JP2003523500A - 衛星位置決めシステムの時間測定のための方法および装置 - Google Patents
衛星位置決めシステムの時間測定のための方法および装置Info
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Abstract
Description
発明の名称「衛星位置決めシステム(SPS)時間測定のための方法および装置
」)の一部継続出願である。この結果、この出願は、この仮特許出願の出願日の
利益を請求する。
システム自体の位置を決めたりあるいは日時を決定する方法およびシステムに関
する。本発明は、1997年2月3日に出願した米国特許出願番号第08/794,649
号であり現在米国特許第5,812,087号(「親特許」と呼ばれる)の継続出願であ
る1998年5月7日に出願された同時係属特許出願番号第09/074,521号(発明
者:ノーマン・クラスナNorman Krasner)の一部継続出願である。この結果、親
特許は、参照することにより本出願に組み込まれる。1997年4月15日に出
願された特許出願番号第08/842,559号の開示もまた参照することにより本出願に
組み込まれる。
ばサーバシステム)が(例えば衛星航法システム(GPS)信号のような)SP
S信号を別のシステム(例えばモバイルSPS受信器/クライアントシステム)
において捕獲する時間を決定することができる。
ングと呼ばれる)は確実に作動する。いくつかの異常な状況においては、モバイ
ル(例えば親特許の図6のモバイル装置453)とサーバ(例えば親特許の図6
の基地局)との間で信号を送信するのに極めて長い待ち時間がある。これは、リ
ンクが任意に長い経路選択遅延を可能にするパケット通信を使用した場合起こり
得る。まれにそのようなパケットが非常に長い時間期間の後に到達する場合があ
る。そのような長い待ち時間によって、サーバがモバイルから受信したパターン
とサーバに記憶した非常に長いレコードとを比較する必要があるであろう。これ
は、計算的に複雑であるかも知れず、また必要な計算を行うのにかなりの時間を
必要とするかも知れない。さらに、長い待ち時間は、データパターンの繰り返し
に関連したあいまいさを生じるかも知れない。例えば、米国GPSデータ信号の
実質的な部分は30秒の間隔で反復し、ほんの一部は6秒間隔で反復する。その
ような環境下においては、パターンマッチ手続きはあいまいな結果を生じる場合
がある。
ータメッセージに関連する時間を測定するための方法および装置を提供する。一
実施形態における方法は、(1)衛星データメッセージの少なくとも一部の第一
のレコードを実体のあるものにおいて受信するステップと、(2)前記第1のレ
コードを衛星データメッセージの第2レコードと比較するステップであり、前記
第1のレコードと第2のレコードは、時間的に部分的に重畳し、前記比較は、前
記第1のレコードが受信されたとき見積もり時間を決定した後に実行されるステ
ップと、および(3)前記比較から時間を決定するステップであって、前記時間
は前記第1のレコード(例えば第1のレコードのソース)が遠隔地の実体のある
ものにおいて受信されたときを示すステップとからなる。この実施形態の第1の
例において、遠隔地にある実体のあるものは、モバイルSPS受信器であり、実
体のあるものは無線(そして恐らく有線も)リンクを介してモバイルSPS受信
器と通信する基地局である。本発明の方法は基地局において、独占的に実行可能
である。他の実施形態において、前記比較が実行可能であり、前記第1のレコー
ドが受信された予測時刻を用いて前記比較により決定された時間が正しいことを
検証する。
メッセージの一部の推定値を形成し、この推定値を基地局に送信するためのもの
である。基地局において、この推定値は、別のGPS受信器あるいはGPS情報
源から受信した衛星データメッセージのレコードと比較される。このレコードは
エラーが無いものと仮定する。次にこの比較により、基地局のメッセージのどの
部分が遠隔装置により送信されたデータに最も近い値に一致するかを決定する。
基地局は衛星データメッセージをエラー無く読んだので、送信衛星により見られ
るようにそのメッセージの各データビットを絶対タイムスタンプに相関づけるこ
とができる。それゆえ、この比較により、基地局は、適切な時間を遠隔装置によ
り送信された推定データに割当てる。この時間情報は必要に応じて遠隔装置に返
信される。
メッセージの始まりに相関する絶対時間からなる、不要なものが取り除かれてい
るレコードを送信させることである。この場合、遠隔地の実体のあるものは、こ
のレコードを、この遠隔地の実体のあるものが受信するGPS信号を処理するこ
とにより形成するこのデータの推定値と比較する。この比較は、2つのレコード
間の時間的オフセットを提供し、それにより局所的に集めたデータの絶対時間を
確立する。
するための種々の方法と装置を以下に述べる。本発明の説明は、米国の衛生航法
(GPS)システムに合わせる。しかしながら、これらの方法は、ロシアのGlon
assシステムのような類似の衛星位置決めシステムにも等価に適用可能であるこ
とは明白でなければならない。さらに、pseudolitesまたは衛星とpseudolitesの
組合せを利用する位置決めシステムにも等価に適用可能であることが理解されな
ければならない。さらに、基地局とモバイルSPSの種々のアーキテクチャが、
本発明の限定として理解されるよりもむしろ例示目的のために提供される。
S受信器に使用される本発明の代表的な方法を示す。図1Aに示すモバイルGP
S受信器は、ステップ201において、天体暦のような衛星データメッセージを
サンプリングし、メッセージのレコードを作る。次にこの方法200において、
遠隔またはモバイルGPS受信器は、ステップ203において、図5Aまたは5
Bに示す基地局のような基地局にこのメッセージを送信する。このレコードは、
典型的にはモバイルSPS受信器により受信されたメッセージのある表現である
。ステップ205において、基地局は、モバイルSPS受信器から送信されたレ
コードを衛星データメッセージの基準レコードと考えることができる別のレコー
ドと比較する。この基準レコードは相関した時間値を有し、衛星データメッセー
ジの種々のセグメントは、そのセグメントに相関する指定された「基準」時間を
有する。ステップ207において、基地局は衛生データメッセージのGPS受信
器によるサンプリングタイムを決定する。この決定は、基準レコードに相関する
時間値に基づき、そしてこの決定は、いつレコードまたはレコードのソースがモ
バイルGPS受信器により受信されたかを示す。図12Aおよび12Bに示すよ
うに動作205の比較は、モバイルSPS受信器においてSPS信号のレコード
を受信する時間の推測値を決定する後援のもとに行われる。この推定値は、レコ
ードと基準値の比較の範囲を制限するかまたは比較結果を検証するのに用いるこ
とができる。これは、(モバイルにおいてレコードを記録することと比較動作を
行うこととの間に異常に長い送信待ち時間があり得る場合)通常比較動作のスピ
ードを制限し、また結果の制度を確実にする。
7は、それぞれレコード491および495として示されるモバイル受信器のレ
コードと基地局の基準レコードとの間の計画された比較を示す。両レコードの水
平軸は時間を示す。比較のために基地局に送信された部分を表すモバイルのレコ
ードの一部493がある。一般的に、基地局は、モバイル受信器から受信された
レコードと時間的に少なくとも一部が重畳する対応する部分497を有する。図
7において、この重畳は、基準レコードがモバイル受信器のレコードの全間隔に
わたって衛星データメッセージを供給するという点で完了する。しかしながら、
これは1つの例に過ぎず、重畳は、モバイル受信器のレコードの一部が基地局か
らの基準レコードと重畳するようにしてもよい。
