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公開番号2025019351
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023122913
出願日2023-07-28
発明の名称衛星航法システムにおける測位誤差の原因の比較試験方法
出願人イエローテイル・ナビゲーション株式会社
代理人
主分類G01S 19/23 20100101AFI20250131BHJP(測定;試験)
要約【課題】衛星航法システムにおける測位誤差の原因の比較試験を行う。
【解決手段】米国によるGPSや日本の準天頂衛星システムを含む衛星航法システムについて,測位誤差の原因の比較試験を行うプログラムにおいて,ユーザ局若しくは基準局が測定により得るべき複数の航法衛星との間の距離に対して,特定の誤差要因を想定した既知の誤差を加えたうえで,ユーザ局の位置の計算を行い,この結果を,当該既知の誤差を加えない状態で計算されたユーザ局の位置と比較し,その違いから,前記特定の誤差要因が前記ユーザ局の位置の計算に及ぼす影響を評価することにより,測位誤差の原因の比較試験を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
測位信号を送信する複数の航法衛星と，
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局を備える衛星航法システムにおいて，
前記ユーザ局が測定した前記複数の航法衛星との間の距離に対して，既知の誤差を加えたうえで，前記ユーザ局の位置の計算を行い，この結果を，前記既知の誤差を加えない状態で計算された前記ユーザ局の位置，又は，前記ユーザ局のあらかじめ知られた位置と比較すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
測位信号を送信する複数の航法衛星と，
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と，
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し，これを，前期複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から，対応する前記航法衛星別に差し引いた結果を，補正情報として前記ユーザ局に提供する基準局を備える衛星航法システムにおいて，
前記基準局が測定した前記複数の航法衛星との間の距離に対して，既知の誤差を加えたうえで，前記補正情報を得て，
この補正情報を適用したうえで，前記ユーザ局の位置の計算を行い，この結果を，前記既知の誤差を加えない状態で計算された前記ユーザ局の位置，又は，前記ユーザ局のあらかじめ知られた位置と比較すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。
【請求項３】
前記既知の誤差について，特に電離圏伝搬遅延量を想定した成分とすること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。
【請求項４】
測位信号を送信する複数の航法衛星と，
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局を備える衛星航法システムを想定して，
前記ユーザ局が測定して得るべき前記複数の航法衛星との間の距離を，前記ユーザ局のあらかじめ知られた位置と前記複数の航法衛星の軌道情報を用いて計算により求め，
この計算により求められた距離に対して，既知の誤差を加えたうえで，前記ユーザ局の位置の計算を行い，この結果を，前記既知の誤差を加えない状態で計算された前記ユーザ局の位置，又は，前記ユーザ局のあらかじめ知られた位置と比較すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。
【請求項５】
測位信号を送信する複数の航法衛星と，
前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定するユーザ局と，
地上に固定された受信機により前記複数の航法衛星が送信する測位信号を受信してそれらとの間の距離を測定し，これを，前期複数の航法衛星の各々の軌道情報から計算される本来あるべき距離から，対応する前記航法衛星別に差し引いた結果を，補正情報として前記ユーザ局に提供する基準局を備える衛星航法システムを想定して，
前記基準局が測定して得るべき前記複数の航法衛星との間の距離を，前記受信局のあらかじめ知られた位置と前記複数の航法衛星の軌道情報を用いて計算により求め，
この計算により求められた距離に対して，既知の誤差を加えたうえで，前記補正情報を得て，
この補正情報を適用したうえで，前記ユーザ局の位置の計算を行い，この結果を，前記既知の誤差を加えない状態で計算された前記ユーザ局の位置，又は，前記ユーザ局のあらかじめ知られた位置と比較すること
を特徴とする衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。
【請求項６】
前記既知の誤差について，特に電離圏伝搬遅延量を想定した成分とすること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載の衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は，衛星航法システムにおける測位誤差の試験方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
人工衛星により位置を測定する衛星航法システムはＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）と総称され，その代表例は米国によるＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）である。ＧＮＳＳは一般に，航法衛星と呼ばれる人工衛星が送信する測位信号を受信機により受信し，航法衛星と受信機との間の距離を測定することで，受信機の位置を計算により求める。位置を求めるべき受信機を，ユーザ受信機あるいはユーザ局などと呼ぶ。求められた位置の真の位置に対する誤差を，測位誤差という。
【０００３】
受信機の位置を計算するためには測位信号を送信している航法衛星の位置を知る必要があるが，このために必要な軌道情報は航法衛星自身が測位信号に重畳することで送信する。軌道情報は予測により作成されていることから，数メートル程度の誤差を含んでおり，これは受信機位置の計算の際に測位誤差の要因になる。
【０００４】
測位信号が地上に到達するまでの間に，上空にある電離圏及び対流圏を通過するが，それぞれの領域を無線信号が通過する際に遅延が生じる。これらの遅延は，それぞれ電離圏伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延と呼ばれている。従って，この無線信号を測位信号として用いる場合，これらの電離層伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延が測位誤差の要因になる。距離に換算した電離圏伝搬遅延及び対流圏伝搬遅延の大きさを，それぞれ電離圏伝搬遅延量及び対流圏遅延量という。
【０００５】
一方，地上に固定された基準局に受信機を設置して，これにより測定した距離から，電離圏伝搬遅延や対流圏伝搬遅延などにより生じる距離の測定誤差に対する補正情報を作成し，これをユーザに対して提供することで，ユーザ局において測定した距離を補正情報に基づいて補正し，ユーザ局における位置の測定精度（「測位精度」と呼ぶ）を改善することが行われている。この方式はディファレンシャルＧＰＳ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧＰＳ。以下，「ＤＧＰＳ」とする）と呼ばれる。
【０００６】
ＤＧＰＳの実用例としては，船舶向け中波ビーコンやＦＭ多重ディジタル放送によるものがあったが，現在ではいずれも廃止された。一方，２０１８年に運用を開始した日本の準天頂衛星システムはＳＬＡＳ（Ｓｕｂｍｅｔｅｒ－ＬｅｖｅｌＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅ），ＣＬＡＳ（Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ－ＬｅｖｅｌＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅ），及びＳＢＡＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ－ＢａｓｅｄＡｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）としてＤＧＰＳの補正情報を人工衛星から送信している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
坂井丈泰，「ＧＰＳによる電離層全電子数観測のためのバイアス誤差推定法」，電子情報通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ８８－Ｂ，Ｎｏ．１２，ｐ．２３８２～２３８９，２００５年１２月
国土地理院「衛星測位シミュレータ（ソフトウェア）の開発」，第7回マルチＧＮＳＳによる高精度測位技術の開発に関する委員会資料，２０１３年６月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＧＮＳＳでは，軌道情報に含まれる誤差のほかに電離圏伝搬遅延量及び対流圏伝搬遅延量といった誤差要因があり，これらによる影響がユーザ局の位置の計算の際に測位誤差となってあらわれる。
【０００９】
ユーザ局における測位誤差については，一般に，電離圏伝搬遅延量がもっとも大きな影響を及ぼす。軌道情報に含まれる誤差は数メートル以内であることが多く，また対流圏伝搬遅延量はモデル計算式を用いた計算により十分な精度で除去できる。
【００１０】
電離圏伝搬遅延量は，特に仰角の低い航法衛星では数十メートルに及ぶことがあり，また自然現象であることから予測計算により除去することが難しい。電離圏の活動は１１年周期で繰り返される太陽活動の影響を受けるところ，最近の太陽活動極大期になって電離圏伝搬遅延による影響が顕在化してきている。
（【００１１】以降は省略されています）

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