and the observation data to execute the same positioning process as the positioning process executed by the normal GNSS receiver. As a result, the antenna position is detected.
  • the positioning process executed by the satellite signal processing unit 11 is, for example, independent positioning, RTK (Real Time Kinetic) positioning, or PPP (Precise Point Positioning) positioning.
  • the satellite signal processing unit 11 outputs data including the detected antenna position (hereinafter referred to as “antenna position data”).
  • satellite signal processing unit 11 may be collectively referred to as "satellite signal processing".
  • the antenna direction estimation unit 12 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11.
  • the antenna direction estimation unit 12 calculates an antenna velocity vector estimated value by using the acquired navigation message, observation data, and antenna position data.
  • the antenna direction estimation unit 12 outputs the calculated antenna velocity vector estimated value.
  • antenna direction estimation process the processes executed by the antenna direction estimation unit 12 may be collectively referred to as "antenna direction estimation process". The details of the antenna direction estimation process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the Doppler residual calculation unit 13 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11, and also acquires the antenna velocity vector estimated value output by the antenna direction estimation unit 12. is there. Doppler residual calculating section 13, and calculates the acquired navigation message, observation data, using the antenna position data and antenna velocity vector estimate, a Doppler residual according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is there. The Doppler residual calculation unit 13 outputs the calculated Doppler residual.
  • Doppler residual calculation process the processes executed by the Doppler residual calculation unit 13 may be collectively referred to as "Doppler residual calculation process". The details of the Doppler residual calculation process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the Doppler threshold setting unit 14 acquires navigation messages, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11. Doppler threshold setting unit 14 is configured such acquired navigation message, using the observed data and antenna position data, it sets the Doppler threshold according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N. The Doppler threshold setting unit 14 outputs the set Doppler threshold.
  • Doppler threshold setting process the processes executed by the Doppler threshold setting unit 14 may be collectively referred to as "Doppler threshold setting process". The details of the Doppler threshold setting process will be described later with reference to the flowchart of FIG. 7.
  • the determination unit 15 acquires the Doppler residual output by the Doppler residual calculation unit 13, and also acquires the Doppler threshold value output by the Doppler threshold value setting unit 14. Determination unit 15 uses the acquired Doppler residuals and Doppler residuals, each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is one that determines whether the direct wave signal. That is, the determination unit 15 determines whether or not each of the positioning satellites PS 1 to PS N is a direct wave receiving satellite. The determination unit 15 outputs identification information indicating a direct wave receiving satellite based on the result of the determination.
  • determination processing the processes executed by the determination unit 15 may be collectively referred to as “determination processing”. Details of such determination processing will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the main part of the satellite signal determination device 100 is composed of the satellite signal processing unit 11, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold setting unit 14, and the determination unit 15.
  • the satellite signal determination device 100 is provided on, for example, the mobile body 1.
  • the antenna 2 and the satellite signal determination device 100 constitute a main part of the satellite signal receiving device 200.
  • the satellite signal determination device 100 has a processor 21 and a memory 22.
  • the memory 22 stores programs for realizing the functions of the satellite signal processing unit 11, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold setting unit 14, and the determination unit 15.
  • the processor 21 reads out and executes such a program, the functions of the satellite signal processing unit 11, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold setting unit 14, and the determination unit 15 are realized.
  • the satellite signal determination device 100 has a processing circuit 23.
  • the functions of the satellite signal processing unit 11, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold setting unit 14, and the determination unit 15 are realized by the dedicated processing circuit 23.
  • the satellite signal determination device 100 has a processor 21, a memory 22, and a processing circuit 23 (not shown).
  • some of the functions of the satellite signal processing unit 11, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold setting unit 14, and the determination unit 15 are realized by the processor 21 and the memory 22.
  • the remaining functions are realized by the dedicated processing circuit 23.
  • the processor 21 is composed of one or a plurality of processors.
  • processors for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a microprocessor, a microcontroller, or a DSP (Digital Signal Processor) is used.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • DSP Digital Signal Processor
  • the memory 22 is composed of one or a plurality of non-volatile memories.
  • the memory 22 is composed of one or more non-volatile memories and one or more volatile memories. That is, the memory 22 is composed of one or a plurality of memories.
  • the individual memory uses, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk. More specifically, each volatile memory uses, for example, a RAM (Random Access Memory).
  • the individual non-volatile memory is, for example, a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), an EEPROM (Ectrically Easy Erasable Programmory) drive, or a hard drive using a hard drive, a hard drive, or a hard drive. Is.
  • the processing circuit 23 is composed of one or a plurality of digital circuits. Alternatively, the processing circuit 23 is composed of one or more digital circuits and one or more analog circuits. That is, the processing circuit 23 is composed of one or a plurality of processing circuits.
  • the individual processing circuits are, for example, ASIC (Application Special Integrated Circuit), PLD (Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), FPGA (Field Program Is.
  • the operation of the satellite signal receiving device 200 will be described focusing on the operation of the satellite signal determining device 100.
  • the satellite signal processing unit 11 executes satellite signal processing (step ST1).
  • the antenna direction estimation unit 12 executes the antenna direction estimation process (step ST2).
  • the Doppler residual calculation unit 13 executes the Doppler residual calculation process (step ST3).
  • the Doppler threshold setting unit 14 executes the Doppler threshold setting process (step ST4).
  • the determination unit 15 executes the determination process (step ST5).
  • the antenna direction estimation unit 12 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11 (step ST11).
  • the satellite position vector x i and the satellite velocity vector x ( .) I are detected based on the satellite arrangement included in the acquired navigation message.
  • the satellite velocity vector x (.) I is detected, for example, by time differentiation with respect to the satellite arrangement. Further, based on the Doppler frequency observed value f i dop_A_obs included in the obtained observation data, Doppler shift amount ⁇ f i dop_A is detected. Further, the antenna position vector x A is detected based on the antenna position included in the acquired antenna position data.
  • FIG. 5 shows the relationship between the satellite position vector x i , the satellite velocity vector x ( ⁇ ) i , the antenna position vector x A , the antenna velocity vector x ( ⁇ ) A, and the line-of-sight vector.
  • the following equation (1) holds for the Doppler shift amount ⁇ f i dop_A.
  • f car represents the center frequency of the carrier wave according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N.
  • c indicates the speed of light.
  • the vector value (u in the formula) in the above formula (2) is defined by the following formula (3).
  • the scalar value (S in the formula) in the above formula (2) is defined by the following formula (4).
  • the antenna direction estimation unit 12 uses the detected satellite position vector x i , satellite velocity vector x (.) I , Doppler shift amount ⁇ f i dop_A, and antenna position vector x A to obtain the above equation (2).
  • the antenna velocity vector x ( ⁇ ) A is calculated by the minimum square method based on the method.
  • the antenna velocity vector estimated value x ( ⁇ , ⁇ ) A is calculated (step ST12).
  • the antenna direction estimation unit 12 outputs the calculated antenna velocity vector estimated value x (., ⁇ ) A (step ST13).
  • the Doppler residual calculation unit 13 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11. Further, the Doppler residual calculation unit 13 acquires the antenna velocity vector estimated value x (., ⁇ ) A output by the antenna direction estimation unit 12 (step ST21).
  • the satellite position vector x i and the satellite velocity vector x ( .) I are detected based on the satellite arrangement included in the acquired navigation message.
  • the satellite velocity vector x (.) I is detected, for example, by time differentiation with respect to the satellite arrangement.
  • the antenna position vector x A is detected based on the antenna position included in the acquired antenna position data.
  • the Doppler residual calculation unit 13 determines the acquired antenna velocity vector estimated value x ( ⁇ , ⁇ ) A , the detected satellite position vector x i , the satellite velocity vector x ( ⁇ ) i, and the antenna position vector x. with a, and calculates the Doppler frequency theoretical value f ( ⁇ ) i dop_A according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N (step ST22). At this time, the Doppler residual calculation unit 13 calculates the Doppler frequency theoretical value f ( ⁇ ) i dop_A by the following equation (5).
  • a Doppler residual calculating unit 13 uses the Doppler frequency observed value f i dop_A_obs contained the calculated Doppler frequency theory f ( ⁇ ) to i Dop_A and the acquired observation data, satellite signals SS 1 ⁇ calculating a Doppler residual f i dop_A_resi according to each SS N (step ST23). At this time, Doppler residual calculating section 13 calculates the Doppler residual f i dop_A_resi by the following equation (6).
  • a Doppler residual calculating section 13 outputs the calculated Doppler residual f i dop_A_resi (step ST24).
  • the Doppler threshold setting unit 14 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11 (step ST31).
  • the satellite position vector x i is detected.
  • the antenna position vector x A is detected based on the acquired antenna position data.
  • the Doppler threshold setting unit 14 uses the detected satellite position vector x i and the antenna position vector x A, calculated satellite elevation angle ele according to each of the positioning satellite PS 1 ⁇ PS N (step ST32).
  • the Doppler threshold setting unit 14 uses the signal-to-noise ratio observed value SNR contained in the calculated satellite elevation ele and the acquired observed data, Doppler threshold according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N f i thre (ele, SNR) to set the (step ST33).
  • the Doppler threshold setting unit 14 has a Doppler threshold table.
  • Doppler threshold setting unit 14 for each of the positioning satellite PS 1 ⁇ PS N (i.e. for each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N), satellite elevation ele and signals of a plurality of Doppler threshold contained in the Doppler threshold table
  • One Doppler threshold corresponding to the satellite elevation-signal-to-noise ratio pair by signal-to-noise ratio observed value SNR is selected.
  • the Doppler threshold setting unit 14 outputs the set Doppler threshold f i thre (ele, SNR) ( step ST34).
  • the Doppler threshold setting unit 14 may select two or more Doppler thresholds corresponding to the satellite elevation-signal-to-noise ratio pair. Then, the Doppler threshold setting unit 14 executes interpolation processing for the selected two or more Doppler threshold, may be used to set the Doppler threshold f i thre (ele, SNR) .
  • the determination unit 15 acquires the Doppler residual f i dop_A_resi output by Doppler residual calculating section 13.
  • the determination unit 15 for each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N, compares the acquired Doppler residual f i dop_A_resi the acquired Doppler threshold f i thre (ele, SNR) (step ST42) .
  • each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is determined whether a direct wave signal.
  • the determination unit 15 determines that the corresponding satellite signal SS i is the direct wave signal. In other words, in this case, the determination unit 15, the corresponding positioning satellite PS i is assumed to be direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15 determines that the corresponding satellite signal SS i is a non-direct wave signal. In other words, in this case, the determination unit 15 determines that the corresponding positioning satellite PS i is a non-direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15 outputs identification information indicating each direct wave receiving satellite based on the determination result in step ST42 (step ST43).
  • the satellite signal determination device 100 by comparing the Doppler residuals f i dop_A_resi Doppler threshold f i thre (ele, SNR) and, if each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is the direct wave signal Judge whether or not. As a result, the determination can be made regardless of whether or not the moving body 1 is moving. Further, the determination can be made regardless of the moving direction of the moving body 1. As a result, for example, the determination can be made even when the moving body 1 is moving in a curve.
  • the Doppler threshold table is generated as follows, for example.
  • the same plurality of positioning satellites and positioning satellite PS 1 ⁇ PS N sends each a plurality of satellite signals similar to the satellite signal SS 1 ⁇ SS N.
  • the one antenna receives the plurality of satellite signals.
  • the same processing as the satellite signal processing by the satellite signal processing unit 11 the same processing as the antenna direction estimation processing by the antenna direction estimation unit 12, and the Doppler by the Doppler residual calculation unit 13.
  • the same process as the residual calculation process is executed.
  • the positioning processing time indicated by the internal clock (hereinafter referred to as "internal time”.) And with respect to the satellite signals SS 1 ⁇ SS N satellite signal processing unit 11 is executed As a result, the difference from the time calculated (hereinafter referred to as “positioning time") (hereinafter referred to as "clock error”) may be large.
  • positioning time the time calculated (hereinafter referred to as "clock error”.
  • clock error the Doppler shift amount ⁇ f i dop_A_obs the following is detected.
  • the Doppler shift amount ⁇ f i dop_A_obs is obtained by superimposing the time derivative amount ⁇ (.) A (t) on the Doppler shift amount ⁇ f i dop_A. Therefore, the Doppler shift amount ⁇ f i dop_A_obs is expressed by the following equation (7).
  • the antenna direction estimation unit 12 considers that the time derivative ⁇ ( ⁇ ) A (t) is unknown, and calculates the antenna velocity vector x ( ⁇ ) A by the least squares method based on the above equation (8). To do. As a result, the antenna velocity vector estimated value x ( ⁇ , ⁇ ) A is calculated. That is, even when the accuracy of the internal clock of the satellite signal processing unit 11 is low, the antenna velocity vector estimated value x ( ⁇ , ⁇ ) A can be calculated.
  • the Doppler residual calculating section 13 calculates the Doppler frequency theoretical value f ( ⁇ ) i dop_A_obs according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N. Then, a Doppler residual calculating section 13, by the following equation (10), to calculate a Doppler residual f i dop_A_resi according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N. Accordingly, even if the internal clock accuracy of a satellite signal processing unit 11 is low, it is possible to calculate the Doppler residual f i dop_A_resi.
  • the antenna direction estimation unit 12 may use the so-called "robust estimation" for calculating the antenna velocity vector estimated value.
  • the antenna direction estimation unit 12 may use the RANSAC (Random Sample Consensus) method, the minimum median method, or the M estimation method.
  • the RANSAC method is used as follows. That is, the antenna direction estimation unit 12 randomly selects k positioning satellites from the N positioning satellites PS 1 to PS N (k ⁇ N). The antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector estimated value by the least squares method based on the k satellite signals corresponding to the selected k positioning satellites. Using the calculated antenna velocity vector estimated value, the Doppler residuals for each of the N positioning satellites PS 1 to PS N are calculated. These Doppler residuals are calculated by, for example, the Doppler residual calculation unit 13. The antenna direction estimation unit 12 acquires the calculated Doppler residual.
  • the antenna direction estimation unit 12 adopts the antenna velocity vector estimated value at the time when the number of Doppler residuals equal to or less than the predetermined value among the N Doppler residuals is the largest, based on the acquired Doppler residuals for the predetermined times. To do.
  • the minimum median method is used as follows. That is, the antenna direction estimation unit 12 selects k pieces of positioning satellites of the N positioning satellite PS 1 ⁇ PS N randomly. The antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector estimated value by the least squares method based on the k satellite signals corresponding to the selected k positioning satellites. By using the calculated antenna velocity vector estimated value, Doppler residuals are calculated according to each of the N positioning satellite PS 1 ⁇ SS N. These Doppler residuals are calculated by, for example, the Doppler residual calculation unit 13. The antenna direction estimation unit 12 acquires the calculated Doppler residual.
  • the antenna direction estimation unit 12 adopts the antenna velocity vector estimation value at the time when the median value of N Doppler residuals is the largest, based on the acquired Doppler residuals for a predetermined number of times.
  • the M estimation method is used as follows. That is, the antenna direction estimation unit 12 uses the following equation (11) instead of the above equation (2).
  • the following equation (11) is formed by adding a weight W dop to the determinant according to the above equation (2).
  • the antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector by the least squares method based on the above equation (11), and the Doppler residual calculation unit 13 uses the calculated antenna velocity vector to calculate N satellite signals SS 1 to.
  • the process of calculating the Doppler residuals for each of the SS Ns and the process of updating the weight W dop by the antenna direction estimation unit 12 based on the calculated Doppler residuals are repeatedly executed a predetermined time.
  • the update of the weight W dop is, for example, by Tukey's Biglight estimation method. At this time, the weight W dop becomes small when it is given to the observation value related to the positioning satellite corresponding to the large Doppler residual, and when it is given to the observation value related to the positioning satellite corresponding to the small Doppler residual. Is something that grows.
  • the influence of the observed value including a large error can be reduced.
  • the error of the antenna velocity vector estimated value can be reduced.
  • the antenna direction estimation unit 12 may calculate the antenna velocity vector estimated value by the least squares method. In this case, observation data at a single time is used. On the other hand, the antenna direction estimation unit 12 may calculate the antenna velocity vector estimated value by the Kalman filter. In this case, observation data at multiple times is used.
  • the antenna velocity vector is modeled as a first-order Markov process by the following equation (12).
  • equation (12) is used in the equation of state.
  • ⁇ indicates a time constant.
  • ⁇ x ( ⁇ ) A indicates a process noise vector regarding the direction of the antenna 2.
  • the antenna velocity vector is included in the state quantity vector, but also the antenna position may be included in the state quantity vector. Further, the time derivative of the clock error or the like may be included in the state quantity vector.
  • Determining unit 15 if each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is in place to determine whether the direct wave signal (i.e., each positioning satellite PS 1 ⁇ PS N is a direct wave received satellite not (Instead of determining whether or not the antenna 2 is installed), it may be used to determine whether or not the antenna 2 is installed in an open sky environment. Further, the determination unit 15 may output a signal indicating the result of the determination (hereinafter referred to as “determination result signal”) instead of outputting the identification signal indicating each direct wave receiving satellite. good.
  • the Doppler residual calculator 13 after calculating the Doppler residual f i dop_A_resi according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N, calculates the sum of squares RSS dop these Doppler residuals f i dop_A_resi.
  • the Doppler residual calculation unit 13 outputs the calculated sum of squares RSS dop to the determination unit 15.
  • the sum of squares RSS dop is calculated by the following formula (13).
  • Doppler threshold setting unit 14 the Doppler threshold f i thre (ele, SNR) according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N After setting, the sum of the squares of these Doppler threshold f i thre (ele, SNR) Calculate RSS dop_thre.
  • the Doppler threshold setting unit 14 outputs the calculated sum of squares RSS dop_thre to the determination unit 15.
  • the sum of squares RSS dop_thre is calculated by the following equation (14).
  • the determination unit 15 acquires the sum of squares RSS dop output by the Doppler residual calculation unit 13, and also acquires the sum of squares RSS dop_thre output by the Doppler threshold value setting unit 14. The determination unit 15 compares the acquired sum of squares RSS dop with the acquired sum of squares RSS dop_thre.
  • the determination unit 15 determines that the antenna 2 is installed in the open sky environment.
  • the determination unit 15 determines that the antenna 2 is installed in an environment different from the open sky environment (hereinafter referred to as "non-open sky environment").
