(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-05
(45)【発行日】2024-09-13
(54)【発明の名称】衛星航法システムにおける測位精度の指示方法及び測位精度を指示するプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 19/07 20100101AFI20240906BHJP
【FI】
G01S19/07
(21)【出願番号】P 2024129622
(22)【出願日】2024-08-06
【審査請求日】2024-08-06
【権利譲渡・実施許諾】特許権者において、権利譲渡・実施許諾の用意がある。
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】723010371
【氏名又は名称】イエローテイル・ナビゲーション株式会社
(72)【発明者】
【氏名】坂井 丈泰
【審査官】▲高▼場 正光
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第99/18677(WO,A1)
【文献】特開2020-144013(JP,A)
【文献】特開2003-344521(JP,A)
【文献】国際公開第2022/049737(WO,A1)
【文献】XUE, R. 外2名,“Design Practice of Integrity Monitoring Scheme for Ground-based Regional Integrity Monitoring System”,PROCEEDINGS OF THE 22ND INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITE DIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION (ION GNSS 2009) [CD-ROM],2009年09月25日,Pages 1175-1180
【文献】FRANCO, Robin E. 外5名,“A New Generation of DGPS Broadcasting Stations”,PROCEEDINGS OF THE 11TH INTERNATIONAL TECHNICAL MEETING OF THE SATELLITE DIVISION OF THE INSTITUTE OF NAVIGATION (ION GPS-98) [CD-ROM],1998年09月18日,Pages 1271-1283
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01S 19/00 - G01S 19/55
JSTPlus(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,
この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項2】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,
この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項3】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,
この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項4】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,
この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項5】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局から前記補正情報を得て,
これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,
この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項6】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局から前記補正情報を得て,
これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,
この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項7】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局から前記補正情報を得て,
これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,
この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項8】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局から前記補正情報を得て,
これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,
この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,
この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項9】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項10】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項11】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項12】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項13】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項14】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,
前記情報提供局は,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項15】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項16】
測位信号を送信する複数の航法衛星と,
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,
前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,
前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,
前記情報提供局にて動作し,
前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,
これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,
この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,
その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【請求項17】
前記情報提供局は,前記ユーザ局に内蔵されていることを特徴とする,請求項1,2,5,6,9,10,13,14のいずれかに記載の衛星航法システムにおける測位精度の指示方法。
【請求項18】
