JP2001215270A - 受信機を測位する方法、測位システム及び電子装置 - Google Patents
受信機を測位する方法、測位システム及び電子装置Info
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- Navigation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信信号強度が弱くてナビゲーション情報を
受信することができないような場合でも受信機を測位す
る方法を提供する。 【解決手段】 衛星SV1〜SV4により送信されかつ各衛星
SV1〜SV4に対する個々のコードにより形成されたコード
変調信号が受信される。その位置が実質的に分かってい
る、少なくとも一つの基準点BSが選択され、この少なく
とも一つの基準点の位置に関する、また衛星SV1〜SV4の
衛星軌道情報データに関する情報が測位手段S、MSへ送
信される。このようにして少なくとも測位において用い
られる衛星SV1〜SV4のそれぞれの衛星軌道情報データと
少なくとも一つの基準点の位置が受信機の測位に用いら
れる。
受信することができないような場合でも受信機を測位す
る方法を提供する。 【解決手段】 衛星SV1〜SV4により送信されかつ各衛星
SV1〜SV4に対する個々のコードにより形成されたコード
変調信号が受信される。その位置が実質的に分かってい
る、少なくとも一つの基準点BSが選択され、この少なく
とも一つの基準点の位置に関する、また衛星SV1〜SV4の
衛星軌道情報データに関する情報が測位手段S、MSへ送
信される。このようにして少なくとも測位において用い
られる衛星SV1〜SV4のそれぞれの衛星軌道情報データと
少なくとも一つの基準点の位置が受信機の測位に用いら
れる。
Description
【０００１】
【表２】
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、添付した特許請求
の範囲の請求項１の前提部分に示すような測位を実行す
る方法、添付した特許請求の範囲の請求項１５の前提部
分に示すような測位システム、添付した特許請求の範囲
の請求項２８の前提部分に示すような電子装置、並びに
特許請求の範囲の請求項２９の前提部分に示すような、
計算用サーバに関する。
の範囲の請求項１の前提部分に示すような測位を実行す
る方法、添付した特許請求の範囲の請求項１５の前提部
分に示すような測位システム、添付した特許請求の範囲
の請求項２８の前提部分に示すような電子装置、並びに
特許請求の範囲の請求項２９の前提部分に示すような、
計算用サーバに関する。
【０００３】
【従来の技術】一つの知られた測位システムは、その内
の最大１２個が受信機で同時に視ることができる、２０
個の衛星よりも多くを現在カバーする、ＧＰＳシステム
（全世界測位システム）である。これらの衛星は、例え
ば、衛星軌道情報データ並びに衛星の時間に関するデー
タを送信する。測位に用いられる受信機は、測位システ
ムの数個の衛星から受信機に同時に送信される信号の伝
搬の時間を計算することによってその位置を通常推測す
る。測位に対して、受信機は、位置を計算することがで
きるために少なくとも４つの可視衛星の信号を典型的に
は受信しなければならない。
の最大１２個が受信機で同時に視ることができる、２０
個の衛星よりも多くを現在カバーする、ＧＰＳシステム
（全世界測位システム）である。これらの衛星は、例え
ば、衛星軌道情報データ並びに衛星の時間に関するデー
タを送信する。測位に用いられる受信機は、測位システ
ムの数個の衛星から受信機に同時に送信される信号の伝
搬の時間を計算することによってその位置を通常推測す
る。測位に対して、受信機は、位置を計算することがで
きるために少なくとも４つの可視衛星の信号を典型的に
は受信しなければならない。
【０００４】ＧＰＳシステムで動作している各衛星は、
１５７５．４２ＭＨｚの搬送周波数で通称Ｌ１信号を送
信する。また、この周波数は、ｆ0＝１０．２３ＭＨｚ
とすると、１５４ｆ0としても示される。更に、衛星
は、１２２７．６ＭＨｚ、即ち１２０ｆ0の搬送周波数
でＬ２信号を送信する。衛星では、これらの信号は、少
なくとも一つの擬似シーケンスで変調される。この擬似
シーケンスは、各衛星に対して異なる。変調の結果とし
て、コード変調広帯域信号が生成される。使用される変
調技術は、送信に用いる搬送周波数は、実質的に同じで
あるが、異なる衛星によって送信された信号を受信機に
分離させることを可能にする。この変調技術は、符号分
割多元接続（ＣＤＭＡ）と呼ばれている。各衛星では、
Ｌ１信号を変調するために用いられる擬似シーケンス
は、例えば、ゴールド(Gold)・コードが用いられるよう
な、通称Ｃ／Ａコード（粗（coarse)／捕捉（acquisiti
on）コード）である。各ＧＰＳ衛星は、個々のＣ／Ａコ
ードを用いて信号を送信する。コードは、１０２３ビッ
トの二つの２進シーケンスの排他的論理和演算として形
成される。最初の２進シーケンスＧ１は、多項式Ｘ10＋
Ｘ3＋１で形成されかつ第２の２進シーケンスＧ２は、
遅れが各衛星によって異なるように多項式Ｘ10＋Ｘ9＋
Ｘ8＋Ｘ6＋Ｘ3＋Ｘ2＋１を遅らせることによって形成さ
れる。この構成は、異なるＣ／Ａコードを類似するコー
ド発生器で形成できるようにすることを可能にする。そ
の結果、Ｃ／Ａコードは、ＧＰＳシステムのチップ・レ
ートが１．０２３ＭＨｚであるような２進コードであ
る。Ｃ／Ａコードは、１０２３チップを備えており、コ
ードの繰り返し時間(epoch）は１ミリ秒である。Ｌ１信
号の搬送周波数は、５０ビット／秒のビット・レートで
ナビゲーション情報により更に変調される。ナビゲーシ
ョン情報は、衛星の健康状態(health)、その軌道、時間
データ等に関する情報を備えている。
１５７５．４２ＭＨｚの搬送周波数で通称Ｌ１信号を送
信する。また、この周波数は、ｆ0＝１０．２３ＭＨｚ
とすると、１５４ｆ0としても示される。更に、衛星
は、１２２７．６ＭＨｚ、即ち１２０ｆ0の搬送周波数
でＬ２信号を送信する。衛星では、これらの信号は、少
なくとも一つの擬似シーケンスで変調される。この擬似
シーケンスは、各衛星に対して異なる。変調の結果とし
て、コード変調広帯域信号が生成される。使用される変
調技術は、送信に用いる搬送周波数は、実質的に同じで
あるが、異なる衛星によって送信された信号を受信機に
分離させることを可能にする。この変調技術は、符号分
割多元接続（ＣＤＭＡ）と呼ばれている。各衛星では、
Ｌ１信号を変調するために用いられる擬似シーケンス
は、例えば、ゴールド(Gold)・コードが用いられるよう
な、通称Ｃ／Ａコード（粗（coarse)／捕捉（acquisiti
on）コード）である。各ＧＰＳ衛星は、個々のＣ／Ａコ
ードを用いて信号を送信する。コードは、１０２３ビッ
トの二つの２進シーケンスの排他的論理和演算として形
成される。最初の２進シーケンスＧ１は、多項式Ｘ10＋
Ｘ3＋１で形成されかつ第２の２進シーケンスＧ２は、
遅れが各衛星によって異なるように多項式Ｘ10＋Ｘ9＋
Ｘ8＋Ｘ6＋Ｘ3＋Ｘ2＋１を遅らせることによって形成さ
れる。この構成は、異なるＣ／Ａコードを類似するコー
ド発生器で形成できるようにすることを可能にする。そ
の結果、Ｃ／Ａコードは、ＧＰＳシステムのチップ・レ
ートが１．０２３ＭＨｚであるような２進コードであ
る。Ｃ／Ａコードは、１０２３チップを備えており、コ
ードの繰り返し時間(epoch）は１ミリ秒である。Ｌ１信
号の搬送周波数は、５０ビット／秒のビット・レートで
ナビゲーション情報により更に変調される。ナビゲーシ
ョン情報は、衛星の健康状態(health)、その軌道、時間
データ等に関する情報を備えている。
【０００５】衛星は、それらの動作中それらの装置の状
態を監視する。衛星は、装置においてたぶん発生した故
障を検出しかつ報告するために例えば通称ウォッチ・ド
ッグ機能を用いることができる。故障及び機能障害は、
瞬間的でありうるかまたは長い期間続きうる。健康状態
データに基づき、故障のあるものは、たぶん補償されう
るか、または故障した衛星により送信された情報は、完
全に無視することができる。更に、４つよりも多い衛星
の信号を受信することができるような状況では、異なる
衛星から受信した情報は、異なって重み付けできる。そ
こで、信頼できないように思える衛星によってたぶんも
たらされる計測における誤りを最小化することが可能で
ある。
態を監視する。衛星は、装置においてたぶん発生した故
障を検出しかつ報告するために例えば通称ウォッチ・ド
ッグ機能を用いることができる。故障及び機能障害は、
瞬間的でありうるかまたは長い期間続きうる。健康状態
データに基づき、故障のあるものは、たぶん補償されう
るか、または故障した衛星により送信された情報は、完
全に無視することができる。更に、４つよりも多い衛星
の信号を受信することができるような状況では、異なる
衛星から受信した情報は、異なって重み付けできる。そ
こで、信頼できないように思える衛星によってたぶんも
たらされる計測における誤りを最小化することが可能で
ある。
【０００６】衛星からの信号を検出しかつ衛星を識別す
るために、受信機は、信号で送信されるべきデータを受
信しかつ復調することができるように、一度に受信機が
各衛星の信号を探索しかつこの信号に同期されることを
試みるような、同期化を実行しなければならない。
るために、受信機は、信号で送信されるべきデータを受
信しかつ復調することができるように、一度に受信機が
各衛星の信号を探索しかつこの信号に同期されることを
試みるような、同期化を実行しなければならない。
【０００７】測位受信機は、例えば、受信機がオンにさ
れかつ受信機が長期間にわたり衛星から信号を受信する
ことができないような状況にある場合にも、同期化を実
行しなければならない。そのような状況は、例えば携帯
装置において容易に発生しうる、なぜならば装置が移動
しかつ装置のアンテナが衛星に関して最適な方向に常に
は向いていなので、装置に入力する信号の強度を弱める
からである。また、都市圏では、ビルディング（建造
物）が受信されるべき信号に影響を及ぼし、そして更
に、異なる伝搬経路、例えば衛星から直接（見通し内）
及びビルディングからの反射を介して送信信号が受信機
に入力するような、通称マルチパス伝搬が発生しうる。
このマルチパス伝搬は、同じ信号が異なる位相を有する
いくつかの信号として受信されるということをもたら
す。
れかつ受信機が長期間にわたり衛星から信号を受信する
ことができないような状況にある場合にも、同期化を実
行しなければならない。そのような状況は、例えば携帯
装置において容易に発生しうる、なぜならば装置が移動
しかつ装置のアンテナが衛星に関して最適な方向に常に
は向いていなので、装置に入力する信号の強度を弱める
からである。また、都市圏では、ビルディング（建造
物）が受信されるべき信号に影響を及ぼし、そして更
に、異なる伝搬経路、例えば衛星から直接（見通し内）
及びビルディングからの反射を介して送信信号が受信機
に入力するような、通称マルチパス伝搬が発生しうる。
このマルチパス伝搬は、同じ信号が異なる位相を有する
いくつかの信号として受信されるということをもたら
す。
【０００８】測位構成は、二つの主要機能を有する。 １．受信機と異なるＧＰＳ衛星との間の擬似レンジ(pse
udorange)を計算する機能。 ２．計算された擬似距離及び衛星の位置データを用いる
ことにより受信機の位置を決定する機能。その時におけ
る衛星の位置データは、衛星から受信した衛星軌道情報
及び時間修正データに基づき計算することができる。
udorange)を計算する機能。 ２．計算された擬似距離及び衛星の位置データを用いる
ことにより受信機の位置を決定する機能。その時におけ
る衛星の位置データは、衛星から受信した衛星軌道情報
及び時間修正データに基づき計算することができる。
【０００９】時間が受信機において正確には分からない
ので、衛星までの距離は、擬似距離と称される。そこ
で、位置及び時間の決定は、充分な精度が時間及び位置
に関して達成されるまで繰り返される。時間は、絶対精
度で分からないので、位置及び時間は、例えば各新しい
繰返しに対して一組の式を線形化することによって決定
されなければならない。
ので、衛星までの距離は、擬似距離と称される。そこ
で、位置及び時間の決定は、充分な精度が時間及び位置
に関して達成されるまで繰り返される。時間は、絶対精
度で分からないので、位置及び時間は、例えば各新しい
