衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置
【課題】衛星測位システムの受信機の測位の信頼度の評価の精度を向上させた衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置の提供。
【解決手段】移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータおよび第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置。
【解決手段】移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータおよび第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システム受信機の測位の信頼度を評価する装置に関し、特に、移動体に設置された衛星測位システム受信機の測位信頼度評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体の位置等を知る方法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）といった衛星測位システムが用いられる。ＧＰＳにおいては、ＧＰＳ受信機（以下、単に「受信機」と略称する。）はＧＰＳ衛星（以下、単に「衛星」と略称する。）が出力した信号をそのアンテナ部において受信し、受信した信号に含まれる時刻情報と、受信機の時計が示す時刻情報とに基づいて衛星と受信機（のアンテナ部）との距離を求める。受信機は複数の衛星との距離とそれら複数の衛星それぞれの位置情報とに基づき、三角測量の原理を用いて受信機（のアンテナ部）の位置を測位する。一般に、ＧＰＳといった衛星測位システムによる測位は誤差を含む。ここでは、当該誤差を測位誤差と称する。測位誤差は、受信機から見た衛星の仰角の高低、受信機から見える（受信機が信号受信可能な）衛星の個数・配置により変化することが知られる。
【０００３】
一般に受信機は、ＮＭＥＡ−０１８３フォーマットに従うデータ（ＮＭＥＡデータ）を出力することができる（ＮＭＥＡ：米国海洋電子機器協会（あるいは米国船用電子機器協会）（National Marine Electronics Association））。
【０００４】
そのうち、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳは、衛星ｉ（ｉは整数Ｎ以下の自然数であって、Ｎは受信機が信号を受信することができる衛星の数。）と受信機との間の擬似距離残差Δｒｉを表すデータである。ここでの擬似距離残差Δｒｉは、擬似距離（受信信号に基づく衛星ｉ−受信機間距離）と、受信機が当該擬似距離に基づいて求めた受信機位置（測位位置）と衛星ｉの間の距離（測位結果に基づく衛星ｉ−受信機間距離）の差である。また、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＳＶは、衛星ｉの仰角（elevation）および方位（azimuth）を表すデータである。
【０００５】
受信機から出力される、各衛星ｉ（ｉ：１〜Ｎの自然数。）についてのＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳ（擬似距離残差）および＄ＧＰＧＳＶ（仰角および方位）を総合することで、受信機の測位の結果に含まれる測位誤差を推定し、推定された測位誤差の大きさに基づいて、受信機の測位の信頼度を評価することができる。（非特許文献１参照。）
【０００６】
特許文献１は、移動体としての列車の位置を高精度に検出する方法を開示する。特許文献１においては、受信機が出力する、ＤＧＰＳにおける基準局からの情報およびＰＤＯＰのＨＤＯＰに基づいて、受信機の測位の信頼度を評価する構成を備える。
【０００７】
特許文献２は、列車等の移動体に搭載された受信機の測位の信頼度を診断する手段（「監視手段」）を開示する。特許文献２の発明では、受信機に加え、例えば車軸の回転をセンスして、列車の位置、速度等を計測する計測手段を備え、当該計測手段の計測結果（速度計測値等）に基づいて、受信機の測位の信頼度を診断することができる。また、特許文献２は、車輪の滑走・空転等を検出する手段を開示しており、当該手段は、計測手段による計測の信頼度の診断に用いられる。
【０００８】
だがこの方法では、列車の車輪の空転・滑走により評価を誤る可能性がある。特許文献２は、列車の車輪の空転・滑走を検知する手段を開示するものの、検知された空転・滑走を、受信機の測位の信頼度の評価に反映させるための具体的な手法については何ら述べられていない。
【０００９】
さらに特許文献２においては、移動体に設置され、それぞれにアンテナが接続された複数の受信機が、それぞれに測位結果を出力する形態が示される。ここでの監視手段は、複数の受信機からの複数の測位結果を、予め備えるアンテナ同士の位置関係にかかる情報と照合し、両者がよく整合するか否かを判定することで、該複数の受信機の測位結果の整合性を診断することができる。ただし、この方法では、監視手段は、個々の受信機の測位の信頼度を評価することはできない。
【００１０】
さらにまた、特許文献２においては、鉄道線路に関する情報を路線情報として予め保持する形態も示される。この場合、監視手段は受信機による列車位置測位結果と、当該測位結果の示す位置を路線情報に照らして測位結果の近傍の鉄道線路との間の距離の最小値を求め、当該最小値が所定の値域に含まれるか否かに基づいて受信機の測位結果の信頼度を診断する。
【００１１】
上記形態にかかる方法では、列車の進行方向（軌道の接線方向）に垂直な方向についての測位結果の誤差が推定され、この誤差に基づいて列車の進行方向についての受信機の測位の信頼度が診断される。つまり、この手法では、列車の進行方向についての測位の信頼度が列車の進行方向に垂直な方向についての測位の信頼度とおよそ一致するとして、列車進行方向の測位の信頼度を間接的に求めている。だが、一般に、受信機の測位に含まれる誤差は一般に楕円形状を示す。そのため、列車進行方向に垂直な方向についての誤差に基づいて、列車進行方向についての受信機の測位を評価すると誤った評価を下す可能性がある。列車に搭載された受信機の測位の信頼度評価において重要なのは列車の進行方向についての測位の信頼度であるから、ここでの評価手法は最適な手法とは言えない。さらに、この方法では、列車が曲線区間を通過中は、車体の傾斜の影響を排除することができず、評価を誤る可能性がある。
【００１２】
このように、従来、衛星測位システム用受信機の測位の信頼度の評価について様々な手法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、従来の受信機測位の信頼度評価の手法においては、受信機が衛星から信号を受けて行った測位の結果より導かれる該測位の誤差の大きさに基づいて測位の信頼度を評価する際に、受信機が搭載された移動体の状態を考慮することができなかった。そのため、例えば、移動体が加速・減速する状態にあって車輪の空転・滑走により、衛星測位システムから独立した速度計測手段である速度発電機による速度計測の誤差が大きくなった場合に、受信機の測位の信頼度を正しく評価することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−０４２１７９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９８３９号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】フランク・ファン・ディグレレン（Frank Van Digglelen）、ＮＭＥＡ０１８３メッセージ：＄ＧＰＧＲＳを用いた、受信機における自律的インテグリティ・モニタリング（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, Using the NMEA 0183 Message:$GPGRS）、ＩＯＮ ＧＰＳ−９３プロシーディング（Proceeding of the ION GPS-93）、１９９３、ｐ．５３１−５３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記問題点を鑑み、本発明は、衛星測位システムに含まれる要素（衛星等）から提供される情報から推定される測位誤差に基づいて受信機の測位信頼度を評価する際に、受信機が搭載された移動体の状態を考慮することで受信機の測位の信頼度の評価の精度を向上させた衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、その一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータおよび第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置である。
【００１８】
本発明の一態様においては、さらに、受信機の出力に基づいて受信機の測位位置を算出する衛星測位位置算出部を有し、第２評価パラメータ算出部は、計測手段である移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された移動体の移動の速さと受信機の測位位置に基づいて算出された速さとの差を、第２評価パラメータとして算出する、ことが好ましい。
【００１９】
本発明の一態様においては、移動体は、鉄道車両であり、測位信頼度評価装置が、さらに、鉄道車両の軌道が敷設された位置が示された軌道データを保持する軌道データ保持部と、受信機の測位位置と、軌道データと、に基づいて、受信機の測位位置と軌道との乖離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２０】
本発明の一態様においては、さらに、計測手段である移動体の向きの変化を計測するヨーレートセンサセンサの出力に基づいて算出された移動体の移動のヨーレートと受信機の測位位置に基づいて算出されたヨーレートとの差を、第４評価パラメータとして算出する第４評価パラメータ算出部を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第４評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様においては、さらに、受信機の受信状況の劣化度についての情報のデータを、対応する位置を特定するための情報と関連付けてなる精度劣化予測情報データを保持する予測情報データ保持部と、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第１評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第１標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第１標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第１標準偏差修正部と、を有し、第１標準偏差修正部は、第１標準偏差を、受信機の測位位置に対応する位置の精度劣化予測情報データが示す受信状況が劣化度の増大に応じて減少させるように修正して、修正第１標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第１標準偏差に代えて修正第１標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２２】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、計測手段である移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された移動体の移動の加速度の絶対値の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、軌道データにもとづいて得られる受信機の測位位置に最近接する軌道の曲率の大きさの増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２４】
本発明の一態様においては、移動体は、自動車であり、測位信頼度評価装置が、さらに、道路の位置が示された道路地図データを保持する道路地図データ保持部と、受信機の測位位置と、道路地図データと、に基づいて、マップマッチングを行い、当該マップマッチングにかかる移動距離を算出して第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２５】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、マップマッチング距離の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２６】
本発明の一態様においては、移動体は、航空機であり、測位信頼度評価装置は、さらに、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、計測手段としての速度センサを構成する慣性航法装置による慣性航法が開始されてからの経過時間を計測する経過時間計時部と、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２７】
本発明の一態様においては、さらに、慣性航法装置による慣性航法に基づいて航空機の位置である慣性航法位置を算出する慣性航法位置算出部と、受信機の測位位置と慣性航法位置との間の距離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２８】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２９】
本発明の一態様においては、移動体は、船舶であり、測位信頼度評価装置は、さらに、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、計測手段である船体傾斜センサの出力に基づいて算出された移動体の水平面に対する傾斜角を算出する船体動揺検出部と、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、傾斜角の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００３０】
本発明は、その別の一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置による測位信頼度評価方法であって、測位信頼度評価装置が、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出ステップと、測位信頼度評価装置が、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出ステップと、測位信頼度評価装置が、少なくとも第１評価パラメータとしての受信機の測位誤差および第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、測位信頼度評価装置が、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価ステップと、を有する、測位信頼度評価方法である。
【００３１】
本発明は、そのさらに別の一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置のコンピュータが実行可能な測位信頼度評価プログラムであって、測位信頼度評価プログラムは、コンピュータを、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータとしての受信機の測位誤差および第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部として機能させることを特徴とする、測位信頼度評価プログラムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置の評価精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】鉄道車両に設置された第１実施形態による評価装置を示す概略図
【図２】第１実施形態による評価装置のハードウェア構成の例を示すブロック図
【図３】第１実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図４】第１実施形態による評価装置が実行する測位信頼度評価処理のフローチャート
【図５】擬似距離、測位位置、擬似距離残差の関係を説明する概略図
【図６】自動車に設置された第２実施形態による評価装置を示す概略図
【図７】第２実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図８】航空機に設置された第３実施形態による評価装置を示す概略図
【図９】慣性航法装置のハードウェアおよび機能の構成例を示すブロック図
【図１０】第３実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図１１】船舶に設置された第４実施形態による評価装置を示す概略図
【図１２】第４実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３５】
（概要）
本発明にかかる実施形態は、移動体に設置された、衛星測位システムであるＧＰＳ（Global Positioning System）用のＧＰＳ受信機（以下、誤認のおそれがない限り単に「受信機」と略称する。）の測位の信頼度評価のための装置（以下、単に「評価装置」と略称する。）である。評価装置は、受信機と接続され、受信機から、測位位置に関する情報（ＧＰＳ測位位置情報）および測位誤差に関する情報（ＧＰＳ測位誤差情報）を受け取ることができる。また、評価装置は、衛星測位システムから独立して（衛星測位システムに依らないで）移動体の状態（速度等）を計測することができる独立計測手段と接続され、当該独立計測手段が出力する移動体速度等に関する情報（独立計測情報）を、移動体の状態を示す情報として受け取ることができる。そして、評価装置は、ＧＰＳ測位誤差情報および独立計測情報にもとづいて評価対象データを構成し、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出し、当該マハラノビス距離に基づいて受信機の測位の信頼度を評価する。
【００３６】
なお、正常標本データ集合は、受信機の測位信頼度評価に先立って予め用意される。正常標本データ集合は、ＧＰＳおよび独立計測手段が正常に機能していると考えられる状況において収集されたＧＰＳ測位誤差および独立計測情報等に基づいて構成される正常標本データが複数含まれる集合である。
【００３７】
こうして、評価装置は、ＧＰＳ由来のデータ（ＧＰＳ測位誤差情報のデータ）および非ＧＰＳ由来（独立計測手段等由来）のデータ（独立計測情報のデータ）を統一的尺度（マハラノビス距離）に統合し、当該統一的尺度に基づいた受信機測位信頼度評価を行うことが可能となる。これにより、評価装置は、受信機から取得したＧＰＳ測位誤差と独立計測手段から取得した情報から導出した移動体の状態を示す情報との相関を考慮して、より精度よく測位信頼度の評価を行うことが可能である。
【００３８】
また、評価装置は、付加情報（ＧＰＳ測位精度劣化予測情報（後述）、独立計測手段から提供される独立計測情報に基づく移動体加速度に関する情報、など）に基づき、予め準備され評価装置に保持された正常標本データ集合の統計量（正常標本データの各パラメータの平均、標準偏差等）のうち、特定のパラメータの統計量（標準偏差等）を修正し、修正された統計量を含んだ正常標本データ集合の統計量を用いて評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出することができる。
【００３９】
そうすることで、評価装置は、実際の信頼度よりも低く誤評価される（マハラノビス距離が不適切に大きくなる）可能性が高いと予想される状況で収集された評価対象データに対する信頼度評価において、誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、そのような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００４０】
（第１実施形態）
第１実施形態においては、評価装置は、移動体としての鉄道車両に設置される。図１は、鉄道車両２０１に設置された本実施形態による評価装置１０１および評価装置１０１に接続される機器の構成を示すブロック図である。
【００４１】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１は、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。受信機１０３は、アンテナ部１０３ａと接続され、ＧＰＳ衛星が発する電波を受信することが可能になっている。
【００４２】
また、評価装置１０１は、衛星測位システムに依らない独立計測手段であるヨーレートセンサ１０５、および、同じく衛星測位システムに依らない独立計測手段である速度発電機１０７（速度センサ）と接続される。ヨーレートセンサ１０５は、鉄道車両２０１の向きの経時変化を検知するためのセンサであって、鉄道車両２０１のヨーレートを評価装置１０１へ出力することができる。速度発電機１０７は、車軸１０７ａｘの回転力から発電する発電機であり、車軸１０７ａｘの回転数に応じた出力電圧を出力することができる。
【００４３】
図２は、評価装置１０１のハードウェア構成の例を示すブロック図である。評価装置１０１は、データおよびプログラムを格納する主記憶装置３ａおよび補助記憶装置３ｂを備える。主記憶装置３ａは、例えば、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等でよい。補助記憶装置３ｂは、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）およびそのドライブ装置、光ディスクおよびそのドライブ装置、不揮発性メモリ（ＮＶ−ＲＡＭ）等でよい。中央処理装置１（ＣＰＵ）は、記憶装置３ａおよび３ｂのいずれかに格納された、測位信頼度評価プログラムを実行することにより、評価装置１０１の各種機能を実現する演算装置である。ただし、測位信頼度評価プログラムは、記憶装置３ａおよび３ｂに格納されずとも、ネットワーク（不図示）および入力部５を介してＣＰＵ１にロードされてもよい。また、ＣＰＵ１には、入力部５および出力部７が接続される。入力部５は、操作者からの情報の入力、外部デバイスからのデータ入力等を受け、当該入力をＣＰＵ１へ送ることができる。出力部７は、ＣＰＵ１からデータ出力を受け、操作者への情報の出力、外部デバイスへのデータ出力等を行うことができる。評価装置１０１は、出力部７を介して評価結果を出力することができる。
【００４４】
なお、評価装置１０１のハードウェア構成は、図２に示すような構成に限定されない。評価装置１０１は、例えば、１つまたは複数の専用集積回路として構成されることも可能である。
【００４５】
（機能ブロックの構成）
図３は、ＣＰＵ１が測位信頼度評価プログラムを実行することにより評価装置１０１に実現される機能を示したブロック図である。
【００４６】
ＧＰＳ測位誤差推定部１１（評価パラメータ算出部、ｘ１出力部）は、受信機１０３から所定のプロトコルに則ったデータ（例えば、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳ、＄ＧＰＧＳＶ、＄ＧＰＧＳＡ等）を受け取り、受け取ったデータに基づいてＧＰＳ測位誤差を推定する。このＧＰＳ測位誤差については、後で詳述する。
【００４７】
ＧＰＳ緯度経度算出部１３（衛星測位位置算出部）は、受信機１０３からの情報に基づき、受信機による測位結果としての受信機１０３の位置の緯度および経度（ＧＰＳ測位位置）を算出する。なお、ＧＰＳ緯度経度算出部１３は、受信機１０３の高度を算出することも可能である。
【００４８】
センサヨーレート算出部１５は、独立計測手段であるヨーレートセンサ１０５からの出力を受け、鉄道車両２０１の向きの経時的変化を独立計測ヨーレートとして算出する。
