JP2000275319A

JP2000275319A - Ｇｐｓ受信機およびその測位システム

Info

Publication number: JP2000275319A
Application number: JP11077891A
Authority: JP
Inventors: Makoto Murakami; 誠村上
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 1999-03-23
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＰＳ受信機の測位を行うためのアルゴリズ
ムをほとんど変更すること無く、極めて短時間で現在位
置の確定を行うことが可能なＧＰＳ受信機およびその測
位システムを提供すること。【解決手段】ＧＰＳサーバ２２は、ＤＧＰＳ基地局２
で受信された航法メッセージおよび受信データを一定時
間毎に収集し、ＧＰＳ衛星９の位置を計算することで航
法メッセージを補正し、これを記憶する。ＧＰＳ受信機
６は測位を開始する際に通信によりＧＰＳサーバ２２に
アクセスし、最適なＧＰＳ衛星９の補正された航法メッ
セージを受信し、これに含まれる補正エフェメリスデー
タを取得する。そして、ＧＰＳ受信機６はこの補正エフ
ェメリスデータにより測位を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＧＰＳ(Global Posi
tioning System) に適用されるＧＰＳ受信機とその測位
システム、より具体的にはＧＰＳ受信機における測位方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する
ことで現在位置を確定して表示するＧＰＳ受信機が開発
・販売されている。図６はＧＰＳ衛星９とＧＰＳ受信機
６０とによる測位システムを示した模式図である。ＧＰ
Ｓ受信機６０は、複数の衛星９からの電波を受信してＧ
ＰＳ衛星９からの擬似距離を測定することで、自己の現
在位置を検出可能な装置を内蔵した例えば手帳サイズの
携帯型あるいは車搭載型等のＧＰＳ受信機である。

【０００３】ＧＰＳシステムのように衛星からの電波を
受信して現在位置の位置情報（経度、緯度、高度）を取
得する電波測位においては、少なくとも４つのＧＰＳ衛
星９からの電波を直に受信する必要がある。また、各Ｇ
ＰＳ衛星９からの距離を測定して位置情報を演算するに
は、各ＧＰＳ衛星９の正確な軌道と、正確な計時情報
（時計）等の情報も必要になる。このため、ＧＰＳ受信
機６０は、各ＧＰＳ衛星９から図７に示すフォーマット
のデータ（航法メッセージ）８０を受信して衛星の軌道
計算を行う。

【０００４】ＧＰＳ衛星９から供給される主な情報は、
各ＧＰＳ衛星９の時刻補正情報８１、各衛星の軌道情報
（軌道暦、Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ、エフェメリス）８２、
ＧＰＳ衛星群の衛星情報（衛星暦、Ａｌｍａｎａｃ、ア
ルマナック）８３、電離層補正データ８４等がある。こ
のように、ＧＰＳ受信機６０は時刻、エフェメリスデー
タ、アルマナックデータ等の測位用の航法メッセージを
事前に持っていなくても、ＧＰＳ衛星９からの電波を受
信することによってこれらの航法メッセージを入手し、
ＧＰＳ衛星９を用いて電波測位を行うことができる。

【０００５】図８はＧＰＳ受信機６０における電波測位
の動作フローを示したものである。まず、ＧＰＳ受信機
６０は事前の情報、例えば時刻やＧＰＳ受信機６０の位
置等に関する情報が全く無い状態で測位をスタートする
コールドスタートか、あるいは現在位置の位置情報およ
び時刻として前回測位したときの情報が使用できる状態
で測位を行うウォームスタートかを判断する（ＳＴ８
１）。

