(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定位置に設置され、各衛星から放送される測位用信号を受信する基準局と、監視対象範囲内に設置され、衛星からの測位用信号を受信する複数の観測局と、前記観測局の位置変位を監視する監視部とを備えると共に、前記基準局を複数個選出して選択基準局とし、前記選択基準局のうちから順番に１局ずつ基準局を決定する基準局選出手段を備え、
前記基準局は、自局で受信した前記測位用信号を前記複数の観測局に送信する基準側通信手段を含み、
前記観測局は、自局で受信した測位用信号及び前記基準局で受信した測位用信号から、キネマティック基線解析によって自局の測位結果を求める測位演算手段と、前記基準局の測位用信号を受信すると共に、自局の測位結果を前記監視部に送信する観測側通信手段とを含み、
前記基準局選出手段は、前記選択基準局のうちからの基準局の決定を所定期間毎に変更することを特徴とする変位監視システム。
【請求項２】
前記測位演算手段は、時系列方向に得られた直前の複数個分の測位結果を平均化し、その結果を前記測位結果とする平均化処理手段を備える請求項１に記載の変位監視システム。
【請求項３】
前記基準局及び観測局は、使用する衛星を選択する衛星選定手段を備える請求項１又は２に記載の変位監視システム。
【請求項４】
前記監視部は、時系列的な測位結果の経時方向の差分及び各局間の相対的な差分の少なくとも一方を求める差分算出手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の変位監視システム。
【請求項５】
前記監視部は、前記差分が閾値を超えた場合に警報を出力する監視手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の変位監視システム。
【請求項６】
前記観測側通信手段は、上流側の観測局から測位結果を受信し、当該受信した前記上流側の観測局の測位結果と共に自己の測位結果を下流側の観測局に送信し、
最下流の観測局の観測側通信手段は、受信した前記上流側の全ての観測局の測位結果と共に自己の測位結果を前記監視部に送信することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変位監視システム。
【請求項７】
所定位置に設置され、各衛星から放送される測位用信号を受信する基準局と、監視対象範囲内に設置され、衛星からの測位用信号を受信する複数の観測局と、前記観測局の位置変位を監視する監視部とを備えると共に、前記基準局を複数個選出して選択基準局とし、前記選択基準局のうちから順番に１局ずつ基準局を決定する基準局選出手段を備え、
前記基準局で受信した前記測位用信号を前記複数の観測局に送信する工程と、
前記各観測局で受信した測位用信号及び前記基準局から送信された測位用信号から、前記観測局においてキネマティック基線解析によって前記各観測局の測位結果を求める工程と、
前記各観測局の測位結果を前記監視部に送信する工程と、
所定期間毎に、前記基準局選出手段により前記選択基準局のうちからの基準局の決定を変更する工程とを含む変位監視方法。
【請求項８】
前記測位結果を求める工程は、時系列方向に得られた直前の複数個分の測位情報を平均し、平均結果を前記測位結果とする請求項７に記載の変位監視方法。
【請求項９】
前記基準局及び観測局は、使用する衛星を選択する工程を含む請求項７又は８に記載の変位監視方法。
【請求項１０】
前記観測局からの時系列的な測位結果について経時方向の差分及び各局間の相対的な差分の少なくとも一方を求める工程を含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の変位監視方法。
【請求項１１】
前記基準局選出手段は、前記複数個の基準局の組合わせのそれぞれについて測位精度評価を行い、評価結果から前記選択基準局を選出することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の変位監視システム。
【請求項１２】
前記基準局選出手段は、前記測位精度評価を所定期間毎及び所定タイミングの少なくとも一方の時点で行うことを特徴とする請求項１１に記載の変位監視システム。
【請求項１３】
前記選択基準局は２個の基準局であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の変位監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ(GlobalPositioning System)等の衛星航法システム（GNSS：GlobalNavigation Satellite System）を利用して、観測点の変位を監視するシステム及び変位監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、斜面を有する地盤の崩落や地滑りに伴う災害を事前に予知し、被災を未然に防止する監視技術が種々提案されており、近年では、監視対象域の複数箇所に観測局となるＧＰＳ受信機を設置し、基準局に対する相対的な位置のずれを監視センタ側で時系列的に検知し、地盤の異常を監視する変位監視システムが知られている。
【０００３】
特許文献１，２には、衛星から受信した測位用信号から得られる各受信機間の基線ベクトルを利用するスタティック測位方法と、観測局と基準局との受信機間の基線ベクトルを利用するリアルタイムキネマティック（ＲＴＫ：Real Time kinematic）測位方法とを、地盤変動状況に応じて使い分けて経時方向の測位を行う変位監視システムが提案されている。より詳細には、地盤の変動が小さい時は、計測に時間を要するものの精度の高いスタティック測位方法を利用し、変動が大きくなると、精度は劣るものの応答性を考慮して短時間で計測が可能なＲＴＫ測位方法を利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０４５１５８号公報
【特許文献２】特開２００４−１４４６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
測位用電波としてＬ１波（１５７５．４２MHzのキャリア）を用いた場合におけるＲＴＫ測位方法での計測精度は、特許文献１によれば、スタティック測位方法が一般的に数ｍｍ（１時間の計測間隔）の高精度とされているのに比べて、数ｃｍ（１秒間の計測間隔）とされている。従って、地盤変動が閾値を超えた場合のように、短時間間隔で計測を繰り返す必要がある場合、現状のＲＴＫ測位方法での測位精度では適用に一定の制限がある。
【０００６】
また、測位を行うために必要な、擬似距離、搬送波位相などの観測データ、及び航法メッセージのデータは、最も民間用に利用されているＧＰＳのＬ１Ｃ／Ａコードの場合、４００〜８００Byteが必要で、特許文献１，２のように、観測局数が増大すると、これらの情報を監視センタへ送信する様態では、局数に比例してデータ量が増大して伝送に長時間を要することとなり、また、同時に監視センタにおける測位演算処理の負担が大きくなる。
