(57)【要約】【課題】  状況に応じて精度の高い測位結果を取得する。【解決手段】  測位サーバ１００において、通信部１１０は移動体の擬似距離と擬似距離補正値とを受信する。擬似距離補正測位部１２０は擬似距離補正値で擬似距離を補正し、補正した擬似距離を用いて測位する。また、通信部１１０は基準局の擬似距離と移動体の単独測位の結果とを受信する。単独測位部１３０は基準局の擬似距離を用いて基準局についての単独測位を行う。位置補正データ生成部１４０は基準局の単独測位結果と正確な座標値との差分から位置補正値を算出する。位置補正データスムージング処理部１５０はこれまでの位置補正値を平滑化した位置補正値を算出する。位置補正測位部１６０は位置補正値で移動体の単独測位の結果を補正して測位する。そして、測位結果選択部１７０は擬似距離補正測位部１２０の測位結果と位置補正測位部１６０の測位結果とで精度の高い方の測位結果を選択し出力する。【選択図】        図３
2006258461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）における擬似距離補正データと測位対象装置の擬似距離データとを入力し、前記擬似距離補正データに基づき前記擬似距離データを補正し、補正した擬似距離データに基づいて前記測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第１の測位結果データを出力する第１の測位部と、
ＤＧＰＳにおける位置補正データと前記測位対象装置の位置データとを入力し、前記位置補正データに基づき前記位置データを補正して前記測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第２の測位結果データを出力する第２の測位部と、
前記第１の測位部が出力した第１の測位結果データと前記第２の測位部が出力した第２の測位結果データとのいずれかの測位結果データを選択し、選択した前記測位結果データを前記測位対象装置の位置を示す測位結果データとして出力する測位結果選択部と
を備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記測位結果選択部は、
前記第１の測位結果データの示す位置と前記第２の測位結果データの示す位置との隔たりを示す距離値と特定の距離を示す閾値とを比較し、距離値が閾値より大きい場合に前記第２の測位結果データを選択し、距離値が閾値以下の場合に前記第１の測位結果データを選択する
ことを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
前記測位装置は、さらに、
前記位置補正データを記憶する位置補正データ記憶部を備え、
前記第２の測位部は、
過去の測位の際に前記位置補正データ記憶部に記憶された前記位置補正データと今回の測位で前記位置補正データ記憶部に記憶された前記位置補正データとに基づいて前記位置データを補正する
ことを特徴とする請求項１または請求項２いずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
前記測位装置は、さらに、
基準局の座標の真値を示す基準局座標真値データを記憶する基準局座標真値記憶部と、
ＤＧＰＳにおける前記基準局の観測データを入力し、入力した前記観測データに基づいて前記基準局の位置を測位し、測位した前記基準局の位置を示す基準局測位結果データを出力する基準局測位部と、
前記基準局座標真値記憶部に記憶された前記基準局座標真値データと前記基準局測位部が出力した前記基準局測位結果データとに基づいて前記位置補正データを生成する位置補正データ生成部と
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
前記第１の測位部は、
面補正処理に基づいて生成された前記擬似距離補正データを入力する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の測位装置。
【請求項６】
前記第２の測位部は、
カルマンフィルタ処理を用いた測位結果である前記測位対象装置の前記位置データを入力する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかに記載の測位装置。
【請求項７】
第１の測位として、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）における擬似距離補正データと測位対象装置の擬似距離データとを入力して前記擬似距離補正データに基づいて前記擬似距離データを補正し、補正した擬似距離データに基づいて前記測位対象装置の位置を測位し、第２の測位として、ＤＧＰＳにおける位置補正データと前記測位対象装置の位置データとを入力して前記位置補正データに基づき前記位置データを補正して前記測位対象装置の位置を測位し、第１の測位の結果と第２の測位の結果とのいずれかの結果を選択し、選択した結果を前記測位対象装置の位置とする
ことを特徴とする測位方法。
【請求項８】
第１の測位として、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）における擬似距離補正データと測位対象装置の擬似距離データとを入力して前記擬似距離補正データに基づいて前記擬似距離データを補正し、補正した擬似距離データに基づいて前記測位対象装置の位置を測位し、第２の測位として、ＤＧＰＳにおける位置補正データと前記測位対象装置の位置データとを入力して前記位置補正データに基づいて前記位置データを補正して前記測位対象装置の位置を測位し、第１の測位の結果と第２の測位の結果とのそれぞれが示す前記測位対象装置の位置の隔たりを示す距離値と特定の距離を示す閾値とを比較し、距離値が閾値より大きい場合に前記第２の測位の結果を選択し、距離値が閾値以下の場合に前記第１の測位の結果を選択し、選択した結果を前記測位対象装置の位置とする
ことを特徴とする測位方法。
【請求項９】
