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JP7038281B2 - 測位方法および測位端末 - Google Patents

測位方法および測位端末 Download PDF

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Description

本開示は、測位衛星（以下、測位に利用できる人工衛星を総称して「衛星」とする）からの信号を利用して干渉測位を行う場合の測位方法および測位端末に関する。
従来、静止状態の対象物を高精度に測量するために、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）法による干渉測位（ＲＴＫ演算）が利用されている。ＲＴＫ法とは、衛星が送信する測位信号の搬送波位相積算値を用いて所定の地点の測位を行うものである。このＲＴＫ法による干渉測位を、移動体の測位に適用することにより、移動体の高精度な測位を実現することが期待されている。
車輌等の移動体に取り付けられた測位端末は、ＲＴＫ演算を行う際、ＧＮＳＳ（GlobalNavigation Satellite System）の衛星（図示せず）からの測位信号を受信する。なお、ＧＮＳＳとは、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＢｅｉＤｏｕ、ＧＬＯＮＡＳＳ等の民間航空航法に使用可能な性能（精度・信頼性）を持つ衛星航法システムの総称である。測位信号には、ＧＰＳ衛星から送信されるＬ１信号（１５７５．４２ＭＨｚ）、Ｌ２信号（１２２７．６０ＭＨｚ）等がある。
特許文献１には、衛星からの測位信号に基づく自車輌の位置（ＧＰＳ位置）と、自車輌の速度に基づく自車輌の位置（推測航法位置）の両方を測定し、ＧＰＳ位置の測位精度が、設定レベルを満足する場合にはＧＰＳ位置を出力し、設定レベルを満足しない場合には推測航法位置を出力する測位端末が開示されている。
このように、従来から、ＲＴＫ演算等の測位演算において、高精度な測位解（フィックス解）が算出された場合には該測位解（フィックス解）を出力し、低精度な測位解（フロート解）が算出された場合には推測航法により推測された座標を出力する技術が開示されている。
特開平７－１０４８４７号公報
都市部など、遮蔽が多い環境では、ＲＴＫ演算において、実際の移動体の座標と大きく異なるフィックス解（以下、「誤フィックス」という）が算出されることが散発する。
本開示の一態様は、誤フィックスを出力することを低減し、測位の精度を向上させることができる測位方法および測位端末を開示する。
本開示の一態様に係る測位方法は、測位端末が複数の衛星から送信される情報に基づいて測位演算を行うことで、移動体の座標を決定する測位方法であって、前記測位端末は、前記測位演算によって得られる解であるフロート解または前記フロート解より精度の高いフィックス解を算出し、前記フィックス解の示す座標を基準として、前記移動体の座標の推測値であるＤＲ（Dead Reckoning）解を算出し、前記フィックス解が第１時間連続して得られている状態において、前記測位演算によって新たにフィックス解が得られた場合、前記新たに得られたフィックス解と前回のフィックス解との差が閾値以上の場合には前記ＤＲ解を前記移動体の座標として出力する。
本開示の一態様に係る測位端末は、複数の衛星から送信される測位信号を受信する受信部と、前記測位信号に含まれる情報に基づいて測位演算を行うことで、移動体の座標を決定するプロセッサと、を具備し、前記プロセッサは、前記測位演算によって得られる解であるフロート解または前記フロート解より精度の高いフィックス解を算出し、前記フィックス解の示す座標を基準として、前記移動体の座標の推測値であるＤＲ（Dead Reckoning）解を算出し、前記フィックス解が第１時間連続して得られている状態において、前記測位演算によって新たにフィックス解が得られた場合、前記新たに得られたフィックス解と前回のフィックス解との差が閾値以上の場合には前記ＤＲ解を前記移動体の座標として出力する。
本開示の一態様によれば、誤フィックスを出力することを低減し、測位の精度を向上させることができる。
図１は、一実施の形態に係る測位システムの構成を示す図である。 図２は、一実施の形態に係る基準局の構成を示すブロック図である。 図３は、一実施の形態に係る測位端末の構成を示すブロック図である。 図４は、一実施の形態に係る測位端末の座標出力の一例を示す図である。 図５Ａは、一実施の形態に係る測位処理を示すフロー図である。 図５Ｂは、一実施の形態に係る測位処理を示すフロー図である。 図５Ｃは、一実施の形態に係る測位処理を示すフロー図である。