【０００７】
本発明は、短時間でかつデータ処理及びデータ伝送に対する負担を軽減しつつ所要の精度で複数の観測局からの測位結果を得る変位監視システム及びその方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る変位監視システムは、所定位置に設置され、各衛星から放送される測位用信号を受信する基準局と、監視対象範囲内に設置され、衛星からの測位用信号を受信する観測局と、前記複数の観測局の位置変位を監視する監視部とを備え、前記基準局は、自局で受信した前記測位用信号を前記複数の観測局に送信する基準側通信手段を含み、前記観測局は、自局で受信した測位用信号及び前記基準局で受信した測位用信号から、キネマティック基線解析によって自局の測位結果を求める測位演算手段と、前記基準局の測位用信号を受信すると共に、自局の測位結果を前記監視部に送信する観測側通信手段とを含むものである。
【０００９】
また、本発明に係る変位監視方法は、所定位置に設置され、各衛星から放送される測位用信号を受信する基準局と、監視対象範囲内に設置され、衛星からの測位用信号を受信する複数の観測局と、前記観測局の位置変位を監視する監視部とを備え、前記基準局で受信した前記測位用信号を前記複数の観測局に送信する行程と、前記各観測局で受信した測位用信号及び前記基準局から送信された測位用信号から、前記観測局においてキネマティック基線解析によって前記各観測局の測位結果を求める行程と、前記各観測局の測位結果を前記監視部に送信する行程とを含むものである。
【００１０】
これらの発明によれば、基準局で受信した測位用信号は観測局に送信され、観測局で受信した測位用信号及び前記基準局から送信された測位用信号から、観測局においてキネマティック基線解析によって各観測局の測位結果が求められる。そして、各観測局の測位結果は前記監視部に送信される。従って、基準局から観測局への測位用信号の送信の負担はあるものの、観測局においてそれぞれ測位結果を求め、それらのデータを少ないデータ容量で監視部に送信するようにしたので、全体として、短時間でかつデータ処理及びデータ伝送に対する負担が軽減された状態で所要の精度で観測局からの測位結果が得られる。なお、各観測局の測位結果の前記監視部への送信は、監視部へ直接送信される態様でもよいし、基準局を経由して送信される態様でもよい。
【００１１】
また、前記測位演算手段は、時系列方向に得られた直前の複数個分の測位結果を平均化し、その結果を前記測位結果とする平均化処理手段を備えるものである。この構成によれば、比較的短時間周期でより高精度の測位結果が得られる。
【００１２】
また、前記基準局及び観測局は、使用する衛星を選択する衛星選定手段を備えるものである。この構成によれば、マルチパス等の障害を生じない衛星を、単純に選択して使用し、乃至は重み付けによって選択的に使用することで、測位精度をより高めることが可能となる。
【００１３】
また、前記監視部は、時系列的な測位結果の経時方向の差分及び各局間の相対的な差分の少なくとも一方を求める差分算出手段を備えることを特徴とする。この構成によれば、位置の変位や局間の相対的な変位が監視され、災害等からの被災を未然に排除することが可能となる。
【００１４】
また、前記監視部は、前記差分が閾値を超えた場合に警報を出力する監視手段を備えることを特徴とする。この構成によれば、避難等を報知する警報によって災害等からの被災を未然に排除することが可能となる。
【００１５】
また、前記観測側通信部は、上流側の観測局から測位結果を受信し、当該受信した前記上流側の観測局の測位結果と共に自己の測位結果を下流側の観測局に送信し、最下流の観測局の観測側通信部は、受信した前記上流側の全ての観測局の測位結果と共に自己の測位結果を前記監視部に送信することを特徴とする。この構成によれば、観測局の設置箇所が起伏等によって直接基準局に電波が届きにくい場合に有効となる。
【００１６】
また、前記基準局を複数個選出して選択基準局とし、前記選択基準局のうちから順番に基準局を決定する基準局選出手段を備え、前記基準局選出手段は、前記選択基準局のうちからの基準局の決定を所定期間毎に変更することを特徴とする。この構成によれば、
基準局を複数個設けることで、仮にある基準局での測位時に測定誤差が大きくなったとしても、他の基準局に切換えられることで全体として測定精度の維持確保が図れる。なお、基準局選出手段は、監視部に備えられていてもよく、あるいは各局に共通して備えられていてもよい。また、選択基準局を選択する機能部分と、その内から基準局を決定する機能部分とを分けて備えてもよい。例えば選択基準局を選択する機能部分を監視部に備え、その内から基準局を決定する機能部分を各局に備えればよい。
【００１７】
また、前記基準局選出手段は、前記複数個の基準局の組合わせのそれぞれについで測位精度評価を行い、評価結果から前記選択基準局を選出することを特徴とする。この構成によれば、１個の基準局では誤差有無の評価が容易ではないが、選択基準局の組合わせの設定に際して測位精度評価を行うことで、常に測定精度が維持されることになる。
【００１８】
また、前記基準局選出手段は、前記測位精度評価を所定期間毎及び所定タイミングの少なくとも一方の時点で行うことを特徴とする。この構成によれば、周期的に乃至は誤差が生じたりバラツキが大きくなった時点（タイミング）で測位精度評価を行って選択基準局の組合わせを変更可能にしたので、全体として測位精度が維持される。
【００１９】
また、前記選択基準局は２個の基準局とすることで、効率的に精度の維持確保が図れる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、短時間でかつデータ処理及びデータ伝送に対する負担を軽減しつつ所要の精度で複数の観測局からの測位結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る変位監視システムの概要図である。
【図２】センサ部の構成を示す図で、（Ａ）は基準局の機能ブロックの一例を示す構成図、（Ｂ）は観測局の機能ブロックの一例を示す構成図である。
【図３】監視部の機能ブロックの一例を示す構成図である。
【図４】基準局と観測局の受信とデータ送信のタイミングの一例を示すタームチャートである。
【図５】測位結果のバファリング処理を説明するメモリマップの図である。
【図６】基準局、観測局の電源投入による開始処理のフローチャートである。
【図７】基準局が実行する処理を示すフローチャートである。
【図８】観測局が実行する測位演算のための処理を示すフローチャートである。
【図９】基準局、観測局が実行するタイマ処理のフローチャートである。
【図１０】観測局が実行する平均化処理を示すフローチャートである
【図１１】本システムに適用されるＧＰＳ受信機を用いて実験した結果をまとめたもので、（ａ）は緯度方向、（ｂ）は経度方向、（ｃ）は高さ方向における各平均時間と標準偏差との関係を示す図表である。
【図１２】第２実施形態における、基準局の変更による初期化の内容を説明する図である。
