(57)【要約】【課題】位置が既知の場所に設けられた基準局から、数１０ｋｍ以上離れた地点の３次元位置を、数ｃｍレベルの高精度で観測することができる、衛星信号の搬送波を利用した位置観測システムを提供する。【解決手段】基準局と目標位置観測局との間に、直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に、複数の中間位置観測局を配置し、全ての観測局の観測位置を基準局から近い順番に求める。これにより、衛星信号搬送波の伝搬経路の状態に影響されることを低減する。その基準局は陸上に設置され、中間位置観測局と目標位置観測局は海上に配置されて、潮位や波高などを高精度に且つリアルタイムに観測する。【選択図】      図２
2006071561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報が既知である場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する基準局と、
位置を観測したい場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する目標位置観測局と、
前記基準局と前記目標位置観測局との間に直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する、少なくとも１つの中間位置観測局とを有し、
前記基準局に最も近い場所に配置されている前記中間位置観測局の観測位置を、当該中間位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて求め、
以後の前記中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を、当該観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局からの観測位置とに基づいて求めるようにして、全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めることを特徴とする、位置観測システム。
【請求項２】
前記各中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を継続して求め、それらの観測位置の時間的変化を監視することを特徴とする、請求項１に記載の位置観測システム。
【請求項３】
位置情報が既知である場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する基準局と、
位置を観測したい場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する衛星信号追尾装置と、その追尾データを外部へ無線通信するための無線装置を備える目標位置観測局と、
前記基準局と前記目標位置観測局との間に直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する衛星信号追尾装置と、その追尾データを外部へ無線通信するための無線装置を備える、少なくとも１つの中間位置観測局と、
前記中間位置観測局と前記目標位置観測局から無線送信されてくる各追尾データを受信する無線装置と、前記中間位置観測局と前記目標位置観測局からの追尾データと、前記基準局からの追尾データと、前記基準局の位置情報とが入力され、前記中間位置観測局及び前記目標位置観測局のそれぞれの観測位置を求めるＲＴＫ測位演算装置を備える監視局とを有し、
前記基準局に最も近い場所に配置されている前記中間位置観測局の観測位置を、前記ＲＴＫ測位演算装置により当該中間位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて求め、
以後の前記中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を、前記ＲＴＫ測位演算装置により当該観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局からの観測位置とに基づいて求めるようにして、全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めることを特徴とする、位置観測システム。
【請求項４】
前記ＲＴＫ測位演算装置は、前記各中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を継続して求め、各観測位置を個々に出力して、それらの時間的変化を監視可能にすることを特徴とする、請求項３に記載の位置観測システム。
【請求項５】
前記ＲＴＫ測位演算装置は、さらに、前記目標位置観測局の観測位置を、当該目標位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて、直接求める機能を有し、
全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めた前記目標位置観測局の観測位置と直接求めた前記目標位置観測局の観測位置との双方を利用可能にしたことを特徴とする、請求項３または４に記載の位置観測システム。
【請求項６】
