JP2003149319A

JP2003149319A - 測位サービスの提供方法

Info

Publication number: JP2003149319A
Application number: JP2001352528A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yamada; 隆亮山田; Yoji Ikeda; 洋二池田; Hitoshi Tomita; 仁志冨田; Takashi Doi; 隆志土肥
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-11-19
Filing date: 2001-11-19
Publication date: 2003-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】高精度測位サービスにおいては、衛星電波の受
信状況などにより測位精度が劣化しうるため、サービス
の提供に対して、一回、二回という単純な計量ができな
かった。【解決手段】位置補正情報を無線で受信する移動局１０
７は、事前に電子クーポン１０８を購入する。電子クー
ポン１０８により、衛星１０１電波の受信状況などを考
慮したアカウント管理を行い、回数券、定期券、特別利
用券という３種類の電子クーポンによる高精度測位サー
ビスを提供する。

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(Global Po
sitioning System)等の衛星測位システムを用いた移動
体の位置の測位サービスの提供方法、特に、位置補正情
報を利用した高精度測位サービスの提供方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関わる下記の従来技術について
説明する。・移動通信技術・衛星測位技術・衛星測位技術の課題・高精度測位サービス（１）移動通信技術携帯電話などに用いられる、セルラー方式のデジタル移
動通信網について説明する。セルラー方式におけるデジ
タル移動通信網は、無線基地局と交換局から構成され
る。電話機（移動局）に電波を発信し、また電話機から
の電波の受信を行うのを無線基地局という。ひとつの無
線基地局がもつ電波の発着ゾーンをセル（Cell:細胞）
とよび、サービスエリアは、多数のセルによってカバー
される。一方現在のセル半径は、１．５ｋｍ〜数ｋｍで
ある。ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙＰｈｏｎ
ｅ）方式の場合は、マイクロセルで１００ｍ〜数１００
ｍである。

【０００３】移動通信網により、移動局は、無線基地
局、交換局を仲介して、移動体同士あるいは、別の通信
サービスとの間で情報通信ができる。無線基地局の送信
側において、元データに対して、暗号化、誤り訂正符号
化、伝送符号化、パルス成形、多重化処理、変調、発信
の処理を行う。一方、受信側の移動体端末においては、
発信側と逆の流れをとり、受信、復調、多重化逆処理、
パルス判定、伝送符号の復号、誤り訂正の復号、暗号解
読の処理を経て、データを受け取ることができる。

【０００４】（２）衛星測位技術衛星測位システムとは、カーナビなどの移動体通信端末
で地図上の自分の位置を特定（測位）するシステムであ
る。測位を行う方式としては大別して、（１）単独測位
方式、（２）相対測位方式の２種類がある。単独測位方
式においては、単一の衛星電波受信機を用いて、同時に
少なくとも４個の衛星をそれぞれ観測、測位する方式で
ある。具体的には、まずそれぞれの衛星から発信される
電波の伝搬遅延時間に光速を乗じることにより、各ＧＰ
Ｓ衛星までの擬似距離を求める。なお、受信機の時計と
衛星の時計は、一般に正確に一致していない。このた
め、受信機の時計に基づいた距離計算で得られる距離を
疑似距離という。そして、この４つの測定値から、測定
点の３次元座標と時計誤差という合計四つの測定値
（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｔ）を算出することができる。しかし、
単独測位方式は測位精度が粗く、高々１００ｍ程度の精
度であった。一方、相対測位方式は複数の衛星電波受信
機を用いる方式である。あらかじめ位置のわかっている
基準局（既知点）の衛星電波受信機を活用することで、
移動局の衛星電波受信機の測位精度を向上させることが
できる。すなわち、既知点のＧＰＳ測位装置および未知
点のＧＰＳ測位装置により、擬似距離を利用した単独測
位を行って、共通誤差を相殺することができ、測位精度
を数ｍ〜数ｃｍまでに改善するものである。

【０００５】相対測位方式の例として、ＤＧＰＳ方式と
ＲＴＫ−ＧＰＳ方式がよく知られている。ＧＰＳ受信機
の測定位置の補正に関して、ＤＧＰＳの名称のもとで米
国ＲＴＣＭ（Radio Technical Commission for Maritim
e Services）により検討され、補正方法、データフォー
マット等について“RTCM RECOMMENDEDSTANDARDS FOR DI
FFERENTIAL NAVSTAR GPS SERVICE ”なる資料にて公開
されている。更に、ＤＧＰＳを用いた測位方法について
は、特開平６−３４２０５４「ＧＰＳ受信機」に詳細に
開示されている。ＤＧＰＳを用いれば、１０ｍ程度の測
位精度が得られる。一方、移動しながら測位するキネマ
ティック測位方式では、データ測位が終了した後に基準
局と移動局とのデータより移動位置を計算する事後処理
を行う。更に、移動しながらリアルタイム測位処理がで
きるリアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）方式も実用
化されている。ＲＴＫ−ＧＰＳは、従来からのＧＰＳ測
位に無線を組み込むことで、即座に結果（移動局の座
標）が得られる方式である。

