(57)【要約】  本発明は、衛星ナビゲーション用の補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を供給する方法に関する。この方法は、地球の電離層に関する複数の状態信号（２３５、２５５、２６５）を用いて補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を求めるステップを有する。状態信号（２３５、２５５、２６５）は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置（２３０）に対するインタフェース（２５０）から読み込まれた信号を表す。各状態信号（２３５、２５５、２６５）は、衛星受信装置（２３０）のうちの１つの地理的ポジションと、少なくとも１つの衛星（２２０）と衛星受信装置（２３０）との間で伝送される少なくとも１つの衛星信号（２２５）を用いて特定された地球の電離層の状態情報とを有する。
2020535414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星ナビゲーション用の補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を供給する方法（３００）であって、
当該方法（３００）は、地球の電離層に関する複数の状態信号（２３５、２５５、２６５）を用いて前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を求めるステップ（３１０）を少なくとも有し、
前記状態信号（２３５、２５５、２６５）は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置（２３０）に対するインタフェース（２５０）から読み込まれた信号を表し、
各状態信号（２３５、２５５、２６５）は、前記衛星受信装置（２３０）のうちの１つの地理的ポジションと、少なくとも１つの衛星（２２０）と前記衛星受信装置（２３０）との間で伝送される少なくとも１つの衛星信号（２２５）を用いて特定された地球の電離層の状態情報とを有する、
衛星ナビゲーション用の補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を供給する方法（３００）。
【請求項２】
前記求めるステップ（３１０）において、前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を、複数の基準状態信号（１１５）を用いて、電離層補正モデルを用いて、及び／又は、モデルアルゴリズムを用いて求め、
前記基準状態信号（１１５）は、定置型基準衛星受信装置（１１２、１１４）から読み込まれた信号を表す、
請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
複数の前記衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置（２３０）に対する前記インタフェース（３５０）から前記状態信号（２３５、２５５、２６５）を読み込むステップ（３２０）を有する、
請求項１又は２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記読み込むステップ（３２０）において、前記状態信号（２３５、２５５、２６５）の少なくとも１つの部分集合を、車両に取り付けられた複数の衛星受信装置（２３０）に対するインタフェース（２５０）から読み込む、
請求項３に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を少なくとも１つの衛星（２２０）に送出するステップ（３３０）を有し、
前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を、少なくとも１つの前記衛星（２２０）と複数の前記モバイル衛星受信装置（２３０）との間における少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の伝送を補正するために使用可能である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記状態情報は、地球の電離層の特性量として全電子数を表し、
前記全電子数は、１平方メートルあたりの電子数の単位で測定された電子密度と経路との積として定義されている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の信号変化を用いて前記状態情報を特定するステップ（３４０）を有し、
前記信号変化は、少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の少なくとも２つの伝送周波数に関して、少なくとも１つの信号特性を比較した結果を表す、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法（３００）のステップを、相応のユニットにおいて実施及び／又は制御するように構成された装置（２１０；２３０）。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法（３００）を実施及び／又は制御するために構成されたコンピュータプログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の装置又は方法を前提とする。本発明の対象は、コンピュータプログラムでもある。
【背景技術】