【０００６】コールドスタートと判断したときは、アル
マナックデータもＧＰＳ受信機６０に記憶されていない
か、あるいは有効でなく利用できない場合である。した
がって、コールドスタートの場合には、全ＧＰＳ衛星９
のコードパターンを順次発生しながら受信可能な衛星を
検索して捕捉する（ＳＴ８２）。そして、ＧＰＳ衛星９
を１個でも捕捉できたら、そのＧＰＳ衛星９から発信さ
れている航法メッセージを少なくとも１サイクル受信し
てアルマナックデータを取得する（ＳＴ８３）。１サイ
クルの航法メッセージ（マスターフレーム）は、図７に
示した５つのサブフレームを備えた主フレームを２５フ
レーム備えており、送信速度が５０ｂｐｓ程度であるの
で、１マスターフレームを受信するのに１２〜１３分の
時間が必要となる。

【０００７】ＧＰＳ衛星９を１つでも捕捉してアルマナ
ックデータを取得できると、ＧＰＳ受信機６０の大まか
な現在位置と時刻が判明するのでその値をセットする
（ＳＴ８４）。そして、アルマナックデータと概略の現
在位置および時刻に基づき、可視位置にある適当なＧＰ
Ｓ衛星９を選択する（ＳＴ８５）。

【０００８】一方、ステップＳＴ８１でウォームスター
トであると判断した場合には、ＧＰＳ受信機６０に記憶
されているアルマナックデータ、現在位置および時刻の
情報は有効であると判断し、ステップＳＴ８５の処理を
実行する。ステップＳＴ８５の処理で選択したＧＰＳ衛
星９を捕捉できると、航法メッセージを受信し（ＳＴ８
６）、その中のエフェメリスデータを取得する（ＳＴ８
７）。

【０００９】これらのステップを可視範囲にある複数の
ＧＰＳ衛星９に対して行って所定の測定データが得られ
ると、各ＧＰＳ衛星９の擬似距離を計算して現在位置を
確定する単独測位を実行する（ＳＴ８８）。また、この
とき誤差が所定の値より大きい場合には航法メッセージ
に含まれた各種補正データを用いて単独測位の算出結果
を補正する。

【００１０】ここで求めた現在位置は、ＧＰＳ衛星９か
ら受信した航法メッセージの情報に基づいて算出したも
のであり、後述する差分情報を用いた相対測位と比較す
ると、含まれる誤差が非常に大きく、数１０〜数１００
ｍ単位なることもある。現在位置の確定が終わると、こ
れを算出する過程で得られた時計、アルマナックデータ
および現在位置の情報にＧＰＳ受信機６０の保存内容を
更新して一連の処理を終了する（ＳＴ８９）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術におけるＧＰＳ受信機６０では、コールド
スタートまたはウォームスタートのいずれの場合でも、
現在位置を確定するまでに非常に多くの時間を要すると
いう問題があった。

【００１２】特に、コールドスタートの場合には、アル
マナックデータを得るまでに少なくとも１２〜１３分程
度必要になる。したがって、擬似距離を計算するために
必要なＧＰＳ衛星９を捕捉するまでの時間を加味する
と、かなり長い時間が必要であった。

【００１３】また、複数のＧＰＳ衛星９を捕捉し、航法
メッセージを受信してから現在位置を確定するまでの演
算処理も、例えば電離層等の誤差要因が大きいと現在位
置を確定するまでに多くの繰り返し計算を行わなければ
ならず、確定までに長時間が必要となるという問題もあ
った。

【００１４】このように従来技術では、現在位置をＧＰ
Ｓ受信機６０の地図上に表示したいときに直ぐに正確な
現在位置を得ることができなかった。また、現在位置を
確定するまでの処理時間が長くなればその分多くの電力
を消費することになり、ＧＰＳ受信機６０を携帯端末に
した場合には頻繁に充電または電池の交換を行わなけれ
ばならないという問題も生じた。

【００１５】また、ウォームスタートの場合でも、各Ｇ
ＰＳ衛星のエフェメリスデータを得るために少なくとも
航法メッセージの主フレームを１つ受信して、それを解
析する必要があり、４つのＧＰＳ衛星に対してこのよう
な処理を行うには８分程度の時間が必要となる。ウォー
ムスタートの場合もまた、例えば電離層等の誤差要因が
大きいと、コールドスタートの場合と同様に現在位置を
確定するまでの演算時間が長くなるという問題があっ
た。