【０００６】ＲＴＫ−ＧＰＳでは、あらかじめ位置のわ
かっている基準点を用いて、基準点で受信したＧＰＳ信
号から得られる補正信号と、移動局で受信したＧＰＳ信
号の両方を用いて、信号のゆらぎなどを吸収し、位置を
正確に補正することができる。この補正信号の伝送速度
は高々９６００ｂｐｓ程度で実用化されている。

【０００７】詳細については、例えば、「ＲＴＫ−ＧＰ
Ｓを利用する公共測量作業マニュアル」（国土地理院技
術資料Ａ・１-No．２２８平成１２年６月）、特開２
０００−３０４８４３「ＧＰＳ測位装置およびＧＰＳ測
位方法ならびにＧＰＳ測位プログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体」において、詳細な測位
実現方法が開示されている。ＲＴＫ−ＧＰＳを用いれ
ば、センチメートルオーダーの測位精度が得られる。

【０００８】（３）衛星測位技術の課題衛星測位技術では、測量条件により測量精度が悪くなる
ことがある。ＧＰＳ衛星の配置が測量精度に及ぼす影響
量は、DOP （Dilution Of Precision）という指標で表
される。DOP 値は、数字が大きくなると精度が低下する
ことを意味している。ＤＯＰ値に影響を及ぼす要因には
次のようなものが挙げられる。 (a)片寄ったＧＰＳ衛星の配置での観測 (b)ＧＰＳ衛星が地平線に隠れる時、あるいは現れる時
などの衛星の配置が大きく変わるときの観測 (c)同一のＧＰＳ衛星がなるべく長い時間観測できない
時刻での観測 (d)むやみに長い観測距離一方、マルチパスは、ＧＰＳ衛星から発信された電波
が、建物等で反射してＧＰＳアンテナに到達する現象
をいう。これによりＧＰＳアンテナでは、ＧＰＳ衛星
より直接到達する信号とマルチパスにより遅れて到達す
る信号を受信することになる。この現象は、受信信号強
度の変化、受信する搬送波位相のずれ等の原因となる。
建物等の近傍で測量を行う場合は、衛星の配置（方向）
によっては影響量が大きくなり、都会等の建物の近傍で
行う測量では、いろいろな方向からのマルチパスが考え
られる。

【０００９】このため、電波の受信強度が高くても測量
精度は低くなることがある。その影響量そのものを検出
して補正することは困難である。

【００１０】（４）高精度測位サービスの課題ＲＴＫ−ＧＰＳのような高精度測位技術を用いて、高精
度測位サービスを継続するには、利用者から何らかの形
で対価を受け取ることが欠かせない。移動体の位置を高
精度測位するサービスには、対話型サービスと放送型サ
ービスの２種類があり、特に、これらの課金方法に焦点
を当てて説明する。

【００１１】まず対話型高精度測位サービスでは、例え
ば、（ａ）測位するための基準点情報を集める測位セン
ターを設け、（ｂ）利用者は移動体端末からの測位要求
を出し、（ｃ）測位センターは測位要求が正当な要求で
あることを確認するため利用者認証手続きを行い、
（ｄ）移動体端末が受信したＧＰＳ観測値、時刻などの
情報を移動体端末から、測位センターに送信し、（ｅ）
測位センターにて精度補正計算を行い、（ｆ）利用者端
末に高精度な位置を通知する。

【００１２】対話型高精度測位サービスでは、利用者を
特定して、測位サービスを提供できるため、例えば、無
線通信のキャリアに課金徴収代行してもらうことができ
る。しかし、対話型高精度測位サービスは、移動体端末
の認証手続きなどで、センターとの通信時間が余計にか
かるなど、位置測位方法が煩雑になることが問題であっ
た。

【００１３】次に、放送型高精度測位サービスとして、
ＦＭ電波を利用したディファレンシャルＧＰＳの例をあ
げる。この場合、（ａ）ＦＭ電波は放送局から一方的
に、位置補正のための補正情報を配信しつづけ、（ｂ）
移動体端末（カーナビ）にて高精度位置測位の要求があ
った時、移動体端末で受信したＧＰＳ信号と、ＦＭ電波
で搬送されてきた補正信号から解析処理を行い、（ｃ）
高精度な位置測定結果を得る。

【００１４】放送型高精度測位サービスでは、測位セン
ターを仲介しないため、位置測位方法が極めて単純な反
面、無差別に放送された補正情報を利用しているユーザ
から直接対価を取ることが難しかった。実際民放ＴＶ局
の場合など、放送電波の利用者から直接課金していな
い。

【００１５】このため、専用の移動体端末を用いて、入
会金や年会費の形でサービス料金を一括して受け取るこ
としかできなかった。この方式によると、例えば、利用
した分だけ課金するような従量課金ができない。すなわ
ち、利用頻度の少ない利用者にとっては割高なサービス
となるため、利用者数があまり増えないという問題があ
った。

