衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置。
【課題】 １周波型ＧＰＳ受信機の測位誤差を小さくする。
【解決手段】 航法衛星からの測位信号のクロック及び航法衛星の軌道、電離層による伝搬遅延の補正情報を求めて、ユーザ局へ送信するマスタ局と、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された２周波の測位データから電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、１周波型ＧＰＳ受信機で利用可能な電離層遅延量の補正情報であって、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算して、グリッド情報と共にこれらの補正情報をユーザ局へ送信し、ユーザ局は、これらの補正情報を用いて航法衛星からの測位信号の補正を行い、自局の測位を行う。
【解決手段】 航法衛星からの測位信号のクロック及び航法衛星の軌道、電離層による伝搬遅延の補正情報を求めて、ユーザ局へ送信するマスタ局と、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された２周波の測位データから電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、１周波型ＧＰＳ受信機で利用可能な電離層遅延量の補正情報であって、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算して、グリッド情報と共にこれらの補正情報をユーザ局へ送信し、ユーザ局は、これらの補正情報を用いて航法衛星からの測位信号の補正を行い、自局の測位を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置に関し、特に、静止衛星型衛星航法システム（ＳＢＡＳ）における測位誤差の補正方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人工衛星や天体から発せられる電磁波（以下、信号と記す）が、地上に到達するまでの間に、電離層及び対流圏を通過するが、それぞれの領域を信号が通過する際に遅延が生じる。これらの遅延は、それぞれ電離層遅延及び対流圏遅延と呼ばれている。従って、この信号を測位信号として用いる場合、これらの電離層遅延及び対流圏遅延が測位誤差源のひとつとなっている。
【０００３】
測位誤差の原因のひとつである電離層遅延量の補正は勿論のこと、その他の補正情報を提供するために、世界的に実用化が進められているシステムとしては、静止衛星を使った補正情報を送信する衛星航法補強システム（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＳＢＡＳと記す。）がある。
【０００４】
ＳＢＡＳでは、衛星軌道、衛星クロック、電離層遅延、対流圏遅延等の測位誤差源を、別々に高精度に補正することが目標とされている。衛星のクロックは、ユーザがどの場所にいても同じ影響を受けるが、軌道（衛星の位置）、電離層の伝搬遅延、対流圏の伝搬遅延は受信機のある位置によって影響が異なるためである。これらの測位誤差源を全部分けて補正し、位置によって異なる補正情報を送ることによって、広い地理的範囲において有効なディファレンシャル補正が可能となる。
【０００５】
従来、このようなディファレンシャル補正を行うシステムとして、図４及び図５に示す衛星航法システムがある。
【０００６】
この図４及び図５において、５１（５１ａ、５１ｂ・・・）はモニタ局で、航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）からの測位信号による測位精度を向上させる目的で、位置が既知である既知点にそれぞれ複数箇所設置される。モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、ネットワーク５３を有し、このネットワーク５３を介してマスタ局５４と接続されている。５５は、ユーザが有する受信機であるユーザ局である。
【０００７】
航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星であり、それぞれＧＰＳ衛星自身の詳細な軌道情報を、２つの周波数（Ｌ１：１．５ＧＨｚ帯／Ｌ２：１．２ＧＨｚ帯）で送信している。電離層遅延は、信号の周波数により異なるという特徴を有することから、モニタ局において受信した２つの周波数の測定データを用いれば、電離層遅延を計算により求めることができる。
【０００８】
モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を２つの周波数（Ｌ１、Ｌ２）とも受信可能な２周波型ＧＰＳ受信機を有しており、受信した測定データは、ネットワーク５３を介してマスタ局５４に送信される。
【０００９】
マスタ局５４は、モニタ局で受信した航法衛星からの測位信号の測定データから電離層遅延量を求める機能と、この電離層遅延量を用いて、経緯度で５度毎に設定されたＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ：電離層グリッド点、以下、ＩＧＰと記す）における電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、航法衛星の軌道の補正情報を作成する機能と、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する機能と、作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）をユーザ局５５へ送信する機能を有している。
【００１０】
ユーザ局５５は、通常、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を１つの周波数（Ｌ１）のみ受信可能な１周波型ＧＰＳ受信機を有しており、マスタ局５４からの補正情報を用いて補正することにより、測位精度を向上させることができる機能を有している。
【００１１】
図４及び図５において、モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）から送信されている測位信号や準天頂衛星あるいは静止衛星（図示せず）からの信号を受信し、ネットワーク５３を介して、マスタ局５４にその測定データを送信する。
【００１２】
マスタ局５４は、各モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）の有する２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する（図４ ６１、図５ ７１）。このマスタ局５４において計算された電離層遅延量は、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データを用いて計算されているため、測定誤差が少なく、精度が高いものとなっている。次いで、マスタ局５４は、この電離層遅延量を用いて、電離層モデルに基づいてモデルパラメータを計算し、これにより各ＩＧＰにおける電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する（図４ ６２）。このグリッド情報は、ユーザ局５５へ送信するために精度を粗くしてあり、ＩＧＰ毎に作成されている。
【００１３】
次に、マスタ局５４は、電離層遅延量を用いて、航法衛星の軌道の補正情報を作成し（図４ ６３）、そしてさらに航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する（図４ ６４）。
