(57)【要約】【課題】ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情報を速やかに得る。【解決手段】測位装置１３は、測位用衛星５とアンテナ２間の擬似距離を測定する擬似距離測定部１３ａと、擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部１３ｂと、電離層遅延量に基づき擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離補正部１３ｃとを備える。電離層遅延量演算部１３ｂは、測位用衛星５とアンテナ２間の分割数の上限を設定し、同分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数ｓＴＥＣを決定し、決定された総電子数ｓＴＥＣに基づき、電離層遅延量を演算する。【選択図】図４
2012128126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
装置であって、
前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定部と、
前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算部と、
前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
補正部と、
を備え、
前記電離層遅延量演算部は、
前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
測位装置。
【請求項２】
前記電離層遅延量演算部は、
所定の閾値Ｔｈを設定し、
前記分割数を２ｎとした場合、前記分割数２ｎに応じた総電子数をｓＴＥＣＮとし、前
記分割数２ｎ−１に応じた総電子数をｓＴＥＣＮ−１としたとき、
｜ｓＴＥＣＮ−ｓＴＥＣＮ−１｜＜Ｔｈ
を満たす場合、前記総電子数を前記ｓＴＥＣＮ−１に決定する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記電離層遅延量演算部は、
前記｜ｓＴＥＣＮ−ｓＴＥＣＮ−１｜＜Ｔｈを満たすまで、前記分割数を増加させて前
記積分を繰り返し行う、
請求項２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記電離層遅延量演算部は、
前記電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の上限を設定する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項５】
前記電離層遅延量演算部は、
測位の条件に応じて前記分割数の上限を設定する、
請求項１又は４に記載の測位装置。
【請求項６】
前記電離層遅延量演算部は、
前記電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の下限を設定し、
測位の条件に応じて前記分割数の下限を設定する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項７】
前記分割数の上限は、２３である、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項８】
更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルを所定の条件に応じてまと
めることにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理部を備え、
前記電離層遅延量演算部は更に、
前記処理済ＣＣＩＲファイルに基づき前記電離層遅延量を演算する、
請求項１に記載の測位装置。
【請求項９】
更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルのビット数を削減すること
により処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理部を備え、
前記電離層遅延量演算部は更に、
前記処理済ＣＣＩＲファイルに基づき前記電離層遅延量を演算する、
請求項１又は８に記載の測位装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の測位装置と、
前記測位用衛星からの信号を受信するアンテナと、
を備える、ＧＮＳＳ受信機。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＧＮＳＳ受信機、
を備える、情報端末機器。
【請求項１２】
測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
方法であって、
前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定ステップと、
前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、
前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
補正ステップと、
を備え、
前記電離層遅延量演算ステップにおいては
前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
測位方法。
【請求項１３】
測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位