【００１６】一方、高精度測位サービスではないが、情
報コンテンツ配信サービスにおいては、放送型サービス
で従量課金する簡易な方法が公開されている。例えば、
特開2000-83001「送受信システム及び方法、受信装置及
び方法」によると、ＦＭ文字多重放送等に用いて好適な
課金方法を提供している。

【００１７】特開2000-83001によると、「有料の情報を
ＦＭ文字多重放送で放送局より放送する。有料情報を受
信するためのＩＣカードを販売する。販売代金は、放送
局又はその口座、及び文字情報を編集するサービスセン
タ又はその口座に振り込まれる。ＦＭラジオ受信機は、
ＩＣカードが装着されて初めて有料情報を受信する際
に、ＩＣカードに有効期限を示す期限情報を書き込む。
以後、ＦＭラジオ受信機は、有料情報を受信する際に、
ＩＣカードが装着されているか否かを判別し、装着され
ていると判断された場合には、現在日時が期限情報が示
す有効期限内か否かを判別する。ＩＣカードが装着され
ており、且つ現在日時が有効期限内であると判断された
場合は、有料情報の受信を可能とする。有効期限をすぎ
ると、そのＩＣカードでの有料文字情報の受信はできな
くなる。」

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の移動通信技
術、衛星測位技術を組み合わせれば、サービス利用形態
が限定された放送型高精度測位サービスを提供すること
ができる。しかし、入会金や年会費の形でサービス料金
の一括支払いは可能であったものの、利用状況に応じた
柔軟な課金／支払方法が実現できなかったため、限られ
た利用者しか利用できなかった。

【００１９】特に、位置補正情報を配信する放送型高精
度測位サービスでは、利用環境により、受けられるサー
ビスの質、すなわち、測定精度が変わることが問題であ
った。例えば、電離層の関係などで、衛星が捕捉しにく
い時間帯がある。更に、伝送電波媒体によっては、位置
補正情報を配信していない時間帯もありうる。更に、高
精度測位サービスでは、屋外での作業に用いられること
も多く、危険箇所の測量などでは、梅雨時など天候によ
っては長期間作業できないこともある。

【００２０】更に、同じ位置補正情報を受けても、多く
の衛星を捕捉できる感度良好な場所もあれば、場所によ
っては、遮蔽物などがあって、充分な精度が得られない
こともある。

【００２１】ここで、従来技術にある情報コンテンツ配
信では、情報を受け取る／受け取らないという境界のは
っきりした２択で従量課金ができる。しかし、位置補正
情報を受信したからといって、測位精度があまり良くな
ならない場合もありうる衛星測位サービスにおいては、
従来技術をそのまま当てはめて、位置補正情報を受信し
たから即課金、とするわけにはいかない。なぜならば、
利用者にとっては、位置補正情報を得ることがサービス
でなく、高精度測位ができることがサービスだからであ
る。

【００２２】すなわち、放送型高精度測位サービスにお
いては、従来技術からは容易に想像できない新しいサー
ビス提供方法が必要とされ、より細やかに利用形態に応
じた課金を実現することが求められていた。

【００２３】本発明の目的は、高精度測位サービス、特
に放送型高精度測位サービスにおいて、利用者に対し
て、サービス内容に応じた従量課金を行うことである。
言い換えると、本発明の目的は、利用頻度に応じた適切
な対価を徴収することで、高精度測位サービスの利用者
数を増やすことである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的は次のような手
段によって達成される。本発明は、GPS信号などの位置
情報、この位置情報を補正する位置補正情報および位置
補正情報を使用可能にするための電子クーポン情報によ
り、より精度の高い位置情報を提供可能にする。

【００２５】本発明の望ましい実施形態においては、高
精度測位サービスは、ＧＰＳ衛星などの位置情報を発信
するもの、位置の分かっている基準点、位置補正情報配
信センタ、管理センタ、移動局から構成し、次のサービ
スを提供する。

【００２６】まず、ＧＰＳ衛星は衛星軌道から地上に向
けて信号を定期的に配信する。更に、位置補正情報配信
センタは、位置補正情報解析サーバと放送送信装置を備
え、基準点と接続する。ここで、基準点に取り付けられ
たＧＰＳアンテナで集められた信号を位置補正情報解析
サーバにて、位置補正情報に変換し、放送送信装置を用
いて放送する。更に、管理センタは、移動局で利用する
電子クーポンを管理し、無線通信接続装置を介して、移
動局と無線通信する。更に、移動局は、ＧＰＳ衛星から
の衛星電波、位置補正情報配信センタからの放送電波、
及び管理センタからの無線電波をそれぞれ受信する設
備、電子クーポンを格納する有効判定メモリ、放送解釈
方法と測位計算方法を格納した計算手段を持つ。

【００２７】このとき、移動局では、（１）管理センタ
から電子クーポンを購入し、（２）有効判定メモリに格
納し、（３）有効であれば、放送電波を解釈して位置補
正情報を取り出し、（４）ＧＰＳ電波と合わせて位置測
位を行う。なお、電子クーポンは、サービスが所定回数
利用可能となる回数券、あるいは指定期間有功となる定
期券、及び、利用状況に応じて課金される特別利用券の
３種類を備える。

