WO2024009366A1 - 位置情報演算装置、位置情報演算方法、及びプログラム - Google Patents

位置情報演算装置、位置情報演算方法、及びプログラム Download PDF

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reference station
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location information
positioning
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PCT/JP2022/026629
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French (fr)
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孝太郎 小野
和宏 徳永
健 桑原
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/43—Determining position using carrier phase measurements, e.g. kinematic positioning; using long or short baseline interferometry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00—Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001—Planning or execution of driving tasks

Definitions

  • the present invention relates to technology for acquiring location information. .
  • GNSS Global Navigation Satellite Systems
  • RTK Real Time Kinematic positioning
  • GNSS positioning is widely used alone or in combination with a dead reckoning method.
  • RTK positioning is a method of performing positioning calculations using observed data (raw data) at a reference station and observed data at an unknown point (positioning target) in real time.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a technique for realizing highly accurate positioning while avoiding a decrease in positioning accuracy in RTK positioning.
  • a location information calculation device that calculates location information of a positioning target using observation data of a reference station, an acquisition unit that acquires reference station information and position information of the positioning target from a database; Based on the reference station information and the position information, a reference station having the shortest baseline length with the positioning target is selected, and position information of the positioning target is calculated using a positioning calculation method according to the base line length.
  • a location information calculation device is provided, including a location information calculation unit.
  • a technology for realizing highly accurate positioning while avoiding a decrease in positioning accuracy in RTK positioning.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the system.
  • 1 is a configuration diagram of a position information calculation device 100.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining an operation sequence.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of using NW state information for positioning calculations.
  • 3 is a flowchart showing the operation of the position information calculation section 140.
  • 1 is a diagram illustrating an example of an unmanned transportation system based on location information.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration. It is a diagram showing an example of the hardware configuration of the device.
  • A/B means “A or B”. However, “A/B” does not mean “only one of A and B,” but “both A and B” is also included in the meaning of "A/B.”
  • one-frequency RTK and two-frequency RTK are used, but RTK using signals of three or more frequencies, such as three-frequency RTK, may also be used.
  • each database described below stores constantly updated information such as NW status (transmission delay, etc.), reference station information, position information of a terminal (positioning target), etc., obtained in real time.
  • Dual frequency RTK In contrast to single-frequency RTK, which uses only L1 signals, dual-frequency RTK, which also uses L2 signals, can correct ionospheric delay due to the difference in frequency between L1 and L2 signals, reducing initialization time and improving positioning when the baseline length is long. Accuracy can be improved.
  • the base station is a reference station
  • the reference station used for RTK positioning is not necessarily the nearest reference station (eg, the reference station with the shortest baseline length).
  • the errors associated with calculations such as ionospheric delay, tropospheric delay, and satellite orbit error, increase depending on the distance (baseline length) between the reference station and the mobile terminal. Therefore, as the baseline length increases, positioning accuracy decreases.
  • the conventional technology does not support timely switching between two-frequency and one-frequency RTK depending on the baseline length.
  • TTFF initialization time
  • RTK positioning is based on the premise that the errors regarding the GNSS signals received by the reference station and the mobile terminal are the same at the same time. Ionospheric delay, tropospheric delay, satellite orbit error, etc. involved in calculations vary depending on the distance (baseline length) between the reference station and the mobile terminal. That is, as the baseline length increases, positioning accuracy decreases.
  • the position information calculation device 100 described below performs the operations (1) to (4) below to solve the problem and improve the accuracy of RTK positioning calculations.
  • the GNSS signals received at each reference station are stored in the reference station database via the NW, and the NW information is stored in the NW information database.
  • the location information calculation device 100 selects the reference station with the shortest baseline length with the mobile terminal during RTK positioning calculation based on the updated database (reference station, location information).
  • the location information calculation device 100 selects one-frequency RTK or two-frequency RTK according to the baseline length of the selection reference station.
  • the location information calculation device 100 collects NW conditions that may affect accuracy in positioning calculations.
  • the location information calculation device 100 roughly estimates the initial location required for highly accurate RTK positioning of the mobile terminal based on the NW information.
  • the accuracy of RTK positioning calculations is improved by switching between 1-frequency RTK and 2-frequency RTK, selecting the reference station with the shortest baseline length, and utilizing NW information such as transmission delay information.
  • NW information such as transmission delay information.
  • the above operation allows switching between 1-frequency and 2-frequency RTK according to the terminal environment, and has the effect of realizing ultra-high precision and higher real-time performance.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in this embodiment.
  • a location information calculation device 100 a location information database 10
  • a reference station database 20 a reference station database 20
  • a NW information database 30 are provided on a NW (network) 300.
  • NW network 300
  • mobile terminal 400 and reference stations 200 A to D).
  • any or all of the location information database 10, the reference station database 20, and the NW information database 30 may be a database (storage unit) within the location information calculation device 100.
  • FIG. 1 shows an image in which positioning calculations are performed on the NW side, the functions of the position information calculation device 100 may be provided on the terminal side (GNSS receiver side).
  • GNSS signals (raw data) received by each reference station 200 are stored in the reference station database 20 via the NW 300. Further, the NW information is stored in the NW information database 30.
  • the reference station database 20 stores a reference station identification ID, time, position information, coordinate range, and GNSS signal for each reference station.
  • the "coordinate range” is the range of positions where the reference station is the closest reference station.
  • the NW information includes NW quality such as NW route, radio wave strength, equipment deployment, bandwidth/delay time, etc. for the terminal.
  • ⁇ S1> First, in S1, the terminal 400 connects to the NW 300.
  • a terminal identification ID (EID) is assigned to the terminal 400, and the terminal 400 starts transmitting the GNSS signal and the EID that it has received to the location information calculation device 100 via the NW 300.
  • the location information calculation device 100 estimates the location (initial location) of the terminal 400 at a certain time based on the NW information. This estimation can be performed using, for example, a 3GPP standard specification TDOA (Time Difference of Arrival)-based terminal position estimation technique.
  • the NW information when using this terminal position estimation technique is, for example, signal propagation time between the terminal 400 and a plurality of base stations.
  • the position information calculation device 100 stores the initial position estimated in S2 in the position information database 10. Note that when position information cannot be calculated based on GNSS signals, the position information is supplemented using NW information.
  • the location information calculation device 100 selects a reference station to be used for RTK positioning and a positioning calculation method (two-frequency/ 1 frequency).