  • the satellite signal reception apparatus 200 includes an antenna 2 for receiving a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N sent respectively by a plurality of positioning satellites PS 1 ⁇ PS N, antenna direction estimation unit 12 for calculating the antenna velocity vector estimated value of the antenna 2, for each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, and calculates the Doppler frequency theoretical value using the antenna velocity vector estimate, and Doppler residual calculating section 13 for calculating a Doppler residual that indicates a difference between the Doppler frequency theoretical value and the Doppler frequency observed values, for each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, Doppler for comparison of Doppler residuals a Doppler threshold setting unit 14 for setting a threshold value, by comparing the Doppler residuals and Doppler threshold, each determination section for determining whether or not a direct wave signal of a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N 15 And. As a result, the determination can be made regardless of whether or not
  • the satellite signal reception apparatus 200 uses a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, satellite constellation according to a plurality of positioning satellites PS 1 ⁇ PS N, Doppler frequency observations, a plurality of satellite signals SS 1 each signal-to-noise ratio observed value according to the ⁇ SS N, and includes a satellite signal processing unit 11 for detecting the antenna position of the antenna 2, the antenna direction estimation unit 12, the satellite constellation, the Doppler frequency observations and antenna position Use to calculate the antenna velocity vector estimate. This makes it possible to calculate the antenna velocity vector estimate.
  • the antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector estimated value by the least squares method or the Kalman filter. This makes it possible to calculate the antenna velocity vector estimate.
  • the antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector estimated value by the RANSAC method, the minimum median method, or the M estimation method. That is, the antenna direction estimation unit 12 calculates the antenna velocity vector estimated value by robust estimation. Thus, even if it contains many Hijika transmitted wave signal to the satellite signal SS 1 ⁇ SS N, it is possible to accurately calculate the antenna velocity vector estimate.
  • the Doppler threshold setting unit 14 is a plurality of Doppler thresholds included in the Doppler threshold table.
  • One or more Doppler thresholds corresponding to the satellite elevation angle and the signal-to-noise ratio observed value are selected, and the Doppler threshold is set based on the selected one or more Doppler thresholds.
  • the Doppler threshold value can be set to an appropriate value according to the satellite elevation angle and the signal-to-noise ratio observed value.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a main part of the satellite signal receiving device according to the second embodiment.
  • the satellite signal receiving device according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same blocks as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the moving body 1 has a plurality of antennas 2.
  • the antenna 2a is composed of a plurality of antennas 2.
  • the satellite signal determination device 100a has a plurality of satellite signal processing units 11 having a one-to-one correspondence with the plurality of antennas 2.
  • the satellite signal processing unit 11a is composed of a plurality of satellite signal processing units 11. Each of the plurality of satellite signal processing units 11 executes the same satellite signal processing as that described in the first embodiment. That is, the satellite signal processing unit 11a executes the same satellite signal processing as that described in the first embodiment.
  • the satellite signal determination device 100a has two satellite signal processing units 11_A and 11_B. That is, the satellite signal processing units 11_A and 11_B have a one-to-one correspondence with the antennas 2_A and 2_B.
  • the antenna attitude estimation unit 16 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11a.
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated values related to the antennas 2_A and 2_B by using the acquired navigation message, observation data, and antenna position data.
  • the antenna attitude estimation unit 16 outputs the calculated baseline vector estimated value.
  • antenna attitude estimation process the processes executed by the antenna attitude estimation unit 16 may be collectively referred to as "antenna attitude estimation process". The details of the antenna attitude estimation process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the phase difference residual calculation unit 17 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11a, and also acquires the baseline vector estimated value output by the antenna attitude estimation unit 16. is there. Phase residual calculating section 17, and calculates the acquired navigation message, observation data, using the antenna position data and baseline vector estimate, a phase difference residuals relating to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N Is. The phase difference residual calculation unit 17 outputs the calculated phase difference residual.
  • phase difference residual calculation process the processes executed by the phase difference residual calculation unit 17 may be collectively referred to as "phase difference residual calculation process". The details of the phase difference residual calculation process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the phase difference threshold setting unit 18 acquires navigation messages, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11. Phase difference threshold setting section 18 is for the acquired navigation message, using the observed data and antenna position data, setting the phase difference threshold according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N. The phase difference threshold setting unit 18 outputs the set phase difference threshold.
  • phase difference threshold setting process the processes executed by the phase difference threshold setting unit 18 may be collectively referred to as "phase difference threshold setting process". The details of the phase difference threshold setting process will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the determination unit 15a includes the Doppler residual output by the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold value output by the Doppler threshold value setting unit 14, the phase difference residual output by the phase difference residual calculation unit 17, and the phase difference.
  • the phase difference threshold value output by the threshold value setting unit 18 is acquired.
  • Determination unit 15a the acquired Doppler residuals, which Doppler threshold, by using the phase difference residuals and phase difference threshold, each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N to determine whether a direct wave signal Is. That is, the determination unit 15a determines whether or not each of the positioning satellites PS 1 to PS N is a direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15a outputs identification information indicating each direct wave receiving satellite based on the result of the determination.
  • determination processing the processes executed by the determination unit 15a may be collectively referred to as “determination processing". Details of such determination processing will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • satellite signal processing unit 11a By satellite signal processing unit 11a, antenna direction estimation unit 12, Doppler residual calculation unit 13, Doppler threshold setting unit 14, determination unit 15a, antenna attitude estimation unit 16, phase difference residual calculation unit 17, and phase difference threshold setting unit 18. ,
  • the main part of the satellite signal determination device 100a is configured.
  • the satellite signal determination device 100a is provided on the moving body 1, for example.
  • the antenna 2a and the satellite signal determination device 100a constitute a main part of the satellite signal receiving device 200a.
  • the hardware configuration of the main part of the satellite signal determination device 100a is the same as that described with reference to FIG. 2 in the first embodiment. Therefore, illustration and description will be omitted. That is, the satellite signal processing unit 11a, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold value setting unit 14, the determination unit 15a, the antenna attitude estimation unit 16, the phase difference residual calculation unit 17, and the phase difference threshold value setting unit.
  • Each function of 18 may be realized by the processor 21 and the memory 22, or may be realized by the dedicated processing circuit 23.
  • the satellite signal processing unit 11a executes satellite signal processing (step ST1a).
  • the antenna direction estimation unit 12 executes the antenna direction estimation process (step ST2).
  • the Doppler residual calculation unit 13 executes the Doppler residual calculation process (step ST3).
  • the Doppler threshold setting unit 14 executes the Doppler threshold setting process (step ST4).
  • the antenna attitude estimation unit 16 executes the antenna attitude estimation process (step ST6).
  • the phase difference residual calculation unit 17 executes the phase difference residual calculation process (step ST7).
  • the phase difference threshold setting unit 18 executes the phase difference threshold setting process (step ST8).
  • the determination unit 15a executes the determination process (step ST5a).
  • the antenna attitude estimation unit 16 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11a (step ST51).
  • the satellite position vector x i is detected.
  • the antenna position vector x A is detected based on the antenna position included in the acquired antenna position data.
  • the antenna attitude estimation section 16 uses the carrier phase observations included in the acquired observational data, and calculates the phase difference observations phi i AB between the antennas according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N (Ste ST52). That is, the antenna posture estimation unit 16, for each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N, satellite signal processor 11_A, by taking the difference between the carrier phase observations included in the observed data outputted at the same time by 11_B, Calculate the phase difference observation value ⁇ i AB between the antennas.
  • the distance between the antennas 2_A and 2_B is referred to as “distance between antennas”.
  • the radio wave corresponding to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N an angle of arrival direction with respect to the baseline vector referred to as “signal arrival angle”.
  • FIG. 12 shows the correspondence between the antenna-to-antenna phase difference ( ⁇ i AB in the figure), the antenna-to-antenna distance d, the baseline vector x uAB, and the signal arrival angle ⁇ related to the satellite signal SS i.
  • ⁇ indicates the wavelength of the carrier wave in the satellite signal SS i.
  • the unit eye vector for positioning satellite PS i by the antenna 2_A can be regarded as equal to the unit line-of-sight vector for positioning satellite PS i by the antenna 2_B.
  • the above equation (15) is an approximate equation based on such fiction.
  • cos ⁇ is equal to the inner product of the unit baseline vector and the fictitious unit line-of-sight vector. Therefore, the following equation (16) holds.
  • the antenna attitude estimation unit 16 uses the detected satellite position vector x i, the antenna position vector x A , and the calculated inter-antenna phase difference observation value ⁇ i AB to obtain the minimum based on the above equation (18).
  • the baseline vector x uAB is calculated by the square method.
  • the baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB is calculated (step ST53).
  • the antenna attitude estimation unit 16 outputs the calculated baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB (step ST54).
  • phase difference residual calculation unit 17 the details of the phase difference residual calculation process by the phase difference residual calculation unit 17 will be described.
  • the phase difference residual calculation unit 17 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11a. Further, the phase difference residual calculation unit 17 acquires the baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB output by the antenna attitude estimation unit 16 (step ST61).
  • the satellite position vector x i is detected.
  • the antenna position vector x A is detected based on the antenna position included in the acquired antenna position data.
  • the phase difference residual calculating section 17 calculated using the carrier-phase observations included in the observation data the acquired inter-antenna phase difference observations phi i AB according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N (Step ST62).
  • the method of calculating the inter-antenna phase difference observation value ⁇ i AB by the phase difference residual calculation unit 17 is the same as the method of calculating the inter-antenna phase difference observation value ⁇ i AB by the antenna attitude estimation unit 16.
  • the phase difference residual calculation unit 17 uses the detected satellite position vector x i, the antenna position vector x A , and the acquired baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB to display the satellite signals SS 1 to SS.
  • the theoretical value ⁇ ( ⁇ ) i AB between the antennas related to each of N is calculated (step ST63).
  • the phase difference residual calculation unit 17 calculates the theoretical value ⁇ ( ⁇ ) i AB of the phase difference between the antennas by the following equation (19).
  • the phase difference residual calculation unit 17 uses the calculated inter-antenna phase difference theoretical value ⁇ ( ⁇ ) i AB and the above-calculated inter-antenna phase difference observation value ⁇ i AB to use the satellite signals SS 1 to The phase difference residual ⁇ i resi for each of the SS N is calculated (step ST64). At this time, the phase difference residual calculation unit 17 calculates the phase difference residual ⁇ i resi by the following equation (20).
  • phase difference residual calculation unit 17 outputs the calculated phase difference residual ⁇ i risi (step ST65).
  • phase difference threshold setting process by the phase difference threshold setting unit 18 will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the phase difference threshold setting unit 18 acquires the navigation message, observation data, and antenna position data output by the satellite signal processing unit 11a (step ST71).
  • the satellite position vector x i is detected.
  • the antenna position vector x A is detected based on the acquired antenna position data.
  • the phase difference threshold setting unit 18 uses the detected satellite position vector x i and the antenna position vector x A, calculated satellite elevation angle ele according to each of the positioning satellite PS 1 ⁇ PS N (step ST72) ..
  • the phase difference threshold setting unit 18 uses the signal-to-noise ratio observed value SNR contained in the calculated satellite elevation ele and the acquired observed data, position according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N retardation threshold ⁇ i thre (ele, SNR) sets a (step ST73).
  • phase difference threshold setting unit 18 has a phase difference threshold table.
  • Phase difference threshold setting unit 18, for each of the positioning satellite PS 1 ⁇ PS N i.e. for each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N
  • satellite elevation angle of the plurality of phase difference threshold included in the phase difference threshold table Select one phase difference threshold corresponding to the satellite elevation-signal-to-noise ratio pair by ele and signal-to-noise ratio observations SNR.
  • Phase difference threshold setting section 18, using one of the phase difference threshold is the selected phase difference threshold ⁇ i thre (ele, SNR) .
  • phase difference threshold setting section 18 the set phase difference threshold ⁇ i thre (ele, SNR) and outputs a (step ST74).
  • phase difference threshold setting unit 18 may select two or more phase difference thresholds corresponding to the satellite elevation angle-signal-to-noise ratio pair. Then, the phase difference threshold setting unit 18 executes interpolation processing for the selected two or more phase difference threshold may be used to set the phase difference threshold ⁇ i thre (ele, SNR) ..
  • the determination unit 15a a Doppler residual f i dop_A_resi output by Doppler residual calculating section 13, the Doppler threshold f i thre output by Doppler threshold setting unit 14 (ele, SNR), the phase difference residual calculator output by 17 phase difference residual phi i resi, and output by the phase difference threshold setting section 18 phase difference threshold ⁇ i thre (ele, SNR) to get (step ST81).
  • each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is compared with the acquired phase difference residual phi i resi is the acquired phase difference threshold ⁇ i thre (ele, SNR) (step ST82).
  • each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is determined whether a direct wave candidate signals.
  • the determination unit 15a determines that the corresponding satellite signal SS i are direct waves received candidate satellites.
  • the determination unit 15a determines that the corresponding satellite signal SS i is a non-direct wave signal. That is, in this case, the determination unit 15a determines that the corresponding positioning satellite PS i is a non-direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15a based on the judgment result in step ST82, compared for each direct wave candidate signals, the Doppler threshold f i thre (ele, SNR) of the Doppler residual f i dop_A_resi which is the acquired is the acquisition and (Step ST83). As a result, it is determined whether or not each direct wave candidate signal is a direct wave signal.
  • the determination unit 15a determines that the corresponding satellite signal SS i is the direct wave signal. In other words, in this case, the determination unit 15a, the corresponding positioning satellite PS i is assumed to be direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15a determines that the corresponding satellite signal SS i is a non-direct wave signal. In other words, in this case, the determination unit 15a determines that the corresponding positioning satellite PS i is a non-direct wave receiving satellite.
  • the determination unit 15a outputs an identification signal indicating each direct wave receiving satellite based on the determination result in step ST83 (step ST84).
  • the satellite signal determining apparatus 100a the Doppler residual f i dop_A_resi Doppler threshold f i thre (ele, SNR) as well as compared to the phase difference threshold retardation residual ⁇ i resi ⁇ i thre (ele , by comparing the SNR), each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N determines whether the direct wave signal. As a result, the determination can be made regardless of whether or not the moving body 1 is moving. Further, the determination can be made regardless of the moving direction of the moving body 1. As a result, for example, the determination can be made even when the moving body 1 is moving in a curve.
  • the moving body 1 when the moving body 1 is composed of a vehicle, the reflected wave from the surface portion parallel to the traveling road surface may be received by the antenna 2a. Even in such a case, each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N can be accurately determined whether the direct wave signal.
  • phase difference threshold table is generated as follows, for example.
  • the same plurality of positioning satellites and positioning satellite PS 1 ⁇ PS N sends each a plurality of satellite signals similar to the satellite signal SS 1 ⁇ SS N.
  • the two antennas receive the plurality of satellite signals.
  • the same processing as the satellite signal processing by the satellite signal processing unit 11a, the same processing as the antenna attitude estimation processing by the antenna attitude estimation unit 16, and the phase difference residual calculation unit 17 are performed.
  • the same process as the phase difference residual calculation process is executed.
  • the antenna attitude estimation unit 16 may use the constraint condition shown in the following equation (21). As a result, a more accurate solution can be obtained. Further, in this case, the baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB is calculated by the following equation (22).
  • the antenna attitude estimation unit 16 may use the following constraint conditions when calculating the baseline vector x uAB by the least squares method based on the above equation (18). That is, the antenna attitude estimation unit 16 may use the geometrical relationship between the moving direction of the antenna 2a and the installation positions of the antennas 2_A and 2_B as the constraint condition between the baseline vector and the antenna velocity vector.
  • the constraint condition when the antenna 2a is moving linearly that is, when the moving body 1 is moving linearly
  • ⁇ indicates the angle of the antenna 2a in the moving direction with respect to the baseline vector.
  • the antenna attitude estimation unit 16 may use the robust estimation for calculating the baseline vector estimated value. Specifically, for example, the antenna attitude estimation unit 16 may use the RANSAC method, the minimum median method, or the M estimation method.
  • the RANSAC method is used as follows. That is, the antenna posture estimation unit 16, a k-number of positioning satellites of the N positioning satellite PS 1 ⁇ SS N randomly selected (k ⁇ N).
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by the least squares method based on the k satellite signals corresponding to the selected k positioning satellites. By using the calculated baseline vector estimate, the phase difference residuals relating to each of the N positioning satellite PS 1 ⁇ SS N are calculated. These phase difference residuals are calculated by, for example, the phase difference residual calculation unit 17.
  • the antenna attitude estimation unit 16 acquires the calculated phase difference residual.
  • N phase difference residuals are acquired for a predetermined number of times.
  • the antenna attitude estimation unit 16 is based on the acquired phase difference residuals for the predetermined times, and the baseline vector estimated value at the time when the number of the phase difference residuals equal to or less than the predetermined value among the N phase difference residuals is the largest. Is adopted.
  • the minimum median method is used as follows. That is, the antenna posture estimation unit 16 selects k pieces of positioning satellites of the N positioning satellite PS 1 ⁇ SS N randomly. The antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by the least squares method based on the k satellite signals corresponding to the selected k positioning satellites. By using the calculated baseline vector estimate, the phase difference residuals relating to each of the N positioning satellite PS 1 ⁇ SS N are calculated. These phase difference residuals are calculated by, for example, the phase difference residual calculation unit 17. The antenna attitude estimation unit 16 acquires the calculated phase difference residual.
  • N phase difference residuals are acquired for a predetermined number of times.
  • the antenna attitude estimation unit 16 adopts the baseline vector estimation value at the time when the median value of N phase difference residuals is the largest, based on the acquired phase difference residuals for the predetermined times.
  • the M estimation method is used as follows. That is, the antenna attitude estimation unit 16 uses the following equation (24) instead of the above equation (18).
  • the following equation (24) is formed by adding a weight W phase to the determinant according to the above equation (18).
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by the least squares method based on the above equation (24), and the phase difference residual calculation unit 17 uses the calculated baseline vector estimated value to generate N satellite signals.
  • the process of calculating the phase difference residuals for each of SS 1 to SS N and the process of updating the weight vector by the antenna attitude estimation unit 16 based on the calculated phase difference residuals are repeatedly executed a predetermined time.
  • the update of the weight W phase is, for example, by Tukey's Biweight estimation method. At this time, the weight W phase becomes smaller when it is given to the observed value related to the positioning satellite corresponding to the large phase difference residual, and is given to the observed value related to the positioning satellite corresponding to the small phase difference residual. When it happens, it gets bigger.
  • the influence of the observed value including a large error can be reduced.
  • the error of the baseline vector estimate can be reduced.
  • the antenna attitude estimation unit 16 may calculate the baseline vector estimated value by the least squares method. In this case, observation data at a single time is used. On the other hand, the antenna attitude estimation unit 16 may calculate the baseline vector estimated value by the Kalman filter. In this case, observation data at multiple times is used.
  • the baseline vector is modeled as a first-order Markov process by the following equation (25).
  • equation (25) is used in the equation of state.
  • ⁇ phase indicates a time constant.
  • ⁇ xuAB indicates a process noise vector related to the unit baseline vector.
  • the unit baseline vector is included in the state quantity vector, but also the antenna position may be included in the state quantity vector. Further, the moving speed of the antenna 2a and the like may be included in the state quantity vector.
  • the integer value may be determined in advance by using the method of least squares of an integer.
  • Various known methods can be used for the integer least squares method.
