(57)【要約】      （修正有）【課題】妨害波の影響下において、測位精度の低下を軽減することができる測位装置を得る。【解決手段】測位装置１において、第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された第１衛星情報と、第１アンテナ１００１より覆域の狭いアンテナである第２アンテナ１００２で受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得部２と、第１衛星情報に基づいて第１アンテナ１００１が妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部１０と、決定部１０で決定された衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算部５と、を備えた。【選択図】図１
2020201073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、前記第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得部と、
前記第１衛星情報に基づいて前記第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、前記第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部と、
前記決定部で決定された前記衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算部と、
を備えた測位装置。
【請求項２】
前記決定部は、前記第１アンテナが妨害波を受信していないと判定した場合に、前記第１衛星情報を測位計算に用いる前記衛星情報として決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記第１衛星情報には複数の衛星からの情報が含まれ、
前記決定部は、前記衛星ごとに前記第１衛星情報と前記第２衛星情報とを比較し、前記第１アンテナが妨害波を受信しているか判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記決定部は、前記第１衛星情報が示す値と、前記第２衛星情報が示す値との差が判定値より大きい場合に、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の測位装置。
【請求項５】
前記決定部は、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、前記第１衛星情報と、慣性航法装置から入力される情報に基づいて生成される第１予測情報とを比較し、妨害波の影響がない前記第１衛星情報を測位計算に用いる前記衛星情報として決定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の測位装置。
【請求項６】
前記決定部は、前記第１衛星情報が示す値と、前記第１予測情報が示す値との差が判定値以下の場合に、前記第１衛星情報を測位計算に用いる前記衛星情報として決定する
ことを特徴とする請求項５に記載の測位装置。
【請求項７】
前記決定部は、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、前記第１衛星情報と、過去の前記衛星情報に基づいて生成される第２予測情報とを比較し、妨害波の影響がない前記第１衛星情報を測位計算に用いる前記衛星情報として決定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の測位装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記第１衛星情報が示す値と、前記第２予測情報が示す値との差が判定値以下の場合に、前記第１衛星情報を測位計算に用いる前記衛星情報として決定する
ことを特徴する請求項７に記載の測位装置。
【請求項９】
第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、前記第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得工程と、
前記第１衛星情報に基づいて前記第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、前記第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定工程と、
前記決定工程で決定された前記衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算工程と、
を含む測位方法。
【請求項１０】
衛星から送信される電波を受信する第１アンテナと、
衛星から送信される電波を受信するアンテナであって、前記第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナと、
前記第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、前記第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得部と、前記第１衛星情報に基づいて前記第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、前記第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、前記第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部と、前記決定部で決定された前記衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算部と、を有する測位装置と、
を備えた測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星からの電波を受信して、測位を行う測位装置、測位方法及び測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体等の位置を測位するシステムとしてＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ／全球測位衛星システム）が知られている。ＧＮＳＳは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ））等の衛星測位システムの総称である。ＧＮＳＳは、ＧＮＳＳ衛星の位置を三角測量することで、アンテナの位置を計測する測位システムである。三角測量のためには、３つ以上のＧＮＳＳ衛星の位置と、擬似距離と呼ばれる個々のＧＮＳＳ衛星とアンテナ間の距離とが必要である。
測位計算に使用するＧＮＳＳ衛星の数が３つであれば、アンテナの３次元位置を計測することができるが、ＧＮＳＳ衛星の数が４つ以上になれば、さらに測位装置の内蔵時計をＧＮＳＳ衛星の持つ時間系に同期させることができる。
【０００３】
ＧＮＳＳ衛星の位置については、測位装置（ＧＮＳＳ受信機）がＧＮＳＳ衛星から放送される航法メッセージを受信すれば、その航法メッセージに含まれている軌道情報から時々刻々の位置を把握することができる。
一方、擬似距離については、ＧＮＳＳ衛星から放送された電波が地上に届く伝搬時間や搬送波位相から算出することができる。ただし、測位装置が伝搬時間を精度よく算出するには、測位装置の内蔵時計をＧＮＳＳ衛星の持つ時間系に同期させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、測位装置が算出する擬似距離には、様々な誤差が含まれ、例えば、電波が電離層や対流圏を通過する際に生じる伝搬遅延誤差や、建築物で反射された電波を受信して測位に用いてしまうマルチパス誤差が知られている。
【０００５】
伝搬遅延誤差の影響を軽減する手法としては、地上の基準局を用いて電離層・対流圏の通過時の伝搬遅延誤差を観測し、ＧＮＳＳ衛星等から伝搬遅延誤差の補正情報を送信する方法が知られている。