時間を測定するための本発明の方法220をさらに詳細に示す。モバイルあるい
は遠隔GPS受信器は、ステップ221において、GPS信号を取得し、これら
の取得したGPS信号からの擬似範囲(pseudoranges)を決定する。ステップ22
3において、モバイルGPS受信器はPNデータを除去し、擬似範囲を作成また
は決定するために使用される取得したGPS信号から衛星データメッセージのレ
コードを作る。このレコードは一般的には、取得したGPS信号における天体暦
のある表現であり、一般的には、データの推定値を表す。ステップ225におい
て、モバイルGPS受信器はレコードおよび決定された擬似範囲を基地局、例え
ば図5Aまたは5Bに示すような基地局に送信する。
S受信器から送信されたレコードの相互関係を実行する。この基準レコードは一
般的に基準レコード内のデータに相関する正確なタイムスタンプを含む(例えば
、基準レコード内のデータの各ビットは相関する時間値すなわち「スタンプ」を
有する)。そして、当初取得したGPS信号のモバイルGPS受信器による受信
の時間を決定するために使用されるのはこのタイムスタンプである。ステップ2
29において、基地局は、相関関係の演算から、取得したGPS信号の遠隔GP
S受信器による取得の時間を決定する。次に、基地局は、ステップ231におい
て、GPS信号の遠隔GPS受信器による取得の時間を使用し、さらに決定され
た擬似範囲を使用して、遠隔/モバイルGPS受信器の緯度および経度であり得
る、位置情報を決定する。ステップ233において、基地局は、遠隔GPS受信
器のこの位置情報を別の実体のあるもの、例えば、インターネットまたはイント
ラネットのようなネットワークを介して基地局に接続されたコンピュータシステ
ムに通信する。これについて、図5Bおよび図6に関連して以下に詳細に述べる
。
法についてさらに詳細に述べる。この方法は2つに分類される。一方は、(PN
が除去された後)データの差動復調とソフト判定を実行し、他方はPNが除去さ
れた後、生のI/Qデータをサンプリングする。第1の方法は、図4Aおよび図
4Bに線図的に示され、第2の方法は、図8Aおよび8Bに示される。ここでの
目的は、遠隔装置における信号の受信と基地局における信号の受信との間の到着
時間差を決定することである。基地局は正確な時間を持つと仮定されるので、こ
の時間差は、遠隔装置におけるデータの受信の正確な時間を決定する。以下に説
明するように、2つの手法は、遠隔装置(モバイルSPS受信器)により実行され
なければならない処理量と、通信リンクを介して遠隔装置から基地局に送信され
なければならない情報量により異なる。本質的に、リンクを介して通過しなけれ
ばならないデータの質に対して遠隔装置における処理負荷におけるトレードオフ
がある。
に本発明の方法との対比を提供するために一般的なGPS動作を再考する。一般
的なGPS受信器601の簡略化したバージョンを図9に示す。
ンバータおよびデジタイザ)からの2値化I/Q入力信号603を受信し、ミク
サ605において、これらの入力信号603と、デジタル発振器607からの発
振器信号を混合する。ミクサ605からの出力は次にミクサ609において、マ
イクロコントローラ617からの信号619によるチップアドバンス(chip adva
nce)により制御されるPNジェネレータ601の出力と混合される。マイクロコ
ントローラ617はまた、信号を近接したベースバンドに変換するためにデジタ
ル発振器607を制御する。
信した信号は次式で表される
擬似ランダムシーケンス(チップレート:1.023 Mchips/sec)であり、D(t)は再
度±1の値を持つPNフレーミングの開始と合わされた50ボーのデータ信号で
ある。(例えばミクサ605により)信号を近接したベースバンドに変換した後
、PNコードは通常相関器(これは、図9の素子609、611、613、61
5および617を含むと考えることが出来る)を用いて除去される。この装置は
、(所定の衛星に対して)コードP(t)を局所的に再生し、局所的に発生されたP
Nと受信したPNの相対的整相を決定する。位相が整合されると、相関器は、こ
の信号と局所的に発生された基準値とを乗算し、その結果次の信号形態を生じる
。
タリングされ、データ信号D(t)の帯域の外側のノイズを除去する。従って、サン
プリングレートは、サンプラ615により、小さな倍数のデータレートに低減可
能である。従って、数式(2)の右辺の変数tは形式mT/Kの値を取る(m=0, 1,
2,…但し、Kは小さな整数(例えば2)であり、Tはビット期間である。
リアトラッキング、およびデータ復調を実行するのに使用される。これは通常、
マイクロコントローラのソフトウエアアルゴリズムにより実行されるが、代替的
にハードウエアで実行するようにしてもよい。図9において、マイクロコントロ
ーラ617は、局所的に発生したキャリア信号とPN信号を受信した信号と位相
同期させて維持するために、訂正信号621と619をデジタル発振器とPN発
生器にそれぞれフィードバックする。この動作は、通常非常に多数の同時に受信
したGPS信号(一般的には、4以上のGPS衛星からの4以上のGPS信号)
のために並列で実行される。
弱いので、データD(t)を高い信頼性で抽出することができない。上述したように
、一般的なGPSは、世界時を決定しならびに地点標定を提供するためにこのデ
ータを読む必要がある。この低いS/N比において、本発明により提供される代
替手法は、遠隔装置が基地局と一緒に作動するためのものである。基地局はこの
衛星データ情報にアクセスする。遠隔装置は、遠隔装置によるそのようなデータ
の元の受信に相関する時間を計算可能にする基地局に送る。この受信の時間を計
算するために基地局が遠隔装置に情報を送る他の代替構成が存在する。ここでは
、主として最初のケースについて考察する。
(例えばパルスあるいは専用の波形)を通信リンクを介して送信し、リンク待ち
時間の先天的知識あるいは(双方向対称リンクと仮定して)往復遅延量を測定す
ることにより何らかの経過時間を明らかにすることにより得ることができること
に注意しなければならない。しかしながら、この手法が実用的でないあるいは実
施不能な多くの環境がある。例えば多くのリンクは、待ち時間が送信ごとに可変
であり、多くの秒数かかるパケット化されたプロトコルを含む。
を処理したものの推定値を作成し、このデータを基地局に送信する。このデータ
シーケンスは、基地局により発生された同様だがより高い忠実度の信号と比較可
能である。この2つのシーケンスは、最小平均2乗誤差のような所定の測定基準
にしたがって、最良のマッチングが生じるまで、互いに時間的にスライドする。
この「相関」手続きは、PN拡散シーケンスに同期するためにGPS受信器によ
り使用されるそれと非常に類似している。しかしながら、ここでは、動作は、非
常に低いレートのデータ信号に対して成され、さらにそのような信号のパターン
は、前もって未知であってもよい。
で、基地局は、この知識プラス上述した比較を利用して、遠隔装置において、受
信された信号に相関する元の時間を確かめることができるかも知れない。
おける推定値にある。
の特定の実施形態は、例えば式(2)に示すようにPNが除去された後の信号の
レコードを単にサンプリングして記憶することである。ここでは、信号は、小さ
な倍数のデータレートでサンプリングされると仮定する。この目的のために、1
00サンプル/秒が適切かも知れない。IおよびQの両方の支流をサンプリング
する必要があることに留意しなければならない。また、基地局における識別のた
めにデータパターンが独特のものでありそうにするためにおよそ25以上のデー
タシンボル(0.5秒)の長さのレコードにしなければならない。式(2)から小
さな残存キャリアf0および未知のキャリア位相φが以前として存在することに留
意しなければならない。キャリア周波数は、データ信号の±1/2のサンプリン
