３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のアンビギュイティ推定
少なくとも３個の搬送波を有する信号から派生した１組のＧＮＳＳ信号データのファクトライズド処理のための方法及び装置が提供される。ジオメトリ搬送波位相結合を使用して該１組のＧＮＳＳ信号データに対してジオメトリフィルタを適用して該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び関連する統計情報を得る。ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して該１組のＧＮＳＳ信号データに対して電離層フィルタのバンクを適用して該電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び関連する統計情報を得る。ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用して該１組のＧＮＳＳ信号データに対してクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを適用して該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び関連する統計情報を得る。複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該１組のＧＮＳＳ信号データに対して少なくとも１つのコードフィルタを適用して該コード搬送波結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び関連する統計情報を得る。その結果得られるアレイを結合して全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ及び関連情報を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グローバルナビゲーション衛星システムの分野に関するものである。更に詳細には、本発明は、３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のアンビギュイティ（ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）即ち不明確性の推定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇｌｏｎａｓｓ、提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムを包含している。
【０００３】
各ＧＰＳ衛星は、１５４５．４２ＭＨｚ及び１２２７．６０ＭＨｚの夫々の周波数においてＬ１及びＬ２と呼ばれるＬ帯域における２つの無線周波数を使用して継続的に送信している。２つの信号がＬ１上で送信され、１つは民生ユーザのためであり且つ他方は国防省（ＧｏＤ）に承認されたユーザのためである。１つの信号がＬ２上に送信され、それはＧｏＤに承認されたユーザに対してのみ意図されている。各ＧＰＳ信号はＬ１又はＬ２周波数における搬送波、擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コード、及び衛星航法データを有している。２つの異なるＰＲＮコードが各衛星により送信され、即ち粗／採取（Ｃ／Ａ）コード及び暗号化されている精密（Ｐ／Ｙコード）である。各Ｃ／Ａコードは１０２３ビットの一意的シーケンスであり、それはミリ秒毎に繰り返される。
【０００４】
図１は典型的な従来の２搬送波周波数構成を模式的に例示している。受信器１００が夫々１１０，１２０，１３０において示されているＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶｍ等の視界内の任意の数の衛星からＧＰＳ信号を受信する。該信号は模式的に１４０で示した地球大気圏（電離層及び対流圏）を介して通過する。各信号は２つの周波数Ｌ１及びＬ２を有している。受信器１００は該信号から衛星の各々に対する夫々の擬似距離ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲｎを決定する。大気及びマルチパス効果が模式的に１５０で示したように信号経路において変動を発生し、それは擬似距離決定に歪みを発生させる。
【０００５】
Ｃ／Ａコードを約１メートルのエラーで測定することが可能である場合には、軍事専用Ｔ／Ｙコードを使用することのない民生受信器は数メートルの範囲内のエラーで位置を決定する。然しながら、Ｌ１及びＬ２搬送波の位相は０．０１−０．０５サイクル（２ｍｍ−１ｃｍ）の精度で測定することが可能であり、従って相対的な位置は数ミリメートル乃至数センチメートルの範囲内のエラーでより精密に推定することが可能である。精密な測位用の技術はＬ１及びＬ２搬送波位相及び整数アンビギュイティ決定を使用し、それは精密な衛星測位の広く研究されている分野である。
【０００６】
衛星測位装置により観察される搬送波位相信号におけるサイクルアンビギュイティを信頼性を持って且つ迅速に決定するために多くの技術が開発されている。アンビギュイティ決定技術は、通常、単一の候補を受付けるための決定をなすことができるまで潜在的な搬送波位相アンビギュイティ即ち不明確性を減少させるために明確なコード観察及び複数の衛星に関する観察の使用が関与する。コヒーレントに発生される搬送波位相信号の観察は、更に、アンビギュイティ決定の速度及び信頼性を向上させる。
【０００７】
アンビギュイティ決定の処理は３つのステップを包含しており、即ち、
１．各衛星及び搬送波位相帯域に関するアンビギュイティに対する近似的な値の推定、
２．最良候補の順番付けしたリストを見つけるために潜在的なアンビギュイティ候補にわたっての統計的サーチ、
３．トップのアンビギュイティ候補の検証。
【０００８】
良好なアンビギュイティ推定を得ることは、統計的サーチ及び検証のために必要な努力を著しく減少させる。
【０００９】
搬送波位相アンビギュイティの推定に対する古典的なアプローチは、以下のものに対する状態（未知のパラメータ）を包含するグローバルフィルタ（推定器）を構築することである。
【００１０】
１．移動局座標（ｘ，ｙ，ｚ）
２．各衛星及び各搬送波周波数帯域に対する搬送波位相アンビギュイティ項
３．電離層バイアスに対する局外母数（衛星あたり１つ）
４．クロック及び残留対流圏バイアスパラメータ（観察の二重差が使用される場合にはこれらの状態はしばしば無視されるが）。
【００１１】
図２はこのような従来の解決法を示しており、その場合には、全ての観察される衛星及び両方の周波数に対する全てのアンビギュイティが単一の大きな状態ベクトルを使用して推定される。複数の衛星のＬ１及びＬ２観察に対する生のＧＰＳデータ２００が２１０において準備（即ち、調整）され且つ準備されたデータセット２２０としてグローバルカルマン（Ｋａｌｍａｎ）フィルタ２３０へ供給される。フィルタ２３０はＬ１及びＬ２観察値に対するアンビギュイティ推定値を供給する。
【００１２】
現在のところ全地球測位システム（ＧＰＳ）の場合、ユーザの局所的な地平上方において一度に最大で１２個の衛星を追跡することが可能である。各ＧＰＳ衛星は２つの搬送波周波数に関して送信を行う。従って、該フィルタにおいてアップデートされねばならない状態の数は、例えば、４１に等しく、即ち、
・３個の移動局座標状態（ｘ，ｙ，ｚ）
・１２×２アンビギュイティ状態（二重周波数位相観察に対し）
・１２個の電離層バイアスパラメータ
・１個のクロック及び１個の対流圏バイアス状態。
【００１３】
ｎ状態カルマンフィルタをアップデートするための浮動小数点演算の数は約ｎ3に等しい（Ｍ． ＧＲＥＷＡＬ ｅｔ ａｌ．、カルマンフィルタリング・ＭＡＴＬＡＢを使用した理論及び実際（ＫＡＬＭＡＮ ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ：ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ ＵＳＩＮＧ ＭＡＴＬＡＢ）、第２版、２００１年、ジュン・ワイリー・アンド・サンズ、ニューヨーク、ＩＳＢＮ：０−４７１−３９２５４−５）。
【００１４】
従って、計算上の速度及び効率のために、単一のカルマンフィルタ内に包含される状態の数を最小とすることが望ましい。
【００１５】
ヨーロッパのＧａｌｉｌｅｏ衛星システムが使用可能となると、最大で３０個の衛星（ｎＳａｔ＝３０）が一度に使用可能となる。このＧａｌｉｌｅｏ衛星は３つの、又は多分４つの搬送波周波数を送信するものと予測されている。ＧＰＳ近代化により、３つの搬送波周波数（ｎＦｒｅｑ＝３）が使用可能となる。例えば、Ｋ． ＢＥＪＯＮＧ、将来のＧＰＳ及びガリレオ信号（Ｆｕｔｕｒｅ ＧＰＳ ａｎｄ Ｇａｌｉｌｅｏ Ｓｉｇｎａｌｓ）、ＧＥＯＩＮＦＯＲＭＡＴＩＣＳ、２００２年９月（２頁）；Ｇ． ＨＥＩＮ ｅｔ ａｌ．、ガリレオ周波数及び信号設計（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＆ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ）、ＧＰＳ ＷＯＲＬＤ、２００３年６月、３０−３７頁：Ｓ． ＣＬＩＡＴＴ、ＧＰＳ近代化（ＧＰＳ Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ２００３、２００３年４月２２−２５日、グラース、オーストリア、を参照すると良い。３つの搬送波周波数に対する２つの基準局（ｎＲｅｆ＝２）からのデータが一度に処理される場合には、単一フィルタにおいてアップデートされることを必要とする状態の数は、例えば、以下の通りである。
【００１６】
【数０】
【００１７】
内蔵されたコンピュータパワーに対する予測される向上があるとしても、単一フィルタの計算負荷が大き過ぎることは極めて可能である。実時間位置決定等の多くの適用例の場合に、データのエポックあたり一度等の与えられた時間インターバル内において信頼性のある推定値を得ることが重要である。更に、増加された処理は、通常、受信器装置における増加された電力消費を意味し、そのことはバッテリ駆動型のポータブルユニット等の幾つかのタイプの装置にとって重要な考慮事項である。
【００１８】
大きなフィルタリング問題の計算負荷を減少させるための１つのアプローチは、分散化したフィルタを使用することである。然しながら、Ｎ． Ｃａｒｌｓｏｎ、分散化した並列処理のための連合平方根フィルタ（Ｆｅｄｅｒａｔｅｄ Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｒｌｌｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、ＩＥＥＥ・トランズアクションズ・オン・エアロスペース・アンド・エレクトロニック・システムズ、Ｖｏｌ．ＡＥＳ−２６、ＮＯ．３、１９９０年５月によって提案されているような分散化したカルマンフィルタリングに対する数学的アプローチは、該技術を搬送波位相アンビギュイティ解決問題に対して適用することの複雑な問題に対処するものではない。
【００１９】
分散化フィルタリングは制御システム及び推定問題において、且つ既存の２周波数ＧＰＳ信号に対する搬送波位相アンビギュイティ解決において過去に使用されているが、Ｇａｌｉｌｅｏ及び近代化したＧＰＳ等の３つ又はそれ以上の周波数を有する将来のＧＮＳＳシステムに対処する技術に対する必要性が存在している。
【００２０】
コード及び搬送波位相は衛星毎のフィルタにおいて使用されている。Ｒ． Ｈａｔｃｈは、ワイドレーン二重周波数搬送波位相結合と組合わせてＬ１／Ｌ２ナロウレーンコードを使用することを提案している。Ｒ． Ｈａｔｃｈ、ＧＰＳコード及び搬送波位相アンビギュイティの相乗作用（Ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｉｓｍ ｏｆ ＧＰＳ ｃｏｄｅ ａｎｄ ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ ａｍｂｉｇｕｉｔｉｅｓ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・サード・インターナショナル・ジオディテック・シンポジウム・オン・サテライト・ドップラー・ポジショニング、ラスクルセス、ニューメキシコ、１９８２年２月、Ｖｏｌ．２、１２１３−１２３２頁、及びＰ． ＭＩＳＲＡ ｅｔ ａｌ．、全地球測位システム：信号、測定、及び性能（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ：ＳＩＧＮＡＬＳ， ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ， ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）、ＧＡＮＪＡ−ＪＡＭＵＮＡプレス、２００１年、２３０−２３３頁を参照すると良い。
【００２１】
最小エラー理想結合も既知であり、その場合には、測定雑音が最小エラーの意味で電離層バイアスに対してバランスされる。最小エラー理想結合を派生するための詳細な理論はＬ． ＳＪＯＢＥＲＧ、トランシット／ドップラー及びＧＰＳの適用において観察可能なＬ１及びＬ２周波数の最善の直線結合（Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌ１ ａｎｄ Ｌ２ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｔ／Ｄｏｐｐｌｅｒ ａｎｄ ＧＰＳ）、ＭＡＮＵＳＣＲＩＰＴＡ ＧＥＯＤＥＴＩＣＡ １５、１９９０年、１７−２２頁において見出される。
【００２２】
図３はソフトウエアパッケージＴＴＣ２、７を有するトリンブルナビゲーションリミテッドの製品における２周波数データの後処理用に実現されているような現在の２搬送波ＧＰＳ信号データの処理のための従来の解決を示している。受信器３００は複数の衛星に対しＬ１及びＬ２の観察を有するＧＰＳ信号データセット３０５を供給する。プロセス３１０がＧＰＳ信号データセット３０５から係数３１５を計算する。ＧＰＳ信号データセット３０５及び係数３１５は３つのフィルタプロセス、即ちジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）フィルタプロセス３２０、ジオメトリフリー（ｇｅｏｍｅｔｒｙ−ｆｒｅｅ）電離層フィルタプロセス３３０、ジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタプロセス３４０へ供給される。ジオメトリフィルタプロセス３２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３２５を得る。電離層フィルタプロセス３３０はジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ３３５を得る。コードフィルタプロセス３４０はジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該ジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３４５を得る。アレイ３２５，３３５，３４５は結合プロセス３５０へ供給されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５５を得る。アレイ３５５は浮動解（ｆｌｏａｔ−ｓｏｌｕｔｉｏｎ）計算プロセス３６０へ供給されて位置３６５を計算する。コードフィルタ３４０は単一のワイドレーン（ｗｉｄｅ−ｌａｎｅ）フィルタであり、それはマルチパスモデリングを包含しているが雑音モデリングを包含するものではない。この従来の解はＧａｌｉｌｅｏ等の３つ又はそれ以上の搬送波周波数を具備し得るＧＮＳＳにとって適したものではない。
【００２３】
図４はＧａｌｉｌｅｏ及び近代化したＧＰＳに対して提案されているような３搬送波周波数構成を模式的に例示している。受信器４００は夫々４１０，４２０，４３０に示されているＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶｍ等の視界中にある任意の数の衛星からＧＮＳＳ信号を受信する。これらの信号は模式的に４４０で示した地球の大気を介して通過する。各信号は３つ又はそれ以上の周波数ｆ１，ｆ２，．．．，ｆｋを有している。受信器４００はこれらの信号から該衛星の各々への夫々の擬似距離ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲｍを決定する。大気及びマルチパス効果が４５０において模式的に表わしたように信号経路において変動を発生し、そのことは擬似距離決定に歪みを発生させる。
【００２４】
図５は３搬送波周波数を具備する提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムに対して意図されている従来の解を示している。受信器５００は複数の衛星に対し３つの搬送波の観察を有するＧａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５を供給する。プロセス５１０はＧａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５から係数５１５を計算する。Ｇａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５及び係数５１５は２つのフィルタプロセス、即ちジオメトリフィルタプロセス５２０及びジオメトリフリーフィルタプロセス５３０の単一のバンクへ供給される。ジオメトリフィルタプロセス５２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ５２５を得る。該ジオメトリフリーフィルタプロセス５３０の単一のバンクは衛星あたり１個のジオメトリフリーフィルタを使用し、該ジオメトリフリー結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一出力アレイ５３５を全てのジオメトリフリー情報に対し発生する。アレイ５２５及び５３５が結合プロセス５４０へ供給されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ５４５を得る。アレイ５４５が計算プロセス５５０へ供給されて、整数最小二乗、検証、位置計算を使用して固定位置５５５を計算する。ジオメトリフリーフィルタの詳細はＧＮＳＳ−２用の搬送波位相測位技術に関する研究所実験（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｏｎ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ＧＮＳＳ−２）（ＴＣＡＲ−ＴＥＳＴ）、テクニカルノートＷＰ２１００：物理的空間情報の使用（Ｕｓｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｐａｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、ＥＳＡ／ＥＳＴＥＣ契約番号１２．４０６／７７／ＮＬ／ＤＳ Ｒｉｄｅｒ １、スペクトラプレシジョンテレサットＧｍｂＨの秘密報告書、１９９９年１２月において見出される。３搬送波アンビギュイティ決定（ＴＣＡＲ）に対するこの提案されているアプローチの欠点は、全てのエラーが雑音として取扱われており、所望なものよりも計算的により非効率的としており且つ所望のものよりも一層悪いアンビギュイティ推定値を発生することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
３つ又はそれ以上の搬送波を有するＧＮＳＳ信号のアンビギュイティ決定に対し改良された方法及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に基づく実施例は例えばＧａｌｉｌｅｏ及び向上させたＧＰＳ等の３つ又はそれ以上の周波数を具備する将来のＧＮＳＳシステムにおける搬送波位相アンビギュイティ決定に対する必要性に対処するものである。
【００２７】
３つ又はそれ以上の周波数帯域に対する搬送波位相アンビギュイティの良好な近似を得るために計算的に効率的な技術を使用しており、統計的なサーチのために必要とされる努力を著しく減少させ且つ検証が著しく減少される。
【００２８】
既存のマルチ搬送波アンビギュイティ決定技術と比較して本発明に基づく実施例の利点は、フィルタコンポーネント（フロート即ち浮動解）に対する高い計算効率及び個々の測定及び測定結合のエラー特性のより良い知識を得るための能力を包含している。この効率は１つ又はそれ以上の利点を提供している。より低い性能の処理コンポーネントが必要とされ、受信器の構成をより低いコストで及び／又は電力消費がより少ないものとすることを可能としている。処理用の電力が使用可能な場合であっても、殆どの最近のＣＰＵはプロセッサクロックを減少させ及び／又は計算が継続中でない間に処理ユニットを一種のスリープモードとさせることにより電力を節約することが可能である。これは重要なコスト、重量及びランタイムファクタである。与えられた処理用電力に対し、本発明に基づく実施例は従来の技術の場合に可能であるよりもより良い計算モデルを使用することを可能とし、改良されたシステム性能とさせている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の文脈において、以下の用語はその文脈によりそうでないことが表示されない限り表示した意味を有するものであることが意図されている。
【００３０】
ＧＡＬＩＬＥＯは、ヨーロッパ宇宙局による配備が計画されているＧａｌｉｌｅｏ衛星ナビゲーションシステムを有している。
【００３１】
ＧＬＯＮＡＳＳは、ソビエト連邦により配備されたＧｌｏｎａｓｓ衛星ナビゲーションシステムを包含している。
【００３２】
ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）は、総称的に、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ及びＧＡＬＩＬＥＯシステム、時折動作状態となることが可能な同様の衛星をベースとした航法システム、及びスードライト（ＰＳＥＵＤＯＬＩＴＥ）システムを包含している。
【００３３】
ＧＰＳは、それが現在存在しており且つ将来の近代化と共に存在する場合のあるアメリカ合衆国国防省により配備されたＮＡＶＳＴＡＲ全地球測位システムを包含している。
【００３４】
擬似衛星とも呼ばれるスードライトがＧＮＳＳのような信号の送信器である。スードライトは典型的に地球型である。
【００３５】
基準受信器（即ち基準局）は固定位置にあるＧＮＳＳ受信器である。
【００３６】
移動局は移動可能なＧＮＳＳ受信器である。
【００３７】
衛星はＧＮＳＳ信号の送信器であり、且つスードライトを包含することが意図されている。
【００３８】
ユーザは移動又は基準受信器である。
【００３９】
以下の表記は以下の説明において使用される。
【００４０】
【表１】
【００４１】
概観
図６は本発明の１実施例に基づく３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のファクトライズ（ｆａｃｔｏｒｉｚｅ）したアンビギュイティ決定を使用してＧＮＳＳ位置を計算するためのアーキテクチャを例示したフローチャートである。ＧＮＳＳ信号データセット６０５は受信器において複数の衛星の信号を受信することにより得られた１組の観察値である。ＧＮＳＳ信号データセット６０５は要素６１０へ供給され、それは該データをフィルタリングのために用意（即ち、調整）し、且つその結果用意されたデータ６１５は要素６２０へ供給され、該要素は完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタを該用意されたデータに対して適用する。
【００４２】
完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタ要素６２０の特徴及び変形例について以下に詳細に説明する。フィルタ要素６２０を用意したデータに対して適用することの結果は全ての送信器（例えば、全ての観察されたＧＮＳＳ衛星及び／又はスードライト）に対する全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ６２５である。アレイ６２５は位置計算要素６３０へ供給され、該要素は観察時に対する受信器位置６３５を計算する。図６の例においては、要素６３０は浮動（ｆｌｏａｔ）解として位置６３５を計算する。
【００４３】
図７は本発明の１実施例に基づいて３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のファクトライズしたアンビギュイティ決定を使用するＧＮＳＳ測位用の更なるアーキテクチャを例示したフローチャートである。ＧＮＳＳ信号データセット７０５は受信器において複数の衛星の信号を受信することにより得られた１組の観察値である。データセット７０５は要素７１０へ供給され、該要素はフィルタリングのために該データを用意し、且つその結果用意されたデータ７１５は要素７２０へ供給され、該要素は完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタを該用意されたデータに適用する。
【００４４】
要素７２０の完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタの特徴及び変形例について以下に詳細に説明する。フィルタ要素７２０を該用意されたデータに対して適用する結果は、全ての送信器（例えば、全ての観察したＧＮＳＳ衛星及び／又はスードライト）に対する全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ７２５である。アレイ７２５は位置計算要素７３０へ供給され、該要素は観察時に対する受信器位置７３５を計算する。図７の例においては、要素７３０は、整数最小二乗プロセス７４０をアレイ７２５へ適用し、且つ検証プロセス７５０を適用することにより位置７３５を計算する。
【００４５】
図８は、フィルタプロセス６２０及び７２０を実施するのに適した本発明の実施例に基づく完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタ８２０の構造を示している。用意されたＧＮＳＳ信号データセット６１５又は７１５等の用意されたＧＮＳＳ信号データセット８１５がフィルタ８２０へ供給され、該フィルタはサブプロセスを実施するための多数の要素を包含している。要素８２５は用意されたデータセットから係数を計算し且つ該用意されたデータセットを計算した係数と共に複数個のサブフィルタへパスする。これらのサブフィルタは、単一ジオメトリフィルタ８３０と、観察した衛星当たり１個のフィルタを具備しているジオメトリフリー電離層フィルタバンク８３５と、各フィルタバンクが観察した衛星当たり１個のフィルタを具備している１つ又はそれ以上のクインテセンス（Ｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｃｅ）フィルタバンク８４０（１）乃至８４０（ｎｆ−２）と、各フィルタバンクが観察した衛星あたり１個のフィルタを具備している１つ又はそれ以上のコードフィルタバンク８４５（１）乃至８４５（ｎｆ）とを包含している。該サブフィルタにより発生されるアレイは結合器８５０へ供給され、該結合器は関連する統計情報と共に全ての搬送波位相観察値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ８５５を供給する。アレイ６２５及び７２５に対応するアレイ８５５はプロセス６３０及び７３０に対応する位置計算のために要素８６０へ供給される。
【００４６】
クインテセンスフィルタバンクの数はＧＮＳＳ信号データセット８１５の搬送波周波数の数ｎｆより２少ないものであり、というのは、２つの結合はジオメトリフィルタ８３０と電離層フィルタバンク８３５により使用されるからである。例えば、クインテセンスフィルタの単一のバンクが３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムに対して提供され、且つクインテセンスフィルタの２つのバンクが４つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して提供される。少なくとも１つの結合したコードフィルタバンクが提供され、所望により、最大でＧＮＳＳ信号データセット８１５の搬送波周波数の数ｎｆまで複数個のコードフィルタバンクを設けることが可能である。例えば、１乃至３の任意の数のコードフィルタバンクが３つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して設けられ、且つ１乃至４のうちの任意の数のコードフィルタバンクが４つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して設けられる。図９は本発明の実施例に基づく個々のフィルタ及びフィルタバンクの数の要約を示しており、各フィルタバンクは衛星あたり１個のフィルタを有している。
【００４７】
図１０は観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づくジオメトリフリー電離層フィルタバンク８３５の構造を示している。電離層フィルタバンク８３５は夫々のジオメトリフリー電離層フィルタ１０１０，１０２０，．．．，１０３０を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１０４０へ供給して電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１０５０を得る。アレイ１０５０はフィルタ８２０等の完全にファクトライズされたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００４８】
図１１Ａは観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づくクインテセンスフィルタバンク１１００の構造を示している。クインテセンスフィルタバンク１１００は夫々のジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１１０５，１１１０，．．．，１１１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１１２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１１２５を得る。アレイ１１２５はフィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００４９】
図１１Ａに示した本発明の１実施例によれば、単一クインテセンスフィルタバンク１１００は、ＧＮＳＳシステムが３つの搬送波周波数を有している場合に供給される。図１１Ｂに示した本発明の別の実施例によれば、数ｎｆ−２のクインテセンスフィルタバンクが設けられ、尚ｎｆはＧＮＳＳ搬送波周波数の数である。例えば、４つの搬送波周波数の場合には２個のクインテセンスフィルタバンクが設けられる。
【００５０】
図１１Ｂは一般化した構造を示しており、その場合に、観察される衛星の数ｎｓに対し本発明の実施例に基づいて複数個のクインテセンスフィルタバンク１１００，１１３０が設けられる。クインテセンスフィルタバンク１１００は図１１Ａに示してあるようなものである。クインテセンスフィルタバンク１１３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１１３５，１１４０，．．．，１１４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに適用され且つその結果を二重差要素１１５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してのアンビギュイティ推定値のアレイ１１５５を得る。アレイ１１５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５１】
図１２Ａは、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく単一ジオメトリフリーコードフィルタバンク１２００の構造を示している。コードフィルタバンク１２００はジオメトリフリーであるが完全には電離層フリーではないフィルタ１２０５，１２１０，．．．，１２１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１２２０へ供給してジオメトリフリー且つ電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１２２５を得る。アレイ１２２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズされたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５２】
図１２Ｂは、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１２３０の構造を示している。コードフィルタバンク１２３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１２３５，１２４０，．．．，１２４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１２５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１２５５を得る。アレイ１２２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５３】
図１３は、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０の構造を示している。コードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０の数は、最大でＧＮＳＳ搬送波周波数の数ｎｆまでの任意の数である。例えば、３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは、最大で、３つのコードフィルタバンクを有することが可能であり、且つ４つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で４つのコードフィルタバンクを有することが可能である。
【００５４】
図１３を参照すると、フィルタバンク１３００はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１３０５，１３１０，．．．，１３１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１３２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１３２５を得る。アレイ１３２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５５】
未だに図１３を参照すると、フィルタバンク１３３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１３３５，１３４０，．．．，１３４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１３５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１３５５を得る。アレイ１３５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５６】
図１４は、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく相互に直交しているものとして特定される多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１４００，．．．，１４３０の構造を示している。相互に直交するコードフィルタバンク１４００，．．．，１４３０の数は、最大でＧＮＳＳ搬送波周波数の数ｎｆまでの任意の数である。例えば、３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で３つのコードフィルタバンクを有することが可能であり、且つ４つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で４つのコードフィルタバンクを有することが可能である。
【００５７】
図１４を参照すると、フィルタバンク１４００は相互に直交するジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１４０５，１４１０，．．．，１４１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１４２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１４２５を得る。アレイ１４２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５８】
未だに図１４を参照すると、フィルタバンク１４３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１４３５，１４４０，．．．，１４４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１４５０へ供給して該ジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１４５５を得る。アレイ１４５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５９】
図１５は本発明の実施例に基づくハイレベル処理方法を例示したフローチャートである。１５０５において開始し、予備処理されたＧＮＳＳデータが１５１０において受取られる。フィルタ８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタが第一エポックに対し１５１５において初期化され且つその第一エポックに対するデータを処理する。第一エポックに対する処理の結果が１５２０において出力として供給される。新たなエポックに対し予備処理されたデータセットが使用可能であるか否かのチェックが１５２５において行われる。否定である場合には、該プロセスは１５３０において終了する。肯定である場合には、新たなエポックに対するデータセットが１５３５において処理され且つ新たなエポックを処理した結果が１５２０において出力として供給される。本方法は表示した如く１５２５から繰り返される。
【００６０】
図１６は本発明の実施例に基づくシステム初期化の多数の可能な例のうちの１つを例示したフローチャートである。１６０５において開始し、生のＧＮＳＳデータセットが新たなエポックに対し使用可能であるか否かのチェックが１６１０において行われる。否定である場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンして該プロセスを１６０５において再開始させる。肯定である場合には、生のＧＮＳＳデータセットが１６２０において用意され且つ１６２５においてフィルタされる。結合８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定結合が該用意され且つフィルタされたデータセットに対し１６３０において適用される。アンビギュイティ推定値が充分に収束していない場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンし１６５０において該プロセスを再開始させる。アンビギュイティ推定値が充分に収束している場合には、初期化は成功したものと考えられ且つ例えば１６４０における整数最小二乗計算により位置が計算される。初期化が成功したものと考えるためのアンビギュイティ推定値の充分な収束を構成するものは、設計選択事項であり、それは、例えば、搬送波のプラス又はマイナス５又は１０サイクルである場合がある。アンビギュイティ推定値が収束しない場合には、整数最小二乗解を計算するための処理資源は再開始させ且つ新たなデータセットを待機することにより無しで済ますことが可能である。いずれの場合においても、アンビギュイティ推定値は２，３のエポックの後に収束する。解検証が１６４５において実施され且つその検証が成功したか否かのチェックが１６５０においてなされる。否定である場合には、初期化が失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンして該プロセスを１６０５において再開始させる。肯定である場合には、初期化は１６５５において成功したものと考えられる。
【００６１】
図１７は本発明の実施例に基づく単一エポック内における瞬間的なシステム初期化の多数の可能な例のうちの１つを例示したフローチャートである。１７０５において開始して、生のＧＮＳＳデータセットが１７１０において用意され且つ１７１５においてフィルタされる。結合８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定結合が該用意され且つフィルタされたデータセットに対して１７２０において適用される。使用可能なデータでもって初期化が可能であるか否かのチェックが１７２５において行われる。否定である場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１７３０を介してリターンして該プロセスを１７０５において再開始させる。肯定である場合には、例えば１７３５における整数最小二乗計算によって整数アンビギュイティが決定される。解検証が１７４０において実施され且つその検証が成功したか否かのチェックが１７４５において行われる。否定である場合には、初期化が失敗したものと考えられ且つ制御は１７３０を介してリターンして該プロセスを１７０５において再開始させる。肯定である場合には、初期化は１７５０において成功したものと考えられる。
【００６２】
図１８は３つ又はそれ以上の搬送波を具備するＧＮＳＳ信号データセット１８０５を処理するための本発明の実施例に基づく方法を模式的に例示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５は、オプションとして、１８１０において処理されてフィルタ８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタのサブフィルタにおいて使用するための係数１８１５を計算し、係数１８１５は、一方、幾分より大きな処理負荷のコストでもって該サブフィルタにおいて計算することが可能である。該係数は、それらが以下により詳細に説明するようにエラーを最小とするために計算されるので、相互に関連しており且つ直交している。サブフィルタプロセス１８２０がデータセット１８０５に対してジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ８３０等のジオメトリフィルタを適用して、該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８２５を得る。サブフィルタプロセス１８３０はデータセット１８０５に対してジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタバンク８３５等の電離層フィルタのバンクを適用して、該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８３５を得る。
【００６３】