【００１４】
マスタ局５４は、このようにして作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を、静止衛星を介してユーザ局５５へ送信する（図４ ６５）。
【００１５】
ユーザ局５５では、マスタ局５４から送信されたこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を受信して補正処理を行う（図４ ６６）。即ち、これらの補正情報を用いて、ユーザ局５５における電離層の伝搬遅延の補正や、航法衛星の軌道の補正、航法衛星からの測位信号のクロックの補正を行う）。
【００１６】
電離層の伝搬遅延の補正については、マスタ局５４から送信されたグリッド情報の内、ユーザ局５５に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより電離層遅延量を求め、その補正を行う（図５ ７２）。ユーザ局５５は、このようにして電離層の伝搬遅延の補正や、衛星軌道の補正、衛星クロックの補正を行うとともに、ユーザ局５５の測位を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−１７１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このように、ＳＢＡＳのような広域ディファレンシャル補正システムでは、４つの誤差要因を確実に分離して、ユーザ局における測位の際の４つの誤差要因による測位誤差を小さくするかが、重要な課題であった。
【００１９】
また、従来のマスタ局では各モニタ局の２周波型ＧＰＳ受信機の測定データである二周波のデータを使って電離層遅延量の補正を行っているのに対し、ユーザ局ではグリッド情報を使って電離層遅延量の補正を行っている。このようにマスタ局とユーザ局とで別々の電離層遅延量の補正をした後に、マスタ局は衛星の軌道の補正情報や衛星の信号のクロックの補正情報を作って、ユーザ局に送信している。このために、マスタ局がユーザ局にこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を送信して補正しても、それでも補正しきれない測位誤差がどうしても残ってしまうという問題があった。
【００２０】
また、ユーザ局においてグリッド情報から電離層遅延量を補正するよりも、マスタ局と同様にユーザ局でも二周波データによって電離層遅延量を補正した方が測位誤差は小さくなる。しかしながら、ユーザ局のＧＰＳ受信機をモニタ局と同じく２周波型ＧＰＳ受信機にすると、アンテナの大きさが大きくなり、また、高周波回路も二組必要となるのでコストが増大するという問題があった。その上、航空機に搭載する受信機については安全上の理由から、規定上１周波型ＧＰＳ受信機しか使用出来ないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に係る発明は、複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、マスタ局は、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、マスタ局は、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算し、次いで、マスタ局は、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、このユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより補正を行い、ユーザ局の測位を行うことを特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法である。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報である。
【００２３】
請求項３に係る発明は、複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求める機能と、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信する機能とを有するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信する機能を有し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する機能と、この計算された電離層遅延量から、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する機能を有する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、この作成されたグリッド情報から、クロックの補正情報を計算する機能と、軌道の補正情報を計算する機能と、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信する機能とを有し、ユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信する機能と、この受信した測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより受信した測位信号を補正する機能と、この補正した測位信号によりユーザ局の測位を行う機能とを有することを特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置である。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１及び請求項３に係る発明は、上記のように構成したので、従来の衛星航法システムにおけるマスタ局やモニタ局のハードウェア構成を変えることなく、また、ユーザ局については、ハードウェア・ソフトウェアとも何ら変えることなく、ユーザ局における測位誤差を小さくし、その測位精度を向上させることができる。
【００２６】
請求項２及び請求項４に係る発明は、上記のように構成したので、請求項１及び請求項３に係る発明と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１の実施例を示すもので、本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図２】この発明の第１の実施例を示すもので、本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図３】本願の効果を示すもので、後述する場所に設置したユーザ局における測定データから算出された水平方向及び垂直方向の測位誤差を示す測定結果である。
【図４】従来の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図５】従来の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、マスタ局は、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であって、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、マスタ局は、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算し、次いで、マスタ局は、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、このユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより補正を行い、ユーザ局の測位を行う。
