信頼度の高いＧＰＳ測位信号のみを用いた衛星航法補強システム
【課題】 ＧＰＳ衛星からの信号の信頼性を適正に判断できるようにする。
【解決手段】 衛星航法補強システム２にＧＰＳ衛星４からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部３２と、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値とを比較して、擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部３３と、を設ける。
【解決手段】 衛星航法補強システム２にＧＰＳ衛星４からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部３２と、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値とを比較して、擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部３３と、を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星からの信号のうちで信頼度の高いＧＰＳ測位信号のみを用いるようにした衛星航法補強システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システムでは、ユーザのＧＰＳ受信機においてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位信号である測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）等の信号が送信された時刻と、この信号を受信局（観測点）で受信した時刻との差に光速を掛けた値を擬似距離と定義して、この擬似距離に基づいて受信局の位置を測定する。
【０００３】
擬似距離の精度は、測距用信号の電力低下の低下、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、ＧＰＳ受信機自身の異常等によるによるＣ／Ｎｏ（搬送波電力対雑音電力密度比：Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ）が低下すると、悪くなる。擬似距離の精度が悪くなると、ユーザは自己位置を誤って判断する場合が生じる。従って、精度の低い擬似距離による自己位置判断は、航空機等の高速移動体にとっては非常に危険な情報となる。
【０００４】
このため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。しかし、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。
【０００５】
そこで、特開２００５−２４９６５３号公報においては、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を判定するデータ処理装置を備える擬似距離評価システムが開示されている。
【０００６】
このデータ処理装置は、擬似距離が正常値であるにもかかわらず、リアルタイムスムージング処理により異常値と判断されたた場合には、異常の原因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であると判定する。これにより、擬似距離の精度低下原因を判別することができる。
【０００７】
また、ＷＯ２００６−１３２００３号公報においては、衛星信号から基地局の位置を算出し、この基地局の絶対位置とのずれを示す位置補正用データを算出する位置補正用データ算出手段と、基地局における衛星信号の受信強度を測定する基地局受信強度測定手段とを有するＧＰＳ受信装置が開示されている。
【０００８】
この基地局は、位置補正用データ算出手段が算出した位置補正用データと、基地局受信強度測定手段が測定した衛星信号の受信強度とを移動局に送信する。移動局は、基地局受信強度測定手段が測定した基地局における衛星信号の受信強度と、自分で測定した移動局（自局）における衛星信号の受信強度との比較を行う。これにより、マルチパスの影響を受けた衛星信号を判別し、移動局の測定位置が補正できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４９６５３号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６−１３２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように精度の低い擬似距離に基づき、自己位置を判断すると却って危険な状況を招く恐れがあるが、上述した特開２００５−２４９６５３号公報やＷＯ２００６−１３２００３号公報においては、かかる擬似距離の基となったＧＰＳ衛星からの測距用信号自体の信頼性を考慮していない問題がある。従って、種々の処理を行っても、基となる信号の信頼性が低い場合には、適正な自己位置の判断が行えない。
【００１１】
そこで、本発明の主目的は、ＧＰＳ衛星からの受信信号の信頼性を適正に判断できる信号監視プログラムを搭載する装置により、擬似距離精度高いＧＰＳ信号のみを使って測位計算し、航空機等の高速移動体に対するＧＰＳ衛星航法の補強を行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる衛星航法補強システムは、ＧＰＳ衛星からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部と、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値とを比較して、擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ユーザが使用するＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からの信号の信頼性を適正に判断できるようになり、ＧＰＳ衛星を用いて自己位置を測定した場合における精度並びに信頼度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる衛星航法補強システムのブロック図である。
【図２】第１の実施形態にかかるモニタ閾値の算出手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態にかかる７個のビンにより分割されたＣ／Ｎｏ値の度数分布表である。
【図４】第１の実施形態にかかる分数を増加させたＣ／Ｎｏ値の度数分布である。
【図５】第１の実施形態にかかるＣ／Ｎｏ値の測定誤差の度数分布である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる衛星航法補強システム２のブロック図である。衛星航法補強システム２は、ＧＰＳ衛星４（４ａ〜４ｅ）からの信号を受信する基地局１０、この基地局１０からの信号に基づき測距情報を測定して、その適否判断の結果を信頼度情報として出力する信号監視装置３０、この信号監視装置３０からの信頼度情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力する情報出力装置２０を備える。
【００１６】
