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(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】P2024042077
(43)【公開日】2024-03-27
(54)【発明の名称】衛星信号受信装置、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 19/28 20100101AFI20240319BHJP
G01S 19/22 20100101ALI20240319BHJP
【ＦＩ】
G01S19/28
G01S19/22
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024015520
(22)【出願日】2024-02-05
(62)【分割の表示】P 2022563606の分割
【原出願日】2021-09-28
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2020/043044
(32)【優先日】2020-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】PCT/JP2021/020391
(32)【優先日】2021-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100124844
【弁理士】
【氏名又は名称】石原 隆治
(72)【発明者】
【氏名】吉田 誠史
(57)【要約】
【課題】衛星信号の受信環境が良くない場合でも、精度良く、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期を行う。
【解決手段】衛星信号受信装置において、ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する。
【選択図】図１４
【解決手段】衛星信号受信装置において、ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する。
【選択図】図１４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
衛星信号受信装置。
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
衛星信号受信装置。
【請求項2】
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良く、かつ、予め設定された最低受信品質よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
衛星信号受信装置。
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良く、かつ、予め設定された最低受信品質よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
衛星信号受信装置。
【請求項3】
前記信号選択部は、ある衛星信号を選択するか否かを判断する際に、前記所定値として、当該衛星信号の仰角に依存した値を用いる
請求項１又は２に記載の衛星信号受信装置。
請求項１又は２に記載の衛星信号受信装置。
【請求項4】
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＧＮＳＳ種別の優先順位に基づいて選択する
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
【請求項5】
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＤＯＰ値に基づいて選択する
請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
【請求項6】
コンピュータを、請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置における各部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球航法衛星システム）による測位及び時刻同期を高精度に行う技術に関連するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期が幅広いアプリケーションにおいて活用されている。
【0003】
ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期においては、ＧＮＳＳアンテナにより受信したＧＮＳＳ衛星信号（以降、衛星信号）を用いて測位及び時刻同期の処理が実行される。
【0004】
ＧＮＳＳアンテナの設置位置の周囲に存在する構造物等により衛星信号の見通し状態での受信が遮られる場合がある。その場合、当該衛星信号は、ＧＮＳＳアンテナにおいて必要な信号強度で受信されないか、又は、ＧＮＳＳアンテナの設置位置の周囲に存在する構造物等により反射・回折するマルチパスにより、不可視衛星信号として受信されることになる。その結果、ＧＮＳＳによる測位性能及び時刻同期性能が劣化する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】塚越他"オープンソースGNSSライブラリを用いた遊歩道環境での自律移動ロボットナビゲーションのための位置推定"計測自動制御学会論文集Vol.52, No.5, 276/283（2016）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期の精度を向上させる上では見通し状態で受信可能な可視衛星信号を多く受信し、精度の劣化に大きな影響を及ぼす、見通し状態で受信できない不可視衛星信号を測位及び時刻同期で使用する衛星信号から有効に排除することが重要である。
【0007】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、衛星信号の受信環境が良くない場合でも、衛星信号を適切に選択し、精度良く、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期を行うことを可能とする技術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】
【0008】
開示の技術によれば、 ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する衛星信号受信装置が提供される。
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と、を備え、
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する衛星信号受信装置が提供される。
【発明の効果】
【0009】
開示の技術によれば、衛星信号の受信環境が良くない場合でも、精度良く、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期を行うことを可能とする技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態における計測装置の構成図である。
【図2】衛星信号の選択に係る処理手順例を示す図である。
【図3】設定パラメータの例を示す図である。
【図4】ＧＮＳＳバイアス値の設定例を示す図である。
【図5】仰角バイアス値の設定例を示す図である。
【図6】ＧＮＳＳ優先順位の設定例を示す図である。
【図7】バイアス値の設定に係る処理手順を示す図である。
【図8】各グループのＣＮＲの最大値を示す図である。
【図9】カーブフィッティングの例を示す図である。
