(57)【要約】【課題】各受信機の構成を簡素化、省電化し、小型で安価な測位システムを提供する。【解決手段】測位システムは、基準局の受信装置１０、トラクタＶｅに設置された３台の観測局の受信装置１１を備え、観測局のうちの操縦席に搭載の受信装置１１について、受信装置１０に対する相対位置を得る。各受信装置１１、１０は、受信された測位用データを操縦席搭載の受信装置１１へ伝送するための通信部１１７を備える。操縦席搭載の受信装置１１は、接続部１１８を介して、基準局の受信装置１０に対する操縦席の受信装置１１の相対的な測位位置を測位用データから算出する測位演算部２０１２及び演算結果を表示する表示部２０４を有するパーソナルコンピュータ２０と接続可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準局の受信装置及び測位対象側に設置された観測局の受信装置を備え、前記基準局の受信装置に対する観測局の受信装置の相対位置を得るための地球衛星航法システムを利用した測位システムにおいて、
各受信装置は、前記基準局の受信装置及び前記観測局の受信装置のうちのいずれか１の受信装置に他の受信装置で受信された測位用データを伝送する無線通信部を備え、
前記１の受信装置は、当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記無線通信部を経て前記他の受信装置から伝送された測位用データとを用いて前記相対位置を算出する測位演算部及び演算結果を表示する表示部を有する情報処理機と接続可能にされ、前記情報処理機からの要求に応じて当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記伝送されてきた測位用データとを前記測位演算部へ導出する接続部を備えたものであることを特徴とする測位システム。
【請求項２】
前記測位対象側は、移動体であることを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
観測局の受信装置は前記移動体の複数箇所に設けられ、その内の１つが前記１の受信装置とされ、前記無線通信部は、前記１の受信装置を除く他の受信装置から前記１の受信装置にそれぞれの測位用データを伝送するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の測位システム。
【請求項４】
前記１の受信装置に備えられる無線通信部は、他の受信装置の無線通信部に対して通信路の構築を指示するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の測位システム。
【請求項５】
前記受信装置は、環境情報を取得する測定部を備え、前記無線通信部は、各測定部での測定結果を前記測位用データと共に前記１の受信装置に伝送することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の測位システム。
【請求項６】
前記第１の受信装置は、算出された相対位置の情報を前記他の受信装置に返送するものであり、前記他の受信装置は、返送された前記相対位置の情報を表示する表示器を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の測位システム。
【請求項７】
前記測位用データは、衛星毎のＣ／Ａコードデータ及び衛星毎のキャリア位相データを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の測位システム。
【請求項８】
前記第１の受信装置の接続部に接続され、当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記他の受信装置から伝送された測位用データとを用いて前記相対位置を算出する測位演算部及び演算結果を表示する表示部を有する前記情報処理機とを備えてなる請求項１〜７のいずれかに記載の測位システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ(Global Positioning System)等の衛星航法システム（GNSS：Gloval Navigation Satellite System）を利用した相対測位の測位システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基準受信機と移動受信機とを備え、基準受信機に対する移動受信機の相対位置を測定する衛星航法システムが記載されている。すなわち、移動受信機及びプロセッサを設け、この移動受信機及びプロセッサに基準受信機のアンテナの位置座標及び固定測量場所の位置座標を供給するものである。また、非特許文献１には、特許文献１の技術に類似した測位システムが記載されている。
【０００３】
