測位方法および測位装置
【課題】高精度に位置特定を行うことができるようにする。
【解決手段】基地局がＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて算出された補正値をＧＰＳ衛星の仰角値と対応付けて配信し（Ｓ１〜Ｓ３）、移動局側では、ＧＰＳ衛星から移動局が受信したＧＰＳ信号に基づいて移動局が受信したＧＰＳ衛星についての仰角値を算出した仰角算出値に近い補正値を適用して測位する（Ｔ６〜Ｔ９）。
【解決手段】基地局がＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて算出された補正値をＧＰＳ衛星の仰角値と対応付けて配信し（Ｓ１〜Ｓ３）、移動局側では、ＧＰＳ衛星から移動局が受信したＧＰＳ信号に基づいて移動局が受信したＧＰＳ衛星についての仰角値を算出した仰角算出値に近い補正値を適用して測位する（Ｔ６〜Ｔ９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補正値を用いて位置を高精度に測位するための測位方法および測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えばディファレンシャルＧＰＳ（以下、ＤＧＰＳ：Differential Global Positioning System）測位技術が挙げられる。このＤＧＰＳ測位技術とは、位置が明確な基準局において衛星との距離を測定し、当該測定距離と真の距離との誤差を補正値として利用することで位置特定精度を向上させる測位方法の一つである。補正値は時間の経過と共に変化するため、常に最新の補正値を使用しなければならない。したがって、頻繁に通信を行い、最新の補正値を使用しなければ徐々に精度が悪化してしまう。そこで、真近の過去の補正値から現時点の補正値を予測することで精度を保持する測位方法（例えば、特許文献１参照）が検討されている。また、過去の同時刻の補正値を用いる測位方法（例えば、特許文献２参照）が検討されている。
【特許文献１】特開２００４−０６９５８７号公報
【特許文献２】特開平１１−１０９０１８号公報
【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、時刻で補正値を予測する方法にも問題があり、現時点から過去の所定期間前の補正値では使用に堪えない。しかも、最も近い基準点（基準局）の補正値を用いなければ精度が低くなってしまい、移動局が移動することによって当該移動局と通信する基準局が変更されてしまうと再度補正値を蓄積する必要を生じてしまう。この場合、基準局と通信できない環境下では補正値が得られないため、正確な位置特定を行うことが困難となる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高精度に位置特定を行うことができるようにした測位方法および測位装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１または５に係る発明によれば、衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式を前記衛星の仰角値と対応付け、衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位するため、正確に位置特定することができる。
【０００６】
請求項２または６に係る発明のように、基準局が衛星情報を受信した衛星と移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件において仰角値に対応付けられた補正値を適用して測位すると良い。
【０００７】
請求項３または７に係る発明によれば、たとえ低仰角領域において地域に応じて異なる補正値予測式を適用することで所定角度以上の高仰角において補正値の誤差が大きくなったとしても、所定角度以上の高仰角においては所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位しているため、高仰角における測位誤差を抑制できる。
【０００８】
請求項４または８に係る発明によれば、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行っているため、より測位日の実際の補正値に近い補正値に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、ディファレンシャルＧＰＳ（以下、ＤＧＰＳと略す）方式の位置特定処理に適用した第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るＤＧＰＳ方式の仕組みを概略的に示している。ＤＧＰＳ方式とは、位置が既知となっている基準局１の受信機における測位誤差を利用し移動局３側の受信機の位置特定誤差を補正する方式であり、基準局１から近いある所定範囲内ではＧＰＳの測位誤差がほぼ同一となる性質を利用する。図１に示すように、ある固定位置に基準局１が設置されている。基準局１は、予め正確な位置が判明している地点に設置されると共に受信機が搭載されており複数のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）からのＧＰＳ信号を受信する。
【００１０】
基準局１が受信したＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ衛星２との距離を測定すると仮想基準局１ａとの間の疑似距離を測定できるが、基準局１の正確な位置に基づいて算出される真の距離と前記疑似距離とを比較することによって測位誤差を正確に求めることができる。
【００１１】
基準局１が設置された地点からある所定範囲では測位誤差がほぼ同一値となる。基準局１は、当該基準局１で得られた測位誤差に基づいて補正値を算出し、必要に応じて過去に得られた補正値群から未来における補正値を導出するための補正値予測式を算出する。このとき、測位誤差は、複数のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に異なり、また電離層、対流圏、気候の状況にも左右されるため、常に最新の補正値を使用することが要求され、このとき例えば数時間毎、１日毎などの１周期分で算出される補正値予測式、または、この補正値予測式から導出される所定時点における補正値を高精度に求めることが要求される。
【００１２】
基準局１側では、補正値予測式または補正値を求めると移動局３側に送信する。移動局３側では単独でＧＰＳ信号に基づいて測定することでＧＰＳ衛星２と仮想移動局３ａとの間の疑似距離を測定できるが、基準局１側から受信した補正値予測式または補正値を利用して位置誤差を補正することで高精度に位置を特定することができる。
【００１３】
以下、具体的に説明する。本実施形態では以下に示すシステムを適用している。
図２は、基準局側および移動局側の電気的構成をブロック図によって概略的に示している。この図２に示すように、基準局１側のサーバ１ｂは、ＣＰＵおよびメモリ等を備えたコンピュータなどにより構成されており、当該コンピュータのハードウェアおよびソフトウェアによって図２に図示する各機能を達成している。基準局１側のサーバ１ｂは機能的には制御部４を備え、当該制御部４に補正値データベース５、ＧＰＳ信号受信部６ａを備えたデータ送受信部６を接続して構成されている。他方、移動局３側の測位装置３ｂも同様にＣＰＵおよびメモリ等を備えたコンピュータなどにより構成されており、当該コンピュータのハードウェアおよびソフトウェアによって図２に図示する各機能を達成している。移動局３側の測位装置３ｂは、機能的には、データ送受信部７、補正値生成部８、疑似（擬似）距離補正部９、ＧＰＳ信号受信部１０、仰角計算部１１、補正値変換部１２、補正値予測データ保存用メモリ１３、測位計算部１４を互いに接続して構成されている。
【００１４】
基準局１の記憶手段としての補正値データベース５には、過去に測定された補正値群、または／および、当該補正値群に基づいて予め近似予測された補正値予測式が基準局１の正確な位置情報と共に多数記憶されている。この補正値群、補正値予測式は観測時点のＧＰＳ衛星２の仰角値と対応付けて補正値データベース５に記憶される。尚、基準局１は全国に複数個所（例えば１２００程度）設置されており、当該データベース５には基準局１が受信するＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎の補正値群、補正値予測式がＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値と対応付けて記憶されている。全国の基準局１は共通の補正値群、補正値予測式を記憶保持する。尚、補正値群、補正値予測式は、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に記憶保持されている必要はないが、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に記憶されていると位置特定精度をより高めることができる。
【００１５】