【図10】バイアス値設定の例を示す図である。
【図11】衛星信号の建造物の壁面への入射及び壁面からの反射の様子を示す図である。
【図12】衛星信号の建造物の壁面への入射及び壁面からの反射の様子を示す図である。
【図13】仰角に依存したｄＣＮＲ値の設定例を示す図である。
【図14】衛星信号の選択に係る処理手順例を示す図である。
【図15】設定パラメータの例を示す図である。
【図16】バイアス値の設定に係る処理手順を示す図である。
【図17】バイアス値設定の例を示す図である。
【図18】Ｌ１帯における受信特性の実測例を示す図である。
【図19】Ｌ２帯における受信特性の実測例を示す図である。
【図20】装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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定されるわけではない。
【0012】
（課題の詳細、実施の形態の概要）
近年、ＧＰＳ以外の航法衛星システムとしてＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳなどが利用できるようになり、衛星数が増加している。
近年、ＧＰＳ以外の航法衛星システムとしてＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳなどが利用できるようになり、衛星数が増加している。
【0013】
前述したように、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期の精度を向上させる上では見通し状態で受信可能な可視衛星信号を多く受信し、精度の劣化に大きな影響を及ぼす、見通し状態で受信できない不可視衛星信号を測位及び時刻同期で使用する衛星信号から有効に排除することが重要である。
【0014】
不可視衛星信号を排除する従来の方法として、受信した衛星信号から予め設定した閾値以下のＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ－ｔｏ－Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：搬送波対雑音比）の衛星信号を排除する、ＣＮＲマスク方式が知られている。
【0015】
しかし、衛星信号のＣＮＲ値はアンテナのゲイン、受信機の受信感度、アンテナ‐受信機間のケーブル損失、衛星種別等に依存するため最適な閾値を設定することは困難である。
【0016】
また、ＣＮＲマスク方式では衛星信号の信号帯域幅に干渉信号が混入した場合、衛星信号のＣＮＲ値が全体的に低下し、ＣＮＲマスクにより衛星信号をロストする結果、測位及び時刻同期ができなくなるリスクがある。このような干渉信号として、意図的に発生するＧＮＳＳジャミング（妨害）信号の他、機器が発生するノイズ、他の通信システムからの干渉信号がある。
【0017】
本実施の形態では、見通し状態で受信可能な可視衛星信号を多く受信し、精度の劣化に大きな影響を及ぼす、見通し状態で受信できない不可視衛星信号を測位及び時刻同期で使用する衛星信号から有効に排除するために、可視衛星数が多く確保可能なマルチＧＮＳＳ環境を想定した後述する手順で、測位及び時刻同期の使用に適した衛星信号を選択することとしている。当該手順は、衛星信号の受信品質を選択の根拠とし、かつアンテナ及び受信機の個体特性、干渉信号の影響を排除した衛星信号の選択を可能としている。
【0018】
以下、本実施の形態における具体的な構成及び動作の例を詳細に説明する。なお、以下で説明する処理では、受信品質の指標としてＣＮＲを使用するが、ＣＮＲ以外の受信品質の指標を使用してもよい。また、本実施の形態において、"衛星信号を選択する"際の"衛星信号"は、その衛星信号の送信元のＧＮＳＳ衛星と紐づいているものとする。例えば、ＧＮＳＳ衛星Ａ、ＧＮＳＳ衛星Ｂ、ＧＮＳＳ衛星Ｃを３機の異なる任意のＧＮＳＳ衛星であるとすると、３個の衛星信号を選択するとは、ＧＮＳＳ衛星Ａからの衛星信号、ＧＮＳＳ衛星Ｂからの衛星信号、及びＧＮＳＳ衛星Ｃからの衛星信号を選択することを意味する。
【0019】
また、本実施の形態では、ＣＮＲ値の正規化にあたり、仰角依存性とＧＮＳＳ種別・周波数帯依存性を考慮している。ここでＧＮＳＳ種別とはＧＰＳやＧＬＯＮＡＳＳ等の航法衛星システムの種別を意味する。仰角依存性を考慮する理由は衛星の仰角が小さいほど地表に近い対流圏における伝搬経路が長くなり、衛星信号がより減衰する傾向にあるためである。ＧＮＳＳ種別依存性を考慮する理由はＧＮＳＳ種別により信号周波数や送信電力が異なり、ＣＮＲ値に差分を生じるためである。さらに同一のＧＮＳＳ種別でも信号の周波数帯（ＧＰＳの場合はＬ１帯、Ｌ２帯、Ｌ５帯、等）によりＣＮＲ値に差分を生じる。なお、仰角依存性とＧＮＳＳ種別・周波数帯依存性のうちのいずれか一方を考慮することとしてもよい。
【0020】
以下では、第１の実施の形態と、第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態については、第１の実施の形態と異なる部分について主に説明する。
―――――――――――第１の実施の形態―――――――――――
―――――――――――第１の実施の形態―――――――――――
【0021】
（装置構成）
図１に、本実施の形態における計測装置１００の構成例を示す。本実施の形態における計測装置１００は、ＧＮＳＳアンテナ１１０、信号受信部１２０、信号選択部１３０、計測部１４０、出力部１５０、信号データ格納部１６０、バイアス値設定部１７０、バイアス値格納部１８０を有する。なお、計測装置１００は、衛星信号を受信して処理する装置であり、これを「衛星信号受信装置」と呼んでもよい。
図１に、本実施の形態における計測装置１００の構成例を示す。本実施の形態における計測装置１００は、ＧＮＳＳアンテナ１１０、信号受信部１２０、信号選択部１３０、計測部１４０、出力部１５０、信号データ格納部１６０、バイアス値設定部１７０、バイアス値格納部１８０を有する。なお、計測装置１００は、衛星信号を受信して処理する装置であり、これを「衛星信号受信装置」と呼んでもよい。
【0022】
ＧＮＳＳアンテナ１１０は、軌道上のＧＮＳＳ衛星から送信される電波を受信し、電波を電気信号に変換する。この電気信号を「衛星信号」と呼んでもよい。
【0023】
ＧＮＳＳアンテナ１１０と信号受信部１２０とはケーブルで接続され、衛星信号はケーブルにより信号受信部１２０に送られる。ＧＮＳＳアンテナ１１０と信号受信部１２０との間の距離が長い場合には、ＧＮＳＳアンテナ１１０と信号受信部１２０との間に増幅器が備えられてもよい。
【0024】
信号受信部１２０は、衛星信号を受信し、ＣＮＲを計測するとともに、受信した衛星信号の送信元のＧＮＳＳ衛星の種別を識別する。また、衛星の軌道情報（例：アルマナック、エフェメリス）を使用し、仰角を計測する。衛星の軌道情報は衛星信号の航法メッセージから取得してもよいし、他の手段（例：ネットワーク上のサーバ）から取得してもよい。信号受信部１２０は、受信した衛星信号の識別情報（ＰＲＮ番号等のコード）、当該衛星信号の仰角、ＣＮＲ、及び衛星種別を信号選択部１３０に送る。また、信号受信部１２０は、受信した衛星信号毎の識別情報、仰角、ＣＮＲ、衛星種別を信号データ格納部１６０に格納する。なお、仰角とは、衛星信号の受信地点（すなわちＧＮＳＳアンテナ）から衛星信号の送信元のＧＮＳＳ衛星を見る場合の視線と水平面とのなす角度である。例えば、ＧＮＳＳ衛星が天頂にある場合、その仰角は９０°である。
【0025】
本実施の形態において対象とするＧＮＳＳ衛星の種別は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、及びＱＺＳＳである。ただし、これらは例であり、これらの種別よりも多くてもよいし、少なくてもよい。