【０００２】
衛星ナビゲーションにおけるポジション信号を補正するために、例えば、地球の電離層における偏差を考慮することができる。この目的において、特に、複数の静止した地上側測定局から成るネットワークにアクセスすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発明の開示
このことを背景に、本明細書で紹介されるアプローチによれば、主請求項による方法、さらにこの方法を使用する装置、及び、さらには対応するコンピュータプログラムが紹介される。従属請求項に記載された措置によって、独立請求項に記載された装置の有利な発展形態及び改善形態が可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態によれば、特に、例えばナビゲーションサービスのユーザにより供給された、さらに、これに加えて又は他の選択肢として、任意のソースから調達された、地球の電離層に関する複数又は多数の状態情報及び相応の地理的ポジションの処理を達成することができ、その結果として、全地球的衛星ナビゲーションのための補正データを計算することができ、これに加えて又は他の選択肢として、既存の補正データ及び場合によっては補正モデルを改善することができる。かくして、衛星ナビゲーションのために衛星により送信されたポジション信号の補正にあたり、複数の任意の加入者による測定値の取得によって、又は、いわゆるクラウドＩＴ、いわゆるクラウドソーシング若しくはいわゆるクラウドイオノによって、より正確にかつカバーエリアを広げて、地球の電離層の状態を算入することができる。衛星ナビゲーションのために使用される複数若しくは多数の衛星受信装置からの状態情報によって、加入している衛星受信装置が特定の個数及び密度を超えていれば、電離層状態特定のための基準局ネットワークを希薄化することができ、又は、密集した地域的基準局ネットワークを放棄して、あまり目の細かくない全地球的基準局ネットワークのみを利用することができる。
【０００５】
かくして有利には実施形態によれば特に、地球の電離層における偏差、擾乱及び同類のものに関して、特にナビゲーション信号の補正精度を高めることができる。しかも、電離層の状態について目が細かくかつカバーエリアの広い特定を実現することができる。従って、電離層の状態を場合によっては内挿によってしか求めることができない領域を、有利には縮小することができる。補正サービスプロバイダは、局所的な電離層活動の推定値を改善し、それによってユーザのためのポジション検出精度及び収束時間（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｘ，ＴＴＦＦ）を改善する目的において、状態情報を利用することができる。例えば１周波衛星受信装置のユーザの性能は、電離層の現象によって強く影響を受ける可能性があり、その際に、実施形態によれば、例えば、いわゆる精密単独測位又はデシメートルレベルでの精密なポジショニングを達成すべく、状態情報によって特に正確な補正を実現することができる。状態情報のいわゆるクラウドソーシングを、特に２周波衛星受信装置又は多周波衛星受信装置を用いて有利に実施することができ、例えば、これらの衛星受信装置のうちの多くが車両に組み込まれている可能性がある。状態情報及びかかる衛星受信装置の地理的ポジション又はポジション推定を、例えば、車両からクラウド若しくはデータクラウドを介して、データコネクションの能力に適当なデータレートで供給することができる。
【０００６】
この場合、衛星ナビゲーション用の補正データを供給する方法が紹介され、ここで、この方法は、地球の電離層に関する複数の状態信号を用いて補正データを求めるステップを少なくとも有し、この場合、状態信号は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置に対するインタフェースから読み込まれた信号を表し、各状態信号は、衛星受信装置のうちの１つの地理的ポジションと、少なくとも１つの衛星と衛星受信装置との間で伝送される少なくとも１つの衛星信号を用いて特定された、地球の電離層の状態情報とを有する。
【０００７】
この方法を、例えば、ソフトウェア若しくはハードウェアにより、又は、ソフトウェアとハードウェアとの混合形態により、例えば、制御装置又は１つの装置において実装することができる。補正データを、偏差、擾乱、及び、これに加えて又は他の選択肢として、電離層の現在の状態に鑑み、衛星信号の補正をもたらすのに適当なものとすることができる。少なくとも１つの衛星信号を用いて、ユーザのために、及び、これに加えて又は他の選択肢として、ユーザの機器のために、衛星ナビゲーションによってポジション特定を実現するように、衛星受信装置を構成することができる。少なくとも１つの衛星信号は、以前に求められた補正データを含むこともできる。以前に求められた補正データを、この方法の以前の実施又は反復において供給されていたものとすることができる。衛星受信装置を、２周波衛星受信装置又は多周波衛星受信装置として構成することができる。状態情報は、地球の電離層の特性量を表すことができ、特に、該当する衛星受信装置の地理的ポジションと該当する衛星との間の電離層の局所的領域における特性量を表すことができる。
【０００８】
