(57)【要約】【課題】ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正及びエフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減するシステムを提供する。【解決手段】プロセッサーは、基準受信機の広域ネットワーク内の複数の基準受信機から、第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信し、第１地上サブシステムの基準受信機から、第２の複数の衛星からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信し、衛星測定データを評価して、ＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定し、電離層の現在の品質計量を決定し、垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇを調節し、エフェメリス・データを評価して、ビークルへ提供されるＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定し、エフェメリス・データの評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証する。【選択図】  図１Ａ
2017142247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされる前記ＧＰＳ修正及び前記エフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減するシステム（５０１、４００）であって、
第１地上サイト（８１）にある第１地上サブシステム（５０１）の少なくとも２つの基準受信機と、
前記少なくとも２つの基準受信機（１６１−１６４）と通信するように結合される少なくとも１つのプロセッサー（１３０）と
を備え、前記少なくとも１つのプロセッサー（１３０）は、
他の地上サイトに位置する基準受信機（１０２−１０５）の広域ネットワーク（４００）内の複数の基準受信機（１０２−１０５）から、前記複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星（５１−５５）に関する衛星測定データを受信し、
前記第１地上サブシステム（５０１）の前記少なくとも２つの基準受信機から、前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある第２の複数の衛星（５１−５４）からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信する
ように構成され、前記第１地上サイト（８１）は前記他の地上サイトとは異なり、前記第２の複数の衛星（５１−５４）は前記第１の複数の衛星（５１−５５）のサブセットであり、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
前記第１地上サブシステム（５０１）の前記少なくとも２つの基準受信機から受信した前記衛星測定データと、前記基準受信機（１０２−１０５）の広域ネットワーク（４００）内の前記複数の基準受信機（１０２−１０５）から受信した前記衛星測定データとを評価して、前記ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定し、
前記衛星測定データの前記評価に基づいて電離層の現在の品質計量を決定し、
前記電離層の決定された前記品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節し、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある前記第２の複数の衛星（５１−５４）と関連する前記エフェメリス・データを評価し、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星（５１−５５）に関する前記衛星測定データを評価して、前記ビークルへ提供される前記ＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定し、
前記エフェメリス・データの前記評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証し、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある前記第２の複数の衛星（５１−５４）のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定し、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある衛星（５１）に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドより低い場合、調節された前記垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及び前記エフェメリス不確実性を、前記第１地上サブシステム（５０１）からブロードキャストする
ためのアルゴリズムを実行するように構成される、システム。
【請求項２】
全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされる前記ＧＰＳ修正及び前記エフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減する方法であって、
第１地上サイト（８１）に位置する第１地上サブシステム（５０１）において、前記第１地上サイト（８１）とは異なる他の地上サイト（８２−８５）に位置する基準受信機（１０２−１０５）の広域ネットワーク（４００）内の複数の基準受信機（１０２−１０５）から、前記複数の基準受信機（１０２−１０５）の視界にある第１の複数の衛星（５１−５５）に関する衛星測定データを受信するステップと、
前記第１の複数の衛星（５１−５５）のサブセットであり前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある第２の複数の衛星（５１−５４）からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを、前記第１地上サブシステム（５０１）の少なくとも２つの基準受信機（１６１−１６４）から受信するステップと、
前記第１地上サブシステム（５０１）の前記少なくとも２つの基準受信機（１６１−６４）から受信した前記衛星測定データと、前記基準受信機（１０２−１０５）の広域ネットワーク（４００）内の前記複数の基準受信機（１０２−１０５）から受信した前記衛星測定データとを評価して、前記ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定するステップと、
前記衛星測定データの前記評価に基づいて電離層の現在の品質計量を決定するステップと、
前記電離層の決定された前記品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節するステップと、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある前記第２の複数の衛星（５１−５４）と関連する前記エフェメリス・データを評価し、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星（５１−５５）に関する前記衛星測定データを評価して、前記ビークルへ提供される前記ＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定するステップと、
前記エフェメリス・データの前記評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証するステップと
を含む、方法。
【請求項３】
請求項２の方法であって、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある前記第２の複数の衛星（５１−５４）のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定するステップと、
前記第１地上サブシステム（５０１）の視界にある衛星（５１）に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドを超える場合、影響を受けている前記衛星（５１）に関する相関データを前記第１地上サブシステム（５０１）からブロードキャストすることを中止するステップと
