JP2000321346A - 測位装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池寿命の長期化、及び装置の小型化が可能
となる測位装置を提供する。 【解決手段】 ＧＰＳ衛星から送られてくる位置情報に
基づき、ＧＰＳ処理部１２により現在位置を計測する。
現在位置の計測に先立ち、角度検出部２２により装置本
体の水平に対する傾き角度を検出し、検出した傾き角度
が所定の許容範囲を超えて大きく傾いていたときには、
ＧＰＳ処理部３による現在位置の計測動作を中止する。
また、水平に対する傾き角度と同時に、方位検出部２１
により検出した磁北の方向に基づき装置本体の傾き方向
を検出して装置本体の姿勢状態を取得し、それが現在そ
の場所での衛星からの電波の受信が可能な姿勢状態でな
ければ、ＧＰＳ処理部３による現在位置の計測動作を中
止する。無意味な測位動作よる消費電力が削減できる。

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衛星等から
送られてくる測位情報を用いて自己位置を計測する測位
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＰＳによる位置計測に用いられ
る測位装置では、複数のＧＰＳ衛星から送られる電波に
含まれるエフェメリス、アルマナック等の航法信号すな
わち測位情報を受信することにより、自己位置が計測可
能となる。なお、エフェメリスは送信元の衛星自身の軌
道情報や時計の補正情報などのデータであり、アルマナ
ックは全ての衛星の概略軌道に関するデータである。測
位情報の受信に際しては、各衛星を捕捉する、すなわち
衛星からのデータの送信タイミングに受信タイミングを
同期させることによって行われており、また捕捉できる
衛星の数が多い方が正確な位置計測可能となっている。
また、衛星から送られる電波は、受信環境等によっては
受信できない場合があるため、測位装置では、所定の位
置計測操作があったとき、または一定時間毎の定期的な
計測時に測位情報の受信動作を開始した後、一定時間測
位情報を受信できなければ、エラーとして計測動作を終
了させるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た測位装置を、例えば腕時計等に組み込み携帯性を確保
する場合には以下のような問題がある。すなわち、前述
した位置計測時における測位情報の受信には、時計とし
ての動作時に比べ、大きな電流を必要とすることから、
電池の寿命が短くなり、またそれを補うため電池の容量
を大きくすると装置の大型化を招き携帯性が損なわれる
という問題があった。

【０００４】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、電池寿命の長期化、及び装置の小型化
が可能となる測位装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明にあっては、衛星から送られてくる測
位情報を受信し、この測位情報に基づき自己位置を計測
する測位手段と、装置本体に設定された基準面の水平に
対する傾き角度を検出する傾斜角検出手段と、この傾斜
角検出手段により検出された傾き角度が所定の許容範囲
以内の場合に、前記測位手段による自己位置の計測動作
を許可する制御手段とを備えたものとした。

【０００６】かかる構成においては、装置本体が水平に
対して大きく傾くとともに、その基準面の傾き角度が所
定の許容範囲以内の場合に、制御手段により測位手段に
よる自己位置の計測動作が許容される。したがって、前
記所定の許容範囲として、天空に位置する所定数の衛星
からの電波を受信する際、その受信に支障を来さないよ
うな角度の範囲を設定しておくことにより、基準面の傾
き角度が所定の許容範囲を超えており電波の受信ができ
ない状態であるにもかかわらず一定時間測位情報の受信
を試行するといった無駄な動作が防止できる。

【０００７】また、請求項２の発明にあっては、衛星か
ら送られてくる測位情報を受信し、この測位情報に基づ
き自己位置を計測する測位手段と、装置本体に設定され
た基準面の水平に対する傾き角度を検出する傾斜角検出
手段と、この傾斜角検出手段により検出された傾き角度
が所定の許容範囲以内にある状態が所定時間継続してい
る場合に、前記測位手段による自己位置の計測動作を許
可する制御手段とを備えたものとした。

【０００８】かかる構成においては、装置本体が水平に
対して大きく傾くとともに、その基準面の傾き角度が所
定の許容範囲以内にある状態が所定時間継続している場
合に、制御手段により測位手段による自己位置の計測動
作が許容される。したがって、前記所定の許容範囲とし
て、天空に位置する所定数の衛星からの電波を受信する
際、その受信に支障を来さないような角度の範囲を設定
しておくことにより、基準面の傾き角度が所定の許容範
囲を超えており電波の受信ができない状態であるにもか
かわらず一定時間測位情報の受信を試行するといった無
駄な動作が防止できる。しかも、基準面の傾き角度が瞬
間的に所定の許容範囲以内となった場合、つまり装置本
体の水平に対する傾きが一時的に小さくなったときであ
っても前述した無駄な動作が防止できる。

