JP2004093378A - Ｇｐｓ測位端末及びそれを用いたｇｐｓ測位システム - Google Patents
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Abstract
【課題】安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末とそれを用いたＧＰＳ測位システムを提供する。
【解決手段】本発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報を有する測位情報を取得する第１のＧＰＳ信号受信部と、基地局から送信される無線信号を受信する第１の通信アンテナと、無線信号からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を取得する第１の無線通信部と、測位情報と補助情報により測位する測位部と、を有するＧＰＳ測位端末において、測位部は、測位情報を取得したＧＰＳ衛星のエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星の軌道情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星による測位情報のみを用いて測位を行うものであることを特徴としている。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報を有する測位情報を取得する第１のＧＰＳ信号受信部と、基地局から送信される無線信号を受信する第１の通信アンテナと、無線信号からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を取得する第１の無線通信部と、測位情報と補助情報により測位する測位部と、を有するＧＰＳ測位端末において、測位部は、測位情報を取得したＧＰＳ衛星のエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星の軌道情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星による測位情報のみを用いて測位を行うものであることを特徴としている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号と基地局から送信される補助情報により測位するＧＰＳ測位端末とそれを用いたＧＰＳ測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳ測位端末は、地球上空を周回するＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号とＧＰＳ衛星に固有の疑似ランダム信号とを同期させてＧＰＳ信号から航法メッセージや同期のタイミングなどの測位情報を取得し、これら用いて受信位置の座標を計測するものである。このものは、車の位置を知るカーナビゲーションシステムや、携帯端末に搭載されて人の位置を知るマンロケーションシステムとして実用化されている。
【０００３】
このものは、長い時間電源が投入されず、ＧＰＳ衛星の軌道情報を有していないときには、ＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号と疑似ランダム信号と同期を取って測位するまでに時間がかかる。そのようなときに、特開平１０−３１０６１に開示されているように、基地局から送信される軌道情報を有する無線信号を受信して測位を行うネットワークアシスト技術を用いるものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期は、これらの信号を入力してそれらの相関の度合いを電力として出力するコリレータ回路を用いて行われる。そして、入力された信号は、コリレータ回路からの出力が所定のレベルよりも大きくなったときに同期していると判断される。
【０００５】
しかしながら、ＧＰＳ信号の受信環境が良好でなく、ＧＰＳ信号が微弱であるときには、ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期を判断するためのコリレータ回路からの出力レベルを小さくする必要がある。ところが、同期を判断するための出力レベルを小さくすると、ノイズ成分などによる電力のため、本来同期するはずのない疑似ランダム信号との相関を取ることによってもこの出力レベルを超えるときがあるので、他のＧＰＳ衛星として同期を取る誤衛星ロック状態が生じる。このような状態になっても、航法メッセージは取得できるため、それに含まれるＧＰＳ衛星のエフェメリス情報（詳細軌道情報）を取得することはできるが、正しく同期したときと比べて疑似距離の計測に用いる同期のタイミングが相違している。したがって、疑似距離の計測誤差が大きくなるため、測位精度が悪くなり、直前の測位結果から大きく離れた測位結果となる所謂位置飛び現象が生じることになる。
【０００６】
特開平１０−３１０６１に開示された構成は、基地局から送信される軌道情報を有する無線信号を受信して測位を行うので、ＧＰＳ衛星の軌道情報を有していないときにも、短い時間で測位を行うことができるが、上述の位置飛び現象に対応できるものではなかった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末とそれを用いたＧＰＳ測位システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報を有する測位情報を取得する第１のＧＰＳ信号受信部と、基地局から送信される無線信号を受信する第１の通信アンテナと、無線信号からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を取得する第１の無線通信部と、測位情報と補助情報により測位する測位部と、を有するＧＰＳ測位端末において、測位部は、測位情報を取得したＧＰＳ衛星のエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星の軌道情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星による測位情報のみを用いて測位を行うものであることを特徴としている。
【０００９】