【図１３】第２実施形態に係るセンサ部の構成であって、基準局及び観測局の機能を備えた局の機能ブロックの一例を示す構成図である。
【図１４】監視部が行う基準局の選択処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】選択基準局が実行する受信データの送信処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】選択基準局の受信信号の一斉送信タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図１７】決定された基準局に対する、観測局におけるＲＴＫ測位演算処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】各局で行われる基準局の選択処理の他の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明に係る変位監視システムの概要図である。図１において、Ｓａｔ…は、人工衛星、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）衛星で、公知の軌道上で地球を周回している。ＧＰＳ衛星Ｓａｔ…は、公知のように、それぞれ異なる周波数の電波（Ｌ１波、Ｌ２波、Ｌ５波等）を測位用信号として送信（放送）している。本実施形態では、一例としてＬ１波（１５７５．４２MHz、波長１９．０３cmのキャリア）の電波を用いた場合の測位処理について説明する。電波は、コードと呼ばれる測位符号が所定のデータ列として配列された搬送波からなり、Ｌ１波には、衛星識別情報、ＧＰＳ時刻、軌道情報を含む測位符号としてＣ／Ａコードを有し、他にエメリフェス情報や電離層遅延に関する情報からなる航法メッセージが含まれている。より詳細には、電波は、搬送波がコードと呼ばれる主に衛星と受信機間の距離を測定するために用いられる。コードは、長さ１０２３chip、周期１ｍｓの擬似雑音符号で二相位相変調（ＢＰＳＫ：Bi-Phase Shift Keying）され、さらにＧＰＳ時刻や軌道情報（エフェメリス）、電離層遅延などに関する情報を含む航法メッセージが重畳されたものである。
【００２３】
センサ部１は、ＧＰＳ受信装置である基準局１０及び観測局２０を備え、それぞれＧＰＳ衛星Ｓａｔ…から放送される測位用信号を受信するものである。基準局１０は、監視対象域乃至は近傍に設置されたものである。観測局２０は、監視対象域内に分散して、観測点として設置されたものである。基準局１０及び観測局２０は、一般的には４機以上のＧＰＳ衛星Ｓａｔ…からの放送電波を利用して測位処理を行う。基準局１０及び観測局２０は、それぞれ自局の識別のためのＩＤ情報を設定されており、後述するように信号やデータを送信する場合には、送信内容に自己のＩＤ情報を送信元情報として添付する。
【００２４】
基準局１０と観測局２０とは全て無線で通信可能にしてもよいが、必要に応じて全部又は一部を有線で通信可能に接続してもよい。本実施形態では、図１に示すように、基準局１０は、一部の観測局２０（ＩＤ＝０１〜ＩＤ＝ｉ）との間では無線で通信可能にされ、一方、残りの観測局２０（ＩＤ＝ｎ−１，ＩＤ＝ｎ）に対しては、後述するデータ集約部３１を経由して有線で通信可能にされている。なお、観測局２０（ＩＤ＝ｎ−１，ＩＤ＝ｎ）は、シリアルに接続されて、上流側の観測局２０（ＩＤ＝ｎ−１）から下流側の観測局２０（ＩＤ＝ｎ）を経由して、測位結果が監視部３側に送信されるようにしてもよい。観測局２０（ＩＤ＝０１〜ＩＤ＝ｉ）についても同様である。有線式では、例えばＲＳ−４８５の通信規約を利用することができる。監視対象域内においては、基本的に無線式としつつ、斜面に起伏があって無線電波の回り込みが期待できない（受信感度が低い）箇所は有線式とするようにしている。
【００２５】
監視部３は、データ集約部３１と監視処理部３２とを備えている。監視部３は、センサ部１の近傍又は所定箇所に配置される。データ集約部３１は、好ましくはセンサ部１の近傍に設置され、主としてセンサ部１から送られてくるデータの受信を行って、受信したデータの集約処理を実行すると共に、ファイルデータを監視処理部３２からの要求に応じて出力する処理を行う。監視処理部３２は、データ集約部３１でファイルされたデータを用いて変位情報処理を行うと共に、必要に応じて監視主体やユーザに対して処理結果の配信を行う。
【００２６】
図２は、センサ部の構成を示す図で、（Ａ）は基準局の機能ブロックの一例を示す構成図、（Ｂ）は観測局の機能ブロックの一例を示す構成図である。基準局１０及び観測局２０は、基準局としての機能及び観測局としての機能を実行する構成を有する。なお、基準局１０と観測局２０とを汎用性のある同一構成として製造し、使用に際していずれか側の機能が選択的に実行可能にされる態様でもよい。
【００２７】
基準局１０は、制御部１１及びＧＰＳ受信部１２を備えている。制御部１１には、メモリ部１１２、通信部１１３及び電源部１１４が接続されている。ＧＰＳ受信部１２はＧＰＳ衛星Ｓａｔ…から周期的に放送される測位用信号を受信するアンテナ１２１を備えている。基準局１０は、これらの各部が図１に示す略円筒状の筐体に内装された形で構成されている。なお、筐体の適所には、外部より操作可能な電源スイッチ（図略）が設けられている。通信部１１３は、観測局２０及び監視部３との間で信号やデータの送受信を行うものである。電源部１１４は、基準局１０の各部を稼働させるもので、二次電池の他、太陽電池等の再生可能エネルギーを利用したものでもよい。
【００２８】
メモリ部１１２は、基準局１０としての処理を実行する処理プログラム等を記憶するプログラムデータメモリ部１１２１、ＧＰＳ衛星Ｓａｔからの測位用信号を自局で受信した受信信号として記憶する受信信号メモリ部１１２２、基準局１０が設置された位置データ（緯度、経度、高さ）を基準局位置データとして記憶する基準局位置データメモリ部１１２３を備えている。また、メモリ部１１２は、測位処理に使用するＧＰＳ衛星の内、測位精度面から推奨する（あるいは間引く）衛星のリストを記憶する衛星選択リストメモリ部１１２４を備えている。基準局位置データメモリ部１１２３の基準局位置データは、地図から取得する方法の他、基準局１０で事前に単独測位処理を所定期間実行して高精度の位置情報を得る方法でもよい。
【００２９】
また、衛星選択リストメモリ部１１２４に記憶される衛星選択情報は、例えば以下のようにして得られる。測位精度は、主にマルチパス等に左右されることから、測位時に仰角が小さい、地平線に近い衛星を除くことが好ましい。各ＧＰＳ衛星は軌道情報を放送することから、基準局１０の設置位置との関係を利用して、時間帯に対応して推奨度の低いＧＰＳ衛星を事前に特定することは可能である。また、マルチパスは、地形や建造物の影響を受けることから、マルチパスの原因となる反射波を生じる位置を飛行するＧＰＳ衛星を推奨度の低いＧＰＳ衛星として事前に特定することができる。ＧＰＳ衛星Ｓａｔは、公転周期を有し、２３時間５６分で地球を２周する。従って、マルチパス等の影響が発生するときのＧＰＳ衛星の位置（あるいは時間帯）を事前に、少なくとも１日分の試験を経て情報を取得しておくことで、以後のマルチパスの発生時刻と該当する衛星とを知ることが可能となり、かかる情報を衛星選択リストメモリ部１１２４に記憶することで、時間情報を含めて推奨度の低いＧＰＳ衛星を不使用とすることができる。なお、衛星選択リストメモリ部１１２４に登録された情報は、１日経過する毎に４分ずらして使用することが精度上好ましい。これら各事情は、ＮＧＳＳ衛星でも同様であり、各衛星を利用する態様でも、同様なリストを作成し、適用することができる。