【００２８】本発明の更に別の望ましい実施形態におい
ては、高精度測位サービスは、ＧＰＳ衛星、基地局、有
線回線網、固定網接続機、管理センタ、移動局から構成
し、次のサービスを提供する。

【００２９】まず、管理センタは回線網に接続し、固定
網接続機を介して、複数の基地局と接続する。更に移動
局は最寄りの基地局と無線通信を行う。更にＧＰＳ衛星
は衛星軌道から地上に向けて信号を定期的に配信する。
更に基地局は衛星電波情報収集装置を備え、ＧＰＳ信号
を受信し、管理センタに送る。更に管理センタは位置補
正情報生成配信設備、及び顧客管理設備を装備する。

【００３０】更に位置補正情報生成配信設備は、基地局
で受信した衛星電波を用いて位置補正情報を生成、配信
する。更に基地局は衛星電波情報収集装置、及び無線通
信接続装置を具備し、管理センタと移動局の仲立ちも行
う。

【００３１】このとき、移動局では、（１）管理センタ
から電子クーポンを購入し、（２）有効判定メモリに格
納し、（３）これが有効であれば、位置補正情報を取り
出し、（４）ＧＰＳ電波と合わせて位置測位を行う。

【００３２】以上の手段により、利用者から適切に対価
を課金可能な高精度測位サービスを提供することができ
る、本発明の目的が達成される。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１〜図５を使って、第１の実施
例の全体システム構成を詳細に説明する。第１の実施例
の高精度測位サービスを図１を用いて説明する。高精度
測位サービスは、ＧＰＳ衛星１０１、位置の分かってい
る基準点１０２、位置補正情報解析サーバ１０３、放送
送信装置１０４、顧客管理サーバ１０５、移動体通信網
１０６、移動局１０７から構成し、移動局を保持する利
用者に対して、高精度測位サービスを提供する。移動体
通信網１０６は、例えば既存の携帯電話無線通信網を利
用してもよい。ここでは、本実施例の核となる次の構成
について詳細に説明する：・サービス提供方法の全体像、・位置補正情報解析サーバ１０３、・放送送信装置１０４、・顧客管理サーバ１０５、・移動局１０７。

【００３４】（Ａ）サービス提供方法の全体像まず、ＧＰＳ衛星１０１は衛星軌道から地上に向けて衛
星信号を定期的に配信する。次に、基準点１０２に取り
付けられたＧＰＳアンテナによって集められた衛星信号
を位置補正情報解析サーバ１０３にて、位置補正情報に
変換し、放送送信装置１０４を用いて放送する。次に、
顧客管理サーバ１０５は、移動局１０７で利用する電子
クーポン１０８を管理し、移動体通信網１０６に接続さ
れており、無線通信接続装置１１９を介して、移動局１
０７と無線通信できる。

【００３５】次に、移動局１０７は、ＧＰＳ衛星１０１
からの衛星電波、位置補正情報を乗せる放送電波、及び
顧客管理サーバ１０５からの無線電波をそれぞれ受信で
き、ＧＰＳ衛星１０１からの情報、解読した位置補正情
報、購入した電子クーポン１０８に基づいて、測位を行
う。

【００３６】なお、衛星については、位置測位可能な衛
星であれば、ＧＰＳ衛星１０１でなくともよい。更に、
基準点１０２には、国土地理院の電子基準点のように、
衛星受信可能で、かつ位置座標があらかじめ分かってい
る点を複数選定する。高精度測位サービスを提供するエ
リアをカバーするよう、なるべく多くの基準点１０２を
設ける。更に、ここでは例としてＲＴＫ−ＧＰＳ方式を
用いたが、ＤＧＰＳや両者の混合方式など他の測位方式
ででも容易に実現できる。

【００３７】（Ｂ）位置補正情報解析サーバ１０３位置補正情報解析サーバ１０３は、基準点１０２から集
めたＧＰＳ衛星１０１電波情報を収集、位置補正情報更
新装置１１１により更新する。このとき、あらかじめ作
成した秘密鍵１１０を用いて、位置補正情報を暗号化す
る。更に、位置補正情報メモリ１１２に格納し、これを
暗号化位置補正情報送信装置１１３により放送送信装置
１０４に送り出す。

【００３８】位置補正情報解析サーバ１０３で用いるデ
ジタルデータの暗号化技術は、公開鍵暗号方式を用い
る。公開鍵暗号方式では、まず送信者は秘密鍵と公開鍵
を持つ。次に送信者から受信者に公開鍵を渡す。次に、
送信者は、秘密鍵を用いて施錠（暗号化）した暗号化デ
ータを受信者に送信する。最後に、送信者はあらかじめ
受け取ってある公開鍵で、データを開封（復号化）する
ことができる。

【００３９】公開鍵暗号方式の実現方法の詳細について
は、例えば、特開２０００−９８８８６「公開鍵暗号方
式」に詳細に記載されている。あるいは、別の公知の暗
号化技術を用いてもよい。

