ＧＮＳＳ受信装置及び測位方法
【課題】マルチパスの影響を低減し、測定精度を向上させること。
【解決手段】GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置は、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、該差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、マルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部とを有する。
【解決手段】GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置は、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、該差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、マルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、GNSS用周回衛星からの信号を受信し、測位するGNSS受信装置及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星航法(GNSS: Global Navigation Satellite System)とは、航空機から３つの航法衛星（GNSS用周回衛星)（以下、GNSS衛星と呼ぶ）を捕捉することで各GNSS衛星からの距離を得るとともに、４つ目の航法衛星からの信号で時刻合わせを行い、航空機の３次元での飛行位置を得ることができる航法システムである。衛星航法には、全地球的測位システム(GPS: Global Positioning System)、ガリレオ(GALILEO)などが含まれる。
【０００３】
例えば、GNSS受信装置は移動体に搭載され、該移動体の位置及び速度を測定する。例えば、GNSS受信装置は、複数のGNSS衛星からの電波を受信することによって、複数のGNSS衛星から当該GNSS受信装置までの距離（擬似距離）をそれぞれ測定し、該擬似距離に基づいて当該GNSS受信装置が搭載された移動体の測位を行う。GNSS衛星により発射された信号は、GNSS衛星とGNSS受信装置との間の距離を電波が伝搬する時間だけ遅れてGNSS受信装置に到達する。従って、複数のGNSS衛星について電波伝搬に要する時間を求めれば、測位演算によってGNSS受信装置の位置を求めることができる。例えば、複数のGNSS衛星により発射された電波は、GNSS受信装置の測距部において、各GNSS衛星からGNSS受信装置までの距離が求められる。そして、測位演算部において、測距部において求められた距離に基づいて、GNSS受信装置の位置が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４６６５５号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
GNSS受信装置においては、当該GNSS受信装置とGNSS衛星とを直接結ぶ経路で到来する直接波以外に、建物などで反射して到来する反射波が受信される場合がある。このように、GNSS衛星からの電波が２以上の経路でGNSS受信装置に受信される現象はマルチパスと呼ばれる。GNSS受信装置が直接波ではなく反射波に基づいて擬似距離を求めた場合、反射波は直接波よりも到達時間が長くなるため、直接波により求められる擬似距離よりも誤差が大きくなる。
【０００６】
例えば、GPS受信装置では、GPS衛星からの受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関が求められ、該相関ピークの位置から擬似距離が求められる。マルチパス環境下で、複数のGPS衛星からの受信信号に基づいて擬似距離が求められる場合、受信信号には反射波が含まれるため、受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関ピークの位置のばらつきが大きくなる。受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関ピークの位置のばらつきが大きくなるため、擬似距離のばらつきも大きくなり、測位結果の誤差も大きくなる。
【０００７】
一方、移動体の位置を推定する方法として、INS(Inertial Navigation System)航法と呼ばれる航法がある。INS航法では、IMU(Inertial Measurement Unit)と呼ばれる移動体自体に搭載した加速度検出器などに基づいて、移動体の移動を積算して移動体の位置を推定する。
【０００８】
マルチパスへの対策としては、GPS衛星から送られてくる電波がマルチパスの影響を受けるか否かを示す情報を任意の区画毎に記憶し、測位された位置周辺のマルチパスの影響の有無により、測位結果を修正する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、衛星信号を利用した測位位置と、移動体の移動速度と方位角を利用した推測位置とから、マルチパスの大きさを算出し、該マルチパスの大きさに応じたマルチパス信号に従って移動体の位置を求める手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、マルチパスの影響を低減し、測位精度を向上させることができるGNSS受信装置及び測位方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
該擬似距離差分計算部により求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有する。
【００１２】
他の例では、
前記複数のアンテナは、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、前記測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔だけ離して配置される。
【００１３】
他の例では、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００１４】
本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
前記擬似距離計算部により求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定部と、
前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有する。
【００１５】
他の例では、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分との差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００１６】
本測位方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
該擬似距離差分計算ステップにより求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有する。
【００１７】
本測位方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
前記擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定ステップと、
前記擬似距離差分計算ステップにより求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定ステップにより推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有する。
【発明の効果】
【００１８】
開示のGNSS受信装置及び測位方法によれば、マルチパスの影響を低減し、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図２】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの配置を示す説明図である。
【図３】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図４】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図５】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図６】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図７】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの配置を示す説明図である。
【図８】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図９】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの制御を示す説明図である。
【図１０】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１１】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図１２】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１３】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１４】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１５】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図１６】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１７】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１８】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１９】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図２０】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図２１】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（システム）
本実施例に従ったGNSS（Global Navigation Satellite System 全世界航法衛星システム）は、地球周りを周回するGNSS衛星と、地球上に位置し地球上を移動しうるGNSS受信装置１００とを備える。本実施例では、GNSSの一例としてGPSについて説明する。GPS以外のGNSSに適用してもよい。
【００２３】
GNSS衛星は、航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するGNSS衛星に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナク）、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれる。航法メッセージは、C/Aコードにより拡散され、L1帯の搬送波（周波数：1575.42MHz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。尚、L1帯の搬送波は、C/Aコードで変調されたSin波とPコード(Precision Code)で変調されたCos波との合成波であり、直交変調されている。C/Aコード及びPコードは、擬似雑音(Pseudo Noise)符号であり、−１と１とが不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２４】
尚、現在、約30個のGNSS衛星が高度約20,000kmの上空で地球を一周しており、55度ずつ傾いた6つの地球周回軌道面があり、各々の軌道面に4個以上のGNSS衛星が均等に配置されている。従って、天空が開けている場所であれば、地球上のどの場所にいても、常時、少なくとも5個以上のGNSS衛星が観測可能である。
【００２５】
（第１の実施例）
（GNSS受信装置）
GNSS受信装置１００は、例えば、移動体に搭載される。移動体には、車両、自動二輪車、列車、船舶、航空機、ロボットなど、また、人の移動に伴い移動する携帯端末などの情報端末などが含まれる。
【００２６】
マルチパス環境下において、GNSS衛星からの電波により得られるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関値にばらつきが生じる原因は、反射波の位相が搬送波の波長内で変化するためである。GNSS受信装置が１アンテナしか有さず、該１アンテナでGNSS衛星からの電波（合成波）を受信する場合、該電波に含まれる反射波の位相が分からない状態で相関処理が行われる。反射波の位相が分からない状態で相関処理が行われるため、相関値にばらつきが生じる。
【００２７】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、アンテナを複数有し、各アンテナからの受信電波により求めた擬似距離が異なる場合にマルチパスの影響を受けていると判定する。各アンテナは、同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。本実施例では、一例として２本のアンテナを有する場合について説明するが、３本以上のアンテナを有するようにしてもよい。更に、本GNSS受信装置は、マルチパスの影響を受けていると判定した場合に、位置情報として、INSにより推定される位置推定結果を出力する。換言すれば、GNSS測位演算による測位演算結果から、INSにより推定された位置推定結果に、位置情報を引き継ぐ。マルチパスの影響を受けていると判定した場合にINSにより推定される位置推定結果を出力することにより、GNSS測位演算による測位演算結果の測位精度が低下する前に、INSにより推定される位置推定結果に切り替えることかでき、位置情報へのマルチパスの影響を低減できる。
【００２８】
図１は、本GNSS受信装置１００を示す。
【００２９】
GNSS受信装置１００は、アンテナ１０２（１０２１、１０２２）と、各アンテナ１０２に対応して設けられた高周波処理部１０４（１０４１、１０４２）と、信号処理部１０６と、測位演算部１１６と、INS位置推定部１１８と、位置演算処理部１２０と、マップマッチング処理部１２２と、地図DB(database)１２４とを有する。信号処理部１０６は、各アンテナ１０２に対応して設けられた相関器１０８（１０８１、１０８２）及び擬似距離計算部１１０（１１０１、１１０２）と、擬似距離差分計算部１１２と、判定処理部１１４とを有する。
【００３０】
高周波処理部１０４１及び１０４２は同様の機能を有するため、高周波処理部１０４として説明する。相関器１０８１及び１０８２は同様の機能を有するため、相関器１０８として説明する。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は同様の機能を有するため、擬似距離計算部１１０として説明する。
【００３１】
アンテナ１０２１及び１０２２は、同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの電波を受信する。但し、マルチパスの影響の有無を判定する場合には、同一のGNSS衛星から受信された電波が信号処理部１０６において使用される。
【００３２】
直接波と反射波との間の位相差を大きくする観点からは、例えば、図２に示されるように、アンテナ１０２１及び１０２２を当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に配置し、さらに、該２本のアンテナをアンテナ間隔Ｒだけ離して配置するのが好ましい。具体的には、アンテナ１０２１及び１０２２の指向性が、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に向くように配置される。例えば、アンテナ間隔Ｒは、GNSS衛星から測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度であるのが好ましい。当該GNSS受信装置１００の進行方向と並行に位置する壁（反射体）５０により、測位信号は反射し、該反射した測位信号は反射波として、当該GNSS受信装置１００に受信されると想定される。２本のアンテナをGNSS衛星からの測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度の間隔だけ離して配置することにより、アンテナ間で受信される信号の位相差を最も大きくできる。その結果、少ないアンテナ数でマルチパスを検出できる。
【００３３】
図２に示されるGNSS受信装置１００において、GNSS受信装置１００の搭載された移動体の進行方向が明細書（紙面）の表から裏の方向であり、該移動体の進行方向に対して右側に壁（反射体）５０が存在する場合について説明する。GNSS衛星からの電波は壁５０により反射されて受信される。アンテナ１０２１及び１０２２は、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直に、アンテナ間隔Ｒだけ離して配置されているので、２本のアンテナの位相差を大きくできる。
【００３４】
高周波処理部１０４は、アンテナ１０２と接続され、アンテナ１０２を介して供給される微弱なRF信号をA/D変換できるレベルにまで増幅すると共に、RF信号の周波数を信号処理できる中間周波数（典型的には、１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）に変換する。そして、高周波処理部１０４は、中間周波数に変換した信号を、デジタル信号処理ができるようにデジタル中間周波数信号に変換する。高周波処理部１０４の出力信号は、相関器１０８に入力される。
【００３５】
相関器１０８は、高周波処理部１０４と接続される。相関器１０８は、C/Aコードのレプリカ信号を生成する。相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことによりC/Aコード同期を行う。実際には、デジタル中間周波数信号は、図示しないミキサにより、図示しないPLLから供給されるレプリカキャリアが乗算されてから、相関器１０８に入力される。相関器１０８１及び１０８２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相を追尾することにより、捕捉した同一のGNSS衛星からの電波を追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、相関結果を、それぞれ擬似距離計算部１１０１及び１１０２に入力する。
【００３６】
擬似距離計算部１１０は、相関器１０８と接続され、相関器１０８による相関結果に基づいて、擬似距離を計算する。ここで、擬似距離計算部１１０１により計算された擬似距離を擬似距離Ａと呼び、擬似距離計算部１１０２により計算された擬似距離を擬似距離Ｂと呼ぶ。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相を、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂとして出力するようにしてもよい。
