(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機から衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信し、各受信データセットは特定時刻に関連していることを含む方法に関する。この方法は、少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定することをさらに含む。この方法は、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機２２の位置と相対的な少なくとも１つの第２ＧＮＳＳ受信機１２の位置を決定するために、少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供することをさらに含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信するステップであって、各受信データセットは特定時刻に関連している、ステップと、
前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップと、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、前記少なくとも１つの受信データセットから選択されるデータを外挿するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
選択データを、前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定される前記選択データの変化率に従って外挿する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記変化率が、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記選択データが、衛星信号の搬送波位相に関係する値、衛星信号のコード位相に関係する値、疑似距離に関係する値、および衛星信号の二次拡散コード位相に関係する値のうちの少なくとも１つを含む、請求項２から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、少なくとも２つの受信データセットから選択されるデータを補間するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記選択データが、衛星信号の搬送波位相に関係する値、衛星信号のコード位相に関係する値、疑似距離に関係する値、および衛星信号の二次拡散コード位相に関係する値のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
選択データを、前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定される前記選択データの変化率に従って補間する、請求項６および７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記変化率が、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
静止アセンブリが、前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機を備える、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
アセンブリが、前記少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機を備える、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記アセンブリが、少なくとも１つの追加データセットのための前記データを推定する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アセンブリが、追加データセットと組み合わされた受信データセットのレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定する、請求項１１および１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記アセンブリが、データセットが前記第１全地球的航法衛星システム受信機から受信されるレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定し、前記アセンブリが、前記自己データセットに基づいて少なくとも１つの追加データセットのためのデータをさらに推定する、請求項１１および１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
処理コンポーネントを備える装置であって、
前記処理コンポーネントは、少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信し、各受信データセットが特定時刻に関連しているようになっており、
前記処理コンポーネントは、前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するように構成され、
前記処理コンポーネントは、少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するように構成される、
装置。
【請求項１６】
前記処理コンポーネントが、前記少なくとも１つの受信データセットから選択されるデータを外挿することによって、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するようにさらに構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記処理コンポーネントが、少なくとも２つの受信データセットから選択されるデータを補間することによって、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するようにさらに構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と、
を備えるモジュール。
【請求項１９】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と、
を備える全地球的航法衛星システム装置。
【請求項２０】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、
を備える無線通信装置。
【請求項２１】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と
前記少なくとも１つの第１アセンブリから、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、
を備えるアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、前記少なくとも１つの第１アセンブリおよび前記少なくとも１つの第２アセンブリから、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、を備えるサーバ。
【請求項２３】
請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の装置と、前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機と、を備えるサーバ。
【請求項２４】
プロセッサにより実行される場合に以下のステップを実現させるソフトウェアプログラムコードであって、
少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信するステップ、ただし各受信データセットが特定の時刻に関連している、受信するステップと、
前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップと、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するステップと、
を含むソフトウェアプログラムコード。
【請求項２５】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、前記少なくとも１つの受信データから選択されるデータを外挿するステップを含む請求項２４に記載のソフトウェアプログラムコード。
【請求項２６】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、少なくとも２つの受信データから選択されるデータを補間するステップを含む請求項２４に記載のソフトウェアプログラムコード。
【請求項２７】