請求項７または請求項８いずれかに記載の測位方法をコンピュータに実行させる測位プログラム。
【請求項１０】
第１の測位手法により測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第１の測位結果データを出力する第１の測位部と、
第１の測位手法とは異なる第２の測位手法により前記測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第２の測位結果データを出力する第２の測位部と、
前記第１の測位部が出力した第１の測位結果データと前記第２の測位部が出力した第２の測位結果データとのいずれかの測位結果データを選択し、選択した前記測位結果データを前記測位対象装置の位置を示す測位結果データとして出力する測位結果選択部と
を備えたことを特徴とする測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムにおける測位装置、測位方法および測位プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のセンター型ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）方式では、各衛星の擬似距離データを端末側からセンターに送信し、センターで端末から送られてきた擬似距離データと補正データを用いてＤＧＰＳ計算をして高精度化処理を行っていた。
【特許文献１】特開２００１−０１４５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、擬似距離データはマルチパスの影響により実際の擬似距離に対して数百ｍ以上の誤差を持つ場合があるため、端末で計算された単独測位結果より精度劣化する場合がある。
【０００４】
本発明は、上記の課題などを解決するためになされたもので、状況に応じて、精度の高い測位結果を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の測位装置は、擬似距離補正データと測位対象装置の擬似距離データとを入力し、前記擬似距離補正データに基づき前記擬似距離データを補正し、補正した擬似距離データに基づいて前記測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第１の測位結果データを出力する第１の測位部と、ＤＧＰＳにおける位置補正データと前記測位対象装置の位置データとを入力し、前記位置補正データに基づき前記位置データを補正して前記測位対象装置の位置を測位し、測位した前記測位対象装置の位置を示す第２の測位結果データを出力する第２の測位部と、前記第１の測位部が出力した第１の測位結果データと前記第２の測位部が出力した第２の測位結果データとのいずれかの測位結果データを選択し、選択した前記測位結果データを前記測位対象装置の位置を示す測位結果データとして出力する測位結果選択部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１の測位結果と第２の測位結果とのいずれかの測位結果を選択することにより、より精度の高い測位結果を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
参考例１．
擬似距離を補正し、補正した擬似距離を用いて測位するＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）について以下に説明する。
【０００８】
ここで、ＧＰＳとは、測位衛星が発信する搬送波を観測し、観測情報に基づいて測位する測位システムのことである。
また、搬送波とは、測位衛星の軌道情報（エフェメリス、アルマナック）などのデータ（航法メッセージ）を表す測距信号を伝搬する電波のことである。
また、観測情報とは、測距信号の表すデータや擬似距離を含むデータのことである。
また、擬似距離は、搬送波を受信する受信機と測位衛星との距離を示し、搬送波の伝搬時間に光速を乗じて算出した距離のことである。搬送波の伝搬速度は、通常は光速であるが、電離層や対流圏などの影響により伝搬速度は減速する。このため、搬送波の伝搬は遅延し、伝搬時間に光速を乗じて算出した距離は、受信機と測位衛星との実際の距離と相違する誤差を含んだ距離であり、擬似距離と呼ばれる。受信機は、測位衛星と同期を取って生成した信号と受信した搬送波（測距信号）との位相差に基づいて搬送波の伝搬時間を算出する。
また、ＧＰＳでの測位処理では、測位対象（受信機）の座標（位置）を示す「緯度」、「経度」、「高さ」と、測距信号の同期を取るために用いる測位衛星の時計と受信機の時計との「時計誤差」との４つの値が未知数であるため、４つの擬似距離とそれぞれの擬似距離に対応する測位衛星の座標を用いて４つの連立方程式を生成し、連立方程式を計算することで測位対象の位置（座標）を算出する。測位衛星の座標は測距信号の表す測位衛星の軌道情報に基づいて算出し取得する。
【０００９】
また、ＤＧＰＳとは、基準局で観測した観測情報に基づいて擬似距離または測位結果（位置）を補正して測位する測位システムのことである。
また、基準局とは、正確な位置を示す座標値が既知である固定の設備であり、搬送波を受信し観測情報を取得する受信機を備える。
【００１０】
以下、ＤＧＰＳにおいて、擬似距離を補正する補正値を擬似距離補正値、測位結果（位置）を補正する補正値を位置補正値とする。
また、擬似距離補正値で補正した擬似距離を用いて行う測位を擬似距離補正測位とする。擬似距離補正測位では、補正した擬似距離を用いて上述のＧＰＳでの測位処理と同様に測位処理を行う。
また、位置補正値で測位結果を補正する測位処理を位置補正測位とする。位置補正測位では、補正した測位結果の示す座標を測位対象の位置とする。
また、擬似距離補正測位、位置補正測位を用いないＧＰＳの測位を単独測位とする。
また、単独測位により算出した座標値を座標概算値とする。
また、正確な位置を示す座標値を座標真値とする。
