(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間又は地上を移動する移動体の位置を推定しながらその移動体を追尾する移動体位置推定追尾装置であって、
前記移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星から得られたＧＰＳ信号に基づいて、その移動体の最新の位置に対応した更新位置信号を検出するＧＰＳ受信機と、
前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づいて、前記ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳデータの更新時刻に対応したＧＰＳデータ更新時刻信号を発生させるＧＰＳデータ更新時刻検出器と、
前記移動体を追尾して、指向角に対応した追尾アンテナ指向角信号を発生させる追尾アンテナと、
前記追尾アンテナの指向角の変動に伴って変化する電波強度を検出し、その電波強度に対応したＡＧＣレベル検出信号を生成するＡＧＣレベル受信機と、
前記ＡＧＣレベル受信機から受信した前記ＡＧＣレベル検出信号を、前記ＧＰＳデータ更新時刻検出器が逐次受信した前記ＧＰＳデータ更新時刻信号から導出されたＧＰＳ更新間隔に基づいて平滑化することで、ＡＧＣレベル平滑化信号を生成する検出データ平滑化処理器と、
前記移動体に搭載され、その移動体の加速度に対応した加速度センサ検出信号を検出する加速度センサと、
アンテナ追尾・移動体位置推定器から前回フィードバックされた位置推定値／誤差共分散値信号を構成するシステム状態量（ｘk）と誤差共分散行列（Pk）を初期値とし、前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号を入力ｕｋとして組み合わせて、式（１）として表される線形確率システムに基づいて、式（２）、（３）として与えられる規則に従って、システム状態量予測値（ｘk+1−）と誤差共分散行列予測値（Pk+1−）とから構成される位置予測値／誤差共分散値信号を生成する位置伝播器と、
0005605539.tif 000054
0005605539.tif 000055
0005605539.tif 000056
ここで、ｘkはシステム状態量；Ｐkは誤差共分散行列；Φｋは状態遷移行列；Ｇｋは駆動ノイズ行列；Ｄｋは駆動入力行列；Ｈkは観測行列；ｕｋは加速度センサ検出信号；ｙｋは観測信号；上付きの「＋」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理後の推定値；上付きの「−」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理前の伝播予測値；上付きの「Ｔ」は転置行列；下付きの「ｋ」は観測時系列の順序；システムノイズＷｋと観測ノイズＶｋは互いに独立した白色ノイズ；Ｑｋは、移動体のダイナミクス特性に応じて設定される設計パラメータとしてのシステムノイズＷｋの共分散行列；
「前記検出データ平滑化処理器から逐次受信した前記ＡＧＣレベル平滑化信号の今回変動値と前記追尾アンテナから逐次受信した前記追尾アンテナ指向角信号の今回変動値との比率」と、追尾アンテナの指向角誤差（ΔΨjAGC、ΔθjAGC）との関係を表わし、当該比率がゼロに近づくほど当該指向角誤差もゼロに近づき、かつ、−１０度＜指向角誤差＜１０度の範囲では、近似的に直線性の特性を示す式（４）から追尾アンテナの指向角誤差を推定する一方、「ＡＧＣレベル平滑化信号と追尾アンテナ指向角信号それぞれの今回変動値の比率」の絶対値が前回取得した値の絶対値よりも減少したときは、指向角誤差を「ゼロ」と設定し、推定又は設定した指向角誤差をＡＧＣ補正位置信号として生成するＡＧＣ補正値生成器と、
0005605539.tif 000057
0005605539.tif 000058
更新位置信号が取得されたときは、前記ＡＧＣ補正値生成器から受信した前記ＡＧＣ補正位置信号を式（５）に適用することで得られる式（６）によって、前記ＡＧＣ補正位置信号に基づく追尾アンテナ位置補正値（ΔxnAGC）を導出し、導出された追尾アンテナ位置補正値と、更新位置信号から式（７）、（８）の規則に従って導出される位置更新結果（ｘｎ+）とを式（１０）の規則に従って組み合わせて、移動体の位置推定補償値を導出し、導出した位置推定補償値を式（１１）に適用することで、前記追尾アンテナに対するＡＺ軸角度指令値（Ψｒ（ｎ））とＥＬ軸角度指令値（θｒ（ｎ））とを算出し、追尾アンテナ指向角指令信号として出力すると共に、前記位置伝播器から受信した前記位置予測値／誤差共分散値信号に対して、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づくカルマンフィルタ更新処理を式（７）、（８）、（９）を用いて実施して、システム状態量推定値と誤差共分散行列予測値とから構成される前記位置推定値／誤差共分散値信号を生成して前記位置伝播器へ出力する前記アンテナ追尾・移動体位置推定器と、
0005605539.tif 000059
0005605539.tif 000060
0005605539.tif 000061
0005605539.tif 000062
0005605539.tif 000063
0005605539.tif 000064
0005605539.tif 000065
0005605539.tif 000066
0005605539.tif 000067
を備えてなることを特徴とする移動体位置推定追尾装置。
【請求項２】
前記アンテナ追尾・移動体位置推定器は、前記位置推定値／誤差共分散値信号に基づいて前記移動体の位置を推定し、前記追尾アンテナ指向角指令信号に基づいて追尾アンテナの指向角を制御し、その追尾アンテナによって前記移動体を追尾させることを特徴とする請求項１記載の移動体位置推定追尾装置。
【請求項３】
前記位置伝播器は、前記アンテナ追尾・移動体位置推定器が直前に発生させた前記位置推定値／誤差共分散値信号と前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号とに基づいて、現在時刻における位置予測値／誤差共分散値信号を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載の移動体位置推定追尾装置。
【請求項４】
空間又は地上を移動する移動体の位置を推定しながらその移動体を追尾する移動体位置推定追尾方法であって、
前記移動体に搭載されたＧＰＳ受信機が、ＧＰＳ衛星から得られたＧＰＳ信号に基づいて、その移動体の最新の位置に対応した更新位置信号を検出する第１のステップと、
ＧＰＳデータ更新時刻検出器が、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づいて、前記ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳデータの更新時刻に対応したＧＰＳデータ更新時刻信号を発生させる第２のステップと、
追尾アンテナが、前記移動体を追尾しながら指向角に対応した追尾アンテナ指向角信号を発生させる第３のステップと、