前記情報提供局は,前記ユーザ局に内蔵されていることを特徴とする,請求項3,4,7,8,11,12,15,16のいずれかに記載の衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法及び測位精度を指示するプログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
人工衛星により位置を測定する衛星航法システムはGNSS(Global Navigation Satellite System)と総称され,その代表例は米国によるGPS(Global Positioning System)である。GNSSは一般に,航法衛星と呼ばれる人工衛星が無線により送信する測位信号を受信機により受信し,航法衛星と受信機との間の距離を測定することで,受信機の位置を計算により求める。位置を求めるべき受信機を,ユーザ受信機あるいはユーザ局などと呼ぶ。求められた位置の真の位置に対する誤差を,測位誤差という。
【0003】
受信機の位置を計算するためには測位信号を送信している航法衛星の位置を知る必要があるが,このために必要な軌道情報は航法衛星自身が測位信号に重畳することで送信する。軌道情報は予測により作成されていることから,数メートル程度の誤差を含んでおり,これは受信機位置の計算の際に測位誤差の要因になる。
【0004】
航法衛星が測位信号を送信するタイミングはあらかじめ決まっており,航法衛星は自身が備える時計の時刻にもとづいて測位信号を送信する。この時計としては高精度な原子時計が使用されるが,距離に換算して数メートル程度に相当する誤差を含んでおり,これは受信機位置の計算の際に測位誤差の要因になる。
【0005】
測位信号が地上に到達するまでの間に,上空にある電離圏及び対流圏を通過するが,それぞれの領域を無線信号が通過する際に遅延が生じる。これらの遅延は,それぞれ電離圏伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延と呼ばれている。従って,この無線信号を測位信号として用いる場合,これらの電離層伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延が測位誤差の要因になる。距離に換算した電離圏伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延の大きさを,それぞれ電離圏伝搬遅延量及び対流圏遅延量という。
【0006】
衛星航法システムにおいて受信機が得る航法衛星までの距離の測定値は,真の距離に対して,これらの誤差要因による測定誤差が全て足し合わされたものになる。
【0007】
地上に固定された基準局に受信機を設置して,これにより測定した距離を用いて,距離の測定誤差に対する補正情報を作成し,これをユーザに対して提供することで,ユーザ局において測定した距離を補正情報に基づいて補正し,ユーザ局における位置の測定精度(「測位精度」と呼ぶ)を改善することが行われている。この方式はディファレンシャルGPS(DGPS:Differential GPS)と呼ばれる。DGPSと区別する場合は,補正情報を適用せずにユーザ局の位置を計算する方式を単独測位という。
【0008】
DGPSの具体的な方式はいくつかあるが,もっとも一般的な方式は,単一の基準局が測定した距離を用いて,各々の航法衛星について距離の補正値を生成して,これを複数の航法衛星についてまとめて補正情報としてユーザ局に提供するものである。狭域ディファレンシャルGPS(LADGPS:Local Area DGPS)と呼ばれることもあるこの方式では,測位誤差の要因別に補正情報がつくられていないから,ユーザ局と基準局の間の距離が長くなると測位誤差のうちの共通の成分が減少し,測位精度が劣化する傾向にある。基準局からおおむね数百キロメートル程度か,電離圏の状況によっては数十キロメートル程度までの範囲内であれば利用できるというのが当業者における通常の認識といえる。
【0009】
航法衛星の時計誤差は,ユーザ局の位置によらず一律に距離の測定誤差としてあらわれる。航法衛星の位置誤差は,ユーザ局から航法衛星を見た際の視線方向との内積成分が距離の測定誤差としてあらわれる。電離圏伝搬遅延量は,航法衛星が送信した測位信号がユーザ局に到達するまでの経路上における電離圏大気の密度分布の積分に比例する量が距離の測定誤差としてあらわれる。対流圏伝搬遅延量は,航法衛星が送信した測位信号がユーザ局に到達するまでの経路上における中性大気の屈折率の積分に比例する量が距離の測定誤差としてあらわれる。すなわち,航法衛星の時計誤差以外は,いずれもユーザ局の位置により距離の測定誤差は異なってあらわれる。ある航法衛星に関する距離の補正値は,これらの測定誤差のそれぞれに対応する補正量の和である。なお,対流圏伝搬遅延量については,簡単な対流圏伝搬遅延モデルにより十分な精度で推定できる。
【0010】
ある航法衛星に関するDGPSの補正値は,当該航法衛星の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,基準局による距離の測定値を差し引くことで得られる。これを当該基準局が測位信号を受信している航法衛星についてまとめて,補正情報としてユーザ局に提供する。
【0011】
DGPSの基準局が生成した補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星の距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できる。
【0012】
このことを,数式を用いて確認する。まず,複数の航法衛星との間の距離から受信機位置を求める際には,これらの関係が非線形であることから,一般に繰返し計算による。これは,暫定の受信機位置において線形化した距離と受信機位置の対応関係を介して,測定された航法衛星までの距離と暫定の受信機位置における航法衛星までの距離の差に対応する分だけ受信機位置を移動させることを繰り返し,複数の航法衛星との間で測定された距離との関係を満たす受信機位置を求めるものである。
【0013】
測位計算にN機の航法衛星を使用するものとする。暫定の受信機位置において線形化した距離と受信機位置の対応関係は,距離の変化分Δrと受信機位置の変化分Δpとの間の関係として,次式により記述される。
【0014】
(数1)
G・Δp=Δr
【0015】
Δpは4次元ベクトルであり,その要素は,受信機位置の座標値の変化分Δx,Δy,Δzと受信機時計誤差の変化分Δcである。すなわち,次式の通りである。
【0016】
(数2)
Δp=[Δx Δy Δz Δc]’
【0017】
ここで,「’」は行列又はベクトルの転置を意味する。ΔrはN次元ベクトルであり,その要素は,各々の航法衛星に関する距離の変化分Δr(i)である。すなわち,次式の通りである。
【0018】
(数3)
Δr=[Δr(1)…Δr(i)…Δr(N)]’
【0019】
航法衛星に関する距離と受信機位置の幾何学的関係をあらわす行列Gの大きさはN×4であり,行列Gの第i行をG(i)とすると,各々の航法衛星の方位角AZ(i)と仰角EL(i)を用いて,次のように書ける。
【0020】
(数4)
G(i)=[-sinAZ(i)・cosEL(i)
-cosAZ(i)・cosEL(i)
-sinEL(i) 1]
【0021】
ΔrからΔpを求めるには,(数1)を最小二乗法により解くのが一般的であり,次式による。
【0022】
(数5)
Δp=inv(G’WG)・G’・W・△R=S・Δr
【0023】
ここで,inv(・)は逆行列を求める関数である。N×N行列Wは最小二乗法において重み付けの解を得るために使われ,一般には距離の測定値に関する分散共分散行列の逆行列とする。重みを付けない場合は単位行列にすればよい。行列Sの大きさは4×Nになる。
【0024】
繰り返し計算により受信機位置の解が得られた場合は,それ以上に受信機位置が変化しない状態であるから,受信機位置の変化分は|Δp|=0となっている。ここで,「|・|」はベクトルの大きさを意味する。
