特開 2023-177275 受信信号の異常の検出方法および検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023177275

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】受信信号の異常の検出方法および検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/14 20100101AFI20231206BHJP

   G01S 19/22 20100101ALI20231206BHJP

   G01S 19/23 20100101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

G01S19/14

G01S19/22

G01S19/23

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083171

(22)【出願日】2023-05-19

(31)【優先権主張番号】P 2022089382

(32)【優先日】2022-06-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000004330

【氏名又は名称】日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126561

【弁理士】

【氏名又は名称】原嶋 成時郎

(72)【発明者】

【氏名】長保 龍

【テーマコード（参考）】

5J062

【Ｆターム（参考）】

5J062AA13

5J062BB01

5J062BB02

5J062BB03

5J062CC07

5J062DD05

(57)【要約】

【課題】ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を的確に検出する。
【解決手段】複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信して、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置を用いて計算されるこれら３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の偏差閾値よりも大きいときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信して、
前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の閾値よりも大きいとき、または、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の平均値が前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの真距離の平均値よりも小さいときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する、
ことを特徴とする受信信号の異常の検出方法。

【請求項2】

前記ＧＮＳＳ信号に含まれている当該のＧＮＳＳ信号の送信時刻と所定の基準送信時刻との比較に基づいて前記ＧＮＳＳ信号の前記送信時刻が異常であると判定した場合に、前記ＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項3】

前記衛星の擬似距離と所定の基準衛星の擬似距離との比較に基づいて前記衛星の前記擬似距離が異常であると判定した場合に、前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項4】

前記衛星から前記少なくとも３個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、前記衛星からの前記行路の差が異常であると判定して前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項5】

前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路の差が異常であると判定された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
ことを特徴とする請求項４に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項6】

前記行路の差が異常であると判定された前記衛星の行路の差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
ことを特徴とする請求項５に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項7】

異常に分類されていないアンテナが有る場合、前記異常に分類されていないアンテナ各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該処理時点における現在位置とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の受信信号の異常の検出方法。

【請求項8】

複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信する少なくとも３個のアンテナと、
前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の閾値よりも大きいとき、または、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の平均値が前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの真距離の平均値よりも小さいときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する手段と、を有する、
ことを特徴とする受信信号の異常の検出装置。

【請求項9】

前記ＧＮＳＳ信号に含まれている当該のＧＮＳＳ信号の送信時刻と所定の基準送信時刻との比較に基づいて前記ＧＮＳＳ信号の前記送信時刻が異常であると判定した場合に、前記ＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信信号の異常の検出装置。

【請求項10】

前記衛星の擬似距離と所定の基準衛星の擬似距離との比較に基づいて前記衛星の前記擬似距離が異常であると判定した場合に、前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信信号の異常の検出装置。

【請求項11】

前記衛星から前記少なくとも３個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、前記衛星からの前記行路の差が異常であると判定して前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信信号の異常の検出装置。

【請求項12】

前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路の差が異常であると判定された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の受信信号の異常の検出装置。

【請求項13】

前記行路の差が異常であると判定された前記衛星の行路の差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の受信信号の異常の検出装置。

【請求項14】

異常に分類されていないアンテナが有る場合、前記異常に分類されていないアンテナ各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該処理時点における現在位置とする、
ことを特徴とする請求項８に記載の受信信号の異常の検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ＧＮＳＳ（Ｇlobal Ｎavigation Ｓatellite Ｓystem の略；全球測位衛星システム）における受信信号の異常を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、慣性航法装置とＧＮＳＳ測位システムを用いて移動体の位置を計測する装置が知られている（特許文献１参照）。また、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を検出する技術として、ＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem，Ｇlobal Ｐositioning Ｓatellite の略；全地球測位システム）衛星からの受信信号がマルチパスの影響を受けた信号であるか否かを判定する装置が知られている（特許文献２参照）。さらに、ＧＮＳＳによる衛星測位が途切れた後にスプーフィングを検出する装置が知られている（特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４８０３８６２号公報

【特許文献2】特開２０１０－２５６３０１号公報

【特許文献3】特開２０２０－１３４３５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ＧＮＳＳにおける受信信号に異常が発生している場合には前記受信信号を使用して測位をすると誤った測位位置を示す可能性があるので、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を的確に検出することが望まれる。

【0005】

そこでこの発明は、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を的確に検出することが可能な、受信信号の異常の検出方法および検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を少なくとも３個のアンテナを介して受信して、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の閾値よりも大きいとき、または、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の平均値が前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの真距離の平均値よりも小さいときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する、ことを特徴とする。

【0007】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記ＧＮＳＳ信号に含まれている当該のＧＮＳＳ信号の送信時刻と所定の基準送信時刻との比較に基づいて前記ＧＮＳＳ信号の前記送信時刻が異常であると判定した場合に、前記ＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0008】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記衛星の擬似距離と所定の基準衛星の擬似距離との比較に基づいて前記衛星の前記擬似距離が異常であると判定した場合に、前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0009】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記衛星から前記少なくとも３個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、前記衛星からの前記行路の差が異常であると判定して前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0010】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路の差が異常であると判定された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

【0011】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、前記行路の差が異常であると判定された前記衛星の行路の差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

【0012】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法は、異常に分類されていないアンテナが有る場合、前記異常に分類されていないアンテナ各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該処理時点における現在位置とする、ようにしてもよい。

【0013】

また、この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、複数の衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信する少なくとも３個のアンテナと、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の閾値よりも大きいとき、または、前記少なくとも３個のアンテナのうち３個以上のアンテナ各々の測位位置を用いて計算される前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの測位距離の平均値が前記３個以上のアンテナどうしの間ごとの真距離の平均値よりも小さいときに、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する手段と、を有する、ことを特徴とする。

【0014】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記ＧＮＳＳ信号に含まれている当該のＧＮＳＳ信号の送信時刻と所定の基準送信時刻との比較に基づいて前記ＧＮＳＳ信号の前記送信時刻が異常であると判定した場合に、前記ＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0015】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記衛星の擬似距離と所定の基準衛星の擬似距離との比較に基づいて前記衛星の前記擬似距離が異常であると判定した場合に、前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0016】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記衛星から前記少なくとも３個のアンテナ各々までの行路の差を表す行路差指標が所定の行路差閾値以下のときに、前記衛星からの前記行路の差が異常であると判定して前記衛星から送信されたＧＮＳＳ信号を受信している前記アンテナを異常に分類する、ようにしてもよい。