【００３７】
同一のGNSS衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間の位相差が生じるようにアンテナ１０２が配置されているため、アンテナ１０２１により受信される電波（合成波）に基づいて計算された擬似距離とアンテナ１０２２により受信される電波に基づいて計算された擬似距離とは、マルチパス環境では異なる値となる。
【００３８】
図３及び図４は、擬似距離計算部１１０１及び１１０２により得られるC/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関特性の一例を示す。該相関特性に示されるように、相関値のピークは、直接波及び反射波のL1帯のC/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値に左右される。図３及び図４において、横軸は時間であり、縦軸は相関値を示す。図３及び図４において、プロンプトＰＡ及びプロンプトＰＢは、それぞれ擬似距離計算部１１０１及び１１０２により得られる相関値のピークを示す。プロンプトＰＡ及びプロンプトＰＢが得られる時間ｔｓａ及びｔｓｂから擬似距離を計算することにより、それぞれ擬似距離Ａ及びＢが得られる。C/Aコードのレプリカ信号とは、GPS衛星からの衛星信号に乗せられるC/Aコードに対して、＋１、−１の並びが同一のコードである。C/Aコード同期とは、受信したC/Aコードの位相に対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相を同期させることである。C/Aコードは、１ビットの長さが１μsであり、１ビットに相当する長さが約300mである。従って、GPS衛星に係る擬似距離ρは、GPS衛星でC/Aコードが０ビット目であるとしてC/AコードのNビット目が受信されている場合には、ρ=N×300として求めることができる。すなわち、受信したC/AコードのGPS衛星側のコード位相時刻とGPS受信装置側の時刻との差を測定することにより、擬似距離ρが算出される。擬似距離計算部１１０は、擬似距離を擬似距離差分計算部１１２に入力する。
【００３９】
擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１及び１１０２と接続される。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。差分がマイナスとならないようにするために、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分の絶対値（以下、「擬似距離の差分」と呼ぶ）を求めるようにしてもよい。すなわち、擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとが同じ値であるか、換言すれば、その差が誤差の範囲内であるかを判断する。擬似距離Ａと擬似距離Ｂは、同一のGNSS衛星からの電波に基づいて計算されたものである。さらに、アンテナ１０２１及び１０２２は同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。従って、当該GNSS受信装置１００がマルチパス環境に位置し、マルチパスの影響を受ける場合には、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとは異なる値となるため、その差分はゼロとは異なる値となる。一方、当該GNSS受信装置１００がマルチパス環境に位置しない場合には、マルチパスの影響を受けないため、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとはほぼ同じ値となり、その差分はゼロとなる。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離Ａ及びＢを測位演算部１１６に入力すると共に、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの擬似距離の差分を判定処理部１１４に入力する。
【００４０】
判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２と接続され、該擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分に基づいて、該擬似距離の差分に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロよりも大きい値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、擬似距離の差分が誤差の範囲内でない場合に、マルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていない判定する。また、判定処理部１１４は、擬似距離の差分が誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を測位演算部１１６に入力する。
【００４１】
測位演算部１１６は、擬似距離差分計算部１１２及び判定処理部１１４と接続される。測位演算部１１６は、航法メッセージの衛星軌道情報に基づいて、GNSS衛星のワールド座標系での現在位置を計算する。尚、GNSS衛星は、人工衛星の１つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定される。また、GNSS衛星の軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのGNSS衛星の位置を計算できる。また、GNSS衛星の位置は、GNSS衛星の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのGNSS衛星の位置を３次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸、並びに、この両軸に直交するＺ軸により定義される。
【００４２】
測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離差分計算部１１２から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていないと判定された場合に擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。そして、測位演算部１１６は、測位演算結果を位置演算処理部１２０に入力する。また、測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合には測位演算を中止する。測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、マルチパスの影響を受けていることを位置演算処理部１２０に入力するようにしてもよい。
【００４３】
また、測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定されたGNSS衛星が存在する場合でも、他のGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けておらず、測位演算ができる場合には測位演算を行い、該測位演算結果を位置演算処理部１２０に入力するようにしてもよい。
【００４４】
当該GNSS受信装置１００の位置は、３つのGNSS衛星１００に対して得られるそれぞれの擬似距離及び衛星位置を用いて、三角測量の原理で導出されてよい。この場合、擬似距離は時計誤差を含むので、４つ目のGNSS衛星１００に対して得られる擬似距離及び衛星位置を用いて、時計誤差成分が除去される。
【００４５】
尚、GNSS衛星１００の位置の測位方法としては、このような単独測位に限られず、干渉測位（既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式）であってもよい。干渉測位の場合、固定局及び当該GNSS受信装置１００にてそれぞれ得られる擬似距離の１重位相差や２重位相差等を用いて当該GNSS受信装置１００の位置が測位される。
【００４６】
INS位置推定部１１８は、GNSSからの情報以外の情報から当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。例えば、INS位置推定部１１８は、IMUと呼ばれる当該GNSS受信装置１００自体又は当該GNSS受信装置１００が搭載された移動体に搭載した加速度検出器などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の移動を積算することにより位置を推定するようにしてもよい。
【００４７】
図５は、INS位置推定部１１８を示す機能ブロック図である。
【００４８】
INS位置推定部１１８は、センサ１１８２と、位置推定部１１８４とを有する。
【００４９】
センサ１１８２は、位置推定部１１８４に、GNSS以外から得られる情報を入力する。センサ１１８２には、例えば、加速度センサ、角加速度センサ、地磁気センサ（方位センサ）などが含まれる。センサ１１８２は、GNSS衛星からの電波を使用することなく当該GNSS受信装置１００の位置を求めるためのデータが得られるセンサであるのが好ましい。例えば、センサ１１８２は、位置推定部１１８４に、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位を入力する。
【００５０】
位置推定部１１８４は、センサ１１８２と接続される。位置推定部１１８４は、センサ１１８２により入力された情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。位置推定部１１８４は、加速度センサにより検出された加速度を積分することにより速度を求め、該速度を積分することにより当該GNSS受信装置１００の移動距離を求めるようにしてもよい。位置推定部１１８４は、慣性航法装置であってもよい。位置推定部１１８４は、位置演算処理部１２０に、当該GNSS受信装置１００の位置推定結果を入力する。
【００５１】
位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６及びINS位置推定部１１８と接続される。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により入力された測位演算結果及びINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果のいずれか一方を出力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、該測位演算結果をマップマッピング処理部１２２に入力する、また、位置演算処理部１１８は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、INS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６によりマルチパスの影響を受けていることが入力された場合に、INS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力するようにしてもよい。測位演算結果が入力された場合に該測位演算結果をマップマッピング処理部１２２に入力し、測位演算結果が入力されない場合に位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力することにより、測位演算結果の精度が低下する前に、出力する位置情報をINSによる位置推定結果に切り替えることができるため、位置情報の精度を維持することができる。
【００５２】
マップマッチング処理部１２２は、位置演算処理部１２０と、地図DB１２４と接続される。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力される地図情報と、位置演算処理部１２０により入力される当該GNSS受信装置１００の位置とのマッチングを行う。例えば、マップマッチング処理部１２２は、地図情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を補正する。例えば、地図DB１２４により入力される地図情報に、位置演算処理部１２０により入力された当該GNSS受信装置１００の位置をマッピングさせた場合に、該位置の地図情報における位置が適切でない場合に、適切な位置になるように補正する。例えば、該位置が道路上で無い場合に、道路上であるように補正する。マップマッチング処理部１２２は、補正した位置情報を出力する。
【００５３】
地図DB１２４は、地図情報を記憶する。
【００５４】
（測位方法）
図６は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【００５５】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ６０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【００５６】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０２により受信された測位信号に基づいて擬似距離を求める（ステップＳ６０４）。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相から、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂを求める。
【００５７】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０４により求められた各アンテナにより受信された測位信号に対応する擬似距離の差分を求める（ステップＳ６０６）。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。
【００５８】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０６により求められた擬似距離の差分が誤差の範囲であるか、理想的にはゼロであるかを判断する（ステップＳ６０８）。判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分に基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロよりも大きい値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００５９】
擬似距離の差分が誤差の範囲である場合（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ６１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離差分計算部１１２から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００６０】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ６１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【００６１】
擬似距離の差分が誤差の範囲でない場合（ステップＳ６０８：ＮＯ）及びステップＳ６１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ６１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【００６２】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ６１４により求められた位置を補正する（ステップＳ６１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【００６３】
ステップＳ６０２−Ｓ６１０とステップＳ６１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【００６４】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間で位相差が生じるように複数のアンテナを配置することにより、当該GNSS受信装置がマルチパス環境に位置する場合に、該複数のアンテナにより受信される電波（合成波）に基づいて計算された擬似距離を互いに異なる値にできる。
【００６５】
また、マルチパスの影響を受けていると判定された場合に、GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて推定された位置情報を出力することにより、測位演算結果の精度が低下する前にINSによる位置推定結果に切り替えることができるため、位置情報の精度を維持することができる。
【００６６】
また、各アンテナに対応する擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部を有することにより、擬似距離の差分に基づいて、GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定することができる。
【００６７】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、複数のアンテナを離間して配置することにより、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間で位相差が生じるようにできる。その結果、マルチパスを検出する精度を向上させることができる。
【００６８】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔離して、複数のアンテナを配置することにより、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間での位相差を最大とできる。その結果、マルチパスを検出する精度をさらに向上させることができる。
【００６９】
本実施例によれば、判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することにより、マルチパスの影響の有無を判定できる。
【００７０】
（第２の実施例）
（GNSS受信装置）
図７は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００７１】
本実施例に従ったGNSS受信装置は、上述したGNSS受信装置と複数のアンテナの配置が異なる。複数のアンテナの内、少なくとも３本のアンテナは、該３本のアンテナにより平面を形成できるように配置される。換言すれば、該３本のアンテナは一直線となるようには配置されない。例えば、当該GNSS受信装置上方から見て、３本のアンテナの配置が三角形となるように配置される。３本のアンテナにより平面を形成できるように配置することにより、当該GNSS受信装置の受信する反射波の入射する方向によらず、少なくとも２本のアンテナ間で受信された直接波と反射波との間で位相差が生じる。直接波と反射波との間の位相差を大きくする観点からは、各アンテナを当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に配置し、さらに、各アンテナをアンテナ間隔Ｒだけ離して配置するのが好ましい。具体的には、アンテナ１０２１、１０２２、及び１０２３の指向性が、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に向くように配置される。例えば、アンテナ間隔Ｒは、GNSS衛星から測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度であるのが好ましい。当該GNSS受信装置の受信する反射波の入射する方向によらず、少なくとも２本のアンテナ間で受信された直接波と反射波との間で位相差が生じることにより、全方位におけるマルチパスを検出できる。