【０００６】
また、マルチパス誤差の影響を軽減する手法として、特許文献１には、ドップラーシフト周波数の測定値と予測値を比較することでマルチパス誤差の有無を検知し、マルチパス誤差が含まれる衛星からの電波を使用せずに測位計算を行う手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１１８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
擬似距離に誤差が生じる要因としては、上記した伝搬遅延やマルチパスだけではなく、意図的な妨害波によるものが存在する。
【０００９】
例えば、妨害波の一つであるジャミングは、悪意ある妨害者がノイズをアンテナに向けて送信することで、信号対雑音比を低下させるものであり、アンテナがジャミングの影響下にある場合、擬似距離誤差が大きくなり、測位精度が低下する。そして、特許文献１に記載されたような測位装置では妨害波の対策はなされておらず、補正情報により妨害波に起因する誤差を軽減することもできないため、測位精度の低下を招く恐れがあった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、妨害波の影響下において、測位精度の低下を軽減することができる測位装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る測位装置は、第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得部と、第１衛星情報に基づいて第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部と、決定部で決定された衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算部と、を備えた。
【００１２】
本発明に係る測位方法は、第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得工程と、第１衛星情報に基づいて第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定工程と、決定部で決定された衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算工程と、を含む。
【００１３】
本発明に係る測位システムは、第１アンテナと、第１アンテナより覆域の狭いアンテナである第２アンテナと、第１アンテナで受信した電波から生成された第１衛星情報と、第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得する衛星情報取得部と、第１衛星情報に基づいて第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部と、決定部で決定された衛星情報を用いて測位計算を行う測位計算部と、を有する測位装置と、を備えた。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る測位装置によれば、第１衛星情報に基づいて第１アンテナが妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナが妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する決定部を備えたので、第１アンテナが妨害波を受信している場合には、妨害波を受信していない第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報を測位計算に用いることにより、妨害波の影響下において、測位精度の低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における測位装置及び測位システムの構成を示す構成図である。
【図２】第１アンテナと妨害波の関係を示す説明図である。
【図３】第２アンテナと妨害波の関係を示す説明図である。
【図４】実施の形態１における衛星情報取得部の構成を示す構成図である。
【図５】実施の形態１における決定部の構成を示す構成図である。
【図６】実施の形態１における決定部のハードウェア構成を示す構成図である。
【図７】実施の形態１における測位装置により、測位を行う動作を示すフローチャートである。
【図８】候補情報選択処理を行う動作を示すフローチャートである。
【図９】候補情報選択処理を行う動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１
図１は、実施の形態１における測位装置１、及び測位システム１００の構成を示す構成図である。
図１において、測位システム１００は、測位装置１、第１アンテナ１００１、及び第２アンテナ１００２を備え、測位装置１は、衛星情報取得部２、決定部１０、及び測位計算部５を備える。
実施の形態１において、測位装置１は、第１アンテナ１００１及び第２アンテナ１００２と接続される。第１アンテナ１００１及び第２アンテナ１００２は、建物、柱等の静止物に設置されても良いが、実施の形態１においては、車両や船舶等の移動体に設置されるものとする。また、測位装置１も移動体に設置されるものとする。
【００１７】
第１アンテナ１００１は、従来のＧＮＳＳ受信機で用いられるアンテナと同様の覆域の広いアンテナであり、第２アンテナ１００２は、指向性を有し第１アンテナ１００１より覆域の狭いアンテナである。例えば、東京都区部での運用を想定する場合、第１アンテナ１００１は、全天の衛星から電波を受信できるように、０度以上の仰角を覆域とし、第２アンテナ１００２は、７０度以上の仰角を覆域としてもよい。東京都区部では、７０度以上の仰角で常に１基以上の準天頂衛星を捕捉することが可能である。すなわち、第２アンテナ１００２の覆域は、第１アンテナの覆域よりも狭く、かつ、少なくとも１基以上の準天頂衛星を補足することができる仰角とすることが望ましい。
【００１８】
図２は、第１アンテナ１００１と妨害波３０００の関係を示す説明図であり、図３は、第２アンテナ１００２と妨害波３０００の関係を示す説明図である。図２及び図３においては、航空機２０００から妨害波３０００が送信される場合を考える。
図２で図示されるように、第１アンテナ１００１のような覆域２００１の広いアンテナを用いると水平方向で遠く離れた位置、すなわち仰角が小さい位置を飛行する航空機２０００からの妨害波３０００を受信してしまう。すなわち、通常のＧＮＳＳ受信機のアンテナは、出来るだけ多くの衛星から電波を受信するために覆域が広く設計されているが、覆域が広いために、仰角の小さい位置を飛行する航空機からの妨害波を受信してしまう。
【００１９】
これに対して、図３で図示されるように、第１アンテナ１００１より覆域２００２の狭い第２アンテナ１００２では、仰角が大きい位置からの電波しか受信しないので、仰角の小さい位置を飛行する航空機２０００からの妨害波３０００は受信しない。
また、例えば、７０度以上の仰角から電波を受信するアンテナに対して、高度２０ｋｍを飛行し妨害波を送信する航空機を想定した場合、妨害波を受信させるためには、航空機は水平距離で約７．２ｋｍまでアンテナに接近する必要がある。しかしながら、そのような距離まで近づくと、航空機がアンテナの使用者に発見される可能性が高まるため、妨害波の送信者が航空機をそのような距離まで近づける可能性は低いと考えられる。
【００２０】
図４は、実施の形態１における衛星情報取得部２の構成を示す構成図である。
衛星情報取得部２は、アンテナで受信した電波から衛星情報を取得するものであり、実施の形態１においては、第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された第１衛星情報と、第２アンテナ１００２で受信した電波から生成された第２衛星情報とを取得するものである。また、衛星情報取得部２は、受信回路１３、衛星捕捉部１４、衛星情報生成部２０を有する。