【００４９】
速発速度算出部１７は、独立計測手段である速度発電機１０７からの出力を受け、移動体（鉄道車両２０１）のその軌道に沿った方向についての速度を独立計測速度として算出する。
【００５０】
速発加速度算出部１９は、独立計測手段である速度発電機１０７からの出力を受け、移動体（鉄道車両２０１）のその軌道に沿った方向についての加速度を独立計測加速度として算出する。
【００５１】
ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１（σ１修正部）は、予め評価装置１０１が保持する精度劣化予測情報データ（後述）と、ＧＰＳ緯度経度算出部１３が出力したＧＰＳ測位位置とに基づき、正常標本データ集合の統計量のうち、ＧＰＳ測位誤差にかかるデータの標準偏差（σ１）を修正する。より具体的には、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ測位誤差にかかるデータの標準偏差（σ１）に対する修正係数を決定する。
【００５２】
（ＧＰＳ測位精度劣化予測情報について）
鉄道車両、自動車といった移動体（陸上移動体）では、トンネル区間や森林地帯、市街地等における高層建築近傍においてＧＰＳ衛星の発する信号に対する受信状況が悪くなり、測位精度が劣化する傾向が見られる。つまり、受信状況は受信機の周囲の状況により劣化する傾向がある。そこで、評価装置１０１は、予め、地上における受信状況の劣化度（もしくは良好度）についての情報を数値化したデータを、該劣化度情報の指す位置を特定するための情報と関連付けて保持する。
【００５３】
劣化度情報の指す位置は、緯度経度の情報によって特定されればよい。また、移動体が鉄道車両の場合には軌道と関連付けられた劣化度情報が示された軌道データを利用することができ、自動車のためには道路と関連付けられた劣化度情報が示された道路地図データを利用することができる。また、鉄道車両の場合、軌道と関連付けて（劣化度情報としての）軌道周囲の状況に関する情報が追加された軌道データを精度劣化予測情報データとして利用でき、自動車の場合、道路と関連付けて（劣化度情報としての）道路周囲の状況に関する情報が追加された道路地図データを精度劣化予測情報データとして利用できる。その他の移動体（航空機、船舶等を含む。）の場合には、受信状況の劣化度と、緯度・経度・高度等とが関連付けされたデータを精度劣化予測情報データとして利用すればよい。
【００５４】
受信状況の劣化度は、非負の実数を用いて数値化されてよい。また、劣化度を示す数値は、その値が大きくなるほどに予測される受信状況の悪化の程度が大きくなるように数値化されてよい。つまり、最良の受信状況であることが予測される場合に劣化度の値はゼロとしてよい。また、劣化度の値は、周囲状況について、市街地＜森林地帯＜トンネル区間の順に大きくなるように設定されてよい。なお、劣化度に関する情報が無い位置については、劣化度の値としてゼロが与えられるようにしてよい。
【００５５】
このようにしてＧＰＳ測位精度劣化予測情報５１を予め準備しておき、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、例えば、ＧＰＳ測位位置に基づいてＧＰＳが測位した位置近傍の精度劣化予測情報５１を参照し、ＧＰＳ測位位置が示す位置に関連付けられた精度劣化予測情報が示す劣化度の値が大きくなればなるほど、正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差がより小さな値に修正されるように、修正係数を決定する。正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差の値が小さな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、ＧＰＳ測位誤差）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において高くする効果がある。つまり、評価装置１０１は、ＧＰＳ測位の精度劣化が予想される（ＧＰＳ測位の誤差が大きくなることが予め判っている）場所で収集した評価対象データに対する測位信頼度の評価では、正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差をより小さくすることで、ＧＰＳ測位の精度劣化をより鋭敏に評価結果に反映させる。
【００５６】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位誤差」のデータについての標準偏差（σ１）は、受信状況の劣化度の関数として受信状況の劣化度の悪化に応じて減少するように修正されることが可能になる。
【００５７】
正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位誤差」のデータの標準偏差をσ１、ＧＰＳ測位位置ｐにおける受信状況の劣化度の値をｆ（ｐ）、「ＧＰＳ測位誤差」のデータの修正された標準偏差をσ１’とすれば、σ１’は、
σ１’＝（１／（１＋ｆ（ｐ）））×σ１ ・・・・・ （１）
と表される。つまり、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、上記式（１）における（１／（１＋ｆ（ｐ）））の値を決定する。
【００５８】
これにより、評価装置１０１は、移動体の状態として受信状況が悪いと予測される状況で収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に高く評価することを防止し、そのような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００５９】
ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３（評価パラメータ算出部、ｘ３出力部）は、ＧＰＳ測位位置と、鉄道の軌道の緯度・経度（高度は任意。）が示され軌道データ保持部５３に保持される軌道データとに基づき、ＧＰＳ測位位置と実際の軌道との乖離（ＧＰＳ測位−実軌道間距離）を算出する。ＧＰＳ測位−実軌道間距離は、ＧＰＳ測位位置と実軌道との距離（射影量）でよく、軌道の湾曲等で射影量と考えられる量が複数得られる場合には、そのうちで最小の量をＧＰＳ測位−実軌道間距離としてよい。
【００６０】
ＧＰＳヨーレート算出部２５は、評価対象データの取得時における鉄道車両２０１の向きの経時的変化を、該取得時近傍の複数の相異なる時刻におけるＧＰＳ測位位置の差分に基づいて算出する（ＧＰＳヨーレート）。
【００６１】
ＧＰＳ速度算出部２７は、評価対象データの取得時における鉄道車両２０１の速度を、該取得時近傍の複数の相異なる時刻におけるＧＰＳ測位位置の差分に基づいて算出する（ＧＰＳ速度）。
【００６２】
上記より明らかだが、軌道データ保持部５３は、鉄道の軌道が敷設された緯度・経度（および高度）の情報が示された軌道データを保持する。軌道データは、さらに、軌道の曲率に関するデータを含むことが望ましい。
【００６３】
ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１（σ３修正部）は、ＧＰＳ測位位置に基づき、当該ＧＰＳ測位位置に最も近い（上述の実軌道間距離だけ離れた）軌道上の一点の曲率（Ｒ）を軌道データ保持部５３より取得し、当該一点における軌道の曲率Ｒに基づき、正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）を修正する。より具体的には、ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）に対する修正量を決定する。
【００６４】
鉄道車両では、湾曲した（非直線の）軌道を走行中、車両を傾斜させて走行する。車両の傾斜は、受信機のアンテナ部１０３ａの位置にも影響を及ぼす。傾斜による軌道に対するアンテナ部１０３ａの位置の変化は、ＧＰＳの測位の誤差として認識されてしまう可能性がある。このことは、湾曲した軌道を走行する受信機の測位信頼度は、直線軌道走行中よりも、不適切に低く評価される可能性があることを意味する。そこで、評価装置１０１は、例えば、走行中の軌道の曲率Ｒが大きくなればなるほど、正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）がより大きな値に修正されるように、修正量を決定する。標準偏差の値が大きな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、ＧＰＳ測位−実軌道間距離）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において低くする効果がある。
【００６５】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」にかかるデータの標準偏差（σ３）は、鉄道車両２０１が在線する軌道上の一点の曲率の関数として曲率の増加に応じて増大するように修正されることが可能になる。
【００６６】
正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」のデータの標準偏差をσ３、ＧＰＳ測位位置ｐに最近接する軌道上の一点における曲率をＲ（ｐ）、「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」のデータの修正された標準偏差をσ３’とすれば、σ３’は、
σ３’＝ｋ３×Ｒ（ｐ）＋σ３ （ｋ３：調整パラメータ（後述））・・・（２）
と表される。つまり、ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、上記式（２）におけるｋ３×Ｒ（ｐ）の値を決定する。
【００６７】
これにより、評価装置１０１は、湾曲した軌道を走行するために傾斜した鉄道車両において収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、鉄道車両が傾斜するような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００６８】
ヨーレート差算出部３３（評価パラメータ算出部、ｘ４出力部）は、ＧＰＳヨーレート算出部２５が出力するＧＰＳヨーレートと、センサヨーレート算出部１５が出力する独立計測ヨーレートとに基づき、これら２つのヨーレートの差を算出して、ヨーレート差（ｘ４）として出力する。
【００６９】
速度差算出部３５（評価パラメータ算出部、ｘ２出力部）は、ＧＰＳ速度算出部２７が出力するＧＰＳ速度と、速発速度算出部１７が出力する独立計測速度とに基づき、これら２つの速度の差を算出して、速度差（ｘ２）として出力する。
【００７０】
速度差標準偏差修正部３７（σ２修正部）は、速発加速度算出部１９が出力する独立計測加速度に基づき、正常標本データ集合の統計量のうち、速度差にかかるデータの標準偏差（σ２）を修正する。より具体的には、速度差標準偏差修正部３７は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ速度と独立計測速度との速度差にかかるデータの標準偏差（σ２）に対する修正量を決定する。
【００７１】
鉄道車両の独立速度計測手段である速度発電機１０７は、既知の径を有する車輪と接続された車軸の単位時間あたり回転数に基づいて独立計測速度を計測する計測手段である。そのため、鉄道車両が加減速中に車輪がスリップして滑走することで速度発電機１０７の速度計測の精度は著しく劣化する。また、低速度での運転中や、車軸が接続された車輪の径が変化したりすることでも速度発電機１０７の速度計測の精度が悪化することが知られている。
【００７２】
速度発電機１０７の速度計測の精度の変化は、ＧＰＳによる測位から求めたＧＰＳ速度の誤差の変化として誤認識される可能性がある。このことは、軌道に沿った方向に加減速中の受信機の測位信頼度は、軌道に沿った方向に定速走行中よりも、不適切に低く評価される可能性があることを意味する。そこで、評価装置１０１は、例えば、軌道に沿った方向の鉄道車両の加速度（の絶対値）が大きくなればなるほど、正常標本データ集合の速度差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差がより大きな値に修正されるように、修正量を決定する。標準偏差の値が大きな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、速度差）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において低くする効果がある。
【００７３】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「速度差」にかかるデータの標準偏差（σ２）は、鉄道車両２０１の加速度（の絶対値）の関数として加速度（の絶対値）の増大に応じて増大するように修正されることが可能になる。
【００７４】
正常標本データ集合における「速度差」のデータの標準偏差をσ２、鉄道車両の（独立計測）加速度をａ、「速度差」のデータの修正された標準偏差をσ２’とすれば、σ２’は、
σ２’＝ｋ２×｜ａ｜＋σ２ （ｋ２：調整パラメータ（後述）） ・・・（３）
と表される。つまり、速度差標準偏差修正部３７は、上記式（３）におけるｋ２×｜ａ｜の値を決定する。
【００７５】
これにより、評価装置１０１は、軌道に沿った方向において独立計測手段から加速度が検出された加減速中の鉄道車両において収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、鉄道車両が加減速中の状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００７６】
マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【００７７】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力するＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差算出部３５が出力する速度差（ｘ２）、
ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３が出力するＧＰＳ測位−実軌道間距離（ｘ３）、
ヨーレート差算出部３３が出力するヨーレート差（ｘ４）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【００７８】
また、正常標本データ集合の統計量は、正常標本データ保持部５５に保持される。該当計量は、正常標本データ集合における各パラメータ（検査項目パラメータ）の平均および標準偏差であって、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差平均（ｍ４）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
正常標本データ集合の速度差標準偏差（σ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差標準偏差（σ４）、である。
【００７９】
また、正常標本データ保持部５５は、式（３）における調整パラメータｋ２の値、および、式（２）における調整パラメータｋ３の値を保持する。
【００８０】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データのマハラノビス距離の算出において、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差平均（ｍ４）、
修正ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１’）、（式（１）参照。）
修正速度差標準偏差（σ２’）、（式（３）参照。）
修正ＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３’）、（式（２）参照。）
正常標本データ集合のヨーレート差標準偏差（σ４）、
を用いる。
【００８１】
信頼度評価部４３は、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。具体的には、信頼度評価部４３は、マハラノビス距離が大きくなればなるほど、測位信頼度を低く評価するように、評価を行う。例えば、評価部４３は、所定の閾値を１つまたは複数設け、２レベルまたはより多くのレベルで測位信頼度を評価する。
【００８２】
（正常標本データの収集および正常検査項目パラメータの標準偏差の決定処理）
これより、評価対象データに基づく測位信頼度評価に先立って予め収集される正常標本データおよびその集合の具体例、ならびに、正常標本データ集合の所定の検査項目パラメータの標準偏差に対する調整パラメータ（ｋ２（式（３））、ｋ３（式（２）））の決定の具体例を示す。
【００８３】
先ず、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた直線軌道上において、軌道方向に沿った方向について定速度で走行させる。そして、定速度走行中の鉄道車両において検査項目パラメータ（ＧＰＳ測位誤差、速度差平均、ＧＰＳ測位−実軌道間距離、ヨーレート差）のデータを収集する。これらのパラメータで構成されるデータが正常標本データとなる。このデータ収集作業を複数回実行する。複数回実行後に集まった複数の正常標本データが正常標本データ集合を構成する。
【００８４】
検査項目パラメータを４つ、データ収集作業をｎ回実行すれば各検査項目パラメータについてｎ個ずつ、トータル４ｎ個のデータが得られる。この４ｎ個のデータから、各検査項目について、平均、および、標準偏差を求める。
【表１】
【００８５】
上記４ｎ個のデータが、正常標本データ集合を構成するデータとして用いられる。つまり、ここで求めた平均ｍｉ（ｉ：１〜４）および標準偏差σｉ（ｉ：１〜４）が、正常標本データ集合の各パラメータの平均および標準偏差である。正常データ保持部５５は、これら平均ｍｉ（ｉ：１〜４）および標準偏差σｉ（ｉ：１〜４）を、正常標本データ集合を表す統計量として保持すればよい。
【００８６】
（調整パラメータｋ２の決定処理）
次に、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた直線軌道上において、軌道方向に沿った方向についてその加速度の絶対値が｜ａ０｜（ａ０はゼロ以外の実数。）になるように加減速走行させる。そして、加減速走行中の鉄道車両において検査項目パラメータのうち、少なくとも検査項目「速度差」（上表における「検査項目２」）のデータを収集する。このデータ収集作業は、ｎａ回実行される（ｎａは、自然数）。なお、実行回数（ｎａ）は、２以上であることが望ましい。
【００８７】
この収集作業をｎａ回実行すれば、少なくとも検査項目２パラメータについてのｎａ個のデータが得られる。（下表に示すデータｄ２ａ１〜ｄ２ａｎａが得られる。）
【表２】
【００８８】
この結果にもとづいて、式（３）に含まれる調整パラメータｋ２を決定する。
【００８９】
上記定加速度走行データの集合（データｄ２ａ１〜ｄ２ａｎａ）の、正常標本データ集合（定速直線走行データ）における上記データ集合と対応する検査項目パラメータ（（検査項目２）のデータ（ｄ２１〜ｄ２ｎ））の平均値（平均ｍ２）に対する標準偏差（σ２ａ）を次式より求める。
【数１】
【００９０】
そして、式（４）より求めた標準偏差σ２ａ、正常標本データ集合を表す統計量のうち検査項目２「速度差」にかかる標準偏差σ２、定加速度走行データ収集にかかる加速度ａ０を用い、次式、
σ２ａ＝ｋ２×｜ａ０｜＋σ２ ・・・ （５）、
を満足するｋ２を求め、該ｋ２を調整パラメータｋ２とする。式（５）より決定された調整パラメータｋ２は、正常データの一部を構成するデータとして、正常データ保持部５５に保持される。
【００９１】
（調整パラメータｋ３の決定処理）
最後に、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた曲線軌道（曲率Ｒ０）上において、軌道方向に沿った方向について定速で走行させる。そして、曲率Ｒ０の曲線軌道上を定速走行中の鉄道車両において検査項目パラメータのうち、少なくとも検査項目「実軌道との距離」（上表における「検査項目３」）のデータを収集する。このデータ収集作業は、ｎＲ回実行される（ｎＲは、自然数）。なお、実行回数（ｎＲ）もまた、２以上であることが望ましい。
【００９２】
この収集作業をｎＲ回実行すれば、少なくとも検査項目３パラメータについてのｎＲ個のデータが得られる。（下表に示すデータｄ３Ｒ１〜ｄ３ＲｎＲが得られる。）
【表３】
【００９３】
この結果にもとづいて、式（２）に含まれる調整パラメータｋ３を決定する。上記定速曲線走行データの集合（データｄ３Ｒ１〜ｄ３ＲｎＲ）の、正常標本データ集合（定速直線走行データ）における上記データ集合と対応する検査項目パラメータ（（検査項目３）のデータ（ｄ３１〜ｄ３ｎ））の平均値（平均ｍ３）に対する標準偏差（σ３Ｒ）を次式より求める。
【数２】
【００９４】
そして、式（６）より求めた標準偏差σ３Ｒ、正常標本データ集合を表す統計量のうち検査項目３「実軌道との距離」にかかる標準偏差σ３、定速曲線走行データ収集にかかる曲率Ｒ０を用い、次式、
σ３Ｒ＝ｋ３×Ｒ０＋σ３ ・・・ （７）、
を満足するｋ３を求め、該ｋ３を調整パラメータｋ３とする。式（７）より決定された調整パラメータｋ３は、正常データの一部を構成するデータとして、正常データ保持部５５に保持される。
【００９５】
（測位信頼度評価処理フロー）
次に、図４を参照し、評価装置１０１によるマハラノビス距離に基づく受信機の測位信頼度評価にかかる処理について説明する。図４は、評価対象データを構成する検査項目パラメータのデータ収集から測位信頼度評価までの処理の流れを示すフローチャートである。
【００９６】
ステップＳ１０１において、ＧＰＳ測位誤差推定部１１（ｘ１出力部）は、受信機１０３から受け取ったデータに基づいてＧＰＳ測位誤差を推定して、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【００９７】
（ＧＰＳによる測位位置にかかる測位誤差の推定）
ここでＧＰＳ測位誤差について説明する。
【００９８】
ＧＰＳ衛星による受信機位置（ＧＰＳ測位位置）の導出では、受信機１０３は、複数のＧＰＳ衛星と受信機１０３間の距離を測定して、三角測量の原理で受信機位置（ＧＰＳ測位位置）を特定して求めている。ここでのＧＰＳ測位誤差は、ＧＰＳ衛星から発信された信号から計算した直線距離（擬似距離ｒ）と、受信機が測位位置として最終的に決定したＧＰＳ測位位置に基づく受信機と衛星間の直線距離との差（擬似距離残差Δｒ）およびＧＰＳ衛星配置から計算することができる。また、一般的な受信機には、上記諸量を計算するための出力がＮＥＭＡデータ（＄ＧＰＧＲＳ、＄ＧＰＧＳＶ、＄ＧＰＧＳＡとして標準で出力可能である。（非特許文献１参照。）
【００９９】
図５は、擬似距離ｒと擬似距離残差Δｒとの関係を説明するための模式図である。受信機が受信可能なＧＰＳ衛星がＮ機あるとする。
【０１００】
衛星ｉ（ｉは、１からＮの整数。）と受信機１０３との間の距離ｒｉ［ｍ］の関係は、受信機位置を（ｘ，ｙ，ｚ）、衛星ｉの位置を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、受信機１０３が内蔵する時計の時間誤差δ［ｓｅｃ］に対応する距離誤差をｓ＝ｃ・δ［ｍ］（ｃは光速）とすると、
【数３】
と表される。
【０１０１】
このときｒｉの変化量Δｒｉと、ｘ、ｙ、ｚ、ｓの変化量Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δｓとの関係は、
【数４】
ただし、
【数５】
となる。
【０１０２】