【0025】
(数6)
Δp=S・Δr=0
【0026】
DGPSによる補正情報を適用することを考える。補正情報ΔRは,使用する各々の航法衛星の補正値ΔR(i)から構成される。補正情報ΔRをN次元ベクトルとすれば,次式の通りである。
【0027】
(数7)
ΔR=[ΔR(1)…ΔR(i)…ΔR(N)]’
【0028】
補正情報を適用するにはこれを距離の測定値に加えればよいことから,次の関係が得られる。
【0029】
(数8)
ΔP=S・(Δr+ΔR)=S・ΔR
【0030】
すなわち,補正情報ΔRは,行列Sを介して,位置の補正量ΔPに変換できる。位置の補正量ΔPは4次元ベクトルであり,その要素は,受信機位置の座標値の補正量ΔX,ΔY,ΔZと受信機時計誤差の補正量ΔCである。すなわち,次式の通りである。
【0031】
(数9)
ΔP=[ΔX ΔY ΔZ ΔC]’
【0032】
(数1)の関係は受信機位置の計算過程における暫定の受信機位置におけるものであるが,暫定の受信機位置がどのようなものであるかについては特に制約はないので,(数1)の関係は任意の受信機位置において成立する。従って,(数8)の関係についても任意の受信機位置において成立するから,補正情報ΔRは,任意の受信機位置において,位置の補正量ΔPに変換できる。
【0033】
さらに,補正情報に含まれる航法衛星iに関する補正値ΔR(i)だけを行列Sに乗じることを考える。
【0034】
(数10)
ΔP=S・[0…ΔR(i)…0]’
【0035】
上式は,補正情報に含まれる各々の航法衛星に関する補正値ΔR(i)は,任意の受信機位置において,位置の補正量ΔPに変換できることを意味する。
【0036】
厳密には受信機位置の変化に伴って行列Gも変化するのであるが,受信機の周辺,例えば補正情報の適用による受信機位置の変化の程度の範囲内であれば,行列Gの変化の大きさは無視できる。すなわち,補正情報の適用に際しては繰返し計算は不要である。
【0037】
DGPSの実用例としては,船舶向け中波ビーコンやFM多重ディジタル放送によるものがあったが,現在ではいずれも廃止された。一方,2018年に運用を開始した日本の準天頂衛星システムはSLAS(Submeter-Level Augmentation Service)サービスとしてDGPSの補正情報を人工衛星から送信している。SLASサービスでは,単一の人工衛星からの信号を受信することで,日本全国に配置された13局の基準局における補正情報を一括して得られる特徴がある。SLASサービスを利用するユーザ局は,最寄りの基準局の補正情報を選択して利用することとされている。
【0038】
DGPSの方式には,上に述べた個々の基準局による方式のほかにも,多数の基準局の測定データを統合して広い地理的範囲で有効な広域補正情報を作成する広域ディファレンシャルGPSと呼ばれる方式がある。広域ディファレンシャルGPSのサービスとして,日本のMSASや米国のWAASが普及したため,複数の基準局による補正情報が提供されるDGPSは,準天頂衛星システムのSLASサービス以外には現状では存在しない。
【0039】
DGPSではユーザ局に対して基準局の位置を伝える必要はないが,SLASサービスにおいては,ユーザ局は最寄りの基準局の補正情報を選択して利用することとされていることから,基準局の概略の位置が補正情報とともに送信される。
【0040】
ところで,GNSSの分野においては,航法衛星のそれぞれについて,正確な時計及び軌道の情報として精密軌道暦が作成され,利用されている。精密軌道暦は15分あるいは5分間隔で作成されることが多く,ユーザはこれを補間することで任意の時点における正確な時刻及び位置の情報を得ることができる。精密軌道暦は,例えばIGS(International GNSS Service)という国際機関により作成されたものが公開されており,測量や測地学といった精密測位の分野において利用されている。
【0041】
精密軌道暦には,予測によらない最終暦(Final Product)及び速報暦(Rapid Product)と,予測による超速報暦(Ultra Rapid Product)がある。最終暦はもっとも高精度であり,航法衛星の位置誤差及び時計誤差とも2~3センチメートルの精度を有するが,測定日から2~3週間程度の解析時間を要する。速報暦は最終暦に準じた精度をもち,測定日から1~2日程度で公開される。超速報暦は公開時点から数時間程度先までの予測を含み,航法衛星の位置誤差については5センチメートル程度,航法衛星の時計誤差については1メートル程度の精度とされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0042】
【文献】坂井丈泰・惟村和宣著,「複数の基準局を用いた場合のDGPS測位精度」,電子情報通信学会技術研究報告,SANE99-44,1999年7月
【文献】坂井丈泰・惟村和宣著,「複数基準局の利用によるGPS測位精度の改善」,日本航海学会論文集,第101号,p.15~20,1999年9月
【文献】田中敏幸・川村景太著,「長基線基準局を用いたDGPSにおける測位精度改善」,測位航法学会論文誌,第1巻,第1号,p.1~8,2010年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0043】
DGPSでは一般に基準局から離れるに従い補正情報による補正の効果が小さくなるから,ユーザ局においてDGPSを利用する場合は,基準局から限定された範囲内で利用するか,あるいは,複数の基準局を利用できる場合には,最寄りの基準局を選択して利用することになる。
【0044】
例えば,準天頂衛星システムのSLASサービスでは日本全国に配置された13局の基準局における補正情報が提供され,ユーザ局は最寄りの基準局を選択して利用することとされている。基準局とユーザ局の間の距離が300km以上になることもあり,また一部の基準局が停止している状況ではさらに長距離になることもあるが,そのような状況も含めて,最寄りの基準局を利用することで所定の測位精度を得られるものとされている。
【0045】
実際には,最近になって,SLASサービスでは補正情報による補正の効果が十分ではない場合があり,所定の測位精度を期待できない場合があることが判明している。電離圏の活動は11年周期で繰り返される太陽活動の影響を受けるところ,最近の太陽活動極大期になってこのような課題が判明したものである。ただし,こうした事情は事後の性能分析によって判明しているのであって,SLASサービスのユーザがリアルタイムに測位精度を把握する手段は存在しない。ユーザにとっては,所定の測位精度が得られているのか否かが不明であり,SLASサービスを利用しにくい原因となっている。
【0046】
SLASサービスの場合は複数の基準局による補正情報が得られることから,非特許文献1~3の手法により,複数の基準局の補正情報を補間して用いることで,基準局から離れた場所のユーザ局においても有効なディファレンシャル補正を行うことができる場合がある。しかしながら,非特許文献1~3のいずれにおいても,補正情報を適用した結果として得られる測位精度について,何らかの情報が提供されるものではない。従って,これらの技術内容は本発明の課題を解決するものではない。
【0047】
以上の通り,DGPSにおいては,リアルタイムに測位精度を把握する手段が存在しなかった。本発明の課題は,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【0048】
