(57)【要約】【課題】位相情報にデータ抜けがあるＲＩＮＥＸに準拠したファイルを読み込み、擬似距離のスムージング処理を行う場合であっても、抜けてしまったデータを補間し、正確な擬似距離を計測すること。【解決手段】位相情報を読み込み、時刻毎の位相情報の有無を確認する。位相情報が存在した場合には、そのデータを位相情報として記録する。データ抜けが検出された場合には、データ抜けの発生した時刻を記録する。データの抜けた位相情報の補間処理を行う。補間するためのデータを生成し、生成されたデータを、補間された位相情報として記録する。擬似距離と補間された位相情報を利用して、補間されたデータの含まれた擬似距離を生成する。補間されたデータの含まれた擬似距離から補間処理の行われた時刻のデータを除去し、スムージング擬似距離を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似距離の補間を行いスムージング処理をする、補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置であって、
位相情報を読み込み、時刻毎の位相の有無を確認する位相状態確認手段と、
前記確認した位相情報にデータ抜けがあった場合は、データ抜けのある時刻を記録する時刻記録手段と、
位相情報の補間をする位相情報補間手段と、
擬似距離と補間された位相情報を利用して、補間されたデータの含まれた擬似距離を生成する手段と、
を備えることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置。
【請求項２】
請求項１に記載の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置であって、
補間されたデータの含まれた擬似距離から補間処理の行われた時刻のデータを除去するデータ除去手段と、
前記データ除去手段で除去したデータに基づき、スムージング処理を行うスムージング処理手段と、
を更に備えることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置であって、
前記位相情報補間手段は、データ抜けの発生した時刻の前のデータから、最小自乗法により求めたデータを、内挿又は外挿することにより行われることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置。
【請求項４】
擬似距離の補間を行いスムージング処理をする、補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法であって、
位相情報を読み込み、時刻毎の位相の有無を確認する位相状態確認ステップと、
前記確認した位相情報にデータ抜けがあった場合は、データ抜けのある時刻を記録する時刻記録ステップと、
位相情報の補間をする位相情報補間ステップと、
擬似距離と補間された位相情報を利用して、補間されたデータの含まれた擬似距離を生成するステップと、
を備えることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法。
【請求項５】
請求項４に記載の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法であって、
補間されたデータの含まれた擬似距離から補間処理の行われた時刻のデータを除去するデータ除去ステップと、
前記データ除去ステップで除去したデータに基づき、スムージング処理を行うスムージング処理ステップと、
を更に備えることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法であって、
前記位相情報補間ステップは、データ抜けの発生した時刻の前のデータから、最小自乗法により求めたデータを、内挿又は外挿することにより行われることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善方法。
【請求項７】
コンピュータを請求項１から３の何れか１項に記載の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星を用いた衛星測位システムに関し、より詳細には、位相についてのデータにデータ抜けがある衛星からの情報を読み込み、擬似距離のスムージング処理を行う場合であっても、抜けてしまったデータを補間し、正確な擬似距離を計測可能な、補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置、その方法及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳなどの、人工衛星を用いた衛星測位システムでは、各衛星から送信される擬似距離および位相を記録したファイル（以下では、ＧＰＳのデータ交換の標準フォーマットであるＲＩＮＥＸ（The Receiver Independent Exchange Format)に準拠したものとして説明する。）を、入力情報として読み込み、そこに記録された位相情報を利用して、スムージング処理をおこなうことにより、擬似距離の計測を行っている。
【０００３】
この点、スムージング処理は、一定時間継続したデータについて処理することで、初めて安定的な処理が可能になるものである（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１０９０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ＲＩＮＥＸの位相情報は、一定の時間ごとに定期的に記録されているが、それが、電波により伝搬されてくるため、その伝搬経路においてさまざまな外的要因により、不規則にデータ抜けが生じる場合がある。