【００３０】
制御部１１は、処理プログラムを実行することによって、受信信号処理部１１０１及び通信処理部１１０２として機能する。受信信号処理部１１０１は、複数のＧＰＳ衛星Ｓａｔからの所定（１パケット分）の測位用信号を受信する処理を行うと共に、受信信号を受信信号メモリ部１１２２に一時的に記憶する処理を行う。なお、制御部１１は、ＧＰＳ時刻と衛星選択リストメモリ部１１２４に登録されたＧＰＳ衛星とから不使用のＧＰＳ衛星からの測位常信号を除く処理を行ってもよい。あるいは制御部１１は、受信したＧＰＳ衛星の測位用信号を推奨情報と関連付けて観測局２０に送信し、各観測局２０側で、当該観測局２０の衛星選択リストメモリ部２１２４と照合して、双方で推奨度の高いＧＰＳ衛星の測位用信号のみを利用するようにしてもよい。
【００３１】
通信処理部１１０２は、受信信号メモリ部１１２２に記憶された１パケット分の受信信号をエポック毎に全ての観測局２０に一斉送信する処理及び、各観測局２０から受信した測位結果を監視部３に送信する処理を行う。なお、一斉送信においては、前述した、有線で接続されている観測局２０（図１参照）には、データ集約部３１を経由してＲＳ−４８５の通信規約で送信される。また、通信処理部１１０２は、基準局位置データを起動後に少なくとも１回だけ全ての観測局２０に送信すれば足りるが、本実施形態では後述するように、所定周期で、例えば数エポック毎に全ての観測局２０に一斉送信するようにしている。
【００３２】
観測局２０は、制御部２１及びＧＰＳ受信部２２を備えている。制御部２１には、メモリ部２１２、通信部２１３及び電源部２１４が接続されている。ＧＰＳ受信部２２はＧＰＳ衛星Ｓａｔ…から周期的に放送される測位用信号を受信するアンテナ２２１を備えている。観測局２０は、これらの各部が図１に示す略円筒状の筐体に内装された形で構成されている。なお、筐体の適所には、外部より操作可能な電源スイッチ（図略）が設けられている。通信部２１３は、基準局１との間で信号やデータの送受信を行うものである。電源部２１４は、観測局２０の各部を稼働させるもので、二次電池の他、太陽電池等の再生可能エネルギーを利用したものでもよい。
【００３３】
メモリ部２１２は、観測局２０としての処理を実行する処理プログラム等を記憶するプログラムデータメモリ部２１２１、ＧＰＳ衛星Ｓａｔからの測位用信号を自局で受信し、受信信号として記憶する受信信号メモリ部２１２２、ＲＴＫ測位処理の結果を一時的に記憶する測位結果メモリ部２１２３、及び測位処理に使用するＧＰＳ衛星の内、測位精度面から推奨するＧＰＳ衛星のリストを記憶する衛星選択リストメモリ部１１２４とを備えている。衛星選択情報は、基準局１０の場合と同様にして得ればよいが、各観測局２０の設置箇所によって、異なるＧＰＳ衛星がリストアップされる場合があり得る。
【００３４】
制御部２１は、処理プログラムを実行することによって、受信信号処理部２１０１、ＲＴＫ測位演算部２１０２、平均化処理部２１０３、及び通信処理部２１０４として機能する。受信信号処理部２１０１は、ＧＰＳ衛星Ｓａｔからの所定（１パケット分）の測位用信号を放送の度に受信する処理を行うと共に、受信信号を受信信号メモリ部１１２２に一時的に記憶する処理を行う。
【００３５】
ＲＴＫ測位演算部２１０２は、基準局１０から送信されてきた各ＧＰＳ衛星Ｓａｔの受信信号及び自局での各ＧＰＳ衛星Ｓａｔの受信信号を用いてキネマティック基線解析を行うＲＴＫ測位処理を実行し、測位結果（Ｃ／Ａコードデータ及びキャリア位相データ）、例えば基準局に対する相対的な位置データ（緯度経度及び高さの各方向の値）を得、この測位結果を時系列方向に対応付けて（バッファリングして）保管する処理を実行する。なお、基準局位置データを利用して絶対位置を算出するようにしてもよく、以上をまとめて測位結果という。
【００３６】
平均化処理部２１０３は、バッファリングされた複数の測位結果の平均値を求める計算を実行するものである。平均値は加重平均でもよいし、単純平均でもよい。また、例えば標準偏差σのある閾値以上にバラツキのある、測定精度の悪い測位結果を間引く処理を加味してもよい。通信処理部２１０４は、基準局１０からの配信信号を受信したり、算出後の測位結果を返送したりする処理を行う。
【００３７】
図３は、監視部の機能ブロックの一例を示す構成図である。データ集約部３１は、通信処理部３１１及び測位結果記憶部３１２を備えている。通信処理部３１１は、基準局１０及び観測局２０との間でそれぞれ信号やデータの送受信を行うと共に、監視処理部３２に測位結果の送信を行う。測位結果記憶部３１２は、必要に応じてデータ集約部３１における各種のデータの記憶部として機能するもので、主には、全ての観測局２０の測位結果を記憶する。なお、基準局選出部３１４は、後述する第２実施形態で使用される。
【００３８】
監視処理部３２は、時系列的な各観測局２０からの測位結果からそれぞれの設置箇所の位置変位、乃至は位置変位と閾値とを比較し、その他必要に応じて、また適用用途に応じて種々の変動分析を行って、地盤異常の有無を監視する監視情報生成部３２１と、監視情報を必要とする監視主体やユーザ等に配信するデータ配信部３２２とを備えている。監視情報生成部３２１は、より具体的には、時系列的に送り込まれてくる各観測局２０の測位結果から、各観測局２０が位置ずれを生じているか否か、さらに位置ずれがどの程度の大きさで生じているか、また各局間の相対的な位置ずれを監視するもので、時系列方向の差分を算出する差分算出手段として機能する。監視情報生成部３２１は、差分値の算出の他、各観測局２０の変位量、変位時間情報などから、地盤異常のさらなる解析を行うものでもよい。データ配信部３２２は、算出された差分値や解析情報をそのまま配信し、あるいは差分値が所定の閾値を超えた場合に、警報情報と共に配信する態様、さらには両方の態様によるデータ配信が採用可能である。データ集約部３１と監視処理部３２との間は、所定のネットワーク、例えＦＯＭＡ（Freedom Of Mobilemultimedia Access）等の電話回線（無線又は有線）を利用している。
【００３９】
図４は、基準局と観測局での信号の受信と送信のタイミングの一例を示すタームチャートである。なお、図中、Ｐ−ＩＤ０は、基準局１０の処理タイミングを示し、Ｐ−ＩＤｎ（ｎ＞１）は、ｎ個のうちの最後の観測局２０での処理タイミングを示している。また、図４では、ｎ＝９、すなわち１台の基準局と９台の観測局２０の場合の例である。受信のエポックは１秒毎であり、後述するように、０．５秒（５００ms）までの前半と、それ以降の後半とで処理を振り分けている。