  • the location information calculation device 100 calculates the transmission delay to be considered (of the GNSS signal) based on either or both of the NW information between itself and the terminal 400 and the NW information between itself and the reference station. (delays involved in transmission).
  • the location information calculation device 100 calculates the location information of the terminal 400 based on S4 and S5 and stores it in the location information database 10. Thereafter, S4 to S6 are repeated.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the position information calculation device 100 in this embodiment. Transmission and reception of information between functional units will be described later using FIG. 3. Further, the location information calculation device 100 may be referred to as a location information performance system. The position information calculation device 100 may be implemented by one computer or by multiple computers.
  • the location information calculation device 100 includes a reference station information reception section 110, a NW monitoring section 120, a terminal information reception section 130, a location information calculation section 140, a calculation result transmission section 150, and a storage section 160.
  • the storage unit 160 corresponds to the location information database 10, reference station database 20, and NW information database 30 described above.
  • the storage unit 160 may be provided outside the position information calculation device 100.
  • the location information calculation unit 140 includes an acquisition unit 141 that acquires information from the storage unit 160.
  • the acquisition unit 141 may be located outside the position information calculation unit 140.
  • the reference station information receiving unit 110 receives the reference station identification ID and the GNSS signal (receive reference station) transmitted from the reference station 200.
  • the reference station information receiving section 110 stores (transmits) the reference station identification ID and the GNSS signal (reference station reception) in the storage section 160.
  • the NW monitoring unit 120 receives the terminal identification ID and NW information from the NW 300, and stores them in the storage unit 160 in S104.
  • the terminal information receiving unit 130 receives the terminal identification ID and the GNSS signal (terminal reception) from the terminal 400, and in S106 notifies the location information calculation unit 140 of these.
  • the location information calculation unit 140 references (obtains) the terminal identification ID, NW information, time, location information, reference station identification ID, coordinate range, and GNSS signal (reference station reception) from the storage unit 160.
  • the location information calculation unit 140 calculates the time and location information of the terminal 400 based on the information received from the terminal 400 and the information acquired from the storage unit 160.
  • the location information calculation unit 140 notifies the calculation result transmission unit 150 of the terminal identification ID, time, and location information.
  • the calculation result transmitting unit 150 stores the terminal identification ID, time, and location information in the storage unit 160, and transmits the information to the terminal, external system, etc. (S109, S110).
  • the time required for transmitting and receiving information between u and F regarding GNSS signals (terminal reception) (e.g. signal propagation time from u to F) is set as t1
  • the time required for transmitting and receiving information between s and F regarding GNSS signals (reference station reception) is set as t1.
  • the information transmission/reception time difference ⁇ t t 2 -t 1 .
  • ⁇ t obtained by monitoring the status of NW/server resources is notified to F and used for positioning calculations. In other words, a system that utilizes NW information will be realized.
  • the carrier phase observed value ⁇ is expressed as follows.
  • ⁇ Carrier phase (m) ⁇ : Geometric distance between satellite and receiver (m) c: Speed of light (m/s) dt: Receiver clock error (s) dT: Satellite clock error (s) I: Ionospheric delay amount (m) T: Tropospheric delay amount (m) ⁇ : Wavelength (m) N: Carrier phase bias (cycle) ⁇ : Noise (m)
  • the double phase difference of the carrier wave phase is expressed as follows.
  • Satellite clock correction (when t 2 >t 1 ) is calculated as follows.
  • the portion of ⁇ t is varied in real time.
  • the delayed result can be reflected in the positioning calculation function unit F.
  • the positioning calculation function unit F in FIG. 4 corresponds to the position information calculation unit 140 of the position information calculation device 100.
  • the positioning calculation function unit F may be a function on the terminal side or may be a function on the NW side.
  • the NW side functional unit 6 corresponds to, for example, the NW monitoring unit 120 of the location information calculation device 100.
  • the NW monitoring unit 120 calculates ⁇ t and notifies the position information calculation unit 140 of ⁇ t.
  • the NW monitoring unit 120 may calculate ⁇ t and store ⁇ t in the storage unit 160 (database), and the position information calculation unit 140 may read ⁇ t from the storage unit 160.
  • the position information calculation unit 140 executes calculations expressed by equations 1 and 2.
  • the NW monitoring unit 120 stores the transmission delays (t 1 and t 2 ) in the storage unit 160 (database), and the position information calculation unit 140 reads the transmission delays (t 1 and t 2 ) from the storage unit 160. By doing so, ⁇ t may be calculated, and position information may be calculated using the ⁇ t.
  • the location information calculation unit 140 receives a terminal identification ID and a GNSS signal (terminal reception) from the terminal information reception unit 130.
  • the location information calculation unit 140 refers to the time and location information of the terminal 400 stored in the storage unit 160 based on the terminal identification ID.
  • the location information calculation unit 140 checks whether the time and location information (GNSS base) of the terminal 400 is stored in the storage unit 160. If the determination result in S203 is Yes, the process advances to S204, and if the determination result is No, the process advances to S205.
  • the location information calculation unit 140 refers to the reference station identification ID and coordinate range stored in the storage unit 160, and calculates the time and location information based on the time and location information (GNSS base) of the terminal 400. Select the reference station identification ID to be used for (GNSS-based) calculations. In other words, a reference station is selected in which the terminal 400 is located within the coordinate range (range of positions where the reference station is the closest reference station) and which has the shortest baseline length with the terminal 400. From now on, the same applies when selecting the reference station identification ID. After S204, the process advances to S210.
  • the location information calculation unit 140 checks whether the time and location information (NW information base) of the terminal 400 is stored in the storage unit 160. If the determination result in S205 is Yes, the process advances to S209, and if the determination result is No, the process advances to S206.
  • the location information calculation unit 140 refers to the NW information stored in the storage unit 160 based on the terminal identification ID.
  • the location information calculation unit 140 calculates the time and location information (NW information base) of the terminal 400 based on the NW information.
  • the location information calculation unit 140 transmits the time and location information (NW information base) of the terminal 400 to the storage unit 160.
  • the location information calculation unit 140 refers to the reference station identification ID, time, location information, coordinate range, and GNSS signal stored in the storage unit 160, and calculates the information based on the time and location information (NW information base) of the terminal 400. Then, select the reference station identification ID to be used for calculating time and position information (GNSS base).
