(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】
(24)【登録日】2023-02-02
(45)【発行日】2023-02-10
(54)【発明の名称】サーバ、衛星測位システム、及び、衛星測位方法
(51)【国際特許分類】
G01S 19/28 20100101AFI20230203BHJP
G01S 19/22 20100101ALI20230203BHJP
G01S 19/43 20100101ALI20230203BHJP
【FI】
G01S19/28
G01S19/22
G01S19/43
(21)【出願番号】P 2018199918
(22)【出願日】2018-10-24
【審査請求日】2021-09-17
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉野 一幸
(72)【発明者】
【氏名】酒井原 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】柴田 純
(72)【発明者】
【氏名】山崎 靖久
(72)【発明者】
【氏名】白崎 良昌
【審査官】東 治企
(56)【参考文献】
【文献】特開2003-185731(JP,A)
【文献】特開2016-118493(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2015/0378025(US,A1)
【文献】特開2005-321364(JP,A)
【文献】特開2001-272451(JP,A)
【文献】特表2016-532119(JP,A)
【文献】特開2003-139841(JP,A)
【文献】特開2000-131415(JP,A)
【文献】特開2006-090912(JP,A)
【文献】国際公開第2006/132003(WO,A1)
【文献】特開2017-219498(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01S 19/00-19/55
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末
から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、
前記測位演算の結果を出力する出力部と、
を備え
る、
サーバ。
【請求項2】
前記プロセッサが前記測位演算に用いる衛星を決定する処理は、前記差分が所定の閾値を超える衛星を除外することを含む、
請求項1に記載のサーバ。
【請求項3】
前記プロセッサが前記測位演算に用いる衛星を決定する処理は、前記受信品質が所定の閾値未満の衛星を除外することを含む、
請求項
1に記載のサーバ。
【請求項4】
複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、
前記測位演算の結果を出力する出力部と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、
前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、
前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する、
サーバ。
【請求項5】
複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、
前記測位演算の結果を出力する出力部と、
を備え、
前記プロセッサは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う、
サーバ。
【請求項6】
複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、
前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末
から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、
前記測位演算の結果を出力するサーバと、
を備え
る、
衛星測位システム。
【請求項7】
複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、
前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、
前記測位演算の結果を出力するサーバと、
を備え、
前記サーバは、
前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、
前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、
前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する、
衛星測位システム。
【請求項8】
複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、
前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、
前記測位演算の結果を出力するサーバと、
を備え、
前記サーバは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う、
衛星測位システム。
【請求項9】
複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、
前記サーバは、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、
前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と
前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質
との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する、
衛星測位方法。
【請求項10】
複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、
前記サーバは、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する衛星測位方法であって、
前記サーバは、
前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、
前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、
前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する、
衛星測位方法。
【請求項11】
複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、
前記サーバは、
前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、
前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、
前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、
前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する衛星測位方法であって、
前記サーバは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う、
衛星測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、サーバ、衛星測位システム、及び、衛星測位方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、移動体等の対象物の位置を高精度に測量するために、RTK(Real Time Kinematic)法による干渉測位(RTK演算)を利用した測位システムが考えられている。RTK法とは、衛星が送信する測位信号を用いて所定の地点の測位を行うものである。このRTK法による測位を適用することにより、高精度な測位を実現することが期待されている。