を更に含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ローカル・エリア・エラー源を軽減するための広域の基準受信機ネットワーク・データの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]  全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）は、航空機の進入及び着陸のオペレーションの際に、航空機のナビゲーションを支援する。しかし、進入及び着陸のオペレーションの際に要求される正確性及び精度が高いので、航空機が地上型衛星航法補強システム（ＧＢＡＳ）の地上サブシステムの近くにあるときには、ＧＢＡＳがＧＮＳＳを増強する。ＧＢＡＳ地上サブシステムは、擬似距離の修正及び完全性（integrity）の情報を航空機へブロードキャストすることにより、ＧＮＳＳ受信機を増強する。擬似距離の修正及び完全性の情報は、航空機のＧＮＳＳ受信機により処理される衛星測定値に強い影響を与えるＧＮＳＳエラーを取り除くために用いられる。その結果として、航空機は、高精度での進入、出発手順、及びターミナル・エリアでのオペレーションのための、向上した正確性、連続性、可用性、及び完全性の性能を得ることができる。
【０００３】
[0002]  ＧＢＡＳ地上サブシステムは、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正を提供する地上サブシステムと、ＧＰＳ修正を使う航空用ビークルとの間の空間的非相関エラー（例えば、電離層エラーやエフェメリス・エラー）に敏感である。
【発明の概要】
【０００４】
[0003]  本出願は、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正及びエフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減するシステムに関する。システムは、第１地上サイトにある第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機（reference receiver）と、少なくとも２つの基準受信機と通信するように結合される少なくとも１つのプロセッサーとを含む。少なくとも１つのプロセッサーは、他の地上サイトに位置する基準受信機の広域ネットワークにおける複数の基準受信機から、複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星に関しての衛星測定データを受信するように、及び第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機から、第１地上サブシステムの視界にある第２の複数の衛星からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信するように、構成される。第１地上サイトは他の地上サイトとは異なり、また、第２の複数の衛星は第１の複数の衛星のサブセットである。少なくとも１つのプロセッサーはまた、第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機から受信した衛星測定データと、基準受信機の広域ネットワークにおける複数の基準受信機から受信した衛星測定データとを評価して、ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の電離層障害活動により劣化させられているのかを判定し、衛星測定データの評価に基づいて電離層の現在の品質計量（quality metric）を決定し、電離層の決定された品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節し、第１地上サブシステムの視界にある第２の複数の衛星と関連するエフェメリス・データを評価し、複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星に関する衛星測定データを評価して、ビークルへ提供されるＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定し、エフェメリス・エラーの評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証するための、アルゴリズムを実行するように構成される。
【０００５】
[0004]  図面は単なる例示の実施形態を示すものであり、従って、範囲を限定するものではないことを理解したうえで、図面を用いて、追加の特定及び詳細を加えて例示の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】[0005]  図１Ａは、本出願に従った、地上サブシステムと通信するように結合される基準受信機の広域ネットワークの実施形態を示す。
【図１Ｂ】[0006]  図１Ｂは、本出願に従った、図１Ａの受信機の広域ネットワークにおける基準受信機の実施形態を示す。
【図２】[0007]  図２は、本出願に従った、図１Ａの地上サブシステムの実施形態を示す。
【図３】[0008]  図３は、本出願に従った、ＧＰＳ修正を使うビークルへの、地上サブシステムのブロードキャストするＧＰＳ修正とエフェメリス不確実性データとの間のエラーを軽減する方法の実施形態のフロー図である。
【図４Ａ】[0009]  図４Ａは、本出願に従った、第１地上サブシステムと通信するように結合された地上サブシステムの基準受信機の広域ネットワークの実施形態を示す。
【図４Ｂ】[0010]  図４Ｂは、本出願に従った、図４Ａの第２地上サブシステムの実施形態を示す。
【図５】[0011]  図５は、本出願に従った、互いに通信するように結合されたそれぞれの地上サブシステムの基準受信機の広域ネットワークの実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0012]  習慣に従って、様々な説明される特徴は、尺度を考慮せずに描かれているが、例示の実施形態と関連する特定の特徴を強調するように描かれている。
【０００８】
[0013]  下記の詳細な説明では、本願の一部である添付の図面を参照し、図面には、例として特定の実施形態を図示している。しかし、他の実施形態を使用でき得ることと、論理的、機械的、及び電気的な変更を行え得ることは、理解できる。更に、図面及び明細書に示す方法は、個々のステップが実施され得る順を限定するものと解釈すべきではない。従って、下記の詳細な説明は、限定という感覚で捉えてはならない。
【０００９】
[0014]  ここで用いる全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）という用語は、ナビゲーション及び／又は位置のソリューションを計算するために軌道衛星のコンステレーションを用いるシステムを指す。ＧＮＳＳの例としては、米国のGlobal Positioning System (GPS)、ロシアのGlobal'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sisterna (GLONASS)、中国のCompass、欧州連合のGalileo、インドのIndian Regional Navigational Satellite System (IRNSS)、及び日本の準天頂衛星システム（QZSS）があるが、これらに限定されない。
【００１０】
[0015]  ＧＰＳは、航空機の着陸に必要とされる精度の完全性レベルを提供しない。ＧＢＡＳ地上局（ここでは「ＧＢＡＳ地上サブシステム」、「ＧＢＡＳサブシステム」、「地上サブシステム」、又は「地上局」とも呼ばれる）は、高精度の進入、出発手順、及びターミナル・エリアでのオペレーションのために、正確性、連続性、可用性、及び完全性の性能を向上させることを可能にする。連続性とは、指定された暴露時間におけるシステム動作不能状態の確率を指し、可用性とは、長時間、例えば、１年経過する間のシステムを使用可能な頻度を指す。ＧＢＡＳは、現在、航空機進入オペレーションに関してＣＡＴ１（２００フィート（６０ｍ）のデシジョン・ハイト）をサポートする。ＧＢＡＳは、航空機（ビークル）へ、適用可能なオペレーションをサポートするためにエラー修正情報を提供するために、超短波（ＶＨＦ）のアップリンクを提供する。地上局によりブロードキャストされる差分距離エラー修正（differential range error corrections）は、完全性を確保するために測距源（即ち、衛星）を監視しつつ、ＧＰＳの精度を向上させる。ＧＢＡＳ設備は、一般に、１つの空港の所有地に限定される。
【００１１】
[0016]  ２つの本質的な空間的非相関エラー源は、電離層（妨害電離層（disturbed ionosphere）と呼ぶ）によりもたらされるものと、エフェメリス障害によりもたらされるものとである。空間的非相関エラーは、航空機と地上局との間の距離が増加すると増加するエラーである。地上局とビークルとの間の距離が大きいときには、妨害電離層が原因で生じる電離層遅延の変化により大きい距離エラーが生じ得るが、そのようなエラーは、高精度での進入オペレーションでは法外なものであり得る。地上サブシステムは、地上サブシステムの基準受信機のローカル基線（数百メートル）が相対的に短いため可観測性を欠如するので、地上サブシステム（ＧＰＳ修正を提供）と航空用サブシステム（ＧＰＳ修正を使用）との間での双方のタイプの空間的非相関エラーに敏感である。
