特許 6548355 変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6548355

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/07 20100101AFI20190711BHJP

   G01S 19/28 20100101ALI20190711BHJP

【ＦＩ】

   G01S19/07

   G01S19/28

【請求項の数】3

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-56000(P2014-56000)

(22)【出願日】2014年3月19日

(65)【公開番号】特開2014-182150(P2014-182150A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2017年3月17日

(31)【優先権主張番号】13/847,645

(32)【優先日】2013年3月20日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500575824

【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100138759

【弁理士】

【氏名又は名称】大房 直樹

(72)【発明者】

【氏名】ジョセフ・イー・シェイトリン

【審査官】 渡辺 慶人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６３１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１０８６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０８６８９９（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２０１１−１８５９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 LEE, Jiyun et al.，Position-Domain Geometry Screening to Maximize LAAS Availability in the Presence of Ionosphere Anomalies，Proceedings of the 19th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2006)，米国，The Institute of Navigation，２００６年 ９月２９日，p. 393-408

【文献】 PARK, Young Shin et al.，Mitigation of Anomalous Ionosphere Threat to Enhance Utility of LAAS Differentially Corrected Positioning Service (DCPS)，Proceedings of the 2008 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS 2008)，米国，Institute of Electrical and Electronics Engineers，２００８年 ５月 ８日，p. 285-293

【文献】 RAMAKRISHNAN, Shankararaman et al.，Targeted Ephemeris Decorrelation Parameter Inflation for Improved LAAS Availability During Severe Ionosphere Anomalies，Proceedings of the 2008 National Technical Meeting of The Institute of Navigation (NTM 2008)，米国，The Institute of Navigation，２００８年 １月３０日，p. 354-366

【文献】 PULLEN, Sam et al.，Impact and mitigation of ionosphere anomalies on ground-based augmentation of GNSS，Radio Science，米国，American Geophysical Union，２００９年 ８月 ８日，Vol. 44, RS0A21，p. 1-10

【文献】 LEE, Jiyun et al.，Assessment of Nominal Ionosphere Spatial Decorrelation for LAAS，Proceedings of the 2006 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS 2006)，米国，Institute of Electrical and Electronics Engineers，２００６年 ４月２７日，p. 506-514

【文献】 HARRIS, Matt et al.，Geometry Screening for GBAS to Meet CAT III Integrity and Continuity Requirements，Proceedings of the 2007 National Technical Meeting of The Institute of Navigation (NTM 2007)，米国，The Institute of Navigation，２００７年 １月２４日，p. 1221-1233

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｇ０１Ｓ ５／００ − ５／１４

１９／００ − １９／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロプロセッサと非一時的なコンピュータ可読媒体を備える装置における実時間サブセットジオメトリ選別のための方法であって、前記マイクロプロセッサは前記非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ可読命令を実行するように構成され、
前記マイクロプロセッサによって、航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップ（１０３）であって、前記衛星のリストは、現在の時間インターバルの終了時において視界にある衛星と、後続の時間インターバルの間に選択マスクに入る又は選択マスクから出る潜在的な衛星とを含む、ステップと、
前記マイクロプロセッサによって、利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップ（１０４）と、
前記マイクロプロセッサによって、前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップ（１０５）であって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差であり、前記それぞれの第１のσ_ｖｉｇは、前記後続の時間インターバルについて計算される、ステップと、
前記マイクロプロセッサによって、サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは現在の時間インターバルについて計算されたものである、ステップ（１０７）と、
前記マイクロプロセッサによって、前記それぞれの放送されるσ_ｖｉｇを前記方法の次の反復のために前記第２のσ_ｖｉｇとして保存するステップ（１０７）と、
前記マイクロプロセッサによって、追跡される衛星の数が変化した場合に、変化した後の数の衛星の配置に対応するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから１つの放送されるσ_ｖｉｇを選択するステップ（１０９）と、
を含む方法。

