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特許7288313測位支援装置、測位支援システム、測位システムおよび測位支援方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-30
(45)【発行日】2023-06-07
(54)【発明の名称】測位支援装置、測位支援システム、測位システムおよび測位支援方法
(51)【国際特許分類】
G01S 19/07 20100101AFI20230531BHJP
G01S 19/08 20100101ALI20230531BHJP
G01S 19/10 20100101ALI20230531BHJP
G01S 19/12 20100101ALI20230531BHJP
G01S 19/25 20100101ALI20230531BHJP
G01S 19/43 20100101ALI20230531BHJP
【ＦＩ】
G01S19/07
G01S19/08
G01S19/10
G01S19/12
G01S19/25
G01S19/43
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2019041054
(22)【出願日】2019-03-06
(65)【公開番号】P2020144013
(43)【公開日】2020-09-10
【審査請求日】2021-09-17
【審判番号】
【審判請求日】2022-05-13
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】513055610
【氏名又は名称】一般財団法人宇宙システム開発利用推進機構
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三神 泉
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 雅行
【合議体】
【審判長】中塚 直樹
【審判官】濱本 禎広
【審判官】濱野 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－３１８２７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１９４５２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特許第５８３２０５０（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１６－１０２７８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５３７６６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／３３６５１２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－２３５７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１７２７３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／１９２２３３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】”ライトハウス、世界初となる準天頂衛星のセンチメータ級 測位補強サービス信号（Ｌ６ＤおよびＬ６Ｅ信号）の受信に成功”，＠Ｐｒｅｓｓ，２０１７年９月１９日，＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｔｐｒｅｓｓ．ｎｅ．ｊｐ／ｎｅｗｓ／１３７６４０＞
(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】
準天頂衛星システムから送信されるＣＬＡＳ測位補強情報に基づいて、予め定めた複数の地点において観測される人工的観測データを生成する観測データ生成部と、前記人工的観測データに基づくデータを前記地点に対応する装置へ送信する通信部と、
を備えることを特徴とする測位支援装置。
【請求項2】
前記通信部は、前記人工的観測データとともに対応する前記地点の座標を前記装置へ送信することを特徴とする請求項１に記載の測位支援装置。
【請求項3】
前記人工的観測データに基づくデータは、前記人工的観測データ自体であることを特徴とする請求項１または２に記載の測位支援装置。
【請求項4】
前記人工的観測データに基づくデータは、前記人工的観測データから前記地点と測位衛星との間の幾何距離を引いた値であることを特徴とする請求項１または２に記載の測位支援装置。
【請求項5】
前記通信部は、さらに、前記地点に対応する航法メッセージを前記地点に対応する装置へ送信することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項6】
前記複数の地点は、携帯電話網の基地局の位置であり、前記観測データ生成部は、予め定められた複数の基地局の座標を用いて前記基地局ごとに前記人工的観測データを生成し、
前記地点に対応する装置は、前記基地局であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項7】
前記観測データ生成部は、前記人工的観測データをリアルタイムキネマティック測位における標準フォーマットに整形することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項8】
前記観測データ生成部は、前記人工的観測データに対して地殻変動補正演算を行い、前記通信部は、地殻変動補正演算後の前記人工的観測データに基づくデータを前記地点に対応する装置へ送信することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項9】
予め定めた複数の地点のうち１つ以上の地点に対応する観測地点に設置された受信機から測位信号の観測データである実観測データを取得し、前記実観測データと該実観測データに対応する同時刻の前記人工的観測データとを用いて測位計算を行い、前記測位計算による測位結果を所定の期間分用いて平均化処理し、平均化処理により得られる座標値を、対応する前記地点の正確な座標値として前記地点に対応する装置へ送信することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項10】
前記観測データ生成部は、前記ＣＬＡＳ測位補強情報のうちの一部のサブタイプメッセージを用いて前記人工的観測データを生成することを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の測位支援装置。
【請求項11】
準天頂衛星システムから送信されるＣＬＡＳ測位補強情報を含む信号を受信するアンテナと、前記信号をデコードすることにより前記ＣＬＡＳ測位補強情報を出力するデコーダと、
前記デコーダから前記ＣＬＡＳ測位補強情報が入力される請求項１から１０のいずれか１つに記載の測位支援装置と、
を備えることを特徴する測位支援システム。
【請求項12】
請求項１から１０のいずれか１つに記載の測位支援装置と、前記測位支援装置から人工的観測データに基づくデータを受信し、前記人工的観測データに基づくデータと対応する地点の座標とを報知する基地局と、
前記基地局から受信した前記地点の座標および前記人工的観測データに基づくデータを用いてリアルタイムキネマティック演算を行って自己の位置を算出する端末と、
を備えることを特徴とする測位システム。