【0003】
測位端末は、RTK演算を行う際、GNSS(Global Navigation Satellite System)の衛星(図示せず)から送信される測位信号を受信し、測位信号を用いて測位データを生成する。なお、GNSSとは、GPS(Global Positioning System)、北斗衛星測位システム(BeiDou)、GLONASS等の民間航空航法に使用可能な性能(精度・信頼性)を持つ衛星航法システムの総称である。測位信号には、GPS衛星から送信されるL1信号(1575.42MHz)、L2信号(1227.60MHz)等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第2006/132003号
【文献】特開2016-118493号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
測位端末において実施していたRTK演算を、例えば、測位端末とクラウドサーバに分担する(一例として、クラウドサーバで一元的に行う)ことによって、測位端末の処理負荷低減やコストダウンを図ることが検討されている。
【0006】
一般的に、RTK演算を行う場合に、マルチパスの影響を受けている測位信号を的確に判別してRTK演算から除外することで、測位精度の向上を図ることが期待される。しかしながら、従来のように測位端末でRTK演算を実施する構成では、測位信号の受信品質が極端に悪いものでないかぎり、その測位信号がマルチパスの影響を受けているものであるか否かの判断は難しい。
【0007】
本開示の非限定的な実施例は、クラウドサーバを利用するRTK演算において、マルチパスの影響を受けている測位信号を的確に判別して測位演算から除外することで、測位精度の向上を図った衛星測位技術の提供に資する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一態様に係るサーバは、複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、
推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、前記測位演算の結果を出力する出力部と、を備える。
また、本開示の一態様に係るサーバは、複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、前記測位演算の結果を出力する出力部と、を備え、前記プロセッサは、前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する。
また、本開示の一態様に係るサーバは、複数の衛星から送信された測位信号を受信した複数の測位端末のそれぞれから、前記測位信号に基づいて生成された測位データを受信する受信部と、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算するプロセッサと、前記測位演算の結果を出力する出力部と、を備え、前記プロセッサは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う。
【0009】
本開示の一態様に係る衛星測位システムは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力するサーバと、を備える。
また、本開示の一態様に係る衛星測位システムは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力するサーバと、を備え、前記サーバは、前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する。
また、本開示の一態様に係る衛星測位システムは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて測位データを生成する複数の測位端末と、前記複数の測位端末のそれぞれから前記測位データを受信し、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて、前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力するサーバと、を備え、前記サーバは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う。
【0010】
本開示の一態様に係る衛星測位方法は、複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、前記サーバは、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置し、かつ、前記第1の設定距離よりも小さい第2の設定距離内に位置しない、他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する。
本開示の一態様に係る衛星測位方法は、複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、前記サーバは、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する衛星測位方法であって、前記サーバは、
前記第1の設定距離内に所定の閾値以上の数の他の測位端末が存在しない場合、前記第1の設定距離を拡大して、前記第2の測位端末の選択を行い、前記拡大した後の距離内に他の測位端末が存在しない場合、前記第1の測位端末の位置又はその近傍での過去の測位演算において前記差分に基づいて除外した衛星の位置情報に基づいて、擬似的なマルチパス領域を設定し、前記マルチパス領域に含まれる衛星を前記測位演算に用いる衛星候補から除外する。
本開示の一態様に係る衛星測位方法は、複数の測位端末のそれぞれは、複数の衛星から受信した測位信号に基づいて生成した測位データをサーバへ送信し、前記サーバは、前記複数の測位端末のうちの第1の測位端末から受信された測位データに基づいて、前記第1の測位端末の位置を推定し、推定した位置から第1の設定距離内に位置する他の少なくとも1つの測位端末を第2の測位端末として選択し、前記測位データに基づいて、前記第1の測位端末における前記測位信号の受信品質と前記第2の測位端末における前記測位信号の受信品質との前記衛星毎の差分を検出し、前記衛星毎の差分に基づいて、前記第1の測位端末の測位演算に用いる衛星を決定し、前記決定の結果に基づいて前記第1の測位端末の位置を測位演算し、前記測位演算の結果を出力する衛星測位方法であって、前記サーバは、前記第1の設定距離によって規定されるエリアを複数の方位毎に分割し、分割したエリア間で前記第2の測位端末に選択される端末数が平準化されるように、前記第2の測位端末の選択を行う。
【0011】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本開示の一態様によれば、マルチパスの影響を受けている測位信号を的確に判別して測位演算から除外することで、測位精度を向上できる。
【0013】
本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本開示の一実施の形態に係る衛星測位システムの構成を示す図
【
図2】
図1に例示した衛星測位システムの動作概要の一例を説明するための図
【
図3】
図1に例示した衛星測位システムの動作概要の一例を説明するための図
【
図4】
図1に例示した測位端末の構成の一例を示すブロック図
【
図5】
図1に例示したクラウドサーバの構成の一例を示す図
【
図6】
図1に例示した衛星測位システムのクラウドサーバに着目した全体的な動作の一例を示すフローチャート
【
図7】
図6に例示した測位端末群の抽出処理(S604)の一例を示すフローチャート
【
図8】