【００１２】
[0017]  電離層は、電離層が変則的な電離層嵐、電離層活動の上昇、電離層のもたらす遅延、電離層のグラジエント、及び／又は地球の大気のデプリーション・バブル（depletion bubbles）による妨害を受けたとき、健全ではない。ここでは、健全ではない電離層を「妨害電離層」と呼び、これは、ナビゲーション・システムの可用性の損失を招き、また、連続性に大きく影響する。
【００１３】
[0018]  妨害電離層は、航空機へ向かうＧＰＳ信号に遅延をもたらし、かつ／又は地上サブシステムへ向かうＧＰＳ信号に遅延をもたらす。航空機へ向かうＧＰＳ信号の遅延と、地上サブシステムへ向かうＧＰＳ信号の遅延とが異なる場合、結果的な差分エラーは、ＧＢＡＳ局からブロードキャストされるＧＰＳ修正においてバウンドされる（bounded）必要がある。ＧＰＳ修正は、全ての観察されたエラーを含む又は説明する。
【００１４】
[0019]  基準的条件の下では、ＧＢＡＳ地上局と航空機のＧＮＳＳ受信機とが経験する電離層遅延の差は、予め選択されているスレッショルドより下である。そのような場合、電離層は健全であると判断される。健全な電離層の遅延の何れの小さい変化も、垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）の簡単なオーバーバウンド（overbound）を介して説明することができ、これは、航空機ユーザーに使用されているＧＢＡＳ局によりブロードキャストされる。オーバーバウンドは、視界にある衛星からの情報に基づく、ＧＮＳＳ衛星で現れ得る最低の考えられ得るエラーに基づく、地上局により使用されるエラー分布の伝統的な表現である。ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）のオーバーバウンディング（overbounding）は、Ｋファクター及び／又はシグマ乗数を加えることにより、航空機からのエラー・バウンディング距離（error bounding distance）を増加させることにより、達成することができる。
【００１５】
[0020]  電離層遅延におれる差が、予め選択されているスレッショルドより上の場合、電離層は健全ではない。この場合、より複雑なエラー軽減方法が必要とされ、それは、ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）のインフレーション（inflation）の増加、又はＧＢＡＳ局からブロードキャストされるデータからの衛星測定値の除去を含む。例えば、ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）がオーバーバウンドのレベルの増加を必要とし得るか、又は衛星測定値を修正のブロードキャスト・リストから除く必要があり得る。
【００１６】
[0021]  衛星位置エラーとも呼ばれるエフェメリス・エラーは、測距源の予想される位置と実際の軌道位置との間の差である。エフェメリス・エラーがある場合、実施の衛星位置とエフェメリスに基づく位置との差は、ＧＢＡＳ局のブロードキャストする差修正と関連する許容不可能な大きいエラーを生じさせ得る。従って、ＧＢＡＳ局は、エフェメリスに関してバウンディングするエラーを、近くにある航空機へブロードキャストする。従来技術の軽減戦略は、検出不可能なエラーのオーバーバウンディング（ここでは「バウンディング」とも呼ばれる）を含む。ＧＰＳ修正及び航空位置をバウンディングすることは、高精度の進入を行う際には重要である。
【００１７】
[0022]  エフェメリスのバウンディングは下記のように計算される。衛星は、正確な時間に信号を送信し、ＧＢＡＳ局は、衛星信号が地上の受信機に届くまでの時間を測定する。衛星はまた、エフェメリス・データ（即ち、エファーマイト（ephermites））を送信し、これは、時間にわたっての衛星の軌道位置の非常に正確な記述である。ＧＢＡＳ局での信号の受信の時間遅延と、エフェメリス・データからの宇宙における既知の衛星位置とが与えられると、衛星までの距離が計算される。
【００１８】
[0023]  地上局は、ＧＰＳ修正と、分離したシグマ（即ち、標準偏差）と、不確実性情報とを提供する。航空機への情報アップリンクは、エラー源をバウンディングするために用いられて、航空ユーザーが保護レベル・バウンディングを計算することを可能にする。保護レベル・バウンディングは、警報リミットと比較される。航空機が警報リミットを超える場合、安全性に適合しないので、航空機は着陸せず、着陸復行する（着陸復行（go-around）を開始及び進入復行（missed approach）を行う）。保護レベルは、最悪の場合のエラー状態を表すように膨張させられる。保護レベルの過剰なインフレーションは、システムの能力の低下及び連続性の損失を生じさせること（その結果は進入復行である）が知られている。
【００１９】
[0024]  現在の技術は、妨害電離層及び／又はエフェメリスのエラーをオフセットするために必要とされるバウンディングのレベルがどれほど良く識別されるか、ということに限定されているが、その理由は、ＧＢＡＳ局で観察可能なものは、一般には空港の所有地の境界内にあるローカル基線からのみ入手可能であるからである。ローカル基線は、短く（数百メートルのオーダー）、比較的小さいエリアのみにおけるピアース・ポイント（pierce points）を有する。
【００２０】
[0025]  ここで説明するシステム及び方法は、第１地上サイトの地上サブシステムと、複数の他の地上サイトの基準受信機の広域ネットワークとの双方からデータを受信し、処理する。基準受信機の広域ネットワークは、大きいエリア（地上サブシステムのエリアよりもかなり大きい）にわたっての多数のピアース・ポイントと、地上サブシステムのローカル基線よりもかなり大きい広域基線とを有する。処理されたデータは、広域ネットワークにより観察可能なエラー源のローカル・エリアでの影響を軽減するために、地上サブシステムで使用される。複数の地上サイトからの衛星測定データは、電離層の現在の品質計量を決定するために用いられる。
【００２１】
[0026]  広域ネットワーク・データは、単一周波数衛星からの単一周波数衛星測定データ及び／又は二周波数衛星からの二周波数衛星測定データを含む。現在使用可能なＧＢＡＳ局は、単一周波数衛星からの単一周波数衛星測定データを受信するが、技術の傾向は、二周波数衛星からの二周波数衛星測定データを受信するように設計されたＧＢＡＳ局の開発へと向かっている。ここでインプリメンテーションのために説明した広域ネットワークは、二周波数衛星からの二周波数衛星測定データを受信できるか、又は単一周波数衛星からの単一周波数衛星測定データを受信できる。ここで説明する技術は、本書を読んで理解した当業者には理解可能であるように、多周波数衛星が将来に開発されたときに、多周波数衛星に関しての２より多くの周波数へと拡げることができる。
【００２２】
[0027]  図１Ａは、本出願に従った、地上サブシステム５０１と通信するように結合される基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の実施形態を示す。地上サブシステム５０１は第１地上サイトにある。複数の基準受信機１０２−１０５は、他の地上サイト８２−８５に位置する。第１地上サイト８１は、他の地上サイト８２−８５とは異なる。複数の基準受信機１０２−１０５（それぞれがそれぞれの複数の地上サイト８２−８５にある）のそれぞれは、１以上の基準受信機を含む。図１Ａにおいて、複数の基準受信機１０２−１０５は、一般的に、第２の少なくとも１つの基準受信機（at-least-one-reference receiver）（ＲＲ）１０２、第３の少なくとも１つの基準受信機（ＲＲ）１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機（ＲＲ）１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機（ＲＲ）１０５として表されている。
【００２３】
