(57)【要約】【課題】整数値バイアスを算出せずに高精度な測位を実現する。【解決手段】測位装置１０は、測位信号受信部２０、三重位相差算出部３１、三重位相差加算部３２、および、測位部３３を備える。測位信号受信部２０は、複数の測位衛星からの測位信号の搬送波位相を検出する。三重位相差算出部３１は、搬送波位相から三重位相差を算出する。三重位相差加算部３２は、異なる期間でそれぞれ算出された複数の三重位相差を加算する。測位部３３は、三重位相差の加算値を観測値として相対測位を行う。【選択図】  図１
2017022390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位衛星からの測位信号の搬送波位相を検出する測位信号受信部と、
前記搬送波位相から三重位相差を算出する三重位相差算出部と、
異なる期間でそれぞれ算出された複数の前記三重位相差を加算する三重位相差加算部と、
前記三重位相差の加算値を観測値として相対測位を行う測位部と、
を備える、測位装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記三重位相差算出部は、
前記搬送波位相が時間的に連続で取得された期間において、前記三重位相差を算出する、
測位装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測位装置であって、
前記三重位相差加算部は、前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差を加算する、
測位装置。
【請求項４】
請求項３に記載の測位装置であって、
前記三重位相差加算部は、
基準時刻に対して所定の時間長からなる設定時間を設定し、
前記設定時間内に算出された前記三重位相差を加算する、
測位装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の測位装置であって、
前記測位部は、
前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差の加算時間に応じた重み付けを設定し、該重み付けを用いて前記相対測位を行う、
測位装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の測位装置であって、
前記測位信号を受信するアンテナは、固定点に設置されている、
測位装置。
【請求項７】
複数の測位衛星からの測位信号の搬送波位相を検出する測位信号受信工程と、
前記搬送波位相から三重位相差を算出する三重位相差算出工程と、
異なる期間でそれぞれ算出された複数の前記三重位相差を加算する三重位相差加算工程と、
前記三重位相差の加算値を観測値として相対測位を行う測位工程と、
を有する、測位方法。
【請求項８】
請求項７に記載の測位方法であって、
前記三重位相差算出工程は、
前記搬送波位相が時間的に連続で取得された期間において、前記三重位相差を算出する、
測位方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の測位方法であって、
前記三重位相差加算工程は、前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差を加算する、
測位方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の測位方法であって、
前記三重位相差加算工程は、
基準時刻に対して所定の時間長からなる設定時間を設定し、
前記設定時間内に算出された前記三重位相差を加算する、
測位方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の測位方法であって、
前記測位工程は、
前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差の加算時間に応じた重み付けを設定し、該重み付けを用いて前記相対測位を行う、
測位方法。
【請求項１２】
請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の測位方法であって、
前記測位信号を受信するアンテナを固定点に設置する工程を有する、
測位方法。
【請求項１３】
測位信号を用いて測位を行う処理をコンピュータに実行させる測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
複数の測位衛星からの測位信号の搬送波位相を検出する測位信号受信処理と、
前記搬送波位相から三重位相差を算出する三重位相差算出処理と、
異なる期間でそれぞれ算出された複数の前記三重位相差を加算する三重位相差加算処理と、
前記三重位相差の加算値を観測値として相対測位を行う測位処理と、
を実行する、測位プログラム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記三重位相差算出処理において、
前記搬送波位相が時間的に連続で取得された期間において、前記三重位相差を算出する、
測位プログラム。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記三重位相差加算処理において、前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差を加算する、
測位プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記三重位相差加算処理において、
基準時刻に対して所定の時間長からなる設定時間を設定し、
前記設定時間内に算出された前記三重位相差を加算する、