繰返しに対して一組の式を線形化することによって決定
されなければならない。
【００１０】擬似レンジは、異なる衛星からの信号の逆
相対伝搬遅延差を計測することによって計算することが
できる。受信機が受信信号と同期化された後、信号で送
信された情報を決定することができる。
相対伝搬遅延差を計測することによって計算することが
できる。受信機が受信信号と同期化された後、信号で送
信された情報を決定することができる。
【００１１】ほとんど全ての既知のＧＰＳ受信機は、コ
ードの捕捉及び同期保持（tracking）に対して相関方法
を用いる。基準コードｒｅｆ（ｋ）、即ち、異なる衛星
の擬似シーケンスは、測位受信機に記憶されるか又は局
所的に発生される。受信信号は、中間周波数への変換
（ダウンコンバージョン）の対象となり、その後で受信
機は、受信信号に記憶された擬似シーケンスを乗算す
る。乗算の結果として形成された信号は、積分されるか
又はロー・パス・フィルタリングされ、ここにおいて結
果は、受信信号が衛星から送信された信号を含んでいる
かどうかに関する情報である。受信機で実行されるべき
乗算は、毎回、受信機に記憶された擬似シーケンスの位
相がシフトされるような方法で繰り返される。正しい位
相は、相関結果が最大である場合には、正しい位相が見
出されるような方法で相関結果から導き出されるのが好
ましい。そこで、受信機は、受信信号と正確に同期化さ
れる。
ードの捕捉及び同期保持（tracking）に対して相関方法
を用いる。基準コードｒｅｆ（ｋ）、即ち、異なる衛星
の擬似シーケンスは、測位受信機に記憶されるか又は局
所的に発生される。受信信号は、中間周波数への変換
（ダウンコンバージョン）の対象となり、その後で受信
機は、受信信号に記憶された擬似シーケンスを乗算す
る。乗算の結果として形成された信号は、積分されるか
又はロー・パス・フィルタリングされ、ここにおいて結
果は、受信信号が衛星から送信された信号を含んでいる
かどうかに関する情報である。受信機で実行されるべき
乗算は、毎回、受信機に記憶された擬似シーケンスの位
相がシフトされるような方法で繰り返される。正しい位
相は、相関結果が最大である場合には、正しい位相が見
出されるような方法で相関結果から導き出されるのが好
ましい。そこで、受信機は、受信信号と正確に同期化さ
れる。
【００１２】コードの捕捉の後に、周波数の微調整及び
位相同期が続く。また、この相関結果は、ＧＰＳ信号で
送信された情報も示す。
位相同期が続く。また、この相関結果は、ＧＰＳ信号で
送信された情報も示す。
【００１３】上記捕捉及び周波数調整処理は、受信機で
受信される衛星の各信号に対して実行されなければなら
ない。一部の受信機では、多数の受信チャネルが存在し
うるし、その目的は、一度に各受信チャネルを一つの衛
星の信号に同期化させかつ衛星によって送信された情報
を見出すことである。
受信される衛星の各信号に対して実行されなければなら
ない。一部の受信機では、多数の受信チャネルが存在し
うるし、その目的は、一度に各受信チャネルを一つの衛
星の信号に同期化させかつ衛星によって送信された情報
を見出すことである。
【００１４】測位受信機は、衛星によって送信された情
報を受信しかつ受信情報に基づき測位を実行する。測位
を実行するために、受信機は、ｘ、ｙ、ｚ座標及び時間
データを見出すことができるように、少なくとも４つの
異なる衛星によって送信された信号を受信しなければな
らない。受信ナビゲーション情報は、メモリに記憶さ
れ、この記憶された情報の、例えばそれら衛星の衛星軌
道情報データを用いることができる。
報を受信しかつ受信情報に基づき測位を実行する。測位
を実行するために、受信機は、ｘ、ｙ、ｚ座標及び時間
データを見出すことができるように、少なくとも４つの
異なる衛星によって送信された信号を受信しなければな
らない。受信ナビゲーション情報は、メモリに記憶さ
れ、この記憶された情報の、例えばそれら衛星の衛星軌
道情報データを用いることができる。
【００１５】特に移動受信機の測位を調整するために通
称差動測位ＤＧＰＳが開発されている。そこで、測位受
信機は、前記４つの衛星から信号を受信しかつまた様々
な誤差を除去するために基準受信機による測位も用い
る。基準受信機は、典型的には静止しており、かつその
位置が分かっている。
称差動測位ＤＧＰＳが開発されている。そこで、測位受
信機は、前記４つの衛星から信号を受信しかつまた様々
な誤差を除去するために基準受信機による測位も用い
る。基準受信機は、典型的には静止しており、かつその
位置が分かっている。
【００１６】図１及び図２は、原理図、４つの衛星ＳＶ
１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４によって送信された信号に
よる測位及び測位受信機ＭＳにおける基準受信機ＢＳを
示す。ＧＰＳシステムでは、衛星は、衛星軌道情報デー
タ及び時間データを送信し、これに基づき測位受信機が
一度に衛星の位置を決定するために計算を行うことがで
きる。これらの衛星軌道情報データ及び時間データは、
サブフレームに更に分割されるフレームで送信される。
図３（ａ）は、そのようなフレーム構成ＦＲの例を示
す。ＧＰＳシステムでは、各フレームは、３００ビット
を備えている５つのサブフレームに分割される１５００
ビットを備えている。１ビットの送信は、２０ミリ秒か
かるので、各サブフレームの送信は、６秒かかり、そし
てフレーム全体は、３０秒で送信される。サブフレーム
は、１から５まで番号付けされる。各サブフレーム１で
は、例えば時間データが送信され、サブフレームの送信
の瞬間及びＧＰＳシステムの時間に関する衛星クロック
の偏差に関する情報を知らせる。
１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４によって送信された信号に
よる測位及び測位受信機ＭＳにおける基準受信機ＢＳを
示す。ＧＰＳシステムでは、衛星は、衛星軌道情報デー
タ及び時間データを送信し、これに基づき測位受信機が
一度に衛星の位置を決定するために計算を行うことがで
きる。これらの衛星軌道情報データ及び時間データは、
サブフレームに更に分割されるフレームで送信される。
図３（ａ）は、そのようなフレーム構成ＦＲの例を示
す。ＧＰＳシステムでは、各フレームは、３００ビット
を備えている５つのサブフレームに分割される１５００
ビットを備えている。１ビットの送信は、２０ミリ秒か
かるので、各サブフレームの送信は、６秒かかり、そし
てフレーム全体は、３０秒で送信される。サブフレーム
は、１から５まで番号付けされる。各サブフレーム１で
は、例えば時間データが送信され、サブフレームの送信
の瞬間及びＧＰＳシステムの時間に関する衛星クロック
の偏差に関する情報を知らせる。
【００１７】サブフレーム２及び３は、衛星軌道情報デ
ータの送信に用いられる。サブフレーム４は、世界時デ
ータ（ＵＴＣ、協定世界時）のような、他のシステム情
報を含む。サブフレーム５は、全ての衛星の暦データの
送信に向けられる。これらのサブフレーム及びフレーム
のユニットは、２５フレーム、即ち１２５サブフレーム
を備えているＧＰＳナビゲーション・メッセージと称さ
れる。そこで、ナビゲーション・メッセージの長さは、
１２分３０秒である。
ータの送信に用いられる。サブフレーム４は、世界時デ
ータ（ＵＴＣ、協定世界時）のような、他のシステム情
報を含む。サブフレーム５は、全ての衛星の暦データの
送信に向けられる。これらのサブフレーム及びフレーム
のユニットは、２５フレーム、即ち１２５サブフレーム
を備えているＧＰＳナビゲーション・メッセージと称さ
れる。そこで、ナビゲーション・メッセージの長さは、
１２分３０秒である。
【００１８】ＧＰＳシステムでは、時間は、週の始めか
ら秒で計測される。ＧＰＳシステムでは、週の始めの瞬
間は、土曜日と日曜日との間の真夜中である。送信され
る各サブフレームは、サブフレームが送信されたときに
ＧＰＳ週の瞬間に関する情報を含む。そこで、時間デー
タは、ある一定のビットの送信の瞬間、即ち、ＧＰＳシ
ステムでは、サブフレームにおける最後のビットの送信
の瞬間を示す。衛星では、時間は、高精度原子クロノメ
ーターで計測される。これにもかかわらず、各衛星の動
作は、ＧＰＳシステムの制御センター（図示されていな
い）で制御され、そして例えば、時間比較は、衛星にお
けるクロノメーター誤差を検出しかつこの情報を衛星に
送信するために実行される。
ら秒で計測される。ＧＰＳシステムでは、週の始めの瞬
間は、土曜日と日曜日との間の真夜中である。送信され
る各サブフレームは、サブフレームが送信されたときに
ＧＰＳ週の瞬間に関する情報を含む。そこで、時間デー
タは、ある一定のビットの送信の瞬間、即ち、ＧＰＳシ
ステムでは、サブフレームにおける最後のビットの送信
の瞬間を示す。衛星では、時間は、高精度原子クロノメ
ーターで計測される。これにもかかわらず、各衛星の動
作は、ＧＰＳシステムの制御センター（図示されていな
い）で制御され、そして例えば、時間比較は、衛星にお
けるクロノメーター誤差を検出しかつこの情報を衛星に
送信するために実行される。
【００１９】受信機では、受信信号の送信の瞬間〔イ〕
は、例えば以下の用法で決定することができる。
は、例えば以下の用法で決定することができる。
【数３】 ここで、TOWk＝最後に受信したサブフレームに含まれる
時間データ（週の時間）、 Nk bit＝時間データに対応するビットの最後のビット、
即ち、時間データを含んでいる最後に受信したサブフレ
ームの最後のビットの後で受信したビットの数に対応す
る、ミリ秒での、時間、 Nk ms＝最後に受信したビットの受信から経過した、ミリ
秒での、時間、 Nk chip＝最後の繰り返し時間の変更の後に受信した全て
のチップの数（０から１０２２）、 Δchipk ＝測位の瞬間における計測されたコード
位相及び k＝衛星指数（satellite index）。
時間データ（週の時間）、 Nk bit＝時間データに対応するビットの最後のビット、
即ち、時間データを含んでいる最後に受信したサブフレ
ームの最後のビットの後で受信したビットの数に対応す
る、ミリ秒での、時間、 Nk ms＝最後に受信したビットの受信から経過した、ミリ
秒での、時間、 Nk chip＝最後の繰り返し時間の変更の後に受信した全て
のチップの数（０から１０２２）、 Δchipk ＝測位の瞬間における計測されたコード
位相及び k＝衛星指数（satellite index）。
【００２０】添付した図３（ｂ）は、測位の瞬間に受信
する信号の送信の瞬間を推定するために用いる、この
式、及びその異なる項を示す。例えば、一つのコード・
シーケンスが１０２３のチップを備えており、それらを
正確に示すことはあまり意味が無いので、図３（ｂ）が
実際の状況に関して簡略化されていることは、明らかで
ある。測位の瞬間は、基準ＳＭで示される一点鎖線によ
って示されている。
する信号の送信の瞬間を推定するために用いる、この
式、及びその異なる項を示す。例えば、一つのコード・
シーケンスが１０２３のチップを備えており、それらを
正確に示すことはあまり意味が無いので、図３（ｂ）が
実際の状況に関して簡略化されていることは、明らかで
ある。測位の瞬間は、基準ＳＭで示される一点鎖線によ
って示されている。
【００２１】受信機の局所発振器で形成された、受信機
の局所基準時間がこれらの値に基づきＧＰＳ時間に結合
されるので、監視されるべき各信号に対する受信信号の
送信の時間を計算することは、重要である。更に、各衛
星が同じ瞬間に実質的に同じチップを送信するので、異
なる衛星から受信した信号の異なる伝搬時間は、これら
の計測値から導き出すことができる。異なる衛星のタイ
ミングにおいて多少の差が存在しうるが、既に上述した
ように、これらは、監視され、かつ誤差情報がＧＰＳナ
ビゲーション・メッセージで送信される。
の局所基準時間がこれらの値に基づきＧＰＳ時間に結合
されるので、監視されるべき各信号に対する受信信号の
送信の時間を計算することは、重要である。更に、各衛
星が同じ瞬間に実質的に同じチップを送信するので、異
なる衛星から受信した信号の異なる伝搬時間は、これら
の計測値から導き出すことができる。異なる衛星のタイ
ミングにおいて多少の差が存在しうるが、既に上述した
ように、これらは、監視され、かつ誤差情報がＧＰＳナ
ビゲーション・メッセージで送信される。
【００２２】良好な受信条件下でかつ有利な衛星の位置
が用いられる場合には、ユーザの位置及び時間誤差を非
