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定位系统、定位装置、定位信息提供装置以及定位方法
CN1752769B
China
Worldwide applications
Application CN2005101031648A events
2005-09-16
2006-03-29
2010-10-06
Application granted
2010-10-06
Status
Expired - Fee Related
2025-09-16
Anticipated expiration
Description
translated from
技术领域
本发明涉及定位系统、定位装置、定位信息提供装置、定位方法、定位系统的控制程序以及存储有定位系统控制程序的计算机可读存储介质。
背景技术
目前，GPS(Global Positioning System：全球定位系统)装置作为利用人工卫星进行定位的定位系统被应用。在GPS中，为了捕捉GPS卫星，而且为了作为位置计算的初始值使用，需要定位装置的初始位置。
作为初始位置大多采用前次定位位置。在汽车导航系统中，因为一般以较短的时间间隔反复定位，所以将前次位置作为初始位置使用的话，定位装置的实际位置和初始位置之间的距离一般较小，不会产生特别的问题。
不过，例如在装载有GPS装置的便携终端中，例如使用者在定位后乘坐电车移动较长距离，到达目的地后再进行定位时，如果将前次定位位置作为初始位置使用的话，则初始位置和实际位置之间的偏差较大，往往导致定位不准。
所以，专利文献1披露了将便携式电话网的基站的位置作为初始位置使用的结构。
专利文献1：特开2002-311122号公报(图6等)
不过，为了将基站的位置作为初始位置使用，通过测量确定多个存在的基站的各自的位置，因为需要登记在数据库中，所以存在需要很多的人力物力的问题。
此外，当新设有基站或现有的基站的位置发生变化时，每次都会产生测量作业和数据库的更新作业的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供能够以低成本、并且简便地设置初始位置信息的定位系统、定位装置、定位信息提供装置、定位方法。
上述目的由根据发明的第一方面的定位系统实现，该定位系统包括：定位装置，利用位置信息卫星进行定位；定位信息提供装置，用于提供为所述定位装置生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息(用于提供定位信息，所述定位装置利用该定位信息生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息)；通信网，用于所述定位装置与所述定位信息提供装置之间进行通信；以及基站，用于协调所述定位装置和所述定位信息提供装置之间的通信(在所述定位装置和所述定位信息提供装置之间传递通信信息)，其中，所述定位信息提供装置包括：定位信息提供装置侧轨道信息取得装置，用于取得表示所述位置信息卫星轨道的轨道信息；定位信息提供装置侧基准点信息存储装置，用于存储表示基准点的坐标的基准点信息，所述基准点作为用于计算所述初始位置信息的基准；卫星方向信息生成装置，根据所述轨道信息和所述基准点信息，生成表示所述基准点的所述位置信息卫星仰角和方位角的卫星方向信息；时刻信息生成装置，用于生成表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻的时刻信息；以及定位信息发送装置，根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息，所述定位装置包括：定位装置侧轨道信息取得装置，用于取得所述轨道信息；定位装置侧基准点信息存储装置，用于存储所述基准点信息；定位信息取得装置，通过所述通信网从所述定位信息提供装置上取得所述卫星方向信息和所述时刻信息；卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示在生成所述卫星方向信息的时刻的所述位置信息卫星的概略位置的卫星概略位置信息；卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息，生成表示所述定位装置进行定位时侯的所述位置信息卫星的位置的卫星当前位置信息；以及初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成所述初始位置信息。
根据第一方面的发明的构造，定位系统包括：利用位置信息卫星进行定位的定位装置，例如安装有GPS装置的便携终端；向定位装置提供定位信息的定位信息提供装置，例如GPS服务器；用于定位装置和定位信息提供装置进行通信的通信网，例如电话网；以及基站。
定位信息提供装置的定位信息提供装置侧轨道信息取得装置取得表示位置信息卫星的轨道的卫星轨道信息，例如在GPS中，取得卫星星历(Almanac)和轨道星历(Ephemeris)。为了生成后面描述的仰角信息需要卫星轨道信息。
定位信息提供装置的基准点信息存储装置、例如由RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)构成的存储装置存储基准点的坐标。