また、非特許文献２の第４頁には、ＲＴＫ−ＧＰＳシステムにおける仮想基準点方式（ＶＲＳ方式）が記載されている。すなわち、ＶＲＳ方式とは、移動局から概略位置情報を通信装置により位置情報サービス事業者（配信事業者）に送信し、配信事業者で、移動局周辺にある基準局の観測量から補正情報（電離層・対流圏の遅延、衛星の軌道誤差等）を求め、概略位置（仮想点）で観測されるはずの位相データ等（補正データ等）を計算する方式である。移動局側では、通信装置により配信事業者から補正データ等を受信し、ＲＴＫ−ＧＰＳ測量を行って位置を求める方式である。又、サーバ型のＶＲＳ方式とは、移動局の概略位置情報を通信装置により解析処理サービス事業者（解析処理事業者）経由で配信事業者に送信し、配信事業者で補正データ等を算出して解析処理事業者へ送信し、解析処理事業者は、移動局の位置を求めて移動局へ返信する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２９１１３６３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】http://www.nikon-trimble.co.jp/products/pdf/machinecontrol/ez_guide.pdf
【非特許文献２】「ネットワーク型RTK-GPSを利用する公共測量作業アニュアル（案）」国土交通省国土地理院、国土地理院技術資料Ａ１−No.302、平成17年6月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び非特許文献１は、基準受信機のアンテナの位置座標及び固定測量場所の位置座標を移動受信機に供給するものであり、各受信機にプロセッサが必須の構成であり、その分、各受信機の構成が大型化し、かつコストアップにつながる。また、非特許文献２は、移動局の概略位置情報を配信事業者に送信し、所定の演算を施した補正データを得、これを再度移動局に送信し、測位演算を実行する構成であり、各移動局に測位演算を行うプロセッサ（コンピュータ）を備える必要があり、その分、各受信機の構成が大型化し、かつコストアップにつながる。また、これらの構成によれば、処理能力の高いＣＰＵの使用や、機器の大型化に起因して消費電力の増大という問題もあった。
【０００７】
本発明は、各受信機の構成を簡素化し、小型で安価な測位システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基準局の受信装置及び測位対象側に設置された観測局の受信装置を備え、前記基準局の受信装置に対する観測局の受信装置の相対位置を得るための地球衛星航法システムを利用した測位システムにおいて、各受信装置は、前記基準局の受信装置及び前記観測局の受信装置のうちのいずれか１の受信装置に他の受信装置で受信された測位用データを伝送する無線通信部を備え、前記１の受信装置は、当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記無線通信部を経て前記他の受信装置から伝送された測位用データとを用いて前記相対位置を算出する測位演算部及び演算結果を表示する表示部を有する情報処理機と接続可能にされ、前記情報処理機からの要求に応じて当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記伝送されてきた測位用データとを前記測位演算部へ導出する接続部を備えたものである。
【０００９】
また、請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の測位システムにおいて、前記第１の受信装置の接続部に接続され、当該第１の受信装置で受信された測位用データと前記他の受信装置から伝送された測位用データとを用いて前記相対位置を算出する測位演算部及び演算結果を表示する表示部を有する前記情報処理機とを備えてなるものである。
【００１０】
これらの発明によれば、地球衛星航法システムを利用して、基準局の受信装置に対する観測局の受信装置の位置が相対的に得られる。すなわち、各受信装置は、基準局の受信装置及び観測局の受信装置のうちのいずれか１の受信装置に他の受信装置で受信された測位用データを伝送する無線通信部を備えている。そして、この無線通信部を経て、他の受信装置で受信された測位用データが測位演算を施されることなく、１の受信装置に伝送される。一方、１の受信装置は、接続部を介して情報処理機と接続可能である。従って、情報処理機が接続された状態では、情報処理機内の測位演算部によって、前記１の受信装置、他の受信装置のそれぞれの測位用データが取り込まれて、基準局の受信装置と前記１の受信装置の間の相対位置が算出される。従って、受信装置内に、主にソフトウエアの負担の大きな測位演算プログラム等を設ける必要がなく、また、情報処理機の表示部も兼用することができるなど、構成上の簡素化、省電力化も図れる。
【００１１】