ＡＧＣレベル受信機が、前記追尾アンテナの指向角の変動に伴って変化する電波強度を検出し、その電波強度に対応したＡＧＣレベル検出信号を生成する第４のステップと、
検出データ平滑化処理器が、前記ＡＧＣレベル受信機から受信した前記ＡＧＣレベル検出信号を、前記ＧＰＳデータ更新時刻検出器が逐次受信した前記ＧＰＳデータ更新時刻信号から導出されたＧＰＳ更新間隔に基づいて平滑化することで、ＡＧＣレベル平滑化信号を生成する第５のステップと、
前記移動体に搭載された加速度センサが、その移動体の加速度に対応した加速度センサ検出信号を検出する第６のステップと、
位置伝播器が、アンテナ追尾・移動体位置推定器から前回フィードバックされた位置推定値／誤差共分散値信号を構成するシステム状態量（ｘk）と誤差共分散行列（Pk）を初期値とし、前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号を入力ｕｋとして組み合わせて、式（１３）として表される線形確率システムに基づいて、式（１４）、（１５）として与えられる規則に従って、システム状態量予測値（ｘk+1−）と誤差共分散行列予測値（Pk+1−）とから構成される位置予測値／誤差共分散値信号を生成する第７のステップと、
0005605539.tif 000068
0005605539.tif 000069
0005605539.tif 000070
ここで、ｘkはシステム状態量；Ｐkは誤差共分散行列；Φｋは状態遷移行列；Ｇｋは駆動ノイズ行列；Ｄｋは駆動入力行列；Ｈkは観測行列；ｕｋは加速度センサ検出信号；ｙｋは観測信号；上付きの「＋」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理後の推定値；上付きの「−」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理前の伝播予測値；上付きの「Ｔ」は転置行列；下付きの「ｋ」は観測時系列の順序；システムノイズＷｋと観測ノイズＶｋは互いに独立した白色ノイズ；Ｑｋは、移動体のダイナミクス特性に応じて設定される設計パラメータとしてのシステムノイズＷｋの共分散行列；
ＡＧＣ補正値生成器が、「前記検出データ平滑化処理器から逐次受信した前記ＡＧＣレベル平滑化信号の今回変動値と前記追尾アンテナから逐次受信した前記追尾アンテナ指向角信号の今回変動値との比率」と、追尾アンテナの指向角誤差（ΔΨjAGC、ΔθjAGC）との関係を表わし、当該比率がゼロに近づくほど当該指向角誤差もゼロに近づき、かつ、−１０度＜指向角誤差＜１０度の範囲では、近似的に直線性の特性を示す式（１６）から追尾アンテナの指向角誤差を推定する一方、「ＡＧＣレベル平滑化信号と追尾アンテナ指向角信号それぞれの今回変動値の比率」の絶対値が前回取得した値の絶対値よりも減少したときは、指向角誤差を「ゼロ」と設定し、推定又は設定した指向角誤差をＡＧＣ補正位置信号として生成する第８のステップと、
0005605539.tif 000071
0005605539.tif 000072
前記アンテナ追尾・移動体位置推定器が、
更新位置信号を取得したときは、前記ＡＧＣ補正値生成器から受信した前記ＡＧＣ補正位置信号を式（１７）に適用することで得られる式（１８）によって、前記ＡＧＣ補正位置信号に基づく追尾アンテナ位置補正値（ΔxnAGC）を導出し、導出された追尾アンテナ位置補正値と、更新位置信号から式（１９）、（２０）の規則に従って導出される位置更新結果（ｘｎ+）とを式（２２）の規則に従って組み合わせて、移動体の位置推定補償値を導出し、導出した位置推定補償値を式（２３）に適用することで、前記追尾アンテナに対するＡＺ軸角度指令値（Ψｒ（ｎ））とＥＬ軸角度指令値（θｒ（ｎ））とを算出し、追尾アンテナ指向角指令信号として出力すると共に、前記位置伝播器から受信した前記位置予測値／誤差共分散値信号に対して、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づくカルマンフィルタ更新処理を式（１９）、（２０）、（２１）を用いて実施して、システム状態量推定値と誤差共分散行列予測値とから構成される前記位置推定値／誤差共分散値信号を生成して前記位置伝播器へ出力する第９のステップと、
0005605539.tif 000073
0005605539.tif 000074
0005605539.tif 000075
0005605539.tif 000076
0005605539.tif 000077
0005605539.tif 000078
0005605539.tif 000079
0005605539.tif 000080
0005605539.tif 000081
を含むことを特徴とする移動体位置推定追尾方法。
【請求項５】
前記第９のステップにおいて、前記アンテナ追尾・移動体位置推定器は、前記位置推定値／誤差共分散値信号に基づいて前記移動体の位置を推定し、前記追尾アンテナ指向角指令信号に基づいて前記追尾アンテナの指向角を制御し、その追尾アンテナによって前記移動体を追尾させることを特徴とする請求項４記載の移動体位置推定追尾方法。
【請求項６】
前記第７のステップにおいて、前記位置伝播器は、前記アンテナ追尾・移動体位置推定器が直前に発生させた前記位置推定値／誤差共分散値信号と前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号とに基づいて、現在時刻における位置推定値／誤差共分散値信号を発生させることを特徴とする請求項４又は５記載の移動体位置推定追尾方法。
【請求項７】
コンピュータを、請求項１、２又は３記載の移動体位置推定追尾装置として機能させることを特徴とする移動体位置推定追尾プログラム。
【請求項８】
コンピュータに請求項４、５又は６記載の移動体位置推定追尾方法を実行させる移動体位置推定追尾プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空間又は地上を移動する移動体の位置を推定しながらその移動体を追尾する移動体位置推定追尾装置等に関し、特に、人工衛星や飛行機などの飛翔体及び車両等を含めた移動体の位置情報をＧＰＳ衛星によって取得しながら、追尾アンテナによってその移動体を追尾する移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人口衛星やロケット等の宇宙機や無人航空機などの飛翔体及び地上を走行する無人車両などを含めた無人移動体（無人機）の位置情報をＧＰＳ衛星によって取得しながら、追尾アンテナによってそれらの無人機を追尾するための無人機位置推定追尾装置が知られている。図４は、一般的に用いられている無人機位置推定装置の一例を示すブロック図である。この無人機位置推定装置は、ＧＰＳ受信機２１、加速度センサ２２、及び測位演算器（カルマンフィルタ）２３によって概略構成されている。このような構成において、ＧＰＳ受信機２１から測位演算器２３へ位置更新信号Ｓ２１が送信され、加速度センサ２２から測位演算器２３へ加速度検出信号Ｓ２２が送信されることで、測位演算器２３は無人移動体（無人機）の位置を推定することができるようになっている。なお、この無人機位置推定装置に追尾アンテナを追加し、その追尾アンテナが位置更新信号Ｓ２１に基づいて無人機を追尾するようにすれば無人機位置推定追尾装置として構成することができる。
