特許ウォッチ

公開番号2025009410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112404
出願日2023-07-07
発明の名称補強情報生成システム、補強情報生成方法、及び補強情報生成プログラム
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人クロスボーダー特許事務所
主分類G01S 19/28 20100101AFI20250110BHJP(測定;試験)
要約【課題】電離圏擾乱を観測したデータを補強情報生成時に利用することにより、GNSS(Global Navigation Satellite System)に対する電離圏擾乱の影響を低減し、可用性及び位置精度を向上したい。
【解決手段】補強情報生成システム90が備える衛星選択装置100は、衛星選択部130を備える。衛星選択部130は、電離圏を観測した結果に基づいて予測された電離圏擾乱領域を示す電離圏予報と、対象期間において対象電子基準点から観測することができる複数の衛星を示す可視衛星予報とに基づいて、対象電子基準点において対象期間に電離圏擾乱の影響を受けにくい複数の衛星を選択する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電離圏を観測した結果に基づいて検出された電離圏擾乱に基づいて予測された領域であって、対象期間において電離圏擾乱が発生する領域である電離圏擾乱領域を示す電離圏予報と、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）における複数の衛星のうち、前記対象期間において、前記ＧＮＳＳによる測位を補強する情報である補強情報の生成に利用される電子基準点である対象電子基準点から観測することができる複数の衛星を複数の観測可能衛星として示す可視衛星予報とに基づいて、前記複数の観測可能衛星から、前記対象電子基準点において前記対象期間に電離圏擾乱の影響を受けにくい複数の衛星を選択し、選択した複数の衛星を示す基準衛星リストを生成する衛星選択部
を備える衛星選択装置
を備える補強情報生成システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記衛星選択部は、前記ＧＮＳＳにおける複数の衛星の各衛星を対象衛星としたとき、前記対象電子基準点における前記対象衛星の可視時間の長さと、前記対象電子基準点において前記対象衛星が送信した信号が電離圏擾乱の影響を受ける度合いとを考慮して複数の衛星を選択する請求項１に記載の補強情報生成システム。
【請求項３】
前記衛星選択部は、選択した複数の衛星の各々について前記電離圏予報に基づいて電離圏擾乱の影響を受ける度合いを劣化指数として算出し、算出した劣化指数を前記基準衛星リストに含める請求項１又は２に記載の補強情報生成システム。
【請求項４】
前記補強情報生成システムは、さらに、
前記基準衛星リストが示す複数の衛星の各々が送信した信号と、前記電離圏予報とに基づいて前記ＧＮＳＳによる測位に関する情報であって、前記補強情報に含まれる情報である補正情報を生成し、前記電離圏予報と、生成した補正情報と、電子基準点である測距基準点における測距結果に基づいて見積もった前記測距結果に含まれる誤差とに基づいて、前記補強情報が示す各衛星における電離圏擾乱による前記補強情報の精度低下の度合いを示す指数を算出する補強情報生成部
を備える補強情報生成装置
を備える請求項１又は２に記載の補強情報生成システム。
【請求項５】
前記補強情報生成システムは、さらに、
前記補強情報と、算出された指数を示す情報とを配信する補強情報配信部
を備える補強情報配信装置
を備える請求項４に記載の補強情報生成システム。
【請求項６】
コンピュータが、電離圏を観測した結果に基づいて検出された電離圏擾乱に基づいて予測された領域であって、対象期間において電離圏擾乱が発生する領域である電離圏擾乱領域を示す電離圏予報と、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）における複数の衛星のうち、前記対象期間において、前記ＧＮＳＳによる測位を補強する情報である補強情報の生成に利用される電子基準点である対象電子基準点から観測することができる複数の衛星を複数の観測可能衛星として示す可視衛星予報とに基づいて、前記複数の観測可能衛星から、前記対象電子基準点において前記対象期間に電離圏擾乱の影響を受けにくい複数の衛星を選択し、選択した複数の衛星を示す基準衛星リストを生成する補強情報生成方法。
【請求項７】