前記監視局は、前記基準局に併設されていることを特徴とする、請求項３乃至５のいずれかに記載の位置観測システム。
【請求項７】
前記基準局は、陸上に設置されており、前記中間位置観測局と前記目標位置観測局は海上に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載の位置観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星航法システムにおける衛星信号搬送波を利用して、観測場所の潮位、波高など位置をセンチメートル（ｃｍ）のレベルの高精度で求める位置観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳに代表されるＧＮＳＳ（Global Navigation Satelite System）は、車両、船舶、航空機などの移動体や野外活動している人間の位置、速度を知るために近年広く利用されているシステムである。ＧＮＳＳは、一般に、地球周回軌道上にある所定個数の測位衛星から構成される宇宙部分、地球上の移動体に搭載され又は人間に携帯される衛星測位装置、及びシステムの運用を管理する制御部分から構成される。
【０００３】
その測位衛星から送信される衛星信号の搬送波の位相を、位置が既知である基準局と位置を観測したい観測局とで測定し、その搬送波の位相差等に基づいて、観測局の位置をｃｍレベルの高精度で求める、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）測位が、広く用いられるようになってきている。
【０００４】
このＲＴＫ測位では、基準局における疑似距離データと搬送波位相データ、観測局における疑似距離データと搬送波位相データ、既知の基準局位置情報、及び衛星軌道情報を用いて、ＲＴＫ測位演算を行う。これにより、観測局の３次元位置を、ｃｍレベルの高精度で得ることができる（特許文献１、２）。
【特許文献１】特開平０６−９４４５６号公報
【特許文献２】特開平１１−６３９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
測位衛星から基準局や観測局への衛星信号搬送波は、基準局と観測局との間の間隔（距離）に応じて異なる伝搬経路を経由して伝搬される。その伝搬経路中には、電離層なども含まれる。ＲＴＫ測位方式でｃｍレベルの高精度の位置を求めることができるのは、測位衛星から基準局と観測局への伝搬経路がほぼ同じ場合である。これを、基準局と観測局間の距離で言うと、その距離が約１０ｋｍ以内である。
【０００６】
したがって、基準局と観測局間の距離が数１０ｋｍ以上になる場合には、電離層などを含む伝搬経路の状態にもよるが、ｃｍレベルの高精度の位置測定を行うことは期待することができない。例えば、津波などを早期に発見するためには、海岸から数１０ｋｍ以上離れた地点で、数ｃｍレベルの高精度測位が不可欠になってきているが、現状のＲＴＫ測位ではその要請に応えることが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑み、位置が既知の場所に設けられた基準局から、数１０ｋｍ以上離れた地点の３次元位置を、数ｃｍレベルの高精度で観測することができる、衛星信号の搬送波を利用した位置観測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の位置観測システムは、位置情報が既知である場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する基準局と、
位置を観測したい場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する目標位置観測局と、
前記基準局と前記目標位置観測局との間に直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する、少なくとも１つの中間位置観測局とを有し、
前記基準局に最も近い場所に配置されている前記中間位置観測局の観測位置を、当該中間位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて求め、
以後の前記中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を、当該観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局からの観測位置とに基づいて求めるようにして、全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の位置観測システムは、請求項１に記載の位置観測システムにおいて、前記各中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を継続して求め、それらの観測位置の時間的変化を監視することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の位置観測システムは、位置情報が既知である場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する基準局と、