【請求項13】
測位支援装置が、準天頂衛星システムから送信されるＣＬＡＳ測位補強情報に基づいて、携帯電話網の複数の基地局の位置を仮想点として地点ごとに、前記地点で観測される人工的観測データを生成する観測データ生成ステップと、前記測位支援装置が、前記人工的観測データに基づくデータを前記地点に対応する前記基地局へ送信する第１送信ステップと、
前記基地局が、前記人工的観測データに基づくデータと対応する地点の座標とを端末へ送信する第２送信ステップと、
を含むことを特徴とする測位支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測位支援装置、測位支援システム、測位システムおよび測位支援方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）を用いた測位の利用が急速に拡大している。ＧＮＳＳを用いた測位を、以下、ＧＮＳＳ測位と呼ぶ。スマートフォンでは、ＧＮＳＳ測位によって得られた位置情報を用いるアプリケーションも増えてきている。また、ＧＮＳＳ測位によって得られた位置情報は、車両の自動運転、ドローンの制御などにも用いられる。さらに、ＩｏＴ（Internet of Things）社会の実現の機運が高まっており、ＩｏＴ機器においてもＧＮＳＳ測位によって得られた位置情報の利用が進むことが期待されている。
【0003】
ＧＮＳＳ測位の利用の拡大に伴い、ＧＮＳＳ測位の高精度化の検討も進んでいる。高精度化なＧＮＳＳ測位の一例として、衛星からの搬送波の位相を用いて測位演算を行うＲＴＫ（Real Time Kinematic）測位が知られている。ＲＴＫ測位は、測量機器、車両の自動運転等で用いられている。ＲＴＫ測位では、基準点と測定点の両方で衛星から送信される測位信号を受信する受信機を設ける必要があり、基準点の位置は高精度に計測されている必要がある。このため、基準点の設置、運用などにコストや工数を要する。
【0004】
基準点を設置する必要のない方式としては、仮想的に計算により人工的な観測データを生成してユーザ端末に送信するＶＲＳ（Virtual Reference Station）方式がある（非特許文献１参照）。ＶＲＳ方式では、まず、ユーザ端末が衛星から送信された測位信号を用いたコード測位により自己の位置を求めて、サービスを提供するセンタへ送信する。そして、センタが国土地理院により設定されている電子基準点の観測データを用いて、ユーザ端末から受信した位置を仮想基準点として仮想基準点に対応する人工的な観測データを生成して、ユーザ端末へ送信する。ユーザ端末は、センタから受信した観測データを基準点の観測データと見做して、ＲＴＫ測位を実施する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】都筑三千夫 他，「仮想基準点方式によるリアルタイム測位」，国土地理院時報 Ｎｏ．９６ ｐ３９－ｐ４４，国土地理院 ２００１年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、ＶＲＳ方式では、ユーザ端末はＶＲＳ方式の測位を行うためには、事前にセンタに登録し、認証の確認後にユーザの概略位置をセンタに送信する必要があり、また、センタ側ではユーザからの要求毎にユーザの概略位置に基づく人工的な観測データを送信する。通信は基本的に１：１であるため、利用のための費用も高額となることが多い。したがって、一般のユーザが、意識せずに容易に利用できるサービスではないという問題がある。上述したＧＮＳＳ測位の利用の拡大に伴い、一般のユーザが登録などの手間をかけずに、容易に高精度な測位を実現できる技術が望まれている。
【0007】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザの手間をかけずに、容易に高精度な測位をユーザに提供できる測位支援装置、測位支援システム、測位システムおよび測位支援方法ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System）から送信されるセンチメータ級測位補強サービス（ＣＬＡＳ：Centimeter Level Augmentation Service）の測位補強情報に基づいて、予め定めた複数の地点において観測される人工的観測データを生成する観測データ生成部と、前記人工的観測データに基づくデータを前記地点に対応する装置へ送信する通信部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ユーザの手間をかけずに、容易に高精度な測位をユーザに提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明にかかる実施例の測位支援システムを含む全体システムの構成例を示す図である。
【図2】測位補強信号を説明するための図である。
【図3】情報処理装置の機能構成例を示す図である。
【図4】情報処理装置のハードウェア例を示す図である。
【図5】基地局および端末の機能構成例を示す図である。
【図6】端末の別の構成例を示す図である。
【図7】実施例の全体システムの動作例を示すチャート図である。
【図8】情報処理装置により実行される測位支援処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図9】実施例の基地局の通信可能範囲と測位の精度保証範囲の関係の一例を示す模式図である。
【図10】人工的な観測データとＧＮＳＳ受信機の観測データとを併用する場合の構成例を示す図である。
【図11】測位支援システムが直接端末へ人工的観測データを送信する場合の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施例にかかる測位支援装置、測位支援システム、測位システムおよび測位支援方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【0012】
図１は、本発明にかかる実施例の測位支援システムを含む全体システム（測位システム）の構成例を示す図である。図１に示すように、実施例の測定支援システム１は、準天頂衛星（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System）２から送信される測位補強信号を受信可能である。また、測定支援システム１は、地上局７から送信される測位補強信号を受信可能である。図１では、測定支援システム１が、ＱＺＳＳから送信される測位補強信号と地上局７から送信される測位補強信号との両方を受信可能な例を示しているが、いずれか一方のみを受信可能であってもよい。
【0013】
測位補強信号は、センチメータ級測位補強サービス（ＣＬＡＳ：Centimeter Level Augmentation Service）における測位補強情報を含む信号である。測位補強情報は、測位の誤差を補正するための情報であり、地上局７によって、電子基準点の観測データ等に基づいて算出される。地上局７は、測位補強情報を含む測位補強信号を地上の回線により送信することができる。また、地上局７は、測位補強信号を準天頂衛星２に送信する。準天頂衛星２は、地上局７から受信した測位補強信号を地上に向けてＬ６信号として送信する。測位補強信号の詳細については後述する。
【0014】
準天頂衛星２は、測位補強信号および測位信号を地上に向けて送信する。測位信号はＬ１信号、Ｌ２信号およびＬ５信号のうちの少なくとも１つであり、Ｃ／Ａコード、航法メッセージなどを含む信号である。図１に示した測位衛星３－１～３－ｍは、ＧＮＳＳ衛星などであり、測位信号を地上へ送信する衛星である。ｍは、３以上の任意の整数である。また、図１では、準天頂衛星２を１機図示しているが、準天頂衛星２は複数であってもよい。