【０００３】
図４に示すような無人機位置推定装置は、空間を飛翔する無人機に搭載されたＧＰＳ受信機２１と加速度センサ２２とによってそれぞれ検出される位置更新信号Ｓ２１と加速度検出信号Ｓ２２とを用いて、測位演算器２３がカルマンフィルタ処理を実施することによって無人機の位置推定値を生成する。なお、カルマンフィルタ処理とは、観測値に雑音が加わった場合には、雑音誤差が正規分布であると見なして正確な観測値を推定する処理である。
【０００４】
測位演算器２３がカルマンフィルタ処理を行って無人機の位置推定値を生成する場合、測位演算器２３は、カルマンフィルタの枠組みを適用しているため、ＧＰＳ受信機２１が検出する位置更新信号Ｓ２１と加速度センサ２２が検出する加速度検出信号Ｓ２２のデータ検出間隔（サンプリング周波数）が異なる場合でも、それぞれの検出信号Ｓ２１、Ｓ２２間の時刻同期性と検出時刻精度とが所定のレベルで確保されれば、無人機の位置推定は可能となる。
【０００５】
また、無人機位置推定装置における測位演算器の一例として、ＣＰＵなどの演算処理装置が、速度・加速度センサの計測誤差から誤差推定値を算出した後、算出された誤差推定値の進捗度に基づいて補正計測情報の信頼性を判定する技術が開示されている。この技術によれば、補正計測情報の信頼性判定精度を向上させると共に測位結果の信頼度を定量的に評価することが可能となる（特許文献１参照）。
【０００６】
また、位置推定装置において、測位解の距離残差に対する確率分布から不具合の影響を被った測位解を判別し、不具合の影響を被った測位解のみを排除した後に、残った測位解の全てを用いて受信機の位置を推定する方式を適用することにより、受信機の位置推定値の信頼性向上を実現させる技術も開示されている（特許文献２参照）。
【０００７】
また、店舗内を移動する顧客（被験者）の位置を判定する位置判定手段を適用することにより、ＧＰＳ衛星からの電波が届かない店舗内であっても、ビーコン等のインフラ整備を追加することなく、ＧＰＳを用いた位置検出の場合と同様に室内の被験者の位置検出を実現可能にする技術も開示されている（特許文献３参照）。
【０００８】
さらに、ＧＰＳ信号に基づいて生成した第１位置推定値と、ＩＲＵ（リングレーザジャイロスコープ及び加速度計）及び走行距離計に基づいて生成した第２位置推定値と、第１位置推定値と第２位置推定値とに対する重み付きコンバイナ処理により生成した第３位置推定値とを組み合わせた位置推定方式を適用することにより、単一のカルマンフィルタでは達成できない位置推定精度の向上を実現する技術も開示されている（特許文献４参照）。
【０００９】
また、ＧＰＳ衛星からの電波が遮断される場所においても、既知点に設置されるトータルステーションあるいは移動体に搭載される車速センサ等の支援センサから出力される測位結果を受信し、その測位結果を用いて慣性航法による測位誤差を補正する構成とすることで、高い精度で連続的に移動体の測位を実現させる技術も開示されている（特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１７５７２１号公報
【特許文献２】特開２００５−０２４５３５号公報
【特許文献３】特開２００５−２５７６４４号公報
【特許文献４】特開２０００−０２９５１９号公報
【特許文献５】特開２００７−０６４８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述の図４に示すような無人機位置推定装置では、ＧＰＳ受信機２１で検出される位置更新信号Ｓ２１のみをカルマンフィルタ観測値（更新値）として測位演算器２３において適用するため、位置更新信号Ｓ２１に含まれる検出誤差（観測ノイズ）や、無人機を追尾して位置更新信号Ｓ２１を受信する追尾アンテナ（図示せず）の設置位置に誤差（アライメント誤差）が存在する場合には、位置更新信号Ｓ２１の検出誤差や追尾アンテナのアライメント誤差などを高精度に補正することが困難である。そのため、リアルタイムに生成した無人機位置情報の推定精度を劣化させてしまうおそれがある。
【００１２】
また、特許文献１に開示された技術は、推定誤差情報に基づいた計測情報の補正のみを行っているため、計測情報の補正の信頼性は確保できるが、推定した誤差情報から真の位置誤差を定量的に取得して評価することはできない。
【００１３】
また、特許文献２に開示された技術は、カルマンフィルタの適用によって生成した位置予測値に基づいてマルチパスなど伝播経路上に問題があるか否かを判定し、伝播経路の状態が安定している径路の送信機を選択しながら位置推定を実施しているため、算出された位置推定値の精度が選択された送信機と受信機との組み合わせに依存するので、測位精度がばらつく可能性が高くなる。そのため、結果的に、位置推定値において一定の予測精度を得ることが難しくなる。
【００１４】
また、特許文献３に開示された技術は、被験者の移動態様に基づいて検出位置を較正するため、ＧＰＳ衛星の電波検出が困難な領域で適用する地図情報に間違いや誤差などが存在する場合は、所望の位置検出精度を継続的に維持することが困難になる。
【００１５】
さらに、特許文献４に開示された技術は、基準とする位置信号の計測手段が異なるカルマンフィルタを複数個用意し、状況に応じて適切に組み合わせながら位置推定を行うため、それぞれのカルマンフィルタの収束値を基準信号として選択した位置信号精度のばらつきによって位置推定精度が変動してしまう。その結果、位置信号精度を連続的に維持することができなくなる。
【００１６】
また、特許文献５に開示された技術は、既知点に設置したトータルステーションあるいは移動体に搭載した車速センサ等の支援センサから取得した測位結果を用いて、ＧＰＳ衛星からの電波遮蔽時の測位誤差を補正しているため、位置推定値の精度はトータルステーションの設置アライメント誤差や支援センサの計測性能による影響を直接的に受けてしまうおそれがある。
【００１７】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、ＧＰＳ衛星による位置情報と追尾アンテナによる指向角情報とを用いて、移動体の位置を高精度に推定しながらその移動体を追尾することができる移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の構成は、空間又は地上を移動する移動体の位置を推定しながらその移動体を追尾する移動体位置推定追尾装置に係り、前記移動体に搭載され、ＧＰＳ衛星から得られたＧＰＳ信号に基づいて、その移動体の最新の位置に対応した更新位置信号を検出するＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づいて、前記ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳデータの更新時刻に対応したＧＰＳデータ更新時刻信号を発生させるＧＰＳデータ更新時刻検出器と、前記移動体を追尾して、指向角に対応した追尾アンテナ指向角信号を発生させる追尾アンテナと、前記追尾アンテナの指向角の変動に伴って変化する電波強度を検出し、その電波強度に対応したＡＧＣレベル検出信号を生成するＡＧＣレベル受信機と、前記ＡＧＣレベル受信機から受信した前記ＡＧＣレベル検出信号を、前記ＧＰＳデータ更新時刻検出器が逐次受信した前記ＧＰＳデータ更新時刻信号から導出されたＧＰＳ更新間隔に基づいて平滑化することで、ＡＧＣレベル平滑化信号を生成する検出データ平滑化処理器と、前記移動体に搭載され、その移動体の加速度に対応した加速度センサ検出信号を検出する加速度センサと、