【０００９】また、請求項３の発明にあっては、さら
に、前記測位手段により計測された過去の自己位置を記
憶する計測結果記憶手段を備え、前記所定の許容範囲
は、前記計測結果記憶手段に記憶されるとともに所定の
条件を満たす過去の自己位置と、予め記憶されている衛
星の位置とに基づき前記過去の自己位置にて前記測位手
段による前記測位情報の受信が可能と判断される、前記
基準面の各方向に対する傾き角度の許容範囲であるもの
とした。

【００１０】かかる構成においては、装置本体に設定さ
れた基準面の水平方向に対する傾き角度が、所定の条件
を満たす過去の自己位置と、予め記憶されている衛星の
位置とに基づき前記過去の自己位置にて測位手段による
測位情報のが可能と判断される、前記基準面の各方向に
対する傾き角度の許容範囲以内の場合、又はその状態が
所定時間継続している場合に、制御手段により測位手段
による自己位置の計測動作が許容される。したがって、
前記所定の条件を適宜設定することにより、電波の受信
ができない状態を確実に判断することができ、そのよう
な状態であるにもかかわらず一定時間測位情報の受信を
試行するといった無駄な動作がより確実に防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）

【００１２】以下、本発明の一実施の形態を図にしたが
って説明する。図１は、本発明に係る測位装置１を示す
平面図である。この測位装置１は、使用者の腕に装着可
能な腕時計型であって、装置本体２の前後にリストバン
ド３，３の取付部２ａ，２ａが設けられ、装置本体２の
一方の側部には後述するＧＰＳアンテナ１１が収容され
たアンテナ部４を有する構造を備えている。また、装置
本体２の表面側には、風防ガラスによって保護されたＬ
ＣＤからなる表示部５、及び複数の操作ボタンＡ〜Ｅが
設けられている。

【００１３】図２は、測位装置１の電気的構成を示すブ
ロック図であって、測位装置１は平面型のＧＰＳアンテ
ナ１１及びＧＰＳ処理部１２を有している。ＧＰＳ処理
部１２は、ＲＦ、Ａ／Ｄ、データレジスタ、カウンタ
ー、デコーダー、及びそれらの制御を行うＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ及びＲＡＭ等により構成されている。ＧＰＳ処理部１
２はＧＰＳアンテナ１１によって受信されたＧＰＳ衛星
からのＬ１帯の受信電波を増幅・復調した後、エフェメ
リス情報やアルマナック情報といった衛星データの解読
を行い、解読したデータに基づき自己位置の計算等の位
置計測を行う。ＧＰＳ処理部１２による計測結果は、測
位装置１全体を制御するＣＰＵ１３へ送られた後、表示
回路１４に設けられているＬＣＤ（表示部５）に表示さ
れる。なお、測定が行われていないときには、前記ＬＣ
Ｄには図外の時計部からＣＰＵ１３へ送られた現在時刻
等が表示される。ＧＰＳ処理部１２及びＣＰＵ１３への
電力供給は、電源（電池）を含む電源回路１５によって
行われている。ＣＰＵ１３は、ＲＡＭ１６をワーキング
メモリとして使用しつつ、ＲＯＭ１７に格納されている
プログラムに基づき動作し、ＧＰＳ処理部１２等の各部
を制御する。前記ＲＡＭ１６には、ＣＰＵ１３の制御に
際して各種データが記憶される。

【００１４】また、ＣＰＵ１３には、ユーザーが測位装
置１の操作を行うための前記複数のスイッチＡ〜Ｅが接
続されたスイッチ入力部１８と、衛星データ記憶部１
９、地図データ記憶部２０、方位検出部２１、角度検出
部２２が接続されている。衛星データ記憶部１９は、Ｇ
ＰＳ処理部１２により読み出されたり或いは更新された
りするエフェメリス情報やアルマナック情報といった衛
星データを保存するためのＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メ
モリである。地図データ記憶部２０は、地図データや測
位系データ等の変更されないデータが格納されたＲＯＭ
であって、前記地図データには、各地点の標高データ等
の地形情報が含まれている。