【００４０】ここで、公開鍵１０９は電子クーポン１０
５に格納し販売するが、秘密鍵１１０は公開せず、位置
補正情報解析サーバ１０３で用いる。更に、一旦電子ク
ーポン１０８内に格納された公開鍵１０９が一定条件の
下で使えなくなるように、定期的に、あるいはイベント
に応じて鍵を交換（別の秘密鍵で施錠し、対応した公開
鍵でないと開かないようにする）してもよい。

【００４１】（Ｃ）放送送信装置１０４放送送信装置１０４は、暗号器１１４、変調器１１５、
多重化回路１１６、フィルタ１１７、発信器１１８から
構成する。なお、この放送送信装置は、ＦＭ放送やＴＶ
放送などで用いられる放送設備と技術的に同等である。

【００４２】（Ｄ）顧客管理サーバ１０５電子クーポン１０８の販売（送信）は、顧客管理サーバ
１０５を用いて行う。顧客管理サーバ１０５は、位置補
正情報を解読するための公開鍵１０９を格納した電子ク
ーポン１０８を発行・決済、利用者の購入履歴、更に名
義や利用目的などの利用者属性の管理を行う。なお、電
子クーポン１０８は、サービスが所定回数利用可能とな
る回数券、あるいは指定期間有功となる定期券、及び、
利用状況に応じて課金される特別利用券の３種類を備え
る。これらの詳細は後述する。

【００４３】（Ｅ）移動局１０７移動局１０７は、衛星受信装置１２０、放送受信装置１
２１、無線通信接続装置１２２により、それぞれアンテ
ナを介して、衛星電波、放送電波、無線電波を捕捉する
ことができる。更に、移動局１０７は、有効判定処理１
２３、解読処理１２４、測位計算処理１２５、アカウン
ト処理１２６を実行する手段を備え、これらの演算をサ
ポートするメモリ１２７を備える。これらの構成のもた
らす作用、すなわち、移動局１０７での処理の流れにつ
いて、以下で説明する。

【００４４】まず、利用者は、無線通信接続装置１２２
を介して、電子クーポン１０８を購入、メモリに格納す
る。次に、電子クーポンの有効判定処理１２３により、
正当な利用であることが認められれば、電子クーポン１
２８から公開鍵１２９を取り出し、一時的にメモリ１２
７に格納する。

【００４５】次に、放送電波を介して受信した暗号化位
置補正情報を公開鍵１２９を用いて解読、位置補正情報
１３０を取り出してメモリ１２７に格納する。このとき
同時に公開鍵１２９をメモリ１２７から消去する。次
に、取り出した位置補正情報１３０と、衛星電波の観測
結果である衛星情報１３１から測位計算処理１２５を行
う。次に、利用状況に応じて、アカウント処理１２６に
より、メモリ１２７に格納した電子クーポン１２８の
「もぎり」を行う。「もぎり」とは、従量課金に相当す
る操作で、詳細は後述する。

【００４６】最後に、利用者は、測位結果として、測定
点（現在地）の座標、時間を得る。なお、座標データか
ら住所を検索するサービス、座標データから現在地界隈
の地図を検索するサービスなどと連携することにより、
一連の操作をシームレスに行うことも容易に実現でき
る。更に、カーナビに搭載してナビゲーションに用いる
こともできる。

【００４７】図２は、位置補正情報を用いた測定方法の
概念図である。衛星測位には通常４個以上の衛星２０１
を捕捉することが望ましい。あらかじめ位置のわかって
いる複数の基準点２０２で受信した衛星信号から位置補
正情報が作成される。位置補正情報は、測定点２０３に
伝送され、測定点２０３で受信する衛星信号と合わせて
高精度精度ができる。

【００４８】図３は、配信する位置補正情報のデータ構
造の説明図である。位置補正情報３０１は、識別コード
３０２、メッセージタイプ３０３、ステータス３０４、
パリティ３０５からなるヘッダー部分とデータ本体から
構成する。識別コード３０２はこのデータが位置補正情
報であることを示す。メッセージタイプ３０３はどの種
類のデータを送るかを示す。衛星が何らかの障害などで
送信できない時もあるので、ステータス３０４は衛星の
健康状態を示す。パリティ３０５は信号誤り訂正用に用
いる。

【００４９】暗号化データ３０６部分には、基準点差
分、基準点座標値、ＧＰＳ時間、基準局番号、天文暦、
搬送波位相、疑似距離などのデータを暗号化して格納す
る。このデータは、Radio Technical Commission for M
aritime Service Special Committee Paper No．104、
通称ＲＴＣＭＳＣ１０４と称される公開データ規格に
基づいた情報を暗号化した上で配信することが好まし
い。なお、解読には、電子クーポン１０８内に格納され
た公開鍵１０９を用いる。

【００５０】図４は、販売する電子クーポン１０８のデ
ータ構造の説明図である。電子クーポン４０１は、ＩＤ
４０２、種類４０３、付随情報４０４、発行者情報４０
５、発行日時４０６、利用開始日時４０７、利用可能期
間４０８、利用停止日時４０９、受信回数上限４１０、
測位ポイント４１１、鍵４１２から構成する。