【請求項2】

実時間サブセットジオメトリ選別を実行するための装置（３００、３１０）であって、
マイクロプロセッサ（３２０）と、
非一時的なコンピュータ可読媒体（３３０）と、を備え、
前記コンピュータ可読媒体は、実時間サブセットジオメトリ選別機能（３３１）を実行するための命令を前記マイクロプロセッサに提供するように構成され、
前記実時間サブセットジオメトリ選別機能は、前記マイクロプロセッサに、
航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある利用可能な衛星のリストを決定するステップであって、前記利用可能な衛星のリストは、現在の時間インターバルの終了時において視界にある衛星と、後続の時間インターバルの間に選択マスクに入る又は選択マスクから出る潜在的な衛星とを含む、ステップと、
利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、
前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップであって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差であり、前記第１のσ_ｖｉｇは、前記後続の時間インターバルについて計算される、ステップと、
サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは現在の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、
前記放送されるσ_ｖｉｇを次の反復のために前記第２のσ_ｖｉｇとして保存するステップと、
追跡される衛星の数が変化した場合に、変化した後の数の衛星の配置に対応するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから１つの放送されるσ_ｖｉｇを選択するステップと、
を行わせる、装置。

【請求項3】

実時間サブセットジオメトリ選別のためのシステム（４００）であって、
狭域地上設備（４２０）を備え、前記狭域地上設備は、
航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップであって、前記衛星のリストは、現在の時間インターバルの終了時において視界にある衛星と、未来の後続の時間インターバルの間に選択マスクに入る又は選択マスクから出る潜在的な衛星とを含む、ステップと、
利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、
前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップであって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差であり、前記第１のσ_ｖｉｇは、前記後続の時間インターバルについて計算される、ステップと、
サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは現在の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、
前記放送されるσ_ｖｉｇを次の反復のために前記第２のσ_ｖｉｇとして保存するステップと、
追跡される衛星の数が変化した場合に、変化した後の数の衛星の配置に対応するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから１つの放送されるσ_ｖｉｇを選択するステップと、
を実施するように構成された実時間サブセットジオメトリ選別装置（４２３）と、
実時間サブセットジオメトリ選別装置（４２３）に結合された全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機（４２１）と、
前記ＧＰＳ受信機に結合されたＧＰＳアンテナ（４２１）と、
前記実時間サブセットジオメトリ選別装置（４２３）と通信可能な超短波データ放送（ＶＤＢ）（４２９）と、
前記実時間サブセットジオメトリ選別装置から前記ＶＤＢへの送出通信を符号化し送信するように構成された符号化器及び送信機（４２５）と、
前記ＶＤＢから前記実時間サブセットジオメトリ選別装置への入来通信を受信し復号するように構成された受信機及び復号器（４２７）と、
を備える、システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

[0001] 航法衛星システム（ＮＳＳ）向けの地上型補強システム（ＧＢＡＳ）は、受信された衛星信号の様々な誤差を補正するために、ＮＳＳ受信機によって受信可能な１又は複数のパラメータを放送する。そのような放送パラメータの１つは、垂直電離層勾配（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ Ｇｒａｄｉｅｎｔ）の標準偏差であり、ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σ_ｖｉｇ）とも称される。σ_ｖｉｇは、狭域補強システム（ＬＡＡＳ）において異常な電離層勾配によって引き起こされる誤差から保護するために用いられている。

【0002】

[0002] 一般的に、σ_ｖｉｇは、未来時刻にＧＢＡＳの視界にあるであろう衛星に基づいて未来時刻に対して計算される。衛星は各恒星日に２回地球を周回するので、時間の経過と共に、異なる衛星がＧＢＡＳの眺望から昇って沈む。サイクル毎に、σ_ｖｉｇの計算は、予測された全てのサブジオメトリにおいて未来時刻にＧＢＡＳの視界にあるであろう全ての予測された衛星に対して、後続の時間元期（epoch）、即ち未来における次の時間インターバルについて実施される。このσ_ｖｉｇの計算は、ＧＢＡＳの基準位置であるＬＡＡＳ地上設備（ＬＧＦ）から決心高までの最大水平距離（ｄ_{ｄｇ＿ｍａｘ}）と、決心高からユーザ（航空機）までの最大水平距離（ｄ_{ｄｈ＿ｍａｘ}）の両方を考慮して行われる。この実時間ジオメトリ選別は、空港での全ての進入を保護するのに適用可能である。

【0003】

[0003] 未来のある時間ステップについて計算されたσ_ｖｉｇと、現在の時間ステップであるものについて前に計算されたσ_ｖｉｇ値のうちの大きい方の値が、ＮＳＳ受信機へ放送される。いくつかの具体例では、σ_ｖｉｇは、１つの時間インクリメントの間に衛星の昇り沈みが２回以上起きる発生頻度を最小化するために、１分のインターバルで計算される。各インターバルでσ_ｖｉｇ値が計算される。放送されるσ_ｖｉｇ値は、一番最近計算されたσ_ｖｉｇと、前回の１分で計算されたσ_ｖｉｇのうちの最大値である。