位置を観測したい場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する衛星信号追尾装置と、その追尾データを外部へ無線通信するための無線装置を備える目標位置観測局と、
前記基準局と前記目標位置観測局との間に直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に配置されており、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する衛星信号追尾装置と、その追尾データを外部へ無線通信するための無線装置を備える、少なくとも１つの中間位置観測局と、
前記中間位置観測局と前記目標位置観測局から無線送信されてくる各追尾データを受信する無線装置と、前記中間位置観測局と前記目標位置観測局からの追尾データと、前記基準局からの追尾データと、前記基準局の位置情報とが入力され、前記中間位置観測局及び前記目標位置観測局のそれぞれの観測位置を求めるＲＴＫ測位演算装置を備える監視局とを有し、
前記基準局に最も近い場所に配置されている前記中間位置観測局の観測位置を、前記ＲＴＫ測位演算装置により当該中間位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて求め、
以後の前記中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を、前記ＲＴＫ測位演算装置により当該観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局からの観測位置とに基づいて求めるようにして、全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の位置観測システムは、請求項３に記載の位置観測システムにおいて、前記ＲＴＫ測位演算装置は、前記各中間位置観測局の観測位置及び前記目標位置観測局の観測位置を継続して求め、各観測位置を個々に出力して、それらの時間的変化を監視可能にすることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の位置観測システムは、請求項３または４に記載の位置観測システムにおいて、前記ＲＴＫ測位演算装置は、さらに、前記目標位置観測局の観測位置を、当該目標位置観測局の追尾データと前記基準局の追尾データと前記基準局の位置情報とに基づいて、直接求める機能を有し、
全ての観測局の観測位置を前記基準局から近い順番に求めた前記目標位置観測局の観測位置と直接求めた前記目標位置観測局の観測位置との双方を利用可能にしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の位置観測システムは、請求項３乃至５のいずれかに記載の位置観測システムにおいて、前記監視局は、前記基準局に併設されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の位置観測システムは、請求項１乃至６のいずれかに記載の位置観測システムにおいて、前記基準局は、陸上に設置されており、前記中間位置観測局と前記目標位置観測局は海上に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の位置観測システムによれば、基準局と目標位置観測局との間に、直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所に、複数の（少なくとも１つの）中間位置観測局を配置し、全ての観測局（勿論、目標位置観測局を含む）の観測位置を基準局から近い順番に求める。これにより、衛星信号搬送波の伝搬経路の状態に影響されることを低減し、基準局と目標位置観測局間の距離が数１０ｋｍ以上になる場合にも、目標位置観測局の３次元位置を、数ｃｍレベルの高精度で観測することができる。
【００１６】
また、基準局は陸上に設置され、中間位置観測局と目標位置観測局は海上に配置されて、潮位や波高などを高精度に且つリアルタイムに観測できる。これにより、海岸から数１０ｋｍ以上離れた海上での正確な測位が可能となるから、津波などの早期発見に特に有効である。
【００１７】
さらに、各中間位置観測局の観測位置及び目標位置観測局の観測位置を継続して求め、それらの観測位置を個々に出力して、その時間的変化を監視可能にする。これにより、各観測局における潮位や波高の変化を、それらの配置場所と時間経過との関係で把握できるから、津波などの早期発見にさらに有効である。
【００１８】
また、全ての観測局の観測位置を基準局から近い順番に求めた目標位置観測局の観測位置と、直接求めた目標位置観測局の観測位置とを、両方とも利用可能にしているから、衛星信号搬送波の伝搬経路（特に、電離層）の状態等に応じて、そのいずれかの観測位置を選択的に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の位置観測システムの実施例を図を参照して説明する。以下の実施例では、基準局は陸上に設置されており、中間位置観測局と目標位置観測局は海上に配置されている場合の位置観測システムについて説明する。しかし、この例に限ることなく、中間位置観測局、目標位置観測局も陸上に配置されていてもよく、また、目標位置観測局は島に配置され、中間位置観測局は海上に配置されるなど、種々の形態を採ることが可能である。
