搬送波位相式移動体測位装置
【課題】整数値バイアスの整数解の妥当性を高い精度で評価すること。
【解決手段】本発明による搬送波位相式移動体測位装置は、整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【解決手段】本発明による搬送波位相式移動体測位装置は、整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、搬送波位相式移動体測位装置の測位過程で算出される整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するために、レシオテストを行うことが知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照）。レシオテストは、一般的に、整数値バイアスの整数解の候補として、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を用いて、実数解と各候補の距離（ノルム）を算出し、その比（「レシオＲ」と称する）が所定閾値以上か否かを判断することにより、実現される。
【特許文献１】特表２００１−５０８１８２号公報
【非特許文献２】新ＧＰＳ測量の基礎（書籍）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のレシオテストのようなテスト方法では、閾値が固定されているため、整数値バイアスの整数解のテスト方法として不十分な側面がある。即ち、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなると、レシオＲが低い値となるので、整数値バイアスの整数解が、精度が低いとしてはじかれてしまう虞がある。しかしながら、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなっても、正確な整数値バイアスの整数解が得られる場合もあるので、レシオＲが低い値となっても、このような正確な整数値バイアスの整数解を採用できるようなテスト方法が有用である。他方、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなると、正確な整数値バイアスの整数解が得られる可能性が低いので、この点も考慮する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、整数値バイアスの整数解の妥当性を高い精度で評価することができる搬送波位相式移動体測位装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置であって、
衛星からの受信電波の観測結果に基づいて、搬送波位相の積算値の整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、
前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて、前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段が前記閾値を２種類以上用いて前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価し、
前記２種類以上の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも穏やかな第２閾値とを含み、
前記テスト手段は、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断し、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たさないが前記第２閾値を満たす場合には、特定の衛星に関する前記整数値バイアスの実数解及び整数解を排除して前記指標値を再算出し、該再算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記第１閾値及び／又は前記第２閾値は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて可変されることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記再算出した指標値が、前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記実数解導出手段及び前記整数解導出手段は、前記テスト手段により再算出された指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記特定の衛星を排除して、前記整数値バイアスの実数解及び整数解を再演算することを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、第１から６のいずれかの発明に係る移動体測位装置において、
前記整数解導出手段は、一の実数解に対して少なくとも２以上の整数値バイアスの候補を導出し、該整数値バイアスの候補は、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を少なくとも含み、
前記テスト手段は、前記整数値バイアスの整数解の第１候補と、対応する実数解との誤差と、前記整数値バイアスの整数解の第２候補と、対応する実数解との誤差との比を前記指標値として算出することを特徴とする。
【００１２】
第８の発明は、第７の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出すると共に、該変化後の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値のそれぞれと閾値との関係に基づいて、前記変化前の整数解及び前記変化後の整数解の妥当性を比較することを特徴とする。
【００１３】
第９の発明は、第７の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値を、前記変化前の整数解の第１候補と前記変化前の実数解との関係に基づいて算出された前記指標値と比較し、これらの指標値間の差が所定基準値よりも小さい場合には、前記変化前の整数解が妥当であると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、整数値バイアスの整数解の妥当性を高い精度で評価することができる搬送波位相式移動体測位装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１６】
図１は、本発明に係る搬送波位相式測位システムの構成図である。図１に示すように、ＧＰＳ測位システムは、地球周りを周回するＧＰＳ衛星１０と、地球上の所定位置（既知点）に設置される固定型の基準局２０と、地球上に位置し地球上を移動しうる車両３０とから構成される。尚、車両３０は、あくまで移動体の一例であり、その他の移動体としては、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、ホークリフト、ロボットや、人の移動に伴い移動する携帯電話等の情報端末等がありうる。
【００１７】
ＧＰＳ衛星１０は、航法メッセージを地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するＧＰＳ衛星１０に関する軌道情報、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれている。航法メッセージは、Ｃ／Ａコードにより拡散されＬ１搬送波（周波数：1575.42ＭＨz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。
【００１８】
図２は、図１の搬送波位相式ＧＰＳ測位システムのより詳細な構成図である。車両３０は、ＧＰＳ受信機３２を備える。ＧＰＳ受信機３２内には、その周波数がＧＰＳ衛星１０の搬送周波数と一致する発振器（図示せず）が内蔵されている。ＧＰＳ受信機３２は、ＧＰＳアンテナ３２ａを介してＧＰＳ衛星１０から受信した電波（衛星信号）を中間周波数に変換後、ＧＰＳ受信機３２内で発生させたレプリカＣ／Ａコードを用いてＣ／Ａコード同期を行い、航法メッセージを取り出す。尚、Ｃ／Ａコード同期の方法は、多種多様でありえ、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、ＤＤＬ（Ｄｅｌａｙ―Ｌｏｃｋｅｄ
Ｌｏｏｐ）を用いて、受信したＣ／Ａコードに対するレプリカＣ／Ａコードの相関値がピークとなるコード位相を追尾する方法であってよい。
【００１９】
また、ＧＰＳ受信機３２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの搬送波に基づいて、搬送波位相の位相積算値Φiuを計測する。尚、位相積算値Φiuについて、添え字ｉ（＝１，２，・・・）は、各ＧＰＳ衛星１０iに割り当てられた番号を示し、添え字ｕは車両３０側での積算値であることを示す。位相積算値Φiuは、次式に示すように、搬送波受信時刻ｔでの発振器の位相Θiu（ｔ）と、ＧＰＳ衛星１０iでの衛星信号発生時の搬送波位相Θiu（ｔ−τ）との差として得られる。
Φiu（ｔ）＝Θiu（ｔ）−Θiu（ｔ−τu）＋Ｎiu＋εiu（ｔ） 式（１）
ここで、τuは、ＧＰＳ衛星１０からＧＰＳ受信機３２までのトラベル時間を示し、εiuは、ノイズ（誤差）を表わす。尚、位相差の観測開始時点では、ＧＰＳ受信機３２は、搬送波位相の１波長以内の位相を正確に測定できるが、それが何波長目に相当するかを確定できない。このため、位相積算値Φiu（ｔ）には、上式に示すように、不確定な要素として整数値バイアスＮiuが導入される。
【００２０】
また、ＧＰＳ受信機３２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの各搬送波に乗せられるＣ／Ａコードに基づいて、擬似距離ρiuを計測する。ここで計測される擬似距離ρiuは、以下のように距離誤差等の誤差を含んでいる。
ρiu（ｔ）＝ｃ・τu＋ｂ 式（２）
ここで、ｃは光速であり、ｂは、クロックバイアスとも称され、ＧＰＳ受信機３２内の時計誤差による距離誤差に対応する。
【００２１】
ＧＰＳ受信機３２には、処理装置４０が接続される。処理装置４０は、以下で詳説する各種測位演算処理を行う装置である。処理装置４０は、マイクロコンピューターないしプロセッサ（DSP）を中心として構成されてよい。尚、処理装置４０は、ＧＰＳ受信機３２に内蔵されてもよい。
【００２２】
処理装置４０には、車両３０に搭載される車両センサ５０が接続される。車両センサ５０は、車両３０の位置、移動量（速度）及び向き（方位）ないし姿勢に関連する情報（以下、「車両情報」という）を取得するセンサであり、複数種のセンサの組み合わせであってよい。例えば、車両センサ５０は、車両３０の方位を検出する磁気インピーダンスセンサ（地磁気センサ）と、車両３０の加速度を検出する加速度センサとの組み合わせであってよい。或いは、車両センサ５０は、加速度センサと、車両３０のヨー方向の速度（角速度）を検出するヨーレートセンサ（ジャイロセンサ）との組み合わせ（即ち、ＩＮＳセンサ）であってもよい。車両センサ５０は、車輪速センサを含んでもよい。車両センサ５０からの車両情報は、所定周期毎に、処理装置４０に入力される。
【００２３】
処理装置４０は、通信機能を備え、基準局２０側の携帯電話基地局等のような通信施設２３と双方向通信を行うように構成されている。
【００２４】
基準局２０は、ＧＰＳアンテナ２２ａを備えるＧＰＳ受信機２２を有する。ＧＰＳ受信機２２は、車両３０のＧＰＳ受信機３２と同様に、各ＧＰＳ衛星１０iからの搬送波に基づいて、次式に示すように、搬送波受信時刻ｔにおける搬送波位相の積算値Φik（ｔ）を計測する。
Φik（ｔ）＝Θik（ｔ）−Θik（ｔ−τk）＋Ｎik＋εik（ｔ） 式（３）
尚、Ｎikは、整数値バイアスを示し、εikは、ノイズ（誤差）を表わす。尚、位相積算値Φikについて、添え字ｋは基準局２０側での積算値であることを示す。
【００２５】
また、ＧＰＳ受信機２２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの各搬送波に乗せられるＣ／Ａコードに基づいて、擬似距離ρikを計測する。
ρik（ｔ）＝ｃ・τk＋ｂ 式（４）