【0017】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された前記判定において前記行路の差が異常であると判定された前記衛星は、前記所定の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

【0018】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、前記行路の差が異常であると判定された前記衛星の行路の差が正常であると判定された場合に、前記所定の行路差閾値を用いて次の周期の前記判定を実行する、ようにしてもよい。

【0019】

この発明に係る受信信号の異常の検出装置は、異常に分類されていないアンテナが有る場合、前記異常に分類されていないアンテナ各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該処理時点における現在位置とする、ようにしてもよい。

【発明の効果】

【0020】

この発明に係る受信信号の異常の検出方法や受信信号の異常の検出装置によれば、アンテナ間の測位距離の標準偏差が所定の閾値よりも大きいか否かに基づいて、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かを判断するようにしているので、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を的確に検出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】実施の形態に係るＧＮＳＳコンパスの概略構成を示す機能ブロック図である。

【図2】図１のＧＮＳＳコンパスにおける複数のＧＮＳＳアンテナの配置を示す図である。

【図3】図１のＧＮＳＳコンパスにおける処理手順であるとともにこの発明の実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図4】図２のＧＮＳＳアンテナどうしの間における行路差を説明する図である。

【図5】図１の行路差判定部において第１の行路差閾値と第２の行路差閾値とが適宜切り替えられる行路差の判定処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。この実施の形態では、この発明に係る受信信号の異常の検出装置がＧＮＳＳコンパスに組み込まれて前記ＧＮＳＳコンパスにおいてこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が実施される場合を例に挙げて説明する。

【0023】

（ＧＮＳＳコンパスの全体構成）
図１は、この発明に係る受信信号の異常の検出装置を含む、実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１の概略構成を示す機能ブロック図である。ＧＮＳＳコンパス１は、例えば、船舶，車両，および飛行体などの移動体に搭載されて使用される。

【0024】

実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１は、ＧＮＳＳ（Ｇlobal Ｎavigation Ｓatellite Ｓystem の略；全球測位衛星システム）で用いられる複数の衛星（「ＧＮＳＳ衛星」と呼ぶ）それぞれから送信される衛星信号／測位信号（「ＧＮＳＳ信号」と呼ぶ）を受信してＧＮＳＳにおける受信信号であるＧＮＳＳ信号の異常を検出する機能と少なくとも自機の位置を計算する機能とを備え、主に、制御ユニット２と、ＧＮＳＳアンテナ３と、ＧＮＳＳ受信部４と、測位部５と、を有する。ＧＮＳＳコンパス１を構成する各部は、バスを介して信号の送受を行って相互に情報伝達可能であるように接続される。

【0025】

ＧＮＳＳとしてはＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem，Ｇlobal Ｐositioning Ｓatellite の略；全地球測位システム），ＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯbal ＮＡvigation Ｓatellite Ｓystem の略），およびＢＤＳ（ＢeiＤou navigation satellite Ｓystem の略；北斗衛星導航系統）などが挙げられる。

【0026】

複数のＧＮＳＳ衛星それぞれは、当該のＧＮＳＳ衛星自身の現在位置を示すデータであるエフェメリスを含むＧＮＳＳ信号を電波として送信する。複数のＧＮＳＳ衛星それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号には、そのＧＮＳＳ衛星が当該のＧＮＳＳ信号を電波として送信した時刻を示す情報も含まれる。

【0027】

制御ユニット２は、ＧＮＳＳコンパス１を構成する各部の動作を制御する機能を備え、例えば、ＧＮＳＳ信号の異常の検出やＧＮＳＳコンパス１の位置の計算などに纏わる演算処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit の略）を有する機序として構成される。

【0028】

制御ユニット２は、また、中央処理装置（ＣＰＵ）がＧＮＳＳ信号の異常の検出やＧＮＳＳコンパス１の位置の計算などに纏わる演算処理を行う際に利用するプログラム，各種の情報，およびデータなどを記憶して格納などするための記憶領域となったり中央処理装置（ＣＰＵ）が前記演算処理を行う際に生成されるデータや情報などを一時的に記憶などするための作業領域となったりする機能を備え、例えば、読み取り専用の記憶装置であるＲＯＭ（Ｒead Ｏnly Ｍemory の略）、読み出しおよび書き込み可能な記憶装置であるＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）、ならびにハードディスクのうちの少なくとも１つを有する機序として構成される。

【0029】

制御ユニット２は、ＧＮＳＳコンパス１の動作を制御するためのプログラム（「制御プログラム」と呼ぶ）を中央処理装置（ＣＰＵ）が実行することにより、制御プログラムに従ってＧＮＳＳコンパス１を構成する各部の処理の開始，内容，および終了を統制して制御する。

【0030】

ＧＮＳＳ受信部４は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i（但し、ｉ：複数のＧＮＳＳ衛星を相互に区別して各々を識別するための各衛星に固有の番号）それぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信するための機序であり、各々がＧＮＳＳアンテナを備える少なくとも３個のＧＮＳＳ受信器から構成される（即ち、ＧＮＳＳアンテナも少なくとも３個である）。この実施の形態では、ＧＮＳＳ受信部４が３個のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃから構成され、ＧＮＳＳ受信器４ＡがＧＮＳＳアンテナ３Ａを備え、ＧＮＳＳ受信器４ＢがＧＮＳＳアンテナ３Ｂを備え、ＧＮＳＳ受信器４ＣがＧＮＳＳアンテナ３Ｃを備える。

【0031】

３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、ＧＮＳＳコンパス１が搭載される移動体上に、所定の間隔で相互に離間して配置されて固定される。この実施の形態では、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが正三角形の頂点の位置それぞれに配置される（図２参照）。

【0032】

ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしを結ぶ線分を「基線」と呼ぶ。ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法は、各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの配置の設計値として既知である。この実施の形態では、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間の基線ＡＢの寸法，ＧＮＳＳアンテナ３ＢとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の基線ＢＣの寸法，およびＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の基線ＡＣの寸法はいずれも既知である。ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法は、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ間の干渉を避けるため、１波長以上（具体的には、数波長程度）に設定される。

【0033】

各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号をＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信して電気信号（特に、デジタル信号）に変換して出力する。

