(57)【要約】  測位衛星を用いた測位をより適切に行うこと。  測位装置は、複数のアンテナと、１または複数の受信回路と、前記アンテナ及び前記受信回路を含む受信経路を介して複数の衛星からの測位信号を受信する受信部と、同一の前記衛星からの測位信号について、少なくとも一部が異なる前記受信経路を介して受信された複数の受信信号に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断する判断部と、前記判断部によって測位に用いると判断された前記受信信号に基づいて、現在位置を算出する位置算出部と、を備える。
2018124250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナと、
１または複数の受信回路と、
前記アンテナ及び前記受信回路を含む受信経路を介して複数の衛星からの測位信号を受信する受信部と、
同一の前記衛星からの測位信号について、少なくとも一部が異なる前記受信経路を介して受信された複数の受信信号に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断する判断部と、
前記判断部によって測位に用いると判断された前記受信信号に基づいて、現在位置を算出する位置算出部と、
を備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記受信信号の受信状態に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断することを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記判断部は、前記複数の受信信号から算出される擬似距離の差に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記判断部は、前記複数の受信信号から算出される擬似距離が予め設定された閾値よりも大きい場合、当該複数の受信信号を測位に用いないように判断することを特徴とする請求項３に記載の測位装置。
【請求項５】
前記複数のアンテナは、互いに離間して配置され、
前記判断部は、前記複数のアンテナのうち、より大きく離間した２つの前記アンテナを介して受信した前記受信信号から算出される前記擬似距離の差に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断することを特徴とする請求項３または４に記載の測位装置。
【請求項６】
前記判断部は、前記複数のアンテナを介して受信した前記受信信号のうち、受信状態が予め設定された条件に適合する複数の前記受信信号のいずれかを測位に用いるように判断することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の測位装置。
【請求項７】
前記判断部は、前記受信信号における搬送波位相に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の測位装置。
【請求項８】
前記判断部は、前記受信信号における信号強度の変化に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の測位装置。
【請求項９】
前記測位装置の姿勢を検出する姿勢検出部を備え、
前記判断部は、前記姿勢検出部によって検出された前記測位装置の姿勢に基づいて、より上側に位置する前記アンテナを含む前記受信経路による前記受信信号を測位に用いると判断することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の測位装置。
【請求項１０】
複数のアンテナと、
１または複数の受信回路と、を備える測位装置で実行される測位方法であって、
前記アンテナ及び前記受信回路を含む受信経路を介して複数の衛星からの測位信号を受信する受信ステップと、
同一の前記衛星からの測位信号について、少なくとも一部が異なる前記受信経路を介して受信された複数の受信信号に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断する判断ステップと、
前記判断ステップにおいて測位に用いると判断された前記受信信号に基づいて、現在位置を算出する位置算出ステップと、
を含むことを特徴とする測位方法。
【請求項１１】
複数のアンテナと、
１または複数の受信回路と、を備える測位装置を制御するコンピュータに、
前記アンテナ及び前記受信回路を含む受信経路を介して複数の衛星からの測位信号を受信する受信機能と、
同一の前記衛星からの測位信号について、少なくとも一部が異なる前記受信経路を介して受信された複数の受信信号に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断する判断機能と、
前記判断機能によって測位に用いると判断された前記受信信号に基づいて、現在位置を算出する位置算出機能と、
を実現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、測位装置、測位方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飛翔体等の物体におけるＧＰＳ衛星による測位は、一般に測位を行う物体の上部にＧＰＳアンテナを設置するが、一つのアンテナの場合、飛翔体の移動、傾き等により、アンテナが傾き、ＧＰＳ衛星の可視性が低下する場合がある。すると、可視性が低下したＧＰＳ衛星の測位信号を受信できず、受信衛星が減り、測位を行えない可能性がある。
