(57)【要約】衛星測位システムは、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器（２，３）を備える。第１の電子機器（２）は、受信部と、第１のＲＴＫ演算部と、送信部と、を備える。ＲＴＫ演算部は、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて固定局（１）で受信した第１電波の第１搬送波位相と自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分の整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出する。第２の電子機器（３）は、受信部と、第２のＲＴＫ演算部と、を備える。第２のＲＴＫ演算部は、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、第１の電子機器（２）から受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局（１）に対する第２相対座標を演算する。
2016147569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備えた衛星測位システムであって、
前記第１の電子機器は、
既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する第１の受信部と、
前記受信した前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算する第１の演算部と、
前記整数値バイアスを前記第２の電子機器に送信する送信部とを備え、
前記第２の電子機器は、
前記第１の電子機器から前記整数値バイアスを受信する第２の受信部と、
前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算する第２の演算部とを備えた、
衛星測位システム。
【請求項２】
前記第１の電子機器の送信部は、前記固定局からのＧＮＳＳ補正データを前記第２の電子機器に送信し、
前記第２の受信部は、前記第１の電子機器から前記ＧＮＳＳ補正データを受信する請求項１記載の衛星測位システム。
【請求項３】
前記第１の電子機器において、前記第１の演算部は、前記第１搬送波位相と前記第２搬送波位相との差分における第１の小数部をさらに決定し、
前記第２の電子機器において、前記第２の演算部は、前記第１搬送波位相と前記第３搬送波位相との差分における第２の小数部をさらに決定し、
前記第２の電子機器は、
前記第２の小数部の値が、前記第１の小数部の値となるように、前記第３搬送波位相を読み出す時刻を補正する補正部をさらに備えた請求項１または２記載の衛星測位システム。
【請求項４】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備えた衛星測位システムの測位方法であって、
前記第１の電子機器が、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信するステップと、
前記第１の電子機器が、前記受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算するステップと、
前記第１の電子機器が、前記整数値バイアスを前記第２の電子機器に送信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第１の電子機器から前記整数値バイアスを受信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算するステップとを含む、
衛星測位システムの測位方法。
【請求項５】
前記第１の電子機器が、前記固定局からのＧＮＳＳ補正データを前記第２の電子機器に送信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記ＧＮＳＳ補正データを受信するステップとをさらに含む請求項４記載の衛星測位システムの測位方法。
【請求項６】
前記第１の電子機器が、前記第１搬送波位相と前記第２搬送波位相との差分における第１の小数部を決定するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第１搬送波位相と前記第３搬送波位相との差分における第２の小数部を決定するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第２の小数部の値が、前記第１の小数部の値となるように、前記第３搬送波位相を読み出す時刻を補正するステップとをさらに含む請求項４または５記載の衛星測位システムの測位方法。
【請求項７】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器であって、
既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する受信部と、
前記受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算する第１の演算部と、
前記整数値バイアスを、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器に送信する送信部とを備えた第１の電子機器。
【請求項８】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器であって、
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器から、前記第１の電子機器においてＧＮＳＳ補正データに基づいて決定した、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを受信する受信部と、
前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、当該受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算する第２の演算部とを備えた第２の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）衛星等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から電波を受信して位置座標を算出する衛星測位システム、電子機器及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳは、地球の上空を回転する２４個の衛星位置を基準とし、地球上を三次元で検出する衛星測位法である。このＧＰＳの一例として、キネマティック測位法がある。このキネマティック測位法とは、位置座標が既知（電子基準点）である固定局で受信される搬送波に基づいて誤差を算出し、当該算出された誤差を移動局（電子機器）に送信することで当該移動局での位置測定の精度を向上させる方式である。このキネマティック測位法の発展型の測位法として、リアルタイムで移動局の位置測定を行う実時間キネマティック（以下、ＲＴＫという）測位法がある。【０００３】
特許文献１には、ＲＴＫ測位法を用いた測位装置が開示されている。この測位装置では、ＯＴＦ（Ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｆｌｙ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる整数バイアスを求めるための初期化処理を行うことなく、位相差の初期値を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０１８６４号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、測位時間を短縮できる衛星測位システム、電子機器及び測位方法を提供する。
【０００６】
本開示における衛星測位システムは、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備える衛星測位システムである。第１の電子機器は、第１の受信部と、第１の演算部と、送信部と、を備える。第１の受信部は、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する。第１の演算部は、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算する。送信部は、整数値バイアスを第２の電子機器に送信する。第２の電子機器は、第２の受信部と、第２の演算部と、を備える。第２の受信部は、第１の電子機器２から整数値バイアスを受信する。第２の演算部は、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算する。
【０００７】
本開示における衛星測位システムの測位方法は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備える衛星測位システムの測位方法である。測位方法は、第１の電子機器が、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信するステップを含む。測位方法はさらに、第１の電子機器が、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算するステップを含む。測位方法はさらに、第１の電子機器が、整数値バイアスを第２の電子機器に送信するステップを含む。測位方法はさらに、第２の電子機器が、第１の電子機器から整数値バイアスを受信するステップを含む。測位方法はさらに、第２の電子機器が、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算するステップを含む。
【０００８】
本開示における第１の電子機器は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器である。第１の電子機器は、受信部と、第１の演算部と、送信部と、を備える。受信部は、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する。第１の演算部は、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算する。送信部は、整数値バイアスを、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器に送信する。
【０００９】
本開示における第２の電子機器は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する。第２の電子機器は、受信部と、第２の演算部とを備える。受信部は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器から、第１の電子機器においてＧＮＳＳ補正データに基づいて決定した、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを受信する。第２の演算部は、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の第１の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。