補正値は、電離層、天候などの気象状況などによって日々変化する。誤差要因としては、大気圏誤差、ＧＰＳ衛星２の軌道誤差、ＧＰＳ衛星２のセシウム原子時計のクロック誤差などが挙げられる。このため、この補正値を例えば秒単位で時間連続的に算出するとＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に日々異なる態様となる。補正値予測式は、補正値群を仰角値（０〜９０度）に対して近似した式によって定義し、必要に応じて測位日の補正値を利用してオフセットすることで取得し、補正値データベース５には、当該近似式が記憶されている。補正値予測式は、ＧＰＳによる位置検出に係るさまざまな誤差要因について加味した予測式により仰角値対補正値の式の形態（例えば、多項式（２次式、３次式等）、対数関数、指数関数、…）で記憶される。
【００１６】
制御部４は、ＧＰＳ衛星２からＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信し、当該ＧＰＳ信号に含まれるエフェメリス（衛星軌道情報）と基準局（基準点）１の正確な位置情報から観測時点のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値を算出する。制御部４は、前記した補正値群または／および補正値予測式を仰角値と対応付けて補正値データベース５に記憶し、対応付けられた最新の補正値群または／および補正値予測式と仰角値とをデータ送受信部６を通じて移動局３に配信する機能を備えている。
【００１７】
移動局３側では、データ送受信部７が補正値群または／および補正値予測式を受信すると、補正値生成部８がデータ送受信部７を通じて補正値群または補正値予測式を受信したときには疑似距離補正部９に与えると共に補正値予測データ保存用メモリ１３に保存し、仰角値に依存した補正値群を受信したときには補正値変換部１２に与える。
【００１８】
ＧＰＳ信号受信部１０は、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から配信されるＧＰＳ信号を受信し、疑似距離補正部９、仰角計算部１１、測位計算部１４に与える。仰角計算部１１は、ＧＰＳ信号から各ＧＰＳ衛星２ａ、２ｂ…の仰角値を算出する。補正値変換部１２は、補正値生成部８から全仰角値分の補正値群を蓄積したときには、仰角計算部１１が計算した仰角値に依存した補正値予測式に関数変換し、補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶させる。
【００１９】
疑似距離補正部９は、この補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶された補正値群、補正値予測式を利用し、疑似距離を補正する。測位計算部１４は、この補正された疑似距離を真の距離として現在位置の特定を行う。
【００２０】
以下、基準局１からＧＰＳ衛星２の仰角値および補正値を配信し、移動局３側で仰角値に対応した補正値を適用して位置特定を行う具体的な一態様について図３および図４を参照しながら説明する。
【００２１】
図４（ａ）は基準局が配信する補正値群のデータを示しており、図４（ｂ）は移動局が保持するデータの態様を示している。この図４（ａ）に示すように、各衛星番号（衛星識別番号）に対応して「補正値」を全衛星数分配信するようにしている。図４（ｂ）は、移動局３側で補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶保持されるデータを示している。この図４（ｂ）に示すように、移動局３側の補正値予測データ保存用メモリ１３には、仰角値と補正値とが対応付けられた状態で記憶されている。これらの仰角値と補正値とは、各衛星番号（衛星識別番号）に対応して全衛星数分記憶されている。
【００２２】
図３（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図３（ｂ）は、移動局側の処理を概略的に示している。
図３（ａ）に示すように、基準局１側では、制御部４はＧＰＳ衛星２からデータ送受信部６のＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信すると、任意の基準局１の観測データから補正値を算出する（Ｓ１）。次に、制御部４は、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局１の予め定められた正確な位置から観測時点のＧＰＳ衛星２の仰角値を算出し（Ｓ２）、この仰角値と対応付けて補正値を補正値データベース５に記憶させる。制御部４は、算出された仰角値と補正値とを対応付けて移動局３側に配信する（Ｓ３）。この場合、補正値と仰角値をある任意の所定期間分だけ蓄積してから配信しても良いし、仰角値を算出できた時点で補正値と共に直ぐに配信するようにしても良い。
【００２３】
他方、移動局３側では、基準局１側から補正値、仰角値が送信されていないときにも測位計算部１４が測位計算を行う（Ｔ１）。次に、配信された仰角値と補正値とをデータ送受信部７を通じて受信し（Ｔ２）、全仰角値分だけ補正値予測用データ保存用メモリ１３に蓄積するまでステップＴ１から繰り返し（Ｔ３）、補正値変換部１２が仰角値依存型の補正値予測式に変換し、補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶させる。
【００２４】
その後、移動局３側の測位装置３ｂにおいて、測位計算部１４は、ＧＰＳ信号受信部１０によりＧＰＳ信号を受信して現在位置を検出可能であるか否かを判定し、現在位置を検出可能であるときには現在位置を検出した後、ステップＴ６に移行するが、現在位置を検出できない場合（Ｔ４：ＮＯ）には、単独で測位を行う（Ｔ５）。
【００２５】
その後、移動局３側の測位装置３ｂは、エフェメリスの情報と現在位置情報とから仰角値を算出し（Ｔ６）、補正値予測データ保存用メモリ１３に蓄積された補正値および仰角値の中に、算出した仰角値と同じ仰角値になるデータが存在するか否かを判定する（Ｔ７）。この場合、補正値予測データ保存用メモリ１３に蓄積された補正値、仰角値のデータと、算出された仰角値のデータとが同一のＧＰＳ衛星２から得られたデータであるか否かを判断し、同一のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ）から得られたデータであることを条件付加してステップＴ７の判定を行う。
【００２６】
同一の仰角値に対応付けられた補正値が蓄積されている場合（Ｔ７：ＹＥＳ）には該当するデータを補正値として適用し（Ｔ８）、同一の仰角値に対応付けられた補正値が蓄積されていない場合（Ｔ７：ＮＯ）には、蓄積された仰角値の中で最も近い前後の２つの仰角値を線形補間して算出した仰角算出値に対応した補正値を算出し、当該算出補正値を実際の補正値として適用する（Ｔ９）。そして、測位計算部１４は、この算出された補正値を適用して測位する。
【００２７】
本実施形態によれば、基準局１側では、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から受信したＧＰＳ信号（衛星情報）に基づいて算出された補正値をＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値と対応付けて記憶し、移動局３側では、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から移動局３が受信したＧＰＳ信号（衛星情報）に基づいて移動局３が受信したＧＰＳ衛星２について仰角を算出した仰角算出値に応じた補正値を適用して測位しているため、正確に位置特定することができる。
【００２８】
また、時間依存型の補正値を適用すると、移動局３が移動した場合には、補正値の配信対象となる基準局１が変更されるたびに補正値予測に用いられる補正値予測式または補正値を受信する必要があるが、本実施形態では仰角値依存型の補正値を適用しているため、基準局１のサーバ１ｂは基準点毎の情報を配信する必要がなくなり全基準点共通の情報をブロードキャスト配信し当該配信情報を受信すればよくなる。
【００２９】
また、測位装置３ｂは全国共通の情報を得られるため、概略的な位置をサーバ１ｂに送信する必要がなくなり通信頻度や通信コストを抑制できる。したがって、測位装置３ｂがサーバ１ｂと通信不能な状況であったとしても補正値予測に用いられる補正値または補正値予測式を保持していればスタンドアロン環境下でＤＧＰＳ測位を行うことができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図５および図６は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、補正値を配信するのに代えて補正値予測式を配信するようにしているところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付し、また前述実施形態と類似の処理ステップについてはステップ番号に符号ａを付して説明を行い、異なる部分について説明する。
【００３１】
図５（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図５（ｂ）は、移動局側の処理を概略的に示している。これらの図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、基準局１側では、制御部４はＧＰＳ衛星２からデータ送受信部６のＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信すると、任意の基準局１の観測データから補正値を算出する（Ｓ１）。