[0028]  第２の少なくとも１つの基準受信機１０２、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５は、一般的に２０１−２０４で表されている広域基線により互いに分離されている。図１Ａに示すように、第２の少なくとも１つの基準受信機１０２は、第１広域基線２０１により、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３と分離されている。第３の少なくとも１つの基準受信機１０３は、第２広域基線２０２により、第５の少なくとも１つの基準受信機１０５と分離されている。第５の少なくとも１つの基準受信機１０５は、第３広域基線２０１により、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４と分離されている。第４の少なくとも１つの基準受信機１０４は、第４広域基線２０１により、第２の少なくとも１つの基準受信機１０２と分離されている。第２の少なくとも１つの基準受信機１０２と第５の少なくとも１つの基準受信機１０５との間の広域基線は、図１Ａを見やすくするために、示していない。同様に、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３と第４の少なくとも１つの基準受信機１０４との間の広域基線は、図１Ａを見やすくするために、示していない。本実施形態の１つのインプリメンテーションにおいて、複数の基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００は、連続運用基準局（continuously operating reference stations）（ＣＯＲＳ）であり、これは、米国のアメリカ海洋大気庁（ＮＯＡＡ）のもとで管理される。ＣＯＲＳ４００は二周波数ネットワークである。
【００２４】
[0029]  図１Ｂは、本出願に従った、図１Ａの受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００における基準受信機１０２の実施形態を示す。図２の例示の地上サブシステム５０１では、目の届くところにある第１の複数の衛星５１−５５が示されている。第２の少なくとも１つの基準受信機１０２は、地上サイト８２に位置し、ローカル基線１２５により互いに分離された第１基準受信機１７１及び第２基準受信機１７２を含む。二周波数又は単一周波数の衛星測定データは、ここでは衛星測定データと呼ばれる。第１基準受信機１７１及び／又は第２基準受信機１７２は、衛星測定データを、第１地上サブシステム５０１へ送信する。
【００２５】
[0030]  １つの実施形態のインプリメンテーションでは、地上サイト８２は、第１基準受信機１７１又は第２基準受信機１７２の地理的位置（緯度及び経度）である。別の実施形態のインプリメンテーションでは、地上サイト８２は、ローカル基線１２５上の点の地理的位置（緯度及び経度）である。更に別の実施形態のインプリメンテーションでは、地上サイト８２は、第１基準受信機１７１の緯度及び経度と第２基準受信機１７２の緯度及び経度とを含む２×２マトリックスである。
【００２６】
[0031]  、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５のそれぞれは、第２の少なくとも１つの基準受信機（ＲＲ）１０２と同様に機能する。第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５のうちの１つが、１つのみの基準受信機を含む場合、その基準受信機の地上サイトは、その１つの基準受信機の緯度及び経度である。第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５のうちの１つが、４つの基準受信機を含む場合、その基準受信機の地上サイトは、その４つの基準受信機のうちの１つの緯度及び経度と、４つの基準受信機の端から端まで拡がる地理的領域の緯度及び経度と、４つの基準受信機のそれぞれの緯度及び経度を含む２×４マトリックスとのうちの１つである。
【００２７】
[0032]  この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、第２の少なくとも１つの基準受信機１０２、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５のうちの１以上のものが、４つより多くの基準受信機を含む。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、第２の少なくとも１つの基準受信機１０２、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５のうちの１以上のものが、地上サブシステム内にある。この後者の実施形態は、図４Ａ及び図４Ｂを参照して後に説明する。
【００２８】
[0033]  ローカル基線１２５（図１Ｂ）は、長さが、広域基線２０１−２０４（図１Ａ）の何れのものよりもかなり短い。この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、ローカル・ベース１２５は、数百メートルのオーダーである。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、広域基線２０１−２０４は、数十キロメートルのオーダーである。この実施形態の更に別のインプリメンテーションでは、ローカル基線１２５は１００メートルより短い。この実施形態の更に別のインプリメンテーションでは、広域基線２０１−２０４は、数百キロメートルのオーダーである。
【００２９】
[0034]  図２は、本出願に従った、図１Ａの地上サブシステム５０１の実施形態を示す。図２に示す第１地上サブシステム５０１は、第１地上サイト８１に位置し、第１基準受信機（ＲＲ）１６１−１６４を含む。図２の例示の地上サブシステム５０１では、目の届くところにある第２の複数の衛星５１−５４及びビークル２００（航空機２００）が示されている。第２の複数の衛星５１−５４（図２）は、第１の複数の衛星５１−５５（図１Ｂ）のサブセットである。図２はまた、一般的に３０及び３１で表す例示の妨害電離層の活動を示す。現在の妨害電離層活動３０及び３１から悪影響を受ける衛星５１、５２、５３、又は５４は、不完全衛星と呼ばれる。従って、図２に示すように、例示の現在の妨害電離層活動３１から悪影響を受けているものとして示されている第２衛星５２は、不完全衛星である。同様に、例示の現在の妨害電離層活動３０から悪影響を受けているものとして示されている第３衛星５３及び第４衛星５４は、不完全衛星である。
【００３０】
[0035]  第１地上サブシステム５０１は、少なくとも２つの基準受信機１６１−１６４と、少なくとも１つのプロセッサー１３０と、モニター１１０と、エフェメリス・バッファ１５０とを含む。ローカルの基準受信機１６１−１６４からのデータは、プロセッサー１３０へ直接に供給される。第１地上サブシステム５０１は、送信機１６０を含み、オプションで受信機１４０を含む。第１地上サブシステム５０１に受信機１４０が含まれる場合、受信機１４０は、広域ネットワーク４００からＧＢＡＳ局５０１へ入力された広域データをコンパイルするように機能する。コンパイルされたデータは、次に、プロセッサー１３０へ供給される。この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、受信機１４０はモデム１４０である。
【００３１】
[0036]  この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、第１地上サブシステム５０１に受信機１４０が含まれていない場合、広域ネットワーク４００が、そのデータをコンパイル（例えば、前処理）するように機能し、それがプロセッサー１３０へ送られる。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、第１地上サブシステム５０１に受信機１４０が含まれていない場合、プロセッサー１３０が、広域ネットワーク４００から受信したデータをコンパイルするように機能する。
【００３２】
[0037]  この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、モニター１１０は、一次ホールド（ＦＯＨ）と、少なくとも１つのマニューバー・デデクター・モニター（maneuver detector monitor）（ＭＤＭ）とを含む。現在使用可能なＦＯＨ及びＭＤＭは、格納されたエフェメリス・エラーを、それらのリアルタイムの監視能力の一部として用い、それらは、特定の衛星に関するエフェメリス・データが悪い（不完全な）ときにトリップ（即ち、トリガー）される。これが生じると、不完全衛星に関してのエフェメリス・バッファ１５０に格納されたデータが除去され、この衛星からの全てのデータが擬似距離修正データから除かれる。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、エフェメリス・バッファ１５０は、第１地上サブシステム５０１の視界にある複数の衛星を含むＧＮＳＳにおける衛星に関する２４時間のエフェメリス・データを格納する。この実施形態の更に別のインプリメンテーションでは、エフェメリス・バッファ１５０は、第１地上サブシステム５０１の視界にある複数の衛星を含むＧＮＳＳにおける衛星に関する４８時間のエフェメリス・データを格納する。この実施形態の更に別のインプリメンテーションでは、エフェメリス・バッファ１５０は、第１地上サブシステム５０１の視界にある複数の衛星を含むＧＮＳＳにおける衛星に関する４８時間を超えるエフェメリス・データを格納する。少なくとも１つのプロセッサー１３０はまた、ここではプロセッサー１３０と呼ばれる。