この問題を解決するため、測位を行う物体の上部に複数のアンテナと受信機を配置し、各アンテナで受信された無線信号により受信機の測位計算を行う測位システムが開発されている。
なお、ＧＰＳによる測位機能を備えた飛翔体に関する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２４６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、アンテナを複数にした場合、ビルによる電波の反射波によるマルチパスや妨害波が入力されることが考えられ、その結果、測位結果の誤差が大きくなり間違った測位結果を招くことが考えられる。【０００５】
本発明の課題は、測位衛星を用いた測位をより適切に行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る測位装置は、
複数のアンテナと、
１または複数の受信回路と、
前記アンテナ及び前記受信回路を含む受信経路を介して複数の衛星からの測位信号を受信する受信部と、
同一の前記衛星からの測位信号について、少なくとも一部が異なる前記受信経路を介して受信された複数の受信信号に基づいて、測位に用いる前記受信信号を判断する判断部と、
前記判断部によって測位に用いると判断された前記受信信号に基づいて、現在位置を算出する位置算出部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測位衛星を用いた測位をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る複数アンテナ測位装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
【図３】第１の実施形態における２アンテナ時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
【図４】アンテナを３つとした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
【図５】アンテナを４つとした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
【図６】アンテナをＮ個とした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
【図７】第２の実施形態における３アンテナ時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
【図８】第２の実施形態におけるＮ個のアンテナ搭載時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る複数アンテナ測位装置１００の構成を示すブロック図である。
本実施形態においては、測位信号としてＧＰＳ信号を受信し、２個のアンテナを使用してマルチパス、妨害波の影響を低減する例を示す。
なお、以下の実施形態においては、複数アンテナ測位装置１００を飛翔体（ここではドローンとする）として構成した例について説明する。
【００１０】
初めに、複数アンテナ測位装置１００の構成について説明する。
複数アンテナ測位装置１００は、アンテナ（第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２）、フロントエンド（第１ＲＦフロントエンド１０２−１、・・・、第２ＲＦフロントエンド１０２−２）、クロック発生器１２１、受信処理部（チャンネル１受信処理部ｃｈ１〜チャンネル１６受信処理部ｃｈ１６）、擬似距離可否判断部１１８、及び測位演算部１１９から構成される。
受信処理部は、同時に捕捉可能な測位衛星の数に対応した数のチャンネル（ここではチャンネル１からチャンネル１６）の同様の構成を有する回路を含む。図１においては、これらのうち、チャンネル１受信処理部ｃｈ１のみ詳細な構成を示す。
【００１１】
チャンネル１受信処理部ｃｈ１は、第１混合器１０４−１、累算器１０５−１、相関値演算部１０７−１、搬送波追尾部１０９−１、コード追尾部１１０−１、第２混合器１１３−１、擬似距離演算部１１６−１から構成され、これらは所定の演算を行うＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のロジック回路や、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で実行されるソフトウェアによって実現される。ＣＰＵにより実行させるソフトウェアは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に搭載して実行させる方法、ハードディスク装置等の外部記憶装置に記憶し、実行時にＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）上にローディングする方法等もある。チャンネル２受信処理部ｃｈ２以降も、チャンネル１受信処理部ｃｈ１と同様の構成を有している。なお、それぞれのチャンネルは、ロジック回路による並列処理や、時分割処理により同一のコンピュータ上で実現することができる。なお、測位の計算には、最低でも４チャンネルが必要であるが、実際には、それより多くのチャンネル、例えば１２チャンネル以上が実装されることが通常である。