なお、測距情報として擬似距離、Ｃ／Ｎｏ（搬送波電力対雑音電力密度比：Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ））値、これらを測定した時刻等が含まれる。この擬似距離は、測位衛星からの測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）等の信号が送信された時刻と、この信号を基地局で受信した時刻との差に光速を掛けた値である。また、Ｃ／Ｎｏ値は、擬似距離を取得する際の搬送波電力対雑音電力密度比である。
【００１７】
基地局１０は、各ＧＰＳ衛星４からの信号を受信するための受信アンテナ１１、受信機１２を含んでいる。情報出力装置２０は、信号監視装置３０からの信頼度情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力する送信アンテナ２１を含んでいる。
【００１８】
信号監視装置３０は、測定部３１、閾値算出部３２、擬似距離判定部３３、信頼度演算部３４を含んでいる。なお、測定部３１は、基地局１０における受信機１２に設けることも可能である。
【００１９】
測定部３１は、基地局１０が受信した信号に含まれる測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）に基づき擬似距離及び、Ｃ／Ｎｏ値を所定の測定時間間隔で測定する。そして、擬似距離及びＣ／Ｎｏ値は、測定時間と共に図示しない記憶部に記憶される。この所定の測定時間間隔として、０．５秒が例示できる。
【００２０】
閾値算出部３２は、測定部３１で測定されたＣ／Ｎｏ値に基づき、該測定部３１で測定された擬似距離が適正であるか否かを判断する際に用いるモニタ閾値を算出する。
【００２１】
擬似距離判定部３３は、モニタ閾値に基づき擬似距離が適正であるか否かをＧＰＳ衛星４毎に判断する。信頼度演算部３４は、擬似距離判定部３３の判断結果に基づき信頼度情報を演算する。この信頼度情報は、擬似距離と共に監視情報として情報出力装置２０に出力される。
【００２２】
情報出力装置２０は、信号監視装置３０からの監視情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力するＶＨＦデータ放送機器・アンテナ等の送信アンテナ２１を備える。これにより航空機等の測距情報利用機器６は、この監視情報に基づき適正と判断されたＧＰＳ衛星４のみに基づき自己位置等を判断できるようになるため、自己位置を正しく判断することが可能になる。
【００２３】
このように、モニタ閾値は、擬似距離の精度を判断するために重要な値である。図２は、モニタ閾値の算出手順を示すフローチャートである。
【００２４】
衛星航法補強システム２が出力する監視情報は、所定の精度以上（以下、最低要求精度）を持つことが要求される。無論、高精度であることは好ましいが、高精度を達成するためには高価なハードウエア等を用いる必要が生じ、また各種の演算処理の負荷が大きくなる。そこで、許容される精度範囲を設定する。
【００２５】
監視情報は、Ｃ／Ｎｏ値に基づき作成されるので、監視情報の精度範囲に対応したＣ／Ｎｏ値の範囲が、定義される。このＣ／Ｎｏ値の範囲の上限をＣＮ範囲上限値ＣＮ＿ｍａｘ、下限をＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎと記載する。
【００２６】
また、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差がモニタ閾値より小さいために、擬似距離の適否について判定できない（検出失敗）確率を検出失敗確率Ｐ＿ｍｄと記載する。加えて、擬似距離に対して要求される精度を満たすが、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差がモニタ閾値より小さいために、擬似距離が不適切であると判定（誤警報）される確率を誤警報確率Ｐ＿ｆａと記載する。これらＣ／Ｎｏ値の範囲、検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ、誤警報確率Ｐ＿ｆａは、予めユーザ又はシステム構築者により、閾値算出部３２に登録されている。
【００２７】
このような設定の基で、測定部３１は、所定時間に渡り、所定間隔で測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）から擬似距離、Ｃ／Ｎｏ値を測定する（ステップＳ１）。測定された擬似距離、Ｃ／Ｎｏ値は、測定時刻と共に図示しない記憶部に記憶される。以下、測定が行われる上記所定時間を測定時間と記載し、所定間隔をサンプリング時間と記載する。
【００２８】
サンプリング時間としては０．１〜１秒の時間が例示できる。例えば、測定時間が３ヶ月、サンプリング時間が０．５秒、受信するＧＰＳ衛星が８個の場合、測定数は、約１．２４×１０８（＝３［ヶ月］×３０［日］×２４［ｈ］×３６００［ｓ］×（１／０．５［ｓ］）×８［衛星］）となる。
【００２９】
次に、閾値算出部３２は、記憶されているＣ／Ｎｏ値の度数分布表（ヒストグラム）を作成する（ステップＳ２）。このとき、例えば度数分布表のインターバルを１［ｄＢ−Ｈｚ］で、Ｃ／Ｎｏ値Ｍのとりうる範囲が２０［ｄＢ−Ｈｚ］〜６０［ｄＢ−Ｈｚ］の場合、度数分布表は４０個のビンに分割されることになる。即ち、度数分布表は、ビン１は２０［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦２１［ｄＢ−Ｈｚ］、ビン２は２１［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦２２［ｄＢ−Ｈｚ］、…、ビン３９は５８［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦５９［ｄＢ−Ｈｚ］、ビン４０は５９［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦６０［ｄＢ−Ｈｚ］となる。図３は、７個のビンにより分割されたＣ／Ｎｏ値の度数分布表の例示である。
【００３０】
図３に示すような度数分布表から、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数をＮ＿ｍｉｎとし、全度数をＮｔとしたとき、Ｃ／Ｎｏ値Ｍが、ＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎ未満となる度数の確率（下限確率）Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、式（１）に従い求められる。
【００３１】
Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数）／（全度数）
＝Ｎ＿ｍｉｎ／Ｎｔ …（１）
なお、式（１）では、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、Ｃ／Ｎｏ値ＭがＣＮ＿ｍｉｎ未満になる度数の確率として与えた。しかし、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差推定値σ＿ｃｎｏが、Ｃ／Ｎｏ値の測定範囲（例えば２０［ｄＢ−Ｈｚ］〜６０［ｄＢ−Ｈｚ］程度）に比べて十分小さい場合は、例えば図４に示すようにビン数を多くして、下限確率の精度を向上させることが可能である。この場合、式（１）の下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、式（２）のようになる。
【００３２】
Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数）／（全度数） …（２）