アンテナ追尾・移動体位置推定器から前回フィードバックされた位置推定値／誤差共分散値信号を構成するシステム状態量（ｘk）と誤差共分散行列（Pk）を初期値とし、前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号を入力ｕｋとして組み合わせて、式（１）として表される線形確率システムに基づいて、式（２）、（３）として与えられる規則に従って、システム状態量予測値（ｘk+1−）と誤差共分散行列予測値（Pk+1−）とから構成される位置予測値／誤差共分散値信号を生成する位置伝播器と、
0005605539.tif 000002
0005605539.tif 000003
0005605539.tif 000004
ここで、ｘkはシステム状態量；Ｐkは誤差共分散行列；Φｋは状態遷移行列；Ｇｋは駆動ノイズ行列；Ｄｋは駆動入力行列；Ｈkは観測行列；ｕｋは加速度センサ検出信号；ｙｋは観測信号；上付きの「＋」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理後の推定値；上付きの「−」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理前の伝播予測値；上付きの「Ｔ」は転置行列；下付きの「ｋ」は観測時系列の順序；システムノイズＷｋと観測ノイズＶｋは互いに独立した白色ノイズ；Ｑｋは、移動体のダイナミクス特性に応じて設定される設計パラメータとしてのシステムノイズＷｋの共分散行列；
「前記検出データ平滑化処理器から逐次受信した前記ＡＧＣレベル平滑化信号の今回変動値と前記追尾アンテナから逐次受信した前記追尾アンテナ指向角信号の今回変動値との比率」と、追尾アンテナの指向角誤差（ΔΨjAGC、ΔθjAGC）との関係を表わし、当該比率がゼロに近づくほど当該指向角誤差もゼロに近づき、かつ、−１０度＜指向角誤差＜１０度の範囲では、近似的に直線性の特性を示す式（４）から追尾アンテナの指向角誤差を推定する一方、「ＡＧＣレベル平滑化信号と追尾アンテナ指向角信号それぞれの今回変動値の比率」の絶対値が前回取得した値の絶対値よりも減少したときは、指向角誤差を「ゼロ」と設定し、推定又は設定した指向角誤差をＡＧＣ補正位置信号として生成するＡＧＣ補正値生成器と、
0005605539.tif 000005
0005605539.tif 000006
更新位置信号が取得されたときは、前記ＡＧＣ補正値生成器から受信した前記ＡＧＣ補正位置信号を式（５）に適用することで得られる式（６）によって、前記ＡＧＣ補正位置信号に基づく追尾アンテナ位置補正値（ΔxnAGC）を導出し、導出された追尾アンテナ位置補正値と、更新位置信号から式（７）、（８）の規則に従って導出される位置更新結果（ｘｎ+）とを式（１０）の規則に従って組み合わせて、移動体の位置推定補償値を導出し、導出した位置推定補償値を式（１１）に適用することで、前記追尾アンテナに対するＡＺ軸角度指令値（Ψｒ（ｎ））とＥＬ軸角度指令値（θｒ（ｎ））とを算出し、追尾アンテナ指向角指令信号として出力すると共に、前記位置伝播器から受信した前記位置予測値／誤差共分散値信号に対して、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づくカルマンフィルタ更新処理を式（７）、（８）、（９）を用いて実施して、システム状態量推定値と誤差共分散行列予測値とから構成される前記位置推定値／誤差共分散値信号を生成して前記位置伝播器へ出力する前記アンテナ追尾・移動体位置推定器と、
0005605539.tif 000007
0005605539.tif 000008
0005605539.tif 000009
0005605539.tif 000010
0005605539.tif 000011
0005605539.tif 000012
0005605539.tif 000013
0005605539.tif 000014
0005605539.tif 000015
を備えてなることを特徴としている。
【００１９】
この発明の第２の構成は、空間又は地上を移動する移動体の位置を推定しながらその移動体を追尾する移動体位置推定追尾方法に係り、前記移動体に搭載されたＧＰＳ受信機が、ＧＰＳ衛星から得られたＧＰＳ信号に基づいて、その移動体の最新の位置に対応した更新位置信号を検出する第１のステップと、ＧＰＳデータ更新時刻検出器が、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づいて、前記ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳデータの更新時刻に対応したＧＰＳデータ更新時刻信号を発生させる第２のステップと、追尾アンテナが、前記移動体を追尾しながら指向角に対応した追尾アンテナ指向角信号を発生させる第３のステップと、ＡＧＣレベル受信機が、前記追尾アンテナの指向角の変動に伴って変化する電波強度を検出し、その電波強度に対応したＡＧＣレベル検出信号を生成する第４のステップと、検出データ平滑化処理器が、前記ＡＧＣレベル受信機から受信した前記ＡＧＣレベル検出信号を、前記ＧＰＳデータ更新時刻検出器が逐次受信した前記ＧＰＳデータ更新時刻信号から導出されたＧＰＳ更新間隔に基づいて平滑化することで、ＡＧＣレベル平滑化信号を生成する第５のステップと、前記移動体に搭載された加速度センサが、その移動体の加速度に対応した加速度センサ検出信号を検出する第６のステップと、
位置伝播器が、アンテナ追尾・移動体位置推定器から前回フィードバックされた位置推定値／誤差共分散値信号を構成するシステム状態量（ｘk）と誤差共分散行列（Pk）を初期値とし、前記加速度センサから受信した前記加速度センサ検出信号を入力ｕｋとして組み合わせて、式（１３）として表される線形確率システムに基づいて、式（１４）、（１５）として与えられる規則に従って、システム状態量予測値（ｘk+1−）と誤差共分散行列予測値（Pk+1−）とから構成される位置予測値／誤差共分散値信号を生成する第７のステップと、
0005605539.tif 000016
0005605539.tif 000017
0005605539.tif 000018
ここで、ｘkはシステム状態量；Ｐkは誤差共分散行列；Φｋは状態遷移行列；Ｇｋは駆動ノイズ行列；Ｄｋは駆動入力行列；Ｈkは観測行列；ｕｋは加速度センサ検出信号；ｙｋは観測信号；上付きの「＋」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理後の推定値；上付きの「−」は追尾アンテナ指向角／移動体位置推定器による処理前の伝播予測値；上付きの「Ｔ」は転置行列；下付きの「ｋ」は観測時系列の順序；システムノイズＷｋと観測ノイズＶｋは互いに独立した白色ノイズ；Ｑｋは、移動体のダイナミクス特性に応じて設定される設計パラメータとしてのシステムノイズＷｋの共分散行列；
