(57)【要約】【課題】測位演算においてフィルタ演算の開始条件を適切に設定する。【解決手段】測位装置１は、測位衛星からの測位信号を受信して、測位信号の捕捉追尾を行う（Ｓ１０１）。測位装置１は、重み付け最小二乗法による測位を行う（Ｓ１０２）。測位装置１は、最小二乗法による測位とともに、航法メッセージを復調してＰＤＯＰを算出する（Ｓ１０３）。測位装置１は、ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄ以下であれば、χ２値を算出する（Ｓ１０５）。測位装置１は、χ２値が第２閾値ＴＨｋ以下であれば、最小二乗法による測位を停止して、フィルタ演算による推定測位に切り替える（Ｓ１０７）。【選択図】  図２
2015152461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した複数の測位信号に基づいて、最小二乗法による第１測位演算とフィルタ演算による第２測位演算を行う測位演算部と、
前記第１測位演算に使用した複数の測位信号をそれぞれ送信した測位衛星の配置に基づく測位の精度劣化率を算出する精度劣化率算出部と、
前記第１測位演算の結果に基づく誤差含有率を算出する誤差含有率算出部と、
前記第１測位演算中に、前記測位の精度劣化率が第１閾値以下で、且つ前記誤差含有率が第２閾値以下となったとき、前記測位演算を前記第１測位演算から前記第２測位演算に切り替える指示部と、
を備える測位装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測位装置であって、
前記誤差含有率の算出処理は、前記測位の精度劣化率が第１閾値以下であるときにのみ実行される、
測位装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測位装置であって、
前記測位演算部は、前記最小二乗法として、前記第１測位演算に使用する複数の測位信号の各搬送波雑音電力密度比Ｃ／Ｎ０に基づいて重みが設定された重み付け最小二乗法を用いる、
測位装置。
【請求項４】
請求項２に記載の測位装置であって、
前記測位演算部は、前記最小二乗法として、さらに、前記第１測位演算で得られる残差に基づいて重みが設定された重み付け最小二乗法を用いて前記第１測位演算を行い、
前記誤差含有率算出部は、前記第１測位演算の残差の誤差共分散を算出し、
前記指示部は、前記残差の誤差共分散が第３閾値以下となったときに、前記測位演算を前記第１測位演算から前記第２測位演算に切り替える、
測位装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測位装置であって、
前記フィルタ演算はカルマンフィルタ演算である、
測位装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の測位装置であって、
前記測位の精度劣化率はＰＤＯＰである、
測位装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測位装置であって、
前記誤差含有率は前記最小二乗法によって得られる擬似距離に対する検定統計量であるχ２値である、
測位装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測位装置と、
前記測位演算部が出力する測位結果を用いて所定のアプリケーションを実行するアプリケーション処理部と、
を備える、情報機器端末。
【請求項９】
受信した複数の測位信号に基づいて、最小二乗法による第１測位演算とフィルタ演算による第２測位演算を行う測位演算工程と、
前記第１測位演算に使用した複数の測位信号をそれぞれ送信した測位衛星の配置に基づく測位の精度劣化率を算出する精度劣化率算出工程と、
前記第１測位演算の結果に基づく誤差含有率を算出する誤差含有率算出工程と、
前記第１測位演算中に、前記測位の精度劣化率が第１閾値以下で、且つ前記誤差含有率が第２閾値以下となったとき、前記測位演算を前記第１測位演算から前記第２測位演算に切り替える指示工程と、
を有する、測位方法。
【請求項１０】
受信した複数の測位信号に基づいてコンピュータに測位を行わせる測位プログラムであって、