【発明の概要】

【0004】

[0004] 一実施態様では、実時間サブセットジオメトリ選別のための方法が提供される。実時間サブセットジオメトリ選別のための方法は、未来の後続の時間インターバルについて航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップと、利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップと、サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは前回の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、前記第１のσ_ｖｉｇを前記方法の次の反復のために保存するステップと、利用可能な放送配置に合致するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから選択するステップと、を含む。この実施態様において用いられる場合、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差である。

【0005】

[0005] 図面は例示的な実施態様のみを描写し、したがって範囲を限定すると見做されてはならないということを理解して、例示的な実施態様が、添付図面の利用を通じて更に具体的且つ詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】[0006] 図１は、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別の一実施態様のための例示的な方法論を示す。

【図2】[0007] 図２は、経時的に実時間ジオメトリ選別のための方法の図的表現を示す。

【図3】[0008] 図３は、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のための装置の一実施態様によるハードウェアブロック図を示す。

【図4】[0009] 図４は、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のための例示的な地上型補強システム（ＧＢＡＳ）を示す。

【発明を実施するための形態】

【0007】

[0010] 前回のσ_ｖｉｇに含まれていなかった衛星が現在のσ_ｖｉｇの計算に含まれる場合、又は前回のσ_ｖｉｇの計算に含まれていた衛星がもはや現在のσ_ｖｉｇの計算の一部分ではない場合に、従来のσ_ｖｉｇの決定方法には問題が生じることがある。

【0008】

[0011] 本明細書において説明される主題は、未来のσ_ｖｉｇ値のセットを決定し、進入時に２つの衛星が見失われた最悪ケースのジオメトリにある航空機を保護するσ_ｖｉｇ値を得るように前記未来のσ_ｖｉｇ値のセットから選択する、ＧＢＡＳシステムに関する。前記σ_ｖｉｇ値のセットのうちの各σ_ｖｉｇは、Ｎ個の衛星からＮ−２個の衛星のそれぞれのセットに対して適用可能である。この放送σ_ｖｉｇ値のセットは、放送σ_ｖｉｇ値の新たなセットが決定されるまで有効のままである。

【0009】

[0012] ジオメトリ選別アルゴリズムは、各インフレーションインターバルについて５つまでのσ_ｖｉｇ値（σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１−５］）を事前計算する。利用可能性を最大化するために、全ての衛星をＮ個、Ｎ−１個、少なくとも４個のサブセットジオメトリの１つだけのセットに含めるのではなく、ジオメトリ選別が、５つまでのσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}値のリストを生成して、Ｎ個の衛星の補正値及びそれに関するサブセットジオメトリの潜在的な放送される各セットに対する最適選別値を提供する。σ_ｖｉｇインフレーションが与えられた時間インターバルの開始時における比較に利用可能であることを保証するために、選別は、未来のある時間ステップについて実施される。

【0010】

[0013] 衛星ビークル（ＳＶ）の配置ジオメトリは、名目上時間の経過と共にゆっくりと変化する。しかしながら、あらゆるＳＶの昇り沈みは、その配置ジオメトリに不連続性を生じさせる。放送されるセットに含まれるべきそれぞれの衛星は、衛星の選別されたセットの一部分でなければならない。したがって、（選別インターバルの開始時と終了時に存在している）衛星の現在のセットが直ちに放送に利用可能であることを保証するために、選別された衛星のセットは、新たに昇ってくる即ち再収容される衛星をそれらの出現前のインターバルにおいて包含し、沈んでいく即ち排除された衛星は、それらの退場に引き続く選別されたセットに残留する。

【0011】

[0014] したがって、選別された衛星のセットは、任意の与えられた時間インターバルの間に昇り、沈み、排除され、再収容された衛星から生じる全ての潜在的な衛星のセットに対するインフレーション値を提供する。

【0012】

[0015] 図１は、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のための例示的な方法１００を示す。本方法は、未来のある時間インターバルにおいてσ_ｖｉｇ値を計算する。図２は、実時間サブセットジオメトリ選別のための例示的な方法を時間軸２００の図的表現と共に示す。図１及び２は、説明の目的のために同時に説明される。