【００２０】
図１は、本発明の位置観測システムの基本的な概念を説明するための図である。本発明では、陸上の位置情報が既知である場所に配置されている基準局１００から、数１０ｋｍ（例えば、約２０ｋｍ〜１００ｋｍ程度）離れた海上の、位置を観測したい場所に配置されている目標位置観測局である第３観測局２３０の３次元位置を、ＧＰＳなどの衛星信号搬送波位相などを利用してＲＴＫ測位によって、ｃｍレベルの高精度で測定する。第３観測局２３０は、海上に配置されているから、その３次元位置には、潮位や波高等も含まれる。
【００２１】
基準局と目標位置観測局間の距離が数１０ｋｍ以上になる場合には、それらの基準局と目標位置観測局への衛星信号搬送波の伝搬経路がかなり異なるから、通常はそれぞれの伝搬経路の状態に差が生じるので、ＲＴＫ測位の精度が低下してしまう。
【００２２】
これに対処するために、本発明では、基準局１００と目標位置観測局である第３観測局２３０との間に、直列状にそれぞれ所定距離ずつ離れた場所（海上）に中間位置観測局、この例では第１観測局２１０及び第２観測局２２０、を配置する。基準局１００と第１観測局２１０間や、そのほかの各観測局間の距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それらの隣り合う局への衛星信号搬送波の伝搬経路がほぼ等しいと見なせる程度の距離、例えば１０ｋｍ以下、に設定されることがよい。
【００２３】
この例では、観測局は３つとしているが、基準局１００と目標位置観測局（この例では、第３観測局）２３０との距離Ｌ０に応じて、中間位置観測局の数は異なってくる。なお、海上に配置される観測局２１０〜２３０は、例えばブイにそれぞれ設けることがよい。
【００２４】
中間位置観測局２１０、２２０は、基準局１００と目標観測局２３０との間の直線上に設けることが望ましい。ただ、各観測局２１０〜２３０の位置はそれぞれ独立して求められるから、中間位置観測局２１０、２２０は必ずしもその直線上にある必要はなく、ジグザグ状や円弧状に配置される等のように基準局１００と目標観測局２３０との間の直線上から外れていてもよい。即ち、基準局１００，中間観測局２１０、２２０、目標観測局２３０が、全体として、直列状に配置されていればよい。
【００２５】
ＲＴＫ測位法は、干渉観測と呼ばれている相対測位法の一種であり、複数の受信点（本例では、基準局１００と第１〜第３観測局２１０〜２３０）で同時に衛星信号を受信してその遅延時間を測定し、受信点間の相対的な位置関係を求める。３次元位置を求めるために、通常は４つ以上の衛星からの衛星信号を受信する。
【００２６】
本発明では、基準局１００、第１〜第３観測局はそれぞれ、衛星信号に追尾し、疑似距離データ及び搬送波位相データを含む追尾データを出力する。
【００２７】
そして、基準局１００に最も近い場所に配置されている観測局２１０の観測位置を、当該観測局２１０の追尾データと基準局１００の追尾データと基準局１００の位置情報とに基づいて求める。
【００２８】
次に、観測局２２０の観測位置を、当該観測局２２０の追尾データと当該観測局の基準局側の直前の観測局２１０の追尾データと観測局２１０の観測位置とに基づいて求める。
【００２９】
そして、観測局２３０の観測位置を、当該観測局２３０の追尾データと当該観測局２３０の基準局側の直前の観測局２２０の追尾データと観測局２２０からの観測位置とに基づいて求める。このように、全ての観測局２１０〜２３０の観測位置を、基準局１００から近い順番に求める。
【００３０】
図２は、本発明の位置観測システムの実施例に係るブロック構成を示す図である。図２において、図１の概念図で説明した事項は、図２においても同様である。
【００３１】
図２において、基準局１００では、アンテナ１０１で複数（４つ以上）の衛星からの衛星信号を受信する。衛星信号追尾装置１０２は、受信された衛星信号を追尾し、追尾に成功した衛星に関して、その衛星−基準局１００間疑似距離データ（以下、疑似距離データ；他の観測局についても同じ）とその衛星からの衛星信号搬送波位相データ（以下、搬送波位相データ；他の観測局についても同じ）を含む追尾データＤ０を発生し、監視局３００へ出力する。軌道データ復調装置１０３は、衛星信号追尾装置１０２で追尾に成功した衛星に関し、その衛星からの衛星信号に重畳されている衛星軌道情報Ｋ０を含む衛星情報を復調し、少なくとも衛星軌道情報Ｋ０を監視局３００へ出力する。
【００３２】
第１観測局２１０では、アンテナ２１１で複数（４つ以上）の衛星からの衛星信号を受信する。衛星信号追尾装置２１２は、受信された衛星信号を追尾し、追尾に成功した衛星に関して、疑似距離データと搬送波位相データを含む追尾データＤ１を発生する。この追尾データＤ１を、無線装置２１５とアンテナ２１６を経由して、監視局３００へ伝送する。
【００３３】
第２観測局２２０では、アンテナ２２１で複数（４つ以上）の衛星からの衛星信号を受信する。衛星信号追尾装置２２２は、受信された衛星信号を追尾し、追尾に成功した衛星に関して、疑似距離データと搬送波位相データを含む追尾データＤ２を発生する。この追尾データＤ２を、無線装置２２５とアンテナ２２６を経由して、監視局３００へ伝送する。
