(57)【要約】【課題】衛星測位システムでの測位計算の際にリアルタイムスムージング処理された擬似距離が異常値を示した場合に、この異常値の発生原因を迅速に特定する擬似距離評価システム及び擬似距離評価方法，擬似距離評価用プログラムを提供する。【解決手段】測位計算に利用されるリアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した場合に、この異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否か判定し、正常値であれば、検出した異常値の発生原因をリアルタイムスムージング処理の限界による残留ノイズであると判定するデータ処理部２を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波の位相情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値を当該衛星測位システム側から入力する情報入力装置と、この情報入力装置に入力された情報を分析してリアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出しこの異常値の発生原因を判別するデータ処理装置と、このデータ処理装置による判別結果を外部出力する情報出力装置とを備え、
前記データ処理装置は、前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した際にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出する機能と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定する機能と、この判定結果が正常値であった場合に前記検出した異常値の発生原因が前記リアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズである旨判定する機能とを備えたことを特徴とする擬似距離評価システム。
【請求項２】
前記請求項１に記載の擬似距離評価システムにおいて、
前記データ処理装置は、前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離の評価指標を前記情報入力装置に入力された情報を基に計算するＲＴ擬似距離指標計算部と、この評価指標が予め定めた閾値を超えた場合に前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離が異常値であると判定する異常値検出部と、この検出された異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出しこのポストプロセススムージングされた擬似距離の評価指標を前記ＲＴ擬似距離指標計算部と同様に計算するＰＰ擬似距離指標計算部と、この評価指標が前記閾値を超えなかった場合に前記ポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であると判定し前記異常値検出部で検出された異常値の発生原因が前記リアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズであると判定する異常原因判定部とを備えたことを特徴とする擬似距離評価システム。
【請求項３】
前記請求項２に記載の擬似距離評価システムにおいて、
前記評価指標は、前記補正値による補正後の擬似距離の誤差を正規化したものであることを特徴とする擬似距離評価システム。
【請求項４】
前記請求項３に記載の擬似距離評価システムにおいて、
前記ＲＴ擬似距離指標計算部は、前記情報入力装置に入力された擬似距離に対し前記衛星測位システムと同様のリアルタイムスムージング処理を行い、これにより前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離を算出する機能を備えたことを特徴とする前記衛星測位システム。
【請求項５】
衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波の位相情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値を当該衛星測位システム側から入力する情報入力工程と、
リアルタイムスムージング処理をされた擬似距離が異常値であるか否かを判定する異常値検出工程と、
前記異常値検出工程で異常値を検出した場合にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出するＰＰ擬似距離計算工程と、
このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定するＰＰ擬似距離異常判定工程と、
このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値である場合に前記異常値検出工程で検出された異常値が前記リアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズによるものであると判定する異常原因判定工程とを設けたことを特徴とする擬似距離評価方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載の擬似距離評価方法において、