基準局２０は、計測した位相積算値Φik及び擬似距離ρikを通信施設２３を介して車両３０（処理装置４０）に送信する。尚、基準局２０は、所定領域に複数設置されている。各基準局２０と通信施設２３（複数も可）とは、図２に示すように、インターネット等のネットワークを介して接続されてよく、若しくは、基準局２０毎に通信施設２３が設けられてもよい。前者の構成では、車両３０は、通信施設２３との間で通信可能な状態である限り、各基準局２０が受信した情報を得ることができる。
【００２６】
図３は、処理装置４０の主要構成を示すブロック図である。処理装置４０は、図３に示すように、衛星位置算出部４２と、整数値バイアス推定部４８と、テスト部４９とを含む。
【００２７】
衛星位置算出部４２は、ＧＰＳ受信機３２が受信した航法メッセージの軌道情報に基づいて、観測可能な各ＧＰＳ衛星１０iの、時刻ｔにおけるワールド座標系（WGS84）での位置（Ｘi（ｔ）、Ｙi（ｔ）、Ｚi（ｔ））を計算する。尚、ＧＰＳ衛星１０は、人工衛星の１つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定される。また、ＧＰＳ衛星１０の軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのＧＰＳ衛星１０の位置が計算できる。また、搬送波受信時刻ｔでの各ＧＰＳ衛星１０iの位置（Ｘi（ｔ）、Ｙi（ｔ）、Ｚi（ｔ））は、ＧＰＳ衛星１０の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのＧＰＳ衛星１０の位置を３次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、図４に示すように、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するＸ軸及びY軸、並びに、この両軸に直交するＺ軸により定義される。
【００２８】
整数値バイアス推定部４８では、各ＧＰＳ衛星１０iに係る観測データ（特に、車両３０が通信機３３を介して受信する基準局２０側の位相積算値Φik、及び、車両３０側の位相積算値Φiu）に基づいて整数値バイアスが推定される。以下、その手順を説明する。
【００２９】
時刻ｔにおける２つのＧＰＳ衛星１０j、１０h（ｉ＝ｊ、ｈ、但し、ｊ≠ｈ）に関する位相積算値の２重位相差は、次式となる。
Φjhku＝（Φjk（ｔ）−Φju（ｔ））−（Φhk（ｔ）−Φhu（ｔ）） 式（５）
一方、位相積算値の２重位相差Φjhkuは、（ＧＰＳ衛星１０iとＧＰＳ受信機２２若しくは３２との距離）＝（搬送波の波長Ｌ）×（位相積算値）という物理的な意味合いから、次のようになる。
【００３０】
【数１】
ここで、式（６）における［Ｘk（ｔ）、Ｙk（ｔ）、Ｚk（ｔ）］は、時刻ｔにおける基準局２０のワールド座標系における座標値（既知）であり、［Ｘu（ｔ）、Ｙu（ｔ）、Ｚu（ｔ）］は、時刻ｔにおける車両３０の座標値（未知）であり、［Ｘj（ｔ）、Ｙj（ｔ）、Ｚj（ｔ）］及び［Ｘh（ｔ）、Ｙh（ｔ）、Ｚh（ｔ）］は、時刻ｔにおける各ＧＰＳ衛星１０j、１０hの座標値（衛星位置算出部４２により算出）である。Ｎjhkuは、整数値バイアスの２重位相差である（即ち、Ｎjhku＝（Ｎjk−Ｎju）−（Ｎhk−Ｎhu））。尚、時刻ｔは、例えばGPS時刻で同期が取られているものとする。
【００３１】
また、時刻ｔにおける２つのＧＰＳ衛星１０j、１０h（ｉ＝ｊ、ｈ、但し、ｊ≠ｈ）に関する擬似距離の２重位相差は、次式となる。
ρjhku＝（ρjk（ｔ）−ρju（ｔ））−（ρhk（ｔ）−ρhu（ｔ）） 式（７）
擬似距離の２重位相差ρjhkuは、次のように表せる。
【００３２】
【数２】
ここで、式（８）における［Ｘk（ｔ）、Ｙk（ｔ）、Ｚk（ｔ）］、［Ｘu（ｔ）、Ｙu（ｔ）、Ｚu（ｔ）］、［Ｘj（ｔ）、Ｙj（ｔ）、Ｚj（ｔ）］及び［Ｘh（ｔ）、Ｙh（ｔ）、Ｚh（ｔ）］は、同様であり、ｂjhkuはクロックバイアスの２重位相差である。また、時刻ｔは、例えばGPS時刻で同期が取られているものとする。
【００３３】
整数値バイアス推定部４８では、次の状態方程式が設定される。
η（ｉ＋１）＝Ｆ・η（ｉ）＋ｕ（ｉ） 式（９）
ここで、η（ｉ）は、観測周期ｉ（＝１，２．．．）での状態変数を表わし、車両３０の位置［Ｘu（ｉ）、Ｙu（ｉ）、Ｚu（ｉ）］、及び、nz個のＧPS衛星１０１〜nzが観測可能な場合の整数値バイアスの２重位相差である。即ち、ＧPS衛星１０１を基準衛星（参照衛星）としたとき、η＝［Ｘu、Ｙu、Ｚu、Ｎ12ku、Ｎ13ku、．．．、Ｎ1nzku］Ｔである（Ｔは転置を表す）。また、ｕは、外乱（システム雑音：正規性白色雑音）である。
【００３４】
整数値バイアス推定部４８では、次の観測方程式が採用される。
Ｚ（ｉ）＝Ｈ（ｉ）・η（ｉ）＋Ｖ（ｉ） 式（１０）
を用いて、ここで、Ｚ及びＶは、それぞれ、観測量及び観測ノイズ（正規性白色雑音）を示す。式（１０）の観測量Ｚは、位相積算値の２重位相差Φjhku（上記式（６）参照）及び擬似距離の２重位相差ρjhku（上記式（８）参照）である。即ち、Ｚ＝［Φ12ku、Φ13ku、．．．、Φ1nzku、ρ12ku、ρ13ku、．．．、ρ1nzku］Ｔである。上記式（９）の状態方程式は線形であるが、観測量Ｚは、状態変数Ｘu、Ｙu及びＺuに関して非線形であるため、式（６）及び式（８）の各項が状態変数Ｘu、Ｙu及びＺuのそれぞれで偏微分され、上記式（１０）の観測行列Ｈが求められる。
【００３５】
【数３】
但し、数８のＨ１は、観測量Ｚ＝［Φ12ku、Φ13ku、．．．、Φ1nzku］Ｔとした場合の観測行列であり、数８のＨ２は、観測量Ｚ＝［ρ12ku、ρ13ku、．．．、ρ1nzku］Ｔとした場合の観測行列であり、観測行列Ｈは、２つの観測行列Ｈ１、Ｈ２が組み込まれた形となる。
【００３６】
上記式（９）の状態方程式及び上記式（１０）の観測方程式に対するカルマンフィルタは以下のように導出できる。
時間更新として、
η（ｉ）（−）＝η（ｉ−１）（＋） 式（１１）
Ｐ（ｉ）（−）＝Ｐ（ｉ−１）（＋）＋Ｑ（ｉ−１） 式（１２）
また、観測更新として、
Ｋ（ｉ）＝Ｐ（ｉ）（−）・ＨＴ（ｉ）・（Ｈ（ｉ）・Ｐ（ｉ）（−）・ＨＴ（ｉ）＋Ｒ（ｉ））−１ 式（１３）
η（ｉ）（＋）＝η（ｉ）（−）＋Ｋ（ｉ）・（Ｚ（ｉ）−Ｈ（ｉ）・η（ｉ）（−）） 式（１４）
Ｐ（ｉ）（＋）＝Ｐ（ｉ）（−）−Ｋ（ｉ）・Ｈ（ｉ）・Ｐ（ｉ）（−） 式（１５）
ここで、Ｑ，Ｒは、外乱ｕの共分散行列及び観測ノイズＶの共分散行列をそれぞれ表わす。尚、上記式（１１）及び式（１４）がフィルタ方程式、上記式（１３）がフィルタゲイン、上記式（１２）及び式（１５）が共分散方程式となる。η（ｉ）（−）及びη（ｉ）（＋）は、それぞれ予測値及び推定値であり、Ｐ（ｉ）（−）及びＰ（ｉ）（＋）は、それぞれ予測誤差共分散及び推定誤差共分散であり、η（ｉ）（−）及びη（ｉ）（＋）の推定精度を表している。また、上記式（１４）は、推定値η（ｉ）（＋）は、予測値η（ｉ）（−）に、観測予測誤差にカルマンゲインＫ（修正ゲイン）を乗じたものを補正項として加えることで導出されることを示している。
【００３７】
整数値バイアス推定部４８は、観測量Ｚに基づいて、上述のカルマンフィルタを適用し、最適な推定値η（ｉ）（＋）を導出することで、整数値バイアスの実数解（フロート解）を得る。整数値バイアスは、実際には整数値であるので、整数値バイアス推定部４８は、更に、求めた実数解に対して最も誤差の小さい整数解（即ち、波数）を第１候補として求め、次に誤差の小さい整数解を第２候補として求める。この手法としては、整数値バイアスの無相関化をはかり、整数解の探索空間を狭めて解を特定するＬＡＭＢＤＡ法が使用されてよい。或いは、整数値バイアス推定部４８は、ＬＡＭＢＤＡ法に代えて、他の整数最小二乗法や簡易の四捨五入により整数解を導出してもよい。
【００３８】
また、整数値バイアス推定部４８は、整数値バイアスの実数解の信頼度を与えるパラメータの一例として、測位解の分散σや、残差ないし残差二乗和Ｔを算出する。残差二乗和Ｔは、先ず、導出した整数値バイアスの推定値η（＋）（ｉ）又はその整数解を用いて、残差ベクトルν（ｉ）を以下の式（１６）のように求め、次いで、以下の式（１７）により求めることとしてよい。
ν（ｉ）＝Ｚ（ｉ）−Ｈ・η（＋）（ｉ） 式（１６）
Ｔ＝ν（ｉ）Ｑ−１ν（ｉ）／ｍ 式（１７）
ここで、Ｑは、誤差行列であり、ｍは未知数の数を表す。
【００３９】
このようにして、整数値バイアス推定部４８は、先ず、整数値バイアスの実数解の算出処理を実行し、次いで、算出した整数値バイアスの実数解に基づいて整数値バイアスの整数解の算出処理を実行する。整数値バイアス推定部４８は、また、整数値バイアスの整数解を確定すると、当該確定した整数値バイアスの整数解に基づいて、車両３０の位置を算出する。尚、整数値バイアス推定部４８は、観測周期毎に、整数値バイアスの実数解の算出処理、及び、整数値バイアスの整数解の算出処理を実行してもよい。或いは、一旦、後述のテスト部４９において精度の良好な整数値バイアスが算出されたと判定された場合には、整数値バイアス推定部４８は、当該整数値バイアスを継続的に用いて位相積算値の観測値のみで測位を継続し、サイクルスリップが生じた場合に、再度、整数値バイアスの実数解の算出処理、及び、整数値バイアスの整数解の算出処理を実行することとしてもよい。
【００４０】
尚、整数値バイアスの実数解の算出方法は、多種多様であり、上述の方法以外の他の方法が採用されてもよい。例えば、擬似距離の２重位相差ρjhkuを用いずに、位相積算値の２重位相差Φjhkuだけを用いる方法も可能である。また、ＧＰＳ受信機２２、３２が、GPS衛星１０から発射されるＬ１波及びＬ２波（周波数：1227.6ＭＨz）の双方を受信可能な２周波受信機である場合には、Ｌ２波に対する位相積算値の２重位相差Φjhkuが追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。また、他の帯域の搬送波（例えば、今後追加が予定されているL5帯の電波）に対する位相積算値の２重位相差Φjhkuが追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。同様に、擬似距離の２重位相差ρjhkuについても、Ｃ／Ａコード以外の同様のＰＲＮコード（擬似雑音符号）（例えば、Ｐコード等）に基づく擬似距離の1重又は2重位相差ρjhkuが、追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。上述した整数値バイアスの実数解の算出方法では、上述の如く２重位相差を取ることでＧＰＳ受信機２２，３２内での発振器の初期位相、及び、時計誤差等の影響を消去しているが、一重位相差を取る構成であってもよい。また、上述の方法では、電離層屈折効果、対流圏屈折効果及びマルチパスの影響を無視しているが、これらを考慮するものであってもよい。また、上述した方法において、車両３０が車両の場合、車両の移動に起因した車両特有の動的状態量を考慮するため、車両に搭載される車両センサ５０に基づく車両の移動速度等の動的状態量を既知入力として、カルマンフィルタに導入してもよい。また、車両３０の移動履歴から該車両３０の現時刻の状態を予測する移動体モデルをカルマンフィルタに導入してもよい。この場合、移動体モデルは、位置、速度、加速度、加加速度（加速度の微分値）のような車両３０の移動状態を表すことができる任意のパラメータを用いて構成されてよい。例えば、車両３０の速度ｖを一次のマルコフ過程と仮定して移動体モデルを構成して、カルマンフィルタに導入してもよい。また、上述の方法において、前回エポックでの推定（測位）結果が今回エポックの推定結果に影響を及ぼさないように、状態変数ηや誤差共分散行列Ｐの初期化をエポック毎に行うこととしてもよいし、状態変数ηや誤差共分散行列Ｐの初期化を行うことなく、通常的なカルマンフィルタの適用によりエポック毎に状態変数ηや誤差共分散行列Ｐを更新（引継ぎ）することとしてもよい。更に、上述した方法では、上記式（９）の状態方程式及び上記式（１０）の観測方程式にカルマンフィルタを適用するものであったが、最小二乗法やベイズ法等の他の推定手法を適用することも可能である。
【００４１】
整数値バイアス推定部４８は、上述の如く導出した整数値バイアスの実数解及び整数値バイアスの整数解（第１候補及び第２候補）を、整数値バイアスの整数解に基づいて算出した車両３０の位置に関する情報と共に、テスト部４９に供給する。また、整数値バイアス推定部４８は、必要に応じて、測位結果の分散や残差に関する情報をテスト部４９に供給する。尚、以下では、整数値バイアスの実数解を記号“ｎjh”で表し、整数値バイアスの整数解の第１候補を記号“Ｎjh1”で表し、整数値バイアスの整数解の第２候補を記号“Ｎjh2 ”で表す。