【００４０】
基準局１０では、Ｐ−ＩＤ０に示すように、１秒周期のそれぞれで、ハイレベルで示す０秒〜０．５秒の間に、自局でのＳａｔ衛星からの測位用信号を受信し、１パケット受信の判断と格納処理とを行い、さらに基準局１０の受信信号を全ての観測局２０へ一斉送信する。さらに、基準局１０は、ローレベルで示す後半の０．５秒〜１秒の間で、観測局２０から返送された測位結果を受信し、監視部３へ送信する。
【００４１】
１番目の観測局２０は、Ｐ−ＩＤ１に示すように、１秒周期のそれぞれの前半で、基準局１０と同様に、自局でのＳａｔ衛星からの測位用信号を受信し、さらに基準局１０から配信された受信信号とを用いてＰＴＫ測位演算を実行して、その結果を測位結果メモリ部２１２３に格納する。後半の時間では、後述する所定の平均化処理を実行し、その結果としての測位結果を基準局１０（を介して監視部３）に返送する。各観測局２０、すなわち２番目以降の観測局２０は、上記のうちの前半の処理を各エポック毎に実行すると共に、後半の処理は自己の測位結果メモリ部２１２３に１０回数分の測位結果が格納された時のエポックに対応して実行する。例えば、Ｐ−ＩＤ１の観測局２０では、１．５秒〜２．０秒で、測位結果が送信され、Ｐ−ＩＤ２の観測局２０では、２．５秒〜３．０秒で、測位結果が送信され、Ｐ−ＩＤｎの観測局２０では、９．５秒〜１０秒（＝０秒）で、測位結果が送信される。すなわち、本実施形態では、９台の観測局２０は、エポック周期１秒として、１０秒間の平均値を測位結果として監視部３へ送る。なお、最初のエポックでの、０．５秒〜１．０秒では、後述するように、基準局位置データの一斉送信が行われる。
【００４２】
図５は、測位結果のバッファリング処理を説明するメモリマップの図である。各観測局２０のＲＴＫ測位演算部２１０２は、１０秒間の（１０個の）時系列的な測位結果をファイル箇所と対応付けて測位結果メモリ部２１２３に格納する。なお、測位結果は最も古いファイル箇所のデータに最新のデータが更新されるようにして直近の１０個のデータが常に残るようにされている。
【００４３】
次に、図６〜図１０のフローチャートを用いて、各部が実行する処理について説明する。図６は、センサ部１（基準局及び観測局）に対する電源投入後の処理を示している。センサ部１は、電源投入を受けると、まず、システムの初期化が開始される（ステップＳ１）。システムの初期化では、ＩＤの設定、出力周期（平均化の周期）の設定、各種のバッファ（ＲＡＭ）のクリア処理等が行われる。なお、ＩＤや出力周期は、監視対象域に設置時あるいは事前（現地搬入時など）に作業者によって設定され、あるいはデファクトにより製造乃至は出荷段階で設定されている。
【００４４】
次いで、ＩＤが０か否か、すなわち基準局か否かが判断される（ステップＳ３）。ＩＤが０、すなわち基準局であれば、基準局としての処理が開始され（ステップＳ５）、ＩＤが０以外、すなわち観測局であれば、ＩＤに従った観測局としての処理が開始される（ステップＳ７）。かかる処理によって、電源投入されたセンサ部１が全て稼働状態にされる。
【００４５】
図７は、基準局１０の制御部１１において実行される処理を示している。まず、複数のＧＰＳ衛星Ｓａｔからの測位用信号を受信し、その取り込みが行われる（ステップＳ１１）。そして、それぞれ所定のデータ量（４００〜８００Ｂｙｔｅ）である１パケット分が取り込まれたか否かが判断される（ステップＳ１３）。１パケット分が取り込まれると、今回受信した１パケット分の受信信号を全ての観測局２０に向けて一斉に送信する（ステップＳ１５）。本実施形態では、ここまでの処理を、１エポックの前半で行うようにしている。一方、１パケット分が取り込まれない場合、ステップＳ１５はスキップされる。この場合、基準局１０から前回の受信信号を再送してもよいし、あるいは観測局２０で前回に基準局１０から送られてきた受信信号を利用してもよい。
【００４６】
次いで、順番に従った、ある観測局２０から送信された（平均化後の）測位結果の取り込みが行われる（ステップＳ１７）。そして、所定のデータ量（４８〜５０Ｂｙｔｅ）である１パケット分が取り込まれたか否かが判断され（ステップＳ１９）、１パケット分が取り込まれると、この１パケット分の測位結果が監視部３に送信される（ステップＳ１５）。一方、１パケット分が取り込まれない場合、ステップＳ２１はスキップされる。この場合、基準局１０から当該観測局２０の前回の測位結果を再送してもよいし、あるいは監視部３で前回に基準局１０から送られてきた当該観測局２０の測位結果を利用する態様としてもよい。そして、処理はステップＳ１１に戻り、周期的に放送されるＧＰＳ衛星Ｓａｔの測位用信号を受信する毎に同様の処理が繰り返し実行される。
【００４７】
図８は、観測局２０の制御部２１において実行される測位演算のための処理を示している。まず、自局で、複数のＧＰＳ衛星Ｓａｔからの測位用信号を受信し、その取り込みが行われる（ステップＳ３１）。続いて、基準局１０からデータ量（４００〜８００Ｂｙｔｅ）の受信信号の取り込みが行われる（ステップＳ３３）。そして、自局での受信信号が取り込まれたか否か、また基準局１０から１パケット分の受信信号が取り込まれたか否かが判断される（ステップＳ３５）。両方の信号が取り込まれていると、基準局１０及び自局での受信信号からＲＴＫ測位演算が実行される（ステップＳ３７）。次いで、計時用のＴＤＭＡ用カウンタが０にリセットされる（ステップＳ３９）。
【００４８】
なお、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access ）とは、無線通信に使われる方式の一つで、１つの周波数を短時間ずつ交代で複数の発信者で共有する時分割多元接続をいう。次いで、測位結果のバッファリング、すなわちメモリアドレスとの対応付けを行って、測位結果メモリ部３１３に格納する（ステップＳ４１）。そして、処理はステップＳ３１に戻り、周期的に放送されるＧＰＳ衛星Ｓａｔの測位用信号を受信する毎に同様の処理が繰り返し実行される。
【００４９】
図９は、基準局及び観測局の制御部において実行されるタイマ処理を示している。まず、出力タイミングの値ｔを求める計算が行われる（ステップＳ５１）。すなわち、測位用信号に含まれるＧＰＳ時刻（例えば、秒）を出力周期（本実施形態では、１０秒）で除算し、その「余り」を求める。この計算によって、エポック１秒毎に、「余り」の値が、「０，１，２，…９，０，１，…」のように順番に繰り返し得られる。この「余り」を値ｔとする。そうすると、値ｔを、基準局及び観測局を識別するＩＤ（＝０〜１０）と対応付けすることが可能となる。
【００５０】
タイマ処理は、エポック周期に比べて短周期、ここでは１０ｍｓ毎にコールが発生するように設定している。
【００５１】
ステップＳ５１で、あるエポックにおいて、値ｔが決まると、ｔ＝ＩＤか否かが判断される（ステップＳ５３）。すなわち、自局のＩＤと一致するか否かが判断される。一致しなければ、自局ではないとして、本フローをＥｘｉｔする。
【００５２】