サブフィルタプロセス１８４０は、データセット１８０５に対し、ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）等のクインテセンスフィルタの少なくとも１個のバンクを適用して、該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８４５を得る。クインテセンスフィルタバンクの数は図９及び１１Ｂを参照して上述したように搬送波周波数の数に依存する。サブフィルタプロセス１８５０は、データセット１８０５に対して、複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用して、コードフィルタバンク１２００又は１２３０又はコードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０又は１４００，．．．，１４３０等の少なくとも１つのコードフィルタバンクを適用して、該複数個の送信器に対し該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８５５を得る。該コードフィルタバンクの数及び特性は図９，１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４を参照して上に説明してある。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は１８６０において結合されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイ１８６５を得る。サブフィルタプロセス１８２０，１８３０，１８４０，１８５０は、例えば、計算効率、プロセッサ電力消費及び／又はデータセット１８０５の使用可能性から位置ｆｉｘに対する全体的な処理時間等の考慮事項を最適化するために所望により１個のプロセッサ内の別々のスレッドにおいて又は別々のプロセッサにおいて並列的に実施することが可能である。
【００６４】
図１９は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器１９００に対して計算した位置を得るための図１８の方法の適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器１９００によって用意される。アレイ１８６５がプロセス１９１０へ供給され、該プロセスはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動（ｆｌｏａｔ）解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。
【００６５】
図２０は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器２０００に対し計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５が３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器２０００によって用意される。アレイ１８６５がプロセス２０１０へ供給され、該プロセスは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックし、それは受信器２０００の位置２０２５を計算するためにプロセス２０２０において使用される。
【００６６】
図２１は、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器２１００に対し浮動（ｆｌｏａｔ）解計算位置１９２０及び浮動及び固定（ｆｌｏａｔ−ａｎｄ−ｆｉｘｅｄ）結合計算位置２０２０の両方を得るための図１８の方法の更なる適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５が３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器２１００により回収される。アレイ１８６５がプロセス１９１０へ供給され、該プロセスはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。検証されておらず且つ検証された整数最小二乗解よりもより精密でない可能性があるが、この浮動解位置はより迅速に計算され且つ使用可能である場合には、検証された整数最小二乗解で補充することが可能である。アレイ１８６５は、又、プロセス２０１０へ供給され、該プロセスは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がこの解の有効性をチェックする。プロセス２０２０が検証された解から位置を計算する。出力として供給されたその計算された位置２０２５が検証された結合浮動（ｆｌｏａｔ）及び固定（ｆｉｘｅｄ）解である。
【００６７】
本発明の実施例に基づく搬送波位相アンビギュイティの分散型推定は以下のフィルタを使用する。
【００６８】
・フィルタ８３０等のジオメトリフィルタで、それは最小エラー搬送波位相結合を処理して各衛星に対する単一（結合）アンビギュイティ項、及び受信器に対する位置状態を推定する。
【００６９】
・バンク８３５等の電離層フィルタのバンクで、それは最小エラー電離層搬送波位相結合を使用して衛星信号に関する電離層バイアスを推定する。
【００７０】
・クインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクで、それはジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を処理して搬送波位相アンビギュイティを直接的に推定する。
【００７１】
・最大で各コード帯域に対し１個のバンクであるコードフィルタの１つ又はそれ以上のバンクで、それはその電離層バイアスが該コードのものと等しいか又はそれに近いように形成された位相結合を処理する。
【００７２】
複数の基準局が一度に処理される場合には、最も計算的に効率的なアプローチは、各基準局に対しフィルタの別個のブロックを実現することである。即ち、ジオメトリフィルタ８３０、電離層フィルタバンク８３５、１つ又はそれ以上のクインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）、及び１つ又はそれ以上のコードフィルタバンク８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）は、計算効率のために、所望により、複数の基準局の各々に対し複製することが可能である。
【００７３】
フィルタのバンクからの出力は、搬送波位相アンビギュイティの推定値が要求される場合には、最小エラーの意味において結合される。通常、このことは測定アップデートエポック毎に行われ（例えば、毎秒１回）、しかし、処理プラットフォームが制限された処理能力を有している場合には、該フィルタを伝搬させ且つ該結合を実施するためにより遅いアップデートレンジを使用することが可能である。
【００７４】
複数の基準局が関与する場合には、各基準局データストリームは計算負荷を減少させることに貢献するために推定器内に多重化させることが可能である。
【００７５】
アプリオリエラーモデル
測定値のエラー特性のアプリオリ知識が使用される方法について説明する。無相関エラー成分（雑音）の分散が、相関エラー分散及びその相関時定数と共に使用される。Ｕ． ＶＯＬＬＡＴＨ ｅｔ ａｌ．、ネットワークＲＴＫ対単一ベースＲＴＫ−エラー特性の理解（Ｎｅｔｗｏｒｋ ＲＴＫ Ｖｅｒｓｕｓ Ｓｉｎｇｌｅ Ｂａｓｅ ＲＴＫ − Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ２００２・コンフェレンス、２００２年５月、２７７４−２７８０頁を参照すると良い。
【００７６】
これは代表的なデータセットの解析により行われる。該エラーは、典型的に、個々の衛星の仰角（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）及び／又は受信器追跡ループにより計算される搬送波対雑音比に依存する。多くの方法が文献において使用可能である。
【００７７】
１つの方法は、仰角９０゜における分散σ90゜2から仰角αにおける分散σα2を派生する仰角マッピング関数アプローチである。
【００７８】
【数１】
【００７９】
時間相関エラーに対しては、相関時間ｔｃとの指数時間相関が仮定される。
【００８０】
【数２】
【００８１】
以下においては、σｕk2はエポックｋにおける無相関（ホワイトノイズ）エラーの分散を示す。σｃk2は関連する時定数ｔｃkでのエポックｋにおける時間相関エラーの分散である。
【００８２】
二重差対一重差
継続的な議論の１つの問題は、ＧＮＳＳデータ処理における二重差又は一重差の使用である。両方のアプローチの均等性は、受信器クロックの精密なモデルは使用可能なものではないという現実的な仮定の下で証明されている。Ｅ． ＧＲＡＦＡＲＥＮＤ ｅｔ ａｌ．、局外母数除去による均等な線形モデルのクラスの発生−ＧＰＳ観察への適用（Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｄｅｌｓ ｂｙ Ｎｕｉｓａｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ − Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ＧＰＳ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ）ＭＡＮＵＳＣＲＩＴＰＡ ＧＥＯＤＥＴＡＣＡ １１（１９８６）、２６２−２７１頁を参照すると良い。一方のアプローチ又は他方のアプローチを選択するための主要な理由はアルゴリズムの構成（ソフトウエア設計）である。
【００８３】
ここに提示する方法はジオメトリフリーフィルタに対し一重差を使用し、且つ該ジオメトリフィルタに対しては一重差又は二重差を使用することが可能である。アンビギュイティ決定ステップはオペレーションのために二重差を必要とする。
【００８４】
基準衛星
アンビギュイティ決定プロセス自身は基準衛星の選択に依存するものではないが、基準衛星は二重差においてアンビギュイティを固定することが可能であるように選択されねばならない。データセットにおいて表現される任意の衛星を使用することが可能である。基準衛星選択の２つの方法が文献において一般的であり、
１．最も高い仰角衛生が使用され、
２．測定において最も低い予測エラーを有する衛星が選択され、例えば、最も高い信号対雑音比を有する衛星である。
【００８５】
データ解析のために、これらの基準衛星選択はデータエラーについてより深い洞察を提供することが可能である。
【００８６】
データ準備
データ準備は移動局位置に依存することのない全てを予め計算するオプションのプロセスである。以下のプロセスにおいて処理負荷が増加し且つ転送すべきデータがより多くなると言う犠牲においてデータ準備（即ち、調整）ステップなしでのオペレーションが可能である。
【００８７】
周波数ｆ及び基準局位置
【００８８】
【数３ａ】
【００８９】
の衛星ｓに対する予備処理した搬送波データを作成するために、以下の式が使用される。
【００９０】
【数３】
【００９１】
電離層に関するアプリオリ情報もモデルから使用可能である場合には、予備処理は次式を考慮に入れることが可能である。
【００９２】
【数４】
【００９３】
尚、
【００９４】
【数４ａ】
【００９５】
は該衛星と基準受信器位置
【００９６】
【数３ａ】
【００９７】
との間のジオメトリックレンジ（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｒａｎｇｅ）即ち幾何学的距離であり且つ
【００９８】
【数４ｂ】
【００９９】
は該衛星と何等かの対流圏モデルから派生した基準受信器位置
【０１００】
【数３ａ】
【０１０１】
との間の対流圏遅延である。
【０１０２】
【数４ｃ】
【０１０３】
は該衛星と同一の対流圏モデルから派生したユーザ位置
【０１０４】
【数４ｄ】
【０１０５】
の良好な推定値（例えば、差分ＧＮＳＳ位置）との間の対流圏遅延である。
【０１０６】
同様に、その予備処理された擬似範囲測定値は、
【０１０７】
【数５】
【０１０８】
であり、又は、対流圏モデルを使用して、
【０１０９】
【数６】
【０１１０】
である。以下において、全ての式は予備処理した測定値を参照している。
【０１１１】
データ準備が実施されない場合には、以下の方法の説明は、上の式を使用する基準受信器とユーザ受信器とにおいてとられる測定値の間に暗示的な差を有している。
【０１１２】
ジオメトリフィルタ（Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｆｉｌｅｒ）
ジオメトリフィルタ８３０等のジオメトリフィルタは、最小エラー搬送波位相結合
【０１１３】
【数６ａ】
【０１１４】
を使用する古典的な浮動（ｆｌｏａｔ）解である（最小エラー幾何学的搬送波位相結合と題した以下の説明を参照）。その浮動解は対流圏残留エラーモデルに対する１つの状態を包含することが可能である。これはアンビギュイティ決定を使用する高精度衛星航法システム測位に対する良く知られたスタンダードな技術である。
【０１１５】
該浮動解は一重差又は二重差で構成することが可能である。前者の場合においては、結合オペレーション（結合と題した以下の説明参照）へ結果をパスする前に二重差オペレータ（二重差オペレータと題して以下の説明参照）が適用される。
【０１１６】
本発明の実施例においては、最小エラー搬送波位相結合における相関させたエラーのモデリングが状態増強技術によって、又、顕著な雑音が存在しない場合には、雑音の白色化技術によって行われる。
【０１１７】
ジオメトリフリーフィルタ
フィルタバンク８３５，８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）及び８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）等の対流圏、クインテセンス及びコードフィルタバンクのために使用されるジオメトリフリー（ｇｅｏｍｅｔｒｙ−ｆｒｅｅ）フィルタについて説明する。それらは、無相関雑音及び与えられた相関時間を有する相関雑音を考慮に入れる与えられたジオメトリフリーオブザーブル結合
【０１１８】
【数６ｂ】
【０１１９】
のアンビギュイティの推定を実現する。
【０１２０】
カルマンフィルタ形成
本発明の実施例に基づくジオメトリフリーフィルタは、２つの状態を有するカルマンフィルタとして実現される。第一状態（Ｎf）は推定すべきアンビギュイティ状態である。第二状態（ｖｃk、尚ｋは現在のエポック）は指数時間相関（ガウス・マルコフ（Ｇａｕｓｓ−ｍａｒｋｏｖ）（１）プロセス）を有する時間相関させたエラー成分（状態増強）をモデル化する。
【０１２１】
カルマンフィルタに対する定義式（Ａ． ＧＥＬＢ（ｅｄ．）、応用最適推定（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ｔｈｅ Ｍ．Ｉ．Ｔ． Ｐｒｅｓｓ、１９９２年、１０７−１１３頁に基づく）は以下の如くである。
【０１２２】
状態ベクトル：
【０１２３】
【数７】
【０１２４】
状態遷移行列：
【０１２５】
【数８】
【０１２６】
尚、左上の項１は、アンビギュイティがエポック毎に定数であることを表わし、ｋは現在のエポックのエポック番号であり、ｋ−１は前のエポックのエポック番号であり、ｔｃkはエポックｋにおける相関雑音の時定数であり、且つ指数項は仮定された指数時間相関（上の式０．２）である。
【０１２７】
システム駆動雑音行列：
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
尚、左上の項０は、アンビギュイティ状態（状態１）が統計的に定数であることを表わし、右下の項はσｃk2はエポックｋにおける相関雑音の分散（状態２の分散）である。
【０１３０】
設計行列：
【０１３１】
【数１０】
【０１３２】
尚、値１及び１は、測定値がアンビギュイティ状態（状態１）及び相関雑音（状態２）の和を包含していることを表わす。
【０１３３】
測定雑音行列：
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
はエポックｋにおける無相関雑音（白色雑音）の分散である。
【０１３６】
観察値
【０１３７】
【数１２】
【０１３８】
はフィルタすべき周波数ｆに対するエポックｋの搬送波位相測定値である。
【０１３９】
フィルタ初期化：
【０１４０】
【数１３】
【０１４１】
尚、サブスクリプト１はエポック番号１で開始することを表わす。
【０１４２】
スタンダードカルマンフィルタアルゴリズム（１＜ｋ≦ｎｅに対し）：
【０１４３】
【数１４】
【０１４４】
０．１４の最初の２行は各新たなエポックに対し状態ベクトル及びエラー伝搬を時間アップデートすべく作用する。０．１４の最後の３行は各新たなエポックに対し測定値をアップデートすべく作用する。
【０１４５】
０．１４の最初の行は前のエポックに対する状態ベクトルを前のエポックｋ−１の状態遷移行列Φk-1でアップデートすることにより現在のエポックｋに対する状態ベクトルを発生する（それは、時間相関雑音の時定数を考慮に入れる）。
【０１４６】
０．１４の２番目の行は、前のエポックｋ−１の状態遷移行列Φk-1（それは時間相関雑音の時定数を考慮する）及び前のエポックｋ−１に対するシステム駆動雑音行列Ｑk-1（それは時間相関雑音の分散を考慮する）で前のエポックｋ−１に対するエラー伝播をアップデートすることにより現在のエポックｋに対するエラー伝搬Ｐk-（状態の分散−共分散行列）を発生する。
【０１４７】
０．１４の３番目の行は、現在のエポックｋに対するカルマンゲインＫkがどのようにしてエラー伝搬行列Ｐk-（それは上述した如く時間相関雑音及びその時定数の関数である）及び無相関雑音の分散を記述する測定雑音行列Ｒkに関係しているかを表わす。カルマンゲインＫkは古い情報の時間アップデートと新たな測定観測値との間の「混合係数」とみなすことが可能である。
【０１４８】
０．１４の４番目の行は、現在のエポックｋに対するアップデートした状態推定値がどのようにして現在のエポックに対する時間アップデートした状態ベクトル、現在のエポックに対するカルマンゲインＫk、現在のエポックｋに対して観察された搬送波位相測定値に関連しているかを表わす。
【０１４９】
０．１４の５番目の行は現在のエポックｋに対するエラー伝搬行列Ｐk+（状態の分散−共分散行列）である。
【０１５０】
カルマンフィルタは、ビエルマン（Ｂｉｅｒｍａｎ）ＵＤフィルタ（Ｇ． ＢＩＥＲＭＡＮ、離散逐次的推定に対する因数分解方法（Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９７７年参照）又はカルマンフィルタアルゴリズムの何等かのその他の数値的に安定化した実現例を使用して実現することが可能である。
【０１５１】
別の方式
相関エラーと比較して非常に小さな無相関エラーの場合には、本発明の実施例に基づいてより簡単なフィルタを適用することが可能である。Ｇ． ＢＩＥＲＭＡＮ、離散逐次的推定に対する因数分解方法（Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９７７年における「雑音の白色化（Ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ ｏｆ ｎｏｉｓｅ）」、及びＡ． ＧＥＬＢ、ｅｄ．）、応用最適推定（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ｔｈｅ Ｍ．Ｉ．Ｔ． Ｐｒｅｓｓ、１９７７年、１３３−１３６頁における「差分アプローチ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ Ａｐｐｒｏａｃｈ）」を参照すると良い。これは対流圏及びクインテセンスフィルタバンクへ適用する。
【０１５２】
フィルタ初期化：
【０１５３】
【数１５】
【０１５４】
フィルタアルゴリズム（１＜ｋ≦ｎｅ）：
【０１５５】
【数１６】
【０１５６】
尚、ｃkは修正した相関係数であり、ｌkは修正した分散（不確実性）であり、μkは測定における不確実性であり、ａkは累積した重み付け情報であり、ｑkは各新たなエポックでの確実性のインジケータであり（累積した重み、分散の逆数）、項ａk／ｑkはアンビギュイティであり、且つｑkの逆数はアンビギュイティの分散である。
【０１５７】
フィルタのバンク
ジオメトリフリーフィルタは、追跡される衛星あたり１個のフィルタとしてｎｓ個のフィルタのバンクとして実現される。ジオメトリフリーフィルタの結果は、通常最も高い仰角又は最も低いエラーである特定の基準衛星に対する差分により決定される。上の基準衛生の説明を参照すると良い。基準衛星の選択は影響に与えることはない。結果は選択した基準衛星に対する二重差として与えられる。以下の二重差オペレータの説明を参照すると良い。
【０１５８】
電離層フィルタ
電離層フィルタバンク８３５等の電離層フィルタは、最小エラー電離層搬送波位相結合
【０１５９】
【数１６ａ】
【０１６０】
を使用するジオメトリフリーフィルタである。以下の最小エラー電離層搬送波位相結合の説明を参照。
【０１６１】
クインテセンスフィルタ
ｎｆ周波数に対して、クインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）等のｎｆ−２個のジオメトリフリークインテセンスフィルタが、クインテセンス搬送波位相結合
【０１６２】
【数１６ｂ】
【０１６３】
を使用して実現される。以下のクインテセンス搬送波位相結合の説明を参照。
【０１６４】
コードフィルタ
ｎｆ周波数に対して、コードフィルタバンク８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）等のｎｆジオメトリフリーコードフィルタがコード搬送波結合
【０１６５】
【数１６ｃ】
【０１６６】
を使用して実現される。以下のコード／搬送波結合の説明を参照。
【０１６７】
二重差オペレータ
ジオメトリフリーフィルタの結果は、ユーザ（例えば、移動局）においてとられた測定値と基準受信器においてとられた測定値との間の一重差として与えられる。この一重差を二重差へ変換するために、そのフィルタ結果が結合される前に、例えばその結果が結合器８５０へ供給される前に、二重差オペレータが適用される。二重差オペレータＭdifは例えば、
【０１６８】
【数１７】
【０１６９】
であり、尚、列数は衛星の数でありかつ行数は衛星の数から１を差し引いたものである。この例において、第一衛星が基準衛星であること及びその他の衛星に対する測定値は基準衛星に対する測定値から減算されるものであることが仮定される。
【０１７０】
浮動値二重差アンビギュイティ状態推定値は二重差オペレータＭdifと一重差との積である。
【０１７１】
【数１８】
【０１７２】
結果Ｑdifの二重差分散−共分散行列は、一重差分散−共分散行列Ｑsdと、二重差オペレータと、二重差オペレータの転置との積である。
【０１７３】
【数１９】
【０１７４】
以下に説明するように結果を検証するために使用される統計値は二重差及び一重差に対して同一である。
【０１７５】
【数２０】
【０１７６】
別の統計値であるジオメトリフリーに対する自由度も、例えば、見つかった最良解が正しい解である確率を計算するために検証において使用することが可能である。
【０１７７】
【数２１】
【０１７８】
同様に、ジオメトリフリーフィルタに対する自由度は次式で与えられ
【０１７９】
【数２２】
【０１８０】
尚、ｎｅはエポック数である。
【０１８１】
係数決定
以下のセクションは、個別的なフィルタに対して異なるコード及び搬送波結合係数
【０１８２】
【数２２ａ】
【０１８３】
をどのようにして派生するかについて説明する。
【０１８４】
結合の特性
以下に提示する測定結合は次の特性を有している。
【０１８５】
・最小エラージオメトリック、最小エラー電離層及びクインテセンス結合は対毎に無相関であり、
・コード結合の最小エラージオメトリック、最小エラー電離層及びクインテセンス結合に対する相関は、コードマルチパスが搬送波位相マルチパスよりも２桁乃至３桁大きさが大きいので、無視することが可能である。
【０１８６】
結合に対するエラーモデル
提示される全ての結合
【０１８７】
【数２３ａ】
【０１８８】
に対して、無相関雑音
【０１８９】
【数２３ｂ】
【０１９０】
相関雑音
【０１９１】
【数２３ｃ】
【０１９２】
及び時定数
【０１９３】
【数２３ｄ】
【０１９４】
のエラー特性は次式を使用して計算することが可能である。
【０１９５】
【数２３】
【０１９６】
尚、対角線行列は周波数あたり個別的な分散を担持しており、且つ
【０１９７】
【数２４】
【０１９８】
である。コード搬送波結合の場合に、エラー特性は実際的に使用されるコード測定のエラー特性と同一である。
【０１９９】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
上のジオメトリフィルタの一般的な説明を参照。最小エラー搬送波位相結合は、ジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は以下の如くに提示される。
【０２００】
【数２５】
【０２０１】
尚、
【０２０２】
【数２５ａ】
【０２０３】
は搬送波位相の線形結合であり、ａgeo,1，．．．，ａgeo,fは係数であり（以下に定義）、かつφ1，．．．，φnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎにおけるオリジナルの測定値である。
【０２０４】
以下の表記法を使用し、
【０２０５】
【数２６】
【０２０６】
尚、λ1，．．．，λnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎの波長であり、
【０２０７】
【数２７】
【０２０８】
尚、σφ2乃至σφnfは、サイクルにおいて、搬送波周波数２乃至ｎに対する測定値の標準偏差であり、且つ
【０２０９】
【数２８】
【０２１０】
である。該係数は、搬送波周波数２乃至ｎに対して次式で定義され、
【０２１１】
【数２９】
【０２１２】
且つ搬送波周波数１に対しては次式で定義される。
【０２１３】
【数３０】
【０２１４】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合が電離層フィルタにおいて使用される。その結合は次式で定義され、
【０２１５】
【数３１】
【０２１６】
尚、
【０２１７】
【数３１ａ】
【０２１８】
は搬送波位相の線形結合であり、ａiono,1，．．．，ａiono,fは係数であり（以下に定義）、且つφ1，．．．，φnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎにおけるオリジナルの測定値である。
【０２１９】
以下の表記法を使用し、
【０２２０】
【数３２】
【０２２１】
【数３３】
【０２２２】
【数３４】
【０２２３】
【数３５】
【０２２４】
尚、該係数は次式で定義される。
【０２２５】
【数３６】
【０２２６】
【数３７】
【０２２７】
クインテセンス搬送波位相結合
クインテセンス搬送波位相結合はクインテセンスフィルタにおいて使用される。ｎｆ搬送波周波数、ｋ＝１，．．．，ｎｆ−２に対して、クインテセンス搬送波位相結合は次式で定義される。
【０２２８】
【数３８】
【０２２９】
以下の表記法を使用して、
【０２３０】
【数３９】
【０２３１】
尚、該係数は次式で定義される。
【０２３２】
【数４０】
【０２３３】
【数４１】
【０２３４】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。全ての周波数ｋに対し、１つの結合が次式により定義される。
【０２３５】
【数４２】
【０２３６】
以下の表記法を使用し、
【０２３７】
【数４３】
【０２３８】
【数４４】
【０２３９】
【数４５】
【０２４０】
【数４６】
【０２４１】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２４２】
【数４７】
【０２４３】
【数４８】
【０２４４】
上の説明は、ｎ搬送波周波数に対して測定が行われる一般的な場合に対して向けられている。３搬送波周波数及び４搬送波周波数のより簡単な場合に対する例を以下に与える。
【０２４５】
係数例：３周波数
以下の例は３搬送波の場合に対する係数を特定する。
【０２４６】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
最小エラー搬送波位相結合がジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は以下の如くに定義される。
【０２４７】
【数４９】
【０２４８】
以下の表記法を使用し
【０２４９】
【数５０】
【０２５０】
【数５１】
【０２５１】
【数５２】
【０２５２】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２５３】
【数５３】
【０２５４】
【数５４】
【０２５５】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合は電離層フィルタにおいて使用される。該結合は以下の如くに定義される。
【０２５６】
【数５５】
【０２５７】
以下の表記法を使用し、
【０２５８】
【数５６】
【０２５９】
【数５７】
【０２６０】
【数５８】
【０２６１】
【数５９】
【０２６２】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２６３】
【数６０】
【０２６４】
【数６１】
【０２６５】
クインテセンス搬送波位相結合
【０２６６】
【数６２】
【０２６７】
係数は次式により定義される。
【０２６８】
【数６３】
【０２６９】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。各周波数ｋ＝１，．．．，３に対して、次式により１つの結合が定義される。
【０２７０】
【数６４】
【０２７１】
以下の表記法を使用し、
【０２７２】
【数６５】
【０２７３】
【数６６】
【０２７４】
【数６７】
【０２７５】
【数６８】
【０２７６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２７７】
【数６９】
【０２７８】
【数７０】
【０２７９】
係数例：４周波数
以下の例は４搬送波の場合に対する係数を特定する。
【０２８０】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
最小エラー搬送波位相結合はジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は次式で定義される。
【０２８１】
【数７１】
【０２８２】
以下の表記法を使用し、
【０２８３】
【数７２】
【０２８４】
【数７３】
【０２８５】
【数７４】
【０２８６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２８７】
【数７５】
【０２８８】
【数７６】
【０２８９】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合が電離層フィルタにおいて使用される。その結合は次式で定義される。
【０２９０】
【数７７】
【０２９１】
以下の表記法を使用し、
【０２９２】
【数７８】
【０２９３】
【数７９】
【０２９４】
【数８０】
【０２９５】
【数８１】
【０２９６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２９７】
【数８２】
【０２９８】
【数８３】
【０２９９】
クインテセンス搬送波位相結合
ｋ＝１の場合：
【０３００】
【数８４】
【０３０１】
係数は次式により定義される。
【０３０２】
【数８５】
【０３０３】
【数８６】
【０３０４】
ｋ＝２の場合：
【０３０５】
【数８７】
【０３０６】
係数は次式により定義される。
【０３０７】
【数８８】
【０３０８】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。全ての周波数ｋ＝１，．．．，４に対して、１つの結合が次式により定義される。
【０３０９】
【数８９】
【０３１０】
以下の表記法を使用し、
【０３１１】
【数９０】
【０３１２】
【数９１】
【０３１３】
【数９２】
【０３１４】
【数９３】
【０３１５】
係数は次式により定義される。
【０３１６】
【数９４】
【０３１７】
【数９５】
【０３１８】
フィルタ出力アレイの結合
結合器８５０等の結合オペレーションは全ての衛星及び全ての周波数に対し個々のフィルタ結果から完全な浮動解を計算する。この完全な浮動解は、分散／共分散行列、浮動解ベクトル、χ2統計及び過剰決定統計からなる。
【０３１９】
解ベクトル
解ベクトルは以下の形式においてｎｆ周波数及びｎｓ衛星（ｎｓ−１衛星に二重差を与える）に対し浮動値整数アンビギュイティを包含している。
【０３２０】
【数９６】
【０３２１】
拡張係数ベクトル
係数ベクトルが、各個々の衛星に対し、夫々の個々の二重差が与えられる。フルセットの衛星に対する係数ベクトルは以下の如くに定義される。
【０３２２】
【数９７】
【０３２３】
例えば、３周波数及び４衛星／３二重差の場合には、以下の通りである。
【０３２４】
【数９８】
【０３２５】
行列
【０３２６】
【数９８ａ】
【０３２７】
はｎｆ行ベクトルであり、且つ
【０３２８】
【数９８ｂ】
【０３２９】
はｎｆ・（ｎｓ−１）×（ｎｓ−１）行列である。以下において、
【０３３０】
【数９８ａ】
【０３３１】
は拡張係数ベクトル
【０３３２】
【数９８ｂ】
【０３３３】
を示す。
【０３３４】
分散／共分散行列
結合した分散／共分散行列は、
【０３３５】
【数９９】
【０３３６】
であり、ジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタ、コードフィルタからの推定値の和の逆数である。
【０３３７】
浮動解（Ｆｌｏａｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）ベクトル
浮動アンビギュイティの結合したベクトルは、
【０３３８】
【数１００】
【０３３９】
である。
【０３４０】
χ2統計
結合した解のχ2統計は、
【０３４１】
【数１０１】
【０３４２】
である。このχ2統計は該推定値がどれ程良く当て嵌まるかの尺度を与える。過剰決定は推定値とモデルとの間の相違を発生する。χ2統計は、実際の測定値と最終モデルとの間の全ての相違の重み付けした和である。
【０３４３】
過剰決定統計
自由度としても知られる過剰決定統計は次式ｎｏ如くに計算される。
【０３４４】
【数１０２】
【０３４５】
整数最小二乗
整数最小二乗は、候補整数解と浮動アンビギュイティ（上の０．９９参照）の結合したベクトルとの間の差異に基づく以下の関数
【０３４６】
【数１０３】
【０３４７】
を最小とする整数アンビギュイティ
【０３４８】
【数１０３ａ】
【０３４９】
の組を派生するための一群の良く知られたアルゴリズムを示す。
【０３５０】
この整数アンビギュイティの最適な組は、アンビギュイティ決定結果として使用される。検証は次のパラグラフにおいて説明するように行われる。
【０３５１】
１実施例において、最善の計算速度及び効率のためにＬＡＭＢＤＡアルゴリズムが使用される。Ｐ． ＪＯＯＳＴＥＮ ｅｔ ａｌ．、ＬＡＭＢＤＡ方法を使用したＧＮＳＳ３搬送波位相アンビギュイティ決定（ＧＮＳＳ Ｔｈｒｅｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＬＡＭＢＤＡ ｍｅｔｈｏｄ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ１９９９を参照すると良い。Ｈａｔｃｈ、ＦＡＲＡ等のその他のアルゴリズムも適用可能であり且つ所望により使用することが可能である。アンビギュイティ決定技術の調査は、例えば、Ｐ． ＭＩＳＲＡ ｅｔ ａｌ．、全地球測位システム：信号、測定及び性能（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ：ＳＩＧＮＡＬＳ，ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ，ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）、Ｇａｎｊａ−Ｊａｍｕｎａ Ｐｒｅｓｓ、２００１年、第６章、２０９−２５４頁、及びＢ． ＨＯＦＭＡＮＮ−ＷＥＬＬＥＮＨＯＦ ｅｔ ａｌ．、ＧＰＳ理論及び実際（ＧＰＳ ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ）、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、第５版、２００１年、２１３−２４８頁において見出される。
【０３５２】
検証
検証は、整数アンビギュイティ
【０３５３】
【数１０３ａ】
【０３５４】
の最適な組が充分な信頼性を有する正しい解であることを確保する。文献は、該解の正しさの確率を与える幾つかの統計的テストを与えている。アンビギュイティ検証技術の検討は、例えば、Ｂ． ＨＯＦＭＡＮＮ−ＷＥＬＬＥＮＨＯＦ ｅｔ ａｌ．、ＧＰＳ理論及び実際（ＧＰＳ ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ）、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、第５版、２００１年、２４７−２４８頁において見出される。
【０３５５】
カーチン（Ｃｕｒｔｉｎ）大学差別化テスト
このテストは分散／共分散行列のみならず整数最小二乗問題の最善及び二番目の最善解の間の差異を利用する。Ｊ． ＷＡＮＧ ｅｔ ａｌ．、オンザフライでのアンビギュイティ決定に対する差別化テスト手順（Ａ ＤＩＳＣＲＩＭＩＮＡＴＩＯＮ ＴＥＳＴ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＡＭＢＩＧＵＩＴＹ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＮ−ＴＨＥ−ＦＬＹ）、ジャーナル・オブ・ジオデシー（１９９８）７２、６４４−６５３頁参照。
【０３５６】
比テスト／フィッシャーテスト
このテストは最善解に対する二番目の最善の比を使用する。この比は予め定めた値（例えば、２又は５、又は何等かのその他の選択した値）を超えねばならないか、又は付加的な統計テスト（フィッシャーテスト）が適用される。Ｊ． ＷＡＮＧ ｅｔ ａｌ．、オンザフライでのアンビギュイティ決定に対する差別化テスト手順（Ａ ＤＩＳＣＲＩＭＩＮＡＴＩＯＮ ＴＥＳＴ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＡＭＢＩＧＵＩＴＹ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＮ−ＴＨＥ−ＦＬＹ）、ジャーナル・オブ・ジオデシー（１９９８）７２、６４４−６５３頁参照。
【０３５７】
ＡＤＯＰテスト
このテストは専ら分散／共分散行列に基づいている。該解の正しさの確率は実際の解を検査することなしに計算される。Ｐ． Ｇ． ＴＥＵＮＩＳＳＥＮ ｅｔ ａｌ．、精度のアンビギュイティ希釈：定義、特性及び応用（Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ： Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ， Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、プロシーディングズ・オブ・ジ・イオン・ＧＰＳ−９７、１９９７年９月１６−１９日、カンサス市、ＵＳＡ、８９１−８９９頁参照。
【０３５８】
計算的利点
本発明の実施例に対する処理上の利点は、状態増強（拡張）技術を使用する洗練化された推定器に対してのみならず非常に簡単な推定器（相関エラーをモデリングするものではない）に対しても与えられる。ｎ個の状態を具備するカルマンフィルタはｎ3に比例する計算負荷を有している。これに対する表記法は、ｎ状態カルマンフィルタはＯ（ｎ3）の計算負荷を有している、というものである。
【０３５９】
簡単な場合
以下の比較は、時間相関効果がモデル化されていない本発明の実施例に基づいている。最適な動作モードは存在しないが、この比較は、本発明の実施例により提供される改良に対しての最悪な場合のシナリオを示すためにここで与えておく。全てのフィルタは二重差に対して設定されており、それは、又、実現化の柔軟性に関してより劣っている。
【０３６０】
従来技術の完全フィルタ
従来技術の完全フィルタアプローチは以下の状態を使用する。
【０３６１】
・３位置状態
・ｎｆ・（ｎｓ−１）アンビギュイティ状態
結果的に得られる計算負荷の程度は、
【０３６２】
【数１０４】
【０３６３】
本発明の実施例に基づくフィルタ
本発明の実施例に基づくフィルタ及びフィルタ方法は以下の計算負荷を有している。
【０３６４】
ジオメトリフィルタ
・３位置状態
・ｎｓ−１アンビギュイティ状態
【０３６５】
【数１０５】
【０３６６】
電離層フィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、電離層フィルタバンクはｎｓ−１個の別個の１状態カルマンフィルタから構成される。
【０３６７】
【数１０６】
【０３６８】
クインテセンスフィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、１つのクインテセンスフィルタバンクはｎｓ−１個の別個の１状態カルマンフィルタから構成され且つｎｆ−２個のバンクのクインテセンスフィルタが使用される。
【０３６９】
【数１０７】
【０３７０】
コードフィルタ
簡単なコードフィルタはアンビギュイティ状態のみを使用する。
【０３７１】
【数１０８】
【０３７２】
全体的な計算負荷
全体として該簡単な場合（相関エラーをモデル化するものではない）に対するジオメトリフィルタと、電離層フィルタと、クインテセンスフィルタと、コードフィルタの全体的な計算負荷は以下の通りである。
【０３７３】
【数１０９】
【０３７４】
比較
以下の表は従来技術の完全フィルタ形式と比較して本発明の実施例に基づく簡単な場合の計算負荷及び改良ファクタの幾つかの例を与えている。
【０３７５】
【表２】
【０３７６】
完全なモデリングの場合
以下の比較は時間相関効果がモデル化されており且つ一重差を使用した本発明の実施例に基づいている。
【０３７７】
完全フィルタ
完全フィルタアプローチは以下の状態を使用する。
【０３７８】
・３位置状態
・１受信器クロックエラー状態
・ｎｆ・ｎｓアンビギュイティ状態
・ｎｆ・ｎｓコードマルチパス状態
・ｎｆ・ｎｓ搬送波マルチパス状態
・ｎｆ・ｎｓ電離層状態
結果的に得られる計算負荷の程度は、
【０３７９】
【数１１０】
【０３８０】
である。
【０３８１】
本発明の実施例に基づくフィルタ
本発明の実施例に基づくフィルタ及びフィルタ方法は以下の計算負荷を有している。
【０３８２】
ジオメトリフィルタ
・３位置状態
・１受信器クロックエラー状態
・ｎｓアンビギュイティ状態
・ｎｓマルチパス状態
【０３８３】
【数１１１】
【０３８４】
電離層フィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、電離層フィルタバンクはｎｓ個の別個の１状態カルマンフィルタから構成される。
【０３８５】
【数１１２】
【０３８６】
クインテセンスフィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、１個のクインテセンスフィルタバンクはｎｓ個の別個の１状態カルマンフィルタから構成され且つｎｆ−２個のバンクのクインテセンスフィルタが使用される。
【０３８７】
【数１１３】
【０３８８】
コードフィルタ
最良な結果のために、コードフィルタはアンビギュイティ状態とマルチパス状態とを使用して雑音及び相関エラーを同時的にモデル化する。
【０３８９】
【数１１４】
【０３９０】
全体的な計算負荷
全体的に時間相関効果がモデル化され且つ一重差を使用する本発明の実施例に対してのジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタ、コードフィルタの全体的な計算負荷は、
【０３９１】
【数１１５】
【０３９２】
である。
【０３９３】
比較
以下の表は、従来の完全フィルタ形式と比較して本発明の実施例に基づく完全モデリングの負荷及び改良ファクタの幾つかの例を与えている。
【０３９４】
【表３】
【０３９５】
混合比較
本発明の実施例に基づく処理は、本発明に基づく完全モデリング実施例を従来技術の完全フィルタに対する簡単モデリングの場合と比較する場合であっても、３又はそれ以上の搬送波周波数に対し利点を提供する。即ち、本発明に基づく実施例は、３又はそれ以上の搬送波周波数に対する従来技術の完全フィルタと比較して減少させた計算負荷を提示しながら改良した処理（完全モデリング対簡単モデリング）を提供することが可能である。
【０３９６】
【表４】
【０３９７】
２つの周波数に対し、完全モデリングへの遷移は、従来技術の簡単モデリング完全フィルタアプローチと比較した場合に、本発明の実施例に基づく技術を使用して実施される場合に小さなインパクトを有するに過ぎない。３及び４周波数に対しては、速度改善さえ存在している。