前記コンピュータは、
前記複数の測位信号に基づいて、最小二乗法による第１測位演算とフィルタ演算による第２測位演算を行う測位演算処理と、
前記第１測位演算に使用した複数の測位信号をそれぞれ送信した測位衛星の配置に基づく測位の精度劣化率を算出する精度劣化率算出処理と、
前記第１測位演算の結果に基づく誤差含有率を算出する誤差含有率算出処理と、
前記第１測位演算中に、前記測位の精度劣化率が第１閾値以下で、且つ前記誤差含有率が第２閾値以下となったとき、前記測位演算を前記第１測位演算から前記第２測位演算に切り替える指示処理と、
を実行する、測位プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの測位信号を用いて測位を行う測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）衛星等の測位衛星が放送する測位信号を受信して測位を行う測位装置が各種実用化されている。このような測位装置は、携帯型通信機器等の情報機器端末に多く採用されている。
【０００３】
測位装置は、測位信号のコード位相から得られる擬似距離、キャリア位相から得られるキャリア位相やドップラ周波数を用いて、位置や速度を算出している。この算出方法として、最小二乗法を用いた方法と、フィルタ演算を用いた方法がある。フィルタとしては例えばカルマンフィルタが用いられる。
【０００４】
フィルタ演算による測位は、最小二乗法による測位と比較して、連続的で滑らかな測位結果を得られるが、応答速度が遅いという問題がある。したがって、従来の測位装置では、測位開始時には、最小二乗法を用いて測位を行い、途中からフィルタ演算を用いた測位に切り替えることが行われていた。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の測位装置では、最小二乗法による測位を継続しながら、前回の測位結果の誤差と、今回の測位結果の誤差を取得する。特許文献１に記載の測位装置は、この二回の誤差が所定閾値以下であると、最小二乗法からフィルタ演算に切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の測位装置の方法では、閾値の設定によって、フィルタ演算の開始タイミングでの誤差が大きくなったり、閾値をクリアできず、フィルタ演算に移行できなくなってしまうことがある。すなわち、適切な閾値を容易に設定することができず、最小二乗法からフィルタ演算への最適な移行を容易に実現することが難しい。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、フィルタ演算の開始条件を適切に設定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の測位装置は、測位演算部、精度劣化率算出部、誤差含有率算出部、および指示部を備える。測位演算部は、受信した複数の測位信号に基づいて、最小二乗法による第１測位演算とフィルタ演算による第２測位演算を行う。精度劣化率算出部は、第１測位演算に使用した複数の測位信号をそれぞれ送信した測位衛星の配置に基づく測位の精度劣化率を算出する。誤差含有率算出部は、第１測位演算の結果に基づく誤差含有率を算出する。指示部は、第１測位演算中に、測位の精度劣化率が第１閾値以下で、且つ誤差含有率が第２閾値以下となったとき、測位演算を第１測位演算から第２測位演算に切り替える。
【００１０】
この構成では、衛星配置が良好で、且つ、最小二乗法の測位誤差が小さい場合のみ、フィルタ処理が開始される。これにより、測位誤差が少ない状態でフィルタ処理が開始され、以後継続的に高精度な測位を行うことができる。
【００１１】
なお、この際、測位精度劣化率としてＰＤＯＰを用い、誤差含有率として擬似距離に対する検定統計量であるχ２値を用いれば、より現実的で適切なフィルタ処理の開始条件を設定でき、より高精度な測位を継続的に行うことができる。
【００１２】
また、この発明の測位装置では、誤差含有率の算出処理は、測位の精度劣化率が第１閾値以下であるときにのみ実行される。
【００１３】