【0034】

ＧＮＳＳ信号は、搬送波に重畳されて電波（「ＧＮＳＳ電波」と呼ぶ）としてＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから逐次送信される。各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、ＧＮＳＳ電波を受信し、前記ＧＮＳＳ電波を復調してＧＮＳＳ信号を取り出して出力する。

【0035】

各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、また、ＧＮＳＳ電波から取り出したＧＮＳＳ信号を用いて自身に備えられているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置（即ち、ＧＮＳＳ信号の受信位置；具体的には、緯度，経度，および高度）を計算し、測位位置の計算が成功した場合に前記ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置を出力する。各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃによる測位位置の計算処理は、周知の技術が適用され得るとともにこの発明では特定の手法などには限定されないので、詳細な説明を省略する。なお、各ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳ信号を受信した場合は、前記複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのうちの特定のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i（例えば、衛星の仰角が最も大きいＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i）のＧＮＳＳ信号を用いて、自身に備えられているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置を計算する。

【0036】

ＧＮＳＳ受信部４は、すなわち、所定の周期で、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の（言い換えると、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ別の）ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとのＧＮＳＳ信号を出力し、また、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの測位位置の計算が成功したＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）についての前記ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）別の測位位置を出力する。

【0037】

制御プログラムを制御ユニット２の中央処理装置（ＣＰＵ）が実行することにより、制御ユニット２内に測位部５が構成される。

【0038】

測位部５は、ＧＮＳＳ受信部４から出力されるＧＮＳＳ信号の異常の有無を検証しつつ、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置に基づく自機の位置（即ち、測位部５を含むＧＮＳＳコンパス１の位置、延いては前記ＧＮＳＳコンパス１が搭載されている移動体の位置）を計算して出力するための機序であり、ＧＮＳＳ受信部４から所定の周期で出力される、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の（言い換えると、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ別の）ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとのＧＮＳＳ信号、および、測位位置の計算が成功したＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）についての前記ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）別の測位位置の入力を受け、ＧＮＳＳ信号の異常の検出とともに自機の位置の計算を行う。

【0039】

（測位部の処理内容）
図３は、実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１における処理手順であるとともにこの発明の実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法の処理手順を示すフローチャートである。

【0040】

実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信して、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置を用いて計算されるこれら３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の偏差閾値よりも大きいときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する、ようにしている。

【0041】

また、上記の受信信号の異常の検出方法を実施する機器としての受信信号の異常の検出装置を含む、実施の形態に係るＧＮＳＳコンパス１は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号を受信する３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置を用いて計算されるこれら３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の標準偏差が所定の偏差閾値よりも大きいときに、ＧＮＳＳ信号に異常が発生していると判断する手段としての異常検出部５４と、を有する、ようにしている。

【0042】

測位部５は、ＧＮＳＳ受信部４から所定の周期で出力される、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ別の（言い換えると、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ別の）ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとのＧＮＳＳ信号、および、測位位置の計算が成功したＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）についての前記ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）別の測位位置の入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号および前記測位位置に基づいて、ＧＮＳＳにおける受信信号である前記ＧＮＳＳ信号の異常を検出するための演算処理と、自機の位置を計算するための演算処理と、を実行する。周期的に実行される測位部５による処理（「測位処理」と呼ぶ）が実行される時点それぞれのことを「処理時点」と呼ぶ。ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの測位位置の計算が成功したＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）のことを「位置計算アンテナ」と呼ぶ。

【0043】

測位部５は、測位数判定部５１，測位位置算出部５２，標準偏差判定部５３，および異常検出部５４を備える。

【0044】

測位数判定部５１は、位置計算アンテナについてのＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）別の測位位置の入力を受け、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置が計算されているか否かを判断する（ステップＳ１）。

【0045】

ここで、ＧＮＳＳ受信部４が４個以上のＧＮＳＳ受信器から構成されてＧＮＳＳアンテナが４個以上である場合は（４個以上のいくつであるかにかかわらず）、測位数判定部５１は、ステップＳ１の処理において、３個以上のＧＮＳＳアンテナ各々の測位位置が計算されているか否かを判断する。

【0046】

３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置が計算されていない場合、言い換えると、位置計算アンテナの個数が２個以下の場合（ステップＳ１：Ｎｏ）は、測位数判定部５１は、続いて、１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置が計算されているか否かを判断する（ステップＳ２）。

【0047】

１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置が計算されている場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）は、測位数判定部５１は、前記１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置を測位位置算出部５２へと出力する。

【0048】

測位位置算出部５２は、測位数判定部５１から出力される１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置の入力を受けると、前記１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該の処理時点におけるＧＮＳＳコンパス１の現在位置として出力する（ステップＳ３）。なお、測位位置算出部５２は、１個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置の入力を受けた場合は、前記１個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置をそのまま当該の処理時点におけるＧＮＳＳコンパス１の現在位置として出力する。

【0049】

そして、当該の処理時点における測位処理は終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0050】

ステップＳ２の処理において、１個以上のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置が計算されていない場合、言い換えると、位置計算アンテナの個数が０個の場合（ステップＳ２：Ｎｏ）は、測位数判定部５１は、測位位置が計算されていないために非測位とする。この場合、測位部５は自機の位置を更新することなく当該の処理時点における測位処理を終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0051】

ステップＳ１の処理において、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置が計算されている場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）は、測位数判定部５１は、前記３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置を標準偏差判定部５３へと出力する。

【0052】

ここで、ＧＮＳＳ受信部４が４個以上のＧＮＳＳ受信器から構成されてＧＮＳＳアンテナが４個以上である場合は（４個以上のいくつであるかにかかわらず）、測位数判定部５１は、ステップＳ１の処理において、３個以上のＧＮＳＳアンテナ各々の測位位置が計算されている場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）は、前記３個以上のＧＮＳＳアンテナ各々の測位位置を標準偏差判定部５３へと出力する。

【0053】

標準偏差判定部５３は、測位数判定部５１から出力される３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置の入力を受けると、前記測位位置を用いて、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの、つまり２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとの、測位距離を計算する（ステップＳ４）。

【0054】

具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間の測位距離、ＧＮＳＳアンテナ３ＢとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の測位距離、およびＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの間の測位距離の３つの測位距離が計算される。測位位置は具体的には緯度，経度，および高度であり、前記測位距離はすなわち３次元座標どうしを結ぶ線分の長さである。

