特開 2024-66324 移動体測位装置及び移動体測位方法

(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】P2024066324

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】移動体測位装置及び移動体測位方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 19/43 20100101AFI20240508BHJP

   G01C 21/28 20060101ALI20240508BHJP

   G01S 19/52 20100101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

G01S19/43

G01C21/28

G01S19/52

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022175841

(22)【出願日】2022-11-01

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕明

(72)【発明者】

【氏名】谷川原 誠

【テーマコード（参考）】

2F129

5J062

【Ｆターム（参考）】

2F129BB02

2F129BB48

2F129BB62

5J062AA09

5J062BB01

5J062CC07

5J062DD23

5J062EE01

5J062EE04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】構成が簡易であり、慣性センサの検出精度に依存することなく、移動局の静止状態を判定する移動体測位装置を実現する。
【解決手段】移動体測位装置２は、移動局２９が受信した衛星信号１０と、基地局４から配信された衛星信号１０に基づく補正信号１１に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される衛星信号１０の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報１９を算出する衛星信号予測部２６と、衛星信号１０及び衛星信号予測情報１９に基づいて衛星信号１０の連続性に関する情報である衛星信号連続性情報１６を算出する衛星信号連続性判定部２７と、衛星信号連続性情報１６に基づいて移動局２９の静止状態を判定する演算制御部２８と、を備える。演算制御部２８は、衛星信号連続性情報１６に基づいて衛星信号１０の連続性を検出した場合、移動局２９が静止状態であると判断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動局が受信した衛星信号と、基地局から配信された衛星信号に基づく補正信号に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される前記衛星信号の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報を算出する衛星信号予測部と、
前記衛星信号及び前記衛星信号予測情報に基づいて前記衛星信号の連続性に関する情報である衛星信号連続性情報を算出する衛星信号連続性判定部と、
前記衛星信号連続性情報に基づいて前記移動局の静止状態を判定する演算制御部と、
を備え、
前記演算制御部は、前記衛星信号連続性情報に基づいて前記衛星信号の連続性を検出した場合、前記移動局が静止状態であると判断することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項2】

請求項１に記載の移動体測位装置において、
前記演算制御部は、前記移動局の静止状態を示す静止状態情報を算出することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項3】

請求項１に記載の移動体測位装置において、
補正信号予測部をさらに備え、
前記補正信号予測部は、過去に受信した前記補正信号から現在時刻あるいは未来において前記基地局で配信される前記補正信号の予測モデルを含む補正信号予測情報を算出し、
前記衛星信号予測部は、前記衛星信号と前記補正信号予測情報に基づいて、前記補正信号予測情報を前記衛星信号で補正することで前記衛星信号予測情報を算出することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項4】

請求項２に記載の移動体測位装置において、
前記衛星信号予測部は、前記衛星信号予測情報の予測モデルの出力値と、前記衛星信号との差分から、衛星信号予測誤差分布を算出し、衛星信号予測精度を算出することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項5】

請求項４に記載の移動体測位装置において、
前記衛星信号予測部は、前記静止状態情報に基づいて、前記移動局が静止状態の場合、前記衛星信号予測精度を算出することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項6】

請求項５に記載の移動体測位装置において、
前記衛星信号連続性判定部は、前記衛星信号予測精度に基づいて前記衛星信号の連続性を判定することを特徴とする移動体測位装置。

【請求項7】

請求項１に記載の移動体測位装置において、
前記衛星信号及び前記補正信号は、少なくとも搬送波位相を含むことを特徴とする移動体測位装置。

【請求項8】

請求項１に記載の移動体測位装置において、
前記演算制御部の指示に従って、前記補正信号を記録する補正信号記録部を、さらに備えることを特徴とする移動体測位装置。

【請求項9】

移動局が受信した衛星信号と、基地局から配信された衛星信号に基づく補正信号に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される前記衛星信号の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報を算出し、
前記衛星信号及び前記衛星信号予測情報に基づいて前記衛星信号の連続性に関する情報である衛星信号連続性情報を算出し、
前記衛星信号連続性情報に基づいて、前記衛星信号の連続性を検出した場合、前記移動局が静止状態であると判断することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項10】

請求項９に記載の移動体測位方法において、
前記移動局が静止状態であると判断すると、静止状態を示す静止状態情報を算出し、外部端末に送信することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項11】

請求項９に記載の移動体測位方法において、
過去に受信した前記補正信号から現在時刻あるいは未来において前記基地局で配信される前記補正信号の予測モデルを含む補正信号予測情報を算出し、
前記衛星信号と前記補正信号予測情報に基づいて、前記補正信号予測情報を前記衛星信号で補正することで前記衛星信号予測情報を算出することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項12】

請求項１０に記載の移動体測位方法において、
前記衛星信号予測情報の予測モデルの出力値と、前記衛星信号との差分から、衛星信号予測誤差分布を算出し、衛星信号予測精度を算出することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の移動体測位方法において、
前記静止状態情報に基づいて、前記移動局が静止状態の場合、前記衛星信号予測精度を算出することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の移動体測位方法において、
前記衛星信号予測精度に基づいて前記衛星信号の連続性を判定することを特徴とする移動体測位方法。

【請求項15】

請求項９に記載の移動体測位方法において、
前記衛星信号及び前記補正信号は、少なくとも搬送波位相を含むことを特徴とする移動体測位方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体測位装置及び移動体測位方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来においては、地球上空に位置する人工衛星から地球上に送信された衛星信号を受信することで測位を行うＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が検出した車両位置の誤差を補正する技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、以下のようなＧＮＳＳと移動体の運動量及び姿勢変化を検出する慣性センサそれぞれの検出位置を統合する技術が開示されている。

【0004】

「ＧＮＳＳ出力位置及びデッドレコニング（ＤＲ）位置の各誤差分散値を用いて第１時点における最尤位置を計算し、第１時点から第２時点までにＤＲ装置が算出した相対位置を最尤位置に足し合わせて仮定ＤＲ位置を算出し、上記相対位置を第１時点におけるＧＮＳＳ出力位置に足し合わせて適応ＤＲ位置を算出し、ＧＮＳＳ出力位置と適応ＤＲ位置との差を適応ＤＲ誤差として求めるとともにその時の車両状態も決定する。車両状態に応じた適応ＤＲ誤差を記憶しておき、新たに算出した適応ＤＲ誤差を加味して、適応ＤＲ誤差の平均値と分散値を更新し、仮定ＤＲ位置に基づく誤差楕円に仮定ＤＲ位置を適応ＤＲ誤差の平均値分ずらした位置を中心とする誤差楕円を加えた存在可能性範囲内にＧＮＳＳ出力位置があればそれを基に、なければ仮定ＤＲ位置を基に最尤誤差楕円を求める。」
上述した車両の位置補正手法では、慣性センサによる計測値から算出される、車両の運動量と姿勢変化を積分し求めた車両の位置・姿勢に基づいてＧＮＳＳが検出した車両の位置を補正する。

【0005】

この手法では、慣性センサの誤差が徐々に車両位置の推定誤差として蓄積されるため、慣性センサの計測精度が非常に重要となり、これら慣性センサの校正が必要である。

【0006】

また、慣性センサの校正は、誤差成分を明確に推定可能となる車両が静止状態の際に、高精度に実施することが可能である。

【0007】

したがって、慣性センサの校正には車両の静止状態判定が重要であり、特許文献２には以下の技術が開示されている。

【0008】

「移動体の進行方向加速度信号を入力すると共に、移動体の静止を検出する複数の信号により移動体の静止を判定して、該静止判定時に上記進行方向加速度信号に含まれるバイアス値を測定して、該測定したバイアス値を用いて上記進行方向加速度信号を補正し、かつ該補正後の進行方向加速度信号と上記スケールファクタ・速度推定部が出力する上記移動体速度推定値とを用いて、移動体の推定加速度と距離推定値とを演算して出力する加速度推定部、とを備えたことを特徴とする移動体加速度・距離推定回路。」
また、特許文献３には、「変動検出器から入力される出力信号が閾値範囲内のときは動体が静止していると判定する」といった技術が開示されている。