【００７２】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法は、図６を参照して説明した測位方法と同様である。
【００７３】
本実施例によれば、複数のアンテナの内、少なくとも３本のアンテナは、該３本のアンテナにより平面を形成できるように配置されることにより、GNSS衛星からの電波の入射方向によらず、全方位におけるマルチパスを検出できる。
【００７４】
（第３の実施例）
（GNSS受信装置）
図８は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００７５】
本実施例に従ったGNSS受信装置は、図１を参照して説明したGNSS受信装置において、アンテナ制御部１２６を有する。該アンテナ制御部１２６には相関器１０８１及び１０８２から相関演算結果が入力される。
【００７６】
アンテナ制御部１２６は、複数のアンテナの内、少なくとも２本のアンテナの間隔及び／又は方向を制御する。アンテナ制御部１２６は、アンテナ１０２１及び１０２２と接続される。例えば、図９に示されるように、該２本のアンテナは回転体の上に設置されるようにしてもよい。アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、回転体を回転させることによりアンテナの方向を可変に制御する。例えば、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、相関値のピークとなる位相の差が最大となるように、アンテナの方向を可変に制御するようにしてもよい。
【００７７】
また、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、アンテナの間隔を変更する。例えば、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、相関値のピークとなる位相の差が最大となるように、アンテナの間隔を変更するようにしてもよい。すなわち、アンテナ制御部１２６は、２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるように、アンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させる。２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるようにアンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、当該GNSS受信装置１００の受信する合成波の入射方向によらず、少なくとも２本のアンテナからの信号間で位相差が生じることにより、全方位におけるマルチパスを検出できる。２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるようにアンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、当該GNSS受信装置１００の受信する合成波の入射する仰角によらず、少なくとも２本のアンテナで受信された合成波の間で位相差が生じることにより、全仰角におけるマルチパスを検出できる。
【００７８】
本GNSS受信装置１００における測位方法は、図６を参照して説明した測位方法において、ステップＳ６０２の前に、同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように、当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナの間隔及び／又は方向を変更する制御が行われる。
【００７９】
本実施例によれば、アンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、GNSS衛星からの信号の入射方位及び仰角によらず、全方位及び全仰角におけるマルチパスを検出できる。
【００８０】
（第４の実施例）
（GNSS受信装置）
図１０は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００８１】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、複数のGNSS受信装置を有する。各GNSS受信装置は１本のアンテナを有する。図１０においては、各アンテナに対応して設けられるべき高周波処理部１０４は省略される。図１０においては、測位演算部１１６と接続されるべき位置演算処理部１２０と、INS位置推定部１１８と、マップマッチング処理部１２２と、地図DB１２４は省略される。
【００８２】
本GNSS受信装置１００では、測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０と接続される。擬似距離計算部１１０１及び１１０２により計算された擬似距離は擬似距離差分計算部１１２に入力されると共に、擬似距離計算部１１０１により計算された擬似距離は測位演算部１１６に入力される。
【００８３】
擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離の差分を判定処理部１１４に入力する。
【００８４】
測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａに対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の配置を計算し、該GNSS衛星の配置を擬似距離差分推定部１２８に入力する。ここで、擬似距離Ａは、各GNSS衛星からの測位信号に基づいて求められた擬似距離であり、複数であってもよい。
【００８５】
擬似距離差分推定部１２８は、測位演算部１１６と接続され、測位演算部１１６により入力されたGNSS衛星の配置とアンテナ１０２１と１０２２との間の距離とに基づいて、擬似距離の差分の理論値を推定する。擬似距離差分推定部１２０は、推定した擬似距離の差分の理論値を判定処理部１１４に入力する。
【００８６】
判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２及び擬似距離差分推定部１２０と接続され、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分と、擬似距離差分推定部１２８により入力された擬似距離の差分の理論値とに基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが誤差の範囲以上に異なる場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。理想的には、判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが異なる値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが異ならない場合若しくは異なる場合であっても誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部に入力する。
【００８７】
（測位方法）
図１１は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【００８８】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１１０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【００８９】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０２により受信された測位信号に基づいて擬似距離を求める（ステップＳ１１０４）。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相から、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂを求める。
【００９０】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０４により求められた各アンテナにより受信された測位信号に対応する擬似距離の差分を求める（ステップＳ１１０６）。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。
【００９１】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０４により求められた擬似距離に対応する測位信号に基づいて、GNSS衛星の配置を計算する（ステップＳ１１０８）。測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａに対応する測位信号に基づいて、GNSS衛星の配置を計算する。
【００９２】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０８により求められたGNSS衛星の配置と、アンテナ間の距離に基づいて、擬似距離の差分を推定する（ステップＳ１１１０）。擬似距離差分推定部１２８は、測位演算部１１６により入力されたGNSS衛星の配置と、アンテナ１０２１と１０２２との間の距離とに基づいて、擬似距離の差分の理論値を推定する。
【００９３】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０６により求められた擬似距離の差分とステップＳ１１１０により推定された擬似距離の差分との差分が誤差の範囲内であるか、理想的にはゼロであるかを判断する（ステップＳ１１１２）。判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分と、擬似距離差分推定部１２８により入力された擬似距離の差分の理論値とに基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。
【００９４】
擬似距離の差分と擬似距離の差分の推定値との差分が誤差の範囲内である場合（ステップＳ１０１２：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１１１４）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離計算部１１０１から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００９５】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１１１６）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【００９６】
擬似距離の差分と擬似距離の差分の推定値との差分が誤差の範囲内でない場合（ステップＳ１１１２：ＮＯ）及びステップＳ１１１４により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１１１８）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【００９７】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１１１８により求められた位置を補正する（ステップＳ１１２０）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【００９８】
ステップＳ１１０２−Ｓ１１１４とステップＳ１１１６との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【００９９】
本実施例によれば、アンテナの間隔を任意に設定した場合においても、マルチパスの影響を受けていることを判定できる。上述した第１の実施例においては、アンテナの間隔Ｒは、GNSS衛星からの電波の波長の1/4-1/2である方が好ましかった。本実施例では、アンテナの間隔ＲがGNSS衛星からの電波の波長の1/4-1/2である必要は無い。従って、アンテナの間隔を任意に設定できる。
【０１００】
（第５の実施例）
（GNSS受信装置）
図１２は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【０１０１】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、複数のGNSS受信装置を有する。各GNSS受信装置は、それぞれ１本のアンテナを有する。図１２においては、各アンテナに対して設けられるべき高周波処理部は省略される。また、図１２においては、上述した実施例において、マルチパスを検出する部分が示される。換言すれば、測位演算処理以降の処理は省略される。また、各GNSS受信装置は、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２を有する。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は同様の機能を有するため、相関値差分計算部１３０として説明する。
【０１０２】
相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことにより相関処理を行う。該相関処理の結果、位相を横軸、相関値を縦軸とする座標において、理論上、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形により示される相関値を示すグラフが得られる。相関器１０８は、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形により示される相関値を利用して、中心と考えられる位相(PUNCTUAL)に対して、一定量進んだ位相(EARLY)と遅れた位相(LATE)のレプリカC/Aコードを生成し、L1帯のC/Aコードに対して、EARLY、LATEとの相関をそれぞれ求める。そして、相関器１０８は、EARLY、LATEとの相関値が等しくなるように、レプリカC/Aコードの位相を制御する。相関器１０８は、EARLYとLATEとの相関値が等しくなるときの、EARLYとLATEの中間の位相が、L1帯のC/Aコードの位相であると推定する。しかし、マルチパス環境では、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形は崩れるため、C/Aコードの位相を正確に推定することができない。受信したC/Aコードの位相を正確に推定することができない場合、相関器１０８は、EARLYとLATEの位相差を狭めて相関処理を行う（ナローコリレータ）。
【０１０３】
相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、EARLYの位相を求め、該EARLYにおける相関値（以下、EARLY相関値と呼ぶ）とLATEの位相を求め、該LATEにおける相関値（以下、LATE相関値と呼ぶ）を、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２に入力する。図１２では、EARLY相関値はEにより示され、LATE相関値はLにより示される。
【０１０４】
図１３及び図１４は、相関器１０８１及び１０８２で得られる相関特性の一例を示す。例えば、相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、図１３及び図１４に示されるような相関特性に基づいて、EARLY相関値とLATE相関値との差分E-Lを求める。相関値差分計算部１３０１により計算された相関値差分を相関値差分Ａと呼び、相関値差分計算部１３０２により計算された相関値差分を相関値差分Ｂと呼ぶ。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、相関値差分Ａ及びＢを判定処理部１１４に入力する。
【０１０５】
判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２と接続される。判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２により入力された相関値差分Ａ及びＢに基づいて、相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分がゼロである場合にマルチパスの影響を受けていないと判定する。また、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分が誤差の範囲内である場合にマルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分がゼロでない場合にマルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分が誤差の範囲より大きい場合にマルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６（図示なし）に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部１２０に入力する。
【０１０６】
（測位方法）
図１５は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【０１０７】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１５０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【０１０８】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１５０２により受信された測位信号に基づいて、該測位信号に含まれるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関をとり、該相関値が最大とされる位相に対して、一定量進んだ位相と遅れた位相とを求める（ステップＳ１５０４）。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、EARLYにおける位相とLATEにおける位相を求める。
【０１０９】
GNSS受信装置１００は、アンテナ毎に、ステップＳ１５０４により求められた一定量進んだ位相及び遅れた位相に対応する相関値の差分を求める（ステップＳ１５０６）。相関器１０８１及び１０８２は、EARLY相関値とLATE相関値を、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２に入力する。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、EARLY相関値とLATE相関値との差分E-Lを求める。
【０１１０】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１５０６によりアンテナ毎に求められた相関値の差分が等しいか、異なる場合でも誤差の範囲内であるかを判断する（ステップＳ１５０８）。判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２により入力された相関値差分Ａ及びＢに基づいて、相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。