グレートよりも良い精度まで知られていることが有益である。そうでなければ、
キャリアはデータ信号の位相反転を有効に導入し、データを改悪する。
る方法を示す。受信器は、特定のGPS信号のための第1(第1でなければ次の
)PNコードを取得し、ステップ503において信号からPNコードを除去する
。次に、ステップ505において、受信器はキャリア周波数の正確な推定を実行
し、ステップ507において、入力された信号からキャリアを除去する。次に、
ステップ509および511において、IおよびQデータがサンプリングされ量
子化され、量子化された結果は、対応する衛星データメッセージのレコードとし
て保存され、(恐らく、特定のGPS信号を送信するGPS衛星からの対応する
擬似範囲と共に)基地局に送信される。ステップ513において、受信器が関心
のあるすべての衛星(例えばモバイルGPS受信器に鑑みて全ての衛星あるいは
少なくとも見えている4つの衛星)に対してステップ503、505、507、
509および511を実行したか(それゆえレコードを決定したか)否かを決定
する。衛星データメッセージのレコードが関心のある各衛星から決定されたなら
、GPS受信器はそのレコードを経過時間タグと共に基地局に送信する(ステッ
プ515)。経過時間タグは、基地局により使用され、そのレコードと(相関に
より)比較されるであろう基地局において「基準」レコードを推定および/また
は選択することができる。受信器が関心のある各衛星からレコードを決定しなか
った場合には、モバイルGPS受信器は、ステップ513からステップ503に
戻り、関心のある次の衛星から受信した衛星データメッセージのレコードを決定
するためにステップ503、505、507、509および511を繰返す。図
8Aの方法を実行可能なGPS受信器(および通信送/受信器)の例は図1Aに
示され、このGPS受信器について以下にさらに詳細に説明する。
除去し、晴天のときにGPS受信器から受信した(あるいはインターネットある
いはGPS地上制御局からのような高忠実度のGPS信号源から受信した)高忠
実度信号から抽出した同様のデータに対してこのデータを相互相関することによ
り相対タイミングを決定することができる。
とき基地局により実行される方法521を示す。ステップ523において、基地
局は、衛生データメッセージに対応するレコードを受信し、ステップ525にお
いて、そのレコードにフェーズロックし、ステップ525において、残存する位
相誤差/ロール(roll)を除去する。ステップ523および525と同時に、基地
局は、一般にGPSデータメッセージを追跡し復調し、復調された衛星データメ
ッセージの種々の間隔に相関して正確な時間を提供するために、これらのデータ
メッセージに時間タグを印加しているであろう。これはステップ527に示され
る。一般に、基地局は、連続した基準レコードが発生されこの「基準」レコード
のランニングサンプル(running sample)が基地局に記憶されるように進行中ベー
スで衛星データメッセージの追跡と復調を行っているであろう。基準のランニン
グレコードは、現在時刻の10乃至30分前までの時間期間維持することができ
ることが理解されるであろう。すなわち、基地局は、基準レコードの最も古い部
分を破棄し、時を違えず実際に最新の部分と交換する前に30分間基準レコード
のコピーを保持することができる。
ければ次の)衛星データメッセージのために遠隔装置からの基準レコードに対し
て基地局の基準レコードを相関させる。この相関は、事実上遠隔装置がレコード
を受信したとき基地局が時間を正確に決定できるようにパターンをマッチングす
るために2つのレコード間の比較である(このレコードは実際には、レコード自
体がレコード源の推定値であるので、そのレコード源が遠隔装置により受信され
たときの時間である)。本発明を説明するのに使用される場合、遠隔装置による
レコードの受信の時間は事実上遠隔装置におけるレコード源の受信の時間である
。ステップ531において、遠隔装置が現在の衛星のレコードおよびその対応す
る衛星データメッセージを受信した時間を示すピークロケーションを発見し補間
する。ステップ533において、基地局は、すべての対応するレコードに相関す
る全ての時間が関心のある全ての衛星に対して決定されたか否かを決定する。そ
うでなければ、処理は、ステップ529に戻り、遠隔装置から受信した各レコー
ド毎に処理が繰返される。関心のあるすべての衛星およびその対応する衛生デー
タメッセージのための対応する時間を決定するためにすべてのレコードが処理さ
れたなら、処理はステップ533から535に進み、関心のある異なる衛星のた
めに時間が比較される。ステップ537において、多数決論理を用いて誤差のあ
るあるいは不明瞭なデータを破棄し、次に、ステップ539において、全てのデ
ータが不明瞭か否かが判断される。全てのデータが不明瞭なら、基地局は、モバ
イルGPS装置内の通信受信器にコマンドを送信することによりモバイルGPS
受信器にさらにデータを取得するように指示する。すべてのデータが不明瞭でな
い場合には、ステップ543において、基地局は、モバイルGPS受信器におけ
る衛星データメッセージの受信の平均時間を決定するために時間の重み付けされ
た平均化を行う。さらなる処理のためにGPS信号のサンプルが2値化されデジ
タルメモリに記憶されるようなある環境下においては、そのサンプルが短期間で
あるかぎり事実上一度の受信があると理解されるであろう。一度に1つの衛星が
処理され、その衛星からの信号が取得され、その信号のレコードが作られ、次の
時間において、別の衛星信号が取得されるような他の場合において、この場合に
は、複数回の受信があり、基地局は、これらの時間の各々を決定し、それらを以
下に述べるように使用する。
たレコードの受信の時間は、少なくとも幾つかの実施形態においては、基地局に
より使用され、モバイルGPS受信器緯度と経度および/または高度のような位
置情報を決定するであろうことが理解される。
数を決定することが困難であり、遠隔装置からのデータの差動復調および局所的
に受信したデータが相互相関の前に来るかも知れない。この差動復調はさらに図
4Aおよび4Bに関連してさらに述べる。
デスプレッド信号(despread signal)(PNを除去した信号)にさらなる付加的
処理を行うことが都合がよい。この目的のための良い方法は、図4Aおよび4B
に示すように、遠隔装置がビット期間(20ミリ秒)あるいはその倍数に設定さ
れた遅延を用いて、データ信号に遅延乗算演算を行うことによりこの信号を差分
的に検出することである。従って、式(2)のベースバンド信号が次式で表され
るなら
D1(t)は元のデータシーケンスを差分的にデコードすることにより(例えば
遷移を−1、非遷移を+1にマッピングすることにより)作られる新しい50ボ
ーシーケンスである。今、シンボル期間の逆数に比べてキャリア周波数エラーが
小さい場合には、シンボル期間の逆数の指数項は、虚成分を支配する実成分を有
し、実成分のみが維持され、結果A2D1(t)を生じる。従って、数式(4)の演算
は、図8Aに示す方法の複素数の信号ストリームの代わりに実数の信号ストリー
ムを生成する。これは、レコードが通信リンクを介して送信されるとき、それだ
けで、必要な送信メッセージ長を半分にする。信号A2D1(t)は基地局にあるので
、図8Aに示す方法のレートよりも多少小さいレートでサンプリング可能である
。また、このデータの符号のみを維持し、それにより送信すべきデータ量を低減
することも可能である。しかしながら、この方法は、基地局が1シンボル期間(
20msec)よりもさらに良く時間を分解する能力を低減するであろう。ここでは
、PNコードは1ミリ秒の期間で繰り返し、それゆえこの測定エラーをさらに分
解するにはそれだけでは有効でないであろうことに注意しなければならない。
4Bは本発明の特定の実施形態による、基地局において実行される処理ステップ