この構成では、測位精度劣化率と比較して演算処理が複雑な誤差含有率を、必要な場合のみ実行することができ、処理負荷を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、フィルタ演算の開始条件を適切に設定できる。これにより、高精度な測位を継続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る測位方法の処理フローを示すフローチャートである。
【図２】本実施形態の構成および処理を用いた場合の効果を示すグラフである。
【図３】本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャートである。
【図４】残差の誤差共分散と最小二乗法を用いた収束演算による測位結果の誤差との関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態の測位装置を備えた情報機器端末の主要構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態に係る測位装置、測位方法、および測位プログラムについて、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る測位装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
測位装置１は、ベースバンド変換部１１、相関部１２、測位演算部１３、精度劣化率算出部１４、誤差含有率算出部１５、および指示部１６を備える。相関部１２は、キャリア相関部１２１およびコード相関部１２２を備える。測位装置１にはＲＦ処理部２０が接続され、該ＲＦ処理部２０にはアンテナ３０が接続されている。
【００１８】
アンテナ３０は、測位装置１が収容される携帯機器端末や移動体に装着されている。アンテナ３０は、測位衛星が放送する測位信号を受信して、ＲＦ処理部２０に出力する。なお、測位衛星とは、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）衛星等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）衛星を示す。測位信号とは、ＧＰＳ信号等のＧＮＳＳ信号を示す。測位信号は、測位衛星毎に固有のコードでコード変調された信号である。測位信号には、航法メッセージが重畳されている。航法メッセージには、各測位衛星の軌道、すなわち、各時刻での測位衛星の位置を検出可能な情報が含まれている。
【００１９】
ＲＦ処理部２０は、測位信号を中間周波数信号（ＩＦ信号）にダウンコンバートする。ＲＦ処理部２０は、ＩＦ信号を測位装置１のベースバンド変換部１１および相関部１２に出力する。
【００２０】
キャリア相関部１２１は、キャリアＮＣＯで発生するキャリアレプリカ信号と、ＲＦ処理部２０からのＩＦ信号とを乗算して、キャリア位相差を出力する。出力されたキャリア位相差は、ループフィルタを介してキャリアＮＣＯへフィードバックされる。また、キャリア位相差は、測位演算部１３にも出力される。なお、キャリアレプリカ信号とは、測位信号の搬送波信号をレプリカした信号である。
【００２１】
ベースバンド変換部１１は、相関部１２のキャリア相関部１２１からのキャリアレプリカ信号を用いて、ＩＦ信号をベースバンドのコード信号に変換して、相関部１２のコード相関部１２２に出力する。
【００２２】
コード相関部１２２は、既知のＥａｒｌｙ−Ｌａｔｅ相関（Ｅ−Ｌ相関）を行うことで、コードの捕捉、追尾を行う。コード相関部１２２は、前回のＥ−Ｌ相関データに基づいてレプリカコードを生成する。レプリカコードは、コードＮＣＯによって設定される。レプリカコードとは、測位信号のコードをレプリカしたコードである。レプリカコードは、具体的に三種類であり、Ｐｕｎｃｔｕａｌレプリカコード（Ｐレプリカコード）、Ｅａｒｌｙレプリカコード（Ｅレプリカコード）、Ｌａｔｅレプリカコード（Ｌレプリカコード）である。Ｐレプリカコードは、受信した測位信号のコード位相と位相が一致するようにタイミング設定されたコードである。Ｅレプリカコードは、Ｐレプリカコードに対して位相が進むように設定されたコードである。Ｌレプリカコードは、Ｐレプリカコードに対して位相が遅れるように設定されたコードである。ＰレプリカコードとＥレプリカコードとの位相差、ＰレプリカコードとＬレプリカコードの位相差は、一致するように設定されている。