【０１１１】
アンテナ毎に求められた相関値の差分が等しい場合（ステップＳ１５０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１５１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【０１１２】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１５１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【０１１３】
アンテナ毎に求められた相関値の差分が等しくない場合（ステップＳ１５０８：ＮＯ）及びステップＳ１５１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１５１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【０１１４】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１５１４により求められた位置を補正する（ステップＳ１５１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【０１１５】
ステップＳ１５０２−Ｓ１５１０とステップＳ１５１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【０１１６】
本実施例によれば、マルチパスの影響を受けているかを判定するために擬似距離を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。相関器の出力に基づいて判定できるため、マルチパスを受けているかを判定するための演算量を減少させることができる。また、マルチパスの影響を受けているかを判定するためのハードウェアの規模を小さくできる。
【０１１７】
（第６の実施例）
（GNSS受信装置）
図１６は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【０１１８】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、図１２を参照して説明したGNSS受信装置において、相関値差分計算部１３０を有さないようにしたものである。また、図１６においては、上述した実施例において、マルチパスを検出する部分が示される。換言すれば、測位演算処理以降の処理は省略される。
【０１１９】
相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことにより相関処理を行う。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける相関値（以下、PUNCTUAL相関値と呼ぶ）を、判定処理部１１４に入力する。図１６では、PUNCTUAL相関値はPにより示される。例えば、相関器１０８１及び１０８２は、図１７及び図１８に示されるような相関特性に基づいて、PUNCTUAL相関値を求める。相関器１０８１により計算されたPUNCTUAL相関値をPUNCTUAL相関値Ａと呼び、相関器１０８２により計算されたPUNCTUAL相関値をPUNCTUAL相関値Ｂと呼ぶ。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUAL相関値Ａ及びＢを判定処理部１１４に入力する。
【０１２０】
判定処理部１１４は、相関器１０８１及び１０８２により入力されたPUNCTUAL相関値Ａ及びＢに基づいて、該相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。また、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分が誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分がゼロでない場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分が誤差の範囲より大きい場合に、マルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部１２０に入力する。
【０１２１】
(測位方法)
本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法について、図１９を参照して説明する。
【０１２２】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１９０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【０１２３】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１９０２により受信された測位信号に基づいて、該測位信号に含まれるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関をとり、該相関値が最大とされる位相を求める（ステップＳ１９０４）。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける位相を求める。
【０１２４】
GNSS受信装置１００は、アンテナ毎に、ステップＳ１９０４により求められた相関値が最大とされる位相に対応する相関値を求める（ステップＳ１９０６）。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける位相に対応するPUNCTUAL相関値を求める。相関器１０８１及び１０８２は、判定処理部１１４に、それぞれ、PUNCTUAL相関値Ａ及びＢを入力する。
【０１２５】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１９０６によりアンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しいか、異なる場合でも誤差の範囲内であるかを判断する（ステップＳ１９０８）。
【０１２６】
アンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しい場合（ステップＳ１９０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１９１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【０１２７】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１９１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【０１２８】
アンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しくない場合（ステップＳ１９０８：ＮＯ）及びステップＳ１９１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１９１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【０１２９】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１９１４により求められた位置を補正する（ステップＳ１９１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【０１３０】
ステップＳ１９０２−Ｓ１９１０とステップＳ１９１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【０１３１】
本実施例によれば、マルチパスの影響を受けているかを判定するために擬似距離を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。さらに、マルチパスの影響を受けているかを判定するために相関値の差分を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。相関器の出力に基づいて判定できるため、マルチパスを受けているかを判定するための演算量を減少させることができる。また、マルチパスの影響を受けているかを判定するためのハードウェアの規模を小さくできる。
【０１３２】
（第７の実施例）
図２０は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。図２０においては、上述した実施例において、相関器の部分が示され、該相関器以外の部分は省略される。
【０１３３】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、上述したGNSS受信装置において、各アンテナに対応して設けられた複数の相関器１０８に含まれる捕捉回路を、該複数の相関器間で共有する。
【０１３４】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナ１０２を有する。そして、該GNSS受信装置１００は、該複数のアンテナに、一対一で対応する複数の相関器１０８を有する。各相関器１０８は、追尾回路１０８４を有する。そして、複数の相関器１０８の内、少なくとも１つの相関器は捕捉回路１０８２を有する。捕捉回路１０８２は、全相関器が有する必要は無く、相関器の数未満の数の相関器が有する。すなわち、捕捉回路を有する相関器と捕捉回路を有さない相関器とが混在していてもよい。本実施例には、上述した実施例と同様に、GNSS受信装置１００が２本のアンテナを有する場合について説明するが、３本以上のアンテナを有する場合についても適用できる。
【０１３５】
捕捉回路１０８２は、図示しない高周波処理部１０４により入力されたデジタル中間周波数信号のドップラ周波数と、GNSS衛星番号を検出する。例えば、捕捉回路１０８２は、キャリアレプリカ信号を生成する。そして、捕捉回路１０８２は、生成したキャリアレプリカ信号と受信した搬送波との相関演算を行うことにより、ドップラシフトしたドップラ成分を測定する。GNSS衛星番号として、C/Aコードパターンに対応しているPRN番号を用いるようにしてもよい。捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の追尾回路１０８４１に入力する。また、捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の以外の相関器１０８２の追尾回路１０８４２に入力する。
【０１３６】
追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたGNSS衛星番号に対応するC/Aコードを求める。そして、追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたドップラ周波数を用いてタイミング調整することにより、GNSS衛星番号に対応する対応C/AコードのGNSS衛星からの測位信号に含まれるC/Aコードに対する相関を求め、該相関値がピークとなる位相を追尾する。
【０１３７】
本実施例によれば、全相関器に捕捉回路を備える必要が無いので、GNSS受信装置の回路規模を小さくできる。また、GNSS受信装置における消費電力を低減できる。
【０１３８】
（第８の実施例）
（GNSS受信装置）
図２１は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。図２１においては、上述した実施例において、相関器の部分が示され、該相関器以外の部分は省略される。
【０１３９】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、図２０を参照して説明したGNSS受信装置において、追尾回路の機能の一部を相関器間で共有する。換言すれば、各アンテナに対応して設けられた複数の相関器１０８に含まれる捕捉回路の機能及び追尾回路の機能の一部を、該複数の相関器間で共有する。
【０１４０】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナ１０２を有する。そして、該GNSS受信装置１００は、該複数のアンテナに、一対一で対応する複数の相関器１０８を有する。複数の相関器１０８の内、少なくとも１つの相関器は捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有する。捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４は、全相関器が有する必要は無く、相関器の数未満の数の相関器が有する。すなわち、捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有する相関器と捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有さない相関器とが混在していてもよい。追尾回路１０８４を有さない相関器１０８は、相関値演算部１０８６を有する。ここで、捕捉回路１０８２を有する相関器と、追尾回路１０８４を有する相関器とは同じ相関器でなくてもよい。ここでは、捕捉回路１０８２を有する相関器と、追尾回路１０８４を有する相関器が同じ相関器である場合について説明する。
【０１４１】
捕捉回路１０８２は、図示しない高周波処理部１０４により入力されたデジタル中間周波数信号のドップラ周波数と、GNSS衛星番号を検出する。例えば、捕捉回路１０８２は、キャリアレプリカ信号を生成する。そして、捕捉回路１０８２は、生成したキャリアレプリカ信号と受信した搬送波との相関値演算を行うことにより、ドップラシフトしたドップラ成分を測定する。GNSS衛星番号として、C/Aコードパターンに対応しているPRN番号を用いるようにしてもよい。捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の追尾回路１０８４に入力する。
【０１４２】
追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたGNSS衛星番号に対応するC/Aコードを求める。そして、追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたドップラ周波数を用いてタイミング調整することにより、GNSS衛星番号に対応する対応C/AコードのGNSS衛星からの測位信号に含まれるC/Aコードに対する相関を求め、該相関値がピークとなる位相を追尾する。追尾回路１０８４は、追尾するC/Aコードとキャリア信号とを、他の相関器１０８２に含まれる相関値演算部１０８６に入力する。
【０１４３】
相関値演算部１０８６は、追尾回路１０８４により入力されたC/Aレプリカコードと、キャリア信号とから測位信号のレプリカを生成する。そして、相関値演算部１０８６は、GNSS衛星からの測位信号と、測位信号のレプリカとの相関値を求める。
【０１４４】
本実施例によれば、全相関器に捕捉回路及び追尾回路を備える必要が無いので、GNSS受信装置の回路規模を小さくできる。また、GNSS受信装置における消費電力を低減できる。
【０１４５】
説明の便宜上、発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明されるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。
【０１４６】
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
【符号の説明】
【０１４７】
５０ 壁（反射体）
１００ GNSS受信装置
１０２（１０２１、１０２２、１０２３） アンテナ
１０４（１０４１、１０４２） 高周波処理部
１０６ 信号処理部
１０８（１０８１、１０８２） 相関器
１０８２ 捕捉回路
１０８４（１０８４１、１０８４２） 追尾回路
１０８６ 相関値演算部
１１０（１１０１、１１０２） 擬似距離計算部
１１２ 擬似距離差分計算部
１１４ 判定処理部
１１６ 測位演算部
１１８ INS位置推定部
１１８２ センサ
１１８４ 位置推定部
１２０ 位置演算処理部
１２２ マップマッチング処理部
１２４ 地図DB(database)
１２６ アンテナ制御部
１２８ 擬似距離差分推定部
１３０ （１３０１、１３０２） 相関値差分計算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、GNSS用周回衛星からの信号を受信し、測位するGNSS受信装置及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星航法(GNSS: Global Navigation Satellite System)とは、航空機から３つの航法衛星（GNSS用周回衛星)（以下、GNSS衛星と呼ぶ）を捕捉することで各GNSS衛星からの距離を得るとともに、４つ目の航法衛星からの信号で時刻合わせを行い、航空機の３次元での飛行位置を得ることができる航法システムである。衛星航法には、全地球的測位システム(GPS: Global Positioning System)、ガリレオ(GALILEO)などが含まれる。
【０００３】
例えば、GNSS受信装置は移動体に搭載され、該移動体の位置及び速度を測定する。例えば、GNSS受信装置は、複数のGNSS衛星からの電波を受信することによって、複数のGNSS衛星から当該GNSS受信装置までの距離（擬似距離）をそれぞれ測定し、該擬似距離に基づいて当該GNSS受信装置が搭載された移動体の測位を行う。GNSS衛星により発射された信号は、GNSS衛星とGNSS受信装置との間の距離を電波が伝搬する時間だけ遅れてGNSS受信装置に到達する。従って、複数のGNSS衛星について電波伝搬に要する時間を求めれば、測位演算によってGNSS受信装置の位置を求めることができる。例えば、複数のGNSS衛星により発射された電波は、GNSS受信装置の測距部において、各GNSS衛星からGNSS受信装置までの距離が求められる。そして、測位演算部において、測距部において求められた距離に基づいて、GNSS受信装置の位置が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３４６６５５号公報
【特許文献２】特開２００３−２７９６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
GNSS受信装置においては、当該GNSS受信装置とGNSS衛星とを直接結ぶ経路で到来する直接波以外に、建物などで反射して到来する反射波が受信される場合がある。このように、GNSS衛星からの電波が２以上の経路でGNSS受信装置に受信される現象はマルチパスと呼ばれる。GNSS受信装置が直接波ではなく反射波に基づいて擬似距離を求めた場合、反射波は直接波よりも到達時間が長くなるため、直接波により求められる擬似距離よりも誤差が大きくなる。
【０００６】
例えば、GPS受信装置では、GPS衛星からの受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関が求められ、該相関ピークの位置から擬似距離が求められる。マルチパス環境下で、複数のGPS衛星からの受信信号に基づいて擬似距離が求められる場合、受信信号には反射波が含まれるため、受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関ピークの位置のばらつきが大きくなる。受信信号と該受信信号のレプリカ信号との相関ピークの位置のばらつきが大きくなるため、擬似距離のばらつきも大きくなり、測位結果の誤差も大きくなる。