DGPSでは一般に基準局から離れるに従い補正情報による補正の効果が小さくなるのであるが,対流圏伝搬遅延量については簡単な対流圏伝搬遅延モデルにより十分な精度で推定できるから,各々の航法衛星に関する補正値のうちの対流圏伝搬遅延に起因する補正量を,任意の受信機位置における補正量に修正することが可能である。また,航法衛星の位置誤差に起因する補正量については,精密軌道暦([0041]の超速報暦)を利用すれば十分な精度で推定できるから,受信機位置からの視線方向成分として,任意の受信機位置における補正量に修正することが可能である。基準局との間の距離が例えば500キロメートル程度の水準であったとしても,航法衛星までの距離は2万キロメートル以上あるから,この修正をしなくても大きな問題にはならない。なお,航法衛星の時計誤差については,場所によらず一定の距離誤差になるので,こうした修正は不要である。
【0049】
従って,本発明の課題は,残る誤差要因,すなわち主に電離圏伝搬遅延に起因するものである。電離圏伝搬遅延量は,航法衛星が送信した測位信号が受信機に到達するまでの経路上における電離圏大気の密度分布の積分が距離の測定誤差としてあらわれるのであって,測位信号が通過する経路上の電離圏大気の密度分布が問題となる。一般にこの分布は不規則であって,予測も難しいことから,DGPSにおいても補正しきれない誤差要因となっているのである。
【0050】
2局のDGPS基準局がある場合を考える。第一の基準局による距離の測定値に,第二の基準局が生成した補正情報を適用して位置を求めると,測位誤差を含む計算結果が得られ,この計算結果と当該第一の基準局のあらかじめ知られた位置との差として,第一の基準局における測位誤差を知ることができる。
【0051】
この際に,第二の基準局が生成した補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値については,そのうちの航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について,[0048]に述べたように第一の基準局の位置に対応するような修正が可能であるから,この修正を施したうえで第一の基準局の位置の計算に用いることにすると,その計算結果に含まれる測位誤差を抑制することができる。
【0052】
ただし,第一の基準局と第二の基準局の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると,電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,大きな測位誤差を生じることになる。すなわち,この測位誤差は2局の基準局の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映する。従って,2局の基準局の間あるいはその周辺地域にあるユーザ局が2局のいずれかの補正情報を利用する場合においては,この測位誤差をもって,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようにすることが,本発明により課題を解決する第一の方法である。
【0053】
2局の基準局を利用可能な場合は上述の通りであるが,多数の基準局がある場合にも同様の考え方を適用できる。すなわち,複数の基準局のうちの特定の基準局を対象として,その他の基準局との間で[0050]~[0052]に述べた測位誤差を求めたならば,その最大値を,それらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が当該特定の基準局の補正情報を利用した場合の測位精度の指標として利用できる。
【0054】
第一の方法では,第一の基準局による距離の測定値に,第二の基準局が生成した補正情報を適用した場合の測位誤差を求め,あるいは,特定の基準局による距離の測定値に,その他の基準局が生成した補正情報を適用した場合の測位誤差を求め,その最大値をもって測位精度の指標としてユーザ局に提供するものであったが,この順序を入れ替えて,第二の基準局による距離の測定値に,第一の基準局が生成した補正情報を適用した場合の測位誤差を求め,あるいは,特定の基準局以外の基準局による距離の測定値に,特定の基準局が生成した補正情報を適用した場合の測位誤差を求め,その最大値をもって測位精度の指標としてユーザ局に提供することとしてもよい。これは,本発明により課題を解決する第二の方法である。
【0055】
再び2局のDGPS基準局がある場合を考える。[0011]~[0032]に説明した通り,各基準局が生成した補正情報は,任意の受信機位置において,補正情報に含まれる複数の航法衛星の距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,位置の補正量に変換できる。このことを用いると,第二の基準局が生成した補正情報を,第一の基準局の位置における位置の補正量に変換できる。この結果と,第一の基準局が生成した補正情報を第一の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを求める。
【0056】
この際に,第二の基準局が生成した補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値については,そのうちの航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について,[0048]に述べたように第一の基準局の位置に対応するような修正が可能であるから,この修正を施したうえで第一の基準局の位置における位置の補正量への変換に用いることにすると,2つの位置の補正量の差の大きさを抑制することができる。
【0057】
ただし,第一の基準局と第二の基準局の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると,電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,位置の補正量の差は大きくなる。この補正量の差は,[0052]と同様に2局の基準局の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映し,2局の基準局の間あるいはその周辺地域にあるユーザ局が2局のいずれかの補正情報を利用する場合の,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようにすることが,本発明により課題を解決する第三の方法である。
【0058】
2局の基準局を利用可能な場合は上述の通りであるが,多数の基準局がある場合にも同様の考え方を適用できる。すなわち,複数の基準局のうちの特定の基準局を対象として,その他の基準局との間で[0055]~[0057]に述べた位置の補正量の差を求めたならば,その最大値を,それらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が当該特定の基準局の補正情報を利用した場合の測位精度の指標として利用できる。
【0059】
いま一度2局のDGPS基準局がある場合を考える。[0011]~[0036]に説明した通り,各基準局が生成した補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値は,任意の受信機位置において,補正情報に含まれる複数の航法衛星の距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに,位置の補正量にそれぞれ変換できる。このことを用いると,第二の基準局が生成した補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を,第一の基準局の位置における位置の補正量に変換できる。この結果と,第一の基準局が生成した補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を第一の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との,対応する航法衛星ごとの差の大きさを求める。
【0060】