を示す。モバイルGPS受信器は、ステップ301において、基地局からの位置
情報のためのリクエストを受信する。一般的な実施形態において、この受信は、
図1Aに示すモバイルGPS受信器内に示されるような通信受信器により生じる
ことが理解されるであろう。位置情報のリクエストに応答して、ステップ303
において、モバイルGPS受信器はGPS信号から第1の(第1でなければ次の
)PNコードを取得し、受信したGPS信号からそのPNコードを取り除く。ス
テップ305において、遠隔装置は、キャリア周波数の正確な推定を行う。この
推定の精度は、50ボーGPSデータの場合には一般的に100HzであるGP
Sデータメッセージのサンプリングレートよりも良くなければならない。ステッ
プ305はGPS受信器における一般的な周波数測定システムを用いることによ
り実行可能である。この周波数測定システムは、キャリアを抽出するためのフェ
ーズロックループをしばしば含むキャリアトラッキングループと、周波数測定回
路あるいは代替的にフェーズロックループを有した周波数トラッキングループを
使用する。ステップ307において、キャリア周波数は、残りの信号からモバイ
ルGPS受信器により取り除かれ、50ボーデータが残る。次に、ステップ30
9において、一般にデータ自身の2倍のレートでデータをサンプリングすること
により、区別をつけて検出される。ステップ309のように、データを区別をつ
けて検出するよりも、遠隔GPS受信器は、データ自身を基地局に送信し、基地
局がステップ309および311の区別をつけた検出および量子化を実行可能に
することが理解されるであろう。モバイルGPS受信器は、ステップ311にお
いて、一般に1/2秒乃至1秒の時間期間を有する衛星データメッセージのレコ
ードである結果を量子化し記憶することにより継続する。次に、ステップ313
において、モバイルGPS受信器は、衛星データメッセージのレコードが、視野
に入っているすべての衛星あるいは視野に入っている少なくとも4つの衛星であ
り得る関心のある各衛星ごとに作られたか否か判断する。レコードが関心のある
衛星およびその対応する衛星データメッセージごとに作られなかった場合には、
処理はステップ313からステップ303に戻り、このループは、関心のある衛
星ごとに衛星データメッセージごとにレコードが作られるまで続く。関心のある
全ての衛星のためのすべてのレコードが決定され作られると、処理はステップ3
13から315に進み、モバイルGPS送信器は、その通信送信器を介して、上
述した方法で基地局により使用される粗い(経過)時間タグと共に関心のある全
ての衛星のためのレコードを送信する。
これらのレコードを受信する。モバイルGPS受信器の動作と同時に、基地局は
一般にGPSデータメッセージをトラッキングおよび復調しており、これらのデ
ータメッセージに事実上タイムスタンプするためにこれらのデータメッセージに
タイムタグを印加する。これは図4Bに示すステップ321で行われる。次に、
ステップ323において、基地局は、データを差分復号化し、ステップ325の
相関動作に使用されるであろう基地局データを供給する。モバイルGPS受信器
から受信したデータは、一般に相関動作のために記憶され、ステップ323から
の記憶された、差分復号化されたデータと比較される。ステップ325において
、基地局は、第1の(第1でなければ次の)衛星のためにモバイルGPS受信器
からのレコードに対して基地局のデータの相関を取る。ステップ327において
、基地局は、現在処理中の衛生からの衛星データメッセージのモバイル受信器に
おける到着時間を示すピークロケーションを発見し補間する。ステップ329に
おいて、基地局は、モバイル受信器から受信したすべてのレコードに対して相関
が行われたか否か判断する。すべてのレコードに対して相関が行われていなけれ
ば処理はステップ325に戻り、次の衛星データメッセージのための次のレコー
ドがステップ325およびステップ327において処理される。ステップ329
において、モバイルGPS受信器から受信した全てのレコードに対して相関が行
われたと判断された場合、次に、ステップ331において、関心のある異なる衛
星のための決定された時間間の比較が行われる。ステップ333において、基地
局は多数決論理を用いて誤差のあるあるいは不明瞭なデータを破棄する。次にス
テップ335において、基地局は全てのデータが誤差のあるあるいは不明瞭なデ
ータか否か判断する。もしそうなら、ステップ337において、モバイル受信器
にさらにデータを取得するように指示し、図4Aに示す方法から始まる全体の処
理を繰り返し、図4Bに示す方法まで続く。ステップ335の判断において、全
てのデータが不明瞭でなければ、基地局はステップ339において、時間の重み
づけされた平均化を行い、モバイルGPS受信器の位置を決定するために、少な
くともいくつかの実施形態において、モバイルGPS受信器から送信された擬似
範囲とともにこの重み付けされた平均値を使用する。
、レコードに集められ1シンボル期間あたり4サンプルのレートでデスプレッド
(despread)されサンプリングされる。図10Aは、キャリアが部分的に除去され
たデスプレッド波形の実部分の1秒レコードを示す。シンボルパターンは明白で
あるが、約1Hzの小さな残留キャリアオフセットが明らかに以前として存在す
る。図10Bは、信号を共役化された20ミリ秒に等しい遅延量を有した遅延さ
れたバージョンの信号と乗算することにより差分検出した信号を示す。このシン
ボルパターンは明らかに明白である。図10Cは、理想的なデータ信号を示し、
図10Dは(例えば基地局で生成された)理想信号と図10Bの信号の相互相関
を示す。サンプリング効果およびノイズ等による信号の非理想的性質から生じた
図10Bのグリッチに留意されたい。
である復調されたデータを示す。これは、受信したGPS信号の電力が例えば、
遮断条件によりその公称レベルに関連して15dB以上低減された時の状況をモ
デル化する。図11Bは差分復調されたデータを示す。ビットパターンは検出不
可能である。最後に、図11Cは、明瞭な基準値とこのノイズ信号の相互相関を
示す。明らかにこのピークは、5.33(14.5dB)を越えて平方自乗平均レベルまでの
ピークを有し依然として強く正確な到着時間の推定を可能にする。事実、この信
号のピークについて引火された補間ルーチンは1/16サンプルスペース、すなわち
0.3秒未満の精度を示した。
と一緒にデータシーケンスを送信することができる。従って遠隔装置は、これら
の相関方法が遠隔装置において行われることを除いて上述したと同じ相互相関方
法を介してデータメッセージの到着時間を推定することができる。これは、遠隔
装置が自分自身の位置ロケーションを計算する場合には有効である。この状況に
おいて、遠隔装置はまた基地局からのそのようなデータの送信によって衛星天体
暦を取得することができる。
テムの例を示す。この結合されたモバイルGPS受信器と通信システム100は
、1996年5月23日に出願した同時係属出願番号第08/652,833号(発明の名
称:「共有回路を利用した結合されたGPS位置決めシステムおよび通信システ
ム」)に詳細に記載されている。この出願(現在米国特許第6,002,363号)を参
照することにより本明細書に組み込まれる。図1Bは図1AのRF/IFコンバ
ータ7および周波数シンセサイザ16を詳細に示す。図1Bに示すこれらのコン
ポーネントはまた、同時係属出願第08/652,833号に記載されている。図1Aに示
すモバイルGPS受信器と通信システム100は、受信器が非常に高い感度を持
つように、記憶されたGPS信号に特別の形態のデジタル信号処理を行うように
構成可能である。これについては、1996年3月8日に出願された同時係属米
国特許出願第08/612,669号(発明の名称:「GPS信号を処理するための改良さ