【００１１】
ＤＧＰＳでは、基準局と各測位衛星との実際の距離と擬似距離との差分に基づいて、各測位衛星毎に擬似距離補正値を算出する。
また、基準局が実際に位置する座標と測位結果の示す座標との差分に基づいて位置補正値を算出する。
また、各基準局毎に擬似距離補正値、位置補正値を算出する。
【００１２】
そして、測位対象の近隣の基準局に対応する擬似距離補正値または位置補正値を用いて補正処理を行い測位する。近隣に位置する測位対象と基準局とでは電離層や対流圏の影響が同程度となり搬送波の伝搬の遅延により生じる誤差量が近似する。つまり、擬似距離補正値または位置補正値を用いた補正処理を行うことで、測位対象の位置する場所における搬送波の伝搬の遅延により生じる誤差量を補うことができ、ＤＧＰＳはＧＰＳに比べ高い精度の測位結果が得られる。
【００１３】
図１は、衛星測位システム（ＤＧＰＳ）の構成図である。
擬似距離を補正し、補正した擬似距離を用いて測位するＤＧＰＳの構成例について、図１に基づいて以下に説明する。
【００１４】
衛星測位システムは以下の構成要素を備える。
測位対象である移動体の測位用装置である移動体装置４００。
各地を移動する各移動体の位置情報を管理する移動体管理サーバ５００。
移動体装置４００と移動体管理サーバ５００との間でデータの転送を行う通信装置６２０。
基準局の測位用装置である基準局装置２００。
各地に点在する基準局の観測情報（基準局擬似距離、航法メッセージ）を管理し、擬似距離補正値を算出する基準局管理サーバ３００。
基準局装置２００かと基準局管理サーバ３００との間でデータの転送を行う通信装置６１０。
擬似距離補正測位を行う測位サーバ１００。
【００１５】
また、各構成要素はそれぞれ以下の構成をとる。
【００１６】
移動体装置４００は、ＧＰＳ受信部４１０、単独測位部４２０および通信部４３０を備える。
ＧＰＳ受信部４１０は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し、測位衛星と移動体との擬似距離（以下、移動体擬似距離とする）を算出する。
単独測位部４２０は単独測位を行う。
通信部４３０は通信装置６２０と無線でデータの送受信を行う。
【００１７】
移動体管理サーバ５００は、通信部５１０と管理部５２０とを備える。
通信部５１０は、通信装置６２０を介して移動体装置４００とデータの送受信を行う。また、測位サーバ１００とデータの送受信を行う。
管理部５２０は、測位サーバ１００が測位した移動体の座標値に基づいて各移動体に対する管理処理を行う。
【００１８】
基準局装置２００は、ＧＰＳ受信部２１０と通信部２２０とを備える。
ＧＰＳ受信部２１０は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し、測位衛星と基準局との擬似距離（以下、基準局擬似距離とする）を算出する。
通信部２２０は、通信装置６１０と無線でデータの送受信を行う。
【００１９】
基準局管理サーバ３００は、通信部３１０、擬似距離補正データ生成部３２０および記憶部３９０を備える。
通信部３１０は、通信装置６１０を介して基準局装置２００とデータの送受信を行う。また、測位サーバ１００とデータの送受信を行う。
擬似距離補正データ生成部３２０は擬似距離補正値を算出する。
記憶部３９０は各基準局の座標真値を記憶する。
【００２０】
測位サーバ１００は、通信部１１０と擬似距離補正測位部１２０とを備える。
通信部１１０は、移動体管理サーバ５００および基準局管理サーバ３００とデータの送受信を行う。
擬似距離補正測位部１２０は擬似距離補正測位を行う。
【００２１】
図２は、衛星測位システム（ＤＧＰＳ）の測位処理の流れを示すフローチャートである。
図１で説明した衛星測位システム（ＤＧＰＳ）の測位処理の流れについて、図２に基づいて以下に説明する。
【００２２】
（擬似距離生成工程／処理）
まず、移動体装置４００は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し（Ｓ１０１）、移動体擬似距離を移動体管理サーバ５００に送信する（Ｓ１０２）。
【００２３】
（擬似距離出力工程／処理）
次に、移動体管理サーバ５００は、移動体装置４００が送信した移動体擬似距離を受信し（Ｓ１０３）、測位サーバ１００に送信する（Ｓ１０４）。
【００２４】
（観測情報取得工程／処理）
また、基準局装置２００は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し（Ｓ１０５）、観測情報を基準局管理サーバ３００に送信する（Ｓ１０６）。
【００２５】
（擬似距離補正値算出工程／処理）
次に、基準局管理サーバ３００は、基準局装置２００が送信した観測情報を受信し（Ｓ１０７）、擬似距離補正値を生成し（Ｓ１０８）、測位サーバ１００に送信する（Ｓ１０９）。
【００２６】
（擬似距離補正測位工程／処理）
次に、測位サーバ１００は、移動体管理サーバ５００が送信した移動体擬似距離を受信（Ｓ１１０）すると共に、基準局管理サーバ３００が送信した擬似距離補正値を受信し（Ｓ１１１）、擬似距離補正値により移動体擬似距離を補正し（Ｓ１１２）、補正した擬似距離を用いて測位計算（Ｓ１１３）し、測位結果を移動体管理サーバ５００に送信する（Ｓ１１４）。
【００２７】
（測位結果管理工程／処理）
次に、移動体管理サーバ５００は、測位サーバ１００が送信した測位結果を受信し（Ｓ１１５）、各移動体に対する管理処理を行う（Ｓ１１６）。
【００２８】
次に、各処理の詳細について説明する。
【００２９】
Ｓ１０１〜Ｓ１０２の処理について以下に説明する。
移動体装置４００において、ＧＰＳ受信部４１０は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し、移動体擬似距離を算出し、移動体擬似距離を示す移動体擬似距離データを出力する。移動体擬似距離の算出方法は、上述のＧＰＳでの擬似距離の算出方法を用いる。
