(57)【要約】【課題】回折及びマルチパスの影響を十分に抑えるとともに、汎用性の高いＧＮＳＳ解析装置を提供する。【解決手段】ＧＮＳＳ解析装置２５は、判定部４１と、第１有効期間決定部４２と、第２有効期間決定部４３と、基線解析部４４と、を備える。判定部４１は、ＧＮＳＳ受信機２４，３４が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波の有効／無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得する。第１有効期間決定部４２は、判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定する。第２有効期間決定部４３は、第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定する。基線解析部４４は、第２有効期間に受信された解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である解析用搬送波を使用して基線解析を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＮＳＳ受信機が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波を含む搬送波の有効又は無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得する判定部と、
前記判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において前記判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定する第１有効期間決定部と、
前記第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定する第２有効期間決定部と、
前記第２有効期間に受信された前記解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である前記解析用搬送波を使用して基線解析を行う基線解析部と、
を備えることを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、前記解析用搬送波を受信した恒星日よりも少なくとも１恒星日前の前記判定用搬送波の判定結果に基づいて前記第１有効期間を決定することを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、前記解析用搬送波を受信した恒星日と同日か少なくとも１恒星日後の前記判定用搬送波の判定結果に基づいて前記第１有効期間を決定することを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか一項に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記判定部は、前記ＧＮＳＳ受信機が判定して出力する判定結果を取得することを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項５】
請求項１から３までの何れか一項に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記判定部は、前記搬送波のＳＮ比に基づいて、前記搬送波の有効又は無効の判定結果を作成することを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項６】
請求項２に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、少なくとも１恒星日前において前記判定用搬送波の判定結果が無効である期間を前記第１有効期間から除くことを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、少なくとも１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果の少なくとも一方で前記判定用搬送波の判定結果が無効である期間を前記第１有効期間から除くことを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、
１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果を比較する処理をデジタルフィルタを用いて行い、
前記第１有効期間決定部は、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果とを時系列に沿って処理する順方向時系列フィルタ処理と、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果とを時系列とは逆の順序で処理する逆方向時系列フィルタ処理と、の両方を行うことを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項９】
請求項８に記載のＧＮＳＳ解析装置であって、
