(57)【要約】【課題】グローバル・ポジショニング・システムなどの人工衛星ポジショニング・システムによる測位精度、特に、グローバル・ポジショニング・システムと準天頂衛星システムとを組み合わせた場合における測位精度の更なる向上を実現し得る衛星信号トラッキングフィルタ装置を提供する。【解決手段】測位装置100は、ベースバンド信号を受信するコリレータ210から出力される観測値エラーと、ベースバンド信号に含まれるノイズを計測するノイズ計測器30を介してベースバンド信号に含まれる雑音レベルとを取得するトラッキングループ部200を備える。トラッキングループ部200は、観測値エラー及び雑音レベルに基づいて、観測値とエラー分散とを出力する統合トラッキング用カルマンフィルタ220を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星ポジショニング・システムから衛星信号に基づくベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の観測値及び前記観測値のエラー分散を出力する衛星信号トラッキングフィルタ装置であって、
前記ベースバンド信号を受信するコリレータから出力される観測値エラーと、前記ベースバンド信号に含まれるノイズを計測するノイズ計測器を介して前記ベースバンド信号に含まれる雑音レベルとを取得するトラッキングループ部を備え、
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラー及び前記雑音レベルに基づいて、前記観測値と前記エラー分散とを出力するカルマンフィルタを含む衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項２】
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、少なくとも前記ベースバンド信号のコード位相エラー及び周波数エラーを取得する請求項１に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項３】
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、前記ベースバンド信号のキャリア位相エラーをさらに取得する請求項２に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項４】
前記トラッキングループ部は、カルマンフィルタのアルゴリズムにおけるプラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる請求項１に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項５】
前記トラッキングループ部は、前記ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、前記プラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる請求項４に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星ポジショニング・システムからの衛星信号に基づくベースバンド信号を受信し、ベースバンド信号の観測値及び当該観測値のエラー分散を出力する衛星信号トラッキングフィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、グローバル・ポジショニング・システム（GPS）を利用した測位装置では、測位アルゴリズムに、無限インパルス応答（IIR）フィルタの一種であるカルマンフィルタ（拡張カルマンフィルタ）を用いた装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１は、カルマンフィルタを測位アルゴリズムに用いた従来の測位装置の一般的な機能ブロック構成図である。図１に示すように、測位装置10は、トラッキングループ部20を備え、トラッキングループ部20は、コリレータ21、IIRフィルタ22及び観測値用フィルタ23によって構成される。
【０００４】
トラッキングループ部20は、観測値（状態変数：推定コード位相、推定周波数及び推定キャリア位相）を拡張カルマンフィルタによって構成された測位アルゴリズム60に出力する。また、観測エラー分散計算器50は、ノイズ計測器30に接続された信号対雑音比（SNR）計算器40からの出力に基づいて、観測値のエラー分散（推定観測エラー分散）を測位アルゴリズム60に出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８０８３４号公報（第６頁など）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の測位装置には、次のような問題があった。近年では、従来のグローバル・ポジショニング・システムと組み合わせることによって測位精度の向上を図る準天頂衛星システム（QZSS）が実用化されているが、このような準天頂衛星システムを併用しても、期待した程の測位精度の向上を図ることができない問題があった。
【０００７】