ＡＧＣ補正値生成器が、「前記検出データ平滑化処理器から逐次受信した前記ＡＧＣレベル平滑化信号の今回変動値と前記追尾アンテナから逐次受信した前記追尾アンテナ指向角信号の今回変動値との比率」と、追尾アンテナの指向角誤差（ΔΨjAGC、ΔθjAGC）との関係を表わし、当該比率がゼロに近づくほど当該指向角誤差もゼロに近づき、かつ、−１０度＜指向角誤差＜１０度の範囲では、近似的に直線性の特性を示す式（１６）から追尾アンテナの指向角誤差を推定する一方、「ＡＧＣレベル平滑化信号と追尾アンテナ指向角信号それぞれの今回変動値の比率」の絶対値が前回取得した値の絶対値よりも減少したときは、指向角誤差を「ゼロ」と設定し、推定又は設定した指向角誤差をＡＧＣ補正位置信号として生成する第８のステップと、
0005605539.tif 000019
0005605539.tif 000020
前記アンテナ追尾・移動体位置推定器が、更新位置信号を取得したときは、前記ＡＧＣ補正値生成器から受信した前記ＡＧＣ補正位置信号を式（１７）に適用することで得られる式（１８）によって、前記ＡＧＣ補正位置信号に基づく追尾アンテナ位置補正値（ΔxnAGC）を導出し、導出された追尾アンテナ位置補正値と、更新位置信号から式（１９）、（２０）の規則に従って導出される位置更新結果（ｘｎ+）とを式（２２）の規則に従って組み合わせて、移動体の位置推定補償値を導出し、導出した位置推定補償値を式（２３）に適用することで、前記追尾アンテナに対するＡＺ軸角度指令値（Ψｒ（ｎ））とＥＬ軸角度指令値（θｒ（ｎ））とを算出し、追尾アンテナ指向角指令信号として出力すると共に、前記位置伝播器から受信した前記位置予測値／誤差共分散値信号に対して、前記ＧＰＳ受信機から受信した前記更新位置信号に基づくカルマンフィルタ更新処理を式（１９）、（２０）、（２１）を用いて実施して、システム状態量推定値と誤差共分散行列予測値とから構成される前記位置推定値／誤差共分散値信号を生成して前記位置伝播器へ出力する第９のステップと、
0005605539.tif 000021
0005605539.tif 000022
0005605539.tif 000023
0005605539.tif 000024
0005605539.tif 000025
0005605539.tif 000026
0005605539.tif 000027
0005605539.tif 000028
0005605539.tif 000029
を含むことを特徴としている。
【００２０】
この発明の第３の構成は、移動体位置推定追尾プログラムに係り、コンピュータを、この発明の第１の構成として機能させることを特徴としている。
この発明の第３の構成は、移動体位置推定追尾プログラムに係り、コンピュータにこの発明の第２の構成を実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、移動体を追尾する追尾アンテナに設置アライメント誤差がある場合でも、ＧＰＳ受信機とＡＧＣレベル受信機とから検出した移動体位置推定値と追尾アンテナ指向角誤差とに基づいて追尾アンテナ指向角を補正することが可能となり、移動体の位置推定と高精度追尾とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に適用される無人機位置推定追尾装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の説明に供されるグラフである。
【図３】同実施形態の説明に供されるグラフである。
【図４】一般的に用いられている無人機位置推定装置の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
無人機を追尾する追尾アンテナに設置アライメント誤差がある場合でも、ＧＰＳ受信機とＡＧＣレベル受信機とから検出した無人機位置推定値と追尾アンテナ指向角誤差とに基づいて追尾アンテナ指向角を補正することで、無人機の位置推定と高精度追尾とを同時に実現する。
【実施形態１】
【００２５】
以下、図面を参照して、この発明に係る移動体位置推定追尾装置の一実施形態について、無人機位置推定追尾装置を例に挙げて詳細に説明する。なお、以下の説明では、無人機として空間を飛翔する飛翔体を例に挙げて説明することにする。図１は、この発明に適用される無人機位置推定追尾装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１に示すように、無人機位置推定追尾装置は、更新位置信号Ｓ１を送信するＧＰＳ受信機１、加速度センサ検出信号Ｓ２を送信する加速度センサ２、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）レベル検出信号Ｓ３を送信するＡＧＣレベル受信機３、ＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４を送信するＧＰＳデータ更新時刻検出器４、ＡＧＣレベル平滑化信号Ｓ５を送信する検出データ平滑化処理器５、追尾アンテナ指向角信号Ｓ６を送信する追尾アンテナ６、加速度センサ検出信号Ｓ２と位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０とを受信して位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７を送信する位置伝播器７、ＡＧＣ補正位置信号Ｓ８を送信するＡＧＣ補正値生成器８、及び追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９と位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０とを送信する追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９を備えて構成されている。
【００２６】
図１に示す無人機位置推定追尾装置における各構成要素の機能についてさらに詳しく説明する。この無人機位置推定追尾装置は、人工衛星を含む宇宙機や航空機等の飛翔体などや地上を走行する車両等の無人移動体の位置を推定して追尾を行う装置であるが、以下の実施形態では、空間を飛翔する無人移動体（無人機）の位置を推定しながら追尾を行う場合について説明する。
【００２７】
ＧＰＳ受信機１は、無人移動体に搭載されていて、ＧＰＳ衛星（図示せず）から得られた位置情報に基づいて、その無人移動機の最新の位置に対応した更新位置信号Ｓ１を検出する機能を有している。
ＧＰＳデータ更新時刻検出器４は、ＧＰＳ受信機１から受信した更新位置信号Ｓ１に基づいて、ＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳデータの更新時刻に対応したＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４を発生させる機能を有している。