なお、情報処理機に入力される測位用データは、少なくとも１の受信装置と基準局の受信装置の測位用データであればよい。また、相対位置とは演算過程における方法であって、結果が相対位置に限定されるものではない。例えば、基準局に対して絶対位置情報が設定された場合を想定すると、観測局の位置情報も絶対位置情報で得られることになるが、この場合であっても、この絶対位置情報は基準局からの相対的な関係に基づいて得られた情報ということである。また、情報処理機としては汎用性を有するパーソナルコンピュータが好ましい。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の測位システムにおいて、前記測位対象側は、移動体であることを特徴とする。この構成によれば、移動体の基準位置からの位置を容易に報知可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の測位システムにおいて、観測局の受信装置は前記移動体の複数箇所に設けられ、その内の１つが前記１の受信装置とされ、前記無線通信部は、前記１の受信装置を除く他の受信装置から前記１の受信装置にそれぞれの測位用データを伝送するものであることを特徴とする。この構成によれば、受信装置自体の負担を増大することなく、複数の基準線を利用した測位演算を実現して測位精度の向上が図れる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の測位システムにおいて、前記１の受信装置に備えられる無線通信部は、他の受信装置の無線通信部に対して通信路の構築を指示するものであることを特徴とする。この構成によれば、第１の受信装置の無線通信部側から通信路の構築が指示されることから、伝送路（ルーティング）の手間が省けることができ、また、使用途中でも、故障その他によって伝送品質が低下した場合にも適用可能となる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の測位システムにおいて、前記受信装置は、環境情報を取得する測定部を備え、前記無線通信部は、各測定部での測定結果を前記測位用データと共に前記１の受信装置に伝送することを特徴とする。この構成によれば、相対位置の他に種々の環境状況が取得されることで、各配置位置乃至は全体状況のより正確な把握に供することが可能となる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の測位システムにおいて、前記第１の受信装置は、算出された相対位置の情報を前記他の受信装置に返送するものであり、前記他の受信装置は、返送された前記相対位置の情報を表示する表示器を備えていることを特徴とする。この構成によれば、測位演算部を持たない受信装置でも、相対位置情報が報知可能となる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の測位システムにおいて、前記測位用データは、衛星毎のＣ／Ａコードデータ及び衛星毎のキャリア位相データを含むことを特徴とする。この構成によれば、ＧＰＳ測位システムにおいて、受信装置は、測位用データの生成はハードウエア回路で可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、各受信機の構成を簡素化、省電化し、小型で安価な測位システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る測位システムの概要図である。
【図２】受信装置の機能ブロックの一例を示す構成図である。
【図３】パソコンの機能ブロックの一実施形態を示す構成図である。
【図４】パソコンのＣＰＵによって実行される基準局の位置情報設定処理を示すフローチャートである。
【図５】基準局の受信装置のＣＰＵによって実行される基準局処理のフローチャートである。
【図６】コーディネータでない観測局の受信装置のＣＰＵによって実行される観測局処理のフローチャートである。
【図７】コーディネータとなる受信装置のＣＰＵによって実行される設定処理を示すフローチャートである。
【図８】コーディネータとなる受信装置のＣＰＵによって実行されるコーディネータ処理を示すフローチャートである。
【図９】パソコンのＣＰＵによって実行されるパソコン処理のフローチャートである。
【図１０】コーディネータが基地局（基準局）の受信装置である場合の測位システムの概略図である。
【図１１】測位システムが適用される他のモニタシステムを説明する構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る測位システムの概要図である。図２は、受信装置の機能ブロックの一例を示す構成図である。
【００２１】
図１において、Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，…Ｓａｔｎは測位用衛星、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星で、公知の軌道上で地球を周回しているものである。受信装置１０，１１は測位用衛星Ｓａｔ１〜Ｓａｔｎから放送される測位用の電波を受信するものである。受信装置１０は所定の、例えば地上の固定位置に、受信装置１１は観測局に配置されるものである。観測局を配置する観測対象としては、移動体、山等の法面の地滑りモニタ等を代表する地形の変位、ダム等の変形のモニタ等を代表とする構造物の変形、及び後述するその他の対象が考えられる。図１に例では、観測局は移動体に搭載されている。受信装置１０，１１は、一般的には４機のＧＰＳ衛星からの放送電波を用いて測位処理を行う。
【００２２】