したがって、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末を提供できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のＧＰＳ測位端末において、補助情報は、軌道情報の有効な期間を示す有効期間情報を有し、測位部は、軌道情報と有効期間情報を記憶する記憶部を有し、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外であるとき、エフェメリス情報とこの軌道情報との比較を行わないものであることを特徴としている。
【００１１】
したがって、記憶部に基地局から送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局から軌道情報を取得する必要がないため、基地局との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部に軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星による測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速く行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のＧＰＳ測位端末において、測位部は、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局に軌道情報の送信要求を送信し、有効な軌道情報を取得するものであることを特徴としている。
【００１３】
したがって、記憶部には常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星を除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末において、軌道情報は、基地局で取得したエフェメリス情報であることを特徴としている。
【００１５】
したがって、同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末において、軌道情報は、基地局で取得したアルマナック情報であり、測位部は、エフェメリス情報とアルマナック情報とをその共通する部分において比較するものであることを特徴としている。
【００１７】
したがって、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報（概略軌道情報）を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速くすることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第２のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からＧＰＳ衛星の測位情報を取得する第２のＧＰＳ信号受信部と、測位情報からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を作成する補助情報作成部と、補助情報を有する無線信号を作成する第２の無線通信部と、外部に無線信号を送信する第２の通信アンテナと、を有する基地局と、請求項１乃至５記載のいずれかのＧＰＳ測位端末を有するＧＰＳ測位システムであることを特徴としている。
【００１９】
したがって、ＧＰＳ測位端末は、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
次に、請求項１と、請求項４と、請求項６の発明に係る一実施形態を図１に基づいて説明する。このものは、ＧＰＳ測位システムであり、ＧＰＳ測位端末１と、基地局２とを有して構成されている。また、ＧＰＳ衛星Ｓａは、地球上空を周回する人工衛星であり、地上へ向けてＧＰＳ信号を送信している。
【００２１】
ＧＰＳ測位端末１は、第１のＧＰＳアンテナ１ａと第１のＧＰＳ信号受信部１ｂと、第１の通信アンテナ１ｃと、第１の無線通信部１ｄと、測位部１ｅと、表示部１ｆを有して構成されている。
【００２２】
第１のＧＰＳアンテナ１ａは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに接続している。このものは、地球上空を周回するＧＰＳ衛星Ｓａから送信されるＧＰＳ信号を受信して、受信したＧＰＳ信号を第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに入力する。
【００２３】
第１のＧＰＳ信号受信部１ｂは、２つの信号を入力してそれらの相関の度合いを電力として出力するコリレータ回路を有するものであり、第１のＧＰＳアンテナ１ａと、測位部１ｅと接続されている。このものは、第１のＧＰＳアンテナ１ａからＧＰＳ信号が入力され、コリレータ回路にＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号とをそれらの位相差を変化させながら入力し、出力される電力が所定のレベル以上になったときに同期が取れたものと判断する。この所定のレベルは、入力が想定されるＧＰＳ信号のレベルなどに基づいて適当な値に設定する。このものは、ＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号との同期が取れると、ＧＰＳ信号から航法メッセージを取得する。そして、このものは、所定数以上のＧＰＳ衛星Ｓａから航法メッセージを取得してから、航法メッセージに含まれるエフェメリス情報や、ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期タイミングなどの時刻情報を有する測位情報を作成し、この測位情報を測位部１ｅに出力する。ここで、所定数とは、緯度と経度を計測する２次元測位のときには３つ、緯度と経度と高度を計測する３次元測位のときには４つのことである。
【００２４】
第１の通信アンテナ１ｃは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第１の無線通信部１ｄに接続され、必要に応じて公衆回線ＰＮのアクセスポイントＰ１に無線で接続し、後述の基地局２の第２の通信アンテナ２ｃに接続する。このものは、基地局２から送信される補助情報を有する無線信号を受信し、この無線信号を第１の無線通信部１ｄに入力する。
【００２５】