ここで、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数が誤検出又は誤警報に関係すると考えると、この範囲の度数として、図４において２９．５［ｄＢ−Ｈｚ］≦Ｍ＜３０．０［ｄＢ−Ｈｚ］〜３２．０［ｄＢ−Ｈｚ］≦Ｍ＜３２．５［ｄＢ−Ｈｚ］の範囲の度数を用いることができる。
【００３３】
さて、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏは、以下の方法により求める。先ず、測定したＣ／Ｎｏ値のうち測定時刻が直近した２つのＣ／Ｎｏ値を一組とする組分けを行う（ステップＳ３）。例えば、ある時刻ｔのＣ／Ｎｏ値をＣＮ（ｔ）で表すと、直近の２つのＣ／Ｎｏ値はＣＮ（ｔ）とＣＮ（ｔ＋Δｔ）となる。ここで、Δｔはサンプリング時間である。
【００３４】
そして、ＣＮ（ｔ）とＣＮ（ｔ＋Δｔ）との差分値をＣＮ測定誤差推定値ΔＣＮ（ｔ）（＝ＣＮ（ｔ）−ＣＮ（ｔ＋Δｔ））とする。このＣＮ測定誤差推定値ΔＣＮ（ｔ）をサンプリング数分求めて、そのΔＣＮ（ｔ）の分布から標本標準偏差を求める。この標本標準偏差を２０．５で除した値が、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏである（ステップＳ４）。標本標準偏差を２０．５で除する理由は、ΔＣＮ（ｔ）を二つのＣ／Ｎｏ値の差分として求めているので、正規分布の加法性から、１つのＣ／Ｎｏ値に対応する標準偏差に変換するためである。
【００３５】
次に、モニタ閾値を算出する（ステップＳ５）。図５は、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の度数分布を示す図である。なお、図５において、度数分布のテール部分が拡大して示されている。図中、ＣＮ＿ｍａｘはＣＮ範囲上限値、ＣＮ＿ｍｉｎはＣＮ範囲下限値、Ｔｈ＿ｃｎｏはモニタ閾値、Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏは検出失敗確率、Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏは誤警報確率を示している。また、図５において、点線Ｋ１は、基地局１０で受信された測距用信号が測定部３１の測定レンジに収まるように、所定の減衰処理等を行った結果を示すラインである。即ち、測定部３１に入力する信号は、ＣＮ範囲上限値より小さくなるように減衰処理が行われる。一方、点線Ｋ２は、測距用信号の最低レベルを示している。
【００３６】
そして、図５において、領域Ｒａは、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ範囲上限値ＣＮ＿ｍａｘとＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎとの範囲内の値で、擬似距離の精度が満たされる範囲を示している。領域Ｒｂは、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎより小さく、擬似距離の精度が満たされない範囲を示している。領域Ｒｃは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値範囲を示している。領域Ｒｄは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値の内で、モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏより大きいＣ／Ｎｏ値で、擬似距離の精度が満たされている範囲を示している。領域Ｒｅは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値の内で、モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏより小さいＣ／Ｎｏ値で、擬似距離の精度が満たされない範囲を示している。
【００３７】
ＣＮ監視に要求される検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ、誤警報確率Ｐ＿ｆａ及び、式（２）により演算される下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎを用いて、式（３）〜式（５）を満たすようにモニタ閾値Ｔｈを求める。
【００３８】
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＋Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ …（３）
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ×Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ≦Ｐ＿ｍｄ …（４）
Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ×Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ≦Ｐ＿ｆａ …（５）
例えば、図４に示すようなＣ／Ｎｏ値の度数分布表から、ＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数が２×１０２であり、全度数が１．２４×１０８であったとする。また、検出失敗確率Ｐ＿ｍｄがＰ＿ｍｄ＝１×１０−６、誤警報確率Ｐ＿ｆａがＰ＿ｆａ＝１×１０−４に設定されているとする。このとき、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（２×１０２）／（１．２４×１０８）＝１．６×１０−６となる。
【００３９】
従って、式（４）、式（５）は、
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ×１．６×１０−６≦１×１０−６ …（４’）
Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ×１．６×１０−６≦１×１０−４ …（５’）
のように式（４’）式（５’）と書ける。この式（４’）、式（５’）から検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ、誤警報確率Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏの範囲を求め、これらが、式（３）を満たすようにモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏを算出する。
【００４０】
検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏの＝０．４、誤警報確率Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝０．１、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝０．５とする。このとき式（３）のＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＋Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝０．５となる。そこで、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏ＝０．５０［ｄＢ−Ｈｚ］の正規分布におけるＣ／Ｎｏ値が小さい方の領域に相当する検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏがＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＝０．４となる分布位置を下限確率ＣＮ＿ｍｉｎに合わせる。このときに、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏ＝０．５０［ｄＢ−Ｈｚ］の正規分布の中心位置をＣ／Ｎｏ値の閾値Ｔｈ＿ｃｎｏとする。