具体的には、観測値に含まれる熱雑音の影響を効果的に除去することができず、単純なローパスフィルタ（LPF）などを用いても、測位精度はあまり改善しない。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、グローバル・ポジショニング・システムなどの人工衛星ポジショニング・システムによる測位精度、特に、グローバル・ポジショニング・システムと準天頂衛星システムとを組み合わせた場合における測位精度の更なる向上を実現し得る衛星信号トラッキングフィルタ装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、人工衛星ポジショニング・システムから衛星信号に基づくベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の観測値及び前記観測値のエラー分散を出力する衛星信号トラッキングフィルタ装置であって、前記ベースバンド信号を受信するコリレータから出力される観測値エラー（観測コード位相エラー（m）、観測周波数エラー（Hz）及び観測キャリア位相エラー（Cycle））と、前記ベースバンド信号に含まれるノイズを計測するノイズ計測器（ノイズ計測器30）を介して前記ベースバンド信号に含まれる雑音レベル（例えば、SNR）とを取得するトラッキングループ部（トラッキングループ部200）を備え、前記トラッキングループ部は、前記観測値エラー及び前記雑音レベルに基づいて、前記観測値と前記エラー分散（観測コード位相エラー分散（m2）、観測周波数エラー分散（Hz2）及びキャリア位相エラー分散（Cycle2））とを出力するカルマンフィルタ（統合トラッキング用カルマンフィルタ220）を含むことを要旨とする。
【００１０】
本発明の特徴において、前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、少なくとも前記ベースバンド信号のコード位相エラー及び周波数エラーを取得してもよい。
【００１１】
本発明の特徴において、前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、前記ベースバンド信号のキャリア位相エラーをさらに取得してもよい。
【００１２】
本発明の特徴において、前記トラッキングループ部は、カルマンフィルタのアルゴリズムにおけるプラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いてもよい。
【００１３】
本発明の特徴において、前記トラッキングループ部は、前記ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、前記プラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の特徴によれば、グローバル・ポジショニング・システムなどの人工衛星ポジショニング・システムによる測位精度、特に、グローバル・ポジショニング・システムと準天頂衛星システムとを組み合わせた場合における測位精度の更なる向上を実現し得る衛星信号トラッキングフィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カルマンフィルタを測位アルゴリズムに用いた従来の測位装置の一般的な機能ブロック構成図である。
【図２】測位装置100の機能ブロック構成図である。
【図３】統合トラッキング用カルマンフィルタ220の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカルマンフィルタのアルゴリズムを示す図である。
【図５】統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられる変数の定義及びベースバンド信号の観測値と推定値の関係を示す図である。
【図６】統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられる状態ベクトル、状態遷移行列、プラントノイズベクトル、観測ベクトル、観測行列及び観測ノイズベクトルをそれぞれ示す図である。
【図７】統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられるプラントノイズ共分散行列を示す図である。
【図８】測位装置100が強信号下における信号空間ダイヤグラムを示す図である。
【図９】測位装置100が弱信号下における信号空間ダイヤグラムを示す図である。
【図１０】測位装置100の受信信号強度に応じたキャリア位相追従特性（２入力方式及び３入力方式）を示す図である。
【図１１】実施例及び比較例に係る測位装置によって取得された測位データに基づく走行軌跡（その１）を示す図である。
【図１２】実施例及び比較例に係る測位装置によって取得された測位データに基づく走行軌跡（その２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００１７】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
（１）測位装置の全体概略構成
図２は、本実施形態に係る測位装置100の機能ブロック構成図である。図２に示すように、測位装置100は、ノイズ計測器30、SNR計算器40、測位アルゴリズム60及びトラッキングループ部200を備える。ノイズ計測器30、SNR計算器40及び測位アルゴリズム60は、図１に示した従来の測位装置10と同様である。
【００１９】
トラッキングループ部200は、グローバル・ポジショニング・システム（GPS）などの人工衛星ポジショニング・システムからの衛星信号に基づくベースバンド信号（複素数・I/Q）を受信する。測位装置100は、受信したベースバンド信号の観測値及び当該観測値のエラー分散を、測位アルゴリズム60に出力する。本実施形態では、ノイズ計測器30、SNR計算器40及びトラッキングループ部200によって、衛星信号トラッキングフィルタ装置が構成される。