一方、自局のＩＤと一致すると、ＴＤＭＡ用カウンタが１だけインクリメントされ（ステップＳ５５）、ここで、ＴＤＭＡ用カウンタのカウント値が５０、すなわち５００ｍｓ（＝１０ｍｓ毎のコール×５０回）に達したか否かが判断される（ステップＳ５７）。５００ｍｓに達するまでは、本フローをＥｘｉｔする。これは、エポック１秒のうちの前半では、各局は測位用信号の受信、また基準局で受信信号の一斉送信処理を行うことから、かかる処理時間（処理の正常動作確保）を考慮して待機し、後半で、後述の処理を行うようにしている。ステップＳ５７の判断は、エポック周期の前半側において実行される処理時間を考慮して、時間を設定すればよく、５００ｍｓに限定されない。ただし、本実施形態では、１エポックの１／２以上の時間に設定して、後半にステップＳ５７が２度Ｙｅｓとならないようすることが好ましい。
【００５３】
一方、ステップＳ５７において、５００ｍｓを経過すると、ＩＤ＝０か否かが判断される（ステップＳ５９）。これは、自局が基準局か観測局かを判断するものである。そして、自局が基準局である場合、基準局位置データが全ての観測局に一斉送信される（ステップＳ６１）。そして、ＴＤＭＡ用カウンタが０にリセットされて（ステップＳ６７）、本フローをＥｘｉｔする。
【００５４】
一方、自局が観測局である場合、平均化処理が実行され（ステップＳ６３）、次いで、平均結果が測位結果として基準局へ出力される（ステップＳ６５）。平均結果は前述したように、基準局１０を経由して監視部３に送信される。そして、ＴＤＭＡ用カウンタが０にリセットされて（ステップＳ６７）、本フローをＥｘｉｔする。
【００５５】
以上によれば、観測局２０が９台ある場合、エポック１０回毎に、各観測局２０から順番に、それぞれの直近の１０回分の測位結果が平均化された測位結果が監視部３に送信されることになる。なお、基準局位置データを、起動直後に１回だけの一斉送信で済ます態様では、ステップＳ５９，Ｓ６１を省略してもよい。この場合、９台の観測局２０による平均化処理は９回となり、かつ平均化後の測位結果の送信周期も１秒早くなる。
【００５６】
図１０は、観測局が実行する平均化処理（ステップＳ６３）を示している。まず、平均化用カウンタがクリアされる（ステップＳ７１）。次いで、バッファリングデータの有無が判断される（ステップＳ７３）。バッファリングデータがあれば、測位ステータスがＦｉｘかどうかが判断される（ステップＳ７５）。測位ステータスとは該当するバッファに格納されているデータが所定の精度を有する状態のものかどうかを示すもので、Ｆｉｘとは、所定の精度を有する（正常である）ことを意味する。
【００５７】
バッファリングデータの測位ステータスがＦｉｘの場合、先頭のバッファの測位結果が取り込まれ（ステップＳ７７）、次いで、平均化用カウンタが１だけインクリメントされて（ステップＳ７９）、ステップＳ７３に戻り、順次次のバッファの、最終的には１０回分の測位結果が累積加算されるまで、ステップＳ７５〜Ｓ７９が繰り返される。なお、測位ステータスがＦｉｘでない場合には、不用意に誤差の増大を招き兼ねないことから、当該バッファの測位結果は平均化処理対象から外される。
【００５８】
Ｆｉｘされたバッファリングデータが全て累積加算されると、平均化用カウンタが０か否かが判断される（ステップＳ８１）。平均化用カウンタが０でない場合、データ加算された値を回数で除算する平均計算が実行される（ステップＳ８３）。一方、平均化用カウンタが０の場合、計算不能として、本フローをＥｘｉｔする。そして、平均化処理が終了すると、ステップＳ６５に進み、平均化処理済みの測位結果が基準局１０を中継して監視部３へ送信される。
【００５９】
図１１は、本システムに適用されるセンサ部１（ＧＰＳ受信機）を用いて実験した結果をまとめたもので、（ａ）は緯度方向、（ｂ）は経度方向、（ｃ）は高さ方向における各平均回数と標準偏差との関係を示す図表である。本実験は、２台のＧＰＳ受信機を１０ｍ離して設置した位置関係で行った。スタティック測位処理は、エポック３０秒毎、６０分間のセッションで行った測位処理の平均値を示す。ＲＴＫ測位処理は、０．５分、１０分、３０分及び６０分でそれぞれ行った測位処理の平均値を示す。図１１（ａ）（ｂ）から、緯度経度に関しては、ＲＴＫ測位処理における０．５分平均処理での標準偏差σは、スタティック測位処理における標準偏差に比して２倍程度あることが判る。また、高さ方向においては、図１１（ｃ）に示すように５倍程度ある。
【００６０】
一方、ＲＴＫ測位処理においては、０．５分から１０分までの間の標準偏差の変化状況は、１０分から３０分、３０分から６０分までの対応する変化状況と比べると、母数比率が相対的に小さいにも関わらず、図１１（ａ）（ｂ）に示す各線分の傾斜にみられるように、さほど差がないことが判る。具体的には、０．５分平均では測定データ３０個の平均処理であり、１０分平均では６００個、３０分平均では１８００個、６０分平均では３６００個となる。従って、６０分と３０分との母数比率は１／２倍、３０分と１０分とでは１／３倍、これに対して１０分と０．５分とでは１／２０と相対的に小さい。このように、０．５分、すなわち３０秒辺りでは、標準偏差σが線形的な変化ではなく、非線形的によりバラツキの少ない傾向を示しているということができる。従って、３０秒程度の短い時間であっても高い測位精度が期待できる。
【００６１】
なお、本発明は、以下の態様を採用することが可能であり、例えば、本実施形態では、センサ部１の通信部１１３，２１３を基準局１０と観測局２０との間の通信としたが、これに代えて、メッシュ型の他、ツリー型、スター型、リング型、それらの混合型（ハイブリッド）等のネットワーク通信が採用可能である。
【００６２】
本実施形態では斜面の崩落や地滑りの監視用としたが、さらにダム等の大型構造物の形状変化の監視用にも適用可能である。
【００６３】
また、本実施形態は、米国が運用するＧＰＳ衛星航法システムを含めて説明したが、さらに欧州のＧＡＬＩＬＥＯ、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ等の衛星航法システム（Global Navigation Satellite System）を含めてＧＮＳＳ衛星航法システム対応としてもよい。
【００６４】
また、衛星選択リストメモリ部１１２４，２１２４について、選択可能な衛星のリストとして説明したが、さらに推奨度に応じて測位結果に重み付けを行うようにしてもよい。
【００６５】
また、平均化処理部２１０３では、単純平均としたが、さらに測位結果のバラツキや標準偏差σとの比較から重み付けを行うようにしてもよい。係る重み付けを施すことで、測位結果の精度をより高めることが可能なる。
【００６６】
また、本実施形態では、監視部３をセンサ部１と分けて配置したが、例えば、監視部３の機能部を基準局１０内に設けてもよい。これによれば、目的、用途等に応じて好適な態様が採用可能となる。
【００６７】
（第２実施形態）
