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JP2019105562A - Data processing device, displacement observation system, data processing method, and data processing program - Google Patents

Data processing device, displacement observation system, data processing method, and data processing program Download PDF

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JP2019105562A
JP2019105562A JP2017238794A JP2017238794A JP2019105562A JP 2019105562 A JP2019105562 A JP 2019105562A JP 2017238794 A JP2017238794 A JP 2017238794A JP 2017238794 A JP2017238794 A JP 2017238794A JP 2019105562 A JP2019105562 A JP 2019105562A
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一典 宮原
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Abstract

【課題】非正規ノイズを含むノイズを効果的に抑圧し、且つ、データの変動に対する追従性を高める。【解決手段】データ処理装置は、前進平滑化処理部11、後進平滑化処理部12、および、平滑化方法決定部13を備える。前進平滑化処理部11は、観測された加工前の時系列データと、該時系列データを、過去から現時点に向けて順次平滑化処理することで前進平滑化の時系列データを算出する。後進平滑化処理部12は、前進平滑化の時系列データを、現時点から過去に向けて順次平滑化処理することで後進平滑化の時系列データを算出する。平滑化方法決定部13は、後進平滑化の時系列データと、加工前の時系列データまたは前進平滑化の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、もしくは、これらの時系列データのいずれかの時間的な差分値に応じて、前進平滑化処理部および後進平滑化処理部の応答性を決定する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress noise including non-regular noise and to improve followability to data fluctuation. A data processing device includes a forward smoothing processing unit 11, a reverse smoothing processing unit 12, and a smoothing method determining unit 13. The forward smoothing processing unit 11 calculates the forward smoothing time-series data by sequentially smoothing the observed time-series data before processing and the time-series data from the past to the present time. The reverse smoothing processing unit 12 calculates the reverse smoothing time-series data by sequentially smoothing the forward-smoothing time-series data from the present time to the past. The smoothing method determination unit 13 determines the integrated value of the difference value between the time-series data of the backward smoothing and the time-series data before machining or the time-series data of the forward smoothing within a predetermined period, or these time-series data. The responsiveness of the forward smoothing processing unit and the backward smoothing processing unit is determined according to the temporal difference value of any one of the above. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、時系列からなる複数の解析データに対する平滑化処理の技術に関する。   The present invention relates to a technique of smoothing processing on a plurality of analysis data consisting of time series.

GPS(Grobal Possitioning System)等のGNSS(Grobal Navigation Satellite Systems)の測位信号を用いた測位が実用化されている。精度の高い測位方法として、測位信号の搬送波位相を用いた測位(干渉測位)がある。   Positioning using positioning signals of GNSS (Grobal Navigation Satellite Systems) such as GPS (Grobal Possitioning System) has been put to practical use. As a highly accurate positioning method, there is positioning (interference positioning) using the carrier wave phase of the positioning signal.

例えば、特許文献1には、搬送波位相を用いた測位の一種であるスタティック測位が記載されている。特許文献1は、斜面の変位を観測するシステムであり、スタティック測位によって得られた解析データ(変位データ)に平滑化処理を行っている。これにより、解析データ(変位データ)に含まれるバラツキは、抑制される。   For example, Patent Document 1 describes static positioning, which is a type of positioning using carrier wave phase. Patent Document 1 is a system for observing the displacement of a slope, and performs a smoothing process on analysis data (displacement data) obtained by static positioning. Thereby, the variation included in the analysis data (displacement data) is suppressed.

このような平滑化処理の一種として、重み付け係数を用いた平滑化処理がある。概略的には、今回の解析データと過去の解析データとは、それぞれに平滑化処理用の重み付け係数が設定されており、平滑化値は、重み付けされた今回の解析データと、重み付けされた過去の解析データとを用いて算出される。   As one type of such smoothing processing, there is smoothing processing using weighting coefficients. Roughly speaking, weighting factors for smoothing processing are set respectively for the analysis data of this time and the analysis data of the past, and the smoothing values are weighted with the analysis data of this time and the pasted weight. Calculated using the analysis data of

従来、多くの場合は、重み付け係数は、平滑化値と解析データとの残差によって決定されていた。より具体的には、重み付け係数は、残差が最小になるように適応処理されていた。   Traditionally, in many cases the weighting factor was determined by the residual between the smoothed value and the analytical data. More specifically, the weighting factors have been adaptively processed to minimize residuals.

特開2004−144623号公報JP, 2004-144623, A

しかしながら、残差を最小にする適応処理では、正規ノイズの抑圧効果はあるが、この際の重み付け係数は、マルチパス等の非正規ノイズを追従するように設定されてしまう。したがって、非正規ノイズの抑圧効果は低くなる。   However, in the adaptive processing for minimizing the residual, although there is a suppression effect of normal noise, the weighting coefficient at this time is set to follow non-normal noise such as multipath. Therefore, the suppression effect of non-normal noise is reduced.

一方、平滑化処理において、過去の解析データに対する重み付けを大きくすると、正規ノイズとともに非正規ノイズも抑圧できるが、解析データの変動の対する追従性は低下してしまう。   On the other hand, in the smoothing process, if weighting to the past analysis data is increased, non-normal noise as well as normal noise can be suppressed, but the follow-up property to fluctuation of the analysis data is degraded.

したがって、本発明の目的は、非正規ノイズを含むノイズを効果的に抑圧し、且つ、時系列のデータの変動に対する追従性も高い、データの処理技術を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a data processing technique that effectively suppresses noise including non-normal noise and has high tracking ability to fluctuations in time-series data.

この発明のデータ処理装置は、前進平滑化処理部、後進平滑化処理部、および、平滑化方法決定部を備える。前進平滑化処理部は、観測された加工前の時系列データを、過去から現時点に向けて順次平滑化処理し、平滑化の時系列データを算出する。後進平滑化処理部は、前進平滑化の時系列データを、現時点から過去に向けて順次平滑化処理し、後進平滑化の時系列データを算出する。平滑化方法決定部は、後進平滑化の時系列データと加工前の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、後進平滑化の時系列データと前進平滑化の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、後進平滑化の時系列データの時間的な差分値、加工前の時系列データの時間的な差分値、前進平滑化の時系列データの時間的な差分値、のうちの少なくとも1つに応じて、前進平滑化処理部および後進平滑化処理部の応答性を決定する。   A data processing apparatus according to the present invention includes a forward smoothing processor, a reverse smoothing processor, and a smoothing method determination unit. The forward smoothing processing unit sequentially smoothes the observed time-series data before processing toward the current time from the past to calculate time-series data of smoothing. The backward smoothing processing unit sequentially smoothes forward-smoothing time-series data from the present time to the past to calculate backward-smoothing time-series data. The smoothing method determination unit includes an integral value within a predetermined period of a difference value between the time-series data of reverse smoothing and the time-series data before processing, the time-series data of reverse smoothing and the time-series data of forward smoothing. Integral value within a predetermined period of differential value, temporal differential value of time series data of reverse smoothing, temporal differential value of time series data before processing, temporal differential value of time series data of forward smoothing According to at least one of the above, the responsiveness of the forward smoothing processor and the reverse smoothing processor is determined.

この構成では、時系列データの変化量、すなわち、変化の大きさ、速度、または加速度等に応じて、平滑化処理の応答性が調整される。   In this configuration, the responsiveness of the smoothing process is adjusted in accordance with the amount of change in time-series data, that is, the magnitude, speed, acceleration, or the like of the change.

この発明によれば、ノイズを効果的に抑圧し、且つ、時系列データの変動に対する追従性を高くできる。   According to the present invention, noise can be effectively suppressed, and the tracking ability to the fluctuation of time-series data can be enhanced.