  • the LAMBDA Least-squares Ambiguity Decision Association
  • the integer value may be determined by utilizing the fact that the phase difference between the antennas is limited by setting the distance between the antennas to a small value. For example, it is utilized that the phase difference between antennas is limited within the range of ⁇ 0.5 wavelength to +0.5 wavelength by setting the distance between antennas to a value of 1/2 wavelength or less.
  • Determination unit 15a whether or not each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is in place to determine whether the direct wave signal (i.e., each positioning satellite PS 1 ⁇ PS N is a direct wave received satellite Instead of determining whether or not the antenna 2a is installed in an open sky environment), it may be determined whether or not the antenna 2a is installed. Further, the determination unit 15a may output a signal (that is, a determination result signal) indicating the result of the determination instead of outputting the identification signal indicating each direct wave receiving satellite.
  • a signal that is, a determination result signal
  • the Doppler residual calculator 13 after calculating the Doppler residual f i dop_A_resi according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N, calculates the sum of squares RSS dop these Doppler residuals f i dop_A_resi.
  • the Doppler residual calculation unit 13 outputs the calculated sum of squares RSS dop to the determination unit 15a.
  • the sum of squares RSS dop is calculated by the above formula (13).
  • Doppler threshold setting unit 14 the Doppler threshold f i thre (ele, SNR) according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N After setting, the sum of the squares of these Doppler threshold f i thre (ele, SNR) Calculate RSS dop_thre.
  • the Doppler threshold setting unit 14 outputs the calculated sum of squares RSS dop_thre to the determination unit 15a.
  • the sum of squares RSS dop_thre is calculated by the above formula (14).
  • the phase difference residual calculating section 17 after calculating the phase difference residual phi i resi according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N, calculates the retardation residual phi i resi sum of squares RSS phase To do.
  • the phase difference residual calculation unit 17 outputs the calculated sum of squares RSS phase to the determination unit 15a.
  • the sum of squares RSS phase is calculated by the following equation (26).
  • the phase difference threshold setting section 18 a phase difference threshold phi i thre according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N (ele, SNR) After setting, the retardation threshold ⁇ i thre (ele, SNR) Calculate the sum of squares RSS phase_thre of.
  • the phase difference threshold setting unit 18 outputs the calculated sum of squares RSS phase_thre to the determination unit 15a.
  • the sum of squares RSS dop_thre is calculated by the following equation (27).
  • the determination unit 15a includes the sum of squares RSS dop output by the Doppler residual calculation unit 13, the sum of squares RSS dop_thre output by the Doppler threshold setting unit 14, the sum of squares RSS phase output by the phase difference residual calculation unit 17, and the sum of squares RSS phase.
  • the sum of squares RSS phase_thre output by the phase difference threshold setting unit 18 is acquired.
  • the determination unit 15a compares the acquired sum of squares RSS dop with the acquired sum of squares RSS dop_thre, and compares the acquired sum of squares RSS phase with the acquired sum of squares RSS phase_thre .
  • the determination unit 15a determines that the antenna 2a is installed in the open sky environment. In other cases, the determination unit 15a determines that the antenna 2a is installed in a non-open sky environment.
  • the phase difference residual calculation unit 17 may calculate the phase difference residual due to the double phase difference instead of the phase difference residual due to the phase difference between the antennas. Thereby, the initial phase component in the local oscillator (not shown) of each of the satellite signal processing units 11_A and 11_B can be canceled.
  • the antenna attitude estimation section 16 uses the carrier phase observations included in the outputted observation data by the satellite signal processor 11a, the satellite signals SS 1 ⁇ SS double phase difference observations relating to each of the N phi ij AB is calculated.
  • ⁇ ij AB indicates a double phase difference observation value related to each satellite signal SS i with respect to one reference satellite signal SS j.
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector x uAB by the least squares method based on the following equation (28). As a result, the baseline vector estimated value x ( ⁇ ) uAB is calculated.
  • the phase difference residual calculating section 17 using a carrier-phase observations included in the observed data outputted by the satellite signal processor 11a, the double position according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N Calculate the phase difference observation value ⁇ ij AB. Then, the phase difference residual calculating section 17, the following equation (29), is calculated double phase difference theory according to each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N value ⁇ a ( ⁇ ) ij AB.
  • the satellite signal determination device 100a can employ various modifications similar to those described in the first embodiment.
  • the antenna 2a may be composed of three or more antennas.
  • the same processing as the above processing may be executed for the baseline vector related to each of the two antennas out of the three or more antennas.
  • the antenna 2a is composed of a plurality of antennas 2_A and 2_B, and the satellite signal receiving device 200a is formed on the plurality of antennas 2_A and 2_B.
  • phase difference threshold setting units 18 for setting a phase difference threshold for comparison are provided, and a plurality of determination units 15a are provided by comparing the Doppler residual with the Doppler threshold and comparing the phase difference residual with the phase difference threshold.
  • each of the number of satellite signals SS 1 ⁇ SS N determines whether the direct wave signal. Therefore, for example, when the moving body 1 is composed of a vehicle, even if the reflected wave by the surface portion parallel to the traveling road surface is received by the antenna 2a, the satellite signals SS 1 to SS N It is possible to accurately determine whether or not each of the signals is a direct wave signal.
  • the antenna 2a is composed of a plurality of antennas 2_A and 2_B, and includes an antenna attitude estimation unit 16 for calculating a baseline vector estimated value related to the plurality of antennas 2_A and 2_B and a plurality of antennas.
  • phase difference residual calculating section 17 for calculating a phase difference residuals, for each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, a phase difference threshold setting section 18 for setting a phase difference threshold for comparison to the phase difference residuals the provided, determination unit 15a, the phase difference residuals with comparing the Doppler residuals and Doppler threshold by comparing the phase difference threshold, each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N in direct wave signal Determine if it exists.
  • the moving body 1 when the moving body 1 is composed of a vehicle, even if the reflected wave by the surface portion parallel to the traveling road surface is received by the antenna 2a, the satellite signals SS 1 to SS N It is possible to accurately determine whether or not each of the signals is a direct wave signal.
  • the satellite signal reception device 200a each of using a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, satellite constellation according to a plurality of positioning satellites PS 1 ⁇ PS N, a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N carrier phase observations of the, with Doppler frequency observations, the signal-to-noise ratio observed value according to each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, and the satellite signal processing unit 11a for detecting the antenna position of the antenna 2a ,
  • the inter-antenna phase difference observation value is calculated using the carrier phase difference observation value
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimation value using the satellite arrangement and the inter-antenna phase difference observation value. This makes it possible to calculate the baseline vector estimate.
  • the phase difference residual calculation unit 17 calculates the theoretical value of the phase difference between antennas using the satellite position vector, the antenna position vector, and the baseline vector estimated value. This makes it possible to calculate the theoretical value of the phase difference between antennas.
  • the satellite signal reception device 200a each of using a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, satellite constellation according to a plurality of positioning satellites PS 1 ⁇ PS N, a plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N carrier phase observations of the, with Doppler frequency observations, the signal-to-noise ratio observed value according to each of the plurality of satellite signals SS 1 ⁇ SS N, and the satellite signal processing unit 11a for detecting the antenna position of the antenna 2a ,
  • the double phase difference observation value is calculated using the carrier phase difference observation value
  • the antenna attitude estimation unit calculates the baseline vector estimation value using the satellite arrangement and the double phase difference observation value. This makes it possible to calculate the baseline vector estimate.
  • the phase difference residual calculation unit 17 calculates the double phase difference theoretical value using the satellite position vector, the antenna position vector, and the baseline vector estimated value. This makes it possible to calculate the theoretical value of the double phase difference.
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by the least squares method or the Kalman filter. This makes it possible to calculate the baseline vector estimate.
  • the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by the RANSAC method, the minimum median method, or the M estimation method. That is, the antenna attitude estimation unit 16 calculates the baseline vector estimated value by robust estimation. Thus, Hijika transmitted wave signal to the satellite signal SS 1 ⁇ SS N even when it contains a number, it is possible to accurately calculate the baseline vector estimate.
  • the satellite elevation angles for each of the plurality of positioning satellites PS 1 to PS N are calculated using the satellite arrangement, and the phase difference threshold setting unit 18 is used for a plurality of positions included in the phase difference threshold table.
  • One or more phase difference thresholds corresponding to the satellite elevation angle and the signal-to-noise ratio observed value among the phase difference thresholds are selected, and the phase difference thresholds are set based on the selected one or more phase difference thresholds.
  • the phase difference threshold value can be set to an appropriate value according to the satellite elevation angle and the signal-to-noise ratio observed value.
  • the antenna attitude estimation unit 16 determines the geometrical relationship between the moving direction of the antenna 2a and the installation positions of the plurality of antennas 2_A and 2_B with the velocity vector related to the antenna 2a. It is used as a constraint condition with the baseline vector related to the antennas 2_A and 2_B. This makes it possible to calculate a more accurate baseline vector estimate.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a main part of the satellite signal receiving device according to the third embodiment.
  • the satellite signal receiving device according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the same blocks as those shown in FIG. 9 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the satellite signal determination device 100b has a reception timing correction unit 19.
  • the reception timing correction unit 19 acquires the navigation message and observation data output by the satellite signal processing unit 11a.
  • the reception timing correction unit 19 calculates the clock error in each of the satellite signal processing units 11_A and 11_B by using the acquired navigation message and the acquired observation data.
  • the reception timing correction unit 19 corrects the carrier phase observation value included in the acquired observation data by using the calculated clock error.
  • the reception timing correction unit 19 outputs the corrected carrier wave phase observation value.
  • reception timing correction processing the processes executed by the reception timing correction unit 19 may be collectively referred to as "reception timing correction processing". Details of such reception timing correction processing will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the phase difference residual calculation unit 17 acquires the corrected carrier wave phase observation value output by the reception timing correction unit 19.
  • the correction output by the reception timing correction unit 19 is replaced with the carrier wave phase observation value included in the observation data output by the satellite signal processing unit 11a. Later carrier phase observations are used.
  • Satellite signal processing unit 11a, antenna direction estimation unit 12, Doppler residual calculation unit 13, Doppler threshold setting unit 14, determination unit 15a, antenna attitude estimation unit 16, phase difference residual calculation unit 17, phase difference threshold setting unit 18, and The reception timing correction unit 19 constitutes a main part of the satellite signal determination device 100b.
  • the satellite signal determination device 100b is provided on the moving body 1, for example.
  • the antenna 2a and the satellite signal determination device 100b constitute a main part of the satellite signal receiving device 200b.
  • the hardware configuration of the main part of the satellite signal determination device 100b is the same as that described with reference to FIG. 2 in the first embodiment. Therefore, illustration and description will be omitted. That is, the satellite signal processing unit 11a, the antenna direction estimation unit 12, the Doppler residual calculation unit 13, the Doppler threshold value setting unit 14, the determination unit 15a, the antenna attitude estimation unit 16, the phase difference residual calculation unit 17, and the phase difference threshold value setting unit.
  • Each function of 18 and the reception timing correction unit 19 may be realized by the processor 21 and the memory 22, or may be realized by the dedicated processing circuit 23.
  • the satellite signal processing unit 11a executes satellite signal processing (step ST1a).
  • the antenna direction estimation unit 12 executes the antenna direction estimation process (step ST2).
  • the Doppler residual calculation unit 13 executes the Doppler residual calculation process (step ST3).
  • the Doppler threshold setting unit 14 executes the Doppler threshold setting process (step ST4).
  • reception timing correction unit 19 executes the reception timing correction process (step ST9).
  • the antenna attitude estimation unit 16 executes the antenna attitude estimation process (step ST6).
  • the phase difference residual calculation unit 17 executes the phase difference residual calculation process (step ST7).
  • the phase difference threshold setting unit 18 executes the phase difference threshold setting process (step ST8).
  • the determination unit 15a executes the determination process (step ST5a).
  • the reception timing correction unit 19 acquires the navigation message and observation data output by the satellite signal processing unit 11a (step ST91).
  • the reception timing correction unit 19 calculates the clock error ⁇ t 1 in the satellite signal processing unit 11_A and calculates the clock error ⁇ t 2 in the satellite signal processing unit 11_B using the acquired navigation message and observation data. (Step ST92).
  • the reception timing correction unit 19 calculates the positioning time by executing the positioning process using the acquired navigation message and observation data.
  • the positioning process executed by the reception timing correction unit 19 is, for example, independent positioning, RTK positioning, or PPP positioning.
  • the reception timing correction unit 19 calculates the clock error ⁇ t 1 by taking the difference between the internal time in the satellite signal processing unit 11_A and the calculated positioning time.
  • the reception timing correction unit 19 calculates the clock error ⁇ t 2 by taking the difference between the internal time in the satellite signal processing unit 11_B and the calculated positioning time.
  • the reception timing correction unit 19 uses the calculated clock errors ⁇ t 1 , ⁇ t 2 and the Doppler frequency observation value included in the acquired observation data to observe the carrier phase phase included in the acquired observation data. Correct the value (step ST93).
  • the carrier phase observations detected by the satellite signal processor 11_A is phi 1
  • Doppler frequency observed values detected by the satellite signal processor 11_A is assumed to be f 1 .
  • the reception timing correction section 19 the following equation (30) to correct the carrier-phase observations phi 1.
  • ⁇ 1_rev indicates the corrected carrier phase observation value for ⁇ 1.
  • the carrier phase observations detected by the satellite signal processor 11_B is phi 2
  • Doppler frequency observed values detected by the satellite signal processor 11_B is assumed to be f 2 .
  • the reception timing correction section 19 corrects the carrier phase observations phi 2 according to the following equation (31).
  • ⁇ 2_rev indicates the carrier phase observation value after correction for ⁇ 2.
  • the reception timing correction unit 19 outputs the corrected carrier wave phase observation values ⁇ 1 and ⁇ 2 (step ST94).
  • the correction of the carrier phase observation values ⁇ 1 and ⁇ 2 by the reception timing correction unit 19 is performed by linear interpolation. Due to such interpolation, even if the time corresponding to the carrier phase observation values ⁇ 1 and ⁇ 2 included in the observation data is deviated, the carrier phase observation values ⁇ 1_rev and ⁇ 2_rev used for calculating the phase difference residual. It is possible to align the time corresponding to. Therefore, the satellite signal processor 11_A, even if the internal clock of 11_B are asynchronous to each other, each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N can be accurately determined whether the direct wave signal ..
  • the interpolation in the reception timing correction process is not limited to the above specific example.
  • the reception timing correction unit 19 may perform quadratic or higher linear interpolation using the carrier phase observation values ⁇ 1 and ⁇ 2 at a plurality of epoch times t.
  • the reception timing correction unit 19 and the carrier phase observation values ⁇ 1 detected at a certain epoch time t 1 by using the carrier phase observations phi 2 detected at time t 2 closest to the epoch time t 1, the clock error is, of course, the interpolation in consideration of the time difference between the epoch time t 1, t 2 It may be something to do.
  • the satellite signal receiving device 200b can employ various modifications similar to those described in the first embodiment. Further, as the satellite signal receiving device 200b, various modifications similar to those described in the second embodiment can be adopted.
  • the satellite signal processing unit 11a is composed of a plurality of satellite signal processing units 11_A and 11_B corresponding to the plurality of antennas 2_A and 2_B.
  • the satellite signal receiving device 200b calculates the clock error in each of the plurality of satellite signal processing units 11_A and 11_B, and corrects the carrier phase observed value by using the clock error and the Doppler frequency observed value. 19 is provided.
  • the satellite signal processor 11_A even if the internal clock of 11_B are asynchronous to each other, each of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N can be accurately determined whether the direct wave signal ..
  • FIG. 19 is a block diagram showing a main part of the position measuring device according to the fourth embodiment.
  • the position measuring apparatus according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the position measuring device 300 includes an antenna 2 and a satellite signal determining device 100. That is, the position measuring device 300 has a satellite signal receiving device 200.
  • the satellite signal receiving device 200 is the same as that described in the first embodiment. Therefore, a detailed description of the satellite signal receiving device 200 will be omitted.
  • the processes executed by the satellite signal determination device 100 may be collectively referred to as "satellite signal determination process".
  • the individual processes included in the satellite signal determination process are the same as those described in the first embodiment. Therefore, detailed description of these processes will be omitted.
  • the position measurement unit 31 acquires the navigation message and observation data output by the satellite signal processing unit 11 of the satellite signal determination device 100.
  • the position measurement unit 31 executes a process of measuring the position of the moving body 1 (hereinafter referred to as “position measurement process”) using the acquired navigation message and observation data.
  • the position measurement unit 31 acquires the identification signal output by the determination unit 15 of the satellite signal determination device 100.
  • the position measurement unit 31 uses the acquired identification signal to use the navigation message and observation data related to the direct wave receiving satellite among the acquired navigation messages and observation data for the position measurement process. .. Further, the position measurement unit 31 excludes the navigation message and the observation data related to the non-direct wave receiving satellite from the acquired navigation message and the observation data from the position measurement process.
  • the direct wave signal of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is adapted to be used in the position measurement processing.
  • the non-direct wave signal of the satellite signals SS 1 ⁇ SS N is adapted to be excluded from the position measurement processing.
  • the satellite signal receiving device 200 and the position measuring unit 31 constitute the main part of the position measuring device 300.
  • the position measuring device 300 has an antenna 2, a processor 41, and a memory 42.
  • the memory 42 stores a program for realizing the functions of the satellite signal determination device 100 and the position measurement unit 31.
  • the processor 41 reads out and executes such a program, the functions of the satellite signal determination device 100 and the position measurement unit 31 are realized.
  • the position measuring device 300 has an antenna 2 and a processing circuit 43.
  • the functions of the satellite signal determination device 100 and the position measurement unit 31 are realized by the dedicated processing circuit 43.
  • the position measuring device 300 has an antenna 2, a processor 41, a memory 42, and a processing circuit 43 (not shown).
  • some of the functions of the satellite signal determination device 100 and the position measurement unit 31 are realized by the processor 41 and the memory 42, and the remaining functions are realized by the dedicated processing circuit 43.
  • the processor 41 is composed of one or a plurality of processors.
  • the individual processors use, for example, CPUs, GPUs, microprocessors, microcontrollers or DSPs.
  • the memory 42 is composed of one or a plurality of non-volatile memories.
  • the memory 42 is composed of one or more non-volatile memories and one or more volatile memories. That is, the memory 42 is composed of one or a plurality of memories.
  • the individual memory uses, for example, a semiconductor memory or a magnetic disk. More specifically, each volatile memory uses, for example, RAM. Further, each non-volatile memory uses, for example, a ROM, a flash memory, an EPROM, an EEPROM, a solid state drive, or a hard disk drive.
  • the processing circuit 43 is composed of one or a plurality of digital circuits. Alternatively, the processing circuit 43 is composed of one or more digital circuits and one or more analog circuits. That is, the processing circuit 43 is composed of one or a plurality of processing circuits.
