(57)【要約】      （修正有）【課題】ＧＮＳＳ地上型補強ステーションのための信号変形モニタを提供する。【解決手段】複数のＧＮＳＳ基準受信機に通信可能に結合されたＣＣＤモニタ段であって、複数のＧＮＳＳ基準受信機の各々からの未加工の擬似距離コード測定値および累積されたデルタ距離搬送波測定値を入力するＣＣＤモニタ段と、ＣＣＤモニタ段に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス−高域フィルタ（ＣＣＤ−ＨＰＦ）モニタ段であって、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタが、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率を計算するために高域フィルタを通じてＣＣＤモニタ段によって生じた複数の低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値の各々を処理するＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段とを備え、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率が除外閾値を超えるとき、ＧＮＳＳ衛星に関連した除外信号を出力する信号変形モニタ。【選択図】図１
2015200641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全地球航法(Navigation)衛星システム（ＧＮＳＳ）地上型補強ステーションのための信号変形(deformation)モニタ（１３０）であって、
複数のＧＮＳＳ基準受信機（１０２）に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）モニタ段(stage)（１３２−１〜ｉ）であって、前記複数のＧＮＳＳ基準(reference)受信機（１０２）の各々からの未加工(raw)の擬似距離(pseudorange)コード測定値および累積された(accumulated)デルタ距離搬送波測定値を入力するＣＣＤモニタ段（１３２−１〜ｉ）と、
前記ＣＣＤモニタ段（１３２−１〜ｉ）に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス−高域フィルタ（ＣＣＤ−ＨＰＦ）モニタ段（１３４−１〜ｉ）であって、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタ（１３４〜ｉ）ダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅを計算するために高域フィルタを通じて前記ＣＣＤモニタ段（１３２−１〜ｉ）によって生じた複数の低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２の各々を処理するＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段（１３４〜ｉ）とを備え、
前記平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタ（１３０）ダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが除外閾値(exclusion threshold)を超えるとき、ＧＮＳＳ衛星（１０６）に関連した除外信号(exclusion signal)を出力する、信号変形モニタ（１３０）。
【請求項２】
前記ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段（１３４−１〜ｉ）が、前記ＧＮＳＳ衛星（１０６）に関連したモニタ（１３０）状態フラッグＰＨＰＦ，ｊを出力し、前記信号変形モニタ（１３０）が、前記モニタ（１３０）状態フラッグＰＨＰＦ，ｊに基づいて前記除外信号を出力し、
前記ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段（１３４−１〜ｉ）が、前記ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが再入閾値(re-admittance threshold)未満に低減し、前記ＧＮＳＳ衛星（１０６）が少なくとも所定の待機時間(wait time)の間除外されたとき、前記ＧＮＳＳ衛星（１０６）の含有(inclusion)を可能にするために前記ＧＮＳＳ衛星（１０６）に関連した前記モニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊをリセットする、請求項１に記載のモニタ（１３０）。
【請求項３】
前記ＣＣＤモニタ段（１３２−１〜ｉ）が、複数の線形時不変(time invariant)フィルタを備え、前記それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、前記複数の線形時不変フィルタによって前記未加工の擬似距離コード測定値と累積されたデルタ距離搬送波測定値との差の関数として計算され、