れたGPS受信器および方法」)に記載されており、この出願を参照することに
より本明細書に組み込まれる。出願番号第08/612,669号に記載されたこの処理動
作は、一般には高速フーリエ変換を使用した複数の中間のたたみこみを計算し、
これらの中間のたたみこみをデジタルメモリに記憶し、これらの中間のたたみこ
みを用いて少なくとも1つの擬似範囲を供給する。図1Aに示す結合されたGP
Sおよび通信システム100はまたGPS受信器の感度と精度をさらに改良する
ために、ある周波数安定化または校正技術を組み込むことができる。これらの技
術は、1996年12月4日に出願された同時係属出願番号第P003X(発明
の名称:「通信リンクを利用した改良されたGPS受信器」)に記載されており
、この出願(現在米国特許第5,841,396)を参照することにより本明細書に組み
込まれる。
作を詳細に説明するよりもむしろ簡単な概略をここに提供する。一般的な実施形
態において、モバイルGPS受信器および通信システム100は、図5Aまたは
図5Bのいずれかに示す基地局群のいずれかの1つであり得る基地局17のよう
な基地局からコマンドを受信する。このコマンドは、通信アンテナ2により受信
されプロセッサ10によりメモリ9に記憶された後デジタルメッセージとして処
理される。プロセッサ10は、このメッセージが基地局に位置情報を供給するた
めのコマンドであると判断し、これによりプロセッサ10は、少なくともその一
部が通信システムと供給可能なシステムGPS部をアクティブにする。これは、
例えば、通信アンテナ2からの通信信号よりもむしろGPSアンテナ1からのG
PS信号をRF/IFコンバータ7が受信するようにスイッチ6を設定すること
を含む。次に、GPS信号は受信され、2値化され、デジタルメモリ9に記憶さ
れ、上述した出願番号第08/612,669号に記載されたデジタル信号処理技術に従っ
て処理される。この処理の結果は一般的に視野に入っている複数の衛星のための
複数の擬似範囲を含み、次にこれらの擬似範囲は、送信部をアクティブにし擬似
範囲を基地局および通信アンテナ2に返信する処理コンポーネント10により基
地局に返信される。
でき、あるいは図6に示すように、電話サイトと基地局との間に有線通信リンク
を提供するセルラ電話サイトを介して遠隔装置に接続することができる。図5A
および5Bはこれら2つの可能な基地局を示す。
線リンクを提供し、受信した擬似範囲および対応する時間レコードを処理するこ
とにより、自律装置として機能することができる。この基地局401は、基地局
が大都市圏に位置し、追跡すべき全てのモバイルGPS受信器が同様に同じ大都
市圏に位置する場合に使い道を見つけることができる。例えば、この基地局40
1は、モバイルGPS受信器を身につけているあるいは使用している個人を追跡
するために警察あるいはレスキューサービスにより使用することができる。一般
に、送信エレメント409および受信エレメント411は、合体されて1つのト
ランシーバとなり1つのアンテナを有するであろう。しかしながら、これらのコ
ンポーネントは個別に存在することができるので個別に示してある。送信器40
9は、送信器アンテナ410を介してモバイルGPS受信器にコマンドを供給す
るように機能する。この送信器409は、特定のモバイルGPS受信器の位置を
決定するようにプロセッシングユニットのユーザからの要求を受信することがで
きるデータプロセッシングユニット405の制御下にある。従って、データプロ
セッシングユニット405はそのコマンドを送信器409によりモバイルGPS
受信器に送信させる。これに応答して、モバイルGPS受信器は本発明の一実施
形態において、受信アンテナ412により受信される擬似範囲および対応するレ
コードを受信器411に返信する。受信器411はモバイルGPS受信器からこ
れらのメッセージを受信し、それらをデータプロセッシングユニット405に供
給する。データプロセッシングユニットはモバイルGPS受信器からの擬似範囲
およびGPS受信器403から受信した衛星データメッセージあるいは他の基準
品質衛星データメッセージから位置情報を引き出す動作を行う。これは、上述し
た同時係属特許出願にさらに記載されている。GPS受信器403は、モバイル
GPS受信器のための位置情報を計算するために擬似範囲および決定された時間
とともに使用される衛星天体暦を供給する。大容量記憶装置407はモバイルG
PS受信器から受信したレコードと比較するために使用される衛星データメッセ
ージの基準レコードの記憶されたバージョンを含む。データプロセッシングユニ
ット405はオプションディスプレイ415に接続可能でありさらにオプション
であるGISソフトウエアを有した大容量記憶装置413にも接続可能である。
大容量記憶装置413と大容量記憶装置407とはそれらが同じハードディスク
または他の大容量記憶装置に含まれることができるという点において、同じであ
ることが理解されるであろう。
電話サイト455のような遠隔送受信サイトに接続するように意図されている。
この基地局425は、さらに、インターネット、イントラネットあるいは他の種
類のコンピュータネットワークシステムを介してクライアントシステムにも接続
可能である。このような基地局の使用は、1996年9月6日に出願された同時
係属出願番号第08/708,176号(発明の名称:「クライアント−サーバーベース遠
隔ロケータ装置」)に記載されている。この出願を参照することにより本明細書
に組み込まれる。基地局425は、図6に示すセルラ電話サイト455およびそ
の対応するアンテナまたはアンテナ群457を介して図6に示す結合されたGP
S受信器および通信システム453のようなモバイルGPS装置と通信する。結
合されたGPS受信器と通信システム453は、図1Aに示すシステム100と
同様であり得ることが理解されるであろう。
(RAM)であり得るメインメモリ429に接続された一般的なマイクロプロセ
ッサであり得るプロセッサ427を含む。基地局425はさらに、キーボード、
マウス、およびディスプレイのような入出力装置435、およびバス430を介
してプロセッサ427およびメモリ429に接続された相関するI/Oコントロ
ーラを含む。ハードディスク、CD ROMあるいは他の大容量記憶装置のよう
な大容量記憶装置433は、バス430を介したプロセッサ427のようにシス
テムの種々のコンポーネントと接続される。GPS受信器あるいは他の衛星デー
タメッセージ群との間のI/O制御を司るI/Oコントローラ431もバス43
0に接続されている。このI/Oコントローラ431はGPS受信器431から
衛星データメッセージを受信し、それらをバス430を介してプロセッサに供給
する。プロセッサはこれらのデータメッセージにタイムスタンプを印加し、モバ
イルGPS受信器から受信したレコードと比較のため後で使用するように大容量
記憶装置433に記憶させる。基地局425から遠隔に位置する他のシステムの
インタフェースとして2つのモデム439および437が図5Bに示される。モ
デムあるいはネットワークインタフェース439の場合には、この装置は、例え
ばインターネットあるいはその他のコンピュータネットワークを介して、クライ
アントコンピュータに接続される。モデムあるいは他のインタフェース437は
、システム451を示す図6に示されるサイト455のようなセルラ電話サイト
へのインタフェースを提供する。
チャにより実現可能である。例えば複数のバスあるいはメインバスと周辺バスを
設けても良いしあるいは複数のコンピュータシステムおよび/または複数のプロ
セッサを設けても良い。例えば、専用のプロセッサを持ち、GPS受信器403
からの衛星データメッセージを受信し、本発明に従って、基準レコードを作成す
る処理に中断が無く、それを記憶してその記憶した量を管理するような専用の態
様でそのメッセージを処理し、基準レコードを提供することは都合がよい。