【００２０】
トラッキングループ部200は、コリレータ210及び統合トラッキング用カルマンフィルタ220を備える。トラッキングループ部200は、ベースバンド信号を受信するコリレータ210から出力される観測値エラーと、ベースバンド信号に含まれるノイズを計測するノイズ計測器30を介してベースバンド信号に含まれる雑音レベルとを取得する。
【００２１】
コリレータ210は、図１に示した従来の測位装置10に備えられるコリレータ21と同様である。コリレータ210は、人工衛星ポジショニング・システムからの衛星信号に基づくベースバンド信号を受信し、ベースバンド信号の観測値エラーを統合トラッキング用カルマンフィルタ220に出力する。また、コリレータ210は、ベースバンド信号の電力値をSNR計算器40に出力する。
【００２２】
ノイズ計測器30は、ベースバンド信号に含まれるノイズを計測する。ノイズ計測器30は、SNR計算器40と接続されている。SNR計算器40は、ノイズ計測器30から出力されたノイズと、コリレータ210から出力されたベースバンド信号の電力値とに基づいて、ベースバンド信号の信号対雑音比（SNR）を計算する。
【００２３】
トラッキングループ部200、具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、は、コリレータ210から出力された観測値エラー、及び統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、SNR計算器40から取得した雑音レベル、具体的には、SNRに基づいて、ベースバンド信号の観測値と、観測値のエラー分散を測位アルゴリズム60に出力する。より具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、推定観測エラー（状態変数）及び推定観測エラー分散をそれぞれ観測値及び観測値のエラー分散として測位アルゴリズム60に出力する。
【００２４】
本実施形態では、トラッキングループ部200は、観測値エラーとして、ベースバンド信号のコード位相エラー及び周波数エラーを取得（観測コード位相エラー及び観測周波数エラー）する。また、トラッキングループ部200は、観測値エラーとして、キャリア位相エラー（観測キャリア位相エラー）をさらに取得することもできる。
【００２５】
さらに、トラッキングループ部200は、カルマンフィルタのアルゴリズムにおけるプラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる。具体的には、トラッキングループ部200は、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる。
【００２６】
なお、統合トラッキング用カルマンフィルタ220のより具体的な動作については、さらに後述する。
【００２７】
（２）統合トラッキング用カルマンフィルタの構成
図３は、統合トラッキング用カルマンフィルタ220の機能ブロック構成図である。図３に示すように、統合トラッキング用カルマンフィルタ220には、上述したように、観測値エラーとして、ベースバンド信号のコード位相エラー、周波数エラー及びキャリア位相エラーが入力される。以下、これらの観測値エラーを、後述する推定観測エラーと区別するため、観測コード位相エラー（m）、観測周波数エラー（Hz）及び観測キャリア位相エラー（Cycle）と呼ぶ。
【００２８】
また、統合トラッキング用カルマンフィルタ220には、エラー分散として、コード位相エラー分散、周波数エラー分散及びキャリア位相エラー分散が入力される。以下、これらの観測エラー分散を、後述する推定観測エラー分散と区別するため、観測コード位相エラー分散（m2）、観測周波数エラー分散（Hz2）及びキャリア位相エラー分散（Cycle2）と呼ぶ。
【００２９】
統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、入力された観測値エラー及び観測エラー分散に基づいて、推定観測エラー及び推定観測エラー分散を出力する。具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、推定観測コード位相エラー（m）、推定観測周波数エラー（Hz）及び推定観測キャリア位相エラー（Cycle）を出力する。また、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、推定観測コード位相エラー分散（m2）、推定観測周波数エラー分散（Hz2）及び推定観測キャリア位相エラー分散（Cycle2）を出力する。
【００３０】
このように、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、DLL（コード位相（遅延））、FLL（周波数）及びPLL（キャリア位相）の３のロックループを統合し、単一のカルマンフィルタを用いてフィードバックループを形成する。
【００３１】
（３）統合トラッキング用カルマンフィルタの動作
次に、統合トラッキング用カルマンフィルタ220の動作について説明する。具体的には、カルマンフィルタのアルゴリズムについて説明し、本実施形態に係る統合トラッキング用カルマンフィルタ220の動作について説明する。
【００３２】
（３．１）カルマンフィルタのアルゴリズム