前記ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段（１３４−１〜ｉ）が、高域フィルタを備え、前記それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、前記ＣＣＤ−ＨＰＦダイバージェンス率推定値ｄ３を導出するために前記高域フィルタによってフィルタリングされる、請求項１に記載のモニタ（１３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明の一実施例は、例えば、コード・搬送波間ダイバージェンス高域フィルタモニタのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]衛星信号の変形は、衛星障害または天然衛星バイアスによって生じることがある。これにより、信号の相関ピークが変形することがあり、それによって、結果として受信機設計（フィルタリングおよび相関プロセス）が異なると距離測定が異なることになる。したがって、信号変形により、地上および機上受信機が異なる設計であるときディファレンシャルＧＰＳ動作によって取り消すことができない誤差が生じる。信号変形モニタ（ＳＤＭ）は、衛星障害の影響により機上ユーザの完全性リスクが許容できないレベルまで増大しないうちに、そのような変形を検知し、衛星の測定データの使用を中断するように設計される。信号変形モニタのいくつかの実施は、コード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）モニタを利用する。そのようなモニタは、ある一定の瞬間的変化を検知するのに有効であり、特にＳＤＭ検知が警報までの時間の要件を超えることがある場合の信号変形障害に有効である。信号変形およびＣＣＤモニタの障害検知性能は、残留距離誤差と時変最大許容距離誤差とを比較することによって確定することができる。
【０００３】
[0002]赤道付近の地域で特に広くみられる１つの問題は、実際の障害が存在しないときに誤ＳＤＭ警報が作動し得ることである。これが起きるとき、それは電離層の活動によって頻繁に生じる。したがって、誤ＳＤＭ警報の問題には、電離層が著しくより活発である赤道付近の地域で頻繁に遭遇する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0003]本明細書を読み理解すれば当業者には明らかになる、上記の理由のためおよび下記の他の理由のため、当技術分野において、実際の衛星障害事象と電離層の活動によって生じる誤ＳＤＭ警報とを区別するためのシステムおよび方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]本発明の実施形態は、実際の衛星障害事象と誤ＳＤＭ警報とを区別するための方法およびシステムを提供し、以下の明細書を読み検討することによって理解される。
[0005]コード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）高域フィルタモニタのためのシステムおよび方法が提供される。一実施形態において、ＧＮＳＳ地上型補強ステーションのための信号変形モニタであって、複数のＧＮＳＳ基準受信機に通信可能に結合されたＣＣＤモニタ段であって、複数のＧＮＳＳ基準受信機の各々から未加工の擬似距離コード測定値および累積されたデルタ距離搬送波測定値を入力するＣＣＤモニタ段と、ＣＣＤモニタ段に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス−高域フィルタ（ＣＣＤ−ＨＰＦ）モニタ段であって、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタが、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅを計算するために高域フィルタを通じてＣＣＤモニタ段によって生じた複数の低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２の各々を処理するＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段とを備え、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが除外閾値を超えるときＧＮＳＳ衛星に関連した除外信号を出力する信号変形モニタ。
【０００６】
[0006]本発明の実施形態は、好ましい実施形態の説明および以下の図に鑑みて考察したとき、より容易に理解することができ、それの他の利点および用途がより容易に明らかになり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】[0007]本開示の一実施形態の地上型補強システム（ＧＢＡＳ）を示す図である。
【図１Ａ】[0008]本開示の一実施形態のＣＣＤ−ＨＰＦモニタを示す図である。
【図２】[0009]本開示の一実施形態の信号変形モニタを示す図である。
【図３】[0010]本開示の一実施形態のＣＣＤ−ＨＰＦモニタの動作を示す図である。
【図４】[0011]本開示の一実施形態の衛星除外プロセスを示す図である。
【図５】[0012]本開示の一実施形態の衛星再入プロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
[0013]一般的なやり方により、説明された様々な特徴は、縮尺通りでないが、本発明に関係する特徴を強調するように描かれている。参照文字は、図および本文全体を通して同じ要素を表す。
【０００９】
[0014]以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成し、本発明を実施することができる具体的例示的な実施形態により示される添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することができるくらいに十分に詳細に説明され、他の実施形態を利用することができること、ならびに本発明の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、および電気的変更を加えることができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味でとらえてはならない。