請求項２４ないし２６のいずれか１項に記載のソフトウェアプログラムコードが、コンピュータ可読媒体に保存されているソフトウェアプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アセンブリの相対測位をサポートする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星を利用した装置の測位は、様々な全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）によってサポートされている。このシステムは、例えば、米国全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）、ロシア全地球的航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ：Global Navigation Satellite System）、将来的な欧州のシステムであるガリレオ（Galileo）、静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Space Based Augmentation System）、日本ＧＰＳ補強準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System）、狭域補強システム（ＬＡＡＳ：Local Area Augmentation System）、および複合システムを含む。
【０００３】
ＧＰＳの衛星コンステレーションは、例えば、地球を周回する２０基を超える衛星から成る。各衛星は、２つの搬送波信号Ｌ１およびＬ２を送信する。この搬送波信号のうちの１つのＬ１は、標準測位サービス（ＳＰＳ：standard positioning service）のナビゲーションメッセージおよびコード信号を搬送するために用いられる。Ｌ１搬送波位相は、異なるＣ／Ａ（Coarse Acquisition：粗捕捉）コードを用いて衛星毎に変調される。したがって、衛星が異なれば、送信用に得られるチャンネルも異なる。Ｃ／Ａコードは、１ＭＨｚ帯域幅を超えてスペクトルを拡散している疑似ランダム雑音（ＰＲＮ：pseudo random noise）コードである。Ｃ／Ａコードは、１０２３ビット毎に繰り返され、コードのエポックは１ｍｓである。Ｌ１信号の搬送波周波数は、ナビゲーション情報を用いて毎秒５０ビットのビットレートでさらに変調される。ナビゲーション情報は、特に、エフェメリスパラメータとアルマナックパラメータとを含む。エフェメリスパラメータは、各衛星の軌道の短い区域を表現する。衛星が表現される各区域にある間に、アルゴリズムは、このエフェメリスパラメータに基づいて任意時刻の衛星の位置を推定することが可能である。アルマナックパラメータも同様であるが、さらに概略の軌道パラメータであり、エフェメリスパラメータよりも長い時間に対して有効である。ナビゲーション情報は、例えば、衛星時間をＧＰＳのシステム時間に、さらにシステム時間を協定世界時（ＵＴＣ：Coordinated Universal Time）に関係付けるクロックモデルをさらに含む。
【０００４】
位置を決定しようとするＧＰＳ受信機は、現在使用可能な衛星によって送信された信号を受信し、信号に含まれる異なるＣ／Ａコードに基づいて、異なる衛星によって使用されるチャネルを検出して追跡する。次いで、受信機は、解読後のナビゲーションメッセージ内のデータ、およびＣ／Ａコードのエポックおよびチップの数に通常基づいて、各衛星によって送信されたコードの送信時刻を決定する。送信時刻および受信機に信号が到達した測定時刻から、衛星と受信機との間の疑似距離を決定することが可能である。疑似距離という用語は衛星と受信機との間の幾何学的距離を意味し、この距離は、ＧＰＳシステム時間に対する衛星および受信機の未知のオフセットによってバイアスが含まれる。
【０００５】
１つの可能な解決策では、衛星とシステムクロックとの間のオフセットが既知であるとすると、問題は、４つの未知数（３つの受信機位置座標および受信機とＧＰＳシステムクロックとの間のオフセット）を含む一連の非線形方程式を解くことになる。したがって、この一連の方程式を解くことができるように、少なくとも４つの測定値が必要となる。このプロセスの結果が、受信機の位置となる。
【０００６】
同様に、ＧＮＳＳ測位の一般的な構想は、測位しようとする受信機で衛星信号を受信し、衛星から受信機まで信号が伝播する時間を測定し、そこからさらに衛星の推定位置を利用して、受信機と各衛星との間の疑似距離、さらに受信機の現在位置を推定するものである。ＧＰＳについて前述したように、通常、搬送波信号を変調するために使用されたＰＲＮ信号は、測位のために評価される。
【０００７】
動的干渉測位方式（ＲＴＫ：Real Time Kinematics）として知られる別の方法では、２つのＧＮＳＳ受信機で測定された搬送波位相は、２つの受信機間の距離および姿勢を非常に正確に、典型的にはセンチメータレベルまたは実にミリメータレベルの精度で決定するために評価される。２つの受信機間の距離および姿勢の組み合わせは、ベースラインとも称される。ＲＴＫ測位のためにＧＮＳＳ受信機で測定される搬送波位相測定値は、リアルタイムに交換したり、またはポストプロセッシングとして知られる後交換のために保存したりすることができる。通常、ＧＮＳＳ受信機のうちの一方は、既知の場所に設置されて基準受信機と呼ばれ、他方の受信機は、基準受信機に対して測位されることになり、ユーザ受信機またはローバと呼ばれる。決定後の相対位置は、基準位置が正確に分かっている場合には、さらに絶対位置に変換することが可能である。ただし、ＲＴＫ計算には、両方の受信機の位置が少なくとも概略で分かっていることが実際には必要である。これらの位置は決定後の疑似距離から求めることが可能である。
【０００８】
衛星信号は、衛星から受信機までの道のりにおいて、例えば、多重伝播や電離層および対流層による影響などが原因で歪む。また、衛星信号は、衛星のクロックバイアスによるバイアスを有しており、その搬送波位相は未知の初期位相を有する。衛星信号を受信機において測定する場合、信号はさらに歪む。信号測定値は、前述した誤差に加えて、例えば、受信機の雑音および受信機の時間バイアスなどによる誤差を含む。従来のＲＴＫでは、これらの誤差の全てまたは大部分は、受信機と衛星との間に相関があるとみなされ、その場合、ダブルディファレンシングの中でこの誤差は消失する。
【０００９】
したがって、相対測位は、さらに具体的には、ダブルディファレンス観測量を形成するために使用する２つのＧＮＳＳ受信機における信号測定値に基づいてもよい。この信号測定値は、例えば、搬送波位相測定値およびＰＲＮコード測定値などを含んでもよい。搬送波位相に関連するダブルディファレンス観測量は、両受信機における別の衛星信号の搬送波位相の差分と比較した、両受信機における特定の衛星信号の搬送波位相の差分である。ＰＲＮコードに関連するダブルディファレンス観測量も同様にして得られる。その結果、ダブルディファレンス観測量を用いて、互いに対して相対的な受信機の位置を高い精度で決定することが可能である。
【００１０】
ダブルディファレンス観測量を利用するＧＮＳＳ受信機の相対測位は、例えば、米国特許第６，２２９，４７９号に記載されている。
【００１１】
標準ＧＮＳＳ測位を用いて、２つのＧＮＳＳ受信機は、双方の位置、したがって相互間のベースラインを５メータから２０メータの精度で決定することが可能である。この標準ＧＮＳＳ測位と比較してＲＴＫ方式の利点は、０．１センチメートルから１０センチメートルというさらに高い精度でベースラインを決定することが可能なことである。注目すべきは、この精度は、標準的な市販のＧＮＳＳ受信機を使用して達成することが可能なことである。
【００１２】
元々、ＲＴＫは高精度が要求される測地測量や他の用途に使用可能であったに過ぎない。このような用途に必要となる装置は高価であり、したがってもっぱら業務用となっている。しかしながら、例えば、一体型ＧＮＳＳ受信機付き端末、または外部ブルートゥースＧＮＳＳ受信機搭載端末などの低価格ＧＮＳＳ可能ハンドセット２台を使用して高精度のベースラインを得ることも可能である。汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ：general packet radio service）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：wireless local area networks)、またはブルートゥース（商標）のような何らかの種類のデータ転送技術を使用して、端末間でデータを交換することが可能である。これによって、ベースラインをリアルタイムに決定して更新することが可能になる。これに対して、多くの従来の解決策では、ベースラインはオフラインで決定されている。この方法は、移動動的干渉測位方式（ｍＲＴＫ：mobile Real-Time Kinematics）とも呼ばれ、移動通信技術を利用してＲＴＫを使用する状況を広め、この技術の恩恵をより多くの人にもたらしていることを示すものである。