図7に例示した測位端末除外処理(S702)の一例を視覚化して説明するための図
【
図9】
図7に例示した測位端末除外処理(S705)の一例を視覚化して説明するための図
【
図10】
図7に例示した方位間ユーザ数最適化処理(S708)の一例を示すフローチャート
【
図11】
図10に例示した測位端末抽出処理(S1002)の一例を視覚化して説明するための図
【
図12】
図6に例示した除外衛星リスト決定処理(S606)の一例を示すフローチャート
【
図13】
図12に例示したSNR比較(判定)処理(S1204)の一例を視覚化して説明するための図
【
図14】
図6に例示した除外衛星リスト決定処理(S607)の一例を示すフローチャート
【
図15】
図14に例示したマルチパス領域の設定処理(S1406)の一例を視覚化して説明するための図
【
図16】
図14に例示したマルチパス領域の設定処理(S1406)の一例を視覚化して説明するための図
【
図17】
図14に例示したマルチパス領域の設定処理(S1406)の一例を視覚化して説明するための図
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0016】
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0017】
<衛星測位システムの構成>
図1は、一実施の形態に係る衛星測位システムの構成の一例を示す図である。
図1に例示したように、衛星測位システム1は、測位端末20と、クラウドサーバ40と、を備える。
【0018】
測位端末(以下「端末」と略記することがある)20は、例えば、図示を省略した衛星(「測位衛星」と称されてもよい)から送信された電波(「衛星電波」又は「測位信号」と称されてよい)を受信する。なお、「測位端末」は、「クライアント(端末)」、「ユーザ(端末)」、又は「受信機」と称されてもよい。
【0019】
測位衛星は、GNSSの衛星、例えば、GPS(global positioning system)、GLONASS、Galileo、BeiDou、及び、準天頂衛星(quasi-zenith satellite system,QZSS)の少なくとも1つで用いられる衛星であってよい。
【0020】
測位端末20は、測位衛星から受信した衛星電波を用いて測位データ(「観測データ」と称されてもよい)を生成する。測位端末20は、観測データをクラウドサーバ40へ送信する。
【0021】
なお、測位端末20は、衛星測位システム1に複数台存在してよい。
図1には、非限定的な一例として、A~Jを付して示した10台の測位端末20が示されている。測位端末20には、例示的に、測位用の専用端末、測位機能を有するパーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、スマートフォン、タブレット等が含まれてよい。また、測位端末20は、位置(例えば、座標)を求める対象である移動体(例えば車輌など)に設置されてもよい。なお、「測位端末」は、単に「受信機」と称されることもある。
【0022】
クラウドサーバ40は、例えば、測位端末20のそれぞれと通信して測位端末20が生成した測位データを受信する。クラウドサーバ40は、測位端末20のそれぞれから受信した測位データに基づいて、測位端末20それぞれの位置を測位する。
【0023】
また、クラウドサーバ40は、例えば、RTK測位対象の端末20の位置を基準に、或る設定距離D1内に位置する複数台の端末20のそれぞれから受信した測位データを基に、RTK測位対象端末20においてマルチパスの影響を受けている衛星電波を判別する。
【0024】
非限定的な一例として、クラウドサーバ40は、測位データのそれぞれに含まれる、同じ時間帯の衛星電波の受信品質を示す情報(例えば、signal to noise ratio,SNR)を衛星毎に比較する。
【0025】
例えば
図2に示すように、RTK測位対象端末20が端末Fである場合、端末Fを基準とした設定距離D1内には、端末Fの他に4台の端末C、D、G及びIが含まれる。クラウドサーバ40は、例えば
図3に示すように、端末Fが或る時間帯に受信した各衛星電波のSNRと、設定距離D1内に位置する他の端末C、D、G及びIのそれぞれが同じ時間帯に受信した各衛星電波のSNRと、を比較する。なお、この比較に用いるSNRは、上記の時間帯において平均化された値であってよい。
【0026】
図3には、非限定的な一例として、G30及びC12で示される2機の衛星を含む合計9機の衛星の電波が、5台の端末F、C、D、G及びIのそれぞれにおいて受信される場合が例示されている。
【0027】
SNR比較の結果、例えば、端末C、D、G及びIでの衛星毎のSNRに比して、端末Fでの衛星毎のSNRに大きな乖離が生じている場合、乖離の生じているSNRの衛星電波は、マルチパスの影響を受けていると判定できる。
【0028】
図3の例では、点線枠で示すように、端末Fにおいて、G30及びC12で示される2機の衛星からの電波のSNRが、他の4台の端末C、D、G及びIでのSNRよりも大きく落ち込んでいる。
【0029】
したがって、クラウドサーバ40は、G30及びC12で示される2機の衛星からの電波(別言すると、測位信号)が、端末Fにおいてマルチパスの影響を受けていると判定できる。
【0030】
そのため、クラウドサーバ40は、G30及びC12で示される2機の衛星を、端末FについてのRTK測位に用いる衛星候補から除外する。この除外によって、端末FについてのRTK演算において、マルチパスの影響が除去されるため、端末FについてのRTK測位精度(別言すると、端末Fの位置推定精度)を向上できる。
【0031】
なお、RTK測位によって得られる端末20の位置(例えば、地球上の座標)は、例えば、緯度、経度及び高度の三次元座標によって表されてもよいし、緯度、経度及び高度のうちの2つ(例えば、緯度及び経度)の二次元座標によって表されてもよい。
【0032】
また、一実施の形態において、「基準局」の図示は省略されている。基準局は、位置が固定されていてもよいし固定されていなくてもよい。後者の例としては、第1移動体に基準局の機能を設け、第1移動体にて運ばれる第2移動体に測位端末20の機能を設けることが挙げられる。
【0033】
この場合、第2移動体を用いて行う作業現場に第1移動体を移動させ、作業時には第1移動体を基準局として機能させることで、第2移動体の座標を算出できる。例えば、第1移動体であるトラックによって第2移動体であるドローンを運搬し、運搬先にてドローンによる作業を行うことが考えられる。
【0034】
また、クラウドサーバ40と測位端末20又は基準局との間の通信の少なくとも一方は、時分割多重(TDM)通信でもよいし他の多重通信方法であってもよい。一対多通信における多重化には、周波数分割多重(FDM)、符号分割多重(CDM)、及び、直交周波数分割多重(OFDM)の少なくとも1つが適用されてよい。
【0035】
以下、一実施の形態に係る測位端末20及びクラウドサーバ40の構成の一例について、項目別に説明する。なお、以下の説明において、測位端末20及びクラウドサーバ40の構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路(circuitry)」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
【0036】
<測位端末の構成>
図4は、一実施の形態に係る測位端末20の構成の一例を示すブロック図である。
図4に示すように、測位端末20は、例示的に、プロセッサ201と、記憶部202と、入力部203と、出力部204と、通信部205と、受信部206と、バス210と、を備える。
【0037】
プロセッサ201は、バス210を介して測位端末20の他の要素を制御する。プロセッサ201には、例えば、CPU(Central Processing Unit)が用いられてよい。また、プロセッサ201は、所定のプログラムを実行することにより、受信した測位信号を用いて測位データを生成する。測位データには、衛星電波の受信時刻、及び、衛星電波の受信品質を示す情報(例えば、SNR)が含められてよい。