本明細書において、衛星情報とは、衛星からの電波に基づいて生成された情報のことであり、擬似距離を示す擬似距離情報と、航法メッセージを示す航法情報と、衛星位置を示す衛星位置情報とを含む。さらに、航法情報は、アルマナックやエフェメリス等、衛星の軌道を示す軌道情報と、衛星時計の誤差の補正を行う補正値や電離層誤差等の補正を行う補正値を示す補正情報とを含む。実施の形態１において、衛星位置情報は、軌道情報から算出されるものである。
本明細書において、衛星情報と記載した場合には、上記のすべての情報を含んだ情報を指す場合と、衛星情報に含まれる各情報を指す場合との両方がある。また、測位計算に用いる衛星情報の候補である候補情報についても同様に、候補情報と記載した場合には、擬似距離情報と、軌道情報及び補正情報を含む航法情報と、衛星位置情報とをすべて含んだ情報を指す場合と、上記の各情報を指す場合との両方がある。
【００２１】
受信回路１３は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２から入力された電気信号を、衛星捕捉部１４と衛星情報生成部２０が信号処理を行うのに適した電気信号に変換するものである。具体的には、受信回路１３は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２から入力された電気信号を衛星捕捉部１４と衛星情報生成部２０が信号処理を行うのに適した周波数帯域の電気信号に変換する周波数変換を行い、周波数変換後の電気信号を衛星捕捉部１４と衛星情報生成部２０が信号処理を行うのに適した電圧まで増幅する。また、増幅後の電気信号は、Ａ／Ｄ変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、衛星捕捉部１４に出力される。
【００２２】
実施の形態１において、受信回路１３は、第１受信回路１３１と第２受信回路１３２を有する。第１受信回路１３１は第１アンテナ１００１から入力された電気信号に対して、上記の処理を行い、電気信号の変換を行うものであり、第２受信回路１３２は第２アンテナ１００２から入力された電気信号に対して、上記の処理を行い、電気信号の変換を行うものである。
【００２３】
衛星捕捉部１４は、受信回路１３から入力された電気信号と衛星捕捉部１４で発生させたレプリカ信号との相関を取ることにより、各衛星からの電波を識別する、すなわち、各衛星を捕捉するものである。衛星捕捉部１４は、衛星の識別を行うための複数のチャンネルを有しており、受信回路１３から入力された電気信号は、これらのチャンネルに分配される。チャンネル数は、最大可視衛星数に処理する周波数の数とＰＲＮ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ）コードの種類の数を掛け合わせた値で設計される。衛星捕捉部１４は、各チャンネルにおいて、各衛星のＰＲＮコードを有するレプリカ信号を発生させ、レプリカ信号と受信回路１３から入力された電気信号の相関を取ることにより、各衛星からの電波を識別し、衛星を捕捉する。すなわち、衛星捕捉部１４は、入力された電気信号の中から各衛星からの電気信号をそれぞれ抽出し、衛星毎に抽出された電気信号を衛星情報生成部２０に出力する。
【００２４】
実施の形態１において、衛星捕捉部１４は、第１衛星捕捉部１４１と第２衛星捕捉部１４２を有する。第１衛星捕捉部１４１は、第１受信回路１３１から入力された電気信号に対して、上記の処理を行い、衛星を捕捉するものであり、第２衛星捕捉部１４２は、第２受信回路１３２から入力された電気信号に対して、上記の処理を行い、衛星を捕捉するものである。また、第１衛星捕捉部１４１と第２衛星捕捉部１４２のそれぞれが、上記のチャンネル数を有する。
【００２５】
衛星情報生成部２０は、衛星捕捉部１４で捕捉した各衛星について、衛星情報を生成するものである。
実施の形態１において、衛星情報生成部２０は、第１生成部２１と第２生成部２２とを有する。
第１生成部２１は、第１衛星捕捉部１４１から入力された電気信号に基づいて衛星情報を生成するものであり、第２生成部２２は、第２衛星捕捉部１４２から入力された電気信号に基づいて衛星情報を生成するものである。
実施の形態１において、第１衛星情報とは、第１生成部２１で生成された衛星情報、すなわち第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された衛星情報であり、第２衛星情報とは、第２生成部２２で生成された衛星情報、すなわち第２アンテナ１００２で受信した電波から生成された衛星情報である。
【００２６】
第１生成部２１は、第１擬似距離情報生成部２１１と、第１航法情報生成部２１２と、第１衛星位置情報生成部２１３とを含む。
同様に、第２生成部２２は、第２擬似距離情報生成部２２１と、第２航法情報生成部２２２と、第２衛星位置情報生成部２２３とを含む。
【００２７】
第１擬似距離情報生成部２１１は、第１衛星捕捉部１４１から入力された電気信号に基づいて、衛星と第１アンテナ１００１との擬似距離を示す擬似距離情報を生成するものであり、第２擬似距離情報生成部２２１は、第２衛星捕捉部１４２から入力された電気信号に基づいて、衛星と第２アンテナ１００２との擬似距離を示す擬似距離情報を生成するものである。実施の形態１において、第１擬似距離情報生成部２１１で生成された擬似距離情報を第１擬似距離情報と呼び、第２擬似距離情報生成部２２１で生成された擬似距離情報を第２擬似距離情報と呼ぶ。上記の処理において、擬似距離は衛星からアンテナまでの電波の伝搬時間に基づき算出してもよいし、搬送波位相に基づき算出しても良い。
【００２８】
第１航法情報生成部２１２は、第１衛星捕捉部１４１から入力された電気信号に基づいて、航法メッセージを示す航法情報を生成するものであり、第２航法情報生成部２２２は、第２衛星捕捉部１４２から入力された電気信号に基づいて、航法メッセージを示す航法情報を生成するものである。
ここで、第１航法情報生成部２１２で生成された航法情報を第１航法情報と呼び、第２航法情報生成部２２２で生成された航法情報を第２航法情報と呼ぶ。また、第１航法情報に含まれる軌道情報と補正情報をそれぞれ第１軌道情報と第１補正情報と呼び、第２航法情報に含まれる軌道情報と補正情報をそれぞれ第２軌道情報と第２補正情報と呼ぶ。
第１航法情報生成部２１２は、第１航法情報のうち、衛星の軌道を示す第１軌道情報を第１衛星位置情報生成部２１３に送信し、補正値を示す第１補正情報を補正情報Ｉ２に含めて第１補正情報判定部３１２に送信する。同様に、第２航法情報生成部２２２は、第２航法情報のうち、第２軌道情報を第２衛星位置情報生成部２２３に送信し、第２補正情報を補正情報Ｉ２に含めて第１補正情報判定部３１２に送信する。
【００２９】
第１衛星位置情報生成部２１３は、第１航法情報生成部２１２から入力された第１軌道情報に基づいて、第１アンテナ１００１で電波を受信している各衛星の衛星位置を示す衛星位置情報を生成するものであり、第２衛星位置情報生成部２２３は、第２航法情報生成部２２２から入力された第２軌道情報に基づいて、第２アンテナ１００２で電波を受信している各衛星の衛星位置を示す衛星位置情報を生成するものである。
ここで、第１衛星位置情報生成部２１３で生成された衛星位置情報を第１衛星位置情報と呼び、第２衛星位置情報生成部２２３で生成された衛星位置情報を第２衛星位置情報と呼ぶ。
【００３０】
衛星情報取得部２は、第１擬似距離情報と第２擬似距離情報とを含む擬似距離情報Ｉ１と、第１補正情報と第２補正情報とを含む補正情報Ｉ２と、第１衛星位置情報と第２衛星位置情報とを含む衛星位置情報Ｉ３とを決定部１０に出力する。
【００３１】
図５は、実施の形態１における決定部１０の構成を示す構成図である。
決定部１０は、第１衛星情報に基づいて第１アンテナ１００１が妨害波を受信しているかを判定し、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定した場合に、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定するものである。また、実施の形態１において、決定部１０は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していないと判定した場合に、第１衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定する。
