(57)【要約】【課題】衛星測位システムの実現コストをより低減する。【解決手段】アレイ状に配列された複数のアンテナユニットを備え、前記アンテナユニットは、第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、を含み、前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣接する第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣接するように配設される、通信装置。【選択図】図２
2019026374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配列された複数のアンテナユニットを備え、
前記アンテナユニットは、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、
衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、
衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、
通信装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に互いに隣り合う第３のアンテナユニット及び第４のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子のうち一方のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける当該一方のアンテナ素子と、が前記第１の方向に隣り合うように配設される、請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナユニットと、当該第１のアンテナユニットに対して前記第２のアンテナユニットとは逆側に隣り合う第５のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第１の受信部による前記第１の無線信号の受信タイミングと、前記第２の受信部による前記第２の無線信号の受信タイミングと、のそれぞれを検出する計時部を備える、請求項１に記載の通信装置。
【請求項５】
前記計時部は、前記複数のアンテナユニットのうち少なくとも２以上の当該アンテナユニット間で共有される、請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、衛星測位に用いられる第１の無線信号及び第２の無線信号それぞれの受信結果を取得する取得部と、
取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定する推定部と、
を備え、
前記アンテナユニットは、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、
前記第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、
前記第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、
情報処理装置。
【請求項７】
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれのコード疑似距離及び搬送波位相に基づき、前記搬送波に関する情報を推定する、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記搬送波に関する情報は、搬送波初期バイアスと搬送波初期位相バイアスとのうち少なくともいずれかを含む、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの無線信号の前記搬送波初期バイアスを当該無線信号の波長で除算することで得られる剰余に基づき、当該無線信号の搬送波初期位相バイアスを算出する、請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの前記搬送波に関する情報を、前記複数のアンテナユニット間における、当該第１の無線信号及び当該第２の無線信号それぞれの前記コード疑似距離及び前記搬送波位相に基づく情報の平均に応じて算出する、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子を基準として互いに異なる方向に配設された複数の他方のアンテナ素子それぞれの前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの受信結果に基づき、当該複数の他方のアンテナ素子それぞれの当該受信結果に含まれる対流圏遅延及び電離層遅延のうち少なくともいずれかに伴う誤差が打ち消される、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
コンピュータが、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、をそれぞれが含む、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの受信結果を取得することと、
取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定することと、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設されている、
情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、通信装置、情報処理装置、及び情報処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal  NAvigation  Satellite  System）、及びＱＺＳＳ（Quasi−Zenith  Satellite  System）等のようなＧＮＳＳ（Global  Navigation  Satellite  System）と呼称される所謂衛星測位システムを実現するための技術が各種提案されている。このような衛星測位の方式としては、例えば、相対測位方式（ＲＴＫ：Real  Time  Kinematic）と呼ばれる方式や、高精度単独測位（ＰＰＰ：Precise  Point  Positioning）と呼ばれる方式が挙げられる。【０００３】
また、近年では、ＰＰＰ−ＲＴＫと称される、ＰＰＰとＲＴＫとを融合させた測位方式が注目されている。ＰＰＰ−ＲＴＫでは、衛星ごとに異なる位相端数バイアス（ＦＣＢ：Fractional  Cycle  Bias）と呼ばれる補正情報を追加することで、アンビギュイティ（ambiguity）決定を可能とし、初期化時間の短縮と精度の向上とを実現することが可能となる。例えば、特許文献１には、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０１６３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方で、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムに適用される電子基準点は、多周波への対応が必要であるなど要求仕様が比較的高く、使用されるアンテナや受信機等がより高価となり、実装コストが増大する傾向にある。【０００６】
そこで、本開示では、衛星測位システムの実現コストをより低減することが可能な技術を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示によれば、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットを備え、前記アンテナユニットは、第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、を含み、前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、通信装置が提供される。【０００８】
また、本開示によれば、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、衛星測位に用いられる第１の無線信号及び第２の無線信号それぞれの受信結果を取得する取得部と、取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定する推定部と、を備え、前記アンテナユニットは、第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、前記第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、前記第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、を含み、前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、情報処理装置が提供される。【０００９】