【００３４】
第３観測局２３０では、アンテナ２３１で複数（４つ以上）の衛星からの衛星信号を受信する。衛星信号追尾装置２３２は、受信された衛星信号を追尾し、追尾に成功した衛星に関して、疑似距離データと搬送波位相データを含む追尾データＤ３を発生する。この追尾データＤ３を、無線装置２３５とアンテナ２３６を経由して、監視局３００へ伝送する。
【００３５】
基準局１００、第１〜第３観測局２１０〜２３０は、それぞれ独立して動作し、同時刻の疑似距離データ、搬送波位相データを含む追尾データＤ０〜Ｄ３を得る。それらの追尾データＤ０〜Ｄ３には、それぞれ同じ複数の衛星からの衛星信号に対応したものが含まれている。
【００３６】
基準局１００や各観測局２１０〜２３０では、衛星信号を利用して各々の場所で単独測位を行うことで衛星時刻に同期して、マイクロ秒以下の誤差で正確に時刻を求めることができる。本発明でも、この同時刻の時刻情報を用いて各局間での信号処理の同時性を確保し、高い位置精度を得ている。
【００３７】
監視局３００は、第１観測局２１０からの追尾データＤ１を受信するためのアンテナ３１６及び無線装置３１５と、第２観測局２２０からの追尾データＤ２を受信するためのアンテナ３２６及び無線装置３２５と、第３観測局２３０からの追尾データＤ３を受信するためのアンテナ３３６及び無線装置３３５を有している。なお、これらのアンテナ３１６〜３３６、無線装置３１５〜３３５は、各監視局に対応して個々に設けているが、時分割多重通信方式を採用することにより共通のアンテナ、無線装置とすることができる。
【００３８】
また、監視局３００は、第１〜第３観測局２１０〜２３０の３次元位置（絶対位置）Ｐ１〜Ｐ３を得るための、第１〜第３ＲＴＫ測位演算装置３１４〜３３４を有している。
【００３９】
第１ＲＴＫ測位演算装置３１４は、基準局１００における追尾データＤ０と、第１観測局２１０における追尾データＤ１と、基準局位置情報Ｐ０と、衛星軌道情報Ｋ０を用いて、ＲＴＫ測位演算を行う。このＲＴＫ測位演算により、第１観測局２１０の３次元位置（絶対位置）Ｐ１を求めて出力する。この３次元位置（絶対位置）Ｐ１の高さ情報から、潮位や波高が得られる。
【００４０】
第２ＲＴＫ測位演算装置３２４は、第１観測局２１０における追尾データＤ１と、第２観測局２２０における追尾データＤ２と、第１観測局２１０の３次元位置Ｐ１と、衛星軌道情報Ｋ０を用いて、ＲＴＫ測位演算を行う。このＲＴＫ測位演算により、第２観測局２２０の３次元位置（絶対位置）Ｐ２を求めて出力する。この３次元位置（絶対位置）Ｐ２の高さ情報から、潮位や波高が得られる。
【００４１】
第３ＲＴＫ測位演算装置３３４は、第２観測局２２０における追尾データＤ２と、第３観測局２３０における追尾データＤ３と、第２観測局２２０の３次元位置Ｐ２と、衛星軌道情報Ｋ０を用いて、ＲＴＫ測位演算を行う。このＲＴＫ測位演算により、第３観測局２３０の３次元位置（絶対位置）Ｐ３を求めて出力する。この第３観測局２３０、即ち目標位置観測局の３次元位置（絶対位置）Ｐ３の高さ情報から、目標位置における潮位や波高が得られる。
【００４２】
基準局１００と第１観測局２１０間の距離Ｌ１、第１観測局２１０と第２観測局２２０間の距離Ｌ２、及び第２観測局２２０と第３観測局２３０間の距離Ｌ３はそれぞれ、衛星信号搬送波の伝搬経路がほぼ等しいと見なせる程度の距離（１０ｋｍ以下）であるから、基準局１００と第１観測局２１０間の相対位置、第１観測局２１０と第２観測局２２０間の相対位置、及び第２観測局２２０と第３観測局２３０間の相対位置は、少ない誤差で求まる。
【００４３】
したがって、基準局位置情報Ｐ０を基準にして、基準局１００と第１観測局２１０間の相対位置、第１観測局２１０と第２観測局２２０間の相対位置、及び第２観測局２２０と第３観測局２３０間の相対位置から、各観測局２１０〜２３０の３次元位置（絶対位置）Ｐ１〜Ｐ３が少ない誤差、即ちｃｍレベルの精度で、順次求められる。
【００４４】
なお、各観測局２１０〜２３０の３次元位置Ｐ１〜Ｐ３求める際に、わずかな相関性の差等による若干の誤差が残ることがある。しかし、この誤差は、各局間で各々異なる量であり、その符号も異なる場合も多いから、一方的に累積していく場合は少ない。即ち、基準局１００と目標観測局（この例では観測局２３０）間の距離Ｌ０が長くなっても誤差はそれほど大きくならない傾向にある。したがって、本発明の位置観測システムは、基準局と目標観測局間の距離Ｌ０として、約１００ｋｍ程度までは、位置観測の精度を高く維持して、適用可能である。
【００４５】
このように、本発明の位置観測システムでは、衛星信号搬送波の伝搬経路の状態に影響されることが少なく、基準局１００と目標位置観測局２３０間の距離が数１０ｋｍ以上になる場合にも、目標位置観測局２３０の３次元位置を、数ｃｍレベルの高精度で観測できる。
【００４６】
基準局１００は陸上に設置され、中間位置観測局（第１、第２観測局）２１０、２２０と目標位置観測局（第２観測局）２３０は海上に配置されて、潮位や波高などを高精度に且つリアルタイムに観測できる。これにより、潮位観測システムとして用いて、海岸から数１０ｋｍ以上離れた海上での正確な測位をおこない、津波などの早期発見に有効に適用できる。