受信機が計測した距離ｒｉ（擬似距離）をｒｉｍ、ｒｉｍをもとに決定したＧＰＳ位置および時計誤差を（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ，ｓｃ）としたとき、ｒｉｍと、（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ，ｓｃ）から式（１）で計算した距離ｒｉｃとの差、すなわち擬似距離残差Δｒｉ＝ｒｉｍ−ｒｉｃをＮ個縦に並べた擬似距離残差ベクトルΔｒ＝（Δｒ１，Δｒ２，・・・，ΔｒＮ）Ｔと測位誤差ベクトルΔｘ＝（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｓ）Ｔとの関係が
【数６】
と求まる。
【０１０３】
ここで、行列Ｇは
【数７】
である。
【０１０４】
ｌｉ、ｍｉ、ｎｉはそれぞれ衛星ｉと受信機１０３とを結ぶ直線のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対する方向余弦である。
【０１０５】
よって、ｌｉ、ｍｉ、ｎｉは、受信機１０３から見た衛星ｉの仰角（elevation）をｅｌｉ、北をゼロとした方位角（azimuth）をａｚｉとして、
【数８】
から求めることができる。
【０１０６】
連立方程式（１１）の解は最小二乗法により
【数９】
で求めることができる。
【０１０７】
擬似距離残差Δｒｉは、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳとして受信機１０３から出力され、仰角ｅｌｉおよび方位角ａｚｉは、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＳＶとして受信機１０３から出力されるので、ＧＰＳ測位誤差推定部１１は、リアルタイムで行列Ｇ、すなわち、（（ＧＴＧ）−１ＧＴ）を求めることができる。式（１４）の数値計算においては、特異値分解で擬似逆行列（（ＧＴＧ）−１ＧＴ）を直接求めることができる。また、Ａ＝ＧＴＧ，ｂ（ベクトル）＝ＧＴΔｒ（ベクトル）とおいてＡΔｘ＝ｂの連立一次方程式をＬＵ分解で求めてもよい。
【０１０８】
なお、鉄道車両のように移動体のＧＰＳ測位位置について高度を考慮する必要がない場合には、式（１４）で示されるＧＰＳ測位誤差ベクトルのうち、水平方向成分のみを抽出して、水平面に関する測位誤差ｄＥＲＲＨ
【数１０】
をＧＰＳ測位誤差として用いてもよい。
【０１０９】
図４に戻り、ステップＳ１０３において、速度差算出部３５（ｘ２出力部）は、速度差（ｘ２）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１０】
ステップＳ１０５において、ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３は、ＧＰＳ測位−実軌道間距離（ｘ３）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１１】
ステップＳ１０７において、ヨーレート差算出部３３は、ヨーレート差（ｘ４）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１２】
ステップＳ１０９において、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、精度劣化予測情報データ保持部５１に保持された精度劣化予測情報を参照して、ＧＰＳ測位位置ｐにおける劣化度の値ｆ（ｐ）を求め、前述の式（１）より、修正ＧＰＳ測位位置標準偏差σ１’を決定する。決定したσ１’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１３】
ステップＳ１１１において、速発加速度算出部１９は、鉄道車両２０１の独立計測加速度を算出して、速度差算出部３５へ出力する。
【０１１４】
ステップＳ１１３において、速度差標準偏差修正部３７（σ２修正部）は、独立計測加速度ａを用いて、前述の式（３）より、修正速度差標準偏差σ２’を決定する。決定したσ２’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１５】
ステップＳ１１５において、ＧＰＳ−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、ＧＰＳ測位位置に基づき、鉄道車両２０１が在線する軌道上の位置を推定し、当該位置における軌道の曲率を軌道データ保持部５３に保持された軌道データを参照して決定し、その曲率をＲ（ｐ）として、前述の式（２）より、修正実軌道間距離標準偏差σ３’を決定する。決定したσ３’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１６】
ステップＳ１１７において、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）の正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。なお、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として平均（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４）および標準偏差（σ１’，σ２’，σ３’，σ４）を用いて評価対象データのマハラノビス距離を算出してもよい。算出したマハラノビス距離は、信頼度評価部４３へ送られる。
【０１１７】
ステップＳ１１９において、信頼度評価部４３は、マハラノビス距離算出部４１から受けたマハラノビス距離の大きさに基づいて、受信機１０３の測位の信頼度を評価する。
【０１１８】
このように、評価装置１０１は、評価対象データ（ＧＰＳ測位誤差および独立計測情報）についての正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。そうすることで、評価装置１０１においては、ＧＰＳ測位誤差に加えて評価対象データが取得されたときの移動体の状態を考慮した測位信頼度の評価が可能になっている。
【０１１９】
また、評価装置１０１は、独立計測手段等の計測データをもとに移動体の状態を考慮して、マハラノビス距離の算出にかかる評価対象データのパラメータ相互間の相対的な重み（標準偏差）を変更することができ、より適切な測位信頼度の評価が可能になっている。
【０１２０】
（マハラノビス距離の計算について）
ここで、ステップＳ１１７においてマハラノビス距離算出部４１が算出するマハラノビス距離の算出の方法について説明する。
（正常標本データ集合の統計量について）
ｋ個のデータ項目（検査項目）について、ｎ個の正常標本データが収集されているとする。
【表４】
ここで、ｍｊは、検査項目ｊ（ｊ：１〜ｋの整数。）のデータの平均、σｊは、検査項目ｊ（ｊ：１〜ｋの整数。）のデータの標準偏差であって、
【数１１】
である。
【０１２１】
次に、正常標本データについて、
【数１２】
の正規化を行う。正規化後の正常標本データを下表に示す。
【表５】
【０１２２】
次に、行列｛ｄ’ｊｉ｝の相関行列Ｃ＝｛ｒｊｉ｝を計算する。このとき、対角項は１、ｒｊｉ＝ｒｉｊである。
【数１３】
そして、さらに、行列Ｃの逆行列Ｃ−１を計算しておく。
【０１２３】
（対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離の算出について）
マハラノビス距離の算出の対象となるデータをデータｘ＝（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｋ）とする。先ず、データｘを式（１９）のようにして正規化する。
【数１４】
【０１２４】
正規化された対象データｘ’について、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を次式より算出する。マハラノビス距離をＤとして、
【数１５】
【０１２５】
本実施形態による評価装置１０１は、物理的な単位が相異なる複数のデータを、マハラノビス距離として統合することができ、１つの統一的な尺度に基づく測位信頼度の定量的評価が可能になっている。これにより、評価結果の信頼性もまた向上される。
【０１２６】
さらに、本実施形態による評価装置１０１は、評価対象データの収集時に受信機の測位の精度が劣化していると予測される場合には、評価対象データにおける受信機の測位に基づく検査項目と対応する正常標本データの検査項目の標準偏差の大きさがより小さくなるように修正することにより当該検査項目のマハラノビス距離における他の検査項目に対する相対的な重みを重くして当該受信機の測位精度の劣化がより鋭敏に評価結果に反映されるようにし、また、評価対象データの収集時に独立計測手段の計測の精度が劣化していると予測される場合には、評価対象データにおける独立計測手段の計測に基づく検査項目と対応する正常標本データの検査項目の標準偏差の大きさがより大きくなるように修正することにより当該検査項目のマハラノビス距離における他の検査項目に対する相対的な重みを軽くして当該独立計測手段の計測精度の劣化が敏感に評価結果に反映されないようにする。そうすることで、測位信頼度の評価の精度をよく保つことが可能になっている。
【０１２７】
また、本実施形態による評価装置１０１は、上記した検査項目パラメータに限らず、如何なる単位を有する量でも測位信頼度評価の検査項目パラメータとして容易に導入可能である。これにより、評価装置１０１は、顕著な汎用性を有するものとなっている。
【０１２８】
（第２実施形態）
第２実施形態においては、評価装置は、移動体としての自動車に設置される。図６は、自動車３０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ａおよび評価装置１０１ａに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１２９】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ａは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１３０】
また、評価装置１０１ａは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である走行速度計１０７ａと接続される。走行速度計１０７ａは、速度発電機１０７と同様に、車軸１０７ａｘの回転力から自動車の走行速度の情報（速度計速度）を出力することができる。評価装置１０１ａは、自動車３０１が定常的な横滑り運動を行うことは無いものと仮定し、ＧＰＳ速度に対応する独立計測情報として走行速度計１０７ａによる速度計速度を利用する。
【０１３１】
（機能ブロックの構成）
図７は、評価装置１０１ａが備える機能を示したブロック図である。
【０１３２】
評価装置１０１ａにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３、速度計測度算出部１７ａ、速度計加速度算出部１９ａ、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、ＧＰＳ速度算出部２７、速度差算出部３５、速度差標準偏差修正部３７、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、正常データ保持部５５、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。
【０１３３】
マップマッチング移動距離算出部２３ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ緯度経度算出部１３が出力するＧＰＳ測位位置、および、道路地図データ保持部５３が保持する道路地図データに基づき、ＧＰＳ測位位置を道路上の一点へ移動させるマップマッチングを行い、当該マップマッチングでＧＰＳ測位位置が移動させられた距離（マップマッチング移動距離ｘ３）を算出する。
【０１３４】
マップマッチング移動距離標準偏差修正部３１ａ（σ３修正部）は、上記マップマッチング移動距離算出部２３ａが行ったマップマッチングにかかる移動先の道路上の一点の、位置特定困難度が高くなるにつれて、マップマッチング移動距離標準偏差（σ３）がより大きくなるように、マップマッチング移動距離標準偏差（σ３）を修正し、修正された当該標準偏差を修正マップマッチング移動距離標準偏差（σ３’）としてマハラノビス距離算出部４１へ通知する。例えば、修正部３１ａは、位置特定困難度として、ＧＰＳ測位位置のマップマッチングによる移動先の道路上の一点の道路幅（例えば、車線数）を利用してよい。
【０１３５】
正常標本データ集合における「マップマッチング移動距離」のデータの標準偏差をσ３、ＧＰＳ測位位置ｐがマップマッチングにより移動された先の道路上の一点における位置特定困難度をＷ（ｐ）、「マップマッチング移動距離」のデータの修正された標準偏差をσ３’とすれば、σ３’は、
σ３’＝ｋ３×Ｗ（ｐ）＋σ３ （ｋ３：調整パラメータ） ・・・・ （２’）
と表される。調整パラメータｋ３は、正常標本データとは異なる位置特定困難度を有する道路（例えば、車線数が正常標本データ収集に用いた道路よりも多い道路）を用いて収集したデータに基づいて評価されればよい。そして、マップマッチング移動距離標準偏差修正部３１ａは、上記式（２’）におけるｋ３×Ｗ（ｐ）の値を決定する。位置特定困難度Ｗ（ｐ）は、道路の幅もしくは車線数が大きくなるにつれ増大するように設定すればよい。
【０１３６】
上記より明らかだが、道路地図データ保持部５３は、道路の緯度・経度（および高度）の情報が示された道路地図データを保持する。道路地図データは、さらに、道路の幅や車線数に関するデータを含むことが望ましい。
【０１３７】
マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１３８】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力するＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差算出部３５が出力する速度差（ｘ２）、
マップマッチング移動離算出部２３が出力するマップマッチング移動距離（ｘ３）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１３９】
また、正常標本データ集合の統計量は、正常標本データ保持部５５に保持される。該当計量は、正常標本データ集合における各パラメータ（検査項目パラメータ）の平均および標準偏差であって、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のマップマッチング移動距離（ｍ３）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
正常標本データ集合の速度差標準偏差（σ２）、
正常標本データ集合のマップマッチング移動距離標準偏差（σ３）、である。
【０１４０】
また、正常標本データ保持部５５は、式（３）における調整パラメータｋ２の値、および、式（２’）における調整パラメータｋ３の値を保持する。
【０１４１】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データのマハラノビス距離の算出において、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
修正ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１’）、（式（１）参照。）
修正速度差標準偏差（σ２’）、（式（３）参照。）
修正ＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３’）、（式（２’）参照。）
を用いる。
【０１４２】
評価装置１０１ａの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１４３】
本実施形態では、道路幅が広くてマップマッチングによって移動される道路上の一点に比較的大きな誤差が含まれる可能性が高い状況、かつ／または、移動体が加速中であって走行速度計１０７ａの計測した速度に比較的大きな誤差が含まれる可能性が高い状況で計測された評価対象データについては、マップマッチング移動距離、および／または、速度差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ａが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１４４】
（第３実施形態）
第３実施形態においては、評価装置は、移動体としての航空機に設置される。図８は、航空機４０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ｂおよび評価装置１０１ｂに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１および／または第２の実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１４５】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ｂは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１４６】
また、評価装置１０１ｂは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である慣性航法装置１０９と接続される。慣性航法装置１０９は、航空機４０１の水平・垂直速度を成分とする三次元速度ベクトルＶＩＮＳを出力することができる。評価装置１０１ｂは、ＧＰＳ速度に対応する独立計測情報として慣性航法装置１０９から得た三次元速度ベクトルＶＩＮＳを利用する。
【０１４７】
（慣性航法装置について）
図９は、慣性航法装置１０９の動作を示すブロック図である。慣性航法装置１０９は、センサ部１１１として、三軸方向について計測可能な加速度計１１１ａおよびジャイロスコープ１１１ｂを備える。加速度計１１１ａの出力は、各軸加速度導出部１１３へ送られ、各軸加速度導出部１１３が当該三軸方向についての加速度を導出する。導出された三軸方向加速度は、水平・垂直加速度導出部１１５へ送られる。
【０１４８】
他方、ジャイロスコープ１１１ｂは、各軸まわりの角速度を検知して出力する。ジャイロスコープ１１１ｂが検知した三軸まわりの角速度は、各軸角速度導出部１２３へ送られ、各軸角速度導出部１２３が三軸まわりの角速度を決定する。そして、三軸まわりの角速度は各軸姿勢角導出部１２１へ送られる。各軸姿勢角導出部１２１は、三軸まわりの角速度を時間方向に積分することにより、航空機４０１の姿勢角を導出する。導出された姿勢角は、水平・垂直加速度導出部１１５へ送られる。
【０１４９】
水平・垂直加速度導出部１１５は、姿勢角に基づき、三軸方向加速度を、水平（Ｎ、Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の加速度（ａＮ，ａＥ，ａＡｚ）に変換し、水平・垂直加速度として出力部１２７および水平・垂直速度導出部１１７へ送る。
【０１５０】
水平・垂直速度導出部１１７は、水平・垂直加速度（ａＮ，ａＥ，ａＡｚ）を時間方向に積分することにより、水平・垂直速度（ｖＮ，ｖＥ，ｖＡｚ）（＝三次元速度ベクトルＶＩＮＳ）を導出し、水平・垂直速度として出力部１２７および水平・垂直移動距離導出部１１９へ送る。
【０１５１】
水平・垂直移動距離導出部１１９は、水平・垂直速度（ｖＮ，ｖＥ，ｖＡｚ）を時間方向に積分することにより、水平・垂直移動距離（ｄｒＮ，ｄｒＥ，ｄｒＡｚ）を導出し、出力部１２７へ水平・垂直移動距離として出力部１２７へ送る。また、水平・垂直移動距離導出部１１９は、慣性航法装置１０９の起算点の位置ベクトルｒ０＝（ｒ０Ｎ，ｒ０Ｅ，ｒ０Ａｚ）を保持してもよく、その場合には、航空機４０１の位置ベクトルｒＩＮＳ＝（ｒＮ，ｒＥ，ｒＡｚ）＝（ｄｒＮ，ｄｒＥ，ｄｒＡｚ）＋ｒ０を出力部１２７へ出力することができる。
【０１５２】
このように、慣性航法装置１０９は、水平方向（Ｎ，Ｅ）および垂直方向（Ａｚ）についての加速度・速度・移動距離を示す各ベクトル、ならびに、航空機４０１の位置を示す位置ベクトルを出力することが可能である。ただし、慣性航法装置１０９が出力する速度や位置は、センサ部１１１が計測した加速度を積分して得られる量であるため、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間が長くなるにつれ誤差が大きくなることがある。
【０１５３】
また、慣性航法装置１０９は、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間を計測して出力するタイマ部１２５を備えることも可能である。なお、このタイマ部１２５は必須ではない。慣性航法装置１０９がタイマ部１２５を備えない場合には、評価装置１０１ｂ（後述）が、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間を計測して出力するタイマ部１２５に相当する構成を備えればよい。
【０１５４】
（機能ブロックの構成）
図１０は、評価装置１０１ｂが備える機能を示したブロック図である。
【０１５５】
評価装置１０１ｂにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３ａ、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。ただし、ＧＰＳ緯度経度算出部１３ａは、緯度および経度に加えて、高度についてのＧＰＳ測位位置も出力する。
【０１５６】
また、本実施形態においては、正常データ保持部５５は、正常標本データ集合の統計量として、以下の項目を保持すればよい。
・ 高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についての速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ，ｍ２Ａｚ）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についてのＧＰＳ測位と独立計測手段（慣性航法装置１０９）による測位との位置誤差平均（ｍ３Ｎ，ｍ３Ｅ，ｍ３Ａｚ）、
・ 高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についての速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についてのＧＰＳ測位と独立計測手段（慣性航法装置１０９）による測位との位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）
【０１５７】
さらに、正常データ保持部５５は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ２＝（ｋ２Ｎ，ｋ２Ｅ，ｋ２Ａｚ）と、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ３＝（ｋ３Ｎ，ｋ３Ｅ，ｋ３Ａｚ）を備えてもよい。正常標本データは、慣性航法が開始された直後の時点において計測されればよい。また、調整パラメータｋ２およびｋ３は、慣性航法が開始されて所定時間経過した時点において計測されたデータに基づいて定めればよい。
【０１５８】
本実施形態におけるマハラノビス距離算出部４１は、慣性航法が開始されてからの経過時間が長期化すればするほどに値が大きくなるように修正された修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）および修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）を用いてマハラノビス距離を算出してもよい。
【０１５９】
ＧＰＳ速度ベクトル水平・垂直成分算出部２７ａは、ＧＰＳ測位位置に基づき航空機４０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示したＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳとして算出する。
【０１６０】
速度ベクトル水平・垂直成分算出部１７ｂは、独立計測手段である慣性航法装置１０９の出力に基づく航空機４０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示した独立計測速度ベクトルＶＩＮＳとして算出する。