１つの実施形態によれば、求めるステップにおいて、複数の基準状態信号を用いて補正データが求められる。この場合、基準状態信号は、定置型基準衛星受信装置から読み込まれた信号を表すことができる。これに加えて又は他の選択肢として、求めるステップにおいて、電離層補正モデルを用いて補正データを求めることができる。これに加えて又は他の選択肢として、求めるステップにおいて、モデルアルゴリズムを用いて補正データを求めることができる。複数の基準衛星受信装置を、地域的な、広域的な、及び、これに加えて又は他の選択肢として、全地球的なグリッド又はネットワークに、配置することができる。かかる実施形態によりもたらされる利点とは、補正の精度を、電離層の作用に関してより高めることができ、ひいては衛星ナビゲーションをさらに改善することができる、ということである。
【０００９】
この方法は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置に対するインタフェースから状態信号を読み込むステップを有することもできる。かかる実施形態によりもたらされる利点とは、衛星ナビゲーションのために及び観測局として利用することができるモバイル衛星受信装置からの複数の状態信号を処理することができる、ということである。
【００１０】
この場合、読み込むステップにおいて、状態信号の少なくとも１つの部分集合を、車両に取り付けられた複数の衛星受信装置に対するインタフェースから読み込むことができる。車両に取り付けられた衛星受信装置を、車両内に取り付けられた、組み込まれた若しくは固定されたものとすることができ、又は、取り外し可能に車両内に配置されたものとすることができる。かかる実施例によりもたらされる利点とは、大多数の車両にいずれにせよすでに組み込まれている衛星受信装置をデータ取得のために利用することができる、ということである。かくして電離層の状態を、補正のために正確に目の細かい状態で、かつ、手間をかけずに、特定することができる。
【００１１】
さらに、この方法は、補正データを少なくとも１つの衛星に送出するステップを有することができる。この場合、少なくとも１つの衛星と複数のモバイル衛星受信装置との間における少なくとも１つの衛星信号の伝送を補正するために、補正データを使用可能とすることができる。これに加えて、送出するステップにおいて、補正データを複数の衛星受信装置に送出することができる。かかる実施形態によりもたらされる利点とは、衛星ナビゲーションのために信頼性のある正確な補正が実現される、ということである。
【００１２】
１つの実施形態によれば、状態情報は、地球の電離層の特性量として全電子数を表すことができる。この場合、全電子数を、１平方メートルあたりの電子数の単位で測定された電子密度と経路との積として定義することができる。かかる実施形態によりもたらされる利点とは、このような性状の状態情報に基づき、個々の衛星受信装置と個々の衛星との間の局所的領域における電離層の状態に関して、信頼性のある報告を取得することができる、ということである。
【００１３】
この方法は、少なくとも１つの衛星信号の信号変化を用いて状態情報を特定するステップも有することができる。この場合、信号変化は、少なくとも１つの衛星信号の少なくとも２つの伝送周波数に関して、少なくとも１つの信号特性を比較した結果を表すことができる。少なくとも１つの信号特性は、疑似距離、搬送波位相、及び、これに加えて又は他の選択肢として、少なくとも１つのさらなる信号特性を表すことができる。かかる実施形態によりもたらされる利点とは、状態情報をより確実かつ正確に求めることができる、ということである。
【００１４】
本明細書において紹介するアプローチによって、さらに、本明細書において紹介する方法の１つの態様のステップを相応の装置において実施、制御又は実装するように構成された装置がもたらされる。装置の形態としての本発明のこのような実施態様によっても、本発明が基礎とする課題を迅速かつ効率的に解決することができる。
【００１５】
この目的において、この装置は、信号若しくはデータを処理する少なくとも１つの計算ユニット、信号若しくはデータを記憶する少なくとも１つの記憶ユニット、センサからセンサ信号を読み込むための、又は、データ信号若しくは制御信号をアクチュエータへ送出するための、センサ若しくはアクチュエータに対する少なくとも１つのインタフェース及び／又は１つの通信プロトコルに組み込まれており、データを読み込み若しくは送出するための少なくとも１つの通信インタフェースを有することができる。計算ユニットを、例えば、信号プロセッサ、マイクロコントローラ又は同等のものとすることができ、その際に記憶ユニットをフラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ又は磁気記憶ユニットとすることができる。通信インタフェースを、データをワイヤレス及び／又は有線接続で読み込む又は送出するように構成することができ、その際に有線接続でデータを読み込む又は送出することのできる通信インタフェースは、それらのデータを、例えば電気的若しくは光学的に、相応のデータ伝送ラインから読み込むことができ、又は、相応のデータ伝送ラインに送出することができる。
【００１６】
本明細書において装置とは、センサ信号を処理し、それに依存して制御信号及び／又はデータ信号を送出する電気的な装置のことであると解することができる。この装置は、ハードウェア及び／又はソフトウェアにより構成可能なインタフェースを有することができる。ハードウェアにより構成した場合には、インタフェースを、例えばいわゆるシステムＡＳＩＣの一部分とすることができ、これには多種多様な装置の機能が含まれる。ただし、インタフェースが固有の集積回路であるようにしてもよく、又は、少なくとも部分的に複数の個別構成素子から成るようにしてもよい。ソフトウェアにより構成した場合には、インタフェースを、例えば、他のソフトウェアモジュールに加えてマイクロコントローラに設けられたソフトウェアモジュールとすることができる。