前記第１有効期間決定部は、少なくとも１恒星日前において、前記判定用搬送波の判定結果が所定期間続けて有効でない期間を前記第１有効期間から除外することを特徴とするＧＮＳＳ解析装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れか一項に記載のＧＮＳＳ解析装置と、
基準局に配置されるＧＮＳＳアンテナと、
観測局に配置されるＧＮＳＳアンテナと、
を備え、
前記ＧＮＳＳ解析装置は、前記基線解析を行うことで得られた基線ベクトルに基づいて前記基準局に対する前記観測局の相対変位を算出することを特徴とするＧＮＳＳ解析システム。
【請求項１１】
ＧＮＳＳ受信機が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波の有効又は無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得し、
前記判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において前記判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定し、
前記第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定し、
前記第２有効期間に受信された前記解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である前記解析用搬送波を使用して基線解析を行うことを特徴とするＧＮＳＳ解析方法。
【請求項１２】
ＧＮＳＳ受信機が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波の有効又は無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得し、
前記判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において前記判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定し、
前記第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定し、
前記第２有効期間に受信された前記解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である前記解析用搬送波を使用して基線解析を行う処理を含むことを特徴とするＧＮＳＳ解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、ＧＮＳＳ解析装置に関する。詳細には、上空の視界不良及びマルチパス等に起因する誤差を除去して基線解析を行うための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ、全地球航法衛星システム）を用いて、基準局に対する観測局の変位を監視する変位監視システムが知られている。観測局及び基準局では、それぞれＧＮＳＳアンテナが設けられており、ＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を受信して、観測データを演算装置へ送信する。演算装置は、観測局から送信されてきた観測データと、基準局から送信されてきた観測データと、に基づいて基線解析を行うことで、基準局に対する観測局の相対位置を求める。この相対位置の変化に基づいて、基準局に対する観測局の変位を監視することができる。
【０００３】
ここで、ＧＮＳＳでは、衛星からの微弱なＧＮＳＳ信号を受信して測位を行うものであるため、ＧＮＳＳ信号の受信状況等によって、基線解析の精度が低下したり、基線解析自体ができなかったりすることがある。具体的には、ＧＮＳＳ信号が障害物によって遮られたり、障害物に反射した後のＧＮＳＳ信号を受信する現象（マルチパス）が生じたり、障害物で回折したＧＮＳＳ信号を受信する現象が生じたりすることがある。特許文献１及び２、非特許文献１及び２は、障害物が基線解析に及ぼす影響を軽減するための技術を開示する。
【０００４】
特許文献１は、ＧＮＳＳ信号の受信に成功したＧＮＳＳ衛星の仰角及び方位角を、受信点から見て視界の開けている範囲として設定することで、障害物で死角になっている範囲に対して処理を行うことを防止する技術を開示する。特許文献２は、ＧＮＳＳ信号の搬送波と雑音の比（ＣＮ比）に基づいて、ＧＮＳＳ衛星の状態を判断し、遮蔽すべきと判断したＧＮＳＳ衛星からのＧＮＳＳ信号を遮蔽する技術を開示する。
【０００５】
非特許文献１は、受信点の上空の魚眼画像を用いて障害物の位置（具体的には障害物が存在する仰角及び方位角）を計測して障害物マスクを作成し、この障害物マスクから受信したＧＮＳＳ信号を基線解析に用いない構成である。非特許文献２は、同衛星から得られた搬送波について、移動局で得られた信号強度から基準局で得られた信号強度を減算した値（ＤＳＳ）、基準局と移動局での搬送波位相変化量の差（ＤＤＰＣ）を用いて、マルチパスの影響を受ける衛星を検出する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９７１７０号公報