【0026】
信号選択部１３０は、受信した複数の衛星信号の中から、測位と時刻同期に使用する衛星信号を選択する。選択の手順については後述する。
【0027】
計測部１４０は、絶対時刻に対して精密に時刻が管理される原子時計を搭載したＧＮＳＳ衛星から送信される衛星信号を用いて時刻同期を行うことにより、絶対時刻に対して高精度に時刻同期した時刻情報を算出する。ここでの絶対時刻とは、例えば、協定世界時（ＵＴＣ：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｉｍｅ）である。なお、計測部１４０は、測位と時刻同期のうちの一方のみを行うこととしてもよい。
【0028】
受信した衛星信号から、当該衛星信号がＧＮＳＳ衛星から送信された絶対時刻を知ることができるが、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳアンテナ１１０の位置に衛星信号が到達するまでの伝搬時間を計測し、計測部１４０の時刻と衛星の時刻との間の時刻オフセット値Δｔを補正しなければ、受信位置において正確な絶対時刻は得られない。
【0029】
そこで、計測部１４０は、例えば４機以上のＧＮＳＳ衛星からの衛星信号を用いて、受信位置の３次元座標情報（ｘ，ｙ，ｚ）、及び時刻オフセット（Δｔ）の４つのパラメータをコード測位により算出することにより、測位と時刻同期を同時に行う。計測部１４０はコード測位の他に搬送波位相測位を行ってもよい。
【0030】
計測部１４０は、出力部１５０を介してこの絶対時刻に基づく時刻情報と測位結果である位置情報を出力する。例えば、計測装置１００がモバイルネットワークにおける基地局であるとすると、当該基地局が絶対時刻に同期した時刻情報を利用して、例えば、（絶対時刻に同期している）隣接する基地局とＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割複信）信号フレームの上り、下り信号のタイムスロット構成（並び）を一致させた上で、信号フレームの送信タイミングを同期させることで、隣接する基地局と互いに干渉しないようにＴＤＤ信号を送信することができる。
【0031】
バイアス値設定部１７０は、信号データ格納部１６０に格納されている衛星信号データを用いて、バイアス値を設定（算出）し、設定したバイアス値をバイアス値格納部１８０に格納する。バイアス値格納部１８０に格納されたバイアス値は、信号選択部１３０における衛星信号の選択処理に用いられる。バイアス値設定部１７０によるバイアス値設定動作の詳細については後述する。
【0032】
本実施の形態における計測装置１００は、物理的にまとまった１つの装置であってもよいし、いくつかの機能部が物理的に分離していて、分離された複数の機能部がネットワークにより接続された装置であってもよい。
【0033】
また、計測装置１００は、図１に示す機能を全て含むこととしてもよいし、一部の機能（例えば、信号選択部１３０と計測部１４０）がネットワーク上（例えばクラウド上）に備えられ、残りの機能が計測装置１００に搭載されて使用されてもよい。
【0034】
例えば、計測装置１００に備えられた信号受信部１２０から観測データを出力し、当該観測データをクラウド上に設けた「信号選択部１３０と計測部１４０」からなる装置に送信することで、衛星信号選択及び測位演算をクラウド上で実施してもよい。この場合、クラウド上の計測部１４０から、出力部１５０へ測位演算結果が返される。
【0035】
また、計測装置１００における「信号データ格納部１６０とバイアス値設定部１７０」からなる装置がネットワーク上（例えばクラウド上）に備えられ、残りの機能が計測装置１００に搭載されて使用されてもよい。
【0036】
例えば、計測装置１００に備えられた信号受信部１２０から観測データを出力し、当該観測データをクラウド上に設けた信号データ格納部１６０に格納し、クラウド上に設けたバイアス値設定部１７０が、格納したデータを用いてバイアス値の設定を行う。この場合、クラウド上のバイアス値設定部１７０から、バイアス値格納部１８０へバイアス値が返される。
【0037】
【0038】
まず、図３を参照して、手順において使用される設定パラメータについて説明する。図３に示すとおり、ＣＮＲ０は、Ｌ１帯の全受信衛星信号のＣＮＲの最大値である。ｄＣＮＲは、衛星信号の選択範囲を決めるパラメータである。Ｎ０は、選択衛星信号数である。なお、Ｌ１帯で受信を行うことは一例である。
【0039】
図２のＳ１０１において、信号選択部１３０は、Ｌ１帯で受信した全衛星信号のＣＮＲ値をＧＮＳＳ種別及び仰角依存性を考慮して正規化する。具体的には、観測で得られたＣＮＲ値に、バイアス値設定部１７０により予め設定されたＧＮＳＳバイアス値と仰角バイアス値を加えることにより正規化を行う。
【0040】
【0041】
例えば、ある衛星信号の観測で得られたＣＮＲ値が３０ｄＢ－Ｈｚであり、仰角が３０°であり、衛星種別がＧＬＯ（ＧＬＯＮＡＳＳ）であるとすると、信号選択部１３０は、当該衛星信号の補正後（正規化後）のＣＮＲ値を３０＋４＋２＝３６ｄＢ－Ｈｚとする。以降、ＣＮＲ値は正規化後のＣＮＲ値であることを意味する。
【0042】
図２のＳ１０２において、信号選択部１３０は、Ｌ１帯で受信した全衛星信号の中からＣＮＲ値の最も大きい衛星信号を選択し、そのＣＮＲ値をＣＮＲ０として記録する。なお、ここでは、前提条件として可視衛星信号が少なくとも１つ存在することを想定している。
【0043】
Ｓ１０３において、信号選択部１３０は、Ｓ１０２で選択した衛星信号のＣＮＲ値（ＣＮＲ０）に対し、ＣＮＲ０よりｄＣＮＲ（例：１０ｄＢ）小さい値をＣＮＲの下限とし、受信した衛星信号から条件を満たす衛星信号を選択する。すなわち、信号選択部１３０は、Ｌ１帯で受信した全衛星信号から、ＣＮＲ値がＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０を満たす全ての衛星信号を選択する。
【0044】
Ｓ１０４において、信号選択部１３０は、Ｓ１０２とＳ１０３で選択された衛星信号の数が、予め設定した最低選択衛星信号数（Ｎ０）以上であるか否かを判定する。Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓであれば、信号選択部１３０による信号選択処理を終了する。信号選択部１３０は、選択された衛星信号の識別情報（ＰＲＮ番号等のコード）を計測部１４０に通知し、計測部１４０は、選択された衛星信号を使用して測位と時刻同期を行う。
【0045】
Ｓ１０４の判定結果がＮｏである場合、すなわち、Ｓ１０２とＳ１０３で選択された衛星信号の数が、予め設定した最低選択衛星信号数（Ｎ０）未満である場合、Ｓ１０５に進む。
【0046】
Ｓ１０５において、信号選択部１３０は、予め設定したＧＮＳＳ種別の優先順位に基づき、ＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下でＣＮＲ値の大きい次点の衛星信号から順に衛星信号を選択し、トータルの選択衛星信号数がＮ０となるよう補填する。
【0047】
図６に、ＧＮＳＳ種別の優先順位の設定例を示す。ＧＮＳＳ種別の優先順位の設定値についてもバイアス値格納部１８０に格納されており、信号選択部１３０は、バイアス値格納部１８０に格納された設定値を参照する。図６において、ＧＰＳの優先順位が最も高く、ＧＬＯ（ＧＬＯＮＡＳＳ）の優先順位が最も低いことが示されている。
【0048】
ここで、ＧＮＳＳ種別の優先順位に基づく選択について説明する。ＧＮＳＳ衛星の種別毎に、衛星を運用している時計の絶対時刻を基準とした時刻精度に差分（クロックバイアス）が存在する。Ｓ１０５で補欠の衛星信号を選択する際にはクロックバイアスを含む、ＧＮＳＳの信頼度を考慮して選択することとしている。
【0049】