常に正確に解決することができる。良好な衛星の位置
は、測位に用いられるべき衛星が、受信機から見て、そ
れらが明らかに異なる方向に位置決めされる、即ち、異
なる衛星から送信される信号が受信機に入力するような
立体角が、互いに明らかに異なるような方法で選択され
るということを意味する。
が用いられる場合には、ユーザの位置及び時間誤差を非
常に正確に解決することができる。良好な衛星の位置
は、測位に用いられるべき衛星が、受信機から見て、そ
れらが明らかに異なる方向に位置決めされる、即ち、異
なる衛星から送信される信号が受信機に入力するような
立体角が、互いに明らかに異なるような方法で選択され
るということを意味する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、受信信
号が弱いような状況では、ナビゲーション・メッセージ
に含まれる受信情報を必ずしも利用することができな
い。そこで、搬送周波数信号に対して実行される唯一の
使用可能な計測は、チップの数及びコード位相である。
しかしながら、受信機が適当な衛星軌道情報データを有
しておらずかつ利用可能な基準クロノメーターがないな
らば、位置は、チップの数及びコード位相に基づいてだ
けでは計算することができない。更に、古い衛星軌道情
報データは、衛星に対する十分に正確な位置を与えず、
測位の精度が損なわれる。最悪の場合には、受信機は、
利用可能なナビゲーション・データがなく、それは式
（１）による信号送信時間の計算を行うことができない
しかつ測位が失敗するということを意味する。対応する
方法では、基準クロノメーターの欠如は、利用可能な衛
星軌道情報データが存在しても、従来技術の方法でＧＰ
Ｓ時間を推定することを不可能にする。これは、測位を
実行するために、受信信号が衛星から送信された別のソ
ースから衛星軌道情報データを検索しなければならない
ということを意味する。
号が弱いような状況では、ナビゲーション・メッセージ
に含まれる受信情報を必ずしも利用することができな
い。そこで、搬送周波数信号に対して実行される唯一の
使用可能な計測は、チップの数及びコード位相である。
しかしながら、受信機が適当な衛星軌道情報データを有
しておらずかつ利用可能な基準クロノメーターがないな
らば、位置は、チップの数及びコード位相に基づいてだ
けでは計算することができない。更に、古い衛星軌道情
報データは、衛星に対する十分に正確な位置を与えず、
測位の精度が損なわれる。最悪の場合には、受信機は、
利用可能なナビゲーション・データがなく、それは式
（１）による信号送信時間の計算を行うことができない
しかつ測位が失敗するということを意味する。対応する
方法では、基準クロノメーターの欠如は、利用可能な衛
星軌道情報データが存在しても、従来技術の方法でＧＰ
Ｓ時間を推定することを不可能にする。これは、測位を
実行するために、受信信号が衛星から送信された別のソ
ースから衛星軌道情報データを検索しなければならない
ということを意味する。
【００２４】本発明の目的は、信号強度があまりにも弱
いのでナビゲーション情報を受信することができないよ
うな場合にも受信機を測位するための改良された方法を
提供することである。また、本発明の目的は、測位受信
機を提供することである。
いのでナビゲーション情報を受信することができないよ
うな場合にも受信機を測位するための改良された方法を
提供することである。また、本発明の目的は、測位受信
機を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明は、測位受信機が
通信する移動通信ネットワークのような、通信ネットワ
ークが測位に用いられるというアイデアに基づくもので
ある。そこで、基地局のような、ある一定のアクセス・
ポイントの周辺に測位受信機があるということを考慮に
入れることができる。更に、この基地局の位置が分かっ
ている。そこで、この基地局は、測位受信機にとって測
位に必要である情報を送信するために用いることができ
る。本発明による方法は、特許請求の範囲の請求項１の
特徴部分に記載されていることを特徴とする。本発明に
よる測位システムは、特許請求の範囲の請求項１５の特
徴部分に記載されていることを特徴とする。本発明によ
る電子装置は、特許請求の範囲の請求項２８の特徴部分
に記載されていることを特徴とする。本発明による計算
用サーバは、特許請求の範囲の請求項２９の特徴部分に
記載されていることを特徴とする。
通信する移動通信ネットワークのような、通信ネットワ
ークが測位に用いられるというアイデアに基づくもので
ある。そこで、基地局のような、ある一定のアクセス・
ポイントの周辺に測位受信機があるということを考慮に
入れることができる。更に、この基地局の位置が分かっ
ている。そこで、この基地局は、測位受信機にとって測
位に必要である情報を送信するために用いることができ
る。本発明による方法は、特許請求の範囲の請求項１の
特徴部分に記載されていることを特徴とする。本発明に
よる測位システムは、特許請求の範囲の請求項１５の特
徴部分に記載されていることを特徴とする。本発明によ
る電子装置は、特許請求の範囲の請求項２８の特徴部分
に記載されていることを特徴とする。本発明による計算
用サーバは、特許請求の範囲の請求項２９の特徴部分に
記載されていることを特徴とする。
【００２６】本発明は、従来技術の方法及び測位装置と
比較した場合に重要な利点を達成するために用いること
ができる。本発明の方法を適用することにより、ナビゲ
ーション情報を適切に又は全く受信できない場合にも測
位を実行することができる。更に、本発明の好ましい実
施例による方法では、測位における起こりうる丸めの誤
差の影響を測位に対応すべく検出しかつ修正することが
できる。
比較した場合に重要な利点を達成するために用いること
ができる。本発明の方法を適用することにより、ナビゲ
ーション情報を適切に又は全く受信できない場合にも測
位を実行することができる。更に、本発明の好ましい実
施例による方法では、測位における起こりうる丸めの誤
差の影響を測位に対応すべく検出しかつ修正することが
できる。
【００２７】本発明の好ましい実施例による方法では、
測位に必要なアルゴリズムが通信ネットワークと通信し
ている計算用サーバで主に実行され、計算処理は、従来
技術の解決策におけるよりも相当速く実行することがで
きる。
測位に必要なアルゴリズムが通信ネットワークと通信し
ている計算用サーバで主に実行され、計算処理は、従来
技術の解決策におけるよりも相当速く実行することがで
きる。
【００２８】更に、本発明の好ましい実施例によるネッ
トワーク・ベースの実現は、ネットワーク支援型受信機
に関してなお更なる利点を有する。測位計算処理が受信
機の代わりに通信ネットワークで実行される場合には、
通信ネットワークは、受信機に、衛星軌道情報データの
ような、測位に用いられる支援データを送信する必要が
ない。そこで、データ送信の低減された必要性は、ま
た、通信ネットワークの負荷をも低減する。
トワーク・ベースの実現は、ネットワーク支援型受信機
に関してなお更なる利点を有する。測位計算処理が受信
機の代わりに通信ネットワークで実行される場合には、
通信ネットワークは、受信機に、衛星軌道情報データの
ような、測位に用いられる支援データを送信する必要が
ない。そこで、データ送信の低減された必要性は、ま
た、通信ネットワークの負荷をも低減する。
【００２９】ある状況では、第１の測位（ＴＴＦＦ、タ
イム−トゥ−ファースト・フィックス（time to first
fix））は、例えば、測位受信機のオンをした後で、ネ
ットワーク支援の実現におけるよりもネットワーク・ベ
ースの実現において、より速くすることができるが、そ
の理由は、ネットワーク・ベースの実現において、測位
受信機は、測定したチップ及びコード位相測定結果を計
算用サーバに送信することが必要なだけである。これら
の測定結果の送信は、通信ネットワークから測位受信機
までの支援データの送信よりもかなり少ないビットしか
必要としない。特に、通信ネットワークがロードされる
ならば、支援データがネットワークで遅延される場合に
は、ネットワーク支援型方法の測位を遅延させることが
できる。代わりに、ネットワーク・ベースの実現におい
て、サーバが測位受信機からチップ及びコード位相測定
値を受信した直後に測位を実質的に計算することができ
る。これは、実質的に有利である。特に緊急事態におい
て、受信機の計算された位置が実質的に直ぐに分かりか
つ測位受信機からのそれを待つ必要がない。
イム−トゥ−ファースト・フィックス（time to first
fix））は、例えば、測位受信機のオンをした後で、ネ
ットワーク支援の実現におけるよりもネットワーク・ベ
ースの実現において、より速くすることができるが、そ
の理由は、ネットワーク・ベースの実現において、測位
受信機は、測定したチップ及びコード位相測定結果を計
算用サーバに送信することが必要なだけである。これら
の測定結果の送信は、通信ネットワークから測位受信機
までの支援データの送信よりもかなり少ないビットしか
必要としない。特に、通信ネットワークがロードされる
ならば、支援データがネットワークで遅延される場合に
は、ネットワーク支援型方法の測位を遅延させることが
できる。代わりに、ネットワーク・ベースの実現におい
て、サーバが測位受信機からチップ及びコード位相測定
値を受信した直後に測位を実質的に計算することができ
る。これは、実質的に有利である。特に緊急事態におい
て、受信機の計算された位置が実質的に直ぐに分かりか
つ測位受信機からのそれを待つ必要がない。
【００３０】更に、ネットワーク・ベースの実現は、最
新の衛星軌道情報データを用いることそしてたぶんＤＧ
ＰＳ修正でさえも用いることが常に可能であるという利
点を有する。
新の衛星軌道情報データを用いることそしてたぶんＤＧ
ＰＳ修正でさえも用いることが常に可能であるという利
点を有する。
【００３１】以下、添付した図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００３２】
【発明の実施の形態】図５の測位受信機において、第１
のアンテナ１を介して受信すべき信号は、変換器ブロッ
ク２ａ−２ｄにおいて中間周波数又は直接ベースバンド
周波数に変換されるのが好ましい。図５の受信機ＭＳ
は、それぞれが個別の変換器ブロック２ａ−２ｄを有し
ている、４つの受信チャネルを備えているが、ここに示
されたものとは異なる数のチャネルが存在しうるという
ことは、明らかである。変換器ブロック２ａ−２ｄにお
いて中間周波数又は直接ベースバンド周波数に変換され
た信号は、９０度の位相差を有するＩ及びＱ成分として
知られる、２つの成分を備えている。中間周波数に変換
されたこれらのアナログ信号成分は、ディジタル化され
る。ディジタル化において、信号成分の各チップから少
なくとも一つのサンプルが取られる。即ち、ＧＰＳシス
テムでは、少なくとも１，０２３，０００のサンプルが
一秒間に取られる。更に、ディジタル信号のＩ及びＱ成
分は、第１の数値制御型発振器５（ＮＣＯ）によって形
成された信号で乗算される。第１の数値制御型発振器５
のこの信号は、ドップラー効果による周波数偏差又は受
信機（図示されていない）の局所発振器における周波数
誤差を修正することを意図する。変換器ブロック２ａ−
２ｄで発生された信号は、参照記号Ｑ（ａ），Ｉ（ａ）
−Ｑ（ｄ）、Ｉ（ｄ）で図５に示されかつディジタル信
号処理装置３に導かれるのが好ましい。また、一度に受
信されるべき衛星のコード変調に用いられるコードに対
応している基準コードｒｅｆ（ｋ）もブロック１６にお
いて発生される。受信機ＭＳは、同期化の後の動作にお
いて用いられるべき、各受信チャネルで受信すべき衛星
の信号のコード位相及び周波数偏差を見出すために例え
ばこの基準コードｒｅｆ（ｋ）を用いる傾向がある。
のアンテナ１を介して受信すべき信号は、変換器ブロッ
ク２ａ−２ｄにおいて中間周波数又は直接ベースバンド
周波数に変換されるのが好ましい。図５の受信機ＭＳ
は、それぞれが個別の変換器ブロック２ａ−２ｄを有し
ている、４つの受信チャネルを備えているが、ここに示
されたものとは異なる数のチャネルが存在しうるという
ことは、明らかである。変換器ブロック２ａ−２ｄにお
いて中間周波数又は直接ベースバンド周波数に変換され
た信号は、９０度の位相差を有するＩ及びＱ成分として
知られる、２つの成分を備えている。中間周波数に変換
されたこれらのアナログ信号成分は、ディジタル化され
る。ディジタル化において、信号成分の各チップから少