測位用衛星Ｓａｔ１〜Ｓａｔnは、公知のように、それぞれ異なる周波数の電波（Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波等）を送信（放送）している。なお、本実施形態では、Ｌ１波（１５７５．４２MHzのキャリア）の電波を用いた場合の測位処理について説明する。電波はコードとよばれる測位符号がいくつか重畳された搬送波からなり、Ｌ１波には測位符号として少なくともＣ／Ａコードを含み、他にエメリフェス情報や電離層遅延および対流圏遅延に関する情報からなる航法メッセージが重畳されている。かかるシステムによって、ＲＴＫ（Real Time kinematic）−ＧＰＳが構築され、Ｌ１波の波長１９．０３cm以下のミリ（mm）単位レベルでの測定が可能とされている。
【００２３】
受信装置１０，１１は、図１では説明の便宜上、異なる態様で示しているが、基本的には同一構成を有する。まず、固定局である受信装置１０について説明する。受信装置１０はＧＰＳアンテナ１０２１を備えている。ＧＰＳアンテナ１０２１はＧＰＳ衛星Ｓａｔからの放送電波を受信するものである。受信装置１０は、ＧＰＳアンテナ１０２１で受信した電波から、後述するようにして各ＧＰＳ衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データ（測位用データ）を求める。受信装置１０は、また、受信装置１１側と後述のデータ類の伝送を行うための通信部１０７を備えている。通信部１０７は、好ましくは無線機が採用されている。なお、受信装置１１も同様に通信部（図１では省略）を備えている。
【００２４】
受信装置１１は、本実施形態の移動体、例えば大型の作業用車両の一例であるトラクタＶｅに搭載されている。本実施形態では、受信装置１１は、トラクタＶｅの操縦席の近傍適所（あるいは車両の中心的な位置等）、及び車体の進行方向、姿勢（傾き等）の動きが大きく現れる左右前輪部適所の、計３台が取り付けられている。
【００２５】
そして、３台の受信装置１１のうちの１台、この例では操縦席近傍に搭載された受信装置１１が、後述するコーディネータとして機能する。なお、図１では、コーディネータとして機能するための、情報処理機、好ましくは汎用のパーソナルコンピュータ（パソコン２０、図２参照）の配置は省略されている。また、受信装置１１がトラクタＶｅに搭載されている態様では、受信装置１０は、例えばトラクタＶｅの作業領域の基準となるような位置、例えば領域の所定のコーナーに配置される。
【００２６】
図２では、受信装置１１を例にして、その構成と動作について説明する。受信装置１１は、ＧＰＳアンテナ１１２１と、前述したように受信電波から所定のデジタルデータ列を取得するＧＰＳ受信部１１２とを備え、さらに、ＧＰＳ受信部１１２で取得されたデータ列から所定のデータを取得し、またデータ記憶やデータ伝送等の各処理を行う、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される情報処理部１１１を備えている。
【００２７】
ＧＰＳ受信部１１２は、公知のように、ＧＰＳアンテナ１１２１で受信した電波をダウンコンバータ等によって所定の中間周波信号に周波数変換し、増幅し、次いでＡＤコンバータ等によって所定周期でサンプリングして順次デジタルデータ列に変換して、疑似ランダムコードで構成されるＣ／Ａコードデータを得る。また、ＧＰＳ受信部１１２は、各ＧＰＳ衛星Ｓａｔ固有のＣ／Ａコードと比較してコード復調を行う。なお、このコード復調の処理は、後述の情報処理部１１１で行うようにしてもよいし、さらには、パソコン２０側（の後述する測位演算部２０１２）で行ってもよい。
【００２８】
また、受信装置１１は、情報処理部１１１に処理を実行させるための各種情報を記憶するメモリ部１１３と、二次電池等からなる電源部１１４と、簡易な例えば所定桁の表示セグメントを持つ測位情報等を必要に応じて表示する表示器１１５と、必要に応じて各種の環境状況を計測するためのセンサ群１１６と他の受信装置１１，１０との間でデータ伝送するための通信部１１７とそのアンテナ１１７１とを備えている。
【００２９】
情報処理部１１１は、プログラムデータメモリ部１１３１に格納されている処理用のプログラムを実行することで、受信データ処理部１１１１、入出力処理部１１１２及びネットワーク通信処理部１１１３として機能する。受信データ処理部１１１１は、各衛星Ｓａｔからの信号の捕捉・追尾を行うとともに、ＧＰＳ受信部１１２で取得されたデータ列から各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ（あるいは復調されたＣ／Ａコードデータ）及びキャリア位相データを時刻情報と共に求める。入出力処理部１１１２は、ＧＰＳ受信部１１２で受信されたデータ列や受信データ処理部１１１１で処理されたデータをＧＰＳ受信データメモリ部１１３２に一時的に格納する。
【００３０】
ネットワーク通信処理部１１１３は、求めた各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データをそれらの時刻情報と共に他の受信装置１１，１０に所定周期、例えば毎秒伝送し、あるいは他の受信装置１１，１０からの伝送データを処理する。
【００３１】
ネットワーク通信処理部１１１３は、受信装置が後述するコーディネータか否かで機能が異なる。コーディネータか否かは、付設の設定スイッチ（図略）を切り替えるとか、パソコン２０側からの指示等で機能の設定が行われる態様としてもよい。
【００３２】