【００５１】ＩＤ４０２は、電子クーポンの識別情報
で、電子クーポンは、最低限、このＩＤ４０２からな
る。種類４０３は電子クーポンの種別を表し、サービス
が所定回数利用可能となる回数券、指定期間有功となる
定期券、及び、利用状況に応じて課金される特別利用券
の３種類を用いる。

【００５２】付随情報４０４の内容としては、種々のも
のを設定できる。例えば、電子クーポンに関する説明を
内容とする文字、音声、または画像でもよいし、これら
の組み合わせでもよい。

【００５３】また、測位エリア近隣の店舗情報などの広
告情報を含んでいてもよい。付随情報は、電子クーポン
を送付する対象となった移動局端末で表示可能な形式に
応じた文法（例えば、コンパクトＨＴＭＬ（ＣＨＴＭ
Ｌ））によって記述されることが好ましい。

【００５４】発行者情報４０５は、電子クーポンの提供
者を識別する情報を格納する。発行日時４０６、利用開
始日時４０７、利用可能期間４０８、利用停止日時４０
９、は、それぞれ、位置補正情報の利用が許される時間
的範囲を表す。なお、利用可能期間４０８は利用停止日
時４０９を明記すれば省略できる。更に、発行日時４０
６は利用開始日時４０７と同一としてもよい。

【００５５】受信回数上限４１０は、位置補正情報の最
大受信許容回数を表す。測位ポイント４１１は、高精度
測位サービスを受けられるアカウント値を表し、測定条
件により消費アカウントが異なる。鍵４１２は、前記の
公開鍵１０９を格納する。公開鍵は１２８ビット程度の
ビット列を用いてもよい。

【００５６】図５は、移動局１０７において、電子クー
ポン１２８の有効判定を行い、測位計算を行い、アカウ
ント処理を行う処理フローを示すＰＡＤ図である。すな
わち、図１における有効判定処理１２３、解読処理１２
４、測位計算処理１２５、アカウント処理１２６を一連
の処理として説明する。

【００５７】ステップ５０１において、電子クーポン１
２８を読み込む。ステップ５０２において、電子クーポ
ン１２８の種類４０３を判別し、回数券、定期券、特別
利用券の処理分岐を行う。

【００５８】まず、電子クーポン１２８の種別が回数券
であれば、ステップ５０３において、電子クーポン１２
８内に書き込まれたアカウント４１１を参照する。ステ
ップ５０４において、アカウント４１１が正の値であれ
ば、アカウント４１１の値を１ポイント減らして、再度
電子クーポン１２８に書き込む。アカウント４１１がゼ
ロ以下になっていれば、電子クーポン１２８を無効とし
て扱う。

【００５９】次に、電子クーポン１２８の種別が定期券
であれば、ステップ５０５において、現在の時刻を参照
し、電子クーポン１２８内に書き込まれた利用期限４０
９と照合する。このとき、端末内部に備えた時計を参照
してもよいし、衛星電波に含まれる現在時刻情報を参照
してもよい。

【００６０】ステップ５０６において、アカウントの値
を変えずに、再度電子クーポン１２８に書き込む。

【００６１】最後に、電子クーポン１２８の種別４０３
が特別利用券であれば、ステップ５０７において、衛星
の概略位置を取得する。複数のＧＰＳ衛星１０１の位置
は、天文暦により、正確に何月何日何時何分にどの衛星
がどこにあるかが定められている（厳密には微妙なずれ
がおきるので、逐次修正されたものが提供されてい
る）。従って、例えば、位置補正情報として天文暦を配
信することにより、この情報を端末に保持しておくこと
ができる。あるいは、あらかじめ、端末のメモリに保有
しておき、逐次最新の天文暦に更新してもよい。

【００６２】ステップ５０８において、ＤＯＰ値を計算
する。ＤＯＰ値は、衛星の電波受信環境の良さ／悪さを
評価する指標で色々な方式があるが、１．０を最良の値
とする実数を用いることが多い。例えば、次の手法によ
りＤＯＰ値を算出できる。まず、５つの衛星を測位演算
に用いる場合、現在地からの各衛星の地表からの仰角を
それぞれθ１、θ２、θ３、θ４、θ５とする。衛星は
真上にある方が受信しやすいことを鑑みて、衛星の位置
配置から、（ｓｉｎθ１＋ｓｉｎθ２＋ｓｉｎθ３＋ｓ
ｉｎθ４＋ｓｉｎθ５）÷５、という指標により、DOP
値を評価できる。本実施例では、このDOP値に基づいて
アカウント割引きを行うが、受信状況を示す他の指標を
用いてもよい。

【００６３】ステップ５０９において、時間帯評価を行
う。電波状況の悪くなる午後の時間帯について、アカウ
ント割引きを行う。例えば電波状況のいい時間帯であれ
ば、消費アカウントを２倍にする、などの操作を行う。