定位信息提供装置的卫星方向信息生成装置根据由定位信息提供装置侧轨道信息取得装置取得的卫星轨道信息和基准点信息，计算出基准点的位置信息卫星仰角和方位角。卫星方向信息生成装置在位置信息卫星存在有多个时，就各自的卫星计算出仰角和方位角。卫星的仰角是基准点的水平面和连接位置信息卫星和基准点的直线所成的角度(例如图1(a)的θ)。方位角是以基准点中的北作为基准表示位置信息卫星存在的方位的角度(例如图1(b)中的Φ)。
定位信息提供装置的时刻信息生成装置生成表示卫星方向信息和卫星距离信息被生成时刻的时刻信息。该时刻信息是定位装置生成初始位置信息时所需要的信息。
定位装置的定位装置侧轨道信息取得装置与定位信息提供装置侧轨道信息取得装置相同，取得轨道信息。该轨道信息在后述的卫星位置信息生成装置计算位置信息卫星的位置时被使用。
定位装置的定位信息取得装置通过通信网请求定位辅助信息提供装置发送定位信息，从而取得作为定位信息示例的卫星方向信息和时刻信息。
定位装置的卫星距离信息生成装置根据基准点信息和卫星方向信息，生成表示基准点和位置信息卫星之间距离的卫星距离信息。
定位装置的卫星概略位置信息生成装置根据从定位装置侧基准点信息存储装置读出的基准点信息和卫星距离信息，以及由定位信息服务器取得的卫星方向信息，生成卫星概略位置信息(例如图1(a)的S0)。首先，根据位置信息卫星的仰角和方位角确定从基准点(例如图1(a)的P)观察到的位置信息卫星的方向。这样的话，能够将距离基准点在位置信息卫星的方向上只相隔卫星距离(例如图1(a)的D)的点作为定位信息被生成时刻的位置信息卫星的概略位置。
定位装置的卫星当前位置信息生成装置基于轨道信息和当前的时刻，生成表示位置信息卫星的当前时刻位置(例如图1(b)的St)的卫星当前位置信息。
定位装置的初始位置信息生成装置将向量加在基准点的坐标上一起算，生成初始位置(例如图1(b)的I)，该向量诸如是将卫星概略位置(例如图1(b)的S0)作为起点、将卫星当前位置(例如图1(b)的St)作为终点的向量(例如图1(b)的d)。
根据这种结构，在本发明的定位系统中，不必使用存储了基站位置的数据库，就能在定位装置上设置初始位置。即，能够以低成本、并且简便地在定位装置上设定初始位置。
根据第二方面的发明，在第一方面的发明的构造中，优选所述定位装置还包括用于存储仰角距离对应信息的仰角距离对应信息存储装置，所述仰角距离对应信息是与所述位置信息卫星的仰角和所述卫星距离信息对应的信息，所述卫星距离信息生成装置根据所述仰角距离对应信息，生成所述卫星距离信息。
根据第二方面的发明的构造，定位装置将确定仰角距离对应信息例如对应于仰角的距离的表存储在存储装置中。因此，卫星距离信息生成装置不必进行多个复杂的计算，只参照仰角距离对应信息就能生成卫星距离信息。
根据第三方面的发明，在第一方面的发明的构造中，优选所述定位信息提供装置还包括用于从所述位置信息卫星中选择最大仰角卫星的最大仰角卫星选择装置，所述最大仰角卫星是指在生成所述定位信息时所述基准点的仰角最大的位置信息卫星，所述定位信息提供装置将关于所述最大仰角卫星的所述卫星方向信息、所述卫星距离信息和所述时刻信息提供给所述定位装置。
根据第三方面的发明，定位信息提供装置包括最大仰角卫星选择装置，可向定位装置提供关于最大仰角卫星的卫星方向信息和时刻信息。因为仰角大的卫星易补充，并且不易受多路径的影响，因此根据定位装置所提供的仰角信息等，可以提高初始位置的设置的成功率。
上述目的可以通过根据第四方面的发明的定位信息提供装置来实现，该定位信息提供装置，通过通信网和进行协调通信的基站，向利用位置信息卫星进行定位的定位装置提供为生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息，其包括：定位信息提供装置侧轨道信息取得装置，用于取得表示所述位置信息卫星轨道的轨道信息；定位信息提供装置侧基准点信息存储装置，用于存储表示作为基准的基准点的坐标的基准点信息，所述基准用于计算所述初始位置信息；卫星方向信息生成装置，根据所述轨道信息和所述基准点信息，生成表示所述基准点的所述位置信息卫星的仰角和方位角的卫星方向信息；时刻信息生成装置，用于生成表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻的时刻信息；以及定位信息发送装置，根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息。
上述目的可以通过根据第五方面的发明的定位装置来实现，该定位装置利用位置信息卫星进行定位，其包括：定位装置侧轨道信息取得装置，用于取得所述轨道信息；定位装置侧基准点信息存储装置，用于存储所述基准点信息；定位信息取得装置，通过所述通信网从所述定位信息提供装置上取得所述卫星方向信息和所述时刻信息；卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息生成卫星概略位置信息，所述卫星概略位置信息表示生成所述卫星方向信息时刻的所述位置信息卫星的概略位置；卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息生成卫星当前位置信息，所述卫星当前位置信息表示所述定位装置进行定位时的所述位置信息卫星的位置；以及初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成所述初始位置信息。