  • the individual processing circuits use, for example, ASIC, PLD, FPGA, SoC or system LSI.
  • the operation of the position measuring device 300 will be described focusing on the operations of the satellite signal determination device 100 and the position measuring unit 31.
  • the satellite signal determination device 100 executes the satellite signal determination process (step ST101).
  • the position measurement unit 31 executes the position measurement process (step ST102).
  • the position measuring device 300 may have a satellite signal receiving device 200a instead of the satellite signal receiving device 200.
  • the satellite signal receiving device 200a is the same as that described in the second embodiment. Therefore, detailed description of the satellite signal receiving device 200a will be omitted.
  • the position measuring device 300 may have a satellite signal receiving device 200b instead of the satellite signal receiving device 200.
  • the satellite signal receiving device 200b is the same as that described in the third embodiment. Therefore, a detailed description of the satellite signal receiving device 200b will be omitted.
  • the determination unit 15 may determine whether or not the antenna 2 is installed in the open sky environment. Further, as described in the second embodiment, the determination unit 15a may determine whether or not the antenna 2a is installed in the open sky environment.
  • the position measurement unit 31 acquires the determination result signal output by the determination unit 15 (or the determination unit 15a).
  • the position measurement unit 31 executes the position measurement process when the antenna 2 (or the antenna 2a) is installed in the open sky environment by using the acquired determination result signal.
  • the position measurement unit 31 cancels the execution of the position measurement process.
  • the direct wave signal can be used for the position measurement process, and the non-direct wave signal can be excluded from the position measurement process.
  • satellite signal receiving device 200 in the position measuring device 300 various modifications similar to those described in the first embodiment can be adopted. Further, as the satellite signal receiving device 200a in the position measuring device 300, various modifications similar to those described in the first and second embodiments can be adopted. Further, as the satellite signal receiving device 200b in the position measuring device 300, various modifications similar to those described in the first to third embodiments can be adopted.
  • the position measuring device 300 is a plurality of position measuring devices 300 based on the satellite signal receiving device 200, the satellite signal receiving device 200a or the satellite signal receiving device 200b, and the determination result by the determination unit 15 or the determination unit 15a.
  • the position of the moving body 1 can be measured with high accuracy.
  • the satellite signal receiving device and the position measuring device of the present invention can be used, for example, for measuring the position of a vehicle, a ship, an aircraft, or a mobile information terminal.

Abstract

衛星信号受信装置（２００）は、複数個の測位衛星（ＰＳ１～ＰＳＮ）によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号（ＳＳ１～ＳＳＮ）を受信するアンテナ（２）と、アンテナ（２）に係るアンテナ速度ベクトル推定値を算出するアンテナ方向推定部（１２）と、複数個の衛星信号（ＳＳ１～ＳＳＮ）の各々について、アンテナ速度ベクトル推定値を用いてドップラ周波数理論値を算出して、ドップラ周波数理論値とドップラ周波数観測値との差分を示すドップラ残差を算出するドップラ残差算出部（１３）と、複数個の衛星信号（ＳＳ１～ＳＳＮ）の各々について、ドップラ残差に対する比較用のドップラ閾値を設定するドップラ閾値設定部（１４）と、ドップラ残差をドップラ閾値と比較することにより、複数個の衛星信号（ＳＳ１～ＳＳＮ）の各々が直達波信号であるか否かを判定する判定部（１５）と、を備える。

Description

衛星信号受信装置及び位置測定装置
　本発明は、衛星信号受信装置及び位置測定装置に関する。
　従来、複数個の人工衛星（以下「測位衛星」という。）を用いて車両等の移動体の位置を測定するシステムが開発されている。すなわち、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）が開発されている。また、ＧＮＳＳにおいて、個々の測位衛星により送信された信号（以下「衛星信号」という。）を受信する装置（以下「衛星信号受信装置」という。）が開発されている。
　衛星信号受信装置により受信される衛星信号は、いわゆる「直達波」に対応する信号（以下「直達波信号」という。）を含むものである。また、衛星信号受信装置により受信される衛星信号は、建物等の物体による反射波又は回折波など（以下「非直達波」と総称する。）に対応する信号（以下「非直達波信号」という。）を含むものである。ここで、移動体の位置の測定に非直達波信号が用いられることにより、測定誤差が発生する。かかる測定誤差の発生を抑制する観点から、非直達波信号を移動体の位置の測定から除外するのが好適である。
　そこで、個々の衛星信号が直達波信号であるか否かを判定することが求められる。換言すれば、個々の衛星信号が非直達波信号であるか否かを判定することが求められる。特許文献１には、個々の衛星信号が非直達波信号であるか否かを判定する技術が開示されている（例えば、特許文献１の段落［００７７］～段落［０１１３］及び図６～図９参照。）。
　すなわち、複数個のアンテナ（第１のアンテナ及び第２のアンテナを含む。）が車両に設けられている。複数個の測位衛星が複数個の衛星信号をそれぞれ送信したとき、当該送信された複数個の衛星信号が複数個のアンテナにより受信される。当該受信された複数個の衛星信号を用いて、複数個の測位衛星の各々の位置が取得されるとともに、車両の位置が算出される。また、第１のアンテナにより受信された衛星信号と第２のアンテナにより受信された衛星信号との位相差が取得される。また、当該受信された複数個の衛星信号の各々に係るドップラ周波数が取得される。
　上記取得された位置及び上記算出された位置に基づき、複数個の測位衛星の各々について、車両に対する電波の絶対的な到来方向が算出される。また、上記取得された位相差に基づき、複数個の測位衛星の各々について、車両に対する電波の相対的な到来方向が推定される。また、上記取得されたドップラ周波数に基づき、車両の絶対的な走行方向が推定される。
　上記推定された絶対的な走行方向及び上記推定された相対的な到来方向に基づき、複数個の測位衛星の各々について、車両に対する電波の絶対的な到来方向が推定される。複数個の測位衛星の各々について、当該推定された絶対的な到来方向と上記算出された絶対的な到来方向とが比較される。これにより、上記受信された複数個の衛星信号の各々が非直達波信号であるか否かが判定される。
特開２０１０－２５６３０１号公報
　特許文献１記載の技術において、車両に対する電波の相対的な到来方向は、車両における複数個のアンテナの設置方向（以下「アンテナ設置方向」という。）を基準とするものである（特許文献１の段落［００４７］等参照。）。ここで、特許文献１記載の技術においては、車両の走行方向がアンテナ設置方向と一致していなければ、上記判定をすることができない問題があった。換言すれば、車両が停止しているとき、及びアンテナ設置方向と異なる方向に車両が走行しているとき、上記判定をすることができない問題があった。
　例えば、車両が曲線状の経路を走行しているときは、車両の走行方向がアンテナ設置方向と不一致である蓋然性が高い。このような場合、上記判定をすることができない問題があった。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、移動体が移動中であるか否かにかかわらず、かつ、移動体の移動方向にかかわらず、個々の衛星信号が直達波信号であるか否かを判定することを目的とする。
　本発明の衛星信号受信装置は、複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号を受信するアンテナと、アンテナに係るアンテナ速度ベクトル推定値を算出するアンテナ方向推定部と、複数個の衛星信号の各々について、アンテナ速度ベクトル推定値を用いてドップラ周波数理論値を算出して、ドップラ周波数理論値とドップラ周波数観測値との差分を示すドップラ残差を算出するドップラ残差算出部と、複数個の衛星信号の各々について、ドップラ残差に対する比較用のドップラ閾値を設定するドップラ閾値設定部と、ドップラ残差をドップラ閾値と比較することにより、複数個の衛星信号の各々が直達波信号であるか否かを判定する判定部と、を備えるものである。
　本発明によれば、上記のように構成したので、移動体が移動中であるか否かにかかわらず、かつ、移動体の移動方向にかかわらず、個々の衛星信号が直達波信号であるか否かを判定することができる。
実施の形態１に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置における衛星信号判定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置における衛星信号判定装置の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置における衛星信号判定装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置におけるアンテナ方向推定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 衛星位置ベクトル、衛星速度ベクトル、アンテナ位置ベクトル、アンテナ速度ベクトル及び視線ベクトルの関係を示す説明図である。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置におけるドップラ残差算出部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置におけるドップラ閾値設定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る衛星信号受信装置における判定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置における衛星信号判定装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置におけるアンテナ姿勢推定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 アンテナ間位相差、アンテナ間距離、基線ベクトル及び信号到来角度の対応関係を示す説明図である。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置における位相差残差算出部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置における位相差閾値設定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る衛星信号受信装置における判定部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態３に係る衛星信号受信装置における衛星信号判定装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る衛星信号受信装置における受信タイミング補正部の詳細な動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る位置測定装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態４に係る位置測定装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る位置測定装置の他のハードウェア構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る位置測定装置における衛星信号判定装置及び位置測定部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る他の位置測定装置の要部を示すブロック図である。 実施の形態４に係る他の位置測定装置の要部を示すブロック図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
　以下、１個のアンテナ又は複数個のアンテナが移動体に設けられているとき、これらのアンテナの位置を「アンテナ位置」という。また、このとき、これらのアンテナに係る位置ベクトルを「アンテナ位置ベクトル」という。また、このとき、これらのアンテナに係る速度ベクトルを「アンテナ速度ベクトル」という。また、このとき、アンテナ速度ベクトルの推定値を「アンテナ速度ベクトル推定値」という。
　以下、複数個の測位衛星の配置を「衛星配置」という。すなわち、衛星配置は、複数個の測位衛星の各々の位置を示すものである。また、複数個の測位衛星の各々に係る位置ベクトルを「衛星位置ベクトル」という。また、複数個の測位衛星の各々に係る速度ベクトルを「衛星速度ベクトル」という。
　以下、複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号が１個のアンテナ又は複数個のアンテナにより受信されたとき、複数個の衛星信号の各々に係る搬送波位相の観測値を「搬送波位相観測値」という。なお、搬送波位相の単位は、波数である。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係る信号対雑音比の観測値を「信号対雑音比観測値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るドップラ周波数の観測値を「ドップラ周波数観測値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るドップラ周波数の変移量を「ドップラ変移量」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るドップラ周波数の理論値を「ドップラ周波数理論値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々について、ドップラ周波数観測値とドップラ周波数理論値との差分を「ドップラ残差」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々について、ドップラ残差に対する比較用の閾値を「ドップラ閾値」という。
　以下、複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号が複数個のアンテナにより受信されたとき、複数個の衛星信号の各々について、かつ、複数個のアンテナのうちの各２個のアンテナについて、一方のアンテナにより受信された衛星信号の搬送波位相と他方のアンテナにより受信された衛星信号の搬送波位相との差分を「アンテナ間位相差」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るアンテナ間位相差の観測値を「アンテナ間位相差観測値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るアンテナ間位相差の理論値を「アンテナ間位相差理論値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々に係るアンテナ間位相差と複数個の衛星信号のうちの基準となる１個の衛星信号に係るアンテナ間位相差との差分を「二重位相差」という。また、このとき、二重位相差の観測値を「二重位相差観測値」という。また、このとき、二重位相差の理論値を「二重位相差理論値」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々について、アンテナ間位相差観測値とアンテナ間位相差理論値との差分又は二重位相差観測値と二重位相差理論値との差分を「位相差残差」という。また、このとき、複数個の衛星信号の各々について、位相差残差に対する比較用の閾値を「位相差閾値」という。
　以下、複数個の測位衛星の各々に対する１個のアンテナ又は複数個のアンテナによる視線方向を示すベクトルを「視線ベクトル」という。また、視線ベクトルのうちの単位ベクトルを「単位視線ベクトル」という。また、複数個のアンテナのうちの各２個のアンテナについて、一方のアンテナに係るアンテナ位置ベクトルと他方のアンテナに係るアンテナ位置ベクトルとを結ぶベクトルを「基線ベクトル」という。また、基線ベクトルのうちの単位ベクトルを「単位基線ベクトル」という。また、基線ベクトルの推定値を「基線ベクトル推定値」という。
　以下、複数個の測位衛星の各々について、水平面に対する視線ベクトルの角度を「衛星仰角」という。また、複数個の測位衛星の各々に係る識別用の情報を「識別情報」という。識別情報は、例えば、対応する測位衛星の種別を示す情報、及び対応する測位衛星のＰＲＮ（Ｐｓｅｕｄｏ　Ｒａｎｄｏｍ　Ｎｏｉｓｅ）番号を示す情報を含むものである。
　以下、複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号が１個のアンテナ又は複数個のアンテナにより受信された場合において、複数個の衛星信号のうちの１個以上の衛星信号が直達波信号であるとき、当該１個以上の衛星信号に対応する１個以上の測位衛星を「直達波受信衛星」という。また、この場合において、複数個の衛星信号のうちの１個以上の衛星信号が非直達波信号であるとき、当該１個以上の衛星信号に対応する１個以上の測位衛星を「非直達波受信衛星」という。
　以下、複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号が１個のアンテナ又は複数個のアンテナにより受信されたとき、複数個の衛星信号のうちの直達波信号の候補となる１個以上の衛星信号を「直達波候補信号」という。また、このとき、複数個の測位衛星のうちの直達波受信衛星の候補となる１個以上の測位衛星を「直達波受信候補衛星」という。
　以下、衛星仰角及び信号対雑音比による組合せを「衛星仰角－信号対雑音比対」という。また、複数個のドップラ閾値と複数個の衛星仰角－信号対雑音比対との対応関係を示すテーブルを「ドップラ閾値テーブル」という。また、複数個の位相差閾値と複数個の衛星仰角－信号対雑音比対との対応関係を示すテーブルを「位相差閾値テーブル」という。
　以下、文字「ｘ」に対する上方に記号「・」を付してなる符号を「ｘ（・）」と記載することがある。また、文字「ｘ」に対する上方に記号「＾」を付してなる符号を「ｘ（＾）」と記載することがある。また、文字「ｘ」に対する上方に記号「・」及び記号「＾」を付してなる符号を「ｘ（・，＾）」と記載することがある。また、文字「δ」に対する上方に記号「・」を付してなる符号を「δ（・）」と記載することがある。また、文字「ｆ」に対する上方に記号「＾」を付してなる符号を「ｆ（＾）」と記載することがある。また、文字「φ」に対する上方に記号「＾」を付してな符号を「φ（＾）」と記載することがある。
　以下、Ｎ個の整数値（１～Ｎ）のうちの個々の整数値を示す変数を「ｉ」と記載することがある。また、Ｎ個の整数値（１～Ｎ）のうちの基準となる１個の整数値を示す変数を「ｊ」と記載することがある。ここで、Ｎは、２以上の任意の整数である。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。図１を参照して、実施の形態１に係る衛星信号受信装置について説明する。
　図中、１は移動体である。移動体１は、例えば、車両、船舶、航空機又は携帯情報端末により構成されている。移動体１は、アンテナ２を有している。アンテナ２は、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮが衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮをそれぞれ送信したとき、当該送信されたＮ個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを受信するものである。アンテナ２は、当該受信された衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを衛星信号処理部１１に出力するものである。ここで、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮとアンテナ２間における衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮは、電波により構成されている。これに対して、アンテナ２と衛星信号処理部１１間における衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮは、高周波信号により構成されている。すなわち、アンテナ２は、電波を高周波信号に変換するものである。
　個々の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮは、ＧＮＳＳ衛星により構成されている。具体的には、例えば、個々の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星、ＢｅｉＤｏｕ衛星、Ｇａｌｉｌｅｏ衛星又はＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）衛星により構成されている。
　アンテナ２により受信される衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの個数（すなわち、これらの衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを送信した測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの個数）は、ＧＮＳＳに含まれる測位衛星の総数、ＧＮＳＳに含まれる個々の測位衛星の位置、及び地球における移動体１の位置などに応じて異なるものである。すなわち、Ｎの値は、これらの要素に応じて異なるものである。
　衛星信号処理部１１は、アンテナ２により出力された衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを取得するものである。衛星信号処理部１１は、当該取得された衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに対して、通常のＧＮＳＳ受信機により実行される処理（衛星補足処理、衛星追尾処理及び復調処理を含む。）と同様の処理を実行するものである。これにより、衛星配置、搬送波位相観測値、ドップラ周波数観測値及び信号対雑音比観測値などが検出される。衛星信号処理部１１は、当該検出された衛星配置を含むデータ（以下「航法メッセージ」という。）を出力するものである。また、衛星信号処理部１１は、当該検出された搬送波位相観測値、ドップラ周波数観測値及び信号対雑音比観測値を含むデータ（以下「観測データ」という。）を出力するものである。
　また、衛星信号処理部１１は、航法メッセージ及び観測データを用いて、通常のＧＮＳＳ受信機により実行される測位処理と同様の測位処理を実行するものである。これにより、アンテナ位置が検出される。衛星信号処理部１１により実行される測位処理は、例えば、単独測位、ＲＴＫ（Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）測位又はＰＰＰ（Ｐｒｅｃｉｓｅ　Ｐｏｉｎｔ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）測位によるものである。衛星信号処理部１１は、当該検出されたアンテナ位置を含むデータ（以下「アンテナ位置データ」という。）を出力するものである。