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
＜測位システムの構成＞
まず、本実施の形態に係る測位システム１の構成について図１を用いて説明する。図１に示すように、測位システム１は、基準局１０と、測位端末２０と、から構成される。基準局１０は、地球上の座標が既知である箇所に設置される。測位端末２０は、座標を求める対象である移動体（例えば車輌など）に設置される。
測位システム１は、測位端末２０の位置を計測し、測位端末２０の地球上の座標を求める。座標は、例えば、緯度・経度・高度の三次元座標が一般的であるが、緯度・経度などの二次元座標であってもよい。
基準局１０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した測位信号に基づいて基準局１０の測位データ（以下、「基準局測位データ」という）を生成し、測位端末２０に送信する。なお、測位データの詳細については後述する。
測位端末２０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した測位信号に基づいて測位端末２０の測位データ（以下、「測位端末測位データ」という）を生成し、基準局測位データ及び測位端末測位データを用いて１エポック毎にＲＴＫ法による干渉測位処理を行い、移動体の座標を出力する。エポックは、データ取得時刻のことであり、エポック間隔はデータ取得時刻の時間間隔（周期）を表す時間単位である。例えば、測位端末２０が５Ｈｚで動作する場合、１秒間に５つのデータが取得されるため、エポック間隔は０．２秒となる。なお、測位端末２０には、測位用の専用端末、測位機能を有するパーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット、測位サービスを行うサーバ等が含まれる。
＜基準局の構成＞
次に、本実施の形態に係る基準局１０の構成について図２を用いて説明する。図２に示すように、基準局１０は、プロセッサ１０１と、記憶部１０２と、入力部１０３と、出力部１０４と、通信部１０５と、受信部１０６と、バス１１０と、を有している。
プロセッサ１０１は、バス１１０を介して基準局１０の他の要素を制御する。プロセッサ１０１として、例えば、汎用ＣＰＵ（Central Processing Unit）が用いられる。また、プロセッサ１０１は、所定のプログラムを実行することにより、測位信号に基づいて基準局測位データを生成する。
記憶部１０２は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部１０２は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部１０２は、物理的に複数配置されても良い。記憶部１０２として、例えば、ＤＲＡＭ（Direct Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）が用いられる。
入力部１０３は、外部からの情報を受け付ける。入力部１０３が受け付ける外部からの情報には、基準局１０の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。一例としてキーボード等の入力インターフェースを用いることで入力部１０３を構成することができる。
出力部１０４は、外部へ情報を提示する。出力部１０４が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。一例としてディスプレイ等の既存の出力インターフェースを用いることで出力部１０４を構成することができる。
通信部１０５は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部１０５が通信する対象（通信対象）の機器には、測位端末２０が含まれる。一例として無線ＬＡＮ通信網、３Ｇ通信網など既存の通信網と通信可能な通信インターフェースを用いることで通信部１０５を構成することができる。
受信部１０６は、衛星からの測位信号を受信し、バス１１０を介して測位信号をプロセッサ１０１に出力する。
なお、上記の基準局１０の構成は一例である。基準局１０の各構成要素の一部を統合して構成することもできる。基準局１０の各構成要素の一部を複数の要素に分割して構成することもできる。基準局１０の各構成要素の一部を省略することもできる。基準局１０に他の要素を付加して構成することもできる。
＜測位端末の構成＞
次に、本実施の形態に係る測位端末２０の構成について図３を用いて説明する。図３に示すように、測位端末２０は、プロセッサ２０１と、記憶部２０２と、入力部２０３と、出力部２０４と、通信部２０５と、受信部２０６と、バス２１０と、を備えている。