【0038】
記憶部202は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部202は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部202は、物理的に複数配置されてもよい。記憶部202には、例えば、DRAM、HDD、SSDが用いられてよい。
【0039】
入力部203は、外部からの情報を受け付ける。入力部203が受け付ける外部からの情報には、測位端末20の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。一例として、キーボード等の入力インターフェースを用いて入力部203が構成されてよい。
【0040】
出力部204は、外部へ情報を提示する。出力部204が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。一例として、ディスプレイ等の出力インターフェースを用いて出力部204が構成されてよい。
【0041】
通信部205は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部205が通信する対象(通信対象)の機器には、クラウドサーバ40が含まれる。一例として、無線LANなどの通信網と通信可能な通信インターフェースを用いて通信部205が構成されてよい。
【0042】
受信部206は、衛星から測位信号を受信し、バス210を介して測位信号をプロセッサ201に出力する。
【0043】
なお、上述した測位端末20の構成は一例である。測位端末20の各構成要素の一部が統合されてもよい。測位端末20の各構成要素の一部が複数の要素に分割されてもよい。測位端末20の各構成要素の一部が省略されてもよい。測位端末20に他の要素が付加されてもよい。
【0044】
<クラウドサーバの構成>
図5は、一実施の形態に係るクラウドサーバ40の構成の一例を示すブロック図である。
図5に示すように、クラウドサーバ40は、例えば、プロセッサ401と、記憶部402と、入力部403と、出力部404と、通信部405と、バス410と、を備える。
【0045】
プロセッサ401は、バス410を介してクラウドサーバ40の他の要素を制御する。プロセッサ401には、例えば、CPUが用いられてよい。プロセッサ401は、例えば、測位端末20から受信した測位データに基づいて測位端末20の位置を推定する。
【0046】
測位データから推定される位置(以下「推定位置」と称することがある)は、正確な位置ではないが、マルチパスの影響を受けている衛星電波を判別するための前処理としては大凡の位置が得られればよいため十分である。
【0047】
各測位端末20の推定位置に基づいて、プロセッサ401は、
図2及び
図3にて説明したようなマルチパス除去処理を行う。マルチパス除去処理には、既述のとおり、衛星毎のSNR比較処理と、SNR比較の結果に基づく衛星除外処理と、が含まれてよい。
【0048】
記憶部402は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を記憶する。例えば、マルチパス除去処理に関する情報が、記憶部402に記憶されてよい。記憶部402は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部402は、物理的に複数配置されてもよい。記憶部402には、例えば、DRAM、HDD、SSDが用いられてよい。
【0049】
入力部403は、外部からの情報を受け付ける。入力部403が受け付ける外部からの情報には、クラウドサーバ40の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。一例として、キーボード等の入力インターフェースを用いて入力部403が構成されてよい。
【0050】
出力部404は、外部へ情報を提示する。出力部404が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。一例として、ディスプレイ等の出力インターフェースを用いて出力部404が構成されてよい。
【0051】
通信部405は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部405が通信する対象(通信対象)の機器には、測位端末20が含まれる。一例として、セルラー通信網などの通信網と通信可能な通信インターフェースを用いて通信部405が構成されてよい。
【0052】
<測位データ>
次に、測位データについて説明する。測位データには、例示的に、擬似距離情報、搬送波位相情報およびドップラー周波数情報が含まれる。
【0053】
擬似距離情報とは、衛星と受信機(例えば、測位端末20又は基準局)との間の距離に関する情報である。受信機は、測位信号を解析することにより衛星との距離を算出できる。例えば、受信機は、以下の情報に基づいて測位信号の到達時間を求める。
【0054】
(1)測位信号が搬送したコードのパターンと、当該受信機が生成したコードのパターン(レプリカ)との相違
(2)衛星の信号生成時刻及び受信機の信号受信時刻
なお、衛星の信号生成時刻は、測位信号のメッセージ(NAVDATA)に含まれる。
【0055】
受信機は、測位信号の到達時間に光速を乗ずることにより、衛星と受信機との間の擬似距離を求める。擬似距離には、衛星のクロックと受信機のクロックとの相違等に起因する誤差が含まれる。誤差の軽減のために、4機以上の衛星に対して擬似距離情報が生成される。
【0056】
搬送波位相情報とは、受信機が受信した測位信号の位相である。測位信号は、所定の正弦波である。受信機は、受信した測位信号を解析することにより、測位信号の位相を算出できる。
【0057】
ドップラー周波数情報とは、衛星と受信機との相対的な速度に関する情報である。受信機は、測位信号を解析することにより、ドップラー周波数情報を生成できる。
【0058】
<RTK演算>
次に、RTK演算について説明する。RTK演算は、干渉測位の一つであるRTK法を実行する演算である。
【0059】
RTK法とは、衛星が送信する測位信号の搬送波位相積算値を用いて所定の地点の測位を行う測位法である。搬送波位相積算値は、衛星から所定の地点までの(1)測位信号の波の数と(2)位相との和によって表される。
【0060】
搬送波位相積算値が求まれば、測位信号の周波数(および波長)が既知であるため、衛星と所定の地点との間の距離を求めることができる。測位信号の波の数は、未知数であるので整数アンビギュイティまたは整数値バイアスと呼ばれる。
【0061】
RTK法においては、ノイズ除去、及び、整数アンビギュイティの推定(又は決定)が行われる。
【0062】
例えば、RTK法では、二重差と呼ばれる差を演算することにより、ノイズの除去を行うことができる。二重差とは、2つの衛星に対する1つの受信機の搬送波位相積算値の差(一重差)を2つの受信機(例えば、基準局と測位端末20)の間でそれぞれ算出した値の差である。RTK法を用いた測位では、4機以上の衛星が使用されるため、4機以上の衛星の組み合わせの数だけ二重差が演算される。二重差の演算には、例えば、基準局が生成した測位データと、測位端末20が生成した測位データと、が用いられる。
【0063】
また、RTK法において、整数アンビギュイティの推定には、様々な方法が適用される。例えば、(1)最小二乗法によるフロート解の推定、および、(2)フロート解に基づくフィックス解の検定という手順を実行することにより、整数アンビギュイティが推定される。
【0064】
最小二乗法によるフロート解の推定は、時間単位毎に生成した二重差の組み合わせを用いて連立方程式を作成し、作成した連立方程式を最小二乗法によって解くことにより実行される。この演算では、例えば、基準局が生成した測位データ、測位端末20が生成した測位データ、及び、基準局の既知の座標が用いられる。このようにして推定された整数アンビギュイティの実数推定値は、フロート解(推測解)と呼ばれる。
【0065】