【００１６】一方、近年、ＧＰＳ受信システムの改良が
検討されており、例えば、単一チャネル低速シーケンシ
ング受信システム、２あるいは３チャネル低速シーケン
シング受信システム、高速シーケンシング（マルチプレ
クス）受信システム、さらには連続トラッキング（マル
チチャネル）受信システム等がある。しかしながら、こ
のように受信システムをマルチチャネル化することで、
複数の衛星からの航法データ受信を同時に行えば、測位
計算開始までの時間は短縮されるが、各衛星からのエフ
ェメリスデータ等の航法メッセージ取得の時間は短縮さ
れない。さらに、コールドスタート、ウォームスタート
の時にＧＰＳサーバから通信を用いて航法メッセージを
受信し、衛星信号の補足時間を短縮することが提案され
ているが、これら技術では測位演算に用いられる時刻お
よび位置情報の精度を向上させる技術では無かった。

【００１７】また、１ｍ以下の究極の測位精度を得る技
術としてディファレンシャルＧＰＳがある。これは、１
つのＧＰＳ受信機を地上の既知の場所に設置すること
で、ＧＰＳ衛星のデータに含まれている誤差を正確に算
出する技術である。すなわち、この従来技術では、既知
の場所に設置したＧＰＳ受信機により求めた誤差を、同
じ場所のＧＰＳ受信機に補正データとして提供すること
で正確な現在位置の確定を実現している。

【００１８】しかしながら、補正データにより位置補正
を行う場合、通常、デファレンシャル補正の標準フォー
マットであるＲＴＣＭ等のフォーマットで擬似距離の補
正を行う。このため、ＧＰＳ受信機の測位アルゴリズム
にディファレンシャルの計算アルゴリズムを追加しなけ
ればならず、単独測位より多くの計算時間が必要であっ
た。また、このようなディファレンシャルＧＰＳでは、
従来技術で示したウォームスタートまたはコールドスタ
ートと同様に、航法メッセージを入手するまでに多くの
時間が必要となるという問題は解決できなかった。

【００１９】本発明はこのような従来技術の課題を解決
し、ＧＰＳ受信機の測位を行うためのアルゴリズムをほ
とんど変更すること無く、極めて短時間で正確な現在位
置の確定を行うことが可能なＧＰＳ受信機およびその測
位システムを提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、現在位置の確定を行うＧＰＳ受信機は、
当該ＧＰＳ受信機のための補正された航法メッセージを
ネットワークを介して受信するデータ通信部と、補正さ
れた航法メッセージを用いてＧＰＳ衛星の位置を計算
し、擬似距離を求めて現在位置の確定を行う演算部とを
有する。

【００２１】また、本発明によるＧＰＳ測位システムは
ＤＧＰＳ基地局とＧＰＳサーバとＧＰＳ受信機により構
成される。ＤＧＰＳ基地局は、ＧＰＳ衛星より測位のた
めの航法メッセージを受信するとともに、ＧＰＳ衛星の
受信タイミング（本明細書では受信データと称す）を計
測し、これらをＧＰＳサーバに送る。ＧＰＳサーバは、
これら航法メッセージと受信データとにより、ＧＰＳ衛
星の見かけ上の軌道を算出し、この軌道に合わせて航法
メッセージを補正する。ＧＰＳサーバは、複数のＤＧＰ
Ｓ基地局よりＧＰＳ衛星からの受信データを定期的に収
集し、その都度航法メッセージの補正演算を行ない、こ
れを記憶する。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からの信号
を受信する前にＧＰＳサーバとネットワークを介して接
続し、このＧＰＳサーバより補正された航法メッセージ
を受信する。そして、この補正された航法メッセージを
もとに衛星を補足するとともに、この補正された航法メ
ッセージと計測したＧＰＳ衛星の受信データとを用いて
ＧＰＳ衛星の位置を計算し、擬似距離を求めて現在位置
の確定を行う。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よるＧＰＳ受信機およびその測位システムの実施の形態
を詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明によるＧＰＳ測位システムの
一実施の形態を示すシステム構成図である。同図に示す
ように本実施の形態におけるＧＰＳ測位システムでは、
ＧＰＳ衛星９からの電波を受信するＤＧＰＳ基地局２
と、ＤＧＰＳ基地局２から受信データを収集して、受信
された航法メッセージから見かけ上の軌道情報に補正し
た航法メッセージを作成し、インターネット１を介して
提供する情報提供システム２０と、情報提供システム２
０より補正された航法メッセージをインターネット１を
介して取得して測位を行う幾つかのタイプのＧＰＳ受信
機６とを備えている。