【００２３】
コード相関部１２２は、ベースバンドのコード信号とＰレプリカコードとを乗算してＰｕｎｃｔｕａｌの相関値（Ｐ相関値）を生成する。コード相関部１２２は、Ｐ相関値を、測位演算部１３および精度劣化率算出部１４に出力する。
【００２４】
コード相関部１２２は、ベースバンドのコード信号とＥレプリカコードとを乗算してＥａｒｌｙの相関値（Ｅ相関値）を生成する。コード相関部１２２は、ベースバンドのコード信号とＬレプリカコードとを乗算してＬａｔｅの相関値（Ｌ相関値）を生成する。コード相関部１２２は、Ｅ相関値からＬ相関値を差分したＥ−Ｌ相関値を所定時間積算する。コード相関部１２２は、このＥ−Ｌ相関値の積算値を、コードＮＣＯにフィードバックするとともに、測位演算部１３に出力する。
【００２５】
測位演算部１３は、キャリア位相差に基づいてドップラ周波数を算出し、当該ドップラ周波数を積算することで、観測デルタレンジΔρｍを算出する。積算時間は、測位信号の放送基準であるエポックに基づいて、例えば１秒とする。なお、測位演算部１３は、Ｐ位相差データのドップラシフト量から、観測デルタレンジΔρｍを算出してもよい。
【００２６】
測位演算部１３は、Ｐ相関値から、Ｃ／Ｎｏを算出する。具体的には、測位演算部１３は、Ｐ相関値を所定時間長に亘って記憶しておき、記憶した複数のＰ相関値の周波数解析を行う。測位演算部１３は、Ｐ相関値の時間軸のスペクトルと周波数軸のスペクトルからなる二次元スペクトルからＣ／Ｎｏを算出する。なお、Ｃ／Ｎｏの測定方法は、他の方法であってもよい。
【００２７】
測位演算部１３は、Ｅ−Ｌ相関値に基づいて既知の方法から観測擬似距離ρｍを算出する。
【００２８】
測位演算部１３は、Ｐ相関値の積算データから航法メッセージを復調する。航法メッセージには、各測位衛星の軌道情報が含まれている。測位演算部１３は、軌道情報から、追尾中の各測位衛星の位置を検出し、衛星位置を取得する。
【００２９】
測位演算部１３は、追尾中の各測位衛星の位置と、追尾中の各測位衛星の観測擬似距離ρｍと、追尾中の各測位衛星の観測デルタレンジΔρｍを用いて、測位装置１を測位する。すなわち、測位装置１の位置および速度を算出する。測位は、所定のタイミング毎に、例えばエポック毎に、実行される。この際、具体的には、測位演算部１３は、二種類の演算方法を切り替えて、位置および速度を算出する。
【００３０】
測位演算部１３は、追尾初期には、重み付け最小二乗法によって位置および速度を算出する。この重み付け最小二乗法に用いる重みは、Ｃ／Ｎｏによって設定されており、Ｃ／Ｎｏが高いほど重みが重くなるように設定されている。なお、重みは一定であってもよいが、このようなＣ／Ｎｏに応じた重み付けを行うことで、最小二乗法による測位精度を向上させることができる。
【００３１】
そして、測位演算部１３は、指示部１６の指示に基づいて、最小二乗法による位置および速度の算出から、フィルタ演算による位置および速度の推定算出に切り替える。フィルタ演算は、例えばカルマンフィルタを用いた演算である。なお、カルマンフィルタに限らず、所謂状態推定方程式を用いたフィルタ演算であればよい。
【００３２】
この測位演算部１３が実行する測位の種類の切り替えは、次のように決定される。
【００３３】
精度劣化率算出部１４は、Ｐ相関値の積算データから航法メッセージを復調する。航法メッセージには、各測位衛星の軌道情報が含まれている。精度劣化率算出部１４は、軌道情報から、追尾中の各測位衛星の位置を検出する。なお、精度劣化率算出部１４は、測位演算部１３から、追尾中の各測位衛星の位置を取得してもよい。精度劣化率算出部１４は、追尾中の各測位衛星の位置から、測位の精度劣化率に相当するＰＤＯＰ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）を算出する。なお、ＰＤＯＰに限らず、ＨＤＯＰやＶＤＯＰ等の他の方法であって、測位衛星の配置による測位精度の劣化率を計れるものであればよい。精度劣化率算出部１４は、算出した測位の精度劣化率を、指示部１６に出力する。
【００３４】