方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記方法は、
前記測位用衛星と前記アンテナ間の擬似距離を測定する擬似距離測定ステップと、
前記擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延量演算ステップと、
前記電離層遅延量に基づき前記擬似距離を補正することにより測位演算を行う擬似距離
補正ステップと、
を備え、
前記電離層遅延量演算ステップにおいては
前記測位用衛星と前記アンテナ間の分割数の上限を設定し、
前記分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、
前記決定された総電子数に基づき、前記電離層遅延量を演算する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮｅＱｕｉｃｋ等の電離層モデルを用いて電離層遅延量を演算し、測位を行
う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波が電離層を通過するとき、電波の速度は、電子密度に比例し、電波の周波数の二乗
に反比例する量だけ遅くなる（電離層遅延）。この電離層による電離層遅延量Ｄｉｏｎｏ
［ｍ］は、次の数式１により導かれる。【０００３】
【数１】
2012128126.tif 000003
【０００４】
ここで、ｆは電波の周波数、ＴＥＣ（Total Electron Content）は受信機と衛星とを結
ぶ視線上にある自由電子の総数（総電子量）であり、単位はＴＥＣＵ（TEC unit）である
。なお、１ＴＥＣＵは、視線に沿った底面積１ｍ２あたり１０１６個の電子が含まれるこ
とを意味する。【０００５】
従来、この電離層遅延量による誤差を補正するため、Ｋｌｏｂｕｃｈａｒモデル、ＩＲ
Ｉ（International Reference onosphere）、Ｂｅｎｔモデル、電離層のＥ，Ｆ１，Ｆ２
層に基づいて電子密度を計算するＤＧＲの概念等の電離層モデルを用いることが提案され
ている。【０００６】
特に、民生ベースのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems）として、欧州
によって開発され近々運用が予定されているガリレオ測位衛星システムにおいては、電離
層モデルとして、ＩＴＵ−Ｒにより推奨されているＮｅＱｕｉｃｋモデルが使用される。【０００７】
ＮｅＱｕｉｃｋモデルは、電離層のうちエピスタイン層（Ｅ，Ｆ１，Ｆ２層）の形態に
基づき、所定の月、地理緯度及び経度、高さ及びユニバーサルタイムにおける電子密度を
積分して表したものである（非特許文献１を参照）。【０００８】
図８は、ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデルの一例を示す。ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデル
は、高さ［ｋｍ］に対する電子密度の分布特性が示す。同電離層モデルによれば、Ｅ層、
Ｆ１層及びＦ２層を上下に分割し、Ｆ２層のピークより下をボトムサイド、Ｆ２層のピー
クより上をトップサイドとする。また、ＮｅＱｕｉｃｋにおいて使用される主な変数は、
図９Ａに示し、ＮｅＱｕｉｃｋで用いられる主なパラメータ及び単位は、図９Ｂに示す。
ＮｅＱｕｉｃｋモデルは、これらの変数及びパラメータを用いて作成される。なお、計算
の詳細は、非特許文献１のＡＰＰＥＮＮＤＩＸ  Ａ．２やＡ．３に示す通りである。【０００９】
このＮｅＱｕｉｃｋモデルを用いて、最終的には、電波経路に沿ったｓＴＥＣ（Slant 
TEC）を得る。なお、ｓＴＥＣは、衛星の仰角変化に伴って視線ベクトルが貫通する電離
層の厚さが変化するときの斜めに視線が貫く場合のＴＥＣである。【００１０】
なお、ＮｅＱｕｉｃｋモデルにより提供されるＴＥＣは、月平均の値であり、この月平
均の値は、ＣＣＩＲファイルとして受信機側に配布される。受信機側においては、ＣＣＩ
Ｒファイルやその他のパラメータを用いて、日単位の電離層遅延量を演算する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Bidaine, “Ionosphere Crossing of GALILEO Signals”, Master thesis, Belgium, University of Liege, 26-June-2006, P120
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＧＮＳＳ受信機においてＮｅＱｕｉｃｋ等を利用して電離層遅延量を計算する場合、電
子密度を求める計算量が膨大になるため、算出結果を得るまでに相当な時間がかかるとい
う問題があった。その結果、測位自体に時間がかかることになる。【００１３】
そこで、本発明は、ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情
報を速やかに得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一つの観点によれば、測位用衛星からＧＮＳＳ受信
機のアンテナにより受信した信号に基づき測位を行う測位装置であって、擬似距離測定部
と、電離層遅延量演算部と、擬似距離補正部とを備える測位装置が提供される。擬似距離
測定部は、測位用衛星とアンテナ間の擬似距離を測定する。電離層遅延量演算部は、擬似