以上のようにして求められたフロート解は実数であるのに対して、整数アンビギュイティの真の値は整数である。そのため、フロート解は、「丸める」ことによって整数値に変換される。ここで、フロート解を丸める組み合わせには複数通りの候補が考えられる。
【0066】
複数通りの候補の中から正しい整数値が検定される。検定によって整数値バイアスとして確からしい解が、フィックス解(精密測位解)と呼ばれる。一実施の形態では、RTK演算によって得られたAR(Ambiguity Ratio)値を用いて品質チェックを行い、品質チェックの結果に基づいて正しい整数値が検定される。整数値の候補の絞込みを効率化するために、基準局の生成した測位データが用いられてよい。
【0067】
<クラウドサーバの測位端末座標決定機能>
次に、クラウドサーバ40のプロセッサ401による、測位端末20の位置(地球上の座標)を決定する機能について説明する。
【0068】
プロセッサ401は、例えば、測位端末20での測位データと基準局での測位データとを用いてRTK法による干渉測位(RTK演算)を実行し、測位解(フィックス解またはフロート解)を算出する。RTK演算によって得られた測位解は、「RTK測位解」と称されてもよい。
【0069】
プロセッサ401は、RTK演算によって得られるAR値を用いて品質チェックを行い、AR値が所定の閾値(例えば3.0)以上の場合には、正しいフィックス解が得られたと判定してフィックス解を出力する。AR値が所定の閾値未満の場合には、プロセッサ401は、正しい測位解が得られなかったと判定してフロート解を出力する。
【0070】
そして、プロセッサ401は、RTK測位解を測位端末20の位置(地球上の座標)と決定する。
【0071】
<衛星測位システムの動作>
次に、一実施の形態に係る衛星測位システム1の動作の一例について、
図6~
図17を用いて説明する。
【0072】
(全体動作)
図6は、一実施の形態に係る衛星測位システム1のクラウドサーバ40に着目した全体的な動作の一例を示すフローチャートである。
【0073】
図6に例示したように、クラウドサーバ40は、複数の測位端末20(以下「ユーザ20」と表記することがある)から測位データを受信する(S601)。
【0074】
受信した各測位データに基づいて、クラウドサーバ40は、各ユーザ20の位置を測位(推定)する(S602)。
【0075】
そして、クラウドサーバ40は、複数ユーザ20のうちRTK測位対象とするユーザ20を選択し(S603)、選択したユーザ(RTK測位対象ユーザ)20を基準にしてSNR比較を行う対象のユーザ20群を選択(又は抽出)する(S604)。このユーザ20群の抽出処理の一例については、
図7~
図9を用いて後述する。
【0076】
クラウドサーバ40は、S604において抽出できたユーザ20群の数が0であるか否かを判定する(S605)。
【0077】
抽出できたユーザ20群の数が0でない場合(S605でNo)、クラウドサーバ40は、各ユーザ20から受信した測位データに基づいて、各ユーザ20での衛星電波のSNRを衛星毎に比較し、除外衛星リストを決定する(S606)。この除外衛星リストの決定処理の一例については、
図12及び
図13を用いて後述する。
【0078】
一方、抽出できたユーザ20群の数が0であった場合(S605でYES)、クラウドサーバ40は、除外履歴を参照し、除外衛星リストを決定する(S607)。この除外履歴に基づく除外衛星リストの決定処理の一例については、
図14~
図17を用いて後述する。
【0079】
S606又はS607における除外衛星リストの決定に応じて、クラウドサーバ40は、S603で選択したRTK測位対象ユーザ20の位置を、除外されなかった残りの衛星に対応した測位データを用いて、RTK演算によって測位する(S608)。マルチパスの影響を受けている衛星電波は除外されているため、測位精度が向上する。
【0080】
その後、クラウドサーバ40は、測位処理終了命令の割り込みがあるか否かを判定し(S609)、測位処理終了命令の割り込みが無ければ(S609でNo)、S601以降の処理を再実行する。
【0081】
測位処理終了命令の割り込みがあった場合(S609でYes)、クラウドサーバ40は、S608において実施したRTK測位に関する情報を「除外履歴」として例えば記憶部402に保存する(S610)。したがって、「除外履歴」は、RTK測位の実施毎に時系列に記憶部402に記憶されてよい。
【0082】
非限定的な一例として、「除外履歴」には、RTK測位を実施したRTK測位対象ユーザ20の位置情報、除外衛星の位置情報(例えば、仰角及び方位角)、及び、RTK測位を実施した時刻情報が登録されてよい(例えば、後述の
図16参照)。
【0083】
この「除外履歴」は、例えば、S605においてSNR比較対象の端末20が抽出されなかった場合の除外衛星リストの決定処理(S607)に用いられる。
【0084】
(ユーザ群の抽出処理)
次に、
図7~
図9を参照して、上述したユーザ20群の抽出処理(S604)の一例について説明する。
【0085】
図7は、ユーザ20群の抽出処理(S604)の一例を示すフローチャートである。
図7に例示したように、クラウドサーバ40は、各ユーザ20から受信した測位データに基づいて、ユーザ20それぞれの速度Vを算出する(S701)。速度Vは、単位時間あたりの平均値として算出されてもよい。
【0086】
そして、クラウドサーバ40は、各ユーザ20の速度Vと閾値Vminとを比較し、V>Vminであるユーザ20は移動体であると判断してSNR比較の対象から除外する(S702)。
【0087】
閾値Vminを超える速度Vで移動するユーザ20については、移動による地上の建物等の周囲環境の変化に伴い、受信した衛星信号がマルチパスの影響を受けSNRが大きく変動するためである。別言すると、移動体の除外によって、SNR比較によるマルチパス判別精度が高まり、RTK測位精度を向上できる。
【0088】
非限定的な一例として、
図8に示すように、矢印の付記によって移動体であることを表したユーザU1~U4が、V>Vminを満たすため、SNR比較対象から除外される。
【0089】
また、クラウドサーバ40は、S602で実施した推定位置に基づいて、RTK測位対象に選択したユーザ20と他の各ユーザ20との間の距離Dを算出する(S703)。
【0090】
そして、クラウドサーバ40は、距離Dと閾値Dmin(例えば、20m)とを比較し、D<Dminを満たすユーザ20をSNR比較の対象から除外する(S704)。
【0091】
RTK測位対象のユーザ20にあまりにも距離が近いユーザ20は、RTK測位対象のユーザ20と同じマルチパスの影響を受ける可能性があり、RTK測位対象のユーザ20とのSNRの差が生じにくいからである。そのようなユーザ20を除外することで、測位精度の向上が見込める。
【0092】
また、クラウドサーバ40は、距離Dと閾値D1(ただし、Dmax≧D1>Dmin)とを比較し、D>D1を満たすユーザ20をSNR比較の対象から除外する(S705)。
【0093】
なお、D1は、第1の設定距離の一例であり、Dminは、第2の設定距離の一例である。Dmaxは、SNR比較対象に含めるべきユーザ20のRTK測位対象ユーザ20からの距離Dの最大値(最大距離)を表す。
【0094】
RTK測位対象のユーザ20から遠方に位置するユーザ20において観測される衛星電波のSNRの変化は、RTK測位対象のユーザ20とは相関が低いと考えられるからである。相関が低いユーザ20をSNR比較の対象から除外しても、RTK測位精度に対する影響は限定的であり、演算量の削減による効果の方が大きいと云える。
【0095】
図9に、S704及びS705に示した距離Dに基づくユーザ除外処理の非限定的な一例を示す。
図9では、複数のユーザ20のうち、RTK測位対象端末20を中心とした半径Dminの円の内側に位置するユーザ20と、半径D1の円の外側に位置するユーザ20とが、SNR比較対象から除外される。したがって、半径Dminの円と半径D1の円とで規定される帯状又はドーナツ状の領域に位置するユーザ20が、SNR比較対象に選択される。
【0096】