【００３３】
[0038]  図３は、本出願に従った、ＧＰＳ修正を使うビークル２００（航空機２００）への、地上サブシステム５０１のブロードキャストするＧＰＳ修正とエフェメリス不確実性データとの間のエラーを軽減する方法３００の実施形態のフロー図である。方法３００のプロセスは、図１Ａ、図１Ｂ、及び図２を参照して説明する。
【００３４】
[0039]  ブロック３０２において、他の地上サイト８２−８５に位置する複数の基準受信機１０２−１０５の視界にある第１の複数の衛星５１−５５（図１Ｂ）に関する衛星測定データは、基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の複数の基準受信機１０２−１０５から、第１地上サイト８１に位置する第１地上サブシステム５０１へ送信される。他の地上サイト８２−８５は、第１地上サイト８１とは異なる。
【００３５】
[0040]  ブロック３０４において、複数の基準受信機１０２−１０５の視界にある第１の複数の衛星５１−５５に関する衛星測定データは、他の地上サイト８２−８５に位置する広域ネットワーク４００の複数の基準受信機１０２−１０５から、第１地上サイト８１に位置する第１地上サブシステム５０１において受信される。
【００３６】
[0041]  この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の視界にある第１の複数の衛星５１−５５からのデータは、二周波数衛星５１−５５からの二周波数衛星測定データである。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の視界にある第１の複数の衛星５１−５５からのデータは、単一周波数衛星５１−５５からの単一周波数衛星測定データである。この実施形態の更に別のインプリメンテーションでは、基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の視界にある第１の複数の衛星５１−５５からのデータは、二周波数衛星５１−５５からの二周波数衛星測定データと、単一周波数衛星５１−５５からの単一周波数衛星測定データとの双方を含む。
【００３７】
[0042]  基準受信機の広域ネットワーク４００がＣＯＲＳネットワークである場合、受信される衛星測定データは二周波数衛星測定データである。この実施形態の別のインプリメンテーションでは、基準受信機の広域ネットワーク４００が従来の地上システムのネットワークである場合、受信される衛星測定データは単一周波数衛星測定データである。将来に開発される地上システムは、二周波数衛星からのデータを受信する能力を含み得る。その場合、受信される衛星測定データは、１）単一周波数衛星測定データと、２）単一周波数衛星からの単一周波数衛星測定データと二周波数衛星からの二周波数衛星測定データとの組み合わせとの、何れかである。
【００３８】
[0043]  広域ネットワーク４００の基準受信機１０２−１０５の視界には、第１地上サイト８１の視界にある第２の複数の衛星５１−５４があり、また、第１地上サイト８１の視界にない他の衛星（例えば、図１Ｂに示す第５衛星５５）も含むことに、留意されたい。第２の複数の衛星５１−５４は第１地上サブシステム５０１に対してローカルなものなので、第２の複数の衛星５１−５４は、ここではローカル衛星５１−５４とも呼ばれる。
【００３９】
[0044]  ブロック３０６において、第１地上サブシステム５０１の少なくとも２つの基準受信機１６１−１６４（図２）から、第１地上サブシステム５０１の視界にある第２の複数の衛星５１−５４からの衛星測定データ及びエフェメリス・データが受信される。受信機された衛星測定データは、単一周波数衛星測定データ及び／又は二周波数衛星測定データの何れかであり得る。
【００４０】
[0045]  ブロック３０８において、第１地上サブシステム５０１の少なくとも２つの基準受信機１６１−１６４からプロセッサー１３０で受信した衛星測定データと、基準受信機の広域ネットワーク４００の複数の基準受信機１０２−１０５からプロセッサー１３０で受信した衛星測定データとが、プロセッサー１３０により評価されて、現在の妨害電離層活動（現在の妨害電離層活動３０や３１など）によりビークル２００へブロードキャストされるＧＰＳ修正が劣化させられているのかが判断される。
【００４１】
[0046]  ブロック３１０において、プロセッサー１３０により、ブロック３０８での衛星測定データの評価に基づいて、電離層の現在の品質計量が決定される。地上サブシステム５０１のローカルの基準受信機１６１−１６４で妨害電離層を観察するには、広域ネットワーク４００の方が好適であり、その理由は、小さい可視範囲での地上サブシステム５０１のローカルの基準受信機１６１−１６４の有するピアース・ポイントの数が、限定されているからである。広域ネットワーク４００は、より多くの受信機及びピアース・ポイントを有する。プロセッサー１３０は、第１地上サブシステム５０１の視界にあるローカル衛星５１−５４の何れのものがグラジエントの影響を受けるかを決定せず、むしろ、プロセッサー１３０は、第１地上サイト８１においてローカルの環境に影響を及ぼす妨害電離層が存在することを決定する。電離層に対する障害は、考えられ得る差分エラーをバウンドするための品質計量を発展させるために用いられる。
【００４２】
[0047]  プロセッサー１３０は、衛星の見通し線に沿った電離層の全電子数（total electron count）（ＴＥＣ）を決定する。それぞれの地上システム基準受信機からの衛星の見通し線が電離層と交差する点が、その特定の衛星のピアース・ポイントである。ＴＥＣは、電離層での混乱に起因して信号が経験する遅延と比例する。基準的条件の下では、ＴＥＣに起因する衛星信号の送信時間遅延は、数メートルから１０メートルの範囲である。しかし、強い電離層嵐の間、この遅延は１００メートルを超えることもある。幾つかのインプリメンテーションでは、このＴＥＣは、１以上の搬送周波数での、基準受信機１６１−１６４及び１０２−１０５により登録された、測定された擬似距離と位相の観測の線形結合により、測定値からプロセッサー１３０により数量化することができる。ＴＥＣを用いて、プロセッサー１３０は、静寂から嵐までの範囲の電離層の品質を決定する。ＴＥＣ値は、ピアース・ポイントでの電離層の品質計量を決定する。ピアース・ポイントでの電離層は、電離層の現在の品質計量がスレッショルドを満たす場合には、健全であると判断される。
【００４３】
[0048]  基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００が二周波数衛星からデータを入力する場合、電離層の現在の品質計量を更に改善することができるが、その理由は、広域ネットワーク４００が、イオン性遅延（iono delay）を直接に測定する二周波数基準受信機１０２−１０５を有するからである。従って、二周波数は、より正確な品質計量を提供する。
【００４４】
[0049]  基準受信機の広域ネットワーク４００が単一周波数衛星からデータを入力する場合、広域ネットワーク４００が二周波数基準受信機１０２−１０５を有する場合よりも品質計量の精度が低くなる。
【００４５】
[0050]  ブロック３１２において、プロセッサー１３０により、電離層の決定された品質計量に基づいて、垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）が調節される。電離層の品質計量が満足させるものである場合（即ち、予め選択されたスレッショルドより低いとき）、衛星測定データは差修正の計算に使用され、空間的電離層非相関エラーの軽減のためにオーバーバウンディングの単純な技術が使用される。これらの差修正は、ローカルの基準受信機１６１−１６４の位置を用いて生成される。全ての動作する基準受信機により測定される平均エラーは、航空機の見通し線に沿った信号の遅延の補償を行うために、ビークル（例えば、航空機）のＧＮＳＳ受信機により処理することができる修正項である。地上システム５０１は、視界にある第２の複数の衛星５１−５４のそれぞれからの信号を処理して、ビークル２００により使用されるように、ブロードキャストする修正のリストをコンパイルする。
【００４６】
[0051]  ブロードキャストされる修正の一部として衛星測定を使用できると判定した後、空間的電離層非相関エラーに関しての対応するオーバーバウンドの垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）が調節される。次に、地上システム５０１は、地上システム５０１が観察可能な１以上の他の多周波数衛星からＧＮＳＳ基準受信機１０４により受信した情報を処理して、衛星５１−５４のピアース・ポイントでの電離層の健全性を判定し、同じシグマ・オーバーバウンド値を適用できる空の有効イオン性領域（valid iono regions）（ＶＩＲ）を定義する。幾つかの例では、ＶＩＲのバウンドは、品質計量に基づいて定義される。従って、電離層が健全である場合、ＶＩＲは、電離層が健全ではない場合の２５海里のバウンドとは対照的に、５０海里に定義することができる。有効イオン性領域のバウンドは、電離層の健全性が更に悪い場合には、更に小さくなり得る。