この際に,第二の基準局が生成した補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値については,そのうちの航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について,[0048]に述べたように第一の基準局の位置に対応するような修正が可能であるから,この修正を施したうえで第一の基準局の位置における位置の補正量への変換に用いることにすると,2つの位置の補正量の差の大きさは,[0057]に述べたのと同様の性質を有する。
【0061】
この位置の補正量の差の大きさは,各々の航法衛星について求められる。その最大値を測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようにすることが,本発明により課題を解決する第四の方法である。
【0062】
2局の基準局を利用可能な場合は上述の通りであるが,多数の基準局がある場合にも同様の考え方を適用できる。すなわち,複数の基準局のうちの特定の基準局を対象として,その他の基準局との間で[0059]~[0061]に述べた位置の補正量の差を求めたならば,その最大値を,それらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が当該特定の基準局の補正情報を利用した場合の測位精度の指標として利用できる。
【0063】
なお,上述の4つの方法を比較すると,第一の方法では,第一の基準局あるいは特定の基準局による距離の測定値が必要であり,また,第二の方法では,第二の基準局あるいは特定の基準局以外の基準局による距離の測定値が必要であるのに対して,第三及び第四の方法ではこれが不要である。また,第一の方法では,第一の基準局あるいは特定の基準局の位置,第二の方法では,第二の基準局あるいは特定の基準局以外の基準局の位置があらかじめ正確に知られていることが必要であるのに対して,第三及び第四の方法では,第一の基準局あるいは特定の基準局の位置は必要であるが,それほど正確ではなくてもよい点に相違がある。この理由は,第三及び第四の方法において,補正情報を位置の補正量に変換する際に,受信機位置とする地点の位置精度がそれほど高くなくても位置の補正量は大きく変わらないからである。
【0064】
第一の方法において,第一の基準局あるいは特定の基準局のあらかじめ知られた位置に代えて,第一の基準局あるいは特定の基準局が生成した補正情報を,第一の基準局あるいは特定の基準局による距離の測定値に適用して得た位置の計算結果を用いることで, 第一の基準局あるいは特定の基準局についてあらかじめ知る位置の精度を第三及び第四の方法で必要な程度に緩和することができる。ただし,この場合であっても,第一の方法においては,依然として第一の基準局あるいは特定の基準局による距離の測定値が必要である。こうした事情は,第二の方法においても同様である。
【0065】
また,航法衛星の位置誤差については,[0048]に述べた通り大きな問題ではないことが多く,[0051],[0056],[0060]の補正情報の修正においては省略してよい。
【0066】
請求項1に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0067】
請求項2に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0068】
請求項3に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0069】
請求項4に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局による距離の測定値に適用して前記特定の基準局の位置を求め,この結果と,前記特定の基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0070】
請求項5に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局は,前記特定の基準局から前記補正情報を得て,これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0071】
請求項6に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局は,前記特定の基準局から前記補正情報を得て,これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0072】
請求項7に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局から前記補正情報を得て,これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0073】
請求項8に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局から前記補正情報を得て,これに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局以外の前記基準局の各々の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を対応する基準局の各々による距離の測定値に適用してこれらの基準局の位置を求め,この結果と,それらの基準局のあらかじめ知られた位置との差の大きさを,それらの基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0074】
請求項9に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0075】
請求項10に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0076】
請求項11に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0077】
請求項12に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,任意の受信機位置における位置の補正量に変換できるところ,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0078】
請求項13に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0079】
請求項14に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,前記情報提供局は,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0080】
請求項15に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0081】