【００４７】
また、本発明の位置観測システムにおいて、目標位置観測局２３０の観測位置Ｐ３及び各中間位置観測局２１０、２２０の観測位置Ｐ１，Ｐ２を継続して求め、それらの観測位置Ｐ１〜Ｐ３を個々に出力して、その時間的変化を監視可能にする。これにより、潮位観測システムとして用いて、各観測局２１０〜２３０における潮位や波高の観測位置Ｐ１〜Ｐ３の変化を、それらの配置場所と時間経過との関係で把握できるから、津波などの早期発見にさらに有効である。
【００４８】
図３は、本発明の位置観測システムの他の実施例に係るブロック構成を示す図である。
【００４９】
図３の実施例において、ＲＴＫ測位演算装置３３４は、図２の実施例に加えてさらに、第３観測局（目標位置観測局）２３０の観測位置Ｐ３を、その第３観測局２３０からの追尾データＤ３と、基準局１００からの追尾データＤ０と、基準局１００の位置情報Ｐ０とに基づいて、直接求める機能をも有している。
【００５０】
そして、全ての観測局２１０〜２３０の観測位置Ｐ１〜Ｐ３を基準局１００から近い順番に求めた第３観測局２３０の観測位置Ｐ３と、追尾データＤ３と追尾データＤ０と位置情報Ｐ０とに基づいて直接求めた第３観測局２３０の観測位置Ｐ３とを、両方とも利用可能にしている。
【００５１】
そのようにするために、第３ＲＴＫ測位演算装置３３４には、基準局１００からの追尾データＤ０と、基準局１００の位置情報Ｐ０を入力している。また、第３観測局２３０の観測位置Ｐ３を、観測局２１０〜２３０の観測位置Ｐ１〜Ｐ３を基準局１００から近い順番に求める順次方法か、あるいは追尾データＤ３と追尾データＤ０と位置情報Ｐ０とに基づいて直接求める直接方法かを、切り替えるための切替信号ＣＳを必要に応じて入力するようにしている。または、切り替えることなく、順次方法による観測位置と直接方法による観測位置との両方を演算して、出力するようにしてもよい。図３の他の構成は、図２の実施例と同様である。
【００５２】
順次方法では、複数の中間位置観測局（この例では、観測局２１０、２２０）を経由する分、観測位置Ｐ３にわずかな相関性の差等による若干の誤差が生じる。
【００５３】
一方、基準局１００と目標位置観測局２３０間の距離Ｌ０が長い場合でも、それら両局への衛星信号の伝搬経路がほぼ一様であって、伝搬遅延誤差の影響が小さいときには、直接方法による観測位置Ｐ３の誤差が小さい場合もある。例えば、伝搬経路の状態に大きな影響を与える電離層は、昼間は太陽の影響を受けて活発化され、時間変動や局所変動が大きいが、夜間はその時間変動自体小さく、その結果地域変動も小さくなる。
【００５４】
したがって、順次方法と直接方法における誤差の大小を、ある時間範囲の観測位置やその変動などに基づいて、判断する。
【００５５】
このように、順次方法によって求めた目標位置観測局２３０の観測位置Ｐ３と、直接方法によって求めた目標位置観測局２３０の観測位置Ｐ３とを、両方とも利用可能にして、衛星信号搬送波の伝搬経路（特に、電離層）の状態や誤差の大小等に応じて、そのいずれかの方法により得られた観測位置を選択的に利用することができる。
【００５６】
以上の実施例では、得られた観測位置Ｐ３で判断しているが、衛星毎に伝搬経路の影響が大きく異なる場合が少なくない。例えば、衛星Ａ〜Ｄからの衛星信号を利用する場合に、衛星Ａ、Ｄからの衛星信号には誤差が少なく、一方、衛星Ｂ、Ｃからの衛星信号には誤差が多い場合を想定する。
【００５７】
この場合には、衛星Ａ、Ｄからの衛星信号に対しては直接方法により求めた観測値（例えば、搬送波位相データ等）を使用し、衛星Ｂ、Ｃからの衛星信号に対しては順次方法により求めた観測値を使用するようにする。それら衛星Ａ〜Ｄからの衛星信号による観測値に基づいて、観測位置を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の位置観測システムの基本的な概念を説明するための図
【図２】本発明の位置観測システムの実施例に係るブロック構成を示す図
【図３】本発明の位置観測システムの他の実施例に係るブロック構成を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１００  基準局
１０１  アンテナ
１０２  衛星信号追尾装置
１０３  軌道データ復調装置
２１０  第１観測局
２２０  第２観測局
２３０  第３観測局
２１１、２２１、２３１  アンテナ
２１２、２２２、２３２  衛星信号追尾装置
２１５、２２５、２３５  無線装置
２１６、２２６、２３６  アンテナ
３００  監視局
３１４、３２４、３３４  ＲＴＫ測位演算装置
３１５、３２５、３３５  無線装置
３１６、３２６、３３６  アンテナ
Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３  追尾データ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  観測位置
Ｋ０  衛星軌道情報
【図１】
2006071561.tif 000003
【図２】
2006071561.tif 000004
【図３】
2006071561.tif 000005