【００３２】
次に、制御部４は、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局１（基準点）の位置から観測時点の衛星の仰角値を算出する（Ｓ２）。次に、制御部４は、算出した仰角値と補正値とを対応付けて補正値データベース５に蓄積させる（Ｓ３）。
【００３３】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、基準局３が補正値予測式生成のために保持するデータを示している。この補正値予測のために保持されるデータは、例えば１日単位で日付が新しい順に保持されるデータである。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、１日分のデータでは、全衛星数分のそれぞれについて仰角値が１度から９０度の場合についてそれぞれ補正値を記憶保持させている。
【００３４】
次に、制御部４は、仰角値と補正値とをある任意の所定期間分だけ蓄積できたか否かを判定し（Ｓ４）、蓄積できたことを条件として蓄積したデータで仰角値に対して補正値を近似した近似式を算出して補正値予測式とし（Ｓ５）移動局３側に配信する（Ｓ６）。尚、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すデータは、任意の期間分保持していれば良い。原則的には最新のデータに基づいてステップＳ５において補正値予測式を生成すると良いが、これらのデータを統計処理などすることによって全て用いて補正値予測式を算出するようにしても良い。
【００３５】
図６（ｃ）は基準局３が配信するデータを概略的に示している。この図６（ｃ）に示すように、基準局３が配信するデータは、予測式の生成時刻と、各衛星番号に対応した予測式の形態情報、予測式の係数情報１、２、３…である。補正値自体を送信すると、１日当たり例えば十万バイト以上の送受信処理が必要であるものの、補正値予測式を配信すれば予測式の形態情報（多項式（２次式、３次式等）、指数関数、対数関数等の何れかの情報）と、当該予測式の係数情報（２次式の場合、０次、１次、２次の係数）とを例えば数百〜数千バイト程度だけ送信すれば良いため送受信時の情報量を極力低減できる。特に、エフェメリス（ＧＰＳ衛星２からの軌道情報）が切り替わるときに補正値の変化の傾向が変化する場合があるため、この場合には予測式の形態を送信すると良い。尚、必要に応じて予測式の形態情報を配信しなくともよい。
【００３６】
移動局３側では、基準局１から補正値予測式が配信されると、この補正値予測式の情報をデータ送受信部７を通じて取得し補正値予測データ保存用メモリ１３に保持する（Ｔ２ａ）。次に、ＧＰＳ信号受信部１０はＧＰＳ衛星２からエフェメリスを取得し、疑似距離を計算する（Ｔ１０）。次に、現在位置を検出可能か否かを判定し（Ｔ４）、現在位置を検出可能であるときには現在位置を検出した後、ステップＴ６に移行するが、現在位置を検出可能でない場合（Ｔ４：ＮＯ）には、単独で測位計算を行う（Ｔ５）。
【００３７】
次に、移動局３側において、エフェメリスの情報と現在位置情報とから仰角値を算出し（Ｔ６）、補正値予測データ保存用メモリ１３に保存された補正値予測式の中に算出した仰角値を代入することで補正値を求め（Ｔ７）、当該算出補正値を実際の補正値として適用し測位計算する（Ｔ１）。次に、移動局３側では、例えば測位計算部１４などが、基準局３側から送信された補正値予測式に付与されている予測式の生成時刻から所定時間経過しているか否か、即ち補正値予測式の有効期限を経過しているか否かを判定し（Ｔ１１）、当該有効期限を経過していると判定したときにはステップＴ２ａに戻って基準局１から再度補正値予測式を取得する。尚、有効期限は、仰角値に対する補正値の変化は約１カ月程度において同様な傾向になるため、補正値予測処理に用いるデータも１カ月程度同じデータを使用することができる。従来技術に示されるように時間依存型の補正値予測式を適用するときには有効期限は例えば最長で１週間程度であるため、本実施形態の技術思想を適用すると有効期限を格段に延ばすことができる。たとえ有効期限を経過している場合でも基準局１側のサーバ１ｂに問い合わせることで常に新しい補正値予測式を取得することができる。尚、補正値予測式が適切であるか否かを判定する基準としては、有効期限以外にも、測位日の補正値を受信しその補正値に対して補正値予測式が乖離していないか否かを判定したり、エフェメリスが切り替わっているか否かを判定することでも判定することができる。
【００３８】
逆に、移動局３側では、ステップＴ１１において補正値予測式の有効期限を経過していないと判定した場合には、ステップＴ１０に戻り、エフェメリスを取得し疑似距離の計算処理から繰り返し実行する。
本実施形態によれば、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換しているため、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。また、基準局１側から補正値予測式を配信しているため、送受信時の情報量を極力低減できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図７および図８は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換し、当該仰角値と補正値とを配信し、移動局３側で補正値を近似した式を算出し補正値予測式としているところにある。前述実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を行い、以下異なる部分について説明する。
【００４０】
図７（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図７（ｂ）は移動局側の処理を概略的に示している。図７（ａ）に示すように、基準局１側においては、制御部４は、任意の基準局１の観測データから補正値を算出し（Ｓ１）、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局の位置とから観測時点の衛星の仰角値を算出する（Ｓ２）。次に、制御部４は、算出した仰角値と補正値を対応付けて配信する（Ｓ３）。
【００４１】
図８（ａ）は基準局１が配信するデータの内容を概略的に示している。この図８（ａ）に示すように、基準局１の制御部４は、各衛星番号に対応した補正値を全衛星数分送信する。
移動局３側においては、図７（ｂ）に示すように、ＧＰＳ信号受信部１０はＧＰＳ衛星２からＧＰＳ信号を受信してエフェメリス情報を取得し、測位計算部１４は疑似距離を計算する（Ｔ１０）。測位計算部１４は、現在位置を検出可能か否かを判定し（Ｔ４）、現在位置を検出できる場合には現在位置を検出してステップＴ６に移行するが、現在位置を検出不可能であると判定された場合には、単独で測位計算を行う（Ｔ５）。
【００４２】
次に、仰角計算部１１は、エフェメリス情報と現在位置情報とから仰角値を算出する（Ｔ６）。次に、測位計算部１４が測位し（Ｔ１）、基準局１から補正値＋仰角値を全衛星数分受信し蓄積する（Ｔ２）。図８（ｂ）は、移動局３側で蓄積するデータを概略的に示している。この図８（ｂ）に示すように、移動局３の補正値予測データ保存用メモリ１３には、衛星番号と、当該衛星番号における仰角値と当該仰角値に対応付けられた補正値とが全衛星数分蓄積されるようになる。全仰角値分（最低仰角値（１度）から最高仰角値（９０度）まで）補正値＋仰角値を全衛星数分蓄積できたか否かを判定し（Ｔ３）、蓄積できたことを条件として、蓄積したデータから仰角値に対する補正値を近似した式を算出し、補正値予測式とする（Ｔ１２）。
【００４３】
図８（ｃ）は、移動局３側で保持する補正値予測式データを概略的に示している。この図８（ｃ）に示すように、補正値予測データ保存用メモリ１３内には、補正値予測式の生成時刻、衛星番号、予測式の形態、予測式の係数１、２、３、が全衛星数分記憶される。次に、測位計算部１４は、この算出された補正値予測式を用いてステップＴ６において算出された仰角値を適用し、ステップＴ７において算出した仰角値を補正値予測式に代入し測位を行う（Ｔ１）ことを繰り返す。
【００４４】
本実施形態によれば、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換し、当該仰角値と補正値とを全仰角値分配信し、移動局３側において仰角値と当該仰角値に対応付けられた補正値を近似した式を算出し補正値予測式として当該補正値予測式を適用して測位しているため、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００４５】
（第４の実施形態）
図９ないし図１２は、本発明の第４の実施形態を示すもので、補正値または補正値予測式をオフセット補正しているところにある。前述実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に固有のクロック誤差などがあるため、補正値変化の傾向は似ているものの絶対値が異なる場合がある。したがって過去の補正値をそのまま用いる場合や、補正値予測式によって関数化して用いる場合には、測位日の補正値とは値がずれることがあり、補正値をオフセット補正することによってずれをなくし、より精度高くＤＧＰＳによる測位を行うことができる。本実施形態では、仰角値に対して補正値を関数化したデータを用いてオフセット補正処理を行う実施形態を示す。