【００１７】
１つの有利な形態によれば、この装置を補正サービス又は補正サービス装置として構成することができる。この場合、少なくとも１つの衛星と、衛星支援型ナビゲーション用の複数の衛星受信装置との間の信号伝送の制御が、この装置によって行われる。この目的において、この装置は、例えば、センサ信号又は状態信号及び基準状態信号などの入力信号にアクセスすることができる。送信装置、送受信装置及びアンテナといった信号伝送装置を介して、制御が行われる。
【００１８】
以下のようなプログラムコードを含むコンピュータプログラム製品又はコンピュータプログラムも有利である。即ち、このプログラムコードは、半導体メモリ、ハードディスク記憶装置又は光学的記憶装置といった、機械可読の担体又は記憶媒体に記憶することができ、特に、プログラム製品又はプログラムがコンピュータ又は装置において実行されたときに、前述の実施形態による方法のステップを実施、実装及び／又は制御するために用いられる。
【００１９】
本明細書において紹介するアプローチの実施例が図面に描かれており、これにつき、以下の記載において詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】衛星ナビゲーションシステムを概略的に示す図である。
【図２】１つの実施例による供給装置を含む衛星ナビゲーションシステムを概略的に示す図である。
【図３】１つの実施例による供給方法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】
【００２１】
本発明の好適な実施例に関する以下の説明においては、種々の図面に描かれた同様の作用効果を有する要素に同一の又は同様の参照符号が用いられており、その際にそれらの要素について繰り返し説明することは省略する。
【００２２】
図１には、衛星ナビゲーションシステム１００が概略的に示されている。衛星ナビゲーションシステム１００は、例えば、いわゆる全地球的な民間の衛星ナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ＝Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）として構成されている。この場合、衛星ナビゲーションシステム１００は、補正サービスを含む。
【００２３】
衛星ナビゲーションシステム１００は、衛星１０２を含み、これは、特に地球の静止軌道に配置されている。特に衛星ナビゲーションシステム１００は、複数の衛星１０２又は冗長的な衛星１０２を含む。この場合、衛星１０２のうち第１の衛星を、例えば北アメリカ上空にポジショニングすることができ、その際に、衛星１０２のうち第２の衛星を、例えばヨーロッパ上空にポジショニングすることができる。
【００２４】
さらに、衛星ナビゲーションシステム１００は、複数の衛星受信装置１０４を含み、この場合、図１の図面には、スペースの都合上、例示として１つの衛星受信装置１０４だけが示されている。衛星受信装置１０４を、ＧＮＳＳ受信機１０４と称することもできる。衛星受信装置１０４には、信号伝送可能な態様により通信モジュール１０６が接続されている。
【００２５】
衛星ナビゲーションシステム１００は、信号を衛星１０２に伝送するための複数の送信局１０８も含む。送信局１０８を、上り区間局１０８即ちアップリンク局１０８、又は、上り区間（アップリンク）のための局と称することもできる。送信局１０８は、少なくとも１つのデータセンタ１１０又はサーバ１１０と信号伝送可能に接続されている。図１には、例示として２つのデータセンタ１１０だけしか描かれていない。これらのデータセンタ１１０は、特に一貫性チェックを実施する目的において、互いに信号伝送可能に接続されている。
【００２６】
しかも、衛星ナビゲーションシステム１００は、複数の全地球的基準局１１２と、任意選択的に、複数の付加的な局所的基準局１１４とを含む。これらの基準局１１２、１１４は、補正値１１５を取得するように構成されている。基準局１１２、１１４は、少なくとも１つのデータセンタ１１０と信号伝送可能に接続されている。
【００２７】
少なくとも１つのデータセンタ１１０は、バックエンドサーバ１１６及びモバイルデータコネクション１１８又はモバイルインターネットコネクション１１８を介して、通信モジュール１０６と、ひいては衛星受信装置１０４と、信号伝送可能に接続されている。
【００２８】
少なくとも１つのデータセンタ１１０から、補正データ１２０が送信局１０８を介して衛星１０２に伝送される。さらに統合情報１２２が、少なくとも１つのデータセンタ１１０からバックエンドサーバ１１６及びモバイルデータコネクション１１８を介して通信モジュール１０６へ、ひいては衛星受信装置１０４へ、並びに、衛星１０２から衛星受信装置１０４へ、伝送される。
【００２９】
図２には、１つの実施例による供給装置２１０を含む衛星ナビゲーションシステム２００が概略的に示されている。衛星ナビゲーションシステム２００は、例えば、いわゆる全地球的な民間の衛星ナビゲーションシステム（ＧＮＳＳ＝Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）として構成されている。装置２１０は、衛星ナビゲーション用の補正のために、補正データ２１５を供給するように構成されている。換言すれば、装置２１０は、ＧＮＳＳ補正を実現及び／又は実施するように構成されている。