【００１５】方位検出部２１は地磁気の方向（磁北の方
向）を検出するための磁気センサ２３（例えばＭＲ素子
(磁気抵抗素子)）を有しており、磁気センサ２３の検出
信号は方位検出部２１によって処理されＣＰＵ１３へ送
られる。また、角度検出部２２は装置本体２に設定され
た基準面（本実施の形態では装置本体２の上面）の水平
に対する傾き角度を検出するための傾斜角センサ２４を
有しており、傾斜角センサ２４の検出信号は角度検出部
２２によって処理されＣＰＵ１３へ送られる。また、傾
斜角センサ２４は、装置本体２の中央部で互いに直交す
る２つの基準線Ｌ，Ｍ（図１参照）に沿った傾斜角度を
それぞれ検出するものであり、双方の傾斜角度によって
角度検出部１３は装置本体２の任意の方向の傾き角度の
検出が可能となっている。

【００１６】次に、以上の構成からなる測位装置１にお
いて、例えば使用者によって位置計測開始用のスイッチ
が押されたとき、または一定時間毎の定期的な計測モー
ドが設定されているとき、ＣＰＵ１３により実行される
位置計測処理にかかる動作を図３のフローチャートに従
い説明する。

【００１７】すなわち、ＣＰＵ１３は位置計測動作を開
始すると、まず角度検出部２２の傾斜角センサ２４によ
って前述した基準面の水平に対する傾き角度を検出する
（ステップＳＡ１）。なお、ここで検出する傾き角度
は、装置本体２の傾き方向には関係なく、いずれかの方
向への最大の傾き角度である。続いて、検出した傾き角
度が、図４に示すように、予め決められている許容角度
αよりも小さいか否かを判別する（ステップＳＡ２）。
この許容角度αは、天空に位置する所定数のＧＰＳ衛星
からの電波の受信に支障を来さない角度であって、例え
ば３０度である。ここで、検出した傾き角度が許容角度
αよりも小さいときには（ステップＳＡ２でＹＥＳ）、
さらに、その状態が所定時間継続していたか否かを判別
する（ステップＳＡ３）。この所定時間は、装置本体２
の傾き状態が安定しているか否かを判断するための時間
であって、例えば１０秒程度である。そして、前記状態
が所定時間継続しており装置本体２の傾き状態が安定し
ていると判断できたときには（ステップＳＡ３でＹＥ
Ｓ）、ＧＰＳ衛星から送られてくる測位情報をＧＰＳ処
理部３によって受信するとともに、受信した測位情報に
基づき現在位置を計測する測位処理を行い（ステップＳ
Ａ４）、位置計測動作を終了する。

【００１８】一方、ステップＳＡ２の判別結果がＮＯで
あって、検出した傾き角度が許容角度αよりも大きいと
きには、測位処理に必要な数の衛星から電波が受信でき
ないと判断し、そのまま位置計測動作を終了する。これ
により、装置本体２が例えば大きく傾いている場合に
は、一定時間測位情報の受信を試行するといった無駄な
位置計測を行うことがない。よって、無駄な位置計測を
行うことによって電池が不必要に消耗することがない。
特に、一定時間毎に自動的に位置計測を行う計測モード
が設定されているときには、かかる効果が大きく、電池
寿命の長期化と同時に、電池の小型化を図ることができ
る。

【００１９】また、前述したステップＳＡ３の判別結果
がＮＯであって、装置本体２の傾き状態が安定していな
いと判断できるときにも、測位処理を行うことなく位置
計測動作を終了する。したがって、装置本体２の傾きが
瞬間的に電波の受信に支障を来さない角度となり、再び
受信に支障を来たす傾きとなるような場合においても、
無駄な位置計測を行うことによって電池が不必要に消耗
することがない。これによっても、電池寿命の長期化と
同時に、電池の小型化を図ることができる。

【００２０】（第２の実施の形態）次に、本発明におけ
る第２の実施の形態を説明する。図５は、図１と同様の
構成を備えた測位装置１において、ＣＰＵ１３により実
行される他の位置計測動作を示すフローチャートであ
る。