【００１０】
[0015]本開示の実施形態は、信号変形を脅威障害として対処する。信号変形監視を実施する既存の信号変形監視システムが存在する。しかし、赤道地域など、電離層活動がより激しい場所で悪化する、これらの信号変形モニタが軽減しない脅威空間の過渡部分がある。電離層活動によりノイズが生じ、それにより、ノイズが衛星信号上に重畳されるので、信号変形モニタが衛星障害を識別することが困難になる。その結果、電離層活動によって生じた過渡応答は、信号変形モニタが検知する必要がない衛星障害の症状として誤った解釈をすることがある。本発明の実施形態は、ＧＢＡＳ地上ステーションにおいて過渡信号変形障害を検知するための新たなコード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）モニタ設計を導入することにより誤り信号変形モニタ警報を検知し軽減するためのシステムおよび方法を提供する。
【００１１】
[0016]ＣＣＤ脅威は、ダイバージェンスの影響により無制限の擬似距離補正が生じるようにコードと搬送波とのダイバージェンスを引き起こす衛星障害の可能性に基づく。コード・搬送波間ダイバージェンスに対処するための１つの方法は、ダイバージェンス率推定値を計算し衛星ＣＣＤ障害を検知するために地上施設に実時間ＣＣＤモニタを実施することである。例えば、ＣＣＤモニタは、衛星測定毎に現在の擬似距離から現在の累積された位相を減算することにより未加工コードマイナス搬送波の値を計算する。未加工コードマイナス搬送波の値はフィルタリングされ、共通の衛星の測定値がすべての基準受信機にわたって平均化され、結果として得られるダイバージェンス率推定値が検知閾値と比較される。ダイバージェンス率推定値がＣＣＤ検知閾値を超える測距源（ＲＳ）は、放送セットから除外されるが、ＲＳの監視は継続される。除外されたＲＳは、ダイバージェンス率推定値が再入時間間隔で再入閾値未満に降下するとき、再入の資格がある。
【００１２】
[0017]厳しい大気の活動を解消するために低域フィルタを使用して未加工のコードおよび搬送波の測定値を処理することに加えて、以下に、より詳細に説明するように、本明細書に説明する実施形態は、高域フィルタ（ＨＰＦ）を処理に追加する。例えば、ＣＣＤモニタの弁別器は、カットオフ周波数が０．０１Ｈｚの二次高域バターワースフィルタを使用してさらにフィルタリングすることができる。このＨＰＦの出力は、他の方法では信号変形モニタによって保護されない過渡信号変形障害を検知するのに使用される。すなわち、高域フィルタリングは、比較的遅い環境変化を選別して除く働きをし、したがって、速い過渡信号変形障害が暴露され検知されることが可能になる。その結果、本明細書に説明する実施形態は、赤道地域で過渡信号変形を検知するやり方を提供し、それは全世界の各場所でも働く。
【００１３】
[0018]図１は、本開示の一実施形態の地上型補強システム（ＧＢＡＳ）例１００を示す構成図である。ＧＢＡＳ１００は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星１０６から信号を受信し測定し、データを航空機１０４に放送するシステムである。例えば、異なる実施形態において、ＧＮＳＳ衛星１０６は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、ＧＬＯＮＡＳＳシステム、ガリレオシステム、コンパス測位システムなどの一部を形成する衛星を備えることができる。ＧＢＡＳ１００は、航空機１０４に擬似距離補正と進入路指示とを提供する処理セグメント１０５を含む。擬似距離補正と進入路指示とを提供するため、処理セグメント１０５は、正確に既知の基準点を有しＧＮＳＳ衛星１０６と通信する多重基準受信機１０２によって受信されたＧＮＳＳ信号を受信し処理する。さらに、処理セグメント１０５は、擬似距離補正測定値を生成し、擬似距離補正の完全性への脅威がないか監視する。処理セグメント１０５は、航空機１０４への送信のために飛行経路情報および動的擬似距離補正もアンテナセグメント１１０に提供する。処理セグメント１０５がＧＮＳＳ信号を受け取り処理するとき、ＧＢＡＳ１００は、基準受信機１０２を通じてＧＮＳＳ信号を受信する。ＧＢＡＳ１００は、処理セグメント１０５を使用して擬似距離補正を計算し、進入路データを格納し、次いで、その補正および進入路データをアンテナセグメント１１０を通じて航空機１０４に送信する。処理セグメント１０５は、以下に説明するように、実際の衛星障害と電離層ノイズとを区別するための、コード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）−高域フィルタ（ＨＰＦ）モニタ１３０の一実施形態を備える信号変形モニタ１０８をさらに備える。
【００１４】
[0019]ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０は、実際には図１Ａに示すように２つのモニタ段からなる。第１のモニタ段（１３２に示す）は、２つのシーケンシャル一次フィルタを備えることができる従来のＣＣＤモニタでよい。この段は、本開示全体を通して、単純にＣＣＤモニタ段１３２と称する。第２のモニタ段（１３４に示す）は、二次高域バターワースフィルタなど、高域フィルタを用いてＣＣＤモニタ段ダイバージェンス率推定値（ｄ２によって指示される）をフィルタリングすることによってＣＣＤモニタ段１３２のフィルタリングを構築する。この後者のモニタ段は、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４または単にＨＰＦ１３４と称する。ＣＣＤモニタ段１３２は、ＣＣＤ障害を検知するのに使用され、ＧＮＳＳ衛星１０６の個々の衛星（本明細書では指数「ｊ」によって識別される）が、ＣＣＤ障害を検知させたとき、その状態を指示するＰＣＣＤ，ｊモニタ状態フラッグを出力する。ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４は、過渡信号変形障害を検知するのに使用され、ＧＢＡＳ１００によって航空機１０４に送信される擬似距離補正計算データからいつ衛星（ｊ）が除外されるべきかをその状態が指示するＰＨＰＦ，ｊモニタ状態フラッグを出力する。上述のように、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０は、基準受信機１０２の基準受信機「ｉ」およびＧＮＳＳ衛星１０６の個々の衛星「ｊ」のために未加工の擬似距離測定値ＰＲｉ，ｊおよび累積されたデルタ距離搬送波測定値θｉ，ｊを入力する。