なくとも一つのサンプルが取られる。即ち、ＧＰＳシス
テムでは、少なくとも１，０２３，０００のサンプルが
一秒間に取られる。更に、ディジタル信号のＩ及びＱ成
分は、第１の数値制御型発振器５（ＮＣＯ）によって形
成された信号で乗算される。第１の数値制御型発振器５
のこの信号は、ドップラー効果による周波数偏差又は受
信機（図示されていない）の局所発振器における周波数
誤差を修正することを意図する。変換器ブロック２ａ−
２ｄで発生された信号は、参照記号Ｑ（ａ），Ｉ（ａ）
−Ｑ（ｄ）、Ｉ（ｄ）で図５に示されかつディジタル信
号処理装置３に導かれるのが好ましい。また、一度に受
信されるべき衛星のコード変調に用いられるコードに対
応している基準コードｒｅｆ（ｋ）もブロック１６にお
いて発生される。受信機ＭＳは、同期化の後の動作にお
いて用いられるべき、各受信チャネルで受信すべき衛星
の信号のコード位相及び周波数偏差を見出すために例え
ばこの基準コードｒｅｆ（ｋ）を用いる傾向がある。
【００３３】制御ブロック７は、例えば、必要に応じ
て、それによって数値制御型発振器５の周波数が調整さ
れる、コード位相検出器９を制御するために用いられ
る。この説明では同期化は、詳細に検討されていない
が、そのようなことは従来技術で知られている。受信チ
ャネルがどの衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の信
号とも同期化された後、検出を開始することが可能であ
りかつ必要に応じて、信号で送信されたナビゲーション
情報の記憶を開始することができる。ディジタル信号処
理装置３は、メモリ４に好ましくはナビゲーション情報
を記憶する。本発明の第１の好ましい実施例による方法
では、このナビゲーション情報は、検出及び記憶される
必要がないが、しかし測位受信機ＭＳは、衛星から受信
した信号のチップ及びコード位相を決定しなければなら
ない。
て、それによって数値制御型発振器５の周波数が調整さ
れる、コード位相検出器９を制御するために用いられ
る。この説明では同期化は、詳細に検討されていない
が、そのようなことは従来技術で知られている。受信チ
ャネルがどの衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の信
号とも同期化された後、検出を開始することが可能であ
りかつ必要に応じて、信号で送信されたナビゲーション
情報の記憶を開始することができる。ディジタル信号処
理装置３は、メモリ４に好ましくはナビゲーション情報
を記憶する。本発明の第１の好ましい実施例による方法
では、このナビゲーション情報は、検出及び記憶される
必要がないが、しかし測位受信機ＭＳは、衛星から受信
した信号のチップ及びコード位相を決定しなければなら
ない。
【００３４】また、測位受信機ＭＳは、第２のアンテナ
１０、無線部１１のような、移動局、コーデック１４
ａ、スピーカ１４ｂ、及びマイクロホン１４ｃ、のよう
なオーディオ手段、ディスプレイ１２、及びキーパッド
１３の動作を実行する手段を備えている。
１０、無線部１１のような、移動局、コーデック１４
ａ、スピーカ１４ｂ、及びマイクロホン１４ｃ、のよう
なオーディオ手段、ディスプレイ１２、及びキーパッド
１３の動作を実行する手段を備えている。
【００３５】チップ及びコード位相の決定は、全ての受
信チャネルに対して実質的に同時に実行されるのが好ま
しく、信号を受信する瞬間は、各受信チャネルで実質的
に同じである。測位受信機ＭＳは、好ましくは、計算用
サーバがチップ及びコード位相情報を要求する場合に
は、決定の後、又はユーザによって入力された、測位コ
マンド等による起動によるかのいずれかで通信ネットワ
ークへ基地局ＢＳを介して衛星の決定されたチップ及び
コード位相情報を送信する。
信チャネルに対して実質的に同時に実行されるのが好ま
しく、信号を受信する瞬間は、各受信チャネルで実質的
に同じである。測位受信機ＭＳは、好ましくは、計算用
サーバがチップ及びコード位相情報を要求する場合に
は、決定の後、又はユーザによって入力された、測位コ
マンド等による起動によるかのいずれかで通信ネットワ
ークへ基地局ＢＳを介して衛星の決定されたチップ及び
コード位相情報を送信する。
【００３６】測位を実行することを望む場合には、必要
なナビゲーション情報が計算用サーバＳで利用可能であ
るかを計算用サーバＳで検査するのが好ましい。ナビゲ
ーション情報が無いか又は充分ではないならば、計算用
サーバＳは、要求されたナビゲーション情報のどれがそ
の時に計算用サーバＳで利用可能ではないのかを検査す
るのが好ましい。
なナビゲーション情報が計算用サーバＳで利用可能であ
るかを計算用サーバＳで検査するのが好ましい。ナビゲ
ーション情報が無いか又は充分ではないならば、計算用
サーバＳは、要求されたナビゲーション情報のどれがそ
の時に計算用サーバＳで利用可能ではないのかを検査す
るのが好ましい。
【００３７】欠落情報が測位受信機ＭＳのチップ及びコ
ード位相情報であるならば、計算用サーバＳは、測位受
信機ＭＳにチップ及びコード位相情報を送信することを
要求する。これは、更に測位受信機ＭＳへ要求を送信す
る基地局へ、例えば移動交換センターＭＳＣを介して、
計算用サーバＳが通信ネットワークに要求を送信するよ
うな方法で、例えば、実行することができる。
ード位相情報であるならば、計算用サーバＳは、測位受
信機ＭＳにチップ及びコード位相情報を送信することを
要求する。これは、更に測位受信機ＭＳへ要求を送信す
る基地局へ、例えば移動交換センターＭＳＣを介して、
計算用サーバＳが通信ネットワークに要求を送信するよ
うな方法で、例えば、実行することができる。
【００３８】欠落情報が衛星の衛星軌道情報データであ
るか又は衛星の位置及び/又は時間に関する他の情報で
あるならば、計算用サーバＳは、通信ネットワークに欠
落情報を送信することを要求する。この情報は、例え
ば、衛星測位システムに対する制御センター（図示され
ていない）から送信することができる。
るか又は衛星の位置及び/又は時間に関する他の情報で
あるならば、計算用サーバＳは、通信ネットワークに欠
落情報を送信することを要求する。この情報は、例え
ば、衛星測位システムに対する制御センター（図示され
ていない）から送信することができる。
【００３９】計算用サーバＳで利用可能なナビゲーショ
ン情報が十分ある場合には、受信信号の送信の瞬間は、
式１に基づき計算されるのが好ましい。しかしながら、
充分にナビゲーション情報が受信されないならば、本発
明の好ましい実施例による方法では、受信信号の送信の
瞬間は、受信信号のコード位相の変更の後で受信したチ
ップの数Nk chip及びコード位相Δchipk、並びに計算用
サーバSにおけるナビゲーション情報に基づき決定され
る。
ン情報が十分ある場合には、受信信号の送信の瞬間は、
式１に基づき計算されるのが好ましい。しかしながら、
充分にナビゲーション情報が受信されないならば、本発
明の好ましい実施例による方法では、受信信号の送信の
瞬間は、受信信号のコード位相の変更の後で受信したチ
ップの数Nk chip及びコード位相Δchipk、並びに計算用
サーバSにおけるナビゲーション情報に基づき決定され
る。
【００４０】原則として、位置は、いくつかの異なる方
法によって計算することができるが、ここでは一つの方
法だけ、最小２乗平均（LMS）法を示す。簡単のため
に、衛星SV1、 SV2、SV3、SV４クロック・バイアスの除
去、電離層補正（ionosphere correction)、等のような
基本的動作は、ここでは無視される。更に、先の測位デ
ータは、受信機では利用可能ではなくかつ全ての計測
は、同じ瞬間に実行される、即ち、サンプリングは、各
受信チャネルで同じ瞬間に並行して実行されると想定さ
れる。受信信号は、メモリに記憶され、それらの更なる
処理は、異なる時に実行することができる。
法によって計算することができるが、ここでは一つの方
法だけ、最小２乗平均（LMS）法を示す。簡単のため
に、衛星SV1、 SV2、SV3、SV４クロック・バイアスの除
去、電離層補正（ionosphere correction)、等のような
基本的動作は、ここでは無視される。更に、先の測位デ
ータは、受信機では利用可能ではなくかつ全ての計測
は、同じ瞬間に実行される、即ち、サンプリングは、各
受信チャネルで同じ瞬間に並行して実行されると想定さ
れる。受信信号は、メモリに記憶され、それらの更なる
処理は、異なる時に実行することができる。
【００４１】以下、本発明の第１の好ましい実施例によ
る方法の動作を、図１、図３（ｂ）及び図４を参照して
説明する。この段階では、基準クロック１５は、比較的
正確でかつ周波数安定であると想定される。この基準ク
ロックは、例えば、受信機ＭＳの実時間クロック（ＲＴ
Ｃ）によって形成されるか、又は外部クロック（図示さ
れていない）によっても形成することができるか、又は
時間データは、移動通信ネットワークのような、外部ネ
ットワークから取得することができる。
る方法の動作を、図１、図３（ｂ）及び図４を参照して
説明する。この段階では、基準クロック１５は、比較的
正確でかつ周波数安定であると想定される。この基準ク
ロックは、例えば、受信機ＭＳの実時間クロック（ＲＴ
Ｃ）によって形成されるか、又は外部クロック（図示さ
れていない）によっても形成することができるか、又は
時間データは、移動通信ネットワークのような、外部ネ
ットワークから取得することができる。
【００４２】式（１）によれば、送信時間ＴｏＴの決定
は、５つの要素を備え、その最後の二つだけ、即ちコー
ド位相の変更後に受信したチップの数Nk chip及びコード
位相Δchipkを受信される信号の強度が低いような状況
で決定することができる。これら二つのパラメータは、
同じコードが１コード位相の間隔（＝１ミリ秒）で繰り
返されるので、異なる衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、Ｓ
Ｖ４の信号におけるチップ・レベルでの差（＜１ミリ
秒）を計測するためにだけ用いることができる。各衛星
と受信機との間の距離は、かなりの程度まで変化するこ
とができるので、異なる衛星から受信する信号の伝搬時
間は、かなり異なり、１０ミリ秒よりもさらに大きい。
そこで、チップ・レベルでの差の決定は、十分ではな
い。１ミリ秒の時間は、信号が光の速度で約３００ｋｍ
の距離を実質的に伝搬していることを意味する。対応し
て、１チップ（約１マイクロ秒＝１ミリ秒/１０２３）
は、約３００メートルを意味する。
は、５つの要素を備え、その最後の二つだけ、即ちコー
ド位相の変更後に受信したチップの数Nk chip及びコード
位相Δchipkを受信される信号の強度が低いような状況
で決定することができる。これら二つのパラメータは、
同じコードが１コード位相の間隔（＝１ミリ秒）で繰り
返されるので、異なる衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、Ｓ
Ｖ４の信号におけるチップ・レベルでの差（＜１ミリ
秒）を計測するためにだけ用いることができる。各衛星
と受信機との間の距離は、かなりの程度まで変化するこ
とができるので、異なる衛星から受信する信号の伝搬時
間は、かなり異なり、１０ミリ秒よりもさらに大きい。
そこで、チップ・レベルでの差の決定は、十分ではな
い。１ミリ秒の時間は、信号が光の速度で約３００ｋｍ
の距離を実質的に伝搬していることを意味する。対応し
て、１チップ（約１マイクロ秒＝１ミリ秒/１０２３）
は、約３００メートルを意味する。
【００４３】そのような状況では、異なる受信チャネル
でのミリ秒での差は、衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、Ｓ
Ｖ４と受信機ＭＳとの間の距離に基づき決定されなけれ
ばならない。一般的な場合には、しかしながら、受信機
ＭＳの推定位置は、必ずしも分からない。その代り、図
１及び２のシステムでは、受信機ＭＳの位置を、基地局
ＢＳのような、選択された基準点の位置により推定する
ことができる。そこで、基準点の位置に関する情報、衛
星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の衛星軌道情報デー
タ、及び時間データを、基地局ＢＳから計算用サーバＳ
へ送信することができる。ＧＳＭ移動通信システムで
は、移動局と移動局が一度に通信する基地局との距離
は、通常、約３０ｋｍよりも長くはない。そこで、受信