【実施例１】
【００２９】
この発明の第１の実施例を、図１〜図２に基づいて詳細に説明する。
図１〜図２は、この発明の第１の実施例を示すもので、図１及び図２は本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【００３０】
図１及び図２において、１（１ａ、１ｂ・・・）はモニタ局で、航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）からの測位信号による測位精度を向上させる目的で、複数箇所の場所が既知である既知点にそれぞれ設置される。モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、ネットワーク３を有し、このネットワーク３を介してマスタ局４と接続されている。５は、ユーザが有する受信機であるユーザ局である。
【００３１】
航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）は、この実施例ではＧＰＳ衛星であり、それぞれＧＰＳ衛星自身の詳細な軌道情報を、２つの周波数（Ｌ１：１．５ＧＨｚ帯／Ｌ２：１．２ＧＨｚ帯）で送信している。電離層遅延は、信号の周波数により異なるという特徴を有することから、モニタ局において受信した２つの周波数の測定データを用いれば、電離層遅延を計算により求めることができる。
【００３２】
モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を２つの周波数（Ｌ１、Ｌ２）とも受信可能な２周波型ＧＰＳ受信機を有しており、受信した測定データは、ネットワーク３を介してマスタ局４に送信される。
【００３３】
マスタ局４は、モニタ局で受信した航法衛星からの測位信号の測定データから電離層遅延量を求める機能と、この電離層遅延量を用いて、経緯度で５度毎に設定されたＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ：電離層グリッド点、以下、ＩＧＰと記す）における電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、航法衛星の軌道の補正情報を作成する機能と、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する機能と、作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）をユーザ局５へ送信する機能とを少なくとも有している。なお、マスタ局４の代わりに、モニタ局１の一つにマスタ局の機能を持たせても良い。
【００３４】
ユーザ局５は、通常、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を１つの周波数（Ｌ１）のみ受信可能な１周波型ＧＰＳ受信機を有しており、マスタ局４からの補正情報を用いて補正することにより、測位精度を向上可能とした機能を有している。
【００３５】
次に、作用動作について、図１〜図２に基づいて説明する。
【００３６】
モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）から送信されている測位信号や準天頂衛星あるいは静止衛星（図示せず）からの信号を受信し、ネットワーク３を介して、マスタ局４にその測定データを送信する。
【００３７】
マスタ局４は、各モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）の有する２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する（図１ １１）。このマスタ局４において計算された電離層遅延量は、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データを用いて計算されているため、測定誤差が少なく、精度が高いものとなっている。そして、マスタ局４は、この電離層遅延量を用いて、電離層モデルに基づいてモデルパラメータを計算し、これにより各ＩＧＰにおける電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する（図１ １２）。このグリッド情報は、ユーザ局５へ送信するために精度を粗くしてあり、ＩＧＰ毎に作成されている。
【００３８】
次に、マスタ局４は、このグリッド情報を用いて、電離層遅延量を再度計算する。図２に示す様に、ユーザ局における従来方式と同様に、各モニタ局１に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより、各モニタ局１の電離層遅延量を求める（図２ ２１）。マスタ局４は、このグリッド情報を用いて計算された電離層遅延量を用いて、航法衛星の軌道の補正情報を作成し（図１ １３）、そしてさらに航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する（図１ １４）。
【００３９】
マスタ局４は、このようにして作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を、準天頂衛星あるいは静止衛星を介してユーザ局５へ送信する（図１ １５）。
【００４０】
ユーザ局５では、マスタ局４から送信されたこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を受信して補正処理を行う（図１ １６）。即ち、これらの補正情報を用いて、ユーザ局５における電離層の伝搬遅延の補正や、航法衛星の軌道の補正、航法衛星からの測位信号のクロックの補正を行う。
【００４１】
電離層の伝搬遅延の補正については、従来方式と同様に、マスタ局４から送信されたグリッド情報の内、ユーザ局５に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより電離層遅延量を求め、その補正を行う（図２ ２２）。ユーザ局５は、このようにして電離層の伝搬遅延の補正や、衛星軌道の補正、衛星クロックの補正を行うとともに、ユーザ局５の測位を行う。
【実施例２】
【００４２】
この発明の第２の実施例を、図３に基づいて詳細に説明する。
図３は、本願の効果を示すもので、後述する場所に設置したユーザ局における測定データから算出された水平方向及び垂直方向の測位誤差を示す測定結果で、縦軸が測位誤差のＲＭＳ値（RMS Error, m）、横軸がユーザ局を設置し測定を行った場所である。
【００４３】
この発明の第２の実施例は、本願の効果を確認するために発明者が行った実験を説明した実施例である。なお、第１の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。
【００４４】
まず、発明者は、複数箇所の既知点にそれぞれユーザ局とモニタ局を設置した。ユーザ局は、男鹿（Oga）、御前崎（Omaezaki）、高山（Takayama）、高知（Kochi）に設置し、モニタ局は、ＭＳＡＳの国内モニタ局と同じ札幌、常陸太田、東京、神戸、福岡、那覇に設置した。なお、この実施例では、本願の効果を検証するために、ユーザ局はモニタ局と同じ２周波型ＧＰＳ受信機を有している。
【００４５】