以下、図１２〜図１８を用いて、第２実施形態を説明する。前記実施形態では、基準局１０を１個とした態様としたが、第２実施形態では、基準局を動的に変更する態様としたものである。基準局を動的に変更することで、測位結果の信頼性を確保（精度を維持）することが可能となる。
【００６８】
ＲＴＫ測位においては、搬送波のサイクルスリップをなくすため数分〜数十分をかけて初期化処理を行っている。例えば、図１２（Ａ）に示すＲＴＫ測位システムにおいて、基準局（＃０）としたときの観測できる基線ベクトルは、０−＃１，０−＃２，…，０−＃ｎのｎ本である。これらｎ本の基線ベクトルは互いに独立であり、観測局における初期化が誤っていた場合でも、基線ベクトルの情報からは、その不当性を判断することはできない。図１２（Ｂ）は、基準局を観測局（＃１）に変更したときの観測できるｎ本の基線ベクトル１−＃０，１−＃２，…，１−＃ｎである。図１２（Ｃ）は両者の基線ベクトルを対応付けて表したもので、基準局を変更することで、全く独立した初期化による基線ベクトルを２組得ることができる。２組の各局（＃０，…＃ｎ）の測位結果の１個にでも不一致がある場合、いずれの組の初期化が失敗したかは分からない。１組での初期化成功率を一般的な９５％とした場合、２組の初期化の成功率は９９．７５％まで向上する。
【００６９】
なお、以降において、観測局２０が基準局として選択され、基準局として動作することから、第２実施形態では、特に断らない限り、基準局及び観測局を局（＃０，＃１，…，＃ｎ）と呼び、さらに、選択された基準局を選択基準局と呼び、それ以外の局を他局と呼ぶ。
【００７０】
図１３は、基準局と観測局の両方の機能を備えた局２０ａの機能ブロック図である。局２０ａは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の機能ブロックを備えている。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は構造的には同一であり、機能は、基準局１０としての処理を実行する処理プログラム及び観測局２０としての処理を実行する処理プログラムを、メモリ部２１２ａのプログラムデータメモリ部２１２１ａに持つことで実現される。また、プログラムデータメモリ部２１２１ａには、必要に応じて基準局と観測局とを動的に変更する変更プログラムを記憶する。なお、変更プログラムは、選択基準局から一斉送信された受信信号を受信する他局側のためのプログラムも含む。
【００７１】
受信信号メモリ部２１２２ａは、自局で受信した受信信号を記憶する。測位結果メモリ部２１２３ａは、ＲＴＫ測位処理の結果を一時的に記憶する。衛星選択リストメモリ部２１２４ａは、測位精度面から推奨するなどの衛星のリストを記憶する。
【００７２】
制御部２１ａは、処理プログラムを実行することによって、受信信号処理部２１０１ａ、ＲＴＫ測位演算部２１０２ａ、必要に応じて設けられる平均化処理部２１０３ａ、及び通信処理部２１０４ａとして機能する。
【００７３】
受信信号処理部２１０１ａは、測位用信号を放送の毎に受信する処理と、受信信号を受信信号メモリ部２１２２ａに一時的に記憶する処理を行う。ＲＴＫ測位演算部２１０２ａは、自局が選択基準局以外（他局）の場合に機能するもので、選択基準局１０から送信されてきた各ＧＰＳ衛星Ｓａｔの受信信号及び自局での各ＧＰＳ衛星Ｓａｔの受信信号を用いてキネマティック基線解析を行うＲＴＫ測位処理を実行し、測位結果を測位結果メモリ部２１２３ａに記憶する。平均化処理部２１０３ａは、必要に応じて採用されるもので、前記実施例で説明したように複数回分の測位結果の平均化処理を実行する。通信処理部２１０４ａは、自局が選択基準局になった場合、受信信号メモリ部２１２２ａに記憶された受信信号をエポック毎に他局に一斉送信する処理、及び各他局から受信した測位結果を監視部３に送信する処理を行う。また、通信処理部２１０４ａは、自局が観測局（他局）の場合、選択基準局から一斉送信された受信信号を受信したり、算出後の測位結果を返送したりする処理を行う。
【００７４】
基準局選出部２１０５ａは、実施の態様によって用いられるもので、以下に示す監視部３の基準局選出部３１４が行う処理の一部を各局側で実行する場合の機能部である。
【００７５】
図１４は、監視部３の基準局選出部３１４が行う基準局の選択処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、初期化の時点で行われ、また、好ましくは所定期間毎乃至はその他のタイミングで行われる。選択基準局は複数（２個以上の個数）の組合わせであればよく、以下では、説明の便宜上、２個の場合で説明する。基準選択局の２個ずつの組合わせは、候補リストとして、あるいは組合わせ演算式として予め測位結果記憶部３１２等の記憶部に格納されており、ステップＳ１０１で最初の組合わせ候補が設定される。
【００７６】
次いで、ステップＳ１０３，Ｓ１０５では、最初に選択された組の第１候補基準局と第２候補基準局とに対する測位処理が実行される。すなわち、ステップＳ１０３では第１候補基準局に対してそれ以外の他局で得られた測位結果の受信が行われ、ステップＳ１０５では第２候補基準局に対してそれ以外の他局で得られた測位結果の受信が行われる。
【００７７】
次いで、ステップＳ１０３，Ｓ１０５で得た測位結果から、対応する観測局同士の測位結果の照合、すなわち対応する位置情報の一致、不一致の処理が行われる（ステップＳ１０７）。なお、一致、不一致を判断する閾値は、信頼性の点からある範囲内として設定されており、例えばＬ１波を使用している場合であれば、その波長（１９ｃｍ）の１／４（約５ｃｍ）以内であればよい。
【００７８】
対応位置の測位結果が一致と判断されると（ステップＳ１０９）、この時の第１候補基準局及び第２候補基準局が、第１、第２の選択基準局として登録される（ステップＳ１１１）。登録内容は、通信処理部３１１を経て、各局（＃０〜＃ｎ）に送信される。一方、ステップＳ１０９で不一致と判断されると、他の組合わせ候補に変更されて（ステップＳ１１３）、ステップＳ１０３に戻って、同様の処理が実行される。
【００７９】
図１５は、監視部３の基準局選出部３１４によって実行される基準局を決定する処理の一例を示すフローチャートである。選択基準局のうち、エポック毎にいずれを基準局とするかを決定する必要がある。ステップＳ１２１では、選択基準局のうちからエポック毎に、いずれを基準局とするかを決定する。選択基準局が本実施形態のように２個の場合、例えば予め設定された回数分のエポック毎に交互に切換える処理でよい。切換える期間は、例えば１０分間というように時間幅で設定してもよく、また固定でなくてもよい。基準局が決定されると、例えば局番号の情報が各局に送信される（ステップＳ１２３）。その結果、各局は、今回のエポックにおいて自局が基準局か、他局かを認識できる。
【００８０】
なお、監視部３の基準局選出部３１４から選択基準局の情報のみが通知送信される態様でもよく、この場合、各局に予め共通して記憶されている選択基準局からエポック毎の基準局を決定する決定プロセス（決定プログラム）を利用して、各局の基準局選出部２１０５ａで基準局が決定されるようにしてもよい。これにより、各局は、自局が基準局か観測局（他局）かが識別可能となる。