【０００５】
この点、位相情報にデータ抜けがあるＲＩＮＥＸに準拠したファイルを読み込み、擬似距離のスムージング処理を行うと、位相情報のデータ抜けの発生した時刻で、処理が途切れることとなる。
【０００６】
すなわち、データ抜けにより、スムージング処理がリセットされてしまうこととなる。
【０００７】
そのため、位相情報のデータ抜けが頻繁に発生する、ＲＩＮＥＸに準拠したファイルを受信し、読み込んだ場合には、スムージング処理が不安定になるという問題があった。
【０００８】
このような場合に、正確な位相情報を得るためには、抜けてしまったデータの補間を行う必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は位相情報のデータ抜けがあるＲＩＮＥＸに準拠したファイルを読み込み、擬似距離のスムージング処理を行う場合であっても、抜けてしまったデータを補間し、正確な擬似距離を計測可能な、補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置、その方法及びそのプログラ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】
【００１０】
本発明によれば、擬似距離の補間を行いスムージング処理をする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置であって、位相情報を読み込み、時刻毎の位相の有無を確認する位相状態確認手段と、前記確認した位相情報にデータ抜けがあった場合は、データ抜けのある時刻を記録する時刻記録手段と、位相情報を補間する位相情報を補間手段と、擬似距離と補間された位相情報を利用して、補間されたデータの含まれた擬似距離を生成する手段と、を備えることを特徴とする補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置が提供される。
【００１１】
上記の補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置において、更に、補間されたデータの含まれた擬似距離から補間処理の行われた時刻のデータを除去し、スムージング擬似距離を生成する手段を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、位相情報のデータ抜けがある衛星からの情報を読み込み、擬似距離のスムージング処理を行う場合であっても、抜けてしまったデータを補間し、正確な擬似距離の計測を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［実施形態］
本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
まず、図１を用いて実施形態の構成について説明する。
【００１５】
本発明の実施形態は、ＲＩＮＥＸ等の衛星測位システムのフォーマットに準拠したファイルを読み込むことのできる入力装置１と、ＲＩＮＥＸ等の衛星測位システムのフォーマットに準拠したファイルに記録された位相と擬似距離からスムージング擬似距離を生成するプログラムを備えたデータ処理装置２と、それを出力するためのディスプレイ、記録媒体等である出力装置３を備える。
【００１６】
なお、本発明の実施形態の説明においては、ＧＰＳのデータ交換の標準フォーマットであるＲＩＮＥＸを例に説明をするが、本発明はＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の、他の衛星測位システムについても利用可能である。
【００１７】
データ処理装置２は、補間処理部２１とスムージング処理部２２と補間データ除去部２３を備える。
【００１８】
補間処理部２１は、ＲＩＮＥＸに準拠したファイルに含まれる位相情報を調べ、データ抜けの発生した時刻を記録し、そのデータ抜けの発生した時刻の位相情報を補間する機能を備える部分である。
【００１９】
なお、補間の方法としては、データ抜けの発生した時刻の前の一定数のデータから最小自乗法等により推定し、外挿する方法、データ抜けの発生した時刻の前後の一定数のデータから、最小自乗法等により、内挿する方法などが考えられる。
【００２０】
スムージング処理部２２は、補間処理部２１で補間された位相情報を利用して、ＲＩＮＥＸに準拠したファイルに含まれる擬似距離のスムージング処理を行い、補間されたデータの含まれたスムージング擬似距離を生成する機能を備える部分である。
【００２１】
補間データ除去部２３は、スムージング処理部２２で計算された、補間されたデータの含まれたスムージング擬似距離から、補間処理部２１で補間された時刻のデータを取り除き、出力装置３へ、スムージング擬似距離を出力する機能を備える部分である。
【００２２】
次に、図１及び図２のフローチャートを参照して本発明の実施形態の動作について詳細に説明する。
【００２３】
入力装置１から入力された擬似距離と位相情報は、データ処理装置２に供給される。補間処理部２１では、供給された位相情報について、補間処理を行う。
【００２４】
図２を参照すると、まず、補間処理部２１が入力装置１から入力されたデータの中から位相情報を読み込む（Ａ１）。
【００２５】
次に、同じく補間処理部２１が各時刻毎に、位相情報の有無を確認する（Ａ２）。
【００２６】
ここで、Ａ２で確認したある時刻において、位相情報が存在した場合には、そのデータをその時刻の位相情報として記録する（Ａ３）。
【００２７】
Ａ２で確認したある時刻において、位相情報が存在しない場合、すなわちデータ抜けが検出された場合には、データ抜けの発生した時刻を記録する（Ａ４）。
【００２８】