【００２４】ＧＰＳサーバ２２は、ＤＧＰＳ基地局２の
設置されている正確な位置と、常時受信しているＧＰＳ
衛星９から受信した図７に示す航法メッセージおよびＤ
ＧＰＳ基地局２で測定した受信データとにより、地上か
ら見た相対的な（見かけ上の）ＧＰＳ衛星９の位置を正
確に計算する。そして、ＧＰＳサーバ２２は計算した相
対的なＧＰＳ衛星９の位置から、ＧＰＳ受信機６で使用
する測位用の補正された航法メッセージを一定時間毎に
生成し、このデータをインターネット１を介して情報提
供システム２０に伝達する。

【００２５】図２はＧＰＳサーバ２２により生成される
補正された航法メッセージの概要を示す説明図である。
ＧＰＳサーバ２２はＤＧＰＳ基地局２より受信したＧＰ
Ｓ衛星９の航法メッセージに含まれるエフェメリスデー
タから、この衛星９の軌道ｅ（ｔ）がわかる。ＤＧＰＳ
基地局２は設置されている正確な位置が分かっているた
め、ＧＰＳ衛星９から受信した正確な時刻情報により、
ＧＰＳ衛星９との実際の距離Ｄを算出することができ
る。また、ＤＧＰＳ基地局２はＧＰＳ衛星９の受信デー
タを測定することで、ＧＰＳ衛星９から発信された電波
が地上に届くまでの時間を計り、これに光速を掛けるこ
とによって、ＧＰＳ衛星９までの距離Ｄ’を算出するこ
とができる。

【００２６】一方、ＧＰＳ衛星９とＤＧＰＳ基地局２と
の間には電離層等の誤差要因があり、このような誤差要
因によって光の速度が実際の速度よりも遅くなる。この
ため、図２に示すように実際の距離Ｄよりも見かけ上の
距離Ｄ’が長くなり、ＧＰＳ受信機６が誤差を考慮しな
い場合の見かけ上のＧＰＳ衛星９の軌道はｅ’（ｔ）と
なる。したがって、ＧＰＳ衛星９のエフェメリスデータ
をｅ（ｔ）では無くｅ’（ｔ）に補正してこれを測位用
の補正された航法メッセージとして用いれば、後から誤
差要因を加味して計算をしなおす必要が無くなり、短時
間で正確に測位を行うことが可能となる。

【００２７】このようなエフェメリスデータの補正の例
として、図３に示すようにエフェメリスデータの中の衛
星時刻情報を修正することが考えられる。

【００２８】一般的にＧＰＳの測位の方法として擬似距
離による測位が行われるが、ＧＰＳ受信機６で計算され
る受信時刻と衛星での送信時刻の時間差からＧＰＳ受信
機６とＧＰＳ衛星９の距離を求め、この擬似距離から受
信機の位置を計算する。