【特許文献２】特許第５５５９０１６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“静止点における上空視界情報によるマルチパス低減手法の評価”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［２０１７年４月１５検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http:// www.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/jp/assets/files/pdf/content/20160428_IPNTJ_tokura.pdf＞
【非特許文献２】池田隆博、「衛星測位における信号強度と搬送波位相変化量を用いたマルチパス検知手法の適用効果に関する検証」、月刊「測量」、日本測量協会、２０１７年１月号、ｐ．１２−１５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、ＧＮＳＳ信号が受信できない状態から受信できるようになった直後においては、搬送波の信号強度が高いがＧＮＳＳ信号の回折及びマルチパスが生じ易いという状況が生じる。そのため、特許文献１及び２の方法では、それぞれ、ＧＮＳＳ信号の受信の有無、及び、ＣＮ比に基づいて判断を行うため、回折及びマルチパスの影響を十分に抑えることはできなかった。また、非特許文献１の方法は、カメラで得られた映像を用いるため、基本的には特許文献１等と同様に、回折及びマルチパスの影響を十分に抑えることはできない。また、非特許文献２の方法は、基準点と観測点の周囲の障害物の状況が同様であることが前提となっているため、汎用性の点で改善の余地がある。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、回折及びマルチパスの影響を十分に抑えるとともに、汎用性の高いＧＮＳＳ解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１１】
本発明の観点によれば、以下の構成のＧＮＳＳ解析装置が提供される。即ち、このＧＮＳＳ解析装置は、判定部と、第１有効期間決定部と、第２有効期間決定部と、基線解析部と、を備える。前記判定部は、ＧＮＳＳ受信機が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波を含む搬送波の有効又は無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得する。前記第１有効期間決定部は、前記判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において前記判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定する。前記第２有効期間決定部は、前記第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定する。前記基線解析部は、前記第２有効期間に受信された前記解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である前記解析用搬送波を使用して基線解析を行う。また、本発明の別の観点によれば、上記の処理を行うＧＮＳＳ解析方法及びＧＮＳＳ解析プログラムが提供される。
【００１２】
これにより、第１有効期間から開始時と終了時のある程度の期間を除いた第２有効期間で受信した搬送波を使用して基線解析を行うため、回折及びマルチパスの影響を抑えることができる。また、本技術は、基準局と観測局の障害物の状況が同様でなくても適用可能であるため、汎用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＧＮＳＳ解析システムの機能的な構成を示すブロック図。
【図２】ＧＮＳＳ解析システムの概略的な構成を示す図。
【図３】ＧＮＳＳ解析装置が行う処理を示すフローチャート。
【図４】解析用搬送波を基線解析に使用するか否かを決定する処理を説明する図。
【図５】判定用搬送波の判定結果、第１有効期間、及び第２有効期間を示す図。
【図６】解析用搬送波の判定結果、使用／不使用を判定するための第２有効期間、及び使用／不使用の判定結果を示す図。
【図７】搬送波のＳＮ比と、ＳＮ比に基づく判定結果とを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＧＮＳＳ解析システム１の機能的な構成を示すブロック図である。図２は、ＧＮＳＳ解析システム１の概略的な構成を示す図である。ＧＮＳＳとしては、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＧＡＬＩＬＥＯ等の何れかを用いることができる。
【００１５】
図１及び図２に示すように、ＧＮＳＳ解析システム１は、基準局に配置される基準局計測装置２と、観測局に配置される観測局計測装置３と、を備える。なお、図１及び図２には観測局を１つしか図示していないが、観測局は複数存在していても良い。