【００４６】
図９ないし図１２は、オフセット処理の一例を示している。図９は、補正値軸に沿って平行移動することで補正値オフセットする一例を示している。例えば、測位日の補正値を数点取得し、その値からの補正値のずれの平均値を加えて補正値軸に沿って平行移動することで測位日の補正データに合わせると良い。すると、より正確な補正値を求めることができ、より正確な位置を特定できる。
【００４７】
図１０は、仰角値軸に沿って補正値をオフセットする一例を示している。この図１０に示すように、測位日の補正値を数点取得し、その値からの仰角値のずれの平均値を加えて仰角値軸に沿って平行移動することで測位日の補正データに合わせている。図１１は、補正値対仰角値の予測式において回転オフセット処理する一例を示している。この図１１に示すように、測位日の補正値を数点取得し、その数点の所定の仰角値における補正値に合わせるように回転オフセット処理を行っても良い。
【００４８】
図１２は、補正値対仰角値の予測式において拡大縮小オフセットを行う一例を示している。この図１２に示すように、仰角値軸方向にα倍、補正値軸方向にβ倍することによって測位日の補正値に合わせるように拡大縮小オフセット処理を行っても良い。
【００４９】
尚、低仰角値（〜１５度程度）と中仰角値〜高仰角値（２０度〜９０度）においては、必要なオフセット量が異なる場合があるが、この場合、オフセット量を所定の仰角値以上およびその値未満でオフセット量を切り替えるようにしても良いし、低仰角値の場合には信頼性が低いということでオフセット処理を行わず当該補正値を使用しないようにしても良い。
【００５０】
尚、これらのオフセット処理は、基準局１側のサーバ１ｂ、移動局３側の測位装置３ｂの何れで行っても良い。サーバ１ｂ側でオフセット処理を行うと、測位状況（季節や天候、気圧、気温など）に応じて補正値予測式をオフセット処理できるため好ましい。また、移動局３側の測位装置３ｂで測位状況（季節や天候、気圧、気温など）を検出できれば当該測位状況に応じて補正値予測式を使い分けるか、もしくは測位状況に応じて補正値予測式をオフセット処理するようにしても良い。オフセット計算処理は、測位装置３ｂが補正値予測式を蓄積する場合または補正値群を関数化して補正値予測式に変換するときに行うと良い。
【００５１】
例えば、基準局１のサーバ１ｂが、晴れ、雨、くもり、雪の場合の天候に応じた補正値予測式を作成し、過去の補正値などの統計的に処理しオフセット値を求めて当該天候状況に応じて補正値予測式をオフセット処理し、移動局３側の測位装置３ｂが一度全ての補正値予測式を受信し、測位日の天気情報も他媒体から受信し、測位装置３ｂが当該天気情報に応じて何れの補正値予測式を適用可能か判定し補正値予測式を選択して補正値を求めるようにすると良い。
本実施形態によれば、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットを行うため、より測位日の実際の補正値に近い補正値に補正することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、所定角度以上の高仰角において補正値の誤差が大きくなったことが想定される場合であっても所定角度以上の高仰角においては所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位するところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００５３】
図１３（ａ）に示すように、全国各地において補正値を取得すると、ＧＰＳ衛星２の仰角値が約２０〜７５度の所定範囲では場所が異なっても、補正値予測式は当該仰角値の所定範囲内において予測の誤差が所定誤差範囲に収まることが判明している。しかし、当該仰角値の所定範囲から外れると最大仰角における取得値によっては補正値が拡散する補正値予測式となってしまうため誤差が大きくなってしまう。しかし、実際には、高仰角値の範囲では仰角の変化に応じた測位誤差の変化は小さく、ほぼ同様の値になることが多い。
【００５４】
したがって、図１３（ｂ）に示すように、所定角度（例えば６０度）以上となる高仰角値範囲（例えば６０〜７５度）で１点の補正値を選択し、当該１つの固定した所定値を補正値予測値として適用する。すると、補正値予測式が拡散するような場合であっても正確な補正値を適用して測位することができる。
【００５５】
本実施形態によれば、所定角度以上の高仰角範囲において補正値の誤差が大きくなったとしても、所定角度以上の高仰角範囲において所定角度未満の所定補正値（例えば６０度における補正値）を実際の補正値として適用して測位するため高仰角値における測位誤差を抑制できる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。
基準局１のサーバ１ｂから仰角値と補正値または補正値予測式とを対応付けて移動局３側の測位装置３ｂに配信する実施形態を示しているが、測定時間と補正値または補正値予測式とを対応付けて移動局３側の測位装置３ｂに配信し、移動局３側の測位装置３ｂが時間に対応付けられた補正値または補正値予測式を、仰角値に対応づけた補正値または補正値予測式に変換するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＤＧＰＳ方式の仕組みを概略的に示す説明図
【図２】基準局側および移動局側の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】基準局側および移動局側の処理を概略的に示すフローチャート
【図４】基準局が配信するデータおよび移動局が保持するデータの態様を概略的に示す図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図３相当図
【図６】図４相当図
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図３相当図
【図８】図４相当図
【図９】本発明の第４の実施形態を示すオフセット処理の説明図（その１）
【図１０】オフセット処理の説明図（その２）
【図１１】オフセット処理の説明図（その３）
【図１２】オフセット処理の説明図（その４）
【図１３】本発明の第５の実施形態に係り、高仰角時の補正値予測式の不具合とその補正例を示す説明図
【符号の説明】
【００５８】
図面中、１は基準局、１ｂはサーバ、３は移動局、３ｂは測位装置、１３は補正値予測データ保存用メモリ（記憶手段）を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補正値を用いて位置を高精度に測位するための測位方法および測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えばディファレンシャルＧＰＳ（以下、ＤＧＰＳ：Differential Global Positioning System）測位技術が挙げられる。このＤＧＰＳ測位技術とは、位置が明確な基準局において衛星との距離を測定し、当該測定距離と真の距離との誤差を補正値として利用することで位置特定精度を向上させる測位方法の一つである。補正値は時間の経過と共に変化するため、常に最新の補正値を使用しなければならない。したがって、頻繁に通信を行い、最新の補正値を使用しなければ徐々に精度が悪化してしまう。そこで、真近の過去の補正値から現時点の補正値を予測することで精度を保持する測位方法（例えば、特許文献１参照）が検討されている。また、過去の同時刻の補正値を用いる測位方法（例えば、特許文献２参照）が検討されている。
【特許文献１】特開２００４−０６９５８７号公報
【特許文献２】特開平１１−１０９０１８号公報
【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、時刻で補正値を予測する方法にも問題があり、現時点から過去の所定期間前の補正値では使用に堪えない。しかも、最も近い基準点（基準局）の補正値を用いなければ精度が低くなってしまい、移動局が移動することによって当該移動局と通信する基準局が変更されてしまうと再度補正値を蓄積する必要を生じてしまう。この場合、基準局と通信できない環境下では補正値が得られないため、正確な位置特定を行うことが困難となる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、高精度に位置特定を行うことができるようにした測位方法および測位装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１または５に係る発明によれば、衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式を前記衛星の仰角値と対応付け、衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位するため、正確に位置特定することができる。
【０００６】