【０１６１】
ＧＰＳ位置ベクトル水平・垂直成分算出部４５は、ＧＰＳ測位位置に基づき航空機４０１の位置を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示したＧＰＳ位置ベクトルｒＧＰＳとして算出する。
【０１６２】
位置ベクトル水平・垂直成分算出部４７は、独立計測手段である慣性航法装置１０９の出力に基づく航空機４０１の位置を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示した独立計測位置ベクトルｒＩＮＳとして算出する。
【０１６３】
慣性航法経過時間計時部４９は、例えば慣性航法装置１０９の出力に基づいて、慣性航法が開始されてからの経過時間を計測し、慣性航法経過時間ＴＬＰＳとして出力する。
【０１６４】
速度差水平・垂直成分算出部３５ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ測位位置に基づく速度ベクトル、ＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳ、と、独立計測手段による速度ベクトル、独立計測速度ベクトルＶＩＮＳ、との差を求め、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ，ｘ２Ａｚ）を算出する。
【０１６５】
位置誤差水平・垂直成分算出部２３ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ測位位置に基づく位置ベクトル、ＧＰＳ位置ベクトルｒＧＰＳ、と、独立計測手段による位置ベクトル、独立計測位置ベクトルｒＩＮＳ、との差を求め、位置誤差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ３Ｎ，ｘ３Ｅ，ｘ３Ａｚ）を算出する。
【０１６６】
位置誤差水平・垂直成分標準偏差修正部３１ｂは、慣性航法経過時間ＴＬＰＳに基づいて、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）を修正する。具体的には、慣性航法経過時間ＴＬＰＳが長期化すればするほど、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、位置誤差水平・垂直成分標準偏差修正部３１ｂは、修正後の値を、修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）として出力する。
【０１６７】
速度差水平・垂直成分標準偏差修正部３７ａは、慣性航法経過時間ＴＬＰＳに基づいて、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）を修正する。具体的には、慣性航法経過時間ＴＬＰＳが長期化すればするほど、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、速度差水平・垂直成分標準偏差修正部３７ａは、修正後の値を、修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）として出力する。
【０１６８】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１６９】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力する、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差水平・垂直成分算出部３５ａが出力する、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ，ｘ２Ａｚ）、
位置誤差水平・垂直成分算出部２３ａが出力する、位置誤差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ３Ｎ，ｘ３Ｅ，ｘ３Ａｚ）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１７０】
また、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ，ｍ２Ａｚ）、位置誤差平均（ｍ３Ｎ，ｍ３Ｅ，ｍ３Ａｚ）、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）、を用いればよい。
【０１７１】
あるいは、マハラノビス距離算出部４１は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）に代えて、
修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）
＝（ｋ２Ｎ×ＴＬＰＳ＋σ２Ｎ，
ｋ２Ｅ×ＴＬＰＳ＋σ２Ｅ，
ｋ２Ａｚ×ＴＬＰＳ＋σ２Ａｚ）を用いてもよく、あるいは、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）に代えて、
修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）
＝（ｋ３Ｎ×ＴＬＰＳ＋σ３Ｎ，
ｋ３Ｅ×ＴＬＰＳ＋σ３Ｅ，
ｋ３Ａｚ×ＴＬＰＳ＋σ３Ａｚ）を用いてもよい。
【０１７２】
評価装置１０１ｂの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１７３】
なお、慣性航法装置１０９の代わりに、独立計測手段として、超短波全方向式無線標識施設（VHF Omnidirectional Range、ＶＯＲ）、および、距離測定装置（Distance Measuring Equipment、ＤＭＥ）等を用いてもよい。
【０１７４】
慣性航法装置１０９にておいは、慣性航法が開始されてからの経過時間に従って計測誤差が大きくなることが知られるが、本実施形態では、そういった計測誤差が生じる状況で計測された評価対象データについては、速度差および位置誤差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ｂが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１７５】
（第４実施形態）
第４実施形態においては、評価装置は、移動体として船舶に設置される。図１１は、船舶５０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ｃおよび評価装置１０１ｃに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１、第２および／または第３の実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１７６】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ｃは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１７７】
また、評価装置１０１ｃは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である、対地速度計１０７ｂ、ジャイロコンパス１０７ｇ、および、船体の水平面に対する傾斜角θＲＯＬＬをセンスする船体傾斜センサ１３１と接続される。対地速度計１０７ｂは、ドップラーソナー１０７ｄｓと接続される。
【０１７８】
ドップラーソナー１０７ｄｓは、水深数百メートル程度までの海域において、船体５０１の船首方向、船首に垂直な方向の対地速度ＶＳＯＮＡＲ＝（ｖｓｘ，ｖｓｙ）を計測することができる。
【０１７９】
ジャイロコンパス１０７ｇは、船首が向いている方向φ（例えば、船首の磁北に対する角度φ）をセンスする。
【０１８０】
（機能ブロックの構成）
図１２は、評価装置１０１ｃが備える機能を示したブロック図である。
【０１８１】
評価装置１０１ｃにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。
【０１８２】
また、本実施形態においては、正常データ保持部５５は、正常標本データ集合の統計量として、
ＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分についての速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ）、
ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分についての速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）、を保持すればよい。さらに、正常データ保持部５５は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ２＝（ｋ２Ｎ，ｋ２Ｅ）を備えてもよい。正常標本データは、船体が動揺しない状況において計測されればよい。また、調整パラメータｋ２は、船体が動揺する状況において計測されたデータに基づいて定めればよい。
【０１８３】
本実施形態におけるマハラノビス距離算出部４１は、船体の動揺の程度（｜θＲＯＬＬ｜）が大きくなればなるほどに値が大きくなるように修正された修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）およびを用いてマハラノビス距離を算出してもよい。
【０１８４】
ＧＰＳ速度水平二軸成分算出部２７ｂは、ＧＰＳ測位位置に基づき船舶５０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分で示したＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳとして算出する。
【０１８５】
速度水平二軸成分算出部１７ｃは、独立測手段である対地速度計１０７ｂの出力（対地速度ＶＳＯＮＡＲ＝（ｖｓｘ，ｖｓｙ））および独立計測手段であるジャイロコンパス１０７ｇの出力（角度φ）にもとづき、独立計測手段による船舶５０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分で示した独立計測速度ベクトルＶＤＳ（＝（ｖｓｘ×ｃｏｓφ，ｖｓｙ×ｓｉｎφ））として算出する。
【０１８６】
船体動揺検出部４９ａは、船体傾斜センサ１３１の出力にもとづき、船体の水平面に対する傾斜角θＲＯＬＬを出力する。傾斜角θＲＯＬＬは、二方向（Ｎ，Ｅ）について求めてもよい。その場合、後述する修正部３７ｂにおいては、各方向の傾斜角を対応する方向の標準偏差の修正に用いることができる。
【０１８７】
速度差水平成分算出部３５ｂは、ＧＰＳ測位位置に基づく速度ベクトル、ＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳ、と、独立計測手段による速度ベクトル、独立計測速度ベクトルＶＤＳ、との差を求め、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ）を算出する。
【０１８８】
速度差標準偏差修正部３７ｂは、傾斜角θＲＯＬＬに基づいて、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）を修正する。具体的には、傾斜角θＲＯＬＬが大きくなればなるほど、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、速度差標準偏差修正部３７ｂは、修正後の値を、修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）として出力する。
【０１８９】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１９０】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力する、ＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差水平成分算出部３５ｂが出力する、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１９１】
また、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として、ＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ）、ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）、を用いればよい。
【０１９２】
あるいは、マハラノビス距離算出部４１は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）に代えて、
修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）
＝（ｋ２×｜θＲＯＬＬ｜＋σ２Ｎ，
ｋ２×｜θＲＯＬＬ｜＋σ２Ｅ）を用いてもよい。
【０１９３】
評価装置１０１ｃの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１９４】
ドップラーソナー１０７ｄｓにておいは、船体の動揺により計測誤差が生じることが知られるが、本実施形態では、そういった計測誤差が生じる状況で計測された評価対象データについては、速度差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ｃが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１９５】
本発明において、「衛星測位システム」には、ＧＰＳが含まれ、それに限定されない。本願においてＧＰＳを構成する衛星を、ＧＰＳ衛星と称する。ＧＰＳ衛星は、ＮＡＶＳＴＥＲ（NAVigation Satellite Timing And Ranging）衛星とも称される。
【０１９６】
本発明において、「移動体」は、地上を移動する移動体（鉄道車両、自動車、自動二輪、ロボット等）、空中を飛翔する移動体（航空機、ロケット、ミサイル等）、水上もしくは水中を移動する移動体（船舶、潜水艦、魚雷等）を含み、それらに限定されない。「移動体」は、所定の座標系（例えば、任意の局所慣性系）に対して位置座標を変化させることができるあらゆる物体を含む。
【０１９７】
本発明において、正常標本データ集合の標準偏差を修正する工程（図４のステップＳ１０９、Ｓ１１３、Ｓ１１５）は、必ずしも必須ではない。これら標準偏差修正工程が行われずとも、本発明は、移動体の状態を考慮した受信機測位誤差信頼度評価を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明は、衛星測位システムを用いた測位の結果の信頼度を評価する装置として有用である。
【符号の説明】
【０１９９】
１０１ ・・・ 評価装置
１０３ ・・・ 受信機
１０３ａ・・・ アンテナ部
１０７ａｘ・・ 車軸
２０１ ・・・ 鉄道車両
３０１ ・・・ 自動車
４０１ ・・・ 航空機
５０１ ・・・ 船舶
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システム受信機の測位の信頼度を評価する装置に関し、特に、移動体に設置された衛星測位システム受信機の測位信頼度評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体の位置等を知る方法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）といった衛星測位システムが用いられる。ＧＰＳにおいては、ＧＰＳ受信機（以下、単に「受信機」と略称する。）はＧＰＳ衛星（以下、単に「衛星」と略称する。）が出力した信号をそのアンテナ部において受信し、受信した信号に含まれる時刻情報と、受信機の時計が示す時刻情報とに基づいて衛星と受信機（のアンテナ部）との距離を求める。受信機は複数の衛星との距離とそれら複数の衛星それぞれの位置情報とに基づき、三角測量の原理を用いて受信機（のアンテナ部）の位置を測位する。一般に、ＧＰＳといった衛星測位システムによる測位は誤差を含む。ここでは、当該誤差を測位誤差と称する。測位誤差は、受信機から見た衛星の仰角の高低、受信機から見える（受信機が信号受信可能な）衛星の個数・配置により変化することが知られる。
【０００３】
一般に受信機は、ＮＭＥＡ−０１８３フォーマットに従うデータ（ＮＭＥＡデータ）を出力することができる（ＮＭＥＡ：米国海洋電子機器協会（あるいは米国船用電子機器協会）（National Marine Electronics Association））。
【０００４】
そのうち、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳは、衛星ｉ（ｉは整数Ｎ以下の自然数であって、Ｎは受信機が信号を受信することができる衛星の数。）と受信機との間の擬似距離残差Δｒｉを表すデータである。ここでの擬似距離残差Δｒｉは、擬似距離（受信信号に基づく衛星ｉ−受信機間距離）と、受信機が当該擬似距離に基づいて求めた受信機位置（測位位置）と衛星ｉの間の距離（測位結果に基づく衛星ｉ−受信機間距離）の差である。また、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＳＶは、衛星ｉの仰角（elevation）および方位（azimuth）を表すデータである。
【０００５】
受信機から出力される、各衛星ｉ（ｉ：１〜Ｎの自然数。）についてのＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳ（擬似距離残差）および＄ＧＰＧＳＶ（仰角および方位）を総合することで、受信機の測位の結果に含まれる測位誤差を推定し、推定された測位誤差の大きさに基づいて、受信機の測位の信頼度を評価することができる。（非特許文献１参照。）
【０００６】
特許文献１は、移動体としての列車の位置を高精度に検出する方法を開示する。特許文献１においては、受信機が出力する、ＤＧＰＳにおける基準局からの情報およびＰＤＯＰのＨＤＯＰに基づいて、受信機の測位の信頼度を評価する構成を備える。
【０００７】
特許文献２は、列車等の移動体に搭載された受信機の測位の信頼度を診断する手段（「監視手段」）を開示する。特許文献２の発明では、受信機に加え、例えば車軸の回転をセンスして、列車の位置、速度等を計測する計測手段を備え、当該計測手段の計測結果（速度計測値等）に基づいて、受信機の測位の信頼度を診断することができる。また、特許文献２は、車輪の滑走・空転等を検出する手段を開示しており、当該手段は、計測手段による計測の信頼度の診断に用いられる。
【０００８】
だがこの方法では、列車の車輪の空転・滑走により評価を誤る可能性がある。特許文献２は、列車の車輪の空転・滑走を検知する手段を開示するものの、検知された空転・滑走を、受信機の測位の信頼度の評価に反映させるための具体的な手法については何ら述べられていない。
【０００９】
さらに特許文献２においては、移動体に設置され、それぞれにアンテナが接続された複数の受信機が、それぞれに測位結果を出力する形態が示される。ここでの監視手段は、複数の受信機からの複数の測位結果を、予め備えるアンテナ同士の位置関係にかかる情報と照合し、両者がよく整合するか否かを判定することで、該複数の受信機の測位結果の整合性を診断することができる。ただし、この方法では、監視手段は、個々の受信機の測位の信頼度を評価することはできない。
【００１０】
さらにまた、特許文献２においては、鉄道線路に関する情報を路線情報として予め保持する形態も示される。この場合、監視手段は受信機による列車位置測位結果と、当該測位結果の示す位置を路線情報に照らして測位結果の近傍の鉄道線路との間の距離の最小値を求め、当該最小値が所定の値域に含まれるか否かに基づいて受信機の測位結果の信頼度を診断する。
【００１１】
上記形態にかかる方法では、列車の進行方向（軌道の接線方向）に垂直な方向についての測位結果の誤差が推定され、この誤差に基づいて列車の進行方向についての受信機の測位の信頼度が診断される。つまり、この手法では、列車の進行方向についての測位の信頼度が列車の進行方向に垂直な方向についての測位の信頼度とおよそ一致するとして、列車進行方向の測位の信頼度を間接的に求めている。だが、一般に、受信機の測位に含まれる誤差は一般に楕円形状を示す。そのため、列車進行方向に垂直な方向についての誤差に基づいて、列車進行方向についての受信機の測位を評価すると誤った評価を下す可能性がある。列車に搭載された受信機の測位の信頼度評価において重要なのは列車の進行方向についての測位の信頼度であるから、ここでの評価手法は最適な手法とは言えない。さらに、この方法では、列車が曲線区間を通過中は、車体の傾斜の影響を排除することができず、評価を誤る可能性がある。
【００１２】
このように、従来、衛星測位システム用受信機の測位の信頼度の評価について様々な手法が提案されている。
【００１３】
しかしながら、従来の受信機測位の信頼度評価の手法においては、受信機が衛星から信号を受けて行った測位の結果より導かれる該測位の誤差の大きさに基づいて測位の信頼度を評価する際に、受信機が搭載された移動体の状態を考慮することができなかった。そのため、例えば、移動体が加速・減速する状態にあって車輪の空転・滑走により、衛星測位システムから独立した速度計測手段である速度発電機による速度計測の誤差が大きくなった場合に、受信機の測位の信頼度を正しく評価することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−０４２１７９号公報
【特許文献２】特開２０００−３２９８３９号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】フランク・ファン・ディグレレン（Frank Van Digglelen）、ＮＭＥＡ０１８３メッセージ：＄ＧＰＧＲＳを用いた、受信機における自律的インテグリティ・モニタリング（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, Using the NMEA 0183 Message:$GPGRS）、ＩＯＮ ＧＰＳ−９３プロシーディング（Proceeding of the ION GPS-93）、１９９３、ｐ．５３１−５３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記問題点を鑑み、本発明は、衛星測位システムに含まれる要素（衛星等）から提供される情報から推定される測位誤差に基づいて受信機の測位信頼度を評価する際に、受信機が搭載された移動体の状態を考慮することで受信機の測位の信頼度の評価の精度を向上させた衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、その一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータおよび第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置である。
【００１８】
本発明の一態様においては、さらに、受信機の出力に基づいて受信機の測位位置を算出する衛星測位位置算出部を有し、第２評価パラメータ算出部は、計測手段である移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された移動体の移動の速さと受信機の測位位置に基づいて算出された速さとの差を、第２評価パラメータとして算出する、ことが好ましい。
【００１９】
本発明の一態様においては、移動体は、鉄道車両であり、測位信頼度評価装置が、さらに、鉄道車両の軌道が敷設された位置が示された軌道データを保持する軌道データ保持部と、受信機の測位位置と、軌道データと、に基づいて、受信機の測位位置と軌道との乖離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２０】