【図２】図２は、図１の固定局１の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１の第１の電子機器２の構成要素を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の第２の電子機器３の構成要素を示すブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１の第１の電子機器２により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１の第２の電子機器３により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本開示の第２の実施の形態に係る第１の電子機器２Ａの構成要素を示すブロック図である。
【図７】図７は、本開示の第２の実施の形態に係る第２の電子機器３Ａの構成要素を示すブロック図である。
【図８】図８は、ＲＴＫ測位法を原理的に説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
以下の実施の形態では、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の例としてＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）について説明する。ＧＮＳＳの例として、ＧＰＳのほか、ＧＬＯＮＡＳＳ（グロナス）、北斗、ガリレオなども知られている。本開示の技術は、これらのＧＮＳＳにも適用できる。
【００１４】
（本開示が想定する具体的な課題）
ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）測位法では、ＧＰＳ衛星から地上に送信される搬送波（電波）の波数（波の数）の差分を利用して位置座標を求める。図８は、ＲＴＫ測位法を原理的に説明するための概略図である。図８（ａ）では、空間全体を２次元空間（平面）としかつ地上を１次元空間（直線）と仮定してＲＴＫ測位法を説明している。ＲＴＫ測位法では、まず、既知点（位置が判明している点）である地点Ｏから既知点であるＧＰＳ衛星の位置Ｓまでの距離ｄ１と、未知点（位置が不明な点）である地点Ａから既知点であるＧＰＳ衛星の位置Ｓまでの距離（ｄ１＋Δｄ）との行路差Δｄを求める。次に、行路差Δｄに基づいて、地点Ｏを始点としかつ地点Ａを終点とした基線ベクトルＡを求めて未知点である地点Ａの位置座標（地点Ｏに対する地点Ａの相対座標）を算出する。図８（ｂ）は図８（ａ）の幾何学的な関係を示した図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）の領域Ｒを拡大した図である。図８（ｂ）において、Ｅは地点Ｏから地点Ｓへの単位視線ベクトルを表し、θは単位視線ベクトルＥと基線ベクトルＡとのなす角度を表す。図８（ｃ）では、行路差Δｄの波数は４．３であることが示され、ここで４が整数値バイアス（後述する）であり３が小数部である。
【００１５】
上述したＲＴＫ測位法では、所定の時刻において真の解と同位相となる点が多数存在する（すなわち、多重解が生じる）。図８に示すように、搬送波の波数の行路差Δｄ（差分）には搬送波の波長の整数倍に相当する不確定な要素（整数値バイアス）が含まれ、この行路差Δｄ（差分）を求めるには、多重解（通常１０万組程度）の中から真の解（整数値バイアス）を先ず決定する必要がある。この整数値バイアスを決定する処理を「初期化処理」という。この整数値バイアスが決定されて測位が完了した状態を「ＦＩＸ状態」という。この初期化処理には多大な計算量が必要となるので、すべての計算を完了させるには相当な時間（約２〜３分）が必要となる。
【００１６】
また、上述したＲＴＫ測位法では、未知点の位置座標を求めるために、位置座標が既知である固定局からＧＰＳ補正データを受信し、当該受信したＧＰＳ補正データに基づいて位置座標を求める。ここで、固定局からＧＰＳ補正データを受信する受信時間は約１分間である。なお、ＧＰＳ補正データとは、位置座標が正確に判明している地点（固定局、基地局）において、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して得られる位置座標と正確な位置座標とを差し引き計算することで得られた誤差を算出するために使用されるデータをいう。このＧＰＳ補正データを用いることにより、測位の精度を向上させることが可能となる。
【００１７】
上述したように、ＲＴＫ測位法で位置座標を算出するには、初期化処理にかかる時間（約２〜３分）と、ＧＰＳ補正データの受信時間（約１分間）とが最低限必要とされ、測位全体にかかる時間を増加させる要因となっていた。
【００１８】
上述したような課題に着目して、第１の実施の形態では、電子機器のＲＴＫ測位法において、既にＦＩＸ状態にある電子機器において決定された整数値バイアス及び既にＦＩＸ状態にある電子機器が受信したＧＰＳ補正データを用いることにより、初期化処理にかかる時間及びＧＰＳ補正データの受信時間を削減する。そして測位全体にかかる時間を短縮できる衛星測位システムを提供する。以下、図１〜図５を用いて、第１の実施の形態を説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
［１．構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。図１の衛星測位システムは、固定局１と、第１の電子機器（移動局）２と、第２の電子機器（移動局）３とを備える。第１及び第２の電子機器２，３は、例えばパーソナルコンピュータである。ここで、固定局１は座標が既知である電子基準点に設置され、第１の電子機器２及び第２の電子機器３は固定局１から約数キロ離れてそれぞれ移動する。
【００２０】
固定局１及び第１及び第２の電子機器２，３は、各ＧＰＳ受信アンテナ１０，２０−１，３０−１を介してＧＰＳ衛星からの電波を搬送波としてそれぞれ受信する。第１の電子機器２及び第２の電子機器３は、自機で観測された搬送波と固定局１で受信した搬送波との行路差をそれぞれ算出することにより固定局１を始点とした基線ベクトルを求め、自機の位置座標をそれぞれ求める。ここで、第１の電子機器２は、固定局１から無線送信アンテナ１５および無線受信アンテナ２０−２を介してＧＰＳ補正データを受信し、当該受信したＧＰＳ補正データに基づいてＲＴＫ測位を実施して自機の位置座標を算出する。また、第２の電子機器３は、無線送信アンテナ２０−３および無線受信アンテナ３０−２を介して第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信し、当該受信した整数値バイアス及びＧＰＳ補正データ、並びに自機で観測された搬送波に基づいてＲＴＫ測位を実施して自機の位置座標を算出する。以下、詳細に説明する。
【００２１】
図２は、図１の固定局１の構成要素を示すブロック図である。図２の固定局１は、ＧＰＳ受信アンテナ１０と、ＧＰＳ受信部１１と、位相カウンタ１２と、位相カウンタメモリ１２ｍと、ＧＰＳ補正データ生成部１３と、無線送信部１４と、無線送信アンテナ１５とを備える。
【００２２】
ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ受信アンテナ１０を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第１の搬送波として受信し、当該受信した第１の搬送波データを位相カウンタ１２及びＧＰＳ補正データ生成部１３にそれぞれ出力する。
【００２３】
位相カウンタ１２は、第１の搬送波データに基づいて、当該第１の搬送波の波数をカウントして第１の搬送波位相を算出して無線送信部１４に出力する。ここで、位相カウンタ１２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値（搬送波位相）を固定局１が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して位相カウンタメモリ１２ｍに記憶する。
【００２４】
ＧＰＳ補正データ生成部１３は、ＲＴＫ測位法を用いて第１及び第２の移動局の位置座標を演算するためのＧＰＳ補正データを生成して無線送信部１４に出力する。
【００２５】
無線送信部１４は、ＧＰＳ補正データを無線送信アンテナ１５を介して第１の電子機器２の無線受信アンテナ２０−２（後述する）に送信する。
【００２６】
図３は、第１の電子機器２の構成要素を示すブロック図である。第１の電子機器２は、ＧＰＳ受信アンテナ２０−１と、無線受信アンテナ２０−２と、ＧＰＳ受信部２１と、位相カウンタ２２と、位相カウンタメモリ２２ｍと、ＲＴＫ演算部２３と、無線受信部２４と、出力部２５と、ＧＰＳ補正データ記憶部２６と、整数値バイアス記憶部２７と、無線送信部２８と、入力部２９と、無線送信アンテナ２０−３とを備える。ＲＴＫ演算部２３は、ＲＴＫ測位法を用いて演算する。出力部２５は、例えば液晶ディスプレイなどの表示部である。入力部２９は、例えばキーボードまたはマウスなどの入力ユーザインターフェース（ＵＩ）である。ここで、第１の電子機器２の測位を開始する場合は、ユーザは入力部２９を介して操作する。
【００２７】
ＧＰＳ受信部２１は、ＧＰＳ受信アンテナ２０−１を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第２の搬送波として受信し、当該受信した第２の搬送波データを位相カウンタ２２に出力する。
【００２８】
位相カウンタ２２は、第２の搬送波データに基づいて、当該第２の搬送波の波数をカウントして第２の搬送波位相を算出して位相カウンタメモリ２２ｍに格納する。ここで、位相カウンタ２２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値を第１の電子機器２が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して位相カウンタメモリ２２ｍに記憶する。
【００２９】
無線受信部２４は、無線受信アンテナ２０−２を介してＧＰＳ補正データを受信する。無線受信部２４は、ＧＰＳ補正データをＧＰＳ補正データ記憶部２６に格納し、第１の搬送波位相をＲＴＫ演算部２３に出力する。
【００３０】
入力部２９は、ユーザから測位開始の操作があると、測位開始指示信号を生成してＲＴＫ演算部２３に出力する。
【００３１】
ＲＴＫ演算部２３は、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分である行路差における整数値バイアスを決定して初期化処理を完了させ、当該決定された整数値バイアスに基づいて行路差を算出する。すなわち、ＲＴＫ演算部２３は、同一の時刻で読み出されたそれぞれのカウント値の差分に基づいて行路差を算出する。