第１の無線通信部１ｄは、第１の通信アンテナ１ｃと測位部１ｅとに接続されるもので、第１の通信アンテナ１ｃから無線信号が入力され、特定のプロトコルにより無線信号から補助情報を取得して、補助情報を測位部１ｅに出力する。ここで、補助情報は、後述するようにＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報としてすべてのＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報を有しており、特定のプロトコルには、携帯電話で一般的に用いられるものを用いている。
【００２６】
測位部１ｅは、演算装置と半導体メモリを有するものであり、情報比較部１ｅａと、測位演算部１ｅｂとを有して構成されている。この情報比較部１ｅａは、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂと第１の無線通信部１ｄとに接続されており、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂから測位情報が、第１の無線通信部１ｄから補助情報が入力されている。このものは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。ここで、対応するＧＰＳ衛星Ｓａは、補助情報に含まれるエフェメリス情報と対にして送信される衛星番号データを用いて探索する。また、このものは、エフェメリス情報という同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００２７】
測位演算部１ｅｂは、情報比較部１ｅａと、表示部１ｆとに接続されており、情報比較部１ｅａから測位情報を入力し、測位情報に含まれるエフェメリス情報により各ＧＰＳ衛星Ｓａの座標を計算し、時刻情報を用いて各ＧＰＳ衛星Ｓａとの間の疑似距離を計算する。そして、このものは、これらの疑似距離を用いて測位する点の概略位置を算出し、この概略位置からの修正値を求めて、概略位置を修正する反復計算を行い、この修正値が定めた打ち切り誤差内となったときに測位計算を完了する逐次近似法を用いて測位を行う。ここで、測位に用いた測位情報は、情報比較部１ｅａにおいて、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認しているので、測位結果においては、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。したがって、安定した測位を行うことができる。測位演算部１ｅｂは、この測位結果を表示部１ｆに入力する。
【００２８】
表示部１ｆは、液晶ディスプレイと、地図情報記憶部とを有して構成され、測位演算部１ｅｂと接続されている。このものは、測位演算部１ｅｂから、測位結果を入力され、測位結果と地図情報記憶部に記憶された地図情報対応する位置に重ね合わせて表示する。
【００２９】
一方、基地局２は、第２のＧＰＳアンテナ２ａと、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂと、第２の通信アンテナ２ｃと、第２の無線通信部２ｄと、補助情報作成部２ｅと、を有して構成されている。
【００３０】
第２のＧＰＳアンテナ２ａは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに接続している。このものは、ＧＰＳ信号の受信環境の良い場所に設置され、地球上空を周回するＧＰＳ衛星ＳａのＧＰＳ信号を受信して、受信したＧＰＳ信号を第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに入力する。
【００３１】
第２のＧＰＳ信号受信部２ｂは、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに有するものと同様のコリレータ回路を有するものであり、第２のＧＰＳアンテナ２ａと、補助情報作成部２ｅに接続されている。このものは、ＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号との同期を取り、ＧＰＳ信号から航法メッセージを取得する。そして、航法メッセージを取得可能なすべてのＧＰＳ衛星Ｓａの航法メッセージを取得し、補助情報作成部２ｅに出力する。
【００３２】
補助情報作成部２ｅは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂと、第２の無線通信部２ｄとに接続されている。このものは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂから航法メッセージを入力され、航法メッセージに含まれるエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの衛星番号データとを対にしたデータを有して補助情報を作成し、この補助情報を第２の無線通信部２ｄに出力する。
【００３３】
第２の無線通信部２ｄは、補助情報作成部２ｅと、第２の通信アンテナ２ｃとに接続されている。このものは、補助情報作成部２ｅから補助情報を入力され、補助情報を特定のプロトコルで無線信号に変換し、必要に応じて第２の通信アンテナ２ｃに出力する。
【００３４】
第２の通信アンテナ２ｃは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第２の無線通信部２ｄに接続され、必要に応じて公衆回線ＰＮのアクセスポイントＰ２に無線で接続し、ＧＰＳ測位端末１の第１の通信アンテナ１ｃに接続する。このものは、第２の無線通信部２ｄから補助情報を有する無線信号を入力され、この無線信号をＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００３５】
また、公衆回線ＰＮは、パケット通信を行うパケット交換網であり、アクセスポイントＰ１，Ｐ２と、第１の通信アンテナ１ｃと第２の通信アンテナ２ｃにはそれぞれ無線で接続されている。