【００２９】ＤＧＰＳ基地局２で受信した信号から求め
る見かけ上の擬似距離Ｄ’が、ＤＧＰＳ基地局２の実際
の位置から求められる距離Ｄより長い場合、ＧＰＳ衛星
９の時計が遅れていると見做し、送信時刻ｔｓ’を早め
ることで補正することが可能である。したがって、ＧＰ
Ｓ衛星９の時計を図３の送信時刻ｔｓから送信時刻ｔ
ｓ’に早めるようにエフェメリスデータの衛星時計の補
正情報を修正することで、この補正エフェメリスデータ
を使用するＧＰＳ受信機９は衛星からの信号送信時刻が
早くなったことになる。このため、受信時刻をｔr とす
ると、距離Ｄ’＝（ｔr −ｔｓ’）×Ｃとなり、距離Ｄ
＝（ｔr −ｔｓ）×Ｃと比較して計算上の擬似距離が長
くなるので実質的に測位を補正したことになる。

【００３０】このようなＧＰＳ衛星９の信号送信の時刻
を補正することは、擬似距離を補正する１つの手段で、
この場合は図２に示すように地上から見たＧＰＳ衛星９
の軌道が地球から離れたように見せることになる。エフ
ェメリスデータには、ＧＰＳ衛星９の時計の誤差を計算
するためのパラメータを含んでおり、ＧＰＳ衛星９から
受信されるエフェメリスデータの１つの数値を変更する
だけで実現できるので、ＧＰＳ受信機６の測位用のアル
ゴリズムをほとんど変更する必要が無い。

【００３１】補正後の擬似距離は、ＤＧＰＳ基地局２で
受信した情報を基に作られるため、その周囲において有
効となる電波の伝播時間等の影響が含まれている。した
がって、ＧＰＳ受信機９がＤＧＰＳ基地局２に近ければ
十分な補正効果を得ることができる。なお、エフェメリ
スデータは時刻からＧＰＳ衛星９の軌道を計算する情報
であり、過去の衛星の軌跡から近似計算で衛星の見かけ
上の軌道を作りだすことも可能である。

【００３２】図１に戻って、情報提供システム２０は、
インターネット１と接続されたメールサーバ２１と、こ
のメールサーバ２１を介して、あるいは直にインターネ
ット１と接続して情報の授受が可能なＧＰＳサーバ２２
を備えている。ＧＰＳサーバ２２は、例えば全国に配置
された複数のＤＧＰＳ基地局２から各ＧＰＳ衛星９の航
法メッセージと受信データとを収集し（受信データは定
期的に収集する）、補正航法メッセージを計算しこれを
記憶する。ＧＰＳサーバ２２はまた、ユーザからメール
サーバ２１に到来したＧＰＳサーバ２２宛の電子メール
を解析し、電子メールが発信された場所に適した測位用
の補正された航法メッセージを、電子メール化して発信
元に送信（発送、提供）できる機能を備えている。

【００３３】また、ＧＰＳサーバ２２は、インターネッ
ト経由で専用のプロトコルでユーザのＧＰＳ受信機６と
の間で接続を確立し、測位用の補正された航法メッセー
ジをＧＰＳ受信機６に提供することも可能となってい
る。したがって、ＧＰＳサーバ２２はインターネット１
に接続された各種のサーバとアクセスできるとともに、
各地に配置された複数のＤＧＰＳ基地局２より受信デー
タを定期的に受信・記憶できるようになっている。

【００３４】インターネット１に接続されたプロバイダ
のサーバ５にはダイヤルアップＩＰ接続によって有線ま
たは無線を介して、手帳サイズのＧＰＳ受信機６ａ、腕
装着型のＧＰＳ受信機６ｂまたは自動車に搭載されたＧ
ＰＳ受信機６ｃ等の様々なタイプのＧＰＳ受信機６が接
続可能になっている。これらＧＰＳ受信機６より測位用
の補正された航法メッセージの提供要求が、電子メール
あるいは専用のプロトコルによってメールサーバ２１お
よびＧＰＳサーバ２２に伝達される。