【００３２】
また、ＲＴＫ演算部２３は、算出された行路差に基づいて、固定局１を始点としかつ第１の電子機器２を終点とする基線ベクトルを求めて第１の電子機器２の位置座標（固定局１に対する第１の電子機器２の相対座標）を算出して出力部２５に出力する。出力部２５は、当該算出された第１の電子機器２の位置座標を表示する。なお、この時点での第１の電子機器２はＦＩＸ状態にある。さらに、ＲＴＫ演算部２３は、行路差における整数値バイアスを整数値バイアス記憶部２７に格納する。
【００３３】
無線送信部２８は、ＧＰＳ補正データ記憶部２６に格納されたＧＰＳ補正データと、整数値バイアス記憶部２７に格納された整数値バイアスとを、無線送信アンテナ２０−３を介して第２の電子機器３に送信する。
【００３４】
図４は、第２の電子機器３の構成要素を示すブロック図である。第２の電子機器３は、ＧＰＳ受信アンテナ３０−１と、無線受信アンテナ３０−２と、ＧＰＳ受信部３１と、位相カウンタ３２と、ＲＴＫ演算部３３と、無線受信部３４と、出力部３５と、ＧＰＳ補正データ記憶部３６と、整数値バイアス記憶部３７と、入力部３８とを備える。ＲＴＫ演算部３３は、ＲＴＫ測位法を用いて演算する。出力部３５は、例えば液晶ディスプレイなどの表示部である。入力部３８は、例えばキーボードまたはマウスなどのユーザインターフェース（ＵＩ）である。第２の電子機器３においてＦＩＸ状態にある第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信する場合及び第２の電子機器３の測位を開始する場合は、ユーザは入力部２９を介して操作する。以下、第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信するためのユーザによる操作を「受信開始操作」といい、第２の電子機器３の測位を開始するためのユーザによる操作を「測位開始操作」という。
【００３５】
ＧＰＳ受信部３１は、ＧＰＳ受信アンテナ３０−１を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第３の搬送波として受信し、当該受信した第３の搬送波データを位相カウンタ３２に出力する。
【００３６】
位相カウンタ３２は、第３の搬送波データに基づいて、当該第３の搬送波の波数をカウントして第３の搬送波位相を算出してＲＴＫ演算部３３に出力する。ここで、位相カウンタ３２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値を第２の電子機器３が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して一旦メモリ（図示せず）に格納した後にＲＴＫ演算部３３に出力する。
【００３７】
入力部３８は、ユーザから受信開始操作があると、受信開始信号を生成して無線受信部３４に出力する。
【００３８】
無線受信部３４は、入力された受信開始信号に基づいて、無線受信アンテナ３０−２を介してＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを受信する。無線受信部３４は、ＧＰＳ補正データをＧＰＳ補正データ記憶部３６に格納し、整数値バイアスを整数値バイアス記憶部３７に格納し、当該格納された整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを出力部３５に出力する。出力部３５は、整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを表示する。なお、整数値バイアス記憶部３７により整数値バイアスが格納されると初期化処理は完了する。
【００３９】
入力部３８は、ユーザから測位開始操作があると、測位開始指示信号を生成してＲＴＫ演算部３３に出力する。
【００４０】
ＲＴＫ演算部３３は、当該生成された測位開始指示信号を入力すると、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスに基づいて、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分である行路差を算出する。これにより、ＲＴＫ演算部３３は、固定局１を始点としかつ第２の電子機器３を終点とする基線ベクトルを求めて第２の電子機器３の位置座標（固定局１に対する第２の電子機器３の相対座標）を算出して出力部３５に出力する。
【００４１】
出力部３５は、当該算出された第２の電子機器３の位置座標を表示する。この時点で第２の電子機器３はＦＩＸ状態となる。
【００４２】
［２．動作］
以上のように構成された衛星測位システムについて、その動作を以下説明する。ここで、第２の電子機器３は、固定局１との通信を終えて、すでにＲＴＫ測位法により自機の位置座標が確定した第１の電子機器２から、このＲＴＫ測位法において決定された整数値バイアスを受信し、それを用いてＲＴＫ測位法を実施して自機の位置座標を確定する。
【００４３】
具体的には、固定局１はＲＴＫ測位法に用いられるＧＰＳ補正データを生成する。第１の電子機器２はこのＧＰＳ補正データを用いてＲＴＫ測位法を実施して行路差における整数値バイアスを決定し、自機の位置座標を確定する。その後、第２の電子機器３は、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを第１の電子機器２から受信し、これらのデータを用いてＲＴＫ測位法を用いて自機の位置座標を演算する。このような制御により、第２の電子機器３においては、初期化処理における手順が省略されるため、測位全体にかかる処理時間を短縮できる。以下、これらの動作をより詳細に説明する。
【００４４】
図５Ａは第１の実施の形態の第１の電子機器２の測位処理時のフローチャートである。
【００４５】
図５Ａにおいて、先ず、固定局１はＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信してＧＰＳ補正データを生成し（ステップＳ１）、無線送信アンテナ１５を介してＧＰＳ補正データを外部に無線送信する（ステップＳ２）。
【００４６】
ユーザは、第１の電子機器２を所望の場所に設置して入力部２９を介して第１の電子機器２の測位を開始する（ステップＳ３）。これにより、第１の電子機器２は固定局１からＧＰＳ補正データを受信する（ステップＳ４）。
【００４７】
第１の電子機器２は、受信したＧＰＳ補正データを用いてＲＴＫ測位法を実施して整数値バイアスを決定し（ステップＳ５）、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを記憶部（２６，２７）にそれぞれ格納し（ステップＳ６）、この処理は完了する。このとき、第１の電子機器２の位置座標が出力部２５に表示され、ユーザは第１の電子機器２の測位が完了したと判断できる。
【００４８】
次に第２の電子機器３の測位処理を説明する。ここで、第１の電子機器２は、図５Ａに示す測位処理を完了し、ＦＩＸ状態にあるものとする。図５Ｂは第１の実施の形態の第２の電子機器３により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【００４９】
図５Ｂに示すように、ユーザは第２の電子機器３を第１の電子機器２までの距離が０〜数メートル以内となるように接近させる（ステップＳ７）。これにより、第２の電子機器３は、入力部３８を介して第１の電子機器２からＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを受信できる状態（無線接続状態）となる。ここで、第２の電子機器３の位置座標は、第１の電子機器２の位置座標とほぼ同一となる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法において、第２の電子機器３における行路差はＦＩＸ状態にある第１の電子機器２における行路差とほぼ同一となる。従って、第２の電子機器３の行路差における整数値バイアスは第１の電子機器２で決定された整数値バイアスと同一であるので、第２の電子機器３は第１の電子機器２で決定された整数値バイアスを自機の行路差における整数値バイアスとして利用することが可能となる。
【００５０】
第２の電子機器３は、ＦＩＸ状態にある第１の電子機器２からＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを無線受信アンテナ３０−２を介して受信する（ステップＳ８）。受信したＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスは第２の電子機器３の表示部（出力部３５）に表示される。これにより、ユーザは第２の電子機器３の初期化処理が完了したと判断できる。
【００５１】
ユーザは第２の電子機器３を所望の場所に移動させて設置し入力部２９を介して第２の電子機器３の測位を開始させる（ステップＳ９）。これにより、第２の電子機器３は、第１の電子機器２から受信したＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを用いてＲＴＫ測位法を実施し自機の位置座標を演算し（ステップＳ１０）、この処理は終了する。また、ユーザは第２の電子機器３の出力部２５に第２の電子機器３の位置座標が表示されるので、測位が完了したと判断できる。ここで、第２の電子機器３は、第１の電子機器２から受信した整数値バイアスを使用するため、固定局１からＧＰＳ補正データの受信、及び自機において整数値バイアスを決定することが不要となる。このため、測位処理における初期化処理の処理時間を短縮することができる。
【００５２】
［３．効果等］
以上のように、第１の実施の形態に係る衛星測位システムは、ＧＰＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器２，３を備えた衛星測位システムである。第１の電子機器２は、無線受信部２４と、ＲＴＫ演算部２３と、無線送信部１４とを備える。無線受信部２４は、既知点に設置された固定局からＧＰＳ補正データを受信する。ＲＴＫ演算部２３は、受信したＧＰＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局１に対する第１相対座標を演算する。無線送信部１４は、整数値バイアスを第２の電子機器３に送信する。第２の電子機器３は、無線受信部３４と、ＲＴＫ演算部３３と、を備える。無線受信部３４は、第１の電子機器２から上記整数値バイアスを受信する。ＲＴＫ演算部３３は、ＧＰＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局１に対する第２相対座標を演算する。
【００５３】
