ＲＴＫ−ＧＰＳ測量システム
【課題】電波障害の少ない固定局を選択可能なRTK-GPS測量システムを提供する。
【解決手段】本発明のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網１０に、補正データを送信する固定局１６、１７と補正データを受信する移動局１５との通信を確立するサーバ９が設けられ、
各固定局と移動局を構成する衛星測位手段が、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部１１と、各衛星測位手段との間での通信を行う通信部１２と、衛星測位部１１と通信部１２との制御を行う制御部１３とを少なくとも備え、移動局１５の制御部１３が固定局１６、１７の各衛星測位手段の制御部１３に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能である。
【解決手段】本発明のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網１０に、補正データを送信する固定局１６、１７と補正データを受信する移動局１５との通信を確立するサーバ９が設けられ、
各固定局と移動局を構成する衛星測位手段が、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部１１と、各衛星測位手段との間での通信を行う通信部１２と、衛星測位部１１と通信部１２との制御を行う制御部１３とを少なくとも備え、移動局１５の制御部１３が固定局１６、１７の各衛星測位手段の制御部１３に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御コマンドや補正データの送受信をネットワーク網を利用して行うＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＰＳ等の測位用の人工衛星を用いて、2つの観測局の相対的な位置関係を高精度に求める干渉測位システムの1つとして、キネマティック測位システム（ＲＴＫ−ＧＰＳ測量システム）が知られている（特許文献等１）。
【０００３】
このキネマティック測位システムは、2つの観測点の一方を既知の参照点としかつ他方を未知の観測点とし、両観測点にそれぞれ置かれた観測局によりＧＰＳ等の人工衛星からの電波を同時に受信してその相対的な位置関係を高精度に求めることにより、既知の参照点の位置座標から未知の観測点の位置座標を高精度に求めるものである。このキネマティック測位システムでは、観測点で記録された信号を、後で処理解析して位置座標を求めている。
【０００４】
このキネマティック測位システムを更に発展させたものとして、リアルタイムキネマティック測位システム（以後、ＲＴＫ測位システムという）も知られている。
【０００５】
このＲＴＫ測位システムは、２つの観測点のうちの位置座標が既知の参照点に一方の観測局を固定局として固定的に観測点を設置し観測データを移動局に送信して、位置座標が未知の観測点に他方の観測局を移動局として設置し、測位衛星信号と固定局から送信された観測データを受信してこれと同時に解析処理を行うことによって、移動局の位置座標をリアルタイムで測定するものである。
【０００６】
すなわち、ＲＴＫ測位システムでは、図1に示すように、まず、位置座標が既知の参照点である観測点Ａに固定局Ｍ１を配置する。また、求めようとする位置座標が未知の点である観測点Ｂに移動局Ｍ２を配置する。移動局Ｍ２は測定の終了後、次の求めようとする位置座標が未知の点である観測点（測点）へ随時移動させ、固定局Ｍ１と移動局Ｍ２とにより人工衛星Ｓａからの測位衛星信号（電波）を受信して、移動局Ｍ２が固定局Ｍ１を参照して、受信と同時にリアルタイムで解析処理を行い、未知点である観測点Ｂの位置を順次求めるものである。
【０００７】
このＲＴＫ測位システムでは、移動局Ｍ２がある特定の固定局Ｍ１を参照できる範囲（以下、固定局参照範囲という）は、その固定局Ｍ１を中心とする半径約１０ｋｍ程の範囲である。
【０００８】
これは、固定局Ｍ１と移動局Ｍ２との距離があまり離れすぎると、観測点の電離層や大気層の差異の影響が無視できなくなり、測定精度が劣化するからである。
【０００９】
一方、固定局Ｍ１の補正データを移動局Ｍ２で参照可能にするためには、固定局Ｍ１から移動局Ｍ２へ補正データを送信する必要があるが、この送信のために、固定局Ｍ１から特定周波数の無線により送信する手段が用いられている。このため、固定局Ｍ１に送信手段（例えば周波数４００ＭＨｚ、出力１０ｍＷ程度の送信機Ｓｅが設けられ、補正データを常時送信している。移動局Ｍ２の側には、この送信機Ｓｅからの電波を受信可能な無線用の受信機Ｓｃが装備され、この送信された補正データが参照可能とされている。
【００１０】
また、図２に示すように、データ送受信の媒体としての衛星測位用データサーバＤｓｂを利用した衛星測位システムも知られている。
【００１１】
この衛星測位システムには、GPS測位用データサーバＤｓｂを通じて、少なくとも１つの移動局Ｍ２と、複数の固定局Ｍ１、Ｍ１’と、それらの移動局Ｍ２と、固定局Ｍ１、Ｍ２との通信を確立する通信手段Ｓｘ、Ｓｙが接続されていている。
【００１２】
この衛星測位システムでは、固定局Ｍ１、Ｍ１’は、通例、位置座標が既知である地点に固定的に配置され、常時、又は定期に人工衛星Ｓａからの電波を受信し、固定局Ｍ１、Ｍ１’は設置位置に関する補正データを得ている。
【００１３】
そして、測定した補正データは通信手段Ｓｘにより常時又は定期にGPS測位用データサーバＤｓｂに送信される。このため、通信インターフェースの通信装置Ｓｘは、固定局Ｍ１、Ｍ２が既知の位置に固定的に配置されていることと、補正データを高速で通信することとが条件とされている。それゆえ、通信インターフェースの通信装置Ｓｘは、ＷＡＮなどの専用回線を常時接続して利用されている。
【特許文献１】特開２００２−３１１１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、無線で、補正データの配信を行う場合、一般的に補正データの送信に使用する無線の周波数は、各固定局Ｍ１、Ｍ１’で異なるように設定される。これは、無線到達範囲の境界が隣接しているとき、境界周辺では、固定局を識別することが困難であり、誤測定の原因となるからである。また、無線到達範囲に重複があると、その重複エリア内で混信が生じるからである。ここでは、固定局Ｍ１、Ｍ１’を２個として説明しているが、固定局が３個以上でも同じである。
【００１５】
このように、参照すべき固定局が複数個存在する場合(例えばＭ１、Ｍ１’)には、その無線送信機Ｍ１１がそれぞれ異なる周波数に設定されるため、移動局Ｍ２の受信周波数を使用する固定局に応じて調整する必要が生じる。通常、測量作業計画を参照して固定局として使用したいＭ１、Ｍ１’、…を選択し、作業前に使用したい固定局の周波数を調べて調整するようにしている。従って、移動局Ｍ２がある固定局（例えば、Ｍ１）の参照可能範囲を超えて別の固定局（例えば、Ｍ１’）の参照可能範囲に移動した場合、異なる固定局Ｍ１、Ｍ１’、…を参照しなければならない。
【００１６】
このため、常に自己の移動局Ｍ２の現在位置と固定局（Ｍ１又はＭ１’等）の位置との関係を認識して作業しなければならないという不都合がある。
【００１７】
また、固定局Ｍ１、Ｍ１’、…から配信される補正データの中から、固定局と移動局での共通衛星数等の条件により使用が可能でかつ人工衛星Ｓａの受信状況の良いものを選択し、選択した固定局に応じて受信周波数を測定者が適宜設定しなければならない不便さもある。
【００１８】
更に、無線の場合、固定局Ｍ１、Ｍ１’、…から移動局Ｍ２への一方向の通信に限定されていているので、例えば、固定局Ｍ１から移動局Ｍ２の状況を確認するというような双方向のデータの送受を行うことができない不都合もある。
【００１９】
また、インターネットの場合、回線の使用に不正なアクセスを受ける可能性がある。
【００２０】
更に、ネットワーク網を介在して通信を行う場合、通信の相手を決めるために固定的なアドレスが必要であるが、IPアドレスを固定的に使用しようとすると、これは有限であり、取得には限界がある。また、コストも非常に高い。