追尾アンテナ６は、無人移動体を追尾して、その追尾アンテナ６の指向角に対応した追尾アンテナ指向角信号Ｓ６を発生させる機能を有している。
ＡＧＣレベル受信機３は、追尾アンテナ６の指向角変動に伴って変動する電波強度を検出し、その電波強度に対応したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３を発生させる機能を有している。
【００２８】
検出データ平滑化処理器５は、ＡＧＣレベル受信機３から受信したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３とＧＰＳデータ更新時刻検出器４から受信したＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４とに基づいてＡＧＣレベル平滑化信号Ｓ５を発生させる機能を有している。
加速度センサ２は、無人移動体に搭載されていて、その無人移動体の加速度に対応した加速度センサ検出信号Ｓ２を検出する機能を有している。
位置伝播器７は、加速度センサ２から受信した加速度センサ検出信号Ｓ２と追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９から受信した位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０とに基づいて位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７を発生させる機能を有している。
【００２９】
ＡＧＣ補正値生成器８は、検出データ平滑化処理器５から受信したＡＧＣレベル平滑化信号Ｓ５と追尾アンテナ６から受信した追尾アンテナ指向角信号Ｓ６とに基づいてＡＧＣ補正位置信号Ｓ８を発生させる機能を有している。
追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９は、ＧＰＳ受信機１から受信した更新位置信号Ｓ１とＡＧＣ補正値生成器８から受信したＡＧＣ補正位置信号Ｓ８と位置伝播器７から受信した位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７とに基づいて、追尾アンテナに対する追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９と位置伝播器へフィードバックさせる位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０とを発生する機能を有している。
【００３０】
すなわち、この発明の実施形態に係る無人機位置推定追尾装置は、図１に示すように、ＧＰＳデータ更新時刻検出器４が、ＧＰＳ受信機１の検出した更新位置信号Ｓ１に基づいてＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４を生成すると、このＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４は、ＡＧＣレベル受信機３が検出したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３と共に検出データ平滑化処理器５へ入力される。これにより、検出データ平滑化処理器５は、入力されたＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４とＡＧＣレベル検出信号Ｓ３とに基づいて、ＡＧＣレベルの変動を示すＡＧＣレベル平滑化信号Ｓ５を生成する。
【００３１】
次に、ＡＧＣ補正値生成器８が、検出データ平滑化処理器５から受信したＡＧＣレベル平滑化信号Ｓ５と追尾アンテナ６が検出した追尾アンテナ指向角信号Ｓ６とに基づいて追尾アンテナ６の指向角誤差を推定し、その指向角誤差をＡＧＣ補正位置信号Ｓ８として生成する。さらに、位置伝播器７が、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９が前回生成した位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０を初期値として、加速度センサ２が検出した加速度センサ検出信号Ｓ２に基づいて位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７を生成する。
【００３２】
最後に、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９が、ＧＰＳ受信機１から受信した更新位置信号Ｓ１と、ＡＧＣ補正値生成器８から受信したＡＧＣ補正位置信号Ｓ８と、位置伝播器７から受信した位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７とに基づいて、無人移動体（無人機）の位置と追尾アンテナ１８に対する指令角とを推定する。そして、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９は、推定された無人機の位置情報と追尾アンテナ６に対する指令角情報とを、それぞれ、位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０及び追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９として生成して出力する。
【００３３】
このような構成により、特に、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９において無人機の位置推定と追尾アンテナ指向角指令補正を同時に実施しているため、ＡＧＣレベル受信機３で検出したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３に対しては、検出データ平滑化処理器５だけでは除去できない観測ノイズに起因する推定誤差変動をＧＰＳ受信機１で検出した更新位置信号Ｓ１に基づいて補償することができる。さらに、ＧＰＳ受信機１が検出した更新位置信号Ｓ１の検出誤差に起因する変動分もＡＧＣ補正位置信号Ｓ８の変動分から探知することができるため、追尾アンテナによる無人機追尾精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３４】
言い換えると、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９は、無人機の位置推定と追尾アンテナ６の指向角指令値の補正とを同時に実施することができる。すなわち、ＡＧＣレベル受信機３が検出したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３に対する誤差補償は、検出データ平滑化処理器５だけでは除去できない観測ノイズに起因する推定誤差変動分を、ＧＰＳ受信機１が検出した更新位置信号Ｓ１に基づいて補償することによって実現することができる。さらに、ＧＰＳ受信機１が検出した更新位置信号Ｓ１の検出誤差に起因する変動分は、ＡＧＣ補正位置信号Ｓ８の変動分から推定することができるため、追尾アンテナによる無人機追尾精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３５】