本発明の一態様においては、さらに、計測手段である移動体の向きの変化を計測するヨーレートセンサセンサの出力に基づいて算出された移動体の移動のヨーレートと受信機の測位位置に基づいて算出されたヨーレートとの差を、第４評価パラメータとして算出する第４評価パラメータ算出部を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第４評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様においては、さらに、受信機の受信状況の劣化度についての情報のデータを、対応する位置を特定するための情報と関連付けてなる精度劣化予測情報データを保持する予測情報データ保持部と、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第１評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第１標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第１標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第１標準偏差修正部と、を有し、第１標準偏差修正部は、第１標準偏差を、受信機の測位位置に対応する位置の精度劣化予測情報データが示す受信状況が劣化度の増大に応じて減少させるように修正して、修正第１標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第１標準偏差に代えて修正第１標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２２】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、計測手段である移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された移動体の移動の加速度の絶対値の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２３】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、軌道データにもとづいて得られる受信機の測位位置に最近接する軌道の曲率の大きさの増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２４】
本発明の一態様においては、移動体は、自動車であり、測位信頼度評価装置が、さらに、道路の位置が示された道路地図データを保持する道路地図データ保持部と、受信機の測位位置と、道路地図データと、に基づいて、マップマッチングを行い、当該マップマッチングにかかる移動距離を算出して第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２５】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、マップマッチング距離の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２６】
本発明の一態様においては、移動体は、航空機であり、測位信頼度評価装置は、さらに、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、計測手段としての速度センサを構成する慣性航法装置による慣性航法が開始されてからの経過時間を計測する経過時間計時部と、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２７】
本発明の一態様においては、さらに、慣性航法装置による慣性航法に基づいて航空機の位置である慣性航法位置を算出する慣性航法位置算出部と、受信機の測位位置と慣性航法位置との間の距離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、マハラノビス距離算出部は、少なくとも第１評価パラメータ、第２評価パラメータ、および、第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２８】
本発明の一態様においては、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、第３標準偏差修正部は、第３標準偏差を、経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第３標準偏差に代えて修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００２９】
本発明の一態様においては、移動体は、船舶であり、測位信頼度評価装置は、さらに、所定のデータ集合を構成するデータのうち評価対象データの第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、計測手段である船体傾斜センサの出力に基づいて算出された移動体の水平面に対する傾斜角を算出する船体動揺検出部と、を有し、第２標準偏差修正部は、第２標準偏差を、傾斜角の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差としてマハラノビス距離算出部へ通知し、マハラノビス距離算出部は、第２標準偏差に代えて修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、ことが好ましい。
【００３０】
本発明は、その別の一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置による測位信頼度評価方法であって、測位信頼度評価装置が、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出ステップと、測位信頼度評価装置が、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出ステップと、測位信頼度評価装置が、少なくとも第１評価パラメータとしての受信機の測位誤差および第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、測位信頼度評価装置が、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価ステップと、を有する、測位信頼度評価方法である。
【００３１】
本発明は、そのさらに別の一態様においては、移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置のコンピュータが実行可能な測位信頼度評価プログラムであって、測位信頼度評価プログラムは、コンピュータを、受信機の出力に基づいて受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、少なくとも第１評価パラメータとしての受信機の測位誤差および第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、マハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部として機能させることを特徴とする、測位信頼度評価プログラムである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、衛星測位システム受信機測位信頼度評価装置の評価精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】鉄道車両に設置された第１実施形態による評価装置を示す概略図
【図２】第１実施形態による評価装置のハードウェア構成の例を示すブロック図
【図３】第１実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図４】第１実施形態による評価装置が実行する測位信頼度評価処理のフローチャート
【図５】擬似距離、測位位置、擬似距離残差の関係を説明する概略図
【図６】自動車に設置された第２実施形態による評価装置を示す概略図
【図７】第２実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図８】航空機に設置された第３実施形態による評価装置を示す概略図
【図９】慣性航法装置のハードウェアおよび機能の構成例を示すブロック図
【図１０】第３実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【図１１】船舶に設置された第４実施形態による評価装置を示す概略図
【図１２】第４実施形態による評価装置の機能的構成の例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００３５】
（概要）
本発明にかかる実施形態は、移動体に設置された、衛星測位システムであるＧＰＳ（Global Positioning System）用のＧＰＳ受信機（以下、誤認のおそれがない限り単に「受信機」と略称する。）の測位の信頼度評価のための装置（以下、単に「評価装置」と略称する。）である。評価装置は、受信機と接続され、受信機から、測位位置に関する情報（ＧＰＳ測位位置情報）および測位誤差に関する情報（ＧＰＳ測位誤差情報）を受け取ることができる。また、評価装置は、衛星測位システムから独立して（衛星測位システムに依らないで）移動体の状態（速度等）を計測することができる独立計測手段と接続され、当該独立計測手段が出力する移動体速度等に関する情報（独立計測情報）を、移動体の状態を示す情報として受け取ることができる。そして、評価装置は、ＧＰＳ測位誤差情報および独立計測情報にもとづいて評価対象データを構成し、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出し、当該マハラノビス距離に基づいて受信機の測位の信頼度を評価する。
【００３６】
なお、正常標本データ集合は、受信機の測位信頼度評価に先立って予め用意される。正常標本データ集合は、ＧＰＳおよび独立計測手段が正常に機能していると考えられる状況において収集されたＧＰＳ測位誤差および独立計測情報等に基づいて構成される正常標本データが複数含まれる集合である。
【００３７】
こうして、評価装置は、ＧＰＳ由来のデータ（ＧＰＳ測位誤差情報のデータ）および非ＧＰＳ由来（独立計測手段等由来）のデータ（独立計測情報のデータ）を統一的尺度（マハラノビス距離）に統合し、当該統一的尺度に基づいた受信機測位信頼度評価を行うことが可能となる。これにより、評価装置は、受信機から取得したＧＰＳ測位誤差と独立計測手段から取得した情報から導出した移動体の状態を示す情報との相関を考慮して、より精度よく測位信頼度の評価を行うことが可能である。
【００３８】
また、評価装置は、付加情報（ＧＰＳ測位精度劣化予測情報（後述）、独立計測手段から提供される独立計測情報に基づく移動体加速度に関する情報、など）に基づき、予め準備され評価装置に保持された正常標本データ集合の統計量（正常標本データの各パラメータの平均、標準偏差等）のうち、特定のパラメータの統計量（標準偏差等）を修正し、修正された統計量を含んだ正常標本データ集合の統計量を用いて評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出することができる。
【００３９】
そうすることで、評価装置は、実際の信頼度よりも低く誤評価される（マハラノビス距離が不適切に大きくなる）可能性が高いと予想される状況で収集された評価対象データに対する信頼度評価において、誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、そのような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００４０】
（第１実施形態）
第１実施形態においては、評価装置は、移動体としての鉄道車両に設置される。図１は、鉄道車両２０１に設置された本実施形態による評価装置１０１および評価装置１０１に接続される機器の構成を示すブロック図である。
【００４１】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１は、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。受信機１０３は、アンテナ部１０３ａと接続され、ＧＰＳ衛星が発する電波を受信することが可能になっている。
【００４２】
また、評価装置１０１は、衛星測位システムに依らない独立計測手段であるヨーレートセンサ１０５、および、同じく衛星測位システムに依らない独立計測手段である速度発電機１０７（速度センサ）と接続される。ヨーレートセンサ１０５は、鉄道車両２０１の向きの経時変化を検知するためのセンサであって、鉄道車両２０１のヨーレートを評価装置１０１へ出力することができる。速度発電機１０７は、車軸１０７ａｘの回転力から発電する発電機であり、車軸１０７ａｘの回転数に応じた出力電圧を出力することができる。
【００４３】
図２は、評価装置１０１のハードウェア構成の例を示すブロック図である。評価装置１０１は、データおよびプログラムを格納する主記憶装置３ａおよび補助記憶装置３ｂを備える。主記憶装置３ａは、例えば、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等でよい。補助記憶装置３ｂは、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）およびそのドライブ装置、光ディスクおよびそのドライブ装置、不揮発性メモリ（ＮＶ−ＲＡＭ）等でよい。中央処理装置１（ＣＰＵ）は、記憶装置３ａおよび３ｂのいずれかに格納された、測位信頼度評価プログラムを実行することにより、評価装置１０１の各種機能を実現する演算装置である。ただし、測位信頼度評価プログラムは、記憶装置３ａおよび３ｂに格納されずとも、ネットワーク（不図示）および入力部５を介してＣＰＵ１にロードされてもよい。また、ＣＰＵ１には、入力部５および出力部７が接続される。入力部５は、操作者からの情報の入力、外部デバイスからのデータ入力等を受け、当該入力をＣＰＵ１へ送ることができる。出力部７は、ＣＰＵ１からデータ出力を受け、操作者への情報の出力、外部デバイスへのデータ出力等を行うことができる。評価装置１０１は、出力部７を介して評価結果を出力することができる。
【００４４】
なお、評価装置１０１のハードウェア構成は、図２に示すような構成に限定されない。評価装置１０１は、例えば、１つまたは複数の専用集積回路として構成されることも可能である。
【００４５】
（機能ブロックの構成）
図３は、ＣＰＵ１が測位信頼度評価プログラムを実行することにより評価装置１０１に実現される機能を示したブロック図である。
【００４６】
ＧＰＳ測位誤差推定部１１（評価パラメータ算出部、ｘ１出力部）は、受信機１０３から所定のプロトコルに則ったデータ（例えば、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳ、＄ＧＰＧＳＶ、＄ＧＰＧＳＡ等）を受け取り、受け取ったデータに基づいてＧＰＳ測位誤差を推定する。このＧＰＳ測位誤差については、後で詳述する。
【００４７】
ＧＰＳ緯度経度算出部１３（衛星測位位置算出部）は、受信機１０３からの情報に基づき、受信機による測位結果としての受信機１０３の位置の緯度および経度（ＧＰＳ測位位置）を算出する。なお、ＧＰＳ緯度経度算出部１３は、受信機１０３の高度を算出することも可能である。
【００４８】
センサヨーレート算出部１５は、独立計測手段であるヨーレートセンサ１０５からの出力を受け、鉄道車両２０１の向きの経時的変化を独立計測ヨーレートとして算出する。
【００４９】
速発速度算出部１７は、独立計測手段である速度発電機１０７からの出力を受け、移動体（鉄道車両２０１）のその軌道に沿った方向についての速度を独立計測速度として算出する。
【００５０】
速発加速度算出部１９は、独立計測手段である速度発電機１０７からの出力を受け、移動体（鉄道車両２０１）のその軌道に沿った方向についての加速度を独立計測加速度として算出する。
【００５１】
ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１（σ１修正部）は、予め評価装置１０１が保持する精度劣化予測情報データ（後述）と、ＧＰＳ緯度経度算出部１３が出力したＧＰＳ測位位置とに基づき、正常標本データ集合の統計量のうち、ＧＰＳ測位誤差にかかるデータの標準偏差（σ１）を修正する。より具体的には、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ測位誤差にかかるデータの標準偏差（σ１）に対する修正係数を決定する。
【００５２】
（ＧＰＳ測位精度劣化予測情報について）
鉄道車両、自動車といった移動体（陸上移動体）では、トンネル区間や森林地帯、市街地等における高層建築近傍においてＧＰＳ衛星の発する信号に対する受信状況が悪くなり、測位精度が劣化する傾向が見られる。つまり、受信状況は受信機の周囲の状況により劣化する傾向がある。そこで、評価装置１０１は、予め、地上における受信状況の劣化度（もしくは良好度）についての情報を数値化したデータを、該劣化度情報の指す位置を特定するための情報と関連付けて保持する。
【００５３】
劣化度情報の指す位置は、緯度経度の情報によって特定されればよい。また、移動体が鉄道車両の場合には軌道と関連付けられた劣化度情報が示された軌道データを利用することができ、自動車のためには道路と関連付けられた劣化度情報が示された道路地図データを利用することができる。また、鉄道車両の場合、軌道と関連付けて（劣化度情報としての）軌道周囲の状況に関する情報が追加された軌道データを精度劣化予測情報データとして利用でき、自動車の場合、道路と関連付けて（劣化度情報としての）道路周囲の状況に関する情報が追加された道路地図データを精度劣化予測情報データとして利用できる。その他の移動体（航空機、船舶等を含む。）の場合には、受信状況の劣化度と、緯度・経度・高度等とが関連付けされたデータを精度劣化予測情報データとして利用すればよい。
【００５４】
受信状況の劣化度は、非負の実数を用いて数値化されてよい。また、劣化度を示す数値は、その値が大きくなるほどに予測される受信状況の悪化の程度が大きくなるように数値化されてよい。つまり、最良の受信状況であることが予測される場合に劣化度の値はゼロとしてよい。また、劣化度の値は、周囲状況について、市街地＜森林地帯＜トンネル区間の順に大きくなるように設定されてよい。なお、劣化度に関する情報が無い位置については、劣化度の値としてゼロが与えられるようにしてよい。
【００５５】
このようにしてＧＰＳ測位精度劣化予測情報５１を予め準備しておき、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、例えば、ＧＰＳ測位位置に基づいてＧＰＳが測位した位置近傍の精度劣化予測情報５１を参照し、ＧＰＳ測位位置が示す位置に関連付けられた精度劣化予測情報が示す劣化度の値が大きくなればなるほど、正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差がより小さな値に修正されるように、修正係数を決定する。正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差の値が小さな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、ＧＰＳ測位誤差）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において高くする効果がある。つまり、評価装置１０１は、ＧＰＳ測位の精度劣化が予想される（ＧＰＳ測位の誤差が大きくなることが予め判っている）場所で収集した評価対象データに対する測位信頼度の評価では、正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差をより小さくすることで、ＧＰＳ測位の精度劣化をより鋭敏に評価結果に反映させる。
【００５６】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位誤差」のデータについての標準偏差（σ１）は、受信状況の劣化度の関数として受信状況の劣化度の悪化に応じて減少するように修正されることが可能になる。
【００５７】
正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位誤差」のデータの標準偏差をσ１、ＧＰＳ測位位置ｐにおける受信状況の劣化度の値をｆ（ｐ）、「ＧＰＳ測位誤差」のデータの修正された標準偏差をσ１’とすれば、σ１’は、
σ１’＝（１／（１＋ｆ（ｐ）））×σ１ ・・・・・ （１）
と表される。つまり、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、上記式（１）における（１／（１＋ｆ（ｐ）））の値を決定する。
【００５８】
これにより、評価装置１０１は、移動体の状態として受信状況が悪いと予測される状況で収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に高く評価することを防止し、そのような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００５９】
ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３（評価パラメータ算出部、ｘ３出力部）は、ＧＰＳ測位位置と、鉄道の軌道の緯度・経度（高度は任意。）が示され軌道データ保持部５３に保持される軌道データとに基づき、ＧＰＳ測位位置と実際の軌道との乖離（ＧＰＳ測位−実軌道間距離）を算出する。ＧＰＳ測位−実軌道間距離は、ＧＰＳ測位位置と実軌道との距離（射影量）でよく、軌道の湾曲等で射影量と考えられる量が複数得られる場合には、そのうちで最小の量をＧＰＳ測位−実軌道間距離としてよい。
【００６０】
ＧＰＳヨーレート算出部２５は、評価対象データの取得時における鉄道車両２０１の向きの経時的変化を、該取得時近傍の複数の相異なる時刻におけるＧＰＳ測位位置の差分に基づいて算出する（ＧＰＳヨーレート）。
【００６１】
ＧＰＳ速度算出部２７は、評価対象データの取得時における鉄道車両２０１の速度を、該取得時近傍の複数の相異なる時刻におけるＧＰＳ測位位置の差分に基づいて算出する（ＧＰＳ速度）。
【００６２】
上記より明らかだが、軌道データ保持部５３は、鉄道の軌道が敷設された緯度・経度（および高度）の情報が示された軌道データを保持する。軌道データは、さらに、軌道の曲率に関するデータを含むことが望ましい。
【００６３】
ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１（σ３修正部）は、ＧＰＳ測位位置に基づき、当該ＧＰＳ測位位置に最も近い（上述の実軌道間距離だけ離れた）軌道上の一点の曲率（Ｒ）を軌道データ保持部５３より取得し、当該一点における軌道の曲率Ｒに基づき、正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）を修正する。より具体的には、ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）に対する修正量を決定する。
【００６４】
鉄道車両では、湾曲した（非直線の）軌道を走行中、車両を傾斜させて走行する。車両の傾斜は、受信機のアンテナ部１０３ａの位置にも影響を及ぼす。傾斜による軌道に対するアンテナ部１０３ａの位置の変化は、ＧＰＳの測位の誤差として認識されてしまう可能性がある。このことは、湾曲した軌道を走行する受信機の測位信頼度は、直線軌道走行中よりも、不適切に低く評価される可能性があることを意味する。そこで、評価装置１０１は、例えば、走行中の軌道の曲率Ｒが大きくなればなるほど、正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離にかかるデータの標準偏差（σ３）がより大きな値に修正されるように、修正量を決定する。標準偏差の値が大きな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、ＧＰＳ測位−実軌道間距離）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において低くする効果がある。