【0013】

[0016] ブロック１０１において、天体暦データが取得／更新される。一番最近収集され検証された天体暦を用いて、現在のインターバルの終了時点において健全且つ使用可能な衛星のセットが、ブロック１０３において決定される。当該インターバルの間に沈む即ち選択マスクに入るＳＶと、次のインターバルの間に昇る即ち選択マスクから出るＳＶが、リストに包含される。任意の与えられたＳＶの予測される昇り沈みを計算するために、天体暦が、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系でＳＶの位置と速度を計算するのに用いられる。ＳＶのＥＣＥＦ位置と速度は、Ｅフレームにおけるレンジと視線ベクトルを計算するのに用いられる。この視線ベクトルを用いて、各衛星の仰角と方位角の値が決定され、それらは次いで、当該衛星がＧＢＡＳに利用可能であるかを知るためにテストされる。予測される昇り沈み時間もまた、それらがシステム及びユーザの経験するものと一致することを確認するために、任意の基準受信機の選択マスクと照合される。

【0014】

[0017] ブロック１０４において、サブセットジオメトリのセット数が規定される。「Ｓ」が、現在又は前のインフレーションインターバルにおいて視認可能且つ追跡される衛星の最大数を規定する。Ｓは最小値が４に制限されるが、その理由は、もしＳが４よりも少ないとジオメトリ選別アルゴリズムが実施されないからである。Ｓは、インフレーションインターバルにわたって一定であり、またサブセットジオメトリのセットにわたって変化しない。Ｓは、現在のインフレーションインターバルの終了時点、又は前回のインターバルの終了時点に対する衛星の数の大きい方に選ばれる。これによって、σ_ｖｉｇがインフレーションインターバルの終了時点間のどんなジオメトリ変化もカバーすることが保証される。一実施態様では、インターバル期間は１５０秒である。

【0015】

[0018] Ｓ個の衛星が与えられると、ただ１つのジオメトリだけが全てのＳ個の衛星を含む。加えて、Ｓ−１個の衛星の全組み合わせを含むＳ個のジオメトリが存在する。加えて、Ｓ−２個の衛星の全組み合わせを含む（Ｓ^２−Ｓ）／２個のジオメトリが存在する。これらのジオメトリのそれぞれは、サブセットジオメトリであると定義され、サブセットジオメトリのうちの特定のグループは、サブセットジオメトリのセットであるように充当される。

【0016】

[0019] Ｎは、サブセットジオメトリの特定のセットを生成するためにＳ個の視認可能な衛星から選ばれる衛星の数を規定する。サブセットジオメトリの各セットは、当該インフレーションインターバルの終了時点に対する各σ_ｖｉｇ値（５つの値まで）を生成するのに用いられる。サブセットジオメトリのうちの５つまでの別々のセットが、各インターバル期間について維持され、ここで、サブセットジオメトリのセットの数は、ＮＳ_ｃｏｍｂと表される。サブセットジオメトリの各セットについて、１つの拡張（inflated）σ_ｖｉｇ値が生成され、これは、総数ＮＳ_ｃｏｍｂ個の別々のσ_ｖｉｇ値が計算されることを意味する。サブセットジオメトリの現在のセットはＣＳと称され、当該特定のセット内の組み合わせ即ちジオメトリの数はＮ_ｃｏｍｂである。

【0017】

[0020] 一実施態様では、Ｓ≧１０である。この場合、サブセットジオメトリのセットの総数は、ＮＳ_ｃｏｍｂ＝５である。Ｎ≧１０且つＮ＝Ｓに対して、サブセットジオメトリの５つのセットの５番目は、次の衛星の置換（permutation）によって記述される。

【0018】

【数1】

【0019】

次いで、このセットに含まれる全てのサブセットジオメトリを保護するためにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［５］が計算される。Ｓ≧１０の場合、現在のインフレーションインターバルの終了時点と前のインターバルの終了時点との間におけるどんなジオメトリの変化も保護する一方で衛星を８個まで減らすために、ジオメトリ選別が必要とされる。

【0020】

[0021] １０＞Ｎ≧６に対して、Ｎ個の衛星の組み合わせについてのＮ_ｃｏｍｂが９乃至６から選択され、サブセットジオメトリの４番目から１番目のセットが計算される。次いで、衛星の全ての適切な組み合わせを保護するためにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［４］−［１］が計算される。