本発明の実施形態に係る解析データ処理装置のブロック図である。It is a block diagram of an analysis data processing device concerning an embodiment of the present invention. (A)は、本発明の第1の実施形態に係る平滑化方法決定部の第1態様を示すブロック図であり、(B)は、本発明の第1の実施形態に係る平滑化方法決定部の第2態様を示すブロック図である。(A) is a block diagram which shows the 1st aspect of the smoothing method determination part which concerns on the 1st Embodiment of this invention, (B) is the smoothing method determination which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the 2nd aspect of a part. 本発明の第1の実施形態に係る平滑化係数の決定の概念を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the concept of determination of the smoothing coefficient which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (A)、(B)は、本発明の第1の実施形態に係る解析データ処理装置による平滑化値と比較構成の平滑化値との推移を示す図であり、(C)は、本発明の第1の実施形態に係る解析データ処理装置のフィルタ係数の推移を示す図である。(A), (B) is a figure which shows transition of the smoothing value by the analysis data processor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the smoothing value of a comparison structure, and (C) is this invention It is a figure which shows transition of the filter coefficient of the analysis data processing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第1の実施形態に係る解析結果処理方法の主要処理を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the main processing of the analysis result processing method concerning a 1st embodiment of the present invention. (A)は、平滑化方法決定部の第3態様を示すブロック図であり、(B)は、平滑化方法決定部の第4態様を示すブロック図である。(A) is a block diagram which shows the 3rd aspect of the smoothing method determination part, (B) is a block diagram which shows the 4th aspect of the smoothing method determination part. 図6(A)、図6(B)に示す構成の平滑化方法決定部におけるフィルタ係数および関数の決定の概念を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the concept of determination of the filter coefficient in the smoothing method determination part of a structure shown to FIG. 6 (A) and FIG. 6 (B), and a function. 本実施形態に係る解析データ処理装置を含む観測システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of an observation system containing an analysis data processing device concerning this embodiment.

本発明の実施形態に係るデータ処理装置、データ処理方法、および、データ処理プログラムについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態に係る解析データ処理装置のブロック図である。   A data processing apparatus, a data processing method, and a data processing program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an analysis data processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、解析データ処理装置10は、前進平滑化処理部11、後進平滑化処理部12、および、平滑化方法決定部13を備える。前進平滑化処理部11、後進平滑化処理部12、および、平滑化方法決定部13は、例えば、演算器等のハードウェア、および、当該ハードウェアにおいて実行されるプログラムによって実現される。解析データ処理装置10が本発明の「データ処理装置」に対応する。前進平滑化処理部11と後進平滑化処理部12とが、本発明の「平滑化処理部」に対応する。   As shown in FIG. 1, the analysis data processing apparatus 10 includes a forward smoothing processing unit 11, a backward smoothing processing unit 12, and a smoothing method determination unit 13. The forward smoothing processing unit 11, the backward smoothing processing unit 12, and the smoothing method determination unit 13 are realized by, for example, hardware such as an arithmetic unit and a program executed in the hardware. The analysis data processing apparatus 10 corresponds to the "data processing apparatus" of the present invention. The forward smoothing processing unit 11 and the backward smoothing processing unit 12 correspond to the “smoothing processing unit” in the present invention.

時系列からなる複数の解析データDは、前進平滑化処理部11、後進平滑化処理部12、および、平滑化方法決定部13に入力される。解析データDは、例えば、測位信号の搬送波位相(観測値に対応する)から算出された基線ベクトルの変位量である。なお、解析データDは、基線ベクトルの変位量に限らず、所定の時間間隔で順次取得される観測値から算出される値であってもよい。さらには、観測値そのものを解析データとしてもよい。解析データDが、本発明の「加工前の時系列データ」に対応する。   A plurality of analysis data D composed of time series are input to the forward smoothing processing unit 11, the backward smoothing processing unit 12, and the smoothing method determination unit 13. The analysis data D is, for example, an amount of displacement of a baseline vector calculated from the carrier wave phase (corresponding to the observed value) of the positioning signal. The analysis data D is not limited to the displacement amount of the baseline vector, but may be a value calculated from observed values sequentially acquired at predetermined time intervals. Furthermore, observation values themselves may be used as analysis data. The analysis data D corresponds to the "time-series data before processing" of the present invention.

前進平滑化処理部11は、時系列に並ぶ複数の解析データDの前進平滑化処理を実行する。前進平滑化処理は、過去の前進平滑化値と今回の解析データとを用いて、今回の前進平滑化値Dsaを算出する処理である。前進平滑化処理は、重み付け平均処理、カルマンフィルタ処理等によって実現される。前進平滑化値Dsaが、本発明の「前進平滑化の時系列データ」に対応する。   The forward smoothing processing unit 11 executes forward smoothing processing of a plurality of analysis data D arranged in time series. The forward smoothing process is a process of calculating the current forward smoothed value Dsa using the past forward smoothed value and the analysis data of this time. The forward smoothing processing is realized by weighted averaging processing, Kalman filtering processing, and the like. The forward smoothing value Dsa corresponds to "time-sequential data of forward smoothing" of the present invention.

この際、前進平滑化処理部11は、フィルタ係数Gaまたは関数faを用いて、前進平滑化処理を行う。フィルタ係数Gaまたはフィルタ関数faは、後述の処理によって、平滑化方法決定部13によって決定されている。   At this time, the forward smoothing processing unit 11 performs forward smoothing processing using the filter coefficient Ga or the function fa. The filter coefficient Ga or the filter function fa is determined by the smoothing method determination unit 13 by the process described later.

前進平滑化処理部11は、前進平滑化値Dsaを後進平滑化処理部12に出力する。   The forward smoothing processor 11 outputs the forward smoothing value Dsa to the backward smoothing processor 12.

後進平滑化処理部12は、時系列に並ぶ複数の前進平滑化値Dsaの後進平滑化処理を実行する。後進平滑化処理は、最新の前進平滑化処理の時刻を基準時刻として、この時刻よりも過去の前進平滑化値Dsaを用いて行われる。後進平滑化処理は、前進平滑化値Dsaを過去の方向に順次平滑化処理を行って、後進平滑化値Dsbを順次算出する。後進平滑化処理は、前進平滑化処理と同様に、重み付け平均処理、カルマンフィルタ処理等によって実現される。後進平滑化値Dsbが、本発明の「後進平滑化の時系列データ」に対応する。   The backward smoothing processing unit 12 performs backward smoothing processing of a plurality of forward smoothing values Dsa arranged in time series. The backward smoothing process is performed using the time of the latest forward smoothing process as a reference time, and using the forward smoothed value Dsa past this time. In the reverse smoothing process, the forward smoothing value Dsa is sequentially smoothed in the past direction to sequentially calculate the reverse smoothing value Dsb. The backward smoothing process is realized by a weighted averaging process, a Kalman filter process, etc., as in the forward smoothing process. The backward smoothing value Dsb corresponds to "time-lapse data of reverse smoothing" of the present invention.

この際、後進平滑化処理部12は、フィルタ係数Gbまたは関数fbを用いて、前進平滑化処理を行う。フィルタ係数Gaまたはフィルタ関数faは、後述の処理によって、平滑化方法決定部13によって決定されている。   At this time, the backward smoothing processing unit 12 performs forward smoothing processing using the filter coefficient Gb or the function fb. The filter coefficient Ga or the filter function fa is determined by the smoothing method determination unit 13 by the process described later.

後進平滑化処理部12は、後進平滑化値Dsbを、解析データ処理装置10の出力データとして、外部に出力するとともに、平滑化方法決定部13に出力する。   The backward smoothing processing unit 12 outputs the backward smoothing value Dsb to the outside as output data of the analysis data processing device 10 and also to the smoothing method determination unit 13.