次に、図１に示す無人機位置推定追尾装置の動作について詳細に説明する。ここでは、具体的な一例として、無人航空機（飛翔体）にＧＰＳ受信機１と加速度センサ２とを搭載し、この飛翔体を地上局に設置した２軸駆動型の追尾アンテナで追尾しながら、飛翔体の位置と追尾アンテナに対する指向角指令値とを推定する場合について説明する。なお、この例では、アンテナ駆動軸を、それぞれ、アジマス（ＡＺ）軸とエレベーション（ＥＬ）軸とする。
【００３６】
先ず、位置伝播器７は、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定値９が前回出力した位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０を構成するシステム状態量と誤差共分散行列とを、それぞれ、ｘｋ、Ｐｋと設定する。その上で、位置伝播器７は、飛翔体に搭載された加速度センサ２が検出した加速度センサ検出信号Ｓ２を、このシステムへの入力ｕｋとして組み合わせた結果によって得られる線形確率システム（状態空間モデル）を次の式（２５）で表わす。
0005605539.tif 000030
但し、ｘkはシステム状態量、Φkは状態遷移行列、Ｇkは駆動ノイズ行列、Ｄkは駆動入力行列、Ｈkは観測行列、ｕkは加速度センサ検出信号Ｓ２、ｙkは観測信号とする。
【００３７】
そして、位置伝播器７は、前記の式（２５）に基づいて、以下に示す式（２６）、及び式（２７）の計算式を用いて、システム状態量予測値ｘk+1−と誤差共分散行列予測値P k+1−とによって構成される位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７を生成する。
【００３８】
0005605539.tif 000031
0005605539.tif 000032
【００３９】
但し、式（２６）、式（２７）において、上付きの「＋」は追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９による処理後の推定値、上付きの「−」は追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９による処理前の伝播予測値、上付きの「Ｔ」は転置行列、下付きの「ｋ」は観測時系列の順序を示す。また、システムノイズWkと観測ノイズVkは互いに独立した白色ノイズと仮定し、Qkは、システムノイズWkの共分散行列（すなわち、飛翔体のダイナミクス特性に応じて設定される設計パラメータ）を示す。
【００４０】
一方、検出データ平滑化処理器５は、ＡＧＣレベル受信機３が取得した追尾アンテナ６の駆動軸であるＡＺ軸及びＥＬ軸にそれぞれ対応したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３を、それぞれ、AZiAGC、ELiAGCとしたとき、ＧＰＳデータ更新時刻検出器４が検出したＧＰＳデータ更新時刻信号Ｓ４に基づいて導出されたＧＰＳ更新間隔から、ＡＧＣレベル検出信号Ｓ３として取得されたデータを、次の式（２８）を用いて平滑化する。
【００４１】
0005605539.tif 000033
但し、変数mは、平滑化処理において用いたＡＧＣレベル検出信号Ｓ３のデータ総数である。
【００４２】
0005605539.tif 000034
【００４３】
0005605539.tif 000035
0005605539.tif 000036
【００４４】
さらに、ＡＧＣ補正値生成器８は、追尾アンテナ指向角信号Ｓ６であるＡＺ軸角度Ψj及びＥＬ軸角度θjに対する変動値を、次の（３０）式により導出する。
0005605539.tif 000037
【００４５】
そして、ＡＧＣ補正値生成器８は、前述の式（２９）、及び式（３０）の導出結果から、追尾アンテナ６の駆動各軸に対する指向角誤差ΔΨjAGC、ΔθjAGCを、次の式（３１）を用いて決定した後、それをＡＧＣ補正位置信号Ｓ８として生成する。
0005605539.tif 000038
【００４６】
0005605539.tif 000039
【００４７】
0005605539.tif 000040
【００４８】
0005605539.tif 000041
0005605539.tif 000042
【００４９】
一方、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９は、ＧＰＳ受信機１からの更新位置信号Ｓ１が取得されていない場合には、位置伝播器７が生成する位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７である前述の式（２６）式で得られたシステム状態量予測値ｘk+1−と、式（２７）で得られた誤差共分散行列予測値P k+1−とを、それぞれ、次の式（３４）及び式（３５）に示すように、そのまま位置推定値と誤差共分散推定値に置き換える。
【００５０】
0005605539.tif 000043
0005605539.tif 000044
【００５１】
さらに、位置伝播器７が、置き換えた位置推定値と誤差共分散推定値とを位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７として出力すると同時に、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９は、前述の式（３４）の位置推定値に基づいて、追尾アンテナ６の指向方向に対して定義したアンテナ座標系Σaと慣性空間上に固定された慣性座標系Σiとの間の関係を示す式であるDirect Cosine Matrix（ＤＣＭ）aＣi(Ψ θ)（式（３６））から、決定する追尾アンテナ６に対するＡＺ軸角度指令値Ψr(k+1)及びＥＬ軸角度指令値θr(k+1)を追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９として出力する。
【００５２】
0005605539.tif 000045
【００５３】
但し、観測時系列の順序は今回の観測を下付きの「ｎ」、次回の観測を下付きの「ｎ＋１」と記述すると共に、アンテナ座標系Σaのｘ軸方向を追尾アンテナ６の指向方向として定義すると、慣性座標系Σiで示される無人機位置ｘは、前述の式（３６）より、追尾アンテナ６のＡＺ軸角度Ψ及びＥＬ軸角度θを用いて次の式（３７）のように表される。
【００５４】
0005605539.tif 000046
【００５５】
次に、更新位置信号Ｓ１が更新された場合には、前述の式（３１）で示すＡＧＣ補正位置信号Ｓ８を前述の式（３７）へ適用することにより、ＡＧＣ補正位置信号Ｓ８に基づく追尾アンテナ位置補正値ΔxnAGCを次の式（３８）によって導出する。
【００５６】
0005605539.tif 000047
【００５７】