【００１５】
[0020]図２は、信号変形モニタ１０８の実施形態例をさらに示す構成図である。信号変形モニタ１０８は、ＧＮＳＳ基準受信機１０２の１つまたは複数に結合される。「基準受信機」という用語は、本明細書では、正確に既知の基準点に配置された受信機を表し、受信機は、アンテナを通じてＧＮＳＳ衛星１０６の少なくとも１つから信号を受信し、信号変形モニタ１０８（ならびにＧＢＡＳ１００における他の処理システム）によってさらに処理されるための信号を用意する。具体的には、信号変形モニタ１０８は、特定のＧＮＳＳ衛星１０６の基準受信機１０２毎に未加工の擬似距離コードＰＲｉ，ｊおよび無相関の累積されたデルタ距離搬送波θｉ，ｊデータを受信する。
【００１６】
[0021]少なくとも一実施形態において、信号変形モニタ１０８は、処理ユニット２０４と、メモリユニット２０６とを含む。例えば、処理ユニット２０４は、メモリユニット２０６上に格納された命令によって命令されたＧＮＳＳ基準受信機１０２から受信した信号を処理するプログラマブルデバイスでよい。一実施形態において、メモリユニット２０６は、本明細書に説明するＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０の要素を実施するための実行可能命令およびデータを格納する。例えば、メモリユニット２０６は、統計命令２２０と、ＣＣＤ−ＨＰＦ監視命令２３０と、再入命令２４０とを含むものとして示される。
【００１７】
[0022]いくつかの実施形態には、メモリユニット２０６は、機械可読データおよび命令を格納するための電子ハードウェアデバイスである。一実施形態において、メモリユニット２０６は、コンピュータ可読命令またはデータ構造の格納のために使用される任意の適当な非一時的コンピュータ可読媒体上に情報を格納する。コンピュータ可読媒体は、汎用もしくは専用コンピュータもしくはプロセッサまたは任意のプログラマブル論理デバイスによってアクセスすることができる任意の有効な媒体として実施できる。適切なプロセッサ可読媒体は、磁気または光媒体など、記憶またはメモリ媒体を含むことができる。例えば、記憶またはメモリ媒体は、従来のハードディスク、コンパクトディスク−読取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（限定はされないが、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート（ＤＤＲ）ＲＡＭ、ＲＡＭＢＵＳダイナミックＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）等）など、揮発性または不揮発性媒体、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電子的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、強誘電体ＲＡＭ（ＦＲＡＭ（登録商標））、およびフラッシュメモリ等を含むことができる。適切なプロセッサ可読媒体は、ネットワークおよび／または無線リンクなど通信媒体を介して伝達される電子、電磁、またはデジタル信号など、伝送媒体を含むこともできる。
【００１８】
[0023]図３によって示されるように、ＧＢＡＳ１００によって追跡されるＧＮＳＳ衛星１０６毎におよび基準受信機１０２毎に別々のモニタ機能を実施することができる。例えば、図３において、未加工の擬似距離コードおよび無相関の累積されたデルタ距離搬送波測定値が、それぞれ基準受信機１０２−１〜１０２−ｉ毎に受信される。基準受信機１０２−１〜１０２−ｉ毎に、ＣＣＤモニタ段１３２（それぞれ１３２−１〜１３２−ｉとして基準受信機毎に実施されるものとして示される）がＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４（それぞれ１３４−１〜１３４−ｉとして基準受信機毎に実施されるものとして示される）に提供される衛星（ｊ）のダイバージェンス率推定値を計算する。一実施形態において、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０のアルゴリズムは、どの衛星が追跡されるのかを判定するために受信機１０２−１〜１０２−ｉからの追跡情報を使用する。
【００１９】
[0024]ＣＣＤモニタ段１３２内に、２つの一次線形時不変（ＬＴＩ）フィルタ（式２参照）のうちの第１への入力は、各２Ｈｚの時間エポックｋにおいて、以下の式１に示すように計算された未加工コードマイナスＡＤＲである。
【００２０】
ｚｉ，ｊ（ｋ）＝ＰＲｉ，ｊ（ｋ）−φｉ，ｊ（ｋ）  式１
ここで、ＰＲｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）を介して受信した衛星（ｊ）の未加工擬似距離コード測定値であり、φｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）上の衛星（ｊ）の累積されたデルタ距離搬送波測定値であり、両方とも典型的にはメートルの単位で測定される。