測位プログラム。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載の測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記測位処理において、
前記測位衛星の組み合わせ毎に前記三重位相差の加算時間に応じた重み付けを設定し、該重み付けを用いて前記相対測位を行う、
測位プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対測位を行う測位装置、測位方法、および測位プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ等のＧＮＳＳシステムの測位信号を用いて測位を行う測位装置が各種考案されている。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の測位装置は、相対測位を行うことで高精度な測位を実現しようとしている。特許文献１に記載の測位装置は、搬送波位相の二重位相差とコード擬似距離の二重位相差を用いて、相対測位を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９３７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示すような搬送波位相の二重位相差を用いる場合、整数値バイアスの算出処理が必要になる。そして、整数値バイアスの算出は容易ではなく、整数値バイアスが正確に算出できないと、測位精度は劣化してしまう。【０００６】
したがって、本発明の目的は、整数値バイアスを算出しなくてもよく、高精度な測位を実現できる測位装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の測位装置は、測位信号受信部、三重位相差算出部、三重位相差加算部、および、測位部を備える。測位信号受信部は、複数の測位衛星からの測位信号の搬送波位相を検出する。三重位相差算出部は、搬送波位相から三重位相差を算出する。三重位相差加算部は、異なる期間でそれぞれ算出された複数の三重位相差を加算する。測位部は、三重位相差の加算値を観測値として相対測位を行う。【０００８】
この構成では、三重位相差を用いることで、測位の演算時に整数値バイアスを必要としない。三重位相差は、異なる時間に検出した二つの二重位相差の差分値である。また、設定時間内に搬送波位相が検出できない期間があっても、搬送波位相が検出できた複数の期間の搬送波位相が加算されるので、三重位相差を算出するための搬送波位相の加算期間が長くなる。【０００９】
また、この発明の測位装置では、三重位相差加算部は、測位衛星の組み合わせ毎に三重位相差を加算する。【００１０】
この構成では、相対測位の観測値に用いる測位衛星の全ての組み合わせで三重位相差の加算時間が同じでなくてもよい。したがって、相対測位の観測値を取得し易く、相対測位ができない状況が生じ難くなる。【００１１】
また、この発明の測位装置では、測位部は、測位衛星の組み合わせ毎に三重位相差の加算時間に応じた重み付けを設定し、該重み付けを用いて相対測位を行う。【００１２】
この構成では、重み付けによって、加算時間が長い三重位相差は相対測位の結果に与える影響が大きく、加算時間が短い三重位相差は相対測位の結果に与える影響が小さい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、整数値バイアスを算出せずに、高精度な測位を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る測位装置のブロック図
【図２】本発明の実施形態に係る測位システムの構成図
【図３】本発明の実施形態に係る三重位相差の概念を説明するための図
【図４】本発明の実施形態に係る三重位相差の加算概念を説明する図
【図５】本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャート
【図６】本発明の実施形態に係る測位方法における測位工程のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る測位装置、測位方法、および測位プログラムについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る測位装置のブロック図である。図２は、本発明の実施形態に係る測位システムの構成図である。
【００１６】
図１に示すように、測位装置１０は、測位信号受信部２０、演算部３０、無線通信部４０、アンテナＡＮＴ１、およびアンテナＡＮＴ４０を備える。演算部３０は、三重位相差算出部３１、三重位相差加算部３２、および、測位部３３を備える。この測位装置１０を備える測位システムは、図２に示すように、測位装置１０、基準局の測位装置９０、および、複数の測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５を備える。基準局の測位装置９０は、測位信号を受信するアンテナＡＮＴ２が備えられている。基準局の測位装置９０は、図示していないが、測位装置１０と無線通信を行うためのアンテナ及び通信部を備えている。
【００１７】
アンテナＡＮＴ１は、測位信号を受波するアンテナである。アンテナＡＮＴ１は、測位信号受信部２０に接続されている。アンテナＡＮＴ４０は、基地局の測位装置９０との間で無線通信を行うアンテナである。アンテナＡＮＴ４０は、無線通信部４０に接続されている。
【００１８】