【０３９８】
マルチＧＮＳＳ処理
提供される本方法はマルチＧＮＳＳからのデータへ適用することが可能である。例えば、ＧＰＳデータセット及びＧＡＬＩＬＥＯデータセットは、本発明の実施例に基づいて処理することが可能である。周波数、従って、結合は、各衛星航法システムに対し別々に決定される。更に、基準衛星が各ＧＮＳＳに対して選択され、各システムに対して二重差オペレータ適用を有している。結合した衛星航法システムの性能は個々のＧＮＳＳと比較して著しく改善される。このことは、計算される位置の使用可能性、信頼性及び正確性を提供する。
【０３９９】
図２２は本発明の実施例に基づくフィルタアーキテクチャの１例を示している。第一ＧＮＳＳからの３又はそれ以上の搬送波周波数に対するＧＮＳＳ信号データセット２２０５（例えば、Ｇａｌｉｌｅｏデータセット又は近代化したＧＰＳデータセット）が適宜のＧＮＳＳ受信器から得られる。第二ＧＮＳＳからの２又はそれ以上の搬送波周波数に対するＧＮＳＳ信号データセット２２１０（例えば、２周波数又は３周波数ＧＰＳデータセット、２周波数Ｇｌｏｎａｓｓデータセット、又は３又は４周波数Ｇａｌｉｌｅｏデータセット）が適宜のＧＮＳＳ受信器から得られる。オプションとしての係数計算要素２２１５が第一ＧＮＳＳのフィルタに対する係数を計算する。
【０４００】
ＧＮＳＳデータセット２２０５及び、提供される場合に、要素２２１５からの係数がジオメトリフリー電離層フィルタ２２３５に対して、第一ＧＮＳＳの追跡される衛星あたり１個のフィルタを具備しているクインテセンスフィルタからなる２個又はそれ以上のバンク２２４０に対して、及びコードフィルタ２２４５からなる１乃至ｎｆ個のバンクに対して供給される。クインテセンスフィルタバンク２２４０の数は第一ＧＮＳＳの搬送波周波数の数よりも２少ないものである。ＧＮＳＳデータセット２２１０及び、提供される場合に、要素２２２０からの係数がジオメトリフリー電離層フィルタ２２５０に対し、第一ＧＮＳＳの追跡される衛星あたり１個のフィルタを具備しているクインテセンスフィルタからなるバンク２２５５に対し、且つコードフィルタ２２４５からなる１乃至ｎｆ個のバンクに対して供給される。クインテセンスフィルタバンク２２５５の数は第二ＧＮＳＳの搬送波周波数の数より２少ないものであり、第二ＧＮＳＳが２個の搬送波周波数を有するに過ぎない場合には、クインテセンスフィルタバンク２２５５は提供されない。
【０４０１】
図２２の実施例において、単一ジオメトリフィルタ２２６５は第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳと共通であり、というのは、それらは同一のアンテナ位置を決定するからである。即ち、ＧＮＳＳデータセット２２０５及び、供給される場合に、要素２２１５からの係数は、ジオメトリフィルタ２２６５へ供給され、且つＧＮＳＳデータセット２２１０及び、供給される場合に、要素２２２０からの係数はジオメトリフィルタ２２６５へ供給される。
【０４０２】
図２３は図２２のアーキテクチャに対応する方法を例示している。２３０５において、ジオメトリフィルタ２２６５が、ジオメトリ搬送波位相結合を使用して、第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対し且つ第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３０８及び関連する統計情報を得る。２３１０において、電離層フィルタからなるバンク２２４０が、ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３１５及び関連する統計情報を得る。２３２０において、クインテセンスフィルタからなる１個又はそれ以上のバンク２２４０がジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されてジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３２５及び関連する統計情報を得る。２３３０において、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して１個又はそれ以上のコードフィルタ２２４５が第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて複数個の送信器に対しコード搬送波結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３３５及び関連する統計情報を得る。
【０４０３】
２３４０において、電離層フィルタからなるバンク２２５０がジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３４５及び関連する統計情報を得る。２３５０において、提供される場合に、クインテセンスフィルタからなる１個又はそれ以上のバンク２２５５がジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されてジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３５５及び関連する統計情報を得る。２３６０において、１個又はそれ以上のコードフィルタ２２６０が複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて複数の送信器に対しコード搬送波結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３６５及び関連する統計情報を得る。
【０４０４】
該アレイの集まりは要素２２７０によって２３７０において結合されて第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳの全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２３７５及び関連する統計情報を発生する。計算上の効率のために、係数２３８０がデータセット２２０５に対し２３８５において計算することが可能であり且つ係数２３９０はデータセット２２１０に対して２３９０において計算することが可能である。図示したように別々に計算される場合には、係数２３８０及び２３９０は表示した如くに該フィルタへ供給される。
【０４０５】
図２２のアーキテクチャは第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対して共通の単一のジオメトリフィルタ２２６５を使用しているが、所望により第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対し別々のジオメトリフィルタを使用することが可能である。図２４は、別々のジオメトリフィルタが使用される場合の方法を例示している。図２２，２３，２４においての同様の参照番号を有する項目は同様のデータ及びプロセスを表わしている。図２４に示したように、ジオメトリフィルタ２４１０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５へ適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２４１５と関連する統計情報とを得る。同様に、ジオメトリフィルタ２４２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２４２５と関連する統計情報とを得る。アレイ２３１５，２３２５，２３３５，２３４５，２３５５，２３６５，２４１５，２４２５が２４３０において結合されて第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳの全ての搬送波位相観測値に対してのアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２４４０及び関連する統計情報を発生する。
【０４０６】
混合した周波数の数
本発明に基づく実施例は、異なる周波数の数を送信する衛星、例えば幾つかの衛星が２つの周波数を送信し残りが３つの周波数を送信する等の衛星からなるＧＮＳＳに対して適用することが可能である。これは、該衛星の能力に起因するか、又は現在の送信／受信状態からの制限に起因する場合がある。
【０４０７】
混合した数の周波数を処理するために、使用可能な最低数の周波数に対して係数が準備される。より多くの周波数を送信する衛星からの付加的な情報は、少なくとも３つの周波数に対して使用可能であり且つ周波数の総数に依存することのないクインテセンスフィルタ結合により考慮される。又、使用可能な最小数の周波数を具備する衛星から基準衛星が選択される。
【０４０８】
これに対する動機は、Ｇａｌｉｌｅｏシステムは最初から３又は４個の周波数を供給し、一方究極的に３つの周波数（４つではない）に到達するＧＰＳ近代化が数年にわたって導入されるが、その期間中、幾つかの衛生は３つの周波数へアップグレードされるが他のものは使用可能な２つの周波数を有するに過ぎないものだからである。２つのＧＰＳ搬送波及び３つ又は４つのＧａｌｉｌｅｏ搬送波を使用することは近い将来一般的なものとなるが、３つのＧＰＳと３つ又は４つのＧａｌｉｌｅｏ周波数を使用することは将来のオプションである。
【０４０９】
静的処理
本発明の実施例に基づく方法及び装置は静的測位のために適用可能である。静的測位のためには、ジオメトリック浮動解はエポックあたり１つの位置の代わりに１位置座標組をモデル化する。
【０４１０】
ネットワーク型ＧＮＳＳ測位
マルチ基準局を使用してデータを処理するために、全ての基準受信器に対するユーザ受信器からの全ての二重差をモデル化するためにアンビギュイティが拡張される。
【０４１１】
マルチ基準局処理
提供したアプローチの計算効率は別の重要な革新−マルチ基準局処理を開発している。今日市場にあるＲＴＫ製品は一度に単一基準局からのデータストリームを処理するに過ぎない。本発明の実施例に基づいて１個を超える基準局データストリームの同時的な処理を可能とすることは以下の如き１つ又はそれ以上の利点を提供している。
【０４１２】
１．正確性−複数の基準局が一度に処理される場合には単一の基準局に対して局所的なエラー供給源を平均化して消失させる傾向がある。
【０４１３】
２．完全性−単一の基準局から得られた結果は異なる基準局からの結果を介してクロスチェックすることが可能である。今日１つの基準局から別の基準局へのスイッチングは手動である。
【０４１４】
３．改善されたアンビギュイティ決定性能−搬送波位相アンビギュイティを決定することが可能な信頼性及び速度が、空間的エラー供給源が良好にモデル化される場合に改善される。移動局においてＧＰＳ観測値を処理するために複数の基準局が使用される場合には、単一基準の場合よりも大気エラー供給源をより良くモデル化することが可能である。
【０４１５】
マルチ移動局処理
複数の移動局に対する処理は、全てのアンビギュイティを全ての移動局へ付加して実現される。このことは、例えば、移動局がブレードの各端部に装着されているような土木機械のブレード配向の決定等のマルチ移動局適用例において本発明の実施例を使用することを可能とする。
【０４１６】
精密点測位
精密点測位は１個の受信器のみに対する衛星間の生データの夫々の差異を使用する。
【０４１７】
ネットワーク補正処理
ネットワーク補正処理は多数の基準局に対するアンビギュイティ決定を使用する。全ての局間のアンビギュイティが決定される。このことは、本発明の実施例を使用して効率的に行うことが可能である。全ての位置は予め決定されており且つモデル化することは必要ではなく、というのは、基準局の位置が全て既知であり、浮動解は位置状態を包含していないからである。
【０４１８】
後処理
提示した実施例は実時間操作に対して定義されているが、実時間でデータを回収し、ついで回収した全てのデータをバッチ処理（後処理）することにより本発明に基づく代替的実施例を適用することも可能である。このことは上述した全ての処理モードに適用する。
【０４１９】
瞬間的アンビギュイティ決定
上述した本発明の実施例はフィルタにおいて使用されるデータの複数のエポックに対して定義されている。然しながら、本発明の実施例はデータの１つのエポックのみに対して（瞬間的）動作する。検証が成功すると、精密な位置をデータの１つのエポックから直接的に計算することが可能である。このアプローチは衛星を追跡している場合のロックの喪失又はサイクルスリップに対して影響されないという利点を有している。瞬間的アンビギュイティ決定に対する修正したフローチャートを図１７を参照して上に説明してある。
【０４２０】
受信器アーキテクチャ
図２５は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２５００のアーキテクチャを示している。アンテナ２５０５が、３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２５１０を介して通過し且つその増幅された信号は信号分割器２５１５によって複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２５２０，２５２５，．．．，２５３０へ通過される。該ダウンコンバータは基準オシレータ２５３５からの周波数基準が供給される。
【０４２１】
ダウンコンバータ２５２０はＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５２５は該ＧＮＳＳ信号の第二帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５３０は該ＧＮＳＳ信号のｎ番目帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５５０によりデジタル化される。
【０４２２】
該第一帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有する検知及び追跡チャンネル２５６０のバンクにより処理される。その結果得られる第一帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値が１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。第二帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６５のバンクにより処理される。その結果得られる第二帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。ｎ番目帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５７０のバンクにより処理される。その結果得られるｎ番目帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクはＧＮＳＳ信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、説明の便宜上、各々の３つのみが図２５において示されている。
【０４２３】
１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５内にはファクトライズド（ｆａｃｔｏｒｉｚｅｄ）３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２５８０が設けられており、それは、動作において、プロセス２５８５を稼動する。プロセス２５８５は、受信器２５００により追跡されている送信器の各々に対し３個又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２５８０は、例えば図８−１４を参照して説明したように、本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２５８５は、例えば図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２５７５は、単一プロセッサ又はマルチプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムされた汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４２４】
プロセス２５８５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２５９０及び関連する統計情報、位置２５９５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２５９８等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生させる。結合したアレイ２５９０は、例えば、上述したアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２５９５は、例えば、上述した位置６３５，７３５，１９２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２５９８はＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４２５】
図２６は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２６００のアーキテクチャを示している。アンテナ２６０５は、３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２６１０を介して通過し且つその増幅された信号はモジュール２６１５へ通過され、それは無線周波数からのダウンコンバージョン及びマルチ帯域信号のデジタル化を実施する。
【０４２６】
デジタル化されたマルチ帯域信号は受信器２６００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２６２０のバンクにより処理される。その結果各帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５へ供給される。基準オシレータ２６２２はダウンコンバージョン及び追跡のための周波数基準を提供する。
【０４２７】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５内においてファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２６３０が設けられており、それは、動作において、プロセス２６３５を稼動する。プロセス２６３５は、受信器２６００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２６３０は、例えば、図８−１４を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２６３５は、例えば、図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５は単一のプロセッサ又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４２８】
プロセス２６３５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２６４０及び関連する統計情報、位置２６４５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２６５０等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２６４０は、例えば、上述したアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２６４５は、例えば、上述した位置６３５，７３５，１９２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２６５０は、ＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４２９】
図２７は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２７００のアーキテクチャを示している。アンテナ２７０５は、３つ又は４つの搬送波周波数を有しているＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有している近代化したＧＰＳ信号等の２つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２７１０を介して通過し且つ該増幅された信号はモジュール２７１５へ通過され、それは該マルチ帯域信号を直接的にデジタル化させる。
【０４３０】
該デジタル化された信号は受信器２７００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２７３０のバンクにより処理される。その結果各帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２７４０へ供給される。基準オシレータ２７２０はダウンコンバージョン及び追跡のための周波数基準を提供する。
【０４３１】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２７４０内にはファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２７４５が設けられており、それは、動作において、プロセス２７５０を稼動する。プロセス２７５０は、受信器２７００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２７４５は、例えば、図８−１４を参照して上述したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトラズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２７５０は、例えば、図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２７４０は単一のプロセッサ又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４３２】
プロセス２７５０は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２７５０及び関連する統計情報、位置２７５５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２７６０等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２７５０は、例えば、上述したようなアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２７５５は、例えば、上述したような位置６３５，７３５，１１２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２７６０は、ＲＫＴ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４３３】
図２８は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２８００のアーキテクチャを示している。受信器２８００は図２５のものと構成が類似しており、第二ＧＮＳＳの信号を受信し且つ処理するための付加的なチャンネルを有している。アンテナ２８０５は３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有する第一ＧＮＳＳの信号、及びＧＰＳ、近代化したＧＰＳ又はＧｌｏｎａｓｓ信号等の少なくとも２つの搬送波周波数を有する第二ＧＮＳＳの信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２５１０を介して通過し且つ該増幅された信号は信号分割器２８１５によって第一ＧＮＳＳに対する複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２５２０，２５２５，．．．，２５３０及び第二ＧＮＳＳに対する複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２８２０，２８２５，．．．，２８３０へ通過される。該ダウンコンバータは基準オシレータ２８３５からの周波数基準が供給される。
【０４３４】
ダウンコンバータ２５２０は第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５２５は第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５３０は第一ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５５０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８２０は第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８２５は第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８３０は、第二ＧＮＳＳ信号が２つを超える帯域を有している場合には、第二ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８５０によりデジタル化される。
【０４３５】
第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域の該デジタル化された信号は受信機２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６０のバンクにより処理される。その結果得られる第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第一ＧＮＳＳ信号の第二帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６５のバンクにより処理される。その結果第一ＧＮＳＳ信号の第二帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第一ＧＮＳＳのｎ番目の帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５７０のバンクにより処理される。その結果該ｎ番目の帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクは第一ＧＮＳＳの信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、説明の便宜上、図２８においては各々の３つのみが示されている。
【０４３６】
第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８６０のバンクにより処理される。その結果第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域に対し得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８６５のバンクにより処理される。その結果第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第二ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８７０のバンクにより処理される。その結果該ｎ番面の帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクは第二ＧＮＳＳの信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、図２８においては各々の３つが示されているが、第二ＧＮＳＳが単に２つの搬送波帯域を有するに過ぎない場合には２つのみが設けられる。
【０４３７】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５内にはファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２８８０が設けられており、それは、動作において、プロセス２８８５を稼動する。プロセス２５８５は、受信器２５００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上の第一ＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し且つ２つ又はそれ以上の第二ＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し搬送波位相及び擬似距離測定値を有している信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２８８０は、例えば、図２２を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２８８５は、例えば、図２３及び２４を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２８７５は単一のプロセッサとして又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４３８】
プロセス２８８５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２８９０及び関連する統計情報、位置２８９５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２８９８等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２８９０は、例えば、上述したようなアレイ２３７５又は２４４０のうちの１つに対応している。データストリーム２８９８はＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４３９】
ＲＴＫ応用例
本発明に基づく方法及び装置の実施例はＲＴＫ応用例において有益的に使用することが可能である。
【０４４０】
図２９は、例えば、図２５−２８において示したようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを準備するための基準受信器プロセッサ２９０５の１実施例を例示している。ＧＮＳＳ帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック２９１０，２９１５，．．．，２９２０内に回収される。基準受信器クロックが時間信号をブロック２９２５へ供給し、それは例えば０．１秒の間隔で測定データの各エポックに対し時間タグを供給する。エポックあたりのデータセットがメモリブロック２９１０，２９１５，．．．，２９２０によってオプションのデータ圧縮要素２９３５へ供給される。
【０４４１】
基準受信器から移動局に対するベクトルを計算するためにＲＴＫ測位において使用される基準受信器の既知の又は計算された位置２９３０もデータ圧縮要素２９３５へ供給される。データ圧縮は送信オーバーヘッド（時間及び／又はコスト）を最小化することを可能とし、又はデータレートを最小帯域幅に対し最適化させることを可能とする。データ圧縮要素２９３５はフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。無線リンク、インターネット接続、ＦＭ副搬送波変調、携帯電話リンク又はその他の送信リンク等のオプションのデータリンク２９４０が基準受信器の生のオブザーバブルをフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームで移動局へ送信する。該基準受信器の生のオブザーブルは、例えば、上述したような本発明の実施例に基づくファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタを使用して移動局において処理される。
【０４４２】
図３０は、図２８に示したようなフォーマット化したマルチ帯域マルチＧＮＳＳＲＴＫデータストリームを準備する即ち調整するための基準受信器プロセッサ３００５の１実施例を例示している。第一ＧＮＳＳの帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック３０１０，３０１５，．．．，３０２０内に回収される。第二ＧＮＳＳの帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック３０２５，３０３０，．．．，３０３５内に回収される。該基準受信器クロックが時間信号をブロック３０４０へ供給し、それは、例えば、０．１秒の間隔で測定データの各エポックに対し時間タグを供給する。エポックあたりのデータセットは、第一ＧＮＳＳに対するメモリブロック３０１０，３０１５，．．．，３０２０により及び第二ＧＮＳＳに対するメモリブロック３０２５，３０３０，．．．，３０３５によりオプションのデータ圧縮要素３０５０へ供給される。
【０４４３】
基準受信器から移動局へのベクトルを計算するためにＲＴＫ測位において使用される基準受信器の既知又は計算された位置３０４５もデータ圧縮要素３０５０へ供給される。データ圧縮は送信オーバーヘッド（時間及び／又はコスト）を最小化させることを可能とし、又はデータレートを最小帯域幅に対し最適化させることを可能とする。データ圧縮要素３０５０は第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対するフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。データ圧縮要素３０５０はフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。オプションの無線リンク、インターネット接続、ＦＭ副搬送波変調、携帯電話リンク又はその他の送信リンクが基準受信器の生のオブザーバブルをフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームで移動局へ送信する。該基準受信器の生のオブザーバブルは、例えば、上述したような本発明の実施例に基づくファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタを使用して移動局において処理される。
【０４４４】
図３１は単一の基準局が使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３１０５は、例えば，図２９におけるプロセッサ２９０５か又は図３０におけるプロセッサ２０３５により供給されるようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームである基準局データ３１１０を供給する。基準局データは、例えば、適宜のデータリンクを介して供給される。移動局受信器３１１５は、データリンクアンテナ３１２０及びデータリンク信号受信及び復調エレクトロニクス３１２５等の基準局データ３１１０を受信し，且つ基準局データ３１１０を移動局プロセッサ３１３０へ供給するための適宜の要素を有している。基準局データ３１０５がデータリンクを介しての効率的な送信のために圧縮されている場合には、移動局受信器３１１５内のデータ復元要素３１２５がプロセッサ３１３０内の１個又はそれ以上の更なる処理要素により使用するために該基準局データを復元する。
【０４４５】
移動局受信器３１１５は、更に、３つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信するためのアンテナ３１４０，及び移動局プロセッサ３１３０において使用するための移動局受信器３＋搬送波位相及び擬似距離データ３１４５を発生するための適宜の信号受信及び復調エレクトロニクス３１４５を包含している。移動局プロセッサ３１３０はマルチ帯域搬送波位相及び擬似距離同期要素３１５０を有しており、それは移動局受信器データ３１４５をマルチ帯域ＲＴＫ位置計算要素３１５５において使用するために基準局データ３１１０と同期させる。計算要素３１６０は基準局データ３１１０を使用して基準局位置を計算し且つこれを基準局記述と共に位置計算要素３１５５へ供給する。オプションの計算要素３１６５は位置計算要素３１５５により使用するための大気及び衛星補正を計算する。計算要素３１５５は移動局受信器３１１５のＲＴＫ位置（ｆｉｘ）を計算し且つ出力データとしてＲＴＫ位置及びステータス情報３１７０を供給する。
【０４４６】
図３２は、複数個の基準局がネットワークにおいて使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３２０５，３２１０，３２１５の各々は、例えば、図２９におけるプロセッサ２９０５又は図３０におけるプロセッサ２０３５によって供給されるようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリーム等の基準局データをネットワークＲＴＫサーバー３２２０へ供給する。ネットワークＲＴＫサーバー３２２０は衛星及び大気補正を発生し且つこれらを基準局データと共に、例えば、移動局受信器３１１５等の１つ又はそれ以上の移動局受信器により使用するためにネットワークＲＴＫマルチ及び補正３２２５のストリームとして供給する。ネットワークＲＴＫマルチ帯域補正３２２５は、例えば、仮想基準局モードにおいて又はブロードキャストモードにおいて使用するために供給される。仮想基準局モードは図３１のモードと同等である、というのは、該基準局データはネットワークＲＴＫサーバー３２２０によって結合されて移動局受信器３１１５の位置等の宣言された位置に対し基準局をシミュレートする１組のデータ（例えば、基準局受信器３１０５から単一の基準局データ３１１０をシミュレートする）を発生するからである。ブロードキャストモードは移動局プロセッサ３１３０において処理するために基準局受信器３２０５，３２１０，３２１５の各々からの基準局データを供給する。いずれのモードにおいても、補正３２２５は、オプションとして、基準局データから計算される電離層及び対流圏モデル等のエラーモデルを包含している。
【０４４７】
図３３は、複数個の個別的な基準ステーションが使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３３０５，３３１５，３３２５は夫々の基準局データ３３１０，３３２０，３３３０を移動局受信器３３００へ供給する。該データは，例えば、適宜のデータリンクを介して供給される。移動局受信器３３００は、データリンクアンテナ３３３５及びデータリンク信号受信及び復調エレクトロニクス３３４０等の基準局データを受信するため及び該基準局データを移動局プロセッサ３３４５へ供給するための適宜の要素を包含している。該基準局データがデータリンクを介しての効率的な送信のために圧縮される場合には、移動局受信器３３４５内のデータ復元要素３３５０がプロセッサ３３４５内の１つ又はそれ以上の更なる処理要素により使用するために該基準局データを復元させる。
【０４４８】
移動局受信器３３００は、更に、３つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信するためのアンテナ３３７０、及び移動局プロセッサ３３４５において使用するための移動局受信器３＋搬送波位相及び擬似距離データ３３８０を発生するための適宜の信号受信及び復調エレクトロニクス３３７５を包含している。移動局プロセッサ３３４５は、基準局の各々に対し夫々のマルチ帯域搬送波位相及び擬似距離同期及び基準情報要素３３５５，３３６０，３３６５を有している。要素３３５５，３３６０，３３６５は、マルチ帯域ＲＴＫ位置計算要素３３９０において使用するために移動局受信器データ３３８０を基準局データと同期させる。計算要素３３９０は移動局受信器３３００のＲＴＫ位置（ｆｉｘ）を計算し且つ出力データＲＴＫ位置及びステータス情報３３９５として供給する。
【０４４９】
代替的時定数決定
搬送波位相結合の時定数を決定する方法を式（０．２４）を参照して上に説明した。
【０４５０】
本発明の実施例に基づく搬送波位相結合の時定数を計算する更なる方法についてここで説明する。この方法は，以下の如くにして、セクション「係数決定」に対する時定数ｔｃfを計算することにより、電離層エラーの時間的相関に対してのみならず搬送波位相オブザーバブル（観測値）の可能な異なる分散をも考慮する。
【０４５１】
【数１１６】
【０４５２】
尚、ｔｃioは電離層エラーの時定数である。
【０４５３】
３搬送波の場合には、
【０４５４】
【数１１７】
【０４５５】
４搬送波の場合には、
【０４５６】
【数１１８】
【０４５７】
ジオメトリフィルタに対する位相結合補正
上述したジオメトリフィルタ実施例においてオブザーバブル（ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅ）として使用される最小エラー搬送波位相結合の定義は、その結合を決定するエラー特性が該フィルタの完全なランタイムにわたり一定のまま止まることを暗示する。このことは常にそうでない場合がある。例えば、基準局に対して実質的に変化する距離で移動する受信器に対しては、該最小エラー結合は時間にわたって変化する場合がある。
【０４５８】
ジオメトリフィルタは次善最適搬送波位相結合を使用して動作するものであったが、最適推定を構築することが可能である。これは、又、Ｌ１位相（それはＰ２相互相関技術の場合においてＬ２よりも一層ロバストである）のみでジオメトリフィルタを駆動するために使用することが可能である。これを行うために、ジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタの結果からフィルタした後に最小エラー結合のアンビギュイティを形成する。
【０４５９】
本発明の実施例に基づく最小エラー位相結合を計算する方法、例えば、基準局への距離が変化する場合に、フィルタランタイム期間中に使用される結合を変化させることを可能とする。更に、最良の追跡品質／使用可能性を有する信号をジオメトリフィルタにおいて使用することが可能であり、このことは、全ての周波数に関し全ての搬送波位相測定値を与える場合に使用可能であるよりもフィルタリングのためにより多くのデータを提供する。
【０４６０】
与えられた最小エラー結合の代わりにジオメトリフィルタにおける位相結合としてＬ１搬送波位相を使用する結果、Ｌ１搬送波位相アンビギュイティに対する推定値
【０４６１】
【数１１９ａ】
【０４６２】
が得られる。これは以前に与えた記述における
【０４６３】
【数６ａ】
【０４６４】
に対して結合
【０４６５】
【数１１９】
【０４６６】
を置換することを意味している。ジオメトリフィルタの結果は推定
【０４６７】
【数１２０】
【０４６８】
である。与えられた最小エラー搬送波位相結合
【０４６９】
【数６ａ】
【０４７０】
に対するアンビギュイティ推定値
【０４７１】
【数１２０ａ】
【０４７２】
を計算する場合に以下の式
【０４７３】
【数１２１】
【０４７４】
を使用する。決定される
【０４７５】
【数１２０ａ】
【０４７６】
が前と同じく結合器８５０において使用される。
【０４７７】
これは、又、Ｌ１の代わりに任意のその他のベース周波数、例えばＬ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波を使用して適用することが可能である。このことは、該その他の信号をより良く追跡することが可能である場合、例えばＧＰＳ民生Ｌ２信号Ｌ２ＣをＣ／ＡＬ１信号と比較して、有益的なものである。
【０４７８】
３搬送波の場合：
【０４７９】
【数１２２】
【０４８０】
４周波数の場合：
【０４８１】
【数１２３】
【０４８２】
図３４は本発明の実施例に基づいて更なる完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した図８の修正したバージョンである。図８のジオメトリフィルタ８３０は単一周波数搬送波位相（例えばＬ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタ３４３０及び結合器３４３２で置換されている。結合器３４３２は、入力として、ジオメトリフィルタ３４３０、電離層フィルタバンク８３５、クインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）の結果を取り且つアンビギュイティ推定値
【０４８３】
【数１２０ａ】
【０４８４】
を計算し、それは結合器８５０へ供給される。結合器８５０は以前に説明した実施例におけるように機能する。
【０４８５】