【００４２】
テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解の妥当性を検定・評価する。テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解が妥当であると判断した場合、当該整数値バイアスの整数解を採用する。この場合、テスト部４９は、当該整数値バイアスの整数解に基づいて算出された車両３０の位置に関する情報を、例えばナビゲーション装置に供給することとしてよい。一方、テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解が妥当でないと判断した場合、当該整数値バイアスの整数解を破棄する。この場合、テスト部４９は、当該整数値バイアスの整数解に基づいて算出された車両３０の位置に関する情報を、例えばナビゲーション装置に供給しないこととしてよい。
【００４３】
以下、テスト部４９におけるテスト方法について詳説する。以下では、説明の簡略化のため、４個のＧPS衛星１０１〜４が測位に用いる組であり、ＧPS衛星１０１が基準衛星であり、それぞれ3つの整数値バイアスの実数解（ｎ12、ｎ13、ｎ14）、整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131、Ｎ141）及び第２候補（Ｎ122、Ｎ132、Ｎ142）が算出される場合を想定する。
【００４４】
図５は、テスト部４９におけるテスト方法の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップ２００では、測位解の分散σや残差二乗和Ｔ、ＧPS衛星１０１〜４の仰角、DOP（Dilution Of Precision）、C／N比（搬送波の強度と雑音の強度の比）等のような、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータが入力される。尚、ここでは、説明の都合上、信頼度パラメータは、その値が低いほど信頼度が低いことを表すものとする。
【００４６】
ステップ２０２では、上記のステップ２００で得られた信頼度パラメータに応じて、レシオテスト（後述）で用いる閾値αが決定される。閾値αは、信頼度パラメータが小さいほど（例えば測位解の分散σや残差二乗和Ｔが大きいほど）、小さくなるような態様で決定されてもよい。これは、信頼度パラメータが小さいほど、整数値バイアスの実数解の信頼度が低く、それ故に、整数値バイアスの整数解の信頼度も低くなることを考慮したものである。例えば、閾値αは、所定のデフォルト値α０をk倍（０＜ｋ＜１）してもよい。この場合、kは、信頼度パラメータが小さいほど小さい値とされる。或いは、逆の発想で、閾値αは、信頼度パラメータが小さいほど、大きくなるような態様で決定されてもよい。
【００４７】
或いは、例えば整数値バイアスの実数解を求めるために用いた上述の測位方法の種類に応じて、閾値αを決定してもよい。例えば、Ｃ／Ａコード（擬似距離ρiu）、Ｌ１波及びL２波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α１とし、Ｃ／Ａコード及びＬ１波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α２とし、Ｃ／Ａコード及びＬ２波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α３とした場合、α１＞α２＞α３の関係で閾値αを設定してもよい。或いは、逆の発想で、α3＞α２＞α1の関係で閾値αを設定してもよい。
【００４８】
ステップ２０４では、レシオテスト（後述）で用いるレシオＲが算出される。レシオＲは、以下に示すように、整数値バイアスの実数解と整数値バイアスの整数解の第１候補との間の距離（ノルム）と、整数値バイアスの実数解と整数値バイアスの整数解の第２候補との間の距離との間の比である。
Ｒ＝｛（ｎ12−Ｎ122）２＋（ｎ13−Ｎ132）２＋（ｎ14−Ｎ142）２｝／｛（ｎ12−Ｎ121）２＋（ｎ13−Ｎ131）２＋（ｎ14−Ｎ141）２｝ 式（１８）
レシオＲは、一般的に、高い値であるほど整数値バイアスの整数解の第１候補の信頼度が高いことを表す。
【００４９】
ステップ２０６では、上記のステップ２０４で算出されたレシオＲが、上記のステップ２０２で決定された閾値αよりも大きいか否かが判定される（即ち、レシオテストが実行される）。レシオＲが閾値αよりも大きい場合には、ステップ２０８に進み、レシオＲが閾値α以下の場合には、ステップ２１０に進む。
【００５０】
ステップ２０８では、レシオＲが閾値αよりも大きいことから、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が採用される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されてもよい。
【００５１】
ステップ２１０では、レシオＲが閾値α以下であることから、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されないようにしてもよい。
【００５２】
このように、図５に示すテスト方法によれば、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータに応じて、レシオテストの閾値αを可変することで、整数値バイアスの実数解の信頼度に応じて整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性を高精度に評価することができる。
【００５３】
尚、図５に示す処理において、ステップ２１０に移行した場合に、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更して、測位をやり直し、当該やり直した測位で導出される整数値バイアスの整数解の第１候補を、再度、評価することとしてもよい。この場合、ステップ２０２で決定される閾値αは、当該やり直した測位で導出される信頼度パラメータに応じて決定されるので、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更することに応じて、変化しうる。
【００５４】
図６は、テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。尚、以下では、整数値バイアス推定部４８は、観測周期毎に、整数値バイアスの実数解及び整数解を算出・出力するものとし、また、図６の処理は、当該観測周期に合わせて繰り返し実行されるものとする。
【００５５】
図７は、図６に示す処理で用いられる第１閾値αと第２閾値βの関係等を示すイメージ図である。図７では、理解の容易化のため、２つの整数値バイアスの実数解（ｎ12、ｎ13）に対する整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131）及び第２候補（Ｎ122、Ｎ132）の対応関係が２次元的に示されている。図７では、整数解が変化するライン（境界ライン）が模式的に示されている。尚、ＬＡＭＢＤＡ法に代えて四捨五入により整数解を導出する構成では、この境界ラインは、四捨五入ラインに対応することになる。また、図７では、第１閾値αと第２閾値βの間の領域が“グレーゾーン”として示され、第２閾値βと第３閾値γの間の領域が“レッドゾーン”として示されている。これらの閾値の意義については後述する。
【００５６】
図６を参照するに、ステップ３００では、上述の図５のステップ２０４と同様、レシオテストで用いるレシオＲが算出される。
【００５７】
ステップ３０２では、上述の図５のステップ２０６と同様、上記のステップ３０２で算出されたレシオＲが、第１閾値αよりも大きいか否かが判定される。第１閾値αは、上述の図５の閾値αと同様に、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータ等に応じて変化されてもよいし、固定値であってもよい。レシオＲが第１閾値αよりも大きい場合には、ステップ３２０に進み、レシオＲが第１閾値α以下の場合には、ステップ３０４に進む。
【００５８】
ステップ３０４では、上記のステップ３０２で算出されたレシオＲが、第２閾値βよりも大きいか否かが判定される。第２閾値βは、第１閾値αよりも小さい（即ち穏やかな）値に設定される。第２閾値βについても、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータ等に応じて変化されてもよい。但し、第２閾値βは、第１閾値αよりも小さく、且つ、整数値バイアスの整数解が変化する境界ラインを画成する最小レシオ以上に設定される（図７参照）。
【００５９】
本ステップ３０４において、レシオＲが第２閾値βよりも大きい場合には（図７のグレーゾーン参照）、ステップ３０６に進む。レシオＲが第２閾値β以下の場合には、後述のステップ３１８の処理に進む。
【００６０】
ステップ３０６では、基準衛星となるＧPS衛星１０１を除く他のＧPS衛星１０２〜４のうちの、特定の１つのＧPS衛星１０（ここでは、一例としてＧPS衛星１０２）が選択され、当該ＧPS衛星１０２を除外して、新たなレシオＲ’が算出される。具体的には、以下の通りである。
Ｒ’＝｛（ｎ13−Ｎ132）２＋（ｎ14−Ｎ142）２｝／｛（ｎ13−Ｎ131）２＋（ｎ14−Ｎ141）２｝ 式（１９）
ステップ３０８では、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ’(特定のＧPS衛星を除外した新たなレシオＲ’)が、第１閾値αよりも大きいか否かが判定される。第１閾値αは、上記のステップ３０２の第１閾値αと同一であってよい。レシオＲ’が第１閾値αよりも大きい場合には、ステップ３２０に進み、レシオＲ’が第１閾値α以下の場合には、ステップ３１０に進む。
【００６１】
ステップ３１０では、基準衛星１０１を除く他の全てのＧPS衛星１０２〜４が上記のステップ３０６で特定のＧPS衛星として選択されたか否かが判定される。肯定判定の場合、ステップ３１４に進み、否定判定の場合、ステップ３１２に進む。
【００６２】
ステップ３１２では、特定のＧPS衛星が変更され、ステップ３０６に戻る。未だ選択されていない別のＧPS衛星が、特定のＧPS衛星として選択される。上記の例では、特定のＧPS衛星がＧPS衛星１０２からＧPS衛星１０３へと変更される。このようにして、基準衛星１０１を除く他のＧPS衛星１０２〜４のそれぞれを除外したレシオテストが実行される。そして、ＧPS衛星１０２〜４のうちのどれを特定のＧPS衛星として除外した場合でもレシオＲ’が第１閾値α以下である場合には、ステップ３１４に進むことになる。
【００６３】
ステップ３１４では、他の評価基準を適用して、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価される。例えば、測位解の分散σや残差二乗和Ｔ等のような、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータを用いて、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価されてもよい。或いは、整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて導出された車両３０の測位位置と、車両センサ５０や地図データ、インフラ等からの情報に基づく車両３０の推定位置（例えば慣性航法による測位結果）とを比較することで、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価されてもよい。
【００６４】
ステップ３１６では、他の評価基準が満たされたか否かが判定される。例えば、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータが所定基準値よりも大きい場合には、他の評価基準が満たされたと判定されてステップ３２０に進むこととしてよい。また、整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて導出された車両３０の測位位置と、車両センサ５０や地図データからの情報に基づく車両３０の推定位置との差が所定基準値よりも小さい場合には、他の評価基準が満たされたと判定されてステップ３２０に進むこととしてよい。ステップ３１６で否定判定された場合には、ステップ３１８に進む。
【００６５】