測位信号受信部２０は、アンテナＡＮＴ１で受波した測位信号を捕捉追尾する。測位信号とは、ＧＰＳ等のＧＮＳＳを構成する測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５から送信された信号である。測位信号は、所定周波数の搬送波を擬似拡散コードによってコード変調した信号である。測位信号には、航法メッセージが重畳されている。
【００１９】
測位信号受信部２０は、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５毎に測位信号を捕捉して追尾する。測位信号受信部２０は、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５毎に、搬送波位相を検出して、所定の時間間隔で搬送波位相を演算部３０の三重位相差算出部３１に出力する。
【００２０】
無線通信部４０は、アンテナＡＮＴ４０を用いて、基準局の測位装置９０で検出した測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５毎の搬送波位相を受信する。無線通信部４０は、受信した搬送波位相を演算部３０の三重位相差算出部３１に出力する。
【００２１】
三重位相差算出部３１は、測位信号受信部２０からの搬送波位相と、無線通信部４０からの搬送波位相とを用いて三重位相差を算出する。三重位相差算出部３１は、測位衛星の組み合わせ毎に三重位相差を算出する。
【００２２】
測位信号受信部２０からの搬送波位相と無線通信部４０からの搬送波位相には、ＧＮＳＳによって定義される時刻（例えば、ＧＰＳの場合ＧＰＳ時刻）が関連付けされている。三重位相差算出部３１は、測位装置１０と測位装置９０とで同じ時刻に検出した搬送波位相を用いて、所定のタイミング毎に三重位相差を算出する。
【００２３】
三重位相差算出部３１は、測位装置１０と測位装置９０の両方で時間的に連続して搬送波位相を取得できた期間の搬送波位相から三重位相差を算出する。すなわち、三重位相差算出部３１は、測位装置１０と測位装置９０の両方で時間的に連続して二重位相差を算出できた期間の二重位相差から三重位相差を算出する。三重位相差算出部３１は、この期間毎に三重位相差を算出する。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態に係る三重位相差の概念を説明するための図である。図３は、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２に対する三重位相差を示す図である。図３に示すように、時刻ｔ１において測位衛星Ｓａｔ１が送信した測位信号を測位装置１０のアンテナＡＮＴ１が受信した時の搬送波位相をＤＡ１Ｓ１（ｔ１）とする。時刻ｔ１において測位衛星Ｓａｔ１が送信した測位信号を測位装置９０のアンテナＡＮＴ２が受信した時の搬送波位相をＤＡ２Ｓ１（ｔ１）とする。
【００２５】
時刻ｔ１において測位衛星Ｓａｔ２が送信した測位信号を測位装置１０のアンテナＡＮＴ１が受信した時の搬送波位相をＤＡ１Ｓ２（ｔ１）とする。時刻ｔ１において測位衛星Ｓａｔ２が送信した測位信号を測位装置９０のアンテナＡＮＴ２が受信した時の搬送波位相をＤＡ２Ｓ２（ｔ１）とする。
【００２６】
時刻ｔ１での測位装置１０での衛星間一重位相差ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）は次式で表される。
ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）＝ＤＡ１Ｓ１（ｔ１）−ＤＡ１Ｓ２（ｔ１）      −（式１）
時刻ｔ１での測位装置９０での衛星間一重位相差ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）は次式で表される。
ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）＝ＤＡ２Ｓ１（ｔ１）−ＤＡ２Ｓ２（ｔ１）      −（式２）
時刻ｔ１での二重位相差ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）は、（式１）、（式２）を用いて次式で表される。
ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）＝ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）−ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）
−（式３）
図３に示すように、時刻ｔ２において測位衛星Ｓａｔ１が送信した測位信号を測位装置１０のアンテナＡＮＴ１が受信した時の搬送波位相をＤＡ１Ｓ１（ｔ２）とする。時刻ｔ２において測位衛星Ｓａｔ１が送信した測位信号を測位装置９０のアンテナＡＮＴ２が受信した時の搬送波位相をＤＡ２Ｓ１（ｔ２）とする。
【００２７】
時刻ｔ２において測位衛星Ｓａｔ２が送信した測位信号を測位装置１０のアンテナＡＮＴ１が受信した時の搬送波位相をＤＡ１Ｓ２（ｔ２）とする。時刻ｔ１において測位衛星Ｓａｔ２が送信した測位信号を測位装置９０のアンテナＡＮＴ２が受信した時の搬送波位相をＤＡ２Ｓ２（ｔ２）とする。
【００２８】
時刻ｔ１での測位装置１０での衛星間一重位相差ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）は次式で表される。
ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）＝ＤＡ１Ｓ１（ｔ２）−ＤＡ１Ｓ２（ｔ２）      −（式４）