この構成により、当該第１の電子機器２のＲＴＫ演算部２３で算出された第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分における整数値バイアスを無線送信部２８を介して第２の電子機器３に送信することができる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法において、既にＦＩＸ状態にある第１の電子機器２で決定された整数値バイアスを用いるので、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定することなしに、当該行路差を算出できる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法では初期化処理を必要としないので、測位時間を短縮できる。
【００５４】
また、第１の実施の形態に係る衛星測位システムは、第１の電子機器２の無線送信部１４は、固定局１からのＧＰＳ補正データを第２の電子機器３に送信し、第２の電子機器３の無線受信部３４は、第１の電子機器２からＧＰＳ補正データを受信する。
【００５５】
この構成により、第２の電子機器３は、第１の電子機器２に接近させることにより、第１の電子機器２に格納されたＧＰＳ補正データを無線受信アンテナ３０−２を介して受信することができる。従って、ＲＴＫ測位法において必要とされるＧＰＳ補正データを受信するための受信時間（約１分間）を削減できるので、測位時間を短縮することが可能となる。さらに、固定局１と第２の電子機器３との無線接続が遮断された場合においても、既に第２の電子機器３に格納されたＧＰＳ補正データを無線接続で第２の電子機器３から受信することができる。従って、第２の電子機器３は固定局１から送信されるＧＰＳ補正データを確実に受信することが可能となる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、各電子機器が保有する時計の時刻に基づいてＧＰＳ衛星から受信される搬送波の波数を各位相カウンタでカウントする。しかしながら、各時計での時刻に誤差が発生するのでそれぞれの時刻で読み出されるカウント値に誤差が発生する場合がある。従って、このカウント値の誤差に起因して測位に誤差が発生する。第２の実施の形態では、第１の電子機器２で算出された行路差Δｄの小数部の値に基づいて、第２の電子機器３のカウント値の読み出し時刻を補正することを特徴とする。以下、図６及び図７を用いて、第２の実施の形態を説明する。
【００５７】
［１．構成］
図６は、本開示の第２の実施の形態に係る第１の電子機器２Ａの構成要素を示すブロック図である。図６の第１の電子機器２Ａは、図３の第１の電子機器２に比較すると、ＲＴＫ演算部２３の代わりにＲＴＫ演算部２３Ａを備え、無線送信部２８の代わりに無線送信部２８Ａを備え、ＲＴＫ演算部２３Ａと無線送信部２８Ａとの間に小数部記憶部２００をさらに備えた。
【００５８】
第２の実施の形態のＲＴＫ演算部２３Ａは、第１の実施の形態のＲＴＫ演算部２３に比較すると、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分である行路差における第１の小数部を決定して小数部記憶部２００に格納することが相違する。
【００５９】
第２の実施の形態の無線送信部２８Ａは、第１の実施の形態の無線送信部２８に比較すると、小数部記憶部２００に格納された第１の小数部データを無線送信アンテナ２０−３を介して第２の電子機器３に送信することが相違する。
【００６０】
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る第２の電子機器３Ａの構成要素を示すブロック図である。第２の実施の形態の第２の電子機器３Ａは、第１の実施の形態の第２の電子機器３に比較すると、ＲＴＫ演算部３３の代わりにＲＴＫ演算部３３Ａを備え、無線受信部３４の代わりに無線受信部３４Ａを備え、位相カウンタ３２におけるカウント値の読み出し時刻を補正する読み出し時刻補正部３０１をさらに備える。また、第２の実施の形態の第２の電子機器３Ａは、第１の実施の形態の第２の電子機器３に比較すると、読み出し時刻補正部３０１と無線受信部３４Ａとの間に小数部記憶部３００をさらに備え、ＲＴＫ演算部３３Ａと読み出し時刻補正部３０１との間に小数部記憶部３０２をさらに備えた。
【００６１】
第２の実施の形態の無線受信部３４Ａは、第１の実施の形態の無線受信部３４に比較すると、入力された受信開始信号に基づいて、無線受信アンテナ３０−２を介して第１の小数部データを受信して小数部記憶部３００に格納する。
【００６２】
第２の実施の形態のＲＴＫ演算部３３Ａは、第１の実施の形態のＲＴＫ演算部３３に比較すると、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分である行路差における第２の小数部を決定して小数部記憶部３０２に格納することが相違する。
【００６３】
読み出し時刻補正部３０１は、小数部記憶部３０２に格納される第２の小数部の値及び小数部記憶部３００に格納される第１の小数部の値に基づいて、位相カウンタ３２の読み出し時刻を補正する。すなわち、第１の電子機器２での第２の位相カウンタ値を正確な値であると仮定し、第２の電子機器３での第３の位相カウンタ値が第２の位相カウンタ値となるように第２の電子機器３での電波の波数のカウント値の読み出し時刻を補正する。例えば、第１の小数部の値が０．５であり第２の小数部の値が０．８であると仮定する。この場合には、第２の電子機器３での読み出し時刻が時間ΔＴだけ早くなるように補正される。ここで、時間ΔＴは、搬送波の１波長に相当する時間（１波長だけ進むのに必要とする時間）の３／１０（＝０．８−０．５）である。
【００６４】
以上の第２の実施の形態に係る衛星測位システムによれば、上述した第１の実施の形態の衛星測位システムと同様の動作を得ることができる。また、以上の第２の実施の形態に係る衛星測位システムによれば、上述した第１の実施の形態に比較すると、第２の電子機器３のカウント値の読み出し時刻を補正することが可能となる。従って、同一の時刻で読み出されたカウント値の誤差を補正することができるので、測位に生じる誤差を抑制することが可能となる。
【００６５】
［３．効果等］
以上のように、第２の実施の形態に係る衛星測位システムは、第１の電子機器２において、ＲＴＫ演算部２３Ａは、第１搬送波位相と第２搬送波位相との差分における第１の小数部をさらに決定する。また、第２の電子機器３において、ＲＴＫ演算部３３Ａは、第１搬送波位相と第３搬送波位相との差分における第２の小数部をさらに決定する。また、第２の電子機器３は、第２の小数部の値が、第１の小数部の値となるように、第３の搬送波位相を読み出す時刻を補正する読み出し時刻補正部３０１をさらに備える。
【００６６】
この構成により、第２の電子機器３における電波の搬送波位相を読み出す時刻を補正することができるので、第２の電子機器３により受信した第３の搬送波と固定局１により受信した第１の搬送波との差分である行路差をより精度良く算出することが可能となる。従って、第２の電子機器３の位置座標をさらに精度良く算出することが可能となる。
【００６７】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１の実施の形態及び第２の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記第１の実施の形態及び上記第２の実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００６８】
また、上述した実施の形態において、各固定局１及び各第１，第２の電子機器２，３を構成する構成要素をそれぞれ１つのモジュールとして構成してもよいし、各構成要素を組み合わせて複数のモジュールとしてそれぞれ構成してもよい。また、各ＧＰＳ受信アンテナ、無線送信アンテナ、および無線受信アンテナは、固定局１及び第１，第２の電子機器２，３の外部にそれぞれ設置した外付けアンテナであってもよいし、固定局１及び第１，第２の電子機器２，３の内部に設置した内蔵アンテナであってもよい。さらに、上述した実施の形態では、理解しやすいように、第１の電子機器２の構成要素と、第２の電子機器３の構成要素とは異なったが、同一の構成要素でそれぞれ構成されてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態では、固定局１を位置座標が既知である電子基準点に設置したが、本開示はこれに限定されない。例えば、固定局１のＧＰＳ受信アンテナ１０だけを電子基準点に設置し、固定局１は電子基準点とは異なる場所に設置してもよい。さらに、上述した実施の形態では、第２の電子機器３が使用するＧＰＳ補正データは、第１の電子機器２から受信したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第２の電子機器３が使用するＧＰＳ補正データは、固定局１から受信するようにしてもよい。
【００７０】
また、上述した実施の形態では、固定局１を既知点に設置された固定局（ＲＲＳ、Ｒｅａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）として記載したが、これに限定されない。例えば仮想基準点（ＶＲＳ、Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）を用いる場合であってもよい。
【００７１】
また、上述した実施の形態では、整数値バイアスは、二重位相差の整数値バイアスや一重位相差の整数値バイアスなどを指す。しかしながら、これに限定されない。例えばこの値はＲＴＫ演算の結果得られる値でもよく、またこれらを一以上用いたものでもよい。
【００７２】
さらに、上述した実施の形態では、電子機器が、パーソナルコンピュータである例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えばタブレット端末、携帯電話、スマートフォン、などの電子機器に広く適用することが可能である。
【００７３】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００７４】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００７５】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示は、ＲＴＫ測位法で位置座標を演算する機能を備えた電子機器であれば適用可能である。具体的には、タブレット端末、携帯電話、スマートフォン、などに、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  固定局
２，２Ａ  第１の電子機器
３，３Ａ  第２の電子機器
１０，２０−１，３０−１  ＧＰＳ受信アンテナ
１１，２１，３１  ＧＰＳ受信部
１２，２２，３２  位相カウンタ
１２ｍ，２２ｍ  位相カウンタメモリ
１３  ＧＰＳ補正データ生成部
１４，２８，２８Ａ  無線送信部
１５，２０−３  無線送信アンテナ
２０−２，３０−２  無線受信アンテナ
２３，３３，２３Ａ，３３Ａ  ＲＴＫ演算部
２４，３４，３４Ａ  無線受信部
２５，３５  出力部
２６，３６  ＧＰＳ補正データ記憶部