平滑化方法決定部13は、解析データの変化値を用いて、各平滑化処理の応答性、すなわち、フィルタ係数Ga、Gb、または、関数fa、fbを決定する。フィルタ係数を用いて平滑化処理を設定する場合、平滑化方法決定部13は、フィルタ係数Gaを前進平滑化処理部11に出力し、フィルタ係数Gbを後進平滑化処理部12に出力する。関数を用いて平滑化処理を設定する場合、平滑化方法決定部13は、関数faを前進平滑化処理部11に出力し、関数fbを後進平滑化処理部12に出力する。なお、平滑化方法決定部13は、フィルタ係数と関数の両方を、前進平滑化処理部11および後進平滑化処理部12に出力してもよい。平滑化方法決定部13での具体的な処理は後述する。   The smoothing method determination unit 13 determines the responsiveness of each smoothing process, that is, the filter coefficients Ga and Gb or the functions fa and fb, using the change value of the analysis data. When setting smoothing processing using filter coefficients, the smoothing method determination unit 13 outputs the filter coefficient Ga to the forward smoothing processing unit 11 and outputs the filter coefficient Gb to the backward smoothing processing unit 12. When setting smoothing processing using a function, the smoothing method determination unit 13 outputs the function fa to the forward smoothing processing unit 11 and outputs the function fb to the backward smoothing processing unit 12. The smoothing method determination unit 13 may output both the filter coefficient and the function to the forward smoothing processing unit 11 and the backward smoothing processing unit 12. Specific processing in the smoothing method determination unit 13 will be described later.

図2(A)は、本発明の第1の実施形態に係る平滑化方法決定部の第1態様を示すブロック図であり、図2(B)は、本発明の第1の実施形態に係る平滑化方法決定部の第2態様を示すブロック図である。   FIG. 2A is a block diagram showing a first aspect of the smoothing method determination unit according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a block diagram according to the first embodiment of the present invention It is a block diagram which shows the 2nd aspect of the smoothing method determination part.

図3は、本発明の第1の実施形態に係る平滑化係数の決定の概念を説明するためのグラフである。図3において、横軸は経過時刻(観測時刻)であり、縦軸は変位である。図3において、細実線は、解析データである。太実線は、前進平滑化値Dsaであり、破線は、後進平滑化値Dsbである。   FIG. 3 is a graph for explaining the concept of smoothing coefficient determination according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis is the elapsed time (observation time), and the vertical axis is the displacement. In FIG. 3, thin solid lines are analysis data. The thick solid line is the forward smoothed value Dsa, and the dashed line is the backward smoothed value Dsb.

図2(A)に示す態様では、平滑化方法決定部13は、差分値算出部131、積算値算出部132、および、係数設定部133を備える。図2(B)に示す態様では、平滑化方法決定部13は、差分値算出部131、積算値算出部132、および、関数設定部134を備える。図2(A)に示す態様と図2(B)に示す態様では、差分値算出部131および積算値算出部132が同じ構成である。   In the aspect illustrated in FIG. 2A, the smoothing method determination unit 13 includes a difference value calculation unit 131, an integrated value calculation unit 132, and a coefficient setting unit 133. In the aspect illustrated in FIG. 2B, the smoothing method determination unit 13 includes a difference value calculation unit 131, an integrated value calculation unit 132, and a function setting unit 134. In the aspect shown in FIG. 2A and the aspect shown in FIG. 2B, the difference value calculation unit 131 and the integrated value calculation unit 132 have the same configuration.

差分値算出部131には、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとが入力される。なお、図2(A)、図2(B)に示すように、差分値算出部131には、解析データDが入力されていてもよい。   The difference value calculation unit 131 receives the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb. Analysis data D may be input to the difference value calculation unit 131 as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B).

差分値算出部131は、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとの差分値ΔDを算出する。この際、差分値算出部131は、図3に示すように、最新の時刻ts(i)に対して所定時間過去の時刻ts(m)を設定し、時刻ts(m)から時刻ts(i)までの期間Ptsにおける各時刻において、差分値ΔDを算出する。   The difference value calculation unit 131 calculates a difference value ΔD between the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb. At this time, as shown in FIG. 3, the difference value calculation unit 131 sets a time ts (m) past a predetermined time with respect to the latest time ts (i), and starts from time ts (m) to time ts (i). At each time in the period Pts up to), the difference value ΔD is calculated.

なお、差分値算出部131は、解析データDが入力される態様では、前進平滑化値Dsaに換えて、解析データDと後進平滑化値Dsbとの差分値ΔDを算出してもよい。この場合、差分値ΔDを平滑化処理するとよい。   Note that, in a mode in which the analysis data D is input, the difference value calculation unit 131 may calculate the difference value ΔD between the analysis data D and the backward smoothed value Dsb instead of the forward smoothed value Dsa. In this case, it is preferable to smooth the difference value ΔD.

差分値算出部131は、各時刻の差分値ΔDを、積算値算出部132に出力する。   The difference value calculation unit 131 outputs the difference value ΔD of each time to the integrated value calculation unit 132.

積算値算出部132は、時刻ts(m)から時刻ts(i)までの期間Ptsに対して、各時刻の差分値ΔDを積算し、積算値Stsを算出する。積算値Stsが本発明の「変化値」に対応する。   The integrated value calculation unit 132 integrates the difference value ΔD of each time with respect to the period Pts from the time ts (m) to the time ts (i) to calculate an integrated value Sts. The integrated value Sts corresponds to the "change value" of the present invention.

これら差分値算出部131における差分値ΔDの算出処理、および、積算値算出部132における積算値Stsの算出処理は、平滑化係数の設定変更用の時間間隔で順次行われる。平滑化係数の設定変更用の時間間隔は、通常、複数の解析データDの取得間隔よりも長いが、同じであってもよい。   The calculation process of the difference value ΔD in the difference value calculation unit 131 and the calculation process of the integration value Sts in the integration value calculation unit 132 are sequentially performed at time intervals for changing the setting of the smoothing coefficient. Although the time interval for setting change of the smoothing coefficient is generally longer than the acquisition interval of the plurality of analysis data D, it may be the same.

係数設定部133は、積算値Stsに応じて、フィルタ係数Ga、Gbを設定する。フィルタ係数Ga、Gbは、事前の平滑化値Dsa、Dsbに対する解析データDの重みを設定する係数である。   The coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb in accordance with the integrated value Sts. The filter coefficients Ga and Gb are coefficients for setting the weight of the analysis data D with respect to the pre-smoothed values Dsa and Dsb.

例えば、フィルタ係数Ga、Gbが大きい場合にフィルタの時定数を大きくするように設計した場合、フィルタ係数Ga、Gbが大きければ、解析データDの重みは相対的に大きくなり、応答性が速くなり平滑化度合いが小さくなる。反対に、フィルタ係数Ga、Gbが小さければ、解析データDの重みは相対的に小さくなり、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みは相対的に大きくなり、応答性が遅くなり平滑化度合いが大きくなる。   For example, when the filter coefficients Ga and Gb are designed to be large, if the filter coefficients Ga and Gb are designed to increase the filter time constant, the weight of the analysis data D becomes relatively large and the response becomes faster. The degree of smoothing is reduced. On the other hand, if the filter coefficients Ga and Gb are small, the weight of the analysis data D becomes relatively small, the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance becomes relatively large, and the response becomes slow and the smoothing degree becomes growing.