例えば、ＧＰＳとＱＺＳＳは航法衛星システムとして時刻が互いに完全に同期しており、クロックバイアスが小さいのでカテゴリー１、カテゴリー２がＧａｌｉｌｅｏ、カテゴリー３がＧＬＯＮＡＳＳ及びＢｅｉＤｏｕといった形で分類することができる。このようなカテゴリー分けに基づいて、図６に示すような優先順位の設定がなされる。
【0050】
上記のような信頼度に基づく優先順位を考慮した補欠衛星信号の選択方法としては、一例として、優先順位（又は信頼度のカテゴリー）に応じてＣＮＲ値にプレミアム（付加する値）を設定し、ＣＮＲ値が最高値の衛星信号から必要数を順に選択する方法がある。
【0051】
例えば、図６の例において、優先順位１のプレミアムを５とし、優先順位２のプレミアムを４とし、優先順位３のプレミアムを３とし、優先順位４のプレミアムを２とし、優先順位５のプレミアムを１とする。
【0052】
一例として、Ｎ０が５であるとし、Ｓ１０２、Ｓ１０３で３個の衛星信号が選択されたとする。また、「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下のＣＮＲ値を持つ衛星信号として、衛星信号１（ＣＮＲ値＝２６ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝１）、衛星信号２（ＣＮＲ値＝２５ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝３）、衛星信号３（ＣＮＲ値＝２４ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝５）があるとすると、Ｓ１０５において、信号選択部１３０は、プレミアムを加えたＣＮＲ値が、２９ｄＢ－Ｈｚ、２８ｄＢ－Ｈｚとなる衛星信号３と衛星信号２を選択する。
【0053】
【0054】
Ｓ２０１において、信号受信部１２０により、衛星信号データを継続的に収集する。収集する時間長に関して、オープンスカイ環境であれば、連続で２４時間収集すれば十分である。それ以外の受信環境では更に長期連続収集が必要である。随時データを収集し、バイアス値を更新してもよい。
【0055】
Ｓ２０２において、収集した衛星信号データを（ＧＮＳＳ種別，仰角，ＣＮＲ値）のセットとして信号データ格納部１６０に格納する。
【0056】
Ｓ２０３において、バイアス値設定部１７０は、信号データ格納部１６０に格納された衛星信号データに基づいて、同一ＧＮＳＳ種別のデータに対し、仰角の範囲毎にデータをグループ分けし、各グループのＣＮＲの最大値を抽出する。
【0057】
図８に、あるＧＮＳＳ種別におけるＳ２０３の処理の例を示す。図８の例では、仰角が０°～１５°、１５°～３０°、３０°～４５°、４５°～６０°、６０°～７５°、７５°～９０°にグループ分けされ、各グループのＣＮＲの最大値が抽出されている。
【0058】
Ｓ２０４において、バイアス値設定部１７０は、抽出した最大値データに対し例えば非線形最小二乗法によりカーブフィッティングを適用する。Ｓ２０５において、バイアス値設定部１７０は、最も大きい外れ値を除いたカーブフィッティングを数回繰り返す。図８に示したＧＮＳＳ種別に対するＳ２０４、Ｓ２０５の例を図９に示す。
【0059】
Ｓ２０６において、バイアス値設定部１７０は、ＧＮＳＳ種別毎にフィッティング関数を生成し、Ｓ２０７において、各ＧＮＳＳ種別のフィッティング関数によりＧＮＳＳ種別・仰角のバイアス値を設定する。Ｓ２０６、Ｓ２０７の例を図１０に示す。図１０に示すように、いずれのＧＮＳＳ種別においても、仰角が小さいほど大きなバイアス値が設定される。また、図１０の例において、ＧＮＳＳ種別間では、ＧＮＳＳ－Ｃ＞ＧＮＳＳ－Ｂ＞ＧＮＳＳ－Ａの順の大きさのバイアス値が設定される。
【0060】
（ｄＣＮＲの設定値について）
次に、ｄＣＮＲの設定値（ｄＣＮＲ値と呼ぶ）について説明する。ｄＣＮＲ値は、図２のＳ１０３で説明したとおり、衛星信号を選択するためのＣＮＲ値の範囲を決めるパラメータである。ｄＣＮＲ値は、衛星信号の仰角に依らない固定値であってもよいが、以下では、衛星信号の仰角に依存してｄＣＮＲ値を決める例について説明する。ここで説明する例は、都市部のように、衛星信号の反射面が建造物の鉛直方向の壁面（コンクリートｏｒガラス）であるような場合を想定した例である。
次に、ｄＣＮＲの設定値（ｄＣＮＲ値と呼ぶ）について説明する。ｄＣＮＲ値は、図２のＳ１０３で説明したとおり、衛星信号を選択するためのＣＮＲ値の範囲を決めるパラメータである。ｄＣＮＲ値は、衛星信号の仰角に依らない固定値であってもよいが、以下では、衛星信号の仰角に依存してｄＣＮＲ値を決める例について説明する。ここで説明する例は、都市部のように、衛星信号の反射面が建造物の鉛直方向の壁面（コンクリートｏｒガラス）であるような場合を想定した例である。
【0061】
図１１は、仰角の高い衛星信号が建造物の垂直な壁面に入射して反射する様子を示し、図１２は、仰角の低い衛星信号が建造物の垂直な壁面に入射して反射する様子を示している。図１１、図１２に示されるとおり、仰角の低い衛星信号が建造物の垂直な壁面に入射する入射角は、仰角の高い衛星信号が建造物の垂直な壁面に入射する入射角よりも大きい。
【0062】
衛星信号の建造物の垂直な壁面による反射率は入射角に依存するため、仰角の低い衛星信号は仰角の高い衛星信号と比較して相対的に反射率が大きい（反射波の信号強度が大きい）ことが期待される。
【0063】
そこで、ｄＣＮＲ値に仰角依存性を与えることが可視／不可視の衛星選択においては有効となる。図１３に、仰角依存性を与えたｄＣＮＲ値の設定例を示す。図１３に示すように、衛星信号の仰角が大きくなるとｄＣＮＲ値も大きくなるように設定する。このような仰角依存性を持つ設定値は、例えば、図１３の曲線に相当する関数の形でバイアス値格納部１８０に保存されてもよいし、各仰角（例えば５°刻み）に対するｄＣＮＲ値を保持するテーブルの形でバイアス値格納部１８０に保存されてもよい。
【0064】
信号選択部１３０は、前述したＳ１０３において、ある衛星信号のＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０」を満たすか否かを判断する際に、バイアス値格納部１８０を参照して、その衛星信号の仰角に対応するｄＣＮＲ値を取得し、そのｄＣＮＲ値を用いて「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０」を満たすか否かを判断する。
【0065】
また、前述したＳ１０５の補欠の衛星信号選択において、信号選択部１３０は、ある衛星信号のＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下か否かを判断する際に、バイアス値格納部１８０を参照して、その衛星信号の仰角に対応するｄＣＮＲ値を取得し、そのｄＣＮＲ値を用いて「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下か否かを判断する。
【0066】
「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０」により衛星信号を選択するか否かの判断において、仰角の低い衛星信号のほうが仰角の高い衛星信号よりもｄＣＮＲ値が小さくなるので、仰角の低い衛星信号のほうが仰角の高い衛星信号よりも「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０」の範囲が狭くなる。すなわち、仰角の低い衛星信号のほうが仰角の高い衛星信号よりも厳しめのフィルタリングがなされる。このように、仰角の低い衛星信号のほうが仰角の高い衛星信号よりも厳しめのフィルタリングがなされるようにｄＣＮＲ値に仰角依存性を持たせる理由を以下に説明する。
【0067】