プロセッサ２０１は、バス２１０を介して測位端末２０の他の要素を制御する。プロセッサ２０１として、例えば、汎用ＣＰＵが用いられる。また、プロセッサ２０１は、所定のプログラムを実行することにより、測位信号に基づいて測位端末測位データを生成する。また、本実施の形態では、プロセッサ２０１が、移動体の座標を出力する機能を備えている。このプロセッサ２０１の機能の詳細については後述する。
記憶部２０２は、他の要素から様々な情報を取得し、一時的あるいは恒久的にその情報を保持する。記憶部２０２は、いわゆる一次記憶装置と二次記憶装置の総称である。記憶部２０２は、物理的に複数配置されても良い。記憶部２０２として、例えば、ＤＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤが用いられる。
入力部２０３は、外部からの情報を受け付ける。入力部２０３が受け付ける外部からの情報には、測位端末２０の操作者からの入力に関する情報などが含まれる。一例としてキーボード等の入力インターフェースを用いることで入力部２０３を構成することができる。
出力部２０４は、外部へ情報を提示する。出力部２０４が提示する情報には、測位に関する情報などが含まれる。一例としてディスプレイ等の既存の出力インターフェースを用いることで出力部２０４を構成することができる。
通信部２０５は、通信路を介して外部の機器と通信を行う。通信部２０５が通信する対象（通信対象）の機器には、基準局１０が含まれる。一例として無線ＬＡＮ通信網、３Ｇ通信網など既存の通信網と通信可能な通信インターフェースを用いることで通信部２０５を構成することができる。
受信部２０６は、衛星からの測位信号を受信し、バス２１０を介して測位信号をプロセッサ２０１に出力する。
なお、上記の測位端末２０の構成は一例である。測位端末２０の各構成要素の一部を統合して構成することもできる。測位端末２０の各構成要素の一部を複数の要素に分割して構成することもできる。測位端末２０の各構成要素の一部を省略することもできる。測位端末２０に他の要素を付加して構成することもできる。
＜測位端末のプロセッサの移動体座標出力機能＞
次に、測位端末２０のプロセッサ２０１の移動体の座標を出力する機能について詳細に説明する。
プロセッサ２０１は、基準局測位データと測位端末測位データとに基づいて１エポック毎にＲＴＫ法による干渉測位（ＲＴＫ演算）を実行し、測位解（フィックス解またはフロート解）を算出する。以下、ＲＴＫ演算によって得られる測位解を「ＲＴＫ測位解」という。プロセッサ２０１は、ＲＴＫ演算によって得られるＡＲ（Ambiguity Ratio）値を用いて品質チェックを行い、ＡＲ値が所定の閾値（例えば３．０）以上の場合には、ＲＴＫ測位解がフィックス解であると判定し、ＡＲ値が所定の閾値（例えば３．０）未満の場合には、ＲＴＫ測位解がフロート解であると判定する。
また、プロセッサ２０１は、移動体の以前の座標と移動体の速度に関する情報とに基づいて、移動体の現在の座標を推測する。移動体の以前の座標とは、例えば、前回（すなわち、１エポック前に）出力された座標である。プロセッサ２０１は、１エポック毎に移動体の座標を出力する。なお本開示において移動体の以前の座標と対比する意味で「移動体の現在の座標」という語を用いるが、「移動体の現在の座標とは」「移動体の以前の座標」より後に移動体が存在すると推測される座標を意味し、「現在」は必ずしも座標出力装置が動作している時刻を意味するものではない。移動体の速度に関する情報は、例えば、測位データに含まれるドップラー周波数から算出した移動体の速度、または、移動体に備えられた速度検出モジュール（図示せず）から出力される移動体の速度である。速度の情報は、例えば「南方向に秒速Ｘメートル、東方向に秒速Ｙメートル、高さ方向に秒速Ｚメートル」など所定の次元に対する単位時間当たりの移動量（移動方向ベクトル）の対で定義される情報である。プロセッサ２０１は、ドップラー周波数情報またはセンサ情報に基づいて移動方向ベクトル（１エポック分の移動量）を算出し、移動体の以前の座標（例えば、１エポック前の座標）に、移動方向ベクトルを加算して、移動体の現在の座標を推測する。このようにして推測された座標は、推測航法座標あるいはＤＲ解（Dead Reckoning解）とも呼ばれる。
また、プロセッサ２０１は、フィックス解が得られた場合、フィックス解が連続して得られている時間（以下、「第１時間」という）を計時し、第１時間が所定時間Ｔ１（例えば２０秒）に達したか否かを判定する。また、プロセッサ２０１は、ＤＲ解が連続して出力されている時間（以下、「第２時間」という）を計時し、第２時間が所定時間Ｔ２（例えば６０秒）に達したか否かを判定する。なお、プロセッサ２０１は、第１時間、第２時間に相当する測位処理（データ取得）の回数をカウントしても良い。例えば、エポック間隔が０．２秒である場合、フィックス解が１００回連続して得られると第１時間が所定時間Ｔ１（＝２０秒）に達したことになり、ＤＲ解が３００回連続して出力されると第２時間が所定時間Ｔ２（＝６０秒）に達したことになる。
