JP2003255038A - シンクライアント - Google Patents

シンクライアント

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JP2003255038A
JP2003255038A JP2003041708A JP2003041708A JP2003255038A JP 2003255038 A JP2003255038 A JP 2003255038A JP 2003041708 A JP2003041708 A JP 2003041708A JP 2003041708 A JP2003041708 A JP 2003041708A JP 2003255038 A JP2003255038 A JP 2003255038A
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Japan
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JP2003041708A
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Paul W Mcburney
ダブル マクバーニー ポール
Clark W Rasmussen
ダブル ラスムセン クラーク
Frederic Vaucher
バウチャー フレデリック
Kenneth U Victa
ユー ビクタ ケネス
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Seiko Epson Corp
Eride Inc
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Eride Inc
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Publication date
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    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/09—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing processing capability normally carried out by the receiver

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンクライアント 【解決手段】 シンクライアントナビゲーション衛星受
信機ネットワークはＧＰＳ擬似距離測定値を集めてそれ
をコンピュータネットワーク上の多数の独立したクライ
アントからサーバに通信する。サーバはそれぞれのナビ
ゲーション解を計算してその結果を各クライアントに返
信する。サーバにあるクライアントマネージャはクライ
アントリクエストハンドラを有し、クライアントリクエ
ストハンドらがネットワークとインタフェースしてクラ
イアントそれぞれから個別のリクエストを集める。クラ
イアントリクエストハンドラが集めた１秒から５秒相当
分のデータから完全データセットを構築し、それぞれ送
り出し準備完了のジョブをナビゲーションサーバのバン
クに回す。セッションマネージャがネットワーク上で入
力対結果の通信を調整し、その出力をクライアントレス
ポンダに送る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はナビゲーション衛星
受信機に関し、より具体的にはネットワーククライアン
トの計算作業負荷をネットワークサーバにオフロードし
てナビゲーションフィックスを計算するための方法並び
にシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】全地球測位システム（ＧＰＳ）は、米国
防総省が１３兆億ドル以上をかけて構築し、運営してい
る、衛星をベースにした無線ナビゲーションシステムで
ある。２４個の衛星が高度20,200 kmで地球を回り、最
低でも６個の衛星がどのユーザにいつでも見えるような
間隔で軌道に配置されている。各衛星は正確な時間及び
位置の信号を送信する。典型的なＧＰＳ受信機は到着す
る信号の時間遅延を測定して、受信機と衛星間の見かけ
距離を計算することができる。少なくとも４個の衛星か
らの測定値によって、ＧＰＳ受信機はその位置、速度、
高度、時間を計算することができる。
【０００３】電源を投入したばかりのＧＰＳ受信機は、
自分の現在位置や現在時刻、或いは水晶発振器にどのく
らいの誤差があるかがまだ分かっていない。衛星の送信
にロックオンするにはこれらを全て見つけなければなら
ないので、あらゆる可能性の探索が行なわれなければな
らない。各ＧＰＳ衛星（ＳＶ: satellite vehicle）
は、軌道暦、クロック、衛星暦の情報を含むナビゲーシ
ョン（ＮＡＶ）データを伝送する。それらの情報によっ