また、単独測位部４２０は、ＧＰＳ受信部４１０が出力した移動体擬似距離データを入力し、移動体擬似距離を用いて単独測位を行い、測位結果である移動体の座標値を示すデータ（移動体単独測位結果）を出力する。単独測位の処理方法は、上述のＧＰＳでの測位処理方法を用いる。
また、通信部４３０は、ＧＰＳ受信部４１０が出力した移動体擬似距離データと単独測位部４２０が出力した移動体単独測位結果とを無線で通信装置６２０に送信する。
【００３０】
Ｓ１０３〜Ｓ１０４の処理について以下に説明する。
移動体管理サーバ５００において、通信部５１０は、移動体装置４００が送信し通信装置６２０が転送した移動体擬似距離データと移動体単独測位結果とを受信する。また、受信した移動体擬似距離データと移動体単独測位結果とを測位サーバ１００に送信する。
【００３１】
Ｓ１０５〜Ｓ１０６の処理について以下に説明する。
基準局装置２００において、ＧＰＳ受信部２１０は、測位衛星から測距信号を乗せた搬送波を受信し、基準局擬似距離を算出する。そして、基準局擬似距離を示す基準局擬似距離データを含む観測情報を出力する。観測情報には測位衛星の軌道情報のデータも含まれる。基準局擬似距離の算出方法は、上述のＧＰＳでの擬似距離の算出方法を用いる。
また、通信部２２０は、ＧＰＳ受信部２１０が出力した観測情報を無線で通信装置６１０に送信する。
【００３２】
Ｓ１０７〜Ｓ１０９の処理について以下に説明する。
基準局管理サーバ３００において、通信部３１０は、基準局装置２００が送信し通信装置６１０が転送した観測情報を受信する。
次に、擬似距離補正データ生成部３２０は、通信部３１０が受信した観測情報を入力し、記憶部３９０から各基準局の座標真値を示す基準局座標真値データを入力する。次に、観測情報から軌道情報（エフェメリスなど）を取得し、軌道情報に基づいて測位衛星の座標値を算出する。次に、算出した測位衛星の座標値と基準局座標真値データの示す基準局の座標真値とに基づいて基準局と測位衛星との距離を算出する。そして、算出した基準局と測位衛星との距離と観測情報に含まれる基準局擬似距離との差分に基づいて擬似距離補正値を算出し、算出した擬似距離補正値を示す擬似距離補正データを出力する。
次に、通信部３１０は、擬似距離補正データ生成部３２０が出力した擬似距離補正データを測位サーバ１００に送信する。
【００３３】
Ｓ１１０〜Ｓ１１４の処理について以下に説明する。
測位サーバ１００において、通信部１１０は、移動体管理サーバ５００が送信した移動体擬似距離データと移動体単独測位結果とを受信する。また、基準局管理サーバ３００が送信した擬似距離補正データを受信する。
次に、擬似距離補正測位部１２０は、通信部１１０が受信した移動体擬似距離データ、移動体単独測位結果および擬似距離補正データを入力して擬似距離補正測位処理を行い、測位結果である移動体の座標値を示すデータ（擬似距離補正測位結果）を出力する。擬似距離補正測位の処理方法は、上述のＤＧＰＳでの擬似距離補正測位の処理方法を用いる。このとき、擬似距離補正測位部１２０は、移動体単独測位結果の示す移動体の座標概算値に基づいて、移動体の近隣に位置する基準局に対応する擬似距離補正値を選択し、選択した擬似距離補正値を用いて補正処理して測位する。このため、擬似距離補正測位部１２０は、基準局（または基準局の座標真値）に対応して擬似距離補正値が示される擬似距離補正データを入力データとする。例えば、擬似距離補正データが擬似距離補正値と共に基準局の座標値を示してもよいし、測位サーバ１００が各基準局の座標真値を記憶する記憶部（図示しない）を備え、擬似距離補正データが擬似補正値と共に基準局の識別情報を示し、測位サーバ１００が基準局の識別情報に対応する基準局の座標値を記憶部から取得してもよい。
そして、通信部１１０は、擬似距離補正測位部１２０が出力した測位結果を示すデータを移動体管理サーバ５００に送信する。
以下、測位サーバ１００の測位結果のデータをサーバ測位結果とする。
【００３４】
Ｓ１１５〜Ｓ１１６の処理について以下に説明する。
このとき、移動体管理サーバ５００において、通信部５１０は、測位サーバ１００が送信したサーバ測位結果を受信する。
そして、管理部５２０は、通信部５１０が受信したサーバ測位結果を入力し、サーバ測位結果の示す移動体の座標値に基づいて各種の管理処理を行う。例えば、タクシー会社の配車システムに利用する場合、移動体管理サーバ５００は、各タクシーの走行位置に基づいて指定場所に配車する最適なタクシーを抽出するなどの管理処理を行う。
【００３５】
上記参考例１では、擬似距離補正測位により高精度な測位結果を取得する衛星測位システム（ＤＧＰＳ）について説明した。
【００３６】
擬似距離補正測位を行う衛星測位システムでは、利用者（例えば、上記参考例１における移動体管理サーバ５００の運用者）の通信費用の削減のために、移動体装置４００から測位サーバ１００への移動体擬似距離データの送信回数を抑制する運用が考えられる。この場合、移動体管理サーバ５００は、移動体装置４００からの移動体擬似距離データの送信を行わないために測位サーバ１００が測位処理できない時間帯の移動体の座標値を、外挿による測位計算により算出する。
しかし、移動体がオープンスカイ環境に位置しない場合には、搬送波のマルチパスが発生し、マルチパスの影響により移動体装置４００が算出する擬似距離に大きな誤差が発生する。例えば、マルチパスの影響により数百ｍ以上の誤差が発生する。マルチパスで発生するこのような大きな誤差は擬似距離補正値で補正することができない。このため、移動体がオープンスカイ環境に位置しない場合には、測位サーバ１００の算出する測位結果の精度が低下する。つまり、精度の低い測位結果に基づいて移動体管理サーバ５００が外挿により算出する測位結果の精度も低下する。
【００３７】
実施の形態１．
実施の形態１では、測位サーバ１００が状況に応じて最適な測位結果を取得する衛星測位システム（ＤＧＰＳ）について説明する。
以下、上記参考例１で示した衛星測位システム（ＤＧＰＳ）と異なる部分について主に説明する。
【００３８】