都市部において衛星信号の反射面が建造物の鉛直方向の壁面（コンクリートｏｒガラス）であると想定すると低仰角の衛星信号は全反射に近い状態になり、反射した衛星信号の信号強度と、仮に障害物が存在せずに直接波として受信した場合の信号強度（図４、図５のバイアス値により正規化される基準信号強度）との差分は小さくなる。
【0068】
つまり、低仰角の衛星信号は電離層や対流圏といった信号強度を減衰させる媒質の光路長が長くなる分、直接波として受信した場合の信号強度は小さくなるが、一方で、建造物で反射した際の信号強度の低下は小さいため、不可視衛星信号のマルチパス信号（反射波）を除去する上ではｄＣＮＲ値を小さくし、厳しめにフィルタリングする必要がある。高仰角衛星はその逆になり、「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０」の範囲を広げ、選択されやすくする。
【0069】
なお、衛星信号の仰角が大きくなるとｄＣＮＲ値も大きくなるように仰角依存性を与えることは例である。環境によっては、上記とは異なる仰角依存性をｄＣＮＲ値に与えることとしてもよい。
【0070】
なお、各衛星種別単位での衛星選択を行うことも考えられるが、それは行わない。その理由は下記のとおりである。
【0071】
本発明に係る技術では、少なくとも１つの可視衛星が存在することが前提となる。各衛星種別単位で衛星選択を行った場合、ある衛星種別で可視衛星が存在しなかった場合には基準ＣＮＲ値（ＣＮＲ０）が不適切な値となり、衛星選択の精度が劣化する可能性がある。第１及び第２の実施の形態のように、全衛星種別を対象とすれば、少なくとも１つの可視衛星が存在する確率が向上する。
―――――――――――第２の実施の形態―――――――――――
―――――――――――第２の実施の形態―――――――――――
【0072】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、計測装置１００が、周波数帯毎に衛星信号の選択を行う点が第１の実施の形態と異なる。すなわち、第１の実施の形態では、例としてＬ１帯のみを対象として衛星信号の選択を行っていたが、第２の実施の形態では、各衛星の出力する複数の周波数帯のそれぞれに対し、衛星信号の選択を行う。
【0073】
なお、第１の実施の形態で説明した技術により、発明の効果を発揮することができる。第２の実施の形態は、発明の実施形態のバリエーションである。第２の実施の形態において、周波数帯毎に衛星信号の選択を行う理由は下記のとおりである。
【0074】
各衛星は複数の周波数帯の信号を出力しているため、衛星の位置（可視／不可視）により、測位に適する衛星を選択するという観点では、何れか１つの周波数帯の衛星信号により衛星の可視／不可視が正確に判定できるのであれば、複数の周波数帯それぞれの信号で衛星選択を行う必要性はない。
【0075】
しかし、実際には可視／不可視を１００％正確に判定できることは保証されない。また、周波数帯毎にアンテナ・レシーバの受信特性や干渉信号の混入状態が異なる可能性があり、複数の周波数帯でそれぞれ衛星信号の選択を行うことで測位演算により適した衛星信号の組み合わせを選択する可能性がある。
【0076】
測位演算においては周波数帯毎に異なる衛星信号を使用することができる。衛星によりサポートする周波数帯が異なる（例えばＧＰＳのＬ５周波数帯は一部の衛星のみ対応）ため、周波数帯毎に衛星信号を個別に選択することによって、測位演算のポリシー設定のバリエーション（周波数帯毎にＮ０値を変える等）を広げることができる。
【0077】
（装置構成）
第２の実施の形態における計測装置１００の装置構成は第１の実施の形態における装置構成と同じであり、図１に示したとおりである。各部の動作も基本的に第１の実施の形態と同じであるが、周波数帯毎に衛星信号の選択を行うための動作を行う点が第１の実施の形態と異なる。
第２の実施の形態における計測装置１００の装置構成は第１の実施の形態における装置構成と同じであり、図１に示したとおりである。各部の動作も基本的に第１の実施の形態と同じであるが、周波数帯毎に衛星信号の選択を行うための動作を行う点が第１の実施の形態と異なる。
【0078】
すなわち、信号受信部１２０は、周波数帯毎に、受信した衛星信号の識別情報（ＰＲＮ番号等のコード）、当該衛星信号の仰角、ＣＮＲ、及び衛星種別を信号選択部１３０に送る。また、信号受信部１２０は、周波数帯毎に、受信した衛星信号毎の識別情報、仰角、ＣＮＲ、衛星種別を信号データ格納部１６０に格納する。本実施の形態では、複数の周波数帯としてＬ１帯とＬ２帯を対象とする。ただし、Ｌ１帯とＬ２帯を使用することは例であり、これらに加えてＬ５帯を使用してもよいし、Ｌ１帯、Ｌ２帯、Ｌ５帯以外の周波数帯を使用してもよい。
【0079】
（信号選択部１３０の動作例）
次に、第２の実施の形態における信号選択部１３０の動作例を説明する。図１４は、信号選択部１３０の動作を示すフローチャートである。基本的に図２に示した第１の実施の形態でのフローと同じであるが、第２の実施の形態では、図１４のフローを周波数帯毎に繰り返すとともに、Ｓ１１３（図２のＳ１０３に対応）において、処理中の周波数帯における最低ＣＮＲ値を満たすかどうかの判定を行う点が第１の実施の形態と異なる。なお、図１４は、例として、周波数帯毎の繰り返しにおけるＬ１帯についての処理を示している。
次に、第２の実施の形態における信号選択部１３０の動作例を説明する。図１４は、信号選択部１３０の動作を示すフローチャートである。基本的に図２に示した第１の実施の形態でのフローと同じであるが、第２の実施の形態では、図１４のフローを周波数帯毎に繰り返すとともに、Ｓ１１３（図２のＳ１０３に対応）において、処理中の周波数帯における最低ＣＮＲ値を満たすかどうかの判定を行う点が第１の実施の形態と異なる。なお、図１４は、例として、周波数帯毎の繰り返しにおけるＬ１帯についての処理を示している。
【0080】
まず、図１５を参照して、第２の実施の形態の手順において使用される設定パラメータについて説明する。図１５に示すとおり、ＣＮＲＬ１は、Ｌ１帯の選択衛星の最低ＣＮＲ値である。ｄＣＮＲＬ１は、Ｌ１帯の衛星信号の選択範囲を決めるパラメータである。Ｎ０Ｌ１は、Ｌ１帯の選択衛星信号数である。Ｌ２帯の関しても同様のパラメータが設定されている。なお、他の周波数帯を使う場合、周波数帯毎にパラメータを設定すればよい。例えば、Ｌ５帯であればＣＮＲＬ５等を設定する。
【0081】
まず、Ｌ１帯について、図１４のフローの処理を実行する。Ｓ１０１、Ｓ１０２の処理は第１の実施の形態と同じである。ただし、第２の実施の形態では、周波数帯毎に、図４，図５に示したようなバイアス値が設定されており、Ｓ１０１の正規化処理では、処理中の周波数帯に対応するバイアス値を用いて正規化を行う。Ｓ１０２では、該当周波数帯（最初はＬ１帯）で受信した全衛星信号の中からＣＮＲ値の最も大きい衛星信号を選択し、そのＣＮＲ値をＣＮＲ０として記録する。
【0082】
Ｓ１１３において、信号選択部１３０は、Ｓ１０２で選択した衛星信号のＣＮＲ値（ＣＮＲ０）に対し、ＣＮＲ０よりｄＣＮＲＬ１（例：１０ｄＢ）小さい値をＣＮＲの下限とし、受信した衛星信号から条件を満たす衛星信号を選択する。ここでは、信号選択部１３０は、Ｌ１帯で受信した全衛星信号から、ＣＮＲ値がＣＮＲ０－ｄＣＮＲＬ１＜ＣＮＲ＜ＣＮＲ０を満たし、かつ、ＣＮＲＬ１＜ＣＮＲを満たす全ての衛星信号を選択する。
【0083】
Ｓ１０４において、信号選択部１３０は、Ｓ１０２とＳ１０３で選択された衛星信号の数が、予め設定した最低選択衛星信号数（Ｎ０Ｌ１）以上であるか否かを判定する。Ｓ１０４の判定結果がＹｅｓであれば、Ｌ１帯についての信号選択部１３０による信号選択処理を終了する。信号選択部１３０は、選択された衛星信号の識別情報（ＰＲＮ番号等のコード）を計測部１４０に通知し、計測部１４０は、選択された衛星信号を使用して測位と時刻同期を行う。
【0084】
信号選択部１３０は、次の周波数帯（例えばＬ２帯）について、図１４のフローの処理を実行する。