【００１６】
このＧＮＳＳ解析システム１を用いて、例えば地滑りの危険がある現場の地盤変位を監視する場合、地滑りが発生しそうな場所（観測局）に観測局計測装置３を設置する。また、基準局計測装置２は、地滑りの影響を受けない固定点（基準局）に設置する。そして、基準局に対する観測局の位置及びその位置変化を監視することにより、地盤の変位を検出することができる。
【００１７】
図２に示すように、基準局計測装置２は、ＧＮＳＳアンテナ２０と、太陽電池２１と、筐体２２と、がポール２３に対して一体的に取り付けらている。観測局計測装置３も同様に、ＧＮＳＳアンテナ３０と、太陽電池３１と、筐体３２と、がポール３３に対して一体的に取り付けられている。このように、基準局計測装置２及び観測局計測装置３は、ポールと一体的かつコンパクトに構成されているため、容易に持ち運び可能である。また、当該ポールを地面に立設するだけで簡単に現場に設置することができる。
【００１８】
基準局計測装置２の筐体２２の内部には、ＧＮＳＳ受信機２４と、ＧＮＳＳ解析装置２５と、が設けられている。
【００１９】
ＧＮＳＳ受信機２４は、ＧＮＳＳアンテナ２０を介してＧＮＳＳ衛星からの電波（搬送波）を受信する。ＧＮＳＳ受信機２４は、この電波に基づく信号をＧＮＳＳ解析装置２５へ出力する。また、ＧＮＳＳ受信機２４は、ＧＮＳＳ衛星から受信した搬送波の信号強度、同期回路のロック状態、及びＳＮ比等に基づいて、搬送波の有効／無効を判定し、この判定結果をＧＮＳＳ解析装置２５へ出力する。本実施形態では、基線解析のために受信した搬送波を解析用搬送波と称し、解析用搬送波を基線解析に使用するか否かを判定するための搬送波を判定用搬送波と称する。また、以下の説明では、搬送波という用語を解析用搬送波と判定用搬送波とを含む用語として取り扱う。また、判定用搬送波及び解析用搬送波は説明の便宜上使用する名称であり、ある処理で判定用搬送波として取り扱われた搬送波が、別の処理では解析用搬送波として取り扱われる可能性もある。
【００２０】
ＧＮＳＳ解析装置２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等で構成される演算装置と、デジタルフィルタ等の電子部品が配置された電子回路と、を備えている。ＧＮＳＳ解析装置２５は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読み出して実行したり、電子回路上のデジタルフィルタ等を動作させることで、判定部４１、第１有効期間決定部４２、第２有効期間決定部４３、及び基線解析部４４としての機能を発揮させることができる。また、ＧＮＳＳ解析装置２５等のコンピュータを判定部４１から基線解析部４４として機能させるためのプログラムがＧＮＳＳ解析プログラムである。判定部４１から基線解析部４４の具体的な処理は後述する。なお、ＧＮＳＳ解析装置２５が備えるデジタルフィルタ等の電子部品の少なくとも１つをソフトウェアにより実現することもできる。
【００２１】
観測局計測装置３の筐体３２の内部には、ＧＮＳＳ受信機３４と、処理装置３５と、が設けられている。
【００２２】
ＧＮＳＳ受信機３４は、ＧＮＳＳアンテナ３０を介してＧＮＳＳ衛星からの電波（搬送波）を受信する。ＧＮＳＳ受信機３４は、この電波に基づく信号を処理装置３５へ出力する。また、ＧＮＳＳ受信機３４は、ＧＮＳＳ衛星から受信した搬送波の信号強度、同期回路のロック状態、及びＳＮ比等に基づいて、搬送波の有効／無効を判定し、この判定結果を処理装置３５へ出力する。
【００２３】
処理装置３５は、ＧＮＳＳ受信機３４から受信した信号及び搬送波の有効／無効の判定結果を、ＧＮＳＳ解析装置２５へ無線で送信する。なお、処理装置３５は、無線ではなく有線でＧＮＳＳ解析装置２５へ送信しても良い。
【００２４】
次に、ＧＮＳＳ解析システム１を用いて基準局に対する観測局の相対変位を算出する処理について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、ＧＮＳＳ解析装置２５が行う処理を示すフローチャートである。図４は、解析用搬送波を基線解析に使用するか否かを決定する処理を説明する図である。
【００２５】
初めに、ＧＮＳＳ解析装置２５は、ＧＮＳＳ受信機２４から基準局のデータを取得するとともに、処理装置３５から観測局のデータを取得する（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１で取得するデータには、搬送波だけでなく、この搬送波の有効／無効を示す判定結果も含まれる。このように、本実施形態では、ＧＮＳＳ解析装置２５（判定部４１）は、ＧＮＳＳ受信機２４及びＧＮＳＳ受信機３４が判定及び出力した判定結果を取得する。また、ＧＮＳＳ受信機２４及びＧＮＳＳ受信機３４は、所定の時間毎に搬送波の有効／無効を判定して出力している。
【００２６】
次に、ＧＮＳＳ解析装置２５（第１有効期間決定部４２及び第２有効期間決定部４３）は、基準局で取得された解析用搬送波と、観測局で取得された解析用搬送波と、のそれぞれについて基線解析に使用するか基線解析に使用しないかを決定する処理を行う（Ｓ１０２）。また、以下の説明では、ステップＳ１０２の処理を使用／不使用決定処理と称する。