【０００７】
一方、移動体の位置を推定する方法として、INS(Inertial Navigation System)航法と呼ばれる航法がある。INS航法では、IMU(Inertial Measurement Unit)と呼ばれる移動体自体に搭載した加速度検出器などに基づいて、移動体の移動を積算して移動体の位置を推定する。
【０００８】
マルチパスへの対策としては、GPS衛星から送られてくる電波がマルチパスの影響を受けるか否かを示す情報を任意の区画毎に記憶し、測位された位置周辺のマルチパスの影響の有無により、測位結果を修正する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、衛星信号を利用した測位位置と、移動体の移動速度と方位角を利用した推測位置とから、マルチパスの大きさを算出し、該マルチパスの大きさに応じたマルチパス信号に従って移動体の位置を求める手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、マルチパスの影響を低減し、測位精度を向上させることができるGNSS受信装置及び測位方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
該擬似距離差分計算部により求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有する。
【００１２】
他の例では、
前記複数のアンテナは、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、前記測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔だけ離して配置される。
【００１３】
他の例では、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００１４】
本GNSS受信装置は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
前記擬似距離計算部により求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定部と、
前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有する。
【００１５】
他の例では、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分との差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００１６】
本測位方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
該擬似距離差分計算ステップにより求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有する。
【００１７】
本測位方法は、
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
前記擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定ステップと、
前記擬似距離差分計算ステップにより求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定ステップにより推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有する。
【発明の効果】
【００１８】
開示のGNSS受信装置及び測位方法によれば、マルチパスの影響を低減し、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図２】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの配置を示す説明図である。
【図３】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図４】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図５】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図６】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図７】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの配置を示す説明図である。
【図８】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図９】一実施例に従ったGNSS受信装置におけるアンテナの制御を示す説明図である。
【図１０】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１１】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図１２】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１３】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１４】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１５】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図１６】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図１７】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１８】一実施例に従ったGNSS受信装置における相関処理を示す説明図である。
【図１９】一実施例に従ったGNSS受信装置の動作を示すフロー図である。
【図２０】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【図２１】一実施例に従ったGNSS受信装置の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２２】
（システム）
本実施例に従ったGNSS（Global Navigation Satellite System 全世界航法衛星システム）は、地球周りを周回するGNSS衛星と、地球上に位置し地球上を移動しうるGNSS受信装置１００とを備える。本実施例では、GNSSの一例としてGPSについて説明する。GPS以外のGNSSに適用してもよい。
【００２３】
GNSS衛星は、航法メッセージ（衛星信号）を地球に向けて常時放送する。航法メッセージには、対応するGNSS衛星に関する衛星軌道情報（エフェメリスやアルマナク）、時計の補正値、電離層の補正係数が含まれる。航法メッセージは、C/Aコードにより拡散され、L1帯の搬送波（周波数：1575.42MHz）に乗せられて、地球に向けて常時放送されている。尚、L1帯の搬送波は、C/Aコードで変調されたSin波とPコード(Precision Code)で変調されたCos波との合成波であり、直交変調されている。C/Aコード及びPコードは、擬似雑音(Pseudo Noise)符号であり、−１と１とが不規則に周期的に並ぶ符号列である。
【００２４】
尚、現在、約30個のGNSS衛星が高度約20,000kmの上空で地球を一周しており、55度ずつ傾いた6つの地球周回軌道面があり、各々の軌道面に4個以上のGNSS衛星が均等に配置されている。従って、天空が開けている場所であれば、地球上のどの場所にいても、常時、少なくとも5個以上のGNSS衛星が観測可能である。
【００２５】
（第１の実施例）
（GNSS受信装置）
GNSS受信装置１００は、例えば、移動体に搭載される。移動体には、車両、自動二輪車、列車、船舶、航空機、ロボットなど、また、人の移動に伴い移動する携帯端末などの情報端末などが含まれる。
【００２６】
マルチパス環境下において、GNSS衛星からの電波により得られるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関値にばらつきが生じる原因は、反射波の位相が搬送波の波長内で変化するためである。GNSS受信装置が１アンテナしか有さず、該１アンテナでGNSS衛星からの電波（合成波）を受信する場合、該電波に含まれる反射波の位相が分からない状態で相関処理が行われる。反射波の位相が分からない状態で相関処理が行われるため、相関値にばらつきが生じる。
【００２７】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、アンテナを複数有し、各アンテナからの受信電波により求めた擬似距離が異なる場合にマルチパスの影響を受けていると判定する。各アンテナは、同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。本実施例では、一例として２本のアンテナを有する場合について説明するが、３本以上のアンテナを有するようにしてもよい。更に、本GNSS受信装置は、マルチパスの影響を受けていると判定した場合に、位置情報として、INSにより推定される位置推定結果を出力する。換言すれば、GNSS測位演算による測位演算結果から、INSにより推定された位置推定結果に、位置情報を引き継ぐ。マルチパスの影響を受けていると判定した場合にINSにより推定される位置推定結果を出力することにより、GNSS測位演算による測位演算結果の測位精度が低下する前に、INSにより推定される位置推定結果に切り替えることかでき、位置情報へのマルチパスの影響を低減できる。
【００２８】
図１は、本GNSS受信装置１００を示す。
【００２９】
GNSS受信装置１００は、アンテナ１０２（１０２１、１０２２）と、各アンテナ１０２に対応して設けられた高周波処理部１０４（１０４１、１０４２）と、信号処理部１０６と、測位演算部１１６と、INS位置推定部１１８と、位置演算処理部１２０と、マップマッチング処理部１２２と、地図DB(database)１２４とを有する。信号処理部１０６は、各アンテナ１０２に対応して設けられた相関器１０８（１０８１、１０８２）及び擬似距離計算部１１０（１１０１、１１０２）と、擬似距離差分計算部１１２と、判定処理部１１４とを有する。
【００３０】
高周波処理部１０４１及び１０４２は同様の機能を有するため、高周波処理部１０４として説明する。相関器１０８１及び１０８２は同様の機能を有するため、相関器１０８として説明する。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は同様の機能を有するため、擬似距離計算部１１０として説明する。
【００３１】
アンテナ１０２１及び１０２２は、同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの電波を受信する。但し、マルチパスの影響の有無を判定する場合には、同一のGNSS衛星から受信された電波が信号処理部１０６において使用される。
【００３２】
直接波と反射波との間の位相差を大きくする観点からは、例えば、図２に示されるように、アンテナ１０２１及び１０２２を当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に配置し、さらに、該２本のアンテナをアンテナ間隔Ｒだけ離して配置するのが好ましい。具体的には、アンテナ１０２１及び１０２２の指向性が、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に向くように配置される。例えば、アンテナ間隔Ｒは、GNSS衛星から測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度であるのが好ましい。当該GNSS受信装置１００の進行方向と並行に位置する壁（反射体）５０により、測位信号は反射し、該反射した測位信号は反射波として、当該GNSS受信装置１００に受信されると想定される。２本のアンテナをGNSS衛星からの測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度の間隔だけ離して配置することにより、アンテナ間で受信される信号の位相差を最も大きくできる。その結果、少ないアンテナ数でマルチパスを検出できる。
【００３３】
図２に示されるGNSS受信装置１００において、GNSS受信装置１００の搭載された移動体の進行方向が明細書（紙面）の表から裏の方向であり、該移動体の進行方向に対して右側に壁（反射体）５０が存在する場合について説明する。GNSS衛星からの電波は壁５０により反射されて受信される。アンテナ１０２１及び１０２２は、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直に、アンテナ間隔Ｒだけ離して配置されているので、２本のアンテナの位相差を大きくできる。
【００３４】
高周波処理部１０４は、アンテナ１０２と接続され、アンテナ１０２を介して供給される微弱なRF信号をA/D変換できるレベルにまで増幅すると共に、RF信号の周波数を信号処理できる中間周波数（典型的には、１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚ）に変換する。そして、高周波処理部１０４は、中間周波数に変換した信号を、デジタル信号処理ができるようにデジタル中間周波数信号に変換する。高周波処理部１０４の出力信号は、相関器１０８に入力される。
【００３５】
相関器１０８は、高周波処理部１０４と接続される。相関器１０８は、C/Aコードのレプリカ信号を生成する。相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことによりC/Aコード同期を行う。実際には、デジタル中間周波数信号は、図示しないミキサにより、図示しないPLLから供給されるレプリカキャリアが乗算されてから、相関器１０８に入力される。相関器１０８１及び１０８２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相を追尾することにより、捕捉した同一のGNSS衛星からの電波を追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、相関結果を、それぞれ擬似距離計算部１１０１及び１１０２に入力する。
【００３６】
擬似距離計算部１１０は、相関器１０８と接続され、相関器１０８による相関結果に基づいて、擬似距離を計算する。ここで、擬似距離計算部１１０１により計算された擬似距離を擬似距離Ａと呼び、擬似距離計算部１１０２により計算された擬似距離を擬似距離Ｂと呼ぶ。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相を、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂとして出力するようにしてもよい。
【００３７】
同一のGNSS衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間の位相差が生じるようにアンテナ１０２が配置されているため、アンテナ１０２１により受信される電波（合成波）に基づいて計算された擬似距離とアンテナ１０２２により受信される電波に基づいて計算された擬似距離とは、マルチパス環境では異なる値となる。
【００３８】
図３及び図４は、擬似距離計算部１１０１及び１１０２により得られるC/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関特性の一例を示す。該相関特性に示されるように、相関値のピークは、直接波及び反射波のL1帯のC/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値に左右される。図３及び図４において、横軸は時間であり、縦軸は相関値を示す。図３及び図４において、プロンプトＰＡ及びプロンプトＰＢは、それぞれ擬似距離計算部１１０１及び１１０２により得られる相関値のピークを示す。プロンプトＰＡ及びプロンプトＰＢが得られる時間ｔｓａ及びｔｓｂから擬似距離を計算することにより、それぞれ擬似距離Ａ及びＢが得られる。C/Aコードのレプリカ信号とは、GPS衛星からの衛星信号に乗せられるC/Aコードに対して、＋１、−１の並びが同一のコードである。C/Aコード同期とは、受信したC/Aコードの位相に対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相を同期させることである。C/Aコードは、１ビットの長さが１μsであり、１ビットに相当する長さが約300mである。従って、GPS衛星に係る擬似距離ρは、GPS衛星でC/Aコードが０ビット目であるとしてC/AコードのNビット目が受信されている場合には、ρ=N×300として求めることができる。すなわち、受信したC/AコードのGPS衛星側のコード位相時刻とGPS受信装置側の時刻との差を測定することにより、擬似距離ρが算出される。擬似距離計算部１１０は、擬似距離を擬似距離差分計算部１１２に入力する。
【００３９】
擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１及び１１０２と接続される。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。差分がマイナスとならないようにするために、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分の絶対値（以下、「擬似距離の差分」と呼ぶ）を求めるようにしてもよい。すなわち、擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとが同じ値であるか、換言すれば、その差が誤差の範囲内であるかを判断する。擬似距離Ａと擬似距離Ｂは、同一のGNSS衛星からの電波に基づいて計算されたものである。さらに、アンテナ１０２１及び１０２２は同一衛星を捕捉、追尾した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される。従って、当該GNSS受信装置１００がマルチパス環境に位置し、マルチパスの影響を受ける場合には、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとは異なる値となるため、その差分はゼロとは異なる値となる。一方、当該GNSS受信装置１００がマルチパス環境に位置しない場合には、マルチパスの影響を受けないため、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとはほぼ同じ値となり、その差分はゼロとなる。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離Ａ及びＢを測位演算部１１６に入力すると共に、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの擬似距離の差分を判定処理部１１４に入力する。
【００４０】