【0021】

[0022] 別の実施態様では、１０＞Ｓ≧６である。ＮＳ_ｃｏｍｂ＝Ｓ−５である。Ｎ＝Ｓ乃至６に対してＮの全ての組み合わせを選択する。４番目から１番目のセットについてＮ_ｃｏｍｂが計算される。衛星の全ての適切な組み合わせを保護するためにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［Ｓ−５］−［１］が計算される。この実施態様では、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［５］−［Ｓ−４］は未定義である。

【0022】

[0023] 別の実施態様では、Ｓ＝５且つＮＳ_ｃｏｍｂ＝１である。選択されている衛星の数がＳ＝５である場合、ＮとＳは両方等しい。サブセットジオメトリのただ１つのセットのＮ_ｃｏｍｂが計算される。次いで、５個及び４個の衛星の全ての組み合わせを保護するためにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１］が計算される。このケースでは、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［５］−［２］は未定義である。

【0023】

[0024] 別の実施態様では、Ｓ＝４である。ＮＳ_ｃｏｍｂ＝１である。衛星の数が４である場合、ＮとＳは両方等しい。サブセットジオメトリのただ１つのセットのＮ_ｃｏｍｂが計算される。次いで、測位に使用可能な４個の衛星の当該ただ１つの組み合わせを保護するためにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１］が計算される。

【0024】

[0025] ブロック１０５において、サブセットジオメトリの各セットについてσ_ｖｉｇが計算される。全地球測位システム（ＧＰＳ）の衛星のジオメトリは、時間の経過と共にゆっくりと変化する。しかしながら、インフレーションインターバルの終了時点の間で、使用可能な衛星のセットの急速な変化が発生することがあり、それにより、新たなσ_ｖｉｇ値が放送されることが必要となる。σ_ｖｉｇの計算はリアルタイムで更新するにはＣＰＵ負荷が大きすぎるので、ジオメトリ選別アルゴリズムが、検証された天体暦データに基づいて、各インフレーションインターバル（使用可能な衛星の潜在的な各セットに対して１つ）について５つまでのσ_ｖｉｇ値（σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１−５］）を事前計算する。利用可能性を最大化するために、全ての衛星をサブセットジオメトリの１つだけのセットに含めるのではなく、ジオメトリ選別が、５つまでのσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}値のリストを生成して、衛星の補正値（Ｎ個）及びそれに関するサブセットジオメトリの潜在的な放送される各セットに対する最適選別値を提供する。

【0025】

[0026] ブロック１０７において、サブセットジオメトリの各セットについて、現在の時間インターバルの終了時における計算されたσ_ｖｉｇと現在の時間インターバルの開始時におけるσ_ｖｉｇのうちの大きい方に、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}が設定される。現在の時間インターバルの終了時におけるσ_ｖｉｇは、次の時間反復のために、サブセットジオメトリのそれぞれのセットについて、次の時間インターバルの開始時におけるσ_ｖｉｇとして保存される。

【0026】

[0027] 上記ステップは、図２に見られるような特定の時間インターバルに関連して理解されることが可能である。この例示的な実施態様では、Ｓ≧１０且つＮＳ_ｃｏｍｂ＝５である。ジオメトリ選別インターバル（ＧＳＩ）１ ２１０は、ｔ１からｔ２まで及んでいる。ＧＳＩ１ ２１０の間において、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１−５］が、式２１２に基づいてサブセットジオメトリの各セットについて選択される。式２１２は、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１］が、ｔ１におけるサブセットジオメトリの関連セットに対して計算されたσ１_ｖｉｇと、ｔ２において計算されたσ１_ｖｉｇのうちの大きい方に選ばれることを示している。サブセットジオメトリの関連セットは以下で論じられる。σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［２］は、ｔ１におけるサブセットジオメトリのセットに対して計算されたσ２_ｖｉｇと、ｔ２におけるサブセットジオメトリに対して計算されたσ２_ｖｉｇのうちの大きい方に選ばれる。σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［３］は、ｔ１におけるサブセットジオメトリのセットに対して計算されたσ３_ｖｉｇと、ｔ２におけるサブセットジオメトリに対して計算されたσ３_ｖｉｇのうちの大きい方に選ばれる。σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［４］は、ｔ１におけるサブセットジオメトリのセットに対して計算されたσ４_ｖｉｇと、ｔ２におけるサブセットジオメトリに対して計算されたσ４_ｖｉｇのうちの大きい方に選ばれる。σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［５］は、ｔ１におけるサブセットジオメトリのセットに対して計算されたσ５_ｖｉｇと、ｔ２におけるサブセットジオメトリに対して計算されたσ５_ｖｉｇのうちの大きい方に選ばれる。