【００２７】
また、使用／不使用決定処理では、基準局で取得した判定用搬送波の判定結果を用いて基準局の解析用搬送波の使用／不使用が決定されるとともに、観測局で取得した判定用搬送波の判定結果を用いて観測局の解析用搬送波の使用／不使用が決定される。なお、基準局の搬送波に対して行われる処理と、観測局の搬送波に対して行われる処理と、は同様であるため、以下では、基準局の搬送波に対して行われる処理を説明する。
【００２８】
以下、使用／不使用決定処理について図４を参照して説明する。使用／不使用決定処理では、第１有効期間決定処理と、第２有効期間決定処理と、比較決定処理と、が行われる。
【００２９】
第１有効期間決定処理は、第１有効期間決定部４２によって行われる。第１有効期間決定処理は、少なくとも１恒星日前の判定用搬送波の判定結果（即ち、１恒星日前、２恒星日前、・・・の少なくとも１つの搬送波の判定結果）に基づいて、恒星日周期において判定用搬送波が有効と推定される期間である第１有効期間を決定する処理である。本実施形態では、１恒星日前及び２恒星日前の判定用搬送波の判定結果を用いて、第１有効期間決定処理が行われる。第１有効期間決定処理では、恒星日フィルタ処理、順方向時系列フィルタ処理、及び逆方向時系列フィルタ処理が行われる。
【００３０】
恒星日フィルタ処理とは、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ等のローパスフィルタと、記憶及び遅延のためのメモリと、を用いた処理である。恒星日フィルタ処理を行うことで、１又は２恒星日前に取得した判定用搬送波の有効／無効の判定結果が出力される。
【００３１】
順方向時系列フィルタ処理では、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果の少なくとも一方で判定用搬送波の判定結果が無効である期間を第１有効期間から除く処理を行う。具体的には、順方向時系列フィルタ処理では、恒星日フィルタ処理で出力されたデータが処理される。順方向時系列フィルタ処理とは、無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタ等のローパスフィルタと、記憶及び遅延のためのメモリと、を用いた処理である。順方向時系列フィルタ処理を行うことで、１恒星日前の判定用搬送波の判定結果と、２恒星日前の判定用搬送波の判定結果と、をそれぞれ出力して時系列に沿って（時系列の順番で、過去から現在に向かう順番で）比較することができる。この比較においては、少なくとも一方の判定結果で判定用搬送波が無効である場合は、出力される判定結果が無効となるように処理される。つまり、判定を行う範囲の判定用搬送波において１回でも判定用搬送波が無効である期間は第１有効期間から除外される。言い換えれば、恒星日周期において全ての判定用搬送波が有効である期間は第１有効期間として除外されない。なお、順方向時系列フィルタ処理を行うことで、遅延が生じる。
【００３２】
逆方向時系列フィルタ処理は、上記の順方向時系列フィルタ処理と略同じ処理であるが、判定結果を比較する順序が異なる。具体的には、逆方向時系列フィルタ処理では、１恒星日前の判定用搬送波の判定結果と、２恒星日前の判定用搬送波の判定結果と、が時系列とは逆の順序で（現在から過去に向かう順番で）比較する。これにより、遅延の方向も、順方向時系列フィルタ処理とは逆となる。従って、順方向時系列フィルタ処理と逆方向時系列フィルタ処理との両方を行うことで、遅延を解消することができる。
【００３３】
安定化処理は、判定用搬送波の判定結果が所定期間続けて有効でない期間を前記第１有効期間から除外する。言い換えれば、安定化処理では、判定用搬送波の判定結果が所定期間続けて有効である場合のみに第１有効期間に含める。具体的には、安定化処理は、１恒星日前の判定結果について、過去及び未来に向かって所定期間分の判定結果を取得し、この取得した判定結果に１つでも無効が含まれていれば、その点を第１有効期間から除外する。安定化処理を行うことで、一時的に判定用搬送波が有効となっている部分を第１有効期間から除外できる。
【００３４】
上記の処理で第１有効期間から除外されなかった期間が第１有効期間に相当する。第１有効期間決定処理では、判定用搬送波の判定結果に基づいて、解析用搬送波が有効である可能性が高い期間が抽出される。ここで、本実施形態のように地滑り等の定点観測の場合は、周囲の障害物の位置があまり変化しないことが想定されるので、判定用搬送波の判定結果も各恒星日の同じタイミングでは同様の判定結果となる可能性が高い。従って、時系列フィルタ処理を行うことで、その傾向を数値として出力できる。更に、安定化処理を行うことで、何らかの原因で突発的に搬送波が有効となった期間を除くことができるので、よりデータの信頼性の高い期間を第１有効期間とすることができる。
【００３５】
ＧＮＳＳ解析装置２５は、１又は複数恒星日毎に第１有効期間決定処理を行う。そのため、例えば樹木の繁茂や伐採、建築物の建造や解体等、周囲の障害物の状況が変化した場合であっても、障害物の影響により解析用搬送波が無効となる又は無効となり易い期間を避けた第１有効期間を決定できる。