図３５は図１８の修正バージョンでありそれは、３つ又はそれ以上の搬送波でＧＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく更なる方法を模式的に例示している。図１８の１８２０におけるように搬送波位相結合に対してジオメトリフィルタを適用する代わりに、図３５の実施例は、３５７０において単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタを適用する。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４８６】
【数１２０ａ】
【０４８７】
１８２５がアレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１９５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。
【０４８８】
図３６は図１９の修正バージョンであって、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の適用例を示している。図３６の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４８９】
【数１２０ａ】
【０４９０】
１８２５が、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス１９１０へ供給され、それはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。
【０４９１】
図３７は図２０の修正バージョンであって、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示している。図３７の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は、単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４９２】
【数１２０ａ】
【０４９３】
１８２５が、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス２０１０へ供給され、それは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックし、それは受信器２０００の位置２０２５を計算するためにプロセス２０２０において使用される。
【０４９４】
図３８は、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示している。図３８の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４９５】
【数１２０ａ】
【０４９６】
１８２５は、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用する結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用する結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス２０１０へ供給され、それは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックする。プロセス２０２０はその検証された解から位置を計算する。出力として供給されるその計算された位置２０２５は検証された結合浮動（ｆｌｏａｔ）及び固定（ｆｉｘｅｄ）解である。
【０４９７】
当業者が理解するように、本発明の実施例の詳細な説明は単に例示的なものであり且つ何等制限的であることを意図したものではない。本発明のその他の実施例はこの開示の恩恵を受ける当業者にとって自明なものである。例えば、該例においては最小エラー結合が使用されているが、当業者が理解するように、多くの結合が可能であり且つ最小エラー結合以外の結合も最適なものより劣るものであっても許容可能な結果を発生することが可能であり、従って特許請求の範囲は明示的に要求されている場合以外では最小エラー結合に制限されることを意図したものではない。添付図面に例示されているように本発明の実現例に対して詳細に参照がなされている。同一又は同様の部分を参照するために図面及び詳細な説明全体にわたり同一の参照表示が使用されている。
【０４９８】
明確性のために注記するが、本明細書に記載した実現例の日常的な特徴の全てが図示され且つ説明されているものではない。理解されるように、いずれかのこのような実際の実現例の展開においては、多数の実現例に特定的な決定が、適用例及びビジネス関連拘束条件の遵守などの開発者の特定の目的を達成するために為されねばならず、且つこれらの特定の目標は実現例毎に且つ開発者毎に異なるものである。更に、理解されるように、このような開発努力は複雑且つ時間がかかる場合があるが、それにも拘わらず、本開示の恩恵に浴する当業者にとってはエンジニアリングの日常的な作業である。
【０４９９】
本発明の実施例に基づいて、構成要素、処理ステップ及び／又はデータ構造は種々のタイプのオペレーティングシステム（ＯＳ）、コンピュータプラットフォーム、ファームウエア、コンピュータプログラム、コンピュータ言語及び／又は汎用マシンを使用して実現することが可能である。該方法は処理回路上で稼動するプログラムされたプロセスとして稼動させることが可能である。該処理回路はプロセッサ及びオペレーティングシステムの種々の結合又はスタンドアローン装置の形態をとることが可能である。該プロセスはこのようなハードウエアにより、ハードウエアのみにより、又は任意のその結合により実行される命令として実現することが可能である。該ソフトウエアはマシンにより読取可能なプログラム格納装置上に格納することが可能である。フィルタ及びフィルタのバンク等の計算要素は、各要求されるフィルタが必要に応じてインスタンス化されるようなオブジェクト指向型プログラミング言語を使用して容易に実現することが可能である。
【０５００】
当業者が理解するように、ハードワイヤード装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及びコンプレックスプログラマブル論理装置（ＣＰＬＤ）を包含するフィールドプログラマブル論理装置（ＦＰＬＤ）、応用特定集積回路（ＡＳＩＣ）等の汎用性がより劣る性質の装置を、本明細書に開示した本発明の概念の範囲及び精神から逸脱することなしに、使用することが可能である。
【０５０１】
本発明の１実施例によれば、本方法は、パソコン、ワークステーションコンピュータ、メインフレームコンピュータ、又はワシントン州レドモンドのマイクロソフトコーポレイションから入手可能なマイクロソフト（登録商標）ウインドウズ（登録商標）ＸＰ及びウインドウズ（登録商標）２０００又はカリフォルニア州サンタクララのサンマイクロシステムズインコーポレイテッドから入手可能なソラリス（登録商標）又は多数のベンダーから入手可能なＬｉｎｕｘ等のＵｎｉｘオペレーティングシステムの種々のバージョン等のＯＳを稼動する高性能サーバー等のデータ処理コンピュータ上で実現することが可能である。本方法は、又、マルチプロセッサシステム上で、又は入力装置、出力装置、ディスプレイ、ポインティング装置、メモリ、格納装置、データをプロセッサへ及びそれから転送するためのメディアインターフェース等の種々のペリフェラルを包含するコンピューティング環境において実現することが可能である。このようなコンピュータシステム又はコンピューティング環境は局所的に又はインターネットを介してネットワーク化することが可能である。
【０５０２】
本発明の実施例に基づく方法及び装置は以下のものに制限されるわけではないが以下のものを包含する。
【０５０３】
（１）
少なくとも３つの搬送波を有する信号から派生した１組のＧＮＳＳ信号データを処理する方法において、
（ａ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタを前記１組のＧＮＳＳ信号データに対して適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｂ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｃ）ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｄ）複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｅ）該（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイを結合して全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る、
ことを包含している方法。
【０５０４】
（２）
（１）において、更に、該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０５】
（３）
（１）又は（２）において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している方法。
【０５０６】
（４）
（１）乃至（３）のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティと固定アンビギュイティの結合を有する該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０７】
（５）
（１）乃至（３）のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し、且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０８】
（６）
（１）乃至（５）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５０９】
（７）
（１）乃至（５）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１０】
（８）
（７）において、該コードフィルタが相互に直交している方法。
【０５１１】
（９）
（１）乃至（８）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本方法が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備している信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理することを包含しており、その際に、
（ｈ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用してジオメトリフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｉ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して電離層フィルタのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｊ）ジオメトリフリー搬送波位相結合を使用してクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｋ）複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ
（ｄ）が、更に、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）のアレイを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイと結合させて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る方法。
【０５１２】
（１０）
（９）において、（ａ）及び（ｆ）は、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データと該第二組のＧＮＳＳ信号データとを単一ジオメトリフィルタへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一のアレイを得ることにより実施される方法。
【０５１３】
（１１）
（９）又は（１０）において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており且つ該第二ナビゲーションシステムが、第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している方法。
【０５１４】
（１２）
（９）乃至（１１）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１５】
（１３）
（９）乃至（１１）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データを適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１６】
（１４）
（１３）において、（ｈ）の該コードフィルタが相互に直交している方法。
【０５１７】
（１５）
（１）乃至（１４）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されたデータを有している方法。
【０５１８】
（１６）
（１）乃至（１５）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修したデータを有している方法。
【０５１９】
（１７）
（１）乃至（１６）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している方法。
【０５２０】
（１８）
（１７）において、基準局のネットワークから発生されたデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している方法。
【０５２１】
（１９）
（１）乃至（１８）のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相を使用してジオメトリフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該ジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイから該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイを計算する、ことを包含している方法。
【０５２２】
（２０）
（１）乃至（１９）のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である方法。
【０５２３】
（２１）
（１９）において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数、即ちＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される方法。
【０５２４】
（２２）
（１）乃至（２１）のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを包含している方法。
【０５２５】
（２３）
（２２）において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している方法。
【０５２６】
（２４）
（２２）又は（２３）において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している方法。
【０５２７】
（２５）
（１）乃至（２４）のうちのいずれか１項の方法を実施する装置。
【０５２８】
（２６）
少なくとも３つの搬送波を具備する信号から派生された１組のＧＮＳＳ信号データを処理する装置において、
（ｆ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｇ）該１組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｈ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合および関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｉ）該１組のＧＮＳＳデータからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
（ｊ）（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）により得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生するための結合器、
を有している装置。
【０５２９】
（２７）
（２６）において、更に、結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【０５３０】
（２８）
（２６）又は（２７）において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している装置。
【０５３１】
（２９）
（２６）乃至（２８）のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの組合わせで該結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【０５３２】
（３０）
（２６）乃至（２８）のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算する位置計算要素を有している装置。
【０５３３】
（３１）
（２６）乃至（３０）のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５３４】
（３２）
（２６）乃至（３０）のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５３５】
（３３）
（３２）において、該コードフィルタが相互に直交している装置。
【０５３６】
（３４）
（２６）乃至（３３）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本装置が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｈ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、前記結合器が、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のフィルタにより得られたアレイから、全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【０５３７】
（３５）
（２６）乃至（３３）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データは第一ナビゲーションシステムの送信器から受信した信号から派生され、本装置は、更に、第二ナビゲーションシステムの送信器から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、該ジオメトリフィルタは、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データから及び該第二組のＧＮＳＳ信号データから該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値を得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用し、且つ前記結合器が、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のフィルタにより得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【０５３８】
（３６）
（３４）又は（３５）において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており、且つ第二ナビゲーションシステムが、該第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している装置。
【０５３９】
（３７）
（３４）乃至（３６）のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データから該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５４０】
（３８）
（３４）乃至（３７）のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５４１】
（３９）
（３８）において、（ｈ）のコードフィルタが相互に直交している装置。
【０５４２】
（４０）
（２６）乃至（３９）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されるデータを有している装置。
【０５４３】
（４１）
（２６）乃至（４０）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修されるデータを有している装置。
【０５４４】
（４２）
（２６）乃至（４１）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している装置。
【０５４５】
（４３）
（４２）において、基準局のネットワークから発生されるデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している装置。
【０５４６】
（４４）
（２６）乃至（４３）のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るための単一周波数搬送波位相を使用するジオメトリフィルタ、及び（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及びジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイからジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイを計算するための結合器を有している装置。
【０５４７】
（４５）
（２６）乃至（４４）のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である装置。
【０５４８】
（４６）
（４４）において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数：ＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ Ｌ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される装置。
【０５４９】
（４７）
（２６）乃至（４５）のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを有している装置。
【０５５０】
（４８）
（４７）において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している装置。
【０５５１】
（４９）
（４７）又は（４８）において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している装置。
【０５５２】
本発明の実施例及び適用例について示し且つ説明したが、本開示の恩恵に浴する当業者にとって上述したもの以外の多くの修正例が本明細書における発明概念から逸脱することなしに可能であることは明らかである。従って、本発明は特許請求の範囲の精神における以外制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０５５３】
【図１】典型的な従来の２搬送波周波数シナリオを例示した概略図。
【図２】２搬送波周波数ＧＰＳ信号データを処理する従来のアプローチを示した概略図。
【図３】２搬送波周波数ＧＰＳ信号データを処理する更なる従来のアプローチを示した概略図。
【図４】従来技術の提案された３搬送波周波数シナリオを例示した概略図。
【図５】３搬送波周波数を有する提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムに対して意図された従来技術のソリューションを示した概略図。
【図６】本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ位置決定のためのアーキテクチャを示した概略図。
【図７】本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ位置決定のための更なるアーキテクチャを示した概略図。
【図８】本発明の実施例に基づく完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した概略図。
【図９】本発明の実施例に基づく個別的フィルタ及びフィルタバンクの数の要約を示した表。
【図１０】本発明の実施例に基づくジオメトリフリー電離層フィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１１Ａ】本発明の実施例に基づくクインテセンスフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１１Ｂ】本発明の実施例に基づいて複数個のクインテセンスフィルタバンクが設けられている一般化した構造を示した概略図。
【図１２Ａ】本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１２Ｂ】本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１３】本発明の実施例に基づく多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１４】本発明の実施例に基づく多数の相互に直交するジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１５】本発明の実施例に基づくハイレベル処理方法を例示したフローチャート。
【図１６】本発明の実施例に基づくシステム初期化の例を例示したフローチャート。
【図１７】本発明の実施例に基づく単一エポック内のシステム初期化の例を例示したフローチャート。
【図１８】３つ又はそれ以上の搬送波を有するＧＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく方法を例示した概略図。
【図１９】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の適用例を示した概略図。
【図２０】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示した概略図。
【図２１】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示した概略図。
【図２２】本発明の実施例に基づくフィルタリングアーキテクチャの例を示した概略図。
【図２３】図２２のアーキテクチャに対応する方法を示した概略図。
【図２４】本発明の実施例に基づく更なる方法を示した概略図。
【図２５】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２６】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２７】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２８】本発明の実施例に基づくデュアルシステムＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２９】フォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを調整するための基準受信器プロセッサの１実施例を示した概略図。
【図３０】フォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを調整するためのマルチＤＮＳＳ基準受信器プロセッサの１実施例を示した概略図。
【図３１】単一の基準局が使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３２】複数の基準局がネットワーク内において使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３３】複数個の個別的な基準局が使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３４】本発明の実施例に基づく更なる完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した概略図。
【図３５】３つ又はそれ以上の搬送波を有するＤＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく更なる方法を例示した概略図。
【図３６】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の適用例を示した概略図。
【図３７】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用を示した概略図。
【図３８】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示した概略図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グローバルナビゲーション衛星システムの分野に関するものである。更に詳細には、本発明は、３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のアンビギュイティ（ａｍｂｉｇｕｉｔｙ）即ち不明確性の推定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
グローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇｌｏｎａｓｓ、提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムを包含している。
【０００３】
各ＧＰＳ衛星は、１５４５．４２ＭＨｚ及び１２２７．６０ＭＨｚの夫々の周波数においてＬ１及びＬ２と呼ばれるＬ帯域における２つの無線周波数を使用して継続的に送信している。２つの信号がＬ１上で送信され、１つは民生ユーザのためであり且つ他方は国防省（ＧｏＤ）に承認されたユーザのためである。１つの信号がＬ２上に送信され、それはＧｏＤに承認されたユーザに対してのみ意図されている。各ＧＰＳ信号はＬ１又はＬ２周波数における搬送波、擬似ランダム雑音（ＰＲＮ）コード、及び衛星航法データを有している。２つの異なるＰＲＮコードが各衛星により送信され、即ち粗／採取（Ｃ／Ａ）コード及び暗号化されている精密（Ｐ／Ｙコード）である。各Ｃ／Ａコードは１０２３ビットの一意的シーケンスであり、それはミリ秒毎に繰り返される。
【０００４】
図１は典型的な従来の２搬送波周波数構成を模式的に例示している。受信器１００が夫々１１０，１２０，１３０において示されているＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶｍ等の視界内の任意の数の衛星からＧＰＳ信号を受信する。該信号は模式的に１４０で示した地球大気圏（電離層及び対流圏）を介して通過する。各信号は２つの周波数Ｌ１及びＬ２を有している。受信器１００は該信号から衛星の各々に対する夫々の擬似距離ＰＲ１、ＰＲ２、ＰＲｎを決定する。大気及びマルチパス効果が模式的に１５０で示したように信号経路において変動を発生し、それは擬似距離決定に歪みを発生させる。
【０００５】
Ｃ／Ａコードを約１メートルのエラーで測定することが可能である場合には、軍事専用Ｔ／Ｙコードを使用することのない民生受信器は数メートルの範囲内のエラーで位置を決定する。然しながら、Ｌ１及びＬ２搬送波の位相は０．０１−０．０５サイクル（２ｍｍ−１ｃｍ）の精度で測定することが可能であり、従って相対的な位置は数ミリメートル乃至数センチメートルの範囲内のエラーでより精密に推定することが可能である。精密な測位用の技術はＬ１及びＬ２搬送波位相及び整数アンビギュイティ決定を使用し、それは精密な衛星測位の広く研究されている分野である。
【０００６】
衛星測位装置により観察される搬送波位相信号におけるサイクルアンビギュイティを信頼性を持って且つ迅速に決定するために多くの技術が開発されている。アンビギュイティ決定技術は、通常、単一の候補を受付けるための決定をなすことができるまで潜在的な搬送波位相アンビギュイティ即ち不明確性を減少させるために明確なコード観察及び複数の衛星に関する観察の使用が関与する。コヒーレントに発生される搬送波位相信号の観察は、更に、アンビギュイティ決定の速度及び信頼性を向上させる。
【０００７】
アンビギュイティ決定の処理は３つのステップを包含しており、即ち、
１．各衛星及び搬送波位相帯域に関するアンビギュイティに対する近似的な値の推定、
２．最良候補の順番付けしたリストを見つけるために潜在的なアンビギュイティ候補にわたっての統計的サーチ、
３．トップのアンビギュイティ候補の検証。
【０００８】
良好なアンビギュイティ推定を得ることは、統計的サーチ及び検証のために必要な努力を著しく減少させる。
【０００９】
搬送波位相アンビギュイティの推定に対する古典的なアプローチは、以下のものに対する状態（未知のパラメータ）を包含するグローバルフィルタ（推定器）を構築することである。
【００１０】
１．移動局座標（ｘ，ｙ，ｚ）
２．各衛星及び各搬送波周波数帯域に対する搬送波位相アンビギュイティ項
３．電離層バイアスに対する局外母数（衛星あたり１つ）
４．クロック及び残留対流圏バイアスパラメータ（観察の二重差が使用される場合にはこれらの状態はしばしば無視されるが）。
【００１１】
図２はこのような従来の解決法を示しており、その場合には、全ての観察される衛星及び両方の周波数に対する全てのアンビギュイティが単一の大きな状態ベクトルを使用して推定される。複数の衛星のＬ１及びＬ２観察に対する生のＧＰＳデータ２００が２１０において準備（即ち、調整）され且つ準備されたデータセット２２０としてグローバルカルマン（Ｋａｌｍａｎ）フィルタ２３０へ供給される。フィルタ２３０はＬ１及びＬ２観察値に対するアンビギュイティ推定値を供給する。
【００１２】
現在のところ全地球測位システム（ＧＰＳ）の場合、ユーザの局所的な地平上方において一度に最大で１２個の衛星を追跡することが可能である。各ＧＰＳ衛星は２つの搬送波周波数に関して送信を行う。従って、該フィルタにおいてアップデートされねばならない状態の数は、例えば、４１に等しく、即ち、
・３個の移動局座標状態（ｘ，ｙ，ｚ）
・１２×２アンビギュイティ状態（二重周波数位相観察に対し）
・１２個の電離層バイアスパラメータ
・１個のクロック及び１個の対流圏バイアス状態。
【００１３】
ｎ状態カルマンフィルタをアップデートするための浮動小数点演算の数は約ｎ3に等しい（Ｍ． ＧＲＥＷＡＬ ｅｔ ａｌ．、カルマンフィルタリング・ＭＡＴＬＡＢを使用した理論及び実際（ＫＡＬＭＡＮ ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ：ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ ＵＳＩＮＧ ＭＡＴＬＡＢ）、第２版、２００１年、ジュン・ワイリー・アンド・サンズ、ニューヨーク、ＩＳＢＮ：０−４７１−３９２５４−５）。
【００１４】
従って、計算上の速度及び効率のために、単一のカルマンフィルタ内に包含される状態の数を最小とすることが望ましい。
【００１５】
ヨーロッパのＧａｌｉｌｅｏ衛星システムが使用可能となると、最大で３０個の衛星（ｎＳａｔ＝３０）が一度に使用可能となる。このＧａｌｉｌｅｏ衛星は３つの、又は多分４つの搬送波周波数を送信するものと予測されている。ＧＰＳ近代化により、３つの搬送波周波数（ｎＦｒｅｑ＝３）が使用可能となる。例えば、Ｋ． ＢＥＪＯＮＧ、将来のＧＰＳ及びガリレオ信号（Ｆｕｔｕｒｅ ＧＰＳ ａｎｄ Ｇａｌｉｌｅｏ Ｓｉｇｎａｌｓ）、ＧＥＯＩＮＦＯＲＭＡＴＩＣＳ、２００２年９月（２頁）；Ｇ． ＨＥＩＮ ｅｔ ａｌ．、ガリレオ周波数及び信号設計（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＆ Ｓｉｇｎａｌ Ｄｅｓｉｇｎ）、ＧＰＳ ＷＯＲＬＤ、２００３年６月、３０−３７頁：Ｓ． ＣＬＩＡＴＴ、ＧＰＳ近代化（ＧＰＳ Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ２００３、２００３年４月２２−２５日、グラース、オーストリア、を参照すると良い。３つの搬送波周波数に対する２つの基準局（ｎＲｅｆ＝２）からのデータが一度に処理される場合には、単一フィルタにおいてアップデートされることを必要とする状態の数は、例えば、以下の通りである。
【００１６】
【数０】
【００１７】
内蔵されたコンピュータパワーに対する予測される向上があるとしても、単一フィルタの計算負荷が大き過ぎることは極めて可能である。実時間位置決定等の多くの適用例の場合に、データのエポックあたり一度等の与えられた時間インターバル内において信頼性のある推定値を得ることが重要である。更に、増加された処理は、通常、受信器装置における増加された電力消費を意味し、そのことはバッテリ駆動型のポータブルユニット等の幾つかのタイプの装置にとって重要な考慮事項である。
【００１８】
大きなフィルタリング問題の計算負荷を減少させるための１つのアプローチは、分散化したフィルタを使用することである。然しながら、Ｎ． Ｃａｒｌｓｏｎ、分散化した並列処理のための連合平方根フィルタ（Ｆｅｄｅｒａｔｅｄ Ｓｑｕａｒｅ Ｒｏｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ ｆｏｒ Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｒｌｌｅｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、ＩＥＥＥ・トランズアクションズ・オン・エアロスペース・アンド・エレクトロニック・システムズ、Ｖｏｌ．ＡＥＳ−２６、ＮＯ．３、１９９０年５月によって提案されているような分散化したカルマンフィルタリングに対する数学的アプローチは、該技術を搬送波位相アンビギュイティ解決問題に対して適用することの複雑な問題に対処するものではない。
【００１９】
分散化フィルタリングは制御システム及び推定問題において、且つ既存の２周波数ＧＰＳ信号に対する搬送波位相アンビギュイティ解決において過去に使用されているが、Ｇａｌｉｌｅｏ及び近代化したＧＰＳ等の３つ又はそれ以上の周波数を有する将来のＧＮＳＳシステムに対処する技術に対する必要性が存在している。
【００２０】
コード及び搬送波位相は衛星毎のフィルタにおいて使用されている。Ｒ． Ｈａｔｃｈは、ワイドレーン二重周波数搬送波位相結合と組合わせてＬ１／Ｌ２ナロウレーンコードを使用することを提案している。Ｒ． Ｈａｔｃｈ、ＧＰＳコード及び搬送波位相アンビギュイティの相乗作用（Ｔｈｅ ｓｙｎｅｒｇｉｓｍ ｏｆ ＧＰＳ ｃｏｄｅ ａｎｄ ｃａｒｒｉｅｒ ｐｈａｓｅ ａｍｂｉｇｕｉｔｉｅｓ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・サード・インターナショナル・ジオディテック・シンポジウム・オン・サテライト・ドップラー・ポジショニング、ラスクルセス、ニューメキシコ、１９８２年２月、Ｖｏｌ．２、１２１３−１２３２頁、及びＰ． ＭＩＳＲＡ ｅｔ ａｌ．、全地球測位システム：信号、測定、及び性能（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ：ＳＩＧＮＡＬＳ， ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ， ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）、ＧＡＮＪＡ−ＪＡＭＵＮＡプレス、２００１年、２３０−２３３頁を参照すると良い。
【００２１】
最小エラー理想結合も既知であり、その場合には、測定雑音が最小エラーの意味で電離層バイアスに対してバランスされる。最小エラー理想結合を派生するための詳細な理論はＬ． ＳＪＯＢＥＲＧ、トランシット／ドップラー及びＧＰＳの適用において観察可能なＬ１及びＬ２周波数の最善の直線結合（Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｌ１ ａｎｄ Ｌ２ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｎｓｉｔ／Ｄｏｐｐｌｅｒ ａｎｄ ＧＰＳ）、ＭＡＮＵＳＣＲＩＰＴＡ ＧＥＯＤＥＴＩＣＡ １５、１９９０年、１７−２２頁において見出される。
【００２２】
図３はソフトウエアパッケージＴＴＣ２、７を有するトリンブルナビゲーションリミテッドの製品における２周波数データの後処理用に実現されているような現在の２搬送波ＧＰＳ信号データの処理のための従来の解決を示している。受信器３００は複数の衛星に対しＬ１及びＬ２の観察を有するＧＰＳ信号データセット３０５を供給する。プロセス３１０がＧＰＳ信号データセット３０５から係数３１５を計算する。ＧＰＳ信号データセット３０５及び係数３１５は３つのフィルタプロセス、即ちジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）フィルタプロセス３２０、ジオメトリフリー（ｇｅｏｍｅｔｒｙ−ｆｒｅｅ）電離層フィルタプロセス３３０、ジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタプロセス３４０へ供給される。ジオメトリフィルタプロセス３２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３２５を得る。電離層フィルタプロセス３３０はジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ３３５を得る。コードフィルタプロセス３４０はジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該ジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３４５を得る。アレイ３２５，３３５，３４５は結合プロセス３５０へ供給されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５５を得る。アレイ３５５は浮動解（ｆｌｏａｔ−ｓｏｌｕｔｉｏｎ）計算プロセス３６０へ供給されて位置３６５を計算する。コードフィルタ３４０は単一のワイドレーン（ｗｉｄｅ−ｌａｎｅ）フィルタであり、それはマルチパスモデリングを包含しているが雑音モデリングを包含するものではない。この従来の解はＧａｌｉｌｅｏ等の３つ又はそれ以上の搬送波周波数を具備し得るＧＮＳＳにとって適したものではない。
【００２３】
図４はＧａｌｉｌｅｏ及び近代化したＧＰＳに対して提案されているような３搬送波周波数構成を模式的に例示している。受信器４００は夫々４１０，４２０，４３０に示されているＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶｍ等の視界中にある任意の数の衛星からＧＮＳＳ信号を受信する。これらの信号は模式的に４４０で示した地球の大気を介して通過する。各信号は３つ又はそれ以上の周波数ｆ１，ｆ２，．．．，ｆｋを有している。受信器４００はこれらの信号から該衛星の各々への夫々の擬似距離ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲｍを決定する。大気及びマルチパス効果が４５０において模式的に表わしたように信号経路において変動を発生し、そのことは擬似距離決定に歪みを発生させる。
【００２４】
