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公開番号2024172062
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089533
出願日2023-05-31
発明の名称処理装置、衛星航法補強システム、処理方法、及びプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G01S 19/07 20100101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】衛星を利用して測位される位置情報を補強するシステムに対して、可用性を向上させることが可能な処理装置等を提供することを目的の一つとする。
【解決手段】本開示の一態様にかかる処理装置は、航空機の機上装置に対して、衛星からの測位信号を利用した位置情報の測位に関する誤差を補正するための情報を含む補強情報を発信する装置であって、電離圏が所定の状態である場合の、前記測位信号の受信において生じ得る誤差を示す最悪ケースのレンジ誤差を、時期に応じて決定する決定手段と、決定された前記最悪ケースのレンジ誤差に基づいて、前記測位において生じ得る誤差の信頼性に関する情報であるインテグリティパラメータを算出する算出手段と、算出された前記インテグリティパラメータをさらに含む前記補強情報を生成する生成手段と、生成された前記補強情報を発信する発信手段と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
航空機の機上装置に対して、衛星からの測位信号を利用した位置情報の測位に関する誤差を補正するための情報を含む補強情報を発信する装置であって、
電離圏が所定の状態である場合の、前記測位信号の受信において生じ得る誤差を示す最悪ケースのレンジ誤差を、時期に応じて決定する決定手段と、
決定された前記最悪ケースのレンジ誤差に基づいて、前記測位において生じ得る誤差の信頼性に関する情報であるインテグリティパラメータを算出する算出手段と、
算出された前記インテグリティパラメータをさらに含む前記補強情報を生成する生成手段と、
生成された前記補強情報を発信する発信手段と、を備える、
処理装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記最悪ケースのレンジ誤差は、時間帯ごとに予め算出され、
前記決定手段は、前記測位が行われる時間帯に基づいて、前記最悪ケースのレンジ誤差を決定する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記最悪ケースのレンジ誤差は、季節に応じた時間帯ごとに予め算出され、
前記決定手段は、前記測位が行われる季節及び時間帯に基づいて、前記最悪ケースのレンジ誤差を決定する、
請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
所定の時期ごとの電離圏の状態を表す電離圏モデルに基づいて、前記電離圏モデルのそれぞれに応じた前記最悪ケースのレンジ誤差を算出するレンジ誤差算出手段をさらに備え、
前記決定手段は、算出された前記最悪ケースのレンジ誤差のうち、前記測位を行う時期に応じた前記最悪ケースのレンジ誤差を決定する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項５】
前記算出手段は、
決定された前記最悪ケースのレンジ誤差に基づいて、前記測位に利用し得る衛星ごとの、前記測位信号の遅延量を特定し、
前記測位に利用し得る衛星のうち、二以上の衛星のセットごとに、特定された遅延量に基づく、前記測位を行った場合の位置情報の誤差値を算出し、
算出された当該誤差値のそれぞれが、最大誤差値を超えるか否かに応じて、前記インテグリティパラメータを算出する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の処理装置と、
前記航空機に搭載される装置であって、
前記インテグリティパラメータに基づいて、前記測位に基づく位置情報の誤差範囲を示す保護レベルを算出する、保護レベル算出手段を備える、機上装置と、
を備える、衛星航法補強システム。
【請求項７】
航空機の機上装置に対して、衛星からの測位信号を利用した位置情報の測位に関する誤差を補正するための情報を含む補強情報を発信する装置において、
電離圏が所定の状態である場合の、前記測位信号の受信において生じ得る誤差を示す最悪ケースのレンジ誤差を、時期に応じて決定し、
決定された前記最悪ケースのレンジ誤差に基づいて、前記測位において生じ得る誤差の信頼性に関する情報であるインテグリティパラメータを算出し、
算出された前記インテグリティパラメータをさらに含む前記補強情報を生成し、
生成された前記補強情報を発信する、
処理方法。
【請求項８】
航空機の機上装置に対して、衛星からの測位信号を利用した位置情報の測位に関する誤差を補正するための情報を含む補強情報を発信する装置において、
電離圏が所定の状態である場合の、前記測位信号の受信において生じ得る誤差を示す最悪ケースのレンジ誤差を、時期に応じて決定する処理と、
決定された前記最悪ケースのレンジ誤差に基づいて、前記測位において生じ得る誤差の信頼性に関する情報であるインテグリティパラメータを算出する処理と、
算出された前記インテグリティパラメータをさらに含む前記補強情報を生成する処理と、