また、本開示によれば、コンピュータが、第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、衛星測位に用いられる前記第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、をそれぞれが含む、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの受信結果を取得することと、取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定することと、を含み、前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設されている、情報処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように本開示によれば、衛星測位システムの実現コストをより低減することが可能な技術が提供される。【００１１】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施形態に係る衛星測位システムの概略的なシステム構成の一例について説明するための説明図である。
【図２】同実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図３】同実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の基本ユニットの概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図４】同実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る衛星測位システムの機能構成の一例を示したブロック図である。
【図６】同実施形態に係る衛生測位システムにおける搬送波初期位相バイアスの推定に係るアルゴリズムの一例を示した図である。
【図７】変形例に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図８】変形例に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。
【図９】適用例１に係る測位装置の一連の処理の流れの一例を示したフローチャートである。
【図１０】適用例２に係る測位装置の一連の処理の流れの一例を示したフローチャートである。
【図１１】本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．概略構成
２．衛星測位に関する検討
３．技術的特徴
３．１．電子基準点のアンテナ装置の構成
３．２．機能構成
３．３．変形例
４．適用例
４．１．適用例１：一周波対応の測位装置の場合
４．２．適用例２：二周波対応の測位装置の場合
５．ハードウェア構成
６．むすび
【００１５】
＜＜１．概略構成＞＞
まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る衛星測位システムの概略的なシステム構成の一例として、特に、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を適用可能なシステムの構成の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る衛星測位システムの概略的なシステム構成の一例について説明するための説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る衛星測位システム１は、ＧＰＳ衛星４００ａ〜４００ｎと、電子基準点１００ａ〜１００ｎと、センター局２００と、準天頂衛星５００と、測位装置３００とを含む。なお、以降の説明では、ＧＰＳ衛星４００ａ〜４００ｎを特に区別しない場合には、単に「ＧＰＳ衛星４００」とも称する。同様に、電子基準点１００ａ〜１００ｎを特に区別しない場合には、単に「電子基準点１００」とも称する。
【００１７】
ＧＰＳ衛星４００は、衛星測位に利用される測位情報を、無線信号を利用して送信する。なお、本実施形態に係る衛星測位システム１において、ＧＰＳ衛星４００は、測位情報の送信に、周波数が互いに異なる複数の無線信号を利用してもよい。具体的な一例として、１５７５．４２ＭＨｚ帯のＬ１信号と、１２２７．６０ＭＨｚ帯のＬ２信号と、の２種類の無線信号（測位用信号）が、測位情報の送信に利用されてもよい。また、Ｌ１信号及びＬ２信号のうちいずれかに替えて、１１７６．４５ＭＨｚ帯のＬ５信号が利用されてもよい。なお、上述したＬ１信号、Ｌ２信号、及びＬ５信号はあくまで一例であり、必ずしも、上記測位情報の送信に利用される無線信号を限定するものではない。なお、上記測位情報の送信に利用される複数の無線信号が、「第１の無線信号」及び「第２の無線信号」の一例に相当する。
【００１８】
電子基準点１００は、ＧＰＳ衛星４００から無線信号を利用して送信される測位情報を受信する。電子基準点１００は、測位情報の受信結果に基づき、例えば、当該電子基準点１００とＧＰＳ衛星４００との間の疑似距離、ドップラ周波数、搬送波位相等を含む情報（以降では、「電子基準点情報」とも称する）を生成し、当該情報をセンター局２００に送信する。電子基準点１００は、衛星測位の対象となる領域内の各所に設置される。
【００１９】
センター局２００は、送信装置２０１を含む。送信装置２０１は、各所に設置された電子基準点１００のそれぞれから電子基準点情報を取得し、取得した当該電子基準点情報に基づき、測位装置３００が衛星測位に利用する測位用補正データを生成する。
【００２０】
測位用補正データには、例えば、所定の期間（フレーム）ごとに、時刻に対応付けられた修正衛星クロック誤差と地域固有誤差とのデータセットが含まれる。このとき、１つのフレーム（即ち、１周期の間）に、複数のデータセットが含まれていてもよい。なお、地域固有誤差には、例えば、対流圏遅延誤差や電離層遅延誤差等のように、電子基準点１００が設置された地域ごとに固有の誤差に関する情報が含まれる。また、少なくとも一部のデータセットには、衛星固有誤差が含まれていてもよい。衛星固有誤差には、例えば、衛星軌道誤差や周波数時間バイアス等のように、ＧＰＳ衛星ごとに固有の誤差に関する情報が含まれる。
【００２１】
送信装置２０１は、生成した測位用補正データを、例えば、無線信号を利用してセンター局２００のアンテナから準天頂衛星５００に送信（アップリンク）する。
【００２２】
準天頂衛星５００は、センター局２００から無線信号を利用して送信される測位用補正データを受信する。準天頂衛星５００は、受信した当該測位用補正データを、無線信号を利用して測位装置３００に送信する。
【００２３】
測位装置３００は、車両等のような移動体や、ウェアラブルデバイスやスマートフォン等のように携行可能に構成された装置等に保持される。測位装置３００は、ＧＰＳ衛星４００から送信される測位情報と、準天頂衛星５００から送信される測位用補正データと、に基づき、衛星測位を行う。
【００２４】
以上、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る衛星測位システムの概略的なシステム構成の一例として、特に、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を適用可能なシステムの構成の一例について説明した。
【００２５】
＜＜２．衛星測位に関する検討＞＞
続いて、衛星測位について概要を説明したうえで、本実施形態に係る衛星測位システムの課題（即ち、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムの課題）について整理する。
【００２６】
衛星測位の方式としては、例えば、相対測位方式（ＲＴＫ：Real  Time  Kinematic）と呼ばれる方式や、高精度単独測位（ＰＰＰ：Precise  Point  Positioning）と呼ばれる方式が挙げられる。
【００２７】
具体的には、ＲＴＫは、既知の座標点に基準局を設置し、２基の衛星から送信される無線信号を、当該基準局と移動局（受信機）との２つの受信点において観測して測位計算を行う方式である。ＲＴＫでは、測位計算において搬送波の二重位相差を求めることで、衛星時計誤差と受信機時計誤差とを除去することが可能であり、基線長が十分に短ければ、各疑似距離に同一の値が誤差として含まれている電離層と対流圏の伝搬遅延誤差や衛星軌道誤差をほとんど除去することが可能である。