そして、プロセッサ２０１は、所定の条件により、ＲＴＫ測位解（フィックス解またはフロート解）あるいはＤＲ解を移動体の現在の座標とし、１エポック毎に移動体の現在の座標を出力部２０４に出力する。なお、プロセッサ２０１が測位を行い、移動体の現在の座標としてＲＴＫ測位解あるいはＤＲ解を選択して出力するまでの測位処理のフローについては後述する。
＜測位データ＞
次に、測位データについて説明する。本実施の形態において測位データには擬似距離情報、搬送波位相情報およびドップラー周波数情報が含まれる。
擬似距離情報とは、衛星と自局（基準局１０あるいは測位端末２０）との距離に関する情報である。プロセッサ（プロセッサ１０１あるいはプロセッサ２０１）は、測位信号を解析することにより衛星と自局との距離を算出することができる。具体的には、プロセッサは、まず、（１）測位信号が搬送したコードのパターンと自局が生成したコードのパターンとの相違、および、（２）測位信号に含まれるメッセージ（ＮＡＶＤＡＴＡ）に含まれる衛星の信号生成時刻と自局の信号受信時刻、の２つの情報に基づいて測位信号の到達時間を求める。そして、プロセッサは、当該到達時間に光速を乗ずることにより衛星と自局との擬似距離を求める。この距離には衛星のクロックと自局のクロックとの相違等に起因する誤差が含まれる。通常、この誤差を軽減させるために４つ以上の衛星に対して擬似距離情報が生成される。
搬送波位相情報とは、自局が受信した測位信号の位相である。測位信号は所定の正弦波である。プロセッサは、受信した測位信号を解析することにより測位信号の位相を算出することができる。
ドップラー周波数情報とは、衛星と自局との相対的な速度に関する情報である。プロセッサは、測位信号を解析することによりドップラー周波数情報を生成することができる。
以上のようにして、基準局１０のプロセッサ１０１および測位端末２０のプロセッサ２０１によって、それぞれ測位データが生成される。
＜ＲＴＫ演算＞
ＲＴＫ演算について説明する。ＲＴＫ演算は干渉測位の一つであるＲＴＫ法を実行する演算である。
ＲＴＫ法とは、衛星が送信する測位信号の搬送波位相積算値を用いて所定の地点の測位を行うものである。搬送波位相積算値とは、衛星から所定の地点までの（１）測位信号の波の数と（２）位相との和である。搬送波位相積算値が求まれば、測位信号の周波数（および波長）が既知であるので、衛星から所定の地点までの距離を求めることができる。測位信号の波の数は、未知数であるので整数アンビギュイティまたは整数値バイアスと呼ばれる。
ＲＴＫ法を実行するにあたって重要なことはノイズの除去と、整数アンビギュイティの推定（決定）である。
ＲＴＫ法では、二重差と呼ばれる差を演算することにより、ノイズの除去を行うことができる。二重差とは２つの衛星に対する１つの受信機の搬送波位相積算値の差（一重差）を２つの受信機（本実施の形態においては基準局１０と測位端末２０）の間でそれぞれ算出した値の差である。本実施の形態においてはＲＴＫ法を用いた測位のために４つ以上の衛星を使用する。従って、４つ以上の衛星の組み合わせの数だけ二重差を演算することになる。この演算では、基準局測位データおよび測位端末測位データが用いられる。
ＲＴＫ法では、整数アンビギュイティの推定を様々な方法で行うことができる。例えば、（１）最小二乗法によるフロート解の推定、および、（２）フロート解に基づくフィックス解の検定という手順を実行することにより整数アンビギュイティの推定を行うことができる。
最小二乗法によるフロート解の推定は、時間単位毎に生成した二重差の組み合わせを用いて連立方程式を作成し、作成した連立方程式を最小二乗法によって解くことにより実行される。連立方程式はエポック毎に生成される。この演算では、基準局測位データ、測位端末測位データおよび基準局１０の既知の座標が用いられる。このようにして求められた整数アンビギュイティの実数推定値をフロート解（推測解）と呼ぶ。
以上のようにして求められたフロート解は実数であるのに対して、整数アンビギュイティの真の値は整数である。よって、フロート解を丸めることにより整数値にする作業が必要になる。しかし、フロート解を丸める組み合わせには複数通りの候補が考えられる。従って、候補の中から正しい整数値を検定する必要がある。検定によって整数値バイアスとしてある程度確からしいとされた解をフィックス解（精密測位解）と呼ぶ。本実施の形態ではＲＴＫ演算によって得られるＡＲ値を用いて品質チェックを行い、品質チェックの結果に基づいて正しい整数値を検定する。なお、整数値の候補の絞込みを効率化するために基準局測位データが用いられる。