【0015】
測位補強信号を用いることにより、センチメータ級の測位精度を実現することが可能であるが、準天頂衛星２から送信される測位補強信号を利用するには、Ｌ６信号を受信するためのアンテナやデコーダが必要になり、測位補強信号を用いた測位を単独で行う装置は大がかりで高価なものとなる。地上局７からの測位補強信号の配信先は限定されており、また、仮に受信したとしても、測位補強信号を用いた測位演算を行うことができる端末は普及していない。一方で、ＲＴＫ演算を行うことが可能な測量機などは既に普及しており、スマートフォンなどの汎用端末においてもＲＴＫ演算を実施するためのアプリケーションソフトウェアは今後普及することが期待されている。
【0016】
本実施例では、詳細は後述するが、測位支援システム１が、例えば、測位補強情報を用いて１つ以上の予め定められた固定の位置（座標）を仮想基準点として仮想基準点における人工的な観測データを生成する。そして、測位支援システム１は、人工的な観測データを通信装置へ送信し、通信装置が人工的な観測データと仮想基準点の座標とともに報知する。これにより、前述した通信装置と通信可能な任意の端末が、測位補強情報を用いて生成された高精度な人工的な観測データと仮想基準点の座標とを受信することができる。したがって、端末が、ＲＴＫ測位を実施できる機能を有していれば、上述した高精度な人工的な観測データと仮想基準点の座標とを受信することにより、高精度な測位を実現できる。すなわち、端末は、準天頂衛星２から送信される測位補強信号を受信するためのアンテナを用意することなく、また、測位補強信号を用いた演算を行う機能を有することなく、高精度な測位を実現することができる。
【0017】
以下では、具体例としては、上述した通信装置が携帯電話網における基地局５－１～５－ｎであり、仮想基準点が基地局５－１～５－ｎの座標である例を説明する。ｎは１以上の任意の整数である。なお、本発明では、仮想基準点の座標は基地局５－１～５－ｎの厳密な位置でなくてよく、地図情報などから得られる概略の座標でよい。したがって、基地局５－１～５－ｎは、ＲＴＫ測位における基準点のように自身の位置を精密に求めるための機能を有している必要はない。基地局５－１～５－ｎは、各々に対応する仮想基準点の座標と人工的な観測データとを報知しており、端末６－１，６－２は報知された仮想基準点の座標と人工的な観測データとを受信することができる。以下、基地局５－１～５－ｎを個別に区別せずに示すときには、基地局５と記載し、端末６－１，６－２を個別に区別せずに示すときには端末６と記載する。同様に、測位衛星３－１～３－ｍを個別に区別せずに示すときは測位衛星３と記載する。なお、図１では、端末６を２台図示しているが、端末６の数は図１に示した例に限定されない。
【0018】
基地局５と端末６とは、携帯電話網にて規定された通信方式で無線通信を行う。基地局５と端末６との間の通信は一般的な方法を用いることができ、特に制約はないため、説明を省略する。端末６は、例えば、スマートフォン、フィーチャーフォン、タブレット、パーソナルコンピュータである。端末６は、ＩｏＴ機器、車両に搭載される自動運転のための装置などであってもよい。
【0019】
次に、測位補強信号について説明する。図２は、測位補強信号を説明するための図である。日本全土には、電子基準点が多数設けられている。電子基準点は、測位衛星３－１～３－ｍ，準天頂衛星２から測位信号を受信することにより観測データを生成する。電子基準点の座標は精密に決定されている。配信装置８は、各電子基準点から観測データを収集し、電子基準点の座標と観測データとを対応付けて配信する。すなわち、配信装置８から配信される観測データは、位置（座標）に依存する観測データである。
【0020】
地上局７は、配信装置８から、各電子基準点の座標と観測データとを受信し、これらのデータを用いて、測位演算における誤差を補正するための、位置に依存しないすなわち位置依存性の無いデータである測位補強情報を生成する。測位補強情報は、例えば、測位衛星から送信された測位信号を複数の観測点である電子基準点で観測することで得られる複数の観測データに基づいて生成された情報である。ここで、測位補強情報について説明する。測位補強方式には、大きく分けて、固定された位置の観測データそのものを用いたＯＳＲ（Observation Space Representation）方式と位置依存性の無い（位置が固定されていない）ＳＳＲ（State Space Representation：状態空間表現）方式とに分類できる。ＯＳＲ方式は、位置依存性のあるデータを用いる方式であり、ＳＳＲ方式は位置依存性のないデータを用いる方式である。
【0021】
位置に依存するデータについて説明する。ユーザの受信機すなわち端末６を識別する変数をｕとし、測位信号を送信する測位衛星３－１～３－ｍおよび準天頂衛星２の各衛星を識別する変数をｐとする。このとき、衛星ｐとユーザの受信機ｕとの間の測位信号である信号ｓによる搬送波位相は、以下の式（１）で表すことができる。
【0022】
【数1】
【0023】
また、衛星ｐとユーザの受信機ｕとの間の信号ｓによる疑似距離は以下の式（２）で表すことができる。
【0024】
【数2】
【0025】
バイアス誤差Ｂｓ，ｕ
ｐは以下の式（３）で表すことができる。
【0026】
【数3】
【0027】
式（１）、式（２）に示した搬送波位相および疑似距離、すなわち観測データは、ユーザの受信機ｕの位置に依存するデータである。したがって、観測データは位置が決まらないと決まらないデータである。これに対して、位置依存性の無い測位補強情報は例えば状態空間表現（ＳＳＲ）により表現されるデータである。位置依存性の無い測位補強情報の別の例としては、ＦＫＰ（FlaechenKorrekturParameter：面補正パラメータ)方式が挙げられる。ＦＫＰ方式は、ＯＳＲ方式とＳＳＲ方式を複合した補正データを用いる方式である。以下では、ＳＳＲ方式を例に挙げて説明するが、本発明はＦＫＰ方式のデータ、および他の類する位置依存性の無いデータを用いる場合にも適用可能である。
【0028】
ＳＳＲ方式の測位補強情報の算出方法について説明する。まず、測位衛星から送信された測位信号を複数の観測点で観測することで得られる複数の観測データに基づいて、具体的には複数の電子基準点の観測データに基づいて、状態空間モデルによるカルマンフィルタによる測位処理で、状態空間ベクトルを求める。そして、状態空間ベクトルのうち、共通の誤差を、要因毎に、衛星時計誤差δｔｓ
ｐ、衛星軌道誤差δｏｐ（ベクトル）、衛星信号バイアス（衛星回路内信号遅延）δｄｓ
ｐ、対流圏伝搬誤差Ｔｇｒｉｄ
ｐ、電離層伝搬誤差に分離する。これらの各誤差は、それぞれ性質が異なる。衛星時計誤差δｔｓ
ｐは、発振器の内部雑音が原因であるため、予想不可能で、また、変化が速い。一方、衛星軌道誤差δｏｐ（ベクトル）は、主に重力ポテンシャル、大気、太陽圧の全体的な変化によって決定されるため、変化は速くない。電離層伝搬誤差は最も複雑な部分であり、一般には、誤差要因をさらに細分化して表現することにより帯域幅を減らして表現する。具体的には、関数によって表現するグローバルな部分Ｉｓ，ｐｏｌｉｎｏｍｉｎａｌ
ｐと、衛星／場所に依存する確率的な部分Ｉｓ，ｇｒｉｄ
ｐとに分離する。グローバル部分Ｉｓ，ｐｏｌｉｎｏｍｉｎａｌ
ｐは、電離層の一般的な、そして滑らかな性質を表現する。電離層伝搬誤差のうち、グローバル部分Ｉｓ，ｐｏｌｉｎｏｍｉｎａｌ
ｐにより表現した後に残るランダムな誤差は、衛星／場所に依存する確率的な部分Ｉｓ，ｇｒｉｄ