【0027】

[0028] 計算２１４は、各σ_ｖｉｇがどのセットに対して計算されるかを記述している。この実施態様では、σ１_ｖｉｇは次のセットに対して計算される。

【0028】

【数2】

【0029】

σ２_ｖｉｇは次のセットに対して計算される。

【0030】

【数3】

【0031】

σ３_ｖｉｇは次のセットに対して計算される。

【0032】

【数4】

【0033】

σ４_ｖｉｇは次のセットに対して計算される。

【0034】

【数5】

【0035】

σ５_ｖｉｇは次のセットに対して計算される。

【0036】

【数6】

【0037】

このようにして、ＧＳＩ１ ２１０の間に時刻ｔ３についてσ１_ｖｉｇ−σ５_ｖｉｇが計算される。
[0029] ＧＳＩ２ ２２０は、ｔ２からｔ３まで及んでいる。ＧＳＩ２ ２２０の間において、今回は時刻ｔ２におけるσ１_ｖｉｇ−σ５_ｖｉｇが時刻ｔ３におけるσ１_ｖｉｇ−σ５_ｖｉｇと同等とみなされることを除いてほとんど同じやり方で、σ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１−５］が、式２２２に基づいてサブセットジオメトリの各セットについて選択される。計算２２４に基づいて時刻ｔ４についてσ１_ｖｉｇ−σ５_ｖｉｇが計算される。

【0038】

[0030] ブロック１０９において、利用可能な放送されるセットに合致するようにσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}が選択される。
[0031] 一実施態様では、インフレーションインターバルの終了時点ＴにおいてＳ＝１０であり、インフレーションインターバルの終了時点Ｔ＋１においてＳ＝９であると想定されたい。可能性のあるシナリオは、１つの衛星が時間元期Ｔ及びＴ＋１間に視界の外へ降下することである。しかしながら、広帯域の干渉事象から生じる基準受信機最適化に起因して、配置が突然に変化することがある。この理由のため、ジオメトリ選別アルゴリズムは、１０個の衛星からなる１つの配置に対してσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［５］を生成し、９個の衛星からなる全ての配置に対してσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［４］を生成し、８個の衛星からなる全てのとり得る配置に対してσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［３］を生成し、７個の衛星からなる全てのとり得る配置に対してσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［２］を生成し、６個、５個、及び４個の衛星からなる全ての配置に対してσ_{ｖｉｇ＿ｂｒｏａｄｃａｓｔ}［１］を生成する。もし何らかの理由で、追跡される衛星の数が期待される最大の配置である１０個の衛星からそれより少ない数に変化したら、その更新された放送されるセットに合致するように、新たなσ_ｖｉｇが選択される。

【0039】

[0032] 図３は、一実施態様による、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のための装置のハードウェアブロック図３００を示す。実時間サブセットジオメトリ選別装置３１０は、プロセッサ３２０と、システムメモリ及び／又は何らかの形態の機械可読媒体３３０とを備える。システムメモリ３３０は、上述されたσ_ｖｉｇインフレーションアルゴリズムのための命令３３１を格納する。他の実施態様では、命令３３１は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又は当業者に知られた任意の他の形態のメモリに格納されることができる。いくつかの実施態様では、プロセッサ３２０、システムメモリ３３０、及びσ_ｖｉｇインフレーションアルゴリズム３３１は、システムオンチップとして実装される。プロセッサ３２０はまた、ＧＰＳユニット３４０に結合される。いくつかの実施態様では、ＧＰＳユニット３４０は、遠隔衛星監視ユニット（ＲＳＭＵ）である。いくつかの実施態様では、ＧＰＳユニット３４０は、実時間サブセットジオメトリ選別装置３１０の外部に配置される。ＧＰＳユニット３４０は、ＧＰＳアンテナ３４１とＧＰＳ受信機３４３を備える。いくつかの実施態様では、ＧＰＳアンテナ３４１は、マルチパス制限アンテナである。ＧＰＳ受信機３４３からの情報は、直接的又は間接的にプロセッサ３２０に結合される。超短波（ＶＨＦ）放送ユニット３５０が、プロセッサ３２０に結合される。いくつかの実施態様では、ＶＨＦ放送ユニット３５０は、ＶＨＦデータ放送（ＶＤＢ）キャビネットである。ＶＨＦ放送ユニット３５０は、ＶＨＦアンテナ３５１とＶＨＦ無線３５３を含む。いくつかの実施態様では、ＶＨＦアンテナは、実時間サブセットジオメトリ選別装置３１０の外部に収容され、ＶＤＢキャビネット３５０に結合されることができる。