そして、発明者は、表１に示す４つの場合について実験を行った。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１において、「二周波データ」とは、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層遅延量を直接計算して補正する場合であり、「グリッド情報から」とは、マスタ局で作成したグリッド情報を用いて、電離層遅延量を補正する場合である。従って、ケースＡ（Case A）が本願の方式に相当し、ケースＢ（Case B）が従来の方式に相当している。以上の条件で、実験した結果を図３に示す。
【００４８】
図３に示す様に、全てのユーザ局において、本願の方式（ケースＡ）の様に電離層遅延量の補正を行った場合の測位誤差が、従来の方式（ケースＢ）より小さいのはもちろんのこと、全てのケースにおいて、もっとも小さくなっており、その測位誤差は１［ｍ］（ＲＭＳ値）を下回っている。
【００４９】
図３に示す結果で、大変興味深いのは、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ（Case D））よりも、本願の方式（ケースＡ）の方が、測位誤差が小さくなることである。
【００５０】
「グリッド情報から」電離層遅延量を補正するよりも、「二周波データ」によって電離層遅延量を補正した方が測位誤差は小さくなる。これは、図３にも示す様に、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）の方が、従来の方式（ケースＢ）よりも測位誤差が小さくなっていることからも明らかである。
【００５１】
しかしながら、上述した様に、「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）よりも、本願の方式（ケースＡ）の方が、さらに測位誤差が小さくなる。以下、その理由について本願の方式（ケースＡ）と、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）とを比較して説明する。
【００５２】
まず、マスタ局で求められた電離層遅延量の誤差のみに着目すれば、本願の方式（ケースＡ）の方が確かに誤差は大きくなっている。この電離層遅延量を用いてマスタ局で作成された航法衛星の軌道の補正情報や、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報も、それぞれの補正情報の誤差のみに着目すれば、本願の方式（ケースＡ）の方が誤差は大きくなっている。
【００５３】
しかしながら、本願の方式（ケースＡ）については、ユーザ局で測位に利用するグリッド情報に含まれる誤差要因と同じ誤差要因は、電離層遅延量の誤差にも、航法衛星の軌道の補正情報の誤差にも、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報の誤差にも含まれている。この同じ誤差要因が、ユーザ局において測位を行う際の計算（電離層遅延量の補正、軌道の補正、衛星クロックの補正を含む測位のための計算）において、殆ど補正されるので、その結果として測位誤差が小さくなり、測位精度を向上させることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明による衛星航法システムにおける測位方法は、移動体の測位システム、誘導システム等に利用可能である。ユーザ局の水平方向及び垂直方向の測位精度が向上するので、垂直誘導付航法モードの利用率を改善可能である。この垂直誘導付航法モードの利用率改善により、ＳＢＡＳの普及が期待できる。また、宇宙航空研究開発機構が開発を進めている準天頂衛星システムにおいても応用が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１（１ａ、１ｂ・・・） モニタ局
２（２ａ、２ｂ・・・） 航法衛星
３ ネットワーク
４ マスタ局
５ ユーザ局
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法及びその装置に関し、特に、静止衛星型衛星航法システム（ＳＢＡＳ）における測位誤差の補正方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、人工衛星や天体から発せられる電磁波（以下、信号と記す）が、地上に到達するまでの間に、電離層及び対流圏を通過するが、それぞれの領域を信号が通過する際に遅延が生じる。これらの遅延は、それぞれ電離層遅延及び対流圏遅延と呼ばれている。従って、この信号を測位信号として用いる場合、これらの電離層遅延及び対流圏遅延が測位誤差源のひとつとなっている。
【０００３】
測位誤差の原因のひとつである電離層遅延量の補正は勿論のこと、その他の補正情報を提供するために、世界的に実用化が進められているシステムとしては、静止衛星を使った補正情報を送信する衛星航法補強システム（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＳＢＡＳと記す。）がある。
【０００４】
ＳＢＡＳでは、衛星軌道、衛星クロック、電離層遅延、対流圏遅延等の測位誤差源を、別々に高精度に補正することが目標とされている。衛星のクロックは、ユーザがどの場所にいても同じ影響を受けるが、軌道（衛星の位置）、電離層の伝搬遅延、対流圏の伝搬遅延は受信機のある位置によって影響が異なるためである。これらの測位誤差源を全部分けて補正し、位置によって異なる補正情報を送ることによって、広い地理的範囲において有効なディファレンシャル補正が可能となる。
【０００５】
従来、このようなディファレンシャル補正を行うシステムとして、図４及び図５に示す衛星航法システムがある。
【０００６】
この図４及び図５において、５１（５１ａ、５１ｂ・・・）はモニタ局で、航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）からの測位信号による測位精度を向上させる目的で、位置が既知である既知点にそれぞれ複数箇所設置される。モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、ネットワーク５３を有し、このネットワーク５３を介してマスタ局５４と接続されている。５５は、ユーザが有する受信機であるユーザ局である。
【０００７】
航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星であり、それぞれＧＰＳ衛星自身の詳細な軌道情報を、２つの周波数（Ｌ１：１．５ＧＨｚ帯／Ｌ２：１．２ＧＨｚ帯）で送信している。電離層遅延は、信号の周波数により異なるという特徴を有することから、モニタ局において受信した２つの周波数の測定データを用いれば、電離層遅延を計算により求めることができる。
【０００８】
モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を２つの周波数（Ｌ１、Ｌ２）とも受信可能な２周波型ＧＰＳ受信機を有しており、受信した測定データは、ネットワーク５３を介してマスタ局５４に送信される。
【０００９】
マスタ局５４は、モニタ局で受信した航法衛星からの測位信号の測定データから電離層遅延量を求める機能と、この電離層遅延量を用いて、経緯度で５度毎に設定されたＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ：電離層グリッド点、以下、ＩＧＰと記す）における電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、航法衛星の軌道の補正情報を作成する機能と、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する機能と、作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）をユーザ局５５へ送信する機能を有している。