また、本明細書において、第２衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として決定するとは、第２衛星情報のみを測位計算に用いる衛星情報として決定することだけではなく、第２衛星情報に加えて他の情報を含めて測位計算に用いる衛星情報として決定することを含む。これは、後述する選択部３においても同様である。
実施の形態１において、決定部１０は、選択部３と衛星決定部４とを有する。
【００３２】
選択部３は、衛星情報取得部２が生成した衛星情報の中から測位計算に用いる候補を候補情報として選択し、第１アンテナが妨害波を受信している場合には第２衛星情報を候補情報として選択するものである。衛星情報には、複数の衛星からの情報が含まれる。実施の形態１において、選択部３は、第１選択部３１、第２選択部３２、第３選択部３３を有する。実施の形態１において、衛星情報取得部２が生成した衛星情報の中から測位計算に用いる候補を候補情報として選択する処理を候補情報選択処理と呼ぶ。また、衛星決定部４は、選択部３で候補情報として選択された衛星情報の中から測位計算に用いる衛星情報を決定するものである。
【００３３】
第１選択部３１は、衛星ごとに第１衛星情報と第２衛星情報とを比較し、第１アンテナが妨害波を受信しているか判定することにより、第１衛星情報と第２衛星情報とを含む衛星情報の中から候補情報を選択するものである。第１選択部３１は、第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合に、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定する。すなわち、第１選択部３１は、第１衛星情報が示す値と、第２衛星情報が示す値との差が判定値より大きい場合に、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定する。第１衛星情報と第２衛星情報に複数の情報が含まれる場合には、各情報が示す値ごとに判定値より大きいか否かを判定する。
【００３４】
本明細書において、第１衛星情報と第２衛星情報が一致するとは、第１衛星情報が示す値と第２衛星情報が示す値が完全に一致する場合だけでなく、第１衛星情報が示す値と第２衛星情報が示す値との差がある判定値以下である場合も含む。判定値とは、一致の判定の基準となる閾値のことである。また、本明細書において、ある値と別のある値との差とは、差の絶対値を指すものとする。
また、実施の形態１において、第１衛星情報と第２衛星情報が一致するとは、第１擬似距離情報と第２擬似距離情報が一致し、かつ、第１補正情報と第２補正情報が一致し、かつ、第１衛星位置情報と第２衛星位置情報が一致することを意味する。逆に、第１衛星情報と第２衛星情報が一致しないとは、第１擬似距離情報と第２擬似距離情報か、第１補正情報と第２補正情報か、第１衛星位置情報と第２衛星位置情報かのいずれかが一致しないことを意味する。
擬似距離情報が一致するかの判定は、例えば、各時刻における擬似距離の値の比較や、所定時間内の擬似距離の分布における中心値の比較、分布の分散の比較により実現できる。補正情報や衛星位置情報に関する一致の判定についても同様である。
【００３５】
第１選択部３１が行う処理を詳細に説明する。
第１選択部３１は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信しているすべての衛星について、第１衛星情報と第２衛星情報が一致する場合、第１アンテナ１００１は妨害波を受信していないと判定する。そして、第１選択部３１は、第１アンテナ１００１で電波を受信しているすべての衛星における第１衛星情報を候補情報として選択し、当該第１衛星情報を衛星決定部４に送信する。これは、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星における第１衛星情報と第２衛星情報が一致していれば、第１アンテナ１００１はジャミングを受けていないため、すべての衛星の第１衛星情報を測位計算に用いることができるという考えに基づくものである。
一方で、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信しているいずれかの衛星について、第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合には、第１選択部３１は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定する。そして、第１選択部３１は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星に関しては、第２衛星情報を候補情報として選択し、当該第２衛星情報を衛星決定部４に送信するとともに、第１アンテナ１００１のみで電波を受信している衛星に関しては、第１衛星情報を第２選択部３２に送信する。
これは、第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された第１衛星情報と、第２アンテナ１００２で受信した電波から生成された第２衛星情報が一致しない場合は、第１アンテナ１００１はジャミングを受けており、ジャミングを受けていない第２アンテナ１００２で受信した電波を測位に用いるべきであるという考えに基づくものである。
【００３６】
実施の形態１において、第１選択部３１は、第１擬似距離情報判定部３１１、第１補正情報判定部３１２、第１衛星位置情報判定部３１３を有する。
第１選択部３１が備える各判定部は、具体的には、以下の処理を行う。
【００３７】
第１擬似距離情報判定部３１１は、衛星情報取得部２から擬似距離情報Ｉ１を入力し、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している各衛星について、第１衛星情報が含む第１擬似距離情報が示す擬似距離と、第２衛星情報が含む第２擬似距離情報が示す擬似距離との差が第１判定値以下である場合、第１擬似距離情報と第２擬似距離情報は一致すると判定する。
第１判定値は、第１擬似距離情報判定部３１１が、第１擬似距離情報が示す擬似距離や第２擬似距離情報が示す擬似距離に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
【００３８】
第１補正情報判定部３１２は、衛星情報取得部２から補正情報Ｉ２を入力し、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している各衛星について、第１衛星情報が含む第１補正情報が示す補正値と、第２衛星情報が含む第２補正情報が示す補正値との差が第２判定値以下である場合、第１補正情報と第２補正情報は一致すると判定する。
第２判定値は、第１補正情報判定部３１２が、第１補正情報が示す補正値や第２補正情報が示す補正値に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
【００３９】
第１衛星位置情報判定部３１３は、衛星情報取得部２から衛星位置情報Ｉ３を入力し、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している各衛星について、第１衛星情報が含む第１衛星位置情報が示す衛星位置と、第２衛星情報が含む第２衛星位置情報が示す衛星位置との差が第３判定値以下である場合、第１衛星位置情報と第２衛星位置情報は一致すると判定する。
第３判定値は、第１衛星位置情報判定部３１３が、第１衛星位置情報が示す衛星位置や第２衛星位置情報が示す衛星位置に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
【００４０】