誤差含有率算出部１５は、最小二乗法による測位演算が実行されている間、後述する方法を用いて、誤差含有率として測位結果のχ２値を算出する。誤差含有率算出部１５は、誤差含有率を指示部１６に出力する。
【００３５】
指示部１６は、測位の精度劣化率に対する第１の測位演算の切り替え条件と、誤差含有率に対する第２の測位演算の切り替え条件とを予め設定している。指示部１６は、測位の精度劣化率が第１の測位演算の切り替え条件を満たし、且つ、誤差含有率が第２の測位演算の切り替え条件を満たしたとき、測位演算部１３に対して、測位演算の切り替えを指示する。すなわち、指示部１６は、測位演算部１３に対して、最小二乗法による測位演算からフィルタ演算による測位演算に切り替える指示を行う。
【００３６】
次に、位置および速度の算出を切り替える条件について、より具体的に説明する。
【００３７】
測位精度劣化率には、上述のＰＤＯＰを用いる。そして、当該ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄ以下であることを、算出方法切り替えの条件（第１の測位演算の切り替え条件）としている。具体的には、例えば、ＰＤＯＰ≦５が、算出方法の切り替えに対する測位精度劣化率の条件である。
【００３８】
誤差含有率には、次に示すχ２値を用いる。そして、当該χ２値が第２閾値ＴＨｋ以下であることを、算出方法切り替えの条件（第２の測位演算の切り替え条件）としている。具体的には、例えば、χ２≦２が、算出方法の切り替えに対する誤差含有率の条件である。具体的に、χ２値は、次に示す方法で算出される。
【００３９】
誤差含有率算出部１５は、測位演算部１３が観測擬似距離ρｍを用いた最小二乗法によって位置を収束演算する時に、観測擬似距離最確値ρｍｍを算出する。次に、誤差含有率算出部１５は、観測擬似距離ρｍと観測擬似距離最確値ρｍｍとの差分値から、擬似距離誤差推定値Ｄｅｌｔａρを算出する。具体的に、ある観測タイミング（ｋ）での擬似距離推定誤差Ｄｅｌｔａρ（ｋ）は次の式１で表される。
【００４０】
【数１】
2015152461.tif 000003
【００４１】
誤差含有率算出部１５は、擬似距離誤差推定値Ｄｅｌｔａρから、擬似距離に対する検定統計量の一つであるχ２値を算出する。具体的に、ある観測タイミング（ｋ）でのχ２値χ２（ｋ）は、次の式２で表される。
【００４２】
【数２】
2015152461.tif 000004
【００４３】
なお、ここではχ２値を用いたが、χ２値を自由度で割った値の平方根であるＴＳＳＥを用いてもよい。自由度とは、測位衛星数をＮとしたとき、（Ｎ−４）で表される。
【００４４】
【数３】
2015152461.tif 000005
【００４５】
指示部１６は、ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄ以下（ＰＤＯＰ≦５）であり、且つ、χ２値が第２閾値ＴＨｋ以下（χ２≦２）であると、上述のように、測位演算部１３に対して、重み付け最小二乗法による測位を停止して、フィルタ演算による推定測位に切り替える指示を行う。なお、演算方法を切り替えて以降は、フィルタ演算から最小二乗法に戻すことなく、フィルタ演算による推定測位を継続する。
【００４６】
なお、上述の説明では、位置算出に関する例を示したが、速度に関しても、位置と同じ方法で条件を設定することができる。
【００４７】
このような構成を用いることで、追尾中である複数の測位衛星の配置（位置関係）が良好であり、且つ、検定統計量に基づいて算出誤差が小さい場合にのみ、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替わる。したがって、フィルタ演算への切り替えの時点で、測位精度が高い。すなわち、フィルタ演算の開始条件として適切な条件で、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替えることができる。これにより、応答速度が遅いことにより、開始当初の誤差を長時間解消できないというフィルタ演算の問題を解決し、継続的に高精度な測位を実現することができる。
【００４８】