２７，３７  整数値バイアス記憶部
２９，３８  入力部
２００，３００，３０２  小数部記憶部
３０１  読み出し時刻補正部
【図１】
2016147569.tif 000003
【図２】
2016147569.tif 000004
【図３】
2016147569.tif 000005
【図４】
2016147569.tif 000006
【図５Ａ】
2016147569.tif 000007
【図５Ｂ】
2016147569.tif 000008
【図６】
2016147569.tif 000009
【図７】
2016147569.tif 000010
【図８】
2016147569.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月11日(2017.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）衛星等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から電波を受信して位置座標を算出する衛星測位システム、電子機器及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳは、地球の上空を回転する２４個の衛星位置を基準とし、地球上を三次元で検出する衛星測位法である。このＧＰＳの一例として、キネマティック測位法がある。このキネマティック測位法とは、位置座標が既知（電子基準点）である固定局で受信される搬送波に基づいて誤差を算出し、当該算出された誤差を移動局（電子機器）に送信することで当該移動局での位置測定の精度を向上させる方式である。このキネマティック測位法の発展型の測位法として、リアルタイムで移動局の位置測定を行う実時間キネマティック（以下、ＲＴＫという）測位法がある。
【０００３】
特許文献１には、ＲＴＫ測位法を用いた測位装置が開示されている。この測位装置では、ＯＴＦ（Ｏｎ  Ｔｈｅ  Ｆｌｙ  ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）と呼ばれる整数バイアスを求めるための初期化処理を行うことなく、位相差の初期値を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０１８６４号公報
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、測位時間を短縮できる衛星測位システム、電子機器及び測位方法を提供する。
【０００６】
本開示における衛星測位システムは、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備える衛星測位システムである。第１の電子機器は、第１の受信部と、第１の演算部と、送信部と、を備える。第１の受信部は、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する。第１の演算部は、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算する。送信部は、整数値バイアスを第２の電子機器に送信する。第２の電子機器は、第２の受信部と、第２の演算部と、を備える。第２の受信部は、第１の電子機器２から整数値バイアスを受信する。第２の演算部は、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算する。
【０００７】
本開示における衛星測位システムの測位方法は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備える衛星測位システムの測位方法である。測位方法は、第１の電子機器が、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信するステップを含む。測位方法はさらに、第１の電子機器が、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算するステップを含む。測位方法はさらに、第１の電子機器が、整数値バイアスを第２の電子機器に送信するステップを含む。測位方法はさらに、第２の電子機器が、第１の電子機器から整数値バイアスを受信するステップを含む。測位方法はさらに、第２の電子機器が、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算するステップを含む。
【０００８】
本開示における第１の電子機器は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器である。第１の電子機器は、受信部と、第１の演算部と、送信部と、を備える。受信部は、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する。第１の演算部は、受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第１相対座標を演算する。送信部は、整数値バイアスを、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器に送信する。
【０００９】
本開示における第２の電子機器は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する。第２の電子機器は、受信部と、第２の演算部とを備える。受信部は、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器から、第１の電子機器においてＧＮＳＳ補正データに基づいて決定した、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを受信する。第２の演算部は、ＧＮＳＳ補正データに基づいて、受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局に対する第２相対座標を演算する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示の第１の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。
【図２】図２は、図１の固定局１の構成要素を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１の第１の電子機器２の構成要素を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の第２の電子機器３の構成要素を示すブロック図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１の第１の電子機器２により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１の第２の電子機器３により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本開示の第２の実施の形態に係る第１の電子機器２Ａの構成要素を示すブロック図である。
【図７】図７は、本開示の第２の実施の形態に係る第２の電子機器３Ａの構成要素を示すブロック図である。
【図８】図８は、ＲＴＫ測位法を原理的に説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１２】
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
以下の実施の形態では、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の例としてＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）について説明する。ＧＮＳＳの例として、ＧＰＳのほか、ＧＬＯＮＡＳＳ（グロナス）、北斗、ガリレオなども知られている。本開示の技術は、これらのＧＮＳＳにも適用できる。
【００１４】
（本開示が想定する具体的な課題）
ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）測位法では、ＧＰＳ衛星から地上に送信される搬送波（電波）の波数（波の数）の差分を利用して位置座標を求める。図８は、ＲＴＫ測位法を原理的に説明するための概略図である。図８（ａ）では、空間全体を２次元空間（平面）としかつ地上を１次元空間（直線）と仮定してＲＴＫ測位法を説明している。ＲＴＫ測位法では、まず、既知点（位置が判明している点）である地点Ｏから既知点であるＧＰＳ衛星の位置Ｓまでの距離ｄ１と、未知点（位置が不明な点）である地点Ａから既知点であるＧＰＳ衛星の位置Ｓまでの距離（ｄ１＋Δｄ）との行路差Δｄを求める。次に、行路差Δｄに基づいて、地点Ｏを始点としかつ地点Ａを終点とした基線ベクトルＡを求めて未知点である地点Ａの位置座標（地点Ｏに対する地点Ａの相対座標）を算出する。図８（ｂ）は図８（ａ）の幾何学的な関係を示した図であり、図８（ｃ）は図８（ｂ）の領域Ｒを拡大した図である。図８（ｂ）において、Ｅは地点Ｏから地点Ｓへの単位視線ベクトルを表し、θは単位視線ベクトルＥと基線ベクトルＡとのなす角度を表す。図８（ｃ）では、行路差Δｄの波数は４．３であることが示され、ここで４が整数値バイアス（後述する）であり３が小数部である。
【００１５】
上述したＲＴＫ測位法では、所定の時刻において真の解と同位相となる点が多数存在する（すなわち、多重解が生じる）。図８に示すように、搬送波の波数の行路差Δｄ（差分）には搬送波の波長の整数倍に相当する不確定な要素（整数値バイアス）が含まれ、この行路差Δｄ（差分）を求めるには、多重解（通常１０万組程度）の中から真の解（整数値バイアス）を先ず決定する必要がある。この整数値バイアスを決定する処理を「初期化処理」という。この整数値バイアスが決定されて測位が完了した状態を「ＦＩＸ状態」という。この初期化処理には多大な計算量が必要となるので、すべての計算を完了させるには相当な時間（約２〜３分）が必要となる。
【００１６】
また、上述したＲＴＫ測位法では、未知点の位置座標を求めるために、位置座標が既知である固定局からＧＰＳ補正データを受信し、当該受信したＧＰＳ補正データに基づいて位置座標を求める。ここで、固定局からＧＰＳ補正データを受信する受信時間は約１分間である。なお、ＧＰＳ補正データとは、位置座標が正確に判明している地点（固定局、基地局）において、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して得られる位置座標と正確な位置座標とを差し引き計算することで得られた誤差を算出するために使用されるデータをいう。このＧＰＳ補正データを用いることにより、測位の精度を向上させることが可能となる。
【００１７】
上述したように、ＲＴＫ測位法で位置座標を算出するには、初期化処理にかかる時間（約２〜３分）と、ＧＰＳ補正データの受信時間（約１分間）とが最低限必要とされ、測位全体にかかる時間を増加させる要因となっていた。
【００１８】