【００２１】すなわち、ＣＰＵ１３は位置計測動作を開
始すると、まず前回測位時からの経過時間を算出し（ス
テップＳＢ１）、それが予め決められている所定時間以
内か否かを判別する（ステップＳＢ２）。なお、所定時
間は、測位装置１の使用者が徒歩で移動することを前提
として決められた時間であって、例えば数分〜数十分程
度の短時間である。ここで、前回測位時から所定時間を
過ぎていれば、ＧＰＳ衛星から送られてくる測位情報を
ＧＰＳ処理部１２によって受信するとともに、受信した
測位情報に基づき現在位置を計測する測位処理を行い
（ステップＳＢ７）、その時点の時刻と測位結果とをＲ
ＡＭ１６に記憶した後（ステップＳＢ８）、位置計測動
作を終了する。

【００２２】一方、ステップＳＢ２の判別結果がＹＥＳ
であって、前回測位時から所定時間以内であったときに
は、衛星データ記憶部１９に記憶されている衛星データ
（エフェメリス情報やアルマナック情報）から知ること
ができる、ＲＡＭ１６に記憶されている前回計測された
位置付近の天空での各衛星の概略配置状態に応じた姿勢
状態の範囲を演算する（ステップＳＢ３）。この姿勢状
態の範囲は、前回計測された位置付近での位置計測に必
要な所定数の衛星からの電波の受信を可能とする姿勢状
態の範囲であって、例えば図６に示すように、東西方向
の傾き方向については東に向かって０度〜α度、西に向
かって０度〜β度といった範囲を演算する。

【００２３】次に、角度検出部２２の傾斜角センサ２４
によって、装置本体２に設定された前記基準面の水平に
対する傾き角度を検出し、かつ前記方位検出部２１の磁
気センサ２３によって磁北の方向を検出するとともに、
その磁北の方向と前述した装置本体２に設定されている
基準線Ｌ，Ｍとの関係に基づき前記基準面の傾きの方向
を検出する（ステップＳＢ４）。これにより装置本体２
がどの方角に何度傾いているのかといった姿勢状態を取
得する。そして、取得した姿勢状態がステップＳＢ３で
演算された許容範囲内か否かを判断する（ステップＳＢ
５）。つまり、前回測位時からの経過時間が短時間であ
って、その時点と現在位置とが大きく離れていないと考
えられる場合には、前回測位された位置付近と現在位置
付近とでは、位置計測に必要な所定数の衛星からの電波
の受信が可能な姿勢状態がほぼ同一であると仮定して、
現在の姿勢状態での測位の可能性を判断する。

【００２４】ここで、取得した姿勢状態において電波の
受信が可能であるものと判断したときには、さらに、そ
の状態が所定時間継続していたか否かを判別する（ステ
ップＳＢ６）。この所定時間は、装置本体２の姿勢状態
が安定しているか否かを判断するための時間であって、
例えば１０秒程度である。そして、姿勢状態が所定時間
継続して許容範囲内であって装置本体２の姿勢状態が安
定していると判断できたときには（ステップＳＢ６でＹ
ＥＳ）、ＧＰＳ衛星から送られてくる測位情報をＧＰＳ
処理部３によって受信するとともに、受信した測位情報
に基づき現在位置を計測する測位処理を行い（ステップ
ＳＢ６）、位置計測動作を終了する。一方、ステップＳ
Ｂ５の判別結果がＮＯであって、取得した姿勢状態が電
波の受信が可能でないものと判断したときには、そのま
ま位置計測動作を終了する。これにより、その時点での
装置本体２の姿勢状態が、受信に影響のない範囲外であ
る状況下では、一定時間測位情報の受信を試行するとい
った無駄な位置計測を行うことがない。よって、無駄な
位置計測を行うことによって電池が不必要に消耗するこ
とがなく、特に、一定時間毎に自動的に位置計測を行う
計測モードが設定されているときには、かかる効果が大
きく、電池寿命の長期化と同時に、電池の小型化を図る
ことができる。

【００２５】また、前述したステップＳＢ６の判別結果
がＮＯであって、装置本体２の姿勢状態が安定していな
いと判断できるときにも、測位処理を行うことなく位置
計測動作を終了する。したがって、装置本体２が瞬間的
に電波の受信が可能な姿勢状態となり、再び受信不可能
な姿勢状態となるような場合においても、無駄な位置計
測を行うことによって電池が不必要に消耗することがな
い。これによっても、電池寿命の長期化と同時に、電池
の小型化を図ることができる。