【００１２】
第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２は、測位が必要とされる飛翔体（ドローン）の機体に設置され、測位信号の電磁波を受信して高周波信号を発生する。飛翔体には、第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２を、その中心軸に対して対称な位置に設置する。
図２は、第１の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
飛翔体に第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２を中心軸上から１８０°の角度を空けて設置する。測位信号は、搬送波を擬似ランダム雑音コードの拡散符号によってスペクトラム拡散を行ったものである。擬似ランダム雑音コードとしては、Ｃ／Ａ（Ｃｏａｒｓｅ／Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コードを使用する。また、測位信号には、測位演算に必要な航法データが含まれている。
【００１３】
第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２には、それぞれ、第１ＲＦフロントエンド１０２−１、第２ＲＦフロントエンド１０２−２が接続される。第１ＲＦフロントエンド１０２−１、第２ＲＦフロントエンド１０２−２には、クロック発生器１２１で発生された共通のクロックが入力され、それぞれ、第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２で受信された測位信号である高周波信号を次の第１ＲＦフロントエンド１０２−１、第２ＲＦフロントエンド１０２−２でデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換することにより、以降の処理を、ロジック回路やコンピュータのＣＰＵによるデジタル信号処理で実行可能となる。
【００１４】
第１ＲＦフロントエンド１０２−１、第２ＲＦフロントエンド１０２−２は、高周波信号を増幅し、前記の高周波信号の周波数をダウンコンバートし、ダウンコンバートされた高周波信号を、クロック発生器１２１から入力された共通のクロックを基準としてＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換し、その後、サンプリングして量子化することによって、それぞれ、デジタル化された測位信号１０３−１、１０３−２、・・・、１０３−１６を生成する。それらのデジタル化測位信号１０３−１及び１０３−２は、共通のクロックによってサンプリングされ、観測時刻は同期している。
【００１５】
チャンネル１受信処理部ＣＨ１は、デジタル化された測位信号から擬似距離を算出する回路である。各ｃｈの第１混合器１０４−１、・・・、第１混合器１０４−１６は、それぞれ、デジタル化測位信号１０３−１、・・・、１０３−１６を各ｃｈのレプリカ信号１１４−１、・・・、１１４−１６と混合することによって逆拡散を行い、測位信号の復元を行うが、ロジック回路や、ソフトウェアによってコンピュータ上に実現する、加算、乗算等の所定の演算を行うロジックである。
【００１６】
ｃｈ１のレプリカ信号１１４−１は、測位信号の搬送波と一致させるべき搬送波レプリカ信号１１１−１と、測位信号に含まれるコードと一致させるべきコードレプリカ信号１１２−１を合成したものであり得る。ｃｈ１の累算器１０５−１は、逆拡散を行ったデジタル化測位信号１０３−１に対して一定時間の累積処理を行うことによって、相関値を出力する構成である。相関値演算結果１０６−１は、レプリカ信号１１４−１との位相差を情報に含む量であり、相関値演算部１０７−１は、相関値演算結果１０６−１を入力し、所定の演算処理を行う。
【００１７】
搬送波追尾部１０９−１は、そこに入力される相関値演算結果１０８−１に基づいて、測位信号の搬送波と一致させるべき搬送波レプリカ信号１１１−１を生成し、相関値演算結果１０８−１の大きさが極大になるように搬送波レプリカ信号１１１−１の位相を変化させる構成である。
コード追尾部１１０−１は、そこに入力される相関値演算結果１０８−１に基づいて、測位信号に含まれるコードと一致させるべきコードレプリカ信号１１２−１を生成し、相関値演算結果１０８−１の大きさが極大になるようにコードレプリカ信号１１２−１の位相を変化させると共に、受信した測位信号に含まれるコードのコード遅延時間１１５−１を出力する構成である。
【００１８】
擬似距離演算部１１６−１は、コード遅延時間１１５−１に基づいて、擬似距離１１７−１を計算する構成である。擬似距離１１７−１は、それぞれのチャンネルの受信処理部から出力される。
測位演算部１１９−１は、受信機時刻における複数のチャンネルの擬似距離１１７−１に基づき、測位演算を行う構成である。他のｃｈもｃｈ１と同様の動作となる。
【００１９】
次に、本実施形態に係る複数アンテナ測位装置１００の動作について説明する。