前記異常値検出工程前に、前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離の評価指標を計算するＲＴ擬似距離指標計算工程を設け、前記異常値検出工程では、この評価指標と予め定めた閾値とを比較して当該評価指標が当該閾値を超えた場合に前記リアルタイムスムージングされた擬似距離が異常値であると判定することを特徴とする擬似距離評価方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載の擬似距離評価方法において、
前記ＰＰ擬似距離計算工程後に、前記ポストプロセススムージングされた擬似距離の評価指標を前記ＲＴ擬似距離指標計算工程と同様にして計算するＰＰ擬似距離指標計算工程を設け、前記ＰＰ擬似距離異常判定工程では、この評価指標と前記閾値とを比較して当該評価指標が前記閾値を超えなかった場合に前記ポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であると判定することを特徴とする擬似距離評価方法。
【請求項８】
前記請求項７に記載の擬似距離評価方法において、
前記ＲＴ擬似距離指標計算工程前に、前記情報入力工程で入力された擬似距離に対して前記衛星測位システムと同様のリアルタイムスムージング処理を行うことにより前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離を算出するＲＴ擬似距離算出工程を設けたことを特徴とする擬似距離評価方法。
【請求項９】
衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波位相の情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値を当該衛星測位システム側から入力する情報入力機能と、
リアルタイムスムージング処理後の擬似距離が異常値であるか否かを判定する異常値検出機能と、
この異常値検出機能で異常値が検出された場合にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出するＰＰ擬似距離計算機能と、
このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定するＰＰ擬似距離異常判定機能と、
このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であると判定された場合に前記異常値検出機能で検出された異常値の発生原因が前記リアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズである旨判定する異常原因判定機能とをコンピュータに実行させることを特徴とする擬似距離評価用プログラム。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の擬似距離評価用プログラムにおいて、
前記情報入力機能で入力された情報を基に前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離の評価指標を計算するＲＴ擬似距離指標計算機能と共に、
前記異常値検出機能を、前記ＲＴ擬似距離指標計算機能で算出された評価指標と予め定めた閾値とを比較して当該評価指標が当該閾値を超えた場合に前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離を異常値であると判定する機能として前記コンピュータに実行させることを特徴とする擬似距離評価用プログラム。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の擬似距離評価用プログラムにおいて、
前記情報入力機能で入力された情報を基に前記ポストプロセススムージング処理後の擬似距離の評価指標を前記ＲＴ擬似距離指標計算機能と同様にして計算するＰＰ擬似距離指標計算機能と共に、
前記ＰＰ異常判定機能を、前記ＰＰ擬似距離指標計算機能で算出された評価指標と前記閾値とを比較して当該評価指標が当該閾値を超えた場合に前記ポストプロセススムージング処理後の擬似距離を異常値であると判定する機能として前記コンピュータに実行させることを特徴とする擬似距離評価用プログラム。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載の擬似距離評価用プログラムにおいて、
前記評価指標は、前記補正値による補正後の擬似距離の誤差を正規化したものであることを特徴とする擬似距離評価用プログラム
【請求項１３】
前記請求項１２に記載の擬似距離評価用プログラムにおいて、