実施の形態１において、移動体装置４００の単独測位部４２０はカルマンフィルタ処理により測位を行う。カルマンフィルタ処理とは、測位結果に対して、移動体の位置、加速度、方位などの状態量を力学的にモデル化（状態方程式、観測方程式）し、モデル化した状態方程式、観測方程式で外挿して移動体の状態量（位置）の精度を高める処理である。上記参考例１で説明した単独測位により算出した位置と比べ、カルマンフィルタ処理により算出した位置の方が精度は高い。以下、カルマンフィルタ処理により算出した位置を示す座標値を座標外挿値とする。
また、基準局管理サーバ３００は、基準局装置２００から通信装置６１０を介して受信した基準局の観測情報を擬似距離補正データと共に測位サーバ１００に送信する。
また、基準局管理サーバ３００の擬似距離補正データ生成部３２０は面補正（ＦＫＰ）方式により擬似距離補正値を算出する。面補正方式ではより精度の高い擬似距離補正値を算出することができる。つまり、面補正方式により算出した擬似距離補正値を用いた擬似距離補正測位ではより精度の高い測位結果を算出することができる。
【００３９】
図３は、実施の形態１における測位サーバ１００の構成図である。
実施の形態１における測位サーバ１００の構成について、図３に基づいて以下に説明する。
【００４０】
測位サーバ１００は、通信部１１０、擬似距離補正測位部１２０、単独測位部１３０、位置補正データ生成部１４０、位置補正データスムージング処理部１５０、位置補正測位部１６０、測位結果選択部１７０および記憶部１９０を備える。
【００４１】
通信部１１０は、基準局管理サーバ３００および移動体管理サーバ５００とデータの送受信を行う。
擬似距離補正測位部１２０は擬似距離補正測位を行う。
単独測位部１３０は単独測位を行う。
位置補正データ生成部１４０は位置補正値を算出する。
位置補正データスムージング処理部１５０は位置補正値について平滑化処理を行う。
位置補正測位部１６０は位置補正測位を行う。
測位結果選択部１７０は、擬似距離補正測位による測位結果と位置補正測位による測位結果とで精度の高い方の測位結果を選択する。
記憶部１９０は、各基準局の座標真値を記憶する。
【００４２】
図４は、実施の形態１における測位サーバ１００の測位処理の流れを示すフローチャートである。
実施の形態１における測位サーバ１００の測位処理について、図４に基づいて以下に説明する。
【００４３】
測位サーバ１００は、擬似距離補正測位（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）と位置補正測位（Ｓ２０４〜Ｓ２０８）とを行い、擬似距離補正測位の測位結果と位置補正測位の測位結果とで精度の高い方の測位結果を選択し（Ｓ２０９）、選択した測位結果を出力する（Ｓ２１０）。
【００４４】
次に、各処理の詳細について説明する。
【００４５】
Ｓ２０１〜Ｓ２０３（擬似距離補正測位）について説明する。
擬似距離補正測位については、上記参考例１で説明した処理と同様である。
【００４６】
つまり、通信部１１０は、移動体管理サーバ５００から移動体擬似距離データを受信し、基準局管理サーバ３００から擬似距離補正データを受信する（Ｓ２０１：擬似距離補正測位入力工程／処理）。
次に、擬似距離補正測位部１２０は、通信部１１０が受信した移動体擬似距離データの示す移動体擬似距離を擬似距離補正データの示す擬似距離補正値で補正計算する（Ｓ２０２：擬似距離補正工程／処理）。
そして、擬似距離補正測位部１２０は、補正した擬似距離を用いて測位計算し、測位結果（擬似距離補正測位結果）を出力する（Ｓ２０３：擬似距離補正測位工程／処理）。
【００４７】
Ｓ２０４〜Ｓ２０８（位置補正測位）について説明する。
【００４８】
通信部１１０は、基準局管理サーバ３００から基準局擬似距離データを受信し、移動体管理サーバ５００から移動体単独測位結果を受信する（Ｓ２０４：位置補正測位入力工程／処理）。
【００４９】
次に、単独測位部１３０は、通信部１１０が受信した基準局擬似距離データを入力し、基準局擬似距離を用いて単独測位を行い、測位結果である基準局の座標値を示すデータ（基準局単独測位結果）を出力する（Ｓ２０５：単独測位工程／処理）。
単独測位部１３０が行う単独測位処理は、上記参考例１で説明した移動体装置４００の単独測位部４２０が行う単独測位処理と同様である。
【００５０】
次に、位置補正データ生成部１４０は、位置補正値を算出し記憶部１９０に記憶する（Ｓ２０６：位置補正データ生成工程／処理）。
【００５１】
次に、位置補正データスムージング処理部１５０は、位置補正値に対する平滑化処理を行い、平滑化処理した位置補正値を示す位置補正データを出力する（Ｓ２０７：位置補正データ平滑化工程／処理）。
【００５２】
次に、位置補正測位部１６０は、位置補正データの示す位置補正値で移動局単独測位結果の示す移動局の座標値（位置）を補正し、補正した結果を示すデータ（位置補正測位結果）を出力する（Ｓ２０８：位置補正測位工程／処理）。
【００５３】
次に、測位結果選択部１７０は、擬似距離補正測位結果と位置補正測位結果とで精度の高い方の測位結果を選択し出力する（Ｓ２０９：測位結果選択工程／処理）。
【００５４】
次に、通信部１１０は、測位結果選択部１７０が出力した測位結果を示すデータ（サーバ測位結果）を移動体管理サーバ５００に送信する（Ｓ２１０：測位結果出力工程／処理）。
【００５５】
さらに、各処理の詳細について説明する。
【００５６】
Ｓ２０６（位置補正データの生成）について以下に説明する。
【００５７】
位置補正データ生成部１４０は、単独測位部１３０が出力した基準局単独測位結果と記憶部１９０に記憶された基準局座標真値データとを入力する。そして、基準局単独測位結果の示す基準局の座標概算値と基準局座標真値データの示す基準局の座標真値との差分に基づいて補正値を算出する。
【００５８】
「経度」の補正値を「Δλ」、「緯度」の補正値を「Δφ」、「高さ」の補正値を「Δｈ」で表す場合の位置補正値（Δφ、Δλ、Δｈ）の算出式は以下の通りである。