請求項16に係る発明は,測位信号を送信する複数の航法衛星と,前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と,地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し,これを,当該複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から,対応する航法衛星ごとに差し引いて得られる補正値を,当該複数の航法衛星についてまとめて補正情報として前記ユーザ局に提供する複数の基準局と,前記複数の基準局のうちの特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標を前記ユーザ局に提供する情報提供局を備える衛星航法システムにおいて,前記補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値は,当該補正情報に含まれる複数の航法衛星に関する距離の変化分と受信機位置の変化分の対応関係を介して,各々の航法衛星ごとに任意の受信機位置における位置の補正量にそれぞれ変換できるところ,前記情報提供局にて動作し,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々から前記補正情報を得て,これらに含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について前記特定の基準局の位置に対応するよう修正を施したうえで,この修正された各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,この結果と,前記特定の基準局から得た前記補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を前記特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果との差の大きさを,各々の航法衛星ごとに,前記特定の基準局以外の前記基準局の各々について求め,その最大値をもって前記特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標として前記ユーザ局に提供することを特徴とする,衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【0082】
請求項17に係る発明は,請求項1,2,5,6,9,10,13,14のいずれかに記載の発明において,情報提供局は,ユーザ局に内蔵されていることを特徴とする衛星航法システムにおける測位精度の指示方法である。
【0083】
請求項18に係る発明は,請求項3,4,7,8,11,12,15,16のいずれかに記載の発明において,情報提供局は,ユーザ局に内蔵されていることを特徴とする衛星航法システムにおける測位精度を指示するプログラムである。
【発明の効果】
【0084】
請求項1~18に係る発明は,上記のように構成したので,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになる。従前はユーザがリアルタイムに測位精度を把握する手段が存在しなかった。
【図面の簡単な説明】
【0085】
【
図1】この発明の実施例を示すもので,この発明の衛星航法システムにおける測位精度の指示方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0086】
以下,本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例1】
【0087】
この発明の第一の実施例を,
図1に基づいて詳細に説明する。なお,
図1には基準局を2局しか表示していないが,これは例示であり,3局以上の基準局による構成も可能である。この実施例は,請求項1~4の発明に対応する。
【0088】
図1において,航法衛星1(1x,1y・・・)は,それぞれ測位信号を送信する。
【0089】
航法衛星1(1x,1y・・・)が送信した測位信号は,電離圏2を通過する。
【0090】
基準局3(3a,3b・・・)は,航法衛星1(1x,1y・・・)が送信した測位信号を受信して,各々の航法衛星からの距離を測定する。
【0091】
基準局3(3a,3b・・・)が受信する測位信号は,航法衛星1(1x,1y・・・)が送信したのち,経路31(31a,31b・・・),経路32(32a,32b・・・),及び経路33(33a,33b・・・)を通過して基準局に到達する。経路31(31a,31b・・・)は電離圏到達前の部分,経路32(32a,32b・・・)は電離圏通過中の部分,経路33(33a,33b・・・)は電離圏通過後の部分である。
【0092】
ユーザ局4は,航法衛星1(1x,1y・・・)が送信した測位信号を受信して,各々の航法衛星からの距離を測定する。
【0093】
ユーザ局4が受信する測位信号は,航法衛星1(1x,1y・・・)が送信したのち,経路41,経路42,及び経路43を通過してユーザ局に到達する。経路41は電離圏到達前の部分,経路42は電離圏通過中の部分,経路43は電離圏通過後の部分である。
【0094】
情報提供局5は,基準局3(3a,3b・・・)から補正情報を得る。これは,基準局3aについては,経路31a,経路32a,及び経路33aの長さの和,また基準局3bについては,経路31b,経路32b,及び経路33bの長さの和の,航法衛星の軌道情報から計算される本来あるべき距離から実際に測定された値を差し引いたものである。
【0095】
情報提供局5は,基準局3b,3c・・・から得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差に起因する補正量について基準局3aの位置に対応するよう修正を施す。すなわち,補正値には経路31b,31c・・・に対応する航法衛星の位置誤差に起因する補正量が含まれるところを,経路31aに対応するよう修正する。航法衛星の位置誤差は精密軌道暦([0041]の超速報暦)を利用すれば十分な精度で推定できるから,基準局3b,3c・・・の位置における補正量を基準局3aの位置における補正量に修正することが可能である。なお,航法衛星の位置誤差については,[0048]に述べた通り大きな問題ではないことが多く,この修正は省略してもよい。
【0096】
情報提供局5は,基準局3b,3c・・・から得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について基準局3aの位置に対応するよう修正を施す。すなわち,補正値には経路33b,33c・・・に対応する対流圏伝搬遅延に起因する補正量が含まれるところを,経路33aに対応するよう修正する。対流圏伝搬遅延量については簡単な対流圏伝搬遅延モデルにより十分な精度で推定できるから,基準局3b,3c・・・の位置における補正量を基準局3aの位置における補正量に修正することが可能である。
【0097】
情報提供局5は,修正された補正情報を基準局3aによる距離の測定値に適用して基準局3aの位置を求め,この結果と基準局3aのあらかじめ知られた位置との差の大きさを求める。この差の大きさは,基準局3b,3c・・・について求められる。
【0098】
情報提供局5は,この差の大きさの最大値をもって,基準局3aを利用した場合の測位精度の指標としてユーザ局4に提供する。この際は,最大値そのものを提供してもよいが,ユーザ局が使いやすいように数段階に指標化しても差支えない。
【0099】
次に,作用動作について説明する。
【0100】
情報提供局5は,基準局3b,3c・・・から得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について基準局3aの位置に対応するよう修正を施しているから,情報提供局がこの修正された補正情報を基準局3aによる距離の測定値に適用して求めた基準局3aの位置と,基準局3aのあらかじめ知られた位置は,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがない限り,ほぼ一致するはずである。すなわち,測位誤差は小さい。
【0101】
一方,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると, 基準局3b,3c・・・から得た補正情報について電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,大きな測位誤差を生じることになる。すなわち,この測位誤差は基準局3aと基準局3b,3c・・・の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映する。従って,これらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が基準局3aの補正情報を利用する場合においては,この測位誤差の最大値をもって,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになる。