【００１３】
ユーザ受信機と基準受信機との間のベースラインをｍＲＴＫを用いて更新しようとする場合は必ず、信号測定に関するある情報を受信機間で交換する必要がある。例えば、ユーザ受信機において測位計算を実施する場合には、ユーザ受信機は、基準受信機から信号測定の結果を取得する必要がある。必要となる信号測定値は、これに限定されないが、特に、各受信ＧＮＳＳ信号について、疑似距離値、搬送波位相値、ドップラ周波数、搬送波位相極性、およびサイクルチップ情報を含んでもよい。さらに、時刻情報および位置情報が必要とされ、この情報は全ての測定信号に共通である。したがって、必要となる測定情報量は膨大となり、その結果、データ中継に必要な帯域幅もかなり広くなる。
【００１４】
測位の際に高い更新周波数を使用しようとする場合、必要となる帯域幅が特に問題となる。
【００１５】
典型的な更新周波数は１Ｈｚであるが、移動粒子軌道決定または描画などの高精度用途では、さらに高い更新周波数が要求される。
【００１６】
ＲＴＫ測位時の更新周波数の効果を図１に示す。ユーザ受信機を含む端末が、図１の実線１で示す円軌道上を移動する。端末は、原点の周りを５秒周期で旋回している。典型的な更新周波数である１Ｈｚで決定した５つの地点３を点線２が結んでいる。この軌道は正しい円軌道１から大幅に外れているのが分かる。更新周波数を１０倍に増やして１０Ｈｚにした場合、図１の点４で示す決定地点を結ぶと、正しい軌道がうまく捕らえられる。しかしながら、従来、これは、基準受信機が信号測定の結果を１０倍の周波数で端末に送る必要があることを意味する。これによってもまた、送信データ量、ひいては必要帯域幅が１０倍に増加する。
【００１７】
高いベースライン更新周波数が求められる多くの用途では、必要な帯域幅が利用不可であったりコスト上の問題となったりするため、このことは許容できないことが多い。
【発明の開示】
【００１８】
本発明は、測定データの交換に必要な帯域幅を増加させることなく、相対測位の高い更新周波数を可能にすることを目的とする。
【００１９】
少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機から衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信するステップ、ただし各受信データセットが特定時刻に関連している、受信するステップを含む方法を提案する。この方法は、少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップをさらに含む。この方法は、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２ＧＮＳＳ受信機の位置を決定するために、少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するステップをさらに含む。
【００２０】
また、処理コンポーネントを備える装置を提案する。この処理コンポーネントは、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信し、各受信データセットが特定時刻に関連しているようになっている。この処理コンポーネントは、少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するようにさらに構成される。この処理コンポーネントは、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２ＧＮＳＳ受信機の位置を決定するために、少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するようにさらに構成される。
【００２１】
処理コンポーネントは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施することが可能である。処理コンポーネントは、例えば、必要な機能を実現するためのソフトウェアプログラムコードを実行するプロセッサであってもよい。あるいは、処理コンポーネントは、例えば、必要な機能を実現するように設計され、例えば、集積回路のようなチップセットまたはチップにより実施される回路であってもよい。
【００２２】
装置は、例えば、処理コンポーネントと同一であってもよいが、追加コンポーネントを備えてもよい。
【００２３】
例えば、装置は、少なくとも１基の衛星から信号を受信するようなっているＧＮＳＳ受信機をさらに備えるモジュールであってもまたはそのモジュールに属してもよい。このモジュールは、ＧＮＳＳ装置または無線通信装置のような特定の装置内に組み込むように設けてもよい。また、装置は、少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっているＧＮＳＳ受信機をさらに備えるＧＮＳＳ装置であってもまたはそのＧＮＳＳ装置に属してもよい。
【００２４】
また、装置は、少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントをさらに備える無線通信装置であってもまたはその無線通信装置に属してもよい。
【００２５】
また、提案する装置を備えるアセンブリを提案する。さらに、このアセンブリは、少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっているＧＮＳＳ受信機を備える。このＧＮＳＳ受信機は、前述した第２ＧＮＳＳ受信機に相当してもよい。また、このアセンブリは、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機から衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントを備える。
【００２６】
アセンブリは、装置、ＧＮＳＳ受信機、および無線通信コンポーネントが組み込まれた単一の装置であってもよく、あるいは、装置、ＧＮＳＳ受信機、および無線通信コンポーネントが分散された個別の装置として実現してもよい。例えば、ＧＮＳＳ受信機は、付属装置として無線通信コンポーネントに取り付けてもよく、提案する装置は、ＧＮＳＳ受信機または無線通信コンポーネント内に組み込んでもよい。接続は、任意の適切なデータリンク、例えば、固定ケーブル、ブルートゥース（商標）リンク、ＵＷＢリンク、または赤外線リンクで実現してもよい。
【００２７】
無線通信コンポーネントは、例えば、セルラエンジンまたはセルラ端末、もしくはＷＬＡＮエンジンまたはＷＬＡＮ端末などであってもよい。セルラ端末は、携帯電話、またはセルラネットワークを介してリンクを構築する手段を備えるノート型パソコンのような他の何らかの種類のセルラ端末であってもよい。
【００２８】
また、提案する装置を備えるサーバを提案する。さらに、このサーバは、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機および少なくとも１つの第２ＧＮＳＳ受信機から、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントを備える。
【００２９】
また、提案する装置を備えるシステムを提案する。さらに、このシステムは、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機を備える。
【００３０】
また、ソフトウェアプログラムコードを提案する。ソフトウェアプログラムコードは、プロセッサにより実行される場合に、提案する方法のステップを実現する。
【００３１】
最後に、提案するソフトウェアプログラムコードがコンピュータ可読媒体に保存されているソフトウェアプログラム製品を提案する。このプログラム製品は、例えば、個別の記憶装置、またはさらに大型の装置に組み込まれることになるコンポーネントであってもよい。
【００３２】
本発明は、狭い帯域幅を維持するために他の装置から衛星信号上のデータを低速で受信する装置が、さらに細かい時間間隔にするために追加データを生成することが可能であるという考えに基づく。したがって、この追加データは、追加時刻に受信したデータに基づいて推定することを提案する。この追加時刻は、少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機から衛星信号上のデータセットが受信された最終時刻の前または後であってもよい。
【００３３】
本発明の利点は、帯域幅の要求を増加させることなく高精度の軌道を測定できることである。本発明の利点はまた、転送するデータ量が少ないほど、コストが下がることでもある。
【００３４】
追加データセットは、受信データセットよりも少ない値を含んでもよいことが理解されるべきである。さらに、追加データセット内のデータ項目のうちの少なくとも１つだけが、推定値でなければばらないことが理解されるべきである。追加データセット内のデータの一部は、受信データセット内のデータと同一であってもよい。