【００５９】
Δλ  ＝  （λｃａｌｃ  −  λｔｒｕｅ）×ｌａ（φｔｒｕｅ）      （式１）
Δφ  ＝  （φｃａｌｃ  −  φｔｒｕｅ）×ｌｂ（φｔｒｕｅ）      （式２）
Δｈ  ＝    ｈｃａｌｃ  −  ｈｔｒｕｅ                            （式３）
ここで、
Δλ、Δφ、Δｈの単位をメートル［ｍ］
とする。
また、
基準局の座標真値（φｔｒｕｅ［ｄｅｇ］、λｔｒｕｅ［ｄｅｇ］、ｈｔｒｕｅ［ｍ］）、
基準局の座標概算値（φｃａｌｃ［ｄｅｇ］、λｃａｌｃ［ｄｅｇ］、ｈｃａｌｃ［ｍ］）、
ｌａ（φｔｒｕｅ）：緯度φｔｒｕｅにおける経度１度分の弧長［ｍ／ｄｅｇ］、
ｌｂ（φｔｒｕｅ）：緯度φｔｒｕｅにおける緯度１度分の弧長［ｍ／ｄｅｇ］
とする。
【００６０】
Ｓ２０７（位置補正データの平滑化）について以下に説明する。
位置補正データスムージング処理部１５０は、位置補正データ生成部１４０が新たに生成した位置補正データと位置補正データスムージング処理部１５０が前回に平滑化した位置補正データとを記憶部１９０から入力する。
次に、各位置補正データに基づいて平滑化処理を行う。
そして、平滑化した位置補正データを記憶部１９０に記憶し、位置補正測位部１６０に出力する。
【００６１】
平滑化処理とは、搬送波受信時の雑音特性、周辺環境などの複雑な要因により擬似距離に含まれる誤差を軽減すために、つまりは擬似距離から算出した座標概算値に基づく位置補正値の誤差を軽減するために、行う補正値の時間軸フィルタ処理である。
【００６２】
平滑化した位置補正値を「Ｘｏｕｔ」、新たに生成した位置補正値を「Ｘｉｎ」で表す場合の平滑化計算式は以下の通りである。
【００６３】
Ｘｏｕｔ（ｋ）
＝  Ｘｉｎ（ｋ）×（１／Ｋ（ｋ））＋  Ｘｏｕｔ（ｋ−１）×（１−１／Ｋ（ｋ））
（式４）
Ｋ（ｋ）  ＝  ｍｉｎ（  Ｋ（ｋ−１）＋１、  Ｋｍａｘ  ）
Ｘｏｕｔ（０）  ＝  Ｘｉｎ（０）
Ｋ（０）  ＝  ０
ここで、Ｘｉｎ（ｋ）とＸｏｕｔ（ｋ）は、時刻ｋにおけるフィルタ入出力である。
さらに、Ｋ（ｋ）は、１、２、３、  ．．．  Ｋｍａｘ  となる系列である。
【００６４】
例えば、平滑化の基準とする処理回数（Ｋｍａｘ）を「１０」、前回に平滑化した位置補正値（Ｘｏｕｔ（ｋ−１））を「１００」、新たに生成した位置補正値（Ｘｉｎ（ｋ））を「９０」とし、平滑化処理を既に１０（平滑化の基準とする処理回数（Ｋｍａｘ））回以上行っている場合、新たな位置補正値（Ｘｏｕｔ（ｋ））の値は「９９」となる。
この場合の算出式は以下の通りである。
【００６５】
Ｘｏｕｔ（ｋ）
＝  Ｘｉｎ（ｋ）×（１／Ｋ（ｋ））＋  Ｘｏｕｔ（ｋ−１）×（１−１／Ｋ（ｋ））
＝  ９０×（１／１０）  ＋  １００×（１−１／１０）
＝  ９０×０．１  ＋  １００×０．９
＝  ９  ＋  ９０  ＝  ９９
【００６６】
また、Ｘｉｎ（ｋ）が得られなかった場合は、以下のように値を更新しないこととする。
Ｘｏｕｔ（ｋ）  ＝  Ｘｏｕｔ（ｋ−１）      （式５）
Ｋ（ｋ）  ＝  Ｋ（ｋ−１）
【００６７】
Ｓ２０８（位置補正測位）について以下に説明する。
位置補正測位部１６０は、通信部１１０が受信した移動局単独測位結果と位置補正データスムージング処理部１５０が出力した位置補正データとを入力する。
次に、位置補正データの示す位置補正値で、移動局単独測結果の示す移動局の座標値（位置）を補正する。
そして、補正した移動局の座標値を示すデータ（位置補正測位結果）を出力する。
【００６８】
図５は、実施の形態１における位置補正方法を示す図である。
位置補正方法について、図５に基づいて以下に説明する。
【００６９】
図５の右図は、基準局単独測位結果の示す基準局の座標概算値と基準局座標真値データの示す基準局の座標真値との誤差ベクトルを表している。この誤差ベクトルは位置補正値を表す。つまり、図５の左図に示すように、移動体単独測位結果の示す移動体の座標外挿値から誤差ベクトル分の減算を行うことで位置補正できる。
【００７０】
位置補正後の経度を「λｍ」、緯度を「φｍ」、高さを「ｈｍ」で表す場合の位置補正計算式は以下の通りである。
【００７１】
λｍ  ＝  λｒ  −  Δλ／ｌａ（φｒ）      （式６）
φｍ  ＝  φｒ  −  Δφ／ｌｂ（φｒ）      （式７）
ｈｍ  ＝  ｈｒ  −  Δｈ                    （式８）
ここで、
位置補正した座標値（φｍ［ｄｅｇ］、λｍ［ｄｅｇ］、ｈｍ［ｍ］）、
座標外挿値（φｒ［ｄｅｇ］、λｒ［ｄｅｇ］、ｈｒ［ｍ］）、
位置補正値（Δφ［ｍ］、Δλ［ｍ］、Δｈ［ｍ］）、
ｌａ（φｒ）：緯度φｒにおける経度１度分の弧長［ｍ／ｄｅｇ］、
ｌｂ（φｒ）：緯度φｒにおける緯度１度分の弧長［ｍ／ｄｅｇ］
とする。
【００７２】
Ｓ２０９（測位結果の選択）について以下に説明する。
【００７３】
図６は、実施の形態１における測位結果選択方法を示すフローチャートである。
測位結果選択部１７０が行う測位結果の選択処理について、図６に基づいて以下に説明する。
【００７４】
測位結果選択部１７０は、図６に示すように、擬似距離補正測位結果と位置補正測位結果とを入力し、各測位結果の示す位置の隔たり、つまり、各測位結果の示す座標値間の距離（両測位結果の相対距離ｐ）に基づいて選択する測位結果の判定を行う。
【００７５】
両測位結果の相対距離ｐは、以下の式で求まる。
【００７６】
ｐ＝
［｛（λｍ−λｆｋｐ）／ｌａ｝＾２＋｛（φｍ−φｆｋｐ）／ｌｂ｝＾２］＾（１／２）
（式９）
ここで、
λｍ：位置補正測位による経度［ｄｅｇ］
λｆｋｐ：擬似距離補正測位による経度［ｄｅｇ］
φｍ：位置補正測位による緯度［ｄｅｇ］
φｆｋｐ：擬似距離補正測位による緯度［ｄｅｇ］
ｌａ：経度１度分の弧長［ｍ］
ｌｂ：緯度１度分の弧長［ｍ］
とする。
【００７７】