【００２８】
また、ＰＰＰは、単独観測点のみで測位を行う方式であり、受信機の近傍に基準局のような基準観測点を必要としない点でＲＴＫとは異なる。ＰＰＰでは、衛星の軌道歴とクロックデータとが補正情報として所定の衛星（静止衛星等）から受信機に送信される。このような構成の基で、ＰＰＰでは、衛星の軌道歴とクロックデータとを既知として固定し、複数衛星の測位信号観測値を利用して観測点の位置と受信機時計誤差とを推定する。また、ＰＰＰでは、基本観測量として差をとらない（Undifferenced）搬送波位相を使用するため、より高精度の測位が可能となる。
【００２９】
これに対して、ＰＰＰ−ＲＴＫは、ＰＰＰとＲＴＫとを融合させた測位方式に相当する。ＰＰＰ−ＲＴＫでは、衛星ごとに異なる位相端数バイアス（ＦＣＢ：Fractional  Cycle  Bias）と呼ばれる補正情報を追加することで、アンビギュイティ（ambiguity）決定を可能とし、初期化時間の短縮と精度の向上とを実現することが可能となる。具体的には、ＰＰＰ−ＲＴＫでは、衛星の軌道歴とクロックデータとに加えて、衛星の位相バイアス情報が補正情報として所定の衛星（静止衛星等）から受信機に送信される。また、他の一例として、当該補正情報は、インターネット等の所定のネットワークを介して当該受信機に配信されてもよい。これにより、受信機は当該補正情報に基づきアンビギュイティ決定を行うことで初期化時間を短縮することが可能となる。また、ＰＰＰ−ＲＴＫでは、実際の状態空間データ（state−space  data）を使用して、電子基準点のネットワーク（ＲＴＫネットワーク）を基に、正確絶対測位が行われる。これにより、ＰＰＰ−ＲＴＫでは、数秒程度の初期化時間で、後処理及びリアルタイムでセンチオーダーの測位が可能となる。
【００３０】
しかしながら、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムに適用される電子基準点（例えば、図１に示す電子基準点１００）は、多周波への対応が必要であるなど要求仕様が比較的高い傾向にある。そのため、電子基準点に使用されるアンテナや受信機等がより高価となり、当該電子基準点の実装コストが増大する傾向にある。
【００３１】
また、衛星軌道、電離層遅延、及び対流圏遅延等を推定するためには、広域かつ密な電子基準点のネットワークが必要となる。具体的には、衛星軌道は、地球の非一様な重力場の影響や衛星の軌道修正オペレーションにより変化し、これらを捉えるためにはより広範囲な規模（理想的には地球規模）での監視が必要となる。また、電離層遅延や対流圏遅延が長距離線型相関を持たないため、局所的に複数地点における観測情報が必要となることから、より密な電子基準点のネットワークが必要となる。そのため、電子視準点の設置数もより多くなる傾向にあり、コストがより増大する傾向にある。
【００３２】
そこで、本開示では、電子基準点の実装コストを低減し、ひいては、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムの実現コストをより低減することが可能な技術について提案する。
【００３３】
＜＜３．技術的特徴＞＞
以下に、本実施形態に係る衛星測位システムの技術的特徴について説明する。
【００３４】
＜３．１．電子基準点のアンテナ装置の構成＞
まず、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る衛星測位システムに適用される電子基準点１００の構成について、特に、ＧＰＳ衛星４００から送信される無線信号を受信するためのアンテナ装置の構成に着目して説明する。
【００３５】
例えば、図２は、本実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図である。図２に示すように、本実施形態に係る電子基準点１００に適用されるアンテナ装置１１０は、参照符号１３０で示す基本ユニット（以降では、「アンテナユニット１３０」と称する）がアレイ状に配列された所謂アレイアンテナとして構成される。アンテナユニット１３０は、第１の無線信号を受信可能に構成されたアンテナ素子１３１と、第２の無線信号を受信可能に構成されたアンテナ素子１３３と、を含む。例えば、図２に示す例では、アンテナ素子１３１及び１３３のそれぞれは平面アンテナ（パッチアンテナ）として構成されている。なお、以降の説明では、第１の無線信号としてＬ１信号が使用され、第２の無線信号としてＬ２信号が使用されるものとして説明する。
【００３６】
ここで、図３を参照して、アンテナユニット１３０の構成の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の基本ユニットの概略的な構成の一例について説明するための説明図であり、アンテナユニット１３０の構成の一例を示している。図３に示すように、アンテナユニット１３０は、アンテナ素子１３１及び１３３と、受信機１３５及び１３７と、受信機時計１３９とを含む。アンテナ素子１３１及び１３３は、図２に示すアンテナ素子１３１及び１３３に相当する。なお、アンテナ素子１３１及び１３３のうち、一方が「第１のアンテナ素子」の一例に相当し、他方が「第２のアンテナ素子」の一例に相当する。また、受信機１３５及び１３７のうち、一方が「第１の受信部」の一例に相当し、他方が「第２の受信部」の一例に相当する。
【００３７】
受信機時計１３９は、衛星測位において受信機側（即ち、電子基準点１００側）における時刻情報（クロックデータ）を取得するための構成である。図３に示すように、受信機時計１３９は、受信機１３５及び１３７間で共有される。また、図２に示すように、複数のアンテナユニット１３０をアレイ化する場合においては、２以上のアンテナユニット１３０（ひいては、全アンテナユニット１３０）間において１つの受信機時計１３９が共有化されるとよい。なお、受信機時計１３９が、「計時部」の一例に相当する。
【００３８】
受信機１３５は、ＧＰＳ衛星４００から送信されるＬ１信号を、アンテナ素子１３１を介して受信し、受信した当該Ｌ１信号に所定の復号処理を施すことで測位情報を復号する。受信機１３５は、測位情報の復号結果と、受信機時計１３９の計時結果と、に基づき、Ｌ１信号の伝送に係るコード疑似距離に関する情報と、当該Ｌ１信号の搬送波位相に関する情報と、を取得する。
【００３９】
また、受信機１３７は、ＧＰＳ衛星４００から送信されるＬ２信号を、アンテナ素子１３３を介して受信し、受信した当該Ｌ２信号に所定の復号処理を施すことで測位情報を復号する。受信機１３７は、測位情報の復号結果と、受信機時計１３９の計時結果と、に基づき、Ｌ２信号の伝送に係るコード疑似距離に関する情報と、当該Ｌ２信号の搬送波位相に関する情報と、を取得する。
【００４０】
以上、図３を参照して、アンテナユニット１３０の構成の一例について説明した。
【００４１】
次いで、図２及び図４を参照して、アンテナ装置１１０のより詳細な構成について説明する。図４は、本実施形態に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図であり、複数のアンテナユニット１３０の配置パターンの一例について示している。なお、以降の説明では、便宜上、各アンテナユニット１３０のアンテナ素子１３１及び１３３それぞれの法線方向をｚ方向と称する。また、当該ｚ方向に直交し、かつ互いに直交する方向をｘ方向及びｙ方向と称する。即ち、ｘ方向及びｙ方向は、アンテナ素子１３１及び１３３それぞれの面に平行な方向に相当する。
【００４２】
なお、本説明では、アンテナ装置１１０の構成をよりわかりやすくするために、複数のアンテナユニット１３０は、ｘ方向及びｙ方向に沿ってアレイ状に配列されているものとする。また、各アンテナユニット１３０において、アンテナ素子１３１及び１３３は、ｘ方向に互いに隣り合うように配設されているものとする。なお、図１及び図３に示す例において、ｘ方向が「第１の方向」の一例に相当し、ｙ方向が「第２の方向」の一例に相当する。
【００４３】
アンテナ装置１１０は、１０４個程度のオーダーでアンテナユニット１３０を二次元に配設することで構成されるとよい。例えば、図２に示す例では、アンテナユニット１３０が、ｘ方向及びｙ方向それぞれに１００個ずつ程度のオーダーでアレイ状に配設されている。アンテナユニット１３０を構成するアンテナ素子１３１及び１３３の間隔は１ｃｍ程度のオーダーで設定とするとよい。また、互いに隣り合うアンテナユニット間の間隔は１０ｃｍ程度のオーダーで設定するとよい。
【００４４】