上述目的可以通过根据第六方面的发明的定位方法来实现，该定位方法包括以下步骤：定位信息提供装置侧轨道信息取得步骤，定位信息提供装置的定位信息提供装置侧轨道信息取得装置取得表示所述位置信息卫星轨道的轨道信息，所述定位信息提供装置通过通信网和进行协调通信的基站，向利用位置信息卫星进行定位的定位装置提供为所述定位装置生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息；定位信息提供装置侧基准点信息存储步骤，所述定位信息提供装置的定位信息提供装置侧基准点信息存储装置存储表示作为基准的基准点的坐标的基准点信息，所述基准用于计算表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息；卫星方向信息生成步骤，所述定位信息提供装置的卫星方向信息生成装置根据所述轨道信息和所述基准点信息生成卫星方向信息，所述卫星方向信息表示所述基准点的所述位置信息卫星的仰角和方位角；时刻信息生成步骤，所述定位信息提供装置的时刻信息生成装置生成时刻信息，所述时刻信息表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻；定位信息发送步骤，所述定位信息提供装置的定位信息发送装置根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息；定位装置侧轨道信息取得步骤，所述定位装置的定位装置侧轨道信息取得装置取得所述轨道信息；定位装置侧基准点信息存储步骤，所述定位装置的定位装置侧基准点信息存储装置存储所述基准点信息；定位信息取得步骤，所述定位装置的定位信息取得装置，通过所述通信网从所述定位信息提供装置上取得所述卫星方向信息和所述时刻信息；卫星距离信息生成步骤，所述定位装置的卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；卫星概略位置信息生成步骤，所述定位装置的卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成卫星概略位置信息，所述卫星概略位置信息表示生成所述卫星方向信息时刻的所述位置信息卫星的概略位置；卫星当前位置信息生成步骤，所述定位装置的卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息，生成卫星当前位置信息，所述卫星当前位置信息卫星表示所述定位装置进行定位时的所述位置信息卫星的位置；以及初始位置信息生成步骤，所述定位装置的初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述时刻信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成所述初始位置信息。
附图说明
图1是表示本发明的初始位置设置方法的概况图。
图2是本发明的实施例所涉及的定位系统的概况图。
图3是图2的便携式终端的主要硬件结构的概况图。
图4是图2的GPS服务器的主要硬件构造的概况图。
图5是图2的便携式终端的主要软件结构的概况图。
图6是图2的GPS服务器的主要软件构造的概况图。
图7是仰角距离表的结构的概况图。
图8是定位信息的数据大小的概况图。
图9是本实施例的定位系统的主要动作例的概况顺序(流程)图。
图10是本实施例的便携式终端的主要动作例的概况顺序图。
图11是本实施例的GPS服务器的主要动作例的概况顺序图。
具体实施方式
以下，参照附图等详细说明本发明的优选实施例。
另外，以下的实施例是本发明的优选的具体实施例，因此，在技术上施加了各种优选的限定，在以下的说明中，只要没有用于特别限定本发明的描述，则本发明的范围并不限于这些方式。
图2是表示本发明的一个实施例的定位系统10的概况图。
便携式终端100包括终端GPS装置110，能够利用作为位置信息卫星的一例的GPS卫星12a等所发送的位置关联信号S1等进行定位。也就是说，便携式终端100是定位装置的一例。便携式终端100诸如是便携式电话机、PHS(Personal Handy-phone System：个人便携式电话系统)、PDA(Personal Digital Assistance：个人数字助理)等，但并不限于此。
便携式终端100在定位前，通过基站14和作为通信网的一例的便携式终端网16请求作为定位信息提供装置的一例的GPS服务器200发送用于初始位置设置的定位信息。
GPS服务器200包括服务器GPS装置210，接收、解析位置关联信号S1等，并生成定位信息。GPS服务器200事先将已生成的定位信息存储在存储装置中，以便能够根据便携式终端100的请求立即发送定位信息。
(便携式终端100的主要硬件构造)
图3是图2的便携式终端100的主要硬件构造的概略图。
便携式终端100包括：具有控制功能和运算功能的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)104、存储装置106、诸如由操作按钮构成的输入装置108、及作为输出装置的一种的终端显示装置114。也就是说，便携式终端100包括计算机。