  • the location information calculation unit 140 determines whether the GNSS signal (terminal reception) received from the terminal information reception unit 130 is compatible with two-frequency RTK (both L1 and L2). If the determination result in S210 is Yes, the process advances to S211, and if the determination result is No, the process advances to S213.
  • the position information calculation unit 140 determines whether "L ⁇ L th ". If the determination result in S211 is Yes, the process advances to S212, and if the determination result is No, the process advances to S213.
  • L is the distance (baseline length) between the terminal 400 and the reference station 200
  • L th is a threshold value at which the precision of two-frequency RTK positioning is better than that of one-frequency RTK positioning.
  • the location information calculation unit 140 refers to the NW information stored in the storage unit 160 based on the terminal identification ID, and calculates the time and location information (GNSS base).
  • the location information calculation unit 140 refers to the NW information stored in the storage unit 160 based on the terminal identification ID, and calculates the time and location information (GNSS base).
  • the location information calculation unit 140 transmits the time and location information (GNSS base) of the terminal 400 to the storage unit 214, and also to the terminal, external system, etc.
  • the location information calculation device 100 that can appropriately calculate the location information of the terminal 400 in a situation where the nearest reference station and NW transmission delay change due to terminal movement can be applied to various fields.
  • an example of an unmanned transportation system based on highly accurate location information of a terminal through RTK positioning will be described with reference to FIG.
  • a location information calculation device 100 is provided as a cloud GNSS function.
  • an automatic driving control device 500 is provided that controls the terminal 400 (eg, stopping, decelerating) based on the position information of the terminal 400 (self-driving car, etc.).
  • the automatic driving control device 500 may be an independent device, a functional unit within the position information calculation device 100, or a functional unit within the terminal 400.
  • a reference station DB 20 and an information DB 15 are provided.
  • the information DB15 corresponds to the location information DB10 and the NW information DB30.
  • the location information calculation device 100 performs positioning calculations for the terminal 400 based on the GNSS signal reception results (Raw data) transmitted from the terminal 400 and the GNSS signal reception results (Raw data, reference station data) at the reference station 200, and performs calculations.
  • the resulting location information of the terminal 400 is stored in the information DB 15.
  • the automatic driving control device 500 performs automatic driving control on the terminal 400 by referring to the position information of the terminal 400 in the information DB 15.
  • the location information calculation device 100 described in this embodiment may be used in a location information distribution infrastructure as shown in FIG.
  • the advanced positioning infrastructure 1 in FIG. 7 may have the function of the location information calculation device 100
  • the controller 2 may have the function of the location information calculation device 100
  • both the advanced positioning infrastructure 1 and the controller 2 may have the functions of the location information calculation device 100.
  • the functions of the position information calculation device 100 may be realized by this.
  • FIG. 7 shows, as an example, an example in which video transmitted by a vehicle is controlled.
  • NW is an abbreviation for Network
  • EID is an abbreviation for Endpoint Identifier
  • CPE is an abbreviation for Customer Premises Equipment
  • NMEA is an abbreviation for NMEA0183
  • NMEA itself is an abbreviation for National Marine. Abbreviation for Electronics Association.
  • the above-described location information calculation device 100 can be realized, for example, by causing a computer to execute a program that describes the processing contents described in this embodiment.
  • This computer may be a physical computer or a virtual machine on the cloud.
  • the position information calculation device 100 can be realized by using hardware resources such as a CPU and memory built into a computer to execute a program corresponding to the processing performed by the device.
  • the above program can be recorded on a computer-readable recording medium (such as a portable memory) and can be stored or distributed. It is also possible to provide the above program through a network such as the Internet or e-mail.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the computer.
  • the computer in FIG. 8 includes a drive device 1000, an auxiliary storage device 1002, a memory device 1003, a CPU 1004, an interface device 1005, a display device 1006, an input device 1007, an output device 1008, etc., which are interconnected by a bus BS.
  • a program that realizes processing on the computer is provided, for example, on a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card.
  • a recording medium 1001 such as a CD-ROM or a memory card.
  • the program is installed from the recording medium 1001 to the auxiliary storage device 1002 via the drive device 1000.
  • the program does not necessarily need to be installed from the recording medium 1001, and may be downloaded from another computer via a network.
  • the auxiliary storage device 1002 stores installed programs as well as necessary files, data, and the like.
  • the memory device 1003 reads and stores the program from the auxiliary storage device 1002 when there is an instruction to start the program.
  • CPU 1004 implements functions related to control device 100 according to programs stored in memory device 1003.
  • the interface device 1005 is used as an interface for connecting to a network or the like.
  • a display device 1006 displays a GUI (Graphical User Interface) and the like based on a program.
  • the input device 1007 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, or the like, and is used to input various operation instructions.
  • An output device 1008 outputs the calculation result.
  • the location information calculation device 100 selects a reference station with the shortest baseline length between it and the terminal 400 that is the positioning target during RTK positioning calculation, based on a database (reference station, location information) that is updated each time. do.
  • a database reference station, location information
  • the location information calculation device 100 selects one-frequency RTK or two-frequency RTK depending on the baseline length of the selected reference station. This makes it possible to improve accuracy by taking into account ionospheric delay in response to changes in baseline length due to terminal movement.
  • the location information calculation device 100 collects and utilizes NW conditions that may affect accuracy in positioning calculations that involve transmission and reception of GNSS signal reception results via the NW. This makes it possible to reflect the ever-changing state of the NW connected to the mobile terminal/reference station in the positioning calculation, thereby improving accuracy.
  • the location information calculation device 100 roughly calculates the initial location required for highly accurate RTK positioning of the mobile terminal based on the NW information. This eliminates the need to estimate the initial position on the terminal side, and also eliminates the need to transmit the initial position estimate result from the terminal to the upper side via the NW. As a result, the terminal can be simplified.
  • the location information calculation device 100 when the location information calculation device 100 cannot calculate the location information based on GNSS, it can calculate the location information based on the NW information and perform complementation. This enables flexible operation that combines location information weighting and multi-stage failsafe.
  • a location information calculation device that calculates location information of a positioning target using observation data of a reference station, an acquisition unit that acquires reference station information and position information of the positioning target from a database; Based on the reference station information and the position information, a reference station having the shortest baseline length with the positioning target is selected, and position information of the positioning target is calculated using a positioning calculation method according to the base line length.
  • a location information calculation device comprising: a location information calculation section; (Additional note 2)
  • the positioning calculation method is one-frequency RTK or two-frequency RTK, and the position information calculation unit calculates the position information of the positioning target using the two-frequency RTK when the baseline length is greater than or equal to a threshold value.