【００４１】
このようにして、演算されたモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏは、擬似距離判定部３３に出力される。擬似距離判定部３３は、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏとの大小比較を行う（ステップＳ６）。擬似距離は、複数のＧＰＳ衛星４からの測距用信号から測定される。従って、例えばＣ／Ｎｏ値＜モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合、このＣ／Ｎｏ値を測定したＧＰＳ衛星４からの信号による擬似距離は、精度不足であることを示している。
【００４２】
擬似距離判定部３３の判定が、Ｃ／Ｎｏ値＜モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合は、ステップＳ７に進み、Ｃ／Ｎｏ値≧モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合は、ステップＳ８に進む。
【００４３】
ステップＳ７に進むと、信頼度演算部３４は擬似距離の信頼度を演算する。
【００４４】
信頼度は、以下のようにして算出する。測定部３１で測定された擬似距離は、信号監視装置３０の位置を示している。一方、このような信号監視装置３０は、予め測量等により位置が確定されている基地局１０等に配置される。即ち、測定部３１で測定された擬似距離は、基地局１０等の位置である。
【００４５】
そこで、擬似距離に基づき算出した信号監視装置３０の位置と、予め測量等により知られている信号監視装置３０の位置との差分値を算出して、これを信頼度とする。このときの信頼度（位置誤差）は、Ｃ／Ｎｏ値＜モニタ閾値となったＧＰＳ衛星からの信号に基づき測定した擬似距離の誤差を示している。即ち、航空機等の測距情報利用機器６が、このＧＰＳ衛星からの信号を用いて測距処理を行った場合には、上記位置誤差が存在することを示している。信頼度演算部３４は、信頼度と測距距離とを監視情報として情報出力装置２０に出力する（ステップＳ８）。
【００４６】
一方、ステップＳ６で、Ｃ／Ｎｏ値≧モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏと判断された場合は、測距距離のみを監視情報として情報出力装置２０に出力する（ステップＳ８）。
【００４７】
これにより、航空機等の測距情報利用機器は、情報出力装置２０からの監視情報に基づき、精度が低いＧＰＳ衛星からの測距用信号に基づき自己位置を判断することが防止できる。従って、航空機等の測距情報利用機器は、安全に航行できるようになる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 衛星航法補強システム
１０ 基地局
１１ 受信アンテナ
１２ 受信機
２０ 情報出力装置
２１ 送信アンテナ
３０ 信号監視装置
３１ 測定部
３２ 閾値算出部
３３ 擬似距離判定部
３４ 信頼度演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星からの信号のうちで信頼度の高いＧＰＳ測位信号のみを用いるようにした衛星航法補強システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システムでは、ユーザのＧＰＳ受信機においてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位信号である測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）等の信号が送信された時刻と、この信号を受信局（観測点）で受信した時刻との差に光速を掛けた値を擬似距離と定義して、この擬似距離に基づいて受信局の位置を測定する。
【０００３】
擬似距離の精度は、測距用信号の電力低下の低下、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、ＧＰＳ受信機自身の異常等によるによるＣ／Ｎｏ（搬送波電力対雑音電力密度比：Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ）が低下すると、悪くなる。擬似距離の精度が悪くなると、ユーザは自己位置を誤って判断する場合が生じる。従って、精度の低い擬似距離による自己位置判断は、航空機等の高速移動体にとっては非常に危険な情報となる。
【０００４】
このため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。しかし、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。
【０００５】
そこで、特開２００５−２４９６５３号公報においては、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を判定するデータ処理装置を備える擬似距離評価システムが開示されている。
【０００６】
このデータ処理装置は、擬似距離が正常値であるにもかかわらず、リアルタイムスムージング処理により異常値と判断されたた場合には、異常の原因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であると判定する。これにより、擬似距離の精度低下原因を判別することができる。
【０００７】
また、ＷＯ２００６−１３２００３号公報においては、衛星信号から基地局の位置を算出し、この基地局の絶対位置とのずれを示す位置補正用データを算出する位置補正用データ算出手段と、基地局における衛星信号の受信強度を測定する基地局受信強度測定手段とを有するＧＰＳ受信装置が開示されている。
【０００８】
この基地局は、位置補正用データ算出手段が算出した位置補正用データと、基地局受信強度測定手段が測定した衛星信号の受信強度とを移動局に送信する。移動局は、基地局受信強度測定手段が測定した基地局における衛星信号の受信強度と、自分で測定した移動局（自局）における衛星信号の受信強度との比較を行う。これにより、マルチパスの影響を受けた衛星信号を判別し、移動局の測定位置が補正できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４９６５３号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６−１３２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように精度の低い擬似距離に基づき、自己位置を判断すると却って危険な状況を招く恐れがあるが、上述した特開２００５−２４９６５３号公報やＷＯ２００６−１３２００３号公報においては、かかる擬似距離の基となったＧＰＳ衛星からの測距用信号自体の信頼性を考慮していない問題がある。従って、種々の処理を行っても、基となる信号の信頼性が低い場合には、適正な自己位置の判断が行えない。