また、本実施形態に係るアンテナ装置１１０において、少なくとも一部のｙ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０が、一方のアンテナ素子１３１と、他方のアンテナ素子１３３と、が当該ｙ方向に互いに隣り合うように配設される。例えば、図４に示す例では、アンテナユニット１３０ａ及び１３０ｄは、一方のアンテナ素子１３１と他方のアンテナ素子１３３とがｙ方向に互いに隣り合うように配設されている。これは、アンテナユニット１３０ｄ及び１３０ｅと、アンテナユニット１３０ｅ及び１３０ｆと、のそれぞれについても同様である。なお、上記ｙ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０のうち、一方が「第１のアンテナユニット」に相当し、他方が「第２のアンテナユニット」に相当する。
【００４５】
次いで、図４に示す例において、ｘ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０に着目する。当該２つのアンテナユニット１３０は、一方のアンテナユニット１３０におけるアンテナ素子１３１及び１３３のうち一方のアンテナ素子と、他方のアンテナユニット１３０における当該一方のアンテナ素子と、が当該ｘ方向に互いに隣り合うように配設される。例えば、図４に示す例では、アンテナユニット１３０ａ及び１３０ｂは、アンテナユニット１３０ａのアンテナ素子１３３と、アンテナユニット１３０ｂのアンテナ素子１３３と、が互いに隣り合うように配設されている。また、アンテナユニット１３０ｂ及び１３０ｃは、アンテナユニット１３０ｂのアンテナ素子１３１と、アンテナユニット１３０ｃのアンテナ素子１３１と、が互いに隣り合うように配設されている。なお、上記ｘ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０のうち、一方が「第３のアンテナユニット」に相当し、他方が「第４のアンテナユニット」に相当する。
【００４６】
以上のような構成に基づき、本実施形態に係る電子基準点１００は、アンテナ装置１１０を構成する各アンテナユニット１３０により、ＧＰＳ衛星４００から送信されるＬ１信号及びＬ２信号を受信する。本実施形態に係る衛星測位システム１では、上記のように各アンテナユニット１３０によるＬ１信号及びＬ２信号の受信結果に基づき、ＧＰＳ衛星４００ごとの遅延（機器遅延）に応じた当該Ｌ１信号及び当該Ｌ２信号の搬送波に関する情報（換言すると、ＧＰＳ衛星４００側で制御されている情報）を推定する。当該搬送波に関する情報としては、例えば、搬送波初期バイアスや搬送波初期位相バイアス等のように、ＧＮＳＳ受信機の観測量の一つである搬送波位相の位相不定項の少なくとも一部に相当する情報が挙げられる。また、同推定に係る処理の詳細については別途後述する。
【００４７】
以上、図２〜図４を参照して、本実施形態に係る衛星測位システムに適用される電子基準点１００の構成について、特に、ＧＰＳ衛星４００から送信される無線信号を受信するためのアンテナ装置の構成に着目して説明した。
【００４８】
＜３．２．機能構成＞
続いて、本実施形態に係る衛星測位システムの機能構成の一例について、特に、電子基準点によるＧＰＳ衛星からの無線信号の受信結果に応じた、ＧＰＳ衛星からの無線信号の搬送波に関する情報の推定に係る処理に着目して説明する。
【００４９】
例えば、図５は、本実施形態に係る衛星測位システムの機能構成の一例を示したブロック図である。なお、図５に示す例では、図１に示す衛星測位システム１のうち、電子基準点１００がＧＰＳ衛星４００からの無線信号を受信してから、センター局２００の送信装置２０１が準天頂衛星５００に送信する補正データを生成するまでの構成に着目して部分的に示している。そこで、以降の説明では、図３に示すシステム（換言すると、衛星測位システム１中の部分的なシステム）を、図１に示す衛星測位システム１と区別する場合には、「システム１０」と称する場合がある。
【００５０】
図３に示すように、システム１０は、電子基準点１００と、推定部１９０と、送信装置２０１とを含む。また、送信装置２０１は、補正データ生成部２０３を含む。なお、電子基準点１００は、図１に示す電子基準点１００に相当する。即ち、図５に示すアンテナ装置１１０と、当該アンテナ装置１１０に含まれる複数のアンテナユニット１３０とは、図２〜図４を参照して説明したアンテナ装置１１０及び複数のアンテナユニット１３０に相当する。
【００５１】
推定部１９０は、ＧＰＳ衛星４００から送信されるＬ１信号及びＬ２信号それぞれの搬送波に関する情報を推定するための構成である。前述したように、搬送波に関する情報としては、例えば、搬送波初期バイアスや搬送波初期位相バイアスが挙げられる。搬送波初期バイアスは、無線信号の送信時に衛星側の制御に基づき当該無線信号に負荷されるバイアスに相当する。特に、搬送波初期位相バイアスは、当該搬送波初期バイアスのうち、無線信号の送信時における位相のずれに相当する。ここで、搬送波初期バイアスをＢ、搬送波初期位相バイアスをｂ、ＧＰＳ衛星からの無線信号の波長をλ、当該無線信号の波数Ｎとした場合に、搬送波初期バイアスＢは、以下に（式１）で示す関係式で表される。
【００５２】
【数１】
2019026374.tif 000003
【００５３】
以下に、推定部１９０による、上記搬送波に関する情報の推定に係る処理についてより詳細に説明する。なお、以降の説明においては、「ｘ〜」と記載した場合には、「ｘ」の上にチルダが付された文字を示すものとする。
【００５４】
具体的には、推定部１９０は、アンテナ装置１１０を構成する複数のアンテナユニット１３０それぞれによる、上記Ｌ１信号及び上記Ｌ２信号それぞれの受信結果から復号された測位情報に関する情報を、電子基準点１００から取得する。当該情報としては、例えば、Ｌ１信号に対応するＰ１コード疑似距離及びＬ１搬送波位相それぞれに関する情報や、Ｌ２信号に対応するＰ２コード疑似距離及びＬ２搬送波位相それぞれに関する情報が挙げられる。なお、以降の説明では、添え字を「ｉ」として、Ｌｉ信号に対応する受信機ｒｉによる衛星ｓ（ＧＰＳ衛星）からの当該Ｌｉ信号の受信結果に応じた、当該Ｌｉ信号に対応するＰｉコード疑似距離を「ＲＳＰｉ」で示し、当該Ｌｉ信号に対応するＬｉ搬送波位相を「φＳＬｉ」で示すものとする。即ち、Ｌ１信号に対応するＰ１コード疑似距離は「ＲＳＰ１」で示され、当該Ｌ１信号に対応するＬ１搬送波位相を「φＳＬ１」で示される。同様に、Ｌ２信号に対応するＰ２コード疑似距離は「ＲＳＰ２」で示され、当該Ｌ２信号に対応するＬ２搬送波位相を「φＳＬ２」で示される。
【００５５】
Ｌｉ信号に対応するＰｉコード疑似距離ＲＳＰｉ及びＬｉ搬送波位相φＳＬｉは、以下に（式２）及び（式３）として示すようにモデル化される。
【００５６】
【数２】
2019026374.tif 000004
【００５７】
上記（式２）及び（式３）において、ρｉｓは、衛星ｓと、Ｌｉ信号に対応する受信機ｒｉと、のアンテナ位相中心間距離を示している。δｔｒは、Ｌ１信号に対応する受信機ｒ１と、Ｌ２信号に対応する受信機ｒ２と、ので共通の受信機時計誤差を示している。δｔｓは、衛星時計誤差を示している。Ｔｉｓは、衛星ｓと受信機ｒｉとの間における対流圏遅延を示している。Ｋ２１は、受信機ＤＣＢ（Differential  Code  Bias）「ＫＰ２−ＫＰ１」と、衛星ＤＣＢ「ＫＰ２ｓ−ＫＰ１ｓ」と、の差で定義される量である。Ｍｉｓ及びｍｉｓのそれぞれは、マルチパスバイアスを示している。λｉωは、位相ワインドアップを示している。また、α〜ｉは、以下に（式４）で示される換算係数から定義される無次元量であり、以下に（式５）で示す計算式で表される。なお、１ＴＥＣＵ＝１０１６ｅ−／ｍ２である。
【００５８】
【数３】
2019026374.tif 000005
【００５９】
また、Ｉｉｓは、衛星ｓと受信機ｒｉとの間の電波パスに沿った全電子数ＳＴＥＣｉｓを用いた場合に、以下に（式６）で示す計算式で定義される量である。
【００６０】
【数４】
2019026374.tif 000006
【００６１】
また、ＢｉｓはＮｉ信号に対応する位相バイアスを示しており、前述した（式１）のように、当該Ｎｉ信号に対応する初期位相バイアスをｂｉｓ、搬送波波長をλｉ、整数位相バイアスをＮｉｓとした場合に、以下に（式７）として示す計算式で表される。
【００６２】
【数５】
2019026374.tif 000007
【００６３】
なお、以降の説明において、標記を簡略化するために、以下に（式８）〜（式１５）で示す量を導入する。
【００６４】
【数６】
2019026374.tif 000008
【００６５】
