JP2002277526A - Gps受信機及びこれを備える携帯情報端末 - Google Patents

Gps受信機及びこれを備える携帯情報端末

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JP2002277526A
JP2002277526A JP2001078701A JP2001078701A JP2002277526A JP 2002277526 A JP2002277526 A JP 2002277526A JP 2001078701 A JP2001078701 A JP 2001078701A JP 2001078701 A JP2001078701 A JP 2001078701A JP 2002277526 A JP2002277526 A JP 2002277526A
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gps
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time
cold boot
positioning
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JP2001078701A
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Hiromitsu Kondo
弘光 近藤
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 GPS受信機において、日本から海外に移動
しても迅速に測位を行う。 【解決手段】 GPS受信機のフラッシュROM20に
国情報を記憶する。CPU14は、国情報が新たに記憶
された場合、CPU14はGPSモジュール12に対し
てコールドブートコマンドを送信し、コールドブートを
実行させる。また、国情報に基づいてその国固有の座標
系コマンドをGPSモジュール12に与える。前回取得
した位置情報を用いることなく直ちにコールドブートす
ることで、タイムアウト時間を除去することができる。

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受信機及びこ
れを備える携帯情報端末に関し、特に異なる地域間にお
ける受信機能に関する。
【0002】
【従来の技術】GPS衛星からの電波を受信し、地球上
における3次元位置を計測するGPS受信機が周知であ
り、近年の小型化に伴ってPDAや携帯電話にも搭載さ
れるようになっている。
【0003】携帯あるいは非携帯を問わず、GPS受信
機ではTTFF(Time To First Fix)を高速化するた
めに、前回に取得した位置情報をメモリに記憶してお
き、次回に起動したときにはメモリに記憶された前回の
位置情報に基づいてGPS衛星を捕捉し、位置検出を行
っている。つまり、GPSでは可視衛星の中から幾何学
的配置が最適な4個のGPS衛星を選択して測位を行う
が(3個の場合には緯度、経度の2次元位置のみ)、全
てのGPS衛星(合計24個)を対象としてサーチする
のでは時間を要するため、前回に取得した位置情報から
現在の地点及び時刻において最適と考えられるGPS衛
星を予測し、この予測したGPS衛星からの電波を受信
することで、測位までの時間を短縮することができる。
具体的には、初期状態から位置情報を検出した場合には
数十秒程度要するが、このように前回取得した位置情報
を用いることで数秒オーダに短縮することが可能とな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に携
帯型GPS受信機においては、ある地点Aで測位した
後、A地点から遠く離れた地点Bで測位する場合が多く
(例えば、ユーザが日本から海外に移動した場合)、こ
の場合にB地点において前回取得した位置情報(A地点
における位置情報)を用いて測位を行うと、逆に時間を
要してしまう問題があった。
【0005】すなわち、前回取得した位置情報を利用す
る場合、A地点の近傍であればGPS衛星を予測しGP
S衛星を捕捉するまでの時間を短縮化できるが、A地点
から遠く離れたB地点では予測したGPS衛星が可視で
ある可能性が少なく、短時間にGPS衛星を捕捉するこ
とができない。そして、前回の位置情報を利用してもG
PS電波を受信できない場合、一定の時間経過後(タイ
ムアウト時間)にシステムを自動的にコールドブートし
て記憶内容を初期化し、初期状態から測位を開始するこ
とになるため、最終的に位置情報を得るまでに時間を要
してしまうのである。
【0006】さらに、最適なGPS衛星を捕捉してGP
S電波を受信したとしても、GPSでは地域毎に固有の
座標系を用いて測位を行っているため、例えばGPS受
信機を日本から米国に移動させた場合に日本の座標系を
用いて米国のある地点を測位しても正確な位置が得られ
ない問題もあった。より詳しくは、GPSで使用される
地球楕円体(WGS−84)はジオイド(重力一定の地