複数の測位衛星のそれぞれは、それに対応するチャンネルのコードで搬送波を変調した測位信号を生成して送信している。飛翔体の上部に設置された第１アンテナ１０１−１及び第２アンテナ１０１−２は、測位信号を受信する。それぞれのアンテナが受信する測位信号の強度と位相は変動する。第１アンテナ１０１−１で受信された測位信号は、第１ＲＦフロントエンド１０２−１に送られ、そこで、増幅された後にデジタル処理に適した周波数までダウンコンバートされ、クロック発生器１２１で発生させられたすべてのアンテナ系に共通のクロックに基づいてＡ／Ｄ変換されてデジタル化測位信号１０３−１となる。第２アンテナ１０１−２で受信された測位信号も、同様に第２ＲＦフロントエンド１０２−２に送られ、デジタル化測位信号１０３−２となる。デジタル化測位信号１０３−１及び１０３−２は、共通のクロックに基づいてＡ／Ｄ変換されてデジタル化測位信号１０３−２となる。デジタル化測位信号１０３−１は、チャンネル１受信処理部ｃｈ１、・・・、チャンネル８受信処理部ｃｈ８に送られ、デジタル化測位信号１０３−２はチャンネル９受信処理部ｃｈ９、・・・、チャンネル１６受信処理部ｃｈ１６に送られる。それぞれのチャンネルの受信処理部では、それぞれが受信する測位衛星の測位信号に含まれるコードに基づいて、同様の処理が実施される。以下では、チャンネル１受信処理部ＣＨ１で行われる処理について説明する。
【００２０】
第１混合器１０４−１は、入力されたデジタル化測位信号１０３−１に共通のレプリカ信号１１４−１をデジタル処理による乗算等によって混合する。混合された信号は、相関値演算部１０７−１によって一定時間の累積処理が行われる。相関値演算部１０７−１から、相関値演算結果１０６−１が出力される。それらの相関値の数式モデルを式１に示す。式１において、Pは信号強度、Δτは受信した測位信号とレプリカ信号１１４−１の間のコード位相差、Δｆとφはそれぞれ受信した測位信号とレプリカ信号１１４−１の間の搬送波の周波数差と位相差である。
【００２１】
【数１】
2018124250.tif 000003
【００２２】
なお、式１において、Ｒは受信機信号とレプリカ信号に含まれるコードの自己相関を表し、ΔτとΔｆとが共にゼロであるとき最大値となる。ＧＰＳの測位信号では、Ｒが常に最大値となるような搬送波レプリカ信号１１１−１とコードレプリカ信号１１２−１とが生成される。このために、搬送波追尾部１０９−１は、搬送波の波形の信号の位相をΔｆがゼロになるように変化させることによって搬送波レプリカ信号１１１−１を生成する。そして、コード追尾部１１０−１は、追尾している測位衛星に対応するコードの波形の信号の位相をΔτがゼロになるように変化させることによってコードレプリカ信号１１２−１を生成する。次に、第２混合器１１３−１が、搬送波レプリカ信号１１１−１とコードレプリカ信号１１２−１を混合してレプリカ信号１１４−１を生成する。このレプリカ信号１１４−１は、Ｒが最大になるように制御されているものである。
【００２３】
式（１）において、Ｒはその最大値で正規化されているとする。このとき、ＧＰＳの測位信号が追尾されている状態、つまりΔτとΔｆが共にゼロであるとき、相関値演算結果１０６−１は、式（２）で表される。式（２）において、ＰＡとφＡはそれぞれ相関値演算結果１０６−１の信号強度と位相差である。
【００２４】
【数２】
2018124250.tif 000004
【００２５】
相関値演算結果１０６−１は、相関値演算部１０７−１において所定の演算により計算され、相関値演算結果１０８−１として出力される。
【００２６】
相関値演算結果１０８−１は、搬送波追尾部１０９−１およびコード追尾部１１０−１に入力される。コード追尾部１１０−１は、受信された測位信号に含まれるコードを追尾しているとき、任意の受信機時刻ｔに対する受信コードのコード遅延時間１１５−１を算出し、それを擬似距離演算部１１６−１に出力する。擬似距離演算部１１６−１は、コード遅延時間１１５−１から受信機時刻ｔにおける擬似距離１１７−１を算出して出力する。
【００２７】
デジタル化測位信号１０３−１を入力として擬似距離１１７−１を出力するまでの処理は、チャンネルと呼ばれる。各チャンネルの受信処理部では、それぞれ異なるＧＰＳ衛星からの信号を追尾し、その衛星に対応した擬似距離１１７−１の生成を行う。受信機時刻tに同期して生成された複数の擬似距離１１７−１は、擬似距離可否判断部１１８−１に入力される。
【００２８】
図３は、第１の実施形態における２アンテナ時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
擬似距離可否判断部１１８−１において、同一衛星で複数アンテナにより得られた擬似距離でそれぞれの擬似距離１１７−１（＝Ａ）及び擬似距離１１７−２（＝Ｂ）の差の絶対値を所定の値Ｘと比較し（ステップＳ１）、その差がマルチパス、妨害波の影響を受けていないと考えられる所定の値Ｘより小さい場合に測位演算部１１９に入力される（ステップＳ２）。測位演算部１１９では、これら擬似距離より測位演算が行われ、測位結果１２０が出力される。なお、同一衛星で複数アンテナにより得られた擬似距離の差がマルチパス、妨害波の影響を受けていないと考えられる所定値以上である場合には、擬似距離可否判断部１１８−１は、これらの擬似距離を測位に使用しない（ステップＳ３）。ステップＳ２及びステップＳ３の後、擬似距離判断処理は終了となる。
測位演算の具体的演算方法に関しては、公知の技術を用いることができる。例えば次の文献に記載がある。（「精説GPS  基本概念・測位原理・信号と受信機」，Pratap Misra and Per Enge原著，日本航海学会GPS研究会訳，pp. 159-163，正陽文庫）
【００２９】