図２は、本実施形態の構成および処理を用いた場合の効果を示すグラフである。図２の横軸は、最小二乗法による位置算出結果の真値からズレ量を示す。図２の縦軸は、χ２値と第２閾値ＴＨｋとの比である。図２における各点は、個別の測位結果を示す。図２（Ａ）と図２（Ｂ）は同じグラフであり、図２（Ａ）はＰＤＯＰの条件を考慮していない状態での散布図である。
【００４９】
図２に示すように、閾値に対してχ２値が小さいほど、位置算出結果の真値からのズレ量が小さくなる傾向がある。しかしながら、図２（Ａ）に示すように、χ２値が小さくても、位置算出結果の真値からのズレ量が大きな場合がある。
【００５０】
ここで、図２（Ｂ）に示すように、ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄより大きい範囲を取り除くと、χ２値が小さいほど、位置算出結果の真値からのズレ量は、より確実に小さくなる。
【００５１】
したがって、本実施形態の構成および処理を用いれば、図２からも分かるように、より確実に誤差が小さい状態で、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替えることができる。
【００５２】
なお、上述の処理は、複数の機能部に分割して処理を行う例を示したが、本実施形態の測位方法をプログラム化して記憶しておき、コンピュータで読み出して実行するようにしてもよい。図３は、本発明の実施形態に係る測位方法のフローチャートである。
【００５３】
まず、測位装置１は、測位衛星からの測位信号を受信して、測位信号の捕捉追尾を行う（Ｓ１０１）。次に、測位装置１は、上述のように、最小二乗法による測位を行う（Ｓ１０２）。最小二乗法は、例えば重み付け最小二乗法である。
【００５４】
測位装置１は、最小二乗法による測位とともに、航法メッセージを復調してＰＤＯＰを算出する（Ｓ１０３）。
【００５５】
測位装置１は、ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄよりも大きければ、捕捉追尾対象の測位衛星（測位信号）の組合せを変える（Ｓ１０４：Ｎｏ→Ｓ１０１）。そして、再度、最小二乗法による測位およびＰＤＯＰの算出を行う。
【００５６】
測位装置１は、ＰＤＯＰが第１閾値ＴＨｄ以下であれば、χ２値を算出する（Ｓ１０５）。
【００５７】
測位装置１は、χ２値が第２閾値ＴＨｋよりも大きければ、捕捉追尾対象の測位衛星（測位信号）の組合せを変える（Ｓ１０６：Ｎｏ→Ｓ１０１）。そして、再度、最小二乗法による測位、ＰＤＯＰおよびχ２値の算出を行う。
【００５８】
測位装置１は、χ２値が第２閾値ＴＨｋ以下であれば、最小二乗法による測位を停止して、フィルタ演算による推定測位に切り替える（Ｓ１０７）。フィルタ演算には、例えばカルマンフィルタを用いる。この際、フィルタ演算の初期値には、最小二乗法による測位によって得られた各値を用いる。具体的には、例えば、切り替えタイミングの直前の最小二乗法による測位によって得られた各値を用いる。
【００５９】
なお、上述の実施形態では、重み付け最小二乗法の重みにＣ／Ｎｏを用いた。しかしながら、前回の測位結果に基づく今回の推定測位結果と今回の観測測位結果とによって算出される残差を、重み付け最小二乗法の重みに設定し、残差の誤差共分散を用いて、切り替えの判定を行ってもよい。残差は、例えば、上述の擬似距離推定誤差Ｄｅｌｔａρ（ｋ）と同等のものである。この場合、重みは、残差が小さいほど大きくなるように設定すればよい。この場合、残差の誤差共分散は、誤差含有率算出部１５で算出し、指示部１６に与えられればよい。指示部１６は、残差の誤差共分散に対する第３閾値を記憶しておき、残差の誤差共分散が第３閾値以下であるときに、測位演算の切り替えを指示すればよい。
【００６０】
図４は、残差の誤差共分散と最小二乗法を用いた収束演算による測位結果の誤差との関係を示すグラフである。図４の横軸は最小二乗法を用いた収束演算による測位結果の誤差であり、図４の縦軸は残差の誤差共分散である。図４に示すように、残差の誤差共分散が小さいほど、最小二乗法を用いた収束演算による測位結果の誤差は小さくなる。
【００６１】