時刻ｔ２での測位装置９０での衛星間一重位相差ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）は次式で表される。
ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）＝ＤＡ２Ｓ１（ｔ２）−ＤＡ２Ｓ２（ｔ２）      −（式５）
時刻ｔ２での二重位相差ＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）は、（式４）、（式５）を用いて次式で表される。
ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）＝ＤＡ１Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）−ＤＡ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）
−（式６）
三重位相差は、異なる２つの時刻に算出された二重位相差の差によって定義される。したがって、時刻ｔ１，ｔ２に対する三重位相差ＤＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１，ｔ２）は、時刻ｔ１での二重位相差ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）と時刻ｔ２での二重位相差ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）と差分であり、次式で表される。
【００２９】
ＤＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１，ｔ２）
＝ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ１）−ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔ２）      −（式７）
三重位相差算出部３１は、算出した三重位相差を三重位相差加算部３２に順次出力する。
【００３０】
三重位相差加算部３２は、測位衛星の組み合わせ毎に三重位相差を加算する。図４は、本発明の実施形態に係る三重位相差の加算概念を説明する図である。
【００３１】
図４に示すように、三重位相差加算部３２は、基準時刻ｔｓに基づいて三重位相差を加算する。基準時刻ｔｓは、所定の時間間隔で繰り返され、基準時刻ｔｓに達する毎に三重位相差を加算する。基準時刻ｔｓの繰り返しの時間間隔は、例えば、測位を行う時間間隔に基づいて決定されている。
【００３２】
三重位相差加算部３２は、基準時刻ｔｓに対して設定時間Ｔを決める。設定時間Ｔとは三重位相差の加算を行う期間である。例えば、図４の例であれば、三重位相差加算部３２は、基準時刻ｔｓから過去の時刻ｔｐまでの時間を設定時間Ｔに決定する。三重位相差加算部３２は、設定時間Ｔ内に含まれる異なる複数の期間に算出された三重位相差を加算する。
【００３３】
具体的な加算処理の一態様として、図４の例では、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２の組み合わせに対しては、設定時間Ｔ内では、時間軸上において互いに離間した三重位相差が算出されている期間が三回ある。この場合、三重位相差加算部３２は、これら複数の期間Ｔ１２１，Ｔ１２２，Ｔ１２３に算出された三重位相差ＤＤＤ（Ｔ１２１），ＤＤＤ（Ｔ１２２），ＤＤＤ（Ｔ１２３）を加算する。
【００３４】
同様に、図４の例では、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ３の組み合わせに対しては、設定時間Ｔ内の離間した複数の期間Ｔ１３１，Ｔ１３２，Ｔ１３３での三重位相差ＤＤＤ（Ｔ１３１），ＤＤＤ（Ｔ１３２），ＤＤＤ（Ｔ１３３）を加算する。測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ４の組み合わせに対しては、設定時間Ｔ内の離間した複数の期間Ｔ１４１，Ｔ１４２，Ｔ１４３での三重位相差ＤＤＤ（Ｔ１４１），ＤＤＤ（Ｔ１４２），ＤＤＤ（Ｔ１４３）を加算する。測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ５の組み合わせに対しては、設定時間Ｔ内の離間した複数の期間Ｔ１５１，Ｔ１５２，Ｔ１５３，Ｔ１５４での三重位相差ＤＤＤ（Ｔ１５１），ＤＤＤ（Ｔ１５２），ＤＤＤ（Ｔ１５３），ＤＤＤ（Ｔ１５４）を加算する。
【００３５】
三重位相差加算部３２は、これら測位衛星の組み合わせ毎の加算値を、基準時刻ｔｓの三重位相差加算値として出力する。なお、測位衛星の組み合わせは、三重位相差の互いの独立性を保つことができれば、この組み合わせに限るものではない。また、測位衛星の組み合わせの数も、４つ以上の測位衛星から組み合わされる３つ以上であればよく、好適には、５つ以上の測位衛星から組み合わされる４つ以上であればよい。
【００３６】
三重位相差加算部３２は、測位衛星の組み合わせ毎の三重位相差加算値を、測位部３３に出力する。この際、三重位相差加算部３２は、測位衛星の組み合わせ毎の加算時間も、三重位相差加算値とともに測位部３３に出力する。測位衛星の組み合わせ毎の加算時間とは、例えば、図４の例において測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２の組み合わせであれば、期間Ｔ１２１，Ｔ１２２，Ｔ１２３の時間長の加算値である。
【００３７】
測位部３３は、三重位相差加算値を観測値として、測位を行う。測位部３３は、基準時刻ｔｓにおいて最小二乗法を用いて測位を行う。
【００３８】