＜座標出力の一例＞
次に、本実施の形態に係る測位端末２０の座標出力の一例について、図４を用いて説明する。なお、図４では、フィックス解は四角印、フロート解は三角印、ＤＲ解は丸印で図示される。また、出力される解は黒塗り、出力されない解は白塗りで図示される。
測位端末２０は、フィックス解が第１時間（図４の例では５個）連続して得られるまではＲＴＫ測位解（フィックス解あるいはフロート解）を出力する（領域４０１）。
また、測位端末２０は、フィックス解が第１時間以上連続して得られている状態で、ＲＴＫ演算においてフロート解が算出された場合、ＤＲ解を算出して出力する（タイミング４０２）。その後、フィックス解が第１時間連続して得られるまではＤＲ解を出力する（領域４０３）。
また、測位端末２０は、フィックス解が第１時間以上連続して得られている状態で、新たに得られたフィックス解に基づく現在の速度ベクトルと前回の速度ベクトルとの差分である速度差ベクトルの大きさが閾値より小さい場合にはフィックス解を出力する（領域４０４、４０６）。
一方、測位端末２０は、フィックス解が第１時間以上連続して得られている状態で、速度差ベクトルの大きさが閾値以上の場合にはＤＲ解を出力する（領域４０５）。
また、測位端末２０は、ＤＲ解が第２時間（図４の例では１０個）連続して出力された場合には（領域４０７）、その後、ＲＴＫ測位解（フィックス解あるいはフロート解）を出力する（領域４０８）。
＜測位処理のフロー＞
次に、本実施の形態に係る測位処理のフローについて図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃを用いて説明する。なお、本実施の形態では、測位端末２０が測位処理を行う例を説明する。ただし、本開示の測位処理は、測位端末２０によって行われるものに限定されず、例えば、測位システム１の内部に追加された汎用コンピュータによって実行されても良い。測位処理を開始するタイミングについては特に限定は無い。例えば、測位端末２０の電源が投入された際に、測位処理を開始しても良い。また、測位端末２０の入力部２０３によって測位処理を開始するコマンドが入力された際に、測位処理を開始しても良い。
まず、ＳＴ５０１において、プロセッサ２０１は、動作モードを「通常モード」に設定する。なお、「通常モード」とは、ＤＲ解を出力せず、常に、ＲＴＫ測位解（フィックス解またはフロート解）を出力するモードである。
次に、ＳＴ５０２において、受信部２０６が、受信可能な全ての衛星のそれぞれから測位信号を受信する。そして、ＳＴ５０３において、プロセッサ２０１が、測位信号を用いて測位端末測位データを生成する。また、ＳＴ５０４において、通信部２０５が基準局１０から基準局測位データを受信する。
次に、ＳＴ５０５において、プロセッサ２０１が、基準局測位データ、測位端末測位データを用いてＲＴＫ演算を実行し、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎを算出する（ｎは現在を基準とする時刻の変数である）。
次に、ＳＴ５０６において、プロセッサ２０１が、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎを記憶部２０２に記憶させる。
ＳＴ５０６の後、「通常モード」では（ＳＴ５０７：ＮＯ）、ＳＴ５０８において、プロセッサ２０１が、フィックス解が連続して得られている第１時間が所定時間Ｔ１に達しているか否か、すなわち、現在までの所定時間Ｔ１におけるＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎの全てがフィックス解か否かを確認する。
第１時間が所定時間Ｔ１に達している場合、すなわち、ＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎの全てがフィックス解である場合（ＳＴ５０９：ＹＥＳ）、ＳＴ５１０において、プロセッサ２０１が、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎと前回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－１との差分により現在の速度ベクトルＶｎを算出する。
さらに、ＳＴ５１１において、プロセッサ２０１が、前回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－１と前々回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－２との差分により前回の速度ベクトルＶｎ－１を算出する。