上述したような課題に着目して、第１の実施の形態では、電子機器のＲＴＫ測位法において、既にＦＩＸ状態にある電子機器において決定された整数値バイアス及び既にＦＩＸ状態にある電子機器が受信したＧＰＳ補正データを用いることにより、初期化処理にかかる時間及びＧＰＳ補正データの受信時間を削減する。そして測位全体にかかる時間を短縮できる衛星測位システムを提供する。以下、図１〜図５を用いて、第１の実施の形態を説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
［１．構成］
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る衛星測位システムの概略図である。図１の衛星測位システムは、固定局１と、第１の電子機器（移動局）２と、第２の電子機器（移動局）３とを備える。第１及び第２の電子機器２，３は、例えばパーソナルコンピュータである。ここで、固定局１は座標が既知である電子基準点に設置され、第１の電子機器２及び第２の電子機器３は固定局１から約数キロ離れてそれぞれ移動する。
【００２０】
固定局１及び第１及び第２の電子機器２，３は、各ＧＰＳ受信アンテナ１０，２０−１，３０−１を介してＧＰＳ衛星からの電波を搬送波としてそれぞれ受信する。第１の電子機器２及び第２の電子機器３は、自機で観測された搬送波と固定局１で受信した搬送波との行路差をそれぞれ算出することにより固定局１を始点とした基線ベクトルを求め、自機の位置座標をそれぞれ求める。ここで、第１の電子機器２は、固定局１から無線送信アンテナ１５および無線受信アンテナ２０−２を介してＧＰＳ補正データを受信し、当該受信したＧＰＳ補正データに基づいてＲＴＫ測位を実施して自機の位置座標を算出する。また、第２の電子機器３は、無線送信アンテナ２０−３および無線受信アンテナ３０−２を介して第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信し、当該受信した整数値バイアス及びＧＰＳ補正データ、並びに自機で観測された搬送波に基づいてＲＴＫ測位を実施して自機の位置座標を算出する。以下、詳細に説明する。
【００２１】
図２は、図１の固定局１の構成要素を示すブロック図である。図２の固定局１は、ＧＰＳ受信アンテナ１０と、ＧＰＳ受信部１１と、位相カウンタ１２と、位相カウンタメモリ１２ｍと、ＧＰＳ補正データ生成部１３と、無線送信部１４と、無線送信アンテナ１５とを備える。
【００２２】
ＧＰＳ受信部１１は、ＧＰＳ受信アンテナ１０を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第１の搬送波として受信し、当該受信した第１の搬送波データを位相カウンタ１２及びＧＰＳ補正データ生成部１３にそれぞれ出力する。
【００２３】
位相カウンタ１２は、第１の搬送波データに基づいて、当該第１の搬送波の波数をカウントして第１の搬送波位相を算出して無線送信部１４に出力する。ここで、位相カウンタ１２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値（搬送波位相）を固定局１が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して位相カウンタメモリ１２ｍに記憶する。
【００２４】
ＧＰＳ補正データ生成部１３は、ＲＴＫ測位法を用いて第１及び第２の移動局の位置座標を演算するためのＧＰＳ補正データを生成して無線送信部１４に出力する。
【００２５】
無線送信部１４は、ＧＰＳ補正データを無線送信アンテナ１５を介して第１の電子機器２の無線受信アンテナ２０−２（後述する）に送信する。
【００２６】
図３は、第１の電子機器２の構成要素を示すブロック図である。第１の電子機器２は、ＧＰＳ受信アンテナ２０−１と、無線受信アンテナ２０−２と、ＧＰＳ受信部２１と、位相カウンタ２２と、位相カウンタメモリ２２ｍと、ＲＴＫ演算部２３と、無線受信部２４と、出力部２５と、ＧＰＳ補正データ記憶部２６と、整数値バイアス記憶部２７と、無線送信部２８と、入力部２９と、無線送信アンテナ２０−３とを備える。ＲＴＫ演算部２３は、ＲＴＫ測位法を用いて演算する。出力部２５は、例えば液晶ディスプレイなどの表示部である。入力部２９は、例えばキーボードまたはマウスなどの入力ユーザインターフェース（ＵＩ）である。ここで、第１の電子機器２の測位を開始する場合は、ユーザは入力部２９を介して操作する。
【００２７】
ＧＰＳ受信部２１は、ＧＰＳ受信アンテナ２０−１を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第２の搬送波として受信し、当該受信した第２の搬送波データを位相カウンタ２２に出力する。
【００２８】
位相カウンタ２２は、第２の搬送波データに基づいて、当該第２の搬送波の波数をカウントして第２の搬送波位相を算出して位相カウンタメモリ２２ｍに格納する。ここで、位相カウンタ２２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値を第１の電子機器２が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して位相カウンタメモリ２２ｍに記憶する。
【００２９】
無線受信部２４は、無線受信アンテナ２０−２を介してＧＰＳ補正データを受信する。無線受信部２４は、ＧＰＳ補正データをＧＰＳ補正データ記憶部２６に格納し、第１の搬送波位相をＲＴＫ演算部２３に出力する。
【００３０】
入力部２９は、ユーザから測位開始の操作があると、測位開始指示信号を生成してＲＴＫ演算部２３に出力する。
【００３１】
ＲＴＫ演算部２３は、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分である行路差における整数値バイアスを決定して初期化処理を完了させ、当該決定された整数値バイアスに基づいて行路差を算出する。すなわち、ＲＴＫ演算部２３は、同一の時刻で読み出されたそれぞれのカウント値の差分に基づいて行路差を算出する。
【００３２】
また、ＲＴＫ演算部２３は、算出された行路差に基づいて、固定局１を始点としかつ第１の電子機器２を終点とする基線ベクトルを求めて第１の電子機器２の位置座標（固定局１に対する第１の電子機器２の相対座標）を算出して出力部２５に出力する。出力部２５は、当該算出された第１の電子機器２の位置座標を表示する。なお、この時点での第１の電子機器２はＦＩＸ状態にある。さらに、ＲＴＫ演算部２３は、行路差における整数値バイアスを整数値バイアス記憶部２７に格納する。
【００３３】
無線送信部２８は、ＧＰＳ補正データ記憶部２６に格納されたＧＰＳ補正データと、整数値バイアス記憶部２７に格納された整数値バイアスとを、無線送信アンテナ２０−３を介して第２の電子機器３に送信する。
【００３４】
図４は、第２の電子機器３の構成要素を示すブロック図である。第２の電子機器３は、ＧＰＳ受信アンテナ３０−１と、無線受信アンテナ３０−２と、ＧＰＳ受信部３１と、位相カウンタ３２と、ＲＴＫ演算部３３と、無線受信部３４と、出力部３５と、ＧＰＳ補正データ記憶部３６と、整数値バイアス記憶部３７と、入力部３８とを備える。ＲＴＫ演算部３３は、ＲＴＫ測位法を用いて演算する。出力部３５は、例えば液晶ディスプレイなどの表示部である。入力部３８は、例えばキーボードまたはマウスなどのユーザインターフェース（ＵＩ）である。第２の電子機器３においてＦＩＸ状態にある第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信する場合及び第２の電子機器３の測位を開始する場合は、ユーザは入力部２９を介して操作する。以下、第１の電子機器２から整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを受信するためのユーザによる操作を「受信開始操作」といい、第２の電子機器３の測位を開始するためのユーザによる操作を「測位開始操作」という。
【００３５】
ＧＰＳ受信部３１は、ＧＰＳ受信アンテナ３０−１を介してＧＰＳ衛星からの衛星信号を第３の搬送波として受信し、当該受信した第３の搬送波データを位相カウンタ３２に出力する。
【００３６】
位相カウンタ３２は、第３の搬送波データに基づいて、当該第３の搬送波の波数をカウントして第３の搬送波位相を算出してＲＴＫ演算部３３に出力する。ここで、位相カウンタ３２は、ＧＰＳ衛星から到来する搬送波（電波）の波数をカウントして、そのカウント値を第２の電子機器３が保有する時計で所定の時刻となるときに読み出して一旦メモリ（図示せず）に格納した後にＲＴＫ演算部３３に出力する。
【００３７】
入力部３８は、ユーザから受信開始操作があると、受信開始信号を生成して無線受信部３４に出力する。
【００３８】
無線受信部３４は、入力された受信開始信号に基づいて、無線受信アンテナ３０−２を介してＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを受信する。無線受信部３４は、ＧＰＳ補正データをＧＰＳ補正データ記憶部３６に格納し、整数値バイアスを整数値バイアス記憶部３７に格納し、当該格納された整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを出力部３５に出力する。出力部３５は、整数値バイアス及びＧＰＳ補正データを表示する。なお、整数値バイアス記憶部３７により整数値バイアスが格納されると初期化処理は完了する。
【００３９】
入力部３８は、ユーザから測位開始操作があると、測位開始指示信号を生成してＲＴＫ演算部３３に出力する。
【００４０】
ＲＴＫ演算部３３は、当該生成された測位開始指示信号を入力すると、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスに基づいて、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分である行路差を算出する。これにより、ＲＴＫ演算部３３は、固定局１を始点としかつ第２の電子機器３を終点とする基線ベクトルを求めて第２の電子機器３の位置座標（固定局１に対する第２の電子機器３の相対座標）を算出して出力部３５に出力する。
【００４１】
出力部３５は、当該算出された第２の電子機器３の位置座標を表示する。この時点で第２の電子機器３はＦＩＸ状態となる。
【００４２】
［２．動作］
以上のように構成された衛星測位システムについて、その動作を以下説明する。ここで、第２の電子機器３は、固定局１との通信を終えて、すでにＲＴＫ測位法により自機の位置座標が確定した第１の電子機器２から、このＲＴＫ測位法において決定された整数値バイアスを受信し、それを用いてＲＴＫ測位法を実施して自機の位置座標を確定する。
【００４３】
具体的には、固定局１はＲＴＫ測位法に用いられるＧＰＳ補正データを生成する。第１の電子機器２はこのＧＰＳ補正データを用いてＲＴＫ測位法を実施して行路差における整数値バイアスを決定し、自機の位置座標を確定する。その後、第２の電子機器３は、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを第１の電子機器２から受信し、これらのデータを用いてＲＴＫ測位法を用いて自機の位置座標を演算する。このような制御により、第２の電子機器３においては、初期化処理における手順が省略されるため、測位全体にかかる処理時間を短縮できる。以下、これらの動作をより詳細に説明する。