球表面)と正確に一致せず、地域ごとにジオイドに適合
する楕円体が使用されている。例えば、日本ではベッセ
ル楕円体を用いて日本測地系という座標系を使用してい
るが、米国では米国に適合した別の座標系が使用されて
いる。したがって、仮に日本測地系を使用して米国で測
位しても、米国において正確な位置を検出することはで
きない。
【0007】なお、特開平6−75032号公報には、
複数の測位地点での測位が予定されている場合にメモリ
カードに各測量現場で固有のデータを記憶させておき、
記憶されたデータを用いて複数の測位地点で測位を行う
技術が記載されているが、予定外の任意の地点に移動し
た場合(メモリカードにデータが記憶されていない地
点)の処理については全く記載されておらず、測位に時
間を要するとともに高精度の測位が困難となる問題があ
る。
【0008】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、測位地域によらず
短時間で測位を行うことができ、さらに高精度の測位を
行うことができるGPS受信機及びこれを備えた携帯情
報端末を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のGPS受信機は、地域情報を入力する手段
と、前記地域情報が入力された場合にコールドブートを
実行する手段と、前記コールドブート実行後に位置情報
を検出する手段とを有することを特徴とする。
【0010】本装置において、前記検出する手段は、前
記地域情報に応じた座標系データを用いて前記位置情報
を検出することが好適である。
【0011】また、本装置において、さらに、前記コー
ルドブート実行後にGPS衛星からの電波に含まれる標
準時間データを取得する手段と、前記標準時間データを
記憶する手段とを有することが好適である。
【0012】このように、本発明においては、地域情報
が入力された場合に直ちに自動的にコールドブートし、
前回取得した位置情報などをクリアして初期状態から測
位を行う。これにより、前回取得した位置情報に基づい
て測位する場合のタイムアウト時間(一定時間GPS電
波を受信できないためコールドブートに移行する時間)
を除去し、従来よりも短時間で位置情報を得ることがで
きる。本発明における地域情報の入力は、コールドブー
ト用トリガとして機能するということもできる。ここ
で、地域情報は、例えば日本や米国、英国、ドイツなど
の国情報の他、東京やニューヨーク、ロンドン、パリな
どの都市情報とすることもできる。そして、地域情報を
用いることで、当該地域に応じた適切な座標系を一義的
に決定して測位に用いることもできる。
【0013】また、本発明のGPS受信機は、地域情報
を入力する手段と、前記地域情報が入力された場合にコ
ールドブートを実行する手段と、前記コールドブート実
行後にGPS衛星からの電波に含まれる標準時間データ
及び前記地域情報に基づいて現在時刻を更新する手段と
を有することを特徴とする。
【0014】これにより、GPS受信機がどの地域に存
在しても、常に正確な現在時刻(現地時間)が得られ、
測位に用いることができる。本発明は、現在時刻を生成
するクロックがその動作を中断した場合などに特に有効
である。
【0015】本発明のGPS受信機は、PDAや携帯電
話などの携帯情報端末に組み込むことができる。このよ
うなGPS機能付き携帯情報端末では、検出された位置
情報を用いて地図画面上に自己の位置を表示したり、あ
るいは現在地から目的地に至る経路を探索し誘導するな
どのナビゲーション機能を有することができる。そし
て、ユーザが本発明に係るGPS機能付き携帯情報端末
を日本から米国その他の海外に携帯した場合でも、移動
先の地域において迅速かつ精度よく位置を検出し、この
位置情報を利用して各種情報処理を実行できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
【0017】図1には、本実施形態に係るGPS受信機
の構成ブロック図が示されている。アンテナ10は、G
PS衛星からの電波を受信してGPSモジュール12に
出力する。
【0018】GPSモジュール12は、アンテナ10か
らのGPS電波を復調して位置を検出する。GPSモジ
ュール12の構成は従来と同様であり、具体的にはGP
S電波を中間周波数に変換するIF変調器、IF変調波
を同相信号と直交信号に変換する直交変換器、PN符号
発生器及びGPS電波のPN符号の位相と受信機側のP
N符号の位相の一致を判定する相関演算器によりGPS
電波を復調する。得られた位置情報は、ビデオコントロ
ーラ30によりLCDなどの表示装置32に表示され
る。GPSモジュール12には、電池24及びDC−D
Cコンバータ26を介して電力が供給される。
【0019】CPU14は、GPSモジュール12の動
作を制御して測位を実行する。具体的には、ユーザが地
域情報を新たに入力したことをトリガとしてGPSモジ
ュール12をコールドブートし、初期状態から測位を実
行させる。
【0020】フラッシュROM20にはCPU14で実