する。クライアントコンピュータシステム463は、インターネット461のよ
うなネットワークを介して基地局425にメッセージを送信する。ネットワーク
またはインターネット461内には、特定のモバイルGPS受信器の位置のため
の要求を通過させる仲立ちするルータまたはコンピュータシステムがあり得るこ
とが理解される。基地局425は、一般には有線電話リンク459であるリンク
を介してメッセージをセルラ電話サイト455に送信する。このセルラ電話サイ
ト455は次に、アンテナまたはアンテナ群457を用いてコマンドを結合され
たモバイルGPS受信器および通信システム453に送信する。これに応答して
、システム453は本発明に従って擬似範囲および衛星データメッセージのレコ
ードを返信する。これらのレコードと擬似範囲は次にセルラ電話サイト455に
より受信されリンク459を介して基地局に返信される。次に基地局は、衛星デ
ータメッセージの受信時間を決定するためのレコードを使用して、および遠隔G
PSシステム453からの擬似範囲を使用して、および基地局におけるGPS受
信器からあるいは他のGPSデータ源からの衛星天体暦を利用して、本発明に従
って記載された動作を実行する。次に基地局は位置情報を決定し、この位置情報
をインターネット461のようなネットワークを介してクライアントコンピュー
タシステム453に通信する。クライアントコンピュータシステム453自体は
、クライアントコンピュータシステムに、マッピングソフトウエアを持たせるこ
とができ、このシステムのユーザが地図上でモバイルGPSシステム453の正
確な位置を見ることを可能にする。
ためのいくつかの方法がある。モバイルは、パターンをサーバに送る時にタイマ
を開始することができサーバからのアクノレッジを待つ。受信のアクノレッジメ
ントが非常に長い場合、連続する送信間のタイムオフセットとともにパターンを
再送することができる。これは、アクノレッジメントが受付け可能な時間期間(
例えば1秒以内)内に受信されるまで続けることができる。事実上、この方法は
、送信遅延量を決定していてこの送信遅延量が所定量以上(例えば遅延量が受付
け可能な時間期間以上)の場合にはマッチングのためにパターンを再送信してい
る。この送信遅延量は、2つのパターンの比較のための比較範囲を確立する。
秒あるいはそれより良い精度で粗い時間調整を最初に確立することができる。サ
ーバは日時をモバイルに送ることができ、モバイルはこの時間を記録しアクノレ
ッジメントをサーバに送信する。アクノレッジメントが所定の時間期間T内に受
信されるならば、モバイルにおいて記録された時間はサーバの時間のT秒以内で
あることは明らかである。従ってモバイルがGPS情報を処理してサーバに送信
されるべきデータパターンを作成すると、そのような処理の時間は、T秒の精度
にタグをつけることができる。それゆえ、推定されたGPS情報がサーバに送ら
れると、サーバはTより大きくない範囲内で、モバイルから受信したパターンと
基準パターン(例えばローカルGPS受信器あるいは他のデータ供給)との間の
時間のオフセットを調べればよい。粗い時間調整もまた、モバイルがそのローカ
ルバージョンの処理時間をサーバに送信し、サーバがアクノレッジメント応答を
送信することにより行うことができる。サーバは受信したモバイルの時間を独自
の時間と相関させてオフセット(ときどきバイアスと呼ばれる)を決定すること
ができる。この往復時間がT秒以内であれば、モバイルのローカルタイムにより
タイムタグされたモバイルからサーバへのその後の送信は再びサーバがT秒未満
にそのサーチ範囲を制限することを可能にする。このようにしてサーバは、比較
範囲を制限することができる。
バイルとサーバとの間の粗い時間調整のための同じ手法を行うことができること
が理解されなければならない。一度サーバとモバイルがT秒より大きくない時間
量に互いに粗時間を確立すると、モバイルにおいて行われるその後のパターンマ
ッチ動作は、T秒より大きい範囲において行う必要はない。
信時間を測定する代わりに、ある環境下において、モバイルとサーバあるいはサ
ーバが通信することのできるその他の実体のあるものとの間で電気パルスあるい
は他のタイミング信号を送信することが可能である。従って、このパルスまたは
信号は、モバイルとサーバとの間の時間をおおよそ調整するための手段を提供す
ることができる。モバイルおよびサーバは、サーバとの通信とは別個に信号また
は信号群の受信により時間のおおよその知識を得ることができる。例えば、各々
は、WWVのような別の通信信号から日時の放送信号を受信することができる。
モバイルとサーバは粗い共通の時間を確立するために、双方が共通の無線信号を
見ることができその信号に相関する特定のエポック(epoch)に一致することがで
きる。
を示し、この場合最終パターンマッチング動作はサーバにおいて行われる。同様
のブロック図は、モバイルで行われるパターンマッチングに相当し、図12Bに
示す。
復メッセージまたは信号を送信し、(T秒と呼ばれる)往復遅延量を測定するこ
とにより時間調整を行う。この測定値はオペレーション701において、Tが長
すぎる(例えば30秒以上)か否かを判断するのに使用される。遅延が長すぎる
場合には、オペレーション700が繰返される(あるいはモバイルとサーバの間
の時間調整のための上述した他の方法を使用することができる)。遅延が長すぎ
なければ、オペレーション702が実行される。このオペレーションは親特許の
図2のオペレーション203と同様である。オペレーション703において、サ
ーバ(例えば親特許の図6の基地局425)は相関動作を実行し、モバイルによ
り送信されたパターン/レコードをマッチングすることにより正確な時間を決定
する。この粗い時間を用いてサーチ窓を作り(窓=CT−デルタ乃至CT+デル
タ)、その窓内のサーバのレコードを選択し、それとモバイル装置から受信した
パターンが比較される。
ーンマッチング動作を行うことを除いて、オペレーション700−703に類似
した一連のオペレーション(800−803)が行われる。
の図面を参照して本発明について述べた。さらに、本発明の方法と装置の種々の
例について述べた。これらの例は、本発明に従って変形可能であり、以下のクレ
ームの範囲内に入ることが理解される。
きる結合されたモバイルSPSおよび通信システムの主要部のブロック図である
。
実装を示すブロック図である。
方法を示す。
トコンピュータシステムを含む本発明のシステムを示す図である。
るために本発明において代表的に実行されるパターンマッチングの簡略化した図
である。
る方法を示す図である。
S信号の例を示す図である。
S信号の例を示す図である。
S信号の例を示す図である。
S信号の例を示す図である。
S信号のさらなる例を示す図である。
S信号のさらなる例を示す図である。
S信号のさらなる例を示す図である。
る。
ある。
Claims (63)
- 【請求項1】 衛星位置決めシステム(SPS)に使用するための衛星デー
タメッセージに関連した時間を測定するための方法において、 前記方法は、 衛星位置決めシステムの衛星データメッセージの少なくとも一部の第1のレコ
ードを実体のあるものにおいて受信し、 前記第1のレコードを前記衛星データメッセージの第2のレコードと比較し、
前記第1のレコードと前記第2のレコードは、時間的に少なくとも一部が重畳し
、前記比較は、前記第1のレコードが受信されたとき見積もり時間を決定した後
に行われ、 前記比較から時間を決定し、前記時間は前記第1のレコードが遠隔にある実体
のあるものにおいて受信されたときを示す。 - 【請求項2】 前記遠隔にある実体のあるものは、モバイル衛星位置決めシ
ステム(SPS)受信器であり、前記見積もり時間は、前記第2のレコードと第
1のレコードを比較するために前記第2のレコードに関連した時間範囲を指定す