ｐとして表現する。このように、物理的な性質に基づき、誤差要因を分離する。測位補強情報は、上記のように分離されたそれぞれの誤差を示す情報を含む。マルチパスに関しては端末６において補正することとし、ここでもモデル化に含めない。アンテナ位相中心についても、別途補正することとし、ここでもモデル化に含めない。
【0029】
電離層伝搬誤差のうち、衛星／場所に依存する確率的な部分Ｉｓ，ｇｒｉｄ
ｐについては、グリッドと呼ばれる約６０ｋｍ間隔の点ごとに、誤差補正値を定めている。対流圏伝搬誤差Ｔｇｒｉｄ
ｐについても同様である。また、Ｉｓ，ｇｒｉｄ
ｐおよびＴｇｒｉｄ
ｐについては、日本全域を１２の網に分割し、網ごとに各グリッドにおける誤差補正値が決定される。測位補強情報には、全網に関する情報が含まれており、測位補強情報を用いるユーザは測位を行う際には、対応する網およびグリッドの測位補強情報を用いて測位演算を行う。
【0030】
また、上記の各誤差の品質は、精度、アベイラビリティ、インテグリティ、コンティニュイティの指標で管理され、その結果は、ＳＳＲ ＵＲＡ(User Range Accuracy)、ＳＳＲ ＳＴＥＣ、ＳＳＲ Tropospheric delayとして、測位補強情報に含まれている。
【0031】
測位補強情報は、バイアス誤差Ｂｓ，ｕ
ｐを、時刻をｔとするとき、ｆｓｓｒ（ｔ，ｓ，ｕ，ｐ）で表すときの関数の形式および係数を示すものと考えることができる。このため、ここでは、ｔは時刻を示し、ｓは信号を示し、ｐは衛星（衛星の位置）を示し、ｕはユーザ受信機（ユーザ受信機の位置）を示す。
【0032】
以上のように、状態空間表現で表された、測位の誤差を補正するための情報を含む測位補強情報は、上述した通り、測位補強信号として地上局７を介して準天頂衛星２から送信される。
【0033】
次に、本実施例の測位支援システム１について説明する。測定支援システム１は、図１に示すように、アンテナ１１、デコーダ１２および情報処理装置１３を備える。アンテナ１１は、準天頂衛星２から測位補強信号を受信し、受信した信号をデコーダ１２へ出力する。デコーダ１２は、アンテナ１１から入力された信号を復調し（デコードし）、復調により得られた測位補強情報を情報処理装置１３へ出力する。情報処理装置１３は、測位補強情報を用いて１つ以上の予め定められた仮想基準点における人工的な観測データを生成し、人工的な観測データを、該人工的な観測データを報知する通信装置へ送信する本発明にかかる測位支援装置である。
【0034】
図３は、情報処理装置１３の機能構成例を示す図である。情報処理装置１３は、通信部１３１、観測データ生成部１３２および位置データ記憶部１３３を備える。位置データ記憶部１３３には、仮想基準点である基地局５－１～５－ｎの位置を示す座標が基地局位置データとして記憶される。上述したとおり、基地局５－１～５－ｎの座標は厳密なものではなくてもよく、地図情報などから得られるものでよい。したがって、例えば、測位支援システム１の運用者は、基地局５－１～５－ｎの設置運用者から基地局５－１～５－ｎの座標を取得して、情報処理装置１３へ入力しておいてもよいし、情報処理装置１３が基地局５－１～５－ｎの設置運用者が有するサーバなどから通信回線を介して取得してもよい。また、新たな基地局５が追加された場合には、該基地局５の座標を基地局位置データに追加してもよい。
【0035】
通信部１３１は、デコーダ１２、地上局７、ネットワーク４を介した基地局５－１～５－ｎなどとの間で通信を行う。なお、情報処理装置１３と基地局５－１～５－ｎとの通信は一般には図示しない基地局制御装置を経由して行われるが、ここでは基地局制御装置などの装置もネットワーク４に含むとして説明する。また、地上局７と情報処理装置１３との間の通信は専用線を用いて行われてもよく公衆ネットワークを介して行われてもよい。観測データ生成部１３２は、予め定めた１つ以上の固定の地点において観測される人工的観測データを生成する。予め定めた１つ以上の固定の地点の一例は、基地局５の位置であるが、後述するように、予め定めた１つ以上の固定の地点は、基地局５の位置以外の地点である場合もある。観測データ生成部１３２は、詳細は後述するが、位置データ記憶部１３３に記憶されている基地局位置データと測位補強情報と航法メッセージに含まれるエフェメリスとを用いて、基地局５－１～５－ｎに対応する人工的な観測データを生成する。エフェメリスの取得方法には特に制約はなく、情報処理装置１３は、任意の場所に設定された受信機で受信された測位信号に含まれる航法メッセージを該受信機から取得するようにしてもよいし、ＩＧＳ（International ＧＮＳＳ Service）等の機関からネットワークを介して航法メッセージを取得してもよい。観測データ生成部１３２は、観測データ生成部１３２により生成された人工的な観測データは、仮想基準点である基地局５－１～５－ｎの座標と対応付けられて、通信部１３１により、ネットワーク４を介して基地局５－１～５－ｎへ送信される。
【0036】
例えば、仮想基準点の座標と対応する人工的な観測データとで構成される１組のデータである個別データがｎ組格納されたデータが、通信部１３１から送信される。なお、基地局５－１～５－ｎの全てにｎ組の個別データが送信され、基地局５－１～５－ｎがｎ組の個別データのなかから自身に対応する個別データを選択して報知するようにしてもよい。または、通信部１３１が、基地局５－１～５－ｎのそれぞれの宛先を指定し、対応する個別データ１組を基地局５－１～５－ｎへ送信するようにしてもよい。または、図示しない基地局制御装置が、ｎ組の個別データのうち対応する個別データをそれぞれ基地局５－１～５－ｎへ送信するようにしてもよい。なお、基地局５の間隔を、人工的な観測データの有効範囲より狭く設定することにより、端末６は自動的に最寄の基地局５からの有効な人工的な観測データを受信することが可能となる。また、人工的な観測データの有効範囲内に複数の基地局５がある場合、情報処理装置１３は基地局５ごとに仮想基準点を設定するのではなく、これら複数の基地局５を代表する仮想基準点を定めて、複数の基地局５に、同一の人工的な観測データと仮想基準点の座標を送信するようにしてもよい。
【0037】
次に、情報処理装置１３のハードウェア構成について説明する。図４は、情報処理装置１３のハードウェア例を示す図である。情報処理装置１３は、図４に示すようなコンピュータシステム（計算機システム）により実現される。図４に示すように、このコンピュータシステムは、制御部１０１と入力部１０２と記憶部１０３と表示部１０４と通信部１０５と出力部１０６とを備え、これらはシステムバス１０７を介して接続されている。
【0038】
図４において、制御部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、本実施例の測位支援プログラムを実行する。入力部１０２は、例えば、キーボードおよびマウスなどで構成され、計算機システムのユーザが、各種情報の入力を行うために使用する。記憶部１０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部１０１が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータ、などを記憶する。また、記憶部１０３は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。表示部１０４は、ディスプレイ、ＬＣＤ（液晶表示パネル）などで構成され、計算機システムのユーザに対して各種画面を表示する。通信部１０５は、通信処理を実施する送信機および受信機である。出力部１０６は、プリンタなどである。なお、図４は、一例であり、コンピュータシステムの構成は図４の例に限定されない。例えば、コンピュータシステムは、出力部１０６を備えていなくてもよい。