前記情報入力機能で入力された擬似距離に対して前記衛星測位システムと同様のリアルタイムスムージング処理を行うことにより前記リアルタイムスムージング処理後の擬似距離を算出するＲＴ擬似距離計算機能を前記コンピュータに実行させることを特徴とする擬似距離評価用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムにおける受信局で観測される測位衛星までの擬似距離の異常値を検出・検証する擬似距離評価システム及び擬似距離評価方法，擬似距離評価用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）などの衛星測位システムでは、測位衛星から電波が送信された時刻と受信局（観測点）でその電波を受信した時刻との差に光速を掛けた値と定義された擬似距離に基づいて受信局の位置を測定することから、この擬似距離の精度が測位精度に大きく影響する。この擬似距離の精度向上を図った技術として、観測した擬似距離が異常値であるか否かを検出する技術が特許文献１に開示されており、特許文献２には、擬似距離を補正して測位する技術が開示されている。
【０００３】
ここで、特許文献２に開示された衛星測位システムについて説明する。図４は、特許文献２に開示された衛星測位システムの構成を示す概略図である。特許文献２に開示された衛星測位システムは、ＤＧＰＳ（differential GPS）であり、予め正確な位置の分かっている基準局２００がＧＰＳ衛星７０１〜７０３からの測位信号を受信してそれぞれの擬似距離を算出し、この擬似距離とＧＰＳ衛星７０１〜７０３の軌道情報とを含む観測情報を基準局管理サーバ３００へ送る。基準局管理サーバ３００は、基準局２００からの観測情報を受信し基準局２００とＧＰＳ衛星７０１〜７０３間それぞれの真の距離と擬似距離との差分からＧＰＳ衛星７０１〜７０３ごとの擬似距離補正値を算出し、この擬似距離補正値を測位サーバ１００へ送信する。
【０００４】
一方で、基準局２００の近隣に位置する移動局４００が、ＧＰＳ衛星７０１〜７０３からの測位信号を受信して擬似距離を算出し、この各擬似距離を通信装置６２０及び移動局管理サーバ５００を介して測位サーバ１００へ送る。測位サーバ１００は、移動局４００とＧＰＳ衛星７０１〜７０３間の各擬似距離に基準局管理サーバ３００から取得した擬似距離補正値を加えて移動局４００とＧＰＳ衛星７０１〜７０３間の推定距離を算出し、移動局４００の位置を算出する。そして、測位サーバ１００が、移動局４００の位置情報を移動局管理サーバ５００に送り、移動局管理サーバは、移動局４００の位置情報を記憶して管理する。
【０００５】
このように、衛星測位システムにおいて、受信局と測位衛星間の擬似距離は、真の距離に時計誤差，電離層による誤差，対流圏による誤差，マルチパス等によるノイズが加算された値なので、測位精度を高めるためには、擬似距離からこれら誤差を適切に取り除いて真の距離に近づけることが必要になる。
【０００６】
通常の衛星測位システムでは、擬似距離からマルチパス等によるノイズを取り除くために、観測された擬似距離に対してスムージング処理（平滑化処理）を行っている。衛星測位はリアルタイムで行われる必要があることから、衛星測位システムの運用中はリアルタイムのスムージング処理が適用され、リアルタイムスムージングした擬似距離を基に測位計算が実行されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−６３８３８号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、リアルタイムスムージング処理は、簡易なスムージング処理であることから精度がいいとは言えず、ノイズが残ってしまうことがあり、最終的に測位精度が悪化してしまうことがある。より精密なスムージング処理方法としては、ポストプロセス（後処理）スムージング処理があるが、この処理方法は、現時刻の擬似距離をスムージングするのに、現時刻より未来の時刻の擬似距離データを要するので、リアルタイムで行うことができず、衛星測位システムの運用中には適用することができない。
【０００９】
測位精度が悪化した場合には、システムの信頼性に大きな影響を与えることから、航空機等の高い安全性が求められるシステムを測位対象とした衛星測位システムにおいては、観測された擬似距離を常時監視する必要があり、擬似距離に異常が検出された場合、その異常が測位に影響を与え続けることのないように、事後にその原因を調査する必要がある。
【００１０】
従来の衛星測位システムにおける擬似距離異常の評価は、リアルタイムスムージングされた擬似距離に異常が検出された場合に、その異常の原因を特定するため、前述の時計誤差，電離層誤差，対流圏誤差，受信機時計誤差，ノイズ等の誤差の補正を行った過程のそれぞれについて検証しており、非常に煩雑な作業を必要とし、異常発生の原因を特定するまでに時間がかかるという問題があった。
【００１１】