【００３６】
第２有効期間決定処理は、第２有効期間決定部４３によって行われる。第２有効期間決定処理は、この第１有効期間に対して行われる。第２有効期間決定処理は、第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで、第２有効期間を決定する処理である。ここで、判定用搬送波の有効／無効の判定は、判定用搬送波の信号強度、同期回路のロック状態、及びＳＮ比等で判定される可能性が高い。しかし、ＧＮＳＳ衛星からの電波が回折した場合やマルチパスが生じた場合でも、判定用搬送波の信号強度が高くなったりＳＮ比が良好になることがあるため、搬送波の判定結果は確実に信頼できるとは限らない。また、ＧＮＳＳ衛星からの電波が回折した場合やマルチパスが生じると、搬送波の位相がゆっくりと変動するため、搬送波同期回路も維持される場合が多い。このため、搬送波の判定結果も無効とならないため、基線解析結果にもゆっくり変動する誤差が生じる。このような回折やマルチパスは、搬送波同期状態が継続される期間の前後に現れることが多い。以上を考慮し、本実施形態では、回折及びマルチパスが生じ易い第１有効期間の開始当初と終了間際を除外することで、更に信頼性の高い第２有効期間を決定する。
【００３７】
なお、第１有効期間から除外する第１期間及び第２期間の長さは同じであっても良いし、異なっていても良い。また、本実施形態では、後述するように第１期間及び第２期間は状況に応じて変化するが同じ値を使用し続けても良い。
【００３８】
図５は、上から順に、２恒星日前の判定結果、１恒星日前の判定結果、第１有効期間、第２有効期間を示す図である。なお、それぞれのデータは、各恒星日におけるタイミングが揃うように上下に並べている。上述したように、判定用搬送波の判定結果は、１恒星日前と２恒星日前で略同様となっている。また、１恒星日前に有効であっても２恒星日前に無効である部分は、時系列フィルタ処理により、第１有効期間から除外されている。更に、１、２恒星日前で有効／無効が頻繁に変化している部分（つまり、有効が不連続の部分）は、安定化処理により、第１有効期間から除外されている。また、第２有効期間では、第１有効期間から、上記の第１期間及び第２期間が除外されている。
【００３９】
比較決定処理は、第２有効期間と、解析用搬送波の判定結果と、を比較する処理である。また、図６は、上から順に、解析用搬送波の判定結果、第２有効期間、使用／不使用の判定結果を示す図である。比較決定処理では、解析用搬送波の判定結果が有効であって、かつ、第２有効期間に含まれている場合、この図６に示すように、基線解析に用いる搬送波として使用することを決定する。また、解析用搬送波の判定結果が無効の場合、又は、解析用搬送波を受信した時刻が第２有効期間に含まれていない場合、基線解析に用いる解析用搬送波として使用しないことを決定する。
【００４０】
次に、ＧＮＳＳ解析装置２５（基線解析部４４）は、ステップＳ１０２で基線解析に用いると決定した解析用搬送波を用いて（詳細には解析用搬送波の位相を用いて）基線解析を行う（Ｓ１０３）。本実施形態のＧＮＳＳ解析システム１においては、観測局の基線ベクトルを求める手法として、干渉測位法（具体的には、スタティック解析及びリアルタイムキネマティック解析等）を採用している。この干渉測位法は公知であるので詳細な説明は省略するが、基準局計測装置２及び観測局計測装置３で受信されたＧＮＳＳ電波の解析用搬送波の位相差に基づいて基線ベクトルを求める手法である。そして、ＧＮＳＳ解析装置２５は、基線ベクトルに基づいて基準局に対する観測局の相対変位を算出する（Ｓ１０４）。
【００４１】
次に、ＧＮＳＳ解析装置２５は、誤差情報を算出する（Ｓ１０５）。誤差情報とは、算出した相対変位に含まれる誤差に関する情報である。例えば、ＧＮＳＳ衛星からの電波の回折及びマルチパス等が生じた場合、基線解析の結果が大きく変化するため、誤差が生じていると判断できる。更に、その後に回折及びマルチパス等が解消することで、この大きな変化が元に戻るため、誤差が生じていることを更に確実に判断できる。
【００４２】
ＧＮＳＳ解析装置２５は、算出した誤差情報に基づいて、当該誤差を更に低減するための第１期間及び第２期間を算出する（Ｓ１０６）。第１期間及び第２期間の算出方法は様々であるが、例えば第１期間及び第２期間を長くしたり短くしたりして基線解析を行い、誤差の状態を確認する。そして、誤差が最も低減された際の第１期間及び第２期間を次回の基線解析で用いる値として記憶する。これにより、周囲の障害物の状況の変化により、回折及びマルチパス等が発生する状況が変化した場合であっても、それに追従して最適な第１期間及び第２期間を算出できるので、回折及びマルチパスを抑制できる。
【００４３】
次に、上記実施形態の変形例を説明する。図７は、搬送波のＳＮ比と、ＳＮ比に基づく判定結果とを示す図である。本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００４４】