センサ群１１６としては、各種のセンサが搭載可能である。例えば、温度計、湿度計、照度計、地磁気、姿勢、加速度計、音響センサ（マイクロフォン）が想定され、使用環境に応じて適宜なセンサが採用される。例えば、本実施形態では、作業環境としての温度、湿度を計測する温度計、湿度計、またトラクタＶｅの傾きを知る傾斜計、加速度計などが採用されることが好ましい。採用されたセンサによる計測結果は、所定時間毎に行われ、通信部１１７でのＧＰＳデータ（測位用データ）の伝送に合わせて伝送すればよい。
【００３３】
本実施形態では、ネットワーク通信はメッシュ型ネットワークを採用しており、設定された伝送路順（設定ルーティング）に沿って上流側から下流に向けて信号の伝送を行う。なお、本実施形態では、伝送路の最下流はコーディネータとなる。ネットワーク通信は、メッシュ型の他、ツリー型、スター型、リング型、それらの混合型（ハイブリッド）等も採用可能であり、本測位システムを適用する態様（用途）に対応して好ましいネットワーク型を採用することが好ましい。詳細は後述する。
【００３４】
上記において、受信装置が基準局の受信装置１０となる場合には、ネットワーク通信処理部は、基準局で得られた各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データをコーディネータとなる受信装置１１に向けた伝送路の順に従って伝送する。また、受信装置がコーディネータではない受信装置１１の場合には、ネットワーク通信処理部１１１３は、自己の受信装置１１で得られた各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データ及び、上流側の受信装置１１又は１０からの各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データを下流側の受信装置１１に伝送する。
【００３５】
また、受信装置がコーディネータである受信装置１１の場合には、ネットワーク通信処理部１１１３は、上流側の受信装置１１，１０からの各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データを伝送されると、入出力処理部１１１２によって、自己の受信装置１１での各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データと共に、ＧＰＳ受信データメモリ部１１３２に一時的に格納する。あるいは、コーディネータとなる受信装置１１は、自己のデータ及び他の受信装置１１，１０から伝送されてきたデータを直接、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース等からなる接続部１１８を経由してパソコン２０に伝送する態様でもよい。なお、コーディネータとなる受信装置とは、接続部１１８に後述する測位演算処理が実行可能なパソコン２０が接続されたものをいう。また、コーディネータとなる受信装置１１のネットワーク通信処理部１１１３は、接続されたパソコン２０からの指示を受けて（あるいはパソコン２０が接続されたことを受けて）、プログラムデータメモリ部１１３１内のプログラムによってメッシュ型ネットワークにおけるデータ伝送路の設定を行う。
【００３６】
表示器１１５は、後述するように、コーディネータとなる受信装置１１で算出された測位結果の返信を受けて、自己の受信装置１１又は１０の測位結果を簡易的に表示する。
【００３７】
図３は、パソコンの機能ブロックの一実施形態を示す構成図である。パソコン２０は、汎用のものが採用されており、ＣＰＵで構成される情報処理部２０１を備え、情報処理部２０１には、各種データを記憶するメモリ部２０２と、操作部２０３と、表示部２０４と、受信装置１１と接続するための接続部２０５とが接続されている。
【００３８】
パソコン２０は、本実施形態では、トラクタＶｅの操縦席近傍の受信装置１１に接続部１１８を介して接続されており、例えばトラクタＶｅの操縦者が操縦中に視認可能な向きに表示部２０４が向けられて固定乃至は半固定され、あるいは手持ちでもよい。手持ちの場合の接続は、有線の他、近接通信用の無線でもよい。無線の場合、通信を許可するべくコーディネータの設定を行えばよい。
【００３９】
情報処理部２０１は、プログラムデータメモリ部２０２１に格納されているプログラムを実行することで、外部からの操作を受け付ける操作受付部２０１１、接続部２０５から入力されたデータに基づいて測位演算を行う測位演算部２０１２、及び各部間のデータの入出力を処理する入出力処理部２０１３として機能する。
【００４０】
操作受付部２０１１は、操作部２０３を介して作業者（トラクタ操縦者）から、あるいは作業前に作業の管理者からの操作入力を受け付けるものである。操作入力としては、管理者からは、使用する受信装置に対する固有情報の設定、データ伝送路の設定指示、基準局となる受信装置１０に接続して当該受信装置１０を基準局として設定する操作、必要に応じて基準局の位置情報の入力等が想定され、作業者からは、作業中の各種の情報の確認のための表示の指示等が想定される。
【００４１】
入出力処理部２０１３は、メモリ部２０２、操作部２０３、表示部２０４及び接続部２０５と、情報処理部２０１との間での各種データの入出力を処理する。入出力処理部２０１３は、また、ＧＰＳ受信データの他、センサ群で計測された各受信装置１１，１０の環境状況のデータも必要に応じて取り込み、センサデータメモリ部１１３３に一時的に格納する。