距離に含まれる電離層遅延量を演算する。擬似距離補正部は、電離層遅延量に基づき擬似
距離を補正することにより測位演算を行う。更に電離層遅延量演算部は、測位用衛星とア
ンテナ間の分割数の上限を設定し、分割数の上限以下の範囲で積分を行うことにより総電
子数を決定し、その決定された総電子数に基づき、電離層遅延量を演算する。【００１５】
ここでは、電離層遅延量演算部による電離層遅延量の時間計算量が大幅に削減されるこ
とにより、位置情報を速やかに得ることができる。【００１６】
更に、電離層遅延量演算部は、所定の閾値Ｔｈを設定し、上記分割数を２ｎとした場合
、同分割数２ｎに応じた総電子数をｓＴＥＣＮとし、分割数２ｎ−１に応じた総電子数を
ｓＴＥＣＮ−１としたとき、
｜ｓＴＥＣＮ−ｓＴＥＣＮ−１｜＜Ｔｈ
を満たす場合、前記総電子数を前記ｓＴＥＣＮ−１に決定するようにしてもよい。【００１７】
この場合、電離層遅延量演算部は、｜ｓＴＥＣＮ−ｓＴＥＣＮ−１｜＜Ｔｈを満たすま
で、上記分割数を増加させて積分を繰り返し行ってもよい。【００１８】
また、電離層遅延量演算部は、電離層遅延量を演算する毎に前記分割数の上限を設定し
てもよい。【００１９】
電離層遅延量演算部は更に、測位の条件に応じて前記分割数の上限を設定してもよい。
なお、測位の条件とは、例えば、受信位置、測位の時期、太陽活動、時間等を含む。【００２０】
また、電離層遅延量演算部は、電離層遅延量を演算する毎に上記分割数の下限を設定し
、測位の条件に応じて上記分割数の下限を設定してもよい。【００２１】
更に、上記分割数の上限は、２３としてもよい。【００２２】
上記測位装置は更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルを所定の条
件に応じてまとめることにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理
部を備え、電離層遅延量演算部は、処理済ＣＣＩＲファイルに基づき電離層遅延量を演算
してもよい。【００２３】
或いは、上記測位装置は更に、異なる月にそれぞれ対応する複数のＣＣＩＲファイルの
ビット数を削減することにより処理済ＣＣＩＲファイルを作成するＣＣＩＲファイル処理
部を備え、電離層遅延量演算部は、処理済ＣＣＩＲファイルに基づき電離層遅延量を演算
してもよい。【００２４】
なお、ＣＣＩＲファイルは、地球磁場における位置（position）、季節（season）、太
陽活動（solar activity）、時間（time-of-day）等の、電離層を形成する一般的な変動
因子の値を月毎（１月から１２月）にまとめたファイルである。【００２５】
本発明の別の観点によれば、上記測位装置と、測位用衛星からの信号を受信するアンテ
ナとを備えるＧＮＳＳ受信機が提供される。【００２６】
本発明の更に別の観点によれば、上記ＧＮＳＳ受信機を備える情報端末機器が提供され
る。【００２７】
本発明の更に別の観点によれば、測位用衛星からＧＮＳＳ受信機のアンテナにより受信
した信号に基づき測位を行う測位方法であって、測位用衛星とアンテナ間の擬似距離を測
定する擬似距離測定ステップと、擬似距離に含まれる電離層遅延量を演算する電離層遅延
量演算ステップと、電離層遅延量に基づき擬似距離を補正することにより測位演算を行う
擬似距離補正ステップとを備える測位方法が提供される。この場合、電離層遅延量演算ス
テップにおいては、測位用衛星とアンテナ間の分割数の上限を設定し、同分割数の上限以
下の範囲で積分を行うことにより総電子数を決定し、その決定された総電子数に基づき、
電離層遅延量を演算する。【００２８】
本発明の更に別の観点によれば、上記測位方法をコンピュータに実行させるプログラム
が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ＧＮＳＳ受信機における電離層遅延量の計算を迅速に行い、位置情報
を速やかに得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係るＧＮＳＳ受信機の概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係るＧＮＳＳ受信機の動作を示すフローチャートである。
【図３】受信機と衛星間の状態を示す概念図である。
【図４】実施形態１に係る電離層遅延量の演算処理を示すフローチャートである。
【図５】実施形態２に係るＧＮＳＳ受信機の概略構成を示すブロック図である。
【図６】実施形態２における複数ファイルの容量削減処理を説明するための図である。
【図７】実施形態２に係る電離層遅延量の演算処理を示すフローチャートである。
【図８】ＮｅＱｕｉｃｋの電離層モデルの例を示す図である。
【図９Ａ】ＮｅＱｕｉｃｋにおいて使用される主な変数を示す。
【図９Ｂ】ＮｅＱｕｉｃｋで用いられる主なパラメータ及び単位を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜１．実施形態１＞
実施形態１においては、ガリレオ衛星からのＬ１波の信号を受信し（１周波受信）、受
信機１の測位を行うＧＮＳＳ受信機において、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ、Ｎ
ｅＱｕｉｃｋ電離層モデルを用いた総電子量（ｓＴＥＣ）を算出し、電離層遅延量を計算
する。本実施形態においては、電離層遅延量の演算の際の時間計算量を適度な範囲で削減
することにより、電離層遅延量の演算速度を速める。
＜１．１  受信機の構成＞
図１は、本実施形態に係る受信機１の概略構成を示す。