【００３５】この際、ＧＰＳ受信機６がアクセスしたア
クセスポイント５ａの位置が電子メールのデータまたは
専用プロトコルで伝達されるデータに含まれるようにな
っている。同様に、公衆電話網を介してＧＰＳ受信機６
がプロバイダ５に接続した場合は、ＧＰＳ受信機６が接
続したアクセスポイント（ノード）の情報、例えばＧＰ
Ｓ受信機６と交信したＰＨＳ基地局７ａ、無線電話の基
地局７ｂおよび有線電話の電話番号等の位置情報が位置
情報センタ８からプロバイダ５に送信され、その情報が
電子メールに付加され、あるいは専用プロトコルによっ
て、最終的にＧＰＳサーバ２２に伝達される。

【００３６】また、情報ステーション１０は、情報提供
システム２０によってインターネット１を介して世界中
に情報を提供できるようになっているとともに、上述し
たプロバイダとしての機能も備えている。このため、情
報提供システム２０の下流にＬＡＮ１１を介して多様な
用途のゲートウェイ１２が接続されている。そして、こ
のゲートウェイ１２を介してアクセスポイント１３、あ
るいは公衆電話網７から測位用の補正された航法メッセ
ージを要求する電子メールや専用プロトコルによる通信
が、情報提供システム２０に送信されるようになってい
る。ゲートウェイ１２を介して情報提供システム２０に
伝達される電子メールまたは専用プロトコルによる通信
も、プロバイダ５のケースと同様にＧＰＳ受信機６がア
クセスしたアクセスポイント１３の位置情報あるいは公
衆電話網７のノードの情報が位置情報センタ８等の機能
により自動的に付加されるようになっている。

【００３７】図４はＧＰＳ受信機６と情報提供システム
２０の機能的な概略構成を示した機能ブロック図であ
る。ＧＰＳ受信機６は、制御部４８から位置情報を取得
する要求があると電波測位を行うＧＰＳ測量部（電波測
位部）３９を有し、その際に必要となる測位のための補
正された航法メッセージがＲＡＭ等の内部記憶装置３２
または外部記憶装置３５等の記憶部４５に記憶される。
ＧＰＳ受信機６はこれらの測位用の補正された航法メッ
セージを適当なタイミングでインタフェースとなるデー
タ通信装置３８を介してインターネット経由で取得する
情報取得部４６を備えている。このようにＧＰＳ受信機
６は、ＧＰＳ衛星９から測位用の航法メッセージを取得
せずに、前もって補正されたＧＰＳ衛星９の航法メッセ
ージに含まれるエフェメリスデータを受信して電波測位
を開始することができる。

【００３８】前述したように、測位用の補正された航法
メッセージをインターネット経由でＧＰＳサーバ２２か
ら取得する方法は２種類用意されている。その１つは、
メールサーバ２１のメールボックス２３を介して交換さ
れる電子メールを用いた蓄積交換型の情報提供システム
を用いた方法である。もう１つの方法は、専用プロトコ
ルを用いてＧＰＳサーバ２２と直にコネクションを張っ
て測位用の補正された航法メッセージを取得する方法で
ある。

【００３９】ＧＰＳ受信機６のアクセス位置は、例えば
ダイヤルアップ接続により専用プロトコルによるセッシ
ョンが確立するときに割り当てられるＩＰアドレスを元
にＩＰテーブルを参照することで、対応するアクセスポ
イントの位置が検索される。また、公衆電話網を介して
インターネットにアクセスしたときは、位置情報センタ
８で判明するＰＨＳ基地局の番号等に基づいてＧＰＳ受
信機６がアクセスしたポイントを判断することができ
る。これらのアクセスポイントの位置を示す情報（アク
セス位置）は、複数のサーバを介して蓄積交換される電
子メールの場合も経路情報として付加することが可能で
ある。

【００４０】これらＧＰＳ衛星９の補正された航法メッ
セージは、ＧＰＳサーバ２２のデータ収集機能によっ
て、インターネット等を介してＤＧＰＳ基地局２から定
期的に収集されて更新されている。したがって、ＧＰＳ
サーバ２２は、この近似的な位置情報であるアクセス位
置が判明すると、この位置に適した補正された航法メッ
セージをＧＰＳ受信機６に提供することができる。