【００３６】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。基地局２は、第２のＧＰＳアンテナ２ａによりＧＰＳ衛星ＳａからＧＰＳ信号を受信し、その信号を第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに出力する。そして、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂは、第２のＧＰＳアンテナ２ａから入力されたＧＰＳ信号から取得できるすべてのＧＰＳ衛星Ｓａから航法メッセージを取得し、この航法メッセージを補助情報作成部２ｅに入力する。そして、補助情報作成部２ｅは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂから入力された航法メッセージに含まれるエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの衛星番号データとを対にしたデータを有して補助情報を作成し、この補助情報を第２の無線通信部２ｄに出力する。この第２の無線通信部２ｄは、補助情報作成部２ｅから入力された補助情報を特定のプロトコルで無線信号に変換し、必要に応じて第２の通信アンテナ２ｃに出力し、第２の通信アンテナ２ｃと公衆回線ＰＮを介して補助情報を有する無線信号をＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００３７】
一方、ＧＰＳ測位端末１は、基地局２から送信された無線信号を第１の通信アンテナ１ｃを介して第１の無線通信部１ｄに入力され、第１の無線通信部１ｄは、無線信号から補助情報を取り出して情報比較部１ｅａに出力する。また、第１のＧＰＳアンテナ１ａは、ＧＰＳ衛星ＳａからＧＰＳ信号を受信し、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂにＧＰＳ信号を入力する。そして、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂは、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報や疑似ランダム信号との同期タイミングなどの時刻情報を取得し、測位情報として情報比較部１ｅａに入力する。
【００３８】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。測位演算部１ｅｂは、入力された測位情報を用いて測位を行い、その測位結果を表示部１ｆに出力し、表示部１ｆは、その測位結果を地図情報と重ね合わせて液晶ディスプレイに表示する。
【００３９】
ここで、測位に用いた測位情報は、情報比較部１ｅａにおいて、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認しているので、測位結果においては、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。したがって、安定した測位を行うことができるのである。
【００４０】
このように、第１の実施形態においては、エフェメリス情報という同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。また、このように、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末及びＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を図２に基づいて説明する。このものは、第１の実施形態と補助情報に含まれる軌道情報としてアルマナック情報を用いるとともに、その軌道情報（アルマナック情報）の有効期間情報を有している点と、記憶部１ｅｃを有する点と、情報比較部１ｅａが比較に用いる軌道情報が有効期間外であるときにエフェメリス情報とこの軌道情報との比較を行わない点で異なっており、その他は第１の実施形態と同じである。
【００４２】
補助情報作成部２ｅは、航法メッセージに含まれるアルマナック情報を補助情報に含まれる軌道情報に用い、その軌道情報の有効期間情報を加えて補助情報を作成する。この有効期間情報は、アルマナック情報のときには一度取得すると約１週間は有効であるので、アルマナック情報を取得した日時に１週間を加えたものとする。また、第１の実施形態と同じようにエフェメリス情報のときには、この有効期間情報は、約１時間半程度は有効であるので、エフェメリス情報を取得した日時に１時間半を加えたものとする。ただし、この有効期間情報は、軌道情報が有効な範囲内で任意に設定しても構わない。ここで、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報（概略軌道情報）を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。
【００４３】
記憶部１ｅｃは、半導体メモリで構成され、第１の無線通信部１ｄと、情報比較部１ｅａとに接続されている。このものは、第１の無線通信部１ｄから補助情報が入力され、補助情報に含まれる軌道情報と有効期間情報を記憶している。したがって、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局２から軌道情報を取得する必要がないため、基地局２との間の通信量を低減できる。
【００４４】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのアルマナック情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。このとき、エフェメリス情報と、アルマナック情報は、データ量が異なるが、主要部分は共通であるので、その主要部分の対応する部分を比較する。そのため、軌道情報をエフェメリス情報としたときと比較して、比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認の処理は速くなる。その結果、測位を速くすることができる。また、このものは、内部の時計などと比較して、比較に用いるアルマナック情報が有効期間外であるとわかったときには、エフェメリス情報とこのアルマナック情報との比較を行わずに、そのＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報は用いない。
【００４５】