【００２６】しかも、本実施の形態においては、前回測
位時からの経過時間が所定時間（短時間）であるときに
は、その時点の装置本体の姿勢状態が、前回計測された
位置において電波の受信が可能である姿勢状態の範囲、
つまり前記基準面の各方向に対する傾き角度の許容範囲
であるか否かに基づき、位置計測が可能であるか否かを
判断するため、その判断をより正確に行うことができ
る。したがって、電池の不必要な消耗をより確実に防止
できる。

【００２７】なお、本実施の形態においては、その時点
の装置本体の姿勢状態が、位置計測が可能である姿勢状
態であるか否かの判断を、所定時間以内に計測された前
回計測された位置に基づき行う場合を示したが、所定時
間以内に計測された位置であれば、必ずしも直前に計測
された位置に基づき行う必要はない。また、前述した動
作において、前回測位時からの経過時間が所定時間以内
でなかったときには（ステップＳＢ２でＮＯ）、直ちに
ステップＳＢ７へ進み位置計測処理を行う場合を示した
が、実際には、位置計測処理の前に、第１の実施の形態
で説明したステップＳＡ１、ステップＳＡ２の処理を行
い、装置本体２の傾き角度が許容範囲を超える場合にお
ける無駄な位置計測を防止すれば、より一層電池の不必
要な消耗を無くすことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にお
いては、装置本体が大きく傾いているような電波の受信
ができない状態で、一定時間測位情報の受信を試行する
といった無駄な動作が防止できるようにした。よって、
電池寿命の長期化、及び装置の小型化が可能となる。

【００２９】また、請求項２の発明においては、装置本
体が大きく傾いているような電波の受信ができない状態
で、一定時間測位情報の受信を試行するといった無駄な
動作が防止でき、しかも装置本体の水平に対する傾きが
一時的に、電波の受信が可能な程度に小さくなったとき
でもそれが防止できるようにした。よって、電池寿命の
長期化、及び装置の小型化が可能となる。

【００３０】また、請求項３の発明においては、電波の
受信ができない状態を確実に判断することができ、その
ような状態にあるにもかかわらず一定時間測位情報の受
信を試行するといった無駄な動作がより確実に防止でき
るようにした。よって、無駄な動作による電力消費を確
実に防止することができ、より一層の電池寿命の長期
化、及び装置の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す測位装置の平面図
である。

【図２】測位装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施の形態においてＣＰＵが実
行する位置計測処理にかかる動作を示すフローチャート
である。

【図４】装置本体に許容される傾き角度を示す説明図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施の形態においてＣＰＵが実
行する他の位置計測処理にかかる動作を示すフローチャ
ートである。

【図６】装置本体に許容される姿勢状態を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 測位装置 ２ 装置本体 １１ ＧＰＳアンテナ １２ ＧＰＳ処理部 １３ ＣＰＵ １６ ＲＡＭ １７ ＲＯＭ ２１ 方位検出部 ２２ 角度検出部 ２３ 磁気センサ ２４ 傾斜角センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衛星から送られてくる測位情報を受信
   し、この測位情報に基づき自己位置を計測する測位手段
   と、 装置本体に設定された基準面の水平に対する傾き角度を
   検出する傾斜角検出手段と、 この傾斜角検出手段により検出された傾き角度が所定の
   許容範囲以内の場合に、前記測位手段による自己位置の
   計測動作を許可する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る測位装置。
2. 【請求項２】 衛星から送られてくる測位情報を受信
   し、この測位情報に基づき自己位置を計測する測位手段
   と、 装置本体に設定された基準面の水平に対する傾き角度を
   検出する傾斜角検出手段と、 この傾斜角検出手段により検出された傾き角度が所定の
   許容範囲以内にある状態が所定時間継続している場合
   に、前記測位手段による自己位置の計測動作を許可する
   制御手段とを備えたことを特徴とする測位装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記測位手段により計測された
   過去の自己位置を記憶する計測結果記憶手段を備え、前
   記所定の許容範囲は、前記計測結果記憶手段に記憶され
   るとともに所定の条件を満たす過去の自己位置と、予め
   記憶されている衛星の位置とに基づき前記過去の自己位
   置にて前記測位手段による前記測位情報の受信が可能と
   判断される、前記基準面の各方向に対する傾き角度の許
   容範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の測
   位装置。