【００３５】
幾つかの方法で追加データセットのためのデータを推定することが可能である。
【００３６】
本発明の一実施形態では、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップは、少なくとも１つの受信データセットから選択されるデータを外挿するステップを含む。受信データセットからのデータから、今後の時刻のデータ、同様にそれ以前の時刻のデータも外挿することが可能である。今後の時刻のデータを予測するために外挿を利用する場合、やはり相対位置をリアルタイムに更新することが可能である。
【００３７】
本発明の別の実施形態では、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップは、少なくとも２つの受信データセットから選択したデータを補間するステップを含む。したがって、この実施形態では、受信データセットを使用して、実際の測定時刻の間に人工的な測定時刻を生成する。
【００３８】
追加データを推定するために補間を利用する場合には、相対位置をほぼリアルタイムに更新することしかできない。これは、最終データセットに関連する時刻よりも以前の時刻に追加データが生成されるためである。それでも、遅延時間は、ほんのデータセットを受信する間隔程度、例えば、１Ｈｚの周波数でデータセットを受信する場合は１秒だけである。
【００３９】
外挿および補間のいずれの場合も、選択データは、衛星信号の搬送波位相に関係する値、および／または疑似距離に関係する値、すなわち衛星信号が送信される時刻の衛星と受信機との間の距離の概略推定値を含んでもよい。しかしながら、衛星信号のＰＲＮコードの測定値などのような他の何らかの種類のデータもまた、補間または外挿のために選択できることが理解されるべきである。今後の一部のシステムまたは信号は、受信衛星信号上の二次的拡散コード測定値のような、現状システムでは使用できない適切な種類のデータを提供することさえ可能である。受信データセットおよび／または追加データセット内の追加データは、ドップラ周波数、搬送波位相極性、およびサイクルスリップに関する情報を含んでもよい。また、ある不確かさを表す指標が、データセットの各測定値、典型的には分散または標準偏差に関連してもよい。さらに、データセットは、位置情報、位置不確定情報、および時刻情報を含んでもよい。
【００４０】
例えば、第１のＧＮＳＳ受信機が静止しているか否かを示す情報などの他の様々な種類の情報も含むことができる。第１ＧＮＳＳ受信機が移動装置である場合には、この情報は、例えば第１ＧＮＳＳ受信機の内部センサから発信してもよい。
【００４１】
データの推定は、受信データセット内の選択データだけに基づいてもよい。しかしながら、また、受信データセットから選択される他の種類のデータを考慮してもよい。例えば、選択データからの外挿および補間はともに、例えば、選択データの変化率などを考慮してもよい。変化率は、１つまたは複数の受信データセットからのドップラ周波数に関係する値から決定してもよいが、１つまたは複数の受信データセットからの他の何らかの値から決定してもよい。
【００４２】
第１ＧＮＳＳ受信機および／または第２ＧＮＳＳ受信機は、前述したように内蔵コンポーネントまたは付属部品として、例えば、ハンドセット、基地局、または仮想基準局（ＶＲＳ：virtual reference station）に関連してもよい。
【００４３】
少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機は、例えば静止第１ＧＮＳＳ受信機であってもよい。第１ＧＮＳＳ受信機が、例えば、明らかに静止していることを特徴とする基地局に属する場合、データ送信間隔を、例えば、本発明以外で必要となる値の１０分の１にできれば、基地局の負荷が大幅に軽減される。少なくとも１つの第１ＧＮＳＳ受信機はまた、移動ＧＮＳＳ受信機であってもよいが、測位の間に固定位置に維持することができたりできなかったりする。第１ＧＮＳＳ受信機の位置を固定できれば、位置が変化する場合よりも推定データの信頼性は高くなる。
【００４４】
少なくとも１つの第２ＧＮＳＳ受信機は、移動ＧＮＳＳ受信機であってもよく、移動ＧＮＳＳ受信機は本発明によるアセンブリに属してもよい。このアセンブリは、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定することもできる。第２ＧＮＳＳ受信機とアセンブリの他の部分が無線または相対的に長いケーブルで互いに接続されている場合、アセンブリの残りの部分を固定位置に保持しながら、第２ＧＮＳＳ受信機を移動させることもできることが理解されるべきである。
【００４５】
推定を実施するアセンブリは、そのＧＮＳＳ受信機が受信した衛星信号に基づいて、自己データセットを決定してもよい。自己データセットは、疑似距離の場合のようにおそらくある計算後、受信した衛星信号の測定から得られるデータを含む。
【００４６】
自己データセットは、例えば、全ての追加データセットと組み合わされた受信データセットのレートに相当するレートで決定してもよい。アセンブリ自体がデータの推定を実施する場合は、自己の測定値は送信されず、したがって帯域幅を全く占有しないので、これは可能である。しかしながら、また、自己データセットは、例えば、第１ＧＮＳＳ受信機から受信されるデータセットのレートに相当するレートで決定することもできる。この場合、アセンブリは、少なくとも１つの自己データセットに基づいて少なくとも１つの追加データセットをさらに生成してもよい。これによって、例えば、ＧＮＳＳ受信機がユーザ受信機として使用されるか基準受信機として使用されるかにかかわらず、ＧＮＳＳ受信機は常に同じレートでデータセットを決定することが可能になる。
【００４７】
第１ＧＮＳＳ受信機および第２ＧＮＳＳ受信機の前述したコンステレーションは、もっぱら実施例として役立つことが理解されるべきである。あるいは、例えば、第１ＧＮＳＳ受信機はまた、移動アセンブリであってもよく、第２ＧＮＳＳ受信機は、静止したまたは固定したＧＮＳＳ受信機であってもよい。この場合、推定は、静止したまたは固定したＧＮＳＳ受信機を備える、本発明によるアセンブリで実施してもよい。さらに、推定は、第３の実体、例えば、第１ＧＮＳＳ受信機と第２ＧＮＳＳ受信機との両方からデータセットを受信する何らかのサーバなどで実施してもよい。
【００４８】
本発明は、これに限定されないが、特に高精度測位および測量用途に利用することが可能である。本発明は、業務用として提供することが可能であるが、ＧＮＳＳ受信機を使った描画などの娯楽用としても提供することが可能である。
【００４９】
本発明は、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＳＢＡＳ、ＱＺＳＳ、ＬＡＡＳ、またはこれらの組み合わせのような、あらゆる種類のＧＮＳＳでさらに利用することが可能である。ＬＡＡＳは、室内環境下でもｍＲＴＫを使用することが可能になるという利点がある。
【００５０】
本発明の他の目的および特徴は、以下の詳細な記載を添付図面と照らし合わせて検討すると、明白になるであろう。ただし、図面はもっぱら説明の目的を意図するものであって、添付の特許請求の範囲を参照する発明の技術的範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。図面は、縮尺どおりに描かれているわけではなく、本明細書に記載する構造および手順を概念的に示すことをもっぱら意図するものであることがさらに理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図２は、本発明による典型的なシステムを示し、このシステムは、狭い帯域幅を使用して高精度で動きを追跡することが可能である。
【００５２】
システムは、移動アセンブリ１０と基地局２０とを備える。
【００５３】
移動アセンブリ１０は、携帯電話コンポーネント１１とＧＮＳＳ受信機１２とを備える。ＧＮＳＳ受信機１２は、ここでは、ＲＴＫ測位におけるユーザ受信機として使用され、本発明による第２ＧＮＳＳ受信機の実施例である。移動アセンブリ１０は、実装ソフトウェアプログラムコードを実行するように構成されたプロセッサ１３をさらに備える。実装ソフトウェアプログラムコードは、移動ＲＴＫ測位ソフトウェアプログラムコード１４と、外挿または補間ソフトウェアプログラムコード１５とを含む。
【００５４】
ソフトウェアプログラムコード１５を実行するプロセッサ１３は、本発明の典型的な処理コンポーネントである。プロセッサ１３は、個別コンポーネントである必要はなく、ＧＮＳＳ受信機１２に属しても、携帯電話コンポーネント１１に属してもよいことに留意すべきである。また、プロセッサ１３の代用として、プロセッサ１３の機能を実現する集積回路を使用してもよい。あるいは、例えば、それはプロセッサ１３を備える携帯電話コンポーネントおよびソフトウェアプログラムコード１４，１５を保存する何らかの記憶コンポーネント（図示せず）によって与えられてもよい。