【００３０】
さらに、図２に描かれた実施例による衛星ナビゲーションシステム２００は、例示として１つであるにすぎない衛星２２０、特に静止衛星２２０、例示として３台であるにすぎない車両２４０に取り付けられた、例示として３つであるにすぎない衛星ナビゲーション用衛星受信装置２３０、例えばモバイルデータインタフェースの形態のインタフェース２５０、いわゆるバックエンドサーバ２６０、及び、例示として１つであるにすぎない地上局２７０又はデータ伝送装置２７０を含む。
【００３１】
装置２１０は、データ伝送可能に地上局２７０を介して、衛星２２０と接続されている。さらに、装置２１０は、データ伝送可能にバックエンドサーバ２６０及びインタフェース２５０を介して、衛星受信装置２３０と接続されている。衛星受信装置２３０は、データ伝送可能に衛星２２０と接続されている。
【００３２】
衛星２２０は、衛星信号２２５を送信するように構成されている。衛星受信装置２３０は、衛星信号２２５を受信するように構成されている。この場合、衛星信号２２５各々は、地球の電離層の状態が局所的にそれぞれ異なることに起因して、固有の信号変化を含む可能性がある。
【００３３】
衛星受信装置２３０各々は、状態情報及び衛星受信装置２３０の地理的ポジションを含む状態信号２３５を、インタフェース２５０へ送出するように構成されている。状態情報は、個々の衛星受信装置２３０と衛星２２０との間の領域における電離層の状態に関する情報を表す。衛星受信装置２３０は、１つの実施例によれば、衛星信号２２５の信号変化を用いて、個々の衛星受信装置２３０と衛星２２０との間の領域における電離層の状態情報又は電離層の局所的状態を特定するように構成されている。衛星受信装置２３０は、例えば、衛星信号２２５の少なくとも２つの伝送周波数に関して、衛星信号２２５の少なくとも１つの信号特性を比較することによって、信号変化を求めるように構成されている。
【００３４】
インタフェース２５０は、状態信号２３５を伝送状態信号２５５としてバックエンドサーバ２６０へ伝送することを実現及び／又は実施するように構成されている。バックエンドサーバ２６０は、伝送状態信号２５５を転送、収集及び／又は処理するように構成されている。さらに、バックエンドサーバ２６０は、伝送状態信号２５５を、転送状態信号２６５の形態において装置２１０へ転送するように構成されている。
【００３５】
装置２１０は、転送状態信号２６５の形態において、複数の状態信号２３５をインタフェース２５０から読み込むように構成されている。装置２１０は、複数の状態信号２３５又は伝送状態信号２５５又は転送状態信号２６５を用いて、補正データ２１５を求めるようにも構成されている。詳細には、装置２１０は、転送状態信号２６５を用いて補正データ２１５を求めるように構成されており、この場合、転送状態信号２６５は、伝送状態信号２５５の転送バージョンを表し、さらにこの場合、伝送状態信号２５５は状態信号２３５の伝送バージョンを表す。
【００３６】
さらに、装置２１０は、地上局２７０を介して衛星２２０へ補正データ２１５を送出するように構成されている。この場合、地上局２７０は、補正データ２１５を伝送補正データ２７５として衛星２２０へ伝送するように構成されている。衛星２２０は、補正データ２１５又は伝送補正データ２７５を用いて衛星信号２２５を送信するように構成されている。装置２１０は、補正データ２１５をバックエンドサーバ２６０へ送出するようにも構成されている。バックエンドサーバ２６０は、補正データ２１５を転送、収集及び／又は処理するように構成されている。バックエンドサーバ２６０は、補正データ２１５を転送補正データ２８５としてインタフェース２５０へ転送するようにも構成されている。インタフェース２５０は、転送補正データ２８５を伝送補正データ２９５として衛星受信装置２３０へ伝送することを実現及び／又は実施するように構成されている。
【００３７】
衛星ナビゲーションシステム２００のユーザは、ＧＮＳＳ観測量を状態信号２３５の形態で供給し、これによって、精密な電離層補正の生成を実現することができ、次いで、それらをユーザに供給することができる。
【００３８】
図３には、１つの実施例による供給方法３００のフローチャートが示されている。衛星ナビゲーション用の補正データを供給するために、方法３００を実施することができる。この場合、図２による装置若しくは同等の装置及び図２による少なくとも１つの衛星受信装置若しくは同等の衛星受信装置と共に又はこれらを用いて、供給方法３００を実施することができる。
【００３９】
方法３００によれば、求めるステップ３１０において、地球の電離層に関する複数の状態信号を用いて、補正データが求められる。この場合、状態信号は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置に対するインタフェースから読み込まれた信号を表す。各状態信号は、衛星受信装置のうちの１つの地理的ポジションと、少なくとも１つの衛星とその衛星受信装置との間で伝送される少なくとも１つの衛星信号を用いて特定された地球の電離層の状態情報とを有する。
【００４０】
１つの実施例によれば、供給方法３００は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置に対するインタフェースから状態信号を読み込むステップ３２０を有する。特に読み込むステップ３２０において、状態信号の少なくとも１つの部分集合が、車両に取り付けられた複数の衛星受信装置に対するインタフェースから読み込まれる。
【００４１】