なお、上述したユーザ除外処理(S702、S704及びS705)は、除外の条件を満たさないユーザ20を選択(又は抽出)する処理と捉えてもよいし、SNR比較対象に含めるユーザ20の候補の絞り込み処理と捉えてもよい。
【0097】
このようなユーザ選択処理あるいはユーザ絞り込み処理によって、以降のクラウドサーバ40における処理負荷(例えば、マルチパス除去に関わる処理負荷)を低減できる。なお、上述した各ユーザ除外処理(S702、S704及びS705)の一部又は全部は、オプションであってもよい。
【0098】
また、速度Vに基づくユーザ除外処理(S701及びS702)と、距離Dに基づくユーザ除外処理(S703~S705)と、は、順序が逆であってもよいし、パラレルに実行されてもよい。また、距離Dに基づくユーザ除外処理において、近傍ユーザの除外処理S704と遠方ユーザの除外処理S705とは、順序が逆であってもよいし、パラレルに実行されてもよい。
【0099】
以上の速度V及び距離Dに基づく各ユーザ除外処理の後、クラウドサーバ40は、
図7に示すように、除外されなかったユーザ20群から、例えば、RTK測位対象ユーザ20に距離Dが近い順番に最大Nmaxのユーザ20を選択(又は抽出)する(S706)。
【0100】
そして、クラウドサーバ40は、S706において選択したユーザ数が閾値N1以上であるか否かを判定する(S707)。選択したユーザ数が閾値N1以上の場合(S707でYes)、クラウドサーバ40は、例えば、複数の方位間において選択ユーザ数が平準化される(別言すると、方位間の偏りが小さくなる)ように、更にユーザ20の選択(又は抽出)を行う(S708)。S708でのユーザ選択処理を、以下において便宜的に「方位間ユーザ数最適化処理」と称することがある。「方位間ユーザ数最適化処理」の一例については、
図10及び
図11を用いて後述する。
【0101】
方位間ユーザ数最適化処理(S708)の後、クラウドサーバ40は、SNR比較対象のユーザ20が存在する(ユーザ数が0でない)と判断して(S709)、ユーザ群の抽出処理(S604)を終了する。
【0102】
図7のS707において、ユーザ数が閾値N1未満の場合(S707でNo)、クラウドサーバ40は、例えば、D1≧Dmaxであるか否かを判定する(S710)。D1≧Dmaxでない場合(S710でNo)、クラウドサーバ40は、D1を増加し(S711)、S705以降の処理を繰り返す。
【0103】
ここで、D1を増加することは、例えば
図9に示した半径D1の円を拡大することに相当する。つまり、クラウドサーバ40は、SNR比較を行う上で十分な数のユーザ20が抽出されない場合、半径D1の円を拡大することによってSNR比較対象の候補ユーザ数を増やす。
【0104】
D1≧Dmaxであれば(S710でYes)、D1はそれ以上増加できないため、その時点で選択されたユーザ数が0であるか否かを判定する(S712)。
【0105】
ユーザ数が0でなければ(S712でNo)、クラウドサーバ40は、SNR比較対象のユーザ20が存在すると判断して(S709)、ユーザ群の抽出処理(S604)を終了する。
【0106】
ユーザ数が0であれば(S712でYes)、クラウドサーバ40は、SNR比較対象のユーザ20が存在しないと判断して(S713)、ユーザ群の抽出処理(S604)を終了する。
【0107】
(方位間ユーザ数最適化処理)
次に、
図10及び
図11を参照して、
図7のS708に示した方位間ユーザ数最適化処理の一例について説明する。
【0108】
図10は、
図7のS708に示した方位間ユーザ数最適化処理の一例を示すフローチャートである。
図10に例示したように、クラウドサーバ40は、
図6のS603においてRTK測位対象に選択したユーザ20を基準(原点)とした半径D1の円領域(エリア)を複数(M個)の方位毎に分割する(S1001)。
【0109】
例えば
図11に示すように、クラウドサーバ40は、M=8に設定することで、半径D1の円領域を8分割する。なお、
図11には、半径D1の円領域が等分割された例が示される。
【0110】
そして、クラウドサーバ40は、M個の分割エリアのそれぞれにおいて、RTK測位対象ユーザ20に距離が最も近いユーザ20を選択(又は抽出)する(S1002)。
【0111】
その後、クラウドサーバ40は、分割エリアのそれぞれに複数ユーザ20が存在しているか否かを判定する(S1003)。
【0112】
分割エリアのそれぞれに複数ユーザ20が存在している場合(S1003でYes)、クラウドサーバ40は、分割エリアのそれぞれにおいて、RTK測位対象ユーザ20から距離が最も遠いユーザ20を選択(又は抽出)して(S1004)、処理を終了する。
【0113】
分割エリアのそれぞれに複数ユーザ20が存在していない場合(S1003でNo)、クラウドサーバ40は、S1004を実行せずに処理を終了する。
【0114】
以上のような方位間ユーザ数最適化処理によって、例えば
図11に示すように、分割エリア間で偏りが小さくなるように、SNR比較対象のユーザ20が選択(又は抽出)される。別言すると、S1002及びS1003において選択されなかったユーザ20は、SNR比較対象の候補ユーザ20から除外される。
【0115】
(SNR比較に基づく除外衛星リスト決定処理)
次に、
図12及び
図13を参照して、
図6のS606に示した除外衛星リストの決定処理について説明する。
【0116】
図12は、
図6のS606に示した除外衛星リストの決定処理の一例を示すフローチャートである。
図12に例示したように、クラウドサーバ40は、RTK測位対象ユーザ20から受信した測位データに含まれる衛星情報によって、SNR比較による判定対象の衛星Sを決定する(S1201)。
【0117】
そして、クラウドサーバ40は、RTK測位対象ユーザ20から受信した測位データから、当該ユーザ20において観測された、衛星Sからの電波のSNRが閾値Tminよりも小さいか否かを判定する(S1202)。
【0118】
衛星Sからの電波のSNRが閾値Tminよりも小さい場合(S1202でYes)、クラウドサーバ40は、マルチパス判定を行う以前にそもそもSNRが低すぎると判定して、衛星Sを除外衛星リスト#1に登録(追加)する(S1206)。
【0119】
一方、衛星Sからの電波のSNRが閾値Tmin以上の場合(S1202でNo)、クラウドサーバ40は、
図6のS604(
図7のS701~S712)でSNR比較対象に選ばれたユーザ群のSNRの中から最大SNRを選択(又は抽出)する(S1203)。
【0120】
そして、クラウドサーバ40は、最大SNRと、RTK測位対象ユーザ20におけるSNRと、の差分が閾値T1よりも大きいか否かを判定する(S1204)。
【0121】
SNRの差分が閾値T1よりも大きい場合(S1204でYes)、クラウドサーバ40は、衛星Sの電波がRTK測位対象ユーザ20においてマルチパスの影響を受けていると判定し、衛星Sを除外衛星リスト#2に登録する(S1205)。
【0122】
SNRの差分が閾値T1以下の場合(S1204でNo)、クラウドサーバ40は、RTK測位対象ユーザ20にて観測されている全衛星の電波についてSNR比較による除外判定を行ったか否かを判定する(S1207)。なお、SNR比較による除外判定を行う対象の衛星は、RTK測位対象ユーザ20からの測位データに含まれる衛星情報を基に特定される。
【0123】
全衛星についての除外判定を行ったと判定した場合(S1207でYes)、クラウドサーバ40は、除外衛星リストの決定処理を終了してよい。
【0124】
除外判定を行っていない衛星が存在すると判定した場合(S1207でNo)、クラウドサーバ40は、除外判定対象の衛星を他の衛星に設定(S=S+1)して(S1208)、S1202以降の処理を再実行する。
【0125】
図13に、上述した除外判定処理の非限定的な一例を視覚化して示す。
図13の(a)が、RTK測位対象ユーザ20において観測された9機の衛星からの電波のSNRを示す。
図13の(b)及び(c)は、SNR比較の対象に選択された他ユーザ20(比較対象#1~#N)において観測された9機の衛星からの電波のSNRを示す。