そして、ＳＴ５１２において、プロセッサ２０１が、現在の速度ベクトルＶｎと前回の速度ベクトルＶｎ－１との差分である速度差ベクトルＡｎを算出する。
次に、ＳＴ５１３において、プロセッサ２０１が、速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜と所定の閾値ｓとを比較する。
速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓより小さい場合（ＳＴ５１４：ＹＥＳ）、ＳＴ５１５において、プロセッサ２０１が、動作モードを「ＤＲモード」に設定する。なお、「ＤＲモード」とは、ＤＲ解またはＲＴＫ測位解（フィックス解）を選択的に出力するモードである。そして、ＳＴ５１６において、プロセッサ２０１が、移動体の現在の座標として、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎ（フィックス解）を出力する。
一方、速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓ以上の場合（ＳＴ５１４：ＮＯ）、ＳＴ５１６において、プロセッサ２０１が、移動体の現在の座標として、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎ（フィックス解）を出力する。
また、ＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎのいずれかがフィックス解ではない（フロート解である）場合も（ＳＴ５０９：ＮＯ）、ＳＴ５１６において、プロセッサ２０１が、移動体の現在の座標として、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎ（フィックス解あるいはフロート解）を出力する。
ＳＴ５１６の後、測位を継続しない場合（ＳＴ５１７：ＮＯ）、測位処理は終了となる。一方、測位を継続する場合（ＳＴ５１７：ＹＥＳ）、ＳＴ５１８において、プロセッサ２０１が、ＤＲ解が連続して出力されている第２時間が所定時間Ｔ２に達しているか否かを確認する。
第２時間が所定時間Ｔ２に達していない場合（ＳＴ５１９：ＮＯ）、フローはＳＴ５０２に戻る。また、第２時間が所定時間Ｔ２に達している場合（ＳＴ５１９：ＹＥＳ）、フローはＳＴ５０１に戻る。
ＳＴ５０６の後、「ＤＲモード」では（ＳＴ５０７：ＹＥＳ）、ＳＴ５２０において、プロセッサ２０１が、フィックス解が連続して得られている第１時間が所定時間Ｔ１に達しているか否か、すなわち、現在までの所定時間Ｔ１におけるＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎの全てがフィックス解か否かを確認する。
第１時間が所定時間Ｔ１に達している場合、すなわち、ＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎの全てがフィックス解である場合（ＳＴ５２１：ＹＥＳ）、ＳＴ５２２において、プロセッサ２０１が、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎと前回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－１との差分により現在の速度ベクトルＶｎを算出する。
さらに、ＳＴ５２３において、プロセッサ２０１が、前回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－１と前々回のＲＴＫ測位解Ｘｎ－２との差分により前回の速度ベクトルＶｎ－１を算出する。
そして、ＳＴ５２４において、プロセッサ２０１が、現在の速度ベクトルＶｎと前回の速度ベクトルＶｎ－１との差分である速度差ベクトルＡｎを算出する。
次に、ＳＴ５２５において、プロセッサ２０１が、速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜と所定の閾値ｓとを比較する。
速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓより小さい場合（ＳＴ５２６：ＹＥＳ）、ＳＴ５２７において、プロセッサ２０１が、移動体の現在の座標として、現在のＲＴＫ測位解Ｘｎ（フィックス解）を出力する。その後、フローはＳＴ５１７に進む。
一方、速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓ以上の場合（ＳＴ５２６：ＮＯ）、ＳＴ５２８において、プロセッサ２０１が、前回の出力値に移動方向ベクトルを加算してＤＲ解を算出する。