電離圏を観測した結果に基づいて検出された電離圏擾乱に基づいて予測された領域であって、対象期間において電離圏擾乱が発生する領域である電離圏擾乱領域を示す電離圏予報と、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）における複数の衛星のうち、前記対象期間において、前記ＧＮＳＳによる測位を補強する情報である補強情報の生成に利用される電子基準点である対象電子基準点から観測することができる複数の衛星を複数の観測可能衛星として示す可視衛星予報とに基づいて、前記複数の観測可能衛星から、前記対象電子基準点において前記対象期間に電離圏擾乱の影響を受けにくい複数の衛星を選択し、選択した複数の衛星を示す基準衛星リストを生成する衛星選択処理
をコンピュータである衛星選択装置に実行させる補強情報生成プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、補強情報生成システム、補強情報生成方法、及び補強情報生成プログラムに関する。
続きを表示（約 3,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）は、衛星から送信される電波を利用して位置を求める（測位）システムである。衛星から送信される電波には誤差が含まれており、最も基本的な測位手法では通常数メートル程度の精度で位置が求まる。既知の位置における誤差量を求め、求めた誤差量と、今求めたい位置における誤差量とが時間的及び空間的に相関していることを利用して、両者の差分をとることにより誤差を補正すること及び低減することができる。
高精度な誤差の補正手法の１つとして、ＲＴＫ－ＧＰＳ（ＲｅａｌＴｉｍｅＫｉｎｅｍａｔｉｃ－ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）が知られており、ＲＴＫ－ＧＰＳをさらに発展させた技術としてＰＰＰ（ＰｒｅｃｉｓｅＰｏｉｎｔＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）－ＲＴＫ（非特許文献１）といった技術がある。これらの技術において、誤差量（補正情報）を正確に推定するために、測位衛星からの信号を途切れずに観測する必要がある。
【０００３】
信号の観測を途切れさせてしまう要因の１つに、電離圏と呼ばれる大気の層の影響がある。電離圏の振る舞いには、空間的及び時間的な特徴を持つ振る舞いもあれば、突発的な振る舞いもある。そのため、電離圏の影響を正確に予測することは難しい。ここで、このような信号への影響を逆手に取ることにより、ＧＮＳＳを使った電離圏の観測も行われている（非特許文献２）。しかしながら、電離圏は、多層構造であり、かつ、空間的な大きさが幅広い。そのため、電離圏の全てをＧＮＳＳにより観測することは現実的には難しい。そこで、ＧＮＳＳの周波数帯とは異なる周波数帯により電離圏を観測する方法も検討されている（非特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第５５７０６４９号公報
【非特許文献】
【０００５】
Ｗｕｂｂｅｎａ，Ｇｅｒｈａｒｄ，Ｓｃｈｍｉｔｚ，Ｍａｒｔｉｎ，Ｂａｇｇｅ，Ａｎｄｒｅａｓ，“ＰＰＰ－ＲＴＫ：ＰｒｅｃｉｓｅＰｏｉｎｔＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＵｓｉｎｇＳｔａｔｅ－ＳｐａｃｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｉｎＲＴＫＮｅｔｗｏｒｋｓ”，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ１８ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＭｅｅｔｉｎｇｏｆｔｈｅＳａｔｅｌｌｉｔｅＤｉｖｉｓｉｏｎｏｆＴｈｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮａｖｉｇａｔｉｏｎ（ＩＯＮＧＮＳＳ２００５），ＬｏｎｇＢｅａｃｈ，ＣＡ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００５，ｐｐ．２５８４－２５９４．
Ｔ．Ｔｓｕｇａｗａ，Ｍ．Ｎｉｓｈｉｏｋａ，Ａ．Ｓａｉｔｏ，Ｙ．Ｏｔｓｕｋａ，Ｓ．Ｓａｉｔｏ，Ｔ．Ｍａｒｕｙａｍａ，Ｔ．Ｎａｇａｔｓｕｍａ，Ｋ．Ｔ．Ｍｕｒａｔａ，ａｎｄＭ．Ｉｓｈｉｉ，“Ｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｔｏｔａｌｅｌｅｃｔｒｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇｄｅｎｓｅＧＮＳＳｒｅｃｅｉｖｅｒｎｅｔｗｏｒｋｓ”，３８ｔｈＣＯＳＰＡＲＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＡｓｓｅｍｂｌｙ．Ｈｅｌｄ１８－１５Ｊｕｌｙ２０１０，ｉｎＢｒｅｍｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ，ｐ．１３