【００４２】
測位演算部２０１２は、接続されている、コーディネータである受信装置１１から自己の、また少なくとも基準局となる受信装置１０から伝送された各衛星ＳａｔのＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データが入出力処理部２０１３によってパソコン２０内に取り込まれると、プログラムデータメモリ部２０２１に格納されている測位演算プログラムによって、各衛星のキャリア位相データと基準局から得た各衛星のキャリア位相データとに基づいて基準局に対する観測局の相対位置を測位演算する。測位演算部２０１２は、この測位演算処理を所定周期で実行する。本実施形態では、トラクタＶｅにコーディネータとなる受信装置１１の他に、受信装置１１を搭載し、それらの測位用データもコーディネータのパソコン２０が取得するようにしている。基準局の受信装置１０とコーディネータ以外の他の受信装置１１との間での各基準線を用いて相対測位演算を行って検証用として使用することで、コーディネータの受信装置１１と基準局の受信装置１０との相対測位演算の信頼性を高めることができる。なお、検証用とする場合には、移動体に搭載された受信装置間の距離関係を予め設定しておくことが好ましい。
【００４３】
測位演算部２０１２は、基準局の位置データが予め入力されている態様では、コーディネータの受信装置１１の位置を絶対基準（例えば緯度、経度、高さ）に置換することができる。一方、位置データが入力されていない場合には、基準局の配置位置、すなわちトラクタＶｅの作業領域の設定コーナーを基準にして相対位置が得られる。相対位置の表示は、基準局の受信装置のＧＰＳアンテナ１０２１に対して３次元（Ｘ（東西），Ｙ（南北），Ｚ（高さ））で表現してもよいし、他の表現方法、例えば極座標でもよい。
【００４４】
このように、受信装置１１，１０に、主にソフトウエアの負担が大きい測位演算処理部を持たず、測位システム内で１台の受信装置に、好ましくは汎用のパソコン２０を接続することで、パソコン２０内の測位演算処理プログラムを実行する構成としたので、受信装置個々を小型化、安価に製造することが可能となる。例えば、地滑り観測の対照領域が比較的乃至は極めて広範に亘るような場合、受信装置の配置台数が膨大となる可能性があるが、上記のように受信装置の構成及びソフトウエアの負担を低減して安価とすることで、全体コストを大きく低減することが可能となる。
【００４５】
続いて、ネットワーク通信処理部１１１３について説明する。本実施形態では、ＩＥＥＥ・８０２／１５／４の規約上で動作する無線通信プロトコルであるＺｉｇＢｅｅが採用されている。ＺｉｇＢｅｅでメッシュ型を採用する場合、コーディネータ、ルータ、エンドデバイスが他の通信部と網目状に接続され、複数の伝送路が構築できる。各受信装置の通信部はデータをバケツリレーのように中継する。また、ある伝送路に障害（故障や伝送品質の低下）が発生すると、これを検知して別の伝送路を例えば迂回路などを生成して通信路を確保する。
【００４６】
なお、ここで、受信装置１１に設けられる通信部１１７及びネットワーク通信処理部１１１３及び基準局の受信装置１０の通信部及びネットワーク通信処理部は、データが集約される１台のコーディネータと、決まった上流から下流にデータ伝送する（ルーティング機能を持たない）と共に自己及び自己が取得したデータを下流に伝送する所要台数のエンドデバイスと、上流及び下流すなわち伝送路の変更設定が可能な所要台数の前述のルータとに識別される。前記の伝送路の設定は、例えばコーディネータの受信装置に接続されたパソコン２０からの指示によって行われる。すなわち、各受信装置の通信部の固有情報（ＭＡＣアドレス）を用いて、コーディネータからのルーティング設定指示を受けて、所定のフレーム信号が伝送され、伝送品質が維持される伝送路（ルート）が設定される。具体的には、ＺｉｇＢｅｅにおいて、コーディネータはネットワークに１つだけ存在し、一番最初に起動させる。次いで、ルータやエンドデバイスが次々と親デバイス（ルート設定において上流側となる通信部）に接続することで、ネットワークが構築される。ネットワークの構築においてはメッシュルーティングの機能を用いて最適なルートを探して構築することが好ましい。ネットワーク構築時にできた親子関係のルートである、各通信部が保持するルーティングテーブルの登録内容に従ってデータフレームが順次転送されることで、コーディネータへのデータ送信が行われることになる。また、コーディネータ側からの演算結果の返送も同様にして逆向きに行うか、あるいは別途、個別にルーテフィング設定すればよい。
【００４７】
また、観測局が移動体に搭載されている場合、故障した場合、使用が長期間に亘る場合などでは、伝送路の状況が一定である保証はないことから、伝送品質をモニタして必要に応じて伝送路の再設定をすることが好ましい。
【００４８】