ステップ３１８では、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されないようにしてもよい。或いは、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更して、測位をやり直し、当該やり直した測位で導出される整数値バイアスの整数解の第１候補を、再度、評価することとしてもよい。この場合、再演算された整数値バイアスの整数解の第１候補に対して、ステップ３００からの処理が実行されることになる。この場合、ステップ３０２、３０４，３０８で用いられる各閾値α及びβが、当該やり直した測位で導出される信頼度パラメータ等に応じて可変される場合には、各閾値α及びβは、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更することに応じて、変化しうる。
【００６６】
ステップ３２０では、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が採用される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されてもよい。
【００６７】
このように、図６に示すテスト方法によれば、２つの閾値α及びβを用いることで、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなっても、正確な整数値バイアスの整数解を精度良く選別（救済）して採用することができる。即ち、第１閾値αよりも穏やかな第２閾値βを導入し、レシオRが第１閾値αと第２閾値βの間になった場合に、上述のステップ３０８，３１４等の各種の評価を実行することで、正確な整数値バイアスの整数解を、妥当性が低いと誤判定して破棄してしまうことを防止することができる。
【００６８】
尚、図６に示す処理において、ステップ３０８で肯定判定された場合に、レシオＲ’の算出の際に除去した特定のＧPS衛星を除いて測位演算をやり直し、当該測位演算により得られる新たな整数値バイアスの整数解を同様に評価してもよい。例えば、６個のＧPS衛星１０１〜６を用いて一次的に測位を行った場合であって、例えばＧPS衛星１０６を除いたレシオＲ’が第１閾値αよりも大きい場合には、ＧPS衛星１０６を除いて５個のＧPS衛星１０１〜５を用いて測位をやり直し、当該測位により得られる整数値バイアスの整数解を同様にステップ３００からの処理で評価してもよい。
【００６９】
図８は、テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。図８において、図６と同一であってよい処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００７０】
ステップ３０３では、整数値バイアスの整数解の第１候補が前回周期から変化したか否かが判定される。整数値バイアスの整数解の第１候補が前回周期から変化した場合には、ステップ３２２に進み、変化してない場合には、ステップ３０６に進む。例えば、整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131、Ｎ141）のうちの少なくとも１つ（例えばＮ121）が前回周期から変化した場合には、ステップ３２２に進む。
【００７１】
ステップ３２２では、今回周期で得られた整数値バイアスの実数解と前回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補を用いて、新たなレシオＲ”が算出される。具体的には、以下の通りである。
Ｒ”＝｛（ｎ12−Ｎ122’）２＋（ｎ13−Ｎ132’）２＋（ｎ14−Ｎ142’）２｝／｛（ｎ12−Ｎ121’）２＋（ｎ13−Ｎ131’）２＋（ｎ14−Ｎ141’）２｝ 式（２０）
ここで、（Ｎ121’、Ｎ131’、Ｎ141’）は、整数値バイアスの整数解の第１候補の前回周期の値を示し、（Ｎ122’、Ｎ132’、Ｎ142’）は、整数値バイアスの整数解の第２候補の前回周期の値を示す。但し、式（２０）において、整数値バイアスの整数解の第２候補については、今回周期で得られたものが用いられてもよい。
【００７２】
ステップ３２４では、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ”と、前回周期で算出されたレシオＲ（式１８参照）との差の大きさが所定閾値以下であるか否かが判定される。即ち、今回周期で得られた整数値バイアスの実数解の変化が小さいか否かが判断される。レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下である場合には、ステップ３２６に進み、それ以外の場合には、ステップ３２８に進む。
【００７３】
ステップ３２６では、前回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補が、今回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補よりも妥当であると判断される。即ち、今回周期の整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が今回周期の値として採用される。
【００７４】
ステップ３２８では、今回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。
【００７５】
このように、図８に示すテスト方法によれば、ノイズ等の影響で実数解の精度が一時的に悪くなり、その結果、整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合でも、その変化前後の整数値バイアスの整数解のうちから正しい整数解を精度良く選別することができる。
【００７６】
尚、図８に示す処理において、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下であるか否かの判定に代えて若しくは加えて、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ”が第３閾値γ（図７参照）以上であるか否かを判定してもよい（即ち、図7のレッドゾーンに属しているか否かを判定してもよい）。この場合、第３閾値γは、第２閾値βよりも小さい（即ち穏やかな）値に設定される。また、第２閾値βは、図７に示すように、境界ラインを画成する最小レシオに対応する値であってもよい。
【００７７】
また、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下であるか否かの判定に代えて、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが、前回周期以前の各周期間のレシオＲの差の大きさと同様であるか否かを判定してもよい。
【００７８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７９】
例えば、上述の実施例では、ＧＰＳに本発明が適用された例を示したが、本発明は、ＧＰＳ以下の衛星システム、例えばガリレオ等の他のGNSS(Global Navigation Satellite System)にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る搬送波位相式ＧＰＳ測位システムの構成図である。
【図２】図１の搬送波位相式ＧＰＳ測位システムのより詳細な構成図である。
【図３】処理装置４０の主要構成を示すブロック図である。
【図４】ワールド座標系とローカル座標系との関係、及び、ローカル座標系とボディ座標との関係を示す図である。
【図５】テスト部４９におけるテスト方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１閾値αと第２閾値βの関係を示すイメージ図である。
【図８】テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０ ＧＰＳ衛星
２０ 基準局
２２ 基準局側ＧＰＳ受信機
３０ 車両
３２ 車両側ＧＰＳ受信機
４０ 処理装置
４２ 衛星位置算出部
４８ 整数値バイアス推定部
４９ テスト部
５０ 車両センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、搬送波位相式移動体測位装置の測位過程で算出される整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するために、レシオテストを行うことが知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献２参照）。レシオテストは、一般的に、整数値バイアスの整数解の候補として、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を用いて、実数解と各候補の距離（ノルム）を算出し、その比（「レシオＲ」と称する）が所定閾値以上か否かを判断することにより、実現される。
【特許文献１】特表２００１−５０８１８２号公報
【非特許文献２】新ＧＰＳ測量の基礎（書籍）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のレシオテストのようなテスト方法では、閾値が固定されているため、整数値バイアスの整数解のテスト方法として不十分な側面がある。即ち、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなると、レシオＲが低い値となるので、整数値バイアスの整数解が、精度が低いとしてはじかれてしまう虞がある。しかしながら、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなっても、正確な整数値バイアスの整数解が得られる場合もあるので、レシオＲが低い値となっても、このような正確な整数値バイアスの整数解を採用できるようなテスト方法が有用である。他方、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなると、正確な整数値バイアスの整数解が得られる可能性が低いので、この点も考慮する必要がある。
【０００４】
そこで、本発明は、整数値バイアスの整数解の妥当性を高い精度で評価することができる搬送波位相式移動体測位装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置であって、
衛星からの受信電波の観測結果に基づいて、搬送波位相の積算値の整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、
前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて、前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段が前記閾値を２種類以上用いて前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価し、
前記２種類以上の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも穏やかな第２閾値とを含み、
前記テスト手段は、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断し、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たさないが前記第２閾値を満たす場合には、特定の衛星に関する前記整数値バイアスの実数解及び整数解を排除して前記指標値を再算出し、該再算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする。
【０００８】
第４の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記第１閾値及び／又は前記第２閾値は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて可変されることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記再算出した指標値が、前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断することを特徴とする。
【００１０】
第６の発明は、第３の発明に係る移動体測位装置において、