  • the location information calculation device according to Supplementary Note 1, which calculates .
  • the position according to supplementary note 1 or 2 wherein the acquisition unit acquires transmission delay information of observation data from a database, and the position information calculation unit calculates the position information of the positioning target using the transmission delay information.
  • Information computing device is one-frequency RTK or two-frequency RTK, and the position information calculation unit calculates the position information of the positioning target using the two-frequency RTK when the baseline length is greater than or equal to a threshold value.
  • the acquisition unit acquires NW information from a database, and the position information calculation unit uses the NW information to calculate the initial position of the positioning target in the positioning calculation method.
  • the location information calculation device according to item 1.
  • the position information calculation device according to any one of Supplementary Notes 1 to 4, wherein the position information calculation unit calculates position information used to perform automatic driving control for the positioning target.
  • a location information calculation method executed by a location information calculation device that calculates location information of a positioning target using observation data of a reference station, an acquisition step of acquiring reference station information and position information of the positioning target from a database; Based on the reference station information and the position information, a reference station having the shortest baseline length with the positioning target is selected, and position information of the positioning target is calculated using a positioning calculation method according to the base line length.
  • a location information calculation method comprising a location information calculation step.
  • Location information database 20 Reference station database 30 NW information database 100 Location information calculation device 110 Reference station information reception unit 120 NW monitoring unit 130 Terminal information reception unit 140 Location information calculation unit 141 Acquisition unit 150 Calculation result transmission unit 160 Storage unit 200 Reference station 300 NW 400 Terminal 500 Automatic operation control device 1000 Drive device 1001 Recording medium 1002 Auxiliary storage device 1003 Memory device 1004 CPU 1005 Interface device 1006 Display device 1007 Input device 1008 Output device

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Abstract

基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置であって、データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得部と、前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算部とを備える。

Description

位置情報演算装置、位置情報演算方法、及びプログラム
　本発明は、位置情報を取得する技術に関連するものである。。
　近年、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems：全地球航法衛星システム）による測位はスマートフォンを含む幅広いアプリケーションに活用されている。
　ＧＮＳＳ測位の手法の１つであるＲＴＫ（Real Time Kinematic）測位は、単独で、又は、デッドレコニング手法との複合で広く使用されている。ＲＴＫ測位は、基準局における観測データ（ｒａｗデータ）と未知点（測位対象）における観測データをリアルタイムに用いて測位演算を行う手法である。
"ロボット農機や5G，IOWN関連技術による農機の圃場間自動走行と遠隔監視制御を実現", NTT技術ジャーナル, 2021.3、https://journal.ntt.co.jp/wp-content/uploads/2021/03/JN202103115.pdf
　しかし、従来のＲＴＫ測位では、基線長が長くなることや、１周波ＲＴＫと２周波ＲＴＫとの適時の切り替えができないことなどにより、測位精度が低下する場合があるという課題がある。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ＲＴＫ測位において、測位精度の低下を回避して、精度の高い測位を実現するための技術を提供することを目的とする。