図４は、カルマンフィルタのアルゴリズムを示す。図４に示すアルゴリズム自体は、従来から用いられているカルマンフィルタと同様である。図４に示すアルゴリズム内の変数のうち、Ytは、上述した観測値エラー（観測コード位相エラー（m）、観測周波数エラー（Hz）及び観測キャリア位相エラー（Cycle））に相当する。また、Rt（観測誤差分散）は、上述した観測エラー分散（観測コード位相エラー分散（m2）、観測周波数エラー分散（Hz2）及びキャリア位相エラー分散（Cycle2））に相当する。Kt(Yt-HXt|t-1)は推定観測エラーに相当し、Pt|t=Pt|t-1-KtHPt|t-1は推定観測エラー分散に相当する。
【００３３】
（３．２）統合トラッキング用カルマンフィルタの動作
次に、統合トラッキング用カルマンフィルタ220の動作について説明する。具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられる変数の定義、観測値と推定値の関係、強信号下での動作及び弱信号下での動作について説明する。
【００３４】
（３．２．１）変数の定義
図５（ａ）は、統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられる変数の定義を示す。図５（ａ）に示すように、推定コード位相（m）、推定キャリア位相（Cycle）、推定コード位相オフセット（m）、推定キャリア周波数（Hz）、推定キャリア周波数変化量（Hz/s）、ノイズ、交信周期（sec）及びキャリア波長（m）が用いられる。
【００３５】
（３．２．２）観測値と推定値の関係
図５（ｂ）は、ベースバンド信号の観測値と推定値の関係を示す。図５（ａ）に示した変数のハットを取ったものを観測値とすると、推定値と観測値には、図５（ｂ）に示すような関係が成り立つ。
【００３６】
また、運動に関する関係は、図５（ｂ）に示すとおりであり、ここで、
【数１】
2014119314.tif 000003
【００３７】
をプラントノイズと見なす。
【００３８】
（３．２．３）強信号下での動作
次に、強信号下における統合トラッキング用カルマンフィルタ220の動作について説明する。図６（ａ）〜（ｆ）は、状態ベクトル、状態遷移行列、プラントノイズベクトル、観測ベクトル、観測行列及び観測ノイズベクトルをそれぞれ示す。また、図７（ａ），（ｂ）は、統合トラッキング用カルマンフィルタ220において用いられるプラントノイズ共分散行列を示す。
【００３９】
統合トラッキング用カルマンフィルタ220では、プラントノイズ共分散行列は、図７（ｂ）に示すとおりとなる。ここで、統合トラッキング用カルマンフィルタ220を実際に使用する場合、コード位相オフセットのプラントノイズ分散（行列の１行１列目）が0（零）だと、フィルタ帯域が狭帯域になってしまう。そこで、衛星信号を良好に受信でき、SNRが良好な強信号下では、プラントノイズ分散をE[0.001]とした。
【００４０】
（３．２．４）弱信号下での動作
上述したように、本実施形態に係る統合トラッキング用カルマンフィルタ220Ｊは、強信号下では、プラントノイズ分散をE[0.001]としたが、SNRが所定の閾値を下回るような弱信号下では、プラントノイズ分散に強信号下と異なる値を用いる。具体的には、弱信号下では、衛星信号のマルチパスの間接波に追従すると仮定し、プラントノイズ分散をE[λ]（キャリア波長）に置き換える。従って、Q00は、受信信号強度に応じて、図７（ｂ）に示す式に従って遷移させられる。
【００４１】
すなわち、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、上述したように、カルマンフィルタのアルゴリズムにおけるプラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる。具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値（λ2）を用いる。
【００４２】
（４）作用・効果
次に、上述したトラッキングループ部200を備える測位装置100の作用効果について説明する。具体的には、トラッキングループ部200のキャリア位相追従特性、及び実環境下での測位装置100による測位シミュレーション結果について説明する。
【００４３】
（４．１）キャリア位相追従特性
図８（ａ）及び（ｂ）は、測位装置100が強信号下における信号空間ダイヤグラムを示す。また、図９（ａ）及び（ｂ）は、測位装置100が弱信号下における信号空間ダイヤグラムを示す。
【００４４】
具体的には、図８（ａ）及び図９（ａ）は、２入力（観測コード位相エラー及び観測周波数エラー）方式を採用した場合における信号空間ダイヤグラムを示し、図８（ｂ）及び図９（ｂ）は、３入力（観測コード位相エラー、観測周波数エラー及び観測キャリア位相エラー）方式を採用した場合における信号空間ダイヤグラムを示す。
【００４５】
図８及び図９に示すように、２入力方式の場合、弱信号下では、シンボルが正しく分離されず、キャリア位相に正しく追従できなくなっていることが分かる。一方、３入力方式の場合、弱信号下でもシンボルが正しく分離されており、キャリア位相に追従できていることが分かる。
【００４６】
図１０（ａ）及び（ｂ）は、測位装置100の受信信号強度に応じたキャリア位相追従特性（２入力方式及び３入力方式）を示す。具体的には、図１０（ａ）は、２入力（観測コード位相エラー及び観測周波数エラー）方式を採用した場合におけるキャリア位相追従特性を示す。図１１０（ｂ）は、３入力（観測コード位相エラー、観測周波数エラー及び観測キャリア位相エラー）方式を採用した場合におけるキャリア位相追従特性を示す。