【００５５】
移動アセンブリ１０はさらに、例えば、示した全てのコンポーネント１１，１２，１３を１つの筐体に組み込んだ単一装置であってもよい。また、移動アセンブリ１０は、例えば、無線接続またはブルートゥース（商標）接続を使用して、遠く離れたＧＮＳＳ受信機１２と接続する携帯電話１１，１３を備えてもよい。
【００５６】
基地局２０は、移動体通信コンポーネント２１とＧＮＳＳ受信機２２とを備える。ＧＮＳＳ受信機２２は、ここでは、移動ＲＴＫ測位における基準受信機として使用され、本発明による第１ＧＮＳＳ受信機の実施例である。基地局２０は、実装ソフトウェアプログラムコードを実行するように構成されたプロセッサ２３をさらに備える。実装ソフトウェアプログラムコードは、ＲＴＫ測位をサポートするソフトウェアプログラムコードを含んでもよい。このサポートとは、単にＧＮＳＳ受信機２２の測定結果が移動アセンブリ１０に転送されるように対処することにある。ほとんどないことであるが、ｍＲＴＫ測位ソフトウェアが基地局２０に実装されることもある。
【００５７】
移動アセンブリ１０の携帯電話コンポーネント１１および基地局２０の移動体通信コンポーネント２１は、無線ＬＡＮ接続、ブルートゥース（商標）接続、ＵＷＢ接続、または赤外線接続のような、セルラリンクまたは非セルラリンクを利用して相互に通信することが可能である。使用する通信チャネルは、制御プレーンチャネルまたはセキュアユーザプレーンロケーション（ＳＵＰＬ：secure user plane location）であってもよい。また、使用するメッセージフォーマットは、例えば、汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ：global system for mobile communication）、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ：universal mobile telecommunication system）、および／または符号分割多重接続（ＣＤＭＡ：code division multiple access）などで使用するために標準化されてもよい。
【００５８】
次に、図２のシステムの動作を、図３の流れ図を参照しながらさらに詳細に説明する。移動アセンブリ１０の動作を、図３の左側に示す。基地局２０の動作を、図３の右側に示す。
【００５９】
基地局２０の位置と相対的にまたは絶対的に、移動アセンブリ１０の位置を追跡しようとしているとする。この相対位置を示すＧＮＳＳ受信機１２とＧＮＳＳ受信機２２との間の距離を点線のベースライン５で図２に示す。
【００６０】
移動アセンブリ１０のＧＮＳＳ受信機１２および基地局２０のＧＮＳＳ受信機２２はともに、通常のＧＮＳＳ受信機として作動する。すなわち、両ＧＮＳＳ受信機は、ＧＰＳやガリレオのような１つまたは複数のＧＮＳＳに属する衛星Ｓ１，Ｓ２によって送信される信号を受信、取得、追跡、および解読するように構成される。また、ＧＮＳＳ受信機１２，２２は、受信した衛星信号に基づいて、周知の方法で単独の位置を計算することが可能である。
【００６１】
しかしながら、特定の用途では、移動アセンブリの位置を高精度で追跡しなければならないこともある。そのために、強化移動ＲＴＫ測位を使用する。
【００６２】
ソフトウェアプログラムコード１４を使用して、移動アセンブリ１０のプロセッサ１３は、まず初期化リクエストを生成し、初期化リクエストは携帯電話コンポーネント１１によって基地局２０に送信される（ステップ１１１）。リクエストは、基地局２０の移動体通信コンポーネント２１によって受信され、プロセッサ２３に供給される（ステップ１２１）。
【００６３】
初期化リクエストが送信されると、移動アセンブリ１０のＧＮＳＳ受信機１２は、通常の周波数１Ｈｚまたは例えば１０Ｈｚに増加した周波数で、受信衛星信号の測定を実施する（ステップ１１２）。ＧＮＳＳ受信機１２は、各測定時刻に、測定値となるデータセットをプロセッサ１３に供給する。
【００６４】
初期化リクエストを受信すると、基地局２０のＧＮＳＳ受信機２２は、通常の周波数１Ｈｚで受信衛星信号の測定を実施する（ステップ１２２）。ＧＮＳＳ受信機２２は、各測定時刻に、測定値となるデータセットをプロセッサ２３に供給する。
【００６５】
両方の場合、データセットは、各時刻ｔkについて、少なくとも、受信衛星信号の搬送波位相値φ（ｔk）と、送信衛星への疑似距離値ρ（ｔk）と、ドップラ周波数ｆDOPPLER(ｔk)と、搬送波位相極性Ｐ∈｛０，１｝と、サイクルスリップ表示情報とを含む。代替データセットには、直接コード位相測定値または他の何らかの未定義データ型を疑似距離の変わりに使用してもよいことに留意すべきである。各データセットは、各ＧＮＳＳ受信機１２，２２の位置、不確定位置、搬送波位相の分散または標準偏差、および疑似距離の分散または標準偏差などの情報をさらに含んでもよい。
【００６６】
少なくとも２基の異なる衛星Ｓ１，Ｓ２からの信号に対し、各データセットがＧＮＳＳ受信機１２およびＧＮＳＳ受信機２２によって決定される。
【００６７】
基地局２０のプロセッサ２３は、移動体通信コンポーネント２１を介して、移動アセンブリ１０にデータセットを送る（ステップ１２３）。移動アセンブリ１０の携帯電話コンポーネント１１は、そのデータセットを受信し、それをプロセッサ１３に転送する（ステップ１１３）。
【００６８】
ＧＮＳＳ受信機１２およびＧＮＳＳ受信機２２によって決定されたデータは、調整する必要がある。すなわち、測定は同一時刻に実施する必要がある。これが不可能な場合には、受信機のうちの一方の特定時刻の測定から得られるデータから、他方の受信機の測定から得られるデータと同期させるために、外挿または補間する必要がある。本実施形態では、同時測定が可能であるとする。
【００６９】
次に、プロセッサ１３は、ソフトウェアプログラムコード１５を使用して、基地局２０から受信した搬送波位相値および疑似距離値の数を増加させて、使用した１Ｈｚの代わりに１０Ｈｚの測定レートに対応させる（ステップ１１４）。
【００７０】
追加の搬送波位相位置および疑似距離値は、例えば、受信値を外挿または補間することによって求めることができる。
【００７１】
外挿の場合、プロセッサ１３が、単一の受信データセットからデータを検討する。このデータセットから、プロセッサ１３は、搬送波位相値φ（ｔk）およびその変化率、すなわち測定時刻ｔkのドップラ周波数ｆDOPPLER(ｔk)を知る必要がある。また、疑似距離値ρ（ｔk）およびその変化率、すなわち測定時刻ｔkの速度νDOPPLER(ｔk)も知る必要がある。速度は、ドップラ周波数ｆDOPPLER(ｔk)および信号波長λからνDOPPLER(ｔk)＝λ・ｆDOPPLER(ｔk)で決定することができる。また、プロセッサ１３は、搬送波位相極性Ｐも必要とする。この全ての情報が入手可能な場合、今後の時刻の搬送波位相値および疑似距離値を、以下の線形外挿によって予測することができる。
φ（ｔk＋Δｔ）＝φ（ｔk）＋ｆDOPPLER(ｔk)・Δｔ＋（１／２）・Ｐ
ρ（ｔk＋Δｔ）＝ρ（ｔk）＋νDOPPLER(ｔk)・Δｔ
【００７２】
搬送波位相値および疑似距離値の数を１０倍に増加させるため、各受信データセットに対し９回の外挿を実施する必要がある。したがって、各受信データセットについて、外挿を実施する度に、上記の方程式においてΔｔを０．１秒から０．９秒まで０．１秒ずつ増加させることができる。
【００７３】
提示した線形外挿だけでなく他の様々な種類の外挿を使用することも可能であることが理解されるべきである。ある代替方法は、例えば、最後の数個の測定値に基づいて多項式フィットを実施することを含む。
【００７４】
補間の場合、プロセッサ１３は、受信した２つの連続データセットからのデータを必要とし、このデータセットは２つの異なる測定時刻ｔkおよびｔk+1に関連している。必要となるデータは、各時刻について、搬送波位相値φ（ｔk），φ（ｔk+1）と、その変化率ｆDOPPLER(ｔk)，ｆDOPPLER(ｔk+1)と、疑似距離値ρ（ｔk），ρ（ｔk+1）と、その変化率νDOPPLER(ｔk)，νDOPPLER（ｔk+1）とを含んでもよい。
【００７５】
次いで、間隔ｔ∈［ｔk，ｔk+1］における追加搬送波値および追加疑似距離値は、以下の方程式に基づいて決定することができる。
φ（ｔ）＝Ａφ＋Ｂφ・ｔ＋Ｃφ・ｔ2
ρ（ｔ）＝Ａρ＋Ｂρ・ｔ＋Ｃρ・ｔ2
【００７６】
必要となる係数Ａφ，Ｂφ，Ｃφ，Ａρ，Ｂρ，Ｃρを、以下の方程式によって決定することができる。
【００７７】
【数１】
2009539095.tif 000003
【００７８】
この線形システムは、よく知られる最小二乗法（ＬＳＭ：least-squares method）によって解くことができる。
【００７９】