CPU 104可以通过总线102在与存储装置106等的其他构成要素之间进行数据和控制代码的授受。CPU 104通过装入并执行存储在存储装置106中的程序，控制便携式终端100的整体。
存储装置106诸如由RAM(Random Access Memory：只读随机存储器)构成，存储OS(Operating System：操作系统)、设备驱动器等的各种程序和数据。
终端GPS装置110接收由GPS卫星发送的位置关联信号，进行解调、译码等，取得GPS卫星的轨道信息(轨道星历和卫星星历)等的为进行定位所需的信息。
终端通信装置112具有对在便携式终端系统中使用的频率的电波进行收发的功能。因此，便携式终端100能够和最近的基站14之间确立连接，从而和GPS服务器200进行通信。
终端时钟116诸如是RTC(Real Time Clock：实时时钟)，在便携式终端100的主电源切断期间也继续工作，向便携式终端100的OS提供时刻信息(时间信息)。
(GPS服务器200的主要硬件构造)
图4是图2的GPS服务器200的主要硬件构造的概略图。在此省略对与CPU 204等、图3的便携式终端100相同的构成要件的说明，对不同的部分进行说明。
服务器GPS装置210的功能与终端GPS装置110相同，GPS服务器200使用由GPS服务器210获取的信息，生成定位信息。
服务器GPS装置200因为不用通过基站就可连接至便携式终端网，所以服务器通信装置212诸如由以太网构成。
GPS服务器200具有诸如由硬盘构成的外部存储装置214，以便事先将生成的定位信息作为数据库进行存储。
(便携式终端100的主要软件构造)
图5是图2的便携式终端100的软件构造的概略图。
终端控制部120具有存储管理、任务管理、输入输出管理等的功能，是用于控制便携式终端100的整体动作的程序。具体地说，安装在存储于存储装置106上的OS中，由CPU 104运行。
终端通信部112a、终端定位部110a和终端计时部116a是分别用于控制终端通信装置112、终端GPS装置110和终端时钟116的程序。这些程序诸如作为设备驱动器安装，并储存在存储装置106中。
CPU 104在终端控制部120控制下，依次装入并执行存储在终端第一存储部130中的程序。CPU 104从终端第二存储部150或终端第三存储部160中读出并取得程序运行时需要的数据。而且，将终端控制部120已取得的数据和存储在终端第一存储部130中的程序所生成的数据存储在终端第三存储部160中。存储在终端第二存储部150中的数据由于变动的可能性小，所以是作为固定值存储的数据。
而且，图5所示的三个存储部不表示便携式终端100含有物理形态上独立的三个存储装置，而是为了说明上的方便，将存储在存储装置中的信息按照其种类进行分类表示的装置。
作为定位装置侧轨道信息取得装置(手段)的一例的终端轨道信息取得程序132，用于取得终端定位部110a解析位置关联信号而生成的信息，并从该信息中选取GPS卫星的轨道信息(卫星星历和轨道星历)，并作为轨道信息162存储在终端第三存储部160中。
作为定位信息取得装置的一例的定位信息取得程序134，首先通过基站14和便携式终端网16请求GPS服务器200发送定位信息。而且，根据该请求，接收GPS服务器200发送来的定位信息，作为定位信息164存储在终端第三存储部160中。定位信息164包含卫星方向信息164a和生成时刻信息164b。
作为卫星距离信息生成装置的一例的卫星距离信息生成程序136，根据包含在卫星方向信息164a中的卫星仰角(图1(a)的θ)，生成卫星距离信息，该卫星距离信息表示生成定位信息时的基准地点和GPS卫星之间的距离。
GPS卫星因为围绕极其近似圆的椭圆轨道旋转，所以GPS卫星的高度(图1(a)的h)能够视为是一定的。因此，如果知道仰角θ，通过几何学上的计算方法能够计算出卫星距离(图1(a)的D)。在本实施例中，因为卫星距离是非常概略(精度低)的，所以参照存储在终端第二存储部150中的仰角距离表154，生成与仰角对应的距离作为卫星距离信息166。通过使用这种表，能够使用于计算出卫星距离信息的计算量大幅度减少。
图7是仰角距离表154的构造的概略图。仰角的下限值在理论上是0度(deg)，无论将基准点定在地球上的哪个位置，能够捕捉到一个仰角大的卫星的概率都很高，实际上仰角小的卫星用于定位的情况很少，所以仰角距离表154中的仰角的下限值为30度(deg)。
例如，当卫星的仰角是60度(deg)时，卫星距离信息生成程序136从仰角距离表的第二行取得22000km，将其数值作为卫星距离信息166存储在终端第三存储部160中。
仰角距离表154是仰角距离对应信息的一例，终端第二存储部150是仰角距离对应信息存储装置的一例。
作为卫星概略位置信息生成装置的一例的卫星概略位置信息生成程序138根据卫星方向信息164a和卫星距离信息166，计算出生成定位信息164时刻的GPS卫星的概略位置。
由包含在从GPS服务器200取得的卫星方向信息164a中的方位角和仰角确定从基准点P观察到的GPS卫星的三维方向(图1(a)的直线L)，所以卫星概略位置信息生成程序138将沿着直线L距离基准点的距离为卫星距离信息166所表示的长度的点(图1(a)的S0)的坐标作为卫星概略位置信息168生成。。