請求項２または６に係る発明のように、基準局が衛星情報を受信した衛星と移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件において仰角値に対応付けられた補正値を適用して測位すると良い。
【０００７】
請求項３または７に係る発明によれば、たとえ低仰角領域において地域に応じて異なる補正値予測式を適用することで所定角度以上の高仰角において補正値の誤差が大きくなったとしても、所定角度以上の高仰角においては所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位しているため、高仰角における測位誤差を抑制できる。
【０００８】
請求項４または８に係る発明によれば、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行っているため、より測位日の実際の補正値に近い補正値に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、ディファレンシャルＧＰＳ（以下、ＤＧＰＳと略す）方式の位置特定処理に適用した第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るＤＧＰＳ方式の仕組みを概略的に示している。ＤＧＰＳ方式とは、位置が既知となっている基準局１の受信機における測位誤差を利用し移動局３側の受信機の位置特定誤差を補正する方式であり、基準局１から近いある所定範囲内ではＧＰＳの測位誤差がほぼ同一となる性質を利用する。図１に示すように、ある固定位置に基準局１が設置されている。基準局１は、予め正確な位置が判明している地点に設置されると共に受信機が搭載されており複数のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）からのＧＰＳ信号を受信する。
【００１０】
基準局１が受信したＧＰＳ信号に基づいてＧＰＳ衛星２との距離を測定すると仮想基準局１ａとの間の疑似距離を測定できるが、基準局１の正確な位置に基づいて算出される真の距離と前記疑似距離とを比較することによって測位誤差を正確に求めることができる。
【００１１】
基準局１が設置された地点からある所定範囲では測位誤差がほぼ同一値となる。基準局１は、当該基準局１で得られた測位誤差に基づいて補正値を算出し、必要に応じて過去に得られた補正値群から未来における補正値を導出するための補正値予測式を算出する。このとき、測位誤差は、複数のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に異なり、また電離層、対流圏、気候の状況にも左右されるため、常に最新の補正値を使用することが要求され、このとき例えば数時間毎、１日毎などの１周期分で算出される補正値予測式、または、この補正値予測式から導出される所定時点における補正値を高精度に求めることが要求される。
【００１２】
基準局１側では、補正値予測式または補正値を求めると移動局３側に送信する。移動局３側では単独でＧＰＳ信号に基づいて測定することでＧＰＳ衛星２と仮想移動局３ａとの間の疑似距離を測定できるが、基準局１側から受信した補正値予測式または補正値を利用して位置誤差を補正することで高精度に位置を特定することができる。
【００１３】
以下、具体的に説明する。本実施形態では以下に示すシステムを適用している。
図２は、基準局側および移動局側の電気的構成をブロック図によって概略的に示している。この図２に示すように、基準局１側のサーバ１ｂは、ＣＰＵおよびメモリ等を備えたコンピュータなどにより構成されており、当該コンピュータのハードウェアおよびソフトウェアによって図２に図示する各機能を達成している。基準局１側のサーバ１ｂは機能的には制御部４を備え、当該制御部４に補正値データベース５、ＧＰＳ信号受信部６ａを備えたデータ送受信部６を接続して構成されている。他方、移動局３側の測位装置３ｂも同様にＣＰＵおよびメモリ等を備えたコンピュータなどにより構成されており、当該コンピュータのハードウェアおよびソフトウェアによって図２に図示する各機能を達成している。移動局３側の測位装置３ｂは、機能的には、データ送受信部７、補正値生成部８、疑似（擬似）距離補正部９、ＧＰＳ信号受信部１０、仰角計算部１１、補正値変換部１２、補正値予測データ保存用メモリ１３、測位計算部１４を互いに接続して構成されている。
【００１４】
基準局１の記憶手段としての補正値データベース５には、過去に測定された補正値群、または／および、当該補正値群に基づいて予め近似予測された補正値予測式が基準局１の正確な位置情報と共に多数記憶されている。この補正値群、補正値予測式は観測時点のＧＰＳ衛星２の仰角値と対応付けて補正値データベース５に記憶される。尚、基準局１は全国に複数個所（例えば１２００程度）設置されており、当該データベース５には基準局１が受信するＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎の補正値群、補正値予測式がＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値と対応付けて記憶されている。全国の基準局１は共通の補正値群、補正値予測式を記憶保持する。尚、補正値群、補正値予測式は、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に記憶保持されている必要はないが、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に記憶されていると位置特定精度をより高めることができる。
【００１５】
補正値は、電離層、天候などの気象状況などによって日々変化する。誤差要因としては、大気圏誤差、ＧＰＳ衛星２の軌道誤差、ＧＰＳ衛星２のセシウム原子時計のクロック誤差などが挙げられる。このため、この補正値を例えば秒単位で時間連続的に算出するとＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に日々異なる態様となる。補正値予測式は、補正値群を仰角値（０〜９０度）に対して近似した式によって定義し、必要に応じて測位日の補正値を利用してオフセットすることで取得し、補正値データベース５には、当該近似式が記憶されている。補正値予測式は、ＧＰＳによる位置検出に係るさまざまな誤差要因について加味した予測式により仰角値対補正値の式の形態（例えば、多項式（２次式、３次式等）、対数関数、指数関数、…）で記憶される。
【００１６】
制御部４は、ＧＰＳ衛星２からＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信し、当該ＧＰＳ信号に含まれるエフェメリス（衛星軌道情報）と基準局（基準点）１の正確な位置情報から観測時点のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値を算出する。制御部４は、前記した補正値群または／および補正値予測式を仰角値と対応付けて補正値データベース５に記憶し、対応付けられた最新の補正値群または／および補正値予測式と仰角値とをデータ送受信部６を通じて移動局３に配信する機能を備えている。
【００１７】
移動局３側では、データ送受信部７が補正値群または／および補正値予測式を受信すると、補正値生成部８がデータ送受信部７を通じて補正値群または補正値予測式を受信したときには疑似距離補正部９に与えると共に補正値予測データ保存用メモリ１３に保存し、仰角値に依存した補正値群を受信したときには補正値変換部１２に与える。
【００１８】
ＧＰＳ信号受信部１０は、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から配信されるＧＰＳ信号を受信し、疑似距離補正部９、仰角計算部１１、測位計算部１４に与える。仰角計算部１１は、ＧＰＳ信号から各ＧＰＳ衛星２ａ、２ｂ…の仰角値を算出する。補正値変換部１２は、補正値生成部８から全仰角値分の補正値群を蓄積したときには、仰角計算部１１が計算した仰角値に依存した補正値予測式に関数変換し、補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶させる。
【００１９】
疑似距離補正部９は、この補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶された補正値群、補正値予測式を利用し、疑似距離を補正する。測位計算部１４は、この補正された疑似距離を真の距離として現在位置の特定を行う。
【００２０】
以下、基準局１からＧＰＳ衛星２の仰角値および補正値を配信し、移動局３側で仰角値に対応した補正値を適用して位置特定を行う具体的な一態様について図３および図４を参照しながら説明する。
【００２１】
図４（ａ）は基準局が配信する補正値群のデータを示しており、図４（ｂ）は移動局が保持するデータの態様を示している。この図４（ａ）に示すように、各衛星番号（衛星識別番号）に対応して「補正値」を全衛星数分配信するようにしている。図４（ｂ）は、移動局３側で補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶保持されるデータを示している。この図４（ｂ）に示すように、移動局３側の補正値予測データ保存用メモリ１３には、仰角値と補正値とが対応付けられた状態で記憶されている。これらの仰角値と補正値とは、各衛星番号（衛星識別番号）に対応して全衛星数分記憶されている。