【0055】

標準偏差判定部５３は、続いて、ステップＳ４の処理において計算される３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の、つまり２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとの測位距離の、標準偏差（「アンテナ間測位距離の標準偏差」と呼ぶ）を計算し（ステップＳ５）、前記アンテナ間測位距離の標準偏差が所定の偏差閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ６）。

【0056】

標準偏差判定部５３は、アンテナ間測位距離の標準偏差が所定の偏差閾値よりも大きいか否かに基づいて、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否か（言い換えると、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があるか否か）を判断する。

【0057】

ここで、ＧＮＳＳ受信部４が４個以上のＧＮＳＳ受信器から構成されてＧＮＳＳアンテナが４個以上である場合は、標準偏差判定部５３は、ステップＳ４の処理において、測位数判定部５１から出力される３個以上のＧＮＳＳアンテナ各々の測位位置を用いて、前記３個以上のＧＮＳＳアンテナどうしの間ごとの、つまり２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとの、測位距離（尚、３つ以上である）を計算し、ステップＳ５の処理において前記３個以上のＧＮＳＳアンテナどうしの間ごとの測位距離の、つまり２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとの測位距離の、標準偏差を計算する。

【0058】

偏差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えばＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間の距離である基線の寸法（尚、各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの配置の設計値として既知である）や正常な状態であるとしても機械誤差などに起因して生じると想定される測位誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。偏差閾値は、例えば１００～６００ｍ程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

【0059】

アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値以下である場合（ステップＳ６：Ｎｏ）は、標準偏差判定部５３は、測位数判定部５１から出力されて入力を受けた３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置を測位位置算出部５２へと出力する。なお、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値以下である場合は、ＧＮＳＳ信号に異常は発生していないと考えられる。

【0060】

測位位置算出部５２は、標準偏差判定部５３から出力される３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置の入力を受けると、前記３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該の処理時点におけるＧＮＳＳコンパス１の現在位置として出力する（ステップＳ７）。そして、当該の処理時点における測位処理は終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0061】

ステップＳ６の処理において、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きい場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）は、標準偏差判定部５３は、測位処理の処理手順をステップＳ８の処理へとすすめる。なお、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きい場合は、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があると考えられる。

【0062】

異常検出部５４は、ＧＮＳＳ信号の異常を検出するための構成であり、位置計算アンテナと接続されているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの、ＧＮＳＳ信号の入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号に基づいてＧＮＳＳにおける受信信号であるＧＮＳＳ信号の異常を検出するための演算処理（「異常検出演算処理」と呼ぶ）を実行する。

【0063】

異常検出部５４は、送信時刻判定部５４１，擬似距離判定部５４２，行路差計算部５４３，および行路差判定部５４４を備える。

【0064】

（送信時刻の検証）
送信時刻判定部５４１は、当該の処理時点においてＧＮＳＳ受信部４から出力される、位置計算アンテナと接続されているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの、ＧＮＳＳ信号の入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号の送信時刻が正常であるか否かを判定する。送信時刻判定部５４１によって行われる処理のことを「送信時刻の判定処理」と呼ぶ。

【0065】

送信時刻判定部５４１は、位置計算アンテナと接続されているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）別に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに、ＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と所定の基準送信時刻との差の絶対値が所定の時刻差閾値以上であるか否かを判断する。

【0066】

基準送信時刻は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに設定されるようにしてもよく、或いは、すべてのＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iに共通のものとして設定されるようにしてもよい。

【0067】

基準送信時刻がＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに設定される場合、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについての基準送信時刻として、過去に当該ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されたＧＮＳＳ信号に含まれていて取得されて記憶された送信時刻に前記ＧＮＳＳ信号を受信した時点からの経過時間が加えられた時刻が用いられるようにしてもよい。

【0068】

経過時間は、例えば、経過時間の計測機器としてＧＮＳＳ受信部４に温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ：Ｔemperature Ｃompensated Ｃrystal Ｏscillators の略）が搭載され、前記温度補償水晶発振器が用いられて計測される。この場合、時間経過とともに変化する、経過時間の計測機器（例えば、温度補償水晶発振器）の誤差やＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのドップラーシフトのずれが考慮されて経過時間が補正されるようにしてもよい。なお、ドップラーシフトは、ドップラー効果によって生じる、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されるＧＮＳＳ電波の搬送波周波数とＧＮＳＳ受信部４（具体的には、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）における受信周波数との周波数差として求められる。

【0069】

ＧＮＳＳ信号の送信時刻が正常であるか否かを判定する際には（即ち、送信時刻の判定処理では）、ＧＮＳＳ信号の送信時刻の小数部のみが使用されるようにしてもよい

【0070】

時刻差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。時刻差閾値は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについての基準送信時刻として当該ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについて過去に取得された送信時刻に経過時間が加えられた時刻が用いられる場合は、例えば１～３ミリ秒程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

【0071】

送信時刻判定部５４１は、ＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と基準送信時刻との差の絶対値が時刻差閾値以上であるとき、前記ＧＮＳＳ信号は送信時刻が異常であるとして、前記ＧＮＳＳ信号を受信しているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）（言い換えると、前記ＧＮＳＳ信号を出力しているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ））を受信信号異常に分類する。

【0072】

一方、基準送信時刻がすべてのＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iに共通のものとして設定される場合、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについての基準送信時刻として、他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐j（但し、ｊ：複数のＧＮＳＳ衛星を相互に区別して各々を識別するための各衛星に固有の番号であり、ｉ≠ｊ；以下同じ）から送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻が用いられるようにしてもよい。他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐jとしては、例えば、当該の（若しくは、直近の）異常検出演算処理の実行時点においてＧＮＳＳ受信部４によってＧＮＳＳ信号が受信されている複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの中から、衛星の仰角が最も大きいＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iが選択される。

【0073】

この場合は、送信時刻判定部５４１は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と前記ＧＮＳＳ信号の受信時刻との差と、他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐jから送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と前記ＧＮＳＳ信号の受信時刻との差と、の差の絶対値が所定の時刻差閾値以上であるか否かを判断する。ＧＮＳＳ信号の受信時刻は、ＧＮＳＳ受信部４が保有する時計機能／時刻情報によって特定される。ＧＮＳＳ受信部４が保有する時計機能／時刻情報は、複数のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃに共通の機器としてＧＮＳＳ受信部４に搭載される例えば温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）から供給される。