　開示の技術によれば、基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置であって、
　データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得部と、
　前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算部と
　を備える位置情報演算装置が提供される。
　開示の技術によれば、ＲＴＫ測位において、測位精度の低下を回避して、精度の高い測位を実現するための技術が提供される。
システムの全体構成例を示す図である。 位置情報演算装置１００の構成図である。 動作シーケンスを説明するための図である。 ＮＷ状態の情報を測位演算に使用する場合の例を示す図である。 位置情報演算部１４０の動作を示すフローチャートである。 位置情報に基づく無人輸送システムの例を示す図である。 システム構成の例を示す図である。 装置のハードウェア構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。なお、以下の説明で用いる"／"は、「又は」を意味する。ただし、文脈から「又は」以外の意味であることが明らかである場合を除く。
　例えば「Ａ／Ｂ」は、「Ａ又はＢ」である。ただし、「Ａ／Ｂ」は、「ＡとＢのうちのどちらか１つのみ」を意味しているのではなく、「ＡとＢの両方」も「Ａ／Ｂ」の意味に含まれる。
　また、以下で説明する例では、１周波ＲＴＫと２周波ＲＴＫを用いているが、３周波ＲＴＫなど、３以上の周波数の信号を用いたＲＴＫが使用されてもよい。
　また、以下で説明する各データベースへ格納される情報は常時（例えば定期的に）更新されている。つまり、以下で説明する各データベースには、リアルタイムに得られたＮＷ状態（伝送遅延等）、基準局情報、端末（測位対象）の位置情報、等の情報が常に更新されて格納されている。
　なお、以下で説明する既存の測位演算方式自体は公知技術であるが、その特徴の説明や、分析、課題の説明などは公知技術ではない。
　（課題に関する説明）
　＜既存のＲＴＫ測位について＞
　まず、ＲＴＫ測位の仕組み（整数値バイアスの確定＝初期化を含む）と、測位精度の低下要因と、基準局と移動局との関係性（特に情報のやり取り、伝送路のところ）について説明する。
　（１）２周波ＲＴＫ
　Ｌ１信号のみを用いる１周波ＲＴＫに対してＬ２信号も用いる２周波ＲＴＫでは、Ｌ１信号とＬ２信号の周波数の違いにより電離層遅延を補正できるため、初期化時間の短縮および基線長が長い場合の測位精度の向上が可能となる。
　一方で、基線長が短い場合は電離層遅延に起因するバイアス誤差ではなくマルチパスなどに起因するランダム誤差が支配要因となるため、２周波ＲＴＫは１周波ＲＴＫと比較して精度が低下してしまう。
　（２）基準局切り替え
　移動端末が接続する基地局間のハンドオーバに併せて基準局を切り替えることで、移動端末最寄りの基準局のデータをＲＴＫ測位に用いる。これにより、初期化時間の短縮および測位精度の向上を可能としている。
　しかし、上記の切り替えでは、基地局＝基準局を前提としており、ＲＴＫ測位に用いる基準局が必ずしも最寄りの基準局（例：基線長が最短の基準局）であるとは限らない。演算に関わる電離層遅延、対流圏遅延、衛星軌道誤差などは基準局と移動端末間の距離（基線長）に依存して誤差が大きくなる。したがって、基線長が長くなると測位精度が低下する。しかしながら、従来技術は、基線長に応じた２周波／１周波ＲＴＫの適時切り替えには対応していない。
　（３）伝送遅延に基づく衛星時計バイアスの補正
　従来の測位演算の過程では、伝送遅延を固定量として考慮することで測位精度の向上を可能としている。しかし、従来技術は、ＮＷ環境が時々刻々と変化する移動端末には対応していない。
　＜課題、及び解決手段の概要＞
　従来技術では、端末が受信するＧＮＳＳ信号が一瞬でも途切れるとその都度初期化が走るため、単独測位やＲＴＫ　Ｆｌｏａｔに移行してしまうことで測位精度の低下が発生する。再度ＲＴＫ　Ｆｉｘに移行するまでの時間（＝初期化時間（ＴＴＦＦ））は、見通しが良い環境でも数十秒オーダ（環境により数分以上のオーダにもなり得る）になる。そのため、ＴＴＦＦを短縮することが必要である。
　また、ＲＴＫ測位では、基準局と移動端末が受信するＧＮＳＳ信号に関する誤差が同時刻では共通であることを前提にしている。演算に関わる電離層遅延、対流圏遅延、衛星軌道誤差などは基準局と移動端末間の距離（基線長）に依存して変化する。すなわち、基線長が長くなると測位精度が低下する。
　また、基線長が短い場合でも、移動端末および基準局が受信したＧＮＳＳ信号のＮＷを介した送受信が演算に関わる過程に含まれる場合、ＮＷ遅延により演算に関わる時間軸に誤差が生じるため、測位精度の低下を招く可能性がある。
　自動運転その他の応用のために、さらに超高精度でより高いリアルタイム性が必要とされている。
　本実施の形態では、後述する位置情報演算装置１００が下記の（１）～（４）の動作を行うことで、課題を解決し、ＲＴＫ測位演算の精度を向上させている。
　各基準局で受信したＧＮＳＳ信号はＮＷを介して基準局データベースに格納され、ＮＷ情報はＮＷ情報データベースに格納されているとする。
　（１）位置情報演算装置１００は、更新されるデータベース（基準局、位置情報）に基づいて移動端末との基線長が最も短い基準局をＲＴＫ測位演算時に選定する。
　（２）位置情報演算装置１００は、選定基準局の基線長に応じて１周波ＲＴＫ又は２周波ＲＴＫを選択する。
　（３）位置情報演算装置１００は、測位演算における精度に影響を与え得るＮＷ状態を収集する。
　（４）位置情報演算装置１００は、ＮＷ情報に基づいて移動端末の高精度なＲＴＫ測位に必要な初期位置を概算する。
　上記のように、１周波ＲＴＫ／２周波ＲＴＫの切り替え、基線長の最も短い基準局の選択、及び、伝送遅延情報などのＮＷ情報の活用、を行うことで、ＲＴＫ測位演算の精度を向上させている。なお、実施の形態ではこれら全部を使用しているが、発明としてはこれら全部を使用することは必須ではなく、これらのうちの少なくとも１つを使用することとしてもよい。
　上記の動作により、端末の環境に合わせて、１周波／２周波ＲＴＫの切換ができ、超高精度でより高いリアルタイム性を実現できるという効果がある。
　（実施の形態の概要）
　図１に、本実施の形態におけるシステムの概要構成を示す。図１に示すように、ＮＷ（ネットワーク）３００上に、位置情報演算装置１００、位置情報データベース１０、基準局データベース２０、ＮＷ情報データベース３０が備えられる。また、移動する端末４００、及び基準局２００（Ａ～Ｄ）が存在する。
　なお、位置情報データベース１０、基準局データベース２０、ＮＷ情報データベース３０のうちのいずれか又は全部は、位置情報演算装置１００内のデータベース（記憶部）であってもよい。また、図１では、ＮＷ側で測位演算を行うイメージを示しているが、位置情報演算装置１００の機能は、端末側（ＧＮＳＳレシーバ側）に備えられてもよい。
　図１の構成における、ＮＷ情報を活用した、測位対象である端末に対するＲＴＫ測位の最適化のための処理について説明する。
　＜Ｓ０＞
　各基準局２００で受信したＧＮＳＳ信号（ｒａｗデータ）はＮＷ３００を介して基準局データベース２０に格納されている。また、ＮＷ情報はＮＷ情報データベース３０に格納されている。
　基準局データベース２０には、基準局毎に、基準局識別ＩＤ、時刻、位置情報、座標範囲、ＧＮＳＳ信号が格納されている。ここで、「座標範囲」とは、当該基準局が最近接基準局になる位置の範囲である。
　ＮＷ情報データベース３０には、端末毎に、端末識別ＩＤ（＝ＥＩＤ）、ＮＷ情報が格納されている。ＮＷ情報は、端末についての、ＮＷ経路、電波強度、設備配備、帯域／遅延時間等のＮＷ品質等である。