【００３２】
受信機１は、アンテナ２と、Ｌ１受信部１１と、データ処理部１２と、出力部１４と、
入力部１５と、メモリ１６とを備える。
【００３３】
アンテナ２は、衛星５（図３）から送出される高周波信号（Ｌ１波の信号）を受信する
。
【００３４】
Ｌ１受信部１１は、アンテナ２からの高周波信号を中間周波数にダウン・コンバートし
たり、アナログ信号をデジタル信号に変換して、次のデータ処理部１２で処理できるよう
な信号フォーマットに変換したりする。
【００３５】
データ処理部１２は、Ｌ１受信部１１よりデータ信号とクロック信号を入力し、データ
信号をデコードしたり、受信機１の位置の測位を行う。データ処理部１２は、測位演算部
（測位装置）１３を含む。
【００３６】
測位演算部１３は、擬似距離測定部１３ａと、電離層遅延量演算部１３ｂと、擬似処理
補正部１３ｃとを含む。
【００３７】
擬似距離測定部１３ａは、衛星５から送られたデータの時刻と受信機１が受信した同デ
ータの受信時刻との時間差から擬似距離を測定する。
【００３８】
電離層遅延量演算部１３ｂは、後述するように、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ
、予め格納されたＣＣＩＲファイルや各種パラメータに基づいて電離層遅延量を算出する
。なお、ＣＣＩＲファイルについては、実施形態２において詳細に説明する。
【００３９】
擬似距離補正部１３ｃは、電離層遅延量演算部１３ｂにより算出された電離層遅延量に
よって擬似距離を補正し、測位演算を行う。なお、擬似距離補正部１３ｃでは、電離層遅
延量以外の誤差（例えば、対流圏遅延や時計誤差分等）に関しても擬似距離を補正するが
、ここでは説明を省略する。
【００４０】
出力部１４は、表示装置を含み、測位結果により得られた受信機１の位置情報の出力や
表示を行う。
【００４１】
入力部１５は、タッチパネルやプッシュボタン等ユーザの操作により情報の入力を受け
付ける。
【００４２】
メモリ１６は、ＲＡＭやＲＯＭ等からなり、各種データやＮｅＱｕｉｃｋを含む各プロ
グラムを格納する。なお、メモリ１６の数は限定されず、内部メモリ又は外部メモリ、或
いはその双方のいずれの形態であってもよい。
【００４３】
本実施形態においては、例えば、測位演算部１３、データ処理部１２及びＬ１受信部１
１は１チップの集積回路として構成してもよいし、別々のチップで構成してもよい。また
、受信機１の構成も、単一の装置又は複数の装置のいずれによって構成されていてもよい
。
＜１．２  受信機の動作＞
図２は、本実施形態に係る受信機１の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
Ｓ１０１：受信機１のアンテナ２は、衛星より信号を受信し、同信号は、Ｌ１受信部１
１により所定のデータ信号に変換される。
【００４５】
Ｓ１０２：測位演算部１３の擬似距離測定部１３ａにより、衛星から送られたデータの
時刻と受信機１が受信した同データの受信時刻との時間差から擬似距離を測定する。
【００４６】
Ｓ１０３：電離層遅延量演算部１３ｂにより、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させ、
後述するように電離層遅延量を演算する。
【００４７】
Ｓ１０４：擬似距離補正部１３ｃにより、電離層遅延量に応じて擬似距離を補正する。
【００４８】
Ｓ１０５：擬似距離を補正して測位演算を行い、その結果を出力部１４により出力・表
示する。
＜１．３  電離層遅延量の演算処理＞
以下において、本実施形態に係る電離層遅延量演算部１３ｂによる電離層遅延量の演算
処理について詳細に説明する。
【００４９】
従来、ＮｅＱｕｉｃｋモデルを用いた演算を行った場合、かなりの時間がかかっていた
。これは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムによって計算される、衛星５とアンテナ間の視線方
向の総電子数（ｓＴＥＣ）を求める際の積分に原因であった。
【００５０】
この積分は、図３に示すように、２点間（衛星測位の場合は衛星-アンテナ間）を２３
〜２９に分割し、それぞれの電子密度を足し合わせることにより行われる。よって総電子
数を正しく推定するためには、２点間を細かく分割する必要がある。しかし、ガリレオ衛
星で用いられるＬ１波（１５７５．４２ＭＨｚ）に対する電離層遅延量は、電子密度１Ｔ
ＥＣＵあたりで約１６ｃｍである。このことから、本願発明者は、積分演算において分割
数が細かくなくても、十分許容し得る誤差の範囲で電離層遅延量を推定できると考えた。
＜１．３．１  条件の設定＞
本実施形態では，次の表１に示した条件の下、電離層遅延量の演算を行った。ここでは
、仰角約６度で東方向に位置する衛星を想定している．また，電離層遅延量が大きくなる
黒点数と時刻を設定した。
【００５１】
【表１】
2012128126.tif 000004
【００５２】
＜１．３．２  演算結果＞
次の表２は、従来のＮｅＱｕｉｃｋプログラムによって計算した電離層遅延量（Origin
al）に対して、本実施形態によって積分演算の分割数の上限が設定されている場合の電離
層遅延量（Reduced）と、双方の電離層遅延量の丸め誤差（Delta）とを示している。
【００５３】
【表２】
2012128126.tif 000005
【００５４】
なお、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムによれば、分割数２ｎ−１によって算出された総電子