上記実施形態では、ＧＮＳＳ解析装置２５（判定部４１）は、ＧＮＳＳ受信機２４及びＧＮＳＳ受信機３４の判定結果を取得する構成である。これに代えて、本変形例では、ＧＮＳＳ解析装置２５（判定部４１）がこの判定を行う。具体的には、ＧＮＳＳ受信機２４及びＧＮＳＳ受信機３４から受信した判定用搬送波又は解析用搬送波について、ＳＮ比が閾値を超えた部分を有効と判定し、ＳＮ比が閾値以下の部分を無効と判定する。なお、判定用搬送波又は解析用搬送波の判定結果の使用方法は上記実施形態と同じである。
【００４５】
以上に説明したように、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５は、判定部４１と、第１有効期間決定部４２と、第２有効期間決定部４３と、基線解析部４４と、を備える。判定部４１は、ＧＮＳＳ受信機２４，３４が受信した判定用搬送波及び解析用搬送波を含む搬送波の有効／無効の判定結果を作成する又は当該判定結果を取得する。第１有効期間決定部４２は、判定用搬送波の判定結果に基づいて、恒星日周期において判定結果が有効と推定される期間である第１有効期間を決定する。第２有効期間決定部４３は、第１有効期間の開始時から第１期間後までを除くとともに、更に当該第１有効期間の終了時から第２期間前までを除外することで第２有効期間を決定する。基線解析部４４は、第２有効期間に受信された解析用搬送波であって、かつ、判定結果が有効である解析用搬送波を使用して基線解析を行う。また、ＧＮＳＳ解析装置２５がＧＮＳＳ解析プログラムを実行することで、上記の処理が行われることで、ＧＮＳＳ解析方法が行われる。
【００４６】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析システム１は、ＧＮＳＳ解析装置２５と、基準局に配置されるＧＮＳＳアンテナ２０と、観測局に配置されるＧＮＳＳアンテナ３０と、を備える。ＧＮＳＳ解析装置２５は、基線解析を行うことで得られた基線ベクトルに基づいて基準局に対する観測局の相対変位を算出する。
【００４７】
これにより、第１有効期間から開始時と終了時のある程度の期間を除いた第２有効期間で受信した解析用搬送波を使用して基線解析を行うため、回折及びマルチパスの影響を抑えることができる。また、本技術は、基準局と観測局の障害物の状況が同様でなくても適用可能であるため、汎用性が高い。
【００４８】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５において、第１有効期間決定部４２は、解析用搬送波を受信した恒星日よりも少なくとも１恒星日前の判定用搬送波の判定結果に基づいて前記第１有効期間を決定する。
【００４９】
これにより、解析用搬送波の解析時より前に判定用搬送波の判定を行うことができるため、早いタイミングで基線解析を行うことができる。
【００５０】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５は、判定部４１は、ＧＮＳＳ受信機２４，３４が判定して出力する判定結果を取得する。
【００５１】
これにより、ＧＮＳＳ解析装置２５側で行う処理の処理量を軽減することができる。
【００５２】
また、上記変形例のＧＮＳＳ解析装置２５は、判定部４１は、搬送波（判定用搬送波又は解析用搬送波）のＳＮ比に基づいて、搬送波の有効／無効の判定結果を作成する。
【００５３】
これにより、ＧＮＳＳ受信機２４，３４が搬送波の有効／無効を判定する機能を有していない場合であっても、本技術を適用できる。
【００５４】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５において、第１有効期間決定部４２は、少なくとも１恒星日前において判定用搬送波の判定結果が無効である期間を第１有効期間から除く。
【００５５】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５は、第１有効期間決定部４２は、少なくとも１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果の少なくとも一方で判定用搬送波の判定結果が無効である期間を第１有効期間から除く。
【００５６】
これにより、各恒星日では、障害物の影響が同じタイミングで生じることが多いため、上記の処理を行うことで、信頼性の高い解析用搬送波を抽出できる。
【００５７】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５は、以下の構成とする。即ち、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果を比較する処理をデジタルフィルタを用いて行う。第１有効期間決定部４２は、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果とを時系列に沿って処理する順方向時系列フィルタ処理と、１恒星日前の判定結果と２恒星日前の判定結果とを時系列とは逆の順序で処理する逆方向時系列フィルタ処理と、の両方を行う。
【００５８】
順方向時系列フィルタ処理を行うだけでは遅延が発生し、その遅延量を推測することが困難となることもある。この点、順方向時系列フィルタ処理に加えて、更に逆方向時系列フィルタ処理を行うことで、その遅延を打ち消すことができる。