【００４４】
図５Ａは第１の実施の形態の第１の電子機器２の測位処理時のフローチャートである。
【００４５】
図５Ａにおいて、先ず、固定局１はＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信してＧＰＳ補正データを生成し（ステップＳ１）、無線送信アンテナ１５を介してＧＰＳ補正データを外部に無線送信する（ステップＳ２）。
【００４６】
ユーザは、第１の電子機器２を所望の場所に設置して入力部２９を介して第１の電子機器２の測位を開始する（ステップＳ３）。これにより、第１の電子機器２は固定局１からＧＰＳ補正データを受信する（ステップＳ４）。
【００４７】
第１の電子機器２は、受信したＧＰＳ補正データを用いてＲＴＫ測位法を実施して整数値バイアスを決定し（ステップＳ５）、ＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを記憶部（２６，２７）にそれぞれ格納し（ステップＳ６）、この処理は完了する。このとき、第１の電子機器２の位置座標が出力部２５に表示され、ユーザは第１の電子機器２の測位が完了したと判断できる。
【００４８】
次に第２の電子機器３の測位処理を説明する。ここで、第１の電子機器２は、図５Ａに示す測位処理を完了し、ＦＩＸ状態にあるものとする。図５Ｂは第１の実施の形態の第２の電子機器３により実行される測位処理を示すフローチャートである。
【００４９】
図５Ｂに示すように、ユーザは第２の電子機器３を第１の電子機器２までの距離が０〜数メートル以内となるように接近させる（ステップＳ７）。これにより、第２の電子機器３は、入力部３８を介して第１の電子機器２からＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを受信できる状態（無線接続状態）となる。ここで、第２の電子機器３の位置座標は、第１の電子機器２の位置座標とほぼ同一となる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法において、第２の電子機器３における行路差はＦＩＸ状態にある第１の電子機器２における行路差とほぼ同一となる。従って、第２の電子機器３の行路差における整数値バイアスは第１の電子機器２で決定された整数値バイアスと同一であるので、第２の電子機器３は第１の電子機器２で決定された整数値バイアスを自機の行路差における整数値バイアスとして利用することが可能となる。
【００５０】
第２の電子機器３は、ＦＩＸ状態にある第１の電子機器２からＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを無線受信アンテナ３０−２を介して受信する（ステップＳ８）。受信したＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスは第２の電子機器３の表示部（出力部３５）に表示される。これにより、ユーザは第２の電子機器３の初期化処理が完了したと判断できる。
【００５１】
ユーザは第２の電子機器３を所望の場所に移動させて設置し入力部２９を介して第２の電子機器３の測位を開始させる（ステップＳ９）。これにより、第２の電子機器３は、第１の電子機器２から受信したＧＰＳ補正データ及び整数値バイアスを用いてＲＴＫ測位法を実施し自機の位置座標を演算し（ステップＳ１０）、この処理は終了する。また、ユーザは第２の電子機器３の出力部２５に第２の電子機器３の位置座標が表示されるので、測位が完了したと判断できる。ここで、第２の電子機器３は、第１の電子機器２から受信した整数値バイアスを使用するため、固定局１からＧＰＳ補正データの受信、及び自機において整数値バイアスを決定することが不要となる。このため、測位処理における初期化処理の処理時間を短縮することができる。
【００５２】
［３．効果等］
以上のように、第１の実施の形態に係る衛星測位システムは、ＧＰＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器２，３を備えた衛星測位システムである。第１の電子機器２は、無線受信部２４と、ＲＴＫ演算部２３と、無線送信部１４とを備える。無線受信部２４は、既知点に設置された固定局からＧＰＳ補正データを受信する。ＲＴＫ演算部２３は、受信したＧＰＳ補正データに基づいて、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して第１電波と第２電波との行路差を算出することにより、自機の固定局１に対する第１相対座標を演算する。無線送信部１４は、整数値バイアスを第２の電子機器３に送信する。第２の電子機器３は、無線受信部３４と、ＲＴＫ演算部３３と、を備える。無線受信部３４は、第１の電子機器２から上記整数値バイアスを受信する。ＲＴＫ演算部３３は、ＧＰＳ補正データに基づいて、整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と第１搬送波位相との差分を算出して第１電波と第３電波との行路差を算出することにより、自機の固定局１に対する第２相対座標を演算する。
【００５３】
この構成により、当該第１の電子機器２のＲＴＫ演算部２３で算出された第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分における整数値バイアスを無線送信部２８を介して第２の電子機器３に送信することができる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法において、既にＦＩＸ状態にある第１の電子機器２で決定された整数値バイアスを用いるので、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定することなしに、当該行路差を算出できる。従って、第２の電子機器３でのＲＴＫ測位法では初期化処理を必要としないので、測位時間を短縮できる。
【００５４】
また、第１の実施の形態に係る衛星測位システムは、第１の電子機器２の無線送信部１４は、固定局１からのＧＰＳ補正データを第２の電子機器３に送信し、第２の電子機器３の無線受信部３４は、第１の電子機器２からＧＰＳ補正データを受信する。
【００５５】
この構成により、第２の電子機器３は、第１の電子機器２に接近させることにより、第１の電子機器２に格納されたＧＰＳ補正データを無線受信アンテナ３０−２を介して受信することができる。従って、ＲＴＫ測位法において必要とされるＧＰＳ補正データを受信するための受信時間（約１分間）を削減できるので、測位時間を短縮することが可能となる。さらに、固定局１と第２の電子機器３との無線接続が遮断された場合においても、既に第２の電子機器３に格納されたＧＰＳ補正データを無線接続で第２の電子機器３から受信することができる。従って、第２の電子機器３は固定局１から送信されるＧＰＳ補正データを確実に受信することが可能となる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、各電子機器が保有する時計の時刻に基づいてＧＰＳ衛星から受信される搬送波の波数を各位相カウンタでカウントする。しかしながら、各時計での時刻に誤差が発生するのでそれぞれの時刻で読み出されるカウント値に誤差が発生する場合がある。従って、このカウント値の誤差に起因して測位に誤差が発生する。第２の実施の形態では、第１の電子機器２で算出された行路差Δｄの小数部の値に基づいて、第２の電子機器３のカウント値の読み出し時刻を補正することを特徴とする。以下、図６及び図７を用いて、第２の実施の形態を説明する。
【００５７】
［１．構成］
図６は、本開示の第２の実施の形態に係る第１の電子機器２Ａの構成要素を示すブロック図である。図６の第１の電子機器２Ａは、図３の第１の電子機器２に比較すると、ＲＴＫ演算部２３の代わりにＲＴＫ演算部２３Ａを備え、無線送信部２８の代わりに無線送信部２８Ａを備え、ＲＴＫ演算部２３Ａと無線送信部２８Ａとの間に小数部記憶部２００をさらに備えた。
【００５８】
第２の実施の形態のＲＴＫ演算部２３Ａは、第１の実施の形態のＲＴＫ演算部２３に比較すると、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第２の搬送波位相との差分である行路差における第１の小数部を決定して小数部記憶部２００に格納することが相違する。
【００５９】
第２の実施の形態の無線送信部２８Ａは、第１の実施の形態の無線送信部２８に比較すると、小数部記憶部２００に格納された第１の小数部データを無線送信アンテナ２０−３を介して第２の電子機器３に送信することが相違する。
【００６０】
図７は、本開示の第２の実施の形態に係る第２の電子機器３Ａの構成要素を示すブロック図である。第２の実施の形態の第２の電子機器３Ａは、第１の実施の形態の第２の電子機器３に比較すると、ＲＴＫ演算部３３の代わりにＲＴＫ演算部３３Ａを備え、無線受信部３４の代わりに無線受信部３４Ａを備え、位相カウンタ３２におけるカウント値の読み出し時刻を補正する読み出し時刻補正部３０１をさらに備える。また、第２の実施の形態の第２の電子機器３Ａは、第１の実施の形態の第２の電子機器３に比較すると、読み出し時刻補正部３０１と無線受信部３４Ａとの間に小数部記憶部３００をさらに備え、ＲＴＫ演算部３３Ａと読み出し時刻補正部３０１との間に小数部記憶部３０２をさらに備えた。
【００６１】
第２の実施の形態の無線受信部３４Ａは、第１の実施の形態の無線受信部３４に比較すると、入力された受信開始信号に基づいて、無線受信アンテナ３０−２を介して第１の小数部データを受信して小数部記憶部３００に格納する。
【００６２】
第２の実施の形態のＲＴＫ演算部３３Ａは、第１の実施の形態のＲＴＫ演算部３３に比較すると、入力された測位開始指示信号に基づいて、第１の搬送波位相と第３の搬送波位相との差分である行路差における第２の小数部を決定して小数部記憶部３０２に格納することが相違する。
【００６３】
読み出し時刻補正部３０１は、小数部記憶部３０２に格納される第２の小数部の値及び小数部記憶部３００に格納される第１の小数部の値に基づいて、位相カウンタ３２の読み出し時刻を補正する。すなわち、第１の電子機器２での第２の位相カウンタ値を正確な値であると仮定し、第２の電子機器３での第３の位相カウンタ値が第２の位相カウンタ値となるように第２の電子機器３での電波の波数のカウント値の読み出し時刻を補正する。例えば、第１の小数部の値が０．５であり第２の小数部の値が０．８であると仮定する。この場合には、第２の電子機器３での読み出し時刻が時間ΔＴだけ早くなるように補正される。ここで、時間ΔＴは、搬送波の１波長に相当する時間（１波長だけ進むのに必要とする時間）の３／１０（＝０．８−０．５）である。
【００６４】