【0074】

時刻差閾値は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについての基準送信時刻として他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐jから送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻が用いられる場合は、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳの種類（例えば、ＧＰＳ，ＧＬＯＮＡＳＳ，ＢＤＳ）と前記他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐jのＧＮＳＳの種類との組み合わせに応じて異なる値に設定されるようにしてもよい。例えば、ＧＰＳどうしの組み合わせの場合は時刻差閾値が２０～３０ミリ秒程度の範囲のうちのいずれかの値に設定され、ＧＰＳとＢＤＳとの組み合わせの場合は時刻差閾値が９０～１１０ミリ秒程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

【0075】

送信時刻判定部５４１は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と前記ＧＮＳＳ信号の受信時刻との差と、他のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐jから送信されるＧＮＳＳ信号に含まれている当該ＧＮＳＳ信号の送信時刻と前記ＧＮＳＳ信号の受信時刻との差と、の差の絶対値が時刻差閾値以上であるとき、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されるＧＮＳＳ信号は送信時刻が異常であるとして、前記ＧＮＳＳ信号を受信しているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）（言い換えると、前記ＧＮＳＳ信号を出力しているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ））を受信信号異常に分類する。

【0076】

（擬似距離の検証）
擬似距離判定部５４２は、当該の処理時点においてＧＮＳＳ受信部４から出力される、位置計算アンテナと接続されているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの、ＧＮＳＳ信号の入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号を送信したＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの擬似距離が正常であるか否かを判定する。擬似距離判定部５４２によって行われる処理のことを「擬似距離の判定処理」と呼ぶ。

【0077】

擬似距離は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されてＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信されるＧＮＳＳ信号の伝搬距離であり、受信したＧＮＳＳ信号（別言すると、ＧＮＳＳ電波）がＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信された時刻とＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して受信された時刻との差（謂わば、ＧＮＳＳ信号の伝搬時間）から定まる距離である。

【0078】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの擬似距離ρ‐iは、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iからＧＮＳＳ信号（ＧＮＳＳ電波）が送信された時刻と、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介して前記ＧＮＳＳ信号（ＧＮＳＳ電波）が受信された時刻との差に、電波の伝搬速度（具体的には、光速）を乗じることで算出される。

【0079】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iからＧＮＳＳ信号が送信された時刻は当該ＧＮＳＳ信号に含まれている。また、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを介してＧＮＳＳ信号が受信された時刻は、ＧＮＳＳ受信部４が保有する時計機能／時刻情報によって特定される。ＧＮＳＳ受信部４が保有する時計機能／時刻情報は、複数のＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃに共通の機器としてＧＮＳＳ受信部４に搭載される例えば温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）から供給される。なお、ＧＮＳＳ信号が送信された時刻と受信された時刻との差に相当するＧＮＳＳ信号の伝搬時間は、Ｃ／Ａコードの位相のずれ量に基づいて特定されるようにしてもよい。なお、Ｃ／Ａコードは、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに固有のコードであり、送信元を示す情報として機能する。

【0080】

擬似距離判定部５４２は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとに、当該ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの擬似距離ρ‐iと所定の基準衛星Ｓrの擬似距離ρrとの差の絶対値が所定の擬似距離差閾値よりも大きいか否かを判断する。基準衛星Ｓrとしては、例えば、当該の（若しくは、直近の）異常検出演算処理の実行時点においてＧＮＳＳ受信部４によってＧＮＳＳ信号が受信されている複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの中から、衛星の仰角が最も大きいＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iが選択される。

【0081】

擬似距離差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えばＧＮＳＳ衛星の軌道を前提としたときにＧＮＳＳ衛星どうしの擬似距離の差として想定される最大値が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。擬似距離差閾値は、例えば１～２ｋｍ程度の範囲のうちのいずれかの値に設定されることが考えられる。

【0082】

擬似距離判定部５４２は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの擬似距離ρ‐iと基準衛星Ｓrの擬似距離ρrとの差の絶対値が擬似距離差閾値よりも大きいとき、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iは擬似距離が異常であるとして、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iを擬似距離異常に分類する。

【0083】

擬似距離判定部５４２は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの擬似距離ρ‐iと基準衛星Ｓrの擬似距離ρrとの差の絶対値が擬似距離差閾値よりも大きいことに加えて、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されるＧＮＳＳ信号の信号強度／受信強度が所定の閾値よりも高いときに、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iは擬似距離が異常であるとして、前記ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iを擬似距離異常に分類するようにしてもよい。

【0084】

そして、擬似距離判定部５４２は、擬似距離異常に分類したＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されたＧＮＳＳ信号を受信しているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）（言い換えると、擬似距離異常に分類したＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されたＧＮＳＳ信号を出力しているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ））を受信信号異常に分類する。

【0085】

（行路差の検証）
行路差計算部５４３は、当該の処理時点においてＧＮＳＳ受信部４から出力される、位置計算アンテナと接続されているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）別の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの、ＧＮＳＳ信号の入力を受け、前記ＧＮＳＳ信号の情報を用いてＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから各位置計算アンテナ（具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）までの行路の差を計算する。行路差計算部５４３によって行われる処理のことを「行路差の計算処理」と呼ぶ。

【0086】

行路差計算部５４３は、複数のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが所定の間隔で相互に離間して配置されていることに起因して生じる、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの行路の差（絶対値）を、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i別に、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、つまり２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、計算する。

【0087】

図４は行路の差を説明する図である。行路の差は実際には３次元で求められるが、行路の差の原理の説明として図４では２次元で説明する。図４に示す例では、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2とのそれぞれについて、ＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差（即ち、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間における行路差）を取り上げて説明する。

【0088】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ‐1ABは下記の数式１のように表され、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ‐2ABは下記の数式２のように表される（図４（Ａ）参照）。
（数１） Ｃ‐1AB ＝ Ｌ‐AB×ｃｏｓ(θ‐1)
（数２） Ｃ‐2AB ＝ Ｌ‐AB×ｃｏｓ(θ‐2)
ここに、
Ｌ‐AB：ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの間の基線ＡＢの寸法
θ‐1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1の仰角
θ‐2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2の仰角