そして、データの抜けた位相の補間処理を行う（Ａ５）。
【００２９】
補間処理は、補間するためのデータを生成し、生成されたデータを、その時刻の位相情報として記録することにより行われる。
【００３０】
ここで、補間の方法は、データ抜けの発生した時刻の前の一定数のデータから最小自乗法等により推定し、外挿する方法、データ抜けの発生した時刻の前後の一定数のデータから、最小自乗法等により、内挿する方法など、適宜な方法を選択することができる。
【００３１】
そして、処理対象である全ての時刻のデータについて、前記Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４及びＡ５を実行する（Ａ６）。これにより位相情報の補間がなされることとなる。
【００３２】
次に、補間処理部２１から、擬似距離の情報と、当初から存在していた位相情報と、前記補間された位相情報と、補間処理の行われた時刻が、スムージング処理部２２に送られる。
【００３３】
スムージング処理部２２では、擬似距離と補間された位相情報を利用して、補間されたデータの含まれた時刻における擬似距離情報を生成し、スムージングを行う。
【００３４】
これにより、前記データ抜けのあった時刻における擬似距離情報を取得することができる。
【００３５】
次に、スムージング処理部２２から、補間されたデータの含まれた擬似距離情報と補間処理の行われた時刻が、補間データ除去部２３に供給される。
【００３６】
補間データ除去部では、補間されたデータの含まれた擬似距離から補間処理の行われた時刻のデータを除去し、スムージング擬似距離を生成する。
【００３７】
補間データ除去部２３から、出力装置３にスムージング擬似距離が供給される。
【００３８】
次に、図３及び図４を用いてデータ抜けの存在する場合の、データを補間する前と、データを補間する後について説明する。
【００３９】
図３は、補間処理を行う前に、データの抜けた時刻の前後で、スムージング処理を行う時間間隔が分割される様子を示している。
【００４０】
一方、図４は、図３のようなデータの抜けた時刻のデータを補間し、スムージング処理を行うことができる時間間隔が長くなった様子を示している。
【００４１】
次に、式１にスムージング処理の計算式を示す。
【００４２】
【数１】
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なお、数１における各符号は以下の意味である。
ｋ  ：  安定化係数
ここで、Ｋは以下の条件で増減する。
（１）  スムージング処理がリセットされるとｋ＝１とする。
（２）  ｋが一定値になるまで、１ずつ増加する。
（３）  ｋが一定値に達した後は、増加しない。
ｉ  ：  現時刻
ｉ−１  ：  前時刻
ＳＬ  ：  スムージング処理後の擬似距離
Ｌ  ：  擬似距離
Ｐ  ：  位相
Ｒ  ：  波長
安定化係数Ｋは、一定値に達するまでは、増加し続けるが、データ抜けにより、入力データが途切れると１にリセットされる。
【００４３】
つまり、頻繁にデータ抜けがあればあるほど安定化係数Ｋの値が低いものとなり、安定したスムージング処理を行うことが困難となる。
【００４４】
一方、データ抜けのある時刻の位相を補間することで、スムージング処理を行うことができる時間間隔を長くすると、安定化係数Ｋがリセットされる頻度が減り、その分、安定化係数Ｋを増大させることが可能となる。
【００４５】
そして、結果として安定的なスムージング処理を行うことが可能となる。
【００４６】
なお、補間されたデータは、スムージング処理後に、除去されるため、その後の衛星測位計算に影響を及ぼすことなく、スムージング処理のみを安定化することができる。
【００４７】
本発明の第１の効果は、衛星測位計算の前段階である擬似距離のスムージング処理を安定的に行うことができることにある。
【００４８】
その理由は、データ抜けの存在する時刻に、データを補間することで、スムージング処理を行うことができる時間の間隔を長くすることができるためである。
【００４９】
また、第２の効果として、補間されたデータは、スムージング処理後に、除去されることが挙げられる。
【００５０】
これにより、その後の衛星測位計算に影響を及ぼすことなく、スムージング処理のみを安定化することができる。
なお、補間処理によるスムージングアルゴリズムの改善装置は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組合せにより実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、人工衛星を用いた衛星測位システムにおいて、位相についてのデータにデータ抜けがある、衛星からの情報を読み込み、擬似距離のスムージング処理を行う場合であっても、抜けてしまったデータを補間し、正確な擬似距離を計測するといった用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の基本的構成を表す図である。
【図２】本発明の位相情報の補間動作を表すフローチャートである。
【図３】データ抜けを補間する前のデータの状態を表す概念図である。
【図４】データ抜けを補間した後のデータの状態を表す概念図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  入力装置
２  データ処理装置
３  出力装置
２１  補間処理部
２２  スムージング処理部
２３  補間データ除去部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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