機ＭＳは、基地局ＢＳの位置からこの３０ｋｍの半径内
にあると想定することができる。そこで、基地局に衛星
から送信される信号の伝搬時間（図４において参照記号
Ｄ１で示される）と、衛星から測位受信機までの伝搬時
間（図４において参照記号Ｄ２で示される）とは、約１
００マイクロ秒よりも多くは違わない。測位受信機ＭＳ
と基地局ＢＳとの間の距離は、伝搬時間の点からみて、
基地局ＢＳの有効範囲においてあまり変わらないが、こ
こでは測位受信機において及び基地局ＢＳにおいて同じ
衛星の信号を受信する瞬間に１ミリ秒よりも小さい差が
存在するということが想定されうる。これは、添付した
図４に示される。そこで、距離は、以下のように１ミリ
秒の精度で計算することができる。
でのミリ秒での差は、衛星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、Ｓ
Ｖ４と受信機ＭＳとの間の距離に基づき決定されなけれ
ばならない。一般的な場合には、しかしながら、受信機
ＭＳの推定位置は、必ずしも分からない。その代り、図
１及び２のシステムでは、受信機ＭＳの位置を、基地局
ＢＳのような、選択された基準点の位置により推定する
ことができる。そこで、基準点の位置に関する情報、衛
星ＳＶ１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の衛星軌道情報デー
タ、及び時間データを、基地局ＢＳから計算用サーバＳ
へ送信することができる。ＧＳＭ移動通信システムで
は、移動局と移動局が一度に通信する基地局との距離
は、通常、約３０ｋｍよりも長くはない。そこで、受信
機ＭＳは、基地局ＢＳの位置からこの３０ｋｍの半径内
にあると想定することができる。そこで、基地局に衛星
から送信される信号の伝搬時間（図４において参照記号
Ｄ１で示される）と、衛星から測位受信機までの伝搬時
間（図４において参照記号Ｄ２で示される）とは、約１
００マイクロ秒よりも多くは違わない。測位受信機ＭＳ
と基地局ＢＳとの間の距離は、伝搬時間の点からみて、
基地局ＢＳの有効範囲においてあまり変わらないが、こ
こでは測位受信機において及び基地局ＢＳにおいて同じ
衛星の信号を受信する瞬間に１ミリ秒よりも小さい差が
存在するということが想定されうる。これは、添付した
図４に示される。そこで、距離は、以下のように１ミリ
秒の精度で計算することができる。
【数４】 ここでマーキング〔ホ〕は、最も近い整数に丸めること
を示し、かつ変数の上の線は、それがベクトルであると
いうことを示す。そこで、基地局ＢＳと測位受信機ＭＳ
との両方の点からみて同じ結果が得られる。ＧＰＳ時間
の推定値〔ロ〕は、基地局ＢＳから計算用サーバＳへ送
信される。このＧＰＳ時間データが非常に正確であるな
らば、衛星の位置を非常に正確に計算することも可能で
あり、必ずしも分からないが、主に測位受信機ＭＳと基
地局ＢＳとの間の距離により誤差が、測位において生じ
うる。
を示し、かつ変数の上の線は、それがベクトルであると
いうことを示す。そこで、基地局ＢＳと測位受信機ＭＳ
との両方の点からみて同じ結果が得られる。ＧＰＳ時間
の推定値〔ロ〕は、基地局ＢＳから計算用サーバＳへ送
信される。このＧＰＳ時間データが非常に正確であるな
らば、衛星の位置を非常に正確に計算することも可能で
あり、必ずしも分からないが、主に測位受信機ＭＳと基
地局ＢＳとの間の距離により誤差が、測位において生じ
うる。
【００４４】式２による距離〔ニ〕のミリ秒での計算が
全ての受信チャネルに対して実行された後、信号の送信
の瞬間を以下の式に基づき推定することができる。
全ての受信チャネルに対して実行された後、信号の送信
の瞬間を以下の式に基づき推定することができる。
【数５】
【００４５】どの衛星からの信号の送信の瞬間の測定値
でも、基準時間として選択することができる。この後、
信号を受信する瞬間における衛星時間、即ちＧＰＳ時間
〔ロ〕は、推定伝送遅延、即ち、衛星から受信機までの
信号伝搬時間を、基準時間として選択された測定に基づ
き取得した送信時間ＴｏＴに加えることによって推定す
ることができる。送信遅延に通常用いる推定値は、７０
ミリ秒である。
でも、基準時間として選択することができる。この後、
信号を受信する瞬間における衛星時間、即ちＧＰＳ時間
〔ロ〕は、推定伝送遅延、即ち、衛星から受信機までの
信号伝搬時間を、基準時間として選択された測定に基づ
き取得した送信時間ＴｏＴに加えることによって推定す
ることができる。送信遅延に通常用いる推定値は、７０
ミリ秒である。
【数６】
【００４６】ＧＰＳ時間の予備決定後、測定された擬似
距離は、ＧＰＳ時間の推定から計算された信号送信瞬間
を減らすことによりかつ以下の方法で結果を光の速度と
乗算することにより決定することができる。
距離は、ＧＰＳ時間の推定から計算された信号送信瞬間
を減らすことによりかつ以下の方法で結果を光の速度と
乗算することにより決定することができる。
【数７】
【００４７】ここでｃは、真空中の光の速度を表し、上
付き文字ｋは、その信号から計測値が導かれる衛星（即
ち、１から４）を表し、そして下付き文字ｍは、問題の
擬似距離が推定されるのではなく、測定されることを表
す。
付き文字ｋは、その信号から計測値が導かれる衛星（即
ち、１から４）を表し、そして下付き文字ｍは、問題の
擬似距離が推定されるのではなく、測定されることを表
す。
【００４８】推定擬似距離は、ユーザの受信機の位置
〔ハ〕並びに推定された送信の瞬間ＴｏＴにおける衛星
の位置〔ヘ〕（〔ロ〕）に関して計算される。ユーザの
デフォルト位置として移動局がその時に通信する基地局
の位置が選択される。衛星の位置は、それ自体知られた
式により時間の関数として計算される。ここでは、簡単
のために、これらの推定擬似距離は、推定擬似距離が、
推定ＧＰＳ時間及びユーザの推定位置だけに基づくとい
うことを表すために、以下の式で表される。
〔ハ〕並びに推定された送信の瞬間ＴｏＴにおける衛星
の位置〔ヘ〕（〔ロ〕）に関して計算される。ユーザの
デフォルト位置として移動局がその時に通信する基地局
の位置が選択される。衛星の位置は、それ自体知られた
式により時間の関数として計算される。ここでは、簡単
のために、これらの推定擬似距離は、推定擬似距離が、
推定ＧＰＳ時間及びユーザの推定位置だけに基づくとい
うことを表すために、以下の式で表される。
【数８】 式（６）では、項ｆは、（強い）非線形関数を表し、下
付き文字ｐは、それが問題の推定であるということを表
し、そして〔ハ〕は、変数の上の線が、それがベクトル
であるということを示すような、ユーザの推定位置を表
す。
付き文字ｐは、それが問題の推定であるということを表
し、そして〔ハ〕は、変数の上の線が、それがベクトル
であるということを示すような、ユーザの推定位置を表
す。
【００４９】ユーザの位置〔ハ〕並びに、推定ＧＰＳ時
間と実ＧＰＳ時間との間の差は、例えば繰り返しにより
最小２乗平均の方法によって計算することができる。こ
の方法は、それ自体知られている。最小２乗平均の方法
では、以下の式の組が解かれる。
間と実ＧＰＳ時間との間の差は、例えば繰り返しにより
最小２乗平均の方法によって計算することができる。こ
の方法は、それ自体知られている。最小２乗平均の方法
では、以下の式の組が解かれる。
【数９】
【００５０】目的は、Ｍ回の測定に最も適する位置デー
タ〔ハ〕及び時間誤差Δｔuを見つけることである。こ
の式の組の答は、それ自体線形である。
タ〔ハ〕及び時間誤差Δｔuを見つけることである。こ
の式の組の答は、それ自体線形である。
【数１０】 ここで、
【数１１】 〔ト〕は、位置補正ベクトル、Δｔuは、時間誤差補
正、及びHは、点〔ハ〕における推定擬似距離の線形化
されたヤコビアン行列である。
正、及びHは、点〔ハ〕における推定擬似距離の線形化
されたヤコビアン行列である。
【００５１】最小二乗平均の方法によって与えられる解
は、平方誤差の和（the sum of squred errors; ＳＳ
Ｅ）の点からみて最適である。この平方誤差の和は、以
下の式で推定することができる。
は、平方誤差の和（the sum of squred errors; ＳＳ
Ｅ）の点からみて最適である。この平方誤差の和は、以
下の式で推定することができる。
【数１２】
【００５２】項を再構成しかつ項に対して多少異なる表
示を用いることにより、式（７）は、以下のように書く
ことができる。
示を用いることにより、式（７）は、以下のように書く
ことができる。
【数１３】
【００５３】括弧は、項が括弧で表されるパラメータに
基づくということを示す。そのような表示を用いて、測
定擬似距離はＧＰＳ時間の関数であり、残りは推定ＧＰ
Ｓ時間の関数であるということが明らかに理解できる。
そこで、測定に基づき推定ＧＰＳ時間と真のＧＰＳ時間
との間の時間差を計算することができ、そこでまた、受
信機を実ＧＰＳ時間に同期させることもできる。受信機
の時間誤差は、以下の式による時間差としてここでは表
すことができる。
基づくということを示す。そのような表示を用いて、測
定擬似距離はＧＰＳ時間の関数であり、残りは推定ＧＰ
Ｓ時間の関数であるということが明らかに理解できる。
そこで、測定に基づき推定ＧＰＳ時間と真のＧＰＳ時間
との間の時間差を計算することができ、そこでまた、受
信機を実ＧＰＳ時間に同期させることもできる。受信機
の時間誤差は、以下の式による時間差としてここでは表
すことができる。
【数１４】 ここでΔｔuは、推定（又は計算）クロノメーター誤差
でありそしてΔTは、推定時間〔ロ〕と真のＧＰＳ時間T
GPSとの間の実クロノメーター誤差である。
でありそしてΔTは、推定時間〔ロ〕と真のＧＰＳ時間T
GPSとの間の実クロノメーター誤差である。
【００５４】ここで、この時間差は、推定ＧＰＳ時間を
補正するために計算用サーバＳで利用することができ、
その後、特に計算時間差がかなり大きいような状況にお
いてより良い測位を取得するために衛星の位置を再計算
することができる。
補正するために計算用サーバＳで利用することができ、
その後、特に計算時間差がかなり大きいような状況にお
いてより良い測位を取得するために衛星の位置を再計算
することができる。
【００５５】上記式２で表されるような、距離の計算
は、ある場合に、丸め誤差をもたらしうる。例えば、丸
めの前のミリ秒における計算距離が次の整数に近くかつ
受信機ＭＳが基地局ＢＳに近いならば、これは、ほぼ１
ミリ秒の誤差を結果としてもたらしうる。これは、受信
機と衛星との間の距離の計算において３００ｋｍもの誤
差を生じる結果となりえて、受信機の測位をかなりの程
度ゆがめることになる。ある場合には、この誤差は、受
信機が数十キロメートルの高さにあるか又は地球の深い
位置にあるということを示す、受信機の位置に対して計
算された高さデータで検出することができる。このよう
に、誤差は、容易に検出することができる。しかしなが
ら、これが常にそうであるとは限らない。本発明の好ま
しい実施例による方法は、その位置がかなりの精度で分
かっている基地局ＢＳに受信機ＭＳが近いという情報を
利用する。そこで、受信機ＭＳに対して計算される位置
データ内に限界を設けることができる。この限界は、地
球表面の方向において、例えば、基地局にその中心があ
りかつ約３０ｋｍの半径を有している円である。対応す
る方法において、適切な限界値は、高さ方向に設定する
ことができる。計算が前記限界の外側である受信機ＭＳ
に対する位置データを生じるならば、丸めにより誤差が
もたらされたということを想定することができる。この
後、どの衛星（単数又は複数）でこの誤差が発生したか
ということが計算用サーバＳで決定される。これは、式
２で計算された値の残りを検査することによって実行す
ることができる。
は、ある場合に、丸め誤差をもたらしうる。例えば、丸
めの前のミリ秒における計算距離が次の整数に近くかつ
受信機ＭＳが基地局ＢＳに近いならば、これは、ほぼ１
ミリ秒の誤差を結果としてもたらしうる。これは、受信
機と衛星との間の距離の計算において３００ｋｍもの誤
差を生じる結果となりえて、受信機の測位をかなりの程
度ゆがめることになる。ある場合には、この誤差は、受
信機が数十キロメートルの高さにあるか又は地球の深い
位置にあるということを示す、受信機の位置に対して計
算された高さデータで検出することができる。このよう
に、誤差は、容易に検出することができる。しかしなが
ら、これが常にそうであるとは限らない。本発明の好ま
しい実施例による方法は、その位置がかなりの精度で分
かっている基地局ＢＳに受信機ＭＳが近いという情報を