【0039】
ここで、本実施例の測位支援プログラムが実行可能な状態になるまでのコンピュータシステムの動作例について説明する。上述した構成をとるコンピュータシステムには、たとえば、図示しないＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭから、測位支援プログラムが記憶部１０３にインストールされる。そして、測位支援プログラムの実行時に、記憶部１０３から読み出された測位支援プログラムが記憶部１０３の所定の場所に格納される。この状態で、制御部１０１は、記憶部１０３に格納されたプログラムに従って、本実施例の測位支援処理を実行する。
【0040】
なお、本実施例においては、ＣＤ－ＲＯＭまたはＤＶＤ－ＲＯＭを記録媒体として、測位支援処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、コンピュータシステムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、通信部１０５を経由してインターネットなどの伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。
【0041】
図３に示した通信部１３１は、図４の通信部１０５である。図３に示した観測データ生成部１３２は、図４の制御部１０１および記憶部１０３により実現され、図３に示した位置データ記憶部１３３は、図４の記憶部１０３により実現される。
【0042】
次に、基地局５および端末６の構成例について説明する。図５は、基地局５および端末６の機能構成例を示す図である。基地局５は、無線通信部５１、報知信号生成部５２および通信部５３を備える。無線通信部５１は、端末６との間で無線通信を行う。通信部５３は、ネットワーク４を介して通信を行う。報知信号生成部５２は、通信部５３がネットワーク４を介して情報処理装置１３から受信した人工的に生成された観測データ（または座標と対応付けられた人工的に生成された観測データ）を用いて、測位支援データを生成し、測位支援データを、無線通信部５１を介して報知する。測位支援データは、基地局５の座標と人工的な観測データとを含む。なお、基地局５は、図５に示した構成部以外に、一般には端末６へ無線リソースを割当てるための機能、端末６との間の呼制御を実現する機能などを実現するための通信制御部を備えるが、ここでは、これらの基地局としての一般的な機能については説明を省略し、本発明にかかる部分を説明する。
【0043】
また、端末６は、図５に示すように、無線通信部６１、測位信号受信部６２、ＲＴＫ演算部６３および表示部６４を備える。無線通信部６１は、基地局５との間で無線通信を行う。測位信号受信部６２は、測位衛星３－１～３－ｍおよび準天頂衛星２から送信される測位信号を受信する。ＲＴＫ演算部６３は、無線通信部６１によって受信された測位支援データと測位信号受信部６２により受信された測位信号とを用いてＲＴＫ演算を行うことにより、端末６の位置を算出する。詳細には、ＲＴＫ演算部６３は、測位支援データである基地局５の座標と観測データをＲＴＫ演算における基準点の座標と観測データとして用いて、ＲＴＫ演算を実施する。表示部６４は、ＲＴＫ演算部６３により算出された位置を表示する。または、端末６が、ＲＴＫ演算部６３によって算出された端末６の位置を用いた処理を行う演算部を備え、この演算部が端末６の位置を用いて演算を行ってもよい。ＲＴＫ演算部６３は、例えば、アプリケーションソフトウェアが端末６にインストールされることによって実現される。
【0044】
図６は、端末６の別の構成例を示す図である。図５に示した例では、端末６自身が、ＲＴＫ演算を行う機能を有していたが、図６に示した例では、端末６は、ＲＴＫ演算を行う機能を有しておらず、測位支援データを、ＲＴＫ演算機能を有するＲＴＫ機器９へ配信する機能を有する。図５と同様の機能を有する構成要素は図５と同一の符号を付して重複する説明を省略する。図６に示した例では、端末６は、無線通信部６１、機器制御部６５、機器通信部６６を備える。機器制御部６５は、ＲＴＫ機器９を制御する。機器通信部６６は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ（Local Area Network）や、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信などの近距離無線方式によりＲＴＫ機器９と無線通信を行う。または、機器通信部６６は、ＲＴＫ機器９と有線通信を行ってもよい。機器制御部６５は、無線通信部６１によって受信された測位支援データを機器通信部６６を介してＲＴＫ機器９へ送信する。
【0045】
ＲＴＫ機器９は、通信部９１、ＲＴＫ演算部９２、動作制御部９３および測位信号受信部９４を備える。通信部９１は、端末６との間で、上述した無線ＬＡＮ、近距離無線方式、有線通信などにより通信を行う。測位信号受信部９４は、測位衛星３－１～３－ｍおよび準天頂衛星２から送信される測位信号を受信する。ＲＴＫ演算部９２は、通信部９１によって受信された測位支援データと測位信号受信部９４により受信された測位信号とを用いてＲＴＫ演算を行うことにより、ＲＴＫ機器９の位置を算出する。動作制御部９３は、ＲＴＫ演算部９２によって算出されたＲＴＫ機器９の位置に基づいてＲＴＫ機器９の動作を制御する。図６に示した構成例では、端末６は例えばスマートフォンであり、ＲＴＫ機器９は、自動運転を行う車両、測量機器などである。なお、ＲＴＫ機器９は、測量機器である場合には、動作制御部９３を備えなくてもよい。このように、端末６は、ＲＴＫ演算を行う機能を有する機器に対して、仮想基準点の座標と観測データを配信する中継装置としてもよい。これにより、ＲＴＫ演算機能を有する測量機器などの既存の機器は、基準点の設置および運用のためのコストや構成を要さずに、高精度な測位を実現することができる。
【0046】
ここで、基地局５、端末６およびＲＴＫ機器９のハードウェア構成について説明する。基地局５の無線通信部５１は、アンテナおよび通信回路により実現される。通信部５３は通信回路により実現される。報知信号生成部５２は処理回路により実現される。処理回路はＦＰＧＡなどの専用回路であってもよいし、図４の制御部１０１および記憶部１０３と同様のプロセッサおよびメモリにより実現されてもよい。端末６の無線通信部６１は、アンテナおよび通信回路により実現される。測位信号受信部６２は、アンテナおよびデコーダにより実現される。表示部６４は、ＬＣＤ等により実現される。ＲＴＫ演算部６３、機器制御部６５、ＲＴＫ演算部９２および動作制御部９３は、それぞれ、ＦＰＧＡなどの専用回路であってもよいし、図４の制御部１０１および記憶部１０３と同様のプロセッサおよびメモリにより実現されてもよい。機器通信部６６および通信部９１はアンテナおよび通信回路により実現されるが有線回線が用いられる場合にはアンテナは必要ない。
【0047】
次に、本実施例の動作について説明する。図７は、本実施例の全体システムの動作例を示すチャート図である。図７に示した例では、端末６－１が基地局５－１の通信可能範囲に存在し、端末６－２が基地局５－２の通信可能範囲に存在しているとする。図７に示すように、まず、測位支援システム１は、測位補強信号を受信する（ステップＳ１）。なお、図７では、簡略化のため、基地局５として基地局５－１，５－２を図示しているが、上述したとおり基地局５の数は任意であり、基地局５の数は図７に示した数に限定されない。また、ここでは、準天頂衛星２から測位補強信号を受信する例を説明するが、前述したように、測位支援システム１は、地上局７から地上回線により測位補強情報を受信してもよい。