前記実数解導出手段及び前記整数解導出手段は、前記テスト手段により再算出された指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記特定の衛星を排除して、前記整数値バイアスの実数解及び整数解を再演算することを特徴とする。
【００１１】
第７の発明は、第１から６のいずれかの発明に係る移動体測位装置において、
前記整数解導出手段は、一の実数解に対して少なくとも２以上の整数値バイアスの候補を導出し、該整数値バイアスの候補は、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を少なくとも含み、
前記テスト手段は、前記整数値バイアスの整数解の第１候補と、対応する実数解との誤差と、前記整数値バイアスの整数解の第２候補と、対応する実数解との誤差との比を前記指標値として算出することを特徴とする。
【００１２】
第８の発明は、第７の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出すると共に、該変化後の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値のそれぞれと閾値との関係に基づいて、前記変化前の整数解及び前記変化後の整数解の妥当性を比較することを特徴とする。
【００１３】
第９の発明は、第７の発明に係る移動体測位装置において、
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値を、前記変化前の整数解の第１候補と前記変化前の実数解との関係に基づいて算出された前記指標値と比較し、これらの指標値間の差が所定基準値よりも小さい場合には、前記変化前の整数解が妥当であると判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、整数値バイアスの整数解の妥当性を高い精度で評価することができる搬送波位相式移動体測位装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１６】
図１は、本発明に係る搬送波位相式測位システムの構成図である。図１に示すように、ＧＰＳ測位システムは、地球周りを周回するＧＰＳ衛星１０と、地球上の所定位置（既知点）に設置される固定型の基準局２０と、地球上に位置し地球上を移動しうる車両３０とから構成される。尚、車両３０は、あくまで移動体の一例であり、その他の移動体としては、自動二輪車、鉄道、船舶、航空機、ホークリフト、ロボットや、人の移動に伴い移動する携帯電話等の情報端末等がありうる。
【００１７】
ＧＰＳ衛星１０は、航法メッセージを地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するＧＰＳ衛星１０に関する軌道情報、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれている。航法メッセージは、Ｃ／Ａコードにより拡散されＬ１搬送波（周波数：1575.42ＭＨz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。
【００１８】
図２は、図１の搬送波位相式ＧＰＳ測位システムのより詳細な構成図である。車両３０は、ＧＰＳ受信機３２を備える。ＧＰＳ受信機３２内には、その周波数がＧＰＳ衛星１０の搬送周波数と一致する発振器（図示せず）が内蔵されている。ＧＰＳ受信機３２は、ＧＰＳアンテナ３２ａを介してＧＰＳ衛星１０から受信した電波（衛星信号）を中間周波数に変換後、ＧＰＳ受信機３２内で発生させたレプリカＣ／Ａコードを用いてＣ／Ａコード同期を行い、航法メッセージを取り出す。尚、Ｃ／Ａコード同期の方法は、多種多様でありえ、任意の適切な方法が採用されてよい。例えば、ＤＤＬ（Ｄｅｌａｙ―Ｌｏｃｋｅｄ
Ｌｏｏｐ）を用いて、受信したＣ／Ａコードに対するレプリカＣ／Ａコードの相関値がピークとなるコード位相を追尾する方法であってよい。
【００１９】
また、ＧＰＳ受信機３２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの搬送波に基づいて、搬送波位相の位相積算値Φiuを計測する。尚、位相積算値Φiuについて、添え字ｉ（＝１，２，・・・）は、各ＧＰＳ衛星１０iに割り当てられた番号を示し、添え字ｕは車両３０側での積算値であることを示す。位相積算値Φiuは、次式に示すように、搬送波受信時刻ｔでの発振器の位相Θiu（ｔ）と、ＧＰＳ衛星１０iでの衛星信号発生時の搬送波位相Θiu（ｔ−τ）との差として得られる。
Φiu（ｔ）＝Θiu（ｔ）−Θiu（ｔ−τu）＋Ｎiu＋εiu（ｔ） 式（１）
ここで、τuは、ＧＰＳ衛星１０からＧＰＳ受信機３２までのトラベル時間を示し、εiuは、ノイズ（誤差）を表わす。尚、位相差の観測開始時点では、ＧＰＳ受信機３２は、搬送波位相の１波長以内の位相を正確に測定できるが、それが何波長目に相当するかを確定できない。このため、位相積算値Φiu（ｔ）には、上式に示すように、不確定な要素として整数値バイアスＮiuが導入される。
【００２０】
また、ＧＰＳ受信機３２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの各搬送波に乗せられるＣ／Ａコードに基づいて、擬似距離ρiuを計測する。ここで計測される擬似距離ρiuは、以下のように距離誤差等の誤差を含んでいる。
ρiu（ｔ）＝ｃ・τu＋ｂ 式（２）
ここで、ｃは光速であり、ｂは、クロックバイアスとも称され、ＧＰＳ受信機３２内の時計誤差による距離誤差に対応する。
【００２１】
ＧＰＳ受信機３２には、処理装置４０が接続される。処理装置４０は、以下で詳説する各種測位演算処理を行う装置である。処理装置４０は、マイクロコンピューターないしプロセッサ（DSP）を中心として構成されてよい。尚、処理装置４０は、ＧＰＳ受信機３２に内蔵されてもよい。
【００２２】
処理装置４０には、車両３０に搭載される車両センサ５０が接続される。車両センサ５０は、車両３０の位置、移動量（速度）及び向き（方位）ないし姿勢に関連する情報（以下、「車両情報」という）を取得するセンサであり、複数種のセンサの組み合わせであってよい。例えば、車両センサ５０は、車両３０の方位を検出する磁気インピーダンスセンサ（地磁気センサ）と、車両３０の加速度を検出する加速度センサとの組み合わせであってよい。或いは、車両センサ５０は、加速度センサと、車両３０のヨー方向の速度（角速度）を検出するヨーレートセンサ（ジャイロセンサ）との組み合わせ（即ち、ＩＮＳセンサ）であってもよい。車両センサ５０は、車輪速センサを含んでもよい。車両センサ５０からの車両情報は、所定周期毎に、処理装置４０に入力される。
【００２３】
処理装置４０は、通信機能を備え、基準局２０側の携帯電話基地局等のような通信施設２３と双方向通信を行うように構成されている。
【００２４】
基準局２０は、ＧＰＳアンテナ２２ａを備えるＧＰＳ受信機２２を有する。ＧＰＳ受信機２２は、車両３０のＧＰＳ受信機３２と同様に、各ＧＰＳ衛星１０iからの搬送波に基づいて、次式に示すように、搬送波受信時刻ｔにおける搬送波位相の積算値Φik（ｔ）を計測する。
Φik（ｔ）＝Θik（ｔ）−Θik（ｔ−τk）＋Ｎik＋εik（ｔ） 式（３）
尚、Ｎikは、整数値バイアスを示し、εikは、ノイズ（誤差）を表わす。尚、位相積算値Φikについて、添え字ｋは基準局２０側での積算値であることを示す。
【００２５】
また、ＧＰＳ受信機２２は、各ＧＰＳ衛星１０iからの各搬送波に乗せられるＣ／Ａコードに基づいて、擬似距離ρikを計測する。
ρik（ｔ）＝ｃ・τk＋ｂ 式（４）
基準局２０は、計測した位相積算値Φik及び擬似距離ρikを通信施設２３を介して車両３０（処理装置４０）に送信する。尚、基準局２０は、所定領域に複数設置されている。各基準局２０と通信施設２３（複数も可）とは、図２に示すように、インターネット等のネットワークを介して接続されてよく、若しくは、基準局２０毎に通信施設２３が設けられてもよい。前者の構成では、車両３０は、通信施設２３との間で通信可能な状態である限り、各基準局２０が受信した情報を得ることができる。
【００２６】
図３は、処理装置４０の主要構成を示すブロック図である。処理装置４０は、図３に示すように、衛星位置算出部４２と、整数値バイアス推定部４８と、テスト部４９とを含む。
【００２７】
衛星位置算出部４２は、ＧＰＳ受信機３２が受信した航法メッセージの軌道情報に基づいて、観測可能な各ＧＰＳ衛星１０iの、時刻ｔにおけるワールド座標系（WGS84）での位置（Ｘi（ｔ）、Ｙi（ｔ）、Ｚi（ｔ））を計算する。尚、ＧＰＳ衛星１０は、人工衛星の１つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定される。また、ＧＰＳ衛星１０の軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのＧＰＳ衛星１０の位置が計算できる。また、搬送波受信時刻ｔでの各ＧＰＳ衛星１０iの位置（Ｘi（ｔ）、Ｙi（ｔ）、Ｚi（ｔ））は、ＧＰＳ衛星１０の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのＧＰＳ衛星１０の位置を３次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、図４に示すように、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するＸ軸及びY軸、並びに、この両軸に直交するＺ軸により定義される。
【００２８】
整数値バイアス推定部４８では、各ＧＰＳ衛星１０iに係る観測データ（特に、車両３０が通信機３３を介して受信する基準局２０側の位相積算値Φik、及び、車両３０側の位相積算値Φiu）に基づいて整数値バイアスが推定される。以下、その手順を説明する。
【００２９】
時刻ｔにおける２つのＧＰＳ衛星１０j、１０h（ｉ＝ｊ、ｈ、但し、ｊ≠ｈ）に関する位相積算値の２重位相差は、次式となる。
Φjhku＝（Φjk（ｔ）−Φju（ｔ））−（Φhk（ｔ）−Φhu（ｔ）） 式（５）
一方、位相積算値の２重位相差Φjhkuは、（ＧＰＳ衛星１０iとＧＰＳ受信機２２若しくは３２との距離）＝（搬送波の波長Ｌ）×（位相積算値）という物理的な意味合いから、次のようになる。
【００３０】
【数１】
ここで、式（６）における［Ｘk（ｔ）、Ｙk（ｔ）、Ｚk（ｔ）］は、時刻ｔにおける基準局２０のワールド座標系における座標値（既知）であり、［Ｘu（ｔ）、Ｙu（ｔ）、Ｚu（ｔ）］は、時刻ｔにおける車両３０の座標値（未知）であり、［Ｘj（ｔ）、Ｙj（ｔ）、Ｚj（ｔ）］及び［Ｘh（ｔ）、Ｙh（ｔ）、Ｚh（ｔ）］は、時刻ｔにおける各ＧＰＳ衛星１０j、１０hの座標値（衛星位置算出部４２により算出）である。Ｎjhkuは、整数値バイアスの２重位相差である（即ち、Ｎjhku＝（Ｎjk−Ｎju）−（Ｎhk−Ｎhu））。尚、時刻ｔは、例えばGPS時刻で同期が取られているものとする。
【００３１】
また、時刻ｔにおける２つのＧＰＳ衛星１０j、１０h（ｉ＝ｊ、ｈ、但し、ｊ≠ｈ）に関する擬似距離の２重位相差は、次式となる。
ρjhku＝（ρjk（ｔ）−ρju（ｔ））−（ρhk（ｔ）−ρhu（ｔ）） 式（７）
擬似距離の２重位相差ρjhkuは、次のように表せる。
【００３２】
【数２】
ここで、式（８）における［Ｘk（ｔ）、Ｙk（ｔ）、Ｚk（ｔ）］、［Ｘu（ｔ）、Ｙu（ｔ）、Ｚu（ｔ）］、［Ｘj（ｔ）、Ｙj（ｔ）、Ｚj（ｔ）］及び［Ｘh（ｔ）、Ｙh（ｔ）、Ｚh（ｔ）］は、同様であり、ｂjhkuはクロックバイアスの２重位相差である。また、時刻ｔは、例えばGPS時刻で同期が取られているものとする。
【００３３】
整数値バイアス推定部４８では、次の状態方程式が設定される。
η（ｉ＋１）＝Ｆ・η（ｉ）＋ｕ（ｉ） 式（９）
ここで、η（ｉ）は、観測周期ｉ（＝１，２．．．）での状態変数を表わし、車両３０の位置［Ｘu（ｉ）、Ｙu（ｉ）、Ｚu（ｉ）］、及び、nz個のＧPS衛星１０１〜nzが観測可能な場合の整数値バイアスの２重位相差である。即ち、ＧPS衛星１０１を基準衛星（参照衛星）としたとき、η＝［Ｘu、Ｙu、Ｚu、Ｎ12ku、Ｎ13ku、．．．、Ｎ1nzku］Ｔである（Ｔは転置を表す）。また、ｕは、外乱（システム雑音：正規性白色雑音）である。
【００３４】
整数値バイアス推定部４８では、次の観測方程式が採用される。
Ｚ（ｉ）＝Ｈ（ｉ）・η（ｉ）＋Ｖ（ｉ） 式（１０）