実際には、リアルタイムスムージングの能力の限界により残留したノイズが擬似距離誤差異常の発生原因の大半を占めるにもかかわらず、測位精度悪化の原因がリアルタイムスムージングで取り除けなかった残留ノイズであることを特定する方法がなかったことから、前述の様々な誤差の補正を行う過程のそれぞれについて検証を行わなければならなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を改善し、衛星測位システムにおける受信局で観測されるリアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した場合に、この異常値の発生原因を迅速に特定する擬似距離評価システム及び擬似距離評価方法，擬似距離評価用プログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の擬似距離評価システムは、衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波の位相情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値を当該衛星測位システム側から入力する情報入力装置と、この情報入力装置に入力された情報を分析してリアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出しこの異常値の発生原因を判別するデータ処理装置と、このデータ処理装置による判別結果を外部出力する情報出力装置とを備え、データ処理装置は、リアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した際にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出する機能と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定する機能と、この判定結果が正常値であった場合に検出した異常値の発生原因がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズである旨判定する機能とを備えたことを特徴とする擬似距離評価システム。
【００１４】
また、本発明の擬似距離評価方法は、衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波の位相情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値とを当該衛星測位システム側から入力する情報入力工程と、リアルタイムスムージング処理をされた擬似距離が異常値であるか否かを判定する異常値検出工程と、異常値検出工程で異常値を検出した場合にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出するＰＰ擬似距離計算工程と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定するＰＰ擬似距離異常判定工程と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値である場合に異常値検出工程で検出された異常値がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズによるものであると判定する異常原因判定工程とを設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の擬似距離評価用プログラムは、衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，当該測位衛星からの搬送波位相の情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値とを当該衛星測位システム側から入力する情報入力機能と、リアルタイムスムージング処理後の擬似距離が異常値であるか否かを判定する異常値検出機能と、この異常値検出機能で異常値が検出された場合にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出するＰＰ擬似距離計算機能と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定するＰＰ擬似距離異常判定機能と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であると判定された場合に異常値検出機能で検出された異常値の発生原因がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズである旨判定する異常原因判定機能とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は以上のように構成され機能するため、これにより、リアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した場合に、この異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出して正常値であるか否かを判定し、これが正常値であれば、検出した異常値の発生原因がリアルタイムスムージング処理の性能の限界によって取り除けなかった残留ノイズであると判定するので、擬似距離悪化の原因を機械的に判別することができ、擬似距離異常の原因調査を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明における一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の擬似距離評価システムの構成を示す機能ブロック図である。