【００２２】
図３（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図３（ｂ）は、移動局側の処理を概略的に示している。
図３（ａ）に示すように、基準局１側では、制御部４はＧＰＳ衛星２からデータ送受信部６のＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信すると、任意の基準局１の観測データから補正値を算出する（Ｓ１）。次に、制御部４は、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局１の予め定められた正確な位置から観測時点のＧＰＳ衛星２の仰角値を算出し（Ｓ２）、この仰角値と対応付けて補正値を補正値データベース５に記憶させる。制御部４は、算出された仰角値と補正値とを対応付けて移動局３側に配信する（Ｓ３）。この場合、補正値と仰角値をある任意の所定期間分だけ蓄積してから配信しても良いし、仰角値を算出できた時点で補正値と共に直ぐに配信するようにしても良い。
【００２３】
他方、移動局３側では、基準局１側から補正値、仰角値が送信されていないときにも測位計算部１４が測位計算を行う（Ｔ１）。次に、配信された仰角値と補正値とをデータ送受信部７を通じて受信し（Ｔ２）、全仰角値分だけ補正値予測用データ保存用メモリ１３に蓄積するまでステップＴ１から繰り返し（Ｔ３）、補正値変換部１２が仰角値依存型の補正値予測式に変換し、補正値予測データ保存用メモリ１３に記憶させる。
【００２４】
その後、移動局３側の測位装置３ｂにおいて、測位計算部１４は、ＧＰＳ信号受信部１０によりＧＰＳ信号を受信して現在位置を検出可能であるか否かを判定し、現在位置を検出可能であるときには現在位置を検出した後、ステップＴ６に移行するが、現在位置を検出できない場合（Ｔ４：ＮＯ）には、単独で測位を行う（Ｔ５）。
【００２５】
その後、移動局３側の測位装置３ｂは、エフェメリスの情報と現在位置情報とから仰角値を算出し（Ｔ６）、補正値予測データ保存用メモリ１３に蓄積された補正値および仰角値の中に、算出した仰角値と同じ仰角値になるデータが存在するか否かを判定する（Ｔ７）。この場合、補正値予測データ保存用メモリ１３に蓄積された補正値、仰角値のデータと、算出された仰角値のデータとが同一のＧＰＳ衛星２から得られたデータであるか否かを判断し、同一のＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ）から得られたデータであることを条件付加してステップＴ７の判定を行う。
【００２６】
同一の仰角値に対応付けられた補正値が蓄積されている場合（Ｔ７：ＹＥＳ）には該当するデータを補正値として適用し（Ｔ８）、同一の仰角値に対応付けられた補正値が蓄積されていない場合（Ｔ７：ＮＯ）には、蓄積された仰角値の中で最も近い前後の２つの仰角値を線形補間して算出した仰角算出値に対応した補正値を算出し、当該算出補正値を実際の補正値として適用する（Ｔ９）。そして、測位計算部１４は、この算出された補正値を適用して測位する。
【００２７】
本実施形態によれば、基準局１側では、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から受信したＧＰＳ信号（衛星情報）に基づいて算出された補正値をＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）の仰角値と対応付けて記憶し、移動局３側では、ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）から移動局３が受信したＧＰＳ信号（衛星情報）に基づいて移動局３が受信したＧＰＳ衛星２について仰角を算出した仰角算出値に応じた補正値を適用して測位しているため、正確に位置特定することができる。
【００２８】
また、時間依存型の補正値を適用すると、移動局３が移動した場合には、補正値の配信対象となる基準局１が変更されるたびに補正値予測に用いられる補正値予測式または補正値を受信する必要があるが、本実施形態では仰角値依存型の補正値を適用しているため、基準局１のサーバ１ｂは基準点毎の情報を配信する必要がなくなり全基準点共通の情報をブロードキャスト配信し当該配信情報を受信すればよくなる。
【００２９】
また、測位装置３ｂは全国共通の情報を得られるため、概略的な位置をサーバ１ｂに送信する必要がなくなり通信頻度や通信コストを抑制できる。したがって、測位装置３ｂがサーバ１ｂと通信不能な状況であったとしても補正値予測に用いられる補正値または補正値予測式を保持していればスタンドアロン環境下でＤＧＰＳ測位を行うことができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
図５および図６は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、補正値を配信するのに代えて補正値予測式を配信するようにしているところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付し、また前述実施形態と類似の処理ステップについてはステップ番号に符号ａを付して説明を行い、異なる部分について説明する。
【００３１】
図５（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図５（ｂ）は、移動局側の処理を概略的に示している。これらの図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、基準局１側では、制御部４はＧＰＳ衛星２からデータ送受信部６のＧＰＳ信号受信部６ａを通じてＧＰＳ信号を受信すると、任意の基準局１の観測データから補正値を算出する（Ｓ１）。
【００３２】
次に、制御部４は、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局１（基準点）の位置から観測時点の衛星の仰角値を算出する（Ｓ２）。次に、制御部４は、算出した仰角値と補正値とを対応付けて補正値データベース５に蓄積させる（Ｓ３）。
【００３３】
図６（ａ）および図６（ｂ）は、基準局３が補正値予測式生成のために保持するデータを示している。この補正値予測のために保持されるデータは、例えば１日単位で日付が新しい順に保持されるデータである。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、１日分のデータでは、全衛星数分のそれぞれについて仰角値が１度から９０度の場合についてそれぞれ補正値を記憶保持させている。
【００３４】
次に、制御部４は、仰角値と補正値とをある任意の所定期間分だけ蓄積できたか否かを判定し（Ｓ４）、蓄積できたことを条件として蓄積したデータで仰角値に対して補正値を近似した近似式を算出して補正値予測式とし（Ｓ５）移動局３側に配信する（Ｓ６）。尚、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すデータは、任意の期間分保持していれば良い。原則的には最新のデータに基づいてステップＳ５において補正値予測式を生成すると良いが、これらのデータを統計処理などすることによって全て用いて補正値予測式を算出するようにしても良い。
【００３５】
図６（ｃ）は基準局３が配信するデータを概略的に示している。この図６（ｃ）に示すように、基準局３が配信するデータは、予測式の生成時刻と、各衛星番号に対応した予測式の形態情報、予測式の係数情報１、２、３…である。補正値自体を送信すると、１日当たり例えば十万バイト以上の送受信処理が必要であるものの、補正値予測式を配信すれば予測式の形態情報（多項式（２次式、３次式等）、指数関数、対数関数等の何れかの情報）と、当該予測式の係数情報（２次式の場合、０次、１次、２次の係数）とを例えば数百〜数千バイト程度だけ送信すれば良いため送受信時の情報量を極力低減できる。特に、エフェメリス（ＧＰＳ衛星２からの軌道情報）が切り替わるときに補正値の変化の傾向が変化する場合があるため、この場合には予測式の形態を送信すると良い。尚、必要に応じて予測式の形態情報を配信しなくともよい。
【００３６】
移動局３側では、基準局１から補正値予測式が配信されると、この補正値予測式の情報をデータ送受信部７を通じて取得し補正値予測データ保存用メモリ１３に保持する（Ｔ２ａ）。次に、ＧＰＳ信号受信部１０はＧＰＳ衛星２からエフェメリスを取得し、疑似距離を計算する（Ｔ１０）。次に、現在位置を検出可能か否かを判定し（Ｔ４）、現在位置を検出可能であるときには現在位置を検出した後、ステップＴ６に移行するが、現在位置を検出可能でない場合（Ｔ４：ＮＯ）には、単独で測位計算を行う（Ｔ５）。
【００３７】