すべての衛星における第１衛星情報と第２衛星情報が一致すると判定された場合、すなわち、第１擬似距離情報判定部３１１が第１擬似距離情報と第２擬似距離情報が一致すると判定し、かつ、第１補正情報判定部３１２が第１補正情報と第２補正情報が一致すると判定し、かつ、第１衛星位置情報判定部３１３が第１衛星位置情報と第２衛星位置情報が一致すると判定した場合、各判定部は、すべての衛星における第１衛星情報を候補情報として選択し、衛星決定部４に送信する。一方で、第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない衛星がある場合には、各判定部は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星の第２衛星情報、すなわちすべての第２衛星情報を候補情報として選択し、衛星決定部４に送信するとともに、第１アンテナ１００１だけで電波を受信している衛星の第１衛星情報を第２選択部３２に出力する。
具体的には、第１擬似距離情報判定部３１１は、第１アンテナ１００１だけで電波を受信している衛星の第１擬似距離情報を第２選択部３２に出力し、第１補正情報判定部３１２は、第１アンテナ１００１だけで電波を受信している衛星の第１補正情報を第２選択部３２に出力し、第１衛星位置情報判定部３１３は、第１アンテナ１００１だけで電波を受信している衛星の第１衛星位置情報を第２選択部３２に出力する。
【００４１】
第２選択部３２は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定した場合に、第１衛星情報と、慣性航法装置１１から入力される情報に基づいて生成される第１予測情報とを比較し、妨害波の影響がない第１衛星情報を候補情報として選択するものである。妨害波の影響がない第１衛星情報とは、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していても、なお妨害波に起因する誤差が小さく測位に用いることができる衛星に関する第１衛星情報を意味する。
実施の形態１において、第２選択部３２は、第１衛星情報と第１予測情報が一致する場合に、第１衛星情報は、妨害波の影響がないと判定する。すなわち、第２選択部３２は、第１衛星情報が示す値と、第１予測情報が示す値との差が判定値以下の場合に、第１衛星情報を候補情報として選択する。
ここで、慣性航法装置１１は、ジャイロ等のセンサを備え、センサの計測情報により移動体の移動量及び移動量変化率を算出するものである。慣性航法装置１１が備えられた移動体は、第１アンテナ１００１及び第２アンテナ１００２が備えられた移動体と同一のものである。
実施の形態１における第２選択部３２は、慣性航法装置１１から入力される移動体の移動量や移動量変化率を示す情報に基づいて、第１擬似距離予測情報を含む第１予測情報を生成する。第１予測情報とは、衛星情報が取りうる値を予測した情報であり、第１擬似距離予測情報とは、擬似距離情報が取りうる値を予測した情報である。本明細書において、衛星情報が取りうる値を予測した情報を予測情報と呼ぶ。
【００４２】
第２選択部３２は、第１衛星情報が含む第１擬似距離情報が示す擬似距離と、第１予測情報が含む第１擬似距離予測情報が示す擬似距離との差が第４判定値以下である場合に、第１擬似距離情報と第１擬似距離予測情報は一致すると判定し、第１擬似距離情報を候補情報として選択する。また、第２選択部３２は、候補情報として選択された第１擬似距離情報と同じ衛星に関する第１補正情報と第１衛星位置情報を候補情報として選択する。
第４判定値は、第２選択部３２が、第１擬似距離情報が示す擬似距離や第１擬似距離予測情報が示す擬似距離に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
【００４３】
第２選択部３２は、候補情報として選択された第１衛星情報を衛星決定部４に出力するとともに、候補情報として選択されなかった第１衛星情報を第３選択部３３に出力する。具体的には、第２選択部３２は、候補情報として選択された第１擬似距離情報と第１補正情報と第１衛星位置情報とを衛星決定部４に出力するとともに、候補情報として選択されなかった第１擬似距離情報を第２擬似距離情報判定部３３１に出力し、候補情報として選択されなかった第１補正情報を第２補正情報判定部３３２に出力し、候補情報として選択されなかった第１衛星位置情報を第２衛星位置情報判定部３３３に出力する。
【００４４】
第３選択部３３は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定した場合に、第１衛星情報と、過去の衛星情報に基づいて生成される第２予測情報とを比較し、妨害波の影響がない第１衛星情報を候補情報として選択するものである。第３選択部３３は、第１衛星情報が示す値と、第２予測情報が示す値との差が判定値以下の場合に、第１衛星情報を候補情報として選択する。
実施の形態１において、第３選択部３３は、過去データ記憶部１２から入力される過去の衛星情報に基づいて、第２予測情報を生成する。第２予測情報とは、衛星情報が取りうる値を予測した情報であり、擬似距離が取りうる値を予測した第２擬似距離予測情報と、補正値が取りうる値を予測した第２補正予測情報と、衛星位置が取りうる値を予測した第２衛星位置予測情報とを含むものである。
実施の形態１において、第１補正予測情報と第１衛星位置予測情報は存在しないが、第２擬似距離予測情報と数字を揃えるために、それぞれ第２補正予測情報と第２衛星位置予測情報とした。また、第２選択部３２が生成する予測情報が第１予測情報であり、第３選択部３３が生成する予測情報が第２予測情報である。
【００４５】
過去データ記憶部１２は、過去の衛星情報を記憶するものである。実施の形態１においては、過去データ記憶部１２は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していない時間帯において、第１生成部２１が生成した衛星情報を記憶している。
【００４６】
実施の形態１において、第３選択部３３は、第２擬似距離情報判定部３３１、第２補正情報判定部３３２、第２衛星位置情報判定部３３３を備える。
【００４７】
第２擬似距離情報判定部３３１は、第１衛星情報が含む第１擬似距離情報が示す擬似距離と、第２予測情報が含む第２擬似距離予測情報が示す擬似距離との差が第５判定値以下である場合に、第１擬似距離情報と第２擬似距離予測情報が一致すると判定し、第１擬似距離情報を候補情報として選択する。
第５判定値は、第２擬似距離情報判定部３３１が、第１擬似距離情報が示す擬似距離や第２擬似距離予測情報が示す擬似距離に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
また、第２擬似距離情報判定部３３１は、候補情報として選択された第１擬似距離情報を衛星決定部４に出力するとともに、候補情報として選択されなかった第１擬似距離情報を破棄する。
【００４８】
第２補正情報判定部３３２は、第１衛星情報が含む第１補正情報が示す補正値と、第２予測情報が含む第２補正予測情報が示す補正値との差が第６判定値以下である場合に、第１補正情報と第２補正予測情報が一致すると判定し、第１補正情報を候補情報として選択する。
第６判定値は、第２補正情報判定部３３２が、第１補正情報が示す補正値や第２補正予測情報が示す補正値に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
また、第２補正情報判定部３３２は、候補情報として選択された第１補正情報を衛星決定部４に出力するとともに、候補情報として選択されなかった第１補正情報を破棄する。
【００４９】
第２衛星位置情報判定部３３３は、第１衛星情報が含む第１衛星位置情報が示す衛星位置と、第２予測情報が含む第２衛星位置予測情報が示す衛星位置との差が第７判定値以下である場合に、第１衛星情報を測位計算に用いる衛星情報として選択する。
第７判定値は、第２衛星位置情報判定部３３３が、第１衛星位置情報が示す衛星位置や第２衛星位置予測情報が示す衛星位置に基づいて生成するようにしてもよいし、ユーザーが予め設定するようにしてもよい。
また、第２衛星位置情報判定部３３３は、候補情報として選択された第１衛星位置情報を衛星決定部４に出力するとともに、候補情報として選択されなかった第１衛星位置情報を破棄する。