　以下、衛星信号処理部１１により実行される処理を総称して「衛星信号処理」ということがある。
　アンテナ方向推定部１２は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するものである。アンテナ方向推定部１２は、当該取得された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを用いて、アンテナ速度ベクトル推定値を算出するものである。アンテナ方向推定部１２は、当該算出されたアンテナ速度ベクトル推定値を出力するものである。
　以下、アンテナ方向推定部１２により実行される処理を総称して「アンテナ方向推定処理」ということがある。かかるアンテナ方向推定処理の詳細については、図４のフローチャートを参照して後述する。
　ドップラ残差算出部１３は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するとともに、アンテナ方向推定部１２により出力されたアンテナ速度ベクトル推定値を取得するものである。ドップラ残差算出部１３は、当該取得された航法メッセージ、観測データ、アンテナ位置データ及びアンテナ速度ベクトル推定値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差を算出するものである。ドップラ残差算出部１３は、当該算出されたドップラ残差を出力するものである。
　以下、ドップラ残差算出部１３により実行される処理を総称して「ドップラ残差算出処理」ということがある。かかるドップラ残差算出処理の詳細については、図６のフローチャートを参照して後述する。
　ドップラ閾値設定部１４は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するものである。ドップラ閾値設定部１４は、当該取得された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ閾値を設定するものである。ドップラ閾値設定部１４は、当該設定されたドップラ閾値を出力するものである。
　以下、ドップラ閾値設定部１４により実行される処理を総称して「ドップラ閾値設定処理」ということがある。かかるドップラ閾値設定処理の詳細については、図７のフローチャートを参照して後述する。
　判定部１５は、ドップラ残差算出部１３により出力されたドップラ残差を取得するとともに、ドップラ閾値設定部１４により出力されたドップラ閾値を取得するものである。判定部１５は、当該取得されたドップラ残差及びドップラ残差を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定するものである。すなわち、判定部１５は、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々が直達波受信衛星であるか否かを判定するものである。判定部１５は、当該判定の結果に基づき、直達波受信衛星を示す識別情報を出力するものである。
　以下、判定部１５により実行される処理を総称して「判定処理」ということがある。かかる判定処理の詳細については、図８のフローチャートを参照して後述する。
　衛星信号処理部１１、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４及び判定部１５により、衛星信号判定装置１００の要部が構成されている。衛星信号判定装置１００は、例えば、移動体１に設けられている。アンテナ２及び衛星信号判定装置１００により、衛星信号受信装置２００の要部が構成されている。
　次に、図２を参照して、衛星信号判定装置１００の要部のハードウェア構成について説明する。
　図２Ａに示す如く、衛星信号判定装置１００は、プロセッサ２１及びメモリ２２を有している。メモリ２２には、衛星信号処理部１１、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４及び判定部１５の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。かかるプログラムをプロセッサ２１が読み出して実行することにより、衛星信号処理部１１、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４及び判定部１５の機能が実現される。
　または、図２Ｂに示す如く、衛星信号判定装置１００は、処理回路２３を有している。この場合、衛星信号処理部１１、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４及び判定部１５の機能は、専用の処理回路２３により実現される。
　または、衛星信号判定装置１００は、プロセッサ２１、メモリ２２及び処理回路２３を有している（不図示）。この場合、衛星信号処理部１１、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４及び判定部１５の機能のうちの一部の機能がプロセッサ２１及びメモリ２２により実現されるとともに、残余の機能が専用の処理回路２３により実現される。
　プロセッサ２１は、１個又は複数個のプロセッサにより構成されている。個々のプロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いたものである。
　メモリ２２は、１個又は複数個の不揮発性メモリにより構成されている。または、メモリ２２は、１個又は複数個の不揮発性メモリ及び１個又は複数個の揮発性メモリにより構成されている。すなわち、メモリ２２は、１個又は複数個のメモリにより構成されている。個々のメモリは、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクを用いたものである。より具体的には、個々の揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を用いたものである。また、個々の不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ソリッドステートドライブ又はハードディスクドライブを用いたものである。
　処理回路２３は、１個又は複数個のデジタル回路により構成されている。または、処理回路２３は、１個又は複数個のデジタル回路及び１個又は複数個のアナログ回路により構成されている。すなわち、処理回路２３は、１個又は複数個の処理回路により構成されている。個々の処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｎ　ａ　Ｃｈｉｐ）又はシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）を用いたものである。
　次に、図３のフローチャートを参照して、衛星信号受信装置２００の動作について、衛星信号判定装置１００の動作を中心に説明する。
　まず、衛星信号処理部１１が衛星信号処理を実行する（ステップＳＴ１）。次いで、アンテナ方向推定部１２がアンテナ方向推定処理を実行する（ステップＳＴ２）。次いで、ドップラ残差算出部１３がドップラ残差算出処理を実行する（ステップＳＴ３）。次いで、ドップラ閾値設定部１４がドップラ閾値設定処理を実行する（ステップＳＴ４）。次いで、判定部１５が判定処理を実行する（ステップＳＴ５）。
　次に、図４のフローチャートを参照して、アンテナ方向推定部１２によるアンテナ方向推定処理の詳細について説明する。
　まず、アンテナ方向推定部１２は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する（ステップＳＴ１１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星配置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉ及び衛星速度ベクトルｘ（・）ｉが検出される。衛星速度ベクトルｘ（・）ｉは、例えば、衛星配置に対する時間微分により検出される。また、当該取得された観測データに含まれるドップラ周波数観測値ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓに基づき、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａが検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに含まれるアンテナ位置に基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　図５は、衛星位置ベクトルｘｉ、衛星速度ベクトルｘ（・）ｉ、アンテナ位置ベクトルｘＡ、アンテナ速度ベクトルｘ（・）Ａ及び視線ベクトルの関係を示している。このとき、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａについて、以下の式（１）が成立する。ここで、ｆｃａｒは、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る搬送波の中心周波数を示している。また、ｃは、光速を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　変数ｉについて（ｉ＝１～Ｎ）、上記式（１）を行列形式に変形することにより、以下の式（２）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　なお、上記式（２）におけるベクトル値（式中ｕ）は、以下の式（３）により定義されるものである。また、上記式（２）におけるスカラ値（式中Ｓ）は、以下の式（４）により定義されるものである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　次いで、アンテナ方向推定部１２は、上記検出された衛星位置ベクトルｘｉ、衛星速度ベクトルｘ（・）ｉ、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａ及びアンテナ位置ベクトルｘＡを用いて、上記式（２）に基づく最小二乗法によりアンテナ速度ベクトルｘ（・）Ａを算出する。これにより、アンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａが算出される（ステップＳＴ１２）。
　次いで、アンテナ方向推定部１２は、当該算出されたアンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａを出力する（ステップＳＴ１３）。
　次に、図６のフローチャートを参照して、ドップラ残差算出部１３によるドップラ残差算出処理の詳細について説明する。
　まず、ドップラ残差算出部１３は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する。また、ドップラ残差算出部１３は、アンテナ方向推定部１２により出力されたアンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａを取得する（ステップＳＴ２１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星配置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉ及び衛星速度ベクトルｘ（・）ｉが検出される。衛星速度ベクトルｘ（・）ｉは、例えば、衛星配置に対する時間微分により検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに含まれるアンテナ位置に基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　次いで、ドップラ残差算出部１３は、当該取得されたアンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａ並びに当該検出された衛星位置ベクトルｘｉ、衛星速度ベクトルｘ（・）ｉ及びアンテナ位置ベクトルｘＡを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ周波数理論値ｆ（＾）ｉ ｄｏｐ＿Ａを算出する（ステップＳＴ２２）。このとき、ドップラ残差算出部１３は、以下の式（５）によりドップラ周波数理論値ｆ（＾）ｉ ｄｏｐ＿Ａを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　次いで、ドップラ残差算出部１３は、当該算出されたドップラ周波数理論値ｆ（＾）ｉ ｄｏｐ＿Ａ及び上記取得された観測データに含まれるドップラ周波数観測値ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出する（ステップＳＴ２３）。このとき、ドップラ残差算出部１３は、以下の式（６）によりドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　次いで、ドップラ残差算出部１３は、当該算出されたドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを出力する（ステップＳＴ２４）。
　次に、図７のフローチャートを参照して、ドップラ閾値設定部１４によるドップラ閾値設定処理の詳細について説明する。
　まず、ドップラ閾値設定部１４は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する（ステップＳＴ３１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星位置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉが検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　次いで、ドップラ閾値設定部１４は、当該検出された衛星位置ベクトルｘｉ及びアンテナ位置ベクトルｘＡを用いて、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星仰角ｅｌｅを算出する（ステップＳＴ３２）。
　次いで、ドップラ閾値設定部１４は、当該算出された衛星仰角ｅｌｅ及び上記取得された観測データに含まれる信号対雑音比観測値ＳＮＲを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定する（ステップＳＴ３３）。
　ここで、ドップラ閾値設定部１４は、ドップラ閾値テーブルを有している。ドップラ閾値設定部１４は、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々について（すなわち衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について）、ドップラ閾値テーブルに含まれる複数個のドップラ閾値のうちの衛星仰角ｅｌｅ及び信号対雑音比観測値ＳＮＲによる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する１個のドップラ閾値を選択する。ドップラ閾値設定部１４は、当該選択された１個のドップラ閾値をドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）に用いる。
　次いで、ドップラ閾値設定部１４は、当該設定されたドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を出力する（ステップＳＴ３４）。
　なお、ドップラ閾値テーブルにおける複数個のドップラ閾値が離散的に定義されている場合、衛星仰角ｅｌｅ及び信号対雑音比観測値ＳＮＲによる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する１個のドップラ閾値を選択することが困難である場合がある。この場合、ドップラ閾値設定部１４は、かかる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する２個以上のドップラ閾値を選択するものであっても良い。そして、ドップラ閾値設定部１４は、当該選択された２個以上のドップラ閾値に対する補間処理を実行することにより、ドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定するものであっても良い。
　次に、図８のフローチャートを参照して、判定部１５による判定処理の詳細について説明する。
　まず、判定部１５は、ドップラ残差算出部１３により出力されたドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを取得する。また、判定部１５は、ドップラ閾値設定部１４により出力されたドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を取得する（ステップＳＴ４１）。
　次いで、判定部１５は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、当該取得されたドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを当該取得されたドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較する（ステップＳＴ４２）。これにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かが判定される。
　すなわち、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉがドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）以下である場合、判定部１５は、対応する衛星信号ＳＳｉが直達波信号であると判定する。換言すれば、この場合、判定部１５は、対応する測位衛星ＰＳｉが直達波受信衛星であるとする。他方、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉがドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）よりも大きい場合、判定部１５は、対応する衛星信号ＳＳｉが非直達波信号であると判定する。換言すれば、この場合、判定部１５は、対応する測位衛星ＰＳｉが非直達波受信衛星であると判定する。
　次いで、判定部１５は、ステップＳＴ４２における判定結果に基づき、個々の直達波受信衛星を示す識別情報を出力する（ステップＳＴ４３）。
　このように、衛星信号判定装置１００は、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉをドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較することにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定する。これにより、移動体１が移動中であるか否かにかかわらず、当該判定をすることができる。また、移動体１の移動方向にかかわらず、当該判定をすることができる。この結果、例えば、移動体１が曲線移動をしているときであっても、当該判定をすることができる。
　次に、ドップラ閾値テーブルの生成方法について説明する。ドップラ閾値テーブルは、例えば、以下のようにして生成されるものである。
　いま、アンテナ２と同様の１個のアンテナが設置されており、かつ、当該１個のアンテナに対する上空に障害物が存在しないものとする。すなわち、当該１個のアンテナは、いわゆる「オープンスカイ環境」に設置されている。かかる状態にて、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮと同様の複数個の測位衛星が衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮと同様の複数個の衛星信号をそれぞれ送信する。当該１個のアンテナは、当該複数個の衛星信号を受信する。
　次いで、当該複数個の衛星信号に対して、衛星信号処理部１１による衛星信号処理と同様の処理、アンテナ方向推定部１２によるアンテナ方向推定処理と同様の処理、及びドップラ残差算出部１３によるドップラ残差算出処理と同様の処理が実行される。
　当該複数個の測位衛星の各々について（すなわち当該複数個の衛星信号の各々について）、衛星仰角及び信号対雑音比が異なる条件下にて、これらの手順が繰り返し実行される。これにより、衛星仰角－信号対雑音比対に対するドップラ残差の確率分布が得られる。そして、この確率分布に基づき、衛星仰角－信号対雑音比対毎のドップラ閾値が設定される。このようにして、ドップラ閾値テーブルが生成される。
　次に、衛星信号判定装置１００の変形例について説明する。
　衛星信号処理部１１の内部クロックの精度が低いことにより、衛星信号処理部１１の内部クロックが示す時刻（以下「内部時刻」という。）と衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに対する測位処理が実行されることにより算出される時刻（以下「測位時刻」という。）との差分（以下「クロック誤差」という。）が大きいことがある。この場合、ドップラ周波数観測値ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓに基づき、以下のようなドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓが検出されることがある。すなわち、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓは、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａに対して時間微分量δ（・）Ａ（ｔ）が重畳してなるものである。このため、ドップラ変移量Δｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓは、以下の式（７）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　変数ｉについて（ｉ＝１～Ｎ）、上記式（７）を行列形式に変形することにより、以下の式（８）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　この場合、アンテナ方向推定部１２は、時間微分量δ（・）Ａ（ｔ）が未知数であるとみなして、上記式（８）に基づく最小二乗法によりアンテナ速度ベクトルｘ（・）Ａを算出する。これにより、アンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａが算出される。すなわち、衛星信号処理部１１の内部クロックの精度が低い場合であっても、アンテナ速度ベクトル推定値ｘ（・，＾）Ａを算出することができる。
　また、この場合、ドップラ残差算出部１３は、以下の式（９）により、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ周波数理論値ｆ（＾）ｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｏｂｓを算出する。次いで、ドップラ残差算出部１３は、以下の式（１０）により、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出する。これにより、衛星信号処理部１１の内部クロックの精度が低い場合であっても、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　次に、衛星信号判定装置１００の他の変形例について説明する。
　衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに非直達波信号が多く含まれている場合、アンテナ方向推定部１２により算出されるアンテナ速度ベクトル推定値の誤差が大きくなる可能性がある。かかる誤差を小さくする観点から、アンテナ方向推定部１２は、いわゆる「ロバスト推定」をアンテナ速度ベクトル推定値の算出に用いるものであっても良い。具体的には、例えば、アンテナ方向推定部１２は、ＲＡＮＳＡＣ（Ｒａｎｄｏｍ　Ｓａｍｐｌｅ　Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ）法、最小メジアン法又はＭ推定法を用いるものであっても良い。
　ＲＡＮＳＡＣ法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ方向推定部１２は、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮのうちのｋ個の測位衛星をランダムに選択する（ｋ＜Ｎ）。アンテナ方向推定部１２は、当該選択されたｋ個の測位衛星に対応するｋ個の衛星信号に基づき、最小二乗法によりアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。当該算出されたアンテナ速度ベクトル推定値を用いて、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係るドップラ残差が算出される。これらのドップラ残差は、例えば、ドップラ残差算出部１３により算出される。アンテナ方向推定部１２は、当該算出されたドップラ残差を取得する。
　これらの手順が所定回繰り返し実行される。これにより、Ｎ個のドップラ残差が所定回分取得される。アンテナ方向推定部１２は、当該取得された所定回分のドップラ残差に基づき、Ｎ個のドップラ残差のうちの所定値以下のドップラ残差の個数が最も大きい回におけるアンテナ速度ベクトル推定値を採用する。
　最小メジアン法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ方向推定部１２は、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮのうちのｋ個の測位衛星をランダムに選択する。アンテナ方向推定部１２は、当該選択されたｋ個の測位衛星に対応するｋ個の衛星信号に基づき、最小二乗法によりアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。当該算出されたアンテナ速度ベクトル推定値を用いて、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差が算出される。これらのドップラ残差は、例えば、ドップラ残差算出部１３により算出される。アンテナ方向推定部１２は、当該算出されたドップラ残差を取得する。
　これらの手順が所定回繰り返し実行される。これにより、Ｎ個のドップラ残差が所定回分取得される。アンテナ方向推定部１２は、当該取得された所定回分のドップラ残差に基づき、Ｎ個のドップラ残差の中央値が最も大きい回におけるアンテナ速度ベクトル推定値を採用する。
　Ｍ推定法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ方向推定部１２は、上記式（２）代えて、以下の式（１１）を用いる。以下の式（１１）は、上記式（２）に係る行列式に対して、重みＷｄｏｐを付与してなるものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　アンテナ方向推定部１２が上記式（１１）に基づく最小二乗法によりアンテナ速度ベクトルを算出する処理、ドップラ残差算出部１３が当該算出されたアンテナ速度ベクトルを用いてＮ個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差を算出する処理、及びアンテナ方向推定部１２が当該算出されたドップラ残差に基づき重みＷｄｏｐを更新する処理が所定回繰り返し実行される。重みＷｄｏｐの更新は、例えば、ＴｕｋｅｙのＢｉｗｅｉｇｈｔ推定法によるものである。このとき、重みＷｄｏｐは、大きいドップラ残差に対応する測位衛星に係る観測値に付与されるときは小さくなり、かつ、小さいドップラ残差に対応する測位衛星に係る観測値に付与されるときは大きくなるものである。