作为卫星当前位置信息生成装置的一例的卫星当前位置信息生成程序140计算出便携式终端100进行定位时的GPS卫星的位置。成为位置计算的对象的GPS卫星与计算出卫星概略位置信息168的GPS卫星是同一个卫星。
卫星当前位置信息170的生成次序与通常的GPS定位的卫星位置的计算次序相同，根据作为包含在轨道信息162中的详细的轨道信息的轨道星历和当前时刻，计算出定位时的GPS卫星的坐标。
作为初始位置信息生成装置的一例的初始位置信息生成程序142生成便携式终端100进行定位时使用的初始位置、即便携式终端100的临时坐标。
在图1(b)中，可以认为将d加在基准点P的坐标上合起来算而得到的点(I)是靠近便携式终端100进行当前通信的基站14的位置，其中，d为以卫星概略位置(S0)为起点、以卫星当前位置(St)为终点的向量。从而，初始位置信息生成程序142将点(I)的坐标作为初始位置信息172存储在终端第三存储部160中。
这样的话，本实施例的便携式终端100从GPS服务器200取得的定位信息164是卫星方向信息164a和生成时刻信息164b这样的小数据，所以能够削减用于初始位置设置所需的通信费用。
而且，初始位置的设置能够基于定位信息通过几何学上的计算方法得到，所以不必在现有的便携式终端上追加硬件结构，就能够简单地设置初始位置。
(GPS服务器200的主要软件构造)
图6是图2的GPS服务器200的软件构造的概略图。
服务器控制部220具有存储管理、任务管理、输入输出管理等的功能，是用于控制GPS服务器200的整体动作的程序。具体地说，安装在存储于存储装置206上的OS上，由CPU 204运行。
服务器通信部212a、服务器定位部210a和服务器计时部218a是分别用于控制服务器通信装置212、服务器GPS装置210和服务器计时装置218的程序。这些程序诸如作为设备驱动器被安装，并存储在存储装置206中。
CPU 204在服务器控制部220的控制下，依次装入并执行存储在服务器第一存储部230中的程序。CPU 204从服务器第二存储部250或服务器第三存储部260中读出并取得在运行程序时需要的数据。而且，将服务器控制部220取得的数据和存储在服务器第一存储部230中的程序所生成的数据存储在服务器第三存储部260中。存储在服务器第二存储部250中的数据由于变动的可能性小，所以是作为固定值存储的数据。
作为定位信息提供装置侧轨道信息取得装置的一例的服务器轨道信息取得程序232，取得服务器定位部210a解析位置关联信号而生成的信息，并从该信息中选取GPS卫星的轨道信息(轨道星历和卫星星历)，并作为轨道信息262存储在服务器第三存储部260中。
此外，轨道信息的取得并不限于本实施例的结构，诸如GPS服务器200自身不具有GPS接收装置，而由外部的服务器通过通信网取得。
作为卫星方向信息生成装置的一例的卫星方向信息生成程序234，根据存储在服务器第二存储部250中的基准点信息252和存储在服务器第三存储部260中的轨道信息262，计算出构成卫星方向信息的、从基准点观察到的GPS卫星的仰角和方位角。卫星方向信息生成程序234将计算出的仰角和方位角作为卫星方向信息264a存储在服务器第三存储部260中。
生成关于在GPS服务器200的位置能够观察的所有的GPS卫星的各个卫星的卫星方向信息264a。而且，卫星方向信息264a诸如每隔十分钟生成一次，反复进行，所有的GPS卫星的最新的卫星方向信息264a都存储在服务器第三存储部260中，以便能够立即响应便携式终端100发出的请求。
作为时刻信息生成装置的一例的生成时刻信息生成程序236在卫星方向信息生成程序234结束动作时通过服务器控制部220从服务器计时部218a上取得当前时刻，作为生成时刻信息264b存储在服务器第三存储部260中。
作为最大仰角卫星选择装置的一例的最大仰角卫星选择程序238在便携式终端100发出定位信息请求时启动，检索卫星方向信息264a，选择仰角最大的GPS卫星。最大仰角卫星选择程序238将仰角最大的GPS卫星的号码作为最大仰角卫星信息266存储在服务器第三存储部260中。
作为定位信息发送装置的一例的定位信息发送程序240根据来自于便携式终端100的请求，将由卫星方向信息264a和生成时刻信息264b构成的定位信息264通过便携式终端网16和基站14发送给便携式终端100。如果取得了一个卫星的定位信息，则便携式终端100能够生成卫星概略位置信息168，所以定位信息发送程序240参照最大仰角卫星信息266，将仰角最大的GPS卫星的定位信息发送给便携式终端100。
图8是关于发送给便携式终端100的定位信息大小，将发送基站位置的现有例和本实施例的情况进行比较的表。图8(a)是现有例的数据，由GPS时刻(从一周的开头开始经过的秒数)、纬度、经度和高度四项构成，各项的数据大小是4字节，总计数据大小是16字节。图8(b)是本实施例的数据。GPS时刻(图6的生成时刻信息264b)是与现有例相同的4字节。因为仰角是从0到90之间的整数，所以一个字节就够了，方位角因为是从0到360之间的整数，所以2个字节就足够了。数据的总计尺寸是7个字节，发送给便携式终端的数据量与现有例相比大幅度减少。
以上描述了本实施例所涉及的定位系统10的构造，下面对其动作例进行说明。
(定位系统10的主要动作例)