また、受信データセットにおいて１階微分ドップラ情報が入手できない場合には、搬送波位相値φ（ｔk），φ（ｔk+1）および疑似距離値ρ（ｔk），ρ（ｔk+1）のみを用いて、以下の方程式によって補間を実施することができる。
φ（ｔ）＝Ａφ＋Ｂφ・ｔ
ρ（ｔ）＝Ａρ＋Ｂρ・ｔ
【００８０】
次に、必要となる係数Ａφ，Ｂφ，Ａρ，Ｂρを決定するシステムは、以下のようになる。
【００８１】
【数２】
2009539095.tif 000004
ここで、
【数３】
2009539095.tif 000005
【００８２】
この線形システムは、最小二乗法（ＬＳＭ）によって同様に解くことができる。
【００８３】
一次多項式および二次多項式を使用する提示した補間だけでなく、他の様々な種類の補間を使用することもできることが理解されるべきである。
【００８４】
搬送波位相値および疑似距離値の受信数を１０倍に増加させるため、２つの連続データセットのそれぞれに基づいて、９回の補間を実施する必要がある。したがって、各受信データセット対について、補間を実施する度に、上記の方程式においてｔをｔk＋０．１秒からｔk＋０．９秒まで０．１秒ずつ増加させることができる。データセット対のうちの２番目のデータセットは、次のデータセット対の最初のデータセットとして使用することに留意すべきである。
【００８５】
次に、各時刻の推定搬送波位相値および推定疑似距離値に加えて、時刻ｔkに関連する受信データセットから得られたドップラ周波数および極性を使用して、時刻ｔk＋０．１秒からｔk＋０．９秒に関連する追加データセットを組み立てる。
【００８６】
ＧＮＳＳ受信機１２が１０Ｈｚの増加測定レートを使用する場合には、充分なデータセットが移動装置１０のサイトに使用可能である。対応するデータセットを送信する必要がないので、高い測定レートをＧＮＳＳ受信機１２は使用することが可能である。そのデータセットは移動アセンブリ１０自体で処理されるだけである。ＧＮＳＳ受信機１２が１Ｈｚの典型的な測定レートも使用する場合には、対照的に、ＧＮＳＳ受信機１２によって供給される自己データセットの数を、基地局２０から受信されるデータセットの数と同様に増加する必要がある（ステップ１１５）。
【００８７】
ステップ１１４及びステップ１１５を参照して説明したように、信号測定がＧＮＳＳ受信機１２，２２によって実施される衛星Ｓ１，Ｓ２のそれぞれについて、使用可能なデータ量を増加する。
【００８８】
受信データセット、自己データセット、および追加データセットは全て、移動ＲＴＫ計算で使用するために提供される。
【００８９】
次に、プロセッサ１３は、ソフトウェアプログラムコード１４を使用して、移動アセンブリ１０のＧＮＳＳ受信機１２の位置を追跡するために、増加したデータ量に基づいて、従来型ＲＴＫ測位または移動ＲＴＫ測位を続けることが可能である（ステップ１１６）。基地局２０の正確な位置が周知であり、それが移動アセンブリ１０に提供される場合には、基地局２０のＧＮＳＳ受信機２２と比較した決定後の相対位置は、絶対位置に変換することが可能である。
【００９０】
次いで、移動アセンブリ１０のＧＮＳＳ受信機１２の決定後の相対位置および絶対位置は、移動アセンブリ１０のアプリケーションに使用しても、あるいは基地局２０に送信してもよい（ステップ１１７）。基地局２０は、その情報を受信し（ステップ１２４）、それを何らかのアプリケーション、例えば、何らかのロケーションサーバのロケーションサービスアプリケーションに供給する。
【００９１】
ステップ１１５、ステップ１１７、およびステップ１２４のオプション文字を、図３に点線で示す。
【００９２】
１Ｈｚおよび１０Ｈｚの周波数は、例として示すに過ぎないことが理解されるべきである。本発明は、他の任意の周波数値でも使用することが可能である。
【００９３】
測位は、３つ以上のＧＮＳＳ受信機まで拡大することもできることがさらに理解されるべきである。また、同一衛星から発信される異なった周波数を使用する信号が、予想される整数未知数決定の労力を低減するために評価されてもよい。また、２基以外の数の衛星から発信される信号が評価されてもよい。
【００９４】
ＧＮＳＳ受信機１２またはソフトウェアプログラムコード１４は、外部供給源から発信された、何らかの衛星信号取得および処理を行うための補助データを使用するように設計してもよい。
【００９５】
図４は、本発明による別の典型的なシステムを示し、このシステムは、狭い帯域幅を使用しながら高い精度で相対位置を決定することが可能である。
【００９６】
このシステムは、第１移動アセンブリ４０と、第２移動アセンブリ３０と、測位サーバ５０とを備える。
【００９７】
移動アセンブリ３０，４０はともに、無線通信コンポーネント３１，４１と、ＧＮＳＳ受信機３２，４２とを含む。無線通信コンポーネント３１，４１は、他の何らかの無線通信コンポーネントへの少なくとも１種類の無線接続を可能にする。ＧＮＳＳ受信機３２，４２は、１つまたは複数のＧＮＳＳに属する衛星Ｓ１，Ｓ２によって送信される信号を受信することが可能である。ＧＮＳＳ受信機３２，４２は、ベースライン６によって互いに隔てられている。
【００９８】
測位サーバ５０は、無線通信コンポーネント５１も含む。無線通信コンポーネント５１は、他の何らかの無線通信コンポーネントへの少なくとも１種類の無線接続を可能にする。測位サーバ５０は、処理コンポーネント５３をさらに備え、処理コンポーネント５３は、移動ＲＴＫ測位および外挿または補間を実施するように構成される。
【００９９】
移動ＲＴＫ測位のために、両移動アセンブリ３０，４０のＧＮＳＳ受信機３２，４２は、１Ｈｚの周波数で少なくとも２つの受信衛星信号の測定を実施する。この測定中、第１アセンブリ４０のＧＮＳＳ受信機４２は、固定位置に保持してもよく、第２アセンブリ３０のＧＮＳＳ受信機３２は、自由に移動する。測定値となるデータは、各無線通信コンポーネント３１，４１によって測位サーバ５０に送信される。送信されるデータは、図３のステップ１１２およびステップ１２２で決定されるデータと同一であってもよい。
【０１００】
測位サーバ５０は、その無線通信コンポーネント５１を介して、移動アセンブリ３０，４０の両方から１Ｈｚの周波数でＧＮＳＳ測定によって得られるデータを受信する。処理コンポーネント５３は、図３のステップ１１４を参照しながら前述したように、そのデータを外挿または補間して追加データを求める。次に、図３のステップ１１６を参照しながら前述したように、処理コンポーネント５３は、拡大されたデータ量を使用して第２移動アセンブリ３０のＧＮＳＳ受信機３２の位置を決定することができる。
【０１０１】
決定後の位置は、例えば、無線通信コンポーネント５１を介して移動アセンブリ３０，４０のうちの１つまたは両方に送信することが可能である。
【０１０２】
図５は、本発明によるさらに別の典型的なシステムを示し、このシステムは、狭い帯域幅を使用しながら高い精度で相対位置を決定することが可能である。
【０１０３】
このシステムは、本発明の実施形態に従う第１アセンブリとしての第１移動ハンドセット６０と、本発明の実施形態に従う第２アセンブリとしての第２移動ハンドセット７０とを備える。
【０１０４】
両ハンドセット６０，７０は、無線通信コンポーネント６１，７１と、ＧＮＳＳ受信機６２，７２とを含む。無線通信コンポーネント６１，７１は、相互間で少なくとも１種類の無線接続が可能である。ＧＮＳＳ受信機６２，７２は、１つまたは複数のＧＮＳＳに属する衛星Ｓ１，Ｓ２によって送信される信号を受信することが可能である。ＧＮＳＳ受信機６２，７２は、ベースライン７によって互いに隔てられている。
【０１０５】
両ハンドセット６０，７０の無線通信コンポーネント６１，７１は、図２のプロセッサ１３に対応するプロセッサ（図示せず）を含み、このプロセッサは、図２の移動ＲＴＫ測位ソフトウェアプログラムコード１４および外挿または補間ソフトウェアプログラムコード１５に対応するソフトウェアプログラムコードを実行するように構成される。
【０１０６】
図５のシステムの動作は、図３の流れ図を参照しながら前述した動作に相当してもよい。そこでは、ハンドセット６０，７０のうちの任意の一方が移動アセンブリ１０の役割を担い、他方のハンドセット６０，７０がぞれぞれ基地局２０の役割を担う。また、両ハンドセット６０，７０はまた、この構成において「移動アセンブリ１０」として作動してもよい。これは、例えば、両ハンドセットが、自己の測位計算を実施するために、他方のハンドセット６０，７０からそれぞれデータセットを受信してもよいことを意味する。
【０１０７】
提示した全ての実施形態において、狭い帯域幅が必要となるように送信されるデータ量は少なく抑えている。それでも、相対測位の基盤となり得るデータ量を増加させることによって、位置を追跡する場合に達成される精度は向上する。
【０１０８】
図１のプロセッサ１３および図４の処理コンポーネント５３は、本発明による典型的な装置に属してもよい。この装置は、例えば、ユーザアセンブリ１０，６０，７０またはサーバ５０内のシステムの異なる場所に配置してもよい。またユーザアセンブリ内の装置の配置については様々な可能性がある。
【０１０９】