【００６５】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」にかかるデータの標準偏差（σ３）は、鉄道車両２０１が在線する軌道上の一点の曲率の関数として曲率の増加に応じて増大するように修正されることが可能になる。
【００６６】
正常標本データ集合における「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」のデータの標準偏差をσ３、ＧＰＳ測位位置ｐに最近接する軌道上の一点における曲率をＲ（ｐ）、「ＧＰＳ測位−実軌道間距離」のデータの修正された標準偏差をσ３’とすれば、σ３’は、
σ３’＝ｋ３×Ｒ（ｐ）＋σ３ （ｋ３：調整パラメータ（後述））・・・（２）
と表される。つまり、ＧＰＳ測位−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、上記式（２）におけるｋ３×Ｒ（ｐ）の値を決定する。
【００６７】
これにより、評価装置１０１は、湾曲した軌道を走行するために傾斜した鉄道車両において収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、鉄道車両が傾斜するような状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００６８】
ヨーレート差算出部３３（評価パラメータ算出部、ｘ４出力部）は、ＧＰＳヨーレート算出部２５が出力するＧＰＳヨーレートと、センサヨーレート算出部１５が出力する独立計測ヨーレートとに基づき、これら２つのヨーレートの差を算出して、ヨーレート差（ｘ４）として出力する。
【００６９】
速度差算出部３５（評価パラメータ算出部、ｘ２出力部）は、ＧＰＳ速度算出部２７が出力するＧＰＳ速度と、速発速度算出部１７が出力する独立計測速度とに基づき、これら２つの速度の差を算出して、速度差（ｘ２）として出力する。
【００７０】
速度差標準偏差修正部３７（σ２修正部）は、速発加速度算出部１９が出力する独立計測加速度に基づき、正常標本データ集合の統計量のうち、速度差にかかるデータの標準偏差（σ２）を修正する。より具体的には、速度差標準偏差修正部３７は、正常標本データ集合におけるＧＰＳ速度と独立計測速度との速度差にかかるデータの標準偏差（σ２）に対する修正量を決定する。
【００７１】
鉄道車両の独立速度計測手段である速度発電機１０７は、既知の径を有する車輪と接続された車軸の単位時間あたり回転数に基づいて独立計測速度を計測する計測手段である。そのため、鉄道車両が加減速中に車輪がスリップして滑走することで速度発電機１０７の速度計測の精度は著しく劣化する。また、低速度での運転中や、車軸が接続された車輪の径が変化したりすることでも速度発電機１０７の速度計測の精度が悪化することが知られている。
【００７２】
速度発電機１０７の速度計測の精度の変化は、ＧＰＳによる測位から求めたＧＰＳ速度の誤差の変化として誤認識される可能性がある。このことは、軌道に沿った方向に加減速中の受信機の測位信頼度は、軌道に沿った方向に定速走行中よりも、不適切に低く評価される可能性があることを意味する。そこで、評価装置１０１は、例えば、軌道に沿った方向の鉄道車両の加速度（の絶対値）が大きくなればなるほど、正常標本データ集合の速度差にかかる検査項目パラメータの集合の標準偏差がより大きな値に修正されるように、修正量を決定する。標準偏差の値が大きな値に修正されることは、評価対象データの対応するパラメータ（ここでは、速度差）がマハラノビス距離の長大化に寄与する程度をパラメータ相互間の相対性において低くする効果がある。
【００７３】
こうすることで、評価装置１０１においては、正常標本データ集合における「速度差」にかかるデータの標準偏差（σ２）は、鉄道車両２０１の加速度（の絶対値）の関数として加速度（の絶対値）の増大に応じて増大するように修正されることが可能になる。
【００７４】
正常標本データ集合における「速度差」のデータの標準偏差をσ２、鉄道車両の（独立計測）加速度をａ、「速度差」のデータの修正された標準偏差をσ２’とすれば、σ２’は、
σ２’＝ｋ２×｜ａ｜＋σ２ （ｋ２：調整パラメータ（後述）） ・・・（３）
と表される。つまり、速度差標準偏差修正部３７は、上記式（３）におけるｋ２×｜ａ｜の値を決定する。
【００７５】
これにより、評価装置１０１は、軌道に沿った方向において独立計測手段から加速度が検出された加減速中の鉄道車両において収集された評価対象データに対する信頼度評価について誤って信頼度を不当に低く評価することを防止し、鉄道車両が加減速中の状況においてもなお正確に受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。
【００７６】
マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【００７７】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力するＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差算出部３５が出力する速度差（ｘ２）、
ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３が出力するＧＰＳ測位−実軌道間距離（ｘ３）、
ヨーレート差算出部３３が出力するヨーレート差（ｘ４）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【００７８】
また、正常標本データ集合の統計量は、正常標本データ保持部５５に保持される。該当計量は、正常標本データ集合における各パラメータ（検査項目パラメータ）の平均および標準偏差であって、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差平均（ｍ４）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
正常標本データ集合の速度差標準偏差（σ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差標準偏差（σ４）、である。
【００７９】
また、正常標本データ保持部５５は、式（３）における調整パラメータｋ２の値、および、式（２）における調整パラメータｋ３の値を保持する。
【００８０】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データのマハラノビス距離の算出において、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
正常標本データ集合のヨーレート差平均（ｍ４）、
修正ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１’）、（式（１）参照。）
修正速度差標準偏差（σ２’）、（式（３）参照。）
修正ＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３’）、（式（２）参照。）
正常標本データ集合のヨーレート差標準偏差（σ４）、
を用いる。
【００８１】
信頼度評価部４３は、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。具体的には、信頼度評価部４３は、マハラノビス距離が大きくなればなるほど、測位信頼度を低く評価するように、評価を行う。例えば、評価部４３は、所定の閾値を１つまたは複数設け、２レベルまたはより多くのレベルで測位信頼度を評価する。
【００８２】
（正常標本データの収集および正常検査項目パラメータの標準偏差の決定処理）
これより、評価対象データに基づく測位信頼度評価に先立って予め収集される正常標本データおよびその集合の具体例、ならびに、正常標本データ集合の所定の検査項目パラメータの標準偏差に対する調整パラメータ（ｋ２（式（３））、ｋ３（式（２）））の決定の具体例を示す。
【００８３】
先ず、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた直線軌道上において、軌道方向に沿った方向について定速度で走行させる。そして、定速度走行中の鉄道車両において検査項目パラメータ（ＧＰＳ測位誤差、速度差平均、ＧＰＳ測位−実軌道間距離、ヨーレート差）のデータを収集する。これらのパラメータで構成されるデータが正常標本データとなる。このデータ収集作業を複数回実行する。複数回実行後に集まった複数の正常標本データが正常標本データ集合を構成する。
【００８４】
検査項目パラメータを４つ、データ収集作業をｎ回実行すれば各検査項目パラメータについてｎ個ずつ、トータル４ｎ個のデータが得られる。この４ｎ個のデータから、各検査項目について、平均、および、標準偏差を求める。
【表１】
【００８５】
上記４ｎ個のデータが、正常標本データ集合を構成するデータとして用いられる。つまり、ここで求めた平均ｍｉ（ｉ：１〜４）および標準偏差σｉ（ｉ：１〜４）が、正常標本データ集合の各パラメータの平均および標準偏差である。正常データ保持部５５は、これら平均ｍｉ（ｉ：１〜４）および標準偏差σｉ（ｉ：１〜４）を、正常標本データ集合を表す統計量として保持すればよい。
【００８６】
（調整パラメータｋ２の決定処理）
次に、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた直線軌道上において、軌道方向に沿った方向についてその加速度の絶対値が｜ａ０｜（ａ０はゼロ以外の実数。）になるように加減速走行させる。そして、加減速走行中の鉄道車両において検査項目パラメータのうち、少なくとも検査項目「速度差」（上表における「検査項目２」）のデータを収集する。このデータ収集作業は、ｎａ回実行される（ｎａは、自然数）。なお、実行回数（ｎａ）は、２以上であることが望ましい。
【００８７】
この収集作業をｎａ回実行すれば、少なくとも検査項目２パラメータについてのｎａ個のデータが得られる。（下表に示すデータｄ２ａ１〜ｄ２ａｎａが得られる。）
【表２】
【００８８】
この結果にもとづいて、式（３）に含まれる調整パラメータｋ２を決定する。
【００８９】
上記定加速度走行データの集合（データｄ２ａ１〜ｄ２ａｎａ）の、正常標本データ集合（定速直線走行データ）における上記データ集合と対応する検査項目パラメータ（（検査項目２）のデータ（ｄ２１〜ｄ２ｎ））の平均値（平均ｍ２）に対する標準偏差（σ２ａ）を次式より求める。
【数１】
【００９０】
そして、式（４）より求めた標準偏差σ２ａ、正常標本データ集合を表す統計量のうち検査項目２「速度差」にかかる標準偏差σ２、定加速度走行データ収集にかかる加速度ａ０を用い、次式、
σ２ａ＝ｋ２×｜ａ０｜＋σ２ ・・・ （５）、
を満足するｋ２を求め、該ｋ２を調整パラメータｋ２とする。式（５）より決定された調整パラメータｋ２は、正常データの一部を構成するデータとして、正常データ保持部５５に保持される。
【００９１】
（調整パラメータｋ３の決定処理）
最後に、受信機が搭載された移動体（例えば、鉄道車両２０１）を、視界が開けた曲線軌道（曲率Ｒ０）上において、軌道方向に沿った方向について定速で走行させる。そして、曲率Ｒ０の曲線軌道上を定速走行中の鉄道車両において検査項目パラメータのうち、少なくとも検査項目「実軌道との距離」（上表における「検査項目３」）のデータを収集する。このデータ収集作業は、ｎＲ回実行される（ｎＲは、自然数）。なお、実行回数（ｎＲ）もまた、２以上であることが望ましい。
【００９２】
この収集作業をｎＲ回実行すれば、少なくとも検査項目３パラメータについてのｎＲ個のデータが得られる。（下表に示すデータｄ３Ｒ１〜ｄ３ＲｎＲが得られる。）
【表３】
【００９３】
この結果にもとづいて、式（２）に含まれる調整パラメータｋ３を決定する。上記定速曲線走行データの集合（データｄ３Ｒ１〜ｄ３ＲｎＲ）の、正常標本データ集合（定速直線走行データ）における上記データ集合と対応する検査項目パラメータ（（検査項目３）のデータ（ｄ３１〜ｄ３ｎ））の平均値（平均ｍ３）に対する標準偏差（σ３Ｒ）を次式より求める。
【数２】
【００９４】
そして、式（６）より求めた標準偏差σ３Ｒ、正常標本データ集合を表す統計量のうち検査項目３「実軌道との距離」にかかる標準偏差σ３、定速曲線走行データ収集にかかる曲率Ｒ０を用い、次式、
σ３Ｒ＝ｋ３×Ｒ０＋σ３ ・・・ （７）、
を満足するｋ３を求め、該ｋ３を調整パラメータｋ３とする。式（７）より決定された調整パラメータｋ３は、正常データの一部を構成するデータとして、正常データ保持部５５に保持される。
【００９５】
（測位信頼度評価処理フロー）
次に、図４を参照し、評価装置１０１によるマハラノビス距離に基づく受信機の測位信頼度評価にかかる処理について説明する。図４は、評価対象データを構成する検査項目パラメータのデータ収集から測位信頼度評価までの処理の流れを示すフローチャートである。
【００９６】
ステップＳ１０１において、ＧＰＳ測位誤差推定部１１（ｘ１出力部）は、受信機１０３から受け取ったデータに基づいてＧＰＳ測位誤差を推定して、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【００９７】
（ＧＰＳによる測位位置にかかる測位誤差の推定）
ここでＧＰＳ測位誤差について説明する。
【００９８】
ＧＰＳ衛星による受信機位置（ＧＰＳ測位位置）の導出では、受信機１０３は、複数のＧＰＳ衛星と受信機１０３間の距離を測定して、三角測量の原理で受信機位置（ＧＰＳ測位位置）を特定して求めている。ここでのＧＰＳ測位誤差は、ＧＰＳ衛星から発信された信号から計算した直線距離（擬似距離ｒ）と、受信機が測位位置として最終的に決定したＧＰＳ測位位置に基づく受信機と衛星間の直線距離との差（擬似距離残差Δｒ）およびＧＰＳ衛星配置から計算することができる。また、一般的な受信機には、上記諸量を計算するための出力がＮＥＭＡデータ（＄ＧＰＧＲＳ、＄ＧＰＧＳＶ、＄ＧＰＧＳＡとして標準で出力可能である。（非特許文献１参照。）
【００９９】
図５は、擬似距離ｒと擬似距離残差Δｒとの関係を説明するための模式図である。受信機が受信可能なＧＰＳ衛星がＮ機あるとする。
【０１００】
衛星ｉ（ｉは、１からＮの整数。）と受信機１０３との間の距離ｒｉ［ｍ］の関係は、受信機位置を（ｘ，ｙ，ｚ）、衛星ｉの位置を（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）、受信機１０３が内蔵する時計の時間誤差δ［ｓｅｃ］に対応する距離誤差をｓ＝ｃ・δ［ｍ］（ｃは光速）とすると、
【数３】
と表される。
【０１０１】
このときｒｉの変化量Δｒｉと、ｘ、ｙ、ｚ、ｓの変化量Δｘ、Δｙ、Δｚ、Δｓとの関係は、
【数４】
ただし、
【数５】
となる。
【０１０２】
受信機が計測した距離ｒｉ（擬似距離）をｒｉｍ、ｒｉｍをもとに決定したＧＰＳ位置および時計誤差を（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ，ｓｃ）としたとき、ｒｉｍと、（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ，ｓｃ）から式（１）で計算した距離ｒｉｃとの差、すなわち擬似距離残差Δｒｉ＝ｒｉｍ−ｒｉｃをＮ個縦に並べた擬似距離残差ベクトルΔｒ＝（Δｒ１，Δｒ２，・・・，ΔｒＮ）Ｔと測位誤差ベクトルΔｘ＝（Δｘ，Δｙ，Δｚ，Δｓ）Ｔとの関係が
【数６】
と求まる。
【０１０３】
ここで、行列Ｇは
【数７】
である。
【０１０４】
ｌｉ、ｍｉ、ｎｉはそれぞれ衛星ｉと受信機１０３とを結ぶ直線のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に対する方向余弦である。
【０１０５】
よって、ｌｉ、ｍｉ、ｎｉは、受信機１０３から見た衛星ｉの仰角（elevation）をｅｌｉ、北をゼロとした方位角（azimuth）をａｚｉとして、
【数８】
から求めることができる。
【０１０６】
連立方程式（１１）の解は最小二乗法により
【数９】
で求めることができる。
【０１０７】
擬似距離残差Δｒｉは、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＲＳとして受信機１０３から出力され、仰角ｅｌｉおよび方位角ａｚｉは、ＮＭＥＡデータ＄ＧＰＧＳＶとして受信機１０３から出力されるので、ＧＰＳ測位誤差推定部１１は、リアルタイムで行列Ｇ、すなわち、（（ＧＴＧ）−１ＧＴ）を求めることができる。式（１４）の数値計算においては、特異値分解で擬似逆行列（（ＧＴＧ）−１ＧＴ）を直接求めることができる。また、Ａ＝ＧＴＧ，ｂ（ベクトル）＝ＧＴΔｒ（ベクトル）とおいてＡΔｘ＝ｂの連立一次方程式をＬＵ分解で求めてもよい。
【０１０８】
なお、鉄道車両のように移動体のＧＰＳ測位位置について高度を考慮する必要がない場合には、式（１４）で示されるＧＰＳ測位誤差ベクトルのうち、水平方向成分のみを抽出して、水平面に関する測位誤差ｄＥＲＲＨ
【数１０】
をＧＰＳ測位誤差として用いてもよい。
【０１０９】
図４に戻り、ステップＳ１０３において、速度差算出部３５（ｘ２出力部）は、速度差（ｘ２）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１０】
ステップＳ１０５において、ＧＰＳ測位−実軌道間距離算出部２３は、ＧＰＳ測位−実軌道間距離（ｘ３）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１１】
ステップＳ１０７において、ヨーレート差算出部３３は、ヨーレート差（ｘ４）を、マハラノビス距離算出部４１へ出力する。
【０１１２】
ステップＳ１０９において、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１は、精度劣化予測情報データ保持部５１に保持された精度劣化予測情報を参照して、ＧＰＳ測位位置ｐにおける劣化度の値ｆ（ｐ）を求め、前述の式（１）より、修正ＧＰＳ測位位置標準偏差σ１’を決定する。決定したσ１’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１３】
ステップＳ１１１において、速発加速度算出部１９は、鉄道車両２０１の独立計測加速度を算出して、速度差算出部３５へ出力する。
【０１１４】
ステップＳ１１３において、速度差標準偏差修正部３７（σ２修正部）は、独立計測加速度ａを用いて、前述の式（３）より、修正速度差標準偏差σ２’を決定する。決定したσ２’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１５】
ステップＳ１１５において、ＧＰＳ−実軌道間距離標準偏差修正部３１は、ＧＰＳ測位位置に基づき、鉄道車両２０１が在線する軌道上の位置を推定し、当該位置における軌道の曲率を軌道データ保持部５３に保持された軌道データを参照して決定し、その曲率をＲ（ｐ）として、前述の式（２）より、修正実軌道間距離標準偏差σ３’を決定する。決定したσ３’は、マハラノビス距離算出部４１に通知される。
【０１１６】
ステップＳ１１７において、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データ（ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４）の正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。なお、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として平均（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４）および標準偏差（σ１’，σ２’，σ３’，σ４）を用いて評価対象データのマハラノビス距離を算出してもよい。算出したマハラノビス距離は、信頼度評価部４３へ送られる。
【０１１７】
ステップＳ１１９において、信頼度評価部４３は、マハラノビス距離算出部４１から受けたマハラノビス距離の大きさに基づいて、受信機１０３の測位の信頼度を評価する。
【０１１８】
このように、評価装置１０１は、評価対象データ（ＧＰＳ測位誤差および独立計測情報）についての正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づいて受信機の測位信頼度の評価を行うことができる。そうすることで、評価装置１０１においては、ＧＰＳ測位誤差に加えて評価対象データが取得されたときの移動体の状態を考慮した測位信頼度の評価が可能になっている。
【０１１９】
また、評価装置１０１は、独立計測手段等の計測データをもとに移動体の状態を考慮して、マハラノビス距離の算出にかかる評価対象データのパラメータ相互間の相対的な重み（標準偏差）を変更することができ、より適切な測位信頼度の評価が可能になっている。
【０１２０】
（マハラノビス距離の計算について）
ここで、ステップＳ１１７においてマハラノビス距離算出部４１が算出するマハラノビス距離の算出の方法について説明する。
（正常標本データ集合の統計量について）
ｋ個のデータ項目（検査項目）について、ｎ個の正常標本データが収集されているとする。
【表４】
ここで、ｍｊは、検査項目ｊ（ｊ：１〜ｋの整数。）のデータの平均、σｊは、検査項目ｊ（ｊ：１〜ｋの整数。）のデータの標準偏差であって、
【数１１】
である。
【０１２１】
次に、正常標本データについて、
【数１２】
の正規化を行う。正規化後の正常標本データを下表に示す。
【表５】
【０１２２】
次に、行列｛ｄ’ｊｉ｝の相関行列Ｃ＝｛ｒｊｉ｝を計算する。このとき、対角項は１、ｒｊｉ＝ｒｉｊである。
【数１３】
そして、さらに、行列Ｃの逆行列Ｃ−１を計算しておく。
【０１２３】
（対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離の算出について）
マハラノビス距離の算出の対象となるデータをデータｘ＝（ｘ１，ｘ２，・・・，ｘｋ）とする。先ず、データｘを式（１９）のようにして正規化する。
【数１４】
【０１２４】
正規化された対象データｘ’について、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を次式より算出する。マハラノビス距離をＤとして、
【数１５】
【０１２５】
本実施形態による評価装置１０１は、物理的な単位が相異なる複数のデータを、マハラノビス距離として統合することができ、１つの統一的な尺度に基づく測位信頼度の定量的評価が可能になっている。これにより、評価結果の信頼性もまた向上される。
【０１２６】
さらに、本実施形態による評価装置１０１は、評価対象データの収集時に受信機の測位の精度が劣化していると予測される場合には、評価対象データにおける受信機の測位に基づく検査項目と対応する正常標本データの検査項目の標準偏差の大きさがより小さくなるように修正することにより当該検査項目のマハラノビス距離における他の検査項目に対する相対的な重みを重くして当該受信機の測位精度の劣化がより鋭敏に評価結果に反映されるようにし、また、評価対象データの収集時に独立計測手段の計測の精度が劣化していると予測される場合には、評価対象データにおける独立計測手段の計測に基づく検査項目と対応する正常標本データの検査項目の標準偏差の大きさがより大きくなるように修正することにより当該検査項目のマハラノビス距離における他の検査項目に対する相対的な重みを軽くして当該独立計測手段の計測精度の劣化が敏感に評価結果に反映されないようにする。そうすることで、測位信頼度の評価の精度をよく保つことが可能になっている。
【０１２７】
また、本実施形態による評価装置１０１は、上記した検査項目パラメータに限らず、如何なる単位を有する量でも測位信頼度評価の検査項目パラメータとして容易に導入可能である。これにより、評価装置１０１は、顕著な汎用性を有するものとなっている。
【０１２８】
（第２実施形態）