【0009】

これらの技術を用いることで車両の静止状態を判定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許６９００３４１号公報

【特許文献2】特開２００５－１９５３９５号公報

【特許文献3】特開２００１－２４２１９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献２に記載の技術によれば、複数センサを用いて車両の静止状態を判断している。

【0012】

しかし、複数センサを用いる場合、車両搭載機器の構成の複雑化が課題となる。

【0013】

また、特許文献３に記載の技術によれば、慣性センサの検出した運動量及び姿勢変化の大小から静止状態を判断している。

【0014】

しかし、検出精度が低い慣性センサを用いる場合、静止状態の判定精度も低くなるという課題がある。

【0015】

本発明の目的は、構成が簡易であり、慣性センサの検出精度に依存することなく、移動局（ＧＮＳＳアンテナが備えられた移動体）の静止状態を判定する移動体測位装置及び移動体測位方法を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

【0017】

移動体測位装置において、移動局が受信した衛星信号と、基地局から配信された衛星信号に基づく補正信号に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される前記衛星信号の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報を算出する衛星信号予測部と、前記衛星信号及び前記衛星信号予測情報に基づいて前記衛星信号の連続性に関する情報である衛星信号連続性情報を算出する衛星信号連続性判定部と、前記衛星信号連続性情報に基づいて前記移動局の静止状態を判定する演算制御部と、を備え、前記演算制御部は、前記衛星信号連続性情報に基づいて前記衛星信号の連続性を検出した場合、前記移動局が静止状態であると判断する。

【0018】

また、移動体測位方法において、移動局が受信した衛星信号と、基地局から配信された衛星信号に基づく補正信号に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される前記衛星信号の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報を算出し、前記衛星信号及び前記衛星信号予測情報に基づいて前記衛星信号の連続性に関する情報である衛星信号連続性情報を算出し、前記衛星信号連続性情報に基づいて、前記衛星信号の連続性を検出した場合、前記移動局が静止状態であると判断する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、構成が簡易であり、慣性センサの検出精度に依存することなく、移動局の静止状態を判定する移動体測位装置及び移動体測位方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施例１に係る移動体測位装置を有する静止状態判定システムのハードウェア構成を示す図である。

【図2】補正信号ＤＢが記録する補正信号を示す図である。

【図3】補正信号予測部が補正信号予測情報として算出する擬似距離及び搬送波位相を説明する図である。

【図4】補正信号予測部が補正信号ＤＢに基づいて、補正信号予測情報として算出する数式モデルのパラメータを示す図である。

【図5】図１の演算制御部から受信した補正信号と補正信号予測情報から予測した予測値との差分である補正信号予測誤差を示す図である。

【図6】図１の補正信号予測結果ＤＢが補正信号予測誤差から算出した補正信号予測誤差分布を示す図である。

【図7】衛星信号予測部が衛星信号予測情報として算出する擬似距離及び搬送波位相に関する数式モデルを示す図である。

【図8】衛星信号予測部が補正信号予測結果ＤＢに基づいて、衛星信号予測情報として算出する数式モデルのパラメータを示す図である。

【図9】衛星信号連続性判定部の処理を示すフローチャートである。

【図10】図１の演算制御部が出力する位置情報及び静止状態情報のデータ構成を示す図である。

【図11】移動体測位装置の処理を示すフローチャートである。

【図12】移動体測位装置の処理を示すフローチャートである。

【図13】移動体測位装置の処理を示すフローチャートである。

【図14】実施例２における衛星信号連続性判定部が衛星信号の連続性を検出する処理手順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】

【0021】

以下、図面を参照して本発明に係る移動局における静止状態判定システム及び静止状態判定システムにおける判定方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

【0022】

また、本発明はこれらの図面に限定されず、一部の構成要素を用いない場合もあり、以下で説明する各実施例の構成要素は適宜組み合わせることができる。

【実施例0023】

（実施例１）
本発明に係る移動体測位装置２を有する静止状態判定システム１は、例えば自動車や鉄道、農業機械や建設機械といった移動体の静止状態判定に用いられるシステムである。

【0024】

図１は、実施例１に係る移動体測位装置２を有する静止状態判定システム１のハードウェア構成を示す図である。

【0025】

図１において、静止状態判定システム１は、移動体測位装置２と、測位衛星３と、基地局４と、配信サーバ５と、を備える。

【0026】

［測位衛星３］
測位衛星３は、地球上空の衛星軌道に位置する複数の人工衛星で構成され、地面に向けて衛星信号１０を送信することで、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）を構築する。ＧＮＳＳにおいては、複数の測位衛星３からの衛星信号１０のうち、いくつかを受信し、受信した複数の衛星信号１０を用いることによって、ＧＮＳＳアンテナ２９の地球上の自己位置の取得を可能とする。衛星信号１０には、少なくとも測位衛星３の位置情報及び衛星時計誤差が含まれている。測位衛星３は、複数の周波数帯における衛星信号１０を送信することで、ＧＮＳＳの冗長化を図っている。

【0027】

本実施例１に係る測位システム１は、単一周波数帯における衛星信号１０の利用であるとして記載しているが、本発明を複数周波数帯における衛星信号１０を用いた測位システムにも同様に適用できる。

【0028】

［基地局４］
基地局４は、地球上の異なる地点に複数設置されており、それぞれの測位衛星３が送信する衛星信号１０を受信する。基地局４は、複数の測位衛星３から受信した衛星信号１０を、配信サーバ５（詳細は後述する）に送信する。全ての基地局４は、あらかじめ地球上における位置が高精度に測位されており、その位置情報は配信サーバ５に記憶されている。

【0029】

［配信サーバ５］
配信サーバ５は、基地局４から衛星信号１０を受信することで、補正信号１１を生成する。配信サーバ５は、ＲＲＳ方式で補正信号１１を生成する。ＲＲＳ方式は、測位装置２（後述する）から取得した生成位置情報３０（後述する）に基づいてその位置近傍に存在する基地局４で受信した衛星信号１０から補正信号１１を生成する。

【0030】

また、配信サーバ５はＶＲＳ方式で補正信号１１を生成してもよい。ＶＲＳ方式は、仮想基準局を任意の位置に生成し、仮想基準局の付近に設置されている基地局４で受信した衛星信号１０から仮想基準局で受信されるのであろう衛星信号１０を算出する。配信サーバ５は、測位装置２から取得した生成位置情報３０に基づいてその位置近傍に基地局４を仮想基準局として生成しその補正信号１１を演算することで、測位装置２に補正信号１１を送信する。

【0031】

本実施例１に係る静止状態判定システム１は、配信サーバ５としてＲＲＳ方式の利用であるとして記載しているが、本発明を配信サーバ５としてＶＲＳ方式を用いた静止状態判定システム１にも同様に適用できる。

【0032】

配信サーバ５としては、移動体測位装置２の製造会社とは異なる会社、例えば通信キャリアによって提供される有償のサービスを利用することができる。配信サーバ５と測位装置２は、無線通信回線やその他の公知の無線通信回線を用いたネットワーク網によって双方向に通信可能である。

【0033】

配信サーバ５は、移動体測位装置２から取得した生成位置情報３０に応じて、移動体測位装置２に新たな補正信号１１を送信するようにしてもよい。その場合、配信サーバ５は移動体測位装置２から取得した生成位置情報３０に、一番近くに生成された基地局４を選択し、その基地局４から受信した衛星信号１０により補正信号１１を生成し、補正信号１１を移動体測位装置２に送信する。