【0048】
次に、測位支援システム１は、基地局５－１，５－２のそれぞれに対応するｎ個の観測データ（人工的観測データ）を生成する（ステップＳ２）。測位支援システム１は、基地局５－１の座標および人工的観測データを基地局５－１に送信し、基地局５－２の座標および人工的観測データを基地局５－２に送信する（ステップＳ３）。ステップＳ３では上述した通り、測位支援システム１から基地局５－１，５－２へ個別に対応するデータが送信されてもよいし、全基地局５のデータが基地局５へ送信されて、基地局５が対応するデータを選択してもよい。
【0049】
基地局５－１は、基地局５－１の座標および人工的観測データを報知し、基地局５－２は、基地局５－２の座標および人工的観測データを報知する（ステップＳ４）。端末６－１は、ステップＳ４で送信された、基地局５－１から基地局５－１の座標および人工的観測データを受信するとともに、測位信号を受信する（ステップＳ５）。端末６－１は、基地局５－１の座標および人工的観測データと測位信号を用いてＲＴＫ演算を実施する（ステップＳ６）。同様に、端末６－２は、基地局５－２の座標および人工的観測データを受信するとともに、測位信号を受信する（ステップＳ７）。端末６－２は、基地局５－２の座標および人工的観測データと測位信号を用いてＲＴＫ演算を実施する（ステップＳ８）。
【0050】
以上の図７に示した例では、予め定めた１つ以上の固定の地点が基地局５の位置である例を説明したが、予め定めた１つ以上の固定の地点が基地局５の位置に限定されない。
【0051】
なお、図７に示した例では、端末６が図５に示した構成例のように、ＲＴＫ演算を実施している。図６に示した構成例の場合には、図７のステップＳ５～Ｓ８の替わりに、各端末６が基地局５の座標と人工的観測データとをＲＴＫ機器９へ転送し、ＲＴＫ機器９がＲＴＫ演算を実施する。
【0052】
次に、本実施例の情報処理装置１３により実行される測位支援処理の詳細について説明する。図８は、情報処理装置１３により実行される測位支援処理手順の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、まず、観測データ生成部１３２は、通信部１３１から測位補強情報を取得する（ステップＳ１１）。なお、通信部１３１は、上述したように、デコーダ１２または地上局７から測位補強情報を受信することにより、測位補強情報を取得する。
【0053】
観測データ生成部１３２は、処理対象の基地局５の番号を示す変数であるｉを、ｉ＝１として初期化する（ステップＳ１２）。観測データ生成部１３２は、位置データ記憶部１３３に記憶されている基地局位置データからｉ番目の基地局５の座標を読み出すことにより、ｉ番目の基地局５の座標を取得する（ステップＳ１３）。観測データ生成部１３２は、測位補強情報を用いて、ｉ番目の基地局５の座標の人工的観測データを生成する（ステップＳ１４）。
【0054】
ここで、ステップＳ１４の人工的観測データの生成方法の一例を説明する。人工的観測データは、ＲＴＫ演算において、基準点の実際の観測データの代わりに用いられる仮想的な基準点の観測データである。仮想的な基準点とは、実際に観測、つまり測定信号の受信を行っていない仮想的な観測点を意味する。
【0055】
仮想的な基準点であるｉ番目の基地局５の座標ｂにおける観測方程式は、以下の式（４）で表すことができる。
【0056】
【数4】
【0057】
測位補強情報は、上述したとおり、状態空間モデルにより例えばｆｓｓｒ（ｔ，ｓ，ｂ，ｐ）により表現されている。ここで、ｔは算出時点の時刻とし、ｓを信号とし、ｐとして使用可能な全測位衛星を考慮するとき、受信機ユーザの位置ｕとして、ｉ番目の基地局５の座標ｂを用いることとすると、ｉ番目の基地局５の座標ｂのバイアス誤差の推定値は、以下の式（５）で表すことができる。
【0058】
【数5】
【0059】
εｓ，ｂ
ｐを与えて、式（５）を式（４）に代入することにより、観測データ生成部１３２は、衛星ごとに、ｉ番目の基地局５の座標ｂの人工的観測データρ´ｓ，ｂ
ｐを算出することができる。搬送波位相についても同様である。
【0060】
また、観測データ生成部１３２は、ｉ番目の基地局５の人工的観測データに対して地殻変動補正演算を実施し、ｉ番目の基地局５の人工的観測データを元期座標に変換する。これは、一般には、ＧＮＳＳ測位ではＷＧＳ８４等の世界測地系の現在の座標が求められるが、地図においては元期座標で表現されているからである。地球の表面は十数枚のプレートでおおわれており、プレートは地球内部で対流しているマントルの上に乗って、１年あたり数ｃｍの速度で動いている。そのため地図はある年を元期として、元期における地上の位置をもとに作成されている。ＧＮＳＳ測位で求めた現在座標を地図の元期座標上に正確にプロットする場合は現在座標から元期座標に変換する地殻変動補正が必要となる。しかしながら、特殊な場合で地図が現在座標で表現されている場合やアプリケーションで現在座標が求められるような場合は、地殻変動補正は必要ない。また、端末が既に地殻変動補正を施す処理を実施している場合はセンタにおいて地殻変動補正は必要ない。情報処理装置１３は、地殻変動補正演算を行った座標と行わない座標の両方をｉ番目の基地局５の座標として基地局５－１～５－ｎへ送信してもよい。観測データ生成部１３２は、ｉ番目の基地局５の座標と人工的な観測データとを保持しておく。
【0061】
図８の説明に戻り、観測データ生成部１３２は、ｉ＝ｎであるかを判断し（ステップＳ１５）、ｉ＝ｎでない場合（ステップＳ１５ Ｎｏ）、ｉ＝ｉ＋１とし（ステップＳ１６）、ステップＳ１３からの処理を繰り返す。ｉ＝ｎである場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、観測データ生成部１３２は、保持している基地局５－１～５－ｎの座標とそれぞれに対応する人工的な観測データとを通信部１３１を介して基地局５－１～５－ｎへ送信する（ステップＳ１７）。情報処理装置１３は、図８に示した処理を例えば、測位補強情報を取得するたびに実施する。
【0062】
【0063】
また、情報処理装置１３が、図示しない測位信号を受信する基地局５に設置されたまたは基地局５の近傍の受信機から測位信号を取得し、観測データ生成部１３２または図示しない機能部が、測位信号に含まれる航法メッセージを上述した観測データに付加して、通信部１３１が基地局５－１～５－ｎへ送信するようにしてもよい。または、情報処理装置１３を介さずに、基地局５が、上記受信機から取得した航法メッセージを端末６へ送信するようにしてもよい。なお、情報処理装置１３は、上述したように、ＩＧＳ等の機関からネットワークを介して航法メッセージを取得してもよい。
【0064】
基地局５から、基地局５の座標と人工的な観測データを受信した端末６は、基地局５の座標と人工的な観測データと端末６が受信した測位信号により得られる観測データとに基づいて測位演算を行うことができる。端末６の観測方程式は以下の式（６）で示すことができる。
【0065】
【数6】
【0066】
端末６が、基地局５から受信した人工的な観測データと端末６が観測した観測データとの差は以下の式（７）で表すことができる。
【0067】
【数7】
【0068】
ここで、近接する２点の電離層伝搬誤差、対流圏伝搬誤差はほぼ等しくなる。また、衛星軌道誤差、衛星時計誤差、衛星信号バイアスは位置によらず、衛星毎に決まる誤差である。したがって、式（７）は以下の式（８）で表すことができる。εｓ，ｕ