【００１１】
そこで、本発明の主目的は、ＧＰＳ衛星からの受信信号の信頼性を適正に判断できる信号監視プログラムを搭載する装置により、擬似距離精度高いＧＰＳ信号のみを使って測位計算し、航空機等の高速移動体に対するＧＰＳ衛星航法の補強を行なうことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる衛星航法補強システムは、ＧＰＳ衛星からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部と、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値とを比較して、擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ユーザが使用するＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からの信号の信頼性を適正に判断できるようになり、ＧＰＳ衛星を用いて自己位置を測定した場合における精度並びに信頼度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる衛星航法補強システムのブロック図である。
【図２】第１の実施形態にかかるモニタ閾値の算出手順を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態にかかる７個のビンにより分割されたＣ／Ｎｏ値の度数分布表である。
【図４】第１の実施形態にかかる分数を増加させたＣ／Ｎｏ値の度数分布である。
【図５】第１の実施形態にかかるＣ／Ｎｏ値の測定誤差の度数分布である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態にかかる衛星航法補強システム２のブロック図である。衛星航法補強システム２は、ＧＰＳ衛星４（４ａ〜４ｅ）からの信号を受信する基地局１０、この基地局１０からの信号に基づき測距情報を測定して、その適否判断の結果を信頼度情報として出力する信号監視装置３０、この信号監視装置３０からの信頼度情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力する情報出力装置２０を備える。
【００１６】
なお、測距情報として擬似距離、Ｃ／Ｎｏ（搬送波電力対雑音電力密度比：Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ））値、これらを測定した時刻等が含まれる。この擬似距離は、測位衛星からの測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）等の信号が送信された時刻と、この信号を基地局で受信した時刻との差に光速を掛けた値である。また、Ｃ／Ｎｏ値は、擬似距離を取得する際の搬送波電力対雑音電力密度比である。
【００１７】
基地局１０は、各ＧＰＳ衛星４からの信号を受信するための受信アンテナ１１、受信機１２を含んでいる。情報出力装置２０は、信号監視装置３０からの信頼度情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力する送信アンテナ２１を含んでいる。
【００１８】
信号監視装置３０は、測定部３１、閾値算出部３２、擬似距離判定部３３、信頼度演算部３４を含んでいる。なお、測定部３１は、基地局１０における受信機１２に設けることも可能である。
【００１９】
測定部３１は、基地局１０が受信した信号に含まれる測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）に基づき擬似距離及び、Ｃ／Ｎｏ値を所定の測定時間間隔で測定する。そして、擬似距離及びＣ／Ｎｏ値は、測定時間と共に図示しない記憶部に記憶される。この所定の測定時間間隔として、０．５秒が例示できる。
【００２０】
閾値算出部３２は、測定部３１で測定されたＣ／Ｎｏ値に基づき、該測定部３１で測定された擬似距離が適正であるか否かを判断する際に用いるモニタ閾値を算出する。
【００２１】
擬似距離判定部３３は、モニタ閾値に基づき擬似距離が適正であるか否かをＧＰＳ衛星４毎に判断する。信頼度演算部３４は、擬似距離判定部３３の判断結果に基づき信頼度情報を演算する。この信頼度情報は、擬似距離と共に監視情報として情報出力装置２０に出力される。
【００２２】
情報出力装置２０は、信号監視装置３０からの監視情報を航空機等の測距情報利用機器６に出力するＶＨＦデータ放送機器・アンテナ等の送信アンテナ２１を備える。これにより航空機等の測距情報利用機器６は、この監視情報に基づき適正と判断されたＧＰＳ衛星４のみに基づき自己位置等を判断できるようになるため、自己位置を正しく判断することが可能になる。
【００２３】
このように、モニタ閾値は、擬似距離の精度を判断するために重要な値である。図２は、モニタ閾値の算出手順を示すフローチャートである。
【００２４】
衛星航法補強システム２が出力する監視情報は、所定の精度以上（以下、最低要求精度）を持つことが要求される。無論、高精度であることは好ましいが、高精度を達成するためには高価なハードウエア等を用いる必要が生じ、また各種の演算処理の負荷が大きくなる。そこで、許容される精度範囲を設定する。
【００２５】
監視情報は、Ｃ／Ｎｏ値に基づき作成されるので、監視情報の精度範囲に対応したＣ／Ｎｏ値の範囲が、定義される。このＣ／Ｎｏ値の範囲の上限をＣＮ範囲上限値ＣＮ＿ｍａｘ、下限をＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎと記載する。
【００２６】
また、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差がモニタ閾値より小さいために、擬似距離の適否について判定できない（検出失敗）確率を検出失敗確率Ｐ＿ｍｄと記載する。加えて、擬似距離に対して要求される精度を満たすが、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差がモニタ閾値より小さいために、擬似距離が不適切であると判定（誤警報）される確率を誤警報確率Ｐ＿ｆａと記載する。これらＣ／Ｎｏ値の範囲、検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ、誤警報確率Ｐ＿ｆａは、予めユーザ又はシステム構築者により、閾値算出部３２に登録されている。
【００２７】
このような設定の基で、測定部３１は、所定時間に渡り、所定間隔で測距用信号（Ｌ１Ｃ／Ａ）から擬似距離、Ｃ／Ｎｏ値を測定する（ステップＳ１）。測定された擬似距離、Ｃ／Ｎｏ値は、測定時刻と共に図示しない記憶部に記憶される。以下、測定が行われる上記所定時間を測定時間と記載し、所定間隔をサンプリング時間と記載する。
【００２８】
サンプリング時間としては０．１〜１秒の時間が例示できる。例えば、測定時間が３ヶ月、サンプリング時間が０．５秒、受信するＧＰＳ衛星が８個の場合、測定数は、約１．２４×１０８（＝３［ヶ月］×３０［日］×２４［ｈ］×３６００［ｓ］×（１／０．５［ｓ］）×８［衛星］）となる。
【００２９】