【0034】

基地局４には、それぞれを識別するための情報である基地局ＩＤ１０２（図２参照）が定められている。配信サーバ５は、基地局ＩＤ１０２を含む補正信号１１を生成する。配信サーバ５は、移動体測位装置２から取得した生成位置情報３０に応じて選択した基地局４を変更するたびに、補正信号１１に含む基地局ＩＤ１０２を変更する。よって、移動体測位装置２は配信サーバ５から受信した補正信号１１に記載されている基地局ＩＤ１０２（図２参照）が変更されたか否かによって基地局４の切替を検知できる。

【0035】

配信サーバ５は、基地局４から受信した衛星信号１０に基づいて、各測位衛星３に対し擬似距離７（図２参照）と搬送波位相８（図２参照）を算出し、擬似距離７と搬送波位相８を含む補正信号１１を算出する。擬似距離７は、測位衛星３から送信された衛星信号１０がＧＮＳＳアンテナ２９で受信されるまでの時間を計測することで算出される測位衛星３とＧＮＳＳアンテナ２９までの距離である。擬似距離７は、受信機時計誤差、衛星時計誤差、電離圏遅延、対流圏遅延、その他雑音が含まれている。

【0036】

搬送波位相８は、同時刻における測位衛星３が送信する衛星信号１０の位相とＧＮＳＳアンテナ２９が受信した衛星信号１０の位相差である。搬送波位相８は、整数値バイアス、受信機時計誤差、衛星時計誤差、電離圏遅延、対流圏遅延、その他雑音が含まれている。

【0037】

搬送波位相８は、測位衛星３が送信する衛星信号１０の波長を掛け合わせることで、距離成分として記載してもよい。その場合、移動体測位装置２の処理は搬送波位相８に衛星信号１０の波長の逆数を乗じて実行される。補正信号１１には、少なくとも基地局４における各測位衛星３の擬似距離７、搬送波位相８、基地局４の地球上における位置、基地局ＩＤ１０２が含まれている。

【0038】

［移動体測位装置２］
移動体測位装置２は、ＧＮＳＳアンテナ２９を用いて受信した衛星信号１０と配信サーバ５から取得した補正信号１１に基づいてＧＮＳＳアンテナ２９の静止状態を表す静止状態情報１５を算出する。また、移動体測位装置２は、ＧＮＳＳアンテナ２９を用いて受信した衛星信号１０と配信サーバ５から取得した補正信号１１に基づいてＧＮＳＳアンテナ２９の位置を示す位置情報１２を算出する。

【0039】

移動体測位装置２は、図１に示すように、測位演算部２０と、通信部２１と、補正信号ＤＢ（補正信号データベース）２２と、補正信号予測部２３と、補正信号予測結果ＤＢ（補正信号予測結果データベース）２４と、を備える。

【0040】

移動体測位装置２は、さらに、衛星信号予測部２６と、衛星信号予測結果ＤＢ（衛星信号予測結果データベース）２５と、衛星信号連続性判定部２７と、演算制御部２８と、ＧＮＳＳアンテナ２９と、を備えている。

【0041】

測位演算部２０、通信部２１、補正信号ＤＢ２２（補正信号記録部）、補正信号予測部２３、補正信号予測結果ＤＢ２４、衛星信号予測部２６、衛星信号予測結果ＤＢ２５、及び衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８の動作指令に応じて定められた処理を実行する。

【0042】

演算制御部２８は、測位演算部２０の動作周期に応じて位置情報１２及び静止状態情報１５を出力する。なお、移動体測位装置２の各要素は、ハードウェアによって、又は、コンピュータプログラムを実行することによってソフトウェアによりその機能が実現されるように構成しても良い。また、移動体測位装置２の各要素は、必ずしも単体のハードウェア内に構成される必要はなく、それぞれ独立した別の機器、例えば外部機器や外部サーバとして構成されてもよい。その場合、移動体測位装置２の各要素は、それぞれが通信可能に構成すると良い。

【0043】

［ＧＮＳＳアンテナ２９］
ＧＮＳＳアンテナ２９は、地球上空に位置する複数の測位衛星３からの衛星信号１０を受信し、受信した衛星信号１０を演算制御部２８に送信する。ここで、衛星信号１０はアナログ信号であり、ＧＮＳＳアンテナ２９は、受信した衛星信号１０をＡ／Ｄ変換してデジタル信号による衛星信号１０を測位演算部２９に送信するように構成する。

【0044】

ＧＮＳＳアンテナ２９は、被測位物体において位置を取得したい個所に設置される。例えば、移動体測位装置２が車両に用いられる場合、ＧＮＳＳアンテナ２９は対象とする移動体である車両の車体に設置すれば良い。

【0045】

［測位演算部２０］
測位演算部２０は、演算制御部２８から受信した測位衛星３からの衛星信号１０と補正信号１１に基づき、ＧＮＳＳアンテナ２９の地球上の位置を演算し、概略位置データ１３と精密位置データ１４のどちらか一つ以上を演算する。測位演算部２０は、演算された概略位置データ１３及び精密位置データ１４のどちらか一つを位置情報１２として演算制御部２８に出力する。

【0046】

概略位置データ１３は、測位演算部２０が単独測位を用いて算出したＧＮＳＳアンテナ２９の概略位置である。精密位置データ１４は、測位演算部２０が干渉測位を用いて算出したＧＮＳＳアンテナ２９の精密位置である。精密位置データ１４は、概略位置データ１３よりもＧＮＳＳアンテナ２９の実際の位置に近い高精度な測位結果とする。

【0047】

測位演算部２０は、ＧＮＳＳアンテナ２９が受信した衛星信号１０に基づいて、各測位衛星３に対し擬似距離７と搬送波位相８を算出することで、概略位置データ１３と精密位置データ１４のどちらか一つ以上を演算する。

【0048】

単独測位では、測位演算部２０は、ＧＮＳＳアンテナ２９で受信した複数の衛星信号１０に基づいて、概略位置データ１３を算出する。単独測位では、少なくとも４機以上の測位衛星３と、ＧＮＳＳアンテナ２９との間の擬似距離７から、三角測量の原理を用いて、概略位置データ１３を算出する。上記の擬似距離７は、各測位衛星３の軌道、移動体測位装置２や測位衛星３に使用されている時計の精度、電離層や対流圏を通過する際に生じる搬送波の遅延、などに起因する誤差を含んでいる。

【0049】

干渉測位では、測位演算部２０は、ＧＮＳＳアンテナ２９で受信した衛星信号１０と、演算制御部２８から受信した補正信号１１の双方に基づいて、精密位置データ１４を算出する。干渉測位では、ＧＮＳＳアンテナ２９で受信した衛星信号１０に含まれる少なくとも５機以上の測位衛星３とＧＮＳＳアンテナ２９との間の擬似距離７及び搬送波位相８、補正信号１１に含まれる少なくとも５機以上の測位衛星３と基地局４との間の擬似距離７及び搬送波位相８、から精密位置データ１４を算出する。

【0050】

また、干渉測位では、測位衛星３とＧＮＳＳアンテナ２９との間の搬送波位相８、測位衛星３と基地局４との間の搬送波位相８の差分である搬送波位相差を算出する。干渉測位では、搬送波位相差を算出する際、ＧＮＳＳアンテナ２９が衛星信号１０を受信したとき、衛星信号１０の搬送波位相８においてそれが連続波のどの部分であるか波数の小数部は分かるが、波数小数部を除いた波数整数部は不明である。干渉測位では、この波数整数部を確定した際、基地局４とＧＮＳＳアンテナ２９との間の基線長を正確に求めることができる。

【0051】

干渉測位では、基地局４の地球上の位置が補正信号１１に記載されているため、基地局４の位置とＧＮＳＳアンテナ２９との間の基線長から、ＧＮＳＳアンテナ２９の位置を予測できる。

【0052】

よって、測位演算部２０は、基地局４の位置とＧＮＳＳアンテナ２９との間の基線長から予測したＧＮＳＳアンテナ２９の位置を用いて、単独測位結果である概略位置データ１３を補正することで精密位置データ１４を算出する。この際、測位演算部２０は、過去時刻における搬送波位相差に含まれる波数整数部と現在時刻における波数整数部が連続的であることを仮定し、カルマンフィルタ等を用いることで、精密位置データ１４を算出する。