図５は３搬送波周波数を具備する提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムに対して意図されている従来の解を示している。受信器５００は複数の衛星に対し３つの搬送波の観察を有するＧａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５を供給する。プロセス５１０はＧａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５から係数５１５を計算する。Ｇａｌｉｌｅｏ信号データセット５０５及び係数５１５は２つのフィルタプロセス、即ちジオメトリフィルタプロセス５２０及びジオメトリフリーフィルタプロセス５３０の単一のバンクへ供給される。ジオメトリフィルタプロセス５２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ５２５を得る。該ジオメトリフリーフィルタプロセス５３０の単一のバンクは衛星あたり１個のジオメトリフリーフィルタを使用し、該ジオメトリフリー結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一出力アレイ５３５を全てのジオメトリフリー情報に対し発生する。アレイ５２５及び５３５が結合プロセス５４０へ供給されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ５４５を得る。アレイ５４５が計算プロセス５５０へ供給されて、整数最小二乗、検証、位置計算を使用して固定位置５５５を計算する。ジオメトリフリーフィルタの詳細はＧＮＳＳ−２用の搬送波位相測位技術に関する研究所実験（Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ Ｏｎ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ ＧＮＳＳ−２）（ＴＣＡＲ−ＴＥＳＴ）、テクニカルノートＷＰ２１００：物理的空間情報の使用（Ｕｓｅ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｓｐａｃｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、ＥＳＡ／ＥＳＴＥＣ契約番号１２．４０６／７７／ＮＬ／ＤＳ Ｒｉｄｅｒ １、スペクトラプレシジョンテレサットＧｍｂＨの秘密報告書、１９９９年１２月において見出される。３搬送波アンビギュイティ決定（ＴＣＡＲ）に対するこの提案されているアプローチの欠点は、全てのエラーが雑音として取扱われており、所望なものよりも計算的により非効率的としており且つ所望のものよりも一層悪いアンビギュイティ推定値を発生することである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
３つ又はそれ以上の搬送波を有するＧＮＳＳ信号のアンビギュイティ決定に対し改良された方法及びシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明に基づく実施例は例えばＧａｌｉｌｅｏ及び向上させたＧＰＳ等の３つ又はそれ以上の周波数を具備する将来のＧＮＳＳシステムにおける搬送波位相アンビギュイティ決定に対する必要性に対処するものである。
【００２７】
３つ又はそれ以上の周波数帯域に対する搬送波位相アンビギュイティの良好な近似を得るために計算的に効率的な技術を使用しており、統計的なサーチのために必要とされる努力を著しく減少させ且つ検証が著しく減少される。
【００２８】
既存のマルチ搬送波アンビギュイティ決定技術と比較して本発明に基づく実施例の利点は、フィルタコンポーネント（フロート即ち浮動解）に対する高い計算効率及び個々の測定及び測定結合のエラー特性のより良い知識を得るための能力を包含している。この効率は１つ又はそれ以上の利点を提供している。より低い性能の処理コンポーネントが必要とされ、受信器の構成をより低いコストで及び／又は電力消費がより少ないものとすることを可能としている。処理用の電力が使用可能な場合であっても、殆どの最近のＣＰＵはプロセッサクロックを減少させ及び／又は計算が継続中でない間に処理ユニットを一種のスリープモードとさせることにより電力を節約することが可能である。これは重要なコスト、重量及びランタイムファクタである。与えられた処理用電力に対し、本発明に基づく実施例は従来の技術の場合に可能であるよりもより良い計算モデルを使用することを可能とし、改良されたシステム性能とさせている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の文脈において、以下の用語はその文脈によりそうでないことが表示されない限り表示した意味を有するものであることが意図されている。
【００３０】
ＧＡＬＩＬＥＯは、ヨーロッパ宇宙局による配備が計画されているＧａｌｉｌｅｏ衛星ナビゲーションシステムを有している。
【００３１】
ＧＬＯＮＡＳＳは、ソビエト連邦により配備されたＧｌｏｎａｓｓ衛星ナビゲーションシステムを包含している。
【００３２】
ＧＮＳＳ（全地球航法衛星システム）は、総称的に、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ及びＧＡＬＩＬＥＯシステム、時折動作状態となることが可能な同様の衛星をベースとした航法システム、及びスードライト（ＰＳＥＵＤＯＬＩＴＥ）システムを包含している。
【００３３】
ＧＰＳは、それが現在存在しており且つ将来の近代化と共に存在する場合のあるアメリカ合衆国国防省により配備されたＮＡＶＳＴＡＲ全地球測位システムを包含している。
【００３４】
擬似衛星とも呼ばれるスードライトがＧＮＳＳのような信号の送信器である。スードライトは典型的に地球型である。
【００３５】
基準受信器（即ち基準局）は固定位置にあるＧＮＳＳ受信器である。
【００３６】
移動局は移動可能なＧＮＳＳ受信器である。
【００３７】
衛星はＧＮＳＳ信号の送信器であり、且つスードライトを包含することが意図されている。
【００３８】
ユーザは移動又は基準受信器である。
【００３９】
以下の表記は以下の説明において使用される。
【００４０】
【表１】
【００４１】
概観
図６は本発明の１実施例に基づく３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のファクトライズ（ｆａｃｔｏｒｉｚｅ）したアンビギュイティ決定を使用してＧＮＳＳ位置を計算するためのアーキテクチャを例示したフローチャートである。ＧＮＳＳ信号データセット６０５は受信器において複数の衛星の信号を受信することにより得られた１組の観察値である。ＧＮＳＳ信号データセット６０５は要素６１０へ供給され、それは該データをフィルタリングのために用意（即ち、調整）し、且つその結果用意されたデータ６１５は要素６２０へ供給され、該要素は完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタを該用意されたデータに対して適用する。
【００４２】
完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタ要素６２０の特徴及び変形例について以下に詳細に説明する。フィルタ要素６２０を用意したデータに対して適用することの結果は全ての送信器（例えば、全ての観察されたＧＮＳＳ衛星及び／又はスードライト）に対する全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ６２５である。アレイ６２５は位置計算要素６３０へ供給され、該要素は観察時に対する受信器位置６３５を計算する。図６の例においては、要素６３０は浮動（ｆｌｏａｔ）解として位置６３５を計算する。
【００４３】
図７は本発明の１実施例に基づいて３つ又はそれ以上の搬送波に対するＧＮＳＳ信号のファクトライズしたアンビギュイティ決定を使用するＧＮＳＳ測位用の更なるアーキテクチャを例示したフローチャートである。ＧＮＳＳ信号データセット７０５は受信器において複数の衛星の信号を受信することにより得られた１組の観察値である。データセット７０５は要素７１０へ供給され、該要素はフィルタリングのために該データを用意し、且つその結果用意されたデータ７１５は要素７２０へ供給され、該要素は完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタを該用意されたデータに適用する。
【００４４】
要素７２０の完全にファクトライズされた搬送波アンビギュイティ決定（ＣＡＲ）フィルタの特徴及び変形例について以下に詳細に説明する。フィルタ要素７２０を該用意されたデータに対して適用する結果は、全ての送信器（例えば、全ての観察したＧＮＳＳ衛星及び／又はスードライト）に対する全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ７２５である。アレイ７２５は位置計算要素７３０へ供給され、該要素は観察時に対する受信器位置７３５を計算する。図７の例においては、要素７３０は、整数最小二乗プロセス７４０をアレイ７２５へ適用し、且つ検証プロセス７５０を適用することにより位置７３５を計算する。
【００４５】
図８は、フィルタプロセス６２０及び７２０を実施するのに適した本発明の実施例に基づく完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタ８２０の構造を示している。用意されたＧＮＳＳ信号データセット６１５又は７１５等の用意されたＧＮＳＳ信号データセット８１５がフィルタ８２０へ供給され、該フィルタはサブプロセスを実施するための多数の要素を包含している。要素８２５は用意されたデータセットから係数を計算し且つ該用意されたデータセットを計算した係数と共に複数個のサブフィルタへパスする。これらのサブフィルタは、単一ジオメトリフィルタ８３０と、観察した衛星当たり１個のフィルタを具備しているジオメトリフリー電離層フィルタバンク８３５と、各フィルタバンクが観察した衛星当たり１個のフィルタを具備している１つ又はそれ以上のクインテセンス（Ｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｃｅ）フィルタバンク８４０（１）乃至８４０（ｎｆ−２）と、各フィルタバンクが観察した衛星あたり１個のフィルタを具備している１つ又はそれ以上のコードフィルタバンク８４５（１）乃至８４５（ｎｆ）とを包含している。該サブフィルタにより発生されるアレイは結合器８５０へ供給され、該結合器は関連する統計情報と共に全ての搬送波位相観察値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ８５５を供給する。アレイ６２５及び７２５に対応するアレイ８５５はプロセス６３０及び７３０に対応する位置計算のために要素８６０へ供給される。
【００４６】
クインテセンスフィルタバンクの数はＧＮＳＳ信号データセット８１５の搬送波周波数の数ｎｆより２少ないものであり、というのは、２つの結合はジオメトリフィルタ８３０と電離層フィルタバンク８３５により使用されるからである。例えば、クインテセンスフィルタの単一のバンクが３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムに対して提供され、且つクインテセンスフィルタの２つのバンクが４つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して提供される。少なくとも１つの結合したコードフィルタバンクが提供され、所望により、最大でＧＮＳＳ信号データセット８１５の搬送波周波数の数ｎｆまで複数個のコードフィルタバンクを設けることが可能である。例えば、１乃至３の任意の数のコードフィルタバンクが３つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して設けられ、且つ１乃至４のうちの任意の数のコードフィルタバンクが４つの搬送波周波数を具備するＧＮＳＳシステムに対して設けられる。図９は本発明の実施例に基づく個々のフィルタ及びフィルタバンクの数の要約を示しており、各フィルタバンクは衛星あたり１個のフィルタを有している。
【００４７】
図１０は観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づくジオメトリフリー電離層フィルタバンク８３５の構造を示している。電離層フィルタバンク８３５は夫々のジオメトリフリー電離層フィルタ１０１０，１０２０，．．．，１０３０を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１０４０へ供給して電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１０５０を得る。アレイ１０５０はフィルタ８２０等の完全にファクトライズされたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００４８】
図１１Ａは観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づくクインテセンスフィルタバンク１１００の構造を示している。クインテセンスフィルタバンク１１００は夫々のジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１１０５，１１１０，．．．，１１１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１１２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１１２５を得る。アレイ１１２５はフィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００４９】
図１１Ａに示した本発明の１実施例によれば、単一クインテセンスフィルタバンク１１００は、ＧＮＳＳシステムが３つの搬送波周波数を有している場合に供給される。図１１Ｂに示した本発明の別の実施例によれば、数ｎｆ−２のクインテセンスフィルタバンクが設けられ、尚ｎｆはＧＮＳＳ搬送波周波数の数である。例えば、４つの搬送波周波数の場合には２個のクインテセンスフィルタバンクが設けられる。
【００５０】
図１１Ｂは一般化した構造を示しており、その場合に、観察される衛星の数ｎｓに対し本発明の実施例に基づいて複数個のクインテセンスフィルタバンク１１００，１１３０が設けられる。クインテセンスフィルタバンク１１００は図１１Ａに示してあるようなものである。クインテセンスフィルタバンク１１３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１１３５，１１４０，．．．，１１４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに適用され且つその結果を二重差要素１１５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してのアンビギュイティ推定値のアレイ１１５５を得る。アレイ１１５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５１】
図１２Ａは、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく単一ジオメトリフリーコードフィルタバンク１２００の構造を示している。コードフィルタバンク１２００はジオメトリフリーであるが完全には電離層フリーではないフィルタ１２０５，１２１０，．．．，１２１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１２２０へ供給してジオメトリフリー且つ電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１２２５を得る。アレイ１２２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズされたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５２】
図１２Ｂは、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１２３０の構造を示している。コードフィルタバンク１２３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１２３５，１２４０，．．．，１２４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１２５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１２５５を得る。アレイ１２２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５３】
図１３は、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０の構造を示している。コードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０の数は、最大でＧＮＳＳ搬送波周波数の数ｎｆまでの任意の数である。例えば、３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは、最大で、３つのコードフィルタバンクを有することが可能であり、且つ４つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で４つのコードフィルタバンクを有することが可能である。
【００５４】
図１３を参照すると、フィルタバンク１３００はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１３０５，１３１０，．．．，１３１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対するＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１３２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１３２５を得る。アレイ１３２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５５】
未だに図１３を参照すると、フィルタバンク１３３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１３３５，１３４０，．．．，１３４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１３５０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１３５５を得る。アレイ１３５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５６】
図１４は、観察される衛星の数ｎｓに対しての本発明の実施例に基づく相互に直交しているものとして特定される多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンク１４００，．．．，１４３０の構造を示している。相互に直交するコードフィルタバンク１４００，．．．，１４３０の数は、最大でＧＮＳＳ搬送波周波数の数ｎｆまでの任意の数である。例えば、３つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で３つのコードフィルタバンクを有することが可能であり、且つ４つの搬送波周波数を有するＧＮＳＳシステムは最大で４つのコードフィルタバンクを有することが可能である。
【００５７】
図１４を参照すると、フィルタバンク１４００は相互に直交するジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１４０５，１４１０，．．．，１４１５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１４２０へ供給してジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１４２５を得る。アレイ１４２５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５８】
未だに図１４を参照すると、フィルタバンク１４３０はジオメトリフリー及び電離層フリーフィルタ１４３５，１４４０，．．．，１４４５を包含しており、各フィルタは、夫々、観察される衛星Ｓａｔ１，Ｓａｔ２，．．．，Ｓａｔｎｓのうちの１つに対応している。各フィルタは対応する衛星に対してのＧＮＳＳ信号データに対して適用され且つその結果を二重差要素１４５０へ供給して該ジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイ１４５５を得る。アレイ１４５５は、フィルタ８２０等の完全にファクトライズしたＣＡＲフィルタのその他のサブフィルタからのアレイと結合するために結合器８５０等の結合器へ供給される。
【００５９】
図１５は本発明の実施例に基づくハイレベル処理方法を例示したフローチャートである。１５０５において開始し、予備処理されたＧＮＳＳデータが１５１０において受取られる。フィルタ８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタが第一エポックに対し１５１５において初期化され且つその第一エポックに対するデータを処理する。第一エポックに対する処理の結果が１５２０において出力として供給される。新たなエポックに対し予備処理されたデータセットが使用可能であるか否かのチェックが１５２５において行われる。否定である場合には、該プロセスは１５３０において終了する。肯定である場合には、新たなエポックに対するデータセットが１５３５において処理され且つ新たなエポックを処理した結果が１５２０において出力として供給される。本方法は表示した如く１５２５から繰り返される。
【００６０】
図１６は本発明の実施例に基づくシステム初期化の多数の可能な例のうちの１つを例示したフローチャートである。１６０５において開始し、生のＧＮＳＳデータセットが新たなエポックに対し使用可能であるか否かのチェックが１６１０において行われる。否定である場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンして該プロセスを１６０５において再開始させる。肯定である場合には、生のＧＮＳＳデータセットが１６２０において用意され且つ１６２５においてフィルタされる。結合８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定結合が該用意され且つフィルタされたデータセットに対し１６３０において適用される。アンビギュイティ推定値が充分に収束していない場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンし１６５０において該プロセスを再開始させる。アンビギュイティ推定値が充分に収束している場合には、初期化は成功したものと考えられ且つ例えば１６４０における整数最小二乗計算により位置が計算される。初期化が成功したものと考えるためのアンビギュイティ推定値の充分な収束を構成するものは、設計選択事項であり、それは、例えば、搬送波のプラス又はマイナス５又は１０サイクルである場合がある。アンビギュイティ推定値が収束しない場合には、整数最小二乗解を計算するための処理資源は再開始させ且つ新たなデータセットを待機することにより無しで済ますことが可能である。いずれの場合においても、アンビギュイティ推定値は２，３のエポックの後に収束する。解検証が１６４５において実施され且つその検証が成功したか否かのチェックが１６５０においてなされる。否定である場合には、初期化が失敗したものと考えられ且つ制御は１６１５を介してリターンして該プロセスを１６０５において再開始させる。肯定である場合には、初期化は１６５５において成功したものと考えられる。
【００６１】
図１７は本発明の実施例に基づく単一エポック内における瞬間的なシステム初期化の多数の可能な例のうちの１つを例示したフローチャートである。１７０５において開始して、生のＧＮＳＳデータセットが１７１０において用意され且つ１７１５においてフィルタされる。結合８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定結合が該用意され且つフィルタされたデータセットに対して１７２０において適用される。使用可能なデータでもって初期化が可能であるか否かのチェックが１７２５において行われる。否定である場合には、初期化は失敗したものと考えられ且つ制御は１７３０を介してリターンして該プロセスを１７０５において再開始させる。肯定である場合には、例えば１７３５における整数最小二乗計算によって整数アンビギュイティが決定される。解検証が１７４０において実施され且つその検証が成功したか否かのチェックが１７４５において行われる。否定である場合には、初期化が失敗したものと考えられ且つ制御は１７３０を介してリターンして該プロセスを１７０５において再開始させる。肯定である場合には、初期化は１７５０において成功したものと考えられる。
【００６２】
図１８は３つ又はそれ以上の搬送波を具備するＧＮＳＳ信号データセット１８０５を処理するための本発明の実施例に基づく方法を模式的に例示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５は、オプションとして、１８１０において処理されてフィルタ８２０等の完全にファクトライズした３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタのサブフィルタにおいて使用するための係数１８１５を計算し、係数１８１５は、一方、幾分より大きな処理負荷のコストでもって該サブフィルタにおいて計算することが可能である。該係数は、それらが以下により詳細に説明するようにエラーを最小とするために計算されるので、相互に関連しており且つ直交している。サブフィルタプロセス１８２０がデータセット１８０５に対してジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ８３０等のジオメトリフィルタを適用して、該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８２５を得る。サブフィルタプロセス１８３０はデータセット１８０５に対してジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタバンク８３５等の電離層フィルタのバンクを適用して、該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８３５を得る。
【００６３】
サブフィルタプロセス１８４０は、データセット１８０５に対し、ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）等のクインテセンスフィルタの少なくとも１個のバンクを適用して、該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８４５を得る。クインテセンスフィルタバンクの数は図９及び１１Ｂを参照して上述したように搬送波周波数の数に依存する。サブフィルタプロセス１８５０は、データセット１８０５に対して、複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用して、コードフィルタバンク１２００又は１２３０又はコードフィルタバンク１３００，．．．，１３３０又は１４００，．．．，１４３０等の少なくとも１つのコードフィルタバンクを適用して、該複数個の送信器に対し該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイ１８５５を得る。該コードフィルタバンクの数及び特性は図９，１２Ａ，１２Ｂ，１３，１４を参照して上に説明してある。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は１８６０において結合されて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイ１８６５を得る。サブフィルタプロセス１８２０，１８３０，１８４０，１８５０は、例えば、計算効率、プロセッサ電力消費及び／又はデータセット１８０５の使用可能性から位置ｆｉｘに対する全体的な処理時間等の考慮事項を最適化するために所望により１個のプロセッサ内の別々のスレッドにおいて又は別々のプロセッサにおいて並列的に実施することが可能である。
【００６４】
図１９は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器１９００に対して計算した位置を得るための図１８の方法の適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器１９００によって用意される。アレイ１８６５がプロセス１９１０へ供給され、該プロセスはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動（ｆｌｏａｔ）解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。
【００６５】
図２０は３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器２０００に対し計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５が３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器２０００によって用意される。アレイ１８６５がプロセス２０１０へ供給され、該プロセスは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックし、それは受信器２０００の位置２０２５を計算するためにプロセス２０２０において使用される。
【００６６】
図２１は、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器２１００に対し浮動（ｆｌｏａｔ）解計算位置１９２０及び浮動及び固定（ｆｌｏａｔ−ａｎｄ−ｆｉｘｅｄ）結合計算位置２０２０の両方を得るための図１８の方法の更なる適用例を示している。ＧＮＳＳ信号データセット１８０５が３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ信号のオブザーバブルから受信器２１００により回収される。アレイ１８６５がプロセス１９１０へ供給され、該プロセスはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。検証されておらず且つ検証された整数最小二乗解よりもより精密でない可能性があるが、この浮動解位置はより迅速に計算され且つ使用可能である場合には、検証された整数最小二乗解で補充することが可能である。アレイ１８６５は、又、プロセス２０１０へ供給され、該プロセスは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がこの解の有効性をチェックする。プロセス２０２０が検証された解から位置を計算する。出力として供給されたその計算された位置２０２５が検証された結合浮動（ｆｌｏａｔ）及び固定（ｆｉｘｅｄ）解である。
【００６７】
本発明の実施例に基づく搬送波位相アンビギュイティの分散型推定は以下のフィルタを使用する。
【００６８】
・フィルタ８３０等のジオメトリフィルタで、それは最小エラー搬送波位相結合を処理して各衛星に対する単一（結合）アンビギュイティ項、及び受信器に対する位置状態を推定する。
【００６９】
・バンク８３５等の電離層フィルタのバンクで、それは最小エラー電離層搬送波位相結合を使用して衛星信号に関する電離層バイアスを推定する。
【００７０】
・クインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクで、それはジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を処理して搬送波位相アンビギュイティを直接的に推定する。
【００７１】
・最大で各コード帯域に対し１個のバンクであるコードフィルタの１つ又はそれ以上のバンクで、それはその電離層バイアスが該コードのものと等しいか又はそれに近いように形成された位相結合を処理する。
【００７２】
複数の基準局が一度に処理される場合には、最も計算的に効率的なアプローチは、各基準局に対しフィルタの別個のブロックを実現することである。即ち、ジオメトリフィルタ８３０、電離層フィルタバンク８３５、１つ又はそれ以上のクインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）、及び１つ又はそれ以上のコードフィルタバンク８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）は、計算効率のために、所望により、複数の基準局の各々に対し複製することが可能である。
【００７３】
フィルタのバンクからの出力は、搬送波位相アンビギュイティの推定値が要求される場合には、最小エラーの意味において結合される。通常、このことは測定アップデートエポック毎に行われ（例えば、毎秒１回）、しかし、処理プラットフォームが制限された処理能力を有している場合には、該フィルタを伝搬させ且つ該結合を実施するためにより遅いアップデートレンジを使用することが可能である。
【００７４】
複数の基準局が関与する場合には、各基準局データストリームは計算負荷を減少させることに貢献するために推定器内に多重化させることが可能である。
【００７５】
アプリオリエラーモデル
測定値のエラー特性のアプリオリ知識が使用される方法について説明する。無相関エラー成分（雑音）の分散が、相関エラー分散及びその相関時定数と共に使用される。Ｕ． ＶＯＬＬＡＴＨ ｅｔ ａｌ．、ネットワークＲＴＫ対単一ベースＲＴＫ−エラー特性の理解（Ｎｅｔｗｏｒｋ ＲＴＫ Ｖｅｒｓｕｓ Ｓｉｎｇｌｅ Ｂａｓｅ ＲＴＫ − Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ Ｅｒｒｏｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ２００２・コンフェレンス、２００２年５月、２７７４−２７８０頁を参照すると良い。
【００７６】
これは代表的なデータセットの解析により行われる。該エラーは、典型的に、個々の衛星の仰角（ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）及び／又は受信器追跡ループにより計算される搬送波対雑音比に依存する。多くの方法が文献において使用可能である。
【００７７】
１つの方法は、仰角９０゜における分散σ90゜2から仰角αにおける分散σα2を派生する仰角マッピング関数アプローチである。
【００７８】
【数１】
【００７９】
時間相関エラーに対しては、相関時間ｔｃとの指数時間相関が仮定される。
【００８０】
【数２】
【００８１】
以下においては、σｕk2はエポックｋにおける無相関（ホワイトノイズ）エラーの分散を示す。σｃk2は関連する時定数ｔｃkでのエポックｋにおける時間相関エラーの分散である。
【００８２】
二重差対一重差
継続的な議論の１つの問題は、ＧＮＳＳデータ処理における二重差又は一重差の使用である。両方のアプローチの均等性は、受信器クロックの精密なモデルは使用可能なものではないという現実的な仮定の下で証明されている。Ｅ． ＧＲＡＦＡＲＥＮＤ ｅｔ ａｌ．、局外母数除去による均等な線形モデルのクラスの発生−ＧＰＳ観察への適用（Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｃｌａｓｓｅｓ ｏｆ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｍｏｄｅｌｓ ｂｙ Ｎｕｉｓａｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ − Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｏ ＧＰＳ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ）ＭＡＮＵＳＣＲＩＴＰＡ ＧＥＯＤＥＴＡＣＡ １１（１９８６）、２６２−２７１頁を参照すると良い。一方のアプローチ又は他方のアプローチを選択するための主要な理由はアルゴリズムの構成（ソフトウエア設計）である。
【００８３】
ここに提示する方法はジオメトリフリーフィルタに対し一重差を使用し、且つ該ジオメトリフィルタに対しては一重差又は二重差を使用することが可能である。アンビギュイティ決定ステップはオペレーションのために二重差を必要とする。
【００８４】
基準衛星
アンビギュイティ決定プロセス自身は基準衛星の選択に依存するものではないが、基準衛星は二重差においてアンビギュイティを固定することが可能であるように選択されねばならない。データセットにおいて表現される任意の衛星を使用することが可能である。基準衛星選択の２つの方法が文献において一般的であり、
１．最も高い仰角衛生が使用され、
２．測定において最も低い予測エラーを有する衛星が選択され、例えば、最も高い信号対雑音比を有する衛星である。
【００８５】
データ解析のために、これらの基準衛星選択はデータエラーについてより深い洞察を提供することが可能である。
【００８６】
データ準備
データ準備は移動局位置に依存することのない全てを予め計算するオプションのプロセスである。以下のプロセスにおいて処理負荷が増加し且つ転送すべきデータがより多くなると言う犠牲においてデータ準備（即ち、調整）ステップなしでのオペレーションが可能である。
【００８７】
周波数ｆ及び基準局位置
【００８８】
【数３ａ】
【００８９】
の衛星ｓに対する予備処理した搬送波データを作成するために、以下の式が使用される。
【００９０】
【数３】
【００９１】
電離層に関するアプリオリ情報もモデルから使用可能である場合には、予備処理は次式を考慮に入れることが可能である。
【００９２】
【数４】
【００９３】
尚、
【００９４】
【数４ａ】
【００９５】
は該衛星と基準受信器位置
【００９６】
【数３ａ】
【００９７】
との間のジオメトリックレンジ（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｒａｎｇｅ）即ち幾何学的距離であり且つ
【００９８】
【数４ｂ】
【００９９】
は該衛星と何等かの対流圏モデルから派生した基準受信器位置
【０１００】
【数３ａ】
【０１０１】
との間の対流圏遅延である。
【０１０２】
【数４ｃ】
【０１０３】
は該衛星と同一の対流圏モデルから派生したユーザ位置
【０１０４】
【数４ｄ】
【０１０５】
の良好な推定値（例えば、差分ＧＮＳＳ位置）との間の対流圏遅延である。
【０１０６】
同様に、その予備処理された擬似範囲測定値は、
【０１０７】
【数５】
【０１０８】
であり、又は、対流圏モデルを使用して、
【０１０９】
【数６】
【０１１０】
である。以下において、全ての式は予備処理した測定値を参照している。
【０１１１】
データ準備が実施されない場合には、以下の方法の説明は、上の式を使用する基準受信器とユーザ受信器とにおいてとられる測定値の間に暗示的な差を有している。
【０１１２】
ジオメトリフィルタ（Ｇｅｏｍｅｔｒｙ Ｆｉｌｅｒ）
ジオメトリフィルタ８３０等のジオメトリフィルタは、最小エラー搬送波位相結合
【０１１３】
【数６ａ】
【０１１４】
を使用する古典的な浮動（ｆｌｏａｔ）解である（最小エラー幾何学的搬送波位相結合と題した以下の説明を参照）。その浮動解は対流圏残留エラーモデルに対する１つの状態を包含することが可能である。これはアンビギュイティ決定を使用する高精度衛星航法システム測位に対する良く知られたスタンダードな技術である。
【０１１５】
該浮動解は一重差又は二重差で構成することが可能である。前者の場合においては、結合オペレーション（結合と題した以下の説明参照）へ結果をパスする前に二重差オペレータ（二重差オペレータと題して以下の説明参照）が適用される。
【０１１６】
本発明の実施例においては、最小エラー搬送波位相結合における相関させたエラーのモデリングが状態増強技術によって、又、顕著な雑音が存在しない場合には、雑音の白色化技術によって行われる。
【０１１７】
ジオメトリフリーフィルタ
フィルタバンク８３５，８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）及び８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）等の対流圏、クインテセンス及びコードフィルタバンクのために使用されるジオメトリフリー（ｇｅｏｍｅｔｒｙ−ｆｒｅｅ）フィルタについて説明する。それらは、無相関雑音及び与えられた相関時間を有する相関雑音を考慮に入れる与えられたジオメトリフリーオブザーブル結合
【０１１８】
【数６ｂ】
【０１１９】
のアンビギュイティの推定を実現する。
【０１２０】
カルマンフィルタ形成
本発明の実施例に基づくジオメトリフリーフィルタは、２つの状態を有するカルマンフィルタとして実現される。第一状態（Ｎf）は推定すべきアンビギュイティ状態である。第二状態（ｖｃk、尚ｋは現在のエポック）は指数時間相関（ガウス・マルコフ（Ｇａｕｓｓ−ｍａｒｋｏｖ）（１）プロセス）を有する時間相関させたエラー成分（状態増強）をモデル化する。
【０１２１】
カルマンフィルタに対する定義式（Ａ． ＧＥＬＢ（ｅｄ．）、応用最適推定（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ｔｈｅ Ｍ．Ｉ．Ｔ． Ｐｒｅｓｓ、１９９２年、１０７−１１３頁に基づく）は以下の如くである。
【０１２２】
状態ベクトル：
【０１２３】
【数７】
【０１２４】
状態遷移行列：
【０１２５】
【数８】
【０１２６】
尚、左上の項１は、アンビギュイティがエポック毎に定数であることを表わし、ｋは現在のエポックのエポック番号であり、ｋ−１は前のエポックのエポック番号であり、ｔｃkはエポックｋにおける相関雑音の時定数であり、且つ指数項は仮定された指数時間相関（上の式０．２）である。
【０１２７】
システム駆動雑音行列：
【０１２８】
【数９】
【０１２９】
尚、左上の項０は、アンビギュイティ状態（状態１）が統計的に定数であることを表わし、右下の項はσｃk2はエポックｋにおける相関雑音の分散（状態２の分散）である。
【０１３０】
設計行列：
【０１３１】
【数１０】
【０１３２】
尚、値１及び１は、測定値がアンビギュイティ状態（状態１）及び相関雑音（状態２）の和を包含していることを表わす。
【０１３３】
測定雑音行列：
【０１３４】
【数１１】
【０１３５】
はエポックｋにおける無相関雑音（白色雑音）の分散である。
【０１３６】
観察値
【０１３７】
【数１２】
【０１３８】
はフィルタすべき周波数ｆに対するエポックｋの搬送波位相測定値である。
【０１３９】
フィルタ初期化：
【０１４０】
【数１３】
【０１４１】
尚、サブスクリプト１はエポック番号１で開始することを表わす。
【０１４２】
スタンダードカルマンフィルタアルゴリズム（１＜ｋ≦ｎｅに対し）：
【０１４３】
【数１４】
【０１４４】
０．１４の最初の２行は各新たなエポックに対し状態ベクトル及びエラー伝搬を時間アップデートすべく作用する。０．１４の最後の３行は各新たなエポックに対し測定値をアップデートすべく作用する。
【０１４５】
０．１４の最初の行は前のエポックに対する状態ベクトルを前のエポックｋ−１の状態遷移行列Φk-1でアップデートすることにより現在のエポックｋに対する状態ベクトルを発生する（それは、時間相関雑音の時定数を考慮に入れる）。
【０１４６】
０．１４の２番目の行は、前のエポックｋ−１の状態遷移行列Φk-1（それは時間相関雑音の時定数を考慮する）及び前のエポックｋ−１に対するシステム駆動雑音行列Ｑk-1（それは時間相関雑音の分散を考慮する）で前のエポックｋ−１に対するエラー伝播をアップデートすることにより現在のエポックｋに対するエラー伝搬Ｐk-（状態の分散−共分散行列）を発生する。
【０１４７】
０．１４の３番目の行は、現在のエポックｋに対するカルマンゲインＫkがどのようにしてエラー伝搬行列Ｐk-（それは上述した如く時間相関雑音及びその時定数の関数である）及び無相関雑音の分散を記述する測定雑音行列Ｒkに関係しているかを表わす。カルマンゲインＫkは古い情報の時間アップデートと新たな測定観測値との間の「混合係数」とみなすことが可能である。
【０１４８】
０．１４の４番目の行は、現在のエポックｋに対するアップデートした状態推定値がどのようにして現在のエポックに対する時間アップデートした状態ベクトル、現在のエポックに対するカルマンゲインＫk、現在のエポックｋに対して観察された搬送波位相測定値に関連しているかを表わす。
【０１４９】