続いて、図４〜図９のフローチャートを用いて処理を説明する。図４は、パソコン２０のＣＰＵによって実行される基準局の位置情報設定処理を示すフローチャートである。この位置情報設定処理は必要に応じて実行される。まず、基準局となる受信装置１０が指定され（ステップＳ１）、作業領域の特定位置の座標の入力が受け付けられる（ステップＳ３）。座標は緯度経度等の絶対座標の他、作業領域に対するローカル座標でもよい。入力された座標情報は、例えば測位データメモリ部２０２２に記憶される（ステップＳ５）。なお、基準局に対する座標入力が行われない場合には、測位情報は受信装置１０の設置位置と観測局の位置との間の相対位置情報として取得される。
【００４９】
図５は、基準局の受信装置１０のＣＰＵによって実行される基準局処理のフローチャートである。まず、所定周期毎にＧＰＳ信号の受信処理の指示が行われ、それに応じてのＣ／Ａコードデータ、キャリア位相データ等の測位用データの取得が行われる（ステップＳ１１）。次いで、必要に応じてセンサ群１１６からのセンサ信号の取り込み処理が実行される（ステップＳ１３）。なお、このセンサ信号の取り込みは、ＧＰＳ信号の受信と同期する必要はなく、固有の周期で取り込み、センサデータメモリ部１１３３に保存する態様でもよい。次いで、設定ルーティングに従って直ぐ上流の受信装置１１に、測位用データ及びセンサ信号が伝送される。
【００５０】
図６は、コーディネータでない観測局の受信装置１１のＣＰＵによって実行される観測局処理のフローチャートである。まず、所定周期毎にＧＰＳ信号の受信処理の指示が行われ、それに応じてのＣ／Ａコードデータ、キャリア位相データ等の測位用データの取得が行われる（ステップＳ２１）。次いで、必要に応じてセンサ群１１６からのセンサ信号の取り込み処理が実行される（ステップＳ２３）。続いて、設定ルーティングに従って情報の受信の有無が判断される（ステップＳ２５）。
【００５１】
受信される情報は、上流側の受信装置から伝送されてくる測位用データ及びセンサ信号である。上流側の受信装置から情報が受信されると、自己が取得した測位用データとセンサ信号、及び上流側の受信装置から受信した測位用データとセンサ信号が設定ルーティングに従って送信される（ステップＳ２７）。ここに、上流側の受信装置から受信した測位用データとセンサ信号とは、自己の受信装置から見て、ルーティングに沿った上流側の全ての受信装置のそれぞれの測位用データとセンサ信号である。それぞれの測位用データが受信装置（その通信部のＭＡＣアドレス等）に紐付けされてフレームとして伝送される。一方、上流側から受信された情報がない場合（例えば最上流）には、自己が取得した測位用データとセンサ信号とが設定ルーティングに従って送信される（ステップＳ２９）。
【００５２】
図７は、コーディネータとなる受信装置１１のＣＰＵによって実行される設定処理を示すフローチャートである。まず、ルーティング設定のための指示の有無が判断され（ステップＳ４１）、指示があると、所定のルーティング設定処理が実行される（ステップＳ４３）。
【００５３】
図８は、コーディネータとなる受信装置１１のＣＰＵによって実行されるコーディネータ処理を示すフローチャートである。まず、所定周期毎にＧＰＳ信号の受信処理の指示が行われ、それに応じてのＣ／Ａコードデータ、キャリア位相データ等の測位用データの取得が行われる（ステップＳ５１）。次いで、センサ群１１６からのセンサ信号の取り込み処理が実行される（ステップＳ５３）。そして、送信要求情報が全受信装置の通信部に向けて送出される（ステップＳ５５）。次いで、設定ルーティングに従って、全ての受信装置からの測位用データ、センサ信号の受信が行われる（ステップＳ５７）。続いて、受信される伝送フレームについて伝送品質がモニタされる（ステップＳ５９）。伝送品質が良好であれば、受信したデータは測位演算処理用としてパソコン２０に出力される（ステップＳ６１）。一方、伝送品質が不良（例えば、受信装置の一部から測位用データ等が伝送されてこない、電源不良とかその他の理由による受信レベルの低下、あるいは信号混信など）であれば、ルーティングの再設定やＺｉｇＢｅｅにおけるチャンネル切替等の設定指示が行われて（ステップＳ６３）、本フローを抜ける。
【００５４】
図９は、パソコン２０のＣＰＵによって実行されるパソコン処理のフローチャートである。まず、コーディネータの受信装置１１から情報が受信されたか否かが判断される（ステップＳ７１）。受信されていなければ、本フローを抜ける。一方、受信されたのであれば、前述した測位演算が実行される（ステップＳ７３）。次いで、算出された位置情報が表示部２０４に導かれて表示され（ステップＳ７５）、さらに、センサ情報が表示部２０４に導かれて表示される（ステップＳ７７）。
【００５５】
図１０は、コーディネータが基地局（基準局）の受信装置である場合の測位システムの概略図である。図１０の測位システムは、地滑りやダム形状などを監視するモニタシステムとして適用される。観測局となる各受信装置は監視すべき領域の所定個所に複数配置される。基地局は、用途に合わせて監視領域外あるいは監視領域内に設置される。すなわち、地滑り監視用の場合、変位のない基準局に対して各観測局の相対位置を測位する必要があることから、監視領域外に基準局を設置する。また、ダム等の大型構造物の形状変化の監視用の場合、基準局をダム建造物外の他、ダムの所定位置に設置してもよい。
【００５６】
各受信装置１１，１０は、好ましくはＺｉｇＢｅｅを無線伝送手段として利用している。また、各受信装置１１，１０は、山の法面とかダムの各所に配置するものであることから、電源ケーブルを引くことは容易でない。そこで、電源として、再生可能エネルギー源、ここでは太陽電池１Ａを搭載している。