本実施形態の擬似距離評価システムは、図１に示すように、衛星測位システムを構成する受信局で観測される測位衛星までの擬似距離，測位衛星からの搬送波の位相情報、及び予め算出された擬似距離用の補正値である送信時刻補正値，高速補正値，電離層補正値，対流圏補正値，受信機時計補正値を衛星測位システム側から入力する情報入力装置１と、ノイズを取り除くためにリアルタイムスムージングされた擬似距離（以下、リアルタイムスムージングされた擬似距離をＲＴ擬似距離とする）から異常値を検出しこの異常値の発生原因を判別するデータ処理装置２と、データ処理装置２による判別結果を出力する情報出力装置３とを備えて構成されている。この情報出力装置３は、例えば、ディスプレイ，記憶装置，記録媒体等である。
【００１９】
データ処理装置２は、リアルタイムスムージング処理後の擬似距離の異常値を検出した際にこの異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出する機能と、このポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定する機能と、この判定結果が正常値であった場合にリアルタイムスムージング処理後の擬似距離の異常値発生がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズによるものであると判定する機能とを備えている。
【００２０】
ここで、擬似距離とは、測位衛星から電波が送信された時刻と受信局でその電波を受信した時刻との差に光速を掛けた値である。また、スムージングとは、測定値に対してノイズ成分を取り除くために行う処理であり、通常の衛星測位システムにおいては、ノイズを多く含む擬似距離に対して、ノイズが少なくて高精度な搬送波位相に基づく測距データを利用したスムージング処理を行い、擬似距離の精度を高めている。
【００２１】
ポストプロセススムージングとは、事後的なスムージング処理であり、リアルタイムスムージングが、現時刻の観測値をその前に観測された値に基づいてリアルタイムに補正する処理であるのに対し、ポストプロセススムージングは、事後処理であるので、対象の観測値をその前後の広い範囲の観測値に基づいて補正する処理である。このため、ポストプロセススムージング処理後の擬似距離は、リアルタイムスムージング後の擬似距離よりも高精度にノイズが除去されており、信頼性が高いといえる。
【００２２】
このように本実施形態の擬似距離評価システムは、衛星測位システム運用中に用いられるＲＴ擬似距離から異常値を検出した場合、リアルタイムスムージングに比べて信頼性の高いポストプロセススムージングを行った擬似距離でも異常値になるのか否かを判定し、異常値にならない場合には、ＲＴ擬似距離の異常値の発生原因をリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズであると判定する。
【００２３】
情報入力装置１は、評価対象の擬似距離と、これに対応する搬送波位相情報，送信時刻補正値，高速補正値，電離層補正値，対流圏補正値，受信機時計補正値とを衛星測位システム側から入力する機能を備えている。
【００２４】
評価対象の擬似距離は、衛星測位システムを構成する受信局で観測される擬似距離のいずれであってもよい。例えば、図４に示すような衛星測位システムに対しては、移動局４００と測位衛星７０１間の擬似距離を評価の対象としてもよいし、基準局３００と測位衛星７０１間の擬似距離を評価の対象としてもよい。
【００２５】
また、情報入力装置１は衛星測位システム側から各種観測情報を入力するが、これは、衛星測位システムの構成要素のいずれかから情報を入力すると言うことであり、例えば、図４に示すような衛星測位システムに対して移動局４００と測位衛星７０１間の擬似距離を評価対象とした場合、情報入力装置１は、移動局管理サーバ５００内の記憶部から各種情報を入力するように構成してもよいし、測位サーバ１００の記憶部から各種情報を入力するように構成してもよい。
【００２６】
データ処理装置２は、情報入力装置１から読込んだ擬似距離に対して測位システムで適用されているリアルタイムスムージング処理を行いＲＴ擬似距離を算出しこのＲＴ擬似距離の評価指標を計算するＲＴ擬似距離指標計算部２１と、この算出されたＲＴ擬似距離の評価指標を基にＲＴ擬似距離の異常値を検出する異常値検出部２２と、ＲＴ擬似距離の異常値が検出された場合にその観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出し（以下、ポストプロセススムージングされた擬似距離をＰＰ擬似距離とする）、このＰＰ擬似距離の評価指標を計算するＰＰ擬似距離指標計算部２３と、この算出されたＰＰ擬似距離の評価指標に基づいてＰＰ擬似距離の異常値を検出しＰＰ擬似距離が異常であるか否かに基づいてＲＴ擬似距離が異常値となった原因がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズであるか否かを判定する異常原因判定部２４とを備えている。