【００２１】
一般的なプロバイダを使用した場合、IPアドレスは動的なものとなるため、アクセスのたびにIPアドレスは変更されて、相手を選択して接続するときの固定的なアドレスとして使用ができないという不便さがある。
【００２２】
本システムでは、IP-VPN内での固有のIDがあれば良いので、機械ID等の固有の番号をアドレスとして使用し、接続先を指定できる。
【００２３】
ＲＴＫ−ＧＰＳを利用する公共測量作業マニュアル(国土地理院技術資料 Ａ・１-No．２２８ 平成１２年６月http://psgsv.gsi.go.jp/koukyou/rtk_manual/htm/mokuji.htm )による間接観測法は、固定局1点から移動局2点への補正データの配信が必要なので、携帯電話回線では作業できない不都合がある。
【００２４】
本発明は、上記の測量時の不便さを少しでも解消できるように為されたもので、障害の少ない固定局を選択可能なRTK-GPS測量システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１に記載のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、前記移動局の制御部が前記固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能であることを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、前記固定局の制御部は受信した信号のS/N比が基準値より低くなるような天空図上での領域を推定する推定手段を備え、前記移動局の制御部は前記天空図上での領域内に存在する人工衛星からの電波に基づく補正データを除去してRTK-GPS解析を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、移動局の制御部が固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から障害の少ない固定局を選択可能であるので、固定局と移動局の共通受信衛星が最大数になる適切な固定局を選択できる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、ノイズ障害を除去してRTK測量作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
図３は本発明に係わるRTK-GPS測量システムの実施例の概要を示す全体構成図である。
【００３１】
この衛星測位システムは、RTK-GPS測量を実行可能な複数個の衛星測位手段としての観測局と、１個のサーバ９とを通信ネットワーク１０内に有する。
【００３２】
観測局の少なくとも一つは、測位位置解析処理のための補正データを送信する固定局として利用され、観測局の少なくとも他の一つは、補正データを受信する移動局として利用される。
【００３３】
各観測局は、図４に示すように、人工衛星Ｓａからの電波を受信することにより自己の位置座標を求める衛星測位部１１と、各観測局同士との間での通信を行う通信部１２と、各衛星測位部１１と通信部１２との制御を行う制御部１３とを有する。その図３、図４において、１４は人工衛星Ｓａからの電波を受信するＧＰＳアンテナである。
【００３４】
その制御部１３には、通信ボタン１３Ａ、切り換えボタン１３Ｂ、指示ボタン１３Ｃ、表示部１３Ｄが設けられている。なお、制御部１３に搭載するファームウェア機能により表示部１３Dに切り替え機能ボタンを表示し、これにより切り替えを行うことができるようにしても良い。
【００３５】
この制御部１３にはハンドヘルドＰＣ等が用いられ、制御部１３は、例えば、各衛星測位部１１のＧＰＳ受信機の設定及びその制御や通信部１２の設定及びその制御等の機能を有する。
【００３６】
衛星測位部１１は、４個以上の人工衛星Ｓａを用いて位置解析を行うことが一般的であるが、これに限るものではない。。
【００３７】
通信部１２は、例えば、人工衛星Ｓａからの受信データと既知の位置座標とを組み合わせた補正データ（たとえば、CMRやRTCMと呼ばれるフォーマットのデータ）をパケット通信で送信する機能を有する。
【００３８】
これら衛星測位部１１と通信部１２と制御部１３とは一体化されてコンパクトにまとめられている。
【００３９】
図３には、３つの観測局が配置されており、ここでは、３つのうちの１つの観測局が移動局１５として用いられ、残りの２つの観測局が固定局１６、１７として用いられているものとする。
【００４０】
各衛星測位部１１は人工衛星Ｓａからの電波を受信することにより自己の位置座標を求める役割を果たす。通信部１２はサーバ９を介して各観測局同士の通信を行う役割を果たす。
【００４１】
各通信部１２には各観測局毎に固有のＩＤが割り当てられ、サーバ９には各観測局毎に、その各通信部１２に固有のＩＤが登録されている。サーバ９は主として固有のIDの登録と認証の機能を有する。
【００４２】
通信ネットワーク網１０は、ここではIP-VPN網であり、各通信部は無線送受信装置としての携帯電話網であり、固有のＩＤは携帯電話番号等であるが、各観測局に固有の機械番号であっても良い。
【００４３】
ここでは、各通信部はＩＰ通信網を介して通信ネットワーク網１０に接続される。なお、携帯電話を用いる場合には携帯電話回線用の通信カードを用いてIP-ＶＰＮ(仮想私設通信網）に接続する。ここで、IP-ＶＰＮ(仮想私設通信網)とは、公衆回線をあたかも専用回線であるかのように利用できるサービスであり、公知の技術である。すなわち、ＩＰ−ＶＰＮは、通信事業者の保有する広域ＩＰ通信網を経由して構築されるＶＰＮのことで、ＩＰ−ＶＰＮを経由することにより、遠隔のネットワークをＬＡＮで接続しているのと同様に運用でき、インターネットであっても認証技術や暗証化技術を用いることで保護された仮想的な専用回線を構築できる。
【００４４】
サーバ９は、ここでは、一つの移動局１５と他の二つの固定局１６、１７との間での通信を確立する機能を有する。
【００４５】
そのサーバ９は、補正データとしてのパケットデータ配信や、制御コマンドの送信、データ記録、ログインＩＤの認証、通信ネットワーク網１０の監視の役割を果たす。
【００４６】
このRTK-GPS測量システムでは、通信ボタン１３Ａを操作して、図５に示すように、移動局１５から通信確立要求（通信相手先の固有ＩＤ）を通信ネットワーク網１０を経由してサーバ９に送信すると、サーバ９が通信元である移動局１５の固有ＩＤを認証してログインを許可すると共に、通信の相手先である固定局１６、１７の固有ＩＤを検索して、固定局１６又は固定局１７と移動局１５との通信が確立される。
【００４７】
このRTK-GPS測量システムによれば、１個の移動局１５が複数個の固定局１６、１７のいずれかを選択できる。
【００４８】
また、ＩＰ−ＶＰＮを利用しているので、通信速度を向上させることができると共に、セキュリティの向上を図ることができる。
【００４９】
この実施例１では、通信ネットワーク網１０に配置されている移動局は１個であるが、通信ネットワーク網１０に移動局を複数個配置し、サーバ９に複数個の移動局毎に固有のＩＤを登録し、移動局として用いられる観測局の制御部１３に固定局を選択できる選択手段を設ける構成とすれば、複数個の移動局が存在する場合であっても、複数個の固定局の中から特定の固定局を選択できる。
【００５０】
以下に、ＲＴＫ作業手順の一例を説明する。
（１）固定局の初期化と設定を行う。
【００５１】
一般的なＲＴＫ測量の作業手順により、観測局を参照点に配置して固定局設定作業を行う。
【００５２】
通信ネットワーク網１０へのログインを行い、サーバ９による認証を受けるため、固定局の衛星測位部１１に接続された通信部１２を通じて、通信ネットワーク網１０へのアクセスを行う。
【００５３】
このとき、ネットワーク通信網１０に存在するサーバ９は、通信部固有のＩＤを用いて認証を行い、アクセスの可否を決める。
【００５４】
固定局の設定と通信ネットワーク網１０へのログインが終了すると、通信ネットワーク網１０を通じての要求に応じて補正データの配信が開始される。
（２）移動局の初期化と設定を行う。
【００５５】
つぎに、一般的なＲＴＫ測量の作業手順により、位置座標が未知の測点に移動局を配置して移動局初期化作業を行う。
【００５６】
測定計画に基づき移動局を観測点に設置し、人工衛星Ｓａからの電波を受信しつつ単独測位を行う。この単独測位で得られた位置座標情報は、通常、基本的に２０〜１００ｍの誤差を有する。
【００５７】
次に、通信ネットワーク網１０へのログインを行い、サーバ９による認証を受けるため、移動局の衛星測位部１１に接続された通信部１２を通じて、通信ネットワーク網１０へのアクセスを行う。このとき、通信ネットワーク網１０に存在するサーバ９は、通信部固有のＩＤを用いて認証を行い、アクセスの可否を決める。
（３）移動局の設定と通信ネットワーク網１０へのログインすると、ネットワーク通信網１０を通じて補正データの配信が可能な固定局が移動局の制御部１３の表示部１３Ｄに表示される。移動局の測量作業者は固定局として使用したい観測局を表示部１３Dに表示された複数の観測局の中から選択する。
【００５８】
移動局により選択された固定局の補正データがサーバ９を介して通信ネットワーク網１０を通じて移動局に配信される。
（４）移動局は、サーバ９を通じて要求した固定局の補正データを受信し、移動局の受信データとともに、制御部１３の解析処理手段により解析を行うことによって誤差を補正し、厳密な位置情報を得る。
（５）この補正により、１０ｍｍ前後の測位精度を得ることができる。得られた結果は移動局に装備された制御部１３のデータメモリに記録され、作業終了後に他の場所でマップの作成等の処理を行う。
【００５９】
また、図３に示すように、通信ネットワーク網１０に、移動局として用いられる各衛星測位手段により得られた測位データをオンラインで解析処理するための集中解析処理装置（集中端末装置）１９Ａを配備し、集中解析処理装置１９Ａに固有ＩＤを割り当て、この固有ＩＤをサーバ９に登録し、通信ネットワーク網１０に接続された集中解析処理装置１９Ａと移動局との間の通信をサーバ９を介して確立し、移動局を用いてスタティック観測により得られた測位データをサーバ９を経由して集中解析処理装置１９Ａに送信し、集中解析処理装置１９Ａにより測位データを解析することにより、基線解析処理が可能となる。
【００６０】
この集中解析処理装置１９Ａを通信ネットワーク網１０に配備することにすれば、各移動局を構成する衛星測位部１１、通信部１２、制御部１３の観測機材を測量現場から事務所に持ち帰って測位データをＰＣ（パーソナルコンピュータ）へダウンロードすることなく、基線解析が可能となる。
【００６１】
更に、通信ネットワーク網１０に制御部１３の機能を実行するファームウェアを更新する集中端末装置１９Bを配備し、集中端末装置１９Bに固有のＩＤを割り当て、この固有のＩＤをサーバ９に登録し、通信ネットワーク網１０に接続された集中端末装置１９Bと各観測局との間の通信をサーバ９を介して確立すれば、各観測局の制御部１３のファームウエアのバージョンアップが可能となる。また、衛星測位部１１のファームウエアのバージョンアップを可能とする構成、通信部１２のファームウエアのバージョンアップを可能とする構成としても良い。
【００６２】
このものでは、各衛星測位手段の制御部１３には、電波障害物作成用プログラムが内蔵されている。その電波障害物作成用プログラムによる電波障害物情報は、現況を手動入力しても良いし、受信情報と衛星軌道情報とを基にして自動作成することもできる。固定局１６、１７の各制御部１３に登録された電波障害物情報はその各通信部１２から移動局１５の各通信部１２に送信される。移動局１５の制御部１３は固定局１６、１７から送信された電波障害物情報に基づいて天空図を作成し、この天空図を表示部１３Dに表示させる。
【００６３】
図６（a）、（ｂ）、（ｃ）は、その移動局１５の表示部１３Dに表示された天空図２０が示されている。図６（a）はその移動局１５そのものによって作成された天空図２０を示し、図６（ｂ）はその移動局１５の表示部１３Dに表示された固定局１６の天空図２１を示し、図６（ｃ）はその移動局１５の表示部１３Dに表示された固定局１７の天空図２２を示している。
【００６４】
これらの天空図２０と天空図２１、２２とは、その移動局１５の表示部１３Dに対比可能に並べて表示される。
【００６５】
これらの天空図２０〜２２において、符号Z０は観測点それぞれの天頂を示し、符号Z1は水平面に対する高度を示し、符号Z２は所定高度角以下の領域を隠蔽するリング状マスクを示し、符号Z３は電波障害物が存在する領域を示し、符号Zｓi（i＝１〜ｎ）は天空に存在する人工衛星を示している。そのリング状マスクZ２はいわゆる低高度角に存在する人工衛星からの電波の受信を禁止するために用いられる。低高度角に存在する人工衛星から到来する電波にはノイズ成分が多く含まれているからである。
【００６６】
移動局１５によって作成された天空図２０には人工衛星Zｓ１〜Zｓ5が存在し、固定局１６によって作成された天空図２１には人工衛星Zｓ２、Zｓ３、Zｓ４、Zｓ５、Zｓ６が存在し、固定局１７によって作成された天空図２２には人工衛星Zｓ１〜Zｓ７が存在する。
【００６７】
測量作業者は、移動局１５の表示部１３Dに表示された各天空図２０２１、２２を対比させて、固定局１６と固定局１７とのいずれを用いるかを判断する。ここでは、共通する人工衛星Zｓiの個数が最も多い固定局１７を選択する。この例では、移動局１５の人工衛星の個数は５個であり、移動局１７の共通する人工衛星の個数も５個である。
【００６８】
このように、移動局１５の制御部１３が固定局１６、１７の各衛星測位手段の制御部１３に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局１６、１７の中から電波障害の少ない固定局を選択する。これには、例えば、指示ボタン１３Cを用いる。
【００６９】
共通衛星の個数で比較して差異がないときには、受信強度の高い衛星がより多いこと、固定局１６、１７から移動局１５までの距離がより近くであること等を比較して選択する。
【００７０】
いずれの固定局を選択したとしても、移動局１５に表示されている人工衛星の個数に対して、RTK測量による解析処理を行うための人工衛星の個数が満たないときには、人工衛星飛来の予測と電波障害物情報との関係とから、天空を飛来する人工衛星の個数が最も多くなる時間を知得できるので、その時間帯にRTK測量を行うことにすれば良い。
（実施例２）
図７〜図１１は自動的に電波障害物情報を作成する自動作成プログラムを用いて、電波障害物情報を作成する実施例の説明に用いる天空図を示している。
【００７１】
固定局１６又は固定局１７を１２時間以上同一の観測点A（図２参照）に設置したままとし、各衛星測位部１１により人工衛星の電波を受信する。測量に用いる人工衛星は、例えばGPS衛星であれば、約１２時間で周回軌道を一周する。
【００７２】
従って、１２時間以上同一の観測点で上空を通過する人工衛星から発せられた電波を受信することにより人工衛星の軌道を知得できる。
【００７３】
図７はある観測点（ここでは、例えば観測点Aとする）に設置された固定局１６（又は固定局１７）の制御部１３に組み込まれた電波障害情報自動作成プログラムによって作成された天空図２３上での人工衛星Saの軌跡SRを描いている。この図７において、軌跡SRとして多数の条線が描かれているが、これは上空を通過する人工衛星Saは多数個存在するからである。
【００７４】
一方、各人工衛星Saの暦情報とその観測点に置かれた固定局１６（又は固定局１７）の位置情報とにより各人工衛星の軌道を演算により求めることができる。電波障害情報自動作成プログラムを用いて求められた各人工衛星の天空図２３’上での軌跡が図８に示すようなものであったとする。この図８は、電波障害物が何ら存在しないとしたならば、その固定局１６又は固定局１７が観測点Aに設置されているときに、本来天空図２３上に描かれる軌跡SRを表している。これに対して、実際の観測結果を示す図７の天空図２３では、軌跡SRの各条線が右斜め上部分に描かれていない。
【００７５】