【００５７】
基地局の受信装置１０はコーディネータとして機能し、各観測局の受信装置からの測位用データ、及び必要なセンサ信号を受信する。センサ信号は、監視対象域の変化予測に活用したり、故障等の異常原因の予測、究明に供することができる。パソコン２０は、基地局の受信装置１０及び各観測局の受信装置１１からの測位用データ及び必要なセンサ信号を信号ライン４０、接続部２０５を介して取り込み、基準局に対する各観測局の位置の経時的な変位をモニタする。なお、信号ライン４０は有線、無線を問わない。
【００５８】
図１１は、測位システムが適用される他のモニタシステムを説明する構成図である。図１１において、パソコン２１はパソコン２０と基本的には同じ機能を実行する一方、メモリ部２１２には後述する対照テーブルデータメモリ部２１２４を備え、情報処理部２１１には管理処理部２１１４を備えている。また、受信装置１０は前述の実施形態において示した受信装置１０と同一機能を実行するものである。なお、観測局となる複数の受信装置１１は、タグ１１ａを備えている点で前述の実施形態とは相違している。なお、パソコン２１においてパソコン２０と同一機能を実行する箇所の説明は省略する。
【００５９】
タグ１１ａは、固有情報発生器の一例で、公知のように固有情報が記憶されており、本体側（ここでは受信装置１１）からの、好ましくは周期的な電源供給を受けて本体側に向けて固有情報を、アンテナを介して例えば電波として近距離発信するものである。受信装置１１は、この発信信号を生起させる非接触式の電力誘起回路及び発信信号を受信する受信回路（いずれも公知）を備えているものである。
【００６０】
このモニタシステムは、例えば多数の商品が配置されている場合に、各商品の管理を行うような用途において適用可能である。例えば、港湾に輸出用の車両が、例えば数百台乃至は千台というような多数台が並べて輸出待ちの状態にある場合に、その内のどの（製造番号の）車両が何処に輸出されるとか、どこからどこまでの（製造番号の）車両群が、どこに輸出されるか、あるいはどの港で降ろされるかというような商品管理を行う必要がある。すなわち、それによって積載する船舶が異なったり、積載順が決まったりする。この場合、予め各車両に受信装置１１とタグ１１ａを搭載しておき、タグ１１ａ毎の車両位置を監視する。表示部２１４には、例えば各車両を簡易的な車両マークで表し、配置された車両マークと製造番号と管理情報（輸出先等）とが容易に突き合わせ可能乃至は関連性が視認容易な表示方法が採用されている。例えば、輸出先を指示すれば、管理処理部２１１４によって、画面上で該当する車両マークが識別容易に変更されるなどである。
【００６１】
すなわち、パソコン２１は、予めタグ１１ａの固有番号とタグ１１ａが搭載される車両の製造番号とを対応付けた対照テーブルを準備しておく。このようにすることで、受信装置１１を介して各車両の位置がモニタできる。そして、更に製造番号と輸出管理データとを対照式としておくことで、多数並んでいる車両のそれぞれに対して迅速容易な輸出管理が可能となる。
【００６２】
本実施形態では、受信装置１１，１０間のデータ伝送をＺｉｇＢｅｅの例で説明したが、これに限定されず、また、本測位システムの用途に応じて適宜の方式が採用可能であり、マルチホップ式（アドホック）に限定されるものでもない。
【００６３】
また、本実施形態では移動体としてトラクタを示したが、これに限らず、例えば港湾浚渫工事のための大型の浚渫船でもよい。この場合、基準局は港側の特定箇所にすればよい。
【００６４】
また、本実施形態はＧＰＳ衛星航法システムで説明したが、これに限定されず、欧州のＧＡＬＩＬＥＯ、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ等の衛星航法システム（Gloval Navigation Satellite System）が採用可能である。
【００６５】
また、本実施形態では、相対位置演算用として、デファレンシャル方式（ＤＧＰＳ）でもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１１  受信装置
１１１  情報処理部
１１１１  受信データ処理部
１１１３  ネットワーク通信処理部
１１２  ＧＰＳ受信部
１１５  表示器
１１６  センサ群
１１７  通信部
１１８  接続部
２０，２１  パソコン
２０１，２１１  情報処理部
２０１２，２１１２  測位演算部
２０４，２１４  表示部
２０５，２１５  接続部
【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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【図１１】
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【図１】
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【図１０】
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