ここで、上記（式８）及び（式９）は、幾何距離、対流圏遅延量、及び電離層遅延量の平均化操作にあたる量である。この量は、基本ユニット（アンテナユニット１３０）に仮想的なアンテナ位相中心を定義するための量であり、即ち、当該基本ユニットを疑似的な二周波アンテナ受信機とみなすために導入された量である。また、上記（式１０）及び（式１１）は、例えば、図２に示すように基本ユニットを多数（例えば、１０４個程度）配設した場合に、平均操作により統計的に除去されることが期待される量である。また、変数の差で定義される上記（式１２）及び（式１３）は、例えば、図４に示すようにアンテナ素子１３１とアンテナ素子１３３とが互いに隣り合うように複数の基本ユニット（アンテナユニット１３０）を交互に配設することにより、互いに打ち消し合い除去されることが期待される量である。また、変数の差で定義される上記（式１４）及び（式１５）は、多数の基本ユニットを配設し、かつ、アンテナ素子１３１とアンテナ素子１３３とが互いに隣り合うように複数の基本ユニットを交互に配設することにより除去されることが期待される量である。
【００６６】
以上を踏まえると、Ｌ１信号に対応するＰ１コード疑似距離ＲＳＰ１及びＬ１搬送波位相φＳＬ１のそれぞれと、Ｌ２信号に対応するＰ２コード疑似距離ＲＳＰ２及びＬ２搬送波位相φＳＬ２のそれぞれと、は、以下に（式１６）〜（式１９）で示す計算式で表される。
【００６７】
【数７】
2019026374.tif 000009
【００６８】
また、上記（式１６）〜（式１９）を行列で表すと、以下に（式２０）及び（式２１）で示す関係式で表される。
【００６９】
【数８】
2019026374.tif 000010
【００７０】
ここで、上記（式２０）に逆行列が存在することを利用し、α〜２−α〜１＝１の関係式を用いると、上記（式２０）及び（式２１）は、以下に（式２２）及び（式２３）で示す関係式に変換することが可能である。
【００７１】
【数９】
2019026374.tif 000011
【００７２】
ここで、マルチアレイアンテナ（即ち、アンテナ装置１１０）を構成する各アンテナユニット１３０の状態量に相当する上記（式２２）における位相バイアス（即ち、搬送波初期バイアスＢ１ｓ及びＢ２ｓ）を、各無線信号（即ち、信号Ｌ１及びＬ２）の波長で除算することで得られる剰余の平均を取ることを考える。波長λｉを法として得られる剰余の平均操作を「＜＞ｉ」で示すと、上記（式７）、（式２２）、及び（式２３）に基づき、信号Ｌ１及びＬ２それぞれに対応する搬送波初期位相バイアスｂ１ｓ及びｂ２ｓは、以下に（式２４）〜（式２７）で示す関係式で表すことが可能である。
【００７３】
【数１０】
2019026374.tif 000012
【００７４】
ここで、上記（式２４）〜（式２７）のうち、（式２５）〜（式２７）それぞれにより示される誤差項について以下に検討する。
【００７５】
まず、マルチアンテナの大きさを１ｍ四方程度と仮定し、当該マルチアレイアンテナの大きさと、アンテナと衛星との間の距離（〜２０，２００ｋｍ）と、のオーダーを考慮すると、各アンテナに入射する電波は近似的に平行であるとみなすことが可能である。また、Ｌ１信号に対応するアンテナ素子１３１と、Ｌ２信号に対応するアンテナ素子１３３と、が互いに隣り合うように、基本ユニット（アンテナユニット１３０）を交互に配設していることから、電波の行路差は隣接する単位ユニット間で逆転する。従って、上記（式２５）で示されるΔρ〜ｒｓやΔＩ〜ｒｓは、ほとんど打ち消されることとなる。
【００７６】
また、上記（式２６）についても、マルチパス電波が平行入射するとみなすことが可能である。そのため、Ｌ１信号に対応するアンテナ素子１３１と、Ｌ２信号に対応するアンテナ素子１３３と、が互いに隣り合うように、基本ユニットが交互に配設されることで、上記（式１４）及び（式１５）それぞれの第一項はほとんど打ち消される。また、（式１４）及び（式１５）それぞれの第二項については、上述した平均操作の結果として、統計的に１００倍程度のオーダーで小さくすることが可能であり、無視することが可能となる。
【００７７】
上記（式２７）において、上記（式１０）及び（式１１）の第二項については、上記平均操作の結果として、十分小さくすることが可能であり、無視することが可能となる。また、上記（式１０）及び（式１１）の第一項に示されたマルチパスバイアスついては、マルチパスバイアスの影響を緩和するための既存の手法を適用することで無視することが可能となる。より具体的な一例として、アンテナ装置１１０の上空が開けた環境を実現、高仰角衛星のデータの使用、及びチョーキングによる対策等を講じることで、マルチパスバイアスの影響を十分に抑えることが可能である。
【００７８】
以上の結果から、（式２４）〜（式２７）は、誤差項を影響を除くと、以下に（式２８）で示す関係式に変換することが可能である。
【００７９】
【数１１】
2019026374.tif 000013
【００８０】
即ち、推定部１９０は、Ｐ１コード疑似距離ＲＳＰ１、Ｐ２コード疑似距離ＲＳＰ２、Ｌ１搬送波位相φＳＬ１、及びＬ２搬送波位相φＳＬ２を入力として、上記（式２８）に基づき、搬送波初期位相バイアスｂ１ｓ及びｂ２ｓを推定することが可能となる。例えば、図６は、本実施形態に係る衛生測位システムにおける搬送波初期位相バイアスの推定に係るアルゴリズムの一例を示した図であり、上記（式２８）に基づき搬送波初期位相バイアスｂ１ｓ及びｂ２ｓを推定する処理の一例を示している。
【００８１】
なお、Ｌ１信号及びＬ２信号それぞれの搬送波に関する情報として、搬送波初期位相バイアスｂ１ｓ及びｂ２ｓに替えて、搬送波初期バイアスＢ１ｓ及びＢ２ｓを推定することも可能である。この場合には、上記（式２２）及び（式２３）に対して、各無線信号の波長での除算を行わずに、上述した平均操作と、誤差項の除去と、を行うことで、搬送波初期バイアスＢ１ｓ及びＢ２ｓの関係式を得ればよい。
【００８２】
以上のようにして、推定部１９０は、Ｌ１信号及びＬ２信号それぞれについて搬送波に関する情報（例えば、搬送波初期位相バイアスｂ１ｓ及びｂ２ｓ）を推定し、当該推定の結果を、電子基準点情報の少なくとも一部の情報として送信装置２０１に出力する。なお、推定部１９０は、上記搬送波に関する情報以外の情報を、電子基準点１００によるＬ１信号及びＬ２信号の受信結果に基づき取得し、当該情報を電子基準点情報の少なくとも一部の情報として送信装置２０１に出力してもよい。なお、推定部１９０のうち、電子基準点１００から各種情報を取得する部分が、「取得部」の一例に相当する。また、取得された当該各種情報に基づき、上記搬送波に関する情報を推定する部分が、「推定部」の一例に相当する。
【００８３】
送信装置２０１は、補正データ生成部２０３と、送信処理部２０５とを含む。
【００８４】
補正データ生成部２０３は、Ｌ１信号及びＬ２信号それぞれについて搬送波に関する情報の推定結果を含む電子基準点情報を推定部１９０から取得する。補正データ生成部２０３は、取得した当該電子基準点情報に基づき、測位装置（例えば、図１に示す測位装置３００）が衛星測位に利用する測位用補正データを生成する。そして、補正データ生成部２０３は、生成した測位用補正データを送信処理部２０５に出力する。
【００８５】
送信処理部２０５は、補正データ生成部２０３から測位用補正データを取得し、取得した当該測位用補正データに対して所定の変調処理を施すことで送信信号を生成する。そして、送信処理部２０５は、当該送信信号（即ち、変調後の測位用補正データ）を、所定の通信部（例えば、センター局２００のアンテナ等）から準天頂衛星５００に送信（アップリンク）する。
【００８６】
なお、上記システム１０の構成はあくまで一例であり、上述した各機能が実現されれば、当該システム１０の構成は必ずしも図５に示す例のみには限定されない。例えば、推定部１９０が設けられる場所は特に限定されない。具体的な一例として、推定部１９０は、電子基準点１００の一部として設けられていてもよい。また、他の一例として、推定部１９０は、送信装置２０１の一部として設けられていてもよい。また、他の一例として、推定部１９０は、電子基準点１００及び送信装置２０１のそれぞれとは異なる他の装置（例えば、サーバ等）に設けられていてもよい。また、推定部１９０は、複数の電子基準点１００について、上述したＬ１信号及びＬ２信号それぞれに対応する搬送波に関する情報の推定に係る処理を実行してもよい。また、推定部１９０に相当する機能が、複数の装置（サーバ等）の連携により実現されてもよい。
【００８７】
なお、上記システム１０のうち、特に推定部１９０に相当する構成を含む装置が、「情報処理装置」の一例に相当する。また、上記システム１０（特に、推定部１９０）の処理として説明した、搬送波に関する情報の推定に係る方法が、「情報処理方法」の一例に相当する。また、電子基準点１００が、「通信装置」の一例に相当する。
【００８８】
以上、本実施形態に係る衛星測位システムの機能構成の一例について、特に、電子基準点によるＧＰＳ衛星からの無線信号の受信結果に応じた、ＧＰＳ衛星からの無線信号の搬送波に関する情報の推定に係る処理に着目して説明した。