このように、第２の実施形態においては、記憶部１ｅｃに基地局２から送信されるＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局２から軌道情報を取得する必要がないため、基地局２との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部１ｅｃに軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認が速くなり、測位を速く行うことができる。また、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認が速くなり、測位を速くすることができる。そのため、通信量を低減し、安定した測位を速く行うことのできるＧＰＳ測位端末及びＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項３と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を同じく図２に基づいて説明する。このものは、第２の実施形態と情報比較部１ｅａは、記憶部１ｅｃに記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局２に軌道情報の送信要求を送信する点で異なっており、その他は第２の実施形態と同じである。
【００４７】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報（アルマナック情報）とを比較するときに記憶部１ｅｃに記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局２に軌道情報の送信要求を送信するようにしている。
【００４８】
また、第２の無線通信部２ｄは、ＧＰＳ測位端末１から軌道情報の送信要求を受信すると、ＧＰＳ測位端末１に軌道情報を有する補助情報を無線信号にしてＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００４９】
このように、第３の実施形態においては、記憶部１ｅｃには常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星Ｓａを除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項３と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を図３に基づいて説明する。このものは、第３の実施形態とデータ圧縮部２ｆと、データ展開部１ｅｄを有する点で異なっており、その他は第３の実施形態と同じである。
【００５１】
このものには、補助情報作成部２ｅと第２の無線通信部２ｄとの間に補助情報をデータ圧縮するデータ圧縮部２ｆを設け、第１の無線通信部１ｄと情報比較部１ｅａとの間などにデータ圧縮された補助情報をもとの補助情報に復元するデータ展開部１ｅｄを設けるので、基地局２からＧＰＳ測位端末１に送信される補助情報のデータ量が小さくなるのでデータ通信量を低減することができる。
【００５２】
なお、ＧＰＳ測位端末１側の測位情報に含まれるエフェメリス情報と、基地局２から送信される補助情報に含まれる軌道情報との比較の際の比較対象の対応の仕方として、補助情報に含まれる軌道情報と対にした衛星番号データを用いる例について説明したが、それに限るものではなく、取得していないＧＰＳ衛星Ｓａについてはダミーデータを挿入するなどして軌道情報のデータ量を一定とし、衛星番号順のデータテーブルとして送信することによっても必要な衛星番号の軌道情報と対応して比較を行うことができる。
【００５３】
また、公衆回線ＰＮを介して通信するものを実施例で示したが、それに限るものではなく、基地局２とＧＰＳ測位端末１との間で直接、データを送受信するものであってもよい。
【００５４】
また、実施の形態において、補助情報に含まれる軌道情報は、エフェメリス情報とアルマナック情報のすべての項目を用いるように説明したが、それに限るものではなく、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認することができる程度のデータ量であればよく、主要な一部の項目についてのみ用いるものであってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末を提供できる。
【００５６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の効果に加え、記憶部に基地局から送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較の際に基地局から軌道情報を取得する必要がないため、基地局との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部に軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星による測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速く行うことができる。
【００５７】
請求項３に係る発明によれば、請求項２記載の効果に加え、記憶部には常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星を除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００５８】
請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３記載の効果に加え、同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００５９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至３記載の効果に加え、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速くすることができる。
【００６０】
請求項６に係る発明によれば、ＧＰＳ測位端末は、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態と第３の実施形態を示すブロック図である。
【図３】第４の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＧＰＳ測位端末
１ａ 第１のＧＰＳアンテナ
１ｂ 第１のＧＰＳ信号受信部
１ｃ 第１の通信アンテナ
１ｄ 第１の無線通信部
１ｅ 測位部
１ｅａ 情報比較部
１ｅｂ 測位演算部
１ｅｃ 記憶部
１ｅｄ データ展開部
１ｆ 表示部
２ 基地局
２ａ 第２のＧＰＳアンテナ
２ｂ 第２のＧＰＳ信号受信部
２ｃ 第２の通信アンテナ