【００８１】
図１６は、選択された基準局の受信信号の一斉送信タイミングの一例を示すタイムチャートである。図１６（Ａ）は、局（＃０）と局（＃１）とが選択基準局として選択されており、それぞれ予め設定された時間、例えば共に１０分間ずつ交互に基準局として機能する状態を示している。すなわち、０秒前の過去時点から１秒目までの間は局（＃０）が基準局として機能して受信信号を一斉送信し、１秒目から次の１０分間は局（＃１）が基準局として機能して受信信号を一斉送信し、その後、局（＃０）に切り替わっている状態を示している。なお、測位用信号の受信から一斉送信までの時間は、前述したような前半（Ｔ１）の５００ｍｓに対してより高速、例えば前半の短時間で、例えば２５０ｍｓで行うようにしてもよい。
【００８２】
また、図１６（Ｂ）は、本来の基準局である局（＃０）は選択基準局の一方として固定とされ、残りの１個の選択基準局を局（＃１）〜局（＃ｎ）から選出する態様の場合である。図１６（Ｂ）では、選択基準局として局（＃０）と局（＃１）とが選択されている。また、一斉送信の時間幅は、図１６（Ａ）と同様に２５０ｍｓで行っている。
【００８３】
図１６（Ｂ）では、局（＃０）は、前半の短時間の２５０ｍｓで、常時、基準局としての受信信号の一斉送信を行っている。一方、局（＃１）が基準局となる期間（例えば１０分）には、局（＃１）からの受信信号の一斉送信は、１エポックの後半（Ｔ２）の短時間、例えば２５０ｍｓで行っている。これにより、局（＃１）は、１０分間隔で基準局と他局との機能を交互に切り替えている。このようにすれば、局（＃０）が基準局として固定されるものの、局（＃０）での一斉送信動作を周期的（１０分間隔）に切換える処理が不要となる分、局（＃０）の動作制御の負担が軽減される。なお、図１６（Ｂ）の場合、観測局となる他局は、一斉送信が前半のみ行われた場合には、局（＃０）が基準局であると認識して受信し、一方、一斉送信が前半と後半の双方で行われた場合には、局（＃０）とは異なる他の選択基準局（この例では、局（＃１））が基準局であると認識して、後半の受信信号を受信することで、エポック毎に基準局から一斉送信された信号を区別して取り込むことが可能となる。この場合、観測局からの測位結果の送信は、後半（Ｔ２）内の７５０ｍｓ〜１０００ｍｓの間に行えばよい。
【００８４】
図１７は、決定された基準局に対する、観測局におけるＲＴＫ測位演算処理の一例を示すフローチャートである。まず、いずれの局が今回のエポックにおける基準局かの識別処理が実行される（ステップＳ１３１）。次いで、今回のエポックにおける自局での測位用信号の取り込みが行われ（ステップＳ１３３）、さらに、識別された基準局から一斉送信された受信信号の取込みが行われる（ステップＳ１３５）。そして、１パケット分が取り込まれると（ステップＳ１３７）、基準局及び自局での受信信号からＲＴＫ測位演算が実行される（ステップＳ１３９）。なお、１パケット分が取り込まれない場合には、測位結果の演算はスルーされる。
【００８５】
図１８は、各局で行われる基準局の選択処理の他の例を示すフローチャートである。前記の例では、選択基準局を２個としたが、図１８では、汎用性を持たせて、任意の数の選択基準局のうちから、所定周期毎に基準局を決定するようにしている。なお、選択基準局の個数をｎ（＞＝２）で表す。
【００８６】
まず、現在時刻の分への換算計算が行われる（ステップＳ１４１）。例えば、毎日の午前０時を基準にして現在時刻を、例えば（分）に換算する。次いで、監視部３から受信した情報である選択基準局のうち、今回のエポックにおいて、所定時間、例えば１０分毎にいずれを基準局とするかの決定処理を行う（ステップＳ１４３）。決定処理の計算は、演算子modを採用した式(1)で行う。すなわち、
出力値＝mod{(現在時刻（分）／１０），ｎ}  …式(1)
式(1)の演算子modは、カッコ内の第１項の値を第２項の値ｎで除算した余りの１桁目の値を出力するものである。例えば、ｎ＝５とするとき、現在時刻（分）が０分から９分までは、出力値＝０となる。現在時刻（分）が１０分から１９分までは、出力値＝１となる。さらに、現在時刻（分）が４０分から４９分までは、出力値＝４となる。そして、現在時刻（分）が５０分から５９分までは、出力値＝０に戻る。従って、出力値は１０分毎に０，１，２，３，４をサイクリックに繰り返す。そこで、出力値に５個の選択基準局を、予め共通したルールで、例えば局番号の小さい方から順番に対応付けて（割り当てて）おけば、選択基準局のうちから１０分毎にサイクリックに基準局を決めることが可能となる。
【００８７】
次いで、対応付けられた番号が自身の局番号か否かが判断され（ステップＳ１４５）、一致すれば、自局が今回の基準局として受信信号の一斉送信を行うなどする（ステップＳ１４７）。一方、自局の局番号と不一致であれば、他局（観測局）であるとして処理（ステップＳ１４７）をスルーし、観測局としての処理を行う。
【００８８】
なお、選択基準局が、動的に変更されるため、各局で得た測位結果を、元々の基準局＃０を経由して監視部３へ返送する固定的な態様に代えて、決定された基準局を経由して監視部３へ返送する態様としてもよい。また、図１８は、各局での処理に代えて監視部３の基準局選出部３１４で処理し、ステップＳ１４３の結果を用いて、対応する基準局を決定し、その決定結果を各局に通知送信する態様としてもよい。
【００８９】
また、選択基準局の選出処理は、周期的に、あるいは現在の選択基準局を利用した変位監視において、少なくとも一方を基準局とした時の測位結果にバラツキが発生する等の信頼性の低下を生じた場合に行われることが好ましい。例えば、図１４に示すように、前述した決定プログラムによって、変位監視動作に代えて、複数の局（＃０〜＃ｎ）のうちから、順次組合わせを変更しながら選択基準局を選出する。処理を行う。
【００９０】
また、各局（＃０〜＃ｎ）は固設タイプとしたが、制限された領域内を、例えば走行する複数のトラクタ等の車両を含む移動体に装備して、それらの位置変位を監視するシステムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１０  基準局
１１  制御部
１１０２  通信処理部（基準側通信手段）
１１３  通信部（基準側通信手段）
２０  観測局
２１  制御部
２１０２  ＲＴＫ測位演算部（測位演算手段、衛星選定手段）
２１０３  平均化処理部（平均処理手段）
２１０４  通信処理部（観測側通信手段）
２１３  通信部（観測側通信手段）
３  監視部
３１４，２１０５ａ  基準局選出部（基準局選出手段）
３２１  監視情報生成部（差分算出手段）
３２２  データ配信部（監視手段）
【図１】
0006431467.tif 000002
【図２】
0006431467.tif 000003
【図３】
0006431467.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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