【0053】

測位演算部２０は、演算制御部２８から演算初期化指令を受信した場合、それまでの波数整数部が連続的であるという仮定を棄却し、再度波数整数部及び基線長の演算を開始する。測位演算部２０は、演算初期化指令を受信した直後、衛星信号１０の搬送波位相８においてそれが連続波の波数小数部のみ推定可能であるため、連続波の波数整数部を確定するまで一時的に測位精度が低下する。測位演算部２０は、搬送波位相差の波数小数部及び波数整数部を確定できなかった場合、干渉測位の演算に失敗したと判断する。

【0054】

測位演算部２０は、精密位置データ１４が算出できた場合、精密位置データ１４を位置情報１２として出力し、精密位置データ１４を算出できなかった場合のみ、概略位置データ１３を位置情報１２として出力する。測位演算部２０は、位置情報１２を演算制御部２８に出力する。

【0055】

［通信部２１］
通信部２１は、演算制御部２８から受信した生成位置情報域を配信サーバ５に送信する。配信サーバ５は、通信部２１から受信した生成位置情報３０に応じて補正信号１１を生成し、通信部２１に対して出力する。通信部２１が配信サーバ５から受信する補正信号１１には、少なくとも測位衛星３の識別番号である衛星識別番号１００（図２参照）、補正信号１１を生成した時刻である補正信号生成時刻１０１（図２参照）、基地局ＩＤ１０２、擬似距離７、搬送波位相８が含まれている。通信部２１は、配信サーバ５から受信した補正信号１１を演算制御部２８に出力する。通信部２１は、例えば電波的な障害や通信部２１または配信サーバ５のどちらかに障害が生じている場合、補正信号１１の受信に失敗することがある。

【0056】

［補正信号ＤＢ２２］
補正信号ＤＢ２２は、演算制御部２８の指示に従って、補正信号１１を記録する。補正信号ＤＢ２２は、過去に演算制御部２８から受信した補正信号１１として、少なくとも衛星識別番号１００、補正信号生成時刻１０１、基地局ＩＤ１０２、擬似距離７、及び搬送波位相８が記録されている。補正信号ＤＢ２２は、演算制御部２８が通信部２１を介して配信サーバ５から受信した補正信号１１を演算制御部２８から取得して、補正信号１１を記憶する。

【0057】

図２は、補正信号ＤＢ２２が記録する補正信号１１の詳細を示すデータテーブルを示す図である。

【0058】

補正信号ＤＢ２２は、補正信号生成時刻１０１の時系列順で補正信号１１を記憶し、かつ同時刻においては少なくとも衛星識別番号１００順に補正信号１１を記憶する。演算制御部２８から受信した補正信号１１と同一時刻及び同一測位衛星３の補正信号１１が既に記録されていた場合には、補正信号ＤＢ２２は、記録されている補正信号１１の擬似距離７及び搬送波位相８、基地局ＩＤ１０２を更新する。

【0059】

補正信号ＤＢ２２は、記録されている補正信号生成時刻１０１が最も新しいデータ群を最新の補正信号１１と判断する。図２は、補正信号生成時刻１０１の０７：００：００～０７：３０：００までの補正信号１１が格納された例を示しており、補正信号生成時刻１０１が“０７：３０：００”のデータ群が最新の補正信号１１に相当する。

【0060】

補正信号ＤＢ２２は、補正信号予測部２３及び演算制御部２８から常に補正信号１１を参照可能な状態で構成される。補正信号ＤＢ２２は、十分な記憶領域を確保できない場合、例えば、あらかじめ定められた一定期間のみの補正信号１１を記録し、記録時間が一定期間以上となった際、最も古いレコードを削除する処理を実行してもよい。また、補正信号ＤＢ２２は、演算制御部２８から初期化指令を受信した場合、記録された補正信号１１の全てのレコードを削除する。

【0061】

［補正信号予測部２３］
補正信号予測部２３は、補正信号ＤＢ２２に記録された補正信号１１、及び演算制御部２８からの補正信号１１に基づいて、補正信号ＤＢ２２に記録された補正信号１１と演算制御部２８から受信した補正信号１１から補正信号予測情報１８を算出する。つまり、補正信号予測部２３は、過去に受信した補正信号１１から現在時刻あるいは未来において基地局４で配信される補正信号１１の予測モデルを含む補正信号予測情報１８を算出する。

【0062】

補正信号予測部２３は、補正信号ＤＢ２２に記録されている補正信号１１（過去の補正信号１１）に基づいて、演算制御部２８から受信した補正信号１１に記載された擬似距離７と搬送波位相８を予測するための数式モデルを構築し、補正信号予測情報１８として算出する。以降、本明細書では、補正信号予測部２３が演算制御部２８から受信した補正信号１１に記載されている時刻を“ｔ”と称する。

【0063】

図３は、補正信号予測部２３が補正信号予測情報１８として算出する擬似距離７及び搬送波位相８に関する数式モデルを示す図である。図３は、数式モデルをグラフ化したものである。補正信号予測情報１８は、図３に示すように、あらかじめ設定された個数の時刻、例えば補正信号ＤＢ２２に記録された過去の５つの時刻における擬似距離７及び搬送波位相８の値を用いて算出された数式モデルで表現される。

【0064】

補正信号ＤＢ２２に記録された過去の５つの時刻をそれぞれ、ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、ｔ_５、該時刻に対応する擬似距離７あるいは搬送波位相８を、ｙ_１、ｙ_２、ｙ_３、ｙ_４、ｙ_５、とすると、これらは次式（１）、次式（２）で示すことができ、時刻ｔにおける擬似距離７あるいは搬送波位相８の予測値は、次式（３）で求めることができる。

【0065】

【数1】

【0066】

【数2】

【0067】

【数3】

【0068】

なお、上記式（２）における“Ｔ”については、後述する。

【0069】

補正信号予測部２３は、補正信号ＤＢ２２及び演算制御部２８に基づいて、演算制御部２８から時刻ｔにおいて受信した補正信号１１に記載された全ての測位衛星３に対して数式モデルを構築し、補正信号予測情報１８を算出する。

【0070】

図４は、補正信号予測部２３が補正信号ＤＢ２２に基づいて、補正信号予測情報１８として算出する数式モデルのパラメータを示す図である。

【0071】

補正信号予測部２３は、時刻ｔにおける各測位衛星３の擬似距離７と搬送波位相８を予測する数式モデルのパラメータを補正信号予測情報１８として算出する。補正信号予測部２３は、例えば補正信号ＤＢ２２に過去５つ以上の時刻で特定の測位衛星３の擬似距離７と搬送波位相８を記録している場合、測位衛星３に対応した補正信号予測情報１８を算出する。

【0072】

補正信号予測部２３は、過去５つ以上の時刻で特定の測位衛星３の擬似距離７と搬送波位相８を記録していない場合、測位衛星３に対し補正信号予測情報１８を算出しない。

【0073】

補正信号予測部２３は、図５に示すように、演算制御部２８から受信した補正信号１１と補正信号予測情報１８から予測した予測値との差分を補正信号予測誤差３６として算出する。補正信号予測部２３は、演算制御部２８から補正信号１１を受信した場合のみ補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差３６を算出してもよいし、５秒・１０秒といった制御周期を設定し、制御周期において直近で演算制御部２８から受信した補正信号１１に対し補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差３６を算出してもよい。補正信号予測部２３は、補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差３６を補正信号予測結果ＤＢ２４に出力する。

【0074】

［補正信号予測結果ＤＢ２４］
補正信号予測結果ＤＢ２４は、補正信号予測部２３の出力に基づいて、測位衛星３の補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差分布３７（図６参照）を記録する。補正信号予測結果ＤＢ２４は、図４に示す形式で補正信号予測情報１８を記録する。補正信号予測結果ＤＢ２４は、補正信号予測部２２から補正信号予測誤差３６を受信し記録することで、補正信号予測誤差３６の確率分布である補正信号予測誤差分布３７を算出する。