　＜Ｓ１＞
　まず、Ｓ１において、端末４００がＮＷ３００に接続する。ここでは、端末４００に端末識別ＩＤ（ＥＩＤ）が付与され、端末４００は、自身が受信したＧＮＳＳ信号、及びＥＩＤを位置情報演算装置１００へＮＷ３００を介して送信することを開始する。
　＜Ｓ２＞
　Ｓ２において、位置情報演算装置１００が、ＮＷ情報に基づいて、ある時刻の端末４００の位置（初期位置）を推定する。この推定は、例えば、３ＧＰＰ標準仕様のＴＤＯＡ（Time Difference of Arrival）ベースの端末位置推定技術を用いて行うことができる。この端末位置推定技術を用いる場合のＮＷ情報は、例えば、端末４００と複数の基地局との間の信号伝搬時間である。
　＜Ｓ３＞
　Ｓ３において、位置情報演算装置１００は、Ｓ２で推定した初期位置を位置情報データベース１０に格納する。なお、ＧＮＳＳ信号ベースで位置情報が演算できないときはＮＷ情報ベースで位置情報を補完する。位置情報データベース１０には、端末毎に、端末識別ＩＤ（＝ＥＩＤ）、時刻、位置情報が格納される。
　＜Ｓ４＞
　Ｓ４において、位置情報演算装置１００は、各データベースに格納されている端末４００の時刻及び位置情報、及び、既知の基準局位置に基づいて、ＲＴＫ測位に使用する基準局と、測位演算方式（２周波／１周波）を決定する。
　＜Ｓ５＞
　Ｓ５において、位置情報演算装置１００は、自身と端末４００との間のＮＷ情報、及び、自身と基準局との間のＮＷ情報、のいずれか又は両方に基づいて、考慮する伝送遅延（ＧＮＳＳ信号の伝送に関わる遅延）を決定する。
　＜Ｓ６＞
　Ｓ６において、位置情報演算装置１００は、Ｓ４及びＳ５に基づいて、端末４００の位置情報を演算して位置情報データベース１０に格納する。以降、Ｓ４～Ｓ６が繰り返される。
　（詳細装置構成、処理シーケンス）
　図２に、本実施の形態における位置情報演算装置１００の構成例を示す。機能部間の情報の送受信については、図３を用いて後述する。また、位置情報演算装置１００を位置情報演システムと呼んでもよい。位置情報演算装置１００は、１つのコンピュータで実現してもよいし、複数のコンピュータで実現してもよい。
　図２に示すとおり、位置情報演算装置１００は、基準局情報受信部１１０、ＮＷ監視部１２０、端末情報受信部１３０、位置情報演算部１４０、演算結果送信部１５０、記憶部１６０を有する。記憶部１６０は、前述した位置情報データベース１０、基準局データベース２０、及びＮＷ情報データベース３０に相当する。記憶部１６０は、位置情報演算装置１００の外部に備えられてもよい。
　また、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０から情報を取得する取得部１４１を有する。取得部１４１は、位置情報演算部１４０の外部にあってもよい。
　図３を参照して、機能部間の情報送受信等を説明する。Ｓ１０１において、基準局情報受信部１１０は、基準局２００から送信された基準局識別ＩＤ及びＧＮＳＳ信号（基準局受信）を受信する。Ｓ１０２において、基準局情報受信部１１０は、当該基準局識別ＩＤ及びＧＮＳＳ信号（基準局受信）を記憶部１６０に格納（送信）する。
　Ｓ１０３において、ＮＷ監視部１２０は、ＮＷ３００から端末識別ＩＤ及びＮＷ情報を受信し、Ｓ１０４において、それらを記憶部１６０に格納する。Ｓ１０５において、端末情報受信部１３０は、端末４００から端末識別ＩＤ、及びＧＮＳＳ信号（端末受信）を受信し、Ｓ１０６において、これらを位置情報演算部１４０に通知する。
　Ｓ１０７において、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０から、端末識別ＩＤ、ＮＷ情報、時刻、位置情報、基準局識別ＩＤ、座標範囲、及びＧＮＳＳ信号（基準局受信）を参照（取得）する。
　位置情報演算部１４０は、端末４００から受信した情報と、記憶部１６０から取得した情報に基づいて、端末４００の時刻及び位置情報を算出する。
　位置情報演算部１４０は、Ｓ１０８において、端末識別ＩＤ、時刻、及び位置情報を演算結果送信部１５０に通知する。演算結果送信部１５０は、端末識別ＩＤ、時刻、位置情報を記憶部１６０に格納するとともに、端末や外部システムなどに送信する（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。
　（遅延時間算出と測位演算機能）
　次に、遅延時間算出と測位演算機能について説明する。図４に示すように、衛星ａ，ｂ、端末ｕ（測位対象である受信機）、基準局ｓがある状況を想定する。また、測位演算機能部Ｆ、ＮＷ側機能部６が存在する。なお、図４に示す、衛星ａ、ｂ、端末ｕ、基準局ｓを有する構成、及び、以下で数式を用いて説明している搬送波位相観測値Φ、搬送波位相の二重位相差の計算方法は、「https://www.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/kubo/isejima.pdf」に開示されている。
　ＧＮＳＳ信号（端末受信）に関するｕ－Ｆ間の情報送受信にかかる時間（例：ｕからＦへの信号伝搬時間）をｔ１とし、ＧＮＳＳ信号（基準局受信）に関するｓ－Ｆ間の情報送受信にかかる時間（例：ｓからＦへの信号伝搬時間）をｔ２とする。情報送受信時間差Δｔ＝ｔ２－ｔ１である。
　ＮＷ側機能部６において、ＮＷ／サーバリソースの状態監視で得られるΔｔをＦに通知して測位演算に活用する。つまり、ＮＷ情報を活用するシステムを実現する。
　搬送波位相観測値Φは下記のように表される。
　Φ＝ρ＋ｃ（ｄｔ－ｄＴ）－Ｉ＋Ｔ十λＮ＋ε
　各記号の意味は下記のとおりである。
　Φ：搬送波位相（ｍ）
　ρ：衛星と受信機間の幾何学距離（ｍ）
　ｃ：光速（ｍ／ｓ）
　ｄｔ：受信機時計誤差（ｓ）
　ｄＴ：衛星時計誤差（ｓ）
　Ｉ：電離層遅延量（ｍ）
　Ｔ：対流圏遅延量（ｍ）
　λ：波長（ｍ）
　Ｎ：搬送波位相バイアス（ｃｙｃｌｅ）
　ε：ノイズ（ｍ）
　搬送波位相の二重位相差は下記のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　衛星時計補正（ｔ２＞ｔ１の時）は、下記で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　本実施の形態では、Δｔの部分をリアルタイムに変動させていく。つまり、遅延した結果を測位演算機能部Ｆに反映させることができる。
　図４における測位演算機能部Ｆは、位置情報演算装置１００の位置情報演算部１４０に対応する。測位演算機能部Ｆは、端末側の機能であってもよいし、ＮＷ側機能であってもよい。また、ＮＷ側機能部６は、例えば、位置情報演算装置１００のＮＷ監視部１２０に対応する。
　つまり、ＮＷ監視部１２０は、Δｔを算出し、Δｔを位置情報演算部１４０へ通知する。ＮＷ監視部１２０は、Δｔを算出し、Δｔを記憶部１６０（データベース）に格納し、位置情報演算部１４０は記憶部１６０からΔｔを読み出してもよい。位置情報演算部１４０は、数１、数２で表される演算を実行する。
　また、ＮＷ監視部１２０は、伝送遅延（ｔ１とｔ２）を記憶部１６０（データベース）に格納し、位置情報演算部１４０が、伝送遅延（ｔ１とｔ２）を記憶部１６０から読み出すことでΔｔを計算し、当該Δｔを用いて位置情報の演算を行ってもよい。
　（位置情報演算部１４０の処理手順）
　次に、図５のフローチャートに基づき、位置情報演算部１４０の処理手順の例を説明する。Ｓ２０１において、位置情報演算部１４０は、端末情報受信部１３０から端末識別ＩＤとＧＮＳＳ信号（端末受信）を受信する。Ｓ２０２において、位置情報演算部１４０は、端末識別ＩＤに基づき、記憶部１６０に格納されている端末４００の時刻、位置情報を参照する。Ｓ２０３において、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０に、端末４００の時刻、位置情報（ＧＮＳＳベース）が格納されているか否かを確認する。Ｓ２０３の判断結果がＹｅｓであればＳ２０４に進み、ＮｏであればＳ２０５に進む。