图9是定位系统10的主要动作例的概略流程(顺序)图。
GPS服务器200接收由GPS卫星发送的位置关联信号，取得轨道信息，并存储在存储装置中(ST1、定位信息提供装置侧轨道信息取得步骤的一例)。
接着，GPS服务器200根据轨道信息，生成由仰角信息和方位角信息构成的卫星方向信息，并存储在存储装置中(ST2、卫星方向信息生成步骤的一例)。
接着，GPS服务器200取得生成卫星方向信息的时刻，将其时刻作为生成时刻信息存储在存储装置中(ST3、时刻信息生成步骤的一例)。
接着，GPS服务器200按照预定的时间间隔反复进行ST1到ST3的步骤，将最新的定位信息存储在存储装置中，等待来自便携式终端100的定位信息请求。
便携式终端100接收由GPS卫星发送的位置关联信号，取得轨道信息，并存储在存储装置中(ST1a、终端侧轨道信息取得步骤的一例)。
便携式终端100根据便携式终端100的使用者或利用位置信息服务的第三者或便携式终端100以外的设备的指示开始定位时，首先向GPS服务器200发送定位信息请求(ST4、定位信息取得步骤的一例)。
GPS服务器200当接收到来自便携式终端100的请求时，首先，参照最大仰角卫星信息266，从正在生成定位信息的卫星中选择具有最大仰角的GPS卫星(ST5)。
接着，GPS服务器200将在ST5中选中的GPS卫星的定位信息发送给便携式终端100(ST6、定位信息发送步骤的一例)。
接收了定位信息的便携式终端100根据基准点的坐标和包含在定位信息中的GPS卫星的仰角，生成表示从基准点到GPS卫星的概略距离的卫星距离信息，并存储在存储装置中(ST7、卫星距离信息生成步骤的一例)。
接着，便携式终端100根据卫星轨道信息和当前时刻，生成表示在当前时刻的GPS卫星的位置的卫星当前位置信息，并存储在存储装置中(ST9、卫星当前位置信息生成步骤的一例)。
接着，便携式终端100通过将向量加在基准点的坐标上一起算，求得初始位置的坐标，并存储在存储装置中，该向量是以卫星概略位置(图1(b)的S0)为起点、以卫星当前位置(图1(b)的St)为终点的向量(ST10、初始位置信息生成步骤的一例)。
便携式终端100使用在ST10中计算出的初始位置的坐标，进行GPS卫星的捕捉，计算出便携式终端100的当前位置(ST11)。
ST4和ST6中的、便携式终端100和GPS服务器200之间的通信通过基站14和便携式终端网16进行。便携式终端100和基站14之间的通信是无线的，GPS服务器200和便携式终端网16之间的通信是有线的。
(便携式终端100的主要动作例)
图10是本实施例的便携式终端100的主要动作例的概略顺序图。
通过终端轨道信息取得程序132解析终端定位部110a通过接收位置关联信号而得到的数据，从而生成轨道信息162，并存储在终端第三存储部160中，该位置关联信号是由GPS卫星发送的，其上载有卫星轨道信息(ST20)。
接着，当使用者等发出定位指示时，定位信息取得程序134向GPS服务器200发送定位信息请求，取得由卫星方向信息164a和卫星时刻信息164b构成的定位信息164，并存储在终端第三存储部160中(ST21)。这里取得的定位信息164与现有例相比数据的大小较小，所以能够削减用于初始位置设置的通信量。
卫星距离信息生成程序136根据定位信息164所包含的GPS卫星的仰角，生成卫星距离信息166，并存储在终端第三存储部160中(ST22)。因为卫星距离信息166的生成是参照存储在终端第二存储部150中的仰角距离表进行的，所以能够在短时间内完成。
卫星概略位置信息生成程序138根据卫星方向信息164a、卫星距离信息166和基准点信息152，生成卫星概略位置信息168，并存储在终端第三存储部160中(ST23)。卫星概略位置信息168的生成因为能够通过简单的几何学上的计算进行，所以不必在现有的便携式终端上追加格外的结构就能够实现。
卫星当前位置信息生成程序140根据定位信息164和当前时刻生成卫星当前位置信息170，并存储在终端第三存储部160中(ST24)。
初始位置信息生成程序142根据卫星概略位置信息168、卫星当前位置信息170和基准点信息152生成初始位置信息172，并存储在终端第三存储部160中(ST25)。
(GPS服务器200的主要动作例)
图11是本实施例的GPS服务器200的主要动作例的概况流程图。
通过服务器轨道信息取得程序232解析服务器定位部210a通过接收GPS卫星发送的位置关联信号而得到的数据，从而生成轨道信息262，并存储在服务器第三存储部260中(ST30)。
卫星方向信息生成程序234根据轨道信息262和基准点信息252，生成由从基准点观察到的GPS卫星的仰角和方位角构成的卫星方向信息264a，并存储在服务器第三存储部260中(ST31)。
生成时刻信息生成程序236从服务器计时部218a取得生成卫星方向信息264a的时刻，并存储在服务器第三存储部260中(ST32)。
这样的话，GPS服务器200不必使用记录有基站的位置的数据库，就能够生成为初始位置的设置所需的定位信息264，并提供给便携式终端100。
服务器控制部220判断来自于便携式终端100的定位信息请求的有无(ST33)。当没有请求时，重复ST30到ST32的动作。当有请求时，进行ST34以下的动作。