既知の通り、二重位相差においては、二重位相差と幾何距離とは次式で表すことができる。ここでは、測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２の場合を示す。
【００３９】
時刻ｔａにおける測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２に対する測位装置１０，９０の二重位相差をＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）とする。幾何距離をρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）とする。この組み合わせでの二重位相差の整数値バイアスをｎＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２とする。
【００４０】
ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）
＝ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）＋λｎＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２＋ε（ｔａ）        −（式８）
時刻ｔｂにおける測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２に対する測位装置１０，９０の二重位相差をＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）とする。幾何距離をρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）とする。この組み合わせでの二重位相差の整数値バイアスをｎＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２とする。
【００４１】
ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）
＝ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）＋λｎＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２＋ε（ｔｂ）        −（式９）
なお、λは搬送波の波長であり、εは観測誤差である。
【００４２】
したがって、時刻ｔａ，ｔｂにおける測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２および測位装置１０，９０による三重位相差は、（式７）と同様に、（式８）と（式９）の差分となる。ここで、整数値バイアスは変化しない。したがって、三重位相差は、次式で表される。
【００４３】
ＤＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ，ｔｂ）
＝ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）−ＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）
＝ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）−ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）＋Δε        −（式９）
Δεは、時刻ｔａの観測誤差ε（ｔａ）と時刻ｔｂの観測誤差ε（ｔｂ）との差分であり、極小さく、無視が可能である。
【００４４】
ＤＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ，ｔｂ）
＝ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔａ）−ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２（ｔｂ）        −（式１０）
このように、三重位相差を用いた観測式には、整数値バイアスの項が存在しない。したがって、上述のように設定時間Ｔ内に三重位相差が算出できない期間が存在して、三重位相差の加算期間が複数の期間に分かれても、複数の期間の三重位相差を加算して観測値として用いることが可能である。この際、アンテナＡＮＴ１の位置は移動していないことが好ましい。
【００４５】
幾何距離ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２は、時刻ｔａでの測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２の位置と、測位装置１０（アンテナＡＮＴ１）と、測位装置９０（アンテナＡＮＴ２）の位置とによって算出される。測位衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２の位置は、航法メッセージの衛星軌道情報等によって得ることができ、既知である。測位装置９０の位置は、無線通信によって取得でき、既知である。
【００４６】
したがって、（式１０）を基にして、測位装置１０の位置ｘを未知数とし、三重位相差ＤＤＤＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２を観測値とする最小二乗法を用いることによって、測位を行うことができる。この場合、幾何距離ρＡ１，Ａ２Ｓ１，Ｓ２を表す式から測位装置１０の位置ｘを未知数とする観測モデルｈを設定する。そして、位置ｘの初期値ｘ０に対して線形近似を行い、線形化行列Ｈを設定する。この初期値ｘ０は適宜設定すればよく、例えばコード擬似距離を用いて算出した位置等に設定すればよい。