天空図２３上には、図９に示すように、既述のリング状のマスクZ２が施されるが、このリング状のマスクZ２を考慮に入れたとしても、図７に示す天空図２３には、人工衛星Saからの電波を受信できない領域、すなわち、電波障害物領域ｚ３が存在していることが、図７に示す天空図２３と図８に示す天空図２３’とを対比することによって把握できる。
【００７６】
従って、電波障害情報自動作成プログラムにより、ある観測点に設置された固定局の上空を通過する各人工衛星Saの実際の軌跡を求めると共に、各人工衛星のその観測点において予測される各人工衛星Saの軌跡を求め、実際の軌跡と予測軌跡との差分により、ある観測点において実際の測定により得られた天空図２３上での電波障害物領域Z３の大きさとその形状とを図１０に示すように推定できる。
【００７７】
そして、電波障害情報自動作成プログラムは、このようにして得られた電波障害物領域Z３を固定局の制御部１３に保存させる。そして、移動局１５の求めに応じて、この電波障害物情報を移動局１５に送信する。
【００７８】
すると、移動局１５の表示部１３Dに固定局で自動的に求められた天空図２３が表示される。これによって、移動局１５は自己の天空図２０と送信されてきた固定局の天空図２３とを対比させて、その固定局を用いるか否かを決定できる。
【００７９】
この実施例では、固定局の制御部１３の表示部１３Dに各人工衛星Saの実際の軌跡を描かせて表示させているが、自動的に求められた人工衛星Saの軌跡情報を固定局の表示部１３Dに表示させる必要はなく、固定局の制御部１３のメモリに電波障害物領域情報を保存し、移動局の求めに応じて電波障害物領域情報を送信するようにすれば良い。
（実施例３）
図１１は受信した電波に所定比以上のノイズが重畳されているノイズ障害領域（以下、高ノイズ障害領域）が表示されている天空図２４を示している。
【００８０】
人工衛星Saからの電波が遮蔽物（例えば、ビル等が乱立する建造物の地域）を通過すると、マルチパス現象が生じ、このマルチパス現象により、固定局は高ノイズが重畳された人工衛星Saからの電波を受信することになる。
【００８１】
この高ノイズを含む電波を用いてRTK測量を行うと、測量に支障を来す。そこで、固定局の制御部１３にノイズ解析プログラム（ノイズ障害領域推定プログラム）を組み込み、実際に到来する人工衛星Saからの電波に含まれているノイズを解析させ、天空図２０上の各軌跡SRの各位置においてS／N比を求める。このS／N比が基準とする値よりも小さいノイズ障害領域Z３’を図１１に示すように特定する。基準とする値は、衛星受信高度角ごとに適当な値を設定してもよい。また、実際に受信している全衛星のS/N比から基準とする値を求めることもできる。
【００８２】
固定局（例えば、固定局１６）はこのノイズ障害領域Z３’に関するS／N比領域情報を移動局（例えば、移動局１５）に送信する。移動局の制御部１３には、人工衛星Saの飛来情報（履歴情報）から、このノイズ障害領域Z３’を通過する衛星番号とその時間帯とを演算する演算プログラムを組み込み、このノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波をRTK測量に使用しないように設定する。
【００８３】
このように、移動局の制御部１３を構成すれば、たとえ、選択された固定局から送信されてきた補正情報にノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波が含まれていたとしても、移動局ではそのノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波を用いてのRTK測量が行われないことになる。
【００８４】
従って、選択された固定局から送信されてきた補正情報にノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波が含まれていたとしても、建造物や樹木等に起因する高ノイズが含まれた補正情報を事前に予測でき、良質な補正情報のみを用いて、正確なRTK測量の実施を確保できる。
【００８５】
電波障害物領域Z３の情報と、ノイズ障害領域Z３’の情報とを併用して、以下に説明する使い方がある。
（１）各固定局の観測点における電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とを移動局の側で得ることができ、より良い条件で、すなわち、ノイズ障害を除去して観測点をRTK測量の観測時に参照する固定局として選択できる。
（２）ノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星から受信された電波をRTK解析処理に使用しないように設定できる。
（３）固定局の位置情報と電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とをその固定局の制御部のメモリに保存し、移動局の要求に応じて配信することができる。
（４）固定局からサーバ９に固定局の位置情報と電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とを送信し、サーバ９にこれらを保存させる。サーバ９はこれらの情報を移動局の要求に応じて配信し、移動局はこれらの情報を参照することができる。
【００８６】
この実施例によれば、固定局のみで自動的に電波障害物領域Z３、ノイズ障害領域Z３’の各情報を作成することが可能であり、常設の固定局のように、長期間の観測に用いる固定局にあっては、建築構造物の増設や移動、季節の変化による樹木の成長等の環境変化に基づき、固定局の周辺の環境変化がある場合であっても、電波障害物領域Z３、ノイズ障害領域Z３’の情報をリアルタイムで更新が可能であるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】従来のＲＴＫ測位システムの一例を示す説明図である。
【図２】従来のＲＴＫ測位システムの不具合を説明するための説明図である。
【図３】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムの一例を示す説明図である。
【図４】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムに用いる衛星測位手段の構成の一例を示す概要図である。
【図５】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムによる通信の一例を示す模式図である。
【図６】各衛星測位手段の制御部に表示される人工衛星の飛来情報を示す図であって、（a）は移動局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図、（ｂ）はある固定局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図、（ｃ）は（ｂ）に示す固定局とは異なる固定局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図である。
【図７】固定局の上空を実際に飛来する人工衛星の軌跡を示す天空図である。
【図８】固定局の上空を飛来すると予想される人工衛星の軌跡を示す天空図である。
【図９】図７に示すリング状のマスクを施した状態を示す天空図である。
【図１０】図８に示す天空図と図９に示す天空図とから求められた障害物入りの天空図である。
【図１１】ノイズ障害領域を示す天空図である。
【符号の説明】
【００８８】
９…サーバ
１０…通信ネットワーク網
１１…衛星測位部
１２…通信部
１３…制御部
１３F…入力部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御コマンドや補正データの送受信をネットワーク網を利用して行うＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＰＳ等の測位用の人工衛星を用いて、2つの観測局の相対的な位置関係を高精度に求める干渉測位システムの1つとして、キネマティック測位システム（ＲＴＫ−ＧＰＳ測量システム）が知られている（特許文献等１）。
【０００３】