【００１０】
ユーザ局５５は、通常、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を１つの周波数（Ｌ１）のみ受信可能な１周波型ＧＰＳ受信機を有しており、マスタ局５４からの補正情報を用いて補正することにより、測位精度を向上させることができる機能を有している。
【００１１】
図４及び図５において、モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）は、航法衛星５２（５２ａ、５２ｂ・・・）から送信されている測位信号や準天頂衛星あるいは静止衛星（図示せず）からの信号を受信し、ネットワーク５３を介して、マスタ局５４にその測定データを送信する。
【００１２】
マスタ局５４は、各モニタ局５１（５１ａ、５１ｂ・・・）の有する２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する（図４ ６１、図５ ７１）。このマスタ局５４において計算された電離層遅延量は、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データを用いて計算されているため、測定誤差が少なく、精度が高いものとなっている。次いで、マスタ局５４は、この電離層遅延量を用いて、電離層モデルに基づいてモデルパラメータを計算し、これにより各ＩＧＰにおける電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する（図４ ６２）。このグリッド情報は、ユーザ局５５へ送信するために精度を粗くしてあり、ＩＧＰ毎に作成されている。
【００１３】
次に、マスタ局５４は、電離層遅延量を用いて、航法衛星の軌道の補正情報を作成し（図４ ６３）、そしてさらに航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する（図４ ６４）。
【００１４】
マスタ局５４は、このようにして作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を、静止衛星を介してユーザ局５５へ送信する（図４ ６５）。
【００１５】
ユーザ局５５では、マスタ局５４から送信されたこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を受信して補正処理を行う（図４ ６６）。即ち、これらの補正情報を用いて、ユーザ局５５における電離層の伝搬遅延の補正や、航法衛星の軌道の補正、航法衛星からの測位信号のクロックの補正を行う）。
【００１６】
電離層の伝搬遅延の補正については、マスタ局５４から送信されたグリッド情報の内、ユーザ局５５に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより電離層遅延量を求め、その補正を行う（図５ ７２）。ユーザ局５５は、このようにして電離層の伝搬遅延の補正や、衛星軌道の補正、衛星クロックの補正を行うとともに、ユーザ局５５の測位を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００７−１７１０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このように、ＳＢＡＳのような広域ディファレンシャル補正システムでは、４つの誤差要因を確実に分離して、ユーザ局における測位の際の４つの誤差要因による測位誤差を小さくするかが、重要な課題であった。
【００１９】
また、従来のマスタ局では各モニタ局の２周波型ＧＰＳ受信機の測定データである二周波のデータを使って電離層遅延量の補正を行っているのに対し、ユーザ局ではグリッド情報を使って電離層遅延量の補正を行っている。このようにマスタ局とユーザ局とで別々の電離層遅延量の補正をした後に、マスタ局は衛星の軌道の補正情報や衛星の信号のクロックの補正情報を作って、ユーザ局に送信している。このために、マスタ局がユーザ局にこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を送信して補正しても、それでも補正しきれない測位誤差がどうしても残ってしまうという問題があった。
【００２０】
また、ユーザ局においてグリッド情報から電離層遅延量を補正するよりも、マスタ局と同様にユーザ局でも二周波データによって電離層遅延量を補正した方が測位誤差は小さくなる。しかしながら、ユーザ局のＧＰＳ受信機をモニタ局と同じく２周波型ＧＰＳ受信機にすると、アンテナの大きさが大きくなり、また、高周波回路も二組必要となるのでコストが増大するという問題があった。その上、航空機に搭載する受信機については安全上の理由から、規定上１周波型ＧＰＳ受信機しか使用出来ないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１に係る発明は、複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、マスタ局は、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、マスタ局は、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算し、次いで、マスタ局は、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、このユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより補正を行い、ユーザ局の測位を行うことを特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法である。
【００２２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報である。
【００２３】
請求項３に係る発明は、複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求める機能と、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信する機能とを有するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信する機能を有し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する機能と、この計算された電離層遅延量から、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する機能を有する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、この作成されたグリッド情報から、クロックの補正情報を計算する機能と、軌道の補正情報を計算する機能と、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信する機能とを有し、ユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信する機能と、この受信した測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより受信した測位信号を補正する機能と、この補正した測位信号によりユーザ局の測位を行う機能とを有することを特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置である。