【００４１】図５はＧＰＳ受信機６の処理を示すフロー
チャートである。以下、図５および図１を用いてＧＰＳ
受信機６の動作を説明する。ＧＰＳ受信機６は、測位を
行う場合、ネットワークにアクセスしてＧＰＳサーバ２
２より測位用の補正された航法メッセージに含まれる補
正エフェメリスデータを受信する（ＳＴ５１）。このと
き受信する補正エフェメリスデータは、ＧＰＳ受信機６
の位置から捕捉可能な例えば４つ以上のＧＰＳ衛星９の
補正エフェメリスデータである。

【００４２】ＧＰＳ受信機６は複数の補正エフェメリス
データを受信すると、その中の１つ、最終の測位位置、
内蔵時計等により現在位置および現在時刻を仮定する
（ＳＴ５２）。そして、ＧＰＳ受信機６は、補正エフェ
メリスデータを受信したＧＰＳ衛星９の各々に関して、
これより送信される受信データ、すなわち受信タイミン
グ（位相）を計測する（ＳＴ５３）。さらに、各ＧＰＳ
衛星９の位置を計算し（ＳＴ５４）、擬似距離を計算し
て（ＳＴ５５）、現在位置および時刻を修正する（ＳＴ
５６）。これら各々の擬似距離より交点を求めて現在位
置を算出し、その誤差を予測する（ＳＴ５７）。その結
果、誤差が大きければステップＳＴ５３に戻って擬似距
離の計算を再度行い、また誤差が小さければ算出した結
果により現在位置の確定を行いこれをＧＰＳ受信機６の
画面上に表示して処理を終了する（ＳＴ５７）。

【００４３】例えば、従来技術の場合、通信を用いずＧ
ＰＳ受信機６が単独で測位を行う場合、ＧＰＳ受信機６
はＧＰＳ衛星９からの信号を探し、受信を開始後、ＧＰ
Ｓ衛星９から送られてくるエフェメリスデータを受信し
メモリに保存していた。そして、現在位置と現時刻の仮
定を初期値として、エフェメリスデータから求まる衛星
位置と衛星からの信号の位置情報から求まる擬似距離と
により、仮定現在位置を比較することを繰り返し計算す
ることで現在位置の確定を行なっていた。また、補正情
報を通信で受信して補正をかける従来技術におけるディ
ファレンシャルＧＰＳの場合は、この補正情報を異なる
メモリに保存し、測位のための繰り返し計算に加味する
ことで正確な測位を行っていた。

【００４４】一方、本実施の形態では、ＧＰＳ受信機６
は、ＧＰＳサーバ２２から送信される補正された航法メ
ッセージに含まれる補正エフェメリスデータを、ＧＰＳ
衛星９から受信するエフェメリスデータの代わりに保存
する以外は、従来と同様のアルゴリズムで測位計算を行
う。したがって、ＧＰＳ受信機６の測位のためのアルゴ
リズムを変更せずに、あらかじめ補正された航法メッセ
ージにより測位演算を行うことができる。

【００４５】ＧＰＳ衛星９の航法メッセージの補正内容
は時刻とともに変化するため、ＧＰＳ受信機６に補正さ
れたエフェメリスデータを供給するＧＰＳサーバ２２
は、一定時間間隔でＤＧＰＳ基地局２と通信し、最新の
補正エフェメリスデータをＧＰＳ受信機６に提供する。
このように常に補正された航法メッセージに含まれる補
正エフェメリスデータを逐次更新することで、正確な測
位を非常に短時間で行うことが可能となる。

【００４６】なお、このような補正データはＧＰＳサー
バ２２で作られたエフェメリスデータとして送られるた
め、測位時点の補正だけではなく、数時間後の見かけ上
の衛星軌道に補正することが可能である。したがって、
将来、予測技術が開発された場合に、ＧＰＳ受信機６に
変更を加えずにＤＧＰＳ基地局２の補正エフェメリスデ
ータの作成部分を変更するだけで将来の予測を含めた補
正を行うことも可能である。