【００５０】
衛星決定部４は、入力された候補情報から測位計算に用いる衛星情報を決定する、すなわち測位に用いる衛星を決定するものである。
具体的には、衛星決定部４は、ある衛星について、擬似距離情報と補正情報と衛星位置情報が候補情報としてすべて入力されている場合、その衛星の衛星情報を測位計算に用いると決定する。ある衛星について、擬似距離情報と補正情報と衛星位置情報のいずれかが候補情報として入力されておらず欠けている場合には、その衛星の衛星情報は測位計算に用いずに破棄する。
【００５１】
測位計算部５は、決定部１０で測位計算に用いると決定された衛星情報を用いて測位計算を行うものである。実施の形態１における測位計算部５は、決定部１０で測位計算に用いると決定された衛星の数が４基以上の場合、測位計算を開始し、測位計算に用いると決定された衛星の数が４基未満の場合、動作を終了する。
また、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の設置位置のずれによる誤差が含まれると考えられるので、予め測定した第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の距離に応じて、測位計算を行う前に衛星情報を補正するようにしてもよい。
【００５２】
決定部１０の各機能は、コンピュータにより実現される。図６は、決定部１０を実現するコンピュータのハードウェア構成の例を示す構成図である。
図６に示したハードウェアには、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の処理装置１００００と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）やハードディスク等の記憶装置１０００１と、入力インターフェース部１０００２が備えられている。また、処理装置１００００と記憶装置１０００１は、電気信号ケーブルにより接続され、同様に、処理装置１００００と入力インターフェース部１０００２は、電気信号ケーブルにより接続される。
【００５３】
図１に示す、決定部１０は、記憶装置１０００１に記憶されたプログラムが処理装置１００００で実行されることにより実現される。入力インターフェース部１０００２は、外部から受信した電気信号を処理装置１００００に転送する機能を有する。
また、決定部１０の各機能を実現する方法は、上記したハードウェアとプログラムの組み合わせに限らず、処理装置にプログラムをインプリメントしたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような、ハードウェア単体で実現するようにしてもよいし、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、一部を処理装置とプログラムの組み合わせで実現するようにしてもよい。
【００５４】
以上のように、実施の形態１における測位装置１及び測位システム１００は構成されている。
次に、実施の形態１に係る測位方法、すなわち測位装置１の動作について説明する。
図７は、測位装置１が測位を行う動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、衛星情報取得工程を行い、ステップＳ２とステップＳ３において、決定工程を行い、ステップＳ４で測位計算工程を行う。
【００５５】
まず、測位装置１が動作を開始すると、ステップＳ１で、衛星情報取得部２は第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された第１衛星情報を取得し、第２アンテナ１００２で受信した電波から生成された第２衛星情報を取得する。
【００５６】
第１受信回路１３１と第２受信回路１３２は、それぞれ第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２から受信した電気信号を周波数変換した後、電圧を増幅し、第１衛星捕捉部１４１と第２衛星捕捉部１４２に出力する。第１衛星捕捉部１４１と第２衛星捕捉部１４２は、それぞれ各チャンネルにおいて衛星を捕捉し、復調した電気信号を第１生成部２１と第２生成部２２に出力する。
【００５７】
第１生成部２１は、入力された電気信号を用いて、各衛星について、擬似距離情報と航法情報と衛星位置情報とを生成する。具体的には、まず、第１アンテナ１００１までの伝搬時間を用いて、第１擬似距離情報生成部２１１は、衛星と第１アンテナ１００１までの擬似距離を示す第１擬似距離情報を生成する。一方、第１航法情報生成部２１２は、各衛星からの電気信号を復調し、航法メッセージを示す第１航法情報を生成する。そして、第１衛星位置情報生成部２１３は、第１航法情報に含まれる第１軌道情報を用いて各衛星位置を算出し、各衛星位置を示す第１衛星位置情報を生成し、取得する。
第１生成部２１が、第１衛星情報を生成するのと並行して、第２生成部２２は、同様に、第２衛星情報を生成する。
【００５８】
次にステップＳ２で、選択部３は、衛星情報取得部２が生成した衛星情報の中から測位計算に用いる衛星情報の候補を候補情報として選択する候補情報選択処理を行う。選択部３は、候補情報として選択した情報を衛星決定部４に送信する。候補情報選択処理については、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信しているすべての衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致する場合と、いずれかの衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合に分けて、後述する。
【００５９】
次にステップＳ３で、衛星決定部４は、候補情報の中から測位計算に用いる衛星情報を決定する。具体的には、入力された候補情報のうち、擬似距離情報と補正情報と衛星位置情報がすべて揃っている衛星を測位に用いる衛星として決定し、当該衛星の衛星情報を測位に用いる衛星情報として決定する。また、衛星決定部４は、測位に用いると決定した衛星情報を測位計算部５に出力する。
【００６０】
最後にステップＳ４で、測位計算部５は、４基以上の衛星の衛星情報が入力された場合、測位計算を行い、４基未満の衛星の衛星情報しか入力されなかった場合、動作を終了する。
【００６１】
次に、候補情報選択処理について、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２で共通して電波を受信しているすべての衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致する場合について説明する。
図８は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信しているすべての衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致する場合に、選択部３が候補情報選択処理を行う動作を示すフローチャートである。
【００６２】
候補情報選択処理を開始すると、ステップＳ２１において、第１選択部３１は、第１衛星情報と第２衛星情報が一致するか判定を行う。
具体的には、まず、第１擬似距離情報判定部３１１は、第１擬似距離情報生成部２１１が生成した第１擬似距離情報が示す擬似距離と、第２擬似距離情報生成部２２１が生成した第２擬似距離情報が示す擬似距離との差が第１判定値以下であるか判定を行う。ここで、第１判定値は、上述したように予め設定されたものであっても、第１擬似距離情報判定部３１１が生成したものであってもよい。後述するその他の判定値についても同様である。
上記の擬似距離の判定と並行して、第１選択部３１は、補正情報と衛星位置情報の判定も行う。第１補正情報判定部３１２は、第１補正情報が示す補正値と第２補正情報が示す補正値との差が第２判定値以下であるか判定を行い、第１衛星位置情報判定部３１３は、第１衛星位置情報が示す衛星位置と第２衛星位置情報が示す衛星位置との差が第３判定値以下であるか判定を行う。