【0040】

[0033] いくつかの実施態様では、実時間サブセットジオメトリ選別装置３１０は、同一筐体に物理的に一体化されたＶＤＢキャビネット３５０を含みＲＳＭＵ３４０に結合された、差分全地球測位システム（ＤＧＰＳ）のコントロールユニット３１０である。いくつかの実施態様では、ＤＧＰＳ３１０は、ハネウェルＳＬＳ−４０００ＧＢＡＳである。ＤＧＰＳ３１０は、ＲＳＭＵ３４０からのＧＰＳ情報とＶＤＢキャビネット３５０からのステータスデータを受け取り、当該データを用いてσ_ｖｉｇインフレーションアルゴリズム３３１を実施する。σ_ｖｉｇインフレーション値を計算した後、σ_ｖｉｇ放送値がＶＤＢキャビネット３５０によって放送される。

【0041】

[0034] 図４は、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別のための例示的な地上型補強システム（ＧＢＡＳ）４００を示す。ＧＢＡＳ４００は、狭域地上設備４２０を含む。狭域地上設備４２０は、ＧＰＳアンテナ及び受信機４２１を含む。ＧＰＳアンテナ／受信機４２１は、ＤＧＰＳ４２３に結合される。ＤＧＰＳは、正確なσ_ｖｉｇインフレーション値の計算及び放送を含む、変化する衛星配置に対する実時間サブセットジオメトリ選別を提供するように構成される。いくつかの実施態様では、ＤＧＰＳはまた、他の差分補正値を計算し、ＧＰＳ信号の整合性チェックと進入座標を提供する。ＤＧＰＳは、ＶＨＦデータ放送（ＶＤＢ）を介した航空機４１０への送出通信のための符号化器／送信機と、ＶＨＦデータ受信機４２７からの入来通信のための受信機／復号器に結合される。航空機４１０は、ＶＤＢ４２９と通信するように構成されたデータリンク装置４１１を含む。
＜例示的実施態様＞
[0035] 例１は、実時間サブセットジオメトリ選別のための方法であって、未来の後続の時間インターバルについて航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップと、利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップであって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差である、ステップと、サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは前回の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、前記第１のσ_ｖｉｇを前記方法の次の反復のために保存するステップと、利用可能な放送配置に合致するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから選択するステップと、を含む方法を含む。

【0042】

[0036] 例２は、前記次の時間インターバルが未来の１５０秒であり、各時間インターバルが１５０秒である、例１の方法を含む。
[0037] 例３は、もし利用可能な衛星の前記リストが１０より多い衛星ならば、サブセットジオメトリの５つのセットが用いられる、例１−２のいずれかの方法を含む。

【0043】

[0038] 例４は、５つの放送されるσ_ｖｉｇ値が計算され、サブセットジオメトリのセットのうちの１つが８から前記利用可能な衛星の数の全組み合わせを含む、例１−３のいずれかの方法を含む。

【0044】

[0039] 例５は、もし利用可能な衛星の前記リストが１０より少ないが６より多いか又は等しいならば、用いられるサブセットジオメトリのセットの数は衛星の数マイナス５である、例１−２及び４のいずれかの方法を含む。

【0045】

[0040] 例６は、放送されるσ_ｖｉｇ値が計算され、サブセットジオメトリの各セットのそれぞれについて１つである、例１−５のいずれかの方法を含む。
[0041] 例７は、もし利用可能な衛星の前記リストが５又は４ならば、サブセットジオメトリの１つだけのセットが用いられる、例１−２のいずれかの方法を含む。

【0046】

[0042] 例８は、５つ及び／又は４つの衛星の全組み合わせのサブセットジオメトリのただ１つのセットを保護するように、放送されるσ_ｖｉｇが計算される、例１及び７のいずれかの方法を含む。