【００４７】
図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、２入力方式の場合、弱信号下（-146dBm）になると、半波長以上の位相ズレ（図中の点線枠など）が発生し始めていることが分かる。一方、３入力方式の場合、弱信号下（になると、キャリア位相のバラツキは増えるが位相ズレは発生していないことが分かる。
【００４８】
なお、上述したキャリア位相追従特性は、パーソナルコンピュータを用いたシミュレーションによって取得した。具体的には、データストリーマで取得したRFデータ（2bit 16Msample）を使用し、サーチ、トラッキング及び測位シミュレーションを実行させ、当該シミュレーション結果を出力させた。また、シミュレーションでは、シグナルジェネレータ上（理想環境）において、上述した構成を有するトラッキングループ部200の動作検証を行った。条件などは、以下のとおりである。
【００４９】
・  測位状態：  静止測位
・  条件：  強信号下（-130dBm）でBitSync、FrameSyncを完了させる。また、FrameSync完了後に信号を-146dBmまで下げる。
【００５０】
・  試験時間：  約15分
（４．２）実環境下での測位シミュレーション結果
次に、実環境下での測位シミュレーション結果について説明する。実環境下でのシミュレーションは、郊外エリアを自動車で走行することを想定し、出願人の事業所（神奈川県川崎市麻生区黒川）周辺において行った。また、比較例（リファレンス受信機）としては、u-blox社製6Tを使用した。実施例は、上述した構成を有するトラッキングループ部200（３入力方式を採用）をパーソナルコンピュータ上で動作させたものである。RFデータの取得時に、上述した実施例及び比較例に係る測位装置を同時に動作させ測位データを取得した。なお、測位にはQZSSも利用した。
【００５１】
図１１は、実施例及び比較例に係る測位装置によって取得された測位データに基づく走行軌跡（その１）を示す。図１１に示すように、比較例の場合、中央分離帯上に走行軌跡があり、測位精度に一定の誤差が生じていることが分かる。一方、実施例の場合、走行軌跡によって正しく右折レーンに入っていることが確認でき、比較例よりも大幅に測位精度が向上していることが分かる。
【００５２】
図１２は、実施例及び比較例に係る測位装置によって取得された測位データに基づく走行軌跡（その２）を示す。図１２に示すように、当該エリアには、鉄道の駅舎STと地上高が数メートル〜５メートル程度高い丘陵地Hの間に設けられた車道、及び鉄道の線路が高架となっている車道が存在し、測位精度を確保するためには、厳しい条件となっている。
【００５３】
図１２において実施例と比較例の走行軌跡を比較すると、実施例では、厳しい条件にも関わらず、走行軌跡によって正しく右折レーン及び左折レーンに入っていることが確認でき、比較例よりも大幅に測位精度が向上していることが分かる。このように、実環境下での測位シミュレーションの結果、自動車（測位装置）が高架下などを通過したときに、測位位置が飛んでしまう現象（位置飛び）が発生し易いことが分かったが、上述したように、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値（λ2）を用いることによって、このような位置飛びを効果的に抑制できることも確認できた。
【００５４】
すなわち、上述した統合トラッキング用カルマンフィルタ220を有するトラッキングループ部200（衛星信号トラッキングフィルタ装置）によれば、グローバル・ポジショニング・システムなどの人工衛星ポジショニング・システムによる測位精度、特に、グローバル・ポジショニング・システムと準天頂衛星システムとを組み合わせた場合における測位精度の更なる向上を実現し得る。
【００５５】
具体的には、カルマンフィルタは、現在の観測値だけでなく、過去の観測値を利用するため、適切な観測誤差分散（エラー分散）をカルマンフィルタに入力して、過去のデータを利用することによって、観測値に含まれる熱雑音の最適な除去フィルタとなる。上述したように、トラッキングループ部200では、トラッキングループ内のIIRフィルタを統合トラッキング用カルマンフィルタ220に置き換え、推定観測エラー（状態変数）及び推定観測エラー分散をそれぞれ観測値及び観測値のエラー分散として測位アルゴリズム60に出力する。このように、状態変数を遷移させたものをトラッキングループのフィードバック値とすることで、良好な観測値及び観測値のエラー分散を得ることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、２入力（観測コード位相エラー及び観測周波数エラー）方式または３入力（観測コード位相エラー、観測周波数エラー及び観測キャリア位相エラー）方式が用いられるが、特に、３入力方式を採用した場合には、測位精度をさらに向上することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長（λ）に応じた値を用い、具体的には、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値が用いられるため、特に、測位装置が高架下などを移動し、ベースバンド信号の受信状態が良好でない場合でも、高い測位精度を維持できる。
【００５８】
（５）その他の実施形態
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００５９】