数と、分割数２ｎによって算出された総電子数との差が、所定の閾値Ｔｈ未満となった場
合、分割数を２ｎ−１に決定して電離層遅延量の計算を行う。上記表では、最終的に決定
された分割数２ｎ−１によって算出された電離層遅延量は７１．０３７ｍとなっている。
【００５５】
表２は、条件を太陽活動が活発で、昼間の低仰角衛星を想定しため、かなり大きな電離
層遅延量が発生している。しかし、分割数が８(＝２３)であっても、本実施形態による電
離層遅延量は、従来のＮｅＱｕｉｃｋにプログラムよる計算に比して、１ｍ以内の誤差し
かない。従って、分割数は“８”として電離層遅延量を求めても十分な測定制度が確保で
きることが分かる。一方、分割数の上限を設けることにより、時間計算量を削減できる。
＜１．３．３  演算処理の内容＞
図４は、本実施形態による電離層遅延量演算部１３ｂによる演算処理（図２のステップ
１０３）の内容を示すフローチャートである。上述の通り、電離層遅延量の演算には、受
信機１においてＮｅＱｕｉｃｋプログラムを実行させ、ＮｅＱｕｉｃｋモデルに基づいて
電離層遅延量を演算する。
【００５６】
なお、フローチャートにおいて、ｎは、衛星―アンテナの２点間における総電子数ｓＴ
ＥＣを積分演算するに際して、同２点間の分割数２ｎの指数ｎである。
【００５７】
Ｓ１０３１：ｎ＝２とする。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数の下限を２２
としている。なお、この分割数の下限は電離層遅延量演算部１３ｂにより予め設定されて
いるものとする。
【００５８】
Ｓ１０３２：ｎ＜４かどうかを判断する。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数
の上限を２３としている。従って、ｎ＜４を満たさなければ、Ｓ１０３６ステップに進ん
で電離層遅延量を決定し、ｎ＜４を満たせば、Ｓ１０３３に進んで積分を継続する。
【００５９】
なお、この分割数の上限は電離層遅延量演算部１３ｂにより予め設定されているものと
する。
【００６０】
Ｓ１０３３：分割数２ｎの場合の、衛星―アンテナの２点間における総電子数ｓＴＥＣ
Ｎを積分する。
【００６１】
Ｓ１０３４：ステップＳ１０３３において算出した総電子数ｓＴＥＣＮを、メモリに格
納する。なお、ｓＴＥＣＮは、衛星―アンテナの２点間の分割数を２ｎとして場合の総電
子数である。
【００６２】
Ｓ１０３５：総電子数ｓＴＥＣＮと総電子数ｓＴＥＣＮ−１（メモリに格納された、分
割数２ｎ−１のときの総電子数）との差分（絶対値）が、所定の閾値Ｔｈ未満かどうかを
判断する。ここで、所定の閾値Ｔｈとは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムにおいて予め設定さ
れている閾値であって、分割数に因る電離層遅延量の誤差が無視できる程度に十分に小さ
い値に設定されている（例えば、前の値ｓＴＥＣＮ−１の１０００分の１）。
【００６３】
Ｓ１０３６：ステップＳ１０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ未満
であると判断された場合、又はステップＳ１０３２において分割数が２３を超えたと判断
された場合、総電子数をｓＴＥＣＮ−１と決定し、電離層遅延量を演算し（数式１）、結
果を擬似距離補正部１３ｃに出力する。
【００６４】
Ｓ１０３７：ステップＳ１０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ以上
であると判断された場合、ｎをインクリメントしてステップＳ１０３２に戻る。以降、ス
テップＳ１０３２において分割数が２３以下であると判断された場合、ステップＳ１０３
５の条件を満たすまで、分割数を増加させて積分を繰り返し行う（ステップＳ１０３３〜
１０３４）。
【００６５】
なお、上記電離層遅延部１３ｂによる処理の内容は一例であり、各処理の順序や設定は
上記に限定されるものではない。例えば、分割数２ｎは上限を２３とせず、条件に応じて
増減させてもよい。また、ｎの初期値も２に限定されない、例えば、３としてもよい（つ
まり、積分値は１回しか求めない）。
＜１．４  実施形態１の効果＞       
上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させた受信機１は、測位演
算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂにより総電子数を積分するとき、衛星−アンテナの
２点間の分割数の上限を設けている。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂによる電離
層遅延量の時間計算量は大幅に削減される。この結果、測位演算部１３による測位演算が
速くなり、位置情報を速やかに得ることができる。
＜１．５  実施形態１の変形例＞
上記説明においては、衛星−アンテナの２点間において総電子数を積分するときの分割
数の上限及び／又は下限は予め設定されていたが、本実施形態はこれに限定されない。
【００６６】
分割数の上限及び／又は下限は、電離層遅延量演算時に逐次設定することもできる。
【００６７】
この場合、図４の処理毎に、電離層遅延量演算部１３ｂが分割数の上限及び／又は下限
を決定する。
【００６８】
更に、分割数の上限及び／又は下限は、衛星毎、遅延量の絶対値毎、受信位置、測位の
時期、太陽活動、時間等の測位の条件に応じて複数設定されてもよい。また予め複数の分
割数の上限及び／又は下限を格納しておき、同様の条件のときに対応する分割数を選択し