次に、閾値算出部３２は、記憶されているＣ／Ｎｏ値の度数分布表（ヒストグラム）を作成する（ステップＳ２）。このとき、例えば度数分布表のインターバルを１［ｄＢ−Ｈｚ］で、Ｃ／Ｎｏ値Ｍのとりうる範囲が２０［ｄＢ−Ｈｚ］〜６０［ｄＢ−Ｈｚ］の場合、度数分布表は４０個のビンに分割されることになる。即ち、度数分布表は、ビン１は２０［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦２１［ｄＢ−Ｈｚ］、ビン２は２１［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦２２［ｄＢ−Ｈｚ］、…、ビン３９は５８［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦５９［ｄＢ−Ｈｚ］、ビン４０は５９［ｄＢ−Ｈｚ］＜Ｍ≦６０［ｄＢ−Ｈｚ］となる。図３は、７個のビンにより分割されたＣ／Ｎｏ値の度数分布表の例示である。
【００３０】
図３に示すような度数分布表から、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数をＮ＿ｍｉｎとし、全度数をＮｔとしたとき、Ｃ／Ｎｏ値Ｍが、ＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎ未満となる度数の確率（下限確率）Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、式（１）に従い求められる。
【００３１】
Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数）／（全度数）
＝Ｎ＿ｍｉｎ／Ｎｔ …（１）
なお、式（１）では、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、Ｃ／Ｎｏ値ＭがＣＮ＿ｍｉｎ未満になる度数の確率として与えた。しかし、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差推定値σ＿ｃｎｏが、Ｃ／Ｎｏ値の測定範囲（例えば２０［ｄＢ−Ｈｚ］〜６０［ｄＢ−Ｈｚ］程度）に比べて十分小さい場合は、例えば図４に示すようにビン数を多くして、下限確率の精度を向上させることが可能である。この場合、式（１）の下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、式（２）のようになる。
【００３２】
Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数）／（全度数） …（２）
ここで、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数が誤検出又は誤警報に関係すると考えると、この範囲の度数として、図４において２９．５［ｄＢ−Ｈｚ］≦Ｍ＜３０．０［ｄＢ−Ｈｚ］〜３２．０［ｄＢ−Ｈｚ］≦Ｍ＜３２．５［ｄＢ−Ｈｚ］の範囲の度数を用いることができる。
【００３３】
さて、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏは、以下の方法により求める。先ず、測定したＣ／Ｎｏ値のうち測定時刻が直近した２つのＣ／Ｎｏ値を一組とする組分けを行う（ステップＳ３）。例えば、ある時刻ｔのＣ／Ｎｏ値をＣＮ（ｔ）で表すと、直近の２つのＣ／Ｎｏ値はＣＮ（ｔ）とＣＮ（ｔ＋Δｔ）となる。ここで、Δｔはサンプリング時間である。
【００３４】
そして、ＣＮ（ｔ）とＣＮ（ｔ＋Δｔ）との差分値をＣＮ測定誤差推定値ΔＣＮ（ｔ）（＝ＣＮ（ｔ）−ＣＮ（ｔ＋Δｔ））とする。このＣＮ測定誤差推定値ΔＣＮ（ｔ）をサンプリング数分求めて、そのΔＣＮ（ｔ）の分布から標本標準偏差を求める。この標本標準偏差を２０．５で除した値が、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏである（ステップＳ４）。標本標準偏差を２０．５で除する理由は、ΔＣＮ（ｔ）を二つのＣ／Ｎｏ値の差分として求めているので、正規分布の加法性から、１つのＣ／Ｎｏ値に対応する標準偏差に変換するためである。
【００３５】
次に、モニタ閾値を算出する（ステップＳ５）。図５は、Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の度数分布を示す図である。なお、図５において、度数分布のテール部分が拡大して示されている。図中、ＣＮ＿ｍａｘはＣＮ範囲上限値、ＣＮ＿ｍｉｎはＣＮ範囲下限値、Ｔｈ＿ｃｎｏはモニタ閾値、Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏは検出失敗確率、Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏは誤警報確率を示している。また、図５において、点線Ｋ１は、基地局１０で受信された測距用信号が測定部３１の測定レンジに収まるように、所定の減衰処理等を行った結果を示すラインである。即ち、測定部３１に入力する信号は、ＣＮ範囲上限値より小さくなるように減衰処理が行われる。一方、点線Ｋ２は、測距用信号の最低レベルを示している。
【００３６】
そして、図５において、領域Ｒａは、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ範囲上限値ＣＮ＿ｍａｘとＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎとの範囲内の値で、擬似距離の精度が満たされる範囲を示している。領域Ｒｂは、Ｃ／Ｎｏ値がＣＮ範囲下限値ＣＮ＿ｍｉｎより小さく、擬似距離の精度が満たされない範囲を示している。領域Ｒｃは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値範囲を示している。領域Ｒｄは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値の内で、モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏより大きいＣ／Ｎｏ値で、擬似距離の精度が満たされている範囲を示している。領域Ｒｅは、実際に受信される可能性のある測距用信号のＣ／Ｎｏ値の内で、モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏより小さいＣ／Ｎｏ値で、擬似距離の精度が満たされない範囲を示している。
【００３７】
ＣＮ監視に要求される検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ、誤警報確率Ｐ＿ｆａ及び、式（２）により演算される下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎを用いて、式（３）〜式（５）を満たすようにモニタ閾値Ｔｈを求める。
【００３８】
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＋Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ …（３）
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ×Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ≦Ｐ＿ｍｄ …（４）
Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ×Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ≦Ｐ＿ｆａ …（５）