【0075】

これにより、縦軸が発生確率を示し、横軸が補正信号予測誤差３６を示すようにすると、補正信号予測誤差分布３７を表す図６に示すようなグラフを生成することができる。

【0076】

補正信号予測結果ＤＢ２４は、補正信号予測情報１８を算出した全測位衛星３において補正信号予測誤差分布３７を算出し、記録する。補正信号予測結果ＤＢ２４は、衛星信号予測部２６及び衛星信号連続性判定部２７から補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差分布３７を参照可能に構成される。

【0077】

補正信号予測結果ＤＢ２４は、例えば、あらかじめ定められた一定期間以上補正信号予測情報１８が更新されない測位衛星３が存在する場合、補正信号予測結果ＤＢ２４に記録されている測位衛星３に紐づいた補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差分布３７を削除する処理を実行してもよい。

【0078】

また、補正信号予測結果ＤＢ２４は、演算制御部２８から初期化指令を受信した場合、記録された全ての測位衛星３の補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差分布３７を削除する。

【0079】

［衛星信号予測部２６］
概略すると、衛星信号予測部２６は、移動局２９が受信した衛星信号１０と、基地局４から配信された衛星信号１０に基づく補正信号１１に基づいて現在時刻あるいは未来において配信される衛星信号１０の予測モデルと、を含む衛星信号予測情報１９を算出する。

【0080】

衛星信号予測部２６は、演算制御部２８から衛星信号１０を受信した場合のみ動作する。衛星信号予測部２６は、補正信号予測結果ＤＢ２４、及び演算制御部２８に基づいて、補正信号予測結果ＤＢ２４に記録された補正信号予測情報１８と演算制御部２８から受信した衛星信号１０から衛星信号予測情報１９を算出する。

【0081】

衛星信号予測部２６は、補正信号予測結果ＤＢ２４に記録されている補正信号予測情報１８を用いて算出した補正信号１１の予測値と衛星信号１０から、ＧＮＳＳアンテナ２９が静止した状態を仮定した場合、次にＧＮＳＳアンテナ２９で受信する衛星信号１０を予測するための数式モデル（現在時刻あるいは未来において配信される衛星信号１０の予測モデル）を構築し、衛星信号予測情報１９として算出する。

【0082】

以降、本明細書では、衛星信号予測部２６が演算制御部２８から受信した衛星信号１０に記載されている時刻を“Ｔ”と称する。

【0083】

図７は、衛星信号予測部２６が衛星信号予測情報１９として算出する擬似距離７及び搬送波位相８に関する数式モデルを示している。図７は、数式モデルをグラフ化したものである。

【0084】

衛星信号予測情報１９は、図７に示すように、時刻Ｔにおける衛星信号１０と補正信号予測情報１８から算出した補正信号１１の予測値に記載された擬似距離７あるいは搬送波位相８の差分ｄを次式（４）から算出する。

【0085】

【数4】

【0086】

そして、衛星信号予測部２６は補正信号予測情報１８の数式モデルを上記式（４）で算出した差分ｄを用いて補正することで、任意時刻“Ｔ１”におけるＧＮＳＳアンテナ２９が静止した状態を仮定した場合、ＧＮＳＳアンテナ２９で受信する衛星信号１０の擬似距離７及び搬送波位相８を算出可能な衛星信号予測情報１９を、次式（５）を用いて算出する。

【0087】

【数5】

【0088】

つまり、衛星信号予測部２６は、衛星信号１０と補正信号予測情報１８に基づいて、補正信号予測情報１８を衛星信号１０で補正することで衛星信号予測情報１９を算出する。

【0089】

衛星信号予測部２６は、算出した衛星信号予測情報１９を衛星信号予測結果ＤＢ２５に出力する。

【0090】

［衛星信号予測結果ＤＢ２５］
衛星信号予測結果ＤＢ２５は、衛星信号予測部２６及び演算制御部２８の出力に基づいて、測位衛星３の衛星信号予測情報１９を記録する。衛星信号予測結果ＤＢ２５は、図８に示す形式で衛星信号予測情報１９を記録する。衛星信号予測結果ＤＢ２５は、衛星信号連続性判定部２７から衛星信号予測情報１９を参照可能に構成される。

【0091】

衛星信号予測結果ＤＢ２５は、例えば、あらかじめ定められた一定期間以上衛星信号予測情報１９が更新されない測位衛星３が存在する場合、衛星信号予測結果ＤＢ２５に記録されている測位衛星３に紐づいた衛星信号予測情報１９を削除する処理を実行してもよい。また、衛星信号予測結果ＤＢ２５は、演算制御部２８から初期化指令を受信した場合、記録された全ての測位衛星３の衛星信号予測情報１９を削除する。

【0092】

［衛星信号連続性判定部２７］
衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８から衛星信号１０を受信した場合のみ動作する。衛星信号連続性判定部２７は、補正信号予測結果ＤＢ２４、衛星信号予測結果ＤＢ２５、及び演算制御部２８からの情報に基づいて、補正信号予測結果ＤＢ２４に記録された補正信号予測誤差分布３７、衛星信号予測結果ＤＢ２５に記録された衛星信号予測情報１９、及び演算制御部２８から受信した衛星信号１０を用いて、ＧＮＳＳアンテナ２９が受信した衛星信号１０に記載された擬似距離７及び搬送波位相８の連続性を検出する。

【0093】

衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８から受信した衛星信号１０に記載された擬似距離７及び搬送波位相８の連続性を衛星信号連続性情報１６として演算制御部２８に通知する。演算制御部２８は、衛星信号連続性判定部２７から受信した衛星信号１０に記載された擬似距離７及び搬送波位相８の連続性に応じて、ＧＮＳＳアンテナ２９の動作状態を推定可能である。以降本実施例においては、衛星信号連続性判定部２７は、搬送波位相８の連続性のみを検出するが、擬似距離７を用いる場合においても本発明を同様に適用可能である。

【0094】

図９は、衛星信号連続性判定部２７の処理を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートは、衛星信号連続性判定部２７が演算制御部２８から衛星信号１０を受信した後の衛星信号連続性判定部２７が実施する処理を示している。

【0095】

ステップＳ３０１では、衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測情報１９が記録されているか確認する。衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測情報１９が記録されている場合、ステップＳ３０２に進み、記録されていない場合、ステップＳ３１０に進む。

【0096】

ステップＳ３０２では、演算制御部２８から受信した衛星信号１０に記載されている測位衛星３の総数であるＳ_ＳＵＭを算出する。

【0097】

ステップＳ３０３では、Ｓ_ＳＵＭが５機以上であり、干渉測位が可能か確認する。５機以上の場合、衛星信号１０に記載されている一つ目の測位衛星３をＳとして選択し（ステップＳ３０３ａ）、Ｎを０として（ステップＳ３０３ｂ）、ステップＳ３０４に進む。

【0098】

ステップＳ３０３において、Ｓ_ＳＵＭが５機未満の場合、ステップＳ３１０に進む。

【0099】

ステップＳ３０４では、衛星信号予測情報１９の上述した数式モデルを用いて、演算制御部２８から受信した衛星信号１０に含まれる、ＧＮＳＳアンテナ２９が衛星信号１０を受信した時刻ｔにおける測位衛星Ｓに関する衛星信号１０の搬送波位相８を予測する。

【0100】

ステップＳ３０５では、ステップ３０４で算出した搬送波位相８の予測値と演算制御部２８から受信した衛星信号１０に含まれる搬送波位相８の実測値の差分である搬送波位相予測誤差ε1を算出する。

【0101】

ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４において衛星信号１０に記載されている測位衛星Ｓに対する搬送波位相８が正確に予測されているか判断する閾値である搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸを算出する。