本フローチャートでは、前提として第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２で共通して電波を受信しているすべての衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致する場合を考えているので、第１選択部３１は第１衛星情報と第２衛星情報は一致すると判定する。すなわち、第１選択部３１は、第１アンテナ１００１は妨害波を受信していないと判定し、第１アンテナ１００１で受信しているすべての衛星について、第１衛星情報を候補情報として選択する。第１選択部３１は、候補情報として選択した第１衛星情報を衛星決定部４に送信し、候補情報選択処理を終了する。
【００６３】
次に、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星について、いずれかの衛星で第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合における候補情報選択処理について説明する。
図９は、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２で共通して電波を受信している衛星について、いずれかの衛星で第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合に、選択部３が候補情報選択処理を行う動作を示すフローチャートである。
【００６４】
候補情報選択処理を開始すると、ステップＳ２０１において、第１選択部３１は、第１衛星情報と第２衛星情報が一致するか判定を行う。ステップＳ２０１で行う判定は、ステップＳ２１で行う判定と同様である。本フローチャートでは、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星について、いずれかの衛星で第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない場合を考えているので、第１選択部３１は、ある衛星について第１衛星情報と第２衛星情報が一致しないと判定する。すなわち、第１選択部３１は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定する。この場合には、第１アンテナ１００１と第２アンテナ１００２の両方で電波を受信している衛星に関しては、第２衛星情報を候補情報として選択し、当該第２衛星情報を衛星決定部４に送信するとともに、第１アンテナのみで電波を受信している衛星に関しては、第１衛星情報を第２選択部３２に送信する。
【００６５】
次にステップＳ２０２で、第２選択部３２は、入力された第１衛星情報と第１予測情報が一致するか判定を行う。
具体的には、まず、第２選択部３２は、慣性航法装置１１から入力された第１アンテナ１００１を搭載した移動体の移動量と移動量変化率を示す慣性航法情報に基づいて、第１擬似距離予測情報を含む第１予測情報を生成する。第２選択部３２は、第１擬似距離情報が示す擬似距離と、第１擬似距離予測情報が示す擬似距離との差が第４閾値以下であるか判定を行う。第２選択部３２は、第１擬似距離予測情報と一致すると判定した第１擬似距離情報、及び当該第１擬似距離情報と同じ衛星に関する第１補正情報と第１衛星位置情報を候補情報として衛星決定部４に出力するとともに、一致しないと判定した第１衛星情報を第３選択部３３に出力する。
【００６６】
次にステップＳ２０３で、第３選択部３３は、第１衛星情報と第２予測情報が一致するか判定を行う。
具体的には、まず、第２擬似距離情報判定部３３１は、過去データ記憶部１２から入力された過去の擬似距離情報に基づいて、第２擬似距離予測情報を生成する。同様に、第２補正情報判定部３３２は、過去データ記憶部１２から入力された過去の補正情報に基づいて、第２補正予測情報を生成し、第２衛星位置情報判定部３３３は、過去データ記憶部１２から入力された過去の衛星位置情報に基づいて、第２衛星位置予測情報を生成する。
第２擬似距離情報判定部３３１は、第２擬似距離予測情報が示す擬似距離と、第１擬似距離情報が示す擬似距離との差が第５判定値以下であるか判定を行う。第２擬似距離情報判定部３３１は、第２擬似距離予測情報と一致すると判定した第１擬似距離情報を候補情報として衛星決定部４に出力するとともに、一致しないと判定した第１擬似距離情報を廃棄する。
上記の擬似距離の判定と並行して、第３選択部３３は、補正情報と衛星位置情報の判定も行う。第２補正情報判定部３３２は、第１補正情報が示す補正値と第２補正予測情報が示す補正値との差が第７閾値以下であるか判定を行い、第２衛星位置情報判定部３３３は、第１衛星位置情報が示す衛星位置と第２衛星位置予測情報が示す衛星位置との差が第６閾値以下であるか判定を行う。第１補正情報判定部３１２は、第２補正予測情報と一致すると判定した第１補正情報を候補情報として衛星決定部４に出力するとともに、一致しないと判定した第１補正情報を廃棄し、第２衛星位置情報判定部３３３は、第２衛星位置予測情報と一致すると判定した第１衛星位置情報を衛星決定部４に出力するとともに、一致しないと判定した第１衛星位置情報を廃棄する。
ステップＳ２０３の動作を終えると、選択部３は、候補情報選択処理を終了する。
以上のように、選択部３は、候補情報選択処理を行い、候補情報を選択する。
【００６７】
以上のような動作により、測位装置１は、第１アンテナ１００１で受信した電波が妨害波の影響により測位に使用できないような状況であっても、第２アンテナで受信した電波から生成された第２衛星情報を測位に用いることにより、測位精度の低下を軽減することができる。
また、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していない場合には、覆域の広いアンテナである第１アンテナ１００１で受信した電波から生成された第１衛星情報を測位に用いることにより、第２衛星情報だけを測位に用いるよりも、より多くの衛星からの情報を測位に用いることができ、測位精度を向上させることができる。
【００６８】
以下で、実施の形態１における測位装置１の変形例について説明する。
【００６９】
決定部１０は、第１衛星情報と第２衛星情報が一致しない衛星が存在する場合に、第２衛星情報を測位に用いる衛星情報として決定したが、第１衛星情報と第２衛星情報を比較せず、第１衛星情報の信号対雑音比を算出し、当該信号対雑音比が所定の閾値以下になった場合に、第２衛星情報を測位に用いる衛星情報と決定するようにしてもよい。すなわち、第１アンテナが妨害波を受信しているかの判定は、第１衛星情報と第２衛星情報との比較に限らず、信号対雑音比のみに基づいてもよい。あるいは、慣性航法装置１１から入力された情報に基づき生成される第１予測情報や、過去データ記憶部１２から入力された情報に基づき生成される第２予測情報と、第１衛星情報との比較を行い、第１アンテナが妨害波を受信しているか判定するようにしてもよい。
また、第１アンテナが妨害波を受信しているか判定するとは、第１アンテナが妨害波を受信していると直接判定を下すだけでなく、衛星情報がある条件を満たすことにより、間接的に、第１アンテナが妨害波を受信しているものとみなすことを含む。
【００７０】
第１選択部３１は、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していないと判定した場合には、すべての衛星の第１衛星情報を衛星決定部４に出力するようにしたが、第１衛星情報を衛星決定部４に直接送信するのではなく、第２選択部３２に出力し、第２選択部３２及び第３選択部３３での判定を行うようにしてもよい。同様にして、第１アンテナ１００１が妨害波を受信していると判定された場合においても、第１選択部３１は候補情報として選択した第２衛星情報を衛星決定部４に出力するのではなく、第２選択部３２に出力するようにしてもよい。また、第２選択部３２についても同様に、候補情報として選択した衛星情報を衛星決定部４に出力するのではなく、第３選択部３３に出力するようにしてもよい。これらの場合には、後述するように、ジャミングだけでなく、ミーコニングやスプーフィング等の他の妨害波の影響を軽減することができる。
【００７１】