【0089】

上記の数式１のように表されるＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ‐1ABは下記の数式３に従って計算される。また、上記の数式２のように表されるＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2からＧＮＳＳアンテナ３Ａまでの行路とＧＮＳＳアンテナ３Ｂまでの行路との差Ｃ‐2ABは下記の数式４に従って計算される。
（数３） Ｃ‐1AB ＝ λ‐1×(Ｎ‐1＋Ｐ‐1AB)
（数４） Ｃ‐2AB ＝ λ‐2×(Ｎ‐2＋Ｐ‐2AB)
ここに、
λ‐1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1のＧＮＳＳ電波の搬送波の波長
λ‐2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2のＧＮＳＳ電波の搬送波の波長
Ｎ‐1：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1のＧＮＳＳ電波の整数値バイアス（サイクル以上）
Ｎ‐2：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2のＧＮＳＳ電波の整数値バイアス（サイクル以上）
Ｐ‐1AB：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1のＧＮＳＳ電波のアンテナ間一重差（サイクル未満）
Ｐ‐2AB：ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2のＧＮＳＳ電波のアンテナ間一重差（サイクル未満）

【0090】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYは（但し、Ｘ，Ｙ：複数のＧＮＳＳアンテナを相互に区別して各々を識別するためのアンテナ記号であり、Ｘ≠Ｙ；以下同じ）、２個のＧＮＳＳアンテナ（図４に示す例では、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂ）に対する１個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの搬送波位相積算値の差である。

【0091】

行路差計算部５４３は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iからＧＮＳＳアンテナＸまでの行路とＧＮＳＳアンテナＹまでの行路との差（絶対値）Ｃ‐iXYを計算する。

【0092】

行路差計算部５４３によって計算される、ＧＮＳＳアンテナＸとＧＮＳＳアンテナＹとの組み合わせにおける、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについての、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iからＧＮＳＳアンテナＸまでの行路とＧＮＳＳアンテナＹまでの行路との差（絶対値）Ｃ‐iXYのことを「ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ‐iXY」と呼ぶ。

【0093】

行路差計算部５４３は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）に、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ‐iXYを計算する。

【0094】

次に、行路差判定部５４４は、行路差計算部５４３によって計算される、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ‐iXYが正常であるか否かを判定する。行路差判定部５４４によって行われる処理のことを「行路差の判定処理」と呼ぶ。

【0095】

ここで、図４に示す例において、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2とは通常は相互に異なる空間位置に存在するのでＧＮＳＳコンパス１（具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３）からみた衛星各々の仰角θ‐1と仰角θ‐2とが相互に異なる。そして、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1の仰角θ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2の仰角θ‐2とが相互に異なるので、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1についての行路の差Ｃ‐1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2についての行路の差Ｃ‐2ABとは相互に異なる（図４（Ａ）ならびに上記の数式１，数式２参照）。

【0096】

これに対し、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2とがどちらも同じ空間位置に存在する場合にはＧＮＳＳコンパス１（具体的には、ＧＮＳＳアンテナ３）からみた衛星各々の仰角θ‐1と仰角θ‐2とが同じになる（図４（Ｂ）参照）。そして、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1の仰角θ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2の仰角θ‐2とが同じ場合は、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1についての行路の差Ｃ‐1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2についての行路の差Ｃ‐2ABとは同じになる（上記の数式１，数式２参照）。

【0097】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1の仰角θ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2の仰角θ‐2とが同じになる場合として、例えば、複数のＧＮＳＳ衛星の測位情報および軌道情報を含んだ信号が単一の送信アンテナから発信されている場合が考えられ、言い換えると、複数のＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号（別言すると、ＧＮＳＳ電波）が送信されているように見せかけたうえで単一の送信アンテナ（言い換えると、同一の地点；尚、地上に設置されているアンテナ局を含む）から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が発信されている場合が考えられ、つまり単一の送信アンテナ／同一の地点から複数の偽のＧＮＳＳ信号が送信されている場合が挙げられる。この点において、この発明における「複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれから送信されるＧＮＳＳ信号」は、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iそれぞれからＧＮＳＳ信号が送信されているように見せかけたうえで単一の送信アンテナ／同一の地点から発信される信号を含む。

【0098】

そこで、行路差判定部５４４は、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせにおける、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ‐iXYを用いて下記の処理を行う。

【0099】

行路差判定部５４４は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ‐iXYどうしの差の絶対値が所定の行路差閾値以下であるとき、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iを行路差異常に分類する。この処理は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの組み合わせのすべてについて行われる。

【0100】

行路差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。

【0101】

ここで、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iが相互に異なる空間位置に存在する場合には前記複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYは通常は相互に異なるのに対して、単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されている場合には複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYは同じになる。そこで、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの行路差の判定処理において、複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYが検証されるようにしてもよい（上記の数式３，数式４参照）。

【0102】

なお、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1とＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2とが相互に異なる空間位置に存在してＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1についての行路の差Ｃ‐1ABとＧＮＳＳ衛星Ｓ‐2についての行路の差Ｃ‐2ABとが実際には相互に異なるにもかかわらず、上記の数式３，数式４から分かるように、整数値バイアスＮ‐1，Ｎ‐2は異なるものの前記２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1，Ｓ‐2についてのアンテナ間一重差Ｐ‐1AB，Ｐ‐2ABが偶さか同じになることも考えられる。しかしながら、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1，Ｓ‐2は移動しているので、前記の状態が長く（例えば、数秒以上）続くことはない。また、ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとに基線の方向が異なるので、例えば、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｂとの組み合わせにおいて２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1，Ｓ‐2についてのアンテナ間一重差Ｐ‐1AB，Ｐ‐2ABが偶さか同じになったとしても、ＧＮＳＳアンテナ３ＡとＧＮＳＳアンテナ３Ｃとの組み合わせにおいて前記２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐1，Ｓ‐2についてのアンテナ間一重差Ｐ‐1AB，Ｐ‐2ACは同じにはならない。

【0103】

複数のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYを検証する場合は、行路差判定部５４４は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iの組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐i各々についてのアンテナ間一重差Ｐ‐iXYどうしの差の絶対値が所定の行路差閾値以下であるとき、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iを行路差異常に分類する。

【0104】

この場合の行路差閾値も、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。

【0105】

ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iごとの行路差の判定処理に用いられる、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから各ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃまでの行路の差を表す、ＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iについてのアンテナ間における行路の差Ｃ‐iXYやアンテナ間一重差Ｐ‐iXYのことを「行路差指標」と呼ぶ。

【0106】

そして、行路差判定部５４４は、行路差異常（言い換えると、ＧＮＳＳ信号の到来方向異常）に分類したＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されたＧＮＳＳ信号を受信しているＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）（言い換えると、行路差異常に分類したＧＮＳＳ衛星Ｓ‐iから送信されたＧＮＳＳ信号を出力しているＧＮＳＳ受信器（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ））を受信信号異常に分類する。