測位結果選択部１７０は、上記の式により両測位結果の相対距離ｐを算出し、相対距離ｐと相対距離の閾値Ｐとを比較し、両測位結果の相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐより大きい場合は位置補正測位結果を選択し、両測位結果の相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐ以下の場合は擬似距離補正測位結果を選択する。
上記の式では緯度、経度について相対距離を算出したが、高さを加えて相対距離を算出してもよい。
【００７８】
両測位結果の相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐより大きい場合に位置補正測位結果を選択し、両測位結果の相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐ以下の場合に擬似距離補正測位結果を選択する理由は以下の通りである。
【００７９】
上記の各測位結果（座標概算値（単独測位）、座標外挿値（単独測位（カルマンフィルタ処理））、擬似距離補正測位結果、位置補正測位結果）の精度は、通常、以下の順となる。
【００８０】
（通常時の各測位結果の精度比較）
座標概算値  ＜  座標外挿値  ＜  位置補正測位結果  ＜  擬似距離補正測位結果
（右にある測位結果ほど精度は高い）
【００８１】
しかし、前述の通り、搬送波のマルチパスが発生した場合には、擬似距離補正測位結果の精度が落ち、位置補正測位結果の方が精度が高くなる場合がある。
【００８２】
（マルチパス発生時の各測位結果の精度比較）
座標概算値  ＜  座標外挿値  ＜  擬似距離補正測位結果  ＜  位置補正測位結果
（右にある測位結果ほど精度は高い）
または、
座標概算値  ＜  擬似距離補正測位結果  ＜  座標外挿値  ＜  位置補正測位結果
擬似距離補正測位結果  ＜  座標概算値  ＜  座標外挿値  ＜  位置補正測位結果
【００８３】
そこで、位置補正測位結果の精度に対応して閾値Ｐを設け、擬似距離補正測位結果と位置補正測位結果との相対距離ｐと閾値Ｐとの大小関係を判定することで精度の高い測位結果を選択することができる。
相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐ以下の場合は擬似距離補正測位結果が最も精度が高く、相対距離ｐが相対距離の閾値Ｐより大きい場合は位置補正測位結果が最も精度が高い。
【００８４】
上記では、基準局に対する単独測位や位置補正値の算出を測位サーバ１００が行ったが、基準局に対する単独測位や位置補正値の算出を基準局装置２００や基準局管理サーバ３００で行い、測位サーバ１００は基準局単独測位結果、位置補正データを受信し、受信した基準局単独測位結果、位置補正データに基づいて位置補正測位を行っても構わない。
【００８５】
図７は、実施の形態１および参考例１における測位サーバ１００の外観を示す図である。
図７において、測位サーバ１００は、システムユニット９１０、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）表示装置９０１、キーボード（Ｋ／Ｂ）９０２、マウス９０３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７を備え、これらはケーブルで接続されている。
さらに、測位サーバ１００は、ＦＡＸ機９３２、電話器９３１とケーブルで接続され、また、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）９４２、ウェブサーバ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
【００８６】
図８は、実施の形態１および参考例１における測位サーバ１００のハードウェア構成図である。
図８において、測位サーバ１００は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）９１１を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１、Ｋ／Ｂ９０２、マウス９０３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）９０４、磁気ディスク装置９２０、ＣＤＤ９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７と接続されている。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０、光ディスク装置は、不揮発性メモリの一例である。これらは、測位サーバ１００の記憶部１９０や基準局管理サーバ３００の記憶部３９０の一例である。
通信ボード９１５は、ＦＡＸ機９３２、電話器９３１、ＬＡＮ９４２等に接続されている。通信部１１０は通信ボード９１５を備え、移動体管理サーバ５００、基準局管理サーバ３００に接続されている。
例えば、通信ボード９１５、Ｋ／Ｂ９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、情報入力部の一例である。
また、例えば、通信ボード９１５、ＣＲＴ表示装置９０１などは、出力部の一例である。
【００８７】
ここで、通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）に接続されていても構わない。直接、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、測位サーバ１００は、インターネット９４０、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続され、ウェブサーバ９４１は不用となる。