【0102】

搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸは、例えば、補正信号予測結果ＤＢ２４に記録された補正信号予測誤差分布３７の１σ、２σあるいは３σ区間の値を閾値とし、閾値をステップＳ３０５で算出した搬送波位相予測誤差ε１が越えた際、測位衛星Ｓに対する搬送波位相８が正確に予測されていないと判断してもよい。

【0103】

ステップＳ３０７では、搬送波位相予測誤差ε１が搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸ以上か判断する。ステップＳ３０７において、搬送波位相予測誤差ε１がε１_ＭＡＸ以上の場合、搬送波位相８の連続性が失われた衛星数Ｎとしてカウントし（ステップＳ３０７ａ）、ステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０７において、搬送波位相予測誤差ε１が搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸ未満の場合、特定の処理は実施せずステップＳ３０８に進む。

【0104】

ステップＳ３０８では、測位衛星Ｓとして演算制御部２８から受信した衛星信号１０に記載されている全ての測位衛星３を選択したか否か判断する。全ての測位衛星３を選択した場合、ステップＳ３０９に進む。

【0105】

ステップＳ３０８において、全ての測位衛星３を選択してはいない場合、次の測位衛星３をＳとして選択し（ステップＳ３０８ａ）、ステップＳ３０４に戻る。

【0106】

ステップＳ３０９では、搬送波位相８の連続性が失われた衛星数Ｎが測位衛星数閾値Ｎ_ＭＡＸ以上か否かを判断する。連続性が失われた衛星数Ｎが測位衛星数閾値Ｎ_ＭＡＸ未満の場合、ステップＳ３１２に進む。連続性が失われた衛星数Ｎが測位衛星数閾値Ｎ_ＭＡＸ閾値以上の場合、ステップＳ３１１に進む。

【0107】

測位衛星数閾値Ｎ_ＭＡＸの決定方法については、例えば、演算制御部２８から受信した衛星信号１０に記載されている測位衛星３内のα％以上において搬送波位相８の連続性が失われたかを基準として設定してもよい。その場合、測位衛星数閾値Ｎ＿ＭＡＸの算出式は、Ｓ＿ＳＵＭを変数とした次式（６）で与えられる。なお、次式（６）におけるαは予め定められるパーセンテージである。

【0108】

【数6】

【0109】

先に示したステップＳ３１０では、衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８に対して演算制御部２８から受信した衛星信号１０の衛星信号連続性情報１６を出力しない。

【0110】

ステップＳ３１１では、衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８に対して演算制御部２８から受信した衛星信号１０の連続性なしとして、衛星信号連続性情報１６を出力する。

【0111】

ステップＳ３１２では、衛星信号連続性判定部２７は、演算制御部２８に対して演算制御部２８から受信した衛星信号１０の連続性ありとして、衛星信号連続性情報１６を出力する。

【0112】

[演算制御部２８]
演算制御部２８は、測位演算部２０、通信部２１、補正信号予測部２３、衛星信号予測部２６及び衛星信号連続性判定部２７に対し動作指令を行うことで測位演算部２０から位置情報１２を取得し、衛星信号連続性判定部２７から衛星信号連続性情報１６を取得する。

【0113】

演算制御部２８は、衛星信号連続性判定部２７から取得した衛星信号連続性情報１６に応じてＧＮＳＳアンテナ２９の静止状態である静止状態情報１５を算出する。そして、演算制御部２８は、取得した位置情報１２と、算出した静止状態情報１５とを外部端末（図示省略）に送信する（移動局２９が静止状態であると判断すると、静止状態を示す静止状態情報１５を算出し、外部端末に送信する）。外部端末に関しては、本実施例において限定せず、例えば本発明が移動体用位置・姿勢推定システムに用いられる場合、移動体の位置情報１２及び静止状態情報１５を必要とする車体制御モジュールや慣性センサ校正モジュールなどが外部端末に該当する。

【0114】

演算制御部２８は、補正信号ＤＢ２２、補正信号予測結果ＤＢ２４、及び衛星信号予測結果ＤＢ２５に記録されたデータの参照及び編集を行う。演算制御部２８が、測位演算部２０、通信部２１、補正信号予測部２３、衛星信号予測部２６及び衛星信号連続性判定部２７に対し動作指令を行う順序やその判断手法に関しては後述する。

【0115】

演算制御部２８は、ＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を測位演算部２０に送信することで、測位演算部２０に位置情報１２の算出を指示する。演算制御部２８は、通信部２１を介し配信サーバ５から補正信号１１を取得している場合、測位演算部２０に衛星信号１０と補正信号１１を送信することで、測位演算部２０に位置情報１２の算出を指示する。

【0116】

演算制御部２８は、通信部２１を介して生成位置情報３０を配信サーバ５に送信することで、配信サーバ５から基地局４に対応した補正信号１１を受信する。生成位置情報３０は、配信サーバ５が補正信号１１を生成する基地局４を選択するための位置情報であり演算制御部２８内に記録される。配信サーバ５は、演算制御部２８から受信した位置情報１２に応じて補正信号１１を生成する基地局４を選択する。

【0117】

演算制御部２８は、通信部２１から受信した補正信号１１の基地局ＩＤ１０２が変更された場合、配信サーバ５が補正信号１１を生成する基地局４を変更したと判断する。演算制御部２８は、補正信号１１を生成する基地局４が変更された場合、測位演算部２０の演算を初期化する。

【0118】

そして、演算制御部２８は、通信部２１から受信した補正信号１１を補正信号予測部２３に送信することで、補正信号予測部２３に対し、補正信号予測情報１８の算出を指示する。演算制御部２８は、ＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を衛星信号予測部２６に送信することで、衛星信号予測部２６に対し、衛星信号予測情報１９の算出を指示する。

【0119】

演算制御部２８は、ＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を衛星信号連続性判定部２７に送信することで、衛星信号連続性判定部２７に対し、衛星信号連続性情報１６の算出を指示する。

【0120】

演算制御部２８は、図１０に示す形式で位置情報１２及び静止状態情報１５を出力する。演算制御部２８は、測位演算部２０が位置情報１２を算出する際に使用した衛星信号１０をＧＮＳＳアンテナ２９で受信した時刻である出力時刻１０３と衛星信号１０を用いて算出した位置情報１２及び静止状態情報１５を紐づけて外部端末（図示省略）に送信する。

【0121】

図１０は、説明の便宜上テーブル形式で出力時刻１０３、位置情報１２、及び静止状態情報１５を記載しているが、演算制御部２８は、複数の出力時刻における位置情報１２及び静止状態情報１５を一斉に送信するわけではなく、測位演算部２０から受信した位置情報１２及び演算制御部２８で算出した静止状態情報１５を出力時刻と紐づけて、つど外部端末（図示省略）に送信する。

【0122】

演算制御部２８は、衛星信号連続性判定部２７から衛星信号連続性情報１６を受信し、静止状態情報１５を算出する。演算制御部２８は、衛星信号連続性情報１６を連続性ありとして受信した場合、図１０に示すように静止状態情報１５を静止として外部端末に出力する。

【0123】

演算制御部２８は、衛星信号連続性情報１６を連続性なしとして受信した場合、図１０に示すように、静止状態情報１５を動作として外部端末に出力する。

【0124】

演算制御部２８は、衛星信号連続性情報１６を受信しなかった場合、図１０に示すように静止状態情報１５をＮＵＬＬとして外部端末に出力する。

【0125】

[移動体測位装置２全体]
以下、図１１、図１２及び図１３を参照して、演算制御部２８が動作指令を行う順序及びその判断方法を説明することで移動体測位装置２の処理を説明する。

【0126】

以下に示す処理は、ＧＮＳＳアンテナ２９が測位衛星３から衛星信号１０を受信するたびに実行される。

【0127】

図１１は、移動体測位装置２の処理のうち、ステップＳ２０１からＳ２０７までを示すフローチャートである。図１２は、移動体測位装置２の処理のうち、ステップS２０８からステップS２１７までを示すフローチャートである。図１３は、移動体測位装置２の処理のうち、ステップＳ２１８からＳ２３２までを示すフローチャートである。