るのに使用される、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記遠隔にある実体のあるものはモバイルSPS受信器であ
り、 前記第1のレコードが受信されたとき前記見積もり時間から比較範囲を決定す
ることをさらに具備する、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記第2のレコードは、前記時間が前記第2のレコードから
決定できるように日時情報を供給する、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 衛星位置決めシステムに使用するための衛星データメッセー
ジに関連した時間を測定するための方法において、 前記方法は、 衛星位置決めシステムの衛星データメッセージの少なくとも一部の第1のレコ
ードを実体のあるものにおいて受信し、 前記第1のレコードが受信されたとき見積もり時間から比較範囲を決定し、 前記第1のレコードを前記衛星データの第2のレコードと比較し、前記第1の
レコードと前記第2のレコードは時間的に少なくとも一部が重畳し、前記比較は
、前記比較範囲の少なくとも一部において行われ、 前記比較から時間を決定し、前記時間は、前記第1のレコードが遠隔にある実
体のあるものにおいて受信されたときを示す。 - 【請求項6】 前記方法は基地局である前記実体のあるものにおいて排他的
に行われる、請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記遠隔にある実体のあるものは、モバイル衛星位置決めシ
ステム(SPS)受信器である、請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 前記モバイルSPS受信器はGPS(衛星航法システム)受
信器である、請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 前記第2のレコードは、前記時間が前記第2のレコードから
決定できるように日時情報を供給する、請求項7記載の方法。 - 【請求項10】 前記第2のレコードは前記基地局に記憶される、請求項9
記載の方法。 - 【請求項11】 前記比較は前記第1のレコードおよび前記第2のレコード
との間の相互相関あるいはサンプル毎の比較を行うことを具備する、請求項9記
載の方法。 - 【請求項12】 前記実体のあるものにおいて前記遠隔の実体のあるものか
ら複数の擬似範囲を受信することをさらに具備する、請求項11記載の方法。 - 【請求項13】 前記時間および前記複数の擬似範囲を用いて前記遠隔の実
体のあるものの位置情報を決定することをさらに具備する、請求項12記載の方
法。 - 【請求項14】 前記第1のレコードは50ボーデータである、請求項9記
載の方法。 - 【請求項15】 前記第1のレコードのキャリア周波数を正確に決定するこ
とをさらに具備する、請求項7記載の方法。 - 【請求項16】 前記比較範囲の決定は前記実体のあるものと前記遠隔の実
体のあるものとの間で少なくとも1つのメッセージを送信することを具備する、
請求項7記載の方法。 - 【請求項17】 前記送信は、第1のメッセージを前記実体のあるものから
前記遠隔の実体のあるものへ送信し、第2のメッセージを前記遠隔の実体のある
ものから前記実体のあるものへ送信することを具備する、請求項16記載の方法
。 - 【請求項18】 前記第1のレコードは、複数の擬似範囲の第1の擬似範囲
に対応する前記衛星データメッセージの少なくとも前記部分の少なくとも1つの
レコードを具備する、請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 第2の衛星データメッセージの少なくとも一部の第3のレ
コードを前記実体のあるものにおいて受信し、 前記第3のレコードを前記衛星データメッセージの第4のレコードと比較し、
前記第3のレコードと前記第4のレコードは、少なくとも部分的に時間が重畳し
、 前記比較ステップから第2の時間を決定し、前記第2の時間は、前記第3のレ
コードが前記遠隔の実体のあるものにおいて受信されたときを示し、前記第2の
衛星データメッセージが前記複数の擬似範囲の第2の擬似範囲に相当する、請求
項18記載の方法。 - 【請求項20】 前記遠隔の実体のあるものは、セルラ電話を具備し、前記
第1のレコードはセルラ電話サイトを介して前記セルラ電話から受信される、請
求項7記載の方法。 - 【請求項21】 衛星位置決めシステム(SPS)に使用するための衛星
データメッセージに関連した時間を測定するための装置において、 前記装置は、衛星データメッセージの少なくとも一部の第1のレコードを受信
する受信器と、 前記受信器に接続されたデータプロセッサであって、前記データプロセッサは
、比較範囲において、前記衛星データメッセージの前記第1のレコードと第2の
レコードとの比較を行い、前記第1のレコードと前記第2のレコードは少なくと
も部分的に時間が重畳し、前記比較から時間を決定し、前記時間は前記第1のレ
コードが遠隔の実体のあるものにおいて受信されたときを示し、前記比較範囲は
、前記第1のレコードが前記遠隔の実体のあるものにおいて受信されたときの見
積もり時間から決定される。 - 【請求項22】 前記遠隔の実体のあるものは、モバイル衛星位置決めシス
テム(SPS)受信器である、請求項21記載の装置。 - 【請求項23】 前記第2のレコードは、前記時間が前記第2のレコードか
ら決定できるように日時情報を供給する、請求項22記載の装置。 - 【請求項24】 前記データプロセッサに接続され、前記第2のレコードを
記憶する記憶装置をさらに具備する、請求項23記載の装置。 - 【請求項25】 前記データプロセッサに接続され、前記第2のレコードを
供給するGPS(衛星航法システム)受信器をさらに具備する、請求項24記載
の装置。 - 【請求項26】 前記受信器は、無線あるいは有線の通信受信器の一方であ
る、請求項25記載の装置。 - 【請求項27】 前記受信器は、前記遠隔の実体のあるものから複数の擬似
範囲を受信する、請求項26記載の装置。 - 【請求項28】 前記データプロセッサは前記時間および前記複数の擬似範
囲を用いて前記遠隔の実体のあるものの位置情報を決定する、請求項27記載の
装置。 - 【請求項29】 前記第1のレコードは50ボーデータを具備する、請求項
23記載の装置。 - 【請求項30】 前記データプロセッサに接続され、別の実体のあるものと
通信する送信器をさらに具備する、請求項24記載の装置。 - 【請求項31】 前記比較範囲は前記実体のあるものと前記遠隔の実体のあ
るものとの間で少なくとも1つのメッセージを送信することにより決定される、
請求項22記載の装置。 - 【請求項32】 前記第1のレコードは、前記複数の擬似範囲の第1の擬似
範囲に相当する前記衛星データメッセージの少なくとも前記部分の少なくとも1
つのレコードを具備する、請求項28記載の装置。 - 【請求項33】 前記受信器は第2衛星データメッセージの少なくとも一部
の第3のレコードを受信し、前記データプロセッサは前記第3のレコードを前記
衛星データメッセージの第4のレコードと比較し、前記第3のレコードと前記第
4のレコードは、少なくとも部分的に時間が重畳し、前記データプロセッサは、
前記比較ステップから第2の時間を決定し、前記第2の時間は、前記第3のレコ
ードが前記遠隔の実体のあるものにおいて受信されたときを示し、前記第2の衛
星データメッセージは前記複数の擬似範囲の第2の擬似範囲に相当する、請求項
32記載の装置。 - 【請求項34】 前記送信は、前記実体のあるものから前記遠隔の実体のあ
るものへ第1のメッセージを送信し、前記遠隔の実体のあるものから前記実体の
あるものへ第2のメッセージを送信することを具備する、請求項31記載の装置