図６ａから図６ｅは、本発明の実施形態に従う装置をアセンブリ内に配置する場合の幾つかの典型的な選択肢を示す。装置は、処理コンポーネントを備える。処理コンポーネントは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施してもよく、例えば、図３のステップ１１３およびステップ１１４を参照しながら前述したように、使用可能なデータ量を増加するように構成される。
【０１１０】
図６ａでは、アセンブリは、ハンドセットのような単一の装置２１０であり、本発明の実施形態に従う第２ＧＮＳＳ受信機２１２と、無線通信コンポーネント２１４と、装置２１３とを備える。この実施形態では、装置２１３は、ＧＮＳＳ受信機２１２および無線通信コンポーネント２１４以外の異なるモジュールか、あるいは異なるモジュールに属する。
【０１１１】
図６ｂでは、アセンブリは、やはり単一の装置２２０である。この場合、装置２２０は、第２ＧＮＳＳ受信機および装置を含むＧＮＳＳモジュール２２１を備える。装置２２０は、個別の無線通信コンポーネント２２４をさらに含む。
【０１１２】
図６ｃでは、アセンブリは、やはり単一の装置２３０である。この場合、装置２３０は、第２ＧＮＳＳ受信機２３２と無線通信モジュール２３４とを備える。無線通信モジュール２３４は、装置と無線通信コンポーネントとを含む。
【０１１３】
図６ｄでは、アセンブリは、幾つかの装置に分散されており、第２ＧＮＳＳ受信機２４２および装置２４３を含むＧＮＳＳ装置２４１を備える。アセンブリは、個別の無線通信装置２４５をさらに含む。ＧＮＳＳ受信機２４１は、何らかの適切な有線または無線技術によって無線通信装置２４５に接続することが可能である。
【０１１４】
図６ｅでは、アセンブリは、やはり幾つかの装置に分散されており、ＧＮＳＳ装置２５１と個別の無線通信装置２５５とを備える。ＧＮＳＳ装置２５１は、第２ＧＮＳＳ受信機２５２を含む。無線通信装置２５５は、装置２５３と無線通信コンポーネント２５４とを含む。ＧＮＳＳ装置２５１は、何らかの適切な有線または無線技術によって無線通信装置２５５に接続することが可能である。
【０１１５】
図７は、小規模の移動を検知するための移動ＲＴＫ測位の一般的適合性を示す図である。この図は、ｘ軸が東方向を示しｙ軸が北方向を示す座標系である。細い実線で示される経路を、基準受信機に対してユーザ受信機を移動させることによって追跡した。基準受信機は、固定位置に保持された。太い点線は、搬送波位相に基づく測位を利用して決定された軌道を示す。図の目盛りがセンチメートルであることを考慮すると、測定軌道が正しい経路を良く示していることが明らかになる。この図は、従来の移動ＲＴＫ受信機を非常にゆっくりと移動させることによって作成されたものであるが、本発明に従って人工的に増加させたデータ量を使用して移動ＲＴＫ受信機を急速に移動させても、同様な軌道が得られることは予想することができる。
【０１１６】
プロセッサ１３および処理コンポーネント５３によって例証される機能は、少なくとも１つの第１アセンブリから衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信し、各受信データセットが特定時刻に関連しているような手段とみなしてもよい。また、携帯電話コンポーネント１１および無線通信コンポーネント５１によって例証される機能は、少なくとも１つの第１アセンブリから衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信する手段とみなしてもよい。プロセッサ１３および処理コンポーネント５３によって例証される機能はさらに、少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する手段とみなしてもよい。プロセッサ１３および処理コンポーネント５３によって例証される機能はさらに、少なくとも１つの第１アセンブリの位置と相対的な少なくとも１つの第２アセンブリの位置を決定するために、少なくとも１つの受信データセットに加えて、少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供する手段とみなしてもよい。
【０１１７】
しかしながら、この手段は、列挙機能を果たすときは本明細書に記載した構造ならびに構造的等価物のみならず等価構造をも包含するものとする。
【０１１８】
このようにして、本発明の好ましい実施形態に適用されるような本発明の新規な基本的特徴について図示し、説明し、指示してきたが、本発明の趣旨から逸脱することなく、説明してきた装置および方法の形態および詳細における種々の省略、置換および変更を当業者によってなし得ることが理解されるであろう。例えば、同一の結果を得るために実質的に同一の方法で実質的に同一の機能を実行するそれらの要素および／または方法ステップのすべての組み合わせが、本発明の範囲内にあることが明らかに意図される。さらに、本発明の開示される任意の形態または実施形態に関連して図示および／または説明されている構造および／または要素および／または方法ステップを、設計選択の一般事項として、開示されるかあるいは説明または提案されている他の任意の形態または実施形態に組み込み得ることを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】ＲＴＫ測位の更新周波数の効果を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従うシステムを示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に従う、図１のシステムの動作を示す流れ図である。
【図４】本発明の別の実施形態に従うシステムの概略図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態に従うシステムの概略図である。
【図６】本発明の実施形態に従う装置をアセンブリ内に分散させる場合の典型的な選択肢を示す概略図である。
【図７】ｍＲＴＫの精度を示す図である。
【図１】
2009539095.tif 000006
【図２】
2009539095.tif 000007
【図３】
2009539095.tif 000008
【図４】
2009539095.tif 000009
【図５】
2009539095.tif 000010
【図６】
2009539095.tif 000011
【図７】
2009539095.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月28日(2008.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信するステップであって、各受信データセットが特定時刻に関連している、ステップと、
前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップと、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、前記少なくとも１つの受信データセットから選択されるデータを外挿するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
選択データを、前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定される前記選択データの変化率に従って外挿する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記変化率が、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、少なくとも２つの受信データセットから選択されるデータを補間するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記選択データが、衛星信号の搬送波位相に関係する値、衛星信号のコード位相に関係する値、疑似距離に関係する値、および衛星信号の二次拡散コード位相に関係する値のうちの少なくとも１つを含む、請求項２ないし５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
選択データを、前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定される前記選択データの変化率に従って補間する、請求項５および６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記変化率が、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
静止アセンブリが、前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機を備える、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