【００２７】
これにより、データ処理装置２は、リアルタイムスムージング処理後の擬似距離から検出された異常値と同一の観測時刻におけるポストプロセススムージング処理後の擬似距離を算出する機能を、ＰＰ擬似距離指標計算部２３が実行し、ポストプロセススムージング処理後の擬似距離が正常値であるか否かを判定する機能とこの判定結果が正常値であった場合に前述した異常値の発生原因がリアルタイムスムージング処理では取り除けなかった残留ノイズである旨判定する機能とを、異常原因判定部２４が実行するように構成されている。
【００２８】
ＲＴ擬似距離指標計算部２１は、ＲＴ擬似距離の評価指標として正規化補正ＲＴ擬似距離誤差を算出するように構成してもよい。正規化補正ＲＴ擬似距離誤差は、ＲＴ擬似距離に対して、時計誤差を取り除くための長期補正及び高速補正，電離層誤差を除くための電離層遅延量補正，対流圏による誤差を除くための対流圏補正を適用して誤差の補正をし、この補正後の距離から測位衛星の幾何学的配置を基に算出される真の距離を差し引くことでその誤差を計算し、その誤差の標準偏差を用いて正規化した値である。
【００２９】
異常値検出部２２は、ＲＴ擬似距離の評価指標と予め定めた閾値とを比較して、この評価指標が閾値を超えた場合に対応するＲＴ擬似距離が異常値であると判定する機能を備えている。ＰＰ擬似距離指標計算部２３は、ＲＴ擬似距離指標計算部２１と同様に、ＰＰ擬似距離の評価指標として正規化補正ＰＰ擬似距離誤差を算出するように構成してもよい。
【００３０】
異常原因判定部２４は、ＰＰ擬似距離の評価指標と異常値検出部２２で用いた閾値とを比較して、この評価指標が閾値を超えた場合にＰＰ擬似距離が異常値であると判定する機能を備えている。
【００３１】
このように本実施形態の擬似距離評価システムは、衛星測位システム運用中に用いられるリアルタイムスムージングされた擬似距離から異常値を検出した場合、この異常値が観測されたエポックにおけるポストプロセススムージング後の擬似距離を算出し、このポストプロセススムージング後の擬似距離（ＰＰ擬似距離）が正常値であるか否かに基づいて、ＲＴ擬似距離の異常値がリアルタイムスムージングの性能に起因する残留ノイズによるものであるのか否かを判定する。
【００３２】
よって、本実施形態の擬似距離評価システムは、衛星測位システム運用中に用いられるリアルタイムスムージングされた擬似距離から異常値を検出した場合、実際に擬似距離誤差異常の発生原因の大半を占める、リアルタイムスムージングの能力の限界による残留ノイズについて判別するので、ＲＴ擬似距離の異常値評価を効率的に行うことを可能にする。
【００３３】
図３は、ＲＴ擬似距離及びＰＰ擬似距離の時系列変化の一例を示すグラフである。ＲＴ擬似距離において異常値となったデータについてもＰＰ擬似距離が正常であった場合には、異常値の発生がリアルタイムスムージング処理の限界による残留ノイズの影響であると判断することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の擬似距離評価システムの具体的な運用例として、評価対象の衛星測位システムをＧＰＳ（Global Positioning System）とした場合について説明する。
【００３５】
ＧＰＳにおいては、１つの測位衛星が異なる周波数の２つの電波であるＬ１波及びＬ２波を発信しているので、情報入力装置１は、観測時刻毎に算出されたＬ１波及びＬ２波での擬似距離，搬送波位相，送信時刻補正値，高速補正値，電離層補正値，対流圏補正値，受信機時計補正値を入力する。
【００３６】
ＲＴ擬似距離指標計算部２１は、現エポック数をｉ，現観測時刻をｔｉ，前回観測時刻をｔｉ−１，Ｌ１波で観測された擬似距離をＰＲ１，Ｌ１波で測定された搬送波位相をＰＨ１，Ｌ１波の波長をＲ１として、ＲＴ擬似距離ＰＲ１＿ＲＴを［数１］式に従って算出する機能を備えている。位相ＰＨ１の単位は「cycle」である。［数１］式におけるｋは安定化係数であり、スムージング開始時はｋ＝１とし、エポックｉが１つ進む毎にｋに１を加算していき、データの時刻間隔をＴ［ｓ］，スムージング定数をＳ［ｓ］として、ｋ＝Ｓ／Ｔに達した後はｋ＝Ｓ／Ｔで固定する。
【００３７】
【数１】
2009265040.tif 000003
【００３８】
ＲＴ擬似距離指標計算部２１は、ＲＴ擬似距離ＰＲ１＿ＲＴを直接衛星測位システム側から取得する構成としてもよいが、擬似距離に対し衛星測位システムと同様のリアルタイムスムージング処理を行って検証するように構成することで、入力データ量を軽減することができる。
【００３９】
さらに、ＲＴ擬似距離指標計算部２１は、高速補正値をＦＣ，対流圏遅延補正値をＴＣ，電離層補正値をＩＣ，送信時刻補正値をＳＣ，受信機時計誤差補正値をＲＣとして、補正ＲＴ擬似距離ＣＰＲ＿ＲＴを［数２］式に従って算出し、
【００４０】
【数２】
2009265040.tif 000004
【００４１】
