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公開番号2025067656
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177796
出願日2023-10-13
発明の名称GNSS測位システムおよびGNSS測位方法
出願人株式会社トプコン
代理人弁理士法人あお葉国際特許事務所
主分類G01S 19/23 20100101AFI20250417BHJP(測定;試験)
要約【課題】受信機自体の誤差が低減されたGNSS測位システムを提供する。
【解決手段】GNSS衛星からの測距信号を受信するアンテナ20と、測距信号に基づいてアンテナ20の中心Oの位置を算出する制御演算部35と、を備えるGNSS測位システム100であって、アンテナ20は、3つの小アンテナ21a,21b,21cを備え、3つの小アンテナ21a,21b,21cは、アンテナ20の中心Oの位置を中心とする円周上に正三角形を成すように配置され、制御演算部35は、3つの小アンテナ21a,21b,21cそれぞれが受信した測距信号からそれぞれの位置を算出して、3つの小アンテナ21a,21b,21cの計算上の位置を頂点とする計算上の三角形42の重心G₄を、アンテナ20の中心の位置として算出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ＧＮＳＳ衛星からの測距信号を受信するアンテナと、
前記測距信号に基づいて前記アンテナの中心の位置を算出する制御演算部と、
を備えるＧＮＳＳ測位システムであって、
前記アンテナは、３つの小アンテナを備え、
前記３つの小アンテナは、前記アンテナの中心の位置を中心とする円周上に正三角形を成すように配置され、
前記制御演算部は、前記３つの小アンテナそれぞれが受信した前記測距信号からそれぞれの位置を算出して、前記３つの小アンテナの計算上の位置を頂点とする計算上の三角形の重心を、前記アンテナの中心の位置として算出する
ことを特徴とするＧＮＳＳ測位システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記アンテナを支持するポールをさらに備え、
前記ポールは、前記ポールの先端から前記アンテナの中心までの距離が既知とされており、前記ポールの中心軸が前記アンテナの中心を通るように設けられ、
前記制御演算部は、鉛直に保持された前記先端に当接する測定点の座標を算出することを特徴とする請求項１に記載のＧＮＳＳ測位システム。
【請求項３】
前記制御演算部は、
前記計算上の三角形の重心と、前記３つの小アンテナが成す正三角形である配置三角形の重心とが一致するように、前記配置三角形を前記計算上の三角形に重ね、
前記配置三角形と、前記計算上の三角形とを重ね合わせた状態から２つの三角形の位置を調整して、対応する頂点のずれが最小となるずれ最小配置を求め、
前記ずれ最小配置となる前記配置三角形の重心を、前記アンテナの中心の位置として算出することを特徴とする請求項１または２に記載のＧＮＳＳ測位システム。
【請求項４】
前記制御演算部は、前記ずれ最小配置の算出において、各小アンテナの計算上の位置のばらつきに応じて重みづけを行うことを特徴とする請求項３に記載のＧＮＳＳ測位システム。
【請求項５】
前記制御演算部は、各小アンテナの前記計算上の位置に基づいて、前記小アンテナの位置がある平面を算出し、これにより前記ポールの傾きを算出し、前記傾きを考慮して前記測定点の座標を算出することを特徴とする請求項２に記載のＧＮＳＳ測位システム。
【請求項６】
さらに表示部を備え、
前記制御演算部は、前記計算上の各小アンテナの位置に基づいて、前記小アンテナの位置がある平面を算出して、前記平面の傾きを算出し、前記傾きを前記表示部に表示することを特徴とする請求項２に記載のＧＮＳＳ測位システム。
【請求項７】
ＧＮＳＳ衛星からの測距信号を受信するアンテナを備え、前記アンテナが、前記アンテナの中心を中心とする円周上に正三角形をなすように配置された３つの小アンテナを備える受信機を用いて、各小アンテナで前記測距信号を受信して電気信号に変換するステップと、
コンピューターが、各小アンテナで受信した測距信号からそれぞれの位置を算出するステップと、
前記コンピューターが、前記３つの小アンテナの重心の位置を前記アンテナの中心の位置として算出するステップとを備える、
ことを特徴とするＧＮＳＳ測位方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System、全地球測位システム）衛星等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System、全地球航法衛星システム）衛星から送信される測距信号を受信して位置計測を行うＧＮＳＳ測位システムおよびＧＮＳＳ測位方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ＧＮＳＳを利用した測位が広く行われている。ＧＮＳＳ受信機は、４つ以上のＧＮＳＳ衛星から測距信号を受信し、これらの測距信号に基づいて測位を行う。特許文献１にはＧＮＳＳ衛星を利用して測定点の座標を計測するＧＮＳＳ測位システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０５６０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＧＮＳＳ測位における誤差の原因としては、衛星の位置のずれや、衛星時計の誤差に起因するもの、気温や気圧、衛星の位置等の測距信号の伝搬遅延に起因するものの他に受信機の誤差に起因するものがある。受信機の誤差は、周辺の障害物の存在や、アンテナのくびれ、ケーブルの接触不良などによってもおき、また、受信機自体の精度によっても起きる。従来、１つの受信機には、１つのアンテナのみが設けられており、当該アンテナに誤差の原因が生じる場合、これを解消する方法はなく、受信機自体の誤差を低減する技術の開発が求められていた。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、受信機自体の誤差が低減されたＧＮＳＳ測位システムおよびＧＮＳＳ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の１つの態様に係るＧＮＳＳ測位システムは、以下の構成を有する。
【０００７】
１．ＧＮＳＳ衛星からの測距信号を受信するアンテナと、前記測距信号に基づいて前記アンテナの中心の位置を算出する制御演算部と、を備えるＧＮＳＳ測位システムであって、前記アンテナは、３つの小アンテナを備え、前記３つの小アンテナは、前記アンテナの中心の位置を中心とする円周上に正三角形を成すように配置され、前記制御演算部は、前記３つの小アンテナそれぞれが受信した前記測距信号からそれぞれの位置を算出して、前記３つの小アンテナの計算上の位置を頂点とする計算上の三角形の重心を、前記アンテナの中心の位置として算出する。
【０００８】
２．上記１の構成において、前記アンテナを支持するポールをさらに備え、前記ポールは、前記ポールの先端から前記アンテナの中心までの距離が既知とされており、前記ポールの中心軸が前記アンテナの中心を通るように設けられ、前記制御演算部は、鉛直に保持された前記先端に当接する測定点の座標を算出することも好ましい。
【０００９】
３．上記１または２の構成において、前記制御演算部は、前記計算上の三角形の重心と、前記３つの小アンテナが成す正三角形である配置三角形の重心とが一致するように、前記配置三角形を前記計算上の三角形に重ね、前記配置三角形と、前記計算上の三角形とを重ね合わせた状態から２つの三角形の位置を調整して、対応する頂点のずれが最小となるずれ最小配置を求め、前記ずれ最小配置となる前記配置三角形の重心を、前記アンテナの中心の位置として算出することも好ましい。
【００１０】
４．上記３の構成において、前記制御演算部は、前記ずれ最小配置の算出において、各小アンテナの計算上の位置のばらつきに応じて重みづけを行うことも好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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