【0085】
Ｓ１０４の判定結果がＮｏである場合、すなわち、Ｓ１０２とＳ１０３で選択された衛星信号の数が、予め設定した最低選択衛星信号数（Ｎ０Ｌ１）未満である場合、Ｓ１０５に進む。
【0086】
Ｓ１０５の処理は、第１の実施の形態で説明した処理と同じでよい。すなわち、Ｓ１０５において、信号選択部１３０は、予め設定したＧＮＳＳ種別の優先順位（例：図６）に基づき、ＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下でＣＮＲ値の大きい次点の衛星信号から順に衛星信号を選択し、トータルの選択衛星信号数がＮ０Ｌ１となるよう補填する。
【0087】
なお、図６に示したような優先順位の設定は、周波数帯毎に定められてもよい。その場合、信号選択部１３０は、処理中の周波数帯に対応する優先順位を用いて、衛星信号の選択を行う。
【0088】
第１の実施の形態と同様に、信頼度に基づく優先順位を考慮した補欠衛星信号の選択方法として、優先順位（又は信頼度のカテゴリー）に応じてＣＮＲ値にプレミアム（付加する値）を設定し、ＣＮＲ値が最高値の衛星信号から必要数を順に選択する方法を用いることができる。
【0089】
例えば、図６の例において、優先順位１のプレミアムを５とし、優先順位２のプレミアムを４とし、優先順位３のプレミアムを３とし、優先順位４のプレミアムを２とし、優先順位５のプレミアムを１とする。
【0090】
一例として、Ｎ０Ｌ１が５であるとし、Ｓ１０２、Ｓ１０３で３個の衛星信号が選択されたとする。また、「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲＬ１」以下のＣＮＲ値を持つ衛星信号として、衛星信号１（ＣＮＲ値＝２６ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝１）、衛星信号２（ＣＮＲ値＝２５ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝３）、衛星信号３（ＣＮＲ値＝２４ｄＢ－Ｈｚ、プレミアム＝５）があるとすると、Ｓ１０５において、信号選択部１３０は、プレミアムを加えたＣＮＲ値が、２９ｄＢ－Ｈｚ、２８ｄＢ－Ｈｚとなる衛星信号３と衛星信号２を選択する。
【0091】
Ｓ１０５が終了すると、信号選択部１３０は、選択された衛星信号の識別情報（ＰＲＮ番号等のコード）を計測部１４０に通知し、計測部１４０は、選択された衛星信号を使用して測位と時刻同期を行う。
【0092】
信号選択部１３０は、次の周波数帯（例えばＬ２帯）について、図１４のフローの処理を実行する。
【0093】
なお、上記の例では、周波数帯毎に、選択された衛星信号を用いて測位と時刻同期を行うこととしているが、特定の周波数帯で選択された衛星信号に基づき複数の周波数帯の衛星信号を使用する測位と時刻同期を行うこととしてもよい。
【0094】
例えば、Ｌ１帯とＬ２帯のそれぞれで図１４のフローを実行することで、Ｌ１帯において衛星信号１、２、３、４が選択され、Ｌ２帯において衛星信号５、６、７、８が選択された場合において、衛星信号１、２、３、４のＤＯＰ（Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）値と、衛星信号５、６、７、８のＤＯＰ値とを比較して、ＤＯＰ値が小さいほうの周波数帯の衛星信号を選択して、Ｌ１帯とＬ２帯の信号を使用した測位と時刻同期を行うこととしてもよい。
【0095】
（補欠衛星信号の選択方法のバリエーション）
Ｓ１０５における補欠衛星信号の選択についての他の例を説明する。信号選択部１３０は、ＤＯＰ値を考慮して、補欠の衛星信号を選択してもよい。例えば、信号選択部１３０は、ＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下でＣＮＲ値の大きい次点の衛星信号から順に衛星信号Ａ、Ｂ、Ｃを、補正衛星信号候補として選択し、既に選択されている衛星信号に補欠衛星候補Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ加えた場合のＤＯＰ値を計算し、ＤＯＰ値が最も小さくなる衛星信号を選択する。
Ｓ１０５における補欠衛星信号の選択についての他の例を説明する。信号選択部１３０は、ＤＯＰ値を考慮して、補欠の衛星信号を選択してもよい。例えば、信号選択部１３０は、ＣＮＲ値が「ＣＮＲ０－ｄＣＮＲ」以下でＣＮＲ値の大きい次点の衛星信号から順に衛星信号Ａ、Ｂ、Ｃを、補正衛星信号候補として選択し、既に選択されている衛星信号に補欠衛星候補Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ加えた場合のＤＯＰ値を計算し、ＤＯＰ値が最も小さくなる衛星信号を選択する。
【0096】
例えば、Ｓ１０４の時点で既に選択されている衛星信号が衛星信号１、２、３であるとすると、「衛星信号１、２、３、Ａ」、「衛星信号１、２、３、Ｂ」、「衛星信号１、２、３、Ｃ」のそれぞれのＤＯＰ値を計算する。もしも「衛星信号１、２、３、Ａ」のＤＯＰ値が最小であれば、「衛星信号１、２、３、Ａ」を選択する。選択すべき衛星数が、４よりも大きければ、上記の処理をその衛星数になるまで繰り返せばよい。
【0097】
ここで、第１の実施の形態で説明した補欠衛星信号選択方法を選択方法１とし、ＤＯＰ値を用いる上記の方法を選択方法２とする。信号選択部１３０は、選択方法１、２の組み合わせで補欠衛星信号を選択してもよい。
【0098】
組み合わせの例としては、選択方法１により、補欠の衛星信号を選択し、その選択された衛星信号のそれぞれで選択方法２を実施して、ＤＯＰ値が小さい衛星信号を選択する。
【0099】
また、例えば、選択方法１、２に基づき選択された衛星信号による測位精度の改善度合いを期待値としてコスト値（評価値）を設定し、選択方法１と２のトータルのコスト値（評価値）が最小となる衛星信号を補欠衛星信号として選択してもよい。例えば、選択方法１、２の組み合わせにより補欠衛星信号の候補として衛星信号Ａと衛星信号Ｂが選択されたとする。例えば、衛星信号ＡのＣＮＲ値が３０ｄＢ－Ｈｚ、衛星信号ＢのＣＮＲ値が２８ｄＢ－Ｈｚであり、衛星信号Ａを選択した場合のＤＯＰ値が５、衛星信号Ｂを選択した場合のＤＯＰ値が４であったとする。選択方法１と２のトータルのコスト値（評価値）をＤＯＰ値／ＣＮＲ値として設定した場合、衛星信号Ａ、Ｂのコスト値はそれぞれ１／６、１／７となり、衛星信号Ａよりも衛星信号Ｂのほうが小さいため、衛星信号Ｂを補欠衛星信号として選択する。
【0100】
（バイアス値設定に関する動作例）
第２の実施の形態において、バイアス値設定部１７０により実行されるバイアス値設定動作は、基本的に第１の実施の形態でのバイアス値設定動作と同じであるが、第２の実施の形態では、周波数帯毎にバイアス値を設定する点が第１の実施の形態と異なる。
第２の実施の形態において、バイアス値設定部１７０により実行されるバイアス値設定動作は、基本的に第１の実施の形態でのバイアス値設定動作と同じであるが、第２の実施の形態では、周波数帯毎にバイアス値を設定する点が第１の実施の形態と異なる。
【0101】
図１６に、第２の実施の形態におけるバイアス値設定動作のフローチャートを示す。Ｓ２０１では、信号受信部１２０により、周波数帯毎に、衛星信号データを継続的に収集する。
【0102】
Ｓ２１２において、収集した衛星信号データを（ＧＮＳＳ種別，周波数帯，仰角，ＣＮＲ値）のセットとして信号データ格納部１６０に格納する。
【0103】
Ｓ２１３において、バイアス値設定部１７０は、信号データ格納部１６０に格納された衛星信号データに基づいて、同一ＧＮＳＳ種別・周波数帯のデータに対し、仰角の範囲毎にデータをグループ分けし、各グループのＣＮＲの最大値を抽出する。その処理例は図８を参照して説明したとおりである。
【0104】