測位演算部でアンテナ１０１−１から擬似距離１１７−１が得られ、アンテナ１０１−２から擬似距離１１７−２が得られる。マルチパス、妨害波の影響を受けていなければ、図３のフローチャートのように擬似距離１１７−１から擬似距離１１７−２を引いた擬似距離の差の絶対値はアンテナの位置から近い値となる。その擬似距離の絶対値の差が所定値Ｘより小さい場合、この衛星の擬似距離を測位演算に採用する。
【００３０】
［第２の実施形態］
第１の実施形態では、２つのアンテナで受信される測位信号を用いているが、３つ以上のアンテナが利用できる場合、これらの３つ以上のアンテナで受信される測位信号を用いることができる。
図４は、アンテナを３つとした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２、第３アンテナ１０１−３は、飛翔体においてお互いに１２０°の角度を空けて配置される。第１の実施形態と同様に第２の実施形態でも図１を使用する。
また、図５は、アンテナを４つとした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
さらに、図６は、アンテナをＮ個（Ｎは３以上の自然数）とした場合の第２の実施形態における飛翔体に設置したアンテナの配置例を示す構成図である。
第２の実施形態において、アンテナが一般的にＮ個設置されている場合、複数アンテナ測位装置１００のアンテナから相関値演算部までの構成は、Ｎ組設置される。
第１アンテナ１０１−１、第２アンテナ１０１−２、・・・、第Ｍアンテナ１０１−Ｍ（Ｍは３以上の自然数）には、それぞれ、第１フロントエンド１０２−１、第２フロントエンド１０２−２、・・・、第Ｍフロントエンド１０２−Ｍが一対に接続される。それらの後段に、第１混合器１０４−１、第２混合器１０４−２、・・・、第Ｎ混合器１０４−Ｎが接続され、それらのさらに後段に、第１相関値演算部１０７−１、第２相関値演算部１０７−２、・・・、第Ｎ相関値演算部１０７−Ｎが接続される。ｃｈ１以外についても、ｃｈ１の同様の構成である。
【００３１】
図１では測位演算部でアンテナ１０１−１から擬似距離１１７−１が得られ、アンテナ１０１−２から擬似距離１１７−２が得られるが、同様に、図５では、３アンテナの場合、アンテナ１０１−１から擬似距離１１７−１が得られ、アンテナ１０１−２から擬似距離１１７−２が得られ、アンテナ１０１−３から擬似距離１１７−３が得られる。
図７は、第２の実施形態における３アンテナ時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
３アンテナの場合の各アンテナについて、図７のように同一衛星で各アンテナから受信した擬似距離１１７−１（＝Ａ）、擬似距離１１７−２（＝Ｂ）、擬似距離１１７−３（＝Ｃ）で測位に使用できる擬似距離を判断する。擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値を所定の値Ｘと比較し（ステップＳ１１）、擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−１または擬似距離１１７−２を測位に利用する（ステップＳ１２）。もし擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、擬似距離１１７−１、擬似距離１１７−２の片方または両方がマルチパスまたは妨害波の影響を受けていると判断し、次に擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値を所定の値Ｘと比較する（ステップＳ１３）。擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−２または擬似距離１１７−３を測位に利用する（ステップＳ１４）。もし擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、擬似距離１１７−２、擬似距離１１７−３の片方または両方がマルチパスまたは妨害波の影響を受けていると判断し、次に擬似距離１１７−３と擬似距離１１７−１の差の絶対値を所定の値Ｘと比較する（ステップＳ１５）。擬似距離１１７−３と擬似距離１１７−１の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−３または擬似距離１１７−１を測位に利用する（ステップＳ１６）が、擬似距離１１７−３と擬似距離１１７−１の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、この衛星の擬似距離を測位計算に利用しない。ステップＳ１２、ステップＳ１４及びステップＳ１６の後、擬似距離判断処理は終了となる。
【００３２】
（アンテナＮ個の場合の擬似距離判断処理）
図８は、第２の実施形態におけるＮ個のアンテナ搭載時の擬似距離判断処理のフローチャート図である。