【００４７】
これにより、整数値バイアスを算出することなく、測位装置１０の位置を算出（測位）することができる。
【００４８】
この際、本実施形態の構成では、三重位相差の加算時間を長くすることができる。例えば、図４に示すように、従来の第１の方法では、必要個数以上の三重位相差が同時に取得できる加算時間の内、最も長く取得できる時間を採用する態様としているが、各三重位相差の分断時間がバラバラのため、加算時間を長くとることができない。また、従来の第２の方法では、できる限り多くの測位衛星の組み合わせから三重位相差を取得する態様としているが、この場合も各三重位相差の分断時間がバラバラのため、加算時間を長くとることができない。
【００４９】
一方で、本実施形態の構成では、三重位相差の取得が分断されていても加算することができ、測位衛星の組み合わせ毎に加算ができるので、分断のタイミングが測位衛星の組み合わせ毎にバラバラであっても、加算時間を長くすることができる。一般に三重位相差の相対測位では、三重位相差の加算時間が長いほど、測位精度が向上することが分かっている。したがって、本実施形態の構成を用いることによって、高精度な測位を行うことができる。
【００５０】
測位部３３は、この最小二乗法の際、測位衛星の組み合わせ毎に重み付けを行う。重みは、既知の最小二乗法における計画行列Ｈに掛ける重みＷによって行う。重みＷは、三重位相差の加算値の全加算時間が長いほど重くなるように設定されている。より具体的には、全加算時間が２倍になることによって誤差が１／（√２）となるように、すなわち、全加算時間に誤差の自乗が反比例するように重みＷが設定されている。
【００５１】
このような重み付けを行うことによって、取得できた時間が長い三重位相差が測位精度に与える影響が大きくなり、取得できた時間が短い三重位相差が測位精度に与える影響が小さくなる。したがって、測位の精度をさらに向上させることができる。
【００５２】
上述の説明では、各処理を個別の機能ブロックで実行する例を示したが、上述の各処理をプログラム化して記憶しており、当該プログラムをコンピュータ等の演算処理装置で実行するようにしてもよい。この場合、演算処理装置は、次に示す測位方法、測位プログラムを実行すればよい。図５は、本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャートである。
【００５３】
演算処理装置は、測位衛星毎に搬送波位相を取得する（Ｓ１０１）。この際、演算処理装置は、測位対象のアンテナ（測位装置）の搬送波位相と、基地局の搬送波位相を取得する。
【００５４】
演算処理装置は、上述の方法を用いて、算出可能な期間毎に、測位衛星の組み合わせ毎の三重位相差を算出する（Ｓ１０２）。演算処理装置は、設定時間Ｔ内において算出された期間の三重位相差を、測位衛星の組み合わせ毎に加算する（Ｓ１０３）。より具体的には、設定時間Ｔ内において、三重位相差が算出されていない時刻があり、時間軸上において異なる複数の三重位相差が算出された期間が存在する場合には、演算処理装置は、これら複数の期間の三重位相差を加算する。なお、設定時間Ｔ内の全時刻で三重位相差が算出されていれば、演算処理装置は、設定時間Ｔに亘る１つの三重位相差を用いればよい。
【００５５】
演算処理装置は、三重位相差の加算値を観測値として最小二乗法を用いて測位を行う（Ｓ１０４）。この際、演算処理装置は、図６に示すような重み付けを設定する。図６は、本発明の実施形態に係る測位方法における測位工程のフローチャートである。演算処理装置は、測位衛星の組み合わせ毎の三重位相差の加算値から観測値を設定する（Ｓ４０１）。演算処理装置は、各組み合わせでの加算した時間長、すなわち、三重位相差の全加算時間に応じて、加算値毎に重み付けを設定する（Ｓ４０２）。演算処理装置は、設定した観測値と重み付けとを最小二乗法に適用して測位を行う（Ｓ４０３）。
【００５６】
このような方法を用いることによって、整数値バイアスを算出することなく、高精度な測位を行うことができる。
【００５７】
なお、上述の説明では、測位を行う点に測位装置を備える場合を示したが、測位を行う点には、アンテナと通信装置のみを配置し、これらとは別の位置に配置された装置によって三重位相差の算出、加算、および測位を行ってもよい。
【００５８】
また、上述の説明では、三重位相差を算出する全ての組み合わせに共通の測位衛星が含まれる態様を示した。しかしながら、測位衛星の組み合わせはそれぞれに異なっていてもよい。この際、２つの組み合わせ毎に共通の測位衛星が含まれる態様であるとよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０，９０：測位装置
２０：測位信号受信部
３０：演算部
３１：三重位相差算出部
３２：三重位相差加算部
３３：測位部
４０：無線通信部
Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，Ｓａｔ３，Ｓａｔ４，Ｓａｔ５：測位衛星
ＡＮＴ１，ＡＮＴ２，ＡＮＴ４０：アンテナ
【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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【国際調査報告】
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