　これらの方法（すなわちＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法）を用いることにより、大きい誤差を含む観測値の影響を低減することができる。この結果、アンテナ速度ベクトル推定値の誤差を小さくすることができる。
　次に、衛星信号判定装置１００の他の変形例について説明する。
　上記のとおり、アンテナ方向推定部１２は、最小二乗法によりアンテナ速度ベクトル推定値を算出するものであっても良い。この場合、単一時刻における観測データが用いられる。これに対して、アンテナ方向推定部１２は、カルマンフィルタによりアンテナ速度ベクトル推定値を算出するものであっても良い。この場合、複数時刻における観測データが用いられる。
　すなわち、この場合、アンテナ速度ベクトルは、以下の式（１２）により一次マルコフ過程としてモデル化される。かかる式（１２）が状態方程式に用いられる。ここで、τは、時定数を示している。また、ωｘ（・）Ａは、アンテナ２の方向に関するプロセスノイズベクトルを示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　また、上記式（２）又は上記式（８）に所定の観測雑音を加えてなる数式が観測方程式に用いられる。これにより、カルマンフィルタによるアンテナ速度ベクトルの推定を実現することができる。
　なお、かかる推定においては、アンテナ速度ベクトルが状態量ベクトルに含まれるのはもちろんのこと、アンテナ位置が状態量ベクトルに含まれるものであっても良い。また、クロック誤差の時間微分量等が状態量ベクトルに含まれるものであっても良い。
　次に、衛星信号判定装置１００の他の変形例について説明する。
　判定部１５は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定するのに代えて（すなわち測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々が直達波受信衛星であるか否かを判定するのに代えて）、アンテナ２がオープンスカイ環境に設置されているか否かを判定するものであっても良い。また、判定部１５は、個々の直達波受信衛星を示す識別信号を出力するのに代えて、当該判定の結果を示す信号（以下「判定結果信号」という。）を出力するものであっても良い。
　この場合、ドップラ残差算出部１３は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出した後、これらのドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉの平方和ＲＳＳｄｏｐを算出する。ドップラ残差算出部１３は、当該算出された平方和ＲＳＳｄｏｐを判定部１５に出力する。平方和ＲＳＳｄｏｐは、以下の式（１３）により算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
　また、ドップラ閾値設定部１４は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定した後、これらのドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）の平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅを算出する。ドップラ閾値設定部１４は、当該算出された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅを判定部１５に出力する。平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅは、以下の式（１４）により算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　判定部１５は、ドップラ残差算出部１３により出力された平方和ＲＳＳｄｏｐを取得するとともに、ドップラ閾値設定部１４により出力された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅを取得する。判定部１５は、当該取得された平方和ＲＳＳｄｏｐを当該取得された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅと比較する。
　平方和ＲＳＳｄｏｐが平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅ以下である場合、判定部１５は、アンテナ２がオープンスカイ環境に設置されていると判定する。他方、平方和ＲＳＳｄｏｐが平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅよりも大きい場合、判定部１５は、アンテナ２がオープンスカイ環境と異なる環境（以下「非オープンスカイ環境」という。）に設置されていると判定する。
　以上のように、実施の形態１に係る衛星信号受信装置２００は、複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮによりそれぞれ送信された複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを受信するアンテナ２と、アンテナ２に係るアンテナ速度ベクトル推定値を算出するアンテナ方向推定部１２と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、アンテナ速度ベクトル推定値を用いてドップラ周波数理論値を算出して、ドップラ周波数理論値とドップラ周波数観測値との差分を示すドップラ残差を算出するドップラ残差算出部１３と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、ドップラ残差に対する比較用のドップラ閾値を設定するドップラ閾値設定部１４と、ドップラ残差をドップラ閾値と比較することにより、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定する判定部１５と、を備える。これにより、移動体１が移動中であるか否かにかかわらず、当該判定をすることができる。また、移動体１の移動方向にかかわらず、当該判定をすることができる。
　また、衛星信号受信装置２００は、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを用いて、複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮに係る衛星配置、ドップラ周波数観測値、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る信号対雑音比観測値、及びアンテナ２に係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部１１を備え、アンテナ方向推定部１２は、衛星配置、ドップラ周波数観測値及びアンテナ位置を用いてアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。これにより、アンテナ速度ベクトル推定値を算出することができる。
　また、衛星配置に基づき複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星位置ベクトル及び複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星速度ベクトルが検出されるものであり、かつ、アンテナ位置に基づきアンテナ２に係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、ドップラ残差算出部１３は、衛星位置ベクトル、衛星速度ベクトル、アンテナ位置ベクトル及びアンテナ速度ベクトル推定値を用いてドップラ周波数理論値を算出する。これにより、ドップラ周波数理論値を算出することができる。
　また、アンテナ方向推定部１２は、最小二乗法又はカルマンフィルタによりアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。これにより、アンテナ速度ベクトル推定値を算出することができる。
　また、アンテナ方向推定部１２は、ＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法によりアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。すなわち、アンテナ方向推定部１２は、ロバスト推定によりアンテナ速度ベクトル推定値を算出する。これにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに非直達波信号が多く含まれている場合であっても、アンテナ速度ベクトル推定値を正確に算出することができる。
　また、衛星配置を用いて複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星仰角が算出されるものであり、ドップラ閾値設定部１４は、ドップラ閾値テーブルに含まれる複数個のドップラ閾値のうちの衛星仰角及び信号対雑音比観測値に対応する１個以上のドップラ閾値を選択して、当該選択された１個以上のドップラ閾値に基づきドップラ閾値を設定する。これにより、衛星仰角及び信号対雑音比観測値に応じてドップラ閾値を適切な値に設定することができる。
実施の形態２．
　図９は、実施の形態２に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。図９を参照して、実施の形態２に係る衛星信号受信装置について説明する。なお、図９において、図１に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
　図９に示す如く、移動体１は、複数個のアンテナ２を有している。複数個のアンテナ２により、アンテナ２ａが構成されている。また、衛星信号判定装置１００ａは、複数個のアンテナ２と一対一に対応する複数個の衛星信号処理部１１を有している。複数個の衛星信号処理部１１により、衛星信号処理部１１ａが構成されている。複数個の衛星信号処理部１１の各々は、実施の形態１にて説明したものと同様の衛星信号処理を実行するものである。すなわち、衛星信号処理部１１ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の衛星信号処理を実行するものである。
　以下、移動体１が２個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂを有しており、かつ、衛星信号判定装置１００ａが２個の衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂを有している例を中心に説明する。すなわち、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂは、アンテナ２＿Ａ，２＿Ｂと一対一に対応するものである。
　アンテナ姿勢推定部１６は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するものである。アンテナ姿勢推定部１６は、当該取得された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを用いて、アンテナ２＿Ａ，２＿Ｂに係る基線ベクトル推定値を算出するものである。アンテナ姿勢推定部１６は、当該算出された基線ベクトル推定値を出力するものである。
　以下、アンテナ姿勢推定部１６により実行される処理を総称して「アンテナ姿勢推定処理」ということがある。かかるアンテナ姿勢推定処理の詳細については、図１１のフローチャートを参照して後述する。
　位相差残差算出部１７は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するとともに、アンテナ姿勢推定部１６により出力された基線ベクトル推定値を取得するものである。位相差残差算出部１７は、当該取得された航法メッセージ、観測データ、アンテナ位置データ及び基線ベクトル推定値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差を算出するものである。位相差残差算出部１７は、当該算出された位相差残差を出力するものである。
　以下、位相差残差算出部１７により実行される処理を総称して「位相差残差算出処理」ということがある。かかる位相差残差算出処理の詳細については、図１３のフローチャートを参照して後述する。
　位相差閾値設定部１８は、衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得するものである。位相差閾値設定部１８は、当該取得された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差閾値を設定するものである。位相差閾値設定部１８は、当該設定された位相差閾値を出力するものである。
　以下、位相差閾値設定部１８により実行される処理を総称して「位相差閾値設定処理」ということがある。かかる位相差閾値設定処理の詳細については、図１４のフローチャートを参照して後述する。
　判定部１５ａは、ドップラ残差算出部１３により出力されたドップラ残差、ドップラ閾値設定部１４により出力されたドップラ閾値、位相差残差算出部１７により出力された位相差残差、及び位相差閾値設定部１８により出力された位相差閾値を取得するものである。判定部１５ａは、当該取得されたドップラ残差、ドップラ閾値、位相差残差及び位相差閾値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定するものである。すなわち、判定部１５ａは、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々が直達波受信衛星であるか否かを判定するものである。判定部１５ａは、当該判定の結果に基づき、個々の直達波受信衛星を示す識別情報を出力するものである。
　以下、判定部１５ａにより実行される処理を総称して「判定処理」ということがある。かかる判定処理の詳細については、図１５のフローチャートを参照して後述する。
　衛星信号処理部１１ａ、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４、判定部１５ａ、アンテナ姿勢推定部１６、位相差残差算出部１７及び位相差閾値設定部１８により、衛星信号判定装置１００ａの要部が構成されている。衛星信号判定装置１００ａは、例えば、移動体１に設けられている。アンテナ２ａ及び衛星信号判定装置１００ａにより、衛星信号受信装置２００ａの要部が構成されている。
　衛星信号判定装置１００ａの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図２を参照して説明したものと同様である。このため、図示及び説明を省略する。すなわち、衛星信号処理部１１ａ、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４、判定部１５ａ、アンテナ姿勢推定部１６、位相差残差算出部１７及び位相差閾値設定部１８の各々の機能は、プロセッサ２１及びメモリ２２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路２３により実現されるものであっても良い。
　次に、図１０のフローチャートを参照して、衛星信号受信装置２００ａの動作について、衛星信号判定装置１００ａの動作を中心に説明する。なお、図１０において、図３に示すステップと同様のステップには同一符号を付している。
　まず、衛星信号処理部１１ａが衛星信号処理を実行する（ステップＳＴ１ａ）。
　次いで、アンテナ方向推定部１２がアンテナ方向推定処理を実行する（ステップＳＴ２）。次いで、ドップラ残差算出部１３がドップラ残差算出処理を実行する（ステップＳＴ３）。次いで、ドップラ閾値設定部１４がドップラ閾値設定処理を実行する（ステップＳＴ４）。
　また、アンテナ姿勢推定部１６がアンテナ姿勢推定処理を実行する（ステップＳＴ６）。次いで、位相差残差算出部１７が位相差残差算出処理を実行する（ステップＳＴ７）。次いで、位相差閾値設定部１８が位相差閾値設定処理を実行する（ステップＳＴ８）。
　次いで、判定部１５ａが判定処理を実行する（ステップＳＴ５ａ）。
　次に、図１１のフローチャートを参照して、アンテナ姿勢推定部１６によるアンテナ姿勢推定処理の詳細について説明する。
　まず、アンテナ姿勢推定部１６は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する（ステップＳＴ５１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星配置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉが検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに含まれるアンテナ位置に基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　次いで、アンテナ姿勢推定部１６は、当該取得された観測データに含まれる搬送波位相観測値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢを算出する（ステップＳＴ５２）。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂにより同時刻に出力された観測データに含まれる搬送波位相観測値の差分をとることにより、アンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢを算出する。
　以下、アンテナ２＿Ａ，２＿Ｂ間の距離を「アンテナ間距離」という。また、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に対応する電波について、基線ベクトルに対する到来方向の角度を「信号到来角度」という。図１２は、衛星信号ＳＳｉに係るアンテナ間位相差（図中φｉ ＡＢ）、アンテナ間距離ｄ、基線ベクトルｘｕＡＢ及び信号到来角度αの対応関係を示している。このとき、以下の式（１５）が成立する。ここで、λは、衛星信号ＳＳｉにおける搬送波の波長を示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
　なお、アンテナ２＿Ａによる測位衛星ＰＳｉに対する単位視線ベクトルは、アンテナ２＿Ｂによる測位衛星ＰＳｉに対する単位視線ベクトルと等しいとみなすことができる。上記式（１５）は、かかる擬制に基づく近似式である。ここで、ｃｏｓαは、単位基線ベクトルと当該擬制された単位視線ベクトルとの内積に等しい。このため、以下の式（１６）が成立する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　上記式（１６）を上記式（１５）に代入することにより、以下の式（１７）が得られる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　変数ｉについて（ｉ＝１～Ｎ）、上記式（１７）を行列形式に変形することにより、以下の式（１８）が得られる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　なお、上記式（１８）におけるベクトル値（式中ｕ）は、上記式（３）により定義されるものである。
　次いで、アンテナ姿勢推定部１６は、上記検出された衛星位置ベクトルｘｉ及びアンテナ位置ベクトルｘＡ並びに上記算出されたアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢを用いて、上記式（１８）に基づく最小二乗法により基線ベクトルｘｕＡＢを算出する。これにより、基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢが算出される（ステップＳＴ５３）。
　次いで、アンテナ姿勢推定部１６は、当該算出された基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢを出力する（ステップＳＴ５４）。
　次に、図１３のフローチャートを参照して、位相差残差算出部１７による位相差残差算出処理の詳細について説明する。
　まず、位相差残差算出部１７は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する。また、位相差残差算出部１７は、アンテナ姿勢推定部１６により出力された基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢを取得する（ステップＳＴ６１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星配置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉが検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに含まれるアンテナ位置に基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　次いで、位相差残差算出部１７は、上記取得された観測データに含まれる搬送波位相観測値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢを算出する（ステップＳＴ６２）。位相差残差算出部１７によるアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢの算出方法は、アンテナ姿勢推定部１６によるアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢの算出方法と同様である。
　次いで、位相差残差算出部１７は、上記検出された衛星位置ベクトルｘｉ及びアンテナ位置ベクトルｘＡ並びに上記取得された基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るアンテナ間位相差理論値φ（＾）ｉ ＡＢを算出する（ステップＳＴ６３）。このとき、位相差残差算出部１７は、以下の式（１９）によりアンテナ間位相差理論値φ（＾）ｉ ＡＢを算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
　次いで、位相差残差算出部１７は、当該算出されたアンテナ間位相差理論値φ（＾）ｉ ＡＢ及び上記算出されたアンテナ間位相差観測値φｉ ＡＢを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差φｉ ｒｅｓｉを算出する（ステップＳＴ６４）。このとき、位相差残差算出部１７は、以下の式（２０）により位相差残差φｉ ｒｅｓｉを算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
　次いで、位相差残差算出部１７は、当該算出された位相差残差φｉ ｒｅｓｉを出力する（ステップＳＴ６５）。
　次に、図１４のフローチャートを参照して、位相差閾値設定部１８による位相差閾値設定処理の詳細について説明する。
　まず、位相差閾値設定部１８は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ、観測データ及びアンテナ位置データを取得する（ステップＳＴ７１）。
　ここで、当該取得された航法メッセージに含まれる衛星位置に基づき、衛星位置ベクトルｘｉが検出される。また、当該取得されたアンテナ位置データに基づき、アンテナ位置ベクトルｘＡが検出される。
　次いで、位相差閾値設定部１８は、当該検出された衛星位置ベクトルｘｉ及びアンテナ位置ベクトルｘＡを用いて、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星仰角ｅｌｅを算出する（ステップＳＴ７２）。
　次いで、位相差閾値設定部１８は、当該算出された衛星仰角ｅｌｅ及び上記取得された観測データに含まれる信号対雑音比観測値ＳＮＲを用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定する（ステップＳＴ７３）。
　ここで、位相差閾値設定部１８は、位相差閾値テーブルを有している。位相差閾値設定部１８は、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々について（すなわち衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について）、位相差閾値テーブルに含まれる複数個の位相差閾値のうちの衛星仰角ｅｌｅ及び信号対雑音比観測値ＳＮＲによる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する１個の位相差閾値を選択する。位相差閾値設定部１８は、当該選択された１個の位相差閾値を位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）に用いる。
　次いで、位相差閾値設定部１８は、当該設定された位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を出力する（ステップＳＴ７４）。
　なお、位相差閾値テーブルにおける複数個の位相差閾値が離散的に定義されている場合、衛星仰角ｅｌｅ及び信号対雑音比観測値ＳＮＲによる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する１個の位相差閾値を選択することが困難である場合がある。この場合、位相差閾値設定部１８は、かかる衛星仰角－信号対雑音比対に対応する２個以上の位相差閾値を選択するものであっても良い。そして、位相差閾値設定部１８は、当該選択された２個以上の位相差閾値に対する補間処理を実行することにより、位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定するものであっても良い。
　次に、図１５のフローチャートを参照して、判定部１５ａによる判定処理の詳細について説明する。
　まず、判定部１５ａは、ドップラ残差算出部１３により出力されたドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉ、ドップラ閾値設定部１４により出力されたドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）、位相差残差算出部１７により出力された位相差残差φｉ ｒｅｓｉ、及び位相差閾値設定部１８により出力された位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を取得する（ステップＳＴ８１）。
　次いで、判定部１５ａは、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、当該取得された位相差残差φｉ ｒｅｓｉを当該取得された位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較する（ステップＳＴ８２）。これにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波候補信号であるか否かが判定される。
　すなわち、位相差残差φｉ ｒｅｓｉが位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）以下である場合、判定部１５ａは、対応する衛星信号ＳＳｉが直達波候補信号であると判定する。換言すれば、この場合、判定部１５ａは、対応する測位衛星ＰＳｉが直達波受信候補衛星であると判定する。他方、位相差残差φｉ ｒｅｓｉが位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）よりも大きい場合、判定部１５ａは、対応する衛星信号ＳＳｉが非直達波信号であると判定する。すなわち、この場合、判定部１５ａは、対応する測位衛星ＰＳｉが非直達波受信衛星であると判定する。