係数設定部133は、積算値Stsが大きければ、フィルタ係数Ga、Gbを大きな値に設定する。係数設定部133は、積算値Stsが小さければ、フィルタ係数Ga、Gbを小さな値に設定する。すなわち、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとが大きく乖離している時には、フィルタ係数Ga、Gbは大きな値に設定される。一方、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとが近い時には、フィルタ係数Ga、Gbは小さな値に設定される。   If the integrated value Sts is large, the coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb to large values. If the integrated value Sts is small, the coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb to small values. That is, when the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb largely deviate, the filter coefficients Ga and Gb are set to large values. On the other hand, when the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb are close to each other, the filter coefficients Ga and Gb are set to small values.

このようなフィルタ係数Ga、Gbの設定を用いることによって、図3に示すように、解析データの変化が小さい期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、過去の安定した複数の解析データの影響を大きく受ける。したがって、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、非正規ノイズを含むノイズの影響が抑制され、安定する。   By using such settings of the filter coefficients Ga and Gb, as shown in FIG. 3, the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb are set to a plurality of stable values in the past in a period in which the change in analysis data is small. We are greatly influenced by analysis data. Therefore, forward smoothed value Dsa and backward smoothed value Dsb are stabilized by the influence of noise including non-normal noise.

一方、図3に示すように、解析データが変動する期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、各時刻の解析データの影響をそれぞれに大きく受けるように変化する。したがって、解析データの変動に対する前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbの追従性は向上する。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the forward smoothing value Dsa and the reverse smoothing value Dsb change so as to be largely influenced by the analysis data of each time in a period in which the analysis data fluctuates. Therefore, the followability of the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb to the fluctuation of analysis data is improved.

なお、解析データDの変化が少ない期間は、非周期ノイズの周期も抑圧可能な長い時定数に設定し、当該期間では、時定数を固定するとよりよい。これにより、変化の少ない期間において、より安定して平滑化値を得ることができる。   In addition, it is better to set the period in which the change of the analysis data D is small to a long time constant that can suppress the period of non-periodic noise, and to fix the time constant in the period. This makes it possible to obtain the smoothed value more stably in a period of little change.

関数設定部134は、積算値Stsに応じて、関数fa、fbを設定する。関数fa、fbは、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みと解析データDの重みとの関係を設定するものである。関数fa、fbは、例えば、一次関数、二次関数等によって設定される。関数fa、fbを適宜設定することによって、解析データDの重みを事前の平滑化処理後の平滑化値Dsa、Dsbの重みよりも相対的に大きくしたり、小さくしたりすることができる。積算値Stsと関数fa、fbとの関係は、例えば、対応表によって記憶されている。   The function setting unit 134 sets the functions fa and fb according to the integrated value Sts. The functions fa and fb are for setting the relationship between the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and the weight of the analysis data D. The functions fa and fb are set by, for example, a linear function, a quadratic function or the like. By appropriately setting the functions fa and fb, it is possible to make the weight of the analysis data D relatively larger or smaller than the weight of the smoothing values Dsa and Dsb after the smoothing processing in advance. The relationship between the integrated value Sts and the functions fa and fb is stored, for example, by a correspondence table.

関数設定部134は、積算値Stsが大きければ、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを小さくし、解析データDの重みを大きくする関数を設定する。係数設定部133は、積算値Stsが小さければ、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを大きくし、解析データDの重みを小さくする関数を設定する。すなわち、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとが大きく乖離している時には、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを小さくし、解析データDの重みを大きくする関数が設定される。一方、前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとが近い時には、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを大きくし、解析データDの重みを小さくする関数が設定される。   If the integrated value Sts is large, the function setting unit 134 sets a function that reduces the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and increases the weight of the analysis data D. If the integrated value Sts is small, the coefficient setting unit 133 sets a function that increases the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and decreases the weight of the analysis data D. That is, when the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb largely deviate from each other, a function is set which decreases the weight of the smoothed values Dsa and Dsb in advance and increases the weight of the analysis data D. On the other hand, when the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb are close to each other, a function is set to increase the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and reduce the weight of the analysis data D.

このような関数fa,fbの設定を用いることによって、図3に示すように、解析データの変化が小さい期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、過去の安定した複数の解析データの影響を大きく受ける。したがって、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、非正規ノイズを含むノイズの影響が抑制され、安定する。   By using such settings of the functions fa and fb, as shown in FIG. 3, the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb are used for multiple stable analyzes in the past in a period in which the change in analysis data is small. We are greatly affected by the data. Therefore, forward smoothed value Dsa and backward smoothed value Dsb are stabilized by the influence of noise including non-normal noise.

一方、図3に示すように、解析データが変動する期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、各時刻の解析データの影響をそれぞれに大きく受けるように変化する。したがって、解析データの変動に対する前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbの追従性は向上する。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the forward smoothing value Dsa and the reverse smoothing value Dsb change so as to be largely influenced by the analysis data of each time in a period in which the analysis data fluctuates. Therefore, the followability of the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb to the fluctuation of analysis data is improved.

図4(A)および図4(B)は、本発明の第1の実施形態に係る解析データ処理装置による平滑化値と比較構成の平滑化値との推移を示す図である。図4(A)および図4(B)の横軸は経過時刻であり、図4(A)および図4(B)の縦軸は、変位である。図4(A)および図4(B)において、細実線は、解析データであり、太実線は、本願の平滑化値であり、破線は、比較構成の平滑化値である。図4(A)に示す比較構成Aは、今回の解析データよりも過去の解析データの影響が大きくなるように設定される構成である。図4(B)に示す比較構成Bは、過去の解析データよりも今回の解析データの影響が大きくなるように設定される構成である。   FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams showing transition of the smoothed value and the smoothed value of the comparison configuration by the analysis data processing device according to the first embodiment of the present invention. The horizontal axis of FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B) is an elapsed time, and the vertical axis of FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B) is a displacement. In FIGS. 4A and 4B, a thin solid line is analysis data, a thick solid line is a smoothed value of the present application, and a broken line is a smoothed value of the comparison configuration. The comparison configuration A shown in FIG. 4A is a configuration set so that the influence of past analysis data becomes greater than that of the present analysis data. The comparison configuration B shown in FIG. 4B is a configuration set so that the influence of the analysis data of this time is larger than that of the analysis data of the past.

図4(C)は、本発明の第1の実施形態に係る解析データ処理装置のフィルタ係数の推移を示す図である。図4(C)において、横軸は経過時刻であり、縦軸はフィルタ係数である。また、図4(C)の図中には、各時刻で採用される関数を記載している。図4(A)および図4(B)の横軸の各時刻の位置と図4(C)の横軸の各時刻の位置とは同じである。   FIG. 4C is a diagram showing the transition of the filter coefficient of the analysis data processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 4C, the horizontal axis is the elapsed time, and the vertical axis is the filter coefficient. Moreover, the function employ | adopted in each time is described in the figure of FIG.4 (C). The position of each time of the horizontal axis of FIG. 4 (A) and FIG. 4 (B) and the position of each time of the horizontal axis of FIG. 4 (C) are the same.

図4(A)および図4(B)に示すように、本実施形態の解析データ処理装置10では、解析データの非正規ノイズを含むノイズが抑圧され、且つ、解析データの変動に対する追従性が高い。一方、図4(A)に示す比較構成Aでは、解析データのノイズは抑圧されるが、解析データの変動に対する追従性が低い。また、図4(B)に示す比較構成Bでは、非正規ノイズに関しては追従してしまうことがある。   As shown in FIGS. 4A and 4B, in the analysis data processing apparatus 10 according to the present embodiment, noise including non-normal noise in analysis data is suppressed, and followability to fluctuation of analysis data is improved. high. On the other hand, in the comparison configuration A shown in FIG. 4A, although the noise of the analysis data is suppressed, the followability to the fluctuation of the analysis data is low. Further, in the comparison configuration B shown in FIG. 4B, non-normal noise may be followed.