最大仰角卫星选择程序238从生成定位信息264的GPS卫星中选择仰角最大的GPS卫星，并将其卫星号码存储在服务器第三存储部260中(ST34)。
定位信息发送程序240将在ST34中选中的最大仰角卫星的定位信息264发送给便携式终端100(ST35)。越是仰角大的GPS卫星，便携式终端100捕捉成功的概率越高，而且，因为很难受到多路径的影响，所以便携式终端100成功设置初始位置的概率能够变得很高。
这样，在本发明的定位系统10中，GPS服务器200不必准备存储了基站的位置的数据库，就能够生成为初始位置设置所需的信息，并提供给便携式终端100。便携式终端100能够利用由GPS服务器200提供的信息设置初始位置。也就是说，能够以低成本且简单地在定位装置上设置初始值。
(程序和计算机可读存储介质等)
本发明能够提供定位系统的控制程序等，使计算机执行上述动作例的定位信息提供装置侧轨道信息取得步骤、卫星方向信息生成步骤、时刻信息生成步骤、定位信息发送步骤、定位装置侧轨道信息取得步骤、定位信息取得步骤、卫星距离信息生成步骤、卫星概略位置信息生成步骤、卫星当前位置信息生成步骤、卫星初始位置信息生成步骤等。
此外，能够提供记录有这些定位系统的控制程序等的计算机可读存储介质。
存储介质将这些定位系统的控制程序等安装在计算机上，并通过计算机使这些程序处于可执行状态，程序存储介质不仅包括：例如象软盘(注册商标)这样的软磁盘、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory：光盘驱动器)、CD-R(Compact Disc-Recordable：可记录光盘驱动器)、CD-RW(Compact Disc-Rewriterble：可重写光盘驱动器)、DVD(Digital Versatile Disc：数字化视频光盘驱动器)等的包式介质，还可以通过暂时或永久存储程序的半导体存储器、磁盘存储器、或光磁盘存储器等来实现。
本发明不限于上述的各实施例。而且，也可以是上述各实施例相互组合起来的结构。
附图标记说明
10 定位系统 12a至12d GPS卫星
14 基站 16 便携式终端网
100 便携式终端 200 GPS服务器
120 终端控制部 132 终端轨道信息取得程序
134 定位信息取得程序 136 距离信息生成程序
138 卫星概略位置信息生成程序
140 卫星当前位置信息生成程序
142 初始位置信息生成程序 220 服务器控制部
232 服务器轨道信息取得程序 234 卫星方向信息生成程序
236 生成时刻信息生成程序 238 最大仰角卫星选择程序
240 定位信息发送程序
Claims (6)
Hide Dependent
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Claims (6)
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1.一种定位系统，包括：
定位装置，利用位置信息卫星进行定位；
定位信息提供装置，用于提供为了所述定位装置生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息；
通信网，用于所述定位装置与所述定位信息提供装置进行通信；以及
基站，用于协调所述定位装置和所述定位信息提供装置之间的通信，
所述定位系统的特征在于：
所述定位信息提供装置包括：
定位信息提供装置侧轨道信息取得装置，用于取得表示所述位置信息卫星的轨道的轨道信息；
定位信息提供装置侧基准点信息存储装置，用于存储表示基准点的坐标的基准点信息，所述基准点作为用于计算所述初始位置信息的基准；
卫星方向信息生成装置，根据所述轨道信息和所述基准点信息，生成表示所述基准点的所述位置信息卫星仰角和方位角的卫星方向信息；
时刻信息生成装置，用于生成表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻的时刻信息；以及
定位信息发送装置，根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息，
所述定位装置包括：
定位装置侧轨道信息取得装置，用于取得所述轨道信息；
定位装置侧基准点信息存储装置，用于存储所述基准点信息；
定位信息取得装置，通过所述通信网从所述定位信息提供装置取得所述卫星方向信息和所述时刻信息；
卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；
卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示在生成所述卫星方向信息的时刻的所述位置信息卫星的概略位置的卫星概略位置信息；
卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息，生成表示所述定位装置进行定位时的所述位置信息卫星的位置的卫星当前位置信息；以及
初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成所述初始位置信息。
2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于：