【0102】
数式により上述の説明を確認する。航法衛星iと基準局kについて,航法メッセージによる衛星位置をベクトルB(i),正しい衛星位置をベクトルP(i),基準局位置をベクトルR(k)とすると,補正値ΔR(i,k)は次式であらわされる。補正値ΔR(i,k)はスカラ量であり,「|・|」はベクトルの大きさを意味する。
【0103】
(数11)
ΔR(i,k)=|B(i)-R(k)|-|P(i)-R(k)|
【0104】
距離の測定誤差の要因別に考えると,航法衛星の位置誤差をベクトルE(i),電離圏伝搬遅延量をI(i,k),対流圏伝搬遅延量をT(i,k)と表示したとき,補正値ΔR(i,k)は次式によってもあらわされる。電離圏伝搬遅延量I(i,k)と対流圏伝搬遅延量T(i,k)はスカラ量である。
【0105】
(数12)
ΔR(i,k)=E(i)・(B(i)-R(k))-I(i,k)-T(i,k)
【0106】
航法衛星の位置誤差については,E(i)=B(i)-P(i)の関係があるから,精密軌道暦があればこれを知ることができる。従って,基準局jの補正値ΔR(i,j)を基準局kの位置における補正値に修正するための,航法衛星の位置誤差に起因する補正量の修正分を次式のように書ける。
【0107】
(数13)
-E(i)・(B(i)-R(j))+E(i)・(B(i)-R(k))
【0108】
また,対流圏伝搬遅延量は簡単なモデルで推定できることが知られているから,基準局jの補正値ΔR(i,j)を基準局kの位置における補正値に修正するための,対流圏伝搬遅延に起因する補正量の修正分を次式のように書ける。
【0109】
(数14)
+T(i,j)-T(i,k)
【0110】
両者をあわせれば,基準局jの補正値ΔR(i,j)を基準局kの位置における補正値に修正するには次式を用いることができる。
【0111】
(数15)
ΔR(i,k)
~ΔR(i,j)
-E(i)・(B(i)-R(j))+E(i)・(B(i)-R(k))
+T(i,j)-T(i,k)
=E(i)・(B(i)-R(k))-I(i,j)-T(i,k)
【0112】
すなわち,基準局3b,3c・・・(記号jが対応する)から得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量を,基準局3a(記号kが対応する)の位置に対応するよう修正することができるが,電離圏伝搬遅延量についてはこの修正がされず,基準局3b,3c・・・における遅延量が残ることになる。
【実施例2】
【0113】
この発明の第二の実施例を,
図1に基づいて詳細に説明する。なお,
図1には基準局を2局しか表示していないが,これは例示であり,3局以上の基準局による構成も可能である。この実施例は,請求項5~8の発明に対応する。
【0114】
実施例1の[0088]~[0096]の説明は,本実施例についても同様である。
【0115】
情報提供局5は,基準局3aから得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差に起因する補正量について基準局3b,3c・・・の位置に対応するよう修正を施す。すなわち,補正値には経路31aに対応する航法衛星の位置誤差に起因する補正量が含まれるところを,経路31b,31c・・・に対応するよう修正する。航法衛星の位置誤差は精密軌道暦([0041]の超速報暦)を利用すれば十分な精度で推定できるから,基準局3aの位置における補正量を基準局3b,3c・・・の位置における補正量に修正することが可能である。
【0116】
情報提供局5は,基準局3aから得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,対流圏伝搬遅延に起因する補正量について基準局3aの位置に対応するよう修正を施す。すなわち,補正値には経路33aに対応する対流圏伝搬遅延に起因する補正量が含まれるところを,経路33b,33c・・・に対応するよう修正する。対流圏伝搬遅延量については簡単な対流圏伝搬遅延モデルにより十分な精度で推定できるから,基準局3aの位置における補正量を基準局3b,3c・・・の位置における補正量に修正することが可能である。
【0117】
情報提供局5は,修正された補正情報を基準局3b,3c・・による距離の測定値に適用して基準局3b,3c・・・の位置を求め,この結果と基準局3b,3c・・・のあらかじめ知られた位置との差の大きさを求める。この差の大きさは,基準局3b,3c・・・について求められる。
【0118】
情報提供局5は,この差の大きさの最大値をもって,基準局3aを利用した場合の測位精度の指標としてユーザ局4に提供する。この際は,最大値そのものを提供してもよいが,ユーザ局が使いやすいように数段階に指標化しても差支えない。
【0119】
次に,作用動作について説明する。
【0120】
情報提供局5は,基準局3aから得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について,航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について基準局3b,3c・・・の位置に対応するよう修正を施しているから,情報提供局がこの修正された補正情報を基準局3b,3c・・・による距離の測定値に適用して求めた基準局3b,3c・・・の位置と,基準局3b,3c・・・のあらかじめ知られた位置は,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがない限り,ほぼ一致するはずである。すなわち,測位誤差は小さい。
【0121】
一方,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると, 基準局3aから得た補正情報について電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,大きな測位誤差を生じることになる。すなわち,この測位誤差は基準局3aと基準局3b,3c・・・の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映する。従って,これらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が基準局3aの補正情報を利用する場合においては,この測位誤差の最大値をもって,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになる。
【実施例3】
【0122】
この発明の第三の実施例を,
図1に基づいて詳細に説明する。なお,
図1には基準局を2局しか表示していないが,これは例示であり,3局以上の基準局による構成も可能である。この実施例は,請求項9~12の発明に対応する。
【0123】
実施例1の[0088]~[0096]の説明は,本実施例についても同様である。
【0124】
情報提供局5は,修正された補正情報を基準局3aの位置において位置の補正量に変換し,この結果と,基準局3aから得た補正情報を基準局3aの位置において変換した位置の補正量との,差の大きさを求める。この差の大きさは,基準局3b,3c・・・について求められる。
【0125】
情報提供局5は,この差の大きさの最大値をもって,基準局3aを利用した場合の測位精度の指標としてユーザ局4に提供する。この際は,最大値そのものを提供してもよいが,ユーザ局が使いやすいように数段階に指標化しても差支えない。
【0126】
次に,作用動作について説明する。
【0127】
情報提供局5は,基準局3b,3c・・・から得た補正情報について,補正情報に含まれる航法衛星の位置誤差及び対流圏伝搬遅延に起因する補正量について基準局3aの位置に対応するよう修正を施しているから,情報提供局がこの修正された補正情報を基準局3aの位置における位置の補正量に変換した結果と,基準局3aから得た補正情報を基準局3aの位置において変換した位置の補正量は,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがない限り,ほぼ一致するはずである。すなわち,これらの差は小さい。