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９２１、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３は、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００８８】
上記プログラム群９２３には、実施の形態１および参考例１の説明において「〜部」として説明した機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、実施の形態１および参考例１の説明において、「〜を判定し」、「〜を判定した結果」、「〜を計算し」、「〜を計算した結果」、「〜を処理し」、「〜を処理した結果」、「〜測位し」、「〜測位した結果」のような表現で説明した結果情報が、「〜ファイル」として記憶されている。
また、実施の形態１および参考例１の説明において説明したフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  ｃａｒｔｒｉｄｇｅ）、光ディスク、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）、その他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。
【００８９】
また、実施の形態１および参考例１の説明において「〜部」として説明したものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００９０】
また、実施の形態１および参考例１を実施するプログラムは、磁気ディスク装置９２０、ＦＤ、光ディスク、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、その他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。
【００９１】
また、基準局管理サーバ３００や移動体管理サーバ５００も測位サーバ１００と同様な外観、ハードウェア構成を持つ。
また、移動体装置４００や基準局装置２００も測位サーバ１００と同様に、磁気ディスク装置や半導体メモリなどの記憶媒体に、「〜部」で表した各部の機能を実行するプログラム、ＯＳ、ファイルなどを記憶し、ＣＰＵ、ＯＳによりプログラムを実行し、上記で説明した処理を行う。
【００９２】
上記実施の形態１で、補正計算を観測点（移動体装置４００、基準局装置２００）で行わず、管理センター（測位サーバ１００）で一括して行うシステムにおいて、擬似距離データを用いたＤＧＰＳ方式（擬似距離補正測位）と、移動体の単独測位結果に基準局の単独測位結果の誤差ベクトルを引く位置補正ＤＧＰＳ方式（位置補正測位）を組合せ、測位結果選択部１７０が条件により両方式を切替ることをポイントした測位システム、測位方法について説明した。
また、センター方式では通信費削減のため、ある地点のデータのみを使用してＤＧＰＳをするが、擬似距離にてＤＰＧＳをした場合、ビルなどで発生したマルチパスの影響により単独測位結果より極端に精度が劣化する場合があるが、位置補正方式を組合せることにより安定的に高精度な測位結果を得る事ができることについて説明した。
また、位置補正方式を組合せることにより安定的に高精度な測位結果を得る事ができるのは以下の理由によることを説明した。移動体装置４００では連続したデータを用いカルマンフィルタ処理を行うことにより、ある地点の擬似距離データの異常値を軽減することが可能である。そこで、移動体装置４００の単独測位結果に、基準局の単独測位結果誤差ベクトルを引くことにより、単独測位結果より高精度な結果を得る事が可能となるためである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】衛星測位システム（ＤＧＰＳ）の構成図。
【図２】衛星測位システム（ＤＧＰＳ）の測位処理の流れを示すフローチャート。
【図３】実施の形態１における測位サーバ１００の構成図。
【図４】実施の形態１における測位サーバ１００の測位処理の流れを示すフローチャート。
【図５】実施の形態１における位置補正方法を示す図。
【図６】実施の形態１における測位結果選択方法を示すフローチャート。
【図７】実施の形態１および参考例１における測位サーバ１００の外観を示す図。
【図８】実施の形態１および参考例１における測位サーバ１００のハードウェア構成図。
【符号の説明】
【００９４】
１００  測位サーバ、１１０  通信部、１２０  擬似距離補正測位部、１３０  単独測位部、１４０  位置補正データ生成部、１５０  位置補正データスムージング処理部、１６０  位置補正測位部、１７０  測位結果選択部、１９０  記憶部、２００  基準局装置、２１０  ＧＰＳ受信部、２２０  通信部、３００  基準局管理サーバ、３１０  通信部、３２０  擬似距離補正データ生成部、３９０  記憶部、４００  移動体装置、４１０  ＧＰＳ受信部、４２０  単独測位部、４３０  通信部、５００  移動体管理サーバ、５１０  通信部、５２０  管理部、６１０，６２０  通信装置、９０１  ＣＲＴ表示装置、９０２  Ｋ／Ｂ、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０６  プリンタ装置、９０７  スキャナ装置、９１０  システムユニット、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９３１  電話器、９３２  ＦＡＸ機、９４０  インターネット、９４１  ウェブサーバ、９４２  ＬＡＮ。
【図１】
2006258461.tif 000003
【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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【図７】
2006258461.tif 000009
【図８】
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