【００６４】ステップ５１０において、実際のアカウン
ト操作を行う。課金形態は色々考えうる。例えば、DOP
値が０．３以下であれば無料、DOP値が０．３以上０．
６以下であれば１アカウント、DOP値が０．６以上であ
れば２アカウントとすることでもよい。

【００６５】ステップ５１１において、電子クーポン１
２８の無効判定を行い、上記ステップ５０３、ステップ
５０５において無効と判定されていれば、ステップ５１
２において、電子クーポン１２８を無効化する。例え
ば、電子クーポン１２８の種別を無効券、とすること
で、以後、ステップ５０２を経由せず、無効判定ができ
る。この場合、ステップ５１３にて処理を中断する。

【００６６】ステップ５１１における無効判定の結果、
電子クーポン１２８が有効であれば、ステップ５１４に
て電子クーポン１２８から公開鍵を取り出す。ステップ
５１５において、位置補正情報を解読する。

【００６７】ステップ５１６において、衛星電波と位置
補正情報を用いて測位計算を行う。なお、原理上、測位
計算は、現在地と時刻（X、Y、Z、T）という４独立変数
を求める連立方程式を解くアルゴリズムため、同時に独
立した４つの衛星からの観測値を用いれば一意に解が定
まる計算である。

【００６８】しかし、RTK-GPSなどでは、誤差要素を減
らすために５つ用いることもある。特に高精度測位にお
いては、小さな誤差要素を示す多くの変数を設定し、何
度か衛星電波を受信し、収束計算を行う方式（整数値バ
イアス算出という）が知られている。従って、測定値に
よっては、測位結果の収束状況が悪いこともある。具体
的には、収束するまで、衛星電波を何度も測定すること
が必要であり、利用者にとっては、測位計算に時間がか
かるため、サービスの質の悪化となる。従って、ステッ
プ５１６において、収束までの時間が所定時間を超える
ようであれば、アカウント割引きを行うような処置を施
しても良いし、収束状況を示す変数を用いてアカウント
割引き処理をしてもよい。

【００６９】第２の実施例の高精度測位サービスは、Ｇ
ＰＳ衛星６０１と、移動体通信方式にて接続された管理
センタ６０２、基地局６０３、移動局６０４から構成さ
れる。図６を用いて、第２の実施例の構成について説明
する。

【００７０】管理センタ６０２は、位置補正情報生成配
信設備６０５、顧客管理設備６０６を備え、有線回線網
６０７、固定網接続機６０８を介して全ての基地局６０
３と接続している。なお、位置補正情報生成配信設備６
０５は、第１の実施例における位置補正情報解析サーバ
１０３と技術的に同等なものでも良い。なお、顧客管理
設備は、第１の実施例における顧客管理サーバ１０５と
技術的に同等なものでも良い。

【００７１】基地局６０３は、衛星電波情報収集装置６
０７、無線通信接続装置６０８を備える。各基地局６０
３は、第１の実施例における基準点１０２の役割を担
い、衛星電波情報収集装置６０７にて、ＧＰＳ衛星６０
１の電波を受信し、これを位置補正情報生成配信設備６
０５に送信する。更に、無線通信接続装置６０８によ
り、移動局６０４と無線通信を行い、管理センタ６０２
と移動局６０４の間の通信の仲立ちを行う。基地局６０
３の位置はあらかじめ測位することにより既知とするこ
とができる。

【００７２】たとえば、携帯電話会社の既存基地局は主
要エリアで５０００〜６０００箇所あり、衛星電波情報
収集装置６０８を設営、あるいは既存の設備を利用すれ
ば、これを未知の測定点とする高精度測位が、既存の測
位技術を用いて容易に可能である。

【００７３】移動局６０４は、現在地の最寄りの基地局
６０３と無線通信を行う。暗号化された無線通信は、復
調器６１０、多重化検出手段６１２、複合器６１１によ
り複合化され、無線電波に乗せられた情報は、データ再
構成手段６１３にて取り出すことができる。

【００７４】移動局６０４では、まず、管理センタ６０
２から電子クーポンを購入する。次に、管理センタ６０
２は電子クーポンを配信する。次に、移動局６０４では
電子クーポンを受信し、これを有効判定メモリ６１５に
格納する。この電子クーポンは第一の実施例の電子クー
ポン１０８と技術的に同等でよい。

【００７５】次に、管理センタ６０２は、各基地局６０
３で受信した衛星電波を収集し、位置補正情報を生成す
る。次に、位置補正情報を暗号化して各基地局６０３か
ら放送する。この時の暗号化は、第一の実施例と技術的
に同等でよい。なお、一般に、基地局には複数の移動局
が接続するよう作るため、複数の通信チャネルがある。
同時に多くの利用者がいない限り、現在の携帯電話基地
局でも「空き」チャネルが存在するので、例えば、この
空きチャネルを利用して放送してもよい。

【００７６】次に、移動局６０４は、暗号化された位置
補正情報を受信し、これを補正データメモリ６１４に格
納する。なお、無線通信の複合器６１１では、この暗号
は解読できず、電子クーポンに格納された鍵を用いなけ
ればならない。