受信局とＧＰＳ衛星間の真の距離をＴＲ，高速補正及び長期補正の劣化モデル標準偏差をＳＴＤ＿ＦＬＴ，対流圏誤差の標準偏差をＳＴＤ＿ＴＲＰ，受信機時計誤差の標準偏差をＳＴＤ＿ＲＣＶとし、ＲＴ擬似距離の評価指標として正規化補正ＲＴ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＲＴを［数３］式に従って算出する機能を備えている。
【００４２】
【数３】
2009265040.tif 000005
【００４３】
［数３］式に示す正規化補正ＲＴ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＲＴは、ＲＴ擬似距離から時計誤差を取り除くための長期補正及び高速補正，電離層誤差を除くための電離層遅延量補正，対流圏による誤差を除くための対流圏補正を適用することで誤差の補正を行い（数２）、この補正後の距離ＣＰＲ＿ＲＴからＧＰＳ衛星の幾何学的配置を基に算出される真の距離ＴＲを差し引くことでその誤差を計算し、その標準偏差で正規化した値である（数３）。
【００４４】
異常値検出部２２は、ＲＴ擬似距離指標計算部２１から正規化補正ＲＴ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＲＴを入力して予め設定された閾値と比較し、正規化補正ＲＴ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＲＴが閾値を超えた場合にＲＴ擬似距離が異常値であると判定する機能を備えている。異常値が検出された場合には、ＰＰ擬似距離指標計算部２３へ異常検出を通知する。閾値としては、例えば、正規化補正誤差が標準正規分布になると仮定して、その値が９９．９９９９９％の確立で含まれる値である５．３３とするとよい。
【００４５】
ＰＰ擬似距離指標計算部２３は、異常値検出部２２からＲＴ擬似距離異常の検出の通知を受けると、そのエポックでのＰＰ擬似距離を算出して、このＰＰ擬似距離の評価指標を計算する機能を備えている。
【００４６】
例えば、ｎ回分のエポックを処理ブロックに設定して、処理ブロックの各エポックについて、Ｌ１波での擬似距離をＰＲ１，Ｌ２波での擬似距離をＰＲ２，Ｌ１波の周波数をＦ１，Ｌ２波の周波数をＦ２として、Ｌ１波での擬似距離の電離層遅延量Ｉ＿ＰＲ１を［数４］式に従って算出し、
【００４７】
【数４】
2009265040.tif 000006
【００４８】
Ｌ１波での搬送波位相をＰＨ１，Ｌ２波での搬送波位相をＰＨ２，Ｌ１波の波長をＲ１，Ｌ２波の波長をＲ２，Ｌ１波の周波数をＦ１，Ｌ２波の周波数をＦ２として、Ｌ１波での搬送波位相の電離層遅延量ＩＢ１を［数５］式に従って算出し、
【００４９】
【数５】
2009265040.tif 000007
【００５０】
処理ブロックのエポック数をｎに設定して、Ｌ１波の擬似距離の電離層遅延量Ｉ＿ＰＲ１と、Ｌ１波での搬送波位相の電離層遅延量ＩＢ１とから［数６］式に従ってスムージングした電離層遅延量Ｉを算出する。
【００５１】
【数６】
2009265040.tif 000008
【００５２】
さらに、処理ブロックの各エポックについて、Ｌ１波での電離層遅延なしの擬似距離ＩＦＲ１＿Ｐを［数７］式に従って算出する。
【００５３】
【数７】
2009265040.tif 000009
【００５４】
Ｌ１波での電離層遅延なしの搬送波位相ＩＦＲ１＿Ｂを［数８］式に従って算出する。
【００５５】
【数８】
2009265040.tif 000010
【００５６】
処理ブロックのエポック数をｎに設定して、電離層遅延なしの擬似距離ＩＦＲ１＿Ｐと電離層遅延なしの搬送波位相ＩＦＲ１＿Ｂとから［数９］式に従って電離層遅延なしのスムージング擬似距離ＩＦＲを算出する。
【００５７】
【数９】
2009265040.tif 000011
【００５８】
さらに、電離層遅延なしのスムージング擬似距離ＩＦＲとスムージング電離層遅延量Ｉとから［数１０］式に従ってＰＰ擬似距離ＰＲ＿ＰＰを算出する。
【００５９】
【数１０】
2009265040.tif 000012
【００６０】
そして、ＰＰ擬似距離の評価指標として正規化補正ＰＰ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＰＰを［数１１］式及び［数１２］式に従って算出する。
【００６１】
【数１１】
2009265040.tif 000013
【００６２】
【数１２】
2009265040.tif 000014
【００６３】
異常原因判定部２４は、正規化補正ＰＰ擬似距離誤差ＮＣＰＲＥ＿ＰＰを上述した閾値と比較して、閾値を超えた場合にＰＰ擬似距離が異常値であると判定する機能と、ＰＰ擬似距離が正常値であった場合に、そのエポックでのＲＴ擬似距離の異常値がリアルタイムスムージングの性能に起因する残留ノイズによって発生したものであると判定することで、ＲＴ擬似距離の異常が残留ノイズによるものであるのかそれ以外によるものであるのかを判定する機能を備えている。
【００６４】
次に、本実施形態の擬似距離評価システムの動作について説明する。ここで、以下の動作説明は、本発明の擬似距離評価方法の実施形態となるので、その擬似距離評価方法の各工程を対応する動作の記述に沿って記している。