判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２と接続され、該擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分に基づいて、該擬似距離の差分に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロよりも大きい値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、擬似距離の差分が誤差の範囲内でない場合に、マルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていない判定する。また、判定処理部１１４は、擬似距離の差分が誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を測位演算部１１６に入力する。
【００４１】
測位演算部１１６は、擬似距離差分計算部１１２及び判定処理部１１４と接続される。測位演算部１１６は、航法メッセージの衛星軌道情報に基づいて、GNSS衛星のワールド座標系での現在位置を計算する。尚、GNSS衛星は、人工衛星の１つであるので、その運動は、地球重心を含む一定面内（軌道面）に限定される。また、GNSS衛星の軌道は地球重心を１つの焦点とする楕円運動であり、ケプラーの方程式を逐次数値計算することで、軌道面上でのGNSS衛星の位置を計算できる。また、GNSS衛星の位置は、GNSS衛星の軌道面とワールド座標系の赤道面が回転関係にあることを考慮して、軌道面上でのGNSS衛星の位置を３次元的な回転座標変換することで得られる。尚、ワールド座標系とは、地球重心を原点として、赤道面内で互いに直交するＸ軸及びＹ軸、並びに、この両軸に直交するＺ軸により定義される。
【００４２】
測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離差分計算部１１２から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていないと判定された場合に擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。そして、測位演算部１１６は、測位演算結果を位置演算処理部１２０に入力する。また、測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合には測位演算を中止する。測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、マルチパスの影響を受けていることを位置演算処理部１２０に入力するようにしてもよい。
【００４３】
また、測位演算部１１６は、判定処理部１１４によりマルチパスの影響を受けていると判定されたGNSS衛星が存在する場合でも、他のGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けておらず、測位演算ができる場合には測位演算を行い、該測位演算結果を位置演算処理部１２０に入力するようにしてもよい。
【００４４】
当該GNSS受信装置１００の位置は、３つのGNSS衛星１００に対して得られるそれぞれの擬似距離及び衛星位置を用いて、三角測量の原理で導出されてよい。この場合、擬似距離は時計誤差を含むので、４つ目のGNSS衛星１００に対して得られる擬似距離及び衛星位置を用いて、時計誤差成分が除去される。
【００４５】
尚、GNSS衛星１００の位置の測位方法としては、このような単独測位に限られず、干渉測位（既知の点に設置された固定局での受信データを併用する方式）であってもよい。干渉測位の場合、固定局及び当該GNSS受信装置１００にてそれぞれ得られる擬似距離の１重位相差や２重位相差等を用いて当該GNSS受信装置１００の位置が測位される。
【００４６】
INS位置推定部１１８は、GNSSからの情報以外の情報から当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。例えば、INS位置推定部１１８は、IMUと呼ばれる当該GNSS受信装置１００自体又は当該GNSS受信装置１００が搭載された移動体に搭載した加速度検出器などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の移動を積算することにより位置を推定するようにしてもよい。
【００４７】
図５は、INS位置推定部１１８を示す機能ブロック図である。
【００４８】
INS位置推定部１１８は、センサ１１８２と、位置推定部１１８４とを有する。
【００４９】
センサ１１８２は、位置推定部１１８４に、GNSS以外から得られる情報を入力する。センサ１１８２には、例えば、加速度センサ、角加速度センサ、地磁気センサ（方位センサ）などが含まれる。センサ１１８２は、GNSS衛星からの電波を使用することなく当該GNSS受信装置１００の位置を求めるためのデータが得られるセンサであるのが好ましい。例えば、センサ１１８２は、位置推定部１１８４に、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位を入力する。
【００５０】
位置推定部１１８４は、センサ１１８２と接続される。位置推定部１１８４は、センサ１１８２により入力された情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。位置推定部１１８４は、加速度センサにより検出された加速度を積分することにより速度を求め、該速度を積分することにより当該GNSS受信装置１００の移動距離を求めるようにしてもよい。位置推定部１１８４は、慣性航法装置であってもよい。位置推定部１１８４は、位置演算処理部１２０に、当該GNSS受信装置１００の位置推定結果を入力する。
【００５１】
位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６及びINS位置推定部１１８と接続される。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により入力された測位演算結果及びINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果のいずれか一方を出力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、該測位演算結果をマップマッピング処理部１２２に入力する、また、位置演算処理部１１８は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、INS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６によりマルチパスの影響を受けていることが入力された場合に、INS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力するようにしてもよい。測位演算結果が入力された場合に該測位演算結果をマップマッピング処理部１２２に入力し、測位演算結果が入力されない場合に位置推定結果をマップマッピング処理部１２２に入力することにより、測位演算結果の精度が低下する前に、出力する位置情報をINSによる位置推定結果に切り替えることができるため、位置情報の精度を維持することができる。
【００５２】
マップマッチング処理部１２２は、位置演算処理部１２０と、地図DB１２４と接続される。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力される地図情報と、位置演算処理部１２０により入力される当該GNSS受信装置１００の位置とのマッチングを行う。例えば、マップマッチング処理部１２２は、地図情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を補正する。例えば、地図DB１２４により入力される地図情報に、位置演算処理部１２０により入力された当該GNSS受信装置１００の位置をマッピングさせた場合に、該位置の地図情報における位置が適切でない場合に、適切な位置になるように補正する。例えば、該位置が道路上で無い場合に、道路上であるように補正する。マップマッチング処理部１２２は、補正した位置情報を出力する。
【００５３】
地図DB１２４は、地図情報を記憶する。
【００５４】
（測位方法）
図６は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【００５５】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ６０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【００５６】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０２により受信された測位信号に基づいて擬似距離を求める（ステップＳ６０４）。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相から、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂを求める。
【００５７】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０４により求められた各アンテナにより受信された測位信号に対応する擬似距離の差分を求める（ステップＳ６０６）。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。
【００５８】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ６０６により求められた擬似距離の差分が誤差の範囲であるか、理想的にはゼロであるかを判断する（ステップＳ６０８）。判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分に基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロよりも大きい値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。
【００５９】
擬似距離の差分が誤差の範囲である場合（ステップＳ６０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ６１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離差分計算部１１２から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００６０】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ６１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【００６１】
擬似距離の差分が誤差の範囲でない場合（ステップＳ６０８：ＮＯ）及びステップＳ６１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ６１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【００６２】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ６１４により求められた位置を補正する（ステップＳ６１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【００６３】
ステップＳ６０２−Ｓ６１０とステップＳ６１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【００６４】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間で位相差が生じるように複数のアンテナを配置することにより、当該GNSS受信装置がマルチパス環境に位置する場合に、該複数のアンテナにより受信される電波（合成波）に基づいて計算された擬似距離を互いに異なる値にできる。
【００６５】
また、マルチパスの影響を受けていると判定された場合に、GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて推定された位置情報を出力することにより、測位演算結果の精度が低下する前にINSによる位置推定結果に切り替えることができるため、位置情報の精度を維持することができる。
【００６６】
また、各アンテナに対応する擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部を有することにより、擬似距離の差分に基づいて、GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定することができる。
【００６７】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、複数のアンテナを離間して配置することにより、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間で位相差が生じるようにできる。その結果、マルチパスを検出する精度を向上させることができる。
【００６８】
本実施例によれば、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔離して、複数のアンテナを配置することにより、当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態で直接波と反射波との間での位相差を最大とできる。その結果、マルチパスを検出する精度をさらに向上させることができる。
【００６９】
本実施例によれば、判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することにより、マルチパスの影響の有無を判定できる。
【００７０】
（第２の実施例）
（GNSS受信装置）
図７は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００７１】
本実施例に従ったGNSS受信装置は、上述したGNSS受信装置と複数のアンテナの配置が異なる。複数のアンテナの内、少なくとも３本のアンテナは、該３本のアンテナにより平面を形成できるように配置される。換言すれば、該３本のアンテナは一直線となるようには配置されない。例えば、当該GNSS受信装置上方から見て、３本のアンテナの配置が三角形となるように配置される。３本のアンテナにより平面を形成できるように配置することにより、当該GNSS受信装置の受信する反射波の入射する方向によらず、少なくとも２本のアンテナ間で受信された直接波と反射波との間で位相差が生じる。直接波と反射波との間の位相差を大きくする観点からは、各アンテナを当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に配置し、さらに、各アンテナをアンテナ間隔Ｒだけ離して配置するのが好ましい。具体的には、アンテナ１０２１、１０２２、及び１０２３の指向性が、当該GNSS受信装置１００の進行方向に対して垂直方向に向くように配置される。例えば、アンテナ間隔Ｒは、GNSS衛星から測位用の電波（搬送波）の波長の1/4〜1/2程度であるのが好ましい。当該GNSS受信装置の受信する反射波の入射する方向によらず、少なくとも２本のアンテナ間で受信された直接波と反射波との間で位相差が生じることにより、全方位におけるマルチパスを検出できる。
【００７２】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法は、図６を参照して説明した測位方法と同様である。
【００７３】
本実施例によれば、複数のアンテナの内、少なくとも３本のアンテナは、該３本のアンテナにより平面を形成できるように配置されることにより、GNSS衛星からの電波の入射方向によらず、全方位におけるマルチパスを検出できる。
【００７４】
（第３の実施例）
（GNSS受信装置）
図８は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００７５】
本実施例に従ったGNSS受信装置は、図１を参照して説明したGNSS受信装置において、アンテナ制御部１２６を有する。該アンテナ制御部１２６には相関器１０８１及び１０８２から相関演算結果が入力される。
【００７６】
アンテナ制御部１２６は、複数のアンテナの内、少なくとも２本のアンテナの間隔及び／又は方向を制御する。アンテナ制御部１２６は、アンテナ１０２１及び１０２２と接続される。例えば、図９に示されるように、該２本のアンテナは回転体の上に設置されるようにしてもよい。アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、回転体を回転させることによりアンテナの方向を可変に制御する。例えば、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、相関値のピークとなる位相の差が最大となるように、アンテナの方向を可変に制御するようにしてもよい。
【００７７】
また、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、アンテナの間隔を変更する。例えば、アンテナ制御部１２６は、相関器１０８１及び１０８２により入力された相関演算結果に基づいて、相関値のピークとなる位相の差が最大となるように、アンテナの間隔を変更するようにしてもよい。すなわち、アンテナ制御部１２６は、２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるように、アンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させる。２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるようにアンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、当該GNSS受信装置１００の受信する合成波の入射方向によらず、少なくとも２本のアンテナからの信号間で位相差が生じることにより、全方位におけるマルチパスを検出できる。２本のアンテナからの信号間の位相差が最も大きくなるようにアンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、当該GNSS受信装置１００の受信する合成波の入射する仰角によらず、少なくとも２本のアンテナで受信された合成波の間で位相差が生じることにより、全仰角におけるマルチパスを検出できる。
【００７８】
本GNSS受信装置１００における測位方法は、図６を参照して説明した測位方法において、ステップＳ６０２の前に、同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように、当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナの間隔及び／又は方向を変更する制御が行われる。
【００７９】
本実施例によれば、アンテナの間隔及び／又はアンテナの方向を変化させることにより、GNSS衛星からの信号の入射方位及び仰角によらず、全方位及び全仰角におけるマルチパスを検出できる。
【００８０】
（第４の実施例）
（GNSS受信装置）
図１０は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【００８１】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、複数のGNSS受信装置を有する。各GNSS受信装置は１本のアンテナを有する。図１０においては、各アンテナに対応して設けられるべき高周波処理部１０４は省略される。図１０においては、測位演算部１１６と接続されるべき位置演算処理部１２０と、INS位置推定部１１８と、マップマッチング処理部１２２と、地図DB１２４は省略される。