行される基本プログラム(測位プログラム)の他に環境
設定プログラムが記憶されており、この環境設定プログ
ラムを実行することでユーザに地域情報の入力を促す。
入力された地域情報はDRAMなどのメインメモリ18
に記憶され、さらにEEPROMなどのフラッシュRO
M20に記憶される。
【0021】電力には2系統あり、1つは通常のパワー
ライン(A−PW)であり、もう一つはバックアップ用
のパワーライン(B−PW)である。通常のパワーライ
ンは、GPSモジュール12の他に、メインメモリ1
8、フラッシュROM20、ビデオメモリ28、ビデオ
コントローラ30、表示装置32その他の入出力装置
(IO)34に供給される。図示しないパワースイッチ
をオンすることによりこれらのブロックに電力が供給さ
れて動作を開始し、パワースイッチをオフにすると動作
が停止する。
【0022】一方、バックアップ用のパワーラインはG
PSモジュール12の他にマイコン22及び現在時刻を
生成するRTC(リアルタイムクロック)16にも供給
され、パワースイッチのオン、オフによらず電池24が
切れるまで常に供給される。したがって、RTC16は
基本的に電池(バッテリ)24が切れるまで常に正しい
現在時刻をCPU14に供給することができる。
【0023】本実施形態のGPS受信機はこのような構
成を有しており、PDAや携帯電話に一体的に組み込む
ことができる。この場合、CPU14やメインメモリ1
8、フラッシュROM20、ビデオコントローラ30、
表示装置32、タッチパネルやキーボードなどのIO
(入出力装置)34はPDA側あるいは携帯電話側のも
のと共通化することができ、図1はGPS機能付きPD
AあるいはGPS機能付き携帯電話の構成ブロック図と
とらえることもできる。
【0024】図2には、本実施形態における処理フロー
チャートが示されている。まず、CPU14はRTC1
6からの現在時刻データを読み込む(S101)。そし
て、現在時刻がクリアされているか否かを判定する(S
102)。クリアされていない場合、すなわち電池24
が切れておらずRTC16が正常に動作している場合に
は、CPU14はフラッシュROM20に記憶されてい
る環境設定プログラムを読み込み、ビデオコントローラ
30を制御して表示装置32に環境設定画面を表示す
る。もちろん、この環境設定プログラムはユーザの操作
をトリガとして起動することもでき、例えば本実施形態
のGPS受信機がPDAに接続されている場合、PDA
の操作ボタンとして機能するIO34を操作することで
環境設定プログラムを実行し環境設定画面を表示するこ
とができる。この環境設定画面には地域情報として国情
報(あるいは都市情報)を入力する画面が含まれ、ユー
ザはIO34を操作して測位しようとする国情報を入力
する(S103)。国情報は国名あるいは国コードでも
よい。入力された国情報はメインメモリ18に記憶さ
れ、さらにフラッシュROM20に保持される(S10
5)。なお、フラッシュROM20に国情報を保持する
のは、電池24が切れた場合にも入力された国情報を保
持し続けるためである。
【0025】国情報を入力しメモリに保持した後、CP
U14は新たな国情報が入力されたことを契機としてG
PSモジュール12に対してコールドブートコマンドを
送信する。また、CPU14はGPSモジュール12に
対して国情報に応じた座標系コマンドを送信する(S1
07)。GPSモジュール12では、CPU14からの
コールドブートコマンドにより前回取得した位置情報あ
るいは座標系データを初期化し、初期状態からGPS衛
星を捕捉して位置情報を検出する(S108)。従来に
おいては、前回取得した位置情報を用いて測位しようと
するため所望のGPS衛星を捕捉できず、所定のタイム
アウト時間経過して始めてコールドブートして測位を行
っていたが、このようにタイムアウト時間の経過を待つ
ことなく直ちにコールドブートすることで、タイムアウ
ト時間分だけ時間を短縮することができる。そして、測
位の際に、座標系としてコールドブート前の座標系では
なく、CPU14から新たに供給された座標系コマンド
を用いることで、その国に合致した高精度の位置検出が
可能となる。位置情報の検出は、具体的には受信に好適
な4個のGPS衛星を選択し、GPS電波に含まれる衛
星識別情報、軌道情報、信号発信時刻情報及びRTC1
6の現在時刻情報に基づいてGPS衛星の位置及びGP
S衛生からの距離を算出し、4個の球面の交点として座
標系における位置情報(緯度、経度及び高さ)を算出す
る。
【0026】そして、位置情報を検出するとともに、G
PSモジュール12はGPS電波からUTC(世界標準
時)を復調して取得し(S108)、取得したUTCデ
ータをCPU14に供給する(S109)。CPU14
では、メインメモリ18あるいはフラッシュROM20
に記憶されている国情報から世界標準時との時差を計算
し(S110)、この時差に基づいて世界標準時から現
在時刻を算出する。算出された現在時刻はRTC16に
書き込まれ、現在時刻を更新する。
【0027】一方、S102においてRTC時間がクリ