２ｄ 第２の無線通信部
２ｅ 補助情報作成部
２ｆ データ圧縮部
Ｓａ ＧＰＳ衛星
ＰＮ 公衆回線
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号と基地局から送信される補助情報により測位するＧＰＳ測位端末とそれを用いたＧＰＳ測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＧＰＳ測位端末は、地球上空を周回するＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信し、このＧＰＳ信号とＧＰＳ衛星に固有の疑似ランダム信号とを同期させてＧＰＳ信号から航法メッセージや同期のタイミングなどの測位情報を取得し、これら用いて受信位置の座標を計測するものである。このものは、車の位置を知るカーナビゲーションシステムや、携帯端末に搭載されて人の位置を知るマンロケーションシステムとして実用化されている。
【０００３】
このものは、長い時間電源が投入されず、ＧＰＳ衛星の軌道情報を有していないときには、ＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号と疑似ランダム信号と同期を取って測位するまでに時間がかかる。そのようなときに、特開平１０−３１０６１に開示されているように、基地局から送信される軌道情報を有する無線信号を受信して測位を行うネットワークアシスト技術を用いるものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期は、これらの信号を入力してそれらの相関の度合いを電力として出力するコリレータ回路を用いて行われる。そして、入力された信号は、コリレータ回路からの出力が所定のレベルよりも大きくなったときに同期していると判断される。
【０００５】
しかしながら、ＧＰＳ信号の受信環境が良好でなく、ＧＰＳ信号が微弱であるときには、ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期を判断するためのコリレータ回路からの出力レベルを小さくする必要がある。ところが、同期を判断するための出力レベルを小さくすると、ノイズ成分などによる電力のため、本来同期するはずのない疑似ランダム信号との相関を取ることによってもこの出力レベルを超えるときがあるので、他のＧＰＳ衛星として同期を取る誤衛星ロック状態が生じる。このような状態になっても、航法メッセージは取得できるため、それに含まれるＧＰＳ衛星のエフェメリス情報（詳細軌道情報）を取得することはできるが、正しく同期したときと比べて疑似距離の計測に用いる同期のタイミングが相違している。したがって、疑似距離の計測誤差が大きくなるため、測位精度が悪くなり、直前の測位結果から大きく離れた測位結果となる所謂位置飛び現象が生じることになる。
【０００６】
特開平１０−３１０６１に開示された構成は、基地局から送信される軌道情報を有する無線信号を受信して測位を行うので、ＧＰＳ衛星の軌道情報を有していないときにも、短い時間で測位を行うことができるが、上述の位置飛び現象に対応できるものではなかった。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みてなしたもので、その目的とするところは、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末とそれを用いたＧＰＳ測位システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報を有する測位情報を取得する第１のＧＰＳ信号受信部と、基地局から送信される無線信号を受信する第１の通信アンテナと、無線信号からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を取得する第１の無線通信部と、測位情報と補助情報により測位する測位部と、を有するＧＰＳ測位端末において、測位部は、測位情報を取得したＧＰＳ衛星のエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星の軌道情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星による測位情報のみを用いて測位を行うものであることを特徴としている。
【０００９】
したがって、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末を提供できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のＧＰＳ測位端末において、補助情報は、軌道情報の有効な期間を示す有効期間情報を有し、測位部は、軌道情報と有効期間情報を記憶する記憶部を有し、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外であるとき、エフェメリス情報とこの軌道情報との比較を行わないものであることを特徴としている。
【００１１】
したがって、記憶部に基地局から送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局から軌道情報を取得する必要がないため、基地局との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部に軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星による測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速く行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のＧＰＳ測位端末において、測位部は、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局に軌道情報の送信要求を送信し、有効な軌道情報を取得するものであることを特徴としている。
【００１３】
したがって、記憶部には常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星を除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末において、軌道情報は、基地局で取得したエフェメリス情報であることを特徴としている。
【００１５】