【００２１】
[0025]一実施形態において、ダイバージェンス率推定量は、入力ｚを区別し、直列の２つの一次ＬＴＩフィルタを使用して結果をフィルタリングして、推定誤差へのコードおよび搬送波ノイズの寄与を低減する。推定量アルゴリズムは、以下の式２および式３で与えられる。推定量出力は、フィルタリングされたダイバージェンス率推定値ｄ２である。
【００２２】
【数１】
2015200641.tif 000003
【００２３】
ここでｚｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）上の衛星（ｊ）のエポックの未加工コードマイナス搬送波測定値（メートルで測定される）であり、（ｄ１）ｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）上の衛星（ｊ）の現在の測定値（ｍ／ｓで測定される）の最初にフィルタリングされたダイバージェンス率推定値であり、（ｄ２）ｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）上の衛星（ｊ）の２番目にフィルタリングされたダイバージェンス率推定値であり（ｍ／ｓで測定される）、τｄ１は、最初にフィルタリングされたダイバージェンス率推定値時間定数であり（例えば、２５秒）、τｄ２は２番目にフィルタリングされたダイバージェンス率推定値時間定数（例えば、２５秒）である。
【００２４】
[0026]ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４において、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ弁別器ダイバージェンス率推定値は、ｄ３と称する。一実施形態において、ＣＣＤモニタ段１３２からの弁別器出力ｄ２は、二次高域バターワースフィルタを用いて（例えば、カットオフ周波数０．０１Ｈｚを用いて）フィルタリングされて、ＣＣＤ−ＨＰＦ弁別器出力ｄ３を形成する。
【００２５】
[0027]一実施形態には、ｄ３を計算するためのＣＣＤ−ＨＰＦの式は、
（ｄ３）ｊ（ｋ）＝［（ｂ１ｘ（ｄ２）ｊ（ｋ）＋ｂ２ｘ（ｄ２）ｊ（ｋ−１）＋ｂ３ｘ（ｄ２）ｊ（ｋ−２））−（ａ２ｘ（ｄ３）ｊ（ｋ−１）＋ａ３ｘ（ｄ３）ｊ（ｋ−２））］／ａ１  式４
である。ここで（ｄ３）ｉ，ｊ（ｋ）は、基準受信機（ｉ）上の衛星（ｊ）の現在の測定の３番目のフィルタリングされたダイバージェンス率推定値である。いくつかの実施形態には、ａ１定数は、その値が１であるとき式から外すことができる。図３に示すように、ＣＣＤ−ＨＰＦ弁別器ｄ３の値は、このようにして特定の衛星（ｊ）に関して基準受信機１０２−１〜１０２−ｉ毎に計算される。一実施形態において、ＣＣＤ−ＨＰＦの式のフィルタ係数は、以下の表に示すような係数であり得る。
【００２６】
【表１】
2015200641.tif 000004
【００２７】
[0028]基準受信機１０２−１〜１０２−ｉ毎に個々のｄ３を入力として、平均統計関数３０６は、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅ弁別器の値を出力する。すなわち、全ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０の弁別器の値、
【００２８】
【数２】
2015200641.tif 000005
【００２９】
を次いで計算する。ここで、
【００３０】
【数３】
2015200641.tif 000006
【００３１】
は、衛星（ｊ）のすべての基準受信機全体にわたる平均の３番目のフィルタリングされたダイバージェンス率推定値である。ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０の弁別器の値
【００３２】
【数４】
2015200641.tif 000007
【００３３】
は、図３、４および５においてｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅとして示される。
[0029]図４において全体を４００に示すように、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅ弁別器計算の後に、全体を４０４に示す検出関数が続く。ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅの値が計算されたとして、検出関数４０４が衛星毎に実施されるが、いくつかの実施において、それは以下のような簡単な閾値テストである。
ｉｆ
【００３４】
【数５】
2015200641.tif 000008
【００３５】
ｔｈｅｎ
ＰＨＰＦ，ｊ（ｋ）＝２｛衛星ｊを除外｝
ｅｌｓｅ
ＰＨＰＦ，ｊ（ｋ）＝１｛衛星ｊは通常｝
ｅｎｄ  ｉｆ
ここで、ＰＨＰＦ，ｊ（ｋ）は、各衛星ｊのモニタ状態フラッグであり、ＴｈＨＰＦは除外閾値である。すなわち、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４は、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが４０４に示すＴｈＨＰＦ除外閾値を超えるとき、過渡信号変形障害を検知する。それが起きると、プロセスは４０６に進み、そこで、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段１３４が、ＧＢＡＳ１００によって航空機に送信される擬似距離補正計算データから衛星（ｊ）がいつ除外されるべきなのかを指示するＰＨＰＦ，ｊモニタ状態フラッグを出力する。いくつかの実施形態には、同じモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊを衛星の除外を指示するのに使用することもでき、ならびに信号変形モニタ１０８（以下に論じる）に衛星ソフト除外を信号で伝えることもできる。