利用する。そこで、受信機ＭＳに対して計算される位置
データ内に限界を設けることができる。この限界は、地
球表面の方向において、例えば、基地局にその中心があ
りかつ約３０ｋｍの半径を有している円である。対応す
る方法において、適切な限界値は、高さ方向に設定する
ことができる。計算が前記限界の外側である受信機ＭＳ
に対する位置データを生じるならば、丸めにより誤差が
もたらされたということを想定することができる。この
後、どの衛星（単数又は複数）でこの誤差が発生したか
ということが計算用サーバＳで決定される。これは、式
２で計算された値の残りを検査することによって実行す
ることができる。
【００５６】この方法は、丸めによってもたらされた起
こり得る誤差を敏速に検出しかつ必要な補正動作を実行
するために用いることができる。丸め誤差を検出するた
めの別の方法は、式９で計算された誤差値を検査するこ
とであり、かつどれかの値が他の値とは明らかに異なる
（かなり高い）ならば、誤差は、その値に対応する衛星
の距離の計算における丸めによってたぶん生じている。
こり得る誤差を敏速に検出しかつ必要な補正動作を実行
するために用いることができる。丸め誤差を検出するた
めの別の方法は、式９で計算された誤差値を検査するこ
とであり、かつどれかの値が他の値とは明らかに異なる
（かなり高い）ならば、誤差は、その値に対応する衛星
の距離の計算における丸めによってたぶん生じている。
【００５７】この後、測位情報を測位受信機ＭＳに送信
することができ、そこで位置をユーザに表示することが
できる。例えば、緊急呼出しの場合には、測位情報は、
この情報が測位受信機に送信されていなかったとして
も、通信ネットワークで、例えば移動交換センターＭＳ
Ｃにおいて実質的に直ぐに入手可能である。これは、正
確な位置への援助の転送をスピードアップする。
することができ、そこで位置をユーザに表示することが
できる。例えば、緊急呼出しの場合には、測位情報は、
この情報が測位受信機に送信されていなかったとして
も、通信ネットワークで、例えば移動交換センターＭＳ
Ｃにおいて実質的に直ぐに入手可能である。これは、正
確な位置への援助の転送をスピードアップする。
【００５８】従って、計算用サーバＳ又は通信ネットワ
ークに配置された対応する装置で全ての要求される計算
を実現することは、ネットワーク・ベース測位の基本的
考えである。そこで、受信機ＭＳの機能は、衛星の信号
を測定することが主でありかつある場合にはそれらを前
処理することである。この後、受信機ＭＳは、実際の位
置を計算するために計算用サーバＳに信号を送信する。
ークに配置された対応する装置で全ての要求される計算
を実現することは、ネットワーク・ベース測位の基本的
考えである。そこで、受信機ＭＳの機能は、衛星の信号
を測定することが主でありかつある場合にはそれらを前
処理することである。この後、受信機ＭＳは、実際の位
置を計算するために計算用サーバＳに信号を送信する。
【００５９】ネットワーク・ベースの測位では、受信機
ＭＳは、最小でも、チップ及びコード位相の測定を行い
かつサーバにネットワークを介してそれらを送信するた
めに必要な装置だけを備えている。この場合には、受信
機ＭＳは、必ずしも時間データさえも必要としない。
ＭＳは、最小でも、チップ及びコード位相の測定を行い
かつサーバにネットワークを介してそれらを送信するた
めに必要な装置だけを備えている。この場合には、受信
機ＭＳは、必ずしも時間データさえも必要としない。
【００６０】本発明の第２の好ましい実施例による方法
では、測位に必要な計算は、測位受信機ＭＳで実行され
る。そこで、本発明の第１の好ましい実施例による方法
に対する最も基本的な違いは、例えば、ＧＰＳ時間デー
タ及び衛星軌道情報データが計算用サーバＳの代わりに
測位受信機ＭＳに送信されるということである。
では、測位に必要な計算は、測位受信機ＭＳで実行され
る。そこで、本発明の第１の好ましい実施例による方法
に対する最も基本的な違いは、例えば、ＧＰＳ時間デー
タ及び衛星軌道情報データが計算用サーバＳの代わりに
測位受信機ＭＳに送信されるということである。
【００６１】測位受信機ＭＳの受信チャネルが衛星ＳＶ
１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の信号に同期化された後、
必要に応じて、信号で送信されたナビゲーション情報の
検出及び記憶を開始することができる。ディジタル信号
処理装置３は、メモリ４に好ましくはナビゲーション情
報を記憶する。
１、ＳＶ２、ＳＶ３、ＳＶ４の信号に同期化された後、
必要に応じて、信号で送信されたナビゲーション情報の
検出及び記憶を開始することができる。ディジタル信号
処理装置３は、メモリ４に好ましくはナビゲーション情
報を記憶する。
【００６２】検出及び記憶は、全ての受信チャネルに対
して実質的に同時に実行されるのが好ましく、受信した
信号を受信する瞬間は、各受信チャネルにおいて実質的
に同じである。測位を実行することを希望する場合に
は、必要なナビゲーション情報が受信されたかどうか
が、ディジタル信号処理装置３において検査されるのが
好ましく、十分なナビゲーション情報がメモリ５に記憶
されているならば、受信信号の送信の瞬間が式１に基づ
き計算されるのが好ましい。しかしながら、十分なナビ
ゲーション情報が受信されていないならば、本発明のこ
の第２の好ましい実施例による方法では、受信信号の送
信の瞬間は、本発明による方法の第１の好ましい実施例
の説明に関して上述したように、受信信号のコード位相
の変更の後で受信したチップの数Nk chip及びコード位相
Δchipk、並びに基地局を介して送信されかつ測位受信
機ＭＳで受信されたナビゲーション情報に基づき計算さ
れる。
して実質的に同時に実行されるのが好ましく、受信した
信号を受信する瞬間は、各受信チャネルにおいて実質的
に同じである。測位を実行することを希望する場合に
は、必要なナビゲーション情報が受信されたかどうか
が、ディジタル信号処理装置３において検査されるのが
好ましく、十分なナビゲーション情報がメモリ５に記憶
されているならば、受信信号の送信の瞬間が式１に基づ
き計算されるのが好ましい。しかしながら、十分なナビ
ゲーション情報が受信されていないならば、本発明のこ
の第２の好ましい実施例による方法では、受信信号の送
信の瞬間は、本発明による方法の第１の好ましい実施例
の説明に関して上述したように、受信信号のコード位相
の変更の後で受信したチップの数Nk chip及びコード位相
Δchipk、並びに基地局を介して送信されかつ測位受信
機ＭＳで受信されたナビゲーション情報に基づき計算さ
れる。
【００６３】受信機ＭＳで用いられる基準クロノメータ
ーが正確であるということが上記で想定されている。し
かしながら、実際のアプリケーションでは、受信機の実
時間クロックＲＴＣの精度は、変化しうる。対応する方
法では、移動通信ネットワークの基地局ＢＳから送信さ
れかつ受信機ＭＳで受信されるべき時間データは、かな
りの程度遅延することができる。しかしながら、この遅
延は、受信機に分からないしかつ、更には、遅延は、時
間データの送信の異なる時間で変化しうる。また、受信
機がナビゲーション・メッセージで送信された情報を復
号することができないならば、受信機は、ＧＰＳ時間に
関する情報を取得することができない。間違ったＧＰＳ
時間の推定は、測位においてかなりの誤差をもたらしう
る。ＧＰＳ時間データの効果及び除去は、ここに参考文
献として採り入れられる、出願人による平行特許出願に
詳細に記述されている。
ーが正確であるということが上記で想定されている。し
かしながら、実際のアプリケーションでは、受信機の実
時間クロックＲＴＣの精度は、変化しうる。対応する方
法では、移動通信ネットワークの基地局ＢＳから送信さ
れかつ受信機ＭＳで受信されるべき時間データは、かな
りの程度遅延することができる。しかしながら、この遅
延は、受信機に分からないしかつ、更には、遅延は、時
間データの送信の異なる時間で変化しうる。また、受信
機がナビゲーション・メッセージで送信された情報を復
号することができないならば、受信機は、ＧＰＳ時間に
関する情報を取得することができない。間違ったＧＰＳ
時間の推定は、測位においてかなりの誤差をもたらしう
る。ＧＰＳ時間データの効果及び除去は、ここに参考文
献として採り入れられる、出願人による平行特許出願に
詳細に記述されている。
【００６４】上述した例では、基地局ＢＳは、基準点と
して用いられた。しかしながら、また、その位置がある
精度で分かっている別の点を基準点として選択できると
いうことは、明らかである。そこで、この基準点は、測
位における受信機に対するデフォルト位置として用いら
れる。
して用いられた。しかしながら、また、その位置がある
精度で分かっている別の点を基準点として選択できると
いうことは、明らかである。そこで、この基準点は、測
位における受信機に対するデフォルト位置として用いら
れる。
【００６５】また、本発明は、例えば、衛星による測位
に加えて移動通信システムを利用するようなシステムに
も適用することができる。そこで、基地局から受信機へ
の信号の伝搬時間を決定すべく移動通信システムの伝搬
時間測定機能を用いることによって、ＧＰＳ測位よりも
典型的には多少劣っている精度で受信機ＭＳの位置を決
定するために、その位置が分かっている移動通信システ
ムの３つ以上の基地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’を用いる
ことができる。伝搬時間測定により、時間で異なる基地
局からの受信機ＭＳの距離を決定することができ、そこ
で移動局ＭＳの位置を決定することができる。
に加えて移動通信システムを利用するようなシステムに
も適用することができる。そこで、基地局から受信機へ
の信号の伝搬時間を決定すべく移動通信システムの伝搬
時間測定機能を用いることによって、ＧＰＳ測位よりも
典型的には多少劣っている精度で受信機ＭＳの位置を決
定するために、その位置が分かっている移動通信システ
ムの３つ以上の基地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’を用いる
ことができる。伝搬時間測定により、時間で異なる基地
局からの受信機ＭＳの距離を決定することができ、そこ
で移動局ＭＳの位置を決定することができる。
【００６６】別の代替は、移動局ＭＳから二つ以上の基
地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’への信号の到達の角度（Ａ
ＯＡ）α、α’、α’’を決定しかつ受信機ＭＳへ信号
の決定された到達の角度に関するこの情報を送信するこ
とである。そこで、少なくとも二つの基地局ＢＳ、Ｂ
Ｓ’、ＢＳ’’から見た受信機ＭＳの方位は、信号のこ
れらの到達の角度に基づき決定され、そこで選択される
べき前記基準点は、その方位に基づき計算されるような
受信機の位置でありうる。
地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’への信号の到達の角度（Ａ
ＯＡ）α、α’、α’’を決定しかつ受信機ＭＳへ信号
の決定された到達の角度に関するこの情報を送信するこ
とである。そこで、少なくとも二つの基地局ＢＳ、Ｂ
Ｓ’、ＢＳ’’から見た受信機ＭＳの方位は、信号のこ
れらの到達の角度に基づき決定され、そこで選択される
べき前記基準点は、その方位に基づき計算されるような
受信機の位置でありうる。
【００６７】更に別の代替は、例えば、移動局ＭＳから
少なくとも一つの基地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’への信
号の伝搬時間及び到達の角度α、α’、α’’の両方を
決定しかつ計算用サーバＳ又は受信機ＭＳのような、計
算用装置へ信号の決定された伝搬時間及び到達の角度の
データを送信することである。そこで、信号の伝搬時間
及び到達の角度に基づき少なくとも一つの基地局ＢＳ、
ＢＳ’、ＢＳ’’に関する移動局ＭＳの方位及び距離
ｄ、ｄ’、ｄ’’を決定することができ、そこで選択さ
れるべき前記基準点は、距離ｄ、ｄ’、ｄ’’及び到達
の角度に基づき計算された受信機の位置でありうる。
少なくとも一つの基地局ＢＳ、ＢＳ’、ＢＳ’’への信
号の伝搬時間及び到達の角度α、α’、α’’の両方を
決定しかつ計算用サーバＳ又は受信機ＭＳのような、計
算用装置へ信号の決定された伝搬時間及び到達の角度の
データを送信することである。そこで、信号の伝搬時間