次に、移動局３側において、エフェメリスの情報と現在位置情報とから仰角値を算出し（Ｔ６）、補正値予測データ保存用メモリ１３に保存された補正値予測式の中に算出した仰角値を代入することで補正値を求め（Ｔ７）、当該算出補正値を実際の補正値として適用し測位計算する（Ｔ１）。次に、移動局３側では、例えば測位計算部１４などが、基準局３側から送信された補正値予測式に付与されている予測式の生成時刻から所定時間経過しているか否か、即ち補正値予測式の有効期限を経過しているか否かを判定し（Ｔ１１）、当該有効期限を経過していると判定したときにはステップＴ２ａに戻って基準局１から再度補正値予測式を取得する。尚、有効期限は、仰角値に対する補正値の変化は約１カ月程度において同様な傾向になるため、補正値予測処理に用いるデータも１カ月程度同じデータを使用することができる。従来技術に示されるように時間依存型の補正値予測式を適用するときには有効期限は例えば最長で１週間程度であるため、本実施形態の技術思想を適用すると有効期限を格段に延ばすことができる。たとえ有効期限を経過している場合でも基準局１側のサーバ１ｂに問い合わせることで常に新しい補正値予測式を取得することができる。尚、補正値予測式が適切であるか否かを判定する基準としては、有効期限以外にも、測位日の補正値を受信しその補正値に対して補正値予測式が乖離していないか否かを判定したり、エフェメリスが切り替わっているか否かを判定することでも判定することができる。
【００３８】
逆に、移動局３側では、ステップＴ１１において補正値予測式の有効期限を経過していないと判定した場合には、ステップＴ１０に戻り、エフェメリスを取得し疑似距離の計算処理から繰り返し実行する。
本実施形態によれば、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換しているため、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。また、基準局１側から補正値予測式を配信しているため、送受信時の情報量を極力低減できる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図７および図８は、本発明の第３の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換し、当該仰角値と補正値とを配信し、移動局３側で補正値を近似した式を算出し補正値予測式としているところにある。前述実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を行い、以下異なる部分について説明する。
【００４０】
図７（ａ）は、基準局側の処理を概略的に示しており、図７（ｂ）は移動局側の処理を概略的に示している。図７（ａ）に示すように、基準局１側においては、制御部４は、任意の基準局１の観測データから補正値を算出し（Ｓ１）、エフェメリス（衛星軌道情報）と基準局の位置とから観測時点の衛星の仰角値を算出する（Ｓ２）。次に、制御部４は、算出した仰角値と補正値を対応付けて配信する（Ｓ３）。
【００４１】
図８（ａ）は基準局１が配信するデータの内容を概略的に示している。この図８（ａ）に示すように、基準局１の制御部４は、各衛星番号に対応した補正値を全衛星数分送信する。
移動局３側においては、図７（ｂ）に示すように、ＧＰＳ信号受信部１０はＧＰＳ衛星２からＧＰＳ信号を受信してエフェメリス情報を取得し、測位計算部１４は疑似距離を計算する（Ｔ１０）。測位計算部１４は、現在位置を検出可能か否かを判定し（Ｔ４）、現在位置を検出できる場合には現在位置を検出してステップＴ６に移行するが、現在位置を検出不可能であると判定された場合には、単独で測位計算を行う（Ｔ５）。
【００４２】
次に、仰角計算部１１は、エフェメリス情報と現在位置情報とから仰角値を算出する（Ｔ６）。次に、測位計算部１４が測位し（Ｔ１）、基準局１から補正値＋仰角値を全衛星数分受信し蓄積する（Ｔ２）。図８（ｂ）は、移動局３側で蓄積するデータを概略的に示している。この図８（ｂ）に示すように、移動局３の補正値予測データ保存用メモリ１３には、衛星番号と、当該衛星番号における仰角値と当該仰角値に対応付けられた補正値とが全衛星数分蓄積されるようになる。全仰角値分（最低仰角値（１度）から最高仰角値（９０度）まで）補正値＋仰角値を全衛星数分蓄積できたか否かを判定し（Ｔ３）、蓄積できたことを条件として、蓄積したデータから仰角値に対する補正値を近似した式を算出し、補正値予測式とする（Ｔ１２）。
【００４３】
図８（ｃ）は、移動局３側で保持する補正値予測式データを概略的に示している。この図８（ｃ）に示すように、補正値予測データ保存用メモリ１３内には、補正値予測式の生成時刻、衛星番号、予測式の形態、予測式の係数１、２、３、が全衛星数分記憶される。次に、測位計算部１４は、この算出された補正値予測式を用いてステップＴ６において算出された仰角値を適用し、ステップＴ７において算出した仰角値を補正値予測式に代入し測位を行う（Ｔ１）ことを繰り返す。
【００４４】
本実施形態によれば、基準局１側で時間に対応した補正値を仰角値に対応した補正値に変換し、当該仰角値と補正値とを全仰角値分配信し、移動局３側において仰角値と当該仰角値に対応付けられた補正値を近似した式を算出し補正値予測式として当該補正値予測式を適用して測位しているため、前述実施形態とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００４５】
（第４の実施形態）
図９ないし図１２は、本発明の第４の実施形態を示すもので、補正値または補正値予測式をオフセット補正しているところにある。前述実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。ＧＰＳ衛星２（２ａ、２ｂ…）毎に固有のクロック誤差などがあるため、補正値変化の傾向は似ているものの絶対値が異なる場合がある。したがって過去の補正値をそのまま用いる場合や、補正値予測式によって関数化して用いる場合には、測位日の補正値とは値がずれることがあり、補正値をオフセット補正することによってずれをなくし、より精度高くＤＧＰＳによる測位を行うことができる。本実施形態では、仰角値に対して補正値を関数化したデータを用いてオフセット補正処理を行う実施形態を示す。
【００４６】
図９ないし図１２は、オフセット処理の一例を示している。図９は、補正値軸に沿って平行移動することで補正値オフセットする一例を示している。例えば、測位日の補正値を数点取得し、その値からの補正値のずれの平均値を加えて補正値軸に沿って平行移動することで測位日の補正データに合わせると良い。すると、より正確な補正値を求めることができ、より正確な位置を特定できる。
【００４７】
図１０は、仰角値軸に沿って補正値をオフセットする一例を示している。この図１０に示すように、測位日の補正値を数点取得し、その値からの仰角値のずれの平均値を加えて仰角値軸に沿って平行移動することで測位日の補正データに合わせている。図１１は、補正値対仰角値の予測式において回転オフセット処理する一例を示している。この図１１に示すように、測位日の補正値を数点取得し、その数点の所定の仰角値における補正値に合わせるように回転オフセット処理を行っても良い。
【００４８】
図１２は、補正値対仰角値の予測式において拡大縮小オフセットを行う一例を示している。この図１２に示すように、仰角値軸方向にα倍、補正値軸方向にβ倍することによって測位日の補正値に合わせるように拡大縮小オフセット処理を行っても良い。
【００４９】
尚、低仰角値（〜１５度程度）と中仰角値〜高仰角値（２０度〜９０度）においては、必要なオフセット量が異なる場合があるが、この場合、オフセット量を所定の仰角値以上およびその値未満でオフセット量を切り替えるようにしても良いし、低仰角値の場合には信頼性が低いということでオフセット処理を行わず当該補正値を使用しないようにしても良い。
【００５０】
尚、これらのオフセット処理は、基準局１側のサーバ１ｂ、移動局３側の測位装置３ｂの何れで行っても良い。サーバ１ｂ側でオフセット処理を行うと、測位状況（季節や天候、気圧、気温など）に応じて補正値予測式をオフセット処理できるため好ましい。また、移動局３側の測位装置３ｂで測位状況（季節や天候、気圧、気温など）を検出できれば当該測位状況に応じて補正値予測式を使い分けるか、もしくは測位状況に応じて補正値予測式をオフセット処理するようにしても良い。オフセット計算処理は、測位装置３ｂが補正値予測式を蓄積する場合または補正値群を関数化して補正値予測式に変換するときに行うと良い。
【００５１】
例えば、基準局１のサーバ１ｂが、晴れ、雨、くもり、雪の場合の天候に応じた補正値予測式を作成し、過去の補正値などの統計的に処理しオフセット値を求めて当該天候状況に応じて補正値予測式をオフセット処理し、移動局３側の測位装置３ｂが一度全ての補正値予測式を受信し、測位日の天気情報も他媒体から受信し、測位装置３ｂが当該天気情報に応じて何れの補正値予測式を適用可能か判定し補正値予測式を選択して補正値を求めるようにすると良い。
本実施形態によれば、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットを行うため、より測位日の実際の補正値に近い補正値に補正することができる。
【００５２】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、所定角度以上の高仰角において補正値の誤差が大きくなったことが想定される場合であっても所定角度以上の高仰角においては所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位するところにある。前述実施形態と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００５３】