を用いて、ここで、Ｚ及びＶは、それぞれ、観測量及び観測ノイズ（正規性白色雑音）を示す。式（１０）の観測量Ｚは、位相積算値の２重位相差Φjhku（上記式（６）参照）及び擬似距離の２重位相差ρjhku（上記式（８）参照）である。即ち、Ｚ＝［Φ12ku、Φ13ku、．．．、Φ1nzku、ρ12ku、ρ13ku、．．．、ρ1nzku］Ｔである。上記式（９）の状態方程式は線形であるが、観測量Ｚは、状態変数Ｘu、Ｙu及びＺuに関して非線形であるため、式（６）及び式（８）の各項が状態変数Ｘu、Ｙu及びＺuのそれぞれで偏微分され、上記式（１０）の観測行列Ｈが求められる。
【００３５】
【数３】
但し、数８のＨ１は、観測量Ｚ＝［Φ12ku、Φ13ku、．．．、Φ1nzku］Ｔとした場合の観測行列であり、数８のＨ２は、観測量Ｚ＝［ρ12ku、ρ13ku、．．．、ρ1nzku］Ｔとした場合の観測行列であり、観測行列Ｈは、２つの観測行列Ｈ１、Ｈ２が組み込まれた形となる。
【００３６】
上記式（９）の状態方程式及び上記式（１０）の観測方程式に対するカルマンフィルタは以下のように導出できる。
時間更新として、
η（ｉ）（−）＝η（ｉ−１）（＋） 式（１１）
Ｐ（ｉ）（−）＝Ｐ（ｉ−１）（＋）＋Ｑ（ｉ−１） 式（１２）
また、観測更新として、
Ｋ（ｉ）＝Ｐ（ｉ）（−）・ＨＴ（ｉ）・（Ｈ（ｉ）・Ｐ（ｉ）（−）・ＨＴ（ｉ）＋Ｒ（ｉ））−１ 式（１３）
η（ｉ）（＋）＝η（ｉ）（−）＋Ｋ（ｉ）・（Ｚ（ｉ）−Ｈ（ｉ）・η（ｉ）（−）） 式（１４）
Ｐ（ｉ）（＋）＝Ｐ（ｉ）（−）−Ｋ（ｉ）・Ｈ（ｉ）・Ｐ（ｉ）（−） 式（１５）
ここで、Ｑ，Ｒは、外乱ｕの共分散行列及び観測ノイズＶの共分散行列をそれぞれ表わす。尚、上記式（１１）及び式（１４）がフィルタ方程式、上記式（１３）がフィルタゲイン、上記式（１２）及び式（１５）が共分散方程式となる。η（ｉ）（−）及びη（ｉ）（＋）は、それぞれ予測値及び推定値であり、Ｐ（ｉ）（−）及びＰ（ｉ）（＋）は、それぞれ予測誤差共分散及び推定誤差共分散であり、η（ｉ）（−）及びη（ｉ）（＋）の推定精度を表している。また、上記式（１４）は、推定値η（ｉ）（＋）は、予測値η（ｉ）（−）に、観測予測誤差にカルマンゲインＫ（修正ゲイン）を乗じたものを補正項として加えることで導出されることを示している。
【００３７】
整数値バイアス推定部４８は、観測量Ｚに基づいて、上述のカルマンフィルタを適用し、最適な推定値η（ｉ）（＋）を導出することで、整数値バイアスの実数解（フロート解）を得る。整数値バイアスは、実際には整数値であるので、整数値バイアス推定部４８は、更に、求めた実数解に対して最も誤差の小さい整数解（即ち、波数）を第１候補として求め、次に誤差の小さい整数解を第２候補として求める。この手法としては、整数値バイアスの無相関化をはかり、整数解の探索空間を狭めて解を特定するＬＡＭＢＤＡ法が使用されてよい。或いは、整数値バイアス推定部４８は、ＬＡＭＢＤＡ法に代えて、他の整数最小二乗法や簡易の四捨五入により整数解を導出してもよい。
【００３８】
また、整数値バイアス推定部４８は、整数値バイアスの実数解の信頼度を与えるパラメータの一例として、測位解の分散σや、残差ないし残差二乗和Ｔを算出する。残差二乗和Ｔは、先ず、導出した整数値バイアスの推定値η（＋）（ｉ）又はその整数解を用いて、残差ベクトルν（ｉ）を以下の式（１６）のように求め、次いで、以下の式（１７）により求めることとしてよい。
ν（ｉ）＝Ｚ（ｉ）−Ｈ・η（＋）（ｉ） 式（１６）
Ｔ＝ν（ｉ）Ｑ−１ν（ｉ）／ｍ 式（１７）
ここで、Ｑは、誤差行列であり、ｍは未知数の数を表す。
【００３９】
このようにして、整数値バイアス推定部４８は、先ず、整数値バイアスの実数解の算出処理を実行し、次いで、算出した整数値バイアスの実数解に基づいて整数値バイアスの整数解の算出処理を実行する。整数値バイアス推定部４８は、また、整数値バイアスの整数解を確定すると、当該確定した整数値バイアスの整数解に基づいて、車両３０の位置を算出する。尚、整数値バイアス推定部４８は、観測周期毎に、整数値バイアスの実数解の算出処理、及び、整数値バイアスの整数解の算出処理を実行してもよい。或いは、一旦、後述のテスト部４９において精度の良好な整数値バイアスが算出されたと判定された場合には、整数値バイアス推定部４８は、当該整数値バイアスを継続的に用いて位相積算値の観測値のみで測位を継続し、サイクルスリップが生じた場合に、再度、整数値バイアスの実数解の算出処理、及び、整数値バイアスの整数解の算出処理を実行することとしてもよい。
【００４０】
尚、整数値バイアスの実数解の算出方法は、多種多様であり、上述の方法以外の他の方法が採用されてもよい。例えば、擬似距離の２重位相差ρjhkuを用いずに、位相積算値の２重位相差Φjhkuだけを用いる方法も可能である。また、ＧＰＳ受信機２２、３２が、GPS衛星１０から発射されるＬ１波及びＬ２波（周波数：1227.6ＭＨz）の双方を受信可能な２周波受信機である場合には、Ｌ２波に対する位相積算値の２重位相差Φjhkuが追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。また、他の帯域の搬送波（例えば、今後追加が予定されているL5帯の電波）に対する位相積算値の２重位相差Φjhkuが追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。同様に、擬似距離の２重位相差ρjhkuについても、Ｃ／Ａコード以外の同様のＰＲＮコード（擬似雑音符号）（例えば、Ｐコード等）に基づく擬似距離の1重又は2重位相差ρjhkuが、追加的若しくは代替的に観測量Zとして用いられてよい。上述した整数値バイアスの実数解の算出方法では、上述の如く２重位相差を取ることでＧＰＳ受信機２２，３２内での発振器の初期位相、及び、時計誤差等の影響を消去しているが、一重位相差を取る構成であってもよい。また、上述の方法では、電離層屈折効果、対流圏屈折効果及びマルチパスの影響を無視しているが、これらを考慮するものであってもよい。また、上述した方法において、車両３０が車両の場合、車両の移動に起因した車両特有の動的状態量を考慮するため、車両に搭載される車両センサ５０に基づく車両の移動速度等の動的状態量を既知入力として、カルマンフィルタに導入してもよい。また、車両３０の移動履歴から該車両３０の現時刻の状態を予測する移動体モデルをカルマンフィルタに導入してもよい。この場合、移動体モデルは、位置、速度、加速度、加加速度（加速度の微分値）のような車両３０の移動状態を表すことができる任意のパラメータを用いて構成されてよい。例えば、車両３０の速度ｖを一次のマルコフ過程と仮定して移動体モデルを構成して、カルマンフィルタに導入してもよい。また、上述の方法において、前回エポックでの推定（測位）結果が今回エポックの推定結果に影響を及ぼさないように、状態変数ηや誤差共分散行列Ｐの初期化をエポック毎に行うこととしてもよいし、状態変数ηや誤差共分散行列Ｐの初期化を行うことなく、通常的なカルマンフィルタの適用によりエポック毎に状態変数ηや誤差共分散行列Ｐを更新（引継ぎ）することとしてもよい。更に、上述した方法では、上記式（９）の状態方程式及び上記式（１０）の観測方程式にカルマンフィルタを適用するものであったが、最小二乗法やベイズ法等の他の推定手法を適用することも可能である。
【００４１】
整数値バイアス推定部４８は、上述の如く導出した整数値バイアスの実数解及び整数値バイアスの整数解（第１候補及び第２候補）を、整数値バイアスの整数解に基づいて算出した車両３０の位置に関する情報と共に、テスト部４９に供給する。また、整数値バイアス推定部４８は、必要に応じて、測位結果の分散や残差に関する情報をテスト部４９に供給する。尚、以下では、整数値バイアスの実数解を記号“ｎjh”で表し、整数値バイアスの整数解の第１候補を記号“Ｎjh1”で表し、整数値バイアスの整数解の第２候補を記号“Ｎjh2 ”で表す。
【００４２】
テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解の妥当性を検定・評価する。テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解が妥当であると判断した場合、当該整数値バイアスの整数解を採用する。この場合、テスト部４９は、当該整数値バイアスの整数解に基づいて算出された車両３０の位置に関する情報を、例えばナビゲーション装置に供給することとしてよい。一方、テスト部４９は、整数値バイアス推定部４８で導出された整数値バイアスの整数解が妥当でないと判断した場合、当該整数値バイアスの整数解を破棄する。この場合、テスト部４９は、当該整数値バイアスの整数解に基づいて算出された車両３０の位置に関する情報を、例えばナビゲーション装置に供給しないこととしてよい。
【００４３】
以下、テスト部４９におけるテスト方法について詳説する。以下では、説明の簡略化のため、４個のＧPS衛星１０１〜４が測位に用いる組であり、ＧPS衛星１０１が基準衛星であり、それぞれ3つの整数値バイアスの実数解（ｎ12、ｎ13、ｎ14）、整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131、Ｎ141）及び第２候補（Ｎ122、Ｎ132、Ｎ142）が算出される場合を想定する。
【００４４】
図５は、テスト部４９におけるテスト方法の一例を示すフローチャートである。
【００４５】
ステップ２００では、測位解の分散σや残差二乗和Ｔ、ＧPS衛星１０１〜４の仰角、DOP（Dilution Of Precision）、C／N比（搬送波の強度と雑音の強度の比）等のような、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータが入力される。尚、ここでは、説明の都合上、信頼度パラメータは、その値が低いほど信頼度が低いことを表すものとする。
【００４６】
ステップ２０２では、上記のステップ２００で得られた信頼度パラメータに応じて、レシオテスト（後述）で用いる閾値αが決定される。閾値αは、信頼度パラメータが小さいほど（例えば測位解の分散σや残差二乗和Ｔが大きいほど）、小さくなるような態様で決定されてもよい。これは、信頼度パラメータが小さいほど、整数値バイアスの実数解の信頼度が低く、それ故に、整数値バイアスの整数解の信頼度も低くなることを考慮したものである。例えば、閾値αは、所定のデフォルト値α０をk倍（０＜ｋ＜１）してもよい。この場合、kは、信頼度パラメータが小さいほど小さい値とされる。或いは、逆の発想で、閾値αは、信頼度パラメータが小さいほど、大きくなるような態様で決定されてもよい。
【００４７】
或いは、例えば整数値バイアスの実数解を求めるために用いた上述の測位方法の種類に応じて、閾値αを決定してもよい。例えば、Ｃ／Ａコード（擬似距離ρiu）、Ｌ１波及びL２波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α１とし、Ｃ／Ａコード及びＬ１波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α２とし、Ｃ／Ａコード及びＬ２波を用いて測位が行われる場合の閾値αを、α３とした場合、α１＞α２＞α３の関係で閾値αを設定してもよい。或いは、逆の発想で、α3＞α２＞α1の関係で閾値αを設定してもよい。
【００４８】
ステップ２０４では、レシオテスト（後述）で用いるレシオＲが算出される。レシオＲは、以下に示すように、整数値バイアスの実数解と整数値バイアスの整数解の第１候補との間の距離（ノルム）と、整数値バイアスの実数解と整数値バイアスの整数解の第２候補との間の距離との間の比である。
Ｒ＝｛（ｎ12−Ｎ122）２＋（ｎ13−Ｎ132）２＋（ｎ14−Ｎ142）２｝／｛（ｎ12−Ｎ121）２＋（ｎ13−Ｎ131）２＋（ｎ14−Ｎ141）２｝ 式（１８）
レシオＲは、一般的に、高い値であるほど整数値バイアスの整数解の第１候補の信頼度が高いことを表す。
【００４９】
ステップ２０６では、上記のステップ２０４で算出されたレシオＲが、上記のステップ２０２で決定された閾値αよりも大きいか否かが判定される（即ち、レシオテストが実行される）。レシオＲが閾値αよりも大きい場合には、ステップ２０８に進み、レシオＲが閾値α以下の場合には、ステップ２１０に進む。
【００５０】
ステップ２０８では、レシオＲが閾値αよりも大きいことから、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が採用される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されてもよい。