【００８２】
本GNSS受信装置１００では、測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０と接続される。擬似距離計算部１１０１及び１１０２により計算された擬似距離は擬似距離差分計算部１１２に入力されると共に、擬似距離計算部１１０１により計算された擬似距離は測位演算部１１６に入力される。
【００８３】
擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離の差分を判定処理部１１４に入力する。
【００８４】
測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａに対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の配置を計算し、該GNSS衛星の配置を擬似距離差分推定部１２８に入力する。ここで、擬似距離Ａは、各GNSS衛星からの測位信号に基づいて求められた擬似距離であり、複数であってもよい。
【００８５】
擬似距離差分推定部１２８は、測位演算部１１６と接続され、測位演算部１１６により入力されたGNSS衛星の配置とアンテナ１０２１と１０２２との間の距離とに基づいて、擬似距離の差分の理論値を推定する。擬似距離差分推定部１２０は、推定した擬似距離の差分の理論値を判定処理部１１４に入力する。
【００８６】
判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２及び擬似距離差分推定部１２０と接続され、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分と、擬似距離差分推定部１２８により入力された擬似距離の差分の理論値とに基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが誤差の範囲以上に異なる場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。理想的には、判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが異なる値である場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。一方、判定処理部１１４は、擬似距離の差分と擬似距離の差分の理論値とが異ならない場合若しくは異なる場合であっても誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部に入力する。
【００８７】
（測位方法）
図１１は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【００８８】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１１０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【００８９】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０２により受信された測位信号に基づいて擬似距離を求める（ステップＳ１１０４）。擬似距離計算部１１０１及び１１０２は、C/Aコードに対するC/Aコードのレプリカ信号の相関値がピークとなるコード位相から、それぞれ擬似距離Ａ及び擬似距離Ｂを求める。
【００９０】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０４により求められた各アンテナにより受信された測位信号に対応する擬似距離の差分を求める（ステップＳ１１０６）。擬似距離差分計算部１１２は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａと、擬似距離計算部１１０２により入力された擬似距離Ｂとに基づいて、擬似距離Ａと擬似距離Ｂとの差分を計算する。
【００９１】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０４により求められた擬似距離に対応する測位信号に基づいて、GNSS衛星の配置を計算する（ステップＳ１１０８）。測位演算部１１６は、擬似距離計算部１１０１により入力された擬似距離Ａに対応する測位信号に基づいて、GNSS衛星の配置を計算する。
【００９２】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０８により求められたGNSS衛星の配置と、アンテナ間の距離に基づいて、擬似距離の差分を推定する（ステップＳ１１１０）。擬似距離差分推定部１２８は、測位演算部１１６により入力されたGNSS衛星の配置と、アンテナ１０２１と１０２２との間の距離とに基づいて、擬似距離の差分の理論値を推定する。
【００９３】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１１０６により求められた擬似距離の差分とステップＳ１１１０により推定された擬似距離の差分との差分が誤差の範囲内であるか、理想的にはゼロであるかを判断する（ステップＳ１１１２）。判定処理部１１４は、擬似距離差分計算部１１２により入力された擬似距離の差分と、擬似距離差分推定部１２８により入力された擬似距離の差分の理論値とに基づいて、該擬似距離に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。
【００９４】
擬似距離の差分と擬似距離の差分の推定値との差分が誤差の範囲内である場合（ステップＳ１０１２：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１１１４）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離計算部１１０１から入力された擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【００９５】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１１１６）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【００９６】
擬似距離の差分と擬似距離の差分の推定値との差分が誤差の範囲内でない場合（ステップＳ１１１２：ＮＯ）及びステップＳ１１１４により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１１１８）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【００９７】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１１１８により求められた位置を補正する（ステップＳ１１２０）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【００９８】
ステップＳ１１０２−Ｓ１１１４とステップＳ１１１６との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【００９９】
本実施例によれば、アンテナの間隔を任意に設定した場合においても、マルチパスの影響を受けていることを判定できる。上述した第１の実施例においては、アンテナの間隔Ｒは、GNSS衛星からの電波の波長の1/4-1/2である方が好ましかった。本実施例では、アンテナの間隔ＲがGNSS衛星からの電波の波長の1/4-1/2である必要は無い。従って、アンテナの間隔を任意に設定できる。
【０１００】
（第５の実施例）
（GNSS受信装置）
図１２は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【０１０１】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、複数のGNSS受信装置を有する。各GNSS受信装置は、それぞれ１本のアンテナを有する。図１２においては、各アンテナに対して設けられるべき高周波処理部は省略される。また、図１２においては、上述した実施例において、マルチパスを検出する部分が示される。換言すれば、測位演算処理以降の処理は省略される。また、各GNSS受信装置は、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２を有する。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は同様の機能を有するため、相関値差分計算部１３０として説明する。
【０１０２】
相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことにより相関処理を行う。該相関処理の結果、位相を横軸、相関値を縦軸とする座標において、理論上、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形により示される相関値を示すグラフが得られる。相関器１０８は、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形により示される相関値を利用して、中心と考えられる位相(PUNCTUAL)に対して、一定量進んだ位相(EARLY)と遅れた位相(LATE)のレプリカC/Aコードを生成し、L1帯のC/Aコードに対して、EARLY、LATEとの相関をそれぞれ求める。そして、相関器１０８は、EARLY、LATEとの相関値が等しくなるように、レプリカC/Aコードの位相を制御する。相関器１０８は、EARLYとLATEとの相関値が等しくなるときの、EARLYとLATEの中間の位相が、L1帯のC/Aコードの位相であると推定する。しかし、マルチパス環境では、相関値の最大値を頂点とする二等辺三角形は崩れるため、C/Aコードの位相を正確に推定することができない。受信したC/Aコードの位相を正確に推定することができない場合、相関器１０８は、EARLYとLATEの位相差を狭めて相関処理を行う（ナローコリレータ）。
【０１０３】
相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、EARLYの位相を求め、該EARLYにおける相関値（以下、EARLY相関値と呼ぶ）とLATEの位相を求め、該LATEにおける相関値（以下、LATE相関値と呼ぶ）を、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２に入力する。図１２では、EARLY相関値はEにより示され、LATE相関値はLにより示される。
【０１０４】
図１３及び図１４は、相関器１０８１及び１０８２で得られる相関特性の一例を示す。例えば、相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、図１３及び図１４に示されるような相関特性に基づいて、EARLY相関値とLATE相関値との差分E-Lを求める。相関値差分計算部１３０１により計算された相関値差分を相関値差分Ａと呼び、相関値差分計算部１３０２により計算された相関値差分を相関値差分Ｂと呼ぶ。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、相関値差分Ａ及びＢを判定処理部１１４に入力する。
【０１０５】
判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２と接続される。判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２により入力された相関値差分Ａ及びＢに基づいて、相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分がゼロである場合にマルチパスの影響を受けていないと判定する。また、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分が誤差の範囲内である場合にマルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分がゼロでない場合にマルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、相関値差分Ａと相関値差分Ｂとの間の差分が誤差の範囲より大きい場合にマルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６（図示なし）に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部１２０に入力する。
【０１０６】
（測位方法）
図１５は、本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法を示す。
【０１０７】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１５０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【０１０８】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１５０２により受信された測位信号に基づいて、該測位信号に含まれるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関をとり、該相関値が最大とされる位相に対して、一定量進んだ位相と遅れた位相とを求める（ステップＳ１５０４）。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、EARLYにおける位相とLATEにおける位相を求める。
【０１０９】
GNSS受信装置１００は、アンテナ毎に、ステップＳ１５０４により求められた一定量進んだ位相及び遅れた位相に対応する相関値の差分を求める（ステップＳ１５０６）。相関器１０８１及び１０８２は、EARLY相関値とLATE相関値を、それぞれ相関値差分計算部１３０１及び１３０２に入力する。相関値差分計算部１３０１及び１３０２は、EARLY相関値とLATE相関値との差分E-Lを求める。
【０１１０】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１５０６によりアンテナ毎に求められた相関値の差分が等しいか、異なる場合でも誤差の範囲内であるかを判断する（ステップＳ１５０８）。判定処理部１１４は、相関値差分計算部１３０１及び１３０２により入力された相関値差分Ａ及びＢに基づいて、相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。
【０１１１】
アンテナ毎に求められた相関値の差分が等しい場合（ステップＳ１５０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１５１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【０１１２】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１５１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【０１１３】
アンテナ毎に求められた相関値の差分が等しくない場合（ステップＳ１５０８：ＮＯ）及びステップＳ１５１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１５１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【０１１４】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１５１４により求められた位置を補正する（ステップＳ１５１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【０１１５】
ステップＳ１５０２−Ｓ１５１０とステップＳ１５１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【０１１６】
本実施例によれば、マルチパスの影響を受けているかを判定するために擬似距離を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。相関器の出力に基づいて判定できるため、マルチパスを受けているかを判定するための演算量を減少させることができる。また、マルチパスの影響を受けているかを判定するためのハードウェアの規模を小さくできる。
【０１１７】
（第６の実施例）
（GNSS受信装置）
図１６は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。
【０１１８】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、図１２を参照して説明したGNSS受信装置において、相関値差分計算部１３０を有さないようにしたものである。また、図１６においては、上述した実施例において、マルチパスを検出する部分が示される。換言すれば、測位演算処理以降の処理は省略される。
【０１１９】
相関器１０８は、L1帯のC/Aコードに対して、C/Aコードのレプリカ信号の位相をずらすことにより相関処理を行う。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける相関値（以下、PUNCTUAL相関値と呼ぶ）を、判定処理部１１４に入力する。図１６では、PUNCTUAL相関値はPにより示される。例えば、相関器１０８１及び１０８２は、図１７及び図１８に示されるような相関特性に基づいて、PUNCTUAL相関値を求める。相関器１０８１により計算されたPUNCTUAL相関値をPUNCTUAL相関値Ａと呼び、相関器１０８２により計算されたPUNCTUAL相関値をPUNCTUAL相関値Ｂと呼ぶ。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUAL相関値Ａ及びＢを判定処理部１１４に入力する。
【０１２０】
判定処理部１１４は、相関器１０８１及び１０８２により入力されたPUNCTUAL相関値Ａ及びＢに基づいて、該相関値に対応するGNSS衛星からの電波がマルチパスの影響を受けているかを判定する。判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定する。また、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分が誤差の範囲内である場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定するようにしてもよい。一方、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分がゼロでない場合に、マルチパスの影響を受けていると判定する。また、判定処理部１１４は、PUNCTUAL相関値ＡとPUNCTUAL相関値Ｂとの間の差分が誤差の範囲より大きい場合に、マルチパスの影響を受けていると判定するようにしてもよい。判定処理部１１４は、マルチパスの影響を受けているかの判定結果を出力する。該判定結果は、測位演算部１１６に入力されてもよい。測位演算部１１６は、該判定結果に基づいて、上述したような測位演算を行う。例えば、測位演算部１１６は、マルチパスの影響を受けていない場合に、上述したような測位演算を行う。測位演算部１１６は、測位演算結果を図示しない位置演算処理部１２０に入力する。