【0047】

[0043] 例９は、実時間サブセットジオメトリ選別を実行するための装置であって、マイクロプロセッサと、非一時的なコンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、実時間サブセットジオメトリ選別機能を実行するための命令を前記マイクロプロセッサに提供するように構成され、前記実時間サブセットジオメトリ選別機能は、前記マイクロプロセッサに、未来の後続の時間インターバルについて航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップと、利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップであって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差である、ステップと、サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは前回の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、前記第１のσ_ｖｉｇを前記方法の次の反復のために保存するステップと、利用可能な放送配置に合致するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから選択するステップと、を行わせる、装置を含む。

【0048】

[0044] 例１０は、前記マイクロプロセッサが全地球測位システム（ＧＰＳ）情報をＧＰＳユニットから取得し、前記ＧＰＳユニットがＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機を含み、前記ＧＰＳ情報が衛星の仰角とその対応する可視性を計算するための衛星健全性及び衛星位置のパラメータを含む、例９の装置を含む。

【0049】

[0045] 例１１は、前記ＧＰＵユニットが実時間サブセットジオメトリ選別を実行するための前記装置と別体である、例９−１０のいずれかの装置を含む。
[0046] 例１２は、前記ＧＰＵユニットが遠隔衛星監視ユニット（ＲＳＭＵ）である、例９−１１のいずれかの装置を含む。

【0050】

[0047] 例１３は、超短波（ＶＨＦ）放送ユニットを更に備え、前記ＶＨＦ放送ユニットがＶＨＦアンテナとＶＨＦ無線を備え、前記ＶＨＦ放送ユニットが前記選択された放送されるσ_ｖｉｇを放送するように構成される、例９−１２のいずれかの装置を含む。

【0051】

[0048] 例１４は、前記ＶＨＦ放送ユニットがＶＨＦデータ放送（ＶＤＢ）キャビネットである、例９−１３のいずれかの装置を含む。
[0049] 例１５は、実時間サブセットジオメトリ選別を実行するための前記装置が差分全地球測位システム（ＤＧＰＳ）である、例９−１４のいずれかの装置を含む。

【0052】

[0050] 例１６は、実時間サブセットジオメトリ選別を実行するための前記装置がハネウェルＳＬＳ−４０００である、例９−１５のいずれかの装置を含む。
[0051] 例１７は、実時間サブセットジオメトリ選別のためのシステムであって、狭域地上設備を備え、前記狭域地上設備は、未来の後続の時間インターバルについて航法衛星システムにおける地上型補強システムの視界にある衛星のリストを決定するステップと、利用可能な衛星の前記リストからサブセットジオメトリの少なくとも１つのセットを規定するステップと、前記サブセットジオメトリの少なくとも１つのセットのそれぞれについてそれぞれ第１のσ_ｖｉｇを計算するステップであって、σ_ｖｉｇは垂直電離層勾配の標準偏差である、ステップと、サブセットジオメトリの各セットについてそれぞれ放送されるσ_ｖｉｇを、前記第１のσ_ｖｉｇと第２のσ_ｖｉｇのうちの大きい方に設定するステップであって、前記第２のσ_ｖｉｇは前回の時間インターバルについて計算されたものである、ステップと、前記第１のσ_ｖｉｇを前記方法の次の反復のために保存するステップと、利用可能な放送配置に合致するように前記複数の放送されるσ_ｖｉｇから選択するステップと、を実施するように構成された実時間サブセットジオメトリ選別装置と、実時間サブセットジオメトリ選別装置に結合された全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機と、前記ＧＰＳ受信機に結合されたＧＰＳアンテナと、前記実時間サブセットジオメトリ選別装置と通信可能な超短波データ放送（ＶＤＢ）と、前記実時間サブセットジオメトリ選別装置から前記ＶＤＢへの送出通信を符号化し送信するように構成された符号化器及び送信機と、前記ＶＤＢから前記実時間サブセットジオメトリ選別装置への入来通信を受信し復号するように構成された受信機及び復号器と、を備える、システムを含む。

【0053】

[0052] 例１８は、前記ＬＧＦがハネウェルＳＬＳ−４０００などの地上型補強システムの一部分である、例１７のシステムを含む。
[0053] 例１９は、前記ＬＧＦが狭域補強システムの地上設備である、例１７−１８のいずれかのシステムを含む。

【0054】

[0054] 例２０は、航空機を更に備え、前記航空機が前記ＶＤＢと通信可能なデータリンク装置を備える、例１７−１９のいずれかのシステムを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】