以上の第２の実施の形態に係る衛星測位システムによれば、上述した第１の実施の形態の衛星測位システムと同様の動作を得ることができる。また、以上の第２の実施の形態に係る衛星測位システムによれば、上述した第１の実施の形態に比較すると、第２の電子機器３のカウント値の読み出し時刻を補正することが可能となる。従って、同一の時刻で読み出されたカウント値の誤差を補正することができるので、測位に生じる誤差を抑制することが可能となる。
【００６５】
［３．効果等］
以上のように、第２の実施の形態に係る衛星測位システムは、第１の電子機器２において、ＲＴＫ演算部２３Ａは、第１搬送波位相と第２搬送波位相との差分における第１の小数部をさらに決定する。また、第２の電子機器３において、ＲＴＫ演算部３３Ａは、第１搬送波位相と第３搬送波位相との差分における第２の小数部をさらに決定する。また、第２の電子機器３は、第２の小数部の値が、第１の小数部の値となるように、第３の搬送波位相を読み出す時刻を補正する読み出し時刻補正部３０１をさらに備える。
【００６６】
この構成により、第２の電子機器３における電波の搬送波位相を読み出す時刻を補正することができるので、第２の電子機器３により受信した第３の搬送波と固定局１により受信した第１の搬送波との差分である行路差をより精度良く算出することが可能となる。従って、第２の電子機器３の位置座標をさらに精度良く算出することが可能となる。
【００６７】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１の実施の形態及び第２の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記第１の実施の形態及び上記第２の実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００６８】
また、上述した実施の形態において、各固定局１及び各第１，第２の電子機器２，３を構成する構成要素をそれぞれ１つのモジュールとして構成してもよいし、各構成要素を組み合わせて複数のモジュールとしてそれぞれ構成してもよい。また、各ＧＰＳ受信アンテナ、無線送信アンテナ、および無線受信アンテナは、固定局１及び第１，第２の電子機器２，３の外部にそれぞれ設置した外付けアンテナであってもよいし、固定局１及び第１，第２の電子機器２，３の内部に設置した内蔵アンテナであってもよい。さらに、上述した実施の形態では、理解しやすいように、第１の電子機器２の構成要素と、第２の電子機器３の構成要素とは異なったが、同一の構成要素でそれぞれ構成されてもよい。
【００６９】
また、上述した実施の形態では、固定局１を位置座標が既知である電子基準点に設置したが、本開示はこれに限定されない。例えば、固定局１のＧＰＳ受信アンテナ１０だけを電子基準点に設置し、固定局１は電子基準点とは異なる場所に設置してもよい。さらに、上述した実施の形態では、第２の電子機器３が使用するＧＰＳ補正データは、第１の電子機器２から受信したが、本開示はこれに限定されない。例えば、第２の電子機器３が使用するＧＰＳ補正データは、固定局１から受信するようにしてもよい。
【００７０】
また、上述した実施の形態では、固定局１を既知点に設置された固定局（ＲＲＳ、Ｒｅａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）として記載したが、これに限定されない。例えば仮想基準点（ＶＲＳ、Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ）を用いる場合であってもよい。
【００７１】
また、上述した実施の形態では、整数値バイアスは、二重位相差の整数値バイアスや一重位相差の整数値バイアスなどを指す。しかしながら、これに限定されない。例えばこの値はＲＴＫ演算の結果得られる値でもよく、またこれらを一以上用いたものでもよい。
【００７２】
さらに、上述した実施の形態では、電子機器が、パーソナルコンピュータである例を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えばタブレット端末、携帯電話、スマートフォン、などの電子機器に広く適用することが可能である。
【００７３】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００７４】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００７５】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示は、ＲＴＫ測位法で位置座標を演算する機能を備えた電子機器であれば適用可能である。具体的には、タブレット端末、携帯電話、スマートフォン、などに、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１    固定局
２，２Ａ    第１の電子機器
３，３Ａ    第２の電子機器
１０，２０−１，３０−１    ＧＰＳ受信アンテナ
１１，２１，３１    ＧＰＳ受信部
１２，２２，３２    位相カウンタ
１２ｍ，２２ｍ    位相カウンタメモリ
１３    ＧＰＳ補正データ生成部
１４，２８，２８Ａ    無線送信部
１５，２０−３    無線送信アンテナ
２０−２，３０−２    無線受信アンテナ
２３，３３，２３Ａ，３３Ａ    ＲＴＫ演算部
２４，３４，３４Ａ    無線受信部
２５，３５    出力部
２６，３６    ＧＰＳ補正データ記憶部
２７，３７    整数値バイアス記憶部
２９，３８    入力部
２００，３００，３０２    小数部記憶部
３０１    読み出し時刻補正部
【手続補正２】
【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】
ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備えた衛星測位システムであって、
前記第１の電子機器は、
既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する第１の受信部と、
前記受信した前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算する第１の演算部と、
前記整数値バイアスを前記第２の電子機器に送信する送信部とを備え、
前記第２の電子機器は、
前記第１の電子機器から前記整数値バイアスを受信する第２の受信部と、
前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算する第２の演算部とを備えた、
衛星測位システム。
【請求項２】
前記第１の電子機器の送信部は、前記固定局からのＧＮＳＳ補正データを前記第２の電子機器に送信し、
前記第２の受信部は、前記第１の電子機器から前記ＧＮＳＳ補正データを受信する請求項１記載の衛星測位システム。
【請求項３】
前記第１の電子機器において、前記第１の演算部は、前記第１搬送波位相と前記第２搬送波位相との差分における第１の小数部をさらに決定し、
前記第２の電子機器において、前記第２の演算部は、前記第１搬送波位相と前記第３搬送波位相との差分における第２の小数部をさらに決定し、
前記第２の電子機器は、
前記第２の小数部の値が、前記第１の小数部の値となるように、前記第３搬送波位相を読み出す時刻を補正する補正部をさらに備えた請求項１または２記載の衛星測位システム。
【請求項４】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標をそれぞれ演算する第１及び第２の電子機器を備えた衛星測位システムの測位方法であって、
前記第１の電子機器が、既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信するステップと、
前記第１の電子機器が、前記受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算するステップと、
前記第１の電子機器が、前記整数値バイアスを前記第２の電子機器に送信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第１の電子機器から前記整数値バイアスを受信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算するステップとを含む、
衛星測位システムの測位方法。
【請求項５】
前記第１の電子機器が、前記固定局からのＧＮＳＳ補正データを前記第２の電子機器に送信するステップと、
前記第２の電子機器が、前記ＧＮＳＳ補正データを受信するステップとをさらに含む請求項４記載の衛星測位システムの測位方法。
【請求項６】
前記第１の電子機器が、前記第１搬送波位相と前記第２搬送波位相との差分における第１の小数部を決定するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第１搬送波位相と前記第３搬送波位相との差分における第２の小数部を決定するステップと、
前記第２の電子機器が、前記第２の小数部の値が、前記第１の小数部の値となるように、前記第３搬送波位相を読み出す時刻を補正するステップとをさらに含む請求項４または５記載の衛星測位システムの測位方法。
【請求項７】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器であって、
既知点に設置された固定局からＧＮＳＳ補正データを受信する受信部と、
前記受信したＧＮＳＳ補正データに基づいて、前記固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを決定して前記第１電波と前記第２電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第１相対座標を演算する第１の演算部と、
前記整数値バイアスを、ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器に送信する送信部とを備えた第１の電子機器。
【請求項８】
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第２の電子機器であって、
ＧＮＳＳ衛星からの電波を用いて自機の位置座標を演算する第１の電子機器から、前記第１の電子機器においてＧＮＳＳ補正データに基づいて決定した、固定局で受信した第１電波の第１搬送波位相と、自機で受信した第２電波の第２搬送波位相との差分における整数値バイアスを受信する受信部と、
前記ＧＮＳＳ補正データに基づいて、当該受信した整数値バイアスを用いて、自機で受信した第３電波の第３搬送波位相と前記第１搬送波位相との差分を算出して前記第１電波と前記第３電波との行路差を算出することにより、自機の前記固定局に対する第２相対座標を演算する第２の演算部とを備えた第２の電子機器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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