【００８９】
＜３．３．変形例＞
続いて、本実施形態に係る衛生測位システムの変形例として、電子基準点１００のアンテナ装置１１０における複数のアンテナユニット１３０の配設パターンの一例について説明する。
【００９０】
本実施形態に係る電子基準点１００に適用されるアンテナ装置１１０は、少なくとも一部のｙ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０が、一方のアンテナ素子１３１と、他方のアンテナ素子１３３と、が当該ｙ方向に互いに隣り合うように配設される。このような条件を満たせば、当該アンテナ装置１１０における複数のアンテナユニット１３０の配設パターンは特に限定されない。
【００９１】
例えば、図７は、変形例に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図であり、複数のアンテナユニット１３０の配設パターンの一例について示している。
【００９２】
図７に示す例では、図４に示す例と同様に、ｘ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０が、一方におけるアンテナ素子１３１及び１３３のうち一方のアンテナ素子と、他方における当該一方のアンテナ素子と、が当該ｘ方向に互いに隣り合うように配設される。例えば、図７に示す例では、アンテナユニット１３０ａ及び１３０ｂは、アンテナユニット１３０ａのアンテナ素子１３３と、アンテナユニット１３０ｂのアンテナ素子１３３と、が互いに隣り合うように配設されている。また、アンテナユニット１３０ｂ及び１３０ｃは、アンテナユニット１３０ｂのアンテナ素子１３１と、アンテナユニット１３０ｃのアンテナ素子１３１と、が互いに隣り合うように配設されている。
【００９３】
一方で、図７に示す例は、ｙ方向におけるアンテナユニット１３０の配列パターン（換言すると、アンテナ素子１３１及び１３３の配列パターン）が図４に示す例と異なる。具体的には、アンテナユニット１３０ａ及び１３０ｄは、一方のアンテナ素子１３１と他方のアンテナ素子１３３とがｙ方向に互いに隣り合うように配設されている。これは、アンテナユニット１３０ｅ及び１３０ｆについても同様である。これに対して、図７に示す例において、アンテナユニット１３０ｄと、当該アンテナユニット１３０ｄに対してアンテナユニット１３０ａとは逆側に隣り合うアンテナユニット１３０ｅと、のｙ方向に沿った配設パターンが、図４に示す例と異なる。即ち、アンテナユニット１３０ｄ及び１３０ｅは、一方におけるアンテナ素子１３１及び１３３のうち一方のアンテナ素子と、他方における当該一方のアンテナ素子と、がｘ方向に互いに隣り合うように配設されている。なお、上記において、アンテナユニット１３０ｄを「第１のアンテナユニット」とし、アンテナユニット１３０ａを「第２のアンテナユニット」とした場合に、アンテナユニット１３０ｅが「第５のアンテナユニット」の一例に相当する。
【００９４】
また、図８は、変形例に係る電子基準点に適用されるアンテナ装置の概略的な構成の一例について説明するための説明図であり、複数のアンテナユニット１３０の配設パターンの他の一例について示している。図８に示す例では、複数のアンテナユニット１３０の配設パターンにランダム性を持たせている。具体的には、図８に示す例では、ｘ方向に沿ってアンテナ素子１３１及び１３３の配列パターンが互いに逆向きのアンテナユニット１３０のペアをランダムに配設している。このような場合においても、少なくとも一部のｙ方向に互いに隣り合う２つのアンテナユニット１３０が、一方のアンテナ素子１３１と、他方のアンテナ素子１３３と、が当該ｙ方向に互いに隣り合うように配設されれば、本実施形態に係る衛生測位システムを実現することが可能である。
【００９５】
以上、本実施形態に係る衛生測位システムの変形例として、電子基準点１００のアンテナ装置１１０における複数のアンテナユニット１３０の配設パターンの一例について説明した。
【００９６】
＜＜４．適用例＞＞
続いて、本実施形態に係る衛生測位システムの適用例として、電子基準点１００によるＧＰＳ衛星４００から無線信号の受信結果に応じた補正情報である、当該無線信号の搬送波に関する情報（例えば、搬送波位相初期バイアス）を測位装置３００がどのように利用するかについて一例を説明する。なお、適用方法については、測位装置３００の種類に応じて異なる。そのため、以降では、測位装置３００が、一周波（Ｌ１）対応の測位装置である場合と、二周波（Ｌ１／Ｌ２）対応の測位装置である場合と、についてそれぞれ説明する。なお、以降の説明においては、ＰＰＰ−ＲＴＫの測位アルゴリズムとして典型的なものを想定する。そのため、当該測位アルゴリズムに関する処理については、概要レベルの説明に留め、詳細な説明については省略する。
【００９７】
＜４．１．適用例１：一周波対応の測位装置の場合＞
まず、適用例１として、図９を参照して、一周波対応の測位装置を適用した場合における、当該測位装置による衛星測位に係る一連の処理の流れの一例について説明する。図９は、適用例１に係る測位装置の一連の処理の流れの一例を示したフローチャートである。
【００９８】
まず、測位装置３００は、単独測位計算等により自身の大まかな位置（即ち、受信機位置）を算出する（Ｓ１０１）。また、測位装置３００は、搬送波位相について天頂衛星を基点として衛星一重差を取得する（Ｓ１０３）。
【００９９】
次いで、測位装置３００は、あらかじめ推定されたモデルに基づき、乾燥大気と湿潤大気とに由来する対流圏遅延の補正を行う（Ｓ１０５）。また、測位装置３００は、所定の機関やサービスにより提供される補正情報に基づき、電離層遅延の補正を行う（Ｓ１０７）。
【０１００】
次いで、測位装置３００は、準天頂衛星５００から送信（ダウンリンク）される測位用補正データに基づき搬送波位相の補正を行う（Ｓ１０９）。このとき、測位装置３００は、当該側用補正データに含まれる、搬送波に関する情報（例えば、搬送波初期位相バイアス）を搬送波位相の補正に利用すればよい。なお、当該搬送波に関する情報については、図５及び図６を参照して説明した処理に基づき推定される。
【０１０１】
次いで、測位装置３００は、カルマンフィルタを利用して測位計算を行うことでフロート（Float）解を得る（Ｓ１１１）。また、測位装置３００は、例えば、Ｌａｍｂｄａ法（整数最小二乗法）を利用して整数バイアスを推定する（Ｓ１１３）。そして、測位装置３００は、整数バイアスをフィックス（Fix）し、フィックス（Fix）解を測位結果へ反映する（Ｓ１１５）。
【０１０２】
以上、適用例１として、図９を参照して、一周波対応の測位装置を適用した場合における、当該測位装置による衛星測位に係る一連の処理の流れの一例について説明した。
【０１０３】
＜４．２．適用例２：二周波対応の測位装置の場合＞
続いて、適用例２として、図１０を参照して、二周波対応の測位装置を適用した場合における、当該測位装置による衛星測位に係る一連の処理の流れの一例について説明する。図１０は、適用例２に係る測位装置の一連の処理の流れの一例を示したフローチャートである。
【０１０４】
まず、測位装置３００は、単独測位計算等により自身の大まかな位置（即ち、受信機位置）を算出する（Ｓ２０１）。また、測位装置３００は、Melbourne−Wubbena線形結合に基づき、Wide−lane（ＷＬ）整数位相バイアスを推定する（Ｓ２０３）。また、測位装置３００は、Ｌ１／Ｌ２搬送波位相に対して電離層（ＩＦ）線形結合の計算を行う（Ｓ２０５）。測位装置３００は、補正後のＩＦ線形結合搬送波位相について天頂衛星を基点として衛星一重差を取得する（Ｓ２０７）。
【０１０５】
次いで、測位装置３００は、あらかじめ推定されたモデルに基づき、乾燥大気と湿潤大気とに由来する対流圏遅延の補正を行う（Ｓ２０９）。また、測位装置３００は、先に求めたＷＬ整数位相バイアスと、準天頂衛星５００から送信（ダウンリンク）される測位用補正データと、に基づき、ＩＦ線形結合搬送波位相を補正する（Ｓ２１１）。このとき、測位装置３００は、当該側用補正データに含まれる、搬送波に関する情報（例えば、搬送波初期位相バイアス）をＩＦ線形結合搬送波位相の補正に利用すればよい。なお、当該搬送波に関する情報については、図５及び図６を参照して説明した処理に基づき推定される。
【０１０６】
次いで、測位装置３００は、カルマンフィルタを利用して測位計算を行うことでフロート（Float）解を得る（Ｓ２１３）。また、測位装置３００は、例えば、Ｌａｍｂｄａ法（整数最小二乗法）を利用して整数バイアスを推定する（Ｓ２１５）。そして、測位装置３００は、整数バイアスをフィックス（Fix）し、フィックス（Fix）解を測位結果へ反映する（Ｓ２１７）。
【０１０７】