例えば、図４に示すようなＣ／Ｎｏ値の度数分布表から、ＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数が２×１０２であり、全度数が１．２４×１０８であったとする。また、検出失敗確率Ｐ＿ｍｄがＰ＿ｍｄ＝１×１０−６、誤警報確率Ｐ＿ｆａがＰ＿ｆａ＝１×１０−４に設定されているとする。このとき、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝（２×１０２）／（１．２４×１０８）＝１．６×１０−６となる。
【００３９】
従って、式（４）、式（５）は、
Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ×１．６×１０−６≦１×１０−６ …（４’）
Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ×１．６×１０−６≦１×１０−４ …（５’）
のように式（４’）式（５’）と書ける。この式（４’）、式（５’）から検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏ、誤警報確率Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏの範囲を求め、これらが、式（３）を満たすようにモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏを算出する。
【００４０】
検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏの＝０．４、誤警報確率Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝０．１、下限確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝０．５とする。このとき式（３）のＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＋Ｐ＿ｆａ＿ｃｎｏ＝０．５となる。そこで、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏ＝０．５０［ｄＢ−Ｈｚ］の正規分布におけるＣ／Ｎｏ値が小さい方の領域に相当する検出失敗確率Ｐ＿ｍｄ＿ｃｎｏがＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏ＝０．４となる分布位置を下限確率ＣＮ＿ｍｉｎに合わせる。このときに、ＣＮ測定誤差の標準偏差推定値σ＿ｃｎｏ＝０．５０［ｄＢ−Ｈｚ］の正規分布の中心位置をＣ／Ｎｏ値の閾値Ｔｈ＿ｃｎｏとする。
【００４１】
このようにして、演算されたモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏは、擬似距離判定部３３に出力される。擬似距離判定部３３は、Ｃ／Ｎｏ値とモニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏとの大小比較を行う（ステップＳ６）。擬似距離は、複数のＧＰＳ衛星４からの測距用信号から測定される。従って、例えばＣ／Ｎｏ値＜モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合、このＣ／Ｎｏ値を測定したＧＰＳ衛星４からの信号による擬似距離は、精度不足であることを示している。
【００４２】
擬似距離判定部３３の判定が、Ｃ／Ｎｏ値＜モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合は、ステップＳ７に進み、Ｃ／Ｎｏ値≧モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏの場合は、ステップＳ８に進む。
【００４３】
ステップＳ７に進むと、信頼度演算部３４は擬似距離の信頼度を演算する。
【００４４】
信頼度は、以下のようにして算出する。測定部３１で測定された擬似距離は、信号監視装置３０の位置を示している。一方、このような信号監視装置３０は、予め測量等により位置が確定されている基地局１０等に配置される。即ち、測定部３１で測定された擬似距離は、基地局１０等の位置である。
【００４５】
そこで、擬似距離に基づき算出した信号監視装置３０の位置と、予め測量等により知られている信号監視装置３０の位置との差分値を算出して、これを信頼度とする。このときの信頼度（位置誤差）は、Ｃ／Ｎｏ値＜モニタ閾値となったＧＰＳ衛星からの信号に基づき測定した擬似距離の誤差を示している。即ち、航空機等の測距情報利用機器６が、このＧＰＳ衛星からの信号を用いて測距処理を行った場合には、上記位置誤差が存在することを示している。信頼度演算部３４は、信頼度と測距距離とを監視情報として情報出力装置２０に出力する（ステップＳ８）。
【００４６】
一方、ステップＳ６で、Ｃ／Ｎｏ値≧モニタ閾値Ｔｈ＿ｃｎｏと判断された場合は、測距距離のみを監視情報として情報出力装置２０に出力する（ステップＳ８）。
【００４７】
これにより、航空機等の測距情報利用機器は、情報出力装置２０からの監視情報に基づき、精度が低いＧＰＳ衛星からの測距用信号に基づき自己位置を判断することが防止できる。従って、航空機等の測距情報利用機器は、安全に航行できるようになる。
【符号の説明】
【００４８】
２ 衛星航法補強システム
１０ 基地局
１１ 受信アンテナ
１２ 受信機
２０ 情報出力装置
２１ 送信アンテナ
３０ 信号監視装置
３１ 測定部
３２ 閾値算出部
３３ 擬似距離判定部
３４ 信頼度演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星航法補強システムであって、
ＧＰＳ衛星からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部と、
前記Ｃ／Ｎｏ値と前記モニタ閾値とを比較して、前記擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部と、を備えることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項２】
請求項１に記載の衛星航法補強システムであって、
前記擬似距離判定部は、前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さいと判断した場合に、前記擬似距離の測定に用いられた前記ＧＰＳ衛星からの信号の信頼度を演算して出力する信頼度演算部を備えることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項３】
請求項１又２に記載の衛星航法補強システムであって、
前記閾値算出部は、測定した複数の前記擬似距離における前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布を求めると共に、該度数分布における前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差が前記モニタ閾値より小さいために、前記擬似距離の適否について判定できない検出失敗確率をＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏとし、前記擬似距離に対して要求される精度を満たすが、前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差がモニタ閾値より小さいために、前記擬似距離が不適切であると判定される誤警報確率をＰ＿ｆａ＿ｃｎｏとしたとき、前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎが、検出失敗確率をＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏと誤警報確率をＰ＿ｆａ＿ｃｎｏとの和に等しくなるように、前記モニタ閾値を算出することを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項４】