【００２４】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報である。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１及び請求項３に係る発明は、上記のように構成したので、従来の衛星航法システムにおけるマスタ局やモニタ局のハードウェア構成を変えることなく、また、ユーザ局については、ハードウェア・ソフトウェアとも何ら変えることなく、ユーザ局における測位誤差を小さくし、その測位精度を向上させることができる。
【００２６】
請求項２及び請求項４に係る発明は、上記のように構成したので、請求項１及び請求項３に係る発明と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の第１の実施例を示すもので、本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図２】この発明の第１の実施例を示すもので、本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図３】本願の効果を示すもので、後述する場所に設置したユーザ局における測定データから算出された水平方向及び垂直方向の測位誤差を示す測定結果である。
【図４】従来の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【図５】従来の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、これらの補正情報を求めるために、航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、マスタ局と複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、マスタ局は、モニタ局で受信された複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、この電離層遅延量から、マスタ局は、複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であって、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であるグリッド情報を作成し、このグリッド情報から、マスタ局は、クロックの補正情報と軌道の補正情報を計算し、次いで、マスタ局は、グリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、このユーザ局は、航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号をマスタ局から送信されたグリッド情報と、クロックの補正情報と、軌道の補正情報とにより補正を行い、ユーザ局の測位を行う。
【実施例１】
【００２９】
この発明の第１の実施例を、図１〜図２に基づいて詳細に説明する。
図１〜図２は、この発明の第１の実施例を示すもので、図１及び図２は本願の衛星航法システムにおける測位方法を説明するための模式図である。
【００３０】
図１及び図２において、１（１ａ、１ｂ・・・）はモニタ局で、航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）からの測位信号による測位精度を向上させる目的で、複数箇所の場所が既知である既知点にそれぞれ設置される。モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、ネットワーク３を有し、このネットワーク３を介してマスタ局４と接続されている。５は、ユーザが有する受信機であるユーザ局である。
【００３１】
航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）は、この実施例ではＧＰＳ衛星であり、それぞれＧＰＳ衛星自身の詳細な軌道情報を、２つの周波数（Ｌ１：１．５ＧＨｚ帯／Ｌ２：１．２ＧＨｚ帯）で送信している。電離層遅延は、信号の周波数により異なるという特徴を有することから、モニタ局において受信した２つの周波数の測定データを用いれば、電離層遅延を計算により求めることができる。
【００３２】
モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を２つの周波数（Ｌ１、Ｌ２）とも受信可能な２周波型ＧＰＳ受信機を有しており、受信した測定データは、ネットワーク３を介してマスタ局４に送信される。
【００３３】
マスタ局４は、モニタ局で受信した航法衛星からの測位信号の測定データから電離層遅延量を求める機能と、この電離層遅延量を用いて、経緯度で５度毎に設定されたＩＧＰ（Ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｒｉｄ Ｐｏｉｎｔ：電離層グリッド点、以下、ＩＧＰと記す）における電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、航法衛星の軌道の補正情報を作成する機能と、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する機能と、作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）をユーザ局５へ送信する機能とを少なくとも有している。なお、マスタ局４の代わりに、モニタ局１の一つにマスタ局の機能を持たせても良い。
【００３４】
ユーザ局５は、通常、ＧＰＳ衛星から送信されている測位信号を１つの周波数（Ｌ１）のみ受信可能な１周波型ＧＰＳ受信機を有しており、マスタ局４からの補正情報を用いて補正することにより、測位精度を向上可能とした機能を有している。
【００３５】
次に、作用動作について、図１〜図２に基づいて説明する。
【００３６】
モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）は、航法衛星２（２ａ、２ｂ・・・）から送信されている測位信号や準天頂衛星あるいは静止衛星（図示せず）からの信号を受信し、ネットワーク３を介して、マスタ局４にその測定データを送信する。
【００３７】
マスタ局４は、各モニタ局１（１ａ、１ｂ・・・）の有する２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する（図１ １１）。このマスタ局４において計算された電離層遅延量は、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データを用いて計算されているため、測定誤差が少なく、精度が高いものとなっている。そして、マスタ局４は、この電離層遅延量を用いて、電離層モデルに基づいてモデルパラメータを計算し、これにより各ＩＧＰにおける電離層遅延量を求め、その補正情報であるグリッド情報を作成する（図１ １２）。このグリッド情報は、ユーザ局５へ送信するために精度を粗くしてあり、ＩＧＰ毎に作成されている。
【００３８】
次に、マスタ局４は、このグリッド情報を用いて、電離層遅延量を再度計算する。図２に示す様に、ユーザ局における従来方式と同様に、各モニタ局１に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより、各モニタ局１の電離層遅延量を求める（図２ ２１）。マスタ局４は、このグリッド情報を用いて計算された電離層遅延量を用いて、航法衛星の軌道の補正情報を作成し（図１ １３）、そしてさらに航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報を作成する（図１ １４）。