【００４７】
[0052]  このように、ビークル２００へブロードキャストされるＧＰＳ修正に関するバウンディングは低減される。プロセッサー１３０は、存在するイオン性障害のレベルを識別し、それらの考えられ得る影響に関してバウンドするために、格納媒体１３２（図２）内のアルゴリズム１３１を実行する。
【００４８】
[0053]  ブロック３１４において、プロセッサー１３０は、第１地上サブシステム５０１の視界にある第２の複数の衛星５１−５４と関連するエフェメリス・データを評価し、基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４００の視界にある第１の複数の衛星５１−５５に関する衛星測定データを評価して、ビークルへ提供されるＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定する。
【００４９】
[0054]  ブロック３１６において、ビークル２００へブロードキャストされるエフェメリス不確実性データに関するバウンディングを低減するために、ＧＰＳ修正及びエフェメリス不確実性データが、エフェメリス・データの評価に基づいて調節される。
【００５０】
[0055]  プロセッサー１３０は、第１地上サブシステム５０１の視界にある第２の複数の衛星５１、５２、５３、及び５４のうちの１以上のものに関するエフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定する。第１地上サブシステム５０１の視界にある第２の複数の衛星５１、５２、５３、及び５４のうちの１以上のものに関するエフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超える場合、プロセッサー１３０は、影響を受けている衛星５１、５２、５３、又は５４（即ち、予め選択されたスレッショルドを超えるエフェメリス不確実性を有する衛星）に関する相関データのブロードキャストを中止する。第１地上サブシステム５０１の視界にある衛星５１、５２、５３、及び５４に関するエフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドより低い場合、プロセッサー１３０は、調節された垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及びエフェメリス不確実性を第１地上サブシステム５０１からブロードキャストする。この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、調節された垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及びエフェメリス不確実性は、送信機１６０（図２）によりブロードキャストされる。
【００５１】
[0056]  図４Ａは、本出願に従った、第１地上サブシステム５０１と通信するように結合された地上サブシステム５０２−５０５の基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４０１の実施形態を示す。この実施形態では、第２の少なくとも１つの基準受信機（ＲＲ）１０２、第３の少なくとも１つの基準受信機１０３、第４の少なくとも１つの基準受信機１０４、及び第５の少なくとも１つの基準受信機１０５は、それぞれに、それぞれの第２地上サブシステム５０２、第３地上サブシステム５０３、第４地上サブシステム５０４、及び第５地上サブシステム５０５にある。地上サブシステム５０２、５０３、５０４、及び５０５のそれぞれは、第１地上サブシステム５０１（図２）の基準受信機１６１−１６４の構成と似た構成の少なくとも２つの基準受信機を含む。
【００５２】
[0057]  図４Ｂは、本出願に従った、図４Ａの第２地上サブシステム５０２の実施形態を示す。図４Ｂに示すように、第２地上サブシステム５０２は、少なくとも２つの基準受信機１７１−１７４と、少なくとも１つのプロセッサー５３０と、モニター５１０と、エフェメリス・バッファ５５０と、送信機５６０とを含む。第２地上サブシステム５０２は、オプションとして受信機５４０を含む。モニター５１０、エフェメリス・バッファ５５０、受信機５４０、及び送信機５６０は、図２を参照して先に説明したモニター５１０及びエフェメリス・バッファ５５０と似た構成及び機能を有する。第２地上サブシステム５０２が送信機５６０を含まない実施形態の１つのインプリメンテーションでは、第２の少なくとも１つの基準受信機１０２が、４つの基準受信機１７１−１７４の組の視界にある複数の衛星（例えば、例示の第５衛星５５、第６衛星５６、第７衛星５７、及び第８衛星５８）に関する衛星測定データを、第１地上サブシステム５０１へ送る。
【００５３】
[0058]  第３地上サブシステム５０３、第４地上サブシステム５０４、及び第５地上サブシステム５０５の構成及び機能は、第２地上サブシステム５０２と同様である。
【００５４】
[0059]  この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、第１地上サブシステム５０１は、第２地上サブシステム５０２、第３地上サブシステム５０３、第４地上サブシステム５０４、及び第５地上サブシステム５０５とともに、広域ネットワーク４０２の一部である。
【００５５】
[0060]  図５は、本出願に従った、互いに通信するように結合されたそれぞれの地上サブシステム５５１、５２２、５５３、５５４、及び５５５の基準受信機１０２−１０５の広域ネットワーク４０２の実施形態を示す。この実施形態では、第１地上サブシステム５５１、第２地上サブシステム５５２、第３地上サブシステム５５３、第４地上サブシステム５５４、及び第５地上サブシステム５５５は、広域基線２０１−２０８により互いに分離された異なる地上サイト８１−８５にある。第１地上サブシステム５５１、第２地上サブシステム５５２、第３地上サブシステム５５３、第４地上サブシステム５５４、及び第５地上サブシステム５５５は、それぞれの地上サブシステムの視界にある衛星に関する衛星測定データを送信するために、互いに通信するように結合されている。この実施形態の１つのインプリメンテーションでは、このデータは、複数の地上サブシステム５５１、５２２、５５３、５５４、及び５５５における複数の対の間で送られる。
【００５６】
[0061]  例えば、第３地上サブシステム５５３は、第３地上サブシステム５５３の視界にある衛星に関する衛星測定データを、第１地上サブシステム５５１、第２地上サブシステム５５２、第４地上サブシステム５５４、及び第５地上サブシステム５５５のそれぞれへ送信する。同時に、第３地上サブシステム５５３は、第１地上サブシステム５５１、第２地上サブシステム５５２、第４地上サブシステム５５４、及び第５地上サブシステム５５５の視界にある衛星に関する二周波数衛星測定データ及びエフェメリス・データを、第１地上サブシステム５５１、第２地上サブシステム５５２、第４地上サブシステム５５４、及び第５地上サブシステム５５５から受信する。
【００５７】
[0062]  少なくとも１つのプロセッサー１３０及び／又は５３０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークル２００へブロードキャストされるＧＰＳ修正及びエフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減するためにそれぞれの地上サブシステムで用いられる様々な方法、プロセス・タスク、計算、及び制御機能を行うためのソフトウェア・プログラム、ファームウェア、又は他のコンピューター読取可能命令を含むか、又はそれらと共に機能する。それらの命令は、典型的には、コンピューター読取可能命令やデータ構造を格納するために用いられる任意の適切なコンピューター読取可能媒体（例えば、図２の格納媒体１３２）に格納される。コンピューター読取可能媒体は、汎用又は特定用途向けのコンピューターやプロセッサーや、任意のプログラマブル・ロジック・デバイスがアクセスできる任意の使用可能な媒体として、インプリメントすることができる。適切なプロセッサー読取可能媒体は、磁気媒体や光媒体などのようなストレージ媒体又はメモリ媒体を含み得る。例えば、ストレージ媒体又はメモリ媒体は、従来のハード・ディスク、コンパクト・ディスク−リード・オンリー・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）（シンクロノス・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、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）などを含むが、これに限定されない）やリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）や電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）やフラッシュ・メモリなどのような揮発性又は不揮発性の媒体を含み得る。適切なプロセッサー読取可能媒体はまた、ネットワーク及び／又はワイヤレス・リンクなどのような通信媒体を介して運ばれる電気的、電磁的、又はデジタルの信号などのような送信媒体を含み得る。