【００５１】
ステップ２１０では、レシオＲが閾値α以下であることから、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されないようにしてもよい。
【００５２】
このように、図５に示すテスト方法によれば、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータに応じて、レシオテストの閾値αを可変することで、整数値バイアスの実数解の信頼度に応じて整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性を高精度に評価することができる。
【００５３】
尚、図５に示す処理において、ステップ２１０に移行した場合に、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更して、測位をやり直し、当該やり直した測位で導出される整数値バイアスの整数解の第１候補を、再度、評価することとしてもよい。この場合、ステップ２０２で決定される閾値αは、当該やり直した測位で導出される信頼度パラメータに応じて決定されるので、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更することに応じて、変化しうる。
【００５４】
図６は、テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。尚、以下では、整数値バイアス推定部４８は、観測周期毎に、整数値バイアスの実数解及び整数解を算出・出力するものとし、また、図６の処理は、当該観測周期に合わせて繰り返し実行されるものとする。
【００５５】
図７は、図６に示す処理で用いられる第１閾値αと第２閾値βの関係等を示すイメージ図である。図７では、理解の容易化のため、２つの整数値バイアスの実数解（ｎ12、ｎ13）に対する整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131）及び第２候補（Ｎ122、Ｎ132）の対応関係が２次元的に示されている。図７では、整数解が変化するライン（境界ライン）が模式的に示されている。尚、ＬＡＭＢＤＡ法に代えて四捨五入により整数解を導出する構成では、この境界ラインは、四捨五入ラインに対応することになる。また、図７では、第１閾値αと第２閾値βの間の領域が“グレーゾーン”として示され、第２閾値βと第３閾値γの間の領域が“レッドゾーン”として示されている。これらの閾値の意義については後述する。
【００５６】
図６を参照するに、ステップ３００では、上述の図５のステップ２０４と同様、レシオテストで用いるレシオＲが算出される。
【００５７】
ステップ３０２では、上述の図５のステップ２０６と同様、上記のステップ３０２で算出されたレシオＲが、第１閾値αよりも大きいか否かが判定される。第１閾値αは、上述の図５の閾値αと同様に、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータ等に応じて変化されてもよいし、固定値であってもよい。レシオＲが第１閾値αよりも大きい場合には、ステップ３２０に進み、レシオＲが第１閾値α以下の場合には、ステップ３０４に進む。
【００５８】
ステップ３０４では、上記のステップ３０２で算出されたレシオＲが、第２閾値βよりも大きいか否かが判定される。第２閾値βは、第１閾値αよりも小さい（即ち穏やかな）値に設定される。第２閾値βについても、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータ等に応じて変化されてもよい。但し、第２閾値βは、第１閾値αよりも小さく、且つ、整数値バイアスの整数解が変化する境界ラインを画成する最小レシオ以上に設定される（図７参照）。
【００５９】
本ステップ３０４において、レシオＲが第２閾値βよりも大きい場合には（図７のグレーゾーン参照）、ステップ３０６に進む。レシオＲが第２閾値β以下の場合には、後述のステップ３１８の処理に進む。
【００６０】
ステップ３０６では、基準衛星となるＧPS衛星１０１を除く他のＧPS衛星１０２〜４のうちの、特定の１つのＧPS衛星１０（ここでは、一例としてＧPS衛星１０２）が選択され、当該ＧPS衛星１０２を除外して、新たなレシオＲ’が算出される。具体的には、以下の通りである。
Ｒ’＝｛（ｎ13−Ｎ132）２＋（ｎ14−Ｎ142）２｝／｛（ｎ13−Ｎ131）２＋（ｎ14−Ｎ141）２｝ 式（１９）
ステップ３０８では、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ’(特定のＧPS衛星を除外した新たなレシオＲ’)が、第１閾値αよりも大きいか否かが判定される。第１閾値αは、上記のステップ３０２の第１閾値αと同一であってよい。レシオＲ’が第１閾値αよりも大きい場合には、ステップ３２０に進み、レシオＲ’が第１閾値α以下の場合には、ステップ３１０に進む。
【００６１】
ステップ３１０では、基準衛星１０１を除く他の全てのＧPS衛星１０２〜４が上記のステップ３０６で特定のＧPS衛星として選択されたか否かが判定される。肯定判定の場合、ステップ３１４に進み、否定判定の場合、ステップ３１２に進む。
【００６２】
ステップ３１２では、特定のＧPS衛星が変更され、ステップ３０６に戻る。未だ選択されていない別のＧPS衛星が、特定のＧPS衛星として選択される。上記の例では、特定のＧPS衛星がＧPS衛星１０２からＧPS衛星１０３へと変更される。このようにして、基準衛星１０１を除く他のＧPS衛星１０２〜４のそれぞれを除外したレシオテストが実行される。そして、ＧPS衛星１０２〜４のうちのどれを特定のＧPS衛星として除外した場合でもレシオＲ’が第１閾値α以下である場合には、ステップ３１４に進むことになる。
【００６３】
ステップ３１４では、他の評価基準を適用して、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価される。例えば、測位解の分散σや残差二乗和Ｔ等のような、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータを用いて、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価されてもよい。或いは、整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて導出された車両３０の測位位置と、車両センサ５０や地図データ、インフラ等からの情報に基づく車両３０の推定位置（例えば慣性航法による測位結果）とを比較することで、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が評価されてもよい。
【００６４】
ステップ３１６では、他の評価基準が満たされたか否かが判定される。例えば、整数値バイアスの実数解の信頼度を与える信頼度パラメータが所定基準値よりも大きい場合には、他の評価基準が満たされたと判定されてステップ３２０に進むこととしてよい。また、整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて導出された車両３０の測位位置と、車両センサ５０や地図データからの情報に基づく車両３０の推定位置との差が所定基準値よりも小さい場合には、他の評価基準が満たされたと判定されてステップ３２０に進むこととしてよい。ステップ３１６で否定判定された場合には、ステップ３１８に進む。
【００６５】
ステップ３１８では、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されないようにしてもよい。或いは、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更して、測位をやり直し、当該やり直した測位で導出される整数値バイアスの整数解の第１候補を、再度、評価することとしてもよい。この場合、再演算された整数値バイアスの整数解の第１候補に対して、ステップ３００からの処理が実行されることになる。この場合、ステップ３０２、３０４，３０８で用いられる各閾値α及びβが、当該やり直した測位で導出される信頼度パラメータ等に応じて可変される場合には、各閾値α及びβは、測位に使用するＧPS衛星１０の組や基準衛星を変更することに応じて、変化しうる。
【００６６】
ステップ３２０では、整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が採用される。この場合、当該整数値バイアスの整数解の第１候補に基づいて算出された車両３０の位置が、最終的な測位結果として、例えばナビゲーション装置に供給されてもよい。
【００６７】
このように、図６に示すテスト方法によれば、２つの閾値α及びβを用いることで、ノイズ等の影響で実数解の精度が悪くなっても、正確な整数値バイアスの整数解を精度良く選別（救済）して採用することができる。即ち、第１閾値αよりも穏やかな第２閾値βを導入し、レシオRが第１閾値αと第２閾値βの間になった場合に、上述のステップ３０８，３１４等の各種の評価を実行することで、正確な整数値バイアスの整数解を、妥当性が低いと誤判定して破棄してしまうことを防止することができる。
【００６８】
尚、図６に示す処理において、ステップ３０８で肯定判定された場合に、レシオＲ’の算出の際に除去した特定のＧPS衛星を除いて測位演算をやり直し、当該測位演算により得られる新たな整数値バイアスの整数解を同様に評価してもよい。例えば、６個のＧPS衛星１０１〜６を用いて一次的に測位を行った場合であって、例えばＧPS衛星１０６を除いたレシオＲ’が第１閾値αよりも大きい場合には、ＧPS衛星１０６を除いて５個のＧPS衛星１０１〜５を用いて測位をやり直し、当該測位により得られる整数値バイアスの整数解を同様にステップ３００からの処理で評価してもよい。
【００６９】
図８は、テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。図８において、図６と同一であってよい処理については同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００７０】
ステップ３０３では、整数値バイアスの整数解の第１候補が前回周期から変化したか否かが判定される。整数値バイアスの整数解の第１候補が前回周期から変化した場合には、ステップ３２２に進み、変化してない場合には、ステップ３０６に進む。例えば、整数値バイアスの整数解の第１候補（Ｎ121、Ｎ131、Ｎ141）のうちの少なくとも１つ（例えばＮ121）が前回周期から変化した場合には、ステップ３２２に進む。
【００７１】
ステップ３２２では、今回周期で得られた整数値バイアスの実数解と前回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補を用いて、新たなレシオＲ”が算出される。具体的には、以下の通りである。
Ｒ”＝｛（ｎ12−Ｎ122’）２＋（ｎ13−Ｎ132’）２＋（ｎ14−Ｎ142’）２｝／｛（ｎ12−Ｎ121’）２＋（ｎ13−Ｎ131’）２＋（ｎ14−Ｎ141’）２｝ 式（２０）
ここで、（Ｎ121’、Ｎ131’、Ｎ141’）は、整数値バイアスの整数解の第１候補の前回周期の値を示し、（Ｎ122’、Ｎ132’、Ｎ142’）は、整数値バイアスの整数解の第２候補の前回周期の値を示す。但し、式（２０）において、整数値バイアスの整数解の第２候補については、今回周期で得られたものが用いられてもよい。
【００７２】
ステップ３２４では、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ”と、前回周期で算出されたレシオＲ（式１８参照）との差の大きさが所定閾値以下であるか否かが判定される。即ち、今回周期で得られた整数値バイアスの実数解の変化が小さいか否かが判断される。レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下である場合には、ステップ３２６に進み、それ以外の場合には、ステップ３２８に進む。
【００７３】
ステップ３２６では、前回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補が、今回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補よりも妥当であると判断される。即ち、今回周期の整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が高いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が今回周期の値として採用される。