【００３９】
マスタ局４は、このようにして作成したこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を、準天頂衛星あるいは静止衛星を介してユーザ局５へ送信する（図１ １５）。
【００４０】
ユーザ局５では、マスタ局４から送信されたこれらの補正情報（グリッド情報、軌道の補正情報、クロックの補正情報）を受信して補正処理を行う（図１ １６）。即ち、これらの補正情報を用いて、ユーザ局５における電離層の伝搬遅延の補正や、航法衛星の軌道の補正、航法衛星からの測位信号のクロックの補正を行う。
【００４１】
電離層の伝搬遅延の補正については、従来方式と同様に、マスタ局４から送信されたグリッド情報の内、ユーザ局５に隣接する４つのＩＧＰのグリッド情報を用いて、これらを線形補間することにより電離層遅延量を求め、その補正を行う（図２ ２２）。ユーザ局５は、このようにして電離層の伝搬遅延の補正や、衛星軌道の補正、衛星クロックの補正を行うとともに、ユーザ局５の測位を行う。
【実施例２】
【００４２】
この発明の第２の実施例を、図３に基づいて詳細に説明する。
図３は、本願の効果を示すもので、後述する場所に設置したユーザ局における測定データから算出された水平方向及び垂直方向の測位誤差を示す測定結果で、縦軸が測位誤差のＲＭＳ値（RMS Error, m）、横軸がユーザ局を設置し測定を行った場所である。
【００４３】
この発明の第２の実施例は、本願の効果を確認するために発明者が行った実験を説明した実施例である。なお、第１の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。
【００４４】
まず、発明者は、複数箇所の既知点にそれぞれユーザ局とモニタ局を設置した。ユーザ局は、男鹿（Oga）、御前崎（Omaezaki）、高山（Takayama）、高知（Kochi）に設置し、モニタ局は、ＭＳＡＳの国内モニタ局と同じ札幌、常陸太田、東京、神戸、福岡、那覇に設置した。なお、この実施例では、本願の効果を検証するために、ユーザ局はモニタ局と同じ２周波型ＧＰＳ受信機を有している。
【００４５】
そして、発明者は、表１に示す４つの場合について実験を行った。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１において、「二周波データ」とは、２周波型ＧＰＳ受信機の測定データにより、電離層遅延量を直接計算して補正する場合であり、「グリッド情報から」とは、マスタ局で作成したグリッド情報を用いて、電離層遅延量を補正する場合である。従って、ケースＡ（Case A）が本願の方式に相当し、ケースＢ（Case B）が従来の方式に相当している。以上の条件で、実験した結果を図３に示す。
【００４８】
図３に示す様に、全てのユーザ局において、本願の方式（ケースＡ）の様に電離層遅延量の補正を行った場合の測位誤差が、従来の方式（ケースＢ）より小さいのはもちろんのこと、全てのケースにおいて、もっとも小さくなっており、その測位誤差は１［ｍ］（ＲＭＳ値）を下回っている。
【００４９】
図３に示す結果で、大変興味深いのは、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ（Case D））よりも、本願の方式（ケースＡ）の方が、測位誤差が小さくなることである。
【００５０】
「グリッド情報から」電離層遅延量を補正するよりも、「二周波データ」によって電離層遅延量を補正した方が測位誤差は小さくなる。これは、図３にも示す様に、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）の方が、従来の方式（ケースＢ）よりも測位誤差が小さくなっていることからも明らかである。
【００５１】
しかしながら、上述した様に、「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）よりも、本願の方式（ケースＡ）の方が、さらに測位誤差が小さくなる。以下、その理由について本願の方式（ケースＡ）と、マスタ局・ユーザ局のいずれも「二周波データ」によって電離層遅延量を補正する方式（ケースＤ）とを比較して説明する。
【００５２】
まず、マスタ局で求められた電離層遅延量の誤差のみに着目すれば、本願の方式（ケースＡ）の方が確かに誤差は大きくなっている。この電離層遅延量を用いてマスタ局で作成された航法衛星の軌道の補正情報や、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報も、それぞれの補正情報の誤差のみに着目すれば、本願の方式（ケースＡ）の方が誤差は大きくなっている。
【００５３】
しかしながら、本願の方式（ケースＡ）については、ユーザ局で測位に利用するグリッド情報に含まれる誤差要因と同じ誤差要因は、電離層遅延量の誤差にも、航法衛星の軌道の補正情報の誤差にも、航法衛星から送信される測位信号のクロックの補正情報の誤差にも含まれている。この同じ誤差要因が、ユーザ局において測位を行う際の計算（電離層遅延量の補正、軌道の補正、衛星クロックの補正を含む測位のための計算）において、殆ど補正されるので、その結果として測位誤差が小さくなり、測位精度を向上させることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
この発明による衛星航法システムにおける測位方法は、移動体の測位システム、誘導システム等に利用可能である。ユーザ局の水平方向及び垂直方向の測位精度が向上するので、垂直誘導付航法モードの利用率を改善可能である。この垂直誘導付航法モードの利用率改善により、ＳＢＡＳの普及が期待できる。また、宇宙航空研究開発機構が開発を進めている準天頂衛星システムにおいても応用が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１（１ａ、１ｂ・・・） モニタ局
２（２ａ、２ｂ・・・） 航法衛星
３ ネットワーク
４ マスタ局
５ ユーザ局
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、前記航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、
前記これらの補正情報を求めるために、前記航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、
前記マスタ局と前記複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
前記マスタ局は、前記モニタ局で受信された前記複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、
この電離層遅延量から、前記マスタ局は、前記複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成し、
このグリッド情報から、前記マスタ局は、前記クロックの補正情報と前記軌道の補正情報を計算し、
次いで、前記マスタ局は、前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、
このユーザ局は、前記航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号を前記マスタ局から送信された前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とにより補正を行い、前記ユーザ局の測位を行うこと