第２実施形態においては、評価装置は、移動体としての自動車に設置される。図６は、自動車３０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ａおよび評価装置１０１ａに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１２９】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ａは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１３０】
また、評価装置１０１ａは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である走行速度計１０７ａと接続される。走行速度計１０７ａは、速度発電機１０７と同様に、車軸１０７ａｘの回転力から自動車の走行速度の情報（速度計速度）を出力することができる。評価装置１０１ａは、自動車３０１が定常的な横滑り運動を行うことは無いものと仮定し、ＧＰＳ速度に対応する独立計測情報として走行速度計１０７ａによる速度計速度を利用する。
【０１３１】
（機能ブロックの構成）
図７は、評価装置１０１ａが備える機能を示したブロック図である。
【０１３２】
評価装置１０１ａにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３、速度計測度算出部１７ａ、速度計加速度算出部１９ａ、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、ＧＰＳ速度算出部２７、速度差算出部３５、速度差標準偏差修正部３７、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、正常データ保持部５５、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。
【０１３３】
マップマッチング移動距離算出部２３ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ緯度経度算出部１３が出力するＧＰＳ測位位置、および、道路地図データ保持部５３が保持する道路地図データに基づき、ＧＰＳ測位位置を道路上の一点へ移動させるマップマッチングを行い、当該マップマッチングでＧＰＳ測位位置が移動させられた距離（マップマッチング移動距離ｘ３）を算出する。
【０１３４】
マップマッチング移動距離標準偏差修正部３１ａ（σ３修正部）は、上記マップマッチング移動距離算出部２３ａが行ったマップマッチングにかかる移動先の道路上の一点の、位置特定困難度が高くなるにつれて、マップマッチング移動距離標準偏差（σ３）がより大きくなるように、マップマッチング移動距離標準偏差（σ３）を修正し、修正された当該標準偏差を修正マップマッチング移動距離標準偏差（σ３’）としてマハラノビス距離算出部４１へ通知する。例えば、修正部３１ａは、位置特定困難度として、ＧＰＳ測位位置のマップマッチングによる移動先の道路上の一点の道路幅（例えば、車線数）を利用してよい。
【０１３５】
正常標本データ集合における「マップマッチング移動距離」のデータの標準偏差をσ３、ＧＰＳ測位位置ｐがマップマッチングにより移動された先の道路上の一点における位置特定困難度をＷ（ｐ）、「マップマッチング移動距離」のデータの修正された標準偏差をσ３’とすれば、σ３’は、
σ３’＝ｋ３×Ｗ（ｐ）＋σ３ （ｋ３：調整パラメータ） ・・・・ （２’）
と表される。調整パラメータｋ３は、正常標本データとは異なる位置特定困難度を有する道路（例えば、車線数が正常標本データ収集に用いた道路よりも多い道路）を用いて収集したデータに基づいて評価されればよい。そして、マップマッチング移動距離標準偏差修正部３１ａは、上記式（２’）におけるｋ３×Ｗ（ｐ）の値を決定する。位置特定困難度Ｗ（ｐ）は、道路の幅もしくは車線数が大きくなるにつれ増大するように設定すればよい。
【０１３６】
上記より明らかだが、道路地図データ保持部５３は、道路の緯度・経度（および高度）の情報が示された道路地図データを保持する。道路地図データは、さらに、道路の幅や車線数に関するデータを含むことが望ましい。
【０１３７】
マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１３８】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力するＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差算出部３５が出力する速度差（ｘ２）、
マップマッチング移動離算出部２３が出力するマップマッチング移動距離（ｘ３）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１３９】
また、正常標本データ集合の統計量は、正常標本データ保持部５５に保持される。該当計量は、正常標本データ集合における各パラメータ（検査項目パラメータ）の平均および標準偏差であって、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のマップマッチング移動距離（ｍ３）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
正常標本データ集合の速度差標準偏差（σ２）、
正常標本データ集合のマップマッチング移動距離標準偏差（σ３）、である。
【０１４０】
また、正常標本データ保持部５５は、式（３）における調整パラメータｋ２の値、および、式（２’）における調整パラメータｋ３の値を保持する。
【０１４１】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データのマハラノビス距離の算出において、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
正常標本データ集合の速度差平均（ｍ２）、
正常標本データ集合のＧＰＳ測位−実軌道間距離平均（ｍ３）、
修正ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１’）、（式（１）参照。）
修正速度差標準偏差（σ２’）、（式（３）参照。）
修正ＧＰＳ−測位実軌道間距離標準偏差（σ３’）、（式（２’）参照。）
を用いる。
【０１４２】
評価装置１０１ａの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１４３】
本実施形態では、道路幅が広くてマップマッチングによって移動される道路上の一点に比較的大きな誤差が含まれる可能性が高い状況、かつ／または、移動体が加速中であって走行速度計１０７ａの計測した速度に比較的大きな誤差が含まれる可能性が高い状況で計測された評価対象データについては、マップマッチング移動距離、および／または、速度差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ａが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１４４】
（第３実施形態）
第３実施形態においては、評価装置は、移動体としての航空機に設置される。図８は、航空機４０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ｂおよび評価装置１０１ｂに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１および／または第２の実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１４５】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ｂは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１４６】
また、評価装置１０１ｂは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である慣性航法装置１０９と接続される。慣性航法装置１０９は、航空機４０１の水平・垂直速度を成分とする三次元速度ベクトルＶＩＮＳを出力することができる。評価装置１０１ｂは、ＧＰＳ速度に対応する独立計測情報として慣性航法装置１０９から得た三次元速度ベクトルＶＩＮＳを利用する。
【０１４７】
（慣性航法装置について）
図９は、慣性航法装置１０９の動作を示すブロック図である。慣性航法装置１０９は、センサ部１１１として、三軸方向について計測可能な加速度計１１１ａおよびジャイロスコープ１１１ｂを備える。加速度計１１１ａの出力は、各軸加速度導出部１１３へ送られ、各軸加速度導出部１１３が当該三軸方向についての加速度を導出する。導出された三軸方向加速度は、水平・垂直加速度導出部１１５へ送られる。
【０１４８】
他方、ジャイロスコープ１１１ｂは、各軸まわりの角速度を検知して出力する。ジャイロスコープ１１１ｂが検知した三軸まわりの角速度は、各軸角速度導出部１２３へ送られ、各軸角速度導出部１２３が三軸まわりの角速度を決定する。そして、三軸まわりの角速度は各軸姿勢角導出部１２１へ送られる。各軸姿勢角導出部１２１は、三軸まわりの角速度を時間方向に積分することにより、航空機４０１の姿勢角を導出する。導出された姿勢角は、水平・垂直加速度導出部１１５へ送られる。
【０１４９】
水平・垂直加速度導出部１１５は、姿勢角に基づき、三軸方向加速度を、水平（Ｎ、Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の加速度（ａＮ，ａＥ，ａＡｚ）に変換し、水平・垂直加速度として出力部１２７および水平・垂直速度導出部１１７へ送る。
【０１５０】
水平・垂直速度導出部１１７は、水平・垂直加速度（ａＮ，ａＥ，ａＡｚ）を時間方向に積分することにより、水平・垂直速度（ｖＮ，ｖＥ，ｖＡｚ）（＝三次元速度ベクトルＶＩＮＳ）を導出し、水平・垂直速度として出力部１２７および水平・垂直移動距離導出部１１９へ送る。
【０１５１】
水平・垂直移動距離導出部１１９は、水平・垂直速度（ｖＮ，ｖＥ，ｖＡｚ）を時間方向に積分することにより、水平・垂直移動距離（ｄｒＮ，ｄｒＥ，ｄｒＡｚ）を導出し、出力部１２７へ水平・垂直移動距離として出力部１２７へ送る。また、水平・垂直移動距離導出部１１９は、慣性航法装置１０９の起算点の位置ベクトルｒ０＝（ｒ０Ｎ，ｒ０Ｅ，ｒ０Ａｚ）を保持してもよく、その場合には、航空機４０１の位置ベクトルｒＩＮＳ＝（ｒＮ，ｒＥ，ｒＡｚ）＝（ｄｒＮ，ｄｒＥ，ｄｒＡｚ）＋ｒ０を出力部１２７へ出力することができる。
【０１５２】
このように、慣性航法装置１０９は、水平方向（Ｎ，Ｅ）および垂直方向（Ａｚ）についての加速度・速度・移動距離を示す各ベクトル、ならびに、航空機４０１の位置を示す位置ベクトルを出力することが可能である。ただし、慣性航法装置１０９が出力する速度や位置は、センサ部１１１が計測した加速度を積分して得られる量であるため、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間が長くなるにつれ誤差が大きくなることがある。
【０１５３】
また、慣性航法装置１０９は、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間を計測して出力するタイマ部１２５を備えることも可能である。なお、このタイマ部１２５は必須ではない。慣性航法装置１０９がタイマ部１２５を備えない場合には、評価装置１０１ｂ（後述）が、慣性航法装置１０９が起動されてからの時間を計測して出力するタイマ部１２５に相当する構成を備えればよい。
【０１５４】
（機能ブロックの構成）
図１０は、評価装置１０１ｂが備える機能を示したブロック図である。
【０１５５】
評価装置１０１ｂにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３ａ、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。ただし、ＧＰＳ緯度経度算出部１３ａは、緯度および経度に加えて、高度についてのＧＰＳ測位位置も出力する。
【０１５６】
また、本実施形態においては、正常データ保持部５５は、正常標本データ集合の統計量として、以下の項目を保持すればよい。
・ 高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についての速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ，ｍ２Ａｚ）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についてのＧＰＳ測位と独立計測手段（慣性航法装置１０９）による測位との位置誤差平均（ｍ３Ｎ，ｍ３Ｅ，ｍ３Ａｚ）、
・ 高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についての速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）、
・ 水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分についてのＧＰＳ測位と独立計測手段（慣性航法装置１０９）による測位との位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）
【０１５７】
さらに、正常データ保持部５５は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ２＝（ｋ２Ｎ，ｋ２Ｅ，ｋ２Ａｚ）と、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ３＝（ｋ３Ｎ，ｋ３Ｅ，ｋ３Ａｚ）を備えてもよい。正常標本データは、慣性航法が開始された直後の時点において計測されればよい。また、調整パラメータｋ２およびｋ３は、慣性航法が開始されて所定時間経過した時点において計測されたデータに基づいて定めればよい。
【０１５８】
本実施形態におけるマハラノビス距離算出部４１は、慣性航法が開始されてからの経過時間が長期化すればするほどに値が大きくなるように修正された修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）および修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）を用いてマハラノビス距離を算出してもよい。
【０１５９】
ＧＰＳ速度ベクトル水平・垂直成分算出部２７ａは、ＧＰＳ測位位置に基づき航空機４０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示したＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳとして算出する。
【０１６０】
速度ベクトル水平・垂直成分算出部１７ｂは、独立計測手段である慣性航法装置１０９の出力に基づく航空機４０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示した独立計測速度ベクトルＶＩＮＳとして算出する。
【０１６１】
ＧＰＳ位置ベクトル水平・垂直成分算出部４５は、ＧＰＳ測位位置に基づき航空機４０１の位置を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示したＧＰＳ位置ベクトルｒＧＰＳとして算出する。
【０１６２】
位置ベクトル水平・垂直成分算出部４７は、独立計測手段である慣性航法装置１０９の出力に基づく航空機４０１の位置を、水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分で示した独立計測位置ベクトルｒＩＮＳとして算出する。
【０１６３】
慣性航法経過時間計時部４９は、例えば慣性航法装置１０９の出力に基づいて、慣性航法が開始されてからの経過時間を計測し、慣性航法経過時間ＴＬＰＳとして出力する。
【０１６４】
速度差水平・垂直成分算出部３５ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ測位位置に基づく速度ベクトル、ＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳ、と、独立計測手段による速度ベクトル、独立計測速度ベクトルＶＩＮＳ、との差を求め、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ，ｘ２Ａｚ）を算出する。
【０１６５】
位置誤差水平・垂直成分算出部２３ａ（評価パラメータ算出部）は、ＧＰＳ測位位置に基づく位置ベクトル、ＧＰＳ位置ベクトルｒＧＰＳ、と、独立計測手段による位置ベクトル、独立計測位置ベクトルｒＩＮＳ、との差を求め、位置誤差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ３Ｎ，ｘ３Ｅ，ｘ３Ａｚ）を算出する。
【０１６６】
位置誤差水平・垂直成分標準偏差修正部３１ｂは、慣性航法経過時間ＴＬＰＳに基づいて、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）を修正する。具体的には、慣性航法経過時間ＴＬＰＳが長期化すればするほど、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、位置誤差水平・垂直成分標準偏差修正部３１ｂは、修正後の値を、修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）として出力する。
【０１６７】
速度差水平・垂直成分標準偏差修正部３７ａは、慣性航法経過時間ＴＬＰＳに基づいて、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）を修正する。具体的には、慣性航法経過時間ＴＬＰＳが長期化すればするほど、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、速度差水平・垂直成分標準偏差修正部３７ａは、修正後の値を、修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）として出力する。
【０１６８】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１６９】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力する、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差水平・垂直成分算出部３５ａが出力する、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ，ｘ２Ａｚ）、
位置誤差水平・垂直成分算出部２３ａが出力する、位置誤差の水平（Ｎ，Ｅ）および垂直（Ａｚ）方向の３成分（ｘ３Ｎ，ｘ３Ｅ，ｘ３Ａｚ）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１７０】
また、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ，ｍ２Ａｚ）、位置誤差平均（ｍ３Ｎ，ｍ３Ｅ，ｍ３Ａｚ）、高度にかかる測位誤差を含めたＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）、を用いればよい。
【０１７１】
あるいは、マハラノビス距離算出部４１は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）に代えて、
修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ，σ’２Ａｚ）
＝（ｋ２Ｎ×ＴＬＰＳ＋σ２Ｎ，
ｋ２Ｅ×ＴＬＰＳ＋σ２Ｅ，
ｋ２Ａｚ×ＴＬＰＳ＋σ２Ａｚ）を用いてもよく、あるいは、位置誤差標準偏差（σ３Ｎ，σ３Ｅ，σ３Ａｚ）に代えて、
修正位置誤差標準偏差（σ’３Ｎ，σ’３Ｅ，σ’３Ａｚ）
＝（ｋ３Ｎ×ＴＬＰＳ＋σ３Ｎ，
ｋ３Ｅ×ＴＬＰＳ＋σ３Ｅ，
ｋ３Ａｚ×ＴＬＰＳ＋σ３Ａｚ）を用いてもよい。
【０１７２】
評価装置１０１ｂの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１７３】
なお、慣性航法装置１０９の代わりに、独立計測手段として、超短波全方向式無線標識施設（VHF Omnidirectional Range、ＶＯＲ）、および、距離測定装置（Distance Measuring Equipment、ＤＭＥ）等を用いてもよい。
【０１７４】
慣性航法装置１０９にておいは、慣性航法が開始されてからの経過時間に従って計測誤差が大きくなることが知られるが、本実施形態では、そういった計測誤差が生じる状況で計測された評価対象データについては、速度差および位置誤差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ｂが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１７５】
（第４実施形態）
第４実施形態においては、評価装置は、移動体として船舶に設置される。図１１は、船舶５０１に設置された本実施形態による評価装置１０１ｃおよび評価装置１０１ｃに接続される機器の構成を示すブロック図である。以下の説明においては、第１、第２および／または第３の実施形態と同様の構成・動作・効果等については適宜説明を省略する。
【０１７６】
（ハードウェア構成）
評価装置１０１ｃは、衛星測位システム用受信機である受信機１０３と接続される。
【０１７７】
また、評価装置１０１ｃは、衛星測位システムに依らない独立計測手段である、対地速度計１０７ｂ、ジャイロコンパス１０７ｇ、および、船体の水平面に対する傾斜角θＲＯＬＬをセンスする船体傾斜センサ１３１と接続される。対地速度計１０７ｂは、ドップラーソナー１０７ｄｓと接続される。
【０１７８】
ドップラーソナー１０７ｄｓは、水深数百メートル程度までの海域において、船体５０１の船首方向、船首に垂直な方向の対地速度ＶＳＯＮＡＲ＝（ｖｓｘ，ｖｓｙ）を計測することができる。
【０１７９】
ジャイロコンパス１０７ｇは、船首が向いている方向φ（例えば、船首の磁北に対する角度φ）をセンスする。
【０１８０】
（機能ブロックの構成）
図１２は、評価装置１０１ｃが備える機能を示したブロック図である。
【０１８１】
評価装置１０１ｃにおけるＧＰＳ測位誤差推定部１１、ＧＰＳ緯度経度算出部１３、ＧＰＳ測位誤差標準偏差修正部２１、マハラノビス距離算出部４１、信頼度評価部４３、精度劣化予測情報データ保持部５１、については、第１実施形態における対応ブロックと同様の動作を行う。
【０１８２】
また、本実施形態においては、正常データ保持部５５は、正常標本データ集合の統計量として、
ＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、
水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分についての速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ）、
ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、
水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分についての速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）、を保持すればよい。さらに、正常データ保持部５５は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ，σ２Ａｚ）にかかる調整パラメータとして調整パラメータｋ２＝（ｋ２Ｎ，ｋ２Ｅ）を備えてもよい。正常標本データは、船体が動揺しない状況において計測されればよい。また、調整パラメータｋ２は、船体が動揺する状況において計測されたデータに基づいて定めればよい。
【０１８３】
本実施形態におけるマハラノビス距離算出部４１は、船体の動揺の程度（｜θＲＯＬＬ｜）が大きくなればなるほどに値が大きくなるように修正された修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）およびを用いてマハラノビス距離を算出してもよい。