０．１４の５番目の行は現在のエポックｋに対するエラー伝搬行列Ｐk+（状態の分散−共分散行列）である。
【０１５０】
カルマンフィルタは、ビエルマン（Ｂｉｅｒｍａｎ）ＵＤフィルタ（Ｇ． ＢＩＥＲＭＡＮ、離散逐次的推定に対する因数分解方法（Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９７７年参照）又はカルマンフィルタアルゴリズムの何等かのその他の数値的に安定化した実現例を使用して実現することが可能である。
【０１５１】
別の方式
相関エラーと比較して非常に小さな無相関エラーの場合には、本発明の実施例に基づいてより簡単なフィルタを適用することが可能である。Ｇ． ＢＩＥＲＭＡＮ、離散逐次的推定に対する因数分解方法（Ｆａｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ、１９７７年における「雑音の白色化（Ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ ｏｆ ｎｏｉｓｅ）」、及びＡ． ＧＥＬＢ、ｅｄ．）、応用最適推定（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）、Ｔｈｅ Ｍ．Ｉ．Ｔ． Ｐｒｅｓｓ、１９７７年、１３３−１３６頁における「差分アプローチ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ Ａｐｐｒｏａｃｈ）」を参照すると良い。これは対流圏及びクインテセンスフィルタバンクへ適用する。
【０１５２】
フィルタ初期化：
【０１５３】
【数１５】
【０１５４】
フィルタアルゴリズム（１＜ｋ≦ｎｅ）：
【０１５５】
【数１６】
【０１５６】
尚、ｃkは修正した相関係数であり、ｌkは修正した分散（不確実性）であり、μkは測定における不確実性であり、ａkは累積した重み付け情報であり、ｑkは各新たなエポックでの確実性のインジケータであり（累積した重み、分散の逆数）、項ａk／ｑkはアンビギュイティであり、且つｑkの逆数はアンビギュイティの分散である。
【０１５７】
フィルタのバンク
ジオメトリフリーフィルタは、追跡される衛星あたり１個のフィルタとしてｎｓ個のフィルタのバンクとして実現される。ジオメトリフリーフィルタの結果は、通常最も高い仰角又は最も低いエラーである特定の基準衛星に対する差分により決定される。上の基準衛生の説明を参照すると良い。基準衛星の選択は影響に与えることはない。結果は選択した基準衛星に対する二重差として与えられる。以下の二重差オペレータの説明を参照すると良い。
【０１５８】
電離層フィルタ
電離層フィルタバンク８３５等の電離層フィルタは、最小エラー電離層搬送波位相結合
【０１５９】
【数１６ａ】
【０１６０】
を使用するジオメトリフリーフィルタである。以下の最小エラー電離層搬送波位相結合の説明を参照。
【０１６１】
クインテセンスフィルタ
ｎｆ周波数に対して、クインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）等のｎｆ−２個のジオメトリフリークインテセンスフィルタが、クインテセンス搬送波位相結合
【０１６２】
【数１６ｂ】
【０１６３】
を使用して実現される。以下のクインテセンス搬送波位相結合の説明を参照。
【０１６４】
コードフィルタ
ｎｆ周波数に対して、コードフィルタバンク８４５（１），８４５（２），．．．，８４５（ｎｆ）等のｎｆジオメトリフリーコードフィルタがコード搬送波結合
【０１６５】
【数１６ｃ】
【０１６６】
を使用して実現される。以下のコード／搬送波結合の説明を参照。
【０１６７】
二重差オペレータ
ジオメトリフリーフィルタの結果は、ユーザ（例えば、移動局）においてとられた測定値と基準受信器においてとられた測定値との間の一重差として与えられる。この一重差を二重差へ変換するために、そのフィルタ結果が結合される前に、例えばその結果が結合器８５０へ供給される前に、二重差オペレータが適用される。二重差オペレータＭdifは例えば、
【０１６８】
【数１７】
【０１６９】
であり、尚、列数は衛星の数でありかつ行数は衛星の数から１を差し引いたものである。この例において、第一衛星が基準衛星であること及びその他の衛星に対する測定値は基準衛星に対する測定値から減算されるものであることが仮定される。
【０１７０】
浮動値二重差アンビギュイティ状態推定値は二重差オペレータＭdifと一重差との積である。
【０１７１】
【数１８】
【０１７２】
結果Ｑdifの二重差分散−共分散行列は、一重差分散−共分散行列Ｑsdと、二重差オペレータと、二重差オペレータの転置との積である。
【０１７３】
【数１９】
【０１７４】
以下に説明するように結果を検証するために使用される統計値は二重差及び一重差に対して同一である。
【０１７５】
【数２０】
【０１７６】
別の統計値であるジオメトリフリーに対する自由度も、例えば、見つかった最良解が正しい解である確率を計算するために検証において使用することが可能である。
【０１７７】
【数２１】
【０１７８】
同様に、ジオメトリフリーフィルタに対する自由度は次式で与えられ
【０１７９】
【数２２】
【０１８０】
尚、ｎｅはエポック数である。
【０１８１】
係数決定
以下のセクションは、個別的なフィルタに対して異なるコード及び搬送波結合係数
【０１８２】
【数２２ａ】
【０１８３】
をどのようにして派生するかについて説明する。
【０１８４】
結合の特性
以下に提示する測定結合は次の特性を有している。
【０１８５】
・最小エラージオメトリック、最小エラー電離層及びクインテセンス結合は対毎に無相関であり、
・コード結合の最小エラージオメトリック、最小エラー電離層及びクインテセンス結合に対する相関は、コードマルチパスが搬送波位相マルチパスよりも２桁乃至３桁大きさが大きいので、無視することが可能である。
【０１８６】
結合に対するエラーモデル
提示される全ての結合
【０１８７】
【数２３ａ】
【０１８８】
に対して、無相関雑音
【０１８９】
【数２３ｂ】
【０１９０】
相関雑音
【０１９１】
【数２３ｃ】
【０１９２】
及び時定数
【０１９３】
【数２３ｄ】
【０１９４】
のエラー特性は次式を使用して計算することが可能である。
【０１９５】
【数２３】
【０１９６】
尚、対角線行列は周波数あたり個別的な分散を担持しており、且つ
【０１９７】
【数２４】
【０１９８】
である。コード搬送波結合の場合に、エラー特性は実際的に使用されるコード測定のエラー特性と同一である。
【０１９９】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
上のジオメトリフィルタの一般的な説明を参照。最小エラー搬送波位相結合は、ジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は以下の如くに提示される。
【０２００】
【数２５】
【０２０１】
尚、
【０２０２】
【数２５ａ】
【０２０３】
は搬送波位相の線形結合であり、ａgeo,1，．．．，ａgeo,fは係数であり（以下に定義）、かつφ1，．．．，φnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎにおけるオリジナルの測定値である。
【０２０４】
以下の表記法を使用し、
【０２０５】
【数２６】
【０２０６】
尚、λ1，．．．，λnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎの波長であり、
【０２０７】
【数２７】
【０２０８】
尚、σφ2乃至σφnfは、サイクルにおいて、搬送波周波数２乃至ｎに対する測定値の標準偏差であり、且つ
【０２０９】
【数２８】
【０２１０】
である。該係数は、搬送波周波数２乃至ｎに対して次式で定義され、
【０２１１】
【数２９】
【０２１２】
且つ搬送波周波数１に対しては次式で定義される。
【０２１３】
【数３０】
【０２１４】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合が電離層フィルタにおいて使用される。その結合は次式で定義され、
【０２１５】
【数３１】
【０２１６】
尚、
【０２１７】
【数３１ａ】
【０２１８】
は搬送波位相の線形結合であり、ａiono,1，．．．，ａiono,fは係数であり（以下に定義）、且つφ1，．．．，φnfは夫々の搬送波周波数１乃至ｎにおけるオリジナルの測定値である。
【０２１９】
以下の表記法を使用し、
【０２２０】
【数３２】
【０２２１】
【数３３】
【０２２２】
【数３４】
【０２２３】
【数３５】
【０２２４】
尚、該係数は次式で定義される。
【０２２５】
【数３６】
【０２２６】
【数３７】
【０２２７】
クインテセンス搬送波位相結合
クインテセンス搬送波位相結合はクインテセンスフィルタにおいて使用される。ｎｆ搬送波周波数、ｋ＝１，．．．，ｎｆ−２に対して、クインテセンス搬送波位相結合は次式で定義される。
【０２２８】
【数３８】
【０２２９】
以下の表記法を使用して、
【０２３０】
【数３９】
【０２３１】
尚、該係数は次式で定義される。
【０２３２】
【数４０】
【０２３３】
【数４１】
【０２３４】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。全ての周波数ｋに対し、１つの結合が次式により定義される。
【０２３５】
【数４２】
【０２３６】
以下の表記法を使用し、
【０２３７】
【数４３】
【０２３８】
【数４４】
【０２３９】
【数４５】
【０２４０】
【数４６】
【０２４１】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２４２】
【数４７】
【０２４３】
【数４８】
【０２４４】
上の説明は、ｎ搬送波周波数に対して測定が行われる一般的な場合に対して向けられている。３搬送波周波数及び４搬送波周波数のより簡単な場合に対する例を以下に与える。
【０２４５】
係数例：３周波数
以下の例は３搬送波の場合に対する係数を特定する。
【０２４６】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
最小エラー搬送波位相結合がジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は以下の如くに定義される。
【０２４７】
【数４９】
【０２４８】
以下の表記法を使用し
【０２４９】
【数５０】
【０２５０】
【数５１】
【０２５１】
【数５２】
【０２５２】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２５３】
【数５３】
【０２５４】
【数５４】
【０２５５】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合は電離層フィルタにおいて使用される。該結合は以下の如くに定義される。
【０２５６】
【数５５】
【０２５７】
以下の表記法を使用し、
【０２５８】
【数５６】
【０２５９】
【数５７】
【０２６０】
【数５８】
【０２６１】
【数５９】
【０２６２】
尚、係数は以下の如くに定義される。
【０２６３】
【数６０】
【０２６４】
【数６１】
【０２６５】
クインテセンス搬送波位相結合
【０２６６】
【数６２】
【０２６７】
係数は次式により定義される。
【０２６８】
【数６３】
【０２６９】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。各周波数ｋ＝１，．．．，３に対して、次式により１つの結合が定義される。
【０２７０】
【数６４】
【０２７１】
以下の表記法を使用し、
【０２７２】
【数６５】
【０２７３】
【数６６】
【０２７４】
【数６７】
【０２７５】
【数６８】
【０２７６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２７７】
【数６９】
【０２７８】
【数７０】
【０２７９】
係数例：４周波数
以下の例は４搬送波の場合に対する係数を特定する。
【０２８０】
最小エラージオメトリック搬送波位相結合
最小エラー搬送波位相結合はジオメトリック浮動解フィルタにおいて使用される。そこで使用される搬送波位相結合は次式で定義される。
【０２８１】
【数７１】
【０２８２】
以下の表記法を使用し、
【０２８３】
【数７２】
【０２８４】
【数７３】
【０２８５】
【数７４】
【０２８６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２８７】
【数７５】
【０２８８】
【数７６】
【０２８９】
最小エラー電離層搬送波位相結合
最小エラー電離層搬送波位相結合が電離層フィルタにおいて使用される。その結合は次式で定義される。
【０２９０】
【数７７】
【０２９１】
以下の表記法を使用し、
【０２９２】
【数７８】
【０２９３】
【数７９】
【０２９４】
【数８０】
【０２９５】
【数８１】
【０２９６】
尚、係数は次式により定義される。
【０２９７】
【数８２】
【０２９８】
【数８３】
【０２９９】
クインテセンス搬送波位相結合
ｋ＝１の場合：
【０３００】
【数８４】
【０３０１】
係数は次式により定義される。
【０３０２】
【数８５】
【０３０３】
【数８６】
【０３０４】
ｋ＝２の場合：
【０３０５】
【数８７】
【０３０６】
係数は次式により定義される。
【０３０７】
【数８８】
【０３０８】
コード搬送波結合
コード搬送波結合はコードフィルタにおいて使用される。全ての周波数ｋ＝１，．．．，４に対して、１つの結合が次式により定義される。
【０３０９】
【数８９】
【０３１０】
以下の表記法を使用し、
【０３１１】
【数９０】
【０３１２】
【数９１】
【０３１３】
【数９２】
【０３１４】
【数９３】
【０３１５】
係数は次式により定義される。
【０３１６】
【数９４】
【０３１７】
【数９５】
【０３１８】
フィルタ出力アレイの結合
結合器８５０等の結合オペレーションは全ての衛星及び全ての周波数に対し個々のフィルタ結果から完全な浮動解を計算する。この完全な浮動解は、分散／共分散行列、浮動解ベクトル、χ2統計及び過剰決定統計からなる。
【０３１９】
解ベクトル
解ベクトルは以下の形式においてｎｆ周波数及びｎｓ衛星（ｎｓ−１衛星に二重差を与える）に対し浮動値整数アンビギュイティを包含している。
【０３２０】
【数９６】
【０３２１】
拡張係数ベクトル
係数ベクトルが、各個々の衛星に対し、夫々の個々の二重差が与えられる。フルセットの衛星に対する係数ベクトルは以下の如くに定義される。
【０３２２】
【数９７】
【０３２３】
例えば、３周波数及び４衛星／３二重差の場合には、以下の通りである。
【０３２４】
【数９８】
【０３２５】
行列
【０３２６】
【数９８ａ】
【０３２７】
はｎｆ行ベクトルであり、且つ
【０３２８】
【数９８ｂ】
【０３２９】
はｎｆ・（ｎｓ−１）×（ｎｓ−１）行列である。以下において、
【０３３０】
【数９８ａ】
【０３３１】
は拡張係数ベクトル
【０３３２】
【数９８ｂ】
【０３３３】
を示す。
【０３３４】
分散／共分散行列
結合した分散／共分散行列は、
【０３３５】
【数９９】
【０３３６】
であり、ジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタ、コードフィルタからの推定値の和の逆数である。
【０３３７】
浮動解（Ｆｌｏａｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）ベクトル
浮動アンビギュイティの結合したベクトルは、
【０３３８】
【数１００】
【０３３９】
である。
【０３４０】
χ2統計
結合した解のχ2統計は、
【０３４１】
【数１０１】
【０３４２】
である。このχ2統計は該推定値がどれ程良く当て嵌まるかの尺度を与える。過剰決定は推定値とモデルとの間の相違を発生する。χ2統計は、実際の測定値と最終モデルとの間の全ての相違の重み付けした和である。
【０３４３】
過剰決定統計
自由度としても知られる過剰決定統計は次式ｎｏ如くに計算される。
【０３４４】
【数１０２】
【０３４５】
整数最小二乗
整数最小二乗は、候補整数解と浮動アンビギュイティ（上の０．９９参照）の結合したベクトルとの間の差異に基づく以下の関数
【０３４６】
【数１０３】
【０３４７】
を最小とする整数アンビギュイティ
【０３４８】
【数１０３ａ】
【０３４９】
の組を派生するための一群の良く知られたアルゴリズムを示す。
【０３５０】
この整数アンビギュイティの最適な組は、アンビギュイティ決定結果として使用される。検証は次のパラグラフにおいて説明するように行われる。
【０３５１】
１実施例において、最善の計算速度及び効率のためにＬＡＭＢＤＡアルゴリズムが使用される。Ｐ． ＪＯＯＳＴＥＮ ｅｔ ａｌ．、ＬＡＭＢＤＡ方法を使用したＧＮＳＳ３搬送波位相アンビギュイティ決定（ＧＮＳＳ Ｔｈｒｅｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｈａｓｅ Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＬＡＭＢＤＡ ｍｅｔｈｏｄ）、プロシーディングズ・オブ・ザ・ＧＮＳＳ１９９９を参照すると良い。Ｈａｔｃｈ、ＦＡＲＡ等のその他のアルゴリズムも適用可能であり且つ所望により使用することが可能である。アンビギュイティ決定技術の調査は、例えば、Ｐ． ＭＩＳＲＡ ｅｔ ａｌ．、全地球測位システム：信号、測定及び性能（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ：ＳＩＧＮＡＬＳ，ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ，ＡＮＤ ＰＥＲＦＯＲＭＡＮＣＥ）、Ｇａｎｊａ−Ｊａｍｕｎａ Ｐｒｅｓｓ、２００１年、第６章、２０９−２５４頁、及びＢ． ＨＯＦＭＡＮＮ−ＷＥＬＬＥＮＨＯＦ ｅｔ ａｌ．、ＧＰＳ理論及び実際（ＧＰＳ ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ）、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、第５版、２００１年、２１３−２４８頁において見出される。
【０３５２】
検証
検証は、整数アンビギュイティ
【０３５３】
【数１０３ａ】
【０３５４】
の最適な組が充分な信頼性を有する正しい解であることを確保する。文献は、該解の正しさの確率を与える幾つかの統計的テストを与えている。アンビギュイティ検証技術の検討は、例えば、Ｂ． ＨＯＦＭＡＮＮ−ＷＥＬＬＥＮＨＯＦ ｅｔ ａｌ．、ＧＰＳ理論及び実際（ＧＰＳ ＴＨＥＯＲＹ ＡＮＤ ＰＲＡＣＴＩＣＥ）、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、第５版、２００１年、２４７−２４８頁において見出される。
【０３５５】
カーチン（Ｃｕｒｔｉｎ）大学差別化テスト
このテストは分散／共分散行列のみならず整数最小二乗問題の最善及び二番目の最善解の間の差異を利用する。Ｊ． ＷＡＮＧ ｅｔ ａｌ．、オンザフライでのアンビギュイティ決定に対する差別化テスト手順（Ａ ＤＩＳＣＲＩＭＩＮＡＴＩＯＮ ＴＥＳＴ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＡＭＢＩＧＵＩＴＹ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＮ−ＴＨＥ−ＦＬＹ）、ジャーナル・オブ・ジオデシー（１９９８）７２、６４４−６５３頁参照。
【０３５６】
比テスト／フィッシャーテスト
このテストは最善解に対する二番目の最善の比を使用する。この比は予め定めた値（例えば、２又は５、又は何等かのその他の選択した値）を超えねばならないか、又は付加的な統計テスト（フィッシャーテスト）が適用される。Ｊ． ＷＡＮＧ ｅｔ ａｌ．、オンザフライでのアンビギュイティ決定に対する差別化テスト手順（Ａ ＤＩＳＣＲＩＭＩＮＡＴＩＯＮ ＴＥＳＴ ＰＲＯＣＥＤＵＲＥ ＦＯＲ ＡＭＢＩＧＵＩＴＹ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＮ−ＴＨＥ−ＦＬＹ）、ジャーナル・オブ・ジオデシー（１９９８）７２、６４４−６５３頁参照。
【０３５７】
ＡＤＯＰテスト
このテストは専ら分散／共分散行列に基づいている。該解の正しさの確率は実際の解を検査することなしに計算される。Ｐ． Ｇ． ＴＥＵＮＩＳＳＥＮ ｅｔ ａｌ．、精度のアンビギュイティ希釈：定義、特性及び応用（Ａｍｂｉｇｕｉｔｙ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ： Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ， Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、プロシーディングズ・オブ・ジ・イオン・ＧＰＳ−９７、１９９７年９月１６−１９日、カンサス市、ＵＳＡ、８９１−８９９頁参照。
【０３５８】
計算的利点
本発明の実施例に対する処理上の利点は、状態増強（拡張）技術を使用する洗練化された推定器に対してのみならず非常に簡単な推定器（相関エラーをモデリングするものではない）に対しても与えられる。ｎ個の状態を具備するカルマンフィルタはｎ3に比例する計算負荷を有している。これに対する表記法は、ｎ状態カルマンフィルタはＯ（ｎ3）の計算負荷を有している、というものである。
【０３５９】
簡単な場合
以下の比較は、時間相関効果がモデル化されていない本発明の実施例に基づいている。最適な動作モードは存在しないが、この比較は、本発明の実施例により提供される改良に対しての最悪な場合のシナリオを示すためにここで与えておく。全てのフィルタは二重差に対して設定されており、それは、又、実現化の柔軟性に関してより劣っている。
【０３６０】
従来技術の完全フィルタ
従来技術の完全フィルタアプローチは以下の状態を使用する。
【０３６１】
・３位置状態
・ｎｆ・（ｎｓ−１）アンビギュイティ状態
結果的に得られる計算負荷の程度は、
【０３６２】
【数１０４】
【０３６３】
本発明の実施例に基づくフィルタ
本発明の実施例に基づくフィルタ及びフィルタ方法は以下の計算負荷を有している。
【０３６４】
ジオメトリフィルタ
・３位置状態
・ｎｓ−１アンビギュイティ状態
【０３６５】
【数１０５】
【０３６６】
電離層フィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、電離層フィルタバンクはｎｓ−１個の別個の１状態カルマンフィルタから構成される。
【０３６７】
【数１０６】
【０３６８】
クインテセンスフィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、１つのクインテセンスフィルタバンクはｎｓ−１個の別個の１状態カルマンフィルタから構成され且つｎｆ−２個のバンクのクインテセンスフィルタが使用される。
【０３６９】
【数１０７】
【０３７０】
コードフィルタ
簡単なコードフィルタはアンビギュイティ状態のみを使用する。
【０３７１】
【数１０８】
【０３７２】
全体的な計算負荷
全体として該簡単な場合（相関エラーをモデル化するものではない）に対するジオメトリフィルタと、電離層フィルタと、クインテセンスフィルタと、コードフィルタの全体的な計算負荷は以下の通りである。
【０３７３】
【数１０９】
【０３７４】
比較
以下の表は従来技術の完全フィルタ形式と比較して本発明の実施例に基づく簡単な場合の計算負荷及び改良ファクタの幾つかの例を与えている。
【０３７５】
【表２】
【０３７６】
完全なモデリングの場合
以下の比較は時間相関効果がモデル化されており且つ一重差を使用した本発明の実施例に基づいている。
【０３７７】
完全フィルタ
完全フィルタアプローチは以下の状態を使用する。
【０３７８】
・３位置状態
・１受信器クロックエラー状態
・ｎｆ・ｎｓアンビギュイティ状態
・ｎｆ・ｎｓコードマルチパス状態
・ｎｆ・ｎｓ搬送波マルチパス状態
・ｎｆ・ｎｓ電離層状態
結果的に得られる計算負荷の程度は、
【０３７９】
【数１１０】
【０３８０】
である。
【０３８１】
本発明の実施例に基づくフィルタ
本発明の実施例に基づくフィルタ及びフィルタ方法は以下の計算負荷を有している。
【０３８２】
ジオメトリフィルタ
・３位置状態
・１受信器クロックエラー状態
・ｎｓアンビギュイティ状態
・ｎｓマルチパス状態
【０３８３】
【数１１１】
【０３８４】
電離層フィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、電離層フィルタバンクはｎｓ個の別個の１状態カルマンフィルタから構成される。
【０３８５】
【数１１２】
【０３８６】
クインテセンスフィルタ
差分技術フィルタが使用される場合には、１個のクインテセンスフィルタバンクはｎｓ個の別個の１状態カルマンフィルタから構成され且つｎｆ−２個のバンクのクインテセンスフィルタが使用される。
【０３８７】
【数１１３】
【０３８８】
コードフィルタ
最良な結果のために、コードフィルタはアンビギュイティ状態とマルチパス状態とを使用して雑音及び相関エラーを同時的にモデル化する。
【０３８９】
【数１１４】
【０３９０】
全体的な計算負荷
全体的に時間相関効果がモデル化され且つ一重差を使用する本発明の実施例に対してのジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタ、コードフィルタの全体的な計算負荷は、
【０３９１】
【数１１５】
【０３９２】
である。
【０３９３】
比較
以下の表は、従来の完全フィルタ形式と比較して本発明の実施例に基づく完全モデリングの負荷及び改良ファクタの幾つかの例を与えている。
【０３９４】
【表３】
【０３９５】
混合比較
本発明の実施例に基づく処理は、本発明に基づく完全モデリング実施例を従来技術の完全フィルタに対する簡単モデリングの場合と比較する場合であっても、３又はそれ以上の搬送波周波数に対し利点を提供する。即ち、本発明に基づく実施例は、３又はそれ以上の搬送波周波数に対する従来技術の完全フィルタと比較して減少させた計算負荷を提示しながら改良した処理（完全モデリング対簡単モデリング）を提供することが可能である。
【０３９６】
【表４】
【０３９７】
２つの周波数に対し、完全モデリングへの遷移は、従来技術の簡単モデリング完全フィルタアプローチと比較した場合に、本発明の実施例に基づく技術を使用して実施される場合に小さなインパクトを有するに過ぎない。３及び４周波数に対しては、速度改善さえ存在している。
【０３９８】
マルチＧＮＳＳ処理
提供される本方法はマルチＧＮＳＳからのデータへ適用することが可能である。例えば、ＧＰＳデータセット及びＧＡＬＩＬＥＯデータセットは、本発明の実施例に基づいて処理することが可能である。周波数、従って、結合は、各衛星航法システムに対し別々に決定される。更に、基準衛星が各ＧＮＳＳに対して選択され、各システムに対して二重差オペレータ適用を有している。結合した衛星航法システムの性能は個々のＧＮＳＳと比較して著しく改善される。このことは、計算される位置の使用可能性、信頼性及び正確性を提供する。
【０３９９】
図２２は本発明の実施例に基づくフィルタアーキテクチャの１例を示している。第一ＧＮＳＳからの３又はそれ以上の搬送波周波数に対するＧＮＳＳ信号データセット２２０５（例えば、Ｇａｌｉｌｅｏデータセット又は近代化したＧＰＳデータセット）が適宜のＧＮＳＳ受信器から得られる。第二ＧＮＳＳからの２又はそれ以上の搬送波周波数に対するＧＮＳＳ信号データセット２２１０（例えば、２周波数又は３周波数ＧＰＳデータセット、２周波数Ｇｌｏｎａｓｓデータセット、又は３又は４周波数Ｇａｌｉｌｅｏデータセット）が適宜のＧＮＳＳ受信器から得られる。オプションとしての係数計算要素２２１５が第一ＧＮＳＳのフィルタに対する係数を計算する。
【０４００】
ＧＮＳＳデータセット２２０５及び、提供される場合に、要素２２１５からの係数がジオメトリフリー電離層フィルタ２２３５に対して、第一ＧＮＳＳの追跡される衛星あたり１個のフィルタを具備しているクインテセンスフィルタからなる２個又はそれ以上のバンク２２４０に対して、及びコードフィルタ２２４５からなる１乃至ｎｆ個のバンクに対して供給される。クインテセンスフィルタバンク２２４０の数は第一ＧＮＳＳの搬送波周波数の数よりも２少ないものである。ＧＮＳＳデータセット２２１０及び、提供される場合に、要素２２２０からの係数がジオメトリフリー電離層フィルタ２２５０に対し、第一ＧＮＳＳの追跡される衛星あたり１個のフィルタを具備しているクインテセンスフィルタからなるバンク２２５５に対し、且つコードフィルタ２２４５からなる１乃至ｎｆ個のバンクに対して供給される。クインテセンスフィルタバンク２２５５の数は第二ＧＮＳＳの搬送波周波数の数より２少ないものであり、第二ＧＮＳＳが２個の搬送波周波数を有するに過ぎない場合には、クインテセンスフィルタバンク２２５５は提供されない。
【０４０１】
図２２の実施例において、単一ジオメトリフィルタ２２６５は第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳと共通であり、というのは、それらは同一のアンテナ位置を決定するからである。即ち、ＧＮＳＳデータセット２２０５及び、供給される場合に、要素２２１５からの係数は、ジオメトリフィルタ２２６５へ供給され、且つＧＮＳＳデータセット２２１０及び、供給される場合に、要素２２２０からの係数はジオメトリフィルタ２２６５へ供給される。
【０４０２】
図２３は図２２のアーキテクチャに対応する方法を例示している。２３０５において、ジオメトリフィルタ２２６５が、ジオメトリ搬送波位相結合を使用して、第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対し且つ第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３０８及び関連する統計情報を得る。２３１０において、電離層フィルタからなるバンク２２４０が、ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３１５及び関連する統計情報を得る。２３２０において、クインテセンスフィルタからなる１個又はそれ以上のバンク２２４０がジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されてジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３２５及び関連する統計情報を得る。２３３０において、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して１個又はそれ以上のコードフィルタ２２４５が第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて複数個の送信器に対しコード搬送波結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３３５及び関連する統計情報を得る。
【０４０３】
２３４０において、電離層フィルタからなるバンク２２５０がジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３４５及び関連する統計情報を得る。２３５０において、提供される場合に、クインテセンスフィルタからなる１個又はそれ以上のバンク２２５５がジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されてジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３５５及び関連する統計情報を得る。２３６０において、１個又はそれ以上のコードフィルタ２２６０が複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２１０に対して適用されて複数の送信器に対しコード搬送波結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２３６５及び関連する統計情報を得る。
【０４０４】
該アレイの集まりは要素２２７０によって２３７０において結合されて第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳの全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２３７５及び関連する統計情報を発生する。計算上の効率のために、係数２３８０がデータセット２２０５に対し２３８５において計算することが可能であり且つ係数２３９０はデータセット２２１０に対して２３９０において計算することが可能である。図示したように別々に計算される場合には、係数２３８０及び２３９０は表示した如くに該フィルタへ供給される。
【０４０５】
図２２のアーキテクチャは第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対して共通の単一のジオメトリフィルタ２２６５を使用しているが、所望により第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対し別々のジオメトリフィルタを使用することが可能である。図２４は、別々のジオメトリフィルタが使用される場合の方法を例示している。図２２，２３，２４においての同様の参照番号を有する項目は同様のデータ及びプロセスを表わしている。図２４に示したように、ジオメトリフィルタ２４１０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して第一ＧＮＳＳのデータセット２２０５へ適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２４１５と関連する統計情報とを得る。同様に、ジオメトリフィルタ２４２０はジオメトリ搬送波位相結合を使用して第二ＧＮＳＳのデータセット２２０５に対して適用されて該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ２４２５と関連する統計情報とを得る。アレイ２３１５，２３２５，２３３５，２３４５，２３５５，２３６５，２４１５，２４２５が２４３０において結合されて第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳの全ての搬送波位相観測値に対してのアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２４４０及び関連する統計情報を発生する。
【０４０６】
混合した周波数の数
本発明に基づく実施例は、異なる周波数の数を送信する衛星、例えば幾つかの衛星が２つの周波数を送信し残りが３つの周波数を送信する等の衛星からなるＧＮＳＳに対して適用することが可能である。これは、該衛星の能力に起因するか、又は現在の送信／受信状態からの制限に起因する場合がある。
【０４０７】
混合した数の周波数を処理するために、使用可能な最低数の周波数に対して係数が準備される。より多くの周波数を送信する衛星からの付加的な情報は、少なくとも３つの周波数に対して使用可能であり且つ周波数の総数に依存することのないクインテセンスフィルタ結合により考慮される。又、使用可能な最小数の周波数を具備する衛星から基準衛星が選択される。
【０４０８】
これに対する動機は、Ｇａｌｉｌｅｏシステムは最初から３又は４個の周波数を供給し、一方究極的に３つの周波数（４つではない）に到達するＧＰＳ近代化が数年にわたって導入されるが、その期間中、幾つかの衛生は３つの周波数へアップグレードされるが他のものは使用可能な２つの周波数を有するに過ぎないものだからである。２つのＧＰＳ搬送波及び３つ又は４つのＧａｌｉｌｅｏ搬送波を使用することは近い将来一般的なものとなるが、３つのＧＰＳと３つ又は４つのＧａｌｉｌｅｏ周波数を使用することは将来のオプションである。
【０４０９】
静的処理
本発明の実施例に基づく方法及び装置は静的測位のために適用可能である。静的測位のためには、ジオメトリック浮動解はエポックあたり１つの位置の代わりに１位置座標組をモデル化する。
【０４１０】
ネットワーク型ＧＮＳＳ測位
マルチ基準局を使用してデータを処理するために、全ての基準受信器に対するユーザ受信器からの全ての二重差をモデル化するためにアンビギュイティが拡張される。
【０４１１】
マルチ基準局処理
提供したアプローチの計算効率は別の重要な革新−マルチ基準局処理を開発している。今日市場にあるＲＴＫ製品は一度に単一基準局からのデータストリームを処理するに過ぎない。本発明の実施例に基づいて１個を超える基準局データストリームの同時的な処理を可能とすることは以下の如き１つ又はそれ以上の利点を提供している。
【０４１２】
１．正確性−複数の基準局が一度に処理される場合には単一の基準局に対して局所的なエラー供給源を平均化して消失させる傾向がある。
【０４１３】
２．完全性−単一の基準局から得られた結果は異なる基準局からの結果を介してクロスチェックすることが可能である。今日１つの基準局から別の基準局へのスイッチングは手動である。
【０４１４】
３．改善されたアンビギュイティ決定性能−搬送波位相アンビギュイティを決定することが可能な信頼性及び速度が、空間的エラー供給源が良好にモデル化される場合に改善される。移動局においてＧＰＳ観測値を処理するために複数の基準局が使用される場合には、単一基準の場合よりも大気エラー供給源をより良くモデル化することが可能である。
【０４１５】
マルチ移動局処理
複数の移動局に対する処理は、全てのアンビギュイティを全ての移動局へ付加して実現される。このことは、例えば、移動局がブレードの各端部に装着されているような土木機械のブレード配向の決定等のマルチ移動局適用例において本発明の実施例を使用することを可能とする。
【０４１６】
精密点測位
精密点測位は１個の受信器のみに対する衛星間の生データの夫々の差異を使用する。
【０４１７】
ネットワーク補正処理
ネットワーク補正処理は多数の基準局に対するアンビギュイティ決定を使用する。全ての局間のアンビギュイティが決定される。このことは、本発明の実施例を使用して効率的に行うことが可能である。全ての位置は予め決定されており且つモデル化することは必要ではなく、というのは、基準局の位置が全て既知であり、浮動解は位置状態を包含していないからである。
【０４１８】
後処理
提示した実施例は実時間操作に対して定義されているが、実時間でデータを回収し、ついで回収した全てのデータをバッチ処理（後処理）することにより本発明に基づく代替的実施例を適用することも可能である。このことは上述した全ての処理モードに適用する。
【０４１９】
瞬間的アンビギュイティ決定
上述した本発明の実施例はフィルタにおいて使用されるデータの複数のエポックに対して定義されている。然しながら、本発明の実施例はデータの１つのエポックのみに対して（瞬間的）動作する。検証が成功すると、精密な位置をデータの１つのエポックから直接的に計算することが可能である。このアプローチは衛星を追跡している場合のロックの喪失又はサイクルスリップに対して影響されないという利点を有している。瞬間的アンビギュイティ決定に対する修正したフローチャートを図１７を参照して上に説明してある。
【０４２０】
受信器アーキテクチャ
図２５は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２５００のアーキテクチャを示している。アンテナ２５０５が、３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２５１０を介して通過し且つその増幅された信号は信号分割器２５１５によって複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２５２０，２５２５，．．．，２５３０へ通過される。該ダウンコンバータは基準オシレータ２５３５からの周波数基準が供給される。
【０４２１】
ダウンコンバータ２５２０はＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５２５は該ＧＮＳＳ信号の第二帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５３０は該ＧＮＳＳ信号のｎ番目帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５５０によりデジタル化される。
【０４２２】
該第一帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有する検知及び追跡チャンネル２５６０のバンクにより処理される。その結果得られる第一帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値が１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。第二帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６５のバンクにより処理される。その結果得られる第二帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。ｎ番目帯域のデジタル化されたＧＮＳＳ信号は受信器２５００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５７０のバンクにより処理される。その結果得られるｎ番目帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクはＧＮＳＳ信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、説明の便宜上、各々の３つのみが図２５において示されている。
【０４２３】
１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５内にはファクトライズド（ｆａｃｔｏｒｉｚｅｄ）３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２５８０が設けられており、それは、動作において、プロセス２５８５を稼動する。プロセス２５８５は、受信器２５００により追跡されている送信器の各々に対し３個又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２５８０は、例えば図８−１４を参照して説明したように、本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２５８５は、例えば図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２５７５は、単一プロセッサ又はマルチプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムされた汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４２４】
プロセス２５８５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２５９０及び関連する統計情報、位置２５９５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２５９８等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生させる。結合したアレイ２５９０は、例えば、上述したアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２５９５は、例えば、上述した位置６３５，７３５，１９２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２５９８はＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４２５】
図２６は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２６００のアーキテクチャを示している。アンテナ２６０５は、３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２６１０を介して通過し且つその増幅された信号はモジュール２６１５へ通過され、それは無線周波数からのダウンコンバージョン及びマルチ帯域信号のデジタル化を実施する。
【０４２６】
デジタル化されたマルチ帯域信号は受信器２６００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２６２０のバンクにより処理される。その結果各帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５へ供給される。基準オシレータ２６２２はダウンコンバージョン及び追跡のための周波数基準を提供する。