以上、適用例２として、図１０を参照して、二周波対応の測位装置を適用した場合における、当該測位装置による衛星測位に係る一連の処理の流れの一例について説明した。
【０１０８】
＜＜５．ハードウェア構成＞＞
続いて、図１１を参照しながら、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一例について、詳細に説明する。図１１は、本開示の一実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置のハードウェア構成の一構成例を示す機能ブロック図である。
【０１０９】
本実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置９００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０２と、ＲＡＭ９０３と、を備える。また、情報処理装置９００は、更に、ホストバス９０７と、ブリッジ９０９と、外部バス９１１と、インタフェース９１３と、入力装置９１５と、出力装置９１７と、ストレージ装置９１９と、ドライブ９２１と、接続ポート９２３と、通信装置９２５とを備える。
【０１１０】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０２、ＲＡＭ９０３、ストレージ装置９１９又はリムーバブル記録媒体９２７に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置９００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０２は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。例えば、図５に示す推定部１９０及び補正データ生成部２０３は、ＣＰＵ９０１により構成され得る。
【０１１１】
ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。また、外部バス９１１には、インタフェース９１３を介して、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９、ドライブ９２１、接続ポート９２３及び通信装置９２５が接続される。
【０１１２】
入力装置９１５は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチ、レバー及びペダル等、ユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、情報処理装置９００の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９２９であってもよい。さらに、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。情報処理装置９００のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、情報処理装置９００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる
【０１１３】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ等の表示装置や、スピーカ及びヘッドホン等の音声出力装置や、プリンタ装置等がある。出力装置９１７は、例えば、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、情報処理装置９００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト又はイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
【０１１４】
ストレージ装置９１９は、情報処理装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ等を格納する。
【０１１５】
ドライブ９２１は、記録媒体用リーダライタであり、情報処理装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０３に出力する。また、ドライブ９２１は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２７に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、ＤＶＤメディア、ＨＤ−ＤＶＤメディア又はＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２７は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ：ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、フラッシュメモリ又はＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２７は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。
【０１１６】
接続ポート９２３は、情報処理装置９００に直接接続するためのポートである。接続ポート９２３の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２３の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２３に外部接続機器９２９を接続することで、情報処理装置９００は、外部接続機器９２９から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２９に各種のデータを提供したりする。
【０１１７】
通信装置９２５は、例えば、通信網（ネットワーク）９３１に接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。通信装置９２５は、例えば、有線若しくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２５は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ又は各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９２５は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２５に接続される通信網９３１は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信又は衛星通信等であってもよい。例えば、図５に示す送信処理部２０５は、通信装置９２５により構成され得る。
【０１１８】
以上、本開示の実施形態に係るシステムを構成する情報処理装置９００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。なお、図１１では図示しないが、システムを構成する情報処理装置９００に対応する各種の構成を当然備える。
【０１１９】
なお、上述のような本実施形態に係る情報処理システムを構成する情報処理装置９００の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。また、当該コンピュータプログラムを実行させるコンピュータの数は特に限定されない。例えば、当該コンピュータプログラムを、複数のコンピュータ（例えば、複数のサーバ等）が互いに連携して実行してもよい。
【０１２０】
＜＜６．むすび＞＞
以上説明したように、本実施形態に係る電子基準点（通信装置）は、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットを備える。当該アンテナユニットは、第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、第１の受信部と、第２の受信部とを含む。第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子は、第１の方向に沿って配設されている。第１の受信部は、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する。第２の受信部は、衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する。また、複数のアンテナユニットのうち、第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方における第１のアンテナ素子と、他方における第２のアンテナ素子と、が第２の方向に隣り合うように配設される。