Ｓ２０４において、バイアス値設定部１７０は、抽出した最大値データに対し非線形最小二乗法等によりカーブフィッティングを適用する。Ｓ２０５において、バイアス値設定部１７０は、最も大きい外れ値を除いたカーブフィッティングを数回繰り返す。図８に示したＧＮＳＳ種別に対するＳ２０４、Ｓ２０５の例は、図９に示したとおりである。
【0105】
Ｓ２０６において、バイアス値設定部１７０は、ＧＮＳＳ種別毎にフィッティング関数を生成し、Ｓ２０７において、各ＧＮＳＳ種別のフィッティング関数によりＧＮＳＳ種別・仰角のバイアス値を設定する。Ｌ１帯に対する、Ｓ２０６、Ｓ２０７の例を図１７に示す。
【0106】
上述したとおり、第２の実施の形態では、ＧＮＳＳ衛星種別に対して各衛星信号の周波数帯（例えばＧＰＳの場合はＬ１帯、Ｌ２帯、Ｌ５帯）毎にバイアス値を設定する。それは、衛星信号の受信特性がＧＮＳＳ衛星種別、仰角以外に、衛星信号の周波数帯にも依存するためである。なお、仰角を用いずに、ＧＮＳＳ衛星種別・周波数帯のみに基づくバイアス値を設定してもよい。
【0107】
同一のＧＮＳＳアンテナとＧＮＳＳレシーバの組み合わせに対する、周波数帯による受信特性の違いの実測例を図１８、図１９に示す。図１８は、ＧＰＳのＬ１信号を示し、図１９は、ＧＰＳのＬ２信号を示す。図１８、図１９ともに、横軸は仰角（°）であり、縦軸はＣＮＲ（ＳＮＲ）値（ｄＢ－Ｈｚ）である。
【0108】
（バイアス値設定に関するバリエーション）
同じＧＮＳＳ種別でも個別の衛星により送信信号出力が異なるケースがある。例えば、衛星の軌道（ＧＥＯ／ＩＧＳＯ／ＭＥＯ）により送信信号出力が異なる場合がある。その場合、個別の衛星に対しバイアス値を設定してもよい。
同じＧＮＳＳ種別でも個別の衛星により送信信号出力が異なるケースがある。例えば、衛星の軌道（ＧＥＯ／ＩＧＳＯ／ＭＥＯ）により送信信号出力が異なる場合がある。その場合、個別の衛星に対しバイアス値を設定してもよい。
【0109】
例えば、衛星Ａの送信信号強度が同じＧＮＳＳ種別の他の衛星の信号強度より小さい場合、受信信号強度が小さくなり直接波として受信した場合でも選択されないケースがある。その場合に正規化の際に当該衛星信号については、受信品質に個別のバイアス値を加える補正を実施する。個別のバイアス値は、図４、図５に示したＧＮＳＳバイアス値と仰角バイアス値に追加して適用する。あるいは、個別のバイアス値を適用する衛星信号に対しては、ＧＮＳＳバイアス値と仰角バイアス値を適用せずに、個別のバイアス値のみを適用してもよい。あるいは、個別のバイアス値を適用する衛星信号に対しては、ＧＮＳＳバイアス値を適用せずに、仰角バイアス値と個別のバイアス値を適用してもよい。
【0110】
どのＧＮＳＳ種別のどの衛星に対して個別のバイアス値を設定するかについては、例えば、事前に、ＧＮＳＳ種別毎・衛星毎に、受信信号強度の測定を行って、測定値を信号データ格納部１６０に格納し、バイアス値設定部１７０が、上記の衛星Ａと同様の事象が生じる衛星を選択し、選択した衛星に対して個別のバイアス値を設定する。
【0111】
また、特定の衛星に対する個別のバイアス値を、上記の衛星Ａのような送信信号出力に関わるケース以外のケースに適用してもよい。
【0112】
（ｄＣＮＲの設定値について）
第２の実施の形態における周波数帯毎のｄＣＮＲ値に関しても、図１１、図１２を参照して説明したように、仰角依存性を与えたｄＣＮＲ値を設定してもよい。この場合、例えば、図１３に示したような仰角依存性を与えたｄＣＮＲ値を周波数帯毎に設定する。
第２の実施の形態における周波数帯毎のｄＣＮＲ値に関しても、図１１、図１２を参照して説明したように、仰角依存性を与えたｄＣＮＲ値を設定してもよい。この場合、例えば、図１３に示したような仰角依存性を与えたｄＣＮＲ値を周波数帯毎に設定する。
【0113】
（ハードウェア構成例）
図２０は、第１及び第２の実施の形態における計測装置１００として使用することができるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。当該コンピュータは、物理的な装置としての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。
図２０は、第１及び第２の実施の形態における計測装置１００として使用することができるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。当該コンピュータは、物理的な装置としての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。
【0114】
図２０のコンピュータは、それぞれバスＢ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、及び出力装置１００８等を有する。なお、図２０にはＧＮＳＳアンテナ１１０は示されていない。ＧＮＳＳアンテナ１１０は、例えば、インタフェース装置１００５に接続される。
【0115】
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。
【0116】
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、計測装置１００に係る機能を実現する。インタフェース装置１００５は、ＧＮＳＳアンテナ１１０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。
【0117】
（実施の形態の効果）
以上説明したように、第１及び第２の実施の形態において説明した本発明の実施の形態によれば、使用する機器の特性や干渉信号の重畳による受信品質の変動を反映するために受信品質の基準値（ＣＮＲ０）を計測し、さらに衛星種別や仰角による受信品質を考慮した衛星信号の選択を行うことにより、衛星信号の受信環境が良くない場合でも、精度良く、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期を行うことが可能となる。
以上説明したように、第１及び第２の実施の形態において説明した本発明の実施の形態によれば、使用する機器の特性や干渉信号の重畳による受信品質の変動を反映するために受信品質の基準値（ＣＮＲ０）を計測し、さらに衛星種別や仰角による受信品質を考慮した衛星信号の選択を行うことにより、衛星信号の受信環境が良くない場合でも、精度良く、ＧＮＳＳによる測位及び時刻同期を行うことが可能となる。
【0118】
（実施の形態のまとめ）
本実施の形態において、少なくとも、下記の各項に記載された計測装置、計測方法、及びプログラムが提供される。
（第１項）
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と
を備える衛星信号受信装置。
（第２項）
前記信号選択部は、衛星信号のＧＮＳＳ種別又は周波数帯又は仰角に基づいて、受信した衛星信号から測定された受信品質を正規化し、正規化後の受信品質を用いて前記所定数の衛星信号を選択する
第１項に記載の衛星信号受信装置。
（第３項）
前記信号選択部は、受信した衛星信号から測定された受信品質に、衛星信号のＧＮＳＳ種別又は仰角に基づいて予め設定されたバイアス値を加えることにより前記正規化を行う
第２項に記載の衛星信号受信装置。
（第４項）
収集された衛星信号のＧＮＳＳ種別、周波数帯、仰角、及び受信品質に基づいて、仰角と受信品質についてのフィッティング関数をＧＮＳＳ種別、周波数帯毎に求め、求めたフィッティング関数を用いて前記バイアス値を設定するバイアス値設定部
を備える第３項に記載の衛星信号受信装置。
（第５項）
前記信号選択部は、特定の衛星から受信した衛星信号の受信品質に対し、当該特定の衛星に対して予め設定された個別のバイアス値を加えることにより正規化を行い、正規化後の受信品質を用いて前記所定数の衛星信号を選択する