　次いで、判定部１５ａは、ステップＳＴ８２における判定結果に基づき、個々の直達波候補信号について、上記取得されたドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを上記取得されたドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較する（ステップＳＴ８３）。これにより、個々の直達波候補信号が直達波信号であるか否かが判定される。
　すなわち、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉがドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）以下である場合、判定部１５ａは、対応する衛星信号ＳＳｉが直達波信号であると判定する。換言すれば、この場合、判定部１５ａは、対応する測位衛星ＰＳｉが直達波受信衛星であるとする。他方、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉがドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）よりも大きい場合、判定部１５ａは、対応する衛星信号ＳＳｉが非直達波信号であると判定する。換言すれば、この場合、判定部１５ａは、対応する測位衛星ＰＳｉが非直達波受信衛星であると判定する。
　次いで、判定部１５ａは、ステップＳＴ８３における判定結果に基づき、個々の直達波受信衛星を示す識別信号を出力する（ステップＳＴ８４）。
　このように、衛星信号判定装置１００ａは、ドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉをドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較するとともに、位相差残差φｉ ｒｅｓｉを位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）と比較することにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定する。これにより、移動体１が移動中であるか否かにかかわらず、当該判定をすることができる。また、移動体１の移動方向にかかわらず、当該判定をすることができる。この結果、例えば、移動体１が曲線移動をしているときであっても、当該判定をすることができる。
　また、例えば、移動体１が車両により構成されているとき、走行中の路面に対して平行な面部による反射波がアンテナ２ａにより受信されることがある。このような場合であっても、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを正確に判定することができる。
　次に、位相差閾値テーブルの生成方法について説明する。位相差閾値テーブルは、例えば、以下のようにして生成されるものである。
　いま、アンテナ２＿Ａ，２＿Ｂと同様の２個のアンテナがオープンスカイ環境に設置されている。かかる状態にて、測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮと同様の複数個の測位衛星が衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮと同様の複数個の衛星信号をそれぞれ送信する。当該２個のアンテナは、当該複数個の衛星信号を受信する。次いで、当該複数個の衛星信号に対して、衛星信号処理部１１ａによる衛星信号処理と同様の処理、アンテナ姿勢推定部１６によるアンテナ姿勢推定処理と同様の処理、及び位相差残差算出部１７による位相差残差算出処理と同様の処理が実行される。
　当該複数個の測位衛星の各々について（すなわち当該複数個の衛星信号の各々について）、衛星仰角及び信号対雑音比が異なる条件下にて、これらの手順が繰り返し実行される。これにより、衛星仰角－信号対雑音比対に対する位相差残差の確率分布が得られる。そして、この確率分布に基づき、衛星仰角－信号対雑音比対毎の位相差閾値が設定される。このようにして、位相差閾値テーブルが生成される。
　次に、衛星信号判定装置１００ａの変形例について説明する。
　アンテナ姿勢推定部１６は、上記式（１８）に基づく最小二乗法により基線ベクトルｘｕＡＢを算出するとき、以下の式（２１）に示す拘束条件を用いるものであっても良い。これにより、より精度の高い解を得ることができる。また、この場合、基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢは、以下の式（２２）により算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
　また、アンテナ姿勢推定部１６は、上記式（１８）に基づく最小二乗法により基線ベクトルｘｕＡＢを算出するとき、以下のような拘束条件を用いるものであっても良い。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、アンテナ２ａの移動方向及びアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂの設置位置の幾何学的関係を基線ベクトルとアンテナ速度ベクトルとの拘束条件に用いるものであっても良い。例えば、アンテナ２ａが直線移動をしているとき（すなわち移動体１が直線移動をしているとき）の拘束条件は、以下の式（２３）により表される。ここで、δは、基線ベクトルに対するアンテナ２ａの移動方向の角度を示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
　次に、衛星信号判定装置１００ａの他の変形例について説明する。
　衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに非直達波信号が多く含まれている場合、アンテナ姿勢推定部１６により算出される基線ベクトル推定値の誤差が大きくなる可能性がある。かかる誤差を小さくする観点から、アンテナ姿勢推定部１６は、ロバスト推定を基線ベクトル推定値の算出に用いるものであっても良い。具体的には、例えば、アンテナ姿勢推定部１６は、ＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法を用いるものであっても良い。
　ＲＡＮＳＡＣ法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＳＳＮのうちのｋ個の測位衛星をランダムに選択する（ｋ＜Ｎ）。アンテナ姿勢推定部１６は、当該選択されたｋ個の測位衛星に対応するｋ個の衛星信号に基づき、最小二乗法により基線ベクトル推定値を算出する。当該算出された基線ベクトル推定値を用いて、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差が算出される。これらの位相差残差は、例えば、位相差残差算出部１７により算出される。アンテナ姿勢推定部１６は、当該算出された位相差残差を取得する。
　これらの手順が所定回繰り返し実行される。これにより、Ｎ個の位相差残差が所定回分取得される。アンテナ姿勢推定部１６は、当該取得された所定回分の位相差残差に基づき、Ｎ個の位相差残差のうちの所定値以下の位相差残差の個数が最も大きい回における基線ベクトル推定値を採用する。
　最小メジアン法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＳＳＮのうちのｋ個の測位衛星をランダムに選択する。アンテナ姿勢推定部１６は、当該選択されたｋ個の測位衛星に対応するｋ個の衛星信号に基づき、最小二乗法により基線ベクトル推定値を算出する。当該算出された基線ベクトル推定値を用いて、Ｎ個の測位衛星ＰＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差が算出される。これらの位相差残差は、例えば、位相差残差算出部１７により算出される。アンテナ姿勢推定部１６は、当該算出された位相差残差を取得する。
　これらの手順が所定回繰り返し実行される。これにより、Ｎ個の位相差残差が所定回分取得される。アンテナ姿勢推定部１６は、当該取得された所定回分の位相差残差に基づき、Ｎ個の位相差残差の中央値が最も大きい回における基線ベクトル推定値を採用する。
　Ｍ推定法は、以下のように用いられる。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、上記式（１８）代えて以下の式（２４）を用いる。以下の式（２４）は、上記式（１８）に係る行列式に対して重みＷｐｈａｓｅを付与してなるものである。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
　アンテナ姿勢推定部１６が上記式（２４）に基づく最小二乗法により基線ベクトル推定値を算出する処理、位相差残差算出部１７が当該算出された基線ベクトル推定値を用いてＮ個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差を算出する処理、及びアンテナ姿勢推定部１６が当該算出された位相差残差に基づき重みＷｐｈａｓｅを更新する処理が所定回繰り返し実行される。重みＷｐｈａｓｅの更新は、例えば、ＴｕｋｅｙのＢｉｗｅｉｇｈｔ推定法によるものである。このとき、重みＷｐｈａｓｅは、大きい位相差残差に対応する測位衛星に係る観測値に付与されるときは小さくなり、かつ、小さい位相差残差に対応する測位衛星に係る観測値に付与されるときは大きくなるものである。
　これらの方法（すなわちＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法）を用いることにより、大きい誤差を含む観測値の影響を低減することができる。この結果、基線ベクトル推定値の誤差を小さくすることができる。
　次に、衛星信号判定装置１００ａの他の変形例について説明する。
　上記のとおり、アンテナ姿勢推定部１６は、最小二乗法により基線ベクトル推定値を算出するものであっても良い。この場合、単一時刻における観測データが用いられる。これに対して、アンテナ姿勢推定部１６は、カルマンフィルタにより基線ベクトル推定値を算出するものであっても良い。この場合、複数時刻における観測データが用いられる。
　すなわち、この場合、基線ベクトルは、以下の式（２５）により一次マルコフ過程としてモデル化される。かかる式（２５）が状態方程式に用いられる。ここで、τｐｈａｓｅは、時定数を示している。また、ωｘｕＡＢは、単位基線ベクトルに関するプロセスノイズベクトルを示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
　また、上記式（１８）に所定の観測雑音を加えてなる数式が観測方程式に用いられる。これにより、カルマンフィルタによる基線ベクトルの推定を実現することができる。
　なお、かかる推定においては、単位基線ベクトルが状態量ベクトルに含まれるのはもちろんのこと、アンテナ位置が状態量ベクトルに含まれるものであっても良い。また、アンテナ２ａの移動速度等が状態量ベクトルに含まれるものであっても良い。
　また、アンテナ間位相差に波数の整数値成分が未知の状態にて含まれている場合、整数最小二乗法を用いて予め当該整数値が決定されるものであっても良い。整数最小二乗法には、公知の種々の方法を用いることができる。例えば、ＬＡＭＢＤＡ（Ｌｅａｓｔ－ｓｑｕａｒｅｓ　Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ　Ｄｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）法が用いられる。また、この場合、アンテナ間距離が小さい値に設定されることによりアンテナ間位相差が制限されることを利用して、当該整数値が決定されるものであっても良い。例えば、アンテナ間距離が１／２波長以下の値に設定されることによりアンテナ間位相差が－０．５波長～＋０．５波長の範囲内に制限されることが利用される。
　次に、衛星信号判定装置１００ａの他の変形例について説明する。
　判定部１５ａは、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定するのに代えて（すなわち測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々が直達波受信衛星であるか否かを判定するのに代えて）、アンテナ２ａがオープンスカイ環境に設置されているか否かを判定するものであっても良い。また、判定部１５ａは、個々の直達波受信衛星を示す識別信号を出力するのに代えて、当該判定の結果を示す信号（すなわち判定結果信号）を出力するものであっても良い。
　この場合、ドップラ残差算出部１３は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉを算出した後、これらのドップラ残差ｆｉ ｄｏｐ＿Ａ＿ｒｅｓｉの平方和ＲＳＳｄｏｐを算出する。ドップラ残差算出部１３は、当該算出された平方和ＲＳＳｄｏｐを判定部１５ａに出力する。平方和ＲＳＳｄｏｐは、上記式（１３）により算出される。
　また、ドップラ閾値設定部１４は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係るドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定した後、これらのドップラ閾値ｆｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）の平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅを算出する。ドップラ閾値設定部１４は、当該算出された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅを判定部１５ａに出力する。平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅは、上記式（１４）により算出される。
　また、位相差残差算出部１７は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差残差φｉ ｒｅｓｉを算出した後、これらの位相差残差φｉ ｒｅｓｉの平方和ＲＳＳｐｈａｓｅを算出する。位相差残差算出部１７は、当該算出された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅを判定部１５ａに出力する。平方和ＲＳＳｐｈａｓｅは、以下の式（２６）により算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
　また、位相差閾値設定部１８は、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）を設定した後、これらの位相差閾値φｉ ｔｈｒｅ（ｅｌｅ，ＳＮＲ）の平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ＿ｔｈｒｅを算出する。位相差閾値設定部１８は、当該算出された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ＿ｔｈｒｅを判定部１５ａに出力する。平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅは、以下の式（２７）により算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
　判定部１５ａは、ドップラ残差算出部１３により出力された平方和ＲＳＳｄｏｐ、ドップラ閾値設定部１４により出力された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅ、位相差残差算出部１７により出力された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ及び位相差閾値設定部１８により出力された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ＿ｔｈｒｅを取得する。判定部１５ａは、当該取得された平方和ＲＳＳｄｏｐを当該取得された平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅと比較するとともに、当該取得された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅを当該取得された平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ＿ｔｈｒｅと比較する。
　平方和ＲＳＳｄｏｐが平方和ＲＳＳｄｏｐ＿ｔｈｒｅ以下であり、かつ、平方和ＲＳＳｐｈａｓｅが平方和ＲＳＳｐｈａｓｅ＿ｔｈｒｅ以下である場合、判定部１５ａは、アンテナ２ａがオープンスカイ環境に設置されていると判定する。それ以外の場合、判定部１５ａは、アンテナ２ａが非オープンスカイ環境に設置されていると判定する。
　次に、衛星信号判定装置１００ａの他の変形例について説明する。
　位相差残差算出部１７は、アンテナ間位相差による位相差残差に代えて、二重位相差による位相差残差を算出するものであっても良い。これにより、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの各々が有する局部発振器（不図示）における初期位相成分を打ち消すことができる。
　この場合、アンテナ姿勢推定部１６は、衛星信号処理部１１ａにより出力された観測データに含まれる搬送波位相観測値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る二重位相差観測値φｉｊ ＡＢを算出する。ここで、φｉｊ ＡＢは、基準となる１個の衛星信号ＳＳｊに対する個々の衛星信号ＳＳｉに係る二重位相差観測値を示している。次いで、アンテナ姿勢推定部１６は、以下の式（２８）に基づく最小二乗法により基線ベクトルｘｕＡＢを算出する。これにより、基線ベクトル推定値ｘ（＾）ｕＡＢが算出される。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000028
　また、この場合、位相差残差算出部１７は、衛星信号処理部１１ａにより出力された観測データに含まれる搬送波位相観測値を用いて、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る二重位相差観測値φｉｊ ＡＢを算出する。次いで、位相差残差算出部１７は、以下の式（２９）により、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る二重位相差理論値φ（＾）ｉｊ ＡＢを算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
　そのほか、衛星信号判定装置１００ａは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
　次に、衛星信号受信装置２００ａの変形例について説明する。
　アンテナ２ａは、３個以上のアンテナにより構成されているものであっても良い。この場合、３個以上のアンテナのうちの各２個のアンテナに係る基線ベクトルについて、上記の処理と同様の処理が実行されるものであっても良い。
　以上のように、実施の形態２に係る衛星信号受信装置２００ａにおいて、アンテナ２ａは、複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂにより構成されており、衛星信号受信装置２００ａは、複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂに係る基線ベクトル推定値を算出するアンテナ姿勢推定部１６と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、基線ベクトル推定値を用いてアンテナ間位相差理論値を算出して、アンテナ間位相差理論値とアンテナ間位相差観測値との差分を示す位相差残差を算出する位相差残差算出部１７と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、位相差残差に対する比較用の位相差閾値を設定する位相差閾値設定部１８と、を備え、判定部１５ａは、ドップラ残差をドップラ閾値と比較するとともに位相差残差を位相差閾値と比較することにより、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定する。これにより、例えば、移動体１が車両により構成されているとき、走行中の路面に対して平行な面部による反射波がアンテナ２ａにより受信された場合であっても、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを正確に判定することができる。
　また、衛星信号受信装置２００ａにおいて、アンテナ２ａは、複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂにより構成されており、複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂに係る基線ベクトル推定値を算出するアンテナ姿勢推定部１６と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、基線ベクトル推定値を用いて二重位相差理論値を算出して、二重位相差理論値と二重位相差観測値との差分を示す位相差残差を算出する位相差残差算出部１７と、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々について、位相差残差に対する比較用の位相差閾値を設定する位相差閾値設定部１８と、を備え、判定部１５ａは、ドップラ残差をドップラ閾値と比較するとともに位相差残差を位相差閾値と比較することにより、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを判定する。これにより、例えば、移動体１が車両により構成されているとき、走行中の路面に対して平行な面部による反射波がアンテナ２ａにより受信された場合であっても、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを正確に判定することができる。
　また、衛星信号受信装置２００ａは、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを用いて、複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮに係る衛星配置、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る搬送波位相観測値、ドップラ周波数観測値、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る信号対雑音比観測値、及びアンテナ２ａに係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部１１ａを備え、搬送波位相観測値を用いてアンテナ間位相差観測値が算出されるものであり、アンテナ姿勢推定部１６は、衛星配置及びアンテナ間位相差観測値を用いて基線ベクトル推定値を算出する。これにより、基線ベクトル推定値を算出することができる。
　また、衛星配置に基づき複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星位置ベクトルが検出されるものであり、かつ、アンテナ位置に基づきアンテナ２ａに係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、位相差残差算出部１７は、衛星位置ベクトル、アンテナ位置ベクトル及び基線ベクトル推定値を用いてアンテナ間位相差理論値を算出する。これにより、アンテナ間位相差理論値を算出することができる。
　また、衛星信号受信装置２００ａは、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮを用いて、複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮに係る衛星配置、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る搬送波位相観測値、ドップラ周波数観測値、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々に係る信号対雑音比観測値、及びアンテナ２ａに係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部１１ａを備え、搬送波位相観測値を用いて二重位相差観測値が算出されるものであり、アンテナ姿勢推定部は、衛星配置及び二重位相差観測値を用いて基線ベクトル推定値を算出する。これにより、基線ベクトル推定値を算出することができる。
　また、衛星配置に基づき複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星位置ベクトルが検出されるものであり、かつ、アンテナ位置に基づきアンテナ２ａに係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、位相差残差算出部１７は、衛星位置ベクトル、アンテナ位置ベクトル及び基線ベクトル推定値を用いて二重位相差理論値を算出する。これにより、二重位相差理論値を算出することができる。
　また、アンテナ姿勢推定部１６は、最小二乗法又はカルマンフィルタにより基線ベクトル推定値を算出する。これにより、基線ベクトル推定値を算出することができる。
　また、アンテナ姿勢推定部１６は、ＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法により基線ベクトル推定値を算出する。すなわち、アンテナ姿勢推定部１６は、ロバスト推定により基線ベクトル推定値を算出する。これにより、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮに非直達波信号が多く含まれている場合であっても、基線ベクトル推定値を正確に算出することができる。
　また、衛星配置を用いて複数個の測位衛星ＰＳ１～ＰＳＮの各々に係る衛星仰角が算出されるものであり、位相差閾値設定部１８は、位相差閾値テーブルに含まれる複数個の位相差閾値のうちの衛星仰角及び信号対雑音比観測値に対応する１個以上の位相差閾値を選択して、当該選択された１個以上の位相差閾値に基づき位相差閾値を設定する。これにより、衛星仰角及び信号対雑音比観測値に応じて位相差閾値を適切な値に設定することができる。
　また、アンテナ姿勢推定部１６は、基線ベクトル推定値を算出するとき、アンテナ２ａの移動方向及び複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂの設置位置の幾何学的関係をアンテナ２ａに係る速度ベクトルと複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂに係る基線ベクトルとの拘束条件に用いる。これにより、より正確な基線ベクトル推定値を算出することができる。
実施の形態３．
　図１６は、実施の形態３に係る衛星信号受信装置の要部を示すブロック図である。図１６を参照して、実施の形態３に係る衛星信号受信装置について説明する。なお、図１６において、図９に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
　図１６に示す如く、衛星信号判定装置１００ｂは、受信タイミング補正部１９を有している。受信タイミング補正部１９は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ及び観測データを取得するものである。受信タイミング補正部１９は、当該取得された航法メッセージ及び当該取得された観測データを用いて、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの各々におけるクロック誤差を算出するものである。受信タイミング補正部１９は、当該算出されたクロック誤差を用いて、当該取得された観測データに含まれる搬送波位相観測値を補正するものである。受信タイミング補正部１９は、補正後の搬送波位相観測値を出力するものである。