て、電離層遅延量を計算するようにしてもよい。
＜１．６  実施形態１の評価＞       
以下、いくつかの条件の下、本実施形態により電離層遅延量の演算を行った場合の推定
誤差を評価する。
＜１．６．１  条件＞
次の表３は、設定した条件を示す。テスト１とテスト２は真南に位置する衛星とし、そ
れぞれ高仰角と低仰角の２パターンを設定し、それぞれ昼間と夜間双方の推定誤差を算出
した。また、テスト３とテスト４は東方向に位置する衛星とし、高仰角と低仰角の２パタ
ーンを設定し、同様にそれぞれ昼間と夜間双方の推定誤差を算出した。
【００６９】
Ｒ１２（月毎の太陽黒点数）は１９３１−２００１年の観測値の最小、平均、最大値の
３パターンを設定した。
【００７０】
【表３】
2012128126.tif 000006
【００７１】
＜１．６．２  推定誤差＞
表４は、各Ｒ１２における推定誤差を示す。なお、Ｒ１２の値によって電離層遅延量の
絶対値が異なると考えられ、推定誤差もＲ１２によって変わる傾向がある。Ｒ１２を「２
０１．３」と設定した場合が最も誤差が大きかったものの，最大で約１ｍ、1シグマで約
０．２ｍと推定できた。
【００７２】
【表４】
2012128126.tif 000007
【００７３】
以上の結果から、実施形態１によって電離層遅延量の時間計算量を削減させても、推定
される電離層遅延量の誤差は、いかなる条件下においても許容範囲内に収まることがわか
る。
＜２．実施形態２＞
実施形態２においては、ＧＮＳＳ受信機は、電離層遅延量の演算の際の空間計算量を適
度な範囲で削減する。
＜２．１  受信機の構成＞
図５は、本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機１´の構成を示す。ＧＮＳＳ受信機１´の構
成は、次の点において実施形態１（図１）と異なる。
【００７４】
・測位演算部１３がＣＣＩＲファイル処理部１３ｄを備えること
・ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄにより容量の削減処理がなされたＣＣＩＲファイル（
以下、処理済ＣＣＩＲファイルと呼ぶ）を備えること
・電離層遅延量演算部１３ｂ´が処理済ＣＣＩＲファイルに基づいて電離層遅延量の演
算を行うこと
その他の構成は、実施形態１（図１）と同様である。図１と同一の構成については同一
の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７５】
ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、予めメモリ１６等に格納されたＣＣＩＲファイル（
処理前のＣＣＩＲファイル）について、後述するように容量の削減処理を行うことにより
、処理済ＣＣＩＲファイルを作成する。
【００７６】
ＣＣＩＲファイル（又は、ＣＣＩＲマップ）は、地球磁場における位置（position）、
季節（season）、太陽活動（solar activity）、時間（time-of-day）等の、電離層を形
成する一般的な変動因子の値を月毎（１月から１２月）にまとめたファイルである。
【００７７】
なお、詳細な説明は省略したが、上記実施形態１においても所定のＣＣＩＲファイル（
処理されていない）が予め格納されており、同ＣＣＩＲファイルを参照して総電子数ｓＴ
ＥＣを算出し電離層遅延量を演算する。
＜２．２  受信機の動作＞
本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機１´は、処理済ＣＣＩＲファイルを用いて電離層遅延
量の演算処理を行うことを除いては、実施形態１（図２）と同様に動作する。
＜２．３  電離層遅延量の演算処理＞
以下において、本実施形態に係る電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の演
算処理について詳細に説明する。
【００７８】
ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、電離層遅延量の演算に用いられるＣＣＩＲファイル
の容量を次のようにして削減する。
＜２．３．１  各ファイルの容量削減処理＞
従来、ＣＣＩＲファイルにおいては、１つの値は３２ｂｉｔで表現されており、１ファ
イル（一月分）あたり、約１１．４ｂｙｔｅ(３２ｂｉｔ ×２８５８)が必要となる。し
かし、本願発明者は、ＣＣＩＲファイルの各値を、半分の１６ｂｉｔで表現しても、結果
的に電離層遅延量に対する大きな影響はないものと考えた。そこで、ＣＣＩＲファイルの
各値を、整数部がオーバーフローしないように１６ｂｉｔで表現した。ＣＣＩＲファイル
の各値のビット数を３２ｂｉｔから１６ｂｉｔに削減することにより、空間計算量を約半
分に削減した。
【００７９】
次の表５は、ＣＣＩＲファイルの各値を１６ｂｉｔで表現した場合の電離層遅延量の丸
め誤差を示す。なお、表５においては、各値を３２ｂｉｔで表現した従来のＣＣＩＲファ
イルに基づいて計算した電離層遅延量（Original）と、各値を１６ｂｉｔで表現したＣＣ
ＩＲファイルに基づいて計算した電離層遅延量（Reduced）と、双方の電離層遅延量の丸
め誤差（Delta）を示している。
【００８０】
【表５】
2012128126.tif 000008
【００８１】
各月において大きな電離層遅延量を示しているものの、OriginalのＣＣＩＲファイルを
用いる場合とReducedのＣＣＩＲファイル（処理済ＣＣＩＲファイル）を用いる場合とは