図１３（ａ）に示すように、全国各地において補正値を取得すると、ＧＰＳ衛星２の仰角値が約２０〜７５度の所定範囲では場所が異なっても、補正値予測式は当該仰角値の所定範囲内において予測の誤差が所定誤差範囲に収まることが判明している。しかし、当該仰角値の所定範囲から外れると最大仰角における取得値によっては補正値が拡散する補正値予測式となってしまうため誤差が大きくなってしまう。しかし、実際には、高仰角値の範囲では仰角の変化に応じた測位誤差の変化は小さく、ほぼ同様の値になることが多い。
【００５４】
したがって、図１３（ｂ）に示すように、所定角度（例えば６０度）以上となる高仰角値範囲（例えば６０〜７５度）で１点の補正値を選択し、当該１つの固定した所定値を補正値予測値として適用する。すると、補正値予測式が拡散するような場合であっても正確な補正値を適用して測位することができる。
【００５５】
本実施形態によれば、所定角度以上の高仰角範囲において補正値の誤差が大きくなったとしても、所定角度以上の高仰角範囲において所定角度未満の所定補正値（例えば６０度における補正値）を実際の補正値として適用して測位するため高仰角値における測位誤差を抑制できる。
【００５６】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。
基準局１のサーバ１ｂから仰角値と補正値または補正値予測式とを対応付けて移動局３側の測位装置３ｂに配信する実施形態を示しているが、測定時間と補正値または補正値予測式とを対応付けて移動局３側の測位装置３ｂに配信し、移動局３側の測位装置３ｂが時間に対応付けられた補正値または補正値予測式を、仰角値に対応づけた補正値または補正値予測式に変換するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すＤＧＰＳ方式の仕組みを概略的に示す説明図
【図２】基準局側および移動局側の電気的構成を概略的に示すブロック図
【図３】基準局側および移動局側の処理を概略的に示すフローチャート
【図４】基準局が配信するデータおよび移動局が保持するデータの態様を概略的に示す図
【図５】本発明の第２の実施形態を示す図３相当図
【図６】図４相当図
【図７】本発明の第３の実施形態を示す図３相当図
【図８】図４相当図
【図９】本発明の第４の実施形態を示すオフセット処理の説明図（その１）
【図１０】オフセット処理の説明図（その２）
【図１１】オフセット処理の説明図（その３）
【図１２】オフセット処理の説明図（その４）
【図１３】本発明の第５の実施形態に係り、高仰角時の補正値予測式の不具合とその補正例を示す説明図
【符号の説明】
【００５８】
図面中、１は基準局、１ｂはサーバ、３は移動局、３ｂは測位装置、１３は補正値予測データ保存用メモリ（記憶手段）を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式を前記衛星の仰角値と対応付けて、
衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする測位方法。
【請求項２】
前記基準局が衛星情報を受信した衛星と前記移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件において仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする請求項１記載の測位方法。
【請求項３】
補正値予測式を適用して測位する場合、所定角度以上の高仰角においては前記所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位することを特徴とする請求項１または２記載の測位方法。
【請求項４】
前記補正値を、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の測位方法。
【請求項５】
移動体に搭載可能に構成され、衛星から基準局が受信した第１衛星情報、および衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を特定するための測位装置であって、
衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式と前記基準局が受信した衛星の仰角値とが対応付けられて記憶された記憶手段と、
衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる衛星軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記記憶された仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位する測位手段とを備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項６】
前記基準局が衛星情報を受信した衛星と前記移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件の前記記憶された仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする請求項５記載の測位装置。
【請求項７】
補正値予測式を適用して測位する場合、所定角度以上の高仰角においては前記所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位することを特徴とする請求項５または６記載の測位装置。
【請求項８】
前記補正値を、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行うことを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載の測位装置。
【請求項１】
衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式を前記衛星の仰角値と対応付けて、
衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする測位方法。
【請求項２】
前記基準局が衛星情報を受信した衛星と前記移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件において仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする請求項１記載の測位方法。
【請求項３】
補正値予測式を適用して測位する場合、所定角度以上の高仰角においては前記所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位することを特徴とする請求項１または２記載の測位方法。
【請求項４】
前記補正値を、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の測位方法。
【請求項５】
移動体に搭載可能に構成され、衛星から基準局が受信した第１衛星情報、および衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を特定するための測位装置であって、
衛星から基準局が受信した第１衛星情報に基づいて算出された補正値または補正値予測式と前記基準局が受信した衛星の仰角値とが対応付けられて記憶された記憶手段と、
衛星から移動局が受信した第２衛星情報に基づいて移動局の位置を算出した位置算出情報、および第２衛星情報に含まれる衛星軌道情報に基づいて、前記移動局が受信した衛星についての仰角を算出した仰角算出値に応じた前記記憶された仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位する測位手段とを備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項６】
前記基準局が衛星情報を受信した衛星と前記移動局が衛星情報を受信した衛星とが一致する条件の前記記憶された仰角値に対応付けられた補正値または補正値予測式を適用して測位することを特徴とする請求項５記載の測位装置。
【請求項７】
補正値予測式を適用して測位する場合、所定角度以上の高仰角においては前記所定角度未満における所定補正値を実際の補正値として適用して測位することを特徴とする請求項５または６記載の測位装置。
【請求項８】
前記補正値を、補正値軸オフセット、仰角値軸オフセット、回転オフセット、拡大縮小オフセットの少なくとも何れか一種類のオフセット処理を行うことを特徴とする請求項５ないし７の何れかに記載の測位装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１９７２８（Ｐ２０１０−１９７２８Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８１３５６（Ｐ２００８−１８１３５６）
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１１日（２００８．７．１１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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