また、図4(C)に示すように、本実施形態に係る解析データ処理装置10は、解析データの変動に応じて、平滑化係数や関数を適切に設定できる。   Further, as shown in FIG. 4C, the analysis data processing apparatus 10 according to the present embodiment can appropriately set the smoothing coefficient and the function according to the fluctuation of the analysis data.

なお、上述の説明では、複数の機能部によって解析データ処理装置10を構成する態様を示した。しかしながら、1つの演算処理装置によって、上述の複数の機能部が実行する処理を行ってもよい。この場合、演算処理装置は、上述の複数の機能部が行う機能をプログラム化して記憶する。演算処理装置は、このプログラムを読み出して実行する。   In the above description, the aspect in which the analysis data processing apparatus 10 is configured by a plurality of functional units has been shown. However, the processing performed by the plurality of functional units described above may be performed by one arithmetic processing unit. In this case, the arithmetic processing unit programs and stores the functions performed by the plurality of functional units described above. The arithmetic processing unit reads out and executes this program.

図5は、本発明の第1の実施形態に係る解析結果処理方法の主要処理を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing main processing of the analysis result processing method according to the first embodiment of the present invention.

演算処理装置は、時系列からなる複数の解析データを取得する(S101)。演算処理装置は、複数の解析データの変化値に応じて、上述のように平滑化方法を決定する(S102)。例えば、上述の例では、演算処理装置は、解析データDまたは前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとの差分値の積算値を用いて、フィルタ係数Ga、Gbまたは関数fa、fbを決定する。演算処理装置は、この平滑化方法を利用して、解析データの平滑化処理を実行する(S103)。   The arithmetic processing unit acquires a plurality of time series analysis data (S101). The arithmetic processing unit determines the smoothing method as described above according to the change values of the plurality of analysis data (S102). For example, in the above-described example, the arithmetic processing unit determines the filter coefficients Ga and Gb or the functions fa and fb using the integrated value of the analysis data D or the difference value between the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb. Do. The arithmetic processing unit executes the smoothing process of the analysis data using this smoothing method (S103).

なお、上述の説明では、解析データDまたは前進平滑化値Dsaと後進平滑化値Dsbとの差分値の積算値を用いる態様を示したが、解析データD、前進平滑化値Dsa、または、後進平滑化値Dsbのいずれかの時間的な差分値(微分値)によって平滑化方法を決定することも可能である。   In the above description, the aspect using the integrated value of the difference value between the analysis data D or the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb is shown, but the analysis data D, the forward smoothing value Dsa, or the reverse It is also possible to determine the smoothing method by any temporal difference value (differential value) of the smoothing value Dsb.

解析データ処理装置の平滑化方法決定部は、次に示す各実施形態の構成によって実現することもできる。図6(A)は、平滑化方法決定部の第3態様を示すブロック図である。図6(B)は、平滑化方法決定部の第4態様を示すブロック図である。図7は、図6(A)、図6(B)に示す構成の平滑化方法決定部におけるフィルタ係数および関数の決定の概念を説明するためのグラフである。図7において、横軸は経過時刻(観測時刻)であり、縦軸は変位である。図7において、細実線は、解析データである。太実線は、前進平滑化値Dsaであり、破線は、後進平滑化値Dsbである。   The smoothing method determination unit of the analysis data processing apparatus can also be realized by the configuration of each embodiment shown below. FIG. 6A is a block diagram showing a third aspect of the smoothing method determination unit. FIG. 6B is a block diagram showing a fourth aspect of the smoothing method determination unit. FIG. 7 is a graph for explaining the concept of the determination of the filter coefficient and the function in the smoothing method determination unit having the configuration shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). In FIG. 7, the horizontal axis is the elapsed time (observation time), and the vertical axis is the displacement. In FIG. 7, thin solid lines are analysis data. The thick solid line is the forward smoothed value Dsa, and the dashed line is the backward smoothed value Dsb.

図6(A)に示す平滑化方法決定部は、図2(A)に示した平滑化方法決定部に対して、差分値算出部131および積算値算出部132が省略され、微分値算出部135が追加されている。また、図6(B)に示す平滑化方法決定部は、図2(B)に示した平滑化方法決定部に対して、差分値算出部131および積算値算出部132が省略され、微分値算出部135が追加されている。これらの変更に伴い、係数設定部133の処理および関数設定部134の処理が異なる。   The smoothing method determination unit shown in FIG. 6A differs from the smoothing method determination unit shown in FIG. 2A in that the difference value calculation unit 131 and the integration value calculation unit 132 are omitted, and the differential value calculation unit 135 have been added. Further, in the smoothing method determination unit shown in FIG. 6B, the difference value calculation unit 131 and the integration value calculation unit 132 are omitted from the smoothing method determination unit shown in FIG. A calculating unit 135 is added. Due to these changes, the processing of the coefficient setting unit 133 and the processing of the function setting unit 134 are different.

微分値算出部135は、前進平滑化値Dsaが算出されている最新時刻(図7のts(i)に相当)における微分値を算出する。例えば、微分値算出部135は、前進平滑化値Dsaに対する微分値を算出する場合、最新時刻の前進平滑化値Dsaとこの時刻よりも過去の前進平滑化値Dsaとを用いて、これらの差分値を算出し、時間差で除算することによって、微分値dDsa/dtを算出する。この際、微分値算出部135は、最新時刻ts(i)の前進平滑化値Dsa(i)と、過去の前進平滑化値Dsa(i−N)を用いて、微分値dDsa(i)/dtを算出することが好ましい。Nは、整数であり、ts(i−N)は、最新時刻ts(i)よりもN個前の時刻を意味する。Nは適宜設定できる値であり、Nを小さくすることによって、解析データの変化が大きい時に、平滑化値の解析データからの遅れを小さくできる。   The differential value calculation unit 135 calculates a differential value at the latest time (corresponding to ts (i) in FIG. 7) at which the forward smoothing value Dsa is calculated. For example, when the differential value calculation unit 135 calculates a differential value with respect to the forward smoothing value Dsa, using the forward smoothing value Dsa at the latest time and the forward smoothing value Dsa past this time, these differences are calculated. A differential value dDsa / dt is calculated by calculating a value and dividing by a time difference. At this time, the differential value calculation unit 135 uses the forward smoothed value Dsa (i) at the latest time ts (i) and the past forward smoothed value Dsa (i-N) to obtain the differential value dDsa (i) / It is preferable to calculate dt. N is an integer, and ts (i-N) means N times before the latest time ts (i). N is a value that can be set as appropriate, and by reducing N, it is possible to reduce the delay from the analysis data of the smoothed value when the change of the analysis data is large.

この微分値算出部135における微分値dDsa(i)/dtの算出処理は、平滑化係数の設定変更用の時間間隔で順次行われる。平滑化係数の設定変更用の時間間隔は、通常、複数の解析データDの取得間隔よりも長いが、同じであってもよい。   The calculation process of the differential value dDsa (i) / dt in the differential value calculation unit 135 is sequentially performed at time intervals for changing the setting of the smoothing coefficient. Although the time interval for setting change of the smoothing coefficient is generally longer than the acquisition interval of the plurality of analysis data D, it may be the same.

図6(A)の構成では、微分値算出部135は、前進平滑化値Dsaの微分値dDsa/dtを、係数設定部133に出力する。この微分値dDsa/dtが本発明の「変化値」に対応する。   In the configuration of FIG. 6A, the differential value calculation unit 135 outputs the differential value dDsa / dt of the forward smoothed value Dsa to the coefficient setting unit 133. The differential value dDsa / dt corresponds to the "change value" of the present invention.