例えば、上述した本発明の実施形態では、３入力方式を前提として説明したが、勿論２入力（観測コード位相エラー及び観測周波数エラー）方式でも構わない。
【００６０】
また、上述した実施形態では、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値が用いられていたが、ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合に限らない。ある程度の精度の低下はあるものの、例えば、プラントノイズ共分散行列の値として、ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を常に用いてもよい。
【００６１】
上述した実施形態では、SNR計算器40が用いられていたが、SNRに代えて、SNRから計算して求めることができるキャリア対雑音比（CNR）などによってベースバンド信号の雑音レベルを取得してもよい。
【００６２】
上述した実施形態では、GPSやQZSSを例に説明したが、本願発明は、GPS以外に、Galileoなどの他の人工衛星ポジショニング・システムにも勿論適用できる。
【００６３】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【符号の説明】
【００６４】
10…測位装置
20…トラッキングループ部
21…コリレータ
22…IIRフィルタ
23…観測値用フィルタ
30…ノイズ計測器
40…SNR計算器
50…観測エラー分散計算器
60…測位アルゴリズム
100…測位装置
200…トラッキングループ部
210…コリレータ
220…統合トラッキング用カルマンフィルタ
H…丘陵地
ST…駅舎
【図１】
2014119314.tif 000004
【図２】
2014119314.tif 000005
【図３】
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【図４】
2014119314.tif 000007
【図５】
2014119314.tif 000008
【図６】
2014119314.tif 000009
【図７】
2014119314.tif 000010
【図８】
2014119314.tif 000011
【図９】
2014119314.tif 000012
【図１０】
2014119314.tif 000013
【図１１】
2014119314.tif 000014
【図１２】
2014119314.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月25日(2014.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星ポジショニング・システムから衛星信号に基づくベースバンド信号を受信し、前記ベースバンド信号の観測値及び前記観測値のエラー分散を出力する衛星信号トラッキングフィルタ装置であって、
前記ベースバンド信号を受信するコリレータから出力される観測値エラーと、前記ベースバンド信号に含まれるノイズを計測するノイズ計測器を介して前記ベースバンド信号に含まれる雑音レベルとを取得するトラッキングループ部を備え、
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラー及び前記雑音レベルに基づいて、前記観測値と前記エラー分散とを、前記人工衛星ポジショニング・システムを利用した測位アルゴリズムに出力するカルマンフィルタを含む衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項２】
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、少なくとも前記ベースバンド信号のコード位相エラー及び周波数エラーを取得する請求項１に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項３】
前記トラッキングループ部は、前記観測値エラーとして、前記ベースバンド信号のキャリア位相エラーをさらに取得する請求項２に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項４】
前記トラッキングループ部は、カルマンフィルタのアルゴリズムにおけるプラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる請求項１に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【請求項５】
前記トラッキングループ部は、前記ベースバンド信号の受信信号強度が所定の閾値以下の場合、前記プラントノイズ共分散行列の値として、前記ベースバンド信号のキャリア波長に応じた値を用いる請求項４に記載の衛星信号トラッキングフィルタ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
トラッキングループ部200、具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、は、コリレータ210から出力された観測値エラー、及びSNR計算器40から取得した雑音レベル、具体的には、SNRに基づいて、ベースバンド信号の観測値と、観測値のエラー分散を測位アルゴリズム60に出力する。より具体的には、統合トラッキング用カルマンフィルタ220は、推定観測エラー（状態変数）及び推定観測エラー分散をそれぞれ観測値及び観測値のエラー分散として測位アルゴリズム60に出力する。