。 - 【請求項35】 衛星位置決めシステム(SPS)に使用する衛星データメ
ッセージに関連した時間を測定する方法において、前記方法は、 モバイルSPS受信器において、衛星データメッセージの少なくとも一部を受
信し、 前記衛星データメッセージの前記少なくとも一部の第1のレコードを決定し、 前記第1のレコードが前記モバイルSPS受信器において受信されたときの見
積もり時間から比較範囲を指定するパラメータを決定し、 前記第1のレコードが前記モバイルSPS受信器において受信されたときを示
す時間を決定するために前記第1のレコードを遠隔の基地局に送信する。 - 【請求項36】 SPS信号を受信し、少なくとも1つの擬似範囲を決定す
ることをさらに具備する請求項35記載の方法。 - 【請求項37】 前記少なくとも1つの擬似範囲を送信することをさらに具
備する、請求項36記載の方法。 - 【請求項38】 前記受信、前記第1レコードの決定、および送信はモバイ
ル衛星位置決めシステム(SPS)受信器において実行される、請求項35記載
の方法。 - 【請求項39】 GPS信号を受信し、複数の擬似範囲を決定し、 前記複数の擬似範囲を送信することをさらに具備する、請求項38記載の方法
。 - 【請求項40】 前記第1のレコードは50ボーデータを具備する、請求項
39記載の方法。 - 【請求項41】 前記GPS信号からキャリア周波数を除去することをさら
に具備する、請求項36記載の方法。 - 【請求項42】 前記第1のレコードを差分的に検出することをさらに具備
する、請求項41記載の方法。 - 【請求項43】 前記比較範囲を指定する前記パラメータを決定することは
、前記モバイルSPS受信器から前記遠隔基地局へ第1のメッセージを送信し、
あるいは前記遠隔基地局から第2のメッセージを受信することを具備する、請求
項35記載の方法。 - 【請求項44】 SPS信号を受信するアンテナと、 前記アンテナと接続され前記SPS信号からPNコードを除去する復調器と、 前記復調器と接続され、前記復調器から受信した衛星データメッセージの少な
くとも一部の第1のレコードを決定し、前記第1のレコードが前記SPS受信器
において受信されたときの見積もり時間から比較範囲を指定するパラメータを決
定するプロセッサと、 前記プロセッサと接続され前記第1のレコードを遠隔基地局に送信する送信器
と、 を具備する衛星位置決めシステム(SPS)受信器。 - 【請求項45】 前記送信器と接続され、前記第1のレコードを前記遠隔基
地局に送信する通信アンテナをさらに具備する、請求項44記載の受信器。 - 【請求項46】 前記アンテナと接続され、前記SPS信号を取得し、少な
くとも1つの擬似範囲を決定する相関器をさらに具備する、請求項44記載の受
信器。 - 【請求項47】 前記パラメータの前記決定は、前記SPS受信器から前記
遠隔基地局に第1のメッセージを送信することまたは前記遠隔基地局から第2の
メッセージを受信することの一方を具備する、請求項44記載の受信器。 - 【請求項48】 SPS信号を受信するSPSアンテナと、 前記SPSアンテナと接続され、前記SPS信号を処理し、前記SPS信号か
ら少なくとも1つの擬似範囲を決定し、前記SPS信号からPNコードを除去し
て前記SPS信号内の衛星データメッセージの少なくとも一部の第1のレコード
を供給し、前記第1のレコードが前記SPS受信器において受信されたときの見
積もり時間から比較範囲を指定する少なくとも1つのパラメータを決定するプロ
セッサと、 前記デジタルプロセッサと接続され、前記第1のレコードを遠隔基地局に送信
する送信器と、 を具備する衛星位置決めシステム(SPS)受信器。 - 【請求項49】 前記パラメータの前記決定は、前記SPS受信器から前記
遠隔基地局へ第1のメッセージを送信すること、または前記遠隔基地局から第2
メッセージを受信することの一方を具備する、請求項48記載のSPS受信器。 - 【請求項50】 モバイル衛星位置決めシステム(SPS)受信器において
、SPSに使用する衛星データメッセージに関連した時間を測定するための方法
において、前記方法は、 前記モバイルSPS受信器において、衛星データメッセージの少なくとも一部
の第1のレコードを受信し、 前記モバイルSPS受信器において、前記衛星データメッセージの第2のレコ
ードを受信し、前記第1のレコードと前記第2のレコードは少なくとも部分的に
時間が重畳し、 比較範囲を決定し、 前記第1のレコードが前記モバイルSPS受信器において、受信されたときの
見積もり時間から決定された少なくとも前記比較範囲において、前記第1のレコ
ードを前記第2のレコードと比較し、 前記比較から、前記第1のレコードが前記モバイルSPS受信器において、受
信されたときを示す時間を決定する。 - 【請求項51】 前記時間が前記第2のレコードから決定できるように前記
第2のレコードは日時情報を供給する、請求項50記載の方法。 - 【請求項52】 前記第2のレコードは、基地局から受信される、請求項5
1記載の方法。 - 【請求項53】 前記モバイルSPS受信器において、衛星天体暦情報を受
信することをさらに具備する請求項52記載の方法。 - 【請求項54】 前記天体暦情報は前記基地局から受信する、請求項53記
載の方法。 - 【請求項55】 SPS信号を受信し、複数の擬似範囲を決定し、前記比較
範囲の前記決定は、前記SPS受信器から遠隔基地局へ第1のメッセージを送信
すること、または前記遠隔基地局から第2メッセージを受信することの一方を具
備する、請求項51記載の方法。 - 【請求項56】 前記第1のレコードは、前記衛星データメッセージからP
Nコードを除去することにより得る、請求項55記載の方法。 - 【請求項57】 下記のものを具備するモバイル衛星位置決め(SPS)受
信器: SPS信号を受信するアンテナ、 前記アンテナと接続され前記SPSからPNコードを除去する復調器、 前記復調器と接続され、前記復調器から受信した衛星データメッセージの少な
くとも一部の第1のレコードを決定し、比較範囲を決定するプロセッサ、 通信アンテナ、 前記通信アンテナおよび前記プロセッサと接続され、前記衛星データメッセー
ジの第2のレコードを受信する通信受信器、前記第1のレコードと前記第2のレ
コードは少なくとも部分的に時間が重畳し、前記プロセッサは、前記第1のレコ
ードが前記モバイルSPS受信器において受信されたときの見積もり時間から決
定される少なくとも前記比較範囲において前記第1のレコードと前記第2のレコ
ードを比較し、前記第1のレコードが受信された時間を決定する。 - 【請求項58】 前記時間が前記第2のレコードから決定できるように前記
第2のレコードは日時情報を供給する、請求項57記載のモバイルSPS受信器
。 - 【請求項59】 前記第2のレコードは基地局から受信する、請求項58記
載のモバイルSPS受信器。 - 【請求項60】 前記通信受信器は衛星天体暦情報を受信する、請求項59
記載のモバイルSPS受信器。 - 【請求項61】 前記衛星天体暦情報は前記基地局から供給される、請求項
60記載のモバイルSPS受信器。 - 【請求項62】 前記モバイルSPS受信器は擬似範囲を決定する、請求項
58記載のモバイルSPS受信器。 - 【請求項63】 衛星位置決めシステム(SPS)に使用する衛星データメ
ッセージに関連した時間の測定を補助するための装置において、前記装置は、 衛星データメッセージの少なくとも一部の第1のレコードを比較するのに使用
する衛星データメッセージの第2のレコードを送信し、前記第1のレコードを前
記第2のレコードと比較するための比較範囲を決定するのに使用されるメッセー
ジを送信する送信器、前記比較は前記第1のレコードが遠隔モバイルSPS受信
器において、受信されたときの見積もり時間に基づく、 を具備する。
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