て、ＧＰＳ受信機は、その位置、速度、時刻を計算する
ことができる。
【０００４】ＧＰＳ受信機は、コンピュータネットワー
クによって相互接続されることにより、初期化や継続し
ているナビゲーションの解によって互いに助け合うこと
ができる。
【０００５】エレクトロニクス技術の発展によって、い
まではコンシューマデバイスに使われているプロセッサ
やメモリ資源の余力をＧＰＳナビゲーション用途に使用
することができるようになった。例えば、携帯電話にＧ
ＰＳ受信機を組み合わせれば、携帯電話は新しい機能を
得ることができる。しかしながら、ナビゲーションフィ
ックスを見出す際に、ＧＰＳ受信機にかかる計算負荷や
メモリ要求は非常に大きくなる。最低でも、ＧＰＳ受信
機は、観測可能なＧＰＳ衛星から擬似距離測定値を収集
しなければならない。そうしたオブザーバブルを他に送
ってナビゲーションの解を計算することができる。
【０００６】例えば、米国の国家測地調査所（NGS: Nat
ional Geodetic Survey）はオンライン測位ユーザサー
ビス（OPUS: On-line Positioning User Service）を運
営しており、ＧＰＳユーザは国家宇宙基準システム（NS
RS: National Spatial Reference System）にアクセス
することができる。ＯＰＵＳによってユーザは自分のＧ
ＰＳデータファイルをRINEXファイルでＮＧＳに提出す
ることができる。ＮＧＳのコンピュータとソフトウエア
を使用してナビゲーション解を見出すべくデータの処理
が行なわれる。提出されたRINEXファイルはそれぞれ３
つのＣＯＲＳサイトとの関係で処理される。選択された
サイトは最も近いサイトではないかもしれない。サイト
は距離、観察数、サイトの安定度などによって選択され
る。入力データに対応する位置が電子メールで報告され
てくる。例えば、そうしたレポートはＩＴＲＦ，ＮＡＤ
８３，ＵＴＭ，或いは平面座標（SPC: State Plane Coo
rdinate）北距及び東距にフォーマットすることができ
る。ＯＰＵＳは全自動式で、入力として次の情報が不可
欠である：結果の送り先の電子メールアドレス、処理す
るRINEXファイル、そうしたRINEXファイルを収集するの
に使用するアンテナのタイプ、モニュメントや目印とな
る標識より高いアンテナ基準点（ARP: antenna referen
ce point）の高さ、ＳＰＣ北距及び東距の平面座標コー
ド。ひとたびブラウザのウィンドウにこれらの情報を全
て入力し終えたら、ユーザはアップロードボタンをクリ
ックしてデータをＮＧＳに送る。数分すると結果が電子
メールで返ってくる。RINEXファイルは一度に一つずつ
アップロードすることができる。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５,781,156号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、クライアントとしてコンピュータネットワークに接
続されて計算の負荷およびメモリ要求をネットワークサ
ーバにオフロードするＧＰＳ受信機を提供することにあ
る。
【０００９】本発明のもう一つの目的は、他のコンシュ
ーマデバイスとリソースを共用するＧＰＳ受信機をオフ
ロードするための方法並びにシステムを提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】要約すれば、本発明にお
けるシンクライアント・ナビゲーション衛星受信機の実
施例は、ＧＰＳ擬似距離測定値を収集してそれをコンピ
ュータネットワーク上の多数の独立クライアントからサ
ーバに通信する。サーバはそれぞれのナビゲーション解
を計算してその結果を各クライアントに返信する。サー
バのクライアントマネージャにはクライアントリクエス
トハンドラが備えられている。クライアントリクエスト
ハンドラは、ネットワークとインタフェースして、クラ
イアントそれぞれから個別のリクエストを収集する。ク
ライアントリクエストハンドラが集めたデータから、ア
センブラが完全なデータセットを構築して、送り出し準
備完了の各ジョブをナビゲーションサーバのバンクにス
ピンする。セッションマネージャがネットワーク上の入
力対結果の通信を調整して、その出力をクライアントレ
スポンダに送る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に、基準局サーバシステム１
０２、ＧＰＳ測定プラットフォーム１０４、及びインタ
ーネットなど介在型コンピュータネットワーク１０６を
有する本発明の実施例におけるネットワークシステム１
００を示す。サーバシステム１０２はナビゲーションＧ
ＰＳ衛星（ＳＶ）１０８、１１０、１１２からなる衛星
群にロックオンしてトラッキングするナビゲーション衛
星受信機を備える。これらの衛星の中にはＧＰＳ測定プ
ラットファームにとって可視のものもあるかもしれな
い。ナビゲーション衛星１１４、１１６を含む別の衛星