このキネマティック測位システムは、2つの観測点の一方を既知の参照点としかつ他方を未知の観測点とし、両観測点にそれぞれ置かれた観測局によりＧＰＳ等の人工衛星からの電波を同時に受信してその相対的な位置関係を高精度に求めることにより、既知の参照点の位置座標から未知の観測点の位置座標を高精度に求めるものである。このキネマティック測位システムでは、観測点で記録された信号を、後で処理解析して位置座標を求めている。
【０００４】
このキネマティック測位システムを更に発展させたものとして、リアルタイムキネマティック測位システム（以後、ＲＴＫ測位システムという）も知られている。
【０００５】
このＲＴＫ測位システムは、２つの観測点のうちの位置座標が既知の参照点に一方の観測局を固定局として固定的に観測点を設置し観測データを移動局に送信して、位置座標が未知の観測点に他方の観測局を移動局として設置し、測位衛星信号と固定局から送信された観測データを受信してこれと同時に解析処理を行うことによって、移動局の位置座標をリアルタイムで測定するものである。
【０００６】
すなわち、ＲＴＫ測位システムでは、図1に示すように、まず、位置座標が既知の参照点である観測点Ａに固定局Ｍ１を配置する。また、求めようとする位置座標が未知の点である観測点Ｂに移動局Ｍ２を配置する。移動局Ｍ２は測定の終了後、次の求めようとする位置座標が未知の点である観測点（測点）へ随時移動させ、固定局Ｍ１と移動局Ｍ２とにより人工衛星Ｓａからの測位衛星信号（電波）を受信して、移動局Ｍ２が固定局Ｍ１を参照して、受信と同時にリアルタイムで解析処理を行い、未知点である観測点Ｂの位置を順次求めるものである。
【０００７】
このＲＴＫ測位システムでは、移動局Ｍ２がある特定の固定局Ｍ１を参照できる範囲（以下、固定局参照範囲という）は、その固定局Ｍ１を中心とする半径約１０ｋｍ程の範囲である。
【０００８】
これは、固定局Ｍ１と移動局Ｍ２との距離があまり離れすぎると、観測点の電離層や大気層の差異の影響が無視できなくなり、測定精度が劣化するからである。
【０００９】
一方、固定局Ｍ１の補正データを移動局Ｍ２で参照可能にするためには、固定局Ｍ１から移動局Ｍ２へ補正データを送信する必要があるが、この送信のために、固定局Ｍ１から特定周波数の無線により送信する手段が用いられている。このため、固定局Ｍ１に送信手段（例えば周波数４００ＭＨｚ、出力１０ｍＷ程度の送信機Ｓｅが設けられ、補正データを常時送信している。移動局Ｍ２の側には、この送信機Ｓｅからの電波を受信可能な無線用の受信機Ｓｃが装備され、この送信された補正データが参照可能とされている。
【００１０】
また、図２に示すように、データ送受信の媒体としての衛星測位用データサーバＤｓｂを利用した衛星測位システムも知られている。
【００１１】
この衛星測位システムには、GPS測位用データサーバＤｓｂを通じて、少なくとも１つの移動局Ｍ２と、複数の固定局Ｍ１、Ｍ１’と、それらの移動局Ｍ２と、固定局Ｍ１、Ｍ２との通信を確立する通信手段Ｓｘ、Ｓｙが接続されていている。
【００１２】
この衛星測位システムでは、固定局Ｍ１、Ｍ１’は、通例、位置座標が既知である地点に固定的に配置され、常時、又は定期に人工衛星Ｓａからの電波を受信し、固定局Ｍ１、Ｍ１’は設置位置に関する補正データを得ている。
【００１３】
そして、測定した補正データは通信手段Ｓｘにより常時又は定期にGPS測位用データサーバＤｓｂに送信される。このため、通信インターフェースの通信装置Ｓｘは、固定局Ｍ１、Ｍ２が既知の位置に固定的に配置されていることと、補正データを高速で通信することとが条件とされている。それゆえ、通信インターフェースの通信装置Ｓｘは、ＷＡＮなどの専用回線を常時接続して利用されている。
【特許文献１】特開２００２−３１１１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、無線で、補正データの配信を行う場合、一般的に補正データの送信に使用する無線の周波数は、各固定局Ｍ１、Ｍ１’で異なるように設定される。これは、無線到達範囲の境界が隣接しているとき、境界周辺では、固定局を識別することが困難であり、誤測定の原因となるからである。また、無線到達範囲に重複があると、その重複エリア内で混信が生じるからである。ここでは、固定局Ｍ１、Ｍ１’を２個として説明しているが、固定局が３個以上でも同じである。
【００１５】
このように、参照すべき固定局が複数個存在する場合(例えばＭ１、Ｍ１’)には、その無線送信機Ｍ１１がそれぞれ異なる周波数に設定されるため、移動局Ｍ２の受信周波数を使用する固定局に応じて調整する必要が生じる。通常、測量作業計画を参照して固定局として使用したいＭ１、Ｍ１’、…を選択し、作業前に使用したい固定局の周波数を調べて調整するようにしている。従って、移動局Ｍ２がある固定局（例えば、Ｍ１）の参照可能範囲を超えて別の固定局（例えば、Ｍ１’）の参照可能範囲に移動した場合、異なる固定局Ｍ１、Ｍ１’、…を参照しなければならない。
【００１６】
このため、常に自己の移動局Ｍ２の現在位置と固定局（Ｍ１又はＭ１’等）の位置との関係を認識して作業しなければならないという不都合がある。
【００１７】
また、固定局Ｍ１、Ｍ１’、…から配信される補正データの中から、固定局と移動局での共通衛星数等の条件により使用が可能でかつ人工衛星Ｓａの受信状況の良いものを選択し、選択した固定局に応じて受信周波数を測定者が適宜設定しなければならない不便さもある。
【００１８】
更に、無線の場合、固定局Ｍ１、Ｍ１’、…から移動局Ｍ２への一方向の通信に限定されていているので、例えば、固定局Ｍ１から移動局Ｍ２の状況を確認するというような双方向のデータの送受を行うことができない不都合もある。
【００１９】
また、インターネットの場合、回線の使用に不正なアクセスを受ける可能性がある。
【００２０】
更に、ネットワーク網を介在して通信を行う場合、通信の相手を決めるために固定的なアドレスが必要であるが、IPアドレスを固定的に使用しようとすると、これは有限であり、取得には限界がある。また、コストも非常に高い。
【００２１】
一般的なプロバイダを使用した場合、IPアドレスは動的なものとなるため、アクセスのたびにIPアドレスは変更されて、相手を選択して接続するときの固定的なアドレスとして使用ができないという不便さがある。
【００２２】
本システムでは、IP-VPN内での固有のIDがあれば良いので、機械ID等の固有の番号をアドレスとして使用し、接続先を指定できる。
【００２３】
ＲＴＫ−ＧＰＳを利用する公共測量作業マニュアル(国土地理院技術資料 Ａ・１-No．２２８ 平成１２年６月http://psgsv.gsi.go.jp/koukyou/rtk_manual/htm/mokuji.htm )による間接観測法は、固定局1点から移動局2点への補正データの配信が必要なので、携帯電話回線では作業できない不都合がある。
【００２４】
本発明は、上記の測量時の不便さを少しでも解消できるように為されたもので、障害の少ない固定局を選択可能なRTK-GPS測量システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
請求項１に記載のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、前記移動局の制御部が前記固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能であることを特徴とする。
【００２６】
請求項２に記載のRTK-GPS測量システムは、RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、前記固定局の制御部は受信した信号のS/N比が基準値より低くなるような天空図上での領域を推定する推定手段を備え、前記移動局の制御部は前記天空図上での領域内に存在する人工衛星からの電波に基づく補正データを除去してRTK-GPS解析を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、移動局の制御部が固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から障害の少ない固定局を選択可能であるので、固定局と移動局の共通受信衛星が最大数になる適切な固定局を選択できる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、ノイズ障害を除去してRTK測量作業を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【実施例】