【0128】

図１１において、ステップＳ２０１では、ＧＮＳＳアンテナ２９が測位衛星３から受信した衛星信号１０を演算制御部２８に送信する。

【0129】

ステップＳ２０２では、演算制御部２８が衛星信号連続性判定部２７にＧＮＳＳアンテナ２９から取得した衛星信号１０を送信し、演算を指令する。衛星信号連続性判定部２７は、図９に示したステップＳ３０１からステップＳ３１２までの処理を実行する。

【0130】

ステップＳ２０３では、演算制御部２８が衛星信号連続性判定部２７から衛星信号連続性情報１６を受信したかを確認する。衛星信号連続性情報１６を受信した場合、ステップＳ２０４に進む。ステップS２０３において、演算制御部２８が衛星信号連続性情報１６を受信しなかった場合、ステップＳ２０７に進む。

【0131】

ステップＳ２０４では、演算制御部２８が衛星信号連続性判定部２７から受信した衛星信号連続性情報１６に「連続性あり」と記載があるか否かを確認する。衛星信号連続性情報１６に「連続性あり」と記載されている場合、ステップＳ２０５に進む。衛星信号連続性情報１６に「連続性あり」と記載されていない場合、ステップＳ２０６に進む。

【0132】

ステップＳ２０５では、演算制御部２８が静止状態情報１５を「静止」として算出する。

【0133】

ステップＳ２０６では、演算制御部２８が静止状態情報１５を「動作」として算出する。

【0134】

ステップＳ２０７では、演算制御部２８が静止状態情報１５を「ＮＵＬＬ」として算出する。

【0135】

次に、図１２のステップＳ２０８では、演算制御部２８が生成位置情報３０を記録しているか否かを確認する。演算制御部２８が生成位置情報３０を記録している場合、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０８において、演算制御部２８が生成位置情報３０を記録していない場合、ステップＳ２２７（図１３に示す）に進む。

【0136】

ステップＳ２０９では、演算制御部２８が生成位置情報３０を通信部２１に送信する。

【0137】

ステップＳ２１０では、通信部２１が演算制御部２８から受信した生成位置情報３０を配信サーバ５に送信することで、配信サーバ５から補正信号１１を受信する。通信部２１は配信サーバ５から受信した補正信号１１を演算制御部２８に送信する。

【0138】

ステップＳ２１１では、演算制御部２８は通信部２１を介して配信サーバ５から補正信号１１を受信できたか否かを確認する。演算制御部２８が補正信号１１を受信できた場合、ステップＳ２１２に進む。演算制御部２８が補正信号１１を受信できなかった場合、ステップＳ２２３（図１３に示す）に進む。

【0139】

ステップＳ２１２では、演算制御部２８が補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されているか否かを確認する。補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されている場合、ステップＳ２１３に進む。補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されていない場合、ステップＳ２１８（図１３に示す）に進む。

【0140】

ステップＳ２１３では、演算制御部２８がステップＳ２１０で通信部２１から受信した補正信号１１の基地局ＩＤ１０２が補正信号ＤＢ２２に記録されている補正信号１１の基地局ＩＤ１０２と同一か否かを確認する。受信した補正信号１１の基地局ＩＤ１０２と、記録されている補正信号１１の基地局ＩＤ１０２とが同一の場合はステップＳ２１８（図１３に示す）に進み、同一でない場合はステップＳ２１４に進む。

【0141】

ステップＳ２１４では、演算制御部２８が補正信号ＤＢ２２に記録されている補正信号１１を削除することで、補正信号ＤＢ２２を初期化する。

【0142】

ステップＳ２１５では、演算制御部２８が補正信号予測結果ＤＢ２４に記録されている補正信号予測情報１８を削除することで、補正信号予測結果ＤＢ２４を初期化する。

【0143】

ステップＳ２１６では、演算制御部２８が衛星信号予測結果ＤＢ２５に記録されている衛星信号予測情報１９を削除することで、衛星信号予測結果ＤＢ２５を初期化する。

【0144】

ステップＳ２１７では、演算制御部２８が測位演算部２０に初期化指令を送信することで、測位演算部２０の測位演算を初期化する。

【0145】

ステップＳ２１８（図１３に示す）では、演算制御部２８がステップＳ２１０で通信部２１から受信した補正信号１１を補正信号予測部２３に送信し、補正信号予測部２３に対し処理を指令する。その後、補正信号予測部２３は補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差３６を補正信号予測結果ＤＢ２４に送信し、補正信号予測結果ＤＢ２４は補正信号予測情報１８及び補正信号予測誤差分布３７を記録する。

【0146】

ステップＳ２１９では、演算制御部２８がステップＳ２０１でＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を衛星信号予測部２６に送信し、衛星信号予測部２６に対し処理を指令する。その後、衛星信号予測部２６は衛星信号予測情報１９を衛星信号予測結果ＤＢ２５に送信し、衛星信号予測結果ＤＢ２５は衛星信号予測情報１９を記録する。

【0147】

ステップＳ２２０では、演算制御部２８がステップＳ２１０で通信部２１から受信した補正信号１１を補正信号ＤＢ２２に記録する。

【0148】

ステップＳ２２１では、演算制御部２８がステップＳ２０１でＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を測位演算部２０に送信する。

【0149】

ステップＳ２２２では、演算制御部２８がステップＳ２１０で通信部２１から受信した補正信号１１を測位演算部２０に送信する。

【0150】

ステップＳ２２３では、演算制御部２８がステップＳ２０１でＧＮＳＳアンテナ２９から受信した衛星信号１０を測位演算部２０に送信する。

【0151】

ステップＳ２２４では、演算制御部２８が補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されているか否かを確認する。補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されている場合、ステップＳ２２５に進む。補正信号ＤＢ２２に補正信号１１が記録されていない場合、ステップＳ２２７に進む。

【0152】

ステップＳ２２５では、演算制御部２８が補正信号ＤＢ２２に記録されている補正信号１１を測位演算部２０に送信する。

【0153】

ステップＳ２２６では、演算制御部２８が測位演算部２０に干渉測位を指令する。

【0154】

ステップＳ２２７では、演算制御部２８が測位演算部２０に単独測位を指令する。

【0155】

ステップＳ２２８では、演算制御部２８が、測位演算部２０は干渉測位に成功したか否かを判断する。ここで、演算制御部２８は、測位演算部２０が搬送波位相差の波数小数部及び波数整数部のどちらか一つを確定した場合に、干渉測位に成功したと判断する。干渉測位に成功した場合、ステップＳ２２９に進む。干渉測位に失敗した場合、ステップＳ２３０に進む。

【0156】

ステップＳ２２９では、測位演算部２０が単独測位結果を干渉測位結果で補正することで精密位置データ１４を算出し、位置情報１２として演算制御部２８に出力する。

【0157】

ステップＳ２３０では、測位演算部２０が単独測位結果である概略位置データ１３を算出し、位置情報１２として演算制御部２８に出力する。

【0158】

ステップＳ２３１では、演算制御部２８が外部端末に位置情報１２及び静止状態情報１５を出力する。

【0159】

ステップＳ２３２では、演算制御部２８が測位演算部２０から取得した位置情報１２を、演算制御部２８が生成位置情報３０として記録した後に処理を終了する。

【0160】

本実施例１の移動体測位装置２では、ＧＮＳＳアンテナ２９が測位衛星３から受信した衛星信号１０と、通信部２１が配信サーバ５から受信した補正信号１１と、を用いて、ＧＮＳＳアンテナ２９が測位衛星３から受信する衛星信号１０を予測し、予測値と実測値との乖離からＧＮＳＳアンテナ２９が受信する衛星信号１０の連続性を検出する。