アセンブリが、前記少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機を備える、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記アセンブリが、少なくとも１つの追加データセットのための前記データを推定する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アセンブリが、追加データセットと組み合わされた受信データセットのレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定する、請求項１０および１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記アセンブリが、データセットが前記第１全地球的航法衛星システム受信機から受信されるレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定し、前記アセンブリが、前記自己データセットに基づいて少なくとも１つの追加データセットのためのデータをさらに推定する、請求項１０および１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
プロセッサを備える装置であって、
前記プロセッサは、少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信し、各受信データセットが特定時刻に関連しているように構成されており、
前記プロセッサは、前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するように構成され、
前記プロセッサは、少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するように構成される、装置。
【請求項１５】
前記プロセッサが、前記少なくとも１つの受信データセットから選択されるデータを外挿することによって、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するようにさらに構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記プロセッサが、少なくとも２つの受信データセットから選択されるデータを補間することによって、少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するようにさらに構成される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と、
を備えるモジュール。
【請求項１８】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と、
を備える全地球的航法衛星システム装置。
【請求項１９】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、
を備える無線通信装置。
【請求項２０】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
少なくとも１基の衛星から信号を受信するようになっている全地球的航法衛星システム受信機と
前記少なくとも１つの第１アセンブリから、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、
を備えるアセンブリ。
【請求項２１】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
前記少なくとも１つの第１アセンブリおよび前記少なくとも１つの第２アセンブリから、衛星信号上の測定結果を受信するように構成された無線通信コンポーネントと、
を備えるサーバ。
【請求項２２】
請求項１４ないし１６のいずれか１項に記載の装置と、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機と、
を備えるサーバ。
【請求項２３】
プロセッサにより実行される場合に以下のステップを実現させるプログラムであって、
少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信するステップ、ただし各受信データセットが特定の時刻に関連している、受信するステップと、
前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するステップと、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供するステップと、
を含むプログラム。
【請求項２４】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、前記少なくとも１つの受信データから選択されるデータを外挿するステップを含む、請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２５】
少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する前記ステップが、少なくとも２つの受信データから選択されるデータを補間するステップを含む、請求項２３に記載のプログラム。
【請求項２６】
請求項２３ないし２５のいずれか１項に記載のプログラムが保存されている、コンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
前記プロセッサが、選択データを、前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定される前記選択データの変化率に従って外挿するように構成された、請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
前記プロセッサが、前記変化率を、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも１つの受信データセットからの値から決定するように構成された、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記選択データが、
衛星信号の搬送波位相に関係する値と、
衛星信号のコード位相に関係する値と、
疑似距離に関係する値と、
衛星信号の二次拡散コード位相に関係する値と、
を含む、請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項３０】
前記プロセッサが、選択データを、前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定される前記選択データの変化率に従って補間するように構成された、請求項１６に記載の装置。
【請求項３１】
前記プロセッサが、前記変化率を、ドップラ周波数に関係する前記少なくとも２つの受信データセットのそれぞれからの値から決定するように構成された、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記プロセッサが、少なくとも１つの追加データセットのための前記データを推定するように構成された、請求項１４に記載の装置。
【請求項３３】
前記プロセッサが、追加データセットと組み合わされた受信データセットのレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定するように構成された、請求項１４に記載の装置。
【請求項３４】
前記プロセッサが、データセットが前記第１全地球的航法衛星システム受信機から受信されるレートに相当するレートで、前記少なくとも１つの全地球的航法衛星システム受信機によって受信される衛星信号に基づいて、自己データセットを決定するように構成され、
前記プロセッサが、前記自己データセットに基づいて少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定するように、さらに構成された、請求項１４に記載の装置。
【請求項３５】
少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機から、衛星信号上の少なくとも１つのデータセットを受信する手段であって、各受信データセットが特定の時刻に関連している、受信する手段と、
前記少なくとも１つの受信データセットに基づいて、各追加時刻に関連する少なくとも１つの追加データセットのためのデータを推定する手段と、
前記少なくとも１つの第１全地球的航法衛星システム受信機の位置と相対的な少なくとも１つの第２全地球的航法衛星システム受信機の位置を決定するために、前記少なくとも１つの受信データセットからのデータに加えて、前記少なくとも１つの追加データセットからのデータを提供する手段と、
を備える装置。
【国際調査報告】
2009539095.tif 000013
2009539095.tif 000014