　Ｓ２０４において、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０に格納されている基準局識別ＩＤ、及び座標範囲を参照し、端末４００の時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）に基づいて、時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）の演算に使用する基準局識別ＩＤを選定する。つまり、座標範囲（当該基準局が最近接基準局になる位置の範囲）に端末４００があり、かつ、端末４００との基線長が最も短い基準局を選定する。以降、基準局識別ＩＤを選定する場合は同様である。Ｓ２０４の後、Ｓ２１０に進む。
　Ｓ２０５において、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０に、端末４００の時刻、位置情報（ＮＷ情報ベース）が格納されているか否かを確認する。Ｓ２０５の判断結果がＹｅｓであればＳ２０９に進み、ＮｏであればＳ２０６に進む。
　Ｓ２０６において、位置情報演算部１４０は、端末識別ＩＤに基づき、記憶部１６０に格納されているＮＷ情報を参照する。
　Ｓ２０７において、位置情報演算部１４０は、ＮＷ情報に基づいて端末４００の時刻、及び位置情報（ＮＷ情報ベース）を演算する。
　Ｓ２０８において、位置情報演算部１４０は、端末４００の時刻、及び位置情報（ＮＷ情報ベース）を記憶部１６０に送信する。
　Ｓ２０９において、位置情報演算部１４０は、記憶部１６０に格納されている基準局識別ＩＤ、時刻、位置情報、座標範囲、ＧＮＳＳ信号を参照し、端末４００の時刻、位置情報（ＮＷ情報ベース）に基づいて、時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）の演算に使用する基準局識別ＩＤを選定する。
　Ｓ２１０において、位置情報演算部１４０は、端末情報受信部１３０から受信したＧＮＳＳ信号（端末受信）は、２周波ＲＴＫ対応（Ｌ１とＬ２の両方）か否かを判断する。Ｓ２１０の判断結果がＹｅｓであればＳ２１１に進み、ＮｏであればＳ２１３に進む。
　Ｓ２１１において、位置情報演算部１４０は、「Ｌ≧Ｌｔｈ」かどうかを判断する。Ｓ２１１の判断結果がＹｅｓであればＳ２１２に進み、ＮｏであればＳ２１３に進む。ここで、Ｌは、端末４００と基準局２００との間の距離（基線長）であり、Ｌｔｈは、２周波ＲＴＫ測位の方が１周波ＲＴＫ測位よりも精度が良くなる閾値である。
　Ｓ２１２において、位置情報演算部１４０は、端末識別ＩＤに基づいて記憶部１６０に格納されているＮＷ情報を参照し、ＮＷ情報を考慮して２周波ＲＴＫにより端末４００の時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）を演算する。
　Ｓ２１３において、位置情報演算部１４０は、端末識別ＩＤに基づいて記憶部１６０に格納されているＮＷ情報を参照し、ＮＷ情報を考慮して１周波ＲＴＫにより端末４００の時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）を演算する。
　Ｓ２１４において、位置情報演算部１４０は、端末４００の時刻、及び位置情報（ＧＮＳＳベース）を記憶部２１４に送信するとともに、端末や外部システムなどに送信する。
　（位置情報に基づく無人輸送システムの例）
　端末移動による最近接基準局及びＮＷ伝送遅延が変化する状況で、適切に端末４００の位置情報を算出できる位置情報演算装置１００は、様々な分野に適用することができる。ここでは、一例として、ＲＴＫ測位による端末の高精度な位置情報に基づく無人輸送システムの例を、図６を参照して説明する。
　ここでは、クラウドＧＮＳＳの機能として、位置情報演算装置１００が備えられている。また、端末４００（自動運転車等）の位置情報に基づき、端末４００への制御（例：停止、減速）を行う自動運転制御装置５００が備えられている。
　自動運転制御装置５００は、独立の装置であってもよいし、位置情報演算装置１００内の機能部であってもよいし、端末４００内の機能部であってもよい。
　また、図６に示すように、基準局ＤＢ２０、及び情報ＤＢ１５が備えられる。情報ＤＢ１５は、位置情報ＤＢ１０とＮＷ情報ＤＢ３０に相当する。
　端末４００は、複数の基準局２００が備えられた、６×６＝３６マスで構成される領域（まち）を移動することを想定する。
　位置情報演算装置１００は、端末４００から送信されるＧＮＳＳ信号受信結果（Ｒａｗデータ）、および基準局２００でのＧＮＳＳ信号受信結果（Ｒａｗデータ、基準局データ）に基づいて端末４００の測位演算を行い、演算結果である端末４００の位置情報を情報ＤＢ１５に格納する。自動運転制御装置５００は、情報ＤＢ１５における端末４００の位置情報を参照することで、端末４００に対する自動運転制御を行う。
　（システムの構成例）
　本実施の形態で説明した位置情報演算装置１００は、図７に示すような位置情報流通基盤で用いられてもよい。図７における高度測位基盤１が位置情報演算装置１００の機能を有してもよいし、コントローラ２が位置情報演算装置１００の機能を有してもよいし、高度測位基盤１とコントローラ２の両方により、位置情報演算装置１００の機能を実現してもよい。
　また、図７では、一例として、車両が送信する映像の制御を行う例を示している。なお、図７に示す略称について、NWはNetworkの略であり、EIDはEndpoint Identifierｍの略であり、CPEはCustomer Premises Equipmentの略であり、NMEAは、NMEA0183の略であり、NMEA自体はNational Marine Electronics Associationの略である。
　（ハードウェア構成例）
　上述した位置情報演算装置１００は、例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、クラウド上の仮想マシンであってもよい。
　すなわち、位置情報演算装置１００は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。
　図８は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図８のコンピュータは、それぞれバスＢＳで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。
　当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。
　メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、制御装置１００に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ネットワーク等に接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。
　（実施の形態のまとめ、効果）
　本実施の形態に係る位置情報演算装置１００は、都度更新されるデータベース（基準局、位置情報）に基づいて、測位対象である端末４００との間の基線長が最も短い基準局をＲＴＫ測位演算時に選定する。これにより、最近接基準局のＧＮＳＳ信号を利用できるので、初期化時間が短縮でき、測位精度が向上する。
　また、位置情報演算装置１００は、選定基準局の基線長に応じて１周波ＲＴＫか２周波ＲＴＫを選択する。これにより、端末移動に伴う基線長の変化に応じた電離層遅延の考慮による精度の向上を図ることができる。
　また、位置情報演算装置１００は、ＮＷを介したＧＮＳＳ信号受信結果の送受信を伴う測位演算における、精度に影響を与え得るＮＷ状態を収集し、活用する。これにより、時々刻々と変化する移動端末／基準局が接続するＮＷ状態を測位演算に反映できるようなり、精度の向上を図ることができる。