【0128】
一方,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると, 基準局3b,3c・・・から得た補正情報について電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,位置の補正量の差は大きくなる。すなわち,位置の補正量の差は基準局3aと基準局3b,3c・・・の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映する。従って,これらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が基準局3aの補正情報を利用する場合においては,この位置の補正量の差の最大値をもって,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになる。
【実施例4】
【0129】
この発明の第四の実施例を,
図1に基づいて詳細に説明する。なお,
図1には基準局を2局しか表示していないが,これは例示であり,3局以上の基準局による構成も可能である。この実施例は,請求項13~16の発明に対応する。
【0130】
実施例1の[0088]~[0096]の説明は,本実施例についても同様である。
【0131】
情報提供局5は,修正された補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値を,基準局3aの位置における位置の補正量にそれぞれ変換し,この結果と,基準局3aから得た補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を基準局3aの位置における位置の補正量に変換した結果との,対応する航法衛星ごとの差の大きさを求める。この差の大きさは,各々の航法衛星ごとに,基準局3b,3c・・・について求められる。
【0132】
情報提供局5は,この差の大きさの最大値をもって,基準局3aを利用した場合の測位精度の指標としてユーザ局4に提供する。この際は,最大値そのものを提供してもよいが,ユーザ局が使いやすいように数段階に指標化しても差支えない。
【0133】
次に,作用動作について説明する。
【0134】
情報提供局5は,基準局3b,3c・・・から得た補正情報に含まれる各々の航法衛星の補正値について基準局3aの位置に対応するよう修正を施しているから,情報提供局がこの修正された各々の航法衛星の補正値を基準局3aの位置における位置の補正量にそれぞれ変換した結果と,基準局3aから得た補正情報のうちの各々の航法衛星の補正値を基準局3aの位置における位置の補正量に変換した結果は,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがない限り,対応する航法衛星ごとにほぼ一致するはずである。すなわち,これらの差は小さい。
【0135】
一方,基準局3aと基準局3b,3c・・・の間で電離圏伝搬遅延量に違いがあると, 基準局3b,3c・・・から得た補正情報について電離圏伝搬遅延量に関する修正はされていないから,位置の補正量の差は大きくなる。すなわち,位置の補正量の差は基準局3aと基準局3b,3c・・・の間における電離圏伝搬遅延量の違いを反映する。従って,これらの基準局を囲む領域とその周辺地域にあるユーザ局が基準局3aの補正情報を利用する場合においては,この位置の補正量の差の最大値をもって,DGPSでも補正しきれない測位誤差の最大の水準とみなすことができる。これを測位精度の指標としてユーザ局に提供することで,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになる。
【実施例5】
【0136】
実施例1~4では情報提供局5はユーザ局4とは別個に設置されているが,情報提供局の機能はユーザ局にあっても実行し得るから,ユーザ局が情報提供局の機能を内蔵する構成も可能である。この実施例は,請求項17及び請求項18の発明に対応する。
【0137】
実施例1~4を比較すると,実施例1では,基準局3aによる距離の測定値が必要であり,実施例2では,基準局3b,3c・・・による距離の測定値が必要であるのに対して,実施例3及び実施例4ではこれが不要である。また,実施例1では基準局3aの位置,実施例2では基準局3b,3c・・・の位置があらかじめ正確に知られていることが必要であるのに対して,実施例3及び実施例4でも基準局3aの位置は必要であるが,それほど正確ではなくてもよい点に相違がある。このことは,[0063]の説明に対応する。
【0138】
従って,サービス提供側に情報提供局5を設けてユーザ局4に対してDGPSの測位精度を知らせる場合は,実施例1~4のいずれかにもとづく情報提供局5を設ければよい。一方,ユーザ局4に情報提供局5の機能を内蔵させる本実施例の構成とする場合は,基準局による距離の測定値が一般には不明であり,また[0039]の通り通常は基準局の正確な位置は与えられない状況になるから,実施例3又は実施例4にもとづく情報提供局をユーザ局に内蔵することになる。
【0139】
次に,作用動作について説明する。
【0140】
ユーザ局4に情報提供局5の機能を内蔵させることにより,情報提供局はユーザ局の動作状態を知ることができるから,利用可能な基準局のうち,ユーザ局が利用しようとする基準局のみを対象として本発明を適用してDGPSの測位精度を知ることができる。これにより,ユーザ局が利用しない基準局の影響を受けることなく,ユーザ局にとって合理的な測位精度に関する情報を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【0141】
ディファレンシャルGPS(DGPS)においては,ユーザ局にとってはリアルタイムに測位精度を把握する手段が存在せず,所定の測位精度が得られているのか否かが不明であった。この発明の衛星航法システムにおける測位精度の指示方法により,DGPSにおいて,ユーザがリアルタイムに測位精度を把握できるようになるから,所定の測位精度を逸脱する場合にユーザがそれと知ることができ,もってユーザの安全確保及びDGPSの利便性向上に資する。
【符号の説明】
【0142】
1(1x,1y・・・) 航法衛星
2 電離圏
3(3a,3b・・・) 基準局
31(31a,31b・・・) 基準局が受信する測位信号の経路の電離圏到達前の部分
32(32a,32b・・・) 基準局が受信する測位信号の経路の電離圏通過中の部分
33(33a,33b・・・) 基準局が受信する測位信号の経路の電離圏通過後の部分
4 ユーザ局
41 ユーザ局が受信する測位信号の経路の電離圏到達前の部分
42 ユーザ局が受信する測位信号の経路の電離圏通過中の部分
43 ユーザ局が受信する測位信号の経路の電離圏通過後の部分
5 情報提供局
【要約】
【課題】 ディファレンシャルGPS(DGPS)において,ユーザが測位精度を把握できるようにする。
【解決手段】 米国によるGPSや日本の準天頂衛星システムを含む衛星航法システムにおいて,基準局を設置して測位誤差の補正を行うディファレンシャルGPS(DGPS)を構成する場合に,複数の基準局から補正情報を得たうえで,特定の基準局の位置においてそれ以外の基準局の各々の補正情報を適用したDGPS測位を行った結果の測位誤差の最大値をもって,若しくは,特定の基準局以外の基準局の位置において特定の基準局の補正情報を適用したDGPS測位を行った結果の測位誤差の最大値をもって,又は,複数の基準局の各々の補正情報を特定の基準局の位置における位置の補正量に変換した結果の差の最大値をもって,当該特定の基準局を利用した場合の測位精度の指標としてユーザ局に提供する。
【選択図】
図1