Ｏｔｓｕｋａ，Ｙ．，Ｏｇａｗａ，Ｔ．ａｎｄＥｆｆｅｎｄｙ，“ＶＨＦｒａｄａｒｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｏｆｎｉｇｈｔｔｉｍｅＦ－ｒｅｇｉｏｎｆｉｅｌｄ－ａｌｉｇｎｅｄｉｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｖｅｒＫｏｔｏｔａｂａｎｇ，Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ．”，ＥａｒｔｈＰｌａｎｅｔＳｐ６１，４３１－４３７（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
補正情報を生成する際に、電子基準点において受信したＧＮＳＳの信号（搬送波位相）を用いる。補正情報は、受信した信号の情報を用い、あるモデルに基づいてカルマンフィルタ等によって誤差値を推定することによって実現する。ここで、ＧＮＳＳの信号は連続的に観測される必要がある。信号の観測が途切れた場合（以下、サイクルスリップという）において、誤差値を推定するフィルタがリセットされるため、誤差値を再度推定する必要がある。特に、高仰角に位置する衛星においてサイクルスリップが発生した場合、発生したサイクルスリップの影響が全体に波及する。補正情報を生成する際に、一般的に、高仰角に位置する衛星を基準衛星として、基準衛星の観測量と他の衛星の観測量との差分を取って用いるためである。
【０００７】
通常、サイクルスリップは、低仰角に位置する衛星から受信する信号において起こることが多い。これは、低仰角に位置する衛星から信号を受信する場合における経路が、高仰角に位置する衛星から受信する場合における経路に比べて長いためである。経路が長くなると、その分信号が大気を通過する時間が長くなり、信号は大気の影響を受けやすくなる。また、低仰角において経路の途中に電波を遮るような建物等が存在することも影響する。
【０００８】
一方、高仰角に位置する衛星から受信する信号において、通常はほとんどサイクルスリップが発生することはない。しかしながら、突発的な電離圏擾乱（プラズマバブル等）のシンチレーションが発生した場合に、高仰角においてもサイクルスリップが発生し得る。
ここで、サイクルスリップが低頻度で発生する場合、サイクルスリップが補正情報の生成に大きく影響することはない。しかしながら、電離圏擾乱が上空に発生した場合において、サイクルスリップが高頻度で発生するため、補正情報の生成が困難になる。
【０００９】
従来技術では、ＧＮＳＳの観測値から今起きている電離圏擾乱を検知することはできても、電離圏擾乱の発生を事前に予測して回避することは困難である。そのため、電離圏擾乱は、ＧＮＳＳによる位置推定と、応用技術である補強情報生成とにおける課題の１つとなっている。特に日本の南方（沖縄及び小笠原諸島等）と、東南アジア等の低緯度地域では電離圏擾乱が発生しやすいため、サイクルスリップの問題が起こる可能性が非常に高い。
本開示は、電離圏擾乱を観測したデータを補強情報生成時に利用することにより、ＧＮＳＳに対する電離圏擾乱の影響を低減し、可用性及び位置精度を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示に係る補強情報生成システムは、
電離圏を観測した結果に基づいて検出された電離圏擾乱に基づいて予測された領域であって、対象期間において電離圏擾乱が発生する領域である電離圏擾乱領域を示す電離圏予報と、ＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）における複数の衛星のうち、前記対象期間において、前記ＧＮＳＳによる測位を補強する情報である補強情報の生成に利用される電子基準点である対象電子基準点から観測することができる複数の衛星を複数の観測可能衛星として示す可視衛星予報とに基づいて、前記複数の観測可能衛星から、前記対象電子基準点において前記対象期間に電離圏擾乱の影響を受けにくい複数の衛星を選択し、選択した複数の衛星を示す基準衛星リストを生成する衛星選択部
を備える衛星選択装置
を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許