【０１８４】
ＧＰＳ速度水平二軸成分算出部２７ｂは、ＧＰＳ測位位置に基づき船舶５０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分で示したＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳとして算出する。
【０１８５】
速度水平二軸成分算出部１７ｃは、独立測手段である対地速度計１０７ｂの出力（対地速度ＶＳＯＮＡＲ＝（ｖｓｘ，ｖｓｙ））および独立計測手段であるジャイロコンパス１０７ｇの出力（角度φ）にもとづき、独立計測手段による船舶５０１の速度を、水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分で示した独立計測速度ベクトルＶＤＳ（＝（ｖｓｘ×ｃｏｓφ，ｖｓｙ×ｓｉｎφ））として算出する。
【０１８６】
船体動揺検出部４９ａは、船体傾斜センサ１３１の出力にもとづき、船体の水平面に対する傾斜角θＲＯＬＬを出力する。傾斜角θＲＯＬＬは、二方向（Ｎ，Ｅ）について求めてもよい。その場合、後述する修正部３７ｂにおいては、各方向の傾斜角を対応する方向の標準偏差の修正に用いることができる。
【０１８７】
速度差水平成分算出部３５ｂは、ＧＰＳ測位位置に基づく速度ベクトル、ＧＰＳ速度ベクトルＶＧＰＳ、と、独立計測手段による速度ベクトル、独立計測速度ベクトルＶＤＳ、との差を求め、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ）を算出する。
【０１８８】
速度差標準偏差修正部３７ｂは、傾斜角θＲＯＬＬに基づいて、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）を修正する。具体的には、傾斜角θＲＯＬＬが大きくなればなるほど、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）の各成分の値はより大きくなるように修正される。そして、速度差標準偏差修正部３７ｂは、修正後の値を、修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）として出力する。
【０１８９】
そして、マハラノビス距離算出部４１は、評価対象データの、正常標本データ集合に対するマハラノビス距離を算出する。
【０１９０】
ここでの評価対象データは、
ＧＰＳ測位誤差推定部１１が出力する、ＧＰＳ測位誤差（ｘ１）、
速度差水平成分算出部３５ｂが出力する、速度差の水平（Ｎ，Ｅ）方向の２成分（ｘ２Ｎ，ｘ２Ｅ）、
をパラメータとして含むベクトル量である。
【０１９１】
また、マハラノビス距離算出部４１は、正常標本データ集合の統計量として、ＧＰＳ測位誤差平均（ｍ１）、速度差平均（ｍ２Ｎ，ｍ２Ｅ）、ＧＰＳ測位誤差標準偏差（σ１）、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）、を用いればよい。
【０１９２】
あるいは、マハラノビス距離算出部４１は、速度差標準偏差（σ２Ｎ，σ２Ｅ）に代えて、
修正速度差標準偏差（σ’２Ｎ，σ’２Ｅ）
＝（ｋ２×｜θＲＯＬＬ｜＋σ２Ｎ，
ｋ２×｜θＲＯＬＬ｜＋σ２Ｅ）を用いてもよい。
【０１９３】
評価装置１０１ｃの信頼度評価部４３は、第１実施形態による評価装置１０１の信頼度評価部４３と同様に、マハラノビス距離算出部４１が算出した、評価対象データの正常標本データ集合に対するマハラノビス距離に基づき、受信機の測位信頼度を評価する。
【０１９４】
ドップラーソナー１０７ｄｓにておいは、船体の動揺により計測誤差が生じることが知られるが、本実施形態では、そういった計測誤差が生じる状況で計測された評価対象データについては、速度差のマハラノビス距離における相対的な重みを軽くすることで、評価装置１０１ｃが誤って受信機１０３の測位信頼度を過小評価することを防止することができる。
【０１９５】
本発明において、「衛星測位システム」には、ＧＰＳが含まれ、それに限定されない。本願においてＧＰＳを構成する衛星を、ＧＰＳ衛星と称する。ＧＰＳ衛星は、ＮＡＶＳＴＥＲ（NAVigation Satellite Timing And Ranging）衛星とも称される。
【０１９６】
本発明において、「移動体」は、地上を移動する移動体（鉄道車両、自動車、自動二輪、ロボット等）、空中を飛翔する移動体（航空機、ロケット、ミサイル等）、水上もしくは水中を移動する移動体（船舶、潜水艦、魚雷等）を含み、それらに限定されない。「移動体」は、所定の座標系（例えば、任意の局所慣性系）に対して位置座標を変化させることができるあらゆる物体を含む。
【０１９７】
本発明において、正常標本データ集合の標準偏差を修正する工程（図４のステップＳ１０９、Ｓ１１３、Ｓ１１５）は、必ずしも必須ではない。これら標準偏差修正工程が行われずとも、本発明は、移動体の状態を考慮した受信機測位誤差信頼度評価を行うことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１９８】
本発明は、衛星測位システムを用いた測位の結果の信頼度を評価する装置として有用である。
【符号の説明】
【０１９９】
１０１ ・・・ 評価装置
１０３ ・・・ 受信機
１０３ａ・・・ アンテナ部
１０７ａｘ・・ 車軸
２０１ ・・・ 鉄道車両
３０１ ・・・ 自動車
４０１ ・・・ 航空機
５０１ ・・・ 船舶
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、
前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、
前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、
少なくとも前記第１評価パラメータおよび前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置。
【請求項２】
さらに、前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位位置を算出する衛星測位位置算出部を有し、
前記第２評価パラメータ算出部は、前記計測手段である前記移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動の速さと前記受信機の測位位置に基づいて算出された速さとの差を、前記第２評価パラメータとして算出する、請求項１に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項３】
前記移動体は、鉄道車両であり、
前記測位信頼度評価装置が、さらに、前記鉄道車両の軌道が敷設された位置が示された軌道データを保持する軌道データ保持部と、
前記受信機の測位位置と、前記軌道データと、に基づいて、前記受信機の測位位置と軌道との乖離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項４】
さらに、前記計測手段である前記移動体の向きの変化を計測するヨーレートセンサセンサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動のヨーレートと前記受信機の測位位置に基づいて算出されたヨーレートとの差を、前記第４評価パラメータとして算出する第４評価パラメータ算出部を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第４評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２または３に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項５】
さらに、前記受信機の受信状況の劣化度についての情報のデータを、対応する位置を特定するための情報と関連付けてなる精度劣化予測情報データを保持する予測情報データ保持部と、
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第１評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第１標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第１標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第１標準偏差修正部と、を有し、
前記第１標準偏差修正部は、前記第１標準偏差を、前記受信機の測位位置に対応する位置の精度劣化予測情報データが示す前記受信状況が劣化度の増大に応じて減少させるように修正して、修正第１標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第１標準偏差に代えて前記修正第１標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項６】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記計測手段である前記移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動の加速度の絶対値の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項７】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記軌道データにもとづいて得られる前記受信機の測位位置に最近接する軌道の曲率の大きさの増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項３に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項８】
前記移動体は、自動車であり、
前記測位信頼度評価装置が、さらに、道路の位置が示された道路地図データを保持する道路地図データ保持部と、
前記受信機の測位位置と、前記道路地図データと、に基づいて、マップマッチングを行い、当該マップマッチングにかかる移動距離を算出して第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項９】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記マップマッチング距離の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項８に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１０】
前記移動体は、航空機であり、
前記測位信頼度評価装置は、さらに、前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、
前記計測手段としての前記速度センサを構成する慣性航法装置による慣性航法が開始されてからの経過時間を計測する経過時間計時部と、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１１】
さらに、前記慣性航法装置による慣性航法に基づいて前記航空機の位置である慣性航法位置を算出する慣性航法位置算出部と、
前記受信機の測位位置と前記慣性航法位置との間の距離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項１０に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１２】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項１１に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１３】
前記移動体は、船舶であり、
前記測位信頼度評価装置は、さらに、前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、
前記計測手段である船体傾斜センサの出力に基づいて算出された前記移動体の水平面に対する傾斜角を算出する船体動揺検出部と、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記傾斜角の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１４】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置による測位信頼度評価方法であって、
前記測位信頼度評価装置が、前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、少なくとも第１評価パラメータとしての前記受信機の測位誤差および前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価ステップと、を有する、測位信頼度評価方法。
【請求項１５】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置のコンピュータが実行可能な測位信頼度評価プログラムであって、前記測位信頼度評価プログラムは、前記コンピュータを、
前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、
前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、
少なくとも第１評価パラメータとしての前記受信機の測位誤差および前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部として機能させることを特徴とする、測位信頼度評価プログラム。
【請求項１】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置であって、
前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、
前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、
少なくとも前記第１評価パラメータおよび前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部と、を有する、測位信頼度評価装置。
【請求項２】
さらに、前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位位置を算出する衛星測位位置算出部を有し、
前記第２評価パラメータ算出部は、前記計測手段である前記移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動の速さと前記受信機の測位位置に基づいて算出された速さとの差を、前記第２評価パラメータとして算出する、請求項１に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項３】
前記移動体は、鉄道車両であり、
前記測位信頼度評価装置が、さらに、前記鉄道車両の軌道が敷設された位置が示された軌道データを保持する軌道データ保持部と、
前記受信機の測位位置と、前記軌道データと、に基づいて、前記受信機の測位位置と軌道との乖離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項４】
さらに、前記計測手段である前記移動体の向きの変化を計測するヨーレートセンサセンサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動のヨーレートと前記受信機の測位位置に基づいて算出されたヨーレートとの差を、前記第４評価パラメータとして算出する第４評価パラメータ算出部を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第４評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２または３に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項５】
さらに、前記受信機の受信状況の劣化度についての情報のデータを、対応する位置を特定するための情報と関連付けてなる精度劣化予測情報データを保持する予測情報データ保持部と、
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第１評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第１標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第１標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第１標準偏差修正部と、を有し、
前記第１標準偏差修正部は、前記第１標準偏差を、前記受信機の測位位置に対応する位置の精度劣化予測情報データが示す前記受信状況が劣化度の増大に応じて減少させるように修正して、修正第１標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第１標準偏差に代えて前記修正第１標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項６】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記計測手段である前記移動体の速度を計測する速度センサの出力に基づいて算出された前記移動体の移動の加速度の絶対値の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項７】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記軌道データにもとづいて得られる前記受信機の測位位置に最近接する軌道の曲率の大きさの増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項３に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項８】
前記移動体は、自動車であり、
前記測位信頼度評価装置が、さらに、道路の位置が示された道路地図データを保持する道路地図データ保持部と、
前記受信機の測位位置と、前記道路地図データと、に基づいて、マップマッチングを行い、当該マップマッチングにかかる移動距離を算出して第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項９】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記マップマッチング距離の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項８に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１０】
前記移動体は、航空機であり、
前記測位信頼度評価装置は、さらに、前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、
前記計測手段としての前記速度センサを構成する慣性航法装置による慣性航法が開始されてからの経過時間を計測する経過時間計時部と、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１１】
さらに、前記慣性航法装置による慣性航法に基づいて前記航空機の位置である慣性航法位置を算出する慣性航法位置算出部と、
前記受信機の測位位置と前記慣性航法位置との間の距離の大きさを第３評価パラメータとして算出する第３評価パラメータ算出部と、を有し、
前記マハラノビス距離算出部は、少なくとも前記第１評価パラメータ、前記第２評価パラメータ、および、前記第３評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出する、請求項１０に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１２】
前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第３評価パラメータに対応するデータの標準偏差である第３標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第３標準偏差修正部、を有し、
前記第３標準偏差修正部は、前記第３標準偏差を、前記経過時間の増大に応じて増加させるように修正して、修正第３標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第３標準偏差に代えて前記修正第３標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項１１に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１３】
前記移動体は、船舶であり、
前記測位信頼度評価装置は、さらに、前記所定のデータ集合を構成するデータのうち前記評価対象データの前記第２評価パラメータに対応するパラメータについての標準偏差である第２標準偏差を修正して、当該修正の結果を修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知する第２標準偏差修正部と、
前記計測手段である船体傾斜センサの出力に基づいて算出された前記移動体の水平面に対する傾斜角を算出する船体動揺検出部と、を有し、
前記第２標準偏差修正部は、前記第２標準偏差を、前記傾斜角の増大に応じて増加させるように修正して、修正第２標準偏差として前記マハラノビス距離算出部へ通知し、
前記マハラノビス距離算出部は、前記第２標準偏差に代えて前記修正第２標準偏差を用いてマハラノビス距離を算出する、請求項２に記載の測位信頼度評価装置。
【請求項１４】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置による測位信頼度評価方法であって、
前記測位信頼度評価装置が、前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、少なくとも第１評価パラメータとしての前記受信機の測位誤差および前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出ステップと、
前記測位信頼度評価装置が、前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価ステップと、を有する、測位信頼度評価方法。
【請求項１５】
移動体に設置された衛星測位システムの受信機の測位信頼度を評価する測位信頼度評価装置のコンピュータが実行可能な測位信頼度評価プログラムであって、前記測位信頼度評価プログラムは、前記コンピュータを、
前記受信機の出力に基づいて前記受信機の測位誤差を推定して、当該測位誤差を第１評価パラメータとして算出する第１評価パラメータ算出部と、
前記衛星測位システムに依拠しない計測手段の出力に基づいて第２評価パラメータを算出する第２評価パラメータ算出部と、
少なくとも第１評価パラメータとしての前記受信機の測位誤差および前記第２評価パラメータを含んだ評価対象データの、所定のデータ集合に対するマハラノビス距離を算出するマハラノビス距離算出部と、
前記マハラノビス距離に基づいて前記受信機の測位信頼度を評価する信頼度評価部として機能させることを特徴とする、測位信頼度評価プログラム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１３７７０８（Ｐ２０１１−１３７７０８Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９７６２２（Ｐ２００９−２９７６２２）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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