【００６５】
図２は、本実施形態の擬似距離評価システムの動作を示すフローチャートである。まず、ＲＴ擬似距標計算部２１が、上述した［数１］式に従ってＲＴ擬似距離を計算し（図２のステップＡ１）、異常値検出のためのＲＴ擬似距離の評価指標を［数２］及び［数３］式に従って計算する（図２のステップＡ２，ＲＴ擬似距離指標計算工程）。ここで、ＲＴ擬似距離指標としては、［数３］式に示す正規化補正ＲＴ擬似距離誤差に限らず、他の値を用いてもよい。
【００６６】
［数３］式に示すＲＴ擬似距離の評価指標は、ＲＴ擬似距離から時計誤差を取り除くための長期補正及び高速補正，電離層誤差を除くための電離層遅延量補正，対流圏による誤差を除くための対流圏補正を適用することで誤差の補正を行い、この補正後の距離からＧＰＳ衛星の幾何学的配置から算出される真の距離を差し引くことでその誤差を計算し、その標準偏差で正規化した値である。
【００６７】
続いて、異常値検出部２２が、ＲＴ擬似距離の評価指標と予め定められた閾値とを比較して、閾値を超えるか否かを確認する（図２のステップＡ３，異常値検出工程）。閾値としては、例えば、正規化補正誤差が標準正規分布になると仮定して、その値が９９．９９９９９％の確立で含まれる値である５．３３とするとよい。また、観測値から判断して他の値に設定してもよい。
【００６８】
ＲＴ擬似距離の評価指標が閾値を超えている場合には、ＰＰ擬似距離指標計算部２３が、［数４］乃至［数１０］式に従ってその時刻のＰＰ擬似距離を計算し（図２のステップＡ４，ＰＰ擬似距離計算工程）、［数１１］及び［数１２］式に従って、ＰＰ擬似距離の評価指標を計算する（図２のステップＡ５，ＰＰ擬似距離指標計算工程）。ここで、ＰＰ擬似距離の評価指標には、［数１２］式に示す正規化補正ＲＴ擬似距離誤差に限らず、他の値を用いてもよい。
【００６９】
そして、異常原因判定部２４が、ＰＰ擬似距離の評価指標を、ＲＴ擬似距離に評価指標の判定に使用した閾値と比較する（ＰＰ擬似距離異常判定工程）。閾値を超えている場合には、ＰＰ擬似距離を異常値であると判断し、ＰＰ擬似距離の評価指標が異常値でなかった場合に、ＲＴ擬似距離の異常をリアルタイムスムージング処理の限界に起因する残留ノイズによる影響であると判断し、ＰＰ擬似距離の評価指標が異常値であった場合は、ＲＴ擬似距離の異常を残留ノイズ以外の原因によるものと判断する（図２のステップＡ６，異常原因判定工程）。
【００７０】
全データについて確認したかどうかを判断し、全データについて完了した場合は処理を終える（図２のステップＡ７）。そして、異常値判定処理の結果を出力装置３に供給する。
【００７１】
ここで、本実施形態におけるデータ処理装置２、すなわち、ＲＴ擬似距離指標計算部２１と、異常検出部２２と、ＰＰ擬似距離指標計算部２３と、異常判定部２４とについては、その機能内容をプログラム化してコンピュータに実行させるように構成してもよい。
【００７２】
このように、本実施形態の擬似距離評価システムにおいては、異常値検出部２２がリアルタイムスムージング処理後の擬似距離から異常値を検出した場合に、異常原因判定部２４が、リアルタイムスムージングより信頼性が高いポストプロセススムージング処理を行った同観測時刻の擬似距離が異常値となるか否かを判定して、これが正常値であれば、検出した異常値の発生原因をリアルタイムスムージング処理の限界による残留ノイズであると判定する。
【００７３】
実際には、リアルタイムスムージングの性能の限界による残留ノイズが、ＲＴ擬似距離誤差異常発生の原因の大半を占めるので、本実施形態の擬似距離評価システムが、衛星測位システムにおいて使用されるＲＴ擬似距離の異常値の発生原因を、リアルタイムスムージング処理の性能の限界による残留ノイズによるものなのかそれ以外によるものなのか明確にすることによって、ＲＴ擬似距離の異常値検出・評価作業の効率を改善することができる。この結果、衛星測位システムの測位精度異常を効率的に改善することが可能となり、衛星測位システムの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明にかかる一実施形態の擬似距離評価システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に開示した実施形態の擬似距離評価システムの動作を示すフローチャートである。
【図３】ＲＴ擬似距離及びＰＰ擬似距離の時系列変化の一例を示す図である。
【図４】特許文献２に開示された衛星測定システムの概要構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  情報入力装置
２  データ処理装置
３  情報出力装置
２１  ＲＴ擬似距離指標計算部
２２  異常値検出部
２３  ＰＰ擬似距離指標計算部
２４  異常原因判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009265040.tif 000017
【図４】
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