【００５８】
[0063]  説明したシステム及び方法は、基準受信機の広域ネットワークのデータを用い、ローカル・エリアのエラー源を低減し、地上サブシステムの単一周波基準受信機の相対的に短いローカル基線（数百メートル）により可観測性が欠如することを克服する。基準受信機（例えば、少なくとも１つの基準受信機１０２−１０５）間での広域基線を有する広域ネットワーク４００、４０１、及び４０２は、現在の妨害電離層活動に起因する電離層エラーと第１地上サブシステム５０１に悪影響を与え得るエフェメリス・データとの検出を可能にするために、地上サブシステム５０１へ通信するように結合される追加の距離及びエフェメリス・データを提供する。地上サブシステム１０５のプロセッサー１３０は、エラーを相殺し、エラーのバウンディングを向上させることができ、また、必要であれば、第１地上サブシステム５０１の視界にある不完全衛星に関するＧＰＳ修正及びエフェメリス不確実性データのブロードキャストを中止する。このように、ＧＢＡＳ地上サブシステムは、地上サブシステム（全地球測位システム（ＧＰＳ）修正を提供する）と航空用ビークル（ＧＰＳ修正を使う）との間での空間的非相関エラー（即ち、電離層エラー及びエフェメリス・エラー）の影響を受けにくくされ、ＧＰＳエラー及びエフェメリス・エラーのバウンディングが改善される。
【実施例】
【００５９】
[0064]  例１は、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされる前記ＧＰＳ修正及び前記エフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減するシステムを含み、前記システムは、
第１地上サイトにある第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機と、
前記少なくとも２つの基準受信機と通信するように結合される少なくとも１つのプロセッサーと
を含み、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
他の地上サイトに位置する基準受信機の広域ネットワーク内の複数の基準受信機から、前記複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信し、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から、前記第１地上サブシステムの視界にある第２の複数の衛星からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信する
ように構成され、前記第１地上サイトは前記他の地上サイトとは異なり、前記第２の複数の衛星は前記第１の複数の衛星のサブセットであり、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から受信した前記衛星測定データと、前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から受信した前記衛星測定データとを評価して、前記ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定し、
前記衛星測定データの前記評価に基づいて電離層の現在の品質計量を決定し、
前記電離層の決定された前記品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節し、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星と関連する前記エフェメリス・データを評価し、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星に関する前記衛星測定データを評価して、前記ビークルへ提供される前記ＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定し、
前記エフェメリス・データの前記評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証する
ためのアルゴリズムを実行するように構成される。
【００６０】
[0065]  例２は、例１のシステムを含み、前記少なくとも１つのプロセッサーは、更に、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定し、
前記第１地上サブシステムの視界にある衛星に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドより低い場合、調節された前記垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及び前記エフェメリス不確実性を、前記第１地上サブシステムからブロードキャストする
ように構成される。
【００６１】
[0066]  例３は、例１又は例２のシステムを含み、更に、前記第１地上サブシステムに少なくとも１つの送信機を含み、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定し、
前記第１地上サブシステムの視界にある衛星に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドより低い場合、調節された前記垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及び前記エフェメリス不確実性を、前記第１地上サブシステムの前記少なくとも１つの送信機からブロードキャストする
ように構成される。
【００６２】
[0067]  例４は、例１ないし例３の何れかのシステムを含み、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定し、
前記第１地上サブシステムの視界にある衛星に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドを超える場合、影響を受けている前記衛星に関する相関データを前記第１地上サブシステムからブロードキャストすることを中止する
ように構成される。
【００６３】
[0068]  例５は、例１ないし例４の何れかのシステムを含み、更に、前記他の地上サイトに位置する複数の基準受信機を含む。
【００６４】
[0069]  例６は、例５のシステムを含み、他の地上サイトに位置する基準受信機の前記広域ネットワークは、それぞれの他の地上サイトに位置する他の地上サブシステムの基準受信機の広域ネットワークを含む。
【００６５】
[0070]  例７は、例６のシステムを含み、更に、それぞれの他の地上サイトに位置する前記他の地上サブシステムの少なくとも１つのプロセッサーを含む。
【００６６】
[0071]  例８は、例７のシステムを含み、前記それぞれの他の地上サイトに位置する前記他の地上サブシステムの前記少なくとも１つのプロセッサーは、
それぞれの前記少なくとも１つのプロセッサーが位置する前記他の地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から、衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信し、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から、前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星からの衛星測定データを受信する
ように構成される。
【００６７】
[0072]  例９は、例６ないし例８の何れかのシステムを含み、前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機は、少なくとも１つの送信機を含む。
【００６８】
[0073]  例１０は、例１ないし例９の何れかのシステムを含み、更に、前記複数の基準受信機から前記衛星測定データを入力してコンパイルし、前記少なくとも１つのプロセッサーへ出力するための前記第１地上サブシステムの受信機を含む。
【００６９】
[0074]  例１１は、例１ないし例１０の何れかのシステムを含み、更に、前記複数の基準受信機から前記衛星測定データを入力してコンパイルし、前記少なくとも１つのプロセッサーへ出力するための前記第１地上サブシステムのモデムを含む。