【００３６】
[0030]いくつかの実施形態において、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０は、広帯域干渉（ＢＢＩ）が検出されたのかどうかおよび影響された基準受信機１０２の数に基づいてどの検知閾値ＴｈＨＰＦを使用すべきかを動的に判定もする。ＧＢＡＳ１００が顕著なＢＢＩを受ける場合、信号変形モニタ１０８は、システムの完全性を維持するために代替検知閾値の使用の可能性を有効にする。例えば、基準受信機１０２のいずれかがマスクレベルより大きい無線周波干渉（ＲＦＩ）を受ける場合、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０は、代替検知閾値の使用を有効にする。しかし、一実施形態において、信号変形モニタ１０８は、基準受信機１０２の３つ以上が著しく影響されない限り、代替検知閾値（完全性を保持し、具体的な連続性に影響し、有効性を維持する）の使用に移行しない。
【００３７】
[0031]ＧＢＡＳ１００は、航空機１０４に送信される擬似距離補正および航法情報を生成するとき、除外された衛星からの信号を使用しない。全体を５００に示す図５は、関係する障害状態が解除されると、除外された衛星を再度受け入れるプロセスを示す。少なくとも一実施形態において、衛星からの測定が除外された後、処理ユニット２０４は、衛星からの測定を航空機１０４に送信される擬似距離補正および航法情報の計算に含めることができるように衛星を再度受け入れることができるかどうかおよびいつ再度受け入れることができるのかを判定するために、再入命令２４０を実行する。少なくとも一実施形態において、衛星からの情報を再度受け入れるために、信号変形モニタ１０８は、除外された衛星からの信号を継続して監視し、信号中の測定値と再入閾値とを比較し、信号を再度受け入れることによりＧＢＡＳ１００の全体の性能が改善されるかどうかを判定する。
【００３８】
[0032]図５を参照すると、除外された衛星の測定が、待機時間（例えば、３００秒）の間除外されると、５０４において再度受け入れるかどうかテストされる。３００秒が経過したとき、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０が、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ弁別器ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが現在の選択されたＴｈＨＰＦ（ｋ）未満であるかどうかを確認する。もしそうである場合、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタは、信号変形モニタ１０８にソフト除外を信号で伝えることができ（ＰＨＰＦ，ｊ＝３を設定することによってなど）、そうでない場合は、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０は、測定を除外することを継続し、再度受け入れるまで再入に関して確認することを継続する（例えば、０．５秒毎の時間ステップなど）。再入に関して、再入閾値は、ＴｈＨＰＦ（ｋ）または代替閾値のいずれかでよいことに留意されたい。一実施形態において、ソフト除外信号（ＰＨＰＦ，ｊ＝３）は、単一のサンプルサイクルの間のみ持続する。次いで、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが直ちに再度除外閾値ＴｈＨＰＦを超えないとすると、次の例でＰＨＰＦ，ｊがＰＨＰＦ，ｊ＝１（すなわち、衛星が含まれた通常の状態）に設定される。また、図５において５０８に示すように、１つまたは複数の他のプロセスは、５０８に示す弁別器ＤＲなど、それぞれのそれら自体の基準に基づいて衛星（ｊ）を除外した可能性がある信号変形モニタ１０８によって実行することができる。したがって、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ１３０が、衛星（ｊ）の測定を再度受け入れることが許容できることを指示しているときでも、信号変形モニタ１０８は、それらの他の基準がそれぞれのそれらの再入閾値を満たすことを確認してから、プロセスが５０６に進んで全地球測位データを計算するのに使用される衛星（ｊ）の測定値を再度受け入れる。
実施形態例
[0033]例１は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）地上型補強システム（ＧＢＡＳ）を含み、システムは、複数の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）基準受信機と、メモリユニットおよび複数のＧＮＳＳ基準受信機に結合された処理ユニットとを備え、処理ユニットは、コード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）モニタ段と、コード・搬送波間ダイバージェンス−高域フィルタ（ＣＣＤ−ＨＰＦ）モニタ段とを備える信号変形モニタを実施し、ＣＣＤモニタ段が、複数のＧＮＳＳ基準受信機の各々からの未加工の擬似距離コード測定値および累積されたデルタ距離搬送波測定値であって、ＧＮＳＳ衛星によって送信される航法信号に関連した未加工の擬似距離コード測定値および累積されたデルタ距離搬送波測定値を入力し、ＣＣＤモニタ段が、複数のＧＮＳＳ基準受信機毎に、ＧＮＳＳ衛星の、それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２を出力し、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、複数のＧＮＳＳ基準受信機毎に、高域フィルタアルゴリズムをそれぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２に適用することにより、それぞれのＣＣＤ−ＨＰＦダイバージェンス率推定値ｄ３を計算し、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ＣＣＤ−ＨＰＦダイバージェンス率推定値ｄ３から平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅを計算し、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅと除外閾値とを比較することに基づいて、信号変形モニタが、擬似距離補正情報を計算するために当該ＧＮＳＳ衛星によって送信される航法信号からの測定値を使用することをＧＢＡＳに除外させる除外信号を出力する。
【００３９】
[0034]例２は、例１のシステムを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ＧＮＳＳ衛星に関連したモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊを出力し、信号変形モニタが、モニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊに基づいて除外信号を出力する。
【００４０】
[0035]例３は、例２のシステムを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが再入閾値未満に低減したときＧＮＳＳ衛星の含有を可能にするためにＧＮＳＳ衛星に関連したモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊをリセットする。
【００４１】
[0036]例４は、例２〜３のいずれかのシステムを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが再入閾値未満に低減し、ＧＮＳＳ衛星が少なくとも所定の待機時間の間除外されたとき、ＧＮＳＳ衛星の含有を可能にするためにＧＮＳＳ衛星に関連したモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊをリセットする。
【００４２】
[0037]例５は、例１〜４のいずれかのシステムを含み、除外閾値が、検知された広帯域干渉の関数として動的に判定される。
[0038]例６は、例のシステムを含み、信号変形モニタが、第１の除外閾値と第２の除外閾値とから動的に選択する。
【００４３】
[0039]例７は、例５〜６のいずれかのシステムを含み、除外閾値が、広帯域干渉によって影響されるＧＮＳＳ基準受信機の数の関数として動的に判定される。
[0040]例８は、例１〜７のいずれかのシステムを含み、ＣＣＤモニタ段が、複数の線形時不変フィルタを備え、それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、複数の線形時不変フィルタによって未加工の擬似距離コード測定値と累積されたデルタ距離搬送波測定値との差の関数として計算される。
【００４４】
[0041]例９は、例１〜８のいずれかのシステムを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が高域フィルタを備え、それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、ＣＣＤ−ＨＰＦダイバージェンス率推定値ｄ３を導出するために高域フィルタによってフィルタリングされる。
【００４５】
[0042]例１０は、例９のシステムを含み、高域フィルタが、二次高域バターワースフィルタを備える。
[0043]例１１は、例９〜１０のいずれかのシステムを含み、高域フィルタが、０．０１Ｈｚのカットオフ周波数を有する。
【００４６】
[0044]例１２は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）地上型補強ステーションのための信号変形モニタを含み、モニタは、複数のＧＮＳＳ基準受信機に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）モニタ段であって、複数のＧＮＳＳ基準受信機の各々からの未加工の擬似距離コード測定値および累積されたデルタ距離搬送波測定値を入力するＣＣＤモニタ段と、ＣＣＤモニタ段に通信可能に結合されたコード・搬送波間ダイバージェンス−高域フィルタ（ＣＣＤ−ＨＰＦ）モニタ段とを備え、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタが、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅを計算するために高域フィルタを通じてＣＣＤモニタ段によって生じた複数の低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２の各々を処理し、信号変形モニタが、平均化されたＣＣＤ−ＨＰＦモニタダイバージェンス率ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが除外閾値を超えたとき、ＧＮＳＳ衛星に関連した除外信号を出力する。
【００４７】