【０４２７】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５内においてファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２６３０が設けられており、それは、動作において、プロセス２６３５を稼動する。プロセス２６３５は、受信器２６００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２６３０は、例えば、図８−１４を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２６３５は、例えば、図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１個又はそれ以上のプロセッサ２６２５は単一のプロセッサ又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４２８】
プロセス２６３５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２６４０及び関連する統計情報、位置２６４５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２６５０等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２６４０は、例えば、上述したアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２６４５は、例えば、上述した位置６３５，７３５，１９２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２６５０は、ＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４２９】
図２７は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２７００のアーキテクチャを示している。アンテナ２７０５は、３つ又は４つの搬送波周波数を有しているＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有している近代化したＧＰＳ信号等の２つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２７１０を介して通過し且つ該増幅された信号はモジュール２７１５へ通過され、それは該マルチ帯域信号を直接的にデジタル化させる。
【０４３０】
該デジタル化された信号は受信器２７００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２７３０のバンクにより処理される。その結果各帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２７４０へ供給される。基準オシレータ２７２０はダウンコンバージョン及び追跡のための周波数基準を提供する。
【０４３１】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２７４０内にはファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２７４５が設けられており、それは、動作において、プロセス２７５０を稼動する。プロセス２７５０は、受信器２７００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上のＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し搬送波位相及び擬似距離測定値を有するＧＮＳＳ信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２７４５は、例えば、図８−１４を参照して上述したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトラズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２７５０は、例えば、図６−７及び１５−２１を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２７４０は単一のプロセッサ又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４３２】
プロセス２７５０は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２７５０及び関連する統計情報、位置２７５５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２７６０等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２７５０は、例えば、上述したようなアレイ６２５，７２５，８５５，１８６５のうちの１つに対応している。位置２７５５は、例えば、上述したような位置６３５，７３５，１１２０，２０２０のうちの１つに対応している。データストリーム２７６０は、ＲＫＴ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４３３】
図２８は本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ受信器２８００のアーキテクチャを示している。受信器２８００は図２５のものと構成が類似しており、第二ＧＮＳＳの信号を受信し且つ処理するための付加的なチャンネルを有している。アンテナ２８０５は３つ又は４つの搬送波周波数を有するＧａｌｉｌｅｏ信号又は３つの搬送波周波数を有する近代化したＧＰＳ信号等の２つを超える搬送波周波数を有する第一ＧＮＳＳの信号、及びＧＰＳ、近代化したＧＰＳ又はＧｌｏｎａｓｓ信号等の少なくとも２つの搬送波周波数を有する第二ＧＮＳＳの信号を受信する。該受信した信号は低雑音増幅器２５１０を介して通過し且つ該増幅された信号は信号分割器２８１５によって第一ＧＮＳＳに対する複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２５２０，２５２５，．．．，２５３０及び第二ＧＮＳＳに対する複数個の無線周波数帯域ダウンコンバータ２８２０，２８２５，．．．，２８３０へ通過される。該ダウンコンバータは基準オシレータ２８３５からの周波数基準が供給される。
【０４３４】
ダウンコンバータ２５２０は第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５２５は第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２５３０は第一ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２５５０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８２０は第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８４０によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８２５は第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８４５によりデジタル化される。ダウンコンバータ２８３０は、第二ＧＮＳＳ信号が２つを超える帯域を有している場合には、第二ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域をより低い周波数信号へ減少させ、それはアナログ・デジタル変換器２８５０によりデジタル化される。
【０４３５】
第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域の該デジタル化された信号は受信機２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６０のバンクにより処理される。その結果得られる第一ＧＮＳＳ信号の第一帯域に対しての搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第一ＧＮＳＳ信号の第二帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５６５のバンクにより処理される。その結果第一ＧＮＳＳ信号の第二帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第一ＧＮＳＳのｎ番目の帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２５７０のバンクにより処理される。その結果該ｎ番目の帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクは第一ＧＮＳＳの信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、説明の便宜上、図２８においては各々の３つのみが示されている。
【０４３６】
第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８６０のバンクにより処理される。その結果第二ＧＮＳＳ信号の第一帯域に対し得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８６５のバンクにより処理される。その結果第二ＧＮＳＳ信号の第二帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。第二ＧＮＳＳ信号のｎ番目の帯域の該デジタル化された信号は、受信器２８００により追跡されるＧＮＳＳ衛星又はスードライトあたり１個のチャンネルを有している検知及び追跡チャンネル２８７０のバンクにより処理される。その結果該ｎ番面の帯域に対して得られる搬送波位相及び擬似距離測定値は１個又はそれ以上のプロセッサ２８７５へ供給される。夫々のダウンコンバータ、アナログ・デジタル変換器及び検知及び追跡チャンネルのバンクは第二ＧＮＳＳの信号の各搬送波周波数帯域に対して設けられており、図２８においては各々の３つが示されているが、第二ＧＮＳＳが単に２つの搬送波帯域を有するに過ぎない場合には２つのみが設けられる。
【０４３７】
該１個又はそれ以上のプロセッサ２５７５内にはファクトライズド３＋搬送波フィルタアーキテクチャ２８８０が設けられており、それは、動作において、プロセス２８８５を稼動する。プロセス２５８５は、受信器２５００により追跡される送信器の各々に対し３つ又はそれ以上の第一ＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し且つ２つ又はそれ以上の第二ＧＮＳＳ信号帯域の各々に対し搬送波位相及び擬似距離測定値を有している信号データを処理する。フィルタアーキテクチャ２８８０は、例えば、図２２を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズドフィルタアーキテクチャを有している。プロセス２８８５は、例えば、図２３及び２４を参照して説明したような本発明の１つ又はそれ以上の実施例に基づくファクトライズド処理方法を有している。該１つ又はそれ以上のプロセッサ２８７５は単一のプロセッサとして又は複数のプロセッサとして実現することが可能であり、且つプログラムした汎用プロセッサ及び／又は特別目的プロセッサとすることが可能である。
【０４３８】
プロセス２８８５は、全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイ２８９０及び関連する統計情報、位置２８９５、及び／又はフォーマット化したマルチ帯域実時間キネマチック（ＲＴＫ）データストリーム２８９８等の１つ又はそれ以上のタイプの出力データを発生する。結合したアレイ２８９０は、例えば、上述したようなアレイ２３７５又は２４４０のうちの１つに対応している。データストリーム２８９８はＲＴＫ測位装置において使用するのに適した任意のフォーマットとすることが可能である。
【０４３９】
ＲＴＫ応用例
本発明に基づく方法及び装置の実施例はＲＴＫ応用例において有益的に使用することが可能である。
【０４４０】
図２９は、例えば、図２５−２８において示したようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを準備するための基準受信器プロセッサ２９０５の１実施例を例示している。ＧＮＳＳ帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック２９１０，２９１５，．．．，２９２０内に回収される。基準受信器クロックが時間信号をブロック２９２５へ供給し、それは例えば０．１秒の間隔で測定データの各エポックに対し時間タグを供給する。エポックあたりのデータセットがメモリブロック２９１０，２９１５，．．．，２９２０によってオプションのデータ圧縮要素２９３５へ供給される。
【０４４１】
基準受信器から移動局に対するベクトルを計算するためにＲＴＫ測位において使用される基準受信器の既知の又は計算された位置２９３０もデータ圧縮要素２９３５へ供給される。データ圧縮は送信オーバーヘッド（時間及び／又はコスト）を最小化することを可能とし、又はデータレートを最小帯域幅に対し最適化させることを可能とする。データ圧縮要素２９３５はフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。無線リンク、インターネット接続、ＦＭ副搬送波変調、携帯電話リンク又はその他の送信リンク等のオプションのデータリンク２９４０が基準受信器の生のオブザーバブルをフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームで移動局へ送信する。該基準受信器の生のオブザーブルは、例えば、上述したような本発明の実施例に基づくファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタを使用して移動局において処理される。
【０４４２】
図３０は、図２８に示したようなフォーマット化したマルチ帯域マルチＧＮＳＳＲＴＫデータストリームを準備する即ち調整するための基準受信器プロセッサ３００５の１実施例を例示している。第一ＧＮＳＳの帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック３０１０，３０１５，．．．，３０２０内に回収される。第二ＧＮＳＳの帯域１，２，．．．，ｎの各々に対する搬送波位相及び擬似距離測定値が、例えば、メモリブロック３０２５，３０３０，．．．，３０３５内に回収される。該基準受信器クロックが時間信号をブロック３０４０へ供給し、それは、例えば、０．１秒の間隔で測定データの各エポックに対し時間タグを供給する。エポックあたりのデータセットは、第一ＧＮＳＳに対するメモリブロック３０１０，３０１５，．．．，３０２０により及び第二ＧＮＳＳに対するメモリブロック３０２５，３０３０，．．．，３０３５によりオプションのデータ圧縮要素３０５０へ供給される。
【０４４３】
基準受信器から移動局へのベクトルを計算するためにＲＴＫ測位において使用される基準受信器の既知又は計算された位置３０４５もデータ圧縮要素３０５０へ供給される。データ圧縮は送信オーバーヘッド（時間及び／又はコスト）を最小化させることを可能とし、又はデータレートを最小帯域幅に対し最適化させることを可能とする。データ圧縮要素３０５０は第一ＧＮＳＳ及び第二ＧＮＳＳに対するフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。データ圧縮要素３０５０はフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを供給する。オプションの無線リンク、インターネット接続、ＦＭ副搬送波変調、携帯電話リンク又はその他の送信リンクが基準受信器の生のオブザーバブルをフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームで移動局へ送信する。該基準受信器の生のオブザーバブルは、例えば、上述したような本発明の実施例に基づくファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタを使用して移動局において処理される。
【０４４４】
図３１は単一の基準局が使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３１０５は、例えば，図２９におけるプロセッサ２９０５か又は図３０におけるプロセッサ２０３５により供給されるようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームである基準局データ３１１０を供給する。基準局データは、例えば、適宜のデータリンクを介して供給される。移動局受信器３１１５は、データリンクアンテナ３１２０及びデータリンク信号受信及び復調エレクトロニクス３１２５等の基準局データ３１１０を受信し，且つ基準局データ３１１０を移動局プロセッサ３１３０へ供給するための適宜の要素を有している。基準局データ３１０５がデータリンクを介しての効率的な送信のために圧縮されている場合には、移動局受信器３１１５内のデータ復元要素３１２５がプロセッサ３１３０内の１個又はそれ以上の更なる処理要素により使用するために該基準局データを復元する。
【０４４５】
移動局受信器３１１５は、更に、３つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信するためのアンテナ３１４０，及び移動局プロセッサ３１３０において使用するための移動局受信器３＋搬送波位相及び擬似距離データ３１４５を発生するための適宜の信号受信及び復調エレクトロニクス３１４５を包含している。移動局プロセッサ３１３０はマルチ帯域搬送波位相及び擬似距離同期要素３１５０を有しており、それは移動局受信器データ３１４５をマルチ帯域ＲＴＫ位置計算要素３１５５において使用するために基準局データ３１１０と同期させる。計算要素３１６０は基準局データ３１１０を使用して基準局位置を計算し且つこれを基準局記述と共に位置計算要素３１５５へ供給する。オプションの計算要素３１６５は位置計算要素３１５５により使用するための大気及び衛星補正を計算する。計算要素３１５５は移動局受信器３１１５のＲＴＫ位置（ｆｉｘ）を計算し且つ出力データとしてＲＴＫ位置及びステータス情報３１７０を供給する。
【０４４６】
図３２は、複数個の基準局がネットワークにおいて使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３２０５，３２１０，３２１５の各々は、例えば、図２９におけるプロセッサ２９０５又は図３０におけるプロセッサ２０３５によって供給されるようなフォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリーム等の基準局データをネットワークＲＴＫサーバー３２２０へ供給する。ネットワークＲＴＫサーバー３２２０は衛星及び大気補正を発生し且つこれらを基準局データと共に、例えば、移動局受信器３１１５等の１つ又はそれ以上の移動局受信器により使用するためにネットワークＲＴＫマルチ及び補正３２２５のストリームとして供給する。ネットワークＲＴＫマルチ帯域補正３２２５は、例えば、仮想基準局モードにおいて又はブロードキャストモードにおいて使用するために供給される。仮想基準局モードは図３１のモードと同等である、というのは、該基準局データはネットワークＲＴＫサーバー３２２０によって結合されて移動局受信器３１１５の位置等の宣言された位置に対し基準局をシミュレートする１組のデータ（例えば、基準局受信器３１０５から単一の基準局データ３１１０をシミュレートする）を発生するからである。ブロードキャストモードは移動局プロセッサ３１３０において処理するために基準局受信器３２０５，３２１０，３２１５の各々からの基準局データを供給する。いずれのモードにおいても、補正３２２５は、オプションとして、基準局データから計算される電離層及び対流圏モデル等のエラーモデルを包含している。
【０４４７】
図３３は、複数個の個別的な基準ステーションが使用される場合の本発明の実施例に基づく動作モードを示している。基準受信器３３０５，３３１５，３３２５は夫々の基準局データ３３１０，３３２０，３３３０を移動局受信器３３００へ供給する。該データは，例えば、適宜のデータリンクを介して供給される。移動局受信器３３００は、データリンクアンテナ３３３５及びデータリンク信号受信及び復調エレクトロニクス３３４０等の基準局データを受信するため及び該基準局データを移動局プロセッサ３３４５へ供給するための適宜の要素を包含している。該基準局データがデータリンクを介しての効率的な送信のために圧縮される場合には、移動局受信器３３４５内のデータ復元要素３３５０がプロセッサ３３４５内の１つ又はそれ以上の更なる処理要素により使用するために該基準局データを復元させる。
【０４４８】
移動局受信器３３００は、更に、３つ又はそれ以上の搬送波周波数を有するＧＮＳＳ信号を受信するためのアンテナ３３７０、及び移動局プロセッサ３３４５において使用するための移動局受信器３＋搬送波位相及び擬似距離データ３３８０を発生するための適宜の信号受信及び復調エレクトロニクス３３７５を包含している。移動局プロセッサ３３４５は、基準局の各々に対し夫々のマルチ帯域搬送波位相及び擬似距離同期及び基準情報要素３３５５，３３６０，３３６５を有している。要素３３５５，３３６０，３３６５は、マルチ帯域ＲＴＫ位置計算要素３３９０において使用するために移動局受信器データ３３８０を基準局データと同期させる。計算要素３３９０は移動局受信器３３００のＲＴＫ位置（ｆｉｘ）を計算し且つ出力データＲＴＫ位置及びステータス情報３３９５として供給する。
【０４４９】
代替的時定数決定
搬送波位相結合の時定数を決定する方法を式（０．２４）を参照して上に説明した。
【０４５０】
本発明の実施例に基づく搬送波位相結合の時定数を計算する更なる方法についてここで説明する。この方法は，以下の如くにして、セクション「係数決定」に対する時定数ｔｃfを計算することにより、電離層エラーの時間的相関に対してのみならず搬送波位相オブザーバブル（観測値）の可能な異なる分散をも考慮する。
【０４５１】
【数１１６】
【０４５２】
尚、ｔｃioは電離層エラーの時定数である。
【０４５３】
３搬送波の場合には、
【０４５４】
【数１１７】
【０４５５】
４搬送波の場合には、
【０４５６】
【数１１８】
【０４５７】
ジオメトリフィルタに対する位相結合補正
上述したジオメトリフィルタ実施例においてオブザーバブル（ｏｂｓｅｒｖａｂｌｅ）として使用される最小エラー搬送波位相結合の定義は、その結合を決定するエラー特性が該フィルタの完全なランタイムにわたり一定のまま止まることを暗示する。このことは常にそうでない場合がある。例えば、基準局に対して実質的に変化する距離で移動する受信器に対しては、該最小エラー結合は時間にわたって変化する場合がある。
【０４５８】
ジオメトリフィルタは次善最適搬送波位相結合を使用して動作するものであったが、最適推定を構築することが可能である。これは、又、Ｌ１位相（それはＰ２相互相関技術の場合においてＬ２よりも一層ロバストである）のみでジオメトリフィルタを駆動するために使用することが可能である。これを行うために、ジオメトリフィルタ、電離層フィルタ、クインテセンスフィルタの結果からフィルタした後に最小エラー結合のアンビギュイティを形成する。
【０４５９】
本発明の実施例に基づく最小エラー位相結合を計算する方法、例えば、基準局への距離が変化する場合に、フィルタランタイム期間中に使用される結合を変化させることを可能とする。更に、最良の追跡品質／使用可能性を有する信号をジオメトリフィルタにおいて使用することが可能であり、このことは、全ての周波数に関し全ての搬送波位相測定値を与える場合に使用可能であるよりもフィルタリングのためにより多くのデータを提供する。
【０４６０】
与えられた最小エラー結合の代わりにジオメトリフィルタにおける位相結合としてＬ１搬送波位相を使用する結果、Ｌ１搬送波位相アンビギュイティに対する推定値
【０４６１】
【数１１９ａ】
【０４６２】
が得られる。これは以前に与えた記述における
【０４６３】
【数６ａ】
【０４６４】
に対して結合
【０４６５】
【数１１９】
【０４６６】
を置換することを意味している。ジオメトリフィルタの結果は推定
【０４６７】
【数１２０】
【０４６８】
である。与えられた最小エラー搬送波位相結合
【０４６９】
【数６ａ】
【０４７０】
に対するアンビギュイティ推定値
【０４７１】
【数１２０ａ】
【０４７２】
を計算する場合に以下の式
【０４７３】
【数１２１】
【０４７４】
を使用する。決定される
【０４７５】
【数１２０ａ】
【０４７６】
が前と同じく結合器８５０において使用される。
【０４７７】
これは、又、Ｌ１の代わりに任意のその他のベース周波数、例えばＬ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波を使用して適用することが可能である。このことは、該その他の信号をより良く追跡することが可能である場合、例えばＧＰＳ民生Ｌ２信号Ｌ２ＣをＣ／ＡＬ１信号と比較して、有益的なものである。
【０４７８】
３搬送波の場合：
【０４７９】
【数１２２】
【０４８０】
４周波数の場合：
【０４８１】
【数１２３】
【０４８２】
図３４は本発明の実施例に基づいて更なる完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した図８の修正したバージョンである。図８のジオメトリフィルタ８３０は単一周波数搬送波位相（例えばＬ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタ３４３０及び結合器３４３２で置換されている。結合器３４３２は、入力として、ジオメトリフィルタ３４３０、電離層フィルタバンク８３５、クインテセンスフィルタバンク８４０（１），．．．，８４０（ｎｆ−２）の結果を取り且つアンビギュイティ推定値
【０４８３】
【数１２０ａ】
【０４８４】
を計算し、それは結合器８５０へ供給される。結合器８５０は以前に説明した実施例におけるように機能する。
【０４８５】
図３５は図１８の修正バージョンでありそれは、３つ又はそれ以上の搬送波でＧＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく更なる方法を模式的に例示している。図１８の１８２０におけるように搬送波位相結合に対してジオメトリフィルタを適用する代わりに、図３５の実施例は、３５７０において単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタを適用する。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４８６】
【数１２０ａ】
【０４８７】
１８２５がアレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１９５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。
【０４８８】
図３６は図１９の修正バージョンであって、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の適用例を示している。図３６の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４８９】
【数１２０ａ】
【０４９０】
１８２５が、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス１９１０へ供給され、それはデータセット１８０５の採取時間に対応する受信器１９００の浮動解位置を計算し且つその計算した位置１９２０を出力として供給する。
【０４９１】
図３７は図２０の修正バージョンであって、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示している。図３７の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は、単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４９２】
【数１２０ａ】
【０４９３】
１８２５が、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用した結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用した結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス２０１０へ供給され、それは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックし、それは受信器２０００の位置２０２５を計算するためにプロセス２０２０において使用される。
【０４９４】
図３８は、３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示している。図３８の実施例においては、単一搬送波位相（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｅ５，Ｅ６又は任意のその他のＧＮＳＳ搬送波）ジオメトリフィルタが３５７０において適用される。その結果は単一搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ３５７５である。３５８０において、該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値
【０４９５】
【数１２０ａ】
【０４９６】
１８２５は、アレイ３５７５から及び１８３０におけるジオメトリフリー電離層フィルタを適用する結果から及び１８４０におけるジオメトリクインテセンスフィルタを適用する結果から計算される。アレイ１８２５，１８３５，１８４５，１８５５は以前の如く１８６０において結合されて全ての搬送波位相観測値に対するアンビギュイティ推定値のアレイ１８６５及び関連する統計情報を発生する。アレイ１８６５はプロセス２０１０へ供給され、それは整数最小二乗解を計算することにより整数アンビギュイティを決定する。検証プロセス２０１５がその解の有効性をチェックする。プロセス２０２０はその検証された解から位置を計算する。出力として供給されるその計算された位置２０２５は検証された結合浮動（ｆｌｏａｔ）及び固定（ｆｉｘｅｄ）解である。
【０４９７】
当業者が理解するように、本発明の実施例の詳細な説明は単に例示的なものであり且つ何等制限的であることを意図したものではない。本発明のその他の実施例はこの開示の恩恵を受ける当業者にとって自明なものである。例えば、該例においては最小エラー結合が使用されているが、当業者が理解するように、多くの結合が可能であり且つ最小エラー結合以外の結合も最適なものより劣るものであっても許容可能な結果を発生することが可能であり、従って特許請求の範囲は明示的に要求されている場合以外では最小エラー結合に制限されることを意図したものではない。添付図面に例示されているように本発明の実現例に対して詳細に参照がなされている。同一又は同様の部分を参照するために図面及び詳細な説明全体にわたり同一の参照表示が使用されている。
【０４９８】
明確性のために注記するが、本明細書に記載した実現例の日常的な特徴の全てが図示され且つ説明されているものではない。理解されるように、いずれかのこのような実際の実現例の展開においては、多数の実現例に特定的な決定が、適用例及びビジネス関連拘束条件の遵守などの開発者の特定の目的を達成するために為されねばならず、且つこれらの特定の目標は実現例毎に且つ開発者毎に異なるものである。更に、理解されるように、このような開発努力は複雑且つ時間がかかる場合があるが、それにも拘わらず、本開示の恩恵に浴する当業者にとってはエンジニアリングの日常的な作業である。
【０４９９】
本発明の実施例に基づいて、構成要素、処理ステップ及び／又はデータ構造は種々のタイプのオペレーティングシステム（ＯＳ）、コンピュータプラットフォーム、ファームウエア、コンピュータプログラム、コンピュータ言語及び／又は汎用マシンを使用して実現することが可能である。該方法は処理回路上で稼動するプログラムされたプロセスとして稼動させることが可能である。該処理回路はプロセッサ及びオペレーティングシステムの種々の結合又はスタンドアローン装置の形態をとることが可能である。該プロセスはこのようなハードウエアにより、ハードウエアのみにより、又は任意のその結合により実行される命令として実現することが可能である。該ソフトウエアはマシンにより読取可能なプログラム格納装置上に格納することが可能である。フィルタ及びフィルタのバンク等の計算要素は、各要求されるフィルタが必要に応じてインスタンス化されるようなオブジェクト指向型プログラミング言語を使用して容易に実現することが可能である。
【０５００】
当業者が理解するように、ハードワイヤード装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）及びコンプレックスプログラマブル論理装置（ＣＰＬＤ）を包含するフィールドプログラマブル論理装置（ＦＰＬＤ）、応用特定集積回路（ＡＳＩＣ）等の汎用性がより劣る性質の装置を、本明細書に開示した本発明の概念の範囲及び精神から逸脱することなしに、使用することが可能である。
【０５０１】
本発明の１実施例によれば、本方法は、パソコン、ワークステーションコンピュータ、メインフレームコンピュータ、又はワシントン州レドモンドのマイクロソフトコーポレイションから入手可能なマイクロソフト（登録商標）ウインドウズ（登録商標）ＸＰ及びウインドウズ（登録商標）２０００又はカリフォルニア州サンタクララのサンマイクロシステムズインコーポレイテッドから入手可能なソラリス（登録商標）又は多数のベンダーから入手可能なＬｉｎｕｘ等のＵｎｉｘオペレーティングシステムの種々のバージョン等のＯＳを稼動する高性能サーバー等のデータ処理コンピュータ上で実現することが可能である。本方法は、又、マルチプロセッサシステム上で、又は入力装置、出力装置、ディスプレイ、ポインティング装置、メモリ、格納装置、データをプロセッサへ及びそれから転送するためのメディアインターフェース等の種々のペリフェラルを包含するコンピューティング環境において実現することが可能である。このようなコンピュータシステム又はコンピューティング環境は局所的に又はインターネットを介してネットワーク化することが可能である。
【０５０２】
本発明の実施例に基づく方法及び装置は以下のものに制限されるわけではないが以下のものを包含する。
【０５０３】
（１）
少なくとも３つの搬送波を有する信号から派生した１組のＧＮＳＳ信号データを処理する方法において、
（ａ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタを前記１組のＧＮＳＳ信号データに対して適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｂ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｃ）ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｄ）複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｅ）該（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイを結合して全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る、
ことを包含している方法。
【０５０４】
（２）
（１）において、更に、該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０５】
（３）
（１）又は（２）において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している方法。
【０５０６】
（４）
（１）乃至（３）のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティと固定アンビギュイティの結合を有する該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０７】
（５）
（１）乃至（３）のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し、且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【０５０８】
（６）
（１）乃至（５）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５０９】
（７）
（１）乃至（５）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１０】
（８）
（７）において、該コードフィルタが相互に直交している方法。
【０５１１】
（９）
（１）乃至（８）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本方法が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備している信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理することを包含しており、その際に、
（ｈ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用してジオメトリフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｉ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して電離層フィルタのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｊ）ジオメトリフリー搬送波位相結合を使用してクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｋ）複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ
（ｄ）が、更に、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）のアレイを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイと結合させて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る方法。
【０５１２】
（１０）
（９）において、（ａ）及び（ｆ）は、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データと該第二組のＧＮＳＳ信号データとを単一ジオメトリフィルタへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一のアレイを得ることにより実施される方法。
【０５１３】
（１１）
（９）又は（１０）において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており且つ該第二ナビゲーションシステムが、第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している方法。
【０５１４】
（１２）
（９）乃至（１１）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１５】
（１３）
（９）乃至（１１）のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データを適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【０５１６】
（１４）
（１３）において、（ｈ）の該コードフィルタが相互に直交している方法。
【０５１７】
（１５）
（１）乃至（１４）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されたデータを有している方法。
【０５１８】
（１６）
（１）乃至（１５）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修したデータを有している方法。
【０５１９】
（１７）
（１）乃至（１６）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している方法。
【０５２０】
（１８）
（１７）において、基準局のネットワークから発生されたデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している方法。
【０５２１】
（１９）
（１）乃至（１８）のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相を使用してジオメトリフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該ジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイから該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイを計算する、ことを包含している方法。
【０５２２】
（２０）
（１）乃至（１９）のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である方法。
【０５２３】
（２１）
（１９）において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数、即ちＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される方法。
【０５２４】
（２２）
（１）乃至（２１）のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを包含している方法。
【０５２５】
（２３）
（２２）において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している方法。
【０５２６】
（２４）
（２２）又は（２３）において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している方法。
【０５２７】
（２５）
（１）乃至（２４）のうちのいずれか１項の方法を実施する装置。
【０５２８】
（２６）
少なくとも３つの搬送波を具備する信号から派生された１組のＧＮＳＳ信号データを処理する装置において、
（ｆ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｇ）該１組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｈ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合および関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｉ）該１組のＧＮＳＳデータからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
（ｊ）（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）により得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生するための結合器、
を有している装置。
【０５２９】
（２７）
（２６）において、更に、結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【０５３０】
（２８）
（２６）又は（２７）において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している装置。
【０５３１】
（２９）
（２６）乃至（２８）のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの組合わせで該結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【０５３２】