【００７０】
[0075]  例１２は、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされる前記ＧＰＳ修正及び前記エフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減する方法を含み、前記方法は、
第１地上サイトに位置する第１地上サブシステムにおいて、前記第１地上サイトとは異なる他の地上サイトに位置する基準受信機の広域ネットワーク内の複数の基準受信機から、前記複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信するステップと、
前記第１の複数の衛星のサブセットであり前記第１地上サブシステムの視界にある第２の複数の衛星からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを、前記第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機から受信するステップと、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から受信した前記衛星測定データと、前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から受信した前記衛星測定データとを評価して、前記ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定するすステップと、
前記衛星測定データの前記評価に基づいて電離層の現在の品質計量を決定するステップと、
前記電離層の決定された前記品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節するステップと、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星と関連する前記エフェメリス・データを評価し、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星に関する前記衛星測定データを評価して、前記ビークルへ提供される前記ＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定するステップと、
前記エフェメリス・データの前記評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証するステップと
を含む。
【００７１】
[0076]  例１３は、例１２の方法を含み、更に、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定するステップと、
前記第１地上サブシステムの視界にある衛星に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドを超える場合、影響を受けている前記衛星に関する相関データを前記第１地上サブシステムからブロードキャストすることを中止するステップと
を含む。
【００７２】
[0077]  例１４は、例１２又は例１３の方法を含み、更に、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星のうちの１以上のものに関する前記エフェメリス不確実性が、予め選択されたスレッショルドを超えるか否かを判定するステップと、
前記第１地上サブシステムの視界にある衛星に関する前記エフェメリス不確実性が、前記予め選択されたスレッショルドより低い場合、調節された前記垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）及び前記エフェメリス不確実性を、前記第１地上サブシステムからブロードキャストするステップと
を含む。
【００７３】
[0078]  例１５は、例１２ないし例１４の何れかの方法を含み、前記他の地上サイトに位置する前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信する前記ステップは、
前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機の視界にある二周波数衛星に関する二周波数衛星測定データを受信するステップ
を含む。
【００７４】
[0079]  例１６は、例１２ないし例１５の何れかの方法を含み、前記他の地上サイトに位置する前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信する前記ステップは、
前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機の視界にある単一周波数衛星に関する単一周波数衛星測定データを受信するステップ
を含む。
【００７５】
[0080]  例１７は、例１２ないし例１６の何れかの方法を含み、前記他の地上サイトにある前記基準受信機の広域ネットワークは前記第１地上サブシステムを含み、前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機は他の地上サイトにあり、前記方法は更に、
前記第１地上サイトにある前記第１地上サブシステムの視界にある前記少なくとも２つの衛星に画する衛星測定データを、前記他の地上サイトに位置し他の地上サブシステムにある前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記基準受信機へ送信するステップ
を含む。
【００７６】
[0081]  例１８は、例１２ないし例１７の何れかの方法を含み、更に、
前記垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を前記第１地上サブシステムからブロードキャストするステップ
を含む。
【００７７】
[0082]  例１９は、全地球測位システム（ＧＰＳ）修正及びエフェメリス不確実性データを使うビークルへブロードキャストされる前記ＧＰＳ修正及び前記エフェメリス不確実性データにおけるエラーを軽減する地上サブシステムを含み、前記システムは、
第１地上サイトにある第１地上サブシステムの少なくとも２つの基準受信機と、
前記少なくとも２つの基準受信機と通信するように結合される少なくとも１つのプロセッサーと
を含み、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
他の地上サイトに位置する基準受信機の広域ネットワーク内の複数の基準受信機から、前記複数の基準受信機の視界にある第１の複数の衛星に関する衛星測定データを受信し、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から、前記第１地上サブシステムの視界にある第２の複数の衛星からの衛星測定データ及びエフェメリス・データを受信する
ように構成され、
前記第１地上サイトは前記他の地上サイトとは異なり、前記第２の複数の衛星は前記第１の複数の衛星のサブセットであり、前記少なくとも１つのプロセッサーは、
前記第１地上サブシステムの前記少なくとも２つの基準受信機から受信した前記衛星測定データと、前記基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から受信した前記衛星測定データとを評価して、前記ビークルへブロードキャストされるＧＰＳ修正が現在の妨害電離層活動により劣化させられているのかを判定し、
前記衛星測定データの前記評価に基づいて電離層の現在の品質計量を決定し、
前記電離層の決定された前記品質計量に基づいて垂直電離層グラジエント標準偏差ｓｉｇｍａ−ｖｉｇ（σｖｉｇ）を調節し、
前記第１地上サブシステムの視界にある前記第２の複数の衛星と関連する前記エフェメリス・データを評価し、前記複数の基準受信機の視界にある前記第１の複数の衛星に関する前記衛星測定データを評価して、前記ビークルへ提供される前記ＧＰＳ修正がエフェメリス・エラーにより劣化させられているのかを判定し、
前記エフェメリス・データの前記評価に基づいて完全性を保護するためにエフェメリス不確実性を確証する
ためのアルゴリズムを実行するように構成される。
【００７８】
[0083]  例２０は、例１９の地上サブシステムを含み、更に、他の地上サイトに位置する基準受信機の広域ネットワーク内の前記複数の基準受信機から前記衛星測定データを入力してコンパイルする受信機を含む。
【００７９】
[0084]  ここでは特定の実施形態を図示し説明したが、ここで示した特定の実施形態を、同じ目的を達成すると判断できる任意のアレンジメントに代えることができることを、当業者は理解するであろう。従って、本発明が特許請求の範囲及びその等価物のみにより限定されると意図されていることは、明らかである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【外国語明細書】
2017142247000001.pdf