さらなる実施例によれば、供給方法３００は、補正データを少なくとも１つの衛星に送出するステップ３３０を有する。この場合、少なくとも１つの衛星と複数のモバイル衛星受信装置との間における少なくとも１つの衛星信号の伝送を補正するために、補正データを用いることができる。
【００４２】
特に状態情報は、地球の電離層の特性量として全電子数を表す。全電子数は、１平方メートルあたりの電子数の単位で測定された電子密度と経路との積として定義されている。１つの実施例によれば、求めるステップ３１０において、複数の基準状態信号を用いて補正データが求められる。基準状態信号は、定置型基準衛星受信装置から読み込まれた信号を表す。これに加えて又は他の選択肢として、求めるステップ３１０において、電離層補正モデルを用いて補正データが求められる。これに加えて又は他の選択肢として、求めるステップ３１０において、モデルアルゴリズムを用いて補正データが求められる。
【００４３】
さらなる実施例によれば、供給方法３００は、少なくとも１つの衛星信号の信号変化を用いて状態情報を特定するステップ３４０も有する。信号変化は、少なくとも１つの衛星信号の少なくとも２つの伝送周波数に関して、少なくとも１つの信号特性を比較した結果として、表される又は明らかになる。特定するステップ３４０を、例えば、図２による装置若しくは同等の装置を用いて、及び／又は、図２による衛星受信装置のうちの少なくとも１つ若しくは少なくとも１つの同等の衛星受信装置を用いて、実施することができる。
【００４４】
次に、これまで説明してきた図面を参照して、実施例及び実施例の利点について、他の語句を用いてまとめながら、再度簡単に説明及び／又は紹介する。
【００４５】
実施例によれば、例えば、電離層補正データと、ＧＮＳＳ受信機観測値から求められた電離層誤差との比較が実施される。実施例によれば、特に、電離層の状態が、ＴＥＣ値（ＴＥＣ＝Ｔｏｔａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｃｏｎｔｅｎｔ、全電子数；地球の電離層の特性量：１平方メートルあたりの電子数の単位で測定された電子密度と経路との積；太陽活動により影響される）を用いたクラウドソーシングによっても特定される。
【００４６】
特に、ＧＮＳＳ補正サービスプロバイダは、多数の適用事例のために自身のサービスを提供しており、例えば、低コストの１周波ＧＮＳＳ受信機も、２周波ＧＮＳＳ受信機（又はそれよりも多くの周波数のためのＧＮＳＳ受信機）も、衛星受信装置２３０としてそれらのサービスを利用する。このようなＧＮＳＳ補正サービスプロバイダは、ＧＮＳＳ補正データ２３５、２５５、２６５を提供し、より正確なポジショニング分解能を、例えばデシメートルレベルよりも正確に、達成する目的において、これらの補正データを利用することができる。補正データ２３５、２５５、２６５によって、以下のことが実現される。即ち、衛星受信装置２３０は、例えば軌道誤差及び時計誤差のようなシステマティックな誤差の原因、及び、衛星の偏差、並びに、電離層の影響を、緩和することができ、又は、大部分を除去することができる。特に、１周波機器又は１周波受信機の場合には、電離層の影響の除去又は緩和は、例えば、高いポジショニング精度を達成するという点において重要である。
【００４７】
電離層の状態を、特に全電子数（ＴＥＣ）によって判定することができる。このパラメータは、サービスプロバイダによって、多数の基準局１１２及び１１４から測定データを収集することによって特定される。一般的に、サービスプロバイダは、各基準局間の基線長が例えば１０００ｋｍを超えるもの（全世界的な精密単独測位ＰＰＰ）から７０ｋｍまでのもの（小規模なリアルタイムキネマティックＲＴＫ）まで、複数の基準局１１２及び１１４からなる全地球的又は地域的なネットワークを利用する。ユーザのネットワーク（全地球的又は局所的）の境界内におけるユーザ向けのサービスの提供、及び、宇宙ベース表現モデル（ＳＳＲモデル、ＳＳＲ＝Ｓｐａｃｅ−ｂａｓｅｄ  Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）の利用ためには、例えば、電離層補正パラメータを可能な限り精密に推定しなければならない。一般的には、電離層補正パラメータを、１つのグリッド内に配置された、いわゆるＶＴＥＣ値（ＶＴＥＣ＝鉛直方向ＴＥＣ）を有する薄層球殻モデルとして、提供することができる。例えば太陽嵐又は移動性電離層擾乱（ＴＩＤ，Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ  ｌｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）など、何らかの擾乱を電離層が受けると、サービスプロバイダは、上述のようなグリッドポイント間において電離層の実際の状態を推定することができなくなり、又は、生じている電離層擾乱が、グリッドポイント間の不適切な内挿に起因して場合によっては平滑化されてしまう。しかしながら、実施形態によれば、以下のことが実現される。即ち、サービスのユーザは、それにもかかわらず、電離層擾乱を識別することができ、ユーザのポジショニング精度又はポジション検出精度又はポジション検出能力の改善若しくは少なくとも維持が得られるようになる。例えば１周波のコンシューマ向け機器の場合には、結果として得られる作用が２周波機器の場合よりも強くなるようにすることができる。
【００４８】