（３０）
（２６）乃至（２８）のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算する位置計算要素を有している装置。
【０５３３】
（３１）
（２６）乃至（３０）のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５３４】
（３２）
（２６）乃至（３０）のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５３５】
（３３）
（３２）において、該コードフィルタが相互に直交している装置。
【０５３６】
（３４）
（２６）乃至（３３）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本装置が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｈ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、前記結合器が、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のフィルタにより得られたアレイから、全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【０５３７】
（３５）
（２６）乃至（３３）のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データは第一ナビゲーションシステムの送信器から受信した信号から派生され、本装置は、更に、第二ナビゲーションシステムの送信器から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、該ジオメトリフィルタは、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データから及び該第二組のＧＮＳＳ信号データから該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値を得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用し、且つ前記結合器が、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のフィルタにより得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【０５３８】
（３６）
（３４）又は（３５）において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており、且つ第二ナビゲーションシステムが、該第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している装置。
【０５３９】
（３７）
（３４）乃至（３６）のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データから該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５４０】
（３８）
（３４）乃至（３７）のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【０５４１】
（３９）
（３８）において、（ｈ）のコードフィルタが相互に直交している装置。
【０５４２】
（４０）
（２６）乃至（３９）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されるデータを有している装置。
【０５４３】
（４１）
（２６）乃至（４０）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修されるデータを有している装置。
【０５４４】
（４２）
（２６）乃至（４１）のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している装置。
【０５４５】
（４３）
（４２）において、基準局のネットワークから発生されるデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している装置。
【０５４６】
（４４）
（２６）乃至（４３）のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るための単一周波数搬送波位相を使用するジオメトリフィルタ、及び（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及びジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイからジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイを計算するための結合器を有している装置。
【０５４７】
（４５）
（２６）乃至（４４）のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である装置。
【０５４８】
（４６）
（４４）において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数：ＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ Ｌ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される装置。
【０５４９】
（４７）
（２６）乃至（４５）のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを有している装置。
【０５５０】
（４８）
（４７）において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している装置。
【０５５１】
（４９）
（４７）又は（４８）において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している装置。
【０５５２】
本発明の実施例及び適用例について示し且つ説明したが、本開示の恩恵に浴する当業者にとって上述したもの以外の多くの修正例が本明細書における発明概念から逸脱することなしに可能であることは明らかである。従って、本発明は特許請求の範囲の精神における以外制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０５５３】
【図１】典型的な従来の２搬送波周波数シナリオを例示した概略図。
【図２】２搬送波周波数ＧＰＳ信号データを処理する従来のアプローチを示した概略図。
【図３】２搬送波周波数ＧＰＳ信号データを処理する更なる従来のアプローチを示した概略図。
【図４】従来技術の提案された３搬送波周波数シナリオを例示した概略図。
【図５】３搬送波周波数を有する提案されているＧａｌｉｌｅｏシステムに対して意図された従来技術のソリューションを示した概略図。
【図６】本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ位置決定のためのアーキテクチャを示した概略図。
【図７】本発明の１実施例に基づくＧＮＳＳ位置決定のための更なるアーキテクチャを示した概略図。
【図８】本発明の実施例に基づく完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した概略図。
【図９】本発明の実施例に基づく個別的フィルタ及びフィルタバンクの数の要約を示した表。
【図１０】本発明の実施例に基づくジオメトリフリー電離層フィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１１Ａ】本発明の実施例に基づくクインテセンスフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１１Ｂ】本発明の実施例に基づいて複数個のクインテセンスフィルタバンクが設けられている一般化した構造を示した概略図。
【図１２Ａ】本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１２Ｂ】本発明の実施例に基づく単一のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１３】本発明の実施例に基づく多数のジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１４】本発明の実施例に基づく多数の相互に直交するジオメトリフリー及び電離層フリーコードフィルタバンクの構造を示した概略図。
【図１５】本発明の実施例に基づくハイレベル処理方法を例示したフローチャート。
【図１６】本発明の実施例に基づくシステム初期化の例を例示したフローチャート。
【図１７】本発明の実施例に基づく単一エポック内のシステム初期化の例を例示したフローチャート。
【図１８】３つ又はそれ以上の搬送波を有するＧＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく方法を例示した概略図。
【図１９】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の適用例を示した概略図。
【図２０】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示した概略図。
【図２１】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図１８の方法の更なる適用例を示した概略図。
【図２２】本発明の実施例に基づくフィルタリングアーキテクチャの例を示した概略図。
【図２３】図２２のアーキテクチャに対応する方法を示した概略図。
【図２４】本発明の実施例に基づく更なる方法を示した概略図。
【図２５】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２６】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２７】本発明の実施例に基づくＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２８】本発明の実施例に基づくデュアルシステムＧＮＳＳ受信器のアーキテクチャを示した概略図。
【図２９】フォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを調整するための基準受信器プロセッサの１実施例を示した概略図。
【図３０】フォーマット化したマルチ帯域ＲＴＫデータストリームを調整するためのマルチＤＮＳＳ基準受信器プロセッサの１実施例を示した概略図。
【図３１】単一の基準局が使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３２】複数の基準局がネットワーク内において使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３３】複数個の個別的な基準局が使用されている本発明の実施例に基づく動作モードを示した概略図。
【図３４】本発明の実施例に基づく更なる完全ファクトライズド３＋搬送波アンビギュイティ決定フィルタの要素を示した概略図。
【図３５】３つ又はそれ以上の搬送波を有するＤＮＳＳ信号データセットを処理するための本発明の実施例に基づく更なる方法を例示した概略図。
【図３６】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の適用例を示した概略図。
【図３７】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用を示した概略図。
【図３８】３＋搬送波周波数ＧＮＳＳ受信器に対する計算した位置を得るための図３５の方法の更なる適用例を示した概略図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの搬送波を有する信号から派生した１組のＧＮＳＳ信号データを処理する方法において、
（ａ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタを前記１組のＧＮＳＳ信号データに対して適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｂ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｃ）ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｄ）複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｅ）該（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイを結合して全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る、
ことを包含している方法。
【請求項２】
請求項１において、更に、該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティと固定アンビギュイティの結合を有する該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し、且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項８】
請求項７において、該コードフィルタが相互に直交している方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本方法が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備している信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理することを包含しており、その際に、
（ｈ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用してジオメトリフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｉ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して電離層フィルタのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｊ）ジオメトリフリー搬送波位相結合を使用してクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｋ）複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ
（ｄ）が、更に、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）のアレイを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイと結合させて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る方法。
【請求項１０】
請求項９において、（ａ）及び（ｆ）は、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データと該第二組のＧＮＳＳ信号データとを単一ジオメトリフィルタへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一のアレイを得ることにより実施される方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており且つ該第二ナビゲーションシステムが、第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１１のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データを適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項１４】
請求項１３において、（ｈ）の該コードフィルタが相互に直交している方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されたデータを有している方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修したデータを有している方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している方法。
【請求項１８】
請求項１７において、基準局のネットワークから発生されたデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相を使用してジオメトリフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該ジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイから該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイを計算する、ことを包含している方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である方法。
【請求項２１】
請求項１９において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数、即ちＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを包含している方法。
【請求項２３】
請求項２２において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している方法。
【請求項２４】
請求項２２又は２３において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している方法。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のうちのいずれか１項の方法を実施する装置。
【請求項２６】
少なくとも３つの搬送波を具備する信号から派生された１組のＧＮＳＳ信号データを処理する装置において、
（ｆ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｇ）該１組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｈ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合および関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｉ）該１組のＧＮＳＳデータからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
（ｊ）（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）により得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生するための結合器、
を有している装置。
【請求項２７】
請求項２６において、更に、結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している装置。
【請求項２９】
請求項２６乃至２８のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの組合わせで該結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【請求項３０】
請求項２６乃至２８のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算する位置計算要素を有している装置。
【請求項３１】
請求項２６乃至３０のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３２】
請求項２６乃至３０のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３３】
請求項３２において、該コードフィルタが相互に直交している装置。
【請求項３４】
請求項２６乃至３３のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本装置が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｈ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、前記結合器が、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のフィルタにより得られたアレイから、全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【請求項３５】
請求項２６乃至３３のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データは第一ナビゲーションシステムの送信器から受信した信号から派生され、本装置は、更に、第二ナビゲーションシステムの送信器から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、該ジオメトリフィルタは、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データから及び該第二組のＧＮＳＳ信号データから該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値を得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用し、且つ前記結合器が、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のフィルタにより得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【請求項３６】
請求項３４又は３５において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており、且つ第二ナビゲーションシステムが、該第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している装置。
【請求項３７】
請求項３４乃至３６のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データから該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３８】
請求項３４乃至３７のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３９】
請求項３８において、（ｈ）のコードフィルタが相互に直交している装置。
【請求項４０】
請求項２６乃至３９のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されるデータを有している装置。
【請求項４１】
請求項２６乃至４０のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修されるデータを有している装置。
【請求項４２】
請求項２６乃至４１のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している装置。
【請求項４３】
請求項４２において、基準局のネットワークから発生されるデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している装置。
【請求項４４】
請求項２６に乃至４３のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るための単一周波数搬送波位相を使用するジオメトリフィルタ、及び（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及びジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイからジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイを計算するための結合器を有している装置。
【請求項４５】
請求項２６乃至４４のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である装置。
【請求項４６】
請求項４４において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数：ＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ Ｌ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される装置。
【請求項４７】
請求項２６乃至４５のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを有している装置。
【請求項４８】
請求項４７において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している装置。
【請求項４９】
請求項４７又は４８において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している装置。
【請求項１】
少なくとも３つの搬送波を有する信号から派生した１組のＧＮＳＳ信号データを処理する方法において、
（ａ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタを前記１組のＧＮＳＳ信号データに対して適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｂ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｃ）ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該ジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｄ）複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データに適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｅ）該（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイを結合して全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る、
ことを包含している方法。
【請求項２】
請求項１において、更に、該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティと固定アンビギュイティの結合を有する該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項５】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し、且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算することを包含している方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項８】
請求項７において、該コードフィルタが相互に直交している方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本方法が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備している信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理することを包含しており、その際に、
（ｈ）ジオメトリ搬送波位相結合を使用してジオメトリフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対してアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｉ）ジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用して電離層フィルタのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｊ）ジオメトリフリー搬送波位相結合を使用してクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンクを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、
（ｋ）複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ
（ｄ）が、更に、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）のアレイを（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のアレイと結合させて全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対するアンビギュイティ推定値の結合したアレイを得る方法。
【請求項１０】
請求項９において、（ａ）及び（ｆ）は、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データと該第二組のＧＮＳＳ信号データとを単一ジオメトリフィルタへ適用して該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の単一のアレイを得ることにより実施される方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており且つ該第二ナビゲーションシステムが、第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタを該第二組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１１のうちのいずれか１項において、少なくとも１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データを適用する場合に、複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して各搬送波に対する１つのコードフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得ることを包含している方法。
【請求項１４】
請求項１３において、（ｈ）の該コードフィルタが相互に直交している方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されたデータを有している方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修したデータを有している方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している方法。
【請求項１８】
請求項１７において、基準局のネットワークから発生されたデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相を使用してジオメトリフィルタを該１組のＧＮＳＳ信号データへ適用して単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイを得、且つ（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイ及び該ジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイから該ジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値の該アレイを計算する、ことを包含している方法。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である方法。
【請求項２１】
請求項１９において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数、即ちＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される方法。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを包含している方法。
【請求項２３】
請求項２２において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している方法。
【請求項２４】
請求項２２又は２３において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している方法。
【請求項２５】
請求項１乃至２４のうちのいずれか１項の方法を実施する装置。
【請求項２６】
少なくとも３つの搬送波を具備する信号から派生された１組のＧＮＳＳ信号データを処理する装置において、
（ｆ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｇ）該１組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｈ）該１組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合および関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー及び電離層フリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｉ）該１組のＧＮＳＳデータからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
（ｊ）（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）により得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生するための結合器、
を有している装置。
【請求項２７】
請求項２６において、更に、結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【請求項２８】
請求項２６又は２７において、該１組のＧＮＳＳ信号データが単一エポックのＧＮＳＳ信号データを有している装置。
【請求項２９】
請求項２６乃至２８のうちのいずれか１項において、更に、整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの組合わせで該結合したアレイからユーザ位置を計算するための位置計算要素を有している装置。
【請求項３０】
請求項２６乃至２８のうちのいずれか１項において、更に、浮動アンビギュイティで該結合したアレイからユーザ位置を計算し且つ整数最小二乗手順及び検証手順を適用することにより浮動アンビギュイティ及び固定アンビギュイティの結合で該結合したアレイからユーザ位置を計算する位置計算要素を有している装置。
【請求項３１】
請求項２６乃至３０のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３２】
請求項２６乃至３０のうちのいずれか１項において、前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３３】
請求項３２において、該コードフィルタが相互に直交している装置。
【請求項３４】
請求項２６乃至３３のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データが第一ナビゲーションシステムの送信機から受信した信号から派生され、本装置が、更に、第二ナビゲーションシステムの送信機から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用するジオメトリフィルタ、
（ｈ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、前記結合器が、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のフィルタにより得られたアレイから、全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【請求項３５】
請求項２６乃至３３のうちのいずれか１項において、該１組のＧＮＳＳ信号データは第一ナビゲーションシステムの送信器から受信した信号から派生され、本装置は、更に、第二ナビゲーションシステムの送信器から受信され且つ少なくとも２つの搬送波を具備する信号から派生された第二組のＧＮＳＳ信号データを処理するための以下の要素、
（ｇ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから電離層搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー電離層搬送波位相結合を使用する電離層フィルタのバンク、
（ｉ）該第二組のＧＮＳＳ信号データから前記搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るためにジオメトリフリー搬送波位相結合を使用するクインテセンスフィルタの少なくとも１つのバンク、
（ｊ）該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るために複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用する少なくとも１つのコードフィルタ、
を有しており、該ジオメトリフィルタは、該最初に言及した組のＧＮＳＳ信号データから及び該第二組のＧＮＳＳ信号データから該ジオメトリ搬送波位相結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値を得るためにジオメトリ搬送波位相結合を使用し、且つ前記結合器が、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）のフィルタにより得られたアレイ及び（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のフィルタにより得られたアレイから全ての搬送波位相観察値及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値の結合したアレイを発生する装置。
【請求項３６】
請求項３４又は３５において、該第一ナビゲーションシステムが第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有しており、且つ第二ナビゲーションシステムが、該第一数の搬送波周波数及びオブザーバブルとは異なる第二数の搬送波周波数及びオブザーバブルを有している装置。
【請求項３７】
請求項３４乃至３６のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データから該コード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３８】
請求項３４乃至３７のうちのいずれか１項において、（ｈ）の前記少なくとも１つのコードフィルタが複数個のジオメトリフリー及び電離層フリーコード搬送波結合を使用して該第二組のＧＮＳＳ信号データからコード搬送波結合及び関連する統計情報に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得る装置。
【請求項３９】
請求項３８において、（ｈ）のコードフィルタが相互に直交している装置。
【請求項４０】
請求項２６乃至３９のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の基準受信器において改修されるデータを有している装置。
【請求項４１】
請求項２６乃至４０のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが複数個の移動受信器において改修されるデータを有している装置。
【請求項４２】
請求項２６乃至４１のうちのいずれか１項において、該ＧＮＳＳ信号データが基準局のネットワークから発生されるデータを有している装置。
【請求項４３】
請求項４２において、基準局のネットワークから発生されるデータが少なくとも１つのエラーモデルを有している装置。
【請求項４４】
請求項２６に乃至４３のうちのいずれか１項において、（ａ）が、（ｉ）単一周波数搬送波位相に対しアンビギュイティ推定値のアレイを得るための単一周波数搬送波位相を使用するジオメトリフィルタ、及び（ｉｉ）単一周波数搬送波位相に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及び電離層搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイ及びジオメトリ及び電離層フリー搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイからジオメトリ搬送波位相結合に対するアンビギュイティ推定値のアレイを計算するための結合器を有している装置。
【請求項４５】
請求項２６乃至４４のうちのいずれか１項において、該ジオメトリ搬送波位相結合が最小エラー結合である装置。
【請求項４６】
請求項４４において、該単一周波数搬送波位相が以下の周波数：ＧＰＳ Ｌ１、ＧＰＳ Ｌ２、ＧＰＳ Ｌ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ５、Ｇａｌｉｌｅｏ Ｅ６のうちの１つから選択される装置。
【請求項４７】
請求項２６乃至４５のうちのいずれか１項において、更に、搬送波位相結合の時定数を決定することを有している装置。
【請求項４８】
請求項４７において、時定数を決定する場合に、搬送波位相オブザーバブルの分散を考慮することを包含している装置。
【請求項４９】
請求項４７又は４８において、時定数を決定する場合に、電離層エラーの時間的相関を考慮することを包含している装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【公表番号】特表２００７−５１０１５８（Ｐ２００７−５１０１５８Ａ）
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５３８１４４（Ｐ２００６−５３８１４４）
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３５２６３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５４６３
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｌｉｎｕｘ
２．ＵＮＩＸ
【出願人】（５０６１４４９０５）トリンブル ナビゲーション リミテッド (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｉｍｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０３５２６３
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０４５４６３
【国際公開日】平成１７年５月１９日（２００５．５．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｌｉｎｕｘ
２．ＵＮＩＸ
【出願人】（５０６１４４９０５）トリンブル ナビゲーション リミテッド (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｔｒｉｍｂｌｅ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]