請求項３に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布の全度数をＮｔとし、前記Ｃ／Ｎｏ値が許容される前記確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数をＮ＿ｍｉｎとしたとき、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝Ｎ＿ｍｉｎ／Ｎｔにより与えられることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項５】
請求項３に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布の全度数をＮｔとし、前記Ｃ／Ｎｏ値が許容される前記確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数で、前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差の推定値をσ＿ｃｎｏとしたときに、ＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数をＮ＿ｍｉｎ＿ｃｎｏとしたとき、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝Ｎ＿ｍｉｎ＿ｃｎｏ／Ｎｔにより与えられることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項６】
請求項５に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差の推定値σ＿ｃｎｏは、測定時間の前後する２つのＣ／Ｎｏ値の差分による標準偏差に基づき算出したことを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項７】
請求項２乃至６に記載の衛星航法補強システムであって、
前記信頼度演算部は、前記擬似距離に基づく自機位置と、予め測定された自機位置との差分を前記信頼度として算出することを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項１】
衛星航法補強システムであって、
ＧＰＳ衛星からの信号に基づき擬似距離が測定された際の搬送波電力対雑音電力密度比（Ｃ／Ｎｏ）の値が適正であるか否かを判定するためのモニタ閾値を算出する閾値算出部と、
前記Ｃ／Ｎｏ値と前記モニタ閾値とを比較して、前記擬似距離が適正な精度を持つか否かを判定する擬似距離判定部と、を備えることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項２】
請求項１に記載の衛星航法補強システムであって、
前記擬似距離判定部は、前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さいと判断した場合に、前記擬似距離の測定に用いられた前記ＧＰＳ衛星からの信号の信頼度を演算して出力する信頼度演算部を備えることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項３】
請求項１又２に記載の衛星航法補強システムであって、
前記閾値算出部は、測定した複数の前記擬似距離における前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布を求めると共に、該度数分布における前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差が前記モニタ閾値より小さいために、前記擬似距離の適否について判定できない検出失敗確率をＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏとし、前記擬似距離に対して要求される精度を満たすが、前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差の標準偏差がモニタ閾値より小さいために、前記擬似距離が不適切であると判定される誤警報確率をＰ＿ｆａ＿ｃｎｏとしたとき、前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎが、検出失敗確率をＰ＿ｍｄ＿ｃｎｏと誤警報確率をＰ＿ｆａ＿ｃｎｏとの和に等しくなるように、前記モニタ閾値を算出することを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項４】
請求項３に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布の全度数をＮｔとし、前記Ｃ／Ｎｏ値が許容される前記確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数をＮ＿ｍｉｎとしたとき、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝Ｎ＿ｍｉｎ／Ｎｔにより与えられることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項５】
請求項３に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値が前記モニタ閾値より小さい度数を取る確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎは、前記Ｃ／Ｎｏ値の度数分布の全度数をＮｔとし、前記Ｃ／Ｎｏ値が許容される前記確率Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ未満の度数で、前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差の推定値をσ＿ｃｎｏとしたときに、ＣＮ＿ｍｉｎ±３σ＿ｃｎｏの範囲の度数をＮ＿ｍｉｎ＿ｃｎｏとしたとき、Ｐ＿ＣＮ＿ｍｉｎ＝Ｎ＿ｍｉｎ＿ｃｎｏ／Ｎｔにより与えられることを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項６】
請求項５に記載の衛星航法補強システムであって、
前記Ｃ／Ｎｏ値の測定誤差における標準偏差の推定値σ＿ｃｎｏは、測定時間の前後する２つのＣ／Ｎｏ値の差分による標準偏差に基づき算出したことを特徴とする衛星航法補強システム。
【請求項７】
請求項２乃至６に記載の衛星航法補強システムであって、
前記信頼度演算部は、前記擬似距離に基づく自機位置と、予め測定された自機位置との差分を前記信頼度として算出することを特徴とする衛星航法補強システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−５８１８５（Ｐ２０１２−５８１８５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４２８９（Ｐ２０１０−２０４２８９）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]