また、ＲＴＫ測位解Ｘｎ－Ｔ１～Ｘｎのいずれかがフィックス解ではない（フロート解である）場合も（ＳＴ５２１：ＮＯ）、ＳＴ５２８において、プロセッサ２０１が、前回の出力値に移動方向ベクトルを加算してＤＲ解を算出する。
そして、ＳＴ５２８の後、ＳＴ５２９において、プロセッサ２０１が、移動体の現在の座標として、ＤＲ解を出力する。その後、フローはＳＴ５１７に進む。
＜効果＞
このように、本実施の形態では、所定時間連続してフィックス解が得られている状態において、フィックス解が得られた場合であっても、該フィックス解の速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓ以上の場合には、該フィックス解が誤フィックスであると推測し、ＤＲ解を出力する。
これにより、誤フィックスを出力することを低減することができる。また、この場合に出力されるＤＲ解は、所定時間連続してフィックス解が得られた後の最新のフィックス解を基準にして求められたものであり、この最新のフィックス解は、正しい座標を示している可能性が高い。そのため、このような状況では、反射などにより誤った座標にフィックスしている可能性が高いフィックス解（すなわち、速度差ベクトルが大きいフィックス解）よりも、過去の正しい座標を基準にしたＤＲ解の方が、精度が高まることが期待できる。したがって、本実施の形態は、測位の精度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、所定時間連続してフィックス解が得られている状態において、フロート解が得られた場合には、ＤＲ解を出力する。また、この場合に出力されるＤＲ解は、所定時間連続してフィックス解が得られた後の最新のフィックス解を基準にして求められたものであり、この最新のフィックス解は、正しい座標を示している可能性が高い。そのため、このような状況では、フロート解よりもＤＲ解の方が、精度が高まることが期待できる。したがって、本実施の形態は、高精度のＤＲ解を出力することができるので、測位の精度を向上させることができる。
また、本実施の形態では、ＤＲ解が第２時間連続して出力された場合にはＲＴＫ測位解を出力する。ＤＲ解は、基準となる座標に対して速度を加算していくこと等により算出されるので、時間の経過と共に誤差が蓄積し、精度が劣化していく。そのため、長時間経過した後は、たとえＲＴＫ測位解が十分に信頼できない状態であっても、ＤＲ解の精度の方がＲＴＫ測位解以上に、劣化している可能性が高い。したがって、このような場合には出力する解をＲＴＫ測位解に切り替えることにより、測位精度の劣化を低減することができる。
なお、本開示は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
例えば、上記の実施の形態では、第１時間連続してフィックス解が得られている状態において、フィックス解の速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓより小さい場合には常に該フィックス解を出力する場合について説明したが、本開示はこれに限られず、第１時間連続してフィックス解が得られている状態においてＤＲ解を出力した際に、第３時間連続して、フィックス解の速度差ベクトルの大きさ｜Ａｎ｜が閾値ｓより小さくなった場合に該フィックス解を出力し、それまではＤＲ解を出力するようにしても良い。なお、ＤＲ解の出力をやめ、フィックス解の出力に切り替える条件は、これに限られるものではない。例えば、ユーザが自らの入力により出力を切り替えられるようにしてもよい。このような構成は、例えばＤＲ解で算出される座標がユーザの目から見ても明らかに劣化している場合に有用である。
また、上記の実施の形態では、誤フィックスを検知するために速度差ベクトルの大きさを用いる場合について説明したが、本開示はこれに限られるものではなく、誤フィックスの発生を推測できる他の情報を用いても良い。例えば、速度ベクトルの角度の変化を調べることでも誤フィックスの発生を推測できる。角度を使用する場合は、速度ベクトルの方向が所定の角度以上（例えば１８０度）回転したことを検知することなどが考えられる。また、誤フィックスの判定の精度を向上させるため、速度差と角度を併用するなど複数の基準を複合的に用いても構わない。上記の変形例において、第３時間連続して速度差ベクトルの大きさの小さいフィックス解が得られた場合に、ＤＲ解の出力をやめてフィックス解の出力に戻す場合も、速度差ベクトルに替えて角度の変化などを用いてもよい。
また、上記の実施の形態において、現在出力されている解が、ＲＴＫ演算による解とＤＲ解のどちらであるのかを測位端末２０がユーザに通知するようにしてもよい。通知の方法としては、例えば、移動体の表示部の画面（図示せず）に表示したり、音声で通知したりするなど、様々なものが考えられる。