、２ｍ以内の丸め誤差であった。よって、ＣＣＩＲファイルの各値を１６ｂｉｔによって
表現しても、算出される電離層遅延量には大きな影響はないことが実証された。
＜２．３．２  ファイル数の削減処理＞
上記の通り、ＣＣＩＲファイルは月単位のデータであり、全部で１２ファイル存在する
。上記のように各値を１６ｂｉｔにして削減し半分の容量になったとしても、依然６８．
６ｂｙｔｅ必要である。そこで、本願発明者は、更にこれらのファイルの容量を、電離層
遅延量に影響を与えない範囲で削減することを検討した。
【００８２】
具体的には、これら月毎のファイルを幾つかにまとめることにした。この場合、できる
だけ値の変化が小さい月の平均値をとり、それを１つのファイルにする。図６にそのまと
め方、つまりグルーピングのし方を示す。
【００８３】
図６に示すように、値の差が小さい、つまり値の差が所定値以下の異なる月のグループ
（１２，１，２）、（３，４）、（５）、（６，７，８）、（９）、（１０，１１）をま
とめ、グループ毎に各値の平均値をとって、一つのファイルとする。これにより、ファイ
ル数は１２から６に削減できる。
【００８４】
なお、本実施形態においては、各グループのＣＣＩＲファイルの値の平均値をとること
によりまとめているが、これに限られず、中央値、最頻値等の代表値をとることによりま
とめてもよい。
【００８５】
表６は、表５の各ＣＣＩＲファイルを上記のようにグルーピングした後（Reduced）、
各月の電離層遅延量を求めた結果である。グルーピングしたＣＣＩＲファイル（処理済Ｃ
ＣＩＲファイル）を用いることにより、測位結果に与える影響は小さいと考えられる。以
上の結果から、表６に示す処理済ＣＣＩＲファイルのデータ容量は、Original場合の概ね
１／４まで削減できたことになる。
【００８６】
【表６】
2012128126.tif 000009
【００８７】
以上のように、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄにより容量が削減された処理済ＣＣＩＲ
ファイルは、メモリ１６に格納される。
【００８８】
なお、上記説明においては、各ファイルの容量削減処理と、ファイル数の削減処理とを
双方を行うとしているが、いずれか一方のみのであってもメモリ空間を削減できる。
＜２．３．３  演算処理の内容＞
図７は、本実施形態による電離層遅延量の演算処理の内容を示す。本実施形態による電
離層遅延量演算部１３ｂ´は、実施形態１と同様に、電離層遅延量の計算にはＮｅＱｕｉ
ｃｋモデルを利用し、受信機１´においてＮｅＱｕｉｃｋプログラムを実行させて電離層
遅延量を演算する。
【００８９】
なお、フローチャートにおいて、ｎは、衛星―アンテナ間における総電子数ｓＴＥＣを
積分するに際して、同２点間の分割数２ｎの指数ｎである。
【００９０】
Ｓ２０３１：処理済ＣＣＩＲファイルをメモリ１６より読み出す。
【００９１】
Ｓ２０３２：ｎ＝２とする。ここでは、衛星―アンテナの２点間の分割数の下限を２２
としている。
【００９２】
Ｓ２０３３：読み出した処理済ＣＣＩＲファイルに基づき、分割数２ｎの場合の、衛星
―アンテナの２点間の総電子数ｓＴＥＣＮを積分する。
【００９３】
Ｓ２０３４：ステップＳ２０３３において算出した総電子数ｓＴＥＣＮを、メモリ１６
に格納する。なお、ｓＴＥＣＮは、衛星―アンテナの２点間の分割数を２ｎとした場合の
総電子数である。
【００９４】
Ｓ２０３５：総電子数ｓＴＥＣＮと総電子数ｓＴＥＣＮ−１（メモリに格納された、分
割数２ｎ−１のときの総電子数）との差分（絶対値）が、所定の閾値Ｔｈ未満かどうかを
判断する。ここで、所定の閾値Ｔｈとは、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムにおいて予め設定さ
れている閾値であって、分割数に因る電離層遅延量の誤差が無視できる程度に十分に小さ
い値に設定されている（例えば、前の値ｓＴＥＣＮ−１の１０００分の１）。
【００９５】
Ｓ２０３６：ステップＳ２０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ未満
であると判断された場合、総電子数をｓＴＥＣＮ−１と決定し、電離層遅延量を演算し（
数式１）、結果を擬似距離補正部１３ｃに出力する。
【００９６】
Ｓ２０３７：ステップＳ２０３５において分割数に因る総電子数の誤差が閾値Ｔｈ以上
であると判断された場合、ｎをインクリメントしてステップＳ２０３３に戻る。
【００９７】
なお、上記電離層遅延部１３ｂによる処理の内容は一例であり、各処理の順序や設定は
上記に限定されるものではない。例えば、ｎの初期値は２に限定されない、例えば、３と
してもよい。
＜２．４  実施形態２の効果＞
上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋのプログラムを起動させた受信機１´は、測
位演算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂ´により電離層遅延量を演算するとき、容量を
削減した処理済のＣＣＩＲファイルを用いる。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂに
よる電離層遅延量の演算のために必要なメモリ空間を削減することができ、受信機１´に
おける空間計算量は大幅に削減される。
＜２．５  実施形態２の変形例＞
上記説明においては、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄは、予めＣＣＩＲファイルに対す