【００７４】
ステップ３２８では、今回周期で得られた整数値バイアスの整数解の第１候補の妥当性が低いと判断され、当該整数値バイアスの整数解の第１候補が破棄される。
【００７５】
このように、図８に示すテスト方法によれば、ノイズ等の影響で実数解の精度が一時的に悪くなり、その結果、整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合でも、その変化前後の整数値バイアスの整数解のうちから正しい整数解を精度良く選別することができる。
【００７６】
尚、図８に示す処理において、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下であるか否かの判定に代えて若しくは加えて、上記のステップ３０６で算出されたレシオＲ”が第３閾値γ（図７参照）以上であるか否かを判定してもよい（即ち、図7のレッドゾーンに属しているか否かを判定してもよい）。この場合、第３閾値γは、第２閾値βよりも小さい（即ち穏やかな）値に設定される。また、第２閾値βは、図７に示すように、境界ラインを画成する最小レシオに対応する値であってもよい。
【００７７】
また、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが所定閾値以下であるか否かの判定に代えて、レシオＲ”とレシオＲとの差の大きさが、前回周期以前の各周期間のレシオＲの差の大きさと同様であるか否かを判定してもよい。
【００７８】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００７９】
例えば、上述の実施例では、ＧＰＳに本発明が適用された例を示したが、本発明は、ＧＰＳ以下の衛星システム、例えばガリレオ等の他のGNSS(Global Navigation Satellite System)にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る搬送波位相式ＧＰＳ測位システムの構成図である。
【図２】図１の搬送波位相式ＧＰＳ測位システムのより詳細な構成図である。
【図３】処理装置４０の主要構成を示すブロック図である。
【図４】ワールド座標系とローカル座標系との関係、及び、ローカル座標系とボディ座標との関係を示す図である。
【図５】テスト部４９におけるテスト方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１閾値αと第２閾値βの関係を示すイメージ図である。
【図８】テスト部４９におけるテスト方法のその他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１０ ＧＰＳ衛星
２０ 基準局
２２ 基準局側ＧＰＳ受信機
３０ 車両
３２ 車両側ＧＰＳ受信機
４０ 処理装置
４２ 衛星位置算出部
４８ 整数値バイアス推定部
４９ テスト部
５０ 車両センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置であって、
衛星からの受信電波の観測結果に基づいて、搬送波位相の積算値の整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、
前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする、移動体測位装置。
【請求項２】
前記テスト手段は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて、前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する、請求項１に記載の移動体測位装置。
【請求項３】
前記テスト手段が前記閾値を２種類以上用いて前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する請求項１に記載の移動体測位装置において、
前記２種類以上の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも穏やかな第２閾値とを含み、
前記テスト手段は、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断し、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たさないが前記第２閾値を満たす場合には、特定の衛星に関する前記整数値バイアスの実数解及び整数解を排除して前記指標値を再算出し、該再算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する、移動体測位装置。
【請求項４】
前記第１閾値及び／又は前記第２閾値は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて可変される、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項５】
前記テスト手段は、前記再算出した指標値が、前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断する、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項６】
前記実数解導出手段及び前記整数解導出手段は、前記テスト手段により再算出された指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記特定の衛星を排除して、前記整数値バイアスの実数解及び整数解を再演算する、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項７】
前記整数解導出手段は、一の実数解に対して少なくとも２以上の整数値バイアスの候補を導出し、該整数値バイアスの候補は、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を少なくとも含み、
前記テスト手段は、前記整数値バイアスの整数解の第１候補と、対応する実数解との誤差と、前記整数値バイアスの整数解の第２候補と、対応する実数解との誤差との比を前記指標値として算出する、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の移動体測位装置。
【請求項８】
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出すると共に、該変化後の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値のそれぞれと閾値との関係に基づいて、前記変化前の整数解及び前記変化後の整数解の妥当性を比較する、請求項７に記載の移動体測位装置。
【請求項９】
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値を、前記変化前の整数解の第１候補と前記変化前の実数解との関係に基づいて算出された前記指標値と比較し、これらの指標値間の差が所定基準値よりも小さい場合には、前記変化前の整数解が妥当であると判断する、請求項７に記載の移動体測位装置。
【請求項１】
移動体に搭載され、該移動体の位置を測位する搬送波位相式移動体測位装置であって、
衛星からの受信電波の観測結果に基づいて、搬送波位相の積算値の整数値バイアスの実数解を導出する実数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された実数解に基づいて整数値バイアスの整数解を導出する整数解導出手段と、
前記実数解導出手段により導出された整数値バイアスの実数解と前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を指標する所定の指標値を算出し、該算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価するテスト手段とを含み、
前記テスト手段は、前記閾値を２種類以上用いて及び／又は前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価することを特徴とする、移動体測位装置。
【請求項２】
前記テスト手段は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて、前記閾値を可変させて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する、請求項１に記載の移動体測位装置。
【請求項３】
前記テスト手段が前記閾値を２種類以上用いて前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する請求項１に記載の移動体測位装置において、
前記２種類以上の閾値は、第１閾値と、前記第１閾値よりも穏やかな第２閾値とを含み、
前記テスト手段は、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断し、前記算出した指標値が前記第１閾値を満たさないが前記第２閾値を満たす場合には、特定の衛星に関する前記整数値バイアスの実数解及び整数解を排除して前記指標値を再算出し、該再算出した指標値と閾値との関係に基づいて、前記整数値バイアスの整数解の妥当性を評価する、移動体測位装置。
【請求項４】
前記第１閾値及び／又は前記第２閾値は、前記実数解の信頼度を与えるパラメータに基づいて可変される、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項５】
前記テスト手段は、前記再算出した指標値が、前記第１閾値を満たす場合には、前記整数値バイアスの整数解が妥当であると判断する、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項６】
前記実数解導出手段及び前記整数解導出手段は、前記テスト手段により再算出された指標値が前記第１閾値を満たす場合には、前記特定の衛星を排除して、前記整数値バイアスの実数解及び整数解を再演算する、請求項３に記載の移動体測位装置。
【請求項７】
前記整数解導出手段は、一の実数解に対して少なくとも２以上の整数値バイアスの候補を導出し、該整数値バイアスの候補は、最も誤差が小さい第１候補と、次に誤差が小さい第２候補を少なくとも含み、
前記テスト手段は、前記整数値バイアスの整数解の第１候補と、対応する実数解との誤差と、前記整数値バイアスの整数解の第２候補と、対応する実数解との誤差との比を前記指標値として算出する、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の移動体測位装置。
【請求項８】
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出すると共に、該変化後の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値のそれぞれと閾値との関係に基づいて、前記変化前の整数解及び前記変化後の整数解の妥当性を比較する、請求項７に記載の移動体測位装置。
【請求項９】
前記テスト手段は、前記整数解導出手段により導出された整数値バイアスの整数解の第１候補が変化した場合、該変化前の整数解の第１候補と該変化後の実数解との関係に基づいて、前記指標値を算出し、該算出した指標値を、前記変化前の整数解の第１候補と前記変化前の実数解との関係に基づいて算出された前記指標値と比較し、これらの指標値間の差が所定基準値よりも小さい場合には、前記変化前の整数解が妥当であると判断する、請求項７に記載の移動体測位装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２５０４９（Ｐ２００９−２５０４９Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６１８０（Ｐ２００７−１８６１８０）
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１７日（２００７．７．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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