図８のフローチャートのように、同一衛星で各アンテナから受信した擬似距離１１７−１（＝Ａ１）、擬似距離１１７−２（＝Ａ２）、・・・、擬似距離１１７−Ｎ（＝ＡＮ）で測位に使用できる擬似距離を判断する。擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値を所定の値Ｘと比較し（ステップＳ２１）、擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−１または擬似距離１１７−２を測位に利用する（ステップＳ２２）。もし擬似距離１１７−１と擬似距離１１７−２の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、擬似距離１１７−１、擬似距離１１７−２の片方または両方がマルチパスまたは妨害波の影響を受けていると判断し、次に擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値を所定の値Ｘと比較する（ステップＳ２３）。擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−２または擬似距離１１７−３を測位に利用する（ステップＳ２４）。もし擬似距離１１７−２と擬似距離１１７−３の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、擬似距離１１７−２、擬似距離１１７−３の片方または両方がマルチパスまたは妨害波の影響を受けていると判断し、次に擬似距離１１７−３と擬似距離１１７−４の差の絶対値を所定の値Ｘと比較し、同様の処理を実行する（ステップＳ２５，Ｓ２６）。以降、疑似距離Ｎまで同様の処理を繰り返す（ステップＳ２７，Ｓ２８）。ただし、隣接する番号のアンテナから受信した擬似距離の差の絶対値が所定値Ｘより大きい場合が擬似距離Ｎまで続く場合、１１７−１と擬似距離１１７−３の差の絶対値が所定の値Ｘより小さい場合、擬似距離１１７−３または擬似距離１１７−１を測位に利用する。なお、擬似距離１１７−３と擬似距離１１７−１の差の絶対値が所定の値Ｘ以上の場合、この衛星の擬似距離を測位計算に利用しない。ステップＳ２２、ステップＳ２４、ステップＳ２６及びステップＳ２８の後、擬似距離判断処理は終了となる。
【００３３】
本発明によれば、同一衛星を複数アンテナにより受信し、マルチパス、妨害波の影響を受けた受信アンテナから得られる受信信号を基に算出された擬似距離をアンテナの数ほど計算する。もし同一衛星で複数のアンテナから算出した擬似距離がある誤差以内に入っていなければ、そのアンテナの擬似距離はマルチパス、または妨害波の影響を受けていると考え、その擬似距離を測位演算に入れないことにより、高精度で信頼性の高い測位結果を得られることができるという効果が得られる。
応用例として、ドローン以外の飛翔体、農業建機、または自動車の自動運転の測位センサー等に利用可能である。
【００３４】
［変形例１］
複数アンテナ測位装置１００をドローン等の飛翔体、その他、姿勢変化を行う移動体として構成する場合、ジャイロセンサを備えることとしてもよい。
そして、複数アンテナ測位装置１００が姿勢変化した場合に、ジャイロセンサの検出結果から、より上側（上空側）に位置する受信アンテナを選択し、選択された受信アンテナから得られる受信信号を基に算出された擬似距離を用いて測位を行うことができる。
この場合、複数アンテナ測位装置１００において、品質がより良好であると推定される受信アンテナの受信信号を用いて、測位を行うことができる。
したがって、測位衛星を用いた測位をより適切に行うことが可能となる。
【００３５】
［変形例２］
複数アンテナ測位装置１００において、測位に用いる受信アンテナを選択する場合、受信アンテナ毎の受信状態の良否に基づいて、より受信状態が良好な受信アンテナを選択することとしてもよい。
即ち、各受信アンテナの受信状態から、いずれの受信アンテナの受信信号がより高品質であるかを判断し、より高品質な受信アンテナから得られる受信信号を基に算出された擬似距離を用いて測位を行うことができる。受信信号の品質を判断する場合に用いられる受信状態の指標としては、衛星測位における各種パラメータを用いることが可能であるが、例えば、搬送波位相（搬送波レプリカ信号との一致度合等）、信号強度の変化（所定期間の信号強度の履歴に基づく変動状態）等を用いることができる。
このような構成により、特別な構成を追加することなく、より信頼性の高い受信アンテナの受信信号を用いて、測位衛星を用いた測位を行うことができる。
【００３６】
［変形例３］
複数アンテナ測位装置１００に備えられた３個以上の受信アンテナから測位に用いる受信アンテナを選択する場合、上述の実施形態のように、２個の受信アンテナを順次比較することができ、この場合に、空間的に離れて配置された受信アンテナ同士の比較を優先することができる。
例えば、複数アンテナ測位装置１００に備えられている受信アンテナが４個の場合、隣接する２個の受信アンテナではなく、対角の位置にある２個の受信アンテナを優先して比較する。
これにより、複数アンテナ測位装置１００の姿勢が水平から傾斜した場合等に、衛星信号の受信状態が異なると推定される２個の受信アンテナの受信信号を優先して比較することができる。
そのため、衛星信号の受信状態が異なる状況が発生した場合に、より早い段階で、測位に用いることが適切でない受信アンテナが存在することを検出できる。
また、複数アンテナ測位装置１００に備えられた３個以上の受信アンテナから測位に用いる受信アンテナを選択する場合、２個ずつの受信アンテナの比較に代えて、３個以上の受信アンテナの比較を同時に行うこととしてもよい。そして、これら３個以上の受信アンテナから得られる受信信号を基に算出された擬似距離の分散状態に基づいて、測位に用いることが適切であると推定される受信アンテナを選択し、その受信アンテナにおける擬似距離を測位に用いることとしてもよい。