係数設定部133は、微分値dDsa/dtに応じて、フィルタ係数Ga、Gbを設定する。   The coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb according to the differential value dDsa / dt.

係数設定部133は、例えば、微分値dDsa/dtが大きければ、フィルタ係数Ga、Gbを大きな値に設定する。言い換えれば、入力に対するフィルタ処理の時定数を短く設定する。係数設定部133は、微分値dDsa/dtが小さければ、フィルタ係数Ga、Gbを小さな値に設定する。言い換えれば、入力に対するフィルタ処理の時定数を長く設定する。すなわち、前進平滑化値Dsaの変化が大きい時には、フィルタ係数Ga、Gbは大きな値に設定される。一方、前進平滑化値Dsaの変化が小さい時には、フィルタ係数Ga、Gbは小さな値に設定される。   For example, if the differential value dDsa / dt is large, the coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb to large values. In other words, the time constant of filtering for the input is set short. If the differential value dDsa / dt is small, the coefficient setting unit 133 sets the filter coefficients Ga and Gb to small values. In other words, the time constant of filtering for the input is set long. That is, when the change of the forward smoothing value Dsa is large, the filter coefficients Ga and Gb are set to large values. On the other hand, when the change of the forward smoothing value Dsa is small, the filter coefficients Ga and Gb are set to small values.

このようなフィルタ係数Ga、Gbの設定を用いることによって、解析データの変化が小さい期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、過去の安定した複数の解析データの影響を大きく受ける。したがって、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、非正規ノイズを含むノイズの影響が抑制され、安定する。   By using such settings of the filter coefficients Ga and Gb, the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb are greatly influenced by a plurality of past stable analysis data in a period during which a change in the analysis data is small. . Therefore, forward smoothed value Dsa and backward smoothed value Dsb are stabilized by the influence of noise including non-normal noise.

一方、解析データが変動する期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、各時刻の解析データの影響をそれぞれに大きく受けるように変化する。したがって、解析データの変動に対する前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbの追従性は向上する。   On the other hand, in the period in which the analysis data fluctuates, the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb change so as to be greatly influenced by the analysis data of each time. Therefore, the followability of the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb to the fluctuation of analysis data is improved.

図6(B)の構成では、微分値算出部135は、前進平滑化値Dsaの微分値dDsa/dtを、関数設定部134に出力する。この微分値dDsa/dtが本発明の「変化値」に対応する。   In the configuration of FIG. 6B, the differential value calculation unit 135 outputs the differential value dDsa / dt of the forward smoothed value Dsa to the function setting unit 134. The differential value dDsa / dt corresponds to the "change value" of the present invention.

関数設定部134は、微分値dDsa/dtに応じて、関数fa、fbを設定する。   The function setting unit 134 sets the functions fa and fb according to the differential value dDsa / dt.

関数設定部134は、例えば、微分値dDsa/dtが大きければ、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを小さくし、解析データDの重みを大きくする関数を設定する。言い換えれば、関数の入力に対する時定数を短く設定する。係数設定部133は、積算値Stsが小さければ、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを大きくし、解析データDの重みを小さくする関数を設定する。言い換えれば、関数の入力に対する時定数を長く設定する。解析データDの変化が大きな時には、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを小さくし、解析データDの重みを大きくする関数が設定される。一方、解析データDの変化が小さい時には、事前の平滑化値Dsa、Dsbの重みを大きくし、解析データDの重みを小さくする関数が設定される。   For example, if the differential value dDsa / dt is large, the function setting unit 134 sets a function to reduce the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and to increase the weight of the analysis data D. In other words, set a short time constant for the input of the function. If the integrated value Sts is small, the coefficient setting unit 133 sets a function that increases the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and decreases the weight of the analysis data D. In other words, set a long time constant for the input of the function. When the change of the analysis data D is large, a function is set to reduce the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and increase the weight of the analysis data D. On the other hand, when the change in the analysis data D is small, a function is set to increase the weight of the smoothing values Dsa and Dsb in advance and reduce the weight of the analysis data D.

このような関数fa,fbの設定を用いることによって、解析データの変化が小さい期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、過去の安定した複数の解析データの影響を大きく受ける。したがって、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、非正規ノイズを含むノイズの影響が抑制され、安定する。   By using such settings of the functions fa and fb, the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb are greatly influenced by a plurality of past stable analyzed data in a period during which the change in the analyzed data is small. Therefore, forward smoothed value Dsa and backward smoothed value Dsb are stabilized by the influence of noise including non-normal noise.

一方、解析データが変動する期間では、前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbは、各時刻の解析データの影響をそれぞれに大きく受けるように変化する。したがって、解析データの変動に対する前進平滑化値Dsaおよび後進平滑化値Dsbの追従性は向上する。   On the other hand, in the period in which the analysis data fluctuates, the forward smoothing value Dsa and the backward smoothing value Dsb change so as to be greatly influenced by the analysis data of each time. Therefore, the followability of the forward smoothed value Dsa and the backward smoothed value Dsb to the fluctuation of analysis data is improved.

なお、上述の説明では、前進平滑化値Dsaの1階微分値を用いる態様を示したが、前進平滑化値Dsaのn階微分値(nは2以上の整数)を用いてもよい。また、後進平滑化値Dsbのm階微分値(mは1以上の整数)を用いてもよい(例えば、図7に示すような後進平滑化値Dsbの1階微分値dDsb/dt)。さらには、解析データDのm階微分値(mは1以上の整数)を用いてもよい(例えば、図7に示すような解析データDの1階微分値dD/dt)。また、さらには、微分値の単純移動平均等の平滑化値を用いてもよい。   In the above description, the first order differential value of the forward smoothing value Dsa is used, but an nth order differential value (n is an integer of 2 or more) of the forward smoothing value Dsa may be used. Alternatively, the m-th order differential value (m is an integer of 1 or more) of the backward smoothed value Dsb may be used (for example, the first order differential value dDsb / dt of the backward smoothed value Dsb as shown in FIG. 7). Furthermore, the mth-order differential value (m is an integer of 1 or more) of the analysis data D may be used (for example, first-order differential value dD / dt of the analysis data D as shown in FIG. 7). Furthermore, a smoothed value such as a simple moving average of differential values may be used.

このような解析データ処理装置は、次に示すスタティック測位を用いたシステムに適用できる。図8は、本実施形態に係る解析データ処理装置を含む観測システムの機能ブロック図である。図8に示すように、観測システム1は、観測局21、観測局22、基準局30、回線集約器40、サーバ50、および、解析装置60を備える。観測システム1が本発明の「変位観測システム」に対応する。   Such an analysis data processing apparatus can be applied to a system using static positioning described below. FIG. 8 is a functional block diagram of an observation system including an analysis data processing apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the observation system 1 includes an observation station 21, an observation station 22, a reference station 30, a line concentrator 40, a server 50, and an analysis device 60. The observation system 1 corresponds to the "displacement observation system" of the present invention.

図8では、観測局は2箇所であり、基準局は1箇所であるが、これに限らない。これら観測局の数、基準局の数は、観測する箇所等に応じて適宜決められている。また、図8では、GPSを用いる態様を示しているが、GNSSの他の測位システムを用いることもできる。 Although there are two observation stations and one reference station in FIG. 8, the present invention is not limited to this. The number of observation stations and the number of reference stations are appropriately determined according to the location to be observed. Moreover, although the aspect using GPS is shown in FIG. 8, the other positioning system of GNSS can also be used.