ｂはランダム誤差であるため、平均化により除去することができる。測位衛星の位置は測位信号に基づいて既知となり基地局５の座標は基地局５から得られるため、残りの未知数は、端末６の座標値と受信機すなわち端末６の時計の誤差ｃｓ，ｕの合計４つとなる。したがって、端末６が測位衛星３－１～３－ｍ，準天頂衛星２のうちの４機以上から受信した測位信号に基づく観測データの連立観測方程式から、算出することができる。
【0069】
【数8】
【0070】
以上の処理により、端末６は、基地局５から受信した人工的な観測データに基づいて、端末６の位置を求めることができる。
【0071】
なお、仮想的な基準点の観測データを生成する方法としてはＶＲＳ方式が知られている。ＶＲＳ方式では、まず、端末が測位信号を用いて単独測位を行っておおよその自己位置を算出し、自己位置を、サービス提供機関へ送信する。サービス提供機関は、電子基準点の観測データを用いて、端末から受信した位置を仮想的な基準点として仮想的な基準点の観測データを生成して、端末へ送信する。これにより、端末は、仮想的な基準点の座標および観測データと、受信した測位信号を用いてＲＴＫ演算を行うことにより高精度な測位を実現できる。しかしながら、この場合、端末はサービス提供機関に登録し、認証の確認後にユーザの概略位置をセンタに送信する必要がある。また、センタ側ではユーザからの要求毎にユーザの概略位置に基づく人工的な観測データを送信する必要がある。通信は基本的に１：１であるため、利用のための費用も高額となることが多い。また、測位補強情報自体を端末へ配信するサービスもあるが、この場合、端末は測位補強情報を用いた処理を行う機能を有する必要がある。
【0072】
本実施例では、個別の端末６の位置ではなく、定められた位置に設置される基地局５－１～５－ｎの座標を仮想的な基準点とすることで、一度の計算で多くの端末６へ、高精度な測位に必要な情報を伝達することができる。また、本実施例の端末６は、ＲＴＫ演算を行う機能を有していればよく、測位補強情報を用いた処理を行う機能を有する必要がない。
【0073】
図９は、本実施例の基地局５－１，５－２の通信可能範囲と測位の精度保証範囲の関係の一例を示す模式図である。図９に示した通信可能範囲１００－１，１００－２は、それぞれ基地局５－１，５－２に対応する通信可能範囲である。精度保証範囲１０１－１は、基地局５－１から報知される基地局５－１の座標と観測データとを用いて一定以上の測位の精度を補償する範囲を示す。精度保証範囲１０１－２は、基地局５－２から報知される基地局５－２の座標と観測データとを用いて一定以上の測位の精度を保証する範囲を示す。基地局５－１，５－２の通信の形態や種別と保証する精度にもよるが、測位の精度が保証される範囲は一般には基準点から１０ｋｍ程度までであり、通信可能範囲は基地局から５ｋｍ程度である。このように、一般に精度保証範囲は通信可能範囲より広い。このため、例えば、端末６は、基地局５－１と通信可能であれば、基地局５－１から報知された基地局５－１の座標と観測データと用いて測位を行えば、自動的に測位の精度が保証されることになる。
【0074】
図９の例では、端末６－１，６－２が、基地局５－１の通信可能範囲１００－１内に存在し、基地局５－１の座標と観測データとを受信可能である。端末６－１，６－２の存在する位置は、精度保証範囲１０１－１内でもある。したがって、端末６－１，６－２は、基地局５－１から送信された情報を用いて測位を行うことで、自動的に測位の精度が保証されることになる。同様に、端末６－３は、基地局５－２の通信可能範囲１００－２内に存在し、基地局５－２の座標と観測データとを受信可能である。端末６－３の存在する位置は、精度保証範囲１０１－２内でもあるため、端末６－３の測位の精度が保証される。一方、端末６－４は、基地局５－１と基地局５－２のいずれとも通信ができない。また、端末６－４は、精度保証範囲１０１－１，１０１－２のいずれの範囲内でもない。このような場合には、端末６－４は、基地局５－１，５－２から受信する情報に基づいた測位では精度が保証されないが、基地局５－１，５－２と通信することもできないので、測位の精度に問題は生じない。図示はしていないが、端末６－４の近くに、端末６－４と通信可能な別の基地局５があれば、この基地局５から受信した情報に基づいて端末６－４は高精度な測位を実現することができる。一般に移動する端末６に対しても継続して通信が可能なように、多数の基地局５が配置される。また、端末６が通信可能な基地局５は、一般には該端末６に最も近い基地局５である。一方、ＲＴＫ演算における測位の精度は、基準点との距離が長くなるほど劣化する。本実施例は、このような基地局５の特性と測位の特性を有効に利用して、高精度な測位を容易に端末６に提供することができる。基地局５の間隔は、人工的な観測データの有効範囲より通常は狭く設定されているため、ユーザ端末は自動的に最寄の基地局５からの有効な人工的な観測データを受信することが可能となる。なお、図９に示した例とは逆に、基地局５の間隔が人工的な観測データの有効範囲より大きい場合には、１つの基地局５と隣り合う基地局５の間にそれぞれ１つ以上の仮想基準点（基地局間仮想基準点とよぶ）を設けても良い。この場合、情報処理装置１３は、これらの基地局間仮想基準点に対応する人工的な観測データを生成して、前述の１つの基地局５が基地局間仮想基準点の座標と対応する人工的な観測データとを配信すればよい。端末６は、基地局５から配信される仮想基準点および１つ以上の基地局間仮想基準点のなかから最寄の人工的な観測データを選択する。このように、人工的な観測データの生成の対象となる予め定めた１つ以上の固定の地点は、複数の基地局５間の任意の仮想基準点であってもよい。
【0075】
図９の例では、人工的な観測データの有効範囲と基地局５の有効範囲が１：１の場合を示したが、人工的な観測データの有効範囲内に複数の基地局５の有効エリアが含まれる場合は、情報処理装置１３は、上述したように、代表する仮想基準点を定めてこの仮想基準点に対応する人工的な観測データを生成し、複数の基地局５に同一の人工的な観測データと仮想基準点の座標を送信してもよい。これにより、人工的な観測データの生成負荷が軽減される。すなわち、人工的な観測データの生成の対象となる予め定めた１つ以上の固定の地点は、複数の基地局５を代表する仮想基準点であってもよい。
【0076】
図１０は、人工的な観測データとＧＮＳＳ受信機の観測データとを併用する場合の構成例を示す図である。図１０に示した例では、全体システムは、図１の測位支援システム１の替わりに測位支援システム１ａを備え、基地局５－１に、アンテナ２０１およびＧＮＳＳ受信機２０２が接続されているが、これら以外は図１に示した構成例と同様である。図１０に示した例では、受信機であるＧＮＳＳ受信機２０２がアンテナ２０１を介して受信した観測データである実観測データは、基地局５－１によって情報処理装置１３ａへ送られる。
【0077】
情報処理装置１３ａは、図３に示した情報処理装置１３に、観測データ記憶部１３４、測位計算部１３５および平滑化部１１３６が追加されている。通信部１３１は、基地局５－１から受信した実観測データを観測データ記憶部１３４に格納する。なお、実観測データには観測日時を示す情報が付加されている。観測データ生成部１３２は、上述したように各仮想基準点に対応する人工的な観測データを生成し、対応する時刻ともに観測データ記憶部１３４に人工的観測データとして格納する。このようにして、観測データ記憶部１３４には、実観測データと人工的観測データが蓄積される。なお、観測データ記憶部１３４は、図４に示した記憶部１０３により実現され、測位計算部１３５および平滑化部１３６は制御部１０１および記憶部１０３により実現される。