【０１２１】
(測位方法)
本実施例に従ったGNSS受信装置１００における測位方法について、図１９を参照して説明する。
【０１２２】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナにより、GNSS衛星からの測位信号を受信する（ステップＳ１９０２）。アンテナ１０２１及び１０２２は、GNSS衛星からの測位信号を受信する。
【０１２３】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１９０２により受信された測位信号に基づいて、該測位信号に含まれるC/AコードとC/Aコードのレプリカ信号との相関をとり、該相関値が最大とされる位相を求める（ステップＳ１９０４）。相関器１０８１及び１０８２は、同一のGNSS衛星を捕捉／追尾する。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける位相を求める。
【０１２４】
GNSS受信装置１００は、アンテナ毎に、ステップＳ１９０４により求められた相関値が最大とされる位相に対応する相関値を求める（ステップＳ１９０６）。相関器１０８１及び１０８２は、PUNCTUALにおける位相に対応するPUNCTUAL相関値を求める。相関器１０８１及び１０８２は、判定処理部１１４に、それぞれ、PUNCTUAL相関値Ａ及びＢを入力する。
【０１２５】
GNSS受信装置１００は、ステップＳ１９０６によりアンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しいか、異なる場合でも誤差の範囲内であるかを判断する（ステップＳ１９０８）。
【０１２６】
アンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しい場合（ステップＳ１９０８：ＹＥＳ）、GNSS受信装置１００は測位演算を行う（ステップＳ１９１０）。測位演算部１１６は、衛星位置の算出結果と、擬似距離ρの算出結果に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を測位する。
【０１２７】
また、GNSS受信装置１００は、GNSS以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する（ステップＳ１９１２）。INS位置推定部１１８は、加速度センサにより検出された加速度、角加速度センサにより検出された角加速度、地磁気センサにより検出された方位などに基づいて、当該GNSS受信装置１００の位置を推定する。
【０１２８】
アンテナ毎に求められたPUNCTUAL相関値が等しくない場合（ステップＳ１９０８：ＮＯ）及びステップＳ１９１０により測位演算が行われる場合には、該測位演算の後に、GNSS受信装置１００は、当該GNSS受信装置１００の位置を求める（ステップＳ１９１４）。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力された場合には、位置情報として該測位演算結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。位置演算処理部１２０は、測位演算部１１６により測位演算結果が入力されない場合には、位置情報としてINS位置推定部１１８により入力された位置推定結果をマップマッチング処理部１２２に入力する。
【０１２９】
GNSS受信装置１００は、マップマッチング処理により、ステップＳ１９１４により求められた位置を補正する（ステップＳ１９１６）。マップマッチング処理部１２２は、地図DB１２４により入力された地図情報と、位置演算処理部１２０により入力された位置情報とのマッチング処理を行い、必要に応じて該位置情報を補正する。
【０１３０】
ステップＳ１９０２−Ｓ１９１０とステップＳ１９１２との間の順序はどちらが先であってもよいし、同時、換言すれば並行して行われてもよい。
【０１３１】
本実施例によれば、マルチパスの影響を受けているかを判定するために擬似距離を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。さらに、マルチパスの影響を受けているかを判定するために相関値の差分を計算することなく、相関器の出力に基づいて判定できる。相関器の出力に基づいて判定できるため、マルチパスを受けているかを判定するための演算量を減少させることができる。また、マルチパスの影響を受けているかを判定するためのハードウェアの規模を小さくできる。
【０１３２】
（第７の実施例）
図２０は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。図２０においては、上述した実施例において、相関器の部分が示され、該相関器以外の部分は省略される。
【０１３３】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、上述したGNSS受信装置において、各アンテナに対応して設けられた複数の相関器１０８に含まれる捕捉回路を、該複数の相関器間で共有する。
【０１３４】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナ１０２を有する。そして、該GNSS受信装置１００は、該複数のアンテナに、一対一で対応する複数の相関器１０８を有する。各相関器１０８は、追尾回路１０８４を有する。そして、複数の相関器１０８の内、少なくとも１つの相関器は捕捉回路１０８２を有する。捕捉回路１０８２は、全相関器が有する必要は無く、相関器の数未満の数の相関器が有する。すなわち、捕捉回路を有する相関器と捕捉回路を有さない相関器とが混在していてもよい。本実施例には、上述した実施例と同様に、GNSS受信装置１００が２本のアンテナを有する場合について説明するが、３本以上のアンテナを有する場合についても適用できる。
【０１３５】
捕捉回路１０８２は、図示しない高周波処理部１０４により入力されたデジタル中間周波数信号のドップラ周波数と、GNSS衛星番号を検出する。例えば、捕捉回路１０８２は、キャリアレプリカ信号を生成する。そして、捕捉回路１０８２は、生成したキャリアレプリカ信号と受信した搬送波との相関演算を行うことにより、ドップラシフトしたドップラ成分を測定する。GNSS衛星番号として、C/Aコードパターンに対応しているPRN番号を用いるようにしてもよい。捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の追尾回路１０８４１に入力する。また、捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の以外の相関器１０８２の追尾回路１０８４２に入力する。
【０１３６】
追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたGNSS衛星番号に対応するC/Aコードを求める。そして、追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたドップラ周波数を用いてタイミング調整することにより、GNSS衛星番号に対応する対応C/AコードのGNSS衛星からの測位信号に含まれるC/Aコードに対する相関を求め、該相関値がピークとなる位相を追尾する。
【０１３７】
本実施例によれば、全相関器に捕捉回路を備える必要が無いので、GNSS受信装置の回路規模を小さくできる。また、GNSS受信装置における消費電力を低減できる。
【０１３８】
（第８の実施例）
（GNSS受信装置）
図２１は、本実施例に従ったGNSS受信装置を示す。図２１においては、上述した実施例において、相関器の部分が示され、該相関器以外の部分は省略される。
【０１３９】
本実施例に従ったGNSS受信装置１００は、図２０を参照して説明したGNSS受信装置において、追尾回路の機能の一部を相関器間で共有する。換言すれば、各アンテナに対応して設けられた複数の相関器１０８に含まれる捕捉回路の機能及び追尾回路の機能の一部を、該複数の相関器間で共有する。
【０１４０】
GNSS受信装置１００は、複数のアンテナ１０２を有する。そして、該GNSS受信装置１００は、該複数のアンテナに、一対一で対応する複数の相関器１０８を有する。複数の相関器１０８の内、少なくとも１つの相関器は捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有する。捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４は、全相関器が有する必要は無く、相関器の数未満の数の相関器が有する。すなわち、捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有する相関器と捕捉回路１０８２及び追尾回路１０８４を有さない相関器とが混在していてもよい。追尾回路１０８４を有さない相関器１０８は、相関値演算部１０８６を有する。ここで、捕捉回路１０８２を有する相関器と、追尾回路１０８４を有する相関器とは同じ相関器でなくてもよい。ここでは、捕捉回路１０８２を有する相関器と、追尾回路１０８４を有する相関器が同じ相関器である場合について説明する。
【０１４１】
捕捉回路１０８２は、図示しない高周波処理部１０４により入力されたデジタル中間周波数信号のドップラ周波数と、GNSS衛星番号を検出する。例えば、捕捉回路１０８２は、キャリアレプリカ信号を生成する。そして、捕捉回路１０８２は、生成したキャリアレプリカ信号と受信した搬送波との相関値演算を行うことにより、ドップラシフトしたドップラ成分を測定する。GNSS衛星番号として、C/Aコードパターンに対応しているPRN番号を用いるようにしてもよい。捕捉回路１０８２は、捕捉したGNSS衛星番号と、測定したドップラ周波数とを、当該捕捉装置１０８２を含む相関器１０８１の追尾回路１０８４に入力する。
【０１４２】
追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたGNSS衛星番号に対応するC/Aコードを求める。そして、追尾回路１０８４は、捕捉回路１０８２により入力されたドップラ周波数を用いてタイミング調整することにより、GNSS衛星番号に対応する対応C/AコードのGNSS衛星からの測位信号に含まれるC/Aコードに対する相関を求め、該相関値がピークとなる位相を追尾する。追尾回路１０８４は、追尾するC/Aコードとキャリア信号とを、他の相関器１０８２に含まれる相関値演算部１０８６に入力する。
【０１４３】
相関値演算部１０８６は、追尾回路１０８４により入力されたC/Aレプリカコードと、キャリア信号とから測位信号のレプリカを生成する。そして、相関値演算部１０８６は、GNSS衛星からの測位信号と、測位信号のレプリカとの相関値を求める。
【０１４４】
本実施例によれば、全相関器に捕捉回路及び追尾回路を備える必要が無いので、GNSS受信装置の回路規模を小さくできる。また、GNSS受信装置における消費電力を低減できる。
【０１４５】
説明の便宜上、発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明されるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。
【０１４６】
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に従った装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
【符号の説明】
【０１４７】
５０ 壁（反射体）
１００ GNSS受信装置
１０２（１０２１、１０２２、１０２３） アンテナ
１０４（１０４１、１０４２） 高周波処理部
１０６ 信号処理部
１０８（１０８１、１０８２） 相関器
１０８２ 捕捉回路
１０８４（１０８４１、１０８４２） 追尾回路
１０８６ 相関値演算部
１１０（１１０１、１１０２） 擬似距離計算部
１１２ 擬似距離差分計算部
１１４ 判定処理部
１１６ 測位演算部
１１８ INS位置推定部
１１８２ センサ
１１８４ 位置推定部
１２０ 位置演算処理部
１２２ マップマッチング処理部
１２４ 地図DB(database)
１２６ アンテナ制御部
１２８ 擬似距離差分推定部
１３０ （１３０１、１３０２） 相関値差分計算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
該擬似距離差分計算部により求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のGNSS受信装置において、
前記複数のアンテナは、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、前記測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔だけ離して配置されることを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のGNSS受信装置において、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項４】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
前記擬似距離計算部により求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定部と、
前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のGNSS受信装置において、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分との差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項６】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
該擬似距離差分計算ステップにより求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有することを特徴とする測位方法。
【請求項７】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
前記擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定ステップと、
前記擬似距離差分計算ステップにより求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定ステップにより推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有することを特徴とする測位方法。
【請求項１】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
該擬似距離差分計算部により求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のGNSS受信装置において、
前記複数のアンテナは、当該GNSS受信装置の進行方向と垂直となる方向に、前記測位信号の波長の1/4〜1/2の間隔だけ離して配置されることを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のGNSS受信装置において、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項４】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置であって、
複数のアンテナと、
各アンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算部と、
該擬似距離計算部により求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算部と、
前記擬似距離計算部により求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定部と、
前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定部と、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定部と、
前記判定部によりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定部により推定された位置情報を出力する位置情報出力部と
を有することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のGNSS受信装置において、
前記判定部は、前記擬似距離差分計算部により求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定部により推定された擬似距離の差分との差分がゼロである場合に、マルチパスの影響を受けていないと判定することを特徴とするGNSS受信装置。
【請求項６】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置が同一のGNSS衛星からの測位信号を捕捉した状態において、直接波と反射波との間で位相差が生じるように配置される複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
該擬似距離差分計算ステップにより求められた差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有することを特徴とする測位方法。
【請求項７】
GNSS衛星から送信される測位信号に基づいて測位演算を行うGNSS受信装置における測位方法であって、
当該GNSS受信装置の有する複数のアンテナにより受信された同一のGNSS衛星からの測位信号に含まれるコードを用いて、該GNSS衛星と当該GNSS受信装置との間の擬似距離を求める擬似距離計算ステップと、
該擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離の差分を求める擬似距離差分計算ステップと、
前記擬似距離計算ステップにより求められた各擬似距離に対応する測位信号に基づいてGNSS衛星の位置を計算し、該GNSS衛星の位置と前記複数のアンテナとの間の距離とに基づいて、擬似距離の差分を推定する擬似距離差分推定ステップと、
前記擬似距離差分計算ステップにより求められた擬似距離の差分と、前記擬似距離差分推定ステップにより推定された擬似距離の差分に基づいて、前記GNSS衛星からの測位信号がマルチパスの影響を受けていることを判定する判定ステップと、
GNSS衛星からの測位信号以外の情報に基づいて、当該GNSS受信装置の位置を推定する位置推定ステップと、
前記判定ステップによりマルチパスの影響を受けていると判定された場合に、前記位置推定ステップにより推定された位置情報を出力する位置情報出力ステップと
を有することを特徴とする測位方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１６４３３９（Ｐ２０１０−１６４３３９Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０４８（Ｐ２００９−５０４８）
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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