【０１２１】
また、本実施形態に係る情報処理装置は、上記第１の無線信号及び上記第２の無線信号それぞれの受信結果を上記電子基準点から取得する。当該情報処理装置は、取得した当該受信結果に基づき、衛星側で制御されている上記第１の無線信号及び上記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定する。具体的な一例として、当該情報処理装置は、第１の無線信号及び第２の無線信号それぞれのコード疑似距離及び搬送波位相に基づき、当該第１の無線信号及び当該第２の無線信号の搬送波初期バイアスと搬送波初期位相バイアスとのうち少なくともいずれかを推定する。
【０１２２】
以上のように、本実施形態に係る電子基準点は、１周波に対応したアンテナや受信機を複数組み合わせることで多周波への対応を可能としている。以上のような構成により、本実施形態に係る衛星測位システムに依れば、多周波への対応が可能なアンテナや受信機を適用する場合に比べて、電子基準点の実装コストをより低減することが可能となる。そのため、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式を採用した衛星測位システムの実現に際し、広域かつ密な電子基準点のネットワークを、より低コストで実現することが可能となる。また、上記電子基準点を適用した場合においても、ＰＰＰ−ＲＴＫ方式に基づき衛星測位を行う場合における測位用補正データを生成するための情報（例えば、搬送波初期バイアスや搬送波初期位相バイアス）を推定可能であることは前述したとおりである。
【０１２３】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２４】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１２５】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
アレイ状に配列された複数のアンテナユニットを備え、
前記アンテナユニットは、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、
衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、
衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、
通信装置。
（２）
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に互いに隣り合う第３のアンテナユニット及び第４のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子のうち一方のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける当該一方のアンテナ素子と、が前記第１の方向に隣り合うように配設される、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
前記第１のアンテナユニットと、当該第１のアンテナユニットに対して前記第２のアンテナユニットとは逆側に隣り合う第５のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、前記（１）または（２）に記載の通信装置。
（４）
前記第１の受信部による前記第１の無線信号の受信タイミングと、前記第２の受信部による前記第２の無線信号の受信タイミングと、のそれぞれを検出する計時部を備える、前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の通信装置。
（５）
前記計時部は、前記複数のアンテナユニットのうち少なくとも２以上の当該アンテナユニット間で共有される、前記（４）に記載の通信装置。
（６）
アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、衛星測位に用いられる第１の無線信号及び第２の無線信号それぞれの受信結果を取得する取得部と、
取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定する推定部と、
を備え、
前記アンテナユニットは、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、
前記第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、
前記第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設される、
情報処理装置。
（７）
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれのコード疑似距離及び搬送波位相に基づき、前記搬送波に関する情報を推定する、前記（６）に記載の情報処理装置。
（８）
前記搬送波に関する情報は、搬送波初期バイアスと搬送波初期位相バイアスとのうち少なくともいずれかを含む、前記（７）に記載の情報処理装置。
（９）
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの無線信号の前記搬送波初期バイアスを当該無線信号の波長で除算することで得られる剰余に基づき、当該無線信号の搬送波初期位相バイアスを算出する、前記（８）に記載の情報処理装置。
（１０）
前記推定部は、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの前記搬送波に関する情報を、前記複数のアンテナユニット間における、当該第１の無線信号及び当該第２の無線信号それぞれの前記コード疑似距離及び前記搬送波位相に基づく情報の平均に応じて算出する、前記（７）〜（９）のいずれか一項に記載の情報処理装置。
（１１）
前記第１のアンテナ素子及び前記第２のアンテナ素子のうち、一方のアンテナ素子を基準として互いに異なる方向に配設された複数の他方のアンテナ素子それぞれの前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの受信結果に基づき、当該複数の他方のアンテナ素子それぞれの当該受信結果に含まれる対流圏遅延及び電離層遅延のうち少なくともいずれかに伴う誤差が打ち消される、前記（６）〜（１０）のいずれか一項に記載の情報処理装置。
（１２）
コンピュータが、
第１の方向に沿って配設された第１のアンテナ素子及び第２のアンテナ素子と、衛星測位に用いられる第１の無線信号を前記第１のアンテナ素子を介して受信する第１の受信部と、衛星測位に用いられる第２の無線信号を前記第２のアンテナ素子を介して受信する第２の受信部と、をそれぞれが含む、アレイ状に配列された複数のアンテナユニットそれぞれによる、前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号それぞれの受信結果を取得することと、
取得された前記受信結果に基づき、衛星側で制御されている前記第１の無線信号及び前記第２の無線信号のうち少なくともいずれかの搬送波に関する情報を推定することと、
を含み、
前記複数のアンテナユニットのうち、前記第１の方向に直交する第２の方向に互いに隣り合う第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは、一方のアンテナユニットにおける前記第１のアンテナ素子と、他方のアンテナユニットにおける前記第２のアンテナ素子と、が前記第２の方向に隣り合うように配設されている、
情報処理方法。
【符号の説明】
【０１２６】
１      衛星測位システム
１０    システム
１００  電子基準点
１１０  アンテナ装置
１３０  アンテナユニット
１３１、１３３  アンテナ素子
１３５、１３７  受信機
１３９  受信機時計
１９０  推定部
２００  センター局
２０１  送信装置
２０３  補正データ生成部
２０５  送信処理部
３００  測位装置
４００  ＧＰＳ衛星
５００  準天頂衛星
【図１】
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【図２】
2019026374.tif 000015
【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１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2019026374.tif 000028
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