群はクライアントシステム１０４から見ることができ
る。ＧＰＳ測定プラットフォーム１０４には自分のナビ
ゲーション衛星受信機があるが、ナビゲーション衛星１
１２、１１４、１１６からなる衛星群にはまだロックオ
ンしてトラッキングしていないかもしれない。
【００１２】概して、本発明におけるＧＰＳ測定プラッ
トフォームの３タイプの実施例は、どれだけサーバとは
無関係に動作できるかによって分類される。自律型クラ
イアントは、サーバ１０２の最低限の支援（例えば、差
分補正データ）だけで機能してユーザにナビゲーション
解を提供することができる。デミクライアントはもう少
し支援（例えば、軌道暦及び時間のバイアス計算を簡約
する多項式モデル）が要る。シンクライアントはほとん
ど全ての計算をサーバ１０２に頼り、基本的にＧＰＳ衛
星群に対する自分の視点からの観察測定値を提供するだ
けである。ユーザがそこにいてナビゲーション解を見た
ければ、局部表示できるように解が返送される。
【００１３】各ＧＰＳ測定プラットフォームは、ＧＰＳ
アンテナと、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、ＧＰＳ弾性表面
波（ＳＡＷ）フィルタ、中間周波数（ＩＦ）ＳＡＷフィ
ルタを有する無線周波数（ＲＦ）用途専用集積回路（Ａ
ＳＩＣ）、ディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）、
及び基準水晶発振器を備えるのが好ましい。特にシンク
ライアントにおいては、ＤＳＰは何か他の非ＧＰＳアプ
リケーションとの共有部分となる。そのために、マルチ
スレッド型のアプリケーションプログラムはクライアン
トでは不要で、単純なプログラムループだけが実行され
る。
【００１４】高感度受信機はかなりのディジタルデータ
処理とＣＰＵ時間を要する。通常の信号レベルなら局部
プロセッサで処理できるが、高感度計算は局部プロセッ
サには負担が大きすぎるという事態が起きる。そうした
場合には、もっと能力のあるナビゲーションプロセッサ
に観察測定値が送られる。ナビゲーションプロセッサは
そうした作業を専門にしていて、その実行可能コードを
絶えず再使用することができる。
【００１５】図２に、本発明におけるシンクライアント
ナビゲーション衛星受信機ネットワークの実施例を示
す。本明細書では大まかな参照符号２００で示してい
る。ネットワーク２００は、シンクライアント２０２〜
２０４で表わされた複数のシンクライアントナビゲーシ
ョン機器を有する。シンクライアント２０２〜２０４は
インターネット２０６で少なくとも一つのサーバ２０８
に接続されている。実際には、１０００ものシンクライ
アントナビゲーション機器がインターネット２０６で単
一のサーバ２０８に観察測定値を送っている。
【００１６】サーバ２０８にはクライアントマネージャ
２１０があり、クライアントマネージャ２１０は、基本
的にシンクライアント２０２〜２０４から送られてくる
全ての測定値および情報を整理して作業開始準備のでき
たジョブの状態にする。サーバ２０８はさらに、全ての
ジョブに共用される非常に高速なプロセッサをいくつか
有する。キュー２１２は、これらのジョブを次に使用可
能なナビゲーションサーバ２１４〜２１６に送り出す。
実際には、クライアント毎にあるメモリ状態が保存され
ていて、クライアントマネージャ２１０から新たなレポ
ートが提供されると、次に使用可能なナビゲーションサ
ーバ２１４〜２１６がそのメモリ状態をスワップインし
てそれに対する作業を行なう。結果を報告できる場合、
もしくはデータ要求が出ている場合には、Java（登録商
標）メッセンジャサービス（ＪＭＳ）２１８がそれを収
集してそのメッセージを符号化し、クライアントマネー
ジャ２１０を経由してシンクライアント２０２〜２０４
に転送する。業界標準ＪＭＳ以外の商用メッセージサー
ビスを使用することもできる。ＪＭＳを使用するとJava
（登録商標）プログラムは一つのタイプの商用メッセー
ジシステムのメッセージを作成し、送信し、受信し、読
むことができる。
【００１７】各シンクライアント２０２〜２０４がその
初期化のフェーズに入っているとき、それぞれキューに
集められたデータは毎秒ごとにナビゲーションサーバ２
１４〜２１６で処理されるのが好ましい。ひとたび初期
化が完了してトラッキングが始まると、各ナビゲーショ
ン処理の前に５秒相当分のデータが集められるのが好ま
しい。
【００１８】クライアントマネージャ２１０は、本来全
てのシンクライアント２０２〜２０４に対してＪＭＳメ
ッセージの送信受信を行なう。クライアントリクエスト
ハンドラ２２０は、入ってくる全てのＪＭＳメッセージ
を受け取る。アセンブラ２２２がこれらをクライアント
に従って整理する。セッションマネージャ２２４はイン
ターネット通信できるように処理されているデータ及び
ジョブを有効にパッケージングするのに必要な基本的な
ＪＭＳハウスキーピング及びハンドシェーキングを提供
する。クライアントレスポンダ２２６はシンクライアン
ト２０１〜２９４それぞれに送り出すＪＭＳメッセージ