生成された前記補強情報を発信する処理と、を実行させる、
プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、衛星航法を補強する技術に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
自機の位置情報を取得する方法の一つとして、衛星からの信号を利用した方法がある。例えば、受信機が、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星等のＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）の測位衛星から送信された信号を受信する。そして、受信機が、受信した当該信号を利用して自機の位置情報を測位する。
【０００３】
航空機が飛行する際にも、上述のようなＧＮＳＳを利用した位置情報の測位が行われる。特に着陸の際には、高精度な位置情報が求められる。そこで、ＧＮＳＳを利用した着陸を行う際には、精度及び安全性を補強するために地上型衛星航法補強システム（ＧＢＡＳ：ＧｒｏｕｎｄＢａｓｅｄＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）といったシステムが利用されることがある。以降、当該システムをＧＢＡＳと称する。
【０００４】
ＧＢＡＳでは、地上側の装置が、ＧＮＳＳを使用した測位の精度及び安全性を補強するための補強情報を生成する。具体的には、地上側の装置は、衛星からの測位信号の送信時刻、受信時刻、及び伝播速度等に基づいて、自装置と衛星との距離を算出する。この距離を擬似距離と称する。また、予め精密に測量された自装置と衛星との幾何学的距離を、真距離と称する。ここで、擬似距離の算出には各種の誤差が生じる。そのため、擬似距離と真距離とは一致しない。そこで、地上側の装置は、擬似距離と真距離とを比較することにより補正値を算出する。地上側の装置は、算出された補正値を含む補強情報を生成し、生成された補強情報を放送する。航空機に設置された機上装置は、補強情報を受信し、補強情報を利用して、衛星からの信号に基づく位置情報の測位を行う。
【０００５】
このとき、機上装置は、衛星からの測位信号と補強情報に含まれる補正値等とを利用して、保護レベルを算出する。保護レベルは、測位において発生し得る誤差の推定値である信頼性限界を示す。例えば保護レベルは、衛星を利用した位置情報の測位における、水平方向及び垂直方向の誤差の範囲を示す。保護レベルが許容値を超えない場合、当該衛星を利用した測位によって取得される位置情報に基づいて、着陸が行われる。保護レベルが許容値を超える場合、当該衛星を利用した測位によって取得される位置情報に基づいた着陸は、行われない。
【０００６】
補強情報には、さらにインテグリティパラメータが含まれる。インテグリティパラメータは、測位において生じ得る誤差の信頼性に関する情報である。地上側の装置は、衛星の状況等に基づいて、測位において発生し得る誤差の信頼性を衛星ごとに評価する。誤差が信頼できない場合、地上側の装置は、インテグリティパラメータを増大させる。インテグリティパラメータが増大するほど、保護レベルは大きく算出される。地上側装置は、例えば、誤差が信頼できない場合、保護レベルが許容値を超えるようにインテグリティパラメータを増大させる。このように、ＧＢＡＳは、信頼性の低い衛星による測位を機上装置に行わせないようにすることにより、航空機の安全性を保障する。
【０００７】
ＧＢＡＳに関連する技術が特許文献１に開示される。特許文献１には、保護レベルが許容値を超える場合には、使用可能な測位衛星からインテグリティパラメータを著しく増大させる測位衛星を排除して、新たにインテグリティパラメータを算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開第２０１７／００２３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
衛星からの測位信号を利用した位置情報の測位に関して、発生し得る誤差の一因としては、電離圏による影響が挙げられる。電離圏は、主に、太陽からの紫外線等によって、大気中の分子が電離したことにより生じる。測位信号が電離圏を通過すると、伝播速度が遅くなる。すなわち、測位信号の受信に遅延が生じる。これにより、擬似距離に誤差が発生する。
【００１０】
当該誤差は電離圏の状態によって異なる。特に、地上側の装置の場所に対応する電離圏の状態と、機上装置の場所に対応する電離圏の状態と、が異なる場合、地上側の装置において算出された補正値が、機上装置における測位に適さなくなる可能性がある。すなわち、機上装置による測位において、当該補正値が利用されると、測位の誤差が増大する可能性がある。そのため、特許文献１に開示される技術では、機上装置における測位信号の受信に、最も影響を与える場合の電離圏の状態を仮定して、その場合に発生し得る誤差が、最大誤差値を超えるか否かを、地上側の装置が判定することが行われる。このような仮定のもとに、測位信号の受信において生じ得る誤差を、最悪ケースのレンジ誤差と称する。そして、地上側の装置は、最悪ケースのレンジ誤差に関する値が、最大誤差値を超える場合、保護レベルが許容値を超えるようにインテグリティパラメータを増大させる。これにより安全性が図られる。
（【００１１】以降は省略されています）

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