【0161】

そして、移動体測位装置２は、受信した衛星信号１０の連続性が検出された場合、ＧＮＳＳアンテナ２９が静止状態にあると判断する。

【0162】

このように構成すれば、姿勢計測装置等を搭載することなくＧＮＳＳのみを用いることで移動体の静止状態を判断することが可能となり、構造の簡易化が可能となる。

【0163】

本実施例１によれば、静止状態判定システムにおいて、測位衛星３から取得した衛星信号１０と、基地局４から取得した補正信号と、から取得した衛星信号１０の連続性を判定可能である。静止状態判定システムは、取得した衛星信号１０が連続的な場合、車両が静止状態にあると判定可能であり、構成の簡易化及び慣性センサに依存しない静止状態判定が可能となる。

【0164】

つまり、本発明の実施例１によれば、構成が簡易であり、慣性センサの検出精度に依存することなく、移動局の静止状態を判定する移動体測位装置及び移動体測位方法を実現することができる。

【0165】

（実施例２）
次に、本発明の実施例２について、説明する。

【0166】

本実施例２の移動体測位装置２は、その構成は、実施例１と同様であるが、衛星信号予測部２６、衛星信号予測結果ＤＢ２５、衛星信号連続性判定部２７及び演算制御部２８の処理において実施例１と異なっている。このため、実施例２の全体構成は図１と同様となるので、図示は省略する。

【0167】

以下では、実施例１と実施例２との相違点について説明する。

【0168】

実施例２と実施例１との異なる部分は、演算制御部２８が静止状態情報１５を「静止」として算出した場合、演算制御部２８が衛星信号予測結果ＤＢ２５に対し衛星信号予測誤差分布３９の演算を指示するとともに、衛星信号連続性判定部２７は、衛星信号予測結果ＤＢ２５が算出した衛星信号予測誤差分布３９に基づいて衛星信号１０の連続性を判定し、衛星信号連続性情報１６を算出する点である。

【0169】

［衛星信号予測結果ＤＢ２５］
衛星信号予測結果ＤＢ２５は、衛星信号予測部２６及び演算制御部２８に基づいて、演算制御部２８から受信した衛星信号１０と衛星信号予測情報１９から予測した予測値との差分を衛星信号予測誤差３８として算出する。

【0170】

そして、衛星信号予測結果ＤＢ２５は、算出した衛星信号予測誤差３８を受信し記録することで、衛星信号予測誤差３８の確率分布である衛星信号予測誤差分布３９を算出する。衛星信号予測結果ＤＢ２５は、演算制御部２８から衛星信号予測誤差分布３９の演算を指示された場合のみ、衛星信号予測誤差分布３９を算出する。

【0171】

［衛星信号連続性判定部２７］
衛星信号連続性判定部２７は、衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測誤差分布３９が記録されている場合、衛星信号予測誤差分布３９に基づいてＧＮＳＳアンテナ２９が受信した衛星信号１０に記載された擬似距離７及び搬送波位相８の連続性を検出し、衛星信号の連続性を判定する。

【0172】

以下、図１４に示したフローチャートを参照して、衛星信号連続性判定部２７が擬似距離７及び搬送波位相８の連続性を検出する処理手順を説明する。

【0173】

図１４は、図９のフローチャートに示したステップＳ３０５とＳ３０７の間にＳ３０６の代替として挿入される処理であり、衛星信号連続性判定部２７に含まれるプロセッサがコンピュータプログラムを実行することによって実現できる。

【0174】

ステップＳ３１３では、衛星信号連続性判定部２７が衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測誤差分布３９が記録されているか否かを確認する。衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測誤差分布３９が記録されている場合、ステップＳ３１４に進む。衛星信号予測結果ＤＢ２５に衛星信号予測誤差分布３９が記録されていない場合、ステップＳ３１５に進む。

【0175】

ステップＳ３１４では、衛星信号連続性判定部２７が衛星信号予測結果ＤＢ２５に記録された衛星信号予測誤差分布３９に基づいて、ステップＳ３０４において衛星信号１０に記載されている測位衛星Ｓに対する搬送波位相８が正確に予測されているか判断する閾値である搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸを算出する。搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸは、例えば、衛星信号予測誤差分布３９の１σ、２σあるいは３σ区間の値を閾値とし、閾値をステップＳ３０５で算出した搬送波位相予測誤差ε１が越えた際、測位衛星Ｓに対する搬送波位相８が正確に予測されていないと判断してもよい。

【0176】

ステップＳ３１５では、衛星信号連続性判定部２７が補正信号予測結果ＤＢ２４に記録された補正信号予測誤差分布３７に基づいて、ステップＳ３０４において衛星信号１０に記載されている測位衛星Ｓに対する搬送波位相８が正確に予測されているか判断する閾値である搬送波位相予測誤差閾値ε１_ＭＡＸを算出する。

【0177】

［演算制御部２８］
演算制御部２８は、衛星信号連続性判定部２７から取得した衛星信号連続性情報１６に応じてＧＮＳＳアンテナ２９の静止状態情報１５を算出する。そして、演算制御部２８は、静止状態情報１５を「静止」と算出した場合、衛星信号予測結果ＤＢ２５に対し衛星信号１０を送信することで、衛星信号予測誤差分布３９の算出を指示する。演算制御部２８が衛星信号予測結果ＤＢ２５に対し演算を指示する動作は、図１１に示すステップ２０５の直後に実行される。

【0178】

上述した構成により、実施例２において、移動体測位装置２はＧＮＳＳアンテナ２９が静止状態である場合の衛星信号予測情報１９の予測精度を算出可能となり、予測誤差分布に基づいて、適切な予測誤差閾値を算出することができる。

【0179】

したがって、移動体測位装置２は、高精度な衛星信号１０の連続性判定が可能となり、静止判定精度の向上が可能となる。

【0180】

つまり、本発明の実施例２によれば、構成が簡易であり、慣性センサの検出精度に依存することなく、静止判定精度が向上された、移動局の静止状態を判定する移動体測位装置及び移動体測位方法を実現することができる。

【0181】

なお、衛星信号予測結果ＤＢ２５に代えて、衛星信号予測部２６が、演算制御部２８から受信した衛星信号１０と衛星信号予測情報１９から予測した予測値（予測モデル）との差分を算出し、算出した差分から衛星信号予測誤差３８の確率分布である衛星信号予測誤差分布３９を算出することもできる。そして、衛星信号予測部２６は、衛星信号予測誤差分布３９から衛星信号予測精度を算出することができる。衛星信号予測部２６は、静止状態情報１５に基づいて、移動局が静止状態の場合、衛星信号予測精度を算出する。そして、衛星信号連続性判定部２７は、衛星信号予測精度に基づいて、衛星信号の連続性を判定する。

【0182】

また、本明細書等においては、移動局とは、ＧＮＳＳアンテナ２９が備えられた移動体（例えば自動車や鉄道、農業機械や建設機械）である。また、図１に示したＧＮＳＳアンテナ２９には、ＧＮＳＳアンテナ２９が備えられた移動体、つまり、移動局も含まれるものとする。

【符号の説明】

【0183】

１・・・静止状態判定システム、２・・・移動体測位装置、３・・・測位衛星、４・・・基地局、５・・・配信サーバ、７・・・擬似距離、８・・・搬送波位相、１０・・・衛星信号、１１・・・補正信号、１２・・・位置情報、１３・・・概略位置データ、１５・・・静止状態情報、１６・・・衛星信号連続性情報、１８・・・補正信号予測情報、１９・・・衛星信号予測情報、２０・・・測位演算部、２１・・・通信部、２２・・・補正信号ＤＢ（補正信号記録部）、２３・・・補正信号予測部、２４・・・補正信号予測結果ＤＢ、２５・・・衛星信号予測結果ＤＢ、２６・・・衛星信号予測部、２７・・・衛星信号連続性判定部、２８・・・演算制御部、２９・・・ＧＮＳＳアンテナ（移動局）

【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】