また、上記の実施の形態では、測位演算の一例としてＲＴＫ演算を行う場合について説明したが、本開示はこれに限られずＲＴＫ演算以外の測位演算を行っても良い。ＲＴＫ演算以外の測位演算を行う場合、衛星航法システム以外の測位演算を用いても良い。具体的には、衛星航法を利用しにくい屋内などにおいては壁などに設置されたマーカー等をステレオカメラによって撮影して視差から位置を逆算することなどが考えられる。すなわち、本開示では、誤りが発生していなければ高精度に位置を推定可能な測位方法であれば、どのような方法を用いても良い。
上記の実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又は、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示は、衛星からの信号を利用して干渉測位を行う場合に用いるに好適である。
１ 測位システム
１０ 基準局
２０ 測位端末
１０１、２０１ プロセッサ
１０２、２０２ 記憶部
１０３、２０３ 入力部
１０４、２０４ 出力部
１０５、２０５ 通信部
１０６、２０６ 受信部
１１０、２１０ バス

Claims (7)

  1. 測位端末が複数の衛星から送信される情報に基づいて測位演算を行うことで、移動体の座標を決定する測位方法であって、
    前記測位端末は、
    前記測位演算によって得られる解であるフロート解または前記フロート解より精度の高いフィックス解を算出し、
    前記フィックス解の示す座標を基準として、前記移動体の座標の推測値であるＤＲ（Dead Reckoning）解を算出し、
    前記フィックス解が第１時間連続して得られている状態において、前記測位演算によって新たにフィックス解が得られた場合、前記新たに得られたフィックス解と前回のフィックス解との差が閾値以上の場合には前記ＤＲ解を前記移動体の座標として出力する、
    測位方法。
  2. 前記フィックス解が前記第１時間連続して得られていない場合、前記測位演算によって新たに得られた解を、当該解がフロート解であるかフィックス解であるかにかかわらず、前記移動体の座標として出力する、
    請求項１に記載の測位方法。
  3. 前記差は、前記新たに得られたフィックス解に基づく現在の速度ベクトルと前記前回のフィックス解に基づく速度ベクトルとの差分である速度差ベクトルの大きさである、
    請求項１または２に記載の測位方法。
  4. 前記フィックス解が前記第１時間連続して得られている状態において、前記測位演算によって前記フィックス解が新たに得られず、前記フロート解が得られた場合には、前記フロート解と前記前回のフィックス解との差にかかわらず、前記ＤＲ解を前記移動体の座標として出力する、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の測位方法。
  5. 前記ＤＲ解が第２時間連続して出力された場合には前記測位演算によって得られる解を、当該解がフロート解であるかフィックス解であるかにかかわらず、前記移動体の座標として出力する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の測位方法。
  6. 前記フィックス解が第１時間連続して得られている状態においてＤＲ解が出力された際に、第３時間連続して前記新たに得られたフィックス解と前記前回のフィックス解との差が前記閾値より小さい場合には前記フィックス解を前記移動体の座標として出力する、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の測位方法。
  7. 複数の衛星から送信される測位信号を受信する受信部と、
    前記測位信号に含まれる情報に基づいて測位演算を行うことで、移動体の座標を決定するプロセッサと、
    を具備し、
    前記プロセッサは、
    前記測位演算によって得られる解であるフロート解または前記フロート解より精度の高いフィックス解を算出し、
    前記フィックス解の示す座標を基準として、前記移動体の座標の推測値であるＤＲ（Dead Reckoning）解を算出し、
    前記フィックス解が第１時間連続して得られている状態において、前記測位演算によって新たにフィックス解が得られた場合、前記新たに得られたフィックス解と前回のフィックス解との差が閾値以上の場合には前記ＤＲ解を前記移動体の座標として出力する、
    測位端末。
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