【００３０】
（実施例１）
図３は本発明に係わるRTK-GPS測量システムの実施例の概要を示す全体構成図である。
【００３１】
この衛星測位システムは、RTK-GPS測量を実行可能な複数個の衛星測位手段としての観測局と、１個のサーバ９とを通信ネットワーク１０内に有する。
【００３２】
観測局の少なくとも一つは、測位位置解析処理のための補正データを送信する固定局として利用され、観測局の少なくとも他の一つは、補正データを受信する移動局として利用される。
【００３３】
各観測局は、図４に示すように、人工衛星Ｓａからの電波を受信することにより自己の位置座標を求める衛星測位部１１と、各観測局同士との間での通信を行う通信部１２と、各衛星測位部１１と通信部１２との制御を行う制御部１３とを有する。その図３、図４において、１４は人工衛星Ｓａからの電波を受信するＧＰＳアンテナである。
【００３４】
その制御部１３には、通信ボタン１３Ａ、切り換えボタン１３Ｂ、指示ボタン１３Ｃ、表示部１３Ｄが設けられている。なお、制御部１３に搭載するファームウェア機能により表示部１３Dに切り替え機能ボタンを表示し、これにより切り替えを行うことができるようにしても良い。
【００３５】
この制御部１３にはハンドヘルドＰＣ等が用いられ、制御部１３は、例えば、各衛星測位部１１のＧＰＳ受信機の設定及びその制御や通信部１２の設定及びその制御等の機能を有する。
【００３６】
衛星測位部１１は、４個以上の人工衛星Ｓａを用いて位置解析を行うことが一般的であるが、これに限るものではない。。
【００３７】
通信部１２は、例えば、人工衛星Ｓａからの受信データと既知の位置座標とを組み合わせた補正データ（たとえば、CMRやRTCMと呼ばれるフォーマットのデータ）をパケット通信で送信する機能を有する。
【００３８】
これら衛星測位部１１と通信部１２と制御部１３とは一体化されてコンパクトにまとめられている。
【００３９】
図３には、３つの観測局が配置されており、ここでは、３つのうちの１つの観測局が移動局１５として用いられ、残りの２つの観測局が固定局１６、１７として用いられているものとする。
【００４０】
各衛星測位部１１は人工衛星Ｓａからの電波を受信することにより自己の位置座標を求める役割を果たす。通信部１２はサーバ９を介して各観測局同士の通信を行う役割を果たす。
【００４１】
各通信部１２には各観測局毎に固有のＩＤが割り当てられ、サーバ９には各観測局毎に、その各通信部１２に固有のＩＤが登録されている。サーバ９は主として固有のIDの登録と認証の機能を有する。
【００４２】
通信ネットワーク網１０は、ここではIP-VPN網であり、各通信部は無線送受信装置としての携帯電話網であり、固有のＩＤは携帯電話番号等であるが、各観測局に固有の機械番号であっても良い。
【００４３】
ここでは、各通信部はＩＰ通信網を介して通信ネットワーク網１０に接続される。なお、携帯電話を用いる場合には携帯電話回線用の通信カードを用いてIP-ＶＰＮ(仮想私設通信網）に接続する。ここで、IP-ＶＰＮ(仮想私設通信網)とは、公衆回線をあたかも専用回線であるかのように利用できるサービスであり、公知の技術である。すなわち、ＩＰ−ＶＰＮは、通信事業者の保有する広域ＩＰ通信網を経由して構築されるＶＰＮのことで、ＩＰ−ＶＰＮを経由することにより、遠隔のネットワークをＬＡＮで接続しているのと同様に運用でき、インターネットであっても認証技術や暗証化技術を用いることで保護された仮想的な専用回線を構築できる。
【００４４】
サーバ９は、ここでは、一つの移動局１５と他の二つの固定局１６、１７との間での通信を確立する機能を有する。
【００４５】
そのサーバ９は、補正データとしてのパケットデータ配信や、制御コマンドの送信、データ記録、ログインＩＤの認証、通信ネットワーク網１０の監視の役割を果たす。
【００４６】
このRTK-GPS測量システムでは、通信ボタン１３Ａを操作して、図５に示すように、移動局１５から通信確立要求（通信相手先の固有ＩＤ）を通信ネットワーク網１０を経由してサーバ９に送信すると、サーバ９が通信元である移動局１５の固有ＩＤを認証してログインを許可すると共に、通信の相手先である固定局１６、１７の固有ＩＤを検索して、固定局１６又は固定局１７と移動局１５との通信が確立される。
【００４７】
このRTK-GPS測量システムによれば、１個の移動局１５が複数個の固定局１６、１７のいずれかを選択できる。
【００４８】
また、ＩＰ−ＶＰＮを利用しているので、通信速度を向上させることができると共に、セキュリティの向上を図ることができる。
【００４９】
この実施例１では、通信ネットワーク網１０に配置されている移動局は１個であるが、通信ネットワーク網１０に移動局を複数個配置し、サーバ９に複数個の移動局毎に固有のＩＤを登録し、移動局として用いられる観測局の制御部１３に固定局を選択できる選択手段を設ける構成とすれば、複数個の移動局が存在する場合であっても、複数個の固定局の中から特定の固定局を選択できる。
【００５０】
以下に、ＲＴＫ作業手順の一例を説明する。
（１）固定局の初期化と設定を行う。
【００５１】
一般的なＲＴＫ測量の作業手順により、観測局を参照点に配置して固定局設定作業を行う。
【００５２】
通信ネットワーク網１０へのログインを行い、サーバ９による認証を受けるため、固定局の衛星測位部１１に接続された通信部１２を通じて、通信ネットワーク網１０へのアクセスを行う。
【００５３】
このとき、ネットワーク通信網１０に存在するサーバ９は、通信部固有のＩＤを用いて認証を行い、アクセスの可否を決める。
【００５４】
固定局の設定と通信ネットワーク網１０へのログインが終了すると、通信ネットワーク網１０を通じての要求に応じて補正データの配信が開始される。
（２）移動局の初期化と設定を行う。
【００５５】
つぎに、一般的なＲＴＫ測量の作業手順により、位置座標が未知の測点に移動局を配置して移動局初期化作業を行う。
【００５６】
測定計画に基づき移動局を観測点に設置し、人工衛星Ｓａからの電波を受信しつつ単独測位を行う。この単独測位で得られた位置座標情報は、通常、基本的に２０〜１００ｍの誤差を有する。
【００５７】
次に、通信ネットワーク網１０へのログインを行い、サーバ９による認証を受けるため、移動局の衛星測位部１１に接続された通信部１２を通じて、通信ネットワーク網１０へのアクセスを行う。このとき、通信ネットワーク網１０に存在するサーバ９は、通信部固有のＩＤを用いて認証を行い、アクセスの可否を決める。
（３）移動局の設定と通信ネットワーク網１０へのログインすると、ネットワーク通信網１０を通じて補正データの配信が可能な固定局が移動局の制御部１３の表示部１３Ｄに表示される。移動局の測量作業者は固定局として使用したい観測局を表示部１３Dに表示された複数の観測局の中から選択する。
【００５８】
移動局により選択された固定局の補正データがサーバ９を介して通信ネットワーク網１０を通じて移動局に配信される。
（４）移動局は、サーバ９を通じて要求した固定局の補正データを受信し、移動局の受信データとともに、制御部１３の解析処理手段により解析を行うことによって誤差を補正し、厳密な位置情報を得る。
（５）この補正により、１０ｍｍ前後の測位精度を得ることができる。得られた結果は移動局に装備された制御部１３のデータメモリに記録され、作業終了後に他の場所でマップの作成等の処理を行う。
【００５９】
また、図３に示すように、通信ネットワーク網１０に、移動局として用いられる各衛星測位手段により得られた測位データをオンラインで解析処理するための集中解析処理装置（集中端末装置）１９Ａを配備し、集中解析処理装置１９Ａに固有ＩＤを割り当て、この固有ＩＤをサーバ９に登録し、通信ネットワーク網１０に接続された集中解析処理装置１９Ａと移動局との間の通信をサーバ９を介して確立し、移動局を用いてスタティック観測により得られた測位データをサーバ９を経由して集中解析処理装置１９Ａに送信し、集中解析処理装置１９Ａにより測位データを解析することにより、基線解析処理が可能となる。