【0107】

異常検出部５４は、上記の送信時刻の判定処理，擬似距離の判定処理，および行路差の判定処理によって受信信号異常に分類されたＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が有るか否かを判断する（ステップＳ８）。

【0108】

受信信号異常に分類されたＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が無い場合（ステップＳ８：Ｎｏ）は、異常検出部５４は、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きい（ステップＳ６：Ｙｅｓ）ことと受信信号異常に分類されたＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が無いこととは整合しない（言い換えると、正しい測位位置は得られていないと考えられる）ために非測位とする。この場合、測位部５は自機の位置を更新することなく当該の処理時点における測位処理を終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0109】

一方、受信信号異常に分類されたＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が有る場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）は、異常検出部５４は、続いて、受信信号異常に分類されていない（つまり、正常な）ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が有るか否かを判断する（ステップＳ９）。

【0110】

受信信号異常に分類されていない（つまり、正常な）ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が有る場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）は、異常検出部５４は、前記受信信号異常に分類されていない（つまり、正常な）ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置を測位位置算出部５２へと出力する。

【0111】

測位位置算出部５２は、異常検出部５４から出力されるＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置の入力を受けると、前記ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）各々の測位位置の平均値を算出し、前記平均値を当該の処理時点におけるＧＮＳＳコンパス１の現在位置として出力する（ステップＳ１０）。なお、測位位置算出部５２は、１個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置の入力を受けた場合は、前記１個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）の測位位置をそのまま当該の処理時点におけるＧＮＳＳコンパス１の現在位置として出力する。これにより、受信信号異常に分類されていない（つまり、正常な）ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）のみを使って正しく測位することが可能となる。

【0112】

そして、当該の処理時点における測位処理は終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0113】

ステップＳ９の処理において、受信信号異常に分類されていない（つまり、正常な）ＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）が無い場合（ステップＳ９：Ｎｏ）は、異常検出部５４は、正しい測位位置が不明であるために非測位とする。この場合、測位部５は自機の位置を更新することなく当該の処理時点における測位処理を終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、ステップＳ１の処理に戻って次の処理時点の測位処理が行われる。

【0114】

ＧＮＳＳコンパス１に付随する、例えばモニタやスピーカを備える出力装置（図示していない）が設けられて、当該出力装置のモニタに、測位部５の測位位置算出部５２から出力されるＧＮＳＳコンパス１の現在位置が表示されるようにしてもよい。また、ＧＮＳＳ信号に異常が発生したことが、出力装置のモニタに警報画面が表示されたり出力装置のスピーカから警報が発出されたりして、ユーザへと通知されるようにしてもよい。また、ＧＮＳＳ信号を利用する他の機器（例えば、レーダ，慣性航法装置）に対してＧＮＳＳ信号に異常が発生したことが通知されるようにしてもよい。

【0115】

実施の形態に係る受信信号の異常の検出方法やＧＮＳＳコンパス１によれば、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きいか否かに基づいて、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否か（言い換えると、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があるか否か）を判断するようにしているので、ＧＮＳＳにおける受信信号の異常を的確に検出することが可能となる。

【0116】

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。

【0117】

例えば、上記の実施の形態では図１に概略構成を示すＧＮＳＳコンパス１にこの発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれて前記ＧＮＳＳコンパス１においてこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が実施されるようにしているが、この発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれたりこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が適用されたりする機器／装置は図１に概略構成を示すＧＮＳＳコンパス１に限定されるものではなく、他の構成を備えるＧＮＳＳコンパスにこの発明に係る受信信号の異常の検出装置が組み込まれたりこの発明に係る受信信号の異常の検出方法が適用されたりするようにしてもよく、さらに言えば、この発明に係る受信信号の異常の検出装置が、ＧＮＳＳを利用する他の種類の機器や装置に組み込まれたり、また、この発明に係る受信信号の異常の検出方法が、ＧＮＳＳを利用する他の種類の機器や装置に適用されたりするようにしてもよい。

【0118】

また、上記の実施の形態では標準偏差判定部５３によってアンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きいか否か（ステップＳ６）に基づいてＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否か（言い換えると、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があるか否か）を判断するようにしているが、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の平均値が３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの真距離の平均値（即ち、基線ＡＢの寸法と基線ＢＣの寸法と基線ＡＣの寸法との平均値）よりも小さいか否かに基づいてＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かを判断するようにしてもよい。なお、例えば、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのすべてが単一の送信アンテナ／同一の地点から送信されている複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号（尚、偽のＧＮＳＳ信号である）を受信して測位位置を計算した場合は、前記ＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのそれぞれが同一の衛星情報（尚、偽の情報である）による同一地点を測位位置として計算し、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の平均値は０に近くなる。一方で、既知であるＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの真距離（即ち、基線ＡＢの寸法，基線ＢＣの寸法，および基線ＡＣの寸法）は上述のとおり１波長以上であり、測位距離の平均値と既知の基線の寸法の平均値とが乖離することとなるので、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があることを検出することができる。測位距離の平均値を用いる場合は、標準偏差判定部５３は、ステップＳ５の処理において、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃどうしの間ごとの測位距離の、つまり２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとの測位距離の、平均値を計算する。また、測位距離の平均値を用いる場合で、ＧＮＳＳ受信部４が４個以上のＧＮＳＳ受信器から構成されてＧＮＳＳアンテナが４個以上である場合は、標準偏差判定部５３は、ステップＳ４の処理において、測位数判定部５１から出力される３個以上のＧＮＳＳアンテナ各々の測位位置を用いて、前記３個以上のＧＮＳＳアンテナどうしの間ごとの、つまり２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとの、測位距離（尚、３つ以上である）を計算し、ステップＳ５の処理において、前記３個以上のＧＮＳＳアンテナどうしの間ごとの測位距離の、つまり２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごとの測位距離の、平均値を計算するとともに、前記３個以上のＧＮＳＳアンテナどうしの間ごとの真距離の平均値（即ち、各基線の寸法の平均値）を計算して、前記の２つの平均値を比較する。