【００７７】次に、移動局６０４は、アンテナスイッチ
６０９を切り替え、衛星信号を受信し、衛星信号メモリ
６１７に格納する。次に、電子クーポンの有効性を判定
して、位置補正情報を取得する。最後に、衛星信号と位
置補正情報を用いて測位演算を行う。測位演算方法や電
子クーポンの取り扱い方法などについては、図５を用い
て説明した通り、第一の実施例と同等の方法でよい。

【００７８】すなわち、第２の実施例では、既存の携帯
電話設備を活用し、上記手段、設備を付加することによ
り、高精度測位サービスを容易に構築できる。

【００７９】上記の実施例により、高精度測位サービ
ス、特に位置補正情報を配信するときに、サービス内容
に応じた従量課金を行うなどの多様なサービスを提供す
ることができる。すなわち、サービス提供者にとって
は、利用状況に応じた適切な対価を徴収することによ
り、高精度測位サービスの利用者数を増やすことができ
るようになる。

【００８０】更に、サービス利用者にとっては、少ない
利用頻度においても廉価にてサービスを受けることがで
きる。更に、測定精度が十分によくならないような悪環
境化での測定に対しては、無償あるいは廉価にてサービ
スを受けることができる。従って、位置補正情報の受信
料としての課金ではなく、高精度測位サービス料として
の課金が実現できる。

【００８１】なお、対価徴収は、電子クーポンにて付与
したポイントの増減にて行う。本発明で提供される電子
クーポンは、高精度測位サービスが所定回数利用可能と
なる回数券、指定期間有功となる定期券、及び、利用状
況に応じて課金される特別利用券の３種類がある。従っ
て、サービス提供者は多様なサービスを構成でき、サー
ビス利用者は、それらのサービスを適切な対価を支払う
ことで利用できるようになる。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、より安全性の高い位置
情報提供（測位サービス）が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例における高精度測位サービスの全
体構成図である。

【図２】従来技術における位置補正情報を用いた測定方
法の概念図である。

【図３】位置補正情報の説明図である。

【図４】電子クーポンの構成図である。

【図５】課金方法の説明をするＰＡＤ図である。

【図６】第２の実施例における高精度測位サービスの全
体構成図である。

【符号の説明】

１０１…（人工）衛星、１０２…基準点、１０３…位置
補正情報解析サーバ、１０４…放送送信装置、１０５…
顧客管理サーバ、１０６…ネットワーク、１０８…移動
局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者冨田仁志東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所システム事業部内 (72)発明者土肥隆志東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所システム事業部内Ｆターム(参考） 5J062 AA01 AA08 AA13 BB05 CC07 DD24 EE04 FF01 HH07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動可能な端末装置の位置を特定するため
の測位サービス提供方法において、放送装置から、人工衛星より送信されるGPS信号に対し
て、当該端末装置の位置を補正する位置補正情報を配信
するステップ、前記端末装置の管理者が所定の条件を満たすことによ
り、前記端末装置へ、前記位置補正情報を利用可能とす
るための電子クーポン情報を送信するステップと、前記端末装置が、GPS信号、前記位置補正情報および前
記電子クーポン情報を受信するステップと、前記端末装置が、受信された前記電子クーポン情報を用
いて、受信された前記位置補正情報を使用可能とするス
テップと、前記端末装置が、受信された前記GPS信号および使用可
能とされた前記位置補正情報から、当該端末装置の位置
情報を計算して、計算された位置情報を出力するステッ
プとを有することを特徴とする測位サービス提供方法。
【請求項２】請求項１に記載の測位サービス提供方法に
おいて、前記配信するステップは、前記位置補正情報として、暗
号化された位置補正情報を配信し、前記送信するステップは、前記位置補正情報を復号化す
る公開鍵を含む前記電子クーポン情報を送信し、前記使用可能とするステップは、前記暗号化された位置
補正情報を、前記公開鍵で復号化することを特徴とする
測位サービス提供方法。
【請求項３】請求項１または２に記載の測位サービス提
供方法において、前記送信するステップは、テレビ放送の帰線期間部分に
埋め込まれた前記位置補正情報を送信することを特徴と
する測位サービス提供方法。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の測位サ
ービス提供方法において、前記端末装置が、前記電子クーポン情報の有効性を判定
するステップを有することを特徴とする測位サービス提
供方法。
【請求項５】請求項４に記載の測位サービス提供方法に
おいて、前記送信するステップは、前記電子クーポン情報の有効
期限が定められた有効情報を含む前記電子クーポン情報
を送信し、前記有効性を判定するステップは、前記有効情報に基づ
いて、前記電子クーポン情報の有効性を判定することを
特徴とする測位サービス提供方法。
【請求項６】請求項４に記載の測位サービス提供方法に
おいて、前記送信するステップは、前記電子クーポン情報により
前記位置補正情報を使用可能にできる回数を示す回数情
報を含む電子クーポン情報を送信し、前記有効性を判定するステップは、前記回数情報に定め
られた回数および前記使用可能とするステップでの処理
回数に基づいて、有効性を判定することを特徴とする測
位サービス提供方法。