及び到達の角度に基づき少なくとも一つの基地局ＢＳ、
ＢＳ’、ＢＳ’’に関する移動局ＭＳの方位及び距離
ｄ、ｄ’、ｄ’’を決定することができ、そこで選択さ
れるべき前記基準点は、距離ｄ、ｄ’、ｄ’’及び到達
の角度に基づき計算された受信機の位置でありうる。
【００６８】この構成は、例えば、受信機ＭＳで衛星か
ら送信された信号を受信することができないか、又は信
号の強度があまりにも低いので測定がチップ・レベルで
行うことができない場合に利用することができる。そこ
で、衛星測位を再びできるような状況において、選択さ
れるべき基準点は、例えば前記基地局に基づき決定され
た受信機の位置でありうる。
ら送信された信号を受信することができないか、又は信
号の強度があまりにも低いので測定がチップ・レベルで
行うことができない場合に利用することができる。そこ
で、衛星測位を再びできるような状況において、選択さ
れるべき基準点は、例えば前記基地局に基づき決定され
た受信機の位置でありうる。
【００６９】
【発明の効果】上記に示した計算を実行するために、本
発明の第１の好ましい実施例による方法では、計算用サ
ーバＳのアプリケーション・ソフトウェアは、それ自体
知られた方法で必要なプログラム・コマンドが供給され
る。
発明の第１の好ましい実施例による方法では、計算用サ
ーバＳのアプリケーション・ソフトウェアは、それ自体
知られた方法で必要なプログラム・コマンドが供給され
る。
【００７０】計算用サーバＳは、例えば移動交換センタ
ーＭＳＣに関して構成することができ、そこで 通信ネ
ットワーク、この場合には移動通信ネットワークと計算
用サーバＳとの間のデータ伝送は、移動交換センターＭ
ＳＣを介して実行される。また、計算用サーバＳをそれ
自体知られた方法で通信ネットワークと通信すべく結合
することができるということは、明らかである。
ーＭＳＣに関して構成することができ、そこで 通信ネ
ットワーク、この場合には移動通信ネットワークと計算
用サーバＳとの間のデータ伝送は、移動交換センターＭ
ＳＣを介して実行される。また、計算用サーバＳをそれ
自体知られた方法で通信ネットワークと通信すべく結合
することができるということは、明らかである。
【００７１】本発明の第２の好ましい実施例による方法
では、前述した計算は、ディジタル信号処理装置３及び
／又は制御ブロック７で実行されるのが好ましい。この
目的のために、アプリケーション・ソフトウェアは、そ
れ自体知られた方法で必要なプログラム・コマンドが供
給される。計算の結果、そして必要な起こり得る中間結
果は、メモリ４、８に記憶される。測位の後、測位受信
機の決定された位置は、好ましくは、例えば座標フォー
マットでディスプレイ１２に表示することができる。ま
た、その時にユーザの測位受信機ＭＳが配置されている
エリアに関するマップ情報は、ディスプレイ１２に表示
することができる。このマップ情報は、例えば好ましく
は決定された位置データが測位受信機ＭＳの移動局機能
から例えば移動交換センター（図示されていない）へ処
理のためにそれらを更に送信する基地局ＢＳへ送信され
るような方法で移動通信ネットワークを介してロードす
ることができる。必要ならば、移動通信ネットワーク
は、問題のエリアのマップ情報を含んでいるサーバ（図
示されていない）に、例えばインターネット・ネットワ
ークを介してコンタクトする。この後、マップ情報は、
移動通信ネットワークを介して基地局ＢＳへそして更に
測位受信機ＭＳへ送信される。
では、前述した計算は、ディジタル信号処理装置３及び
／又は制御ブロック７で実行されるのが好ましい。この
目的のために、アプリケーション・ソフトウェアは、そ
れ自体知られた方法で必要なプログラム・コマンドが供
給される。計算の結果、そして必要な起こり得る中間結
果は、メモリ４、８に記憶される。測位の後、測位受信
機の決定された位置は、好ましくは、例えば座標フォー
マットでディスプレイ１２に表示することができる。ま
た、その時にユーザの測位受信機ＭＳが配置されている
エリアに関するマップ情報は、ディスプレイ１２に表示
することができる。このマップ情報は、例えば好ましく
は決定された位置データが測位受信機ＭＳの移動局機能
から例えば移動交換センター（図示されていない）へ処
理のためにそれらを更に送信する基地局ＢＳへ送信され
るような方法で移動通信ネットワークを介してロードす
ることができる。必要ならば、移動通信ネットワーク
は、問題のエリアのマップ情報を含んでいるサーバ（図
示されていない）に、例えばインターネット・ネットワ
ークを介してコンタクトする。この後、マップ情報は、
移動通信ネットワークを介して基地局ＢＳへそして更に
測位受信機ＭＳへ送信される。
【００７２】本発明は、測位受信機ＭＳに関して前述し
たが、本発明は、電子装置を測位する手段を有してい
る、他の形式の電子装置においても適用することができ
るということは、明らかである。そこで、電子装置を測
位するこれらの手段は、本発明の好ましい実施例による
測位受信機ＭＳを備えている。
たが、本発明は、電子装置を測位する手段を有してい
る、他の形式の電子装置においても適用することができ
るということは、明らかである。そこで、電子装置を測
位するこれらの手段は、本発明の好ましい実施例による
測位受信機ＭＳを備えている。
【００７３】また、本発明は、移動通信ネットワーク以
外の他の無線データ伝送ネットワークに関しても適用す
ることができる。そこで、測位受信機の周辺における既
知の点の位置は、無線データ伝送ネットワークを介して
受信することができる。
外の他の無線データ伝送ネットワークに関しても適用す
ることができる。そこで、測位受信機の周辺における既
知の点の位置は、無線データ伝送ネットワークを介して
受信することができる。
【００７４】本発明は、前記した実施例だけに限定され
るものではなく、特許請求の範囲内で変更することがで
きるということは、明らかである。
るものではなく、特許請求の範囲内で変更することがで
きるということは、明らかである。
【図１】４つの衛星及び基準受信機によって送信された
信号による通信ネットワークにおける測位を、簡略化し
た原理図で示す図である。
信号による通信ネットワークにおける測位を、簡略化し
た原理図で示す図である。
【図２】４つの衛星及び基準受信機によって送信された
信号による測位受信機における測位を、簡略化した原理
図で示す図である。
信号による測位受信機における測位を、簡略化した原理
図で示す図である。
【図３】（ａ）はＧＰＳシステムで用いられるフレーム
構成の例を示す図であり、（ｂ）は測位の瞬間に受信し
た信号の送信の瞬間を推定するために用いられる、従来
技術の式、及びその個々の項を示す図である。
構成の例を示す図であり、（ｂ）は測位の瞬間に受信し
た信号の送信の瞬間を推定するために用いられる、従来
技術の式、及びその個々の項を示す図である。
【図４】時間平面における衛星、測位受信機、及び基地
局間の距離を示す図である。
局間の距離を示す図である。
【図５】本発明による方法を適用することができる受信
機を簡略化したブロック図で示す図である。
機を簡略化したブロック図で示す図である。
Ｓ…計算用サーバ ＭＳ…受信機 ＢＳ…基地局 ＳＶ１〜ＳＶ４…衛星
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Claims (29)
- 【請求項１】 測位手段（Ｓ、ＭＳ）で受信機（ＭＳ）
を測位する方法において、衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）によ
って送信されかつ各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）に対する個
々のコードによって形成されたコード変調信号が受信さ
れるような方法であって、その位置が実質的に分かって
いる、少なくとも一つの基準点（ＢＳ）が選択され、前
記少なくとも一つの基準点の位置及び衛星（ＳＶ１〜Ｓ
Ｖ４）の衛星軌道情報データに関する情報が測位手段
（Ｓ、ＭＳ）に送信され、少なくとも測位に用いられる
衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）のそれぞれに関する衛星軌道情
報データ及び前記少なくとも一つの基準点の位置が受信
機の測位に用いられることを特徴とする受信機を測位す
る方法。 - 【請求項２】 前記基準点（ＢＳ）の位置は、受信機
（ＭＳ）のデフォルト位置として用いられ、 前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準点との間の第１
の距離（ρk m）は、測位で用いられる各衛星から受信し
た信号の送信の瞬間（イ）を決定することにより、かつ
前記信号を受信する瞬間における推定時間データ（ロ）
を決定することによって決定され、 前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準点との間の第２
の距離（ρk p）は、前記推定された時間データ（ロ）及
び衛星軌道情報データに基づき前記信号の送信の瞬間に
おける測位に用いられる各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）の位
置を決定することによって推定され、そして、 前記受信機（ＭＳ）の位置（ハ）、並びに推定ＧＰＳ時
間（ロ）と実ＧＰＳ時間（TGPS）との間の差は、少なく
とも部分的に前記第１の距離（ρk m）及び前記第２の距
離（ρk p）に基づき計算されることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記距離は、所定の精度で時間単位で計
算され、前記距離に対して計算された値（ニ）が選択さ
れた精度に対応している二つの値の間にある場合には、
前記距離に対して計算された前記値（ニ）は、前記精度
に対応している前記値の一つに丸められることを特徴と
する請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 変調に用いられる前記コードは、チップ
のセットで形成され、前記チップのセットで変調される
信号は、コード変調で繰り返されるコード・シーケンス
を構成し、各衛星の個々のコードに対応している基準コ
ード（ref(k)）は、前記コード・シーケンス及びそのコ
ード位相（Δchipk）における変化を決定するために受
信機（ＭＳ）で用いられ、測位の瞬間の前のコード・シ
ーケンスにおける変化の後に受信したチップの数（Nk
chip）及びコード位相（Δchipk）は、前記受信機（Ｍ
Ｓ）で決定され、前記信号の送信の瞬間（イ）は、以下
の方法、 【数１】 で決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準点
との間の距離（ニ）の決定に用いられる精度は、１ミリ
秒であるべく選択されることを特徴とする請求項３又は
４に記載の方法。 - 【請求項６】 その方法では、 少なくとも一つの限界値（ｒ、ｈ）は、前記受信機（Ｍ
Ｓ）と前記基準点（ＢＳ）との間の最大距離として設定
され、前記受信機（ＭＳ）に対して決定された位置が前
記基準点からの前記最大距離よりも更に遠くなるなら
ば、前記最大距離が超えられるということをもたらすべ
くどの計算距離値（ニ）が丸められたかが検査され、こ
の距離値は、それを前記精度に対応している前記二つの
値の他のものに丸めることによって変更されることを特
徴とする請求項３、４または５のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項７】 前記基準点は、移動通信ネットワークの
基地局（ＢＳ）であり、かつ前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ
４）に関する基準点の位置及び衛星軌道情報データに関
する情報は、前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）に送信されるこ
とを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項８】 また、前記移動局（ＭＳ）から３つ以上
の基地局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）への信号の伝搬の時
間が決定され、かつ前記伝搬時間のデータは、少なくと