を配布する。
【００１９】アセンブラ２２２は各クライアントから非
同期で受け取ったメッセージを選別し、整理してバッフ
ァに入れる。例えば、クライアントＩＤ毎にキューに入
れる。次に、ナビゲーションサーバ２１４〜２１６が処
理可能な場合は、データを取り込める限り各クライアン
トキューに入っている全てのデータを処理することがで
きる。メモリ状態がスクラッチメモリに保存され、後か
ら処理を再開するときにそこからまた始められる。数千
のクライアントがデータを提供している可能性がある場
合は、メッセージ毎にナビゲーションプロセッサを切り
替える非効率性を回避することができる。
【００２０】したがって、各ナビゲーションサーバ２０
４〜２０６は測定するたびに少しずつ処理しなくていい
ので、比較的大量のデータを得て、より多くの作業を長
く行なうことができる。ナビゲーションサーバ２１４〜
２１６はより効果的に作業することができ、しかも数千
のクライアント間で共用することができる。通常、ある
クライアントにおける各測定の間には待ち時間があるの
で、本発明の実施例ではそうした無駄になる時間を利用
して、レポートを提供し終えた他のクライアントの作業
を行なうことができる。クライアント毎に、各ジョブの
始まりと終わりにプロセッサのメモリ状態の完全セット
がロードされ保存される。
【００２１】シンクライアント２０２〜２０４はそれぞ
れ、例えば、アンテナ２２８と、衛星受信機２３０、及
びＪＭＳインタフェース２３２を有している。アンテナ
は軌道を回るＧＰＳ衛星から信号を受信する。これらの
信号が衛星受信機２３０によって処理されて、オブザー
バブル、例えば、擬似距離測定値に変換される。
【００２２】本願発明を現時点で好適な実施例として説
明してきたが、この開示を限定と捉えるべきでないこと
を理解すべきである。上記の開示を読めば、当業者には
様々な変形及び変更が明白になることは疑いの余地がな
い。よって、添付の請求の範囲は発明の「真の」精神並
びに範囲から逸脱しない限りにおいてあらゆる変形並び
に変更も含まれると解釈されるものとする。
【００２３】
【発明の効果】本発明の効果は、シンクライアントナビ
ゲーション衛星受信機のためのシステム及び方法を提供
していることにある。
【００２４】本発明のもう一つの効果は、単純で安価な
ナビゲーション衛星受信機を作るためのシステム並びに
方法を提供していることにある。
【００２５】本発明のこれらの効果及びその他の効果に
ついては、図面に示した好適な実施例を読みば、当業者
なら自明になることは疑いの余地がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明におけるネットワークシステムの機能
ブロック図。
【図２】 本発明におけるシンクライアントネットワー
クの機能ブロック図。
【符号の説明】
１００ ネットワークシステム １０２ 基準局サーバシステム １０４ ＧＰＳ測定プラットフォーム １０６ コンピュータネットワーク １０８、１１０、１１２、１１４、１１６ ＧＰＳ衛星 ２００ ネットワーク ２０２、２０３、２０４ シンクライアント ２０６ インターネット ２０８ サーバ ２１０ クライアントマネージャ ２１２ キュー ２１４、２１５、２１６ ナビゲーションサーバ ２１８ ＪＡＶＡメッセンジャサービス ２２０ クライアントリクエストハンドラ ２２２ アセンブラ ２２４ セッションマネージャ ２２６ クライアントレスポンダ ２２８ アンテナ ２３０ 衛星受信機 ２３２ ＪＭＳインタフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501396026 イーライド，インク. ｅＲｉｄｅ，Ｉｎｃ. アメリカ合衆国 カリフォルニア州，サン フランシスコ カリフォルニア ストリー ト 3450 3450 Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｓｔｒｅｅ ｔ Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ，Ｃａｌ ｉｆ ｏｒｎｉａ 94118−1837，Ｕｎｉ ｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉ ｃａ (72)発明者 ポール ダブル マクバーニー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ セカンド アベニュー 571 (72)発明者 クラーク ダブル ラスムセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ クレイ ストリート 3124 (72)発明者 フレデリック バウチャー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ 11番 アベニュー 664 (72)発明者 ケネス ユー ビクタ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サン フランシスコ バーチウッド コート 1404 Ｆターム(参考） 5J062 AA08 CC07 DD00 DD21