【００６０】
この集中解析処理装置１９Ａを通信ネットワーク網１０に配備することにすれば、各移動局を構成する衛星測位部１１、通信部１２、制御部１３の観測機材を測量現場から事務所に持ち帰って測位データをＰＣ（パーソナルコンピュータ）へダウンロードすることなく、基線解析が可能となる。
【００６１】
更に、通信ネットワーク網１０に制御部１３の機能を実行するファームウェアを更新する集中端末装置１９Bを配備し、集中端末装置１９Bに固有のＩＤを割り当て、この固有のＩＤをサーバ９に登録し、通信ネットワーク網１０に接続された集中端末装置１９Bと各観測局との間の通信をサーバ９を介して確立すれば、各観測局の制御部１３のファームウエアのバージョンアップが可能となる。また、衛星測位部１１のファームウエアのバージョンアップを可能とする構成、通信部１２のファームウエアのバージョンアップを可能とする構成としても良い。
【００６２】
このものでは、各衛星測位手段の制御部１３には、電波障害物作成用プログラムが内蔵されている。その電波障害物作成用プログラムによる電波障害物情報は、現況を手動入力しても良いし、受信情報と衛星軌道情報とを基にして自動作成することもできる。固定局１６、１７の各制御部１３に登録された電波障害物情報はその各通信部１２から移動局１５の各通信部１２に送信される。移動局１５の制御部１３は固定局１６、１７から送信された電波障害物情報に基づいて天空図を作成し、この天空図を表示部１３Dに表示させる。
【００６３】
図６（a）、（ｂ）、（ｃ）は、その移動局１５の表示部１３Dに表示された天空図２０が示されている。図６（a）はその移動局１５そのものによって作成された天空図２０を示し、図６（ｂ）はその移動局１５の表示部１３Dに表示された固定局１６の天空図２１を示し、図６（ｃ）はその移動局１５の表示部１３Dに表示された固定局１７の天空図２２を示している。
【００６４】
これらの天空図２０と天空図２１、２２とは、その移動局１５の表示部１３Dに対比可能に並べて表示される。
【００６５】
これらの天空図２０〜２２において、符号Z０は観測点それぞれの天頂を示し、符号Z1は水平面に対する高度を示し、符号Z２は所定高度角以下の領域を隠蔽するリング状マスクを示し、符号Z３は電波障害物が存在する領域を示し、符号Zｓi（i＝１〜ｎ）は天空に存在する人工衛星を示している。そのリング状マスクZ２はいわゆる低高度角に存在する人工衛星からの電波の受信を禁止するために用いられる。低高度角に存在する人工衛星から到来する電波にはノイズ成分が多く含まれているからである。
【００６６】
移動局１５によって作成された天空図２０には人工衛星Zｓ１〜Zｓ5が存在し、固定局１６によって作成された天空図２１には人工衛星Zｓ２、Zｓ３、Zｓ４、Zｓ５、Zｓ６が存在し、固定局１７によって作成された天空図２２には人工衛星Zｓ１〜Zｓ７が存在する。
【００６７】
測量作業者は、移動局１５の表示部１３Dに表示された各天空図２０２１、２２を対比させて、固定局１６と固定局１７とのいずれを用いるかを判断する。ここでは、共通する人工衛星Zｓiの個数が最も多い固定局１７を選択する。この例では、移動局１５の人工衛星の個数は５個であり、移動局１７の共通する人工衛星の個数も５個である。
【００６８】
このように、移動局１５の制御部１３が固定局１６、１７の各衛星測位手段の制御部１３に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局１６、１７の中から電波障害の少ない固定局を選択する。これには、例えば、指示ボタン１３Cを用いる。
【００６９】
共通衛星の個数で比較して差異がないときには、受信強度の高い衛星がより多いこと、固定局１６、１７から移動局１５までの距離がより近くであること等を比較して選択する。
【００７０】
いずれの固定局を選択したとしても、移動局１５に表示されている人工衛星の個数に対して、RTK測量による解析処理を行うための人工衛星の個数が満たないときには、人工衛星飛来の予測と電波障害物情報との関係とから、天空を飛来する人工衛星の個数が最も多くなる時間を知得できるので、その時間帯にRTK測量を行うことにすれば良い。
（実施例２）
図７〜図１１は自動的に電波障害物情報を作成する自動作成プログラムを用いて、電波障害物情報を作成する実施例の説明に用いる天空図を示している。
【００７１】
固定局１６又は固定局１７を１２時間以上同一の観測点A（図２参照）に設置したままとし、各衛星測位部１１により人工衛星の電波を受信する。測量に用いる人工衛星は、例えばGPS衛星であれば、約１２時間で周回軌道を一周する。
【００７２】
従って、１２時間以上同一の観測点で上空を通過する人工衛星から発せられた電波を受信することにより人工衛星の軌道を知得できる。
【００７３】
図７はある観測点（ここでは、例えば観測点Aとする）に設置された固定局１６（又は固定局１７）の制御部１３に組み込まれた電波障害情報自動作成プログラムによって作成された天空図２３上での人工衛星Saの軌跡SRを描いている。この図７において、軌跡SRとして多数の条線が描かれているが、これは上空を通過する人工衛星Saは多数個存在するからである。
【００７４】
一方、各人工衛星Saの暦情報とその観測点に置かれた固定局１６（又は固定局１７）の位置情報とにより各人工衛星の軌道を演算により求めることができる。電波障害情報自動作成プログラムを用いて求められた各人工衛星の天空図２３’上での軌跡が図８に示すようなものであったとする。この図８は、電波障害物が何ら存在しないとしたならば、その固定局１６又は固定局１７が観測点Aに設置されているときに、本来天空図２３上に描かれる軌跡SRを表している。これに対して、実際の観測結果を示す図７の天空図２３では、軌跡SRの各条線が右斜め上部分に描かれていない。
【００７５】
天空図２３上には、図９に示すように、既述のリング状のマスクZ２が施されるが、このリング状のマスクZ２を考慮に入れたとしても、図７に示す天空図２３には、人工衛星Saからの電波を受信できない領域、すなわち、電波障害物領域ｚ３が存在していることが、図７に示す天空図２３と図８に示す天空図２３’とを対比することによって把握できる。
【００７６】
従って、電波障害情報自動作成プログラムにより、ある観測点に設置された固定局の上空を通過する各人工衛星Saの実際の軌跡を求めると共に、各人工衛星のその観測点において予測される各人工衛星Saの軌跡を求め、実際の軌跡と予測軌跡との差分により、ある観測点において実際の測定により得られた天空図２３上での電波障害物領域Z３の大きさとその形状とを図１０に示すように推定できる。
【００７７】
そして、電波障害情報自動作成プログラムは、このようにして得られた電波障害物領域Z３を固定局の制御部１３に保存させる。そして、移動局１５の求めに応じて、この電波障害物情報を移動局１５に送信する。
【００７８】
すると、移動局１５の表示部１３Dに固定局で自動的に求められた天空図２３が表示される。これによって、移動局１５は自己の天空図２０と送信されてきた固定局の天空図２３とを対比させて、その固定局を用いるか否かを決定できる。
【００７９】
この実施例では、固定局の制御部１３の表示部１３Dに各人工衛星Saの実際の軌跡を描かせて表示させているが、自動的に求められた人工衛星Saの軌跡情報を固定局の表示部１３Dに表示させる必要はなく、固定局の制御部１３のメモリに電波障害物領域情報を保存し、移動局の求めに応じて電波障害物領域情報を送信するようにすれば良い。
（実施例３）
図１１は受信した電波に所定比以上のノイズが重畳されているノイズ障害領域（以下、高ノイズ障害領域）が表示されている天空図２４を示している。
【００８０】
人工衛星Saからの電波が遮蔽物（例えば、ビル等が乱立する建造物の地域）を通過すると、マルチパス現象が生じ、このマルチパス現象により、固定局は高ノイズが重畳された人工衛星Saからの電波を受信することになる。
【００８１】