観測局21、観測局22、基準局30は、有線または無線によって、回線集約器40に接続されている。回線集約器40、サーバ50、および、解析装置60は、ネットワーク500を介して接続されている。   The observation station 21, the observation station 22, and the reference station 30 are connected to the line concentrator 40 by wire or wirelessly. The line concentrator 40, the server 50, and the analysis device 60 are connected via the network 500.

観測局21は、GPSアンテナ211およびGPS受信機212を備える。GPSアンテナ211は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機212に出力する。GPS受信機212は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機212は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機212は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。   The observation station 21 includes a GPS antenna 211 and a GPS receiver 212. The GPS antenna 211 receives positioning signals (GPS signals) transmitted from each of the plurality of positioning satellites SAT 1, SAT 2, SAT 3 and SAT 4, and outputs the positioning signals to the GPS receiver 212. The GPS receiver 212 observes carrier phases of positioning signals from a plurality of positioning satellites SAT1, SAT2, SAT3 and SAT4, respectively. Also, the GPS receiver 212 measures its own device position by single positioning or the like using a code phase. The GPS receiver 212 transmits the carrier phase and the positioning result to the line concentrator 40.

観測局22は、GPSアンテナ221およびGPS受信機222を備える。GPSアンテナ221は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機222に出力する。GPS受信機222は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機222は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機222は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。   The observation station 22 includes a GPS antenna 221 and a GPS receiver 222. The GPS antenna 221 receives positioning signals (GPS signals) transmitted from the plurality of positioning satellites SAT 1, SAT 2, SAT 3, and SAT 4, and outputs the positioning signals to the GPS receiver 222. The GPS receiver 222 observes carrier phases of positioning signals from a plurality of positioning satellites SAT1, SAT2, SAT3 and SAT4, respectively. Also, the GPS receiver 222 measures its own device position by single positioning or the like using a code phase. The GPS receiver 222 transmits the carrier phase and the positioning result to the line aggregator 40.

基準局30は、GPSアンテナ301およびGPS受信機302を備える。GPSアンテナ301は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4のそれぞれから送信される測位信号(GPS信号)を受信し、GPS受信機302に出力する。GPS受信機302は、複数の測位衛星SAT1、SAT2、SAT3、およびSAT4からの測位信号の搬送波位相をそれぞれに観測する。また、GPS受信機302は、コード位相を用いた単独測位等によって自装置位置を測位する。GPS受信機302は、これらの搬送波位相と測位結果とを回線集約器40に送信する。   The reference station 30 comprises a GPS antenna 301 and a GPS receiver 302. The GPS antenna 301 receives positioning signals (GPS signals) transmitted from the plurality of positioning satellites SAT 1, SAT 2, SAT 3, and SAT 4, and outputs the positioning signals to the GPS receiver 302. The GPS receiver 302 observes carrier phases of positioning signals from a plurality of positioning satellites SAT1, SAT2, SAT3 and SAT4, respectively. Also, the GPS receiver 302 measures its own device position by single positioning or the like using a code phase. The GPS receiver 302 transmits the carrier phase and the positioning result to the line aggregator 40.

回線集約器40は、観測局21、観測局22、および、基準局30のそれぞれからの搬送波位相と測位結果とを、サーバ50に送信する。サーバ50は、例えば、FTPサーバによって実現される。   The line concentrator 40 transmits, to the server 50, the carrier phase and the positioning result from each of the observation station 21, the observation station 22, and the reference station 30. The server 50 is realized by, for example, an FTP server.

解析装置60は、演算部61と記憶部62とを備える。演算部61は、上述の解析データ処理装置10の機能を有する。また、演算部61は、観測局21、観測局22、および、基準局30のそれぞれからの搬送波位相と測位結果とをサーバ50から取得し、各局を結ぶ基線ベクトルを算出する。演算部61は、予め設定された基線ベクトルの観測時間の間隔で、基線ベクトルを順次算出する。更に、演算部61は、この基線ベクトルの変位量を順次算出する。例えば、この基線ベクトルの変位量が、本発明の「解析データ」に対応する。   The analysis device 60 includes an arithmetic unit 61 and a storage unit 62. The calculation unit 61 has the function of the analysis data processing apparatus 10 described above. In addition, the calculation unit 61 obtains carrier phase and positioning result from each of the observation station 21, the observation station 22 and the reference station 30 from the server 50 and calculates a baseline vector connecting the stations. The calculation unit 61 sequentially calculates baseline vectors at preset intervals of observation time of baseline vectors. Furthermore, the calculation unit 61 sequentially calculates the amount of displacement of the base line vector. For example, the displacement of this baseline vector corresponds to the "analysis data" of the present invention.

これは、例えば、地滑り観測システムであれば、観測局21、および、観測局22の設置された位置での地盤の変動量に対応する。このような地盤の変動量は、地震、豪雨等による地盤の変動がなければ、安定して変化しない。一方で、地盤の変動が生じるときは、その要因に応じて広いレンジで変化が生じる。したがって、搬送波位相を用いることで、このような変化を高精度に観測でき、さらに、本願発明の解析データ処理装置10の構成を用いることによって、ノイズの影響を効果的に抑圧し、且つ、変動に対して観測データの高い追従性を実現できる。また、さらに、測位信号を用いる場合、マルチパス誤差等の非正規ノイズが生じるが、本願発明の解析データ処理装置10の構成を用いることで、このような非正規ノイズも抑圧できる。   For example, in the case of a landslide observation system, this corresponds to the fluctuation amount of the ground at the position where the observation station 21 and the observation station 22 are installed. Such ground fluctuation does not change stably unless there is ground fluctuation due to an earthquake, heavy rainfall, or the like. On the other hand, when a change in ground occurs, a change occurs in a wide range according to the factor. Therefore, by using the carrier wave phase, such a change can be observed with high accuracy, and further, by using the configuration of the analysis data processing apparatus 10 of the present invention, the influence of noise can be effectively suppressed and fluctuation can be obtained. It is possible to realize high followability of observation data against Furthermore, when using a positioning signal, non-normal noise such as a multipath error occurs, but such non-normal noise can also be suppressed by using the configuration of the analysis data processing apparatus 10 of the present invention.

なお、上述の説明では、スタティック測位による解析データを用いる態様を示したが、RTK(リアルタイムキネマティック)等のキネマティック測位や精密単独測位(PPP等)による解析データにも、上述の構成および処理を適用することができる。   In the above description, although an aspect using analysis data by static positioning is shown, the above configuration and processing are also applied to analysis data by kinematic positioning such as RTK (real-time kinematic) or precise single positioning (PPP etc) Can be applied.

また、上述の説明では、回線集約器40を備える態様を示したが、これを省略することもできる。この場合、観測局21、22、および、基準局30は、搬送波位相および測位結果をサーバ50に出力すればよい。また、サーバ50を省略することもできる。この場合、回線集約器40、または、観測局21、22、および、基準局30は、搬送波位相および測位結果を、解析装置60に出力すればよい。解析装置60は、これらを、記憶部62に記憶して、上述の処理に利用する。   Moreover, although the aspect provided with the line concentrator 40 was shown in the above-mentioned description, this can also be abbreviate | omitted. In this case, the observation stations 21 and 22 and the reference station 30 may output the carrier wave phase and the positioning result to the server 50. Also, the server 50 can be omitted. In this case, the line concentrator 40 or the observation stations 21 and 22 and the reference station 30 may output the carrier wave phase and the positioning result to the analysis device 60. The analysis device 60 stores these in the storage unit 62 and uses them for the above-described processing.