アされていると判定した場合、具体的には電池24が切
れた場合には、CPU14はフラッシュROM20から
国情報を読み込み(S106)、コールドブートコマン
ドと国情報に応じた座標系コマンドをGPSモジュール
12に送信する(S107)。GPSモジュール12で
は、コールドブート完了後測位を開始し、GPS電波に
含まれるUTCを取得してCPU14に出力する(S1
09)。CPU14は、フラッシュROM20に記憶さ
れている国情報からUTCとの時差を計算し、入力した
UTC及び時差に基づいて現在時刻を算出してRTC1
6に書き込む(S110、S111)。RTC16に書
き込んだ後は、現在時刻データが存在するため、GPS
モジュール12はこの現在時刻データを用いて位置情報
を検出することができる。
【0028】このように、異なる地域(異なる国)にお
いて位置を検出する際に、地域情報が入力されたことを
トリガとして自動的にコールドブートし、初期状態から
測位を開始するので、タイムアウト時間を無駄に要する
ことなく迅速に位置情報を検出することができる。
【0029】また、国情報に基づき、その国固有の座標
系を自動設定して測位するので、任意の国において高精
度の位置情報検出が可能となる。
【0030】さらに、電池切れにより現在時刻データが
失われてしまった場合でも、国情報及びGPS電波に含
まれるUTCから現在時刻を算出して修復あるいは更新
することができるので、RTC用バックアップ電池を不
要とすることができ、手動による現在時刻の調整も不要
化できる。
【0031】なお、本実施形態において、RTC時間が
クリアされておらず、国情報も新たに入力されない場合
には、従来と同様に前回取得した位置情報を読み出し、
この位置情報に基づいて測位することで迅速に位置情報
を検出することは言うまでもなく、この場合においても
S109〜S111の処理によりUTC及び国情報から
現在時刻を算出してRTC16の現在時刻を更新するこ
ともできる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば測
位地域によらず短時間で測位を行うことができ、さらに
高精度の測位を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態の構成ブロック図である。
【図2】 実施形態の処理フローチャートである。
【符号の説明】
12 GPSモジュール、14 CPU、16 RT
C、18 メインメモリ、20 フラッシュROM。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地域情報を入力する手段と、 前記地域情報が入力された場合にコールドブートを実行
    する手段と、 前記コールドブート実行後に位置情報を検出する手段
    と、 を有することを特徴とするGPS受信機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記検出する手段は、前記地域情報に応じた座標系デー
    タを用いて前記位置情報を検出することを特徴とするG
    PS受信機。
  3. 【請求項3】 請求項1、2のいずれかに記載の装置に
    おいて、さらに、 前記コールドブート実行後にGPS衛星からの電波に含
    まれる標準時間データを取得する手段と、 前記標準時間データを記憶する手段と、 を有することを特徴とするGPS受信機。
  4. 【請求項4】 地域情報を入力する手段と、 前記地域情報が入力された場合にコールドブートを実行
    する手段と、 前記コールドブート実行後にGPS衛星からの電波に含
    まれる標準時間データ及び前記地域情報に基づいて現在
    時刻を更新する手段と、 を有することを特徴とするGPS受信機。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のGPS
    受信機を備える携帯情報端末。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007085878A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 National Institute Of Information & Communication Technology 測位衛星信号捕捉方法及び衛星測位装置
JP2011053099A (ja) * 2009-09-02 2011-03-17 Ntt Docomo Inc 位置測位装置、位置測位方法および位置測位プログラム
JP2014181911A (ja) * 2013-03-18 2014-09-29 Casio Comput Co Ltd Gps受信装置及びプログラム
KR101473476B1 (ko) * 2008-07-21 2014-12-26 한국단자공업 주식회사 차량용 gps 단말기 및 그 전원종료 방법

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