【0078】
測位計算部１３５は、観測データ記憶部１３４に記憶されている実観測データと人工的観測データを用いてＧＮＳＳ受信機２０２の位置（アンテナ２０１の位相中心）を算出する。詳細には、測位計算部１３５は、実観測データと該実観測データに対応する同時刻の人工的観測データとを用いて測位計算を行う。平滑化部１３６は、上記測位計算部１３５による測位結果すなわち計算された位置を所定の期間分用いて平均化処理し、平均化処理により得られる座標値を通信部１３１へ出力する。例えば、平滑化部１３６は、上記測位計算部１３５により計算された位置の、１時間から１日程度分のデータの平均化処理を行うことにより平滑化する。この平滑化により、ランダムノイズ、バイアス成分が除去され精度が高まる。平滑化部１３６により算出された高精度な位置である正確な座標値と最新の実観測データは、通信部１３１を介して基地局５－１へ送信される。これにより、測量等のコストをかけずにＧＮＳＳ受信機２０２の正確な座標を求めることができるとともに、ＧＮＳＳ受信機２０２の位置の座標系を測位補強情報が生成された観測データを得た複数の観測点の座標系に合致することが容易に可能になる。なお、図１０では、基地局５－１にアンテナ２０１およびＧＮＳＳ受信機２０２が接続される例を示したが、基地局５－１～基地局５－ｎの全てにアンテナ２０１およびＧＮＳＳ受信機２０２が接続されて同様に高精度な位置と実観測データの配信が行われてもよいし、基地局５－１～基地局５－ｎのうちの一部にアンテナ２０１およびＧＮＳＳ受信機２０２が接続されて同様に高精度な位置と実観測データの配信が行われてもよい。また、実観測データの情報処理装置１３ａへの送信は基地局５経由ではなく別の経路で行われてもよい。また、観測データ記憶部１３４は、情報処理装置１３ａとは別の装置に設けられてもよいし、測位計算部１３５および平滑化部１３６が情報処理装置１３ａとは別の装置に設けられてもよい。
【0079】
また、以上述べた例では、情報処理装置１３は、人工的観測データを生成して、人工的観測データから仮想的な基準点と衛星と間の幾何距離を引いたデータを基地局５－１～５－ｎへ送信するようにしてもよい。すなわち、人工的観測データに対して何等かの加工を加えたデータを情報処理装置１３が基地局５－１～５－ｎへ送信するようにしてもよい。人工的観測データ自体、および人工的観測データを用いて生成されるデータを、まとめて人工的観測データに基づくデータと称す。
【0080】
また、以上述べた例では、情報処理装置１３は、基地局５－１～５－ｎの座標と人工的観測データとを対応付けて基地局５－１～５－ｎへ送信したが、座標については予め基地局５－１～５－ｎと情報処理装置１３との間で既知としておき、情報処理装置１３は人工的観測データだけを基地局５－１～５－ｎへ送信してもよい。
【0081】
また、端末６において、容易にＲＴＫ演算が実施できるように、観測データ生成部１３２が、ＲＴＫ演算において規格化された標準フォーマット、ＲＴＫ基準局における標準フォーマットなどに整形して、人工的観測データを通信部１３１へ出力してもよい。ＲＴＫ演算において規格化された標準フォーマット、ＲＴＫ基準局における標準フォーマットなどをまとめてＲＴＫにおける標準フォーマットと呼ぶ。
【0082】
また、端末６が、測位信号を受信するために高性能なアンテナを備えると、本実施例により基地局５から受信する基地局５の座標と人工的観測データとを用いてミリメートル級の高精度な測位を実現可能である。すなわち、本実施例によればミリメートル級からメートル級までの範囲で、端末６が備える機器に依存した測位の精度が実現可能である。ユーザは、実現したい測位の精度に応じて高精度な測位を実現したい場合には高価な機器を選択し、精度はある程度劣っても低コストを優先する場合にはそれに応じた機器を選択することができる。これにより、基地局５から送信された同じ情報を用いても端末６の測位の精度は異なることもある。
【0083】
また、以上の説明では、測位補強情報の全てを用いて人工的観測データを生成することとしたが、測位補強情報の一部を用いて人工的観測データを生成してもよい。その場合、測位の精度がある程度劣る可能性はあるが処理を高速化することができる。
【0084】
なお、以上述べた例では、測位支援システム１が基地局５－１～５－ｎを仮想基準点として用いたが、これに限らず、複数設置されている無線ＬＡＮ基地局など、別の無線通信装置を基地局５－１～５－ｎの替わりに用いてもよい。
【0085】
以上説明した例では、予め定めた１つ以上の地点が基地局５の位置であり、通信部１３１が、この地点に対応する装置として基地局５へ人工的観測データを送信する例を説明した。本発明は、この例に限らず、予め定めた１つ以上の地点が端末などの装置の位置である場合にも適用可能である。すなわち、予め定めた１つ以上の地点が端末または端末の近傍の位置であり、この端末へ人工的観測データを送信してもよい。図１１は、測位支援システムが直接端末へ人工的観測データを送信する場合の構成例を示す図である。図１１に示した測位支援システム１ｂは、情報処理装置１３の替わりに情報処理装置１３ｂを備える以外は図１に示した測位支援システム１と同様である。情報処理装置１３ｂは、図３に示した情報処理装置１３の構成から位置データ記憶部１３３を除いた構成となる。情報処理装置１３ｂでは、端末６ａから端末６ａの概略の位置、または端末６ａがなんらかの手段で取得した端末６ａの近傍の位置を通信部１３１が受信する。情報処理装置１３ｂの観測データ生成部１３２は、通信部１３１が受信した位置を仮想的な基準点として上述した基地局５の場合と同様に、人工的な観測データを生成し、生成した人工的な観測データを端末６ａに送信する。
【0086】
図１２は、図１１に示した全体システムにおける端末６ａの機能構成例を示す図である。端末６ａは、図５に示した端末６に測位演算部６８が追加され、無線通信部６１の替わりに通信部６７を備えている。測位演算部６８は、測位信号受信部６２によって受信された測位信号を用いて単独測位演算を行い、単独測位演算により得られた位置を、通信部６７を介して情報処理装置１３ｂへ送信する。以上述べた以外の端末６ａの動作は、図５に示した端末６と同様である。
【0087】
以上のように、本実施例では、典型的には測位支援システム１が、一度に算出する人工的な観測データの数は複数であるが、図１１，１２に示した測位支援システム１ｂのように、一度に算出する人工的な観測データの数が１つであってもよい。
【0088】
以上述べた実施例は一例であり、上述した例に限らず、上述した構成および動作を組み合わせてもよく、上述した実施例と主旨が同様の範囲であれば、上述した構成および動作の一部の変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【0089】
１，１ａ，１ｂ 測位支援システム、２ 準天頂衛星、３－１～３－ｍ 測位衛星、４ ネットワーク、５，５－１～５－ｎ 基地局、６，６－１～６－ｍ 端末、７ 地上局、８ 配信装置、９ ＲＴＫ機器、１１，２０１ アンテナ、１２ デコーダ、１３，１３ａ，１３ｂ 情報処理装置、５１ 無線通信部、５２ 報知信号生成部、５３，６７，９１，１３１ 通信部、６１ 無線通信部、６２，９４ 測位信号受信部、６３，９２ ＲＴＫ演算部、６４ 表示部、６５ 機器制御部、６６ 機器通信部、６８ 測位演算部、９３ 動作制御部、１００－１，１００－２ 通信可能範囲、１０１－１，１０１－２ 精度保証範囲、１３２ 観測データ生成部、１３３ 位置データ記憶部、２０２ ＧＮＳＳ受信機。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】