第１項ないし第４項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第６項）
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
第１項ないし第５項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第７項）
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良く、かつ、予め設定された最低受信品質よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
第１項ないし第５項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第８項）
前記信号選択部は、ある衛星信号を選択するか否かを判断する際に、前記所定値として、当該衛星信号の仰角に依存した値を用いる
第６項又は第７項に記載の衛星信号受信装置。
（第９項）
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＧＮＳＳ種別の優先順位に基づいて選択する
第１項ないし第８項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第１０項）
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＤＯＰ値に基づいて選択する
第６項ないし第９項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第１１項）
衛星信号受信装置が実行する衛星信号処理方法であって、
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択ステップと、
前記信号選択ステップにより選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測ステップと
を備える衛星信号処理方法。
（第１２項）
コンピュータを、第１項ないし第１０項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置における各部として機能させるためのプログラム。
本実施の形態において、少なくとも、下記の各項に記載された計測装置、計測方法、及びプログラムが提供される。
（第１項）
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択部と、
前記信号選択部により選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測部と
を備える衛星信号受信装置。
（第２項）
前記信号選択部は、衛星信号のＧＮＳＳ種別又は周波数帯又は仰角に基づいて、受信した衛星信号から測定された受信品質を正規化し、正規化後の受信品質を用いて前記所定数の衛星信号を選択する
第１項に記載の衛星信号受信装置。
（第３項）
前記信号選択部は、受信した衛星信号から測定された受信品質に、衛星信号のＧＮＳＳ種別又は仰角に基づいて予め設定されたバイアス値を加えることにより前記正規化を行う
第２項に記載の衛星信号受信装置。
（第４項）
収集された衛星信号のＧＮＳＳ種別、周波数帯、仰角、及び受信品質に基づいて、仰角と受信品質についてのフィッティング関数をＧＮＳＳ種別、周波数帯毎に求め、求めたフィッティング関数を用いて前記バイアス値を設定するバイアス値設定部
を備える第３項に記載の衛星信号受信装置。
（第５項）
前記信号選択部は、特定の衛星から受信した衛星信号の受信品質に対し、当該特定の衛星に対して予め設定された個別のバイアス値を加えることにより正規化を行い、正規化後の受信品質を用いて前記所定数の衛星信号を選択する
第１項ないし第４項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第６項）
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
第１項ないし第５項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第７項）
前記信号選択部は、受信した全衛星信号の中から受信品質が最も良い衛星信号を選択し、当該最も良い受信品質の値から所定値を引いた値を下限として、当該下限よりも受信品質が良く、かつ、予め設定された最低受信品質よりも受信品質が良い全ての衛星信号を選択する
第１項ないし第５項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第８項）
前記信号選択部は、ある衛星信号を選択するか否かを判断する際に、前記所定値として、当該衛星信号の仰角に依存した値を用いる
第６項又は第７項に記載の衛星信号受信装置。
（第９項）
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＧＮＳＳ種別の優先順位に基づいて選択する
第１項ないし第８項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第１０項）
前記受信品質が最も良い衛星信号と、前記下限よりも受信品質が良い全ての衛星信号の合計数が前記所定数未満である場合、前記信号選択部は、選択される衛星信号の合計数が前記所定数になるように、前記下限以下の受信品質の衛星信号をＤＯＰ値に基づいて選択する
第６項ないし第９項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置。
（第１１項）
衛星信号受信装置が実行する衛星信号処理方法であって、
ＧＮＳＳアンテナにより受信した衛星信号の受信品質に基づいて、所定数の衛星信号を選択する信号選択ステップと、
前記信号選択ステップにより選択された所定数の衛星信号を用いて測位又は時刻同期を実行する計測ステップと
を備える衛星信号処理方法。
（第１２項）
コンピュータを、第１項ないし第１０項のうちいずれか１項に記載の衛星信号受信装置における各部として機能させるためのプログラム。
【0119】
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。
【0120】
本特許出願は２０２０年１１月１８日に出願した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／０４３０４４、及び２０２１年５月２８日に出願した国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０２０３９１に基づきその優先権を主張するものであり、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／０４３０４４及び国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０２１／０２０３９１の全内容を本願に援用する。
【符号の説明】
【0121】
１００ 計測装置
１１０ ＧＮＳＳアンテナ
１２０ 信号受信部
１３０ 信号選択部
１４０ 計測部
１５０ 出力部
１６０ 信号データ格納部
１７０ バイアス値設定部
１８０ バイアス値格納部
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
１１０ ＧＮＳＳアンテナ
１２０ 信号受信部
１３０ 信号選択部
１４０ 計測部
１５０ 出力部
１６０ 信号データ格納部
１７０ バイアス値設定部
１８０ バイアス値格納部
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
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】