また、観測局21、22、および、基準局30のいずれかによって、搬送波位相および測位結果を集約して、基線ベクトルおよび基線ベクトルの変位量を算出してもよい。この場合、基線ベクトルの変位量を算出した局は、基線ベクトルの変位量をサーバ50に出力すればよい。   Further, the carrier phase and the positioning result may be aggregated by any of the observation stations 21 and 22 and the reference station 30, and the displacement amounts of the base line vector and the base line vector may be calculated. In this case, the station that has calculated the displacement amount of the baseline vector may output the displacement amount of the baseline vector to the server 50.

更に、上述の説明では、観測局21、22、および、基準局30とは別に、解析装置60を備える態様を示したが、解析装置60を、観測局21、22、および、基準局30のいずれかに内蔵してもよい。   Furthermore, in the above description, the aspect in which the analysis device 60 is provided separately from the observation stations 21 and 22 and the reference station 30 has been described. However, the analysis device 60 is not limited to any one of the observation stations 21 and 22 and the reference station 30. It may be built in.

1:観測システム
10:解析データ処理装置
11:前進平滑化処理部
12:後進平滑化処理部
13:平滑化方法決定部
21、22:観測局
30:基準局
40:回線集約器
50:サーバ
60:解析装置
61:演算部
62:記憶部
131:差分値算出部
132:積算値算出部
133:係数設定部
134:関数設定部
135:微分値算出部
211、221、301:GPSアンテナ
212、222、302:GPS受信機
500:ネットワーク
1: Observation system 10: Analysis data processing unit 11: Forward smoothing processing unit 12: Reverse smoothing processing unit 13: Smoothing method determination unit 21, 22: Observation station 30: Reference station 40: Line aggregation unit 50: Server 60: Analysis device 61: Calculation unit 62: Storage unit 131: Difference value calculation unit 132: Integration value calculation unit 133: Coefficient setting unit 134: Function setting unit 135: Differential value calculation unit 211, 221, 301: GPS antenna 212, 222, 302: GPS receiver 500: Network

Claims (7)

観測された加工前の時系列データを、過去から現時点に向けて順次平滑化処理し、前進平滑化の時系列データを算出する前進平滑化処理部と、
前記前進平滑化の時系列データを、現時点から過去に向けて順次平滑化処理し、後進平滑化の時系列データを算出する後進平滑化処理部と、
前記後進平滑化の時系列データと前記加工前の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データと前記前進平滑化の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データの時間的な差分値、前記加工前の時系列データの時間的な差分値、前記前進平滑化の時系列データの時間的な差分値、のうちの少なくとも1つに応じて、前記前進平滑化処理部および前記後進平滑化処理部の応答性を決定する平滑化方法決定部と、
を備えた、データ処理装置。
A forward smoothing processing unit that sequentially smoothes observed time-series data before processing toward the current time from the past, and calculates time-series data of forward smoothing;
A backward smoothing processing unit that sequentially smoothes forward-smoothing time-series data from the present time to the past to calculate backward-smoothing time-series data;
An integral value within a predetermined period of a difference value between the time-series data of reverse smoothing and the time-series data before processing, a difference value of time series data of reverse smoothing and time-series data of forward smoothing Integral value within a predetermined period, temporal difference value of time series data of the reverse smoothing, temporal difference value of time series data before the processing, temporal difference value of time series data of the forward smoothing And a smoothing method determination unit that determines responsiveness of the forward smoothing processing unit and the backward smoothing processing unit according to at least one of
, A data processing device.
請求項1に記載のデータ処理装置であって、
前記平滑化方法決定部は、
前記加工前の時系列データの変化量が大きい場合には、前記前進平滑化の時系列データの前記加工前の時系列データへの追従性を高め、前記加工前の時系列データの変化量が小さい場合には、前記前進平滑化の時系列データの安定性を高めるように、前記応答性を決定する、
データ処理装置。
The data processing apparatus according to claim 1, wherein
The smoothing method determination unit
When the amount of change in the time series data before the processing is large, the followability of the time series data in the forward smoothing to the time series data before the processing is enhanced, and the amount of change in the time series data before the processing is If smaller, determine the responsiveness to increase the stability of the forward smoothing time series data,
Data processing unit.
請求項1または請求項2に記載のデータ処理装置であって、
前記応答性は、フィルタ係数または関数によって設定される、
データ処理装置。
The data processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The responsiveness is set by a filter coefficient or a function
Data processing unit.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のデータ処理装置であって、
前記加工前の時系列データは、
測位信号の搬送波位相に基づく座標の基線ベクトルの変位量である、
データ処理装置。
The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
The above time series data before processing is
It is the displacement of the baseline vector of the coordinates based on the carrier wave phase of the positioning signal,
Data processing unit.
請求項4に記載のデータ処理装置の構成と、
前記データ処理装置に接続され、それぞれに前記測位信号を受信して、それぞれに前記搬送波位相を観測する複数の局と、
を備えた、変位観測システム。
A configuration of the data processing device according to claim 4;
A plurality of stations connected to the data processing device, each receiving the positioning signal and observing the carrier wave phase respectively;
Displacement observation system.
観測された加工前の時系列データを、過去から現時点に向けて順次平滑化処理し、前進平滑化の時系列データを算出し、
前記前進平滑化の時系列データを、現時点から過去に向けて順次平滑化処理し、後進平滑化の時系列データを算出し、
前記後進平滑化の時系列データと前記加工前の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データと前記前進平滑化の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データの時間的な差分値、前記加工前の時系列データの時間的な差分値、前記前進平滑化の時系列データの時間的な差分値、のうちの少なくとも1つに応じて、前進平滑化処理および後進平滑化処理の応答性を決定する、
データ処理方法。
The observed time series data before processing is sequentially smoothed from the past to the current time to calculate forward smoothing time series data,
The forward smoothing time series data is sequentially smoothed from the present time to the past to calculate backward smoothing time series data;
An integral value within a predetermined period of a difference value between the time-series data of reverse smoothing and the time-series data before processing, a difference value of time series data of reverse smoothing and time-series data of forward smoothing Integral value within a predetermined period, temporal difference value of time series data of the reverse smoothing, temporal difference value of time series data before the processing, temporal difference value of time series data of the forward smoothing Determine the responsiveness of the forward smoothing process and the backward smoothing process according to at least one of
Data processing method.
観測された加工前の時系列データを、過去から現時点に向けて順次平滑化処理し、前進平滑化の時系列データを算出する処理と、
前記前進平滑化の時系列データを、現時点から過去に向けて順次平滑化処理し、後進平滑化の時系列データを算出する処理と、
前記後進平滑化の時系列データと前記加工前の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データと前記前進平滑化の時系列データとの差分値の所定期間内の積分値、前記後進平滑化の時系列データの時間的な差分値、前記加工前の時系列データの時間的な差分値、前記前進平滑化の時系列データの時間的な差分値、のうちの少なくとも1つに応じて、前進平滑化処理および後進平滑化処理の応答性を決定する処理と、
を、演算処理装置に実行させるデータ処理プログラム。
A process of sequentially smoothing the observed time-series data before processing toward the current time from the past, and calculating time-series data of forward smoothing;
Processing for sequentially smoothing the time-series data of the forward smoothing from the present time to the past, and calculating time-series data of backward smoothing;
An integral value within a predetermined period of a difference value between the time-series data of reverse smoothing and the time-series data before processing, a difference value of time series data of reverse smoothing and time-series data of forward smoothing Integral value within a predetermined period, temporal difference value of time series data of the reverse smoothing, temporal difference value of time series data before the processing, temporal difference value of time series data of the forward smoothing A process of determining responsiveness of the forward smoothing process and the backward smoothing process according to at least one of
A data processing program that causes an arithmetic processing unit to execute
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