図13の(d)は、RTK測位対象ユーザ20における衛星毎のSNRと、比較対象#1~#Nにおける衛星毎の最大SNRと、を重ねて示す。
【0126】
ここで、
図13の(a)において枠1206で囲んだSNRは、閾値Tminよりも低いため、
図12のS1202においてYesと判定される。したがって、枠1206で囲んだSNRの電波を送信した衛星は、
図12のS1206において除外衛星リスト#1に登録される。
【0127】
また、衛星毎のSNR比較によって、
図13において点線枠で示したように、衛星C12及びG30のそれぞれについて、閾値T1を超えるSNRの差分(枠1205A及び枠1205B参照)が検出された場合、
図12のS1204においてYesと判定される。したがって、2つの衛星C12及びG30は、
図12のS1205において除外衛星リスト#2に登録される。
【0128】
(除外履歴に基づく除外衛星リスト決定処理)
次に、
図14~
図17を参照して、SNR比較対象の端末20が抽出されなかった場合(
図6のS605でYesと判定された場合)における除外衛星リストの決定処理(
図6のS607)の一例について説明する。
【0129】
図14は、除外衛星リストの決定処理(
図6のS607)の一例を示すフローチャートである。
図14に例示したように、クラウドサーバ40は、
図6のS610において記憶部402に保存された過去の「除外履歴」を参照する。そして、クラウドサーバ40は、RTK測位対象ユーザ20と、「除外履歴」に登録された過去のRTK測位対象ユーザ20の位置と、の距離Dxをそれぞれ算出する(S1401)。なお、現在(処理)時刻のRTK測位対象ユーザ20と「除外履歴」に登録された過去のRTK測位対象ユーザ20は同一ユーザでなくてもよい。
【0130】
クラウドサーバ40は、算出した距離Dxが最も短い「除外履歴」を選択(又は抽出)する(S1402)。算出した距離Dxが最も短い「除外履歴」を選択する理由は、マルチパスの変化はユーザ20と衛星との間の伝搬路、特に地上の建物等の周囲環境に依存するためである。すなわち、RTK測位対象ユーザ20と近い位置にいた過去のRTK測位対象ユーザ20は、衛星との位置関係がほとんど変わらなければ、地上の建物等の周囲環境に変化がない限り、受信した測位信号は同じマルチパスの影響を受けていた可能性が高いためである。
【0131】
より具体的には、過去のRTK測位対象ユーザ20が南に位置していた衛星から受信した測位信号についてマルチパスが発生していたのであれば、現在時刻においてもマルチパスを発生させる原因(高い建物など)が南に存在し続けている可能性が高い。
【0132】
そのため、RTK測位対象ユーザが、過去のRTK測位対象ユーザに近い位置にいるのであれば、過去にマルチパスが発生していた衛星と同じ衛星であるかどうか問わず、近い位置関係(この例では南)にある衛星からの測位信号については過去と同じ原因によりマルチパスが発生しやすくなる。
【0133】
また、システムメンテナンス等のために、過去にRTK測位を行った位置と同じ位置でRTK測位を実施する場合など、まったく同一の位置に過去のRTK測位対象ユーザ20がいる場合もあるため、距離Dxが最も短い「除外履歴」を選択することで、このような過去のRTK測位対象ユーザ20を発見し易くなる。
【0134】
「除外履歴」の選択後、クラウドサーバ40は、距離Dxが閾値D2よりも短いか否かを判定する(S1403)。距離Dxが閾値D2よりも短い場合(S1403でYes)、クラウドサーバ40は、現在(処理)時刻と「除外履歴」における測位時刻との差分(時刻差)Tを算出する(S1404)。なお、距離Dxが閾値D2以上の場合(S1403でNO)、クラウドサーバ40は、処理を終了してよい。
【0135】
そして、クラウドサーバ40は、時刻差Tが閾値T2よりも短いか否かを判定する(S1405)。この時刻差Tの閾値判定は、選択した「除外履歴」の新しさを判定することに相当する。
【0136】
時刻差Tが閾値T2以上の場合(S1405でNo)、クラウドサーバ40は、選択した「除外履歴」が古いと判断して、除外衛星リストの決定処理を終了してよい。
【0137】
時刻差Tが閾値T2よりも短い場合(S1405でYes)、クラウドサーバ40は、選択した「除外履歴」が新しいと判断し、その「除外履歴」に登録された除外衛星の位置情報に基づいて擬似的(又は仮想的)なマルチパス領域を設定する(S1406)。
【0138】
例えば、クラウドサーバ40は、除外衛星の仰角及び方位角を基準に、それぞれ仰角±α及び方位角±βで規定される領域(範囲)を「マルチパス領域」に設定する。「マルチパス領域」の設定に関する非限定的な一例を
図15~
図17に示す。
【0139】
図15は、衛星配置のスカイプロットの一例を示す図である。
図15に示すスカイプロットは、RTK測位対象に選択されたユーザ20の位置(座標X,Y,Z)を基準(原点)に、上空に位置する各衛星の位置を平面にプロットすることによって得られる。
図15において、方位角は、「北」(North)が基準(方位角=0度)であり、仰角は、原点に近いほど高い(原点は仰角=90度に対応する)。
【0140】
ここで、
図13にて説明したようにSNR比較によって衛星C12及びG30が除外された場合、「除外履歴」には、
図16に符号430を付して例示したような情報が登録されている。例えば、除外衛星C12及びG30の位置情報(仰角及び方位角)と、衛星C12及びG30を除外してRTK測位を行った時刻(測位時刻)の情報と、が除外履歴に登録されている。また、
図16には、除外衛星C12及びG30のスカイプロットにおける位置が示される。
【0141】
したがって、除外衛星C12及びG30それぞれの位置を基準に仰角±α及び方位角±βによって規定される「マルチパス領域」は、スカイプロット上において例えば
図16に示すように枠MA1及びMA2で囲まれた領域に相当する。なお、仰角±αの値及び方位角±βの値は、衛星毎に異なる値に設定されてもよい。
【0142】
このように、クラウドサーバ40は、距離Dxが最も短く且つ測位時刻が現在(処理)時刻に最も近い「除外履歴」が、現RTK測位対象ユーザ20の位置におけるマルチパス環境を最も良く表すと判断し、その「除外履歴」を基に「マルチパス領域」を設定する。
【0143】
ユーザ20と衛星との位置関係がほとんど変わらなければ、マルチパスの変化は地上の建物等の周囲環境に依存するため、周辺環境が急変しない限り、端末20の受信環境はほとんど変わらないと扱ってよい。
【0144】
そのため、上記のように「除外履歴」を基に「マルチパス領域」を設定しても、後述の除外判定処理(S1408)において判定誤りが生じる確率は低いと云える。ただし、あまりにも古い「除外履歴」では、RTK測位対象ユーザ20の周囲環境(マルチパス環境)が変化している可能性がある。そのため、閾値T2によって、古い「除外履歴」の使用が除外される。
【0145】
マルチパス領域の設定後、クラウドサーバ40は、
図14に示すように、RTK測位対象ユーザ20から受信した測位データに含まれる衛星情報によって識別される衛星(S)を、除外判定対象に設定する(S1407)。
【0146】
そして、クラウドサーバ40は、衛星Sの仰角及び方位角が、マルチパス領域内に含まれるか否かを判定する(S1408)。
図17は、クラウドサーバ40が、現RTK測位対象ユーザ20から受信した測位データに含まれる衛星Sの位置が
図16で設定したマルチパス領域MA1またはMA2に含まれるか否かを判定する一例を示している。
図17には、現RTK測位対象ユーザ20の位置(X,Y,Z)に対して、過去のRTK測位対象ユーザ20の位置(履歴位置)が(X1,Y1,Z1)であり、両者の距離Dxが閾値D2未満であることが併せて示されている。
【0147】
図17には、マルチパス領域MA1及びMA2内に位置する各1機の衛星Sが除外される例が示されているが、複数の衛星Sが1つのマルチパス領域MA1又はMA2内に位置する場合、該当する複数の衛星Sが除外される。すなわち、1つのマルチパス領域MA1又はMA2内に、複数の衛星Sが含まれてもよい。