るデータの削減処理を行い、処理済ＣＣＩＲファイルとしてメモリ１６に格納しておくと
したが、本実施形態はこれに限定されない。
【００９８】
ＣＣＩＲファイルに対する削減処理は、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延
量の計算時に逐次行うことができる。
【００９９】
この場合、図７の処理毎に、ＣＣＩＲファイル処理部１３ｄが上記各ファイルの容量削
減処理及びファイル数の削減処理の双方又は一方を行い、電離層遅延量演算部１３ｂ´は
作成された処理済ＣＣＩＲファイルに応じて電離層遅延量の演算を行う。
＜３．実施形態３＞
実施形態３においては、ＧＮＳＳ受信機は、上記実施形態１及び２の双方による電離層
遅延量の計算を行う。
＜３．１  受信機の構成＞
本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機の構成は、実施形態２（図５）と同様である。
＜３．２  受信機の動作＞
本実施形態に係るＧＮＳＳ受信機は、次に説明する電離層遅延量の演算処理の内容を除
いては、実施形態１（図２）と同様に動作する。
＜３．３  電離層遅延量の演算処理＞
本実施形態に係る電離層遅延量の演算処理においては、電離層遅延量演算部１３ｂ´は
、処理済ＣＣＩＲファイルを読み出す（実施形態２；図７のステップＳ２０３１）と共に
、衛星−アンテナの２点間の総電子数を積分するときの分割数に上限を設定して、電離層
遅延量を演算する（実施形態１；図４のステップＳ１０３１〜ステップＳ１０３７）。
【０１００】
なお、本実施形態においても、上記実施形態２の変形例と同様に、ＣＣＩＲファイル処
理部１３ｄは、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の計算時に逐次ＣＣＩＲ
ファイルに対する削減処理を行ってもよい。
＜３．４  実施形態３の効果＞
上記実施形態においては、ＮｅＱｕｉｃｋプログラムを起動させた受信機１´は、測位
演算部１３の電離層遅延量演算部１３ｂ´により総電子数を積分するとき、衛星−アンテ
ナの２点間の分割数の上限を設けており、更に容量を削減した処理済のＣＣＩＲファイル
を用いる。これにより、電離層遅延量演算部１３ｂ´による電離層遅延量の時間計算量及
び空間計算量は削減される。
＜３．５  実施形態３の評価＞
以下、いくつかの条件の下、本実施形態により電離層遅延量の演算を行った場合の推定
誤差を評価する。
＜３．５．１  条件＞
各条件におけるパラメータは、実施形態１（表３）と同様である。
＜３．５．２  推定誤差＞
表７は、各Ｒ１２における推定誤差を示す。なお、Ｒ１２の値によって電離層遅延量の
絶対値が異なると考えられ、推定誤差もＲ１２によって変わる傾向がある。Ｒ１２を「２
０１．３」を設定した場合が最も誤差が大きかったものの，最大で約７ｍ、1シグマで約
２．１ｍと推定できた。
【０１０１】
【表７】
2012128126.tif 000010
【０１０２】
以上の結果から、実施形態３によって電離層遅延量の時間計算量及び空間計算量を削減
した場合、推定される電離層遅延量の誤差は、実施形態１の時間計算量のみを削減した場
合よりも大きくなるが、許容範囲内に収まることがわかる。
＜４  その他実施形態＞
本発明の実施形態は、前述の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々の修正、変更及び組み合わせが可能である。また、前述の実施形態は、本質的に好まし
い例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図す
るものではない。
【０１０３】
例えば、上記実施形態においては、測位演算部１３やデータ処理部１２は集積回路とし
て説明したが、本発明は、プロセッサやメモリを用いた測位方法やコンピュータプログラ
ムとしても実施し得るものである。また、本発明は、上記集積回路を備えた情報端末機器
（移動端末機器を含む）としても実施し得るものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１            ＧＮＳＳ受信機
２            アンテナ
５            衛星
１１          Ｌ１受信部
１２          データ処理部
１３          測位演算部（測位装置）
１３ａ        擬似距離測定部
１３ｂ        電離層遅延量演算部
１３ｃ        擬似距離補正部
１３ｄ        ＣＣＩＲファイル処理部
１４          出力部
１５          入力部
１６          メモリ
１´          ＧＮＳＳ受信機
１３ｂ´      電離層遅延量演算部
【図１】
2012128126.tif 000011
【図２】
2012128126.tif 000012
【図３】
2012128126.tif 000013
【図４】
2012128126.tif 000014
【図５】
2012128126.tif 000015
【図６】
2012128126.tif 000016
【図７】
2012128126.tif 000017
【図８】
2012128126.tif 000018
【図９Ａ】
2012128126.tif 000019
【図９Ｂ】
2012128126.tif 000020
【国際調査報告】
2012128126.tif 000021
2012128126.tif 000022