　以下、受信タイミング補正部１９により実行される処理を総称して「受信タイミング補正処理」ということがある。かかる受信タイミング補正処理の詳細については、図１８のフローチャートを参照して後述する。
　位相差残差算出部１７は、受信タイミング補正部１９により出力された補正後の搬送波位相観測値を取得するようになっている。位相差残差算出部１７は、位相差残差を算出するとき、衛星信号処理部１１ａにより出力された観測データに含まれる搬送波位相観測値に代えて、受信タイミング補正部１９により出力された補正後の搬送波位相観測値を用いるようになっている。
　衛星信号処理部１１ａ、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４、判定部１５ａ、アンテナ姿勢推定部１６、位相差残差算出部１７、位相差閾値設定部１８及び受信タイミング補正部１９により、衛星信号判定装置１００ｂの要部が構成されている。衛星信号判定装置１００ｂは、例えば、移動体１に設けられている。アンテナ２ａ及び衛星信号判定装置１００ｂにより、衛星信号受信装置２００ｂの要部が構成されている。
　衛星信号判定装置１００ｂの要部のハードウェア構成は、実施の形態１にて図２を参照して説明したものと同様である。このため、図示及び説明を省略する。すなわち、衛星信号処理部１１ａ、アンテナ方向推定部１２、ドップラ残差算出部１３、ドップラ閾値設定部１４、判定部１５ａ、アンテナ姿勢推定部１６、位相差残差算出部１７、位相差閾値設定部１８及び受信タイミング補正部１９の各々の機能は、プロセッサ２１及びメモリ２２により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路２３により実現されるものであっても良い。
　次に、図１７のフローチャートを参照して、衛星信号受信装置２００ｂの動作について、衛星信号判定装置１００ａの動作を中心に説明する。なお、図１７において、図１０に示すステップと同様のステップには同一符号を付している。
　まず、衛星信号処理部１１ａが衛星信号処理を実行する（ステップＳＴ１ａ）。
　次いで、アンテナ方向推定部１２がアンテナ方向推定処理を実行する（ステップＳＴ２）。次いで、ドップラ残差算出部１３がドップラ残差算出処理を実行する（ステップＳＴ３）。次いで、ドップラ閾値設定部１４がドップラ閾値設定処理を実行する（ステップＳＴ４）。
　また、受信タイミング補正部１９が受信タイミング補正処理を実行する（ステップＳＴ９）。次いで、アンテナ姿勢推定部１６がアンテナ姿勢推定処理を実行する（ステップＳＴ６）。次いで、位相差残差算出部１７が位相差残差算出処理を実行する（ステップＳＴ７）。次いで、位相差閾値設定部１８が位相差閾値設定処理を実行する（ステップＳＴ８）。
　次いで、判定部１５ａが判定処理を実行する（ステップＳＴ５ａ）。
　次に、図１８のフローチャートを参照して、受信タイミング補正部１９による受信タイミング補正処理の詳細について説明する。
　まず、受信タイミング補正部１９は、衛星信号処理部１１ａにより出力された航法メッセージ及び観測データを取得する（ステップＳＴ９１）。
　次いで、受信タイミング補正部１９は、当該取得された航法メッセージ及び観測データを用いて、衛星信号処理部１１＿Ａにおけるクロック誤差Δｔ１を算出するとともに、衛星信号処理部１１＿Ｂにおけるクロック誤差Δｔ２を算出する（ステップＳＴ９２）。
　すなわち、衛星信号判定装置１００ｂにおいて、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの各々における内部時刻は既知である。そこで、受信タイミング補正部１９は、当該取得された航法メッセージ及び観測データを用いた測位処理を実行することにより、測位時刻を算出する。受信タイミング補正部１９により実行される測位処理は、例えば、単独測位、ＲＴＫ測位又はＰＰＰ測位によるものである。そして、受信タイミング補正部１９は、衛星信号処理部１１＿Ａにおける内部時刻と当該算出された測位時刻との差分をとることにより、クロック誤差Δｔ１を算出する。また、受信タイミング補正部１９は、衛星信号処理部１１＿Ｂにおける内部時刻と当該算出された測位時刻との差分をとることにより、クロック誤差Δｔ２を算出する。
　次いで、受信タイミング補正部１９は、当該算出されたクロック誤差Δｔ１，Δｔ２及び上記取得された観測データに含まれるドップラ周波数観測値を用いて、上記取得された観測データに含まれる搬送波位相観測値を補正する（ステップＳＴ９３）。
　すなわち、あるエポック時刻ｔにおいて、衛星信号処理部１１＿Ａにより検出された搬送波位相観測値がφ１であり、かつ、衛星信号処理部１１＿Ａにより検出されたドップラ周波数観測値がｆ１であるものとする。この場合、受信タイミング補正部１９は、以下の式（３０）により搬送波位相観測値φ１を補正する。ここで、φ１＿ｒｅｖは、φ１に対する補正後の搬送波位相観測値を示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
　また、このエポック時刻ｔにおいて、衛星信号処理部１１＿Ｂにより検出された搬送波位相観測値がφ２であり、かつ、衛星信号処理部１１＿Ｂにより検出されたドップラ周波数観測値がｆ２であるものとする。この場合、受信タイミング補正部１９は、以下の式（３１）により搬送波位相観測値φ２を補正する。ここで、φ２＿ｒｅｖは、φ２に対する補正後の搬送波位相観測値を示している。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
　次いで、受信タイミング補正部１９は、補正後の搬送波位相観測値φ１，φ２を出力する（ステップＳＴ９４）。
　上記式（３０）及び上記式（３１）に示す如く、受信タイミング補正部１９による搬送波位相観測値φ１，φ２の補正は、線形補間によるものである。かかる補間により、観測データに含まれる搬送波位相観測値φ１，φ２に対応する時刻がずれている場合であっても、位相差残差の算出に用いられる搬送波位相観測値φ１＿ｒｅｖ，φ２＿ｒｅｖに対応する時刻を揃えることができる。このため、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの内部クロックが互いに非同期である場合であっても、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを正確に判定することができる。
　なお、受信タイミング補正処理における補間は、上記の具体例に限定されるものではない。例えば、受信タイミング補正部１９は、複数のエポック時刻ｔにおける搬送波位相観測値φ１，φ２を用いて、二次以上の線形補間を実行するものであっても良い。また、例えば、同一のエポック時刻ｔに検出された搬送波位相観測値φ１，φ２が存在しない場合、受信タイミング補正部１９は、あるエポック時刻ｔ１に検出された搬送波位相観測値φ１と、このエポック時刻ｔ１に最も近い時刻ｔ２に検出された搬送波位相観測値φ２とを用いて、クロック誤差はもちろんのこと、エポック時刻ｔ１，ｔ２間の時刻差を考慮した補間を実行するものであっても良い。
　そのほか、衛星信号受信装置２００ｂは、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。また、衛星信号受信装置２００ｂは、実施の形態２にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
　以上のように、実施の形態３に係る衛星信号受信装置２００ｂにおいて、衛星信号処理部１１ａは、複数個のアンテナ２＿Ａ，２＿Ｂに対応する複数個の衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂにより構成されており、衛星信号受信装置２００ｂは、複数個の衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの各々におけるクロック誤差を算出して、クロック誤差及びドップラ周波数観測値を用いて搬送波位相観測値の補正をする受信タイミング補正部１９を備える。これにより、衛星信号処理部１１＿Ａ，１１＿Ｂの内部クロックが互いに非同期である場合であっても、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮの各々が直達波信号であるか否かを正確に判定することができる。
実施の形態４．
　図１９は、実施の形態４に係る位置測定装置の要部を示すブロック図である。図１９を参照して、実施の形態４に係る位置測定装置について説明する。
　図１９に示す如く、位置測定装置３００は、アンテナ２及び衛星信号判定装置１００を有している。すなわち、位置測定装置３００は、衛星信号受信装置２００を有している。衛星信号受信装置２００は、実施の形態１にて説明したものと同様である。このため、衛星信号受信装置２００についての詳細な説明は省略する。
　以下、衛星信号判定装置１００により実行される処理を総称して「衛星信号判定処理」ということがある。衛星信号判定処理に含まれる個々の処理は、実施の形態１にて説明したものと同様である。このため、これらの処理についての詳細な説明は省略する。
　位置測定部３１は、衛星信号判定装置１００の衛星信号処理部１１により出力された航法メッセージ及び観測データを取得するものである。位置測定部３１は、当該取得された航法メッセージ及び観測データを用いて、移動体１の位置を測定する処理（以下「位置測定処理」という。）を実行するものである。
　ここで、位置測定部３１は、衛星信号判定装置１００の判定部１５により出力された識別信号を取得するようになっている。位置測定部３１は、当該取得された識別信号を用いて、上記取得された航法メッセージ及び観測データのうちの直達波受信衛星に係る航法メッセージ及び観測データを位置測定処理に用いるようになっている。また、位置測定部３１は、上記取得された航法メッセージ及び観測データのうちの非直達波受信衛星に係る航法メッセージ及び観測データを位置測定処理から除外するようになっている。
　すなわち、判定部１５による判定結果に基づき、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮのうちの直達波信号が位置測定処理に用いられるようになっている。また、衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮのうちの非直達波信号が位置測定処理から除外されるようになっている。このように、非直達波信号を位置測定処理から除外することにより、位置測定処理における測定誤差の発生を抑制することができる。換言すれば、直達波信号のみを位置測定処理に用いることにより、位置測定処理における測定精度の向上を図ることができる。
　衛星信号受信装置２００及び位置測定部３１により、位置測定装置３００の要部が構成されている。
　次に、図２０を参照して、位置測定装置３００の要部のハードウェア構成について説明する。
　図２０Ａに示す如く、位置測定装置３００は、アンテナ２、プロセッサ４１及びメモリ４２を有している。メモリ４２には、衛星信号判定装置１００及び位置測定部３１の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。かかるプログラムをプロセッサ４１が読み出して実行することにより、衛星信号判定装置１００及び位置測定部３１の機能が実現される。
　または、図２０Ｂに示す如く、位置測定装置３００は、アンテナ２及び処理回路４３を有している。この場合、衛星信号判定装置１００及び位置測定部３１の機能は、専用の処理回路４３により実現される。
　または、位置測定装置３００は、アンテナ２、プロセッサ４１、メモリ４２及び処理回路４３を有している（不図示）。この場合、衛星信号判定装置１００及び位置測定部３１の機能のうちの一部の機能がプロセッサ４１及びメモリ４２により実現されるとともに、残余の機能が専用の処理回路４３により実現される。
　プロセッサ４１は、１個又は複数個のプロセッサにより構成されている。個々のプロセッサは、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰを用いたものである。
　メモリ４２は、１個又は複数個の不揮発性メモリにより構成されている。または、メモリ４２は、１個又は複数個の不揮発性メモリ及び１個又は複数個の揮発性メモリにより構成されている。すなわち、メモリ４２は、１個又は複数個のメモリにより構成されている。個々のメモリは、例えば、半導体メモリ又は磁気ディスクを用いたものである。より具体的には、個々の揮発性メモリは、例えば、ＲＡＭを用いたものである。また、個々の不揮発性メモリは、例えば、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ソリッドステートドライブ又はハードディスクドライブを用いたものである。
　処理回路４３は、１個又は複数個のデジタル回路により構成されている。または、処理回路４３は、１個又は複数個のデジタル回路及び１個又は複数個のアナログ回路により構成されている。すなわち、処理回路４３は、１個又は複数個の処理回路により構成されている。個々の処理回路は、例えば、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＳｏＣ又はシステムＬＳＩを用いたものである。
　次に、図２１のフローチャートを参照して、位置測定装置３００の動作について、衛星信号判定装置１００及び位置測定部３１の動作を中心に説明する。
　まず、衛星信号判定装置１００が衛星信号判定処理を実行する（ステップＳＴ１０１）。次いで、位置測定部３１が位置測定処理を実行する（ステップＳＴ１０２）。
　次に、図２２を参照して、位置測定装置３００の変形例について説明する。
　図２２に示す如く、位置測定装置３００は、衛星信号受信装置２００に代えて衛星信号受信装置２００ａを有するものであっても良い。衛星信号受信装置２００ａは、実施の形態２にて説明したものと同様である。このため、衛星信号受信装置２００ａについての詳細な説明は省略する。
　次に、図２３を参照して、位置測定装置３００の他の変形例について説明する。
　図２３に示す如く、位置測定装置３００は、衛星信号受信装置２００に代えて衛星信号受信装置２００ｂを有するものであっても良い。衛星信号受信装置２００ｂは、実施の形態３にて説明したものと同様である。このため、衛星信号受信装置２００ｂについての詳細な説明は省略する。
　次に、位置測定装置３００の他の変形例について説明する。
　実施の形態１にて説明したとおり、判定部１５は、アンテナ２がオープンスカイ環境に設置されているか否かを判定するものであっても良い。また、実施の形態２にて説明したとおり、判定部１５ａは、アンテナ２ａがオープンスカイ環境に設置されているか否かを判定するものであっても良い。
　この場合、位置測定部３１は、判定部１５（又は判定部１５ａ）により出力された判定結果信号を取得する。位置測定部３１は、当該取得された判定結果信号を用いて、アンテナ２（又はアンテナ２ａ）がオープンスカイ環境に設置されているとき、位置測定処理を実行する。他方、アンテナ２（又はアンテナ２ａ）が非オープンスカイ環境に設置されているとき、位置測定部３１は、位置測定処理の実行をキャンセルする。これにより、上記の例と同様に、直達波信号を位置測定処理に用いることができ、かつ、非直達波信号を位置測定処理から除外することができる。
　そのほか、位置測定装置３００における衛星信号受信装置２００は、実施の形態１にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。また、位置測定装置３００における衛星信号受信装置２００ａは、実施の形態１，２にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。また、位置測定装置３００における衛星信号受信装置２００ｂは、実施の形態１～３にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
　以上のように、実施の形態４に係る位置測定装置３００は、衛星信号受信装置２００、衛星信号受信装置２００ａ又は衛星信号受信装置２００ｂと、判定部１５又は判定部１５ａによる判定結果に基づき、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮのうちの直達波信号を用いて位置測定処理を実行する位置測定部３１と、を備え、判定部１５又は判定部１５ａによる判定結果に基づき、複数個の衛星信号ＳＳ１～ＳＳＮのうちの非直達波信号が位置測定処理から除外されるものである。これにより、移動体１の位置を精度良く測定することができる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　本発明の衛星信号受信装置及び位置測定装置は、例えば、車両、船舶、航空機又は携帯情報端末の位置の測定に用いることができる。
　１　移動体、２　アンテナ、２＿Ａ　アンテナ、２＿Ｂ　アンテナ、２ａ　アンテナ、１１　衛星信号処理部、１１＿Ａ　衛星信号処理部、１１＿Ｂ　衛星信号処理部、１１ａ　衛星信号処理部、１２　アンテナ方向推定部、１３　ドップラ残差算出部、１４　ドップラ閾値設定部、１５　判定部、１５ａ　判定部、１６　アンテナ姿勢推定部、１７　位相差残差算出部、１８　位相差閾値設定部、１９　受信タイミング補正部、２１　プロセッサ、２２　メモリ、２３　処理回路、３１　位置測定部、４１　プロセッサ、４２　メモリ、４３　処理回路、１００　衛星信号判定装置、１００ａ　衛星信号判定装置、１００ｂ　衛星信号判定装置、２００　衛星信号受信装置、２００ａ　衛星信号受信装置、２００ｂ　衛星信号受信装置、３００　位置測定装置。

Claims (18)

  1. 　複数個の測位衛星によりそれぞれ送信された複数個の衛星信号を受信するアンテナと、
    　前記アンテナに係るアンテナ速度ベクトル推定値を算出するアンテナ方向推定部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記アンテナ速度ベクトル推定値を用いてドップラ周波数理論値を算出して、前記ドップラ周波数理論値とドップラ周波数観測値との差分を示すドップラ残差を算出するドップラ残差算出部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記ドップラ残差に対する比較用のドップラ閾値を設定するドップラ閾値設定部と、
    　前記ドップラ残差を前記ドップラ閾値と比較することにより、前記複数個の衛星信号の各々が直達波信号であるか否かを判定する判定部と、
    　を備える衛星信号受信装置。
  2. 　前記アンテナは、複数個のアンテナにより構成されており、
    　前記複数個のアンテナに係る基線ベクトル推定値を算出するアンテナ姿勢推定部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記基線ベクトル推定値を用いてアンテナ間位相差理論値を算出して、前記アンテナ間位相差理論値とアンテナ間位相差観測値との差分を示す位相差残差を算出する位相差残差算出部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記位相差残差に対する比較用の位相差閾値を設定する位相差閾値設定部と、を備え、
    　前記判定部は、前記ドップラ残差を前記ドップラ閾値と比較するとともに前記位相差残差を前記位相差閾値と比較することにより、前記複数個の衛星信号の各々が直達波信号であるか否かを判定する
    　ことを特徴とする請求項１記載の衛星信号受信装置。
  3. 　前記アンテナは、複数個のアンテナにより構成されており、
    　前記複数個のアンテナに係る基線ベクトル推定値を算出するアンテナ姿勢推定部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記基線ベクトル推定値を用いて二重位相差理論値を算出して、前記二重位相差理論値と二重位相差観測値との差分を示す位相差残差を算出する位相差残差算出部と、
    　前記複数個の衛星信号の各々について、前記位相差残差に対する比較用の位相差閾値を設定する位相差閾値設定部と、を備え、
    　前記判定部は、前記ドップラ残差を前記ドップラ閾値と比較するとともに前記位相差残差を前記位相差閾値と比較することにより、前記複数個の衛星信号の各々が直達波信号であるか否かを判定する
    　ことを特徴とする請求項１記載の衛星信号受信装置。
  4. 　前記複数個の衛星信号を用いて、前記複数個の測位衛星に係る衛星配置、前記ドップラ周波数観測値、前記複数個の衛星信号の各々に係る信号対雑音比観測値、及び前記アンテナに係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部を備え、
    　前記アンテナ方向推定部は、前記衛星配置、前記ドップラ周波数観測値及び前記アンテナ位置を用いて前記アンテナ速度ベクトル推定値を算出する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の衛星信号受信装置。
  5. 　前記衛星配置に基づき前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星位置ベクトル及び前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星速度ベクトルが検出されるものであり、かつ、前記アンテナ位置に基づき前記アンテナに係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、
    　前記ドップラ残差算出部は、前記衛星位置ベクトル、前記衛星速度ベクトル、前記アンテナ位置ベクトル及び前記アンテナ速度ベクトル推定値を用いて前記ドップラ周波数理論値を算出する
    　ことを特徴とする請求項４記載の衛星信号受信装置。
  6. 　前記アンテナ方向推定部は、最小二乗法又はカルマンフィルタにより前記アンテナ速度ベクトル推定値を算出することを特徴とする請求項４記載の衛星信号受信装置。
  7. 　前記アンテナ方向推定部は、ＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法により前記アンテナ速度ベクトル推定値を算出することを特徴とする請求項４記載の衛星信号受信装置。
  8. 　前記衛星配置を用いて前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星仰角が算出されるものであり、
    　前記ドップラ閾値設定部は、ドップラ閾値テーブルに含まれる複数個のドップラ閾値のうちの前記衛星仰角及び前記信号対雑音比観測値に対応する１個以上のドップラ閾値を選択して、当該選択された１個以上のドップラ閾値に基づき前記ドップラ閾値を設定する
    　ことを特徴とする請求項４記載の衛星信号受信装置。
  9. 　前記複数個の衛星信号を用いて、前記複数個の測位衛星に係る衛星配置、前記複数個の衛星信号の各々に係る搬送波位相観測値、前記ドップラ周波数観測値、前記複数個の衛星信号の各々に係る信号対雑音比観測値、及び前記アンテナに係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部を備え、
    　前記搬送波位相観測値を用いて前記アンテナ間位相差観測値が算出されるものであり、
    　前記アンテナ姿勢推定部は、前記衛星配置及び前記アンテナ間位相差観測値を用いて前記基線ベクトル推定値を算出する
    　ことを特徴とする請求項２記載の衛星信号受信装置。
  10. 　前記衛星配置に基づき前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星位置ベクトルが検出されるものであり、かつ、前記アンテナ位置に基づき前記アンテナに係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、
    　前記位相差残差算出部は、前記衛星位置ベクトル、前記アンテナ位置ベクトル及び前記基線ベクトル推定値を用いて前記アンテナ間位相差理論値を算出する
    　ことを特徴とする請求項９記載の衛星信号受信装置。
  11. 　前記複数個の衛星信号を用いて、前記複数個の測位衛星に係る衛星配置、前記複数個の衛星信号の各々に係る搬送波位相観測値、前記ドップラ周波数観測値、前記複数個の衛星信号の各々に係る信号対雑音比観測値、及び前記アンテナに係るアンテナ位置を検出する衛星信号処理部を備え、
    　前記搬送波位相観測値を用いて前記二重位相差観測値が算出されるものであり、
    　前記アンテナ姿勢推定部は、前記衛星配置及び前記二重位相差観測値を用いて前記基線ベクトル推定値を算出する
    　ことを特徴とする請求項３記載の衛星信号受信装置。
  12. 　前記衛星配置に基づき前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星位置ベクトルが検出されるものであり、かつ、前記アンテナ位置に基づき前記アンテナに係るアンテナ位置ベクトルが検出されるものであり、
    　前記位相差残差算出部は、前記衛星位置ベクトル、前記アンテナ位置ベクトル及び前記基線ベクトル推定値を用いて前記二重位相差理論値を算出する
    　ことを特徴とする請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  13. 　前記アンテナ姿勢推定部は、最小二乗法又はカルマンフィルタにより前記基線ベクトル推定値を算出することを特徴とする請求項９又は請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  14. 　前記アンテナ姿勢推定部は、ＲＡＮＳＡＣ法、最小メジアン法又はＭ推定法により前記基線ベクトル推定値を算出することを特徴とする請求項９又は請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  15. 　前記衛星配置を用いて前記複数個の測位衛星の各々に係る衛星仰角が算出されるものであり、
    　前記位相差閾値設定部は、位相差閾値テーブルに含まれる複数個の位相差閾値のうちの前記衛星仰角及び前記信号対雑音比観測値に対応する１個以上の位相差閾値を選択して、当該選択された１個以上の位相差閾値に基づき前記位相差閾値を設定する
    　ことを特徴とする請求項９又は請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  16. 　前記アンテナ姿勢推定部は、前記基線ベクトル推定値を算出するとき、前記アンテナの移動方向及び前記複数個のアンテナの設置位置の幾何学的関係を前記アンテナに係る速度ベクトルと前記複数個のアンテナに係る基線ベクトルとの拘束条件に用いることを特徴とする請求項９又は請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  17. 　前記衛星信号処理部は、前記複数個のアンテナに対応する複数個の衛星信号処理部により構成されており、
    　前記複数個の衛星信号処理部の各々におけるクロック誤差を算出して、前記クロック誤差及び前記ドップラ周波数観測値を用いて前記搬送波位相観測値の補正をする受信タイミング補正部を備える
    　ことを特徴とする請求項９又は請求項１１記載の衛星信号受信装置。
  18. 　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の衛星信号受信装置と、
    　前記判定部による判定結果に基づき、前記複数個の衛星信号のうちの直達波信号を用いて位置測定処理を実行する位置測定部と、を備え、
    　前記判定部による判定結果に基づき、前記複数個の衛星信号のうちの非直達波信号が前記位置測定処理から除外されるものである
    　ことを特徴とする位置測定装置。
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