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法。
【請求項２】
前記グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であること
を特徴とする請求項１に記載の衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法。
【請求項３】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、前記航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求める機能と、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信する機能とを有するマスタ局と、
前記これらの補正情報を求めるために、前記航法衛星からの測位信号を受信する機能を有し、既知点に設置された複数のモニタ局と、
前記マスタ局と前記複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
前記マスタ局は、前記モニタ局で受信された前記複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する機能と、この計算された電離層遅延量から、前記複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する機能を有する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、この作成されたグリッド情報から、前記クロックの補正情報を計算する機能と、前記軌道の補正情報を計算する機能と、前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とをユーザ局へ送信する機能とを有し、
前記ユーザ局は、前記航法衛星からの測位信号を受信する機能と、この受信した測位信号を前記マスタ局から送信された前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とにより前記受信した測位信号を補正する機能と、この補正した測位信号により前記ユーザ局の測位を行う機能とを有すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置。
【請求項４】
前記グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であること
を特徴とする請求項３に記載の衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置。
【請求項１】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、前記航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求め、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信するマスタ局と、
前記これらの補正情報を求めるために、前記航法衛星からの測位信号を受信し、既知点に設置された複数のモニタ局と、
前記マスタ局と前記複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
前記マスタ局は、前記モニタ局で受信された前記複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算し、
この電離層遅延量から、前記マスタ局は、前記複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成し、
このグリッド情報から、前記マスタ局は、前記クロックの補正情報と前記軌道の補正情報を計算し、
次いで、前記マスタ局は、前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とをユーザ局へ送信し、
このユーザ局は、前記航法衛星からの測位信号を受信し、この測位信号を前記マスタ局から送信された前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とにより補正を行い、前記ユーザ局の測位を行うこと
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法。
【請求項２】
前記グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であること
を特徴とする請求項１に記載の衛星航法システムにおける測位誤差の補正方法。
【請求項３】
複数の周波数で送信される航法衛星からの測位信号により、この測位信号のクロックの補正情報と、前記航法衛星の軌道の補正情報と、電離層による伝搬遅延の補正情報とを求める機能と、これらの補正情報をユーザが有する受信機であるユーザ局へ送信する機能とを有するマスタ局と、
前記これらの補正情報を求めるために、前記航法衛星からの測位信号を受信する機能を有し、既知点に設置された複数のモニタ局と、
前記マスタ局と前記複数のモニタ局を結ぶネットワークとからなる衛星航法システムにおいて、
前記マスタ局は、前記モニタ局で受信された前記複数の周波数で送信される測位信号について、それぞれの周波数の測位信号から、電離層による伝搬遅延である電離層遅延量を計算する機能と、この計算された電離層遅延量から、前記複数の周波数で送信される測位信号のうち、少なくとも１つの周波数で受信する機能を有する受信機で利用可能な電離層による伝搬遅延の補正情報であるグリッド情報を作成する機能と、この作成されたグリッド情報から、前記クロックの補正情報を計算する機能と、前記軌道の補正情報を計算する機能と、前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とをユーザ局へ送信する機能とを有し、
前記ユーザ局は、前記航法衛星からの測位信号を受信する機能と、この受信した測位信号を前記マスタ局から送信された前記グリッド情報と、前記クロックの補正情報と、前記軌道の補正情報とにより前記受信した測位信号を補正する機能と、この補正した測位信号により前記ユーザ局の測位を行う機能とを有すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置。
【請求項４】
前記グリッド情報は、経緯度５度毎に作成されたグリッド点毎の情報であること
を特徴とする請求項３に記載の衛星航法システムにおける測位誤差を補正する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０３１００（Ｐ２０１１−２０３１００Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７０３１３（Ｐ２０１０−７０３１３）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（５０１１５２３５２）独立行政法人電子航法研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（５０１１５２３５２）独立行政法人電子航法研究所 (44)
【Ｆターム（参考）】
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