【0148】
また、マルチパス領域MA1内に含まれる衛星Sは、
図16に示した衛星C12と同じ衛星の場合もあるし異なる衛星である場合もある。同様に、マルチパス領域MA2内に含まれる衛星Sは、
図16に示した衛星G30と同じ衛星である場合もあるし異なる衛星である場合もある。衛星Sの番号を問わず、マルチパス領域MA1又はMA2内に入った衛星Sが、下記のS1409において除外衛星に選定されてよい。
【0149】
衛星Sの仰角及び方位角が、マルチパス領域内に含まれる場合(S1408でYes)、クラウドサーバ40は、衛星Sを除外衛星リスト#3に登録(追加)する(S1409)。
【0150】
衛星Sの仰角及び方位角が、マルチパス領域内に含まれない場合(S1408でNo)、クラウドサーバ40は、RTK測位対象ユーザ20から受信した測位データから特定される全衛星についての除外判定を行ったか否かを判定する(S1410)。
【0151】
全衛星についての除外判定を行ったと判定した場合(S1410でYes)、クラウドサーバ40は、除外衛星リストの決定処理を終了してよい。
【0152】
除外判定を行っていない衛星が存在すると判定した場合(S1410でNo)、クラウドサーバ40は、除外判定対象の衛星を他の衛星に設定(S=S+1)して(S1411)、S1408以降の処理を再実行する。
【0153】
なお、既述の除外衛星リスト#1、#2及び#3のうち、除外衛星リスト#1及び#3の情報は、「除外履歴」に登録あるいは反映されなくてもよい。擬似的なマルチパス領域の設定に用いられる「除外履歴」には、除外衛星リスト#2の情報が登録あるいは反映されれば足りる。
【0154】
以上のように、クラウドサーバ40は、SNR比較対象のユーザ20を選出できない場合、現RTK測位対象ユーザ20の位置又はその近傍での過去の測位演算において除外した衛星の位置情報に基づいて、マルチパス領域を設定する。
【0155】
そして、クラウドサーバ40は、このマルチパス領域に含まれる衛星をRTK演算に利用する候補衛星から除外する。したがって、SNR比較対象のユーザ20を選出できない場合であっても、RTK測位対象ユーザ20についてのRTK測位精度を向上できる。
【0156】
<その他>
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【0157】
上記各実施の形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
【0158】
また、上述した実施の形態(変形例を含む)における方位間ユーザ数最適化処理では、M個の分割エリアそれぞれにおいて最も近いユーザ20を選択(又は抽出)する処理を行っていたが、これに限られるものではない。例えば、各方位において近い順に所定数以下のユーザ20を選択(又は抽出)するとしてもよい。
【0159】
また、上述した実施の形態(変形例を含む)では、予めユーザ群を抽出した上で、方位間ユーザ数最適化処理を行っていたが、これに限られるものではない。例えば、ユーザ群の抽出を省略し、M個の分割エリアそれぞれについて、RTK測位対象ユーザ20に最も近いユーザ20を選択(又は抽出)するようにしてもよい。またこのようにして選択(又は抽出)されたユーザ20が、ユーザ群の抽出の処理が行われていれば除外されるべきと判定される条件(移動体ではない、距離が近すぎる又は遠すぎる)に合致しているようであれば、そのようなユーザ20を除外してもよい。
【0160】
また、上述した実施の形態(変形例を含む)の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSIとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力を備えてもよい。LSIは、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
【0161】
集積回路化の手法にはLSIに限らず、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、又は、LSI内部の回路セルの接続、設定が再構成可能なリコンフィグラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。
【0162】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【0163】
更には、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、別技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【0164】
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム(通信装置と総称)において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機(携帯電話、スマートフォン等)、タブレット、パーソナルコンピュータ(PC)(ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等)、カメラ(デジタル・スチル/ビデオ・カメラ等)、デジタル・プレーヤ(デジタル・オーディオ/ビデオ・プレーヤ等)、着用可能なデバイス(ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等)、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダ、テレヘルス・テレメディシン(遠隔ヘルスケア・メディシン処方)デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関(自動車、飛行機、船等)、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
【0165】
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス(家電機器、照明機器、スマートメータ又は計測機器、コントロール・パネル等)、自動販売機、その他IoT(Internet of Things)ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ(Things)」をも含む。
【0166】
通信には、セルラーシステム、無線LANシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。
【0167】
また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサ等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサが含まれる。
【0168】
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
【0169】
なお、本開示は、無線通信装置、または制御装置において実行される制御方法として表現することが可能である。また、本開示は、かかる制御方法をコンピュータにより動作させるためのプログラムとして表現することも可能である。更に、本開示は、かかるプログラムをコンピュータによる読み取りが可能な状態で記録した記録媒体として表現することも可能である。すなわち、本開示は、装置、方法、プログラム、記録媒体のうち、いずれのカテゴリーにおいても表現可能である。
【0170】
また、本開示は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【0171】
本開示は、衛星が送信する電波を利用して測位を行う技術に好適である。
【符号の説明】
【0172】
1 衛星測位システム
20 測位端末
40 クラウドサーバ
201、401 プロセッサ
202、402 記憶部
203、403 入力部
204、404 出力部
205、405 通信部
206 受信部
210、410 バス
MA1、MA2 マルチパス領域