この高ノイズを含む電波を用いてRTK測量を行うと、測量に支障を来す。そこで、固定局の制御部１３にノイズ解析プログラム（ノイズ障害領域推定プログラム）を組み込み、実際に到来する人工衛星Saからの電波に含まれているノイズを解析させ、天空図２０上の各軌跡SRの各位置においてS／N比を求める。このS／N比が基準とする値よりも小さいノイズ障害領域Z３’を図１１に示すように特定する。基準とする値は、衛星受信高度角ごとに適当な値を設定してもよい。また、実際に受信している全衛星のS/N比から基準とする値を求めることもできる。
【００８２】
固定局（例えば、固定局１６）はこのノイズ障害領域Z３’に関するS／N比領域情報を移動局（例えば、移動局１５）に送信する。移動局の制御部１３には、人工衛星Saの飛来情報（履歴情報）から、このノイズ障害領域Z３’を通過する衛星番号とその時間帯とを演算する演算プログラムを組み込み、このノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波をRTK測量に使用しないように設定する。
【００８３】
このように、移動局の制御部１３を構成すれば、たとえ、選択された固定局から送信されてきた補正情報にノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波が含まれていたとしても、移動局ではそのノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波を用いてのRTK測量が行われないことになる。
【００８４】
従って、選択された固定局から送信されてきた補正情報にノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星からの電波が含まれていたとしても、建造物や樹木等に起因する高ノイズが含まれた補正情報を事前に予測でき、良質な補正情報のみを用いて、正確なRTK測量の実施を確保できる。
【００８５】
電波障害物領域Z３の情報と、ノイズ障害領域Z３’の情報とを併用して、以下に説明する使い方がある。
（１）各固定局の観測点における電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とを移動局の側で得ることができ、より良い条件で、すなわち、ノイズ障害を除去して観測点をRTK測量の観測時に参照する固定局として選択できる。
（２）ノイズ障害領域Z３’を通過中の人工衛星から受信された電波をRTK解析処理に使用しないように設定できる。
（３）固定局の位置情報と電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とをその固定局の制御部のメモリに保存し、移動局の要求に応じて配信することができる。
（４）固定局からサーバ９に固定局の位置情報と電波障害物領域Z３の情報とノイズ障害領域Z３’の情報とを送信し、サーバ９にこれらを保存させる。サーバ９はこれらの情報を移動局の要求に応じて配信し、移動局はこれらの情報を参照することができる。
【００８６】
この実施例によれば、固定局のみで自動的に電波障害物領域Z３、ノイズ障害領域Z３’の各情報を作成することが可能であり、常設の固定局のように、長期間の観測に用いる固定局にあっては、建築構造物の増設や移動、季節の変化による樹木の成長等の環境変化に基づき、固定局の周辺の環境変化がある場合であっても、電波障害物領域Z３、ノイズ障害領域Z３’の情報をリアルタイムで更新が可能であるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】従来のＲＴＫ測位システムの一例を示す説明図である。
【図２】従来のＲＴＫ測位システムの不具合を説明するための説明図である。
【図３】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムの一例を示す説明図である。
【図４】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムに用いる衛星測位手段の構成の一例を示す概要図である。
【図５】本発明のＲＴＫ−ＧＰＳ測量システムによる通信の一例を示す模式図である。
【図６】各衛星測位手段の制御部に表示される人工衛星の飛来情報を示す図であって、（a）は移動局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図、（ｂ）はある固定局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図、（ｃ）は（ｂ）に示す固定局とは異なる固定局の上空を飛来する人工衛星の飛来情報を示す天空図である。
【図７】固定局の上空を実際に飛来する人工衛星の軌跡を示す天空図である。
【図８】固定局の上空を飛来すると予想される人工衛星の軌跡を示す天空図である。
【図９】図７に示すリング状のマスクを施した状態を示す天空図である。
【図１０】図８に示す天空図と図９に示す天空図とから求められた障害物入りの天空図である。
【図１１】ノイズ障害領域を示す天空図である。
【符号の説明】
【００８８】
９…サーバ
１０…通信ネットワーク網
１１…衛星測位部
１２…通信部
１３…制御部
１３F…入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、
各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、
前記移動局の制御部が前記固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能であることを特徴とするRTK-GPS測量システム。
【請求項２】
RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、
各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、
前記固定局の制御部は受信した信号のS/N比が基準値よりも低くなるような天空図上での領域を推定する推定手段を備え、前記移動局の制御部は前記天空図上での領域内に存在する人工衛星からの電波に基づく補正データを除去してRTK-GPS解析を行うことを特徴とするRTK-GPS測量システム。
【請求項１】
RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、
各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、
前記移動局の制御部が前記固定局の各衛星測位手段の制御部に登録された障害物情報を受信して、複数の固定局の中から最適な補正データの送信を行う固定局を選択可能であることを特徴とするRTK-GPS測量システム。
【請求項２】
RTK-GPS測量を実行するために、IP−VPN通信ネットワーク網に、補正データを送信する固定局としての複数の衛星測位手段と前記補正データを受信する移動局としての他の複数個の衛星測位手段との通信を確立するサーバが設けられ、
各衛星測位手段は、人工衛星からの電波を受信する衛星測位部と、前記各衛星測位手段との間での通信を行う通信部と、前記衛星測位部と前記通信部との制御を行う制御部とを少なくとも備え、
前記固定局の制御部は受信した信号のS/N比が基準値よりも低くなるような天空図上での領域を推定する推定手段を備え、前記移動局の制御部は前記天空図上での領域内に存在する人工衛星からの電波に基づく補正データを除去してRTK-GPS解析を行うことを特徴とするRTK-GPS測量システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−３０９６６７（Ｐ２００７−３０９６６７Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３６２７７（Ｐ２００６−１３６２７７）
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１６日（２００６．５．１６）
【出願人】（０００２２０３４３）株式会社トプコン (904)
【Ｆターム（参考）】
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