【００５９】
また、上記実施形態のＧＮＳＳ解析装置２５は、第１有効期間決定部４２は、少なくとも１恒星日前において、判定用搬送波の判定結果が所定期間続けて有効でない期間を第１有効期間から除外する。
【００６０】
これにより、所定期間続けて判定用搬送波が有効となっている期間のみを第１有効期間とすることができるので、より信頼性の高い解析用搬送波を抽出できる。
【００６１】
以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。
【００６２】
＜使用する恒星日１＞上記実施形態では、１恒星日前及び２恒星日前の判定結果を用いたが、更に３恒星日前の判定結果を用いても良い。この場合、１恒星日前から３恒星日前の何れか１つの判定結果で無効となった期間を第１有効期間から除くことが好ましい。なお、障害物の状況は変化する可能性があるため最新の判定結果を用いることが好ましいが、３恒星日よりも前（例えば１か月前）の判定結果を用いても良い。
【００６３】
＜第１有効期間決定処理の一部だけの処理＞上記実施形態では、第１有効期間決定処理として、恒星日フィルタ処理、順方向時系列フィルタ処理、逆方向時系列フィルタ処理、及び安定化処理の全てを行う構成である。これに代えて、上記の処理の１つ以上の方法を組み合わせる方法でも良い。例えば２つの時系列フィルタ処理を省略することで、演算量を低減することができる。この場合、恒星日フィルタ処理を用いることで、１恒星日前の判定用搬送波と解析用搬送波を比較できるので、１恒星日前に無効であった期間に受信した解析用搬送波を不使用とすることができる。
【００６４】
＜観測局への本技術の適用の可否＞上記実施形態では、基準局だけでなく観測局の位置もあまり変化しないため、基準局と観測局の両方で本技術を用いたが、例えば観測局が高速で移動する場合は、恒星日毎の障害物の状況が同じにはならないため、観測局に本技術を用いることは困難であるので、基準局のみに本技術を用いることとなる。
【００６５】
＜２種類の判定結果の使用＞上記では、ＧＮＳＳ受信機が搬送波の有効／無効を判定した判定結果を用いる実施形態と、Ｓ／Ｎ比を用いてＧＮＳＳ解析装置２５が搬送波の有効／無効を判定した判定結果を用いる変形例と、を説明した。これらの判定結果を組み合わせて、例えば両方の判定結果で搬送波が有効である期間のみを搬送波が有効として取り扱っても良い。これにより、更に信頼性の高い解析用搬送波を用いて基線解析を行うことができる。
【００６６】
＜リアルタイム解析と再解析＞上記実施形態のＧＮＳＳ解析システム１は、解析用搬送波の受信と解析を同じタイミングで行うリアルタイム解析を行う。そのため、第１有効期間の決定には、測定対象の恒星日よりも前に受信した判定用搬送波の判定結果を用いている。これに代えて、ＧＮＳＳ解析システム１は、所定期間（例えば１恒星日分）の解析用搬送波の受信後にそれらの解析をまとめて行う再解析を行う構成であっても良い。この場合であっても、第１期間と第２期間を削除することで、回折及びマルチパスの影響を抑えることができる。なお、この場合は、第１有効期間を決定する際に、測定対象の恒星日に受信した（即ち同日に受信した）判定用搬送波の判定結果を用いることができる。
【００６７】
＜使用する恒星日２＞上記の再解析を行う場合は、解析用搬送波を受信した恒星日よりも後の恒星日の判定結果を用いることもできる。つまり、第１有効期間決定部４２は、解析用搬送波を受信した恒星日よりも少なくとも１恒星日後の判定用搬送波の判定結果に基づいて第１有効期間を決定することができる。これにより、様々な期間の判定用搬送波が利用可能となるため、より適切な第１有効期間を決定できる可能性がある。このように、本発明では、解析時に対して恒星日周期だけ前又は後の判定結果（言い換えれば、Ｎ，Ｍを正の整数として、Ｎ恒星日前、Ｍ恒星日後、又は同日の判定結果）を用いることができる。
【００６８】
＜ＧＮＳＳ解析装置の設置箇所＞上記実施形態では、ＧＮＳＳ解析装置２５は基準局計測装置２の内部に配置されているが、観測局計測装置３の内部に配置されていても良い。この場合、基準局計測装置２で取得された搬送波等のデータが観測局計測装置３へ送信される。また、ＧＮＳＳ解析装置２５は、基準局計測装置２及び観測局計測装置３の外部に配置されていても良い。この場合、ＧＮＳＳ解析装置２５は、基準局計測装置２及び観測局計測装置３と通信可能であっても良いし、上記の再解析を行う場合は、基準局計測装置２と観測局計測装置３で計測された搬送波等のデータを記録媒体等に保存し、この記録媒体を人がＧＮＳＳ解析装置２５にセットすることもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  ＧＮＳＳ解析システム
２  基準局計測装置
３  観測局計測装置
２４  ＧＮＳＳ受信機
２５  ＧＮＳＳ解析装置
２６  記憶部
４１  判定部
４２  第１有効期間決定部
４３  第２有効期間決定部
４４  基線解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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