したがって、残差の誤差共分散を用いても、最小二乗法を用いた収束演算の誤差の小ささを判定でき、より測位精度の高い状態で、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替える判定を行うことができる。
【００６２】
この残差を重みとした重み付け最小二乗法の測位結果による切り替えの判定は、上述のＰＤＯＰとχ２値による切り替えの判定において、所定時間、切り替えが行われないときに、実行するとよい。なお、残差を重みとした重み付け最小二乗法の測位結果による切り替えの判定を、ＰＤＯＰとχ２値による切り替えの判定と平行して行ってもよい。この場合、いずれかの切り替え条件を満たしたときに、最小二乗法からフィルタ演算に切り替えるようにすることもできる。
【００６３】
そして、このような測位装置１や測位演算機能は、図５に示すような情報機器端末１００に利用される。図５は、本実施形態の測位装置１を備えた情報機器端末１００の主要構成を示すブロック図である。
【００６４】
図５に示すような情報機器端末１００は、例えば携帯電話機、カーナビゲーション装置、ＰＮＤ、カメラ、時計等であり、アンテナ３０、ＲＦ処理部２０、測位装置１、アプリケーション処理部１３０を備える。
【００６５】
アンテナ３０は図１に示したアンテナと同じであり、ＲＦ処理部２０は、図１のＲＦ処理部と同じである。
【００６６】
図５に示す測位装置１は、上述の図１の測位装置１の構成を備え、自装置の位置や速度等を算出もしくは推定算出して、アプリケーション処理部１１０へ出力する。
【００６７】
アプリケーション処理部１１０は、得られた測位結果に基づいて、自装置位置や自装置速度を表示したり、ナビゲーション等に利用するための処理を実行する。
【００６８】
このような構成において、上述のように安定して高精度な測位結果を得られることで、高精度な位置表示やナビゲーション等を実現することができる。
【００６９】
なお、上述の説明では、ＰＤＯＰとχ２値の条件を満たした時にのみ、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替える場合を示した。しかしながら、前記条件を満たせないまま時間が経過し、フィルタ演算に切り替えることができない場合も考えられる。
【００７０】
この場合を考慮して、重み付け最小二乗法による測位を開始してから所定時間経過後（例えば１５秒後）に、強制的にフィルタ演算へ切り替えるようにしてもよい。
【００７１】
この場合、フィルタ演算の各初期値は、重み付け最小二乗法で得られた各値に対して、スムージング処理を行った値を用いるとよい。例えば、切り替えタイミングより前の特定のサンプリング期間（例えば、重み付け最小二乗法を開始して切り替えるまでの時間）を時定数とするｈａｔｃｈ  ｆｉｌｔｅｒ等のスムージング処理用フィルタで初期値を設定するとよい。これにより、フィルタ演算の開始時に含まれる誤差を小さくすることができる。
【００７２】
また、上述の説明では、重み付け最小二乗法からフィルタ演算に切り替わると、重み付け最小二乗法に戻ることなく、フィルタ演算が継続されるが、条件を設定して、フィルタ演算から重み付け最小二乗法に戻すようにすることもできる。この場合、例えば、ＰＤＯＰの観測を継続したり、フィルタ演算の誤差分散を継続的に取得して、測位精度の劣化が検出した場合に、フィルタ演算から重み付け最小二乗法に戻すようにすればよい
また、上述の説明では、ＰＤＯＰの算出で条件を満たした時にのみ、χ２値を算出する例を示したが、ＰＤＯＰとχ２値の算出を平行して行い、それぞれの条件を満たした時に、フィルタ演算に切り替えてもよい。ただし、ＰＤＯＰの条件を満たした時にのみχ２値の算出をする方法を用いれば、演算負荷の高いχ２値の算出頻度を減らすことができ、処理負荷を軽減させることができる。
【符号の説明】
【００７３】
１：測位装置
１１：ベースバンド変換部
１２：相関部
１３：測位演算部
１４：精度劣化率算出部
１５：誤差含有率算出部
１６：指示部
１２１：キャリア相関部
１２２：コード相関部
２０：ＲＦ処理部
３０：アンテナ
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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