状態情報のためのＴＥＣ測定値を、衛星受信装置２３０及び／又は装置２１０によって取得することができ、例えば、疑似距離測定又はコード測定の観測値と、同一の衛星２２０から送信された衛星信号２２５の２つの周波数間の搬送波位相測定との差分を形成するようにして、取得することができる。搬送波位相に基づくＴＥＣ測定値は、正確ではあるが、二義的である。コードベースの測定は、絶対的であるがノイズを受けたＴＥＣ測定値を、コードＴＥＣ測定値の搬送波ＴＥＣの平滑化と共にもたらす。衛星受信装置２３０として２周波受信機を用いれば、同一の受信機が追跡する衛星２２０各々への視線測定について１つのＴＥＣ値を特定することができ、これは、一般に傾斜ＴＥＣ又はＳＴＥＣ（ｓｌａｎｔ  ＴＥＣ）と称される。必要とされる測定は、一般に、Ｌ１及びＬ２、Ｐ１及びＰ２における疑似距離測定又はコード測定が挙げられ、Ｌ１及びＬ２、Ｐｈｉ１及びＰｈｉ２に対する搬送波位相測定が挙げられる。他の周波数又は周波数の組合せを用いることもできる。実際の適用事例において、追跡又はトラッキングするＧＮＳＳ受信機又は衛星受信装置２３０のポジションは、正確に既知であり、即ち、一般的にはセンチメートル未満の精度にある。衛星受信装置２３０により追跡される衛星２２０又はＧＮＳＳ衛星各々について、衛星２２０から衛星受信装置２３０への放射伝播経路と共にＴＥＣを特定する目的において、測定を処理することができる。
【００４９】
ネットワークの適用事例において、１つの実施例によれば、例えばＶＴＥＣ値を、例えば軌道偏差、時計偏差及び衛星偏差などのような他のパラメータと共に推定する目的において、多数の基準受信機１１２及び１１４の測定データを用いることができる。かかるネットワークを用いるだけのＴＥＣの特定とは異なり、実施例によれば、もはやかかるネットワークだけに頼らない、ということを達成することができる。かかるネットワークは、必要とされる精度及び適用事例によっては、一般に７０ｋｍ、２００ｋｍ又はそれどころか１０００ｋｍを超える基線長を有する。即ち、このことは、このようなＴＥＣ値のユーザ又はこのようなＴＥＣ値を使用する適用事例が、ネットワークプロバイダから受信される補正データ間において、あまり大規模に内挿しなくてもよいことを意味する。この場合、既存のネットワークを希薄にすることができ、又は、モバイル衛星受信装置２３０によってより密にすることができ、即ち、電離層の状態をより正確に推定又は特定することができるようにする目的において、より多くの基準局１１２及び１１４並びにモバイル衛星受信装置２３０を設けることができる。例えば太陽嵐のような事象に起因する電離層における急速な変動を、このようにしてより正確に検出することができる。それというのも、複数の基準局１１２及び１１４並びにモバイル衛星受信装置２３０からのデータによって、この種の現象の作用を表すことができるからである。これに加えて、内挿プロセスの平滑化作用に起因して信号評価において発生する擾乱消滅を緩和又は除去することができる。衛星受信装置２３０は、２つよりも多くの周波数をサポートすることができ、このことによって、より高い水準の電離層現象の推定が可能となる。
【００５０】
コスト及び性能の面でのＧＮＳＳ受信機技術における改善の結果、２つ以上の周波数のための安価な衛星受信装置２３０が車両２４０に組み込まれるようになる。このようなＧＮＳＳ受信機又は衛星受信装置２３０は、外部の補正サービスプロバイダを利用して、デシメートルレベルの精度において、ポジショニング及びナビゲーションを実現することができる。ＧＮＳＳ受信機又は衛星受信装置２３０が、このような精度を達成することができるようにする目的において、衛星受信装置２３０は、同一の衛星受信装置が追跡する各衛星２２０について、著しく精密な疑似距離測定又はコード測定及び搬送波位相測定を、両方の周波数において行うように構成されている。２つ以上の周波数における著しく精密な疑似距離測定又はコード測定及び搬送波位相測定に対する能力に基づき、ユーザ側のモバイル衛星受信装置２３０は、ＳＴＥＣ値を求めることができる。従って、モバイル受信装置２３０を備えた各車両２４０は、追跡されている各衛星２２０について、いわば求められたＴＥＣ値を、状態情報として固有のポジション推定と共に（一般的には１０Ｈｚまでの）その固有のポジショニングレートにおいて、装置２１０へ供給し、この装置は、例えば中央処理装置（ＣＰＦ，Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｆａｃｉｌｉｔｙ）として実装されており、サービスプロバイダにより稼働され、このＣＰＦは、電離層補正モデルのためにＳＴＥＣ値を用いる。一般的には、それらの車両は、何らかの種類のデータコネクションを介して、データクラウド又はクラウドと接続されている。ＴＥＣデータは、例えば、車両２４０の各々から、データコネクションの帯域幅及び性能に整合されたデータレートにおいて、サービスプロバイダに伝送される。サービスプロバイダは、例えば、薄層球殻モデルの各グリッドポイント間において、電離層の挙動の自身の推定値を最適化する目的で、計算されたＴＥＣ値を利用する。
【００５１】