　また、位置情報演算装置１００は、ＮＷ情報に基づいて移動端末の高精度なＲＴＫ測位に必要な初期位置を概算による算出する。これにより、端末側での初期位置概算が不要になるとともに、端末からＮＷを介した上位側への初期位置概算結果の送信が不要となる。結果として、端末の簡易化を実現できる。
　また、位置情報演算装置１００は、ＧＮＳＳベースで位置情報を演算できない際にはＮＷ情報に基づいて位置情報を算出し、補完を行うことができる。これにより、位置情報の重み付けと多段階のフェールセーフを組み合わせた柔軟な運用を実現できる。
　（付記）
　以上の実施形態に関し、更に以下の付記項を開示する。
（付記項１）
　基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置であって、
　データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得部と、
　前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算部と
　を備える位置情報演算装置。
（付記項２）
　前記測位演算方式は、１周波ＲＴＫ、又は、２周波ＲＴＫであり、前記位置情報演算部は、前記基線長が閾値以上である場合に、前記２周波ＲＴＫを使用して前記測位対象の位置情報を算出する
　付記項１に記載の位置情報演算装置。
（付記項３）
　前記取得部は、データベースから観測データの伝送遅延情報を取得し、前記位置情報演算部が、前記伝送遅延情報を用いて、前記測位対象の位置情報を算出する
　付記項１又は２に記載の位置情報演算装置。
（付記項４）
　前記取得部は、データベースからＮＷ情報を取得し、前記位置情報演算部が、前記ＮＷ情報を使用して、前記測位演算方式における前記測位対象の初期位置を算出する
　付記項１ないし３のうちいずれか１項に記載の位置情報演算装置。
（付記項５）
　前記位置情報演算部は、前記測位対象に対する自動運転制御を行うために使用する位置情報を算出する
　付記項１ないし４のうちいずれか１項に記載の位置情報演算装置。
（付記項６）
　基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置が実行する位置情報演算方法であって、
　データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得ステップと、
　前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算ステップと
　を備える位置情報演算方法。
（付記項７）
　コンピュータを、付記項１ないし５のうちいずれか１項に記載の位置情報演算装置における各部として機能させるためのプログラムを記憶した非一時的記憶媒体。
　以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０　位置情報データベース
２０　基準局データベース
３０　ＮＷ情報データベース
１００　位置情報演算装置
１１０　基準局情報受信部
１２０　ＮＷ監視部
１３０　端末情報受信部
１４０　位置情報演算部
１４１　取得部
１５０　演算結果送信部
１６０　記憶部
２００　基準局
３００　ＮＷ
４００　端末
５００　自動運転制御装置
１０００　ドライブ装置
１００１　記録媒体
１００２　補助記憶装置
１００３　メモリ装置
１００４　ＣＰＵ
１００５　インタフェース装置
１００６　表示装置
１００７　入力装置
１００８　出力装置

Claims (7)

  1. 　基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置であって、
    　データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得部と、
    　前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算部と
    　を備える位置情報演算装置。
  2. 　前記測位演算方式は、１周波ＲＴＫ、又は、２周波ＲＴＫであり、前記位置情報演算部は、前記基線長が閾値以上である場合に、前記２周波ＲＴＫを使用して前記測位対象の位置情報を算出する
    　請求項１に記載の位置情報演算装置。
  3. 　前記取得部は、データベースから観測データの伝送遅延情報を取得し、前記位置情報演算部が、前記伝送遅延情報を用いて、前記測位対象の位置情報を算出する
    　請求項１に記載の位置情報演算装置。
  4. 　前記取得部は、データベースからＮＷ情報を取得し、前記位置情報演算部が、前記ＮＷ情報を使用して、前記測位演算方式における前記測位対象の初期位置を算出する
    　請求項１に記載の位置情報演算装置。
  5. 　前記位置情報演算部は、前記測位対象に対する自動運転制御を行うために使用する位置情報を算出する
    　請求項１に記載の位置情報演算装置。
  6. 　基準局の観測データを用いて測位対象の位置情報を算出する位置情報演算装置が実行する位置情報演算方法であって、
    　データベースから基準局情報及び前記測位対象の位置情報を取得する取得ステップと、
    　前記基準局情報及び前記位置情報に基づいて、前記測位対象との間の基線長が最も短い基準局を選定し、前記基線長に応じた測位演算方式を使用して前記測位対象の位置情報を算出する位置情報演算ステップと
    　を備える位置情報演算方法。
  7. 　コンピュータを、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の位置情報演算装置における各部として機能させるためのプログラム。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019081382A2 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Waysure Sweden Ab REFERENCE STATION TRANSFER
JP2020085824A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 Ａｌｅｓ株式会社 測位システム、サーバ、測位方法、測位対象の装置及び移動体
WO2021220418A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 日本電信電話株式会社 基準局選択装置、基準局選択方法、及びプログラム
JP2022525581A (ja) * 2019-01-04 2022-05-18 マゼランシステムズジャパン株式会社 高精度な単独測位機能を有する自律型基準局

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019081382A2 (en) * 2017-10-24 2019-05-02 Waysure Sweden Ab REFERENCE STATION TRANSFER
JP2020085824A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 Ａｌｅｓ株式会社 測位システム、サーバ、測位方法、測位対象の装置及び移動体
JP2022525581A (ja) * 2019-01-04 2022-05-18 マゼランシステムズジャパン株式会社 高精度な単独測位機能を有する自律型基準局
WO2021220418A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 日本電信電話株式会社 基準局選択装置、基準局選択方法、及びプログラム

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