【0119】

また、上記の実施の形態では標準偏差判定部５３によってアンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きいか否か（ステップＳ６）に基づいてＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否か（言い換えると、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があるか否か）が判断されたうえで、ＧＮＳＳ信号に異常が発生している可能性があると考えられる場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）に異常検出部５４によってＧＮＳＳ信号の異常が検出される（ステップＳ８）ようにしているが、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値以下である場合にはＧＮＳＳコンパス１の現在位置が計算され、また、アンテナ間測位距離の標準偏差が偏差閾値よりも大きい場合にはＧＮＳＳ信号に異常が発生しているので非測位とするようにしてもよい。

【0120】

また、上記の実施の形態では異常検出部５４が送信時刻の判定処理，擬似距離の判定処理，および行路差の判定処理を行ってＧＮＳＳ信号の異常を検出するようにしているが、異常検出部５４は送信時刻の判定処理，擬似距離の判定処理，および行路差の判定処理のうちの少なくとも１つの判定処理を行ってＧＮＳＳ信号の異常を検出するようにしてもよい。

【0121】

また、上記の実施の形態で説明したＧＮＳＳコンパス１によれば、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の時刻同期が不十分であったり、ＧＮＳＳ信号にマルチパスや雑音が発生していたり、あるいは各衛星の周回方向などの違いによって衛星ごとにＧＮＳＳ信号のドップラー周波数が異なる場合に、その影響を受けてＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ間の行路差に微小なばらつきやオフセットが生じてしまうことがある。行路差に微小なばらつきやオフセットが生じると、上記の行路差の判定処理では、直前の周期の判定において行路差指標が所定の行路差閾値以下（すなわち、行路差一致）であるとして行路差異常に分類された衛星が、次の周期の判定では行路差指標が微小なばらつきやオフセットによって所定の行路差閾値よりも大きくなり（すなわち、行路差不一致）、正常なＧＮＳＳ信号であると誤判定される可能性がある。このような誤判定を抑制するには、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを予め考慮して行路差閾値を緩めればよいが（すなわち、大きな値に設定）、行路差閾値を緩めてしまうと、行路差に微小なばらつきやオフセットが生じていないときに誤判定が発生してしまう。

【0122】

上記の問題を解決するために、上述した所定の行路差閾値（以下では、第１の行路差閾値という）と、この第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値とを適宜切り替えて行路差の判定処理を行なうことが好ましい。第１の行路差閾値と第２の行路差閾値との関係は、「第１の行路差閾値＜第２の行路差閾値」となる。より具体的には、ＧＮＳＳ信号に異常が発生しているか否かの判定を所定の周期で実行し、直前の周期に実行された行路差の判定処理において行路差異常に分類された衛星は、第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値を用いて次の周期の行路差の判定処理を実行する。また、行路差異常に分類されている衛星の行路差が正常であると判定された場合には、第１の行路差閾値を用いて次の周期の行路差の判定処理を実行する。

【0123】

図５は、上記の行路差の判定処理の手順を示すフローチャートである。行路差判定部５４４は、具体的には、当該の処理時点において行路差計算部５４３から出力される、３個のＧＮＳＳアンテナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちの２個のＧＮＳＳアンテナの組み合わせごと（言い換えると、基線ＡＢ，ＢＣ，ＡＣごと）の、ＧＮＳＳ衛星Ｓ_i別の、当該のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYの入力を受け、それを用いて下記の処理を行う。

【0124】

行路差判定部５４４は、２個のＧＮＳＳアンテナ（３Ａ，３Ｂ，３Ｃのうちのいずれか２個）の組み合わせごとに、当該の２個のＧＮＳＳアンテナが当該の処理時点において同時に追尾しているＧＮＳＳ衛星Ｓ_iのうちの２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iの組み合わせごとに、直前の周期の判定で行路差異常に分類された衛星か否かを確認する（ステップＳ１）。

【0125】

行路差判定部５４４は、ステップＳ１にて行路差異常に分類されていない衛星であると確認できた場合には（ステップＳ１でＮＯ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるときには（ステップＳ２でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する（ステップＳ３）。

【0126】

行路差判定部５４４は、次の周期のステップＳ１において、直前の周期の判定で行路差異常に分類された衛星か否かを確認し、行路差異常に分類されている衛星であると確認できた場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が、第１の行路差閾値よりも大きな値を有する第２の行路差閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第２の行路差閾値以下であるときには（ステップＳ４でＹＥＳ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が異常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差異常に分類する（ステップＳ３）。

【0127】

また、ステップＳ４の判定において、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_i各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第２の行路差閾値よりも大きいときには（ステップＳ４でＮＯ）、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iはＧＮＳＳ信号の到来方向が正常であるとして、当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iを行路差正常に分類する（ステップＳ５）。

【0128】

ステップＳ５にて行路差正常に分類された当該の２個のＧＮＳＳ衛星Ｓ_iは、次の周期の行路差の判定処理において、各々のＧＮＳＳアンテナＸ－Ｙ間における行路差Ｃ_iXYどうしの差の絶対値が第１の行路差閾値以下であるか否かが判定される（ステップＳ１、Ｓ２）。

【0129】

第１の行路差閾値は、特定の値に限定されるものではなく、例えば実際には単一の送信アンテナ／同一の地点から複数のＧＮＳＳ衛星のＧＮＳＳ信号が送信されているとしても機械誤差などに起因して生じると想定される誤差が考慮されるなどしたうえで、適当な値に適宜設定される。また、第２の行路差閾値は、ＧＮＳＳ受信器４Ａ，４Ｂ，４Ｃの時刻同期精度や、マルチパスまたは雑音の発生頻度や発生量、ＧＮＳＳ信号のドップラー周波数の変化、ＧＮＳＳコンパス１ごとの個体差などに基づいて、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを特定し、これらの影響を受けないように第１の行路差閾値よりも大きな値に適宜設定される。

【0130】

このように、第１の行路差閾値と第２の行路差閾値とを適宜切り替えて行路差の判定処理を行なうことにより、行路差に生じる微小なばらつきやオフセットを原因として発生する誤判定を抑制することが可能である。

【符号の説明】

【0131】

１ ＧＮＳＳコンパス
２ 制御ユニット
３ ＧＮＳＳアンテナ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ ＧＮＳＳアンテナ
４ ＧＮＳＳ受信部
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ ＧＮＳＳ受信器
５ 測位部
５１ 測位数判定部
５２ 測位位置算出部
５３ 標準偏差判定部
５４ 異常検出部
５４１ 送信時刻判定部
５４２ 擬似距離判定部
５４３ 行路差計算部
５４４ 行路差判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】