【００４７】

【発明の効果】このように本発明のＧＰＳ受信機および
その測位システムによれば、ＧＰＳ受信機の測位を行う
ためのアルゴリズムをほとんど変更すること無く、極め
て短時間で現在位置の確定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＧＰＳ受信機およびその測位シス
テムの実施の形態を示すシステム構成図。

【図２】補正された航法メッセージの内容を示す説明
図。

【図３】ＧＰＳ衛星の時計を遅らせて航法メッセージを
補正する場合の説明図。

【図４】図１に示すＧＰＳ受信機と情報提供システムの
機能ブロック図。

【図５】ＧＰＳ受信機の測位動作を示すフローチャー
ト。

【図６】ＧＰＳ衛星を用いて電波測位を行う概要を示す
図。

【図７】ＧＰＳ衛星から送信されている情報の一例を示
す図。

【図８】ＧＰＳ衛星から初期化情報を取得して測位を行
う処理を示すフローチャート。

【符号の説明】

１インターネット２ＤＧＰＳ基地局５プロバイダ６ＧＰＳ受信機７公衆電話回線８位置情報センタ９ＧＰＳ衛星１０情報提供ステーション１１ＬＡＮ１２ゲートウェイ２０情報提供システム２２ＧＰＳサーバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＧＰＳ衛星からの受信データと航法メッ
セージからＧＰＳ衛星との距離を算出することにより、
現在位置の確定を行うＧＰＳ受信機において、当該ＧＰＳ受信機のための補正された航法メッセージを
ネットワークを介して受信するデータ通信部と、前記補正された航法メッセージを用いて前記ＧＰＳ衛星
の位置を計算し、擬似距離を求めて前記現在位置の確定
を行う演算部とを有することを特徴とするＧＰＳ受信
機。
【請求項２】請求項１に記載のＧＰＳ受信機におい
て、前記補正された航法メッセージは、前記ＧＰＳ衛星
の見掛け上の軌道を示すエフェメリスデータであること
を特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項３】請求項２に記載のＧＰＳ受信機におい
て、前記補正された航法メッセージは、前記ＧＰＳ衛星
の時計の情報をずらしたエフェメリスデータであること
を特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項４】請求項１に記載のＧＰＳ受信機におい
て、前記補正された航法メッセージを用い、単独測位と
同様のアルゴリズムを用いて位置補正を行うことを特徴
とするＧＰＳ受信機。
【請求項５】ＧＰＳ衛星より測位のための航法メッセ
ージを受信し、衛星からの信号の受信タイミングを測定
するＤＧＰＳ基地局と、複数の前記ＤＧＰＳ基地局より前記ＧＰＳ衛星からの航
法メッセージと受信データとを定期的に収集して前記Ｇ
ＰＳ衛星の航法メッセージを補正し、この補正された航
法メッセージを記憶するＧＰＳサーバと、前記ＧＰＳサーバとネットワークを介して接続され、こ
のＧＰＳサーバより前記補正された航法メッセージを受
信し、この補正された航法メッセージを用いて前記ＧＰ
Ｓ衛星の位置を計算し、擬似距離を求めて前記現在位置
の確定を行うＧＰＳ受信機とを有することを特徴とする
ＧＰＳ測位システム。
【請求項６】請求項５に記載のＧＰＳ測位システムに
おいて、前記補正された航法メッセージは、前記ＧＰＳ
衛星のエフェメリスデータであることを特徴とするＧＰ
Ｓ測位システム。
【請求項７】請求項６に記載のＧＰＳ測位システムに
おいて、前記補正された航法メッセージは、前記ＧＰＳ
衛星の時計の情報をずらしたエフェメリスデータである
ことを特徴とするＧＰＳ測位システム。
【請求項８】請求項５に記載のＧＰＳ測位システムに
おいて、前記ＧＰＳ受信機は前記補正された航法メッセ
ージを用い、単独測位と同様のアルゴリズムを用いて位
置補正を行うことを特徴とするＧＰＳ受信機の測位シス
テム。