補正データ２１５、２７５、２８５、２９５を、ＧＮＳＳ受信機又は衛星受信装置２３０からも取得することができ、この装置は、よりわずかなノイズで測定するためにオープンな信号を利用して、３つ以上の周波数において信号を検出することができ、このことによって、より高い水準の電離層の現象の除去を実現することができる。電離層のより完全なイメージを特定する目的において、補正データ２１５、２７５、２８５、２９５を、例えば多層モデル又はマルチレイヤモデルなどのように、高度に開発されたモデルアルゴリズムにも導入することができる。サービスプロバイダは、ナビゲーション及びポジション特定の自身のユーザに電離層補正のより精密な推定値を伝送するために、補正データ２１５、２７５、２８５、２９５を利用することができ、又は、例えば、電波天文学、航空交通通信、送電網などのような様々な適用事例のために宇宙天気の特定を支援する目的において、上述のデータを利用することができ、又は、電離層の科学的モデルを改善するために、上述のデータを役立たせることができる。
【００５２】
１つの実施例が、第１の特徴と第２の特徴との間に「及び／又は」の結合を含むならば、このことは、以下のように読まれるべきものである。即ち、この実施例は、１つの実施形態によれば、第１の特徴も第２の特徴も有し、さらなる実施形態によれば、第１の特徴のみ又は第２の特徴のみを有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月9日(2020.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星ナビゲーション用の補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を供給する方法（３００）であって、
当該方法（３００）は、地球の電離層に関する複数の状態信号（２３５、２５５、２６５）を用いて前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を求めるステップ（３１０）を少なくとも有し、
前記状態信号（２３５、２５５、２６５）は、複数の衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置（２３０）に対するインタフェース（２５０）から読み込まれた信号を表し、
各状態信号（２３５、２５５、２６５）は、前記衛星受信装置（２３０）のうちの１つの地理的ポジションと、少なくとも１つの衛星（２２０）と前記衛星受信装置（２３０）との間で伝送される少なくとも１つの衛星信号（２２５）を用いて特定された地球の電離層の状態情報とを有する、
衛星ナビゲーション用の補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を供給する方法（３００）。
【請求項２】
前記求めるステップ（３１０）において、前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を、複数の基準状態信号（１１５）を用いて、電離層補正モデルを用いて、及び／又は、モデルアルゴリズムを用いて求め、
前記基準状態信号（１１５）は、定置型基準衛星受信装置（１１２、１１４）から読み込まれた信号を表す、
請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
複数の前記衛星ナビゲーション用モバイル衛星受信装置（２３０）に対する前記インタフェース（２５０）から前記状態信号（２３５、２５５、２６５）を読み込むステップ（３２０）を有する、
請求項１又は２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記読み込むステップ（３２０）において、前記状態信号（２３５、２５５、２６５）の少なくとも１つの部分集合を、車両に取り付けられた複数の衛星受信装置（２３０）に対するインタフェース（２５０）から読み込む、
請求項３に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を少なくとも１つの衛星（２２０）に送出するステップ（３３０）を有し、
前記補正データ（２１５、２７５、２８５、２９５）を、少なくとも１つの前記衛星（２２０）と複数の前記モバイル衛星受信装置（２３０）との間における少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の伝送を補正するために使用可能である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記状態情報は、地球の電離層の特性量として全電子数を表し、
前記全電子数は、１平方メートルあたりの電子数の単位で測定された電子密度と経路との積として定義されている、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項７】
少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の信号変化を用いて前記状態情報を特定するステップ（３４０）を有し、
前記信号変化は、少なくとも１つの前記衛星信号（２２５）の少なくとも２つの伝送周波数に関して、少なくとも１つの信号特性を比較した結果を表す、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法（３００）。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法（３００）を実施するために構成されたコンピュータプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読記憶媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の機械可読記憶媒体を備えている装置（２１０；２３０）。
【国際調査報告】
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