第１選択部３１と第３選択部３３は、第１衛星位置情報と第２衛星位置情報、あるいは第１衛星位置情報と第２衛星位置予測情報とを比較するようにしたが、軌道情報同士を比較するようにしても良い。
【００７２】
第１擬似距離情報判定部３１１と第２選択部３２及び第２擬似距離情報判定部３３１は、擬似距離情報が示す擬似距離を比較するようにしたが、擬似距離の変化率を算出し、擬似距離の変化率も比較するようにしても良い。
【００７３】
衛星決定部４は、ある衛星について、擬似距離情報と補正情報と衛星位置情報がすべて入力されている場合、その衛星の衛星情報を測位計算に用いると決定するようにしたが、高い測位精度が必要とされない場合、補正情報が入力されていない衛星についても測位計算に用いると決定するようにしてもよい。
【００７４】
衛星捕捉部１４は、最大可視衛星数に処理する周波数の数とコードの種類の数を掛け合わせた値のチャンネル数を有するものとしたが、より少ないチャンネル数を有し、同じチャンネルで複数の信号を順番に処理する構成としても良い。
【００７５】
過去データ記憶部１２は、測位装置１の外部に設ける構成としたが、測位装置１の内部に設け、記憶装置１０００１により、その機能を実現する構成としても良い。
【００７６】
衛星情報取得部２は、第１生成部２１と第２生成部２２がそれぞれ第１衛星情報と第２衛星情報を生成することにより衛星情報を取得する構成としたが、衛星情報取得部２は衛星情報の生成を行わず、測位装置１の外部で生成された衛星情報を取得する構成としても良い。
【００７７】
第２選択部３２は、第１擬似距離情報が第１予測情報と一致し、候補情報として選択された場合に、その第１擬似距離情報と同じ衛星に関する第１補正情報と第１衛星位置情報も候補情報として選択するようにしたが、第１補正情報と第１衛星位置情報は候補情報として選択せず、第１擬似距離情報だけを候補情報として選択するようにしてもよい。
【００７８】
以下で、実施の形態１における測位装置１が備える選択部３が、第２選択部３２及び第３選択部３３を有することによる効果を説明する。
【００７９】
第１アンテナが妨害波を受信している場合、第１衛星情報と第２衛星情報は一致しないので、第１選択部３１は、第２衛星情報のみを候補情報として衛星決定部４に送信する。このとき、第２アンテナで４基以上の衛星が捕捉できている場合には、問題なく測位計算を行うことができ、たとえ、第２アンテナで捕捉できている衛星が４基未満であったとしても、第１衛星情報の中から第２選択部３２及び第３選択部３３で候補情報として選択された衛星情報を用いることで測位計算を行うことができる。
【００８０】
また、選択部３が第２選択部３２及び第３選択部３３を有することによる効果は、第２アンテナで捕捉できている衛星が４基未満の場合だけに限らず、ジャミング以外の妨害波、例えば、ミーコニングやスプーフィングの影響を低減することができる。
【００８１】
ミーコニングとは、ＧＮＳＳ衛星から送信される信号であるＧＮＳＳ信号をそのまま、あるいは多少の加工をして再送信するものである。ＧＮＳＳ衛星から放送される信号は微弱なため、微弱なミーコニング信号であっても測位装置の妨害が可能である。具体的には、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）レコーダによりＧＮＳＳ信号を記録、再生することで、容易に実現でき、測位装置により測定される位置が大きくずれる。
【００８２】
スプーフィングとは、ＧＮＳＳ信号を独自に生成して送信するものであり、ＧＮＳＳ信号は一部を除いて信号フォーマットが公開されているため、これをシミュレータにより模擬することで、妨害者の意図する誤った位置にＧＮＳＳ受信機を測位させることが可能である。近年、ソフトウェア無線技術の進展により、安価かつ容易に実現可能となっている。
【００８３】
ジャミングにおいては、大型の装置を使用する必要があり、当該装置を搭載した航空機を発見するのは容易であるが、ミーコニングやスプーフィングは比較的小型の装置で実現可能であり、妨害者が近くに接近しても発見できない可能性がある。
これに対して、実施の形態１における測位装置１が備える選択部３は、第１衛星情報と、慣性航法装置１１から入力される情報を用いて予測される第１予測情報とを比較し、測位計算に用いる衛星情報の候補を候補情報として選択する第２選択部と、第１衛星情報と、過去の衛星情報から予測される第２予測情報とを比較し、測位計算に用いる衛星情報を選択する第３選択部とを有しているので、第１衛星情報と第１予測情報が一致しない場合や、第１衛星情報と第２予測情報が一致しない場合には、第１アンテナがミーコニングやスプーフィングによる妨害波を受信していると判定し、ミーコニングやスプーフィングによる妨害波から生成される衛星情報を測位計算に用いないことで、測位精度の低下を軽減することができる。
【００８４】
例えば、第２アンテナ１００２の覆域内からミーコニングやスプーフィングによる妨害波を受けている場合、第１擬似距離情報だけでなく第２擬似距離情報も本来の擬似距離とは異なる擬似距離を示してしまう可能性がある。しかし、慣性航法装置１１から予測される第１擬似距離予測情報は、妨害波と関係が無いため、この第１擬似距離予測情報と第１擬似距離情報または第２擬似距離情報を比較することにより、妨害波を受信しているか判定し、測位に用いる衛星情報を適切に選択することで、ミーコニングやスプーフィングの影響による測位精度の低下を軽減することができる。
【００８５】
第３選択部も第２選択部と同様に、ミーコニングやスプーフィングの影響による測位精度の低下を軽減することができるが、センサ等の外部装置を用いないので、さらに容易に妨害波の影響を低減することができる。
【００８６】
上記したように、ジャミングだけでなく、ミーコニングやスプーフィングの影響も低減したい場合には、第１選択部が妨害波を受信していないと判定した場合にも、第１衛星情報を第２選択部に出力し、第２選択部及び第３選択部による判定を行うようにしてもよい。また、第１選択部が妨害波を受信していると判定した場合においても、第２衛星情報を衛星決定部４ではなく、第２選択部に出力し、第２選択部及び第３選択部による判定を行うようにしてもよい。
また、実施の形態１においては、第１選択部３１か、第２選択部３２か、第３選択部３３のいずれかで候補情報として選択された場合に、衛星決定部４に出力するようにしたが、すべての選択部において候補情報として選択された場合に衛星決定部４に出力するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係る測位装置は、移動体の位置を計測する測位システムに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００８８】
１  測位装置、１００  測位システム、２  衛星情報取得部、２０  衛星情報生成部、３  選択部、４  衛星決定部、５  測位計算部、１０  決定部、１１  慣性航法装置、１２  過去データ記憶部、１３  受信回路、１３１  第１受信回路、１３２  第２受信回路、１４  衛星捕捉部、１４１  第１衛星捕捉部、１４２  第２衛星捕捉部、２１  第１生成部、２１１  第１擬似距離情報生成部、２１２  第１航法情報生成部、２１３  第１衛星位置情報生成部、２２  第２生成部、２２１  第２擬似距離情報生成部、２２２  第２航法情報生成部、２２３  第２衛星位置情報生成部、３１  第１選択部、３１１  第１擬似距離情報判定部、３１２  第１補正情報判定部、３１３  第１衛星位置情報判定部、３２  第２選択部、３３  第３選択部、３３１  第２擬似距離情報判定部、３３２  第２補正情報判定部、３３３  第２衛星位置情報判定部、１００１  第１アンテナ、１００２  第２アンテナ、２０００  航空機、２００１，２００２  覆域、３０００  妨害波、１００００  処理装置、１０００１  記憶装置、１０００２  入力インターフェース部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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