[0045]例１３は、例１２のモニタを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ＧＮＳＳ衛星に関連したモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊを出力し、信号変形モニタが、モニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊに基づいて除外信号を出力する。
【００４８】
[0046]例１４は、例１３のモニタを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、ｄ３＿Ａｖｅｒａｇｅが再入閾値未満に低減し、ＧＮＳＳ衛星が少なくとも所定の待機時間の間除外されたとき、ＧＮＳＳ衛星の含有を可能にするためにＧＮＳＳ衛星に関連したモニタ状態フラッグＰＨＰＦ，ｊをリセットする。
【００４９】
[0047]例１５は、例１２〜１４のいずれかのモニタを含み、除外閾値が、検知された広帯域干渉の関数として動的に判定される。
[0048]例１６は、例１５のモニタを含み、信号変形モニタが、第１の除外閾値と第２の除外閾値とから動的に選択する。
【００５０】
[0049]例１７は、例１２〜１６のいずれかのモニタを含み、ＣＣＤモニタ段が、複数の線形時不変フィルタを備え、それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、複数の線形時不変フィルタによって未加工の擬似距離コード測定値と累積されたデルタ距離搬送波測定値との差の関数として計算される。
【００５１】
[0050]例１８は、例１２〜１７のいずれかのモニタを含み、ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段が、高域フィルタを備え、それぞれの低域フィルタリングされたダイバージェンス率測定値ｄ２が、ＣＣＤ−ＨＰＦダイバージェンス率推定値ｄ３を導出するために高域フィルタによってフィルタリングされる。
【００５２】
[0051]例１９は、例１８のモニタを含み、高域フィルタが、二次高域バターワースフィルタを備える。
[0052]例２０は、例１８〜１９のいずれかのモニタを含み、高域フィルタが、０．０１Ｈｚのカットオフ周波数を有する。
【００５３】
[0053]様々な代替実施形態において、本開示全体を通して説明したシステムまたは方法のいずれかは、モジュール、機能、アルゴリズムおよび図１〜５に関して説明した他の要素を実現するためにコードを実行するプロセッサを備える１つまたは複数のコンピュータシステムで実施することができ、前記コードは非一時的データ記憶デバイス上に格納される。したがって、本開示の他の実施形態は、そのようなコンピュータシステムによって実施されたとき、本明細書に説明する実施形態をプログラム命令に実施させることを可能にするコンピュータ可読媒体上に常駐するプログラム命令を含む。本明細書では、「コンピュータ可読媒体」という用語は、非一時的物理的形態を有する有形的メモリ記憶デバイスを表す。そのような非一時的物理的形態は、限定はされないが、パンチカード、磁気ディスクもしくはテープ、任意の光データ記憶システム、フラッシュ読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（Ｅ−ＰＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意の他の永続的、半永続的、もしくは一時的メモリ記憶システムの形態、または物理的、有形的形態を有するデバイスなど、コンピュータメモリデバイスを含むことができる。プログラム命令は、限定はされないが、超高速集積回路（ＶＨＳＩＣ）ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）など、コンピュータシステムプロセッサおよびハードウェア記述言語によって実行されるコンピュータ実行可能命令を含む。
【００５４】
[0054]具体的な実施形態を示し説明してきたが、同じ目的を達成するように計算された任意の構成は、図示する具体的な実施形態の代わりに用いることができることが当業者によって理解されよう。本明細書は、本発明の任意の改変または変形を包含することが意図されている。したがって、本発明は特許請求の範囲およびその同等物によってのみ限定されることが明白に意図されている。
【符号の説明】
【００５５】
１００  地上型補強システム（ＧＢＡＳ）
１０２  多重基準受信機、ＧＮＳＳ基準受信機
１０２−１、１０２−２、１０２−ｉ  基準受信機
１０４  航空機
１０５  処理セグメント
１０６  全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）衛星
１０８  信号変形モニタ
１１０  アンテナセグメント
１３０  コード・搬送波間ダイバージェンス（ＣＣＤ）−高域フィルタ（ＨＰＦ）モニタ
１３２  ＣＣＤモニタ段、第１のモニタ段
１３２−１、１３２−２、１３２−ｉ  ＣＣＤモニタ段
１３４  ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段、ＨＰＦモニタ段
１３４−１、１３４−２、１３４−ｉ  ＣＣＤ−ＨＰＦモニタ段
２０４  処理ユニット
２０６  メモリユニット
２２０  統計命令
２３０  ＣＣＤ−ＨＰＦ監視命令
２４０  再入命令
３０６  平均統計関数
４０４  検出関数
【図１】
2015200641.tif 000009
【図１Ａ】
2015200641.tif 000010
【図２】
2015200641.tif 000011
【図３】
2015200641.tif 000012
【図４】
2015200641.tif 000013
【図５】
2015200641.tif 000014
【外国語明細書】
2015200641000001.pdf