また、既に位置伝播器７において生成された位置予測値／誤差共分散値信号Ｓ７に対しては、ＧＰＳ受信機１によって得られた更新位置信号Ｓ１に基づくカルマンフィルタ更新処理を、次の式（３９）、式（４０）、及び式（４１）を用いて実施し、その結果を位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０として出力する。
【００５８】
0005605539.tif 000048
0005605539.tif 000049
0005605539.tif 000050
【００５９】
但し、Ｒnは観測ノイズＶnの共分散行列（カルマンフィルタ設計者がＧＰＳ特性に応じ設定する設計パラメータ）であり、また、上付きの「−１」は逆行列を示す。
【００６０】
0005605539.tif 000051
【００６１】
0005605539.tif 000052
0005605539.tif 000053
【００６２】
よって、この発明の無人機位置推定追尾装置では、ＧＰＳ受信機１によって得られた無人機の更新位置信号Ｓ１に対し、ＡＧＣレベル受信機３で検出したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３に基づいて導出されたＡＧＣ補正位置信号Ｓ８を組み合わせることで、無人機の位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０と追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９とを同時に生成可能な構成となっている。
【００６３】
したがって、この実施形態によれば、特に、追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９において無人機の位置推定と追尾アンテナ指向角指令値の補正とを同時に実施しているため、ＡＧＣレベル受信機３が検出したＡＧＣレベル検出信号Ｓ３に対しては、検出データ平滑化処理器５だけでは除去できない観測ノイズに起因する推定誤差変動を、ＧＰＳ受信機１が検出した更新位置信号Ｓ１に基づいて補償することができる。一方、検出した更新位置信号Ｓ１の検出誤差に起因した変動は、ＡＧＣ補正位置信号Ｓ８の変動から推定することができるため、追尾アンテナ６による無人機追尾精度と飛翔体位置精度をさらに向上させることが可能となる。
【００６４】
すなわち、ここで示したＡＧＣ補正値生成器８と追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器９との組み合わせ構成による無人機の位置推定処理は、位置推定値／誤差共分散値信号Ｓ１０と追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ９を同時に生成するために実現した独自の技術である。したがって、前述の特許文献１乃至特許文献５で開示されたそれぞれの技術をどのように組み合わせても、この発明に係る無人機位置推定追尾装置を実現することはできない。
【００６５】
以上を要約すると、この発明による移動体位置推定追尾方法よれば、移動体位置推定追尾装置は、加速度センサ２が検出した加速度センサ検出信号Ｓ２に基づいて行われる無人機位置伝播処理に対し、ＧＰＳ受信器１が受信したＧＰＳ受信信号による位置更新タイミングにおいて無人機の位置推定値を生成するのと同時に、前回の更新時刻から現在時刻までに伝播処理と同期して得られた追尾アンテナ６の指向角度誤差信号の時系列データを利用して、追尾アンテナ指向角指令信号Ｓ６を生成する機能を実現している。その結果、追尾アンテナ６に設置アライメント誤差が存在する場合や、ＧＰＳ受信機１が検出した位置更新データ（更新位置信号Ｓ１）に位置誤差が含まれる場合でも、カルマンフィルタ処理の枠組みの中でこれら検出信号の誤差補正が実施可能となり、無人機の位置推定と追尾アンテナによる高精度追尾とを同時に達成することができる。
【００６６】
なお、前述した移動体位置推定追尾方法は、コンピュータがプログラム読み込むことによって実現される。したがって、上述の移動体位置推定追尾方法の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって各処理が実行される。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk−Red Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk−Red Only Memory）、及び半導体メモリ等をいう。
【００６７】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、この発明の具体的に構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもそれらはこの発明に含まれる。例えば、上記のプログラムを通信回線によって外部のコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。また、上記の実施形態では、移動体（無人機）として空間を飛翔する飛翔体を想定し、その飛翔体の位置推定と追尾を行う場合について説明したが、移動体が地上を走行する車両等であっても、上記実施形態と同等の作用効果を呈することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
この発明による移動体位置推定追尾装置は、陸上及び空間を移動する様々な移動体に対して、位置情報の推定手段と追尾アンテナによる移動体追尾手段とを同時に提供することができるので、宇宙開発、航空機管制、及び交通情報などの分野において有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１        ＧＰＳ受信機
２        加速度センサ
３        ＡＧＣレベル受信機
４        ＧＰＳデータ更新時刻検出器
５        検出データ平滑化処理器
６        追尾アンテナ
７        位置伝播器
８        ＡＧＣ補正値生成器
９        追尾アンテナ指向角／無人機位置推定器（位置推定・追尾手段、アンテナ追尾・移動体位置推定器）
２１        ＧＰＳ受信機
２２        加速度センサ
２３        測位演算器（カルマンフィルタ）
Ｓ１        更新位置信号
Ｓ２        加速度センサ検出信号
Ｓ３        ＡＧＣレベル検出信号
Ｓ４        ＧＰＳデータ更新時刻信号
Ｓ５        ＡＧＣレベル平滑化信号
Ｓ６        追尾アンテナ指向角信号
Ｓ７        位置予測値／誤差共分散値信号
Ｓ８        ＡＧＣ補正位置信号
Ｓ９        追尾アンテナ指向角指令信号
Ｓ１０        位置推定値／誤差共分散値信号
Ｓ２１        位置更新信号
Ｓ２２        加速度検出信号
【図１】
0005605539.tif 000082
【図２】
0005605539.tif 000083
【図３】
0005605539.tif 000084
【図４】
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