所述定位装置还包括用于存储仰角距离对应信息的仰角距离对应信息存储装置，所述仰角距离对应信息是与所述位置信息卫星的仰角和所述卫星距离信息对应的信息，所述卫星距离信息生成装置根据所述仰角距离对应信息，生成所述卫星距离信息。
3.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于：
所述定位信息提供装置还包括用于从所述位置信息卫星中选择最大仰角卫星的最大仰角卫星选择装置，所述最大仰角卫星是指在生成所述定位信息时所述基准点的仰角最大的位置信息卫星，所述定位信息提供装置向所述定位装置提供关于所述最大仰角卫星的所述卫星方向信息、所述卫星距离信息和所述时刻信息。
4.一种定位信息提供装置，通过通信网和进行协调通信的基站，向利用位置信息卫星进行定位的定位装置提供为生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息，其特征在于，包括：
定位信息提供装置侧轨道信息取得装置，用于取得表示所述位置信息卫星轨道的轨道信息；
定位信息提供装置侧基准点信息存储装置，用于存储表示基准点的坐标的基准点信息，所述基准点作为用于计算所述初始位置信息的基准；
卫星方向信息生成装置，根据所述轨道信息和所述基准点信息，生成表示所述基准点的所述位置信息卫星仰角和方位角的卫星方向信息；
时刻信息生成装置，用于生成表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻的时刻信息；以及
定位信息发送装置，根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息。
5.一种定位装置，利用位置信息卫星进行定位，其特征在于，包括：
定位装置侧轨道信息取得装置，用于取得所述轨道信息；
定位装置侧基准点信息存储装置，用于存储所述基准点信息；
定位信息取得装置，通过通信网从定位信息提供装置取得卫星方向信息和时刻信息；
卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；
卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息生成卫星概略位置信息，所述卫星概略位置信息表示在生成所述卫星方向信息的时刻的所述位置信息卫星的概略位置；
卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息生成表示在所述定位装置进行定位时的所述位置信息卫星的位置的卫星当前位置信息；以及
初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成初始位置信息。
6.一种定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
定位信息提供装置侧轨道信息取得步骤，定位信息提供装置的定位信息提供装置侧轨道信息取得装置取得表示位置信息卫星的轨道的轨道信息，所述定位信息提供装置通过通信网和进行协调通信的基站，向利用所述位置信息卫星进行定位的定位装置提供为所述定位装置生成表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息而使用的定位信息；
定位信息提供装置侧基准点信息存储步骤，所述定位信息提供装置的定位信息提供装置侧基准点信息存储装置存储表示基准点的坐标的基准点信息，所述基准点作为用于计算表示所述定位装置的概略位置的初始位置信息的基准；
卫星方向信息生成步骤，所述定位信息提供装置的卫星方向信息生成装置根据所述轨道信息和所述基准点信息生成卫星方向信息，所述卫星方向信息表示所述基准点的所述位置信息卫星仰角和方位角；
时刻信息生成步骤，所述定位信息提供装置的时刻信息生成装置生成时刻信息，所述时刻信息表示所述定位信息提供装置生成所述卫星方向信息的时刻；
定位信息发送步骤，所述定位信息提供装置的定位信息发送装置根据来自于所述定位装置的请求，向所述定位装置发送所述定位信息；
定位装置侧轨道信息取得步骤，所述定位装置的定位装置侧轨道信息取得装置取得所述轨道信息；
定位装置侧基准点信息存储步骤，所述定位装置的定位装置侧基准点信息存储装置存储所述基准点信息；
定位信息取得步骤，所述定位装置的定位信息取得装置，通过所述通信网从所述定位信息提供装置取得所述卫星方向信息和所述时刻信息；
卫星距离信息生成步骤，所述定位装置的卫星距离信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成表示所述基准点和所述位置信息卫星之间距离的卫星距离信息；
卫星概略位置信息生成步骤，所述定位装置的卫星概略位置信息生成装置，根据所述基准点信息和所述卫星方向信息，生成卫星概略位置信息，所述卫星概略位置信息表示在生成所述卫星方向信息的时刻的所述位置信息卫星的概略位置；
卫星当前位置信息生成步骤，所述定位装置的卫星当前位置信息生成装置，根据所述轨道信息，生成卫星当前位置信息，所述卫星当前位置信息表示所述定位装置进行定位时的所述位置信息卫星的位置；以及
初始位置信息生成步骤，所述定位装置的初始位置信息生成装置，根据所述基准点信息、所述时刻信息、所述卫星概略位置信息和所述卫星当前位置信息，生成所述初始位置信息。