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シンクライアントナビゲーション衛星受
    信機ネットワークであって、 軌道を回るナビゲーション衛星から測定値を集めると共
    にそれぞれのナビゲーション位置を表示するための複数
    のシンクライアントナビゲーション機器を有し、 ネットワークに接続されて前記複数のシンクライアント
    ナビゲーション機器の各々と通信できると共に、それぞ
    れが得た測定値から各シンクライアントナビゲーション
    機器のナビゲーション解を提供するネットワークサーバ
    を有し、 前記ネットワークサーバは、前記測定値を集めて処理用
    の完全ジョブにするアセンブラを有し、 前記ネットワークサーバは、前記アセンブラから送られ
    た前記処理用完全ジョブの各々からナビゲーション計算
    を可能にする少なくとも一つのナビゲーションサーバを
    有し、 前記複数のシンクライアントナビゲーション機器のそれ
    ぞれのナビゲーション位置を提供するセッションマネー
    ジャとクライアントレスポンダを有することを特徴とす
    る、シンクライアントナビゲーション衛星受信機ネット
    ワーク。
  2. 【請求項２】 前記複数のシンクライアントナビゲーシ
    ョン機器は各々、ＧＰＳ衛星観測測定値に関連したＪＭ
    Ｓメッセージを前記ネットワークサーバに送るナビゲー
    ションプラットフォームからなることを特徴とする請求
    項１に記載のネットワーク。
  3. 【請求項３】 前記複数のシンクライアントナビゲーシ
    ョン機器は、それぞれのＧＰＳ衛星観測測定値に関連し
    たＪＭＳメッセージを前記ネットワークサーバに非同期
    かつ周期的に送る数千のナビゲーションプラットフォー
    ムからなることを特徴とする請求項１に記載のネットワ
    ーク。
  4. 【請求項４】 前記アセンブラは、前記複数のシンクラ
    イアントナビゲーション機器からＧＰＳ衛星観測測定値
    に関連したＪＭＳメッセージの収集を可能にし、それを
    クライアントＩＤによって整理してナビゲーション処理
    用バッファキューに入れることを特徴とする請求項１に
    記載のネットワーク。
  5. 【請求項５】 前記アセンブラは、ナビゲーションサー
    バが何らかの作業をするのに使用できる場合は、データ
    を取り込める限りそれぞれのクライアントキューに入っ
    ている総量のデータを処理できるように、各クライアン
    トから非同期で受け取ったメッセージを選別してクライ
    アントＩＤによって整理してキューに入れ、メモリ状態
    をスクラッチメモリに保存して、後から処理を再開でき
    るようになるとそこから始められるようにし、さらにＪ
    ＭＳメッセージ毎にナビゲーションプロセッサを切り替
    える非効率性を回避していることを特徴とする請求項１
    に記載のネットワーク。
  6. 【請求項６】 広く分散しているユーザのために数千の
    ナビゲーション解を計算するための方法であって、当該
    方法は、 単一データネットワークに接続された独立ナビゲーショ
    ンプラットフォームによって複数の観測測定値を得るス
    テップと、 そうした複数のネットワーククライアントからなる観測
    測定値の商用（エンタープライズ）メッセージをひとつ
    のネットワークサーバーに送るステップと、 前記ネットワーククライアントのうちの対応するネット
    ワーククライアントに基づいてバッファに前記観測観測
    値をそれぞれアセンブルするステップと、 ランするたびに毎回プロセッサのメモリ状態をロードし
    て保存することで前記ネットワーククライアントの中の
    一つのネットワーククライアントのために一続きのデー
    タを処理するステップと、 前記複数の観測測定値の中の対応するセットから求めら
    れたナビゲーション解を前記ネットワーククライアント
    に出力するステップとを有することを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】 前記一続きのデータを処理するステップ
    は、前記独立ナビゲーションプラットフォームの各々の
    初期化の間に、約一秒に一回発生することを特徴とする
    請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記一続きのデータを処理するステップ
    は、前記独立ナビゲーションプラットフォームの各々の
    初期化後に、約５秒毎に発生することを特徴とする請求
    項６に記載の方法。
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