例えば、４個の受信アンテナの擬似距離のうち、３個の受信アンテナにおける擬似距離が予め設定された閾値範囲Ｙに収まっており、残りの１個の受信アンテナにおける擬似距離が閾値範囲Ｙから外れた値である場合、閾値範囲Ｙに収まっているいずれかの受信アンテナを選択し、その受信アンテナにおける擬似距離を測位に用いることとしてもよい。
これにより、複数アンテナ測位装置１００に備えられた複数の受信アンテナを一括して比較し、より速やかに受信アンテナを選択して、測位を行うことができる。
【００３７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００３８】
例えば、上記実施形態及び各変形例を適宜組み合わせて、本発明を実施することが可能である。
上述の実施形態における処理は、ハードウェア及びソフトウェアのいずれにより実行させることも可能である。
即ち、上述の処理を実行できる機能が複数アンテナ測位装置１００に備えられていればよく、この機能を実現するためにどのような機能構成及びハードウェア構成とするかは上述の例に限定されない。
上述の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにネットワークや記憶媒体からインストールされる。
【００３９】
プログラムを記憶する記憶媒体は、装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア、あるいは、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体等で構成される。リムーバブルメディアは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、または光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ），Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた記憶媒体は、例えば、プログラムが記憶されているＲＯＭやハードディスク等で構成される。
【００４０】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
ｃｈ１  チャンネル１受信処理部
ｃｈ２  チャンネル２受信処理部
ｃｈ３  チャンネル３受信処理部
ｃｈ４  チャンネル４受信処理部
ｃｈ５  チャンネル５受信処理部
ｃｈ６  チャンネル６受信処理部
ｃｈ７  チャンネル７受信処理部
ｃｈ８  チャンネル８受信処理部
ｃｈ９  チャンネル１受信処理部
ｃｈ１０  チャンネル２受信処理部
ｃｈ１１  チャンネル３受信処理部
ｃｈ１２  チャンネル４受信処理部
ｃｈ１３  チャンネル５受信処理部
ｃｈ１４  チャンネル６受信処理部
ｃｈ１５  チャンネル７受信処理部
ｃｈ１６  チャンネル８受信処理部
１００  複数アンテナ測位装置
１０１−１〜１０１−Ｍ  第１アンテナ〜第Ｍアンテナ
１０２−１〜１０２−Ｍ  第１ＲＦフロントエンド〜第ＭＲＦフロントエンド
１０３−１〜１０３−Ｎ  デジタル化測位信号
１０４−１〜１０４−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの第１混合器
１０５−１〜１０５−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの相関値演算部
１０６−１〜１０６−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの相関値
１０７−１〜１０７−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの相関値演算部
１０８−１〜１０８−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの相関値演算結果
１０９−１〜１０９−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの搬送波追尾部
１１０−１〜１１０−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮのコード追尾部
１１１−１〜１１１−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの搬送波レプリカ信号
１１２−１〜１１２−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮのコードレプリカ信号
１１３−１〜１１３−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの第２混合器
１１４−１〜１１４−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮのレプリカ信号
１１５−１〜１１５−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮのコード遅延時間
１１６−１〜１１６−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの擬似距離演算部
１１７−１〜１１７−Ｎ  ｃｈ１からｃｈＮの擬似距離
１１８  擬似距離可否判断部
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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