も３つの基地局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）への時間にお
ける距離（ｄ、ｄ'、ｄ''）を決定するために前記受信
機（ＭＳ）へ送信され、前記距離（ｄ、ｄ'、ｄ''）に
基づき計算された前記受信機の位置は、前記基準点とし
て選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 また、前記移動局（ＭＳ）から二つ以上
の基地局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）への信号の到達の角
度（α、α'、α''）が決定され、かつ前記到達の角度
（α、α'、α''）のデータは、少なくとも３つの基地
局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）からの前記受信機（ＭＳ）
の方位を決定するために、前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）へ
送信され、前記方位に基づき決定された前記受信機（Ｍ
Ｓ）の位置は、前記基準点として選択されることを特徴
とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 また、前記移動局（ＭＳ）から少なく
とも一つの基地局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）への信号の
伝搬の時間及び到達の角度（α、α'、α''）が決定さ
れ、かつ前記信号伝搬時間及び前記到達の角度（α、
α'、α''）は、少なくとも一つの基地局（ＢＳ、Ｂ
Ｓ'、ＢＳ''）からの前記受信機（ＭＳ）の前記方位及
び距離（ｄ、ｄ'、ｄ''）を決定するために、前記測位
手段（Ｓ、ＭＳ）へ送信され、前記方位及び距離（ｄ、
ｄ'、ｄ''）に基づき決定された前記受信機（ＭＳ）の
前記位置は、前記基準点として選択されることを特徴と
する請求項７に記載の方法。 - 【請求項１１】 測位において、少なくとも４つの衛星
（ＳＶ１〜ＳＶ４）から送信された信号が用いられるこ
とを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項１２】 用いられる前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ
４）は、ＧＰＳシステムの衛星であることを特徴とする
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１３】 用いられる前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）
は、計算用サーバ（Ｓ）であり、データ伝送接続は、前
記計算用サーバ（Ｓ）と前記受信機（ＭＳ）との間に設
定されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項１４】 用いられる前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）
は、前記受信機（ＭＳ）であることを特徴とする請求項
１から１２のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項１５】 少なくとも測位手段（Ｓ、ＭＳ）と衛
星（ＳＶ１〜ＳＶ４）から送信されたコード変調信号を
受信する手段（１、２ａ−２ｄ）を含んでいる受信機
（ＭＳ）とを備えている測位システムにおいて、前記コ
ード変調信号が、各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）に対する個
々のコードによって形成されている測位システムであっ
て、前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）は、その位置が実質的に
分かっている、少なくとも一つの選択された基準点（Ｂ
Ｓ）に関する位置データを受信する手段（Ｓ、１０、１
１）と、前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）の衛星軌道情報デ
ータを受信する手段（Ｓ、１０、１１）と、少なくとも
前記衛星軌道情報データ及び前記少なくとも一つの基準
点（ＢＳ）の位置に基づき前記受信機の位置を決定する
手段（Ｓ、３）とを備えていることを特徴とする測位シ
ステム。 - 【請求項１６】 前記受信機（ＭＳ）の測位に用いられ
る該受信機（ＭＳ）のデフォルト位置が、前記基準点
（ＢＳ）の位置であり、また、 前記測位で用いる前記衛星から受信した信号の送信の瞬
間（イ）を決定する手段（３、４）と、 前記信号を受信する瞬間における推定時間データ（ロ）
を決定する手段（３、１０、１１）と、 前記信号送信瞬間（イ）及び推定時間データ（ロ）に基
づき前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準点との間の
第１の距離（ρk m）を決定する手段（３）と、 前記推定時間データ（ロ）及び衛星軌道情報データに基
づき前記信号の送信の瞬間において前記測位に用いられ
る各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）の位置を決定することによ
って前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準点との間の
第２の距離（ρ k p）を推定する手段（３）と、 少なくとも部分的に前記第１の距離（ρk m）及び第２の
距離（ρk p）に基づき前記受信機（ＭＳ）の位置（ハ）
並びに推定ＧＰＳ時間（ロ）と実ＧＰＳ時間（TGPS）と
の間の差を計算する手段（３）とを備えていることを特
徴とする請求項１５に記載の測位システム。 - 【請求項１７】 距離が、所定の精度で時間単位で計算
され、前記距離に対して計算された値（ニ）が選択され
た精度に対応している二つの値の間にある場合には、前
記距離に対して計算された前記値（ニ）は、精度に対応
している前記二つの値の一つに丸められることを特徴と
する請求項１６に記載の測位システム。 - 【請求項１８】 変調に用いられるコードが、チップの
セットで形成され、コード変調で繰り返される前記チッ
プのセットで変調される信号で、コード・シーケンスが
構成され、前記受信機（ＭＳ）は、基準コードを形成す
る手段（１６）、 前記基準コードに基づき測位の瞬間の前のコード・シー
ケンスにおける変化の後に受信したチップの数
（Nk chip）及びコード位相（Δchipk）を決定する手段
を備え、 前記測位の瞬間の前のコード位相の変化の後に受信した
チップの数（Nk chip）及びコード位相（Δchipk）は、
前記受信機（ＭＳ）で決定されるように構成され、前記
信号の送信の瞬間（イ）は、以下の方法、 【数２】 で決定されることを特徴とする請求項１７に記載の測位
システム。 - 【請求項１９】 各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）と前記基準
点との間の距離（ニ）の決定に用いられる精度が、１ミ
リ秒であるべく選択されることを特徴とする請求項１７
又は１８に記載の測位システム。 - 【請求項２０】 少なくとも一つの限界値（ｒ、ｈ）
が、前記受信機（ＭＳ）と前記基準点（ＢＳ）との間の
最大距離として前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）において設定
され、 前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）は、前記決定された距離を前
記限界値（ｒ、ｈ）と比較する手段（３、７）と、前記
受信機（ＭＳ）に対して決定された前記位置が前記基準
点からの前記最大距離よりも更に遠くなるならば、前記
最大距離が超えられるということをもたらすべくどの計
算距離値（ニ）が丸められたかを検査する手段（３、
７）とを備えこの距離値は、それを前記精度に対応して
いる前記二つの値の他のものに丸めることによって変更
されるように構成されることを特徴とする請求項１７、
１８または１９のいずれか一項に記載の測位システム。 - 【請求項２１】 前記基準点が、移動通信ネットワーク
の基地局（ＢＳ）であり、かつ前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ
４）に関する前記基準点の位置及び衛星軌道情報データ
に関する情報は、前記基地局（ＢＳ）を介して前記測位
手段（Ｓ、ＭＳ）に送信されることを特徴とする請求項
１５から２０のいずれか一項に記載の測位システム。 - 【請求項２２】 前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）が、また、
その伝搬時間データが、前記受信機（ＭＳ）と少なくと
も３つの基地局（ＢＳ、ＢＳ'、ＢＳ''）との間の時間
における距離（ｄ、ｄ'、ｄ''）を決定するために計測
される、伝搬時間データを受信する手段と、前記伝搬時
間データに基づき前記受信機（ＭＳ）の位置を決定する
手段とを備え、 前記基準点は、前記距離（ｄ、ｄ'、ｄ''）に基づき計
算された前記受信機の位置であるべく選択されることを
特徴とする請求項２１に記載の測位システム。 - 【請求項２３】 少なくとも４つの衛星（ＳＶ１〜ＳＶ
４）から送信された信号が前記測位に用いられることを
特徴とする請求項１５から２２のいずれか一項に記載の
測位システム。 - 【請求項２４】 前記受信信号が、ＧＰＳシステムの衛
星によって送信された信号であることを特徴とする請求
項１５から２３のいずれか一項に記載の測位システム。 - 【請求項２５】 移動局機能を実行する手段（１０、１
１、１２、１３、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を備えてい
ることを特徴とする請求項１５から２４のいずれか一項
に記載の測位システム。 - 【請求項２６】 前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）が、計算用
サーバ（Ｓ）を備え、前記計算用サーバ（Ｓ）と前記受
信機（ＭＳ）との間にデータ伝送接続が設定されること
を特徴とする請求項１５から２５のいずれか一項に記載
の測位システム。 - 【請求項２７】 前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）が、前記受
信機（ＭＳ）に構成されることを特徴とする請求項１５
から２５のいずれか一項に記載の測位システム。 - 【請求項２８】 測位手段を有する測位システムで用い
られるように構成された電子装置（ＭＳ）において、衛
星（ＳＶ１〜ＳＶ４）によって送信されたコード変調信
号を受信する手段（１、２ａ−２ｄ）を少なくとも備
え、前記コード変調信号は、各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）
に対して個々のコードで形成されている、電子装置（Ｍ
Ｓ）であって、 前記基準コードに基づき測位の瞬間の前のコード・シー
ケンスにおける変更の後で受信したチップの数
（Nk chip）及びコード位相（Δchipk）を決定する手段
（１０、１１）と、前記チップ数のデータ及び前記コー
ド位相のデータを前記測位手段へ送信する手段とを備え
ていることを特徴とする電子装置。 - 【請求項２９】 受信機（ＭＳ）を測位するための測位
手段（Ｓ、ＭＳ）を少なくとも備えている計算用サーバ
（Ｓ）において、前記受信機（ＭＳ）は、衛星（ＳＶ１
〜ＳＶ４）から送信されたコード変調信号を受信する手
段（１、２ａ〜２ｄ）を備え、前記コード変調信号は、
各衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）に対する個々のコードで形成
されている計算用サーバであって、 前記測位手段（Ｓ、ＭＳ）は、また、その位置が実質的
に分かっている少なくとも一つの選択された基準点（Ｂ
Ｓ）の位置データを受信する手段（Ｓ、１０、１１）
と、前記衛星（ＳＶ１〜ＳＶ４）の衛星軌道情報データ
を受信する手段（Ｓ、１０、１１）と、少なくとも前記
衛星軌道情報データ及び少なくとも前記一つの基準点
（ＢＳ）の位置に基づき前記受信機を測位する手段
（Ｓ、３）とを備えていることを特徴とする計算用サー
バ。
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