したがって、同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末において、軌道情報は、基地局で取得したアルマナック情報であり、測位部は、エフェメリス情報とアルマナック情報とをその共通する部分において比較するものであることを特徴としている。
【００１７】
したがって、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報（概略軌道情報）を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速くすることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第２のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からＧＰＳ衛星の測位情報を取得する第２のＧＰＳ信号受信部と、測位情報からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を作成する補助情報作成部と、補助情報を有する無線信号を作成する第２の無線通信部と、外部に無線信号を送信する第２の通信アンテナと、を有する基地局と、請求項１乃至５記載のいずれかのＧＰＳ測位端末を有するＧＰＳ測位システムであることを特徴としている。
【００１９】
したがって、ＧＰＳ測位端末は、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
次に、請求項１と、請求項４と、請求項６の発明に係る一実施形態を図１に基づいて説明する。このものは、ＧＰＳ測位システムであり、ＧＰＳ測位端末１と、基地局２とを有して構成されている。また、ＧＰＳ衛星Ｓａは、地球上空を周回する人工衛星であり、地上へ向けてＧＰＳ信号を送信している。
【００２１】
ＧＰＳ測位端末１は、第１のＧＰＳアンテナ１ａと第１のＧＰＳ信号受信部１ｂと、第１の通信アンテナ１ｃと、第１の無線通信部１ｄと、測位部１ｅと、表示部１ｆを有して構成されている。
【００２２】
第１のＧＰＳアンテナ１ａは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに接続している。このものは、地球上空を周回するＧＰＳ衛星Ｓａから送信されるＧＰＳ信号を受信して、受信したＧＰＳ信号を第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに入力する。
【００２３】
第１のＧＰＳ信号受信部１ｂは、２つの信号を入力してそれらの相関の度合いを電力として出力するコリレータ回路を有するものであり、第１のＧＰＳアンテナ１ａと、測位部１ｅと接続されている。このものは、第１のＧＰＳアンテナ１ａからＧＰＳ信号が入力され、コリレータ回路にＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号とをそれらの位相差を変化させながら入力し、出力される電力が所定のレベル以上になったときに同期が取れたものと判断する。この所定のレベルは、入力が想定されるＧＰＳ信号のレベルなどに基づいて適当な値に設定する。このものは、ＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号との同期が取れると、ＧＰＳ信号から航法メッセージを取得する。そして、このものは、所定数以上のＧＰＳ衛星Ｓａから航法メッセージを取得してから、航法メッセージに含まれるエフェメリス情報や、ＧＰＳ信号と疑似ランダム信号との同期タイミングなどの時刻情報を有する測位情報を作成し、この測位情報を測位部１ｅに出力する。ここで、所定数とは、緯度と経度を計測する２次元測位のときには３つ、緯度と経度と高度を計測する３次元測位のときには４つのことである。
【００２４】
第１の通信アンテナ１ｃは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第１の無線通信部１ｄに接続され、必要に応じて公衆回線ＰＮのアクセスポイントＰ１に無線で接続し、後述の基地局２の第２の通信アンテナ２ｃに接続する。このものは、基地局２から送信される補助情報を有する無線信号を受信し、この無線信号を第１の無線通信部１ｄに入力する。
【００２５】
第１の無線通信部１ｄは、第１の通信アンテナ１ｃと測位部１ｅとに接続されるもので、第１の通信アンテナ１ｃから無線信号が入力され、特定のプロトコルにより無線信号から補助情報を取得して、補助情報を測位部１ｅに出力する。ここで、補助情報は、後述するようにＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報としてすべてのＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報を有しており、特定のプロトコルには、携帯電話で一般的に用いられるものを用いている。
【００２６】
測位部１ｅは、演算装置と半導体メモリを有するものであり、情報比較部１ｅａと、測位演算部１ｅｂとを有して構成されている。この情報比較部１ｅａは、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂと第１の無線通信部１ｄとに接続されており、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂから測位情報が、第１の無線通信部１ｄから補助情報が入力されている。このものは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。ここで、対応するＧＰＳ衛星Ｓａは、補助情報に含まれるエフェメリス情報と対にして送信される衛星番号データを用いて探索する。また、このものは、エフェメリス情報という同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００２７】
測位演算部１ｅｂは、情報比較部１ｅａと、表示部１ｆとに接続されており、情報比較部１ｅａから測位情報を入力し、測位情報に含まれるエフェメリス情報により各ＧＰＳ衛星Ｓａの座標を計算し、時刻情報を用いて各ＧＰＳ衛星Ｓａとの間の疑似距離を計算する。そして、このものは、これらの疑似距離を用いて測位する点の概略位置を算出し、この概略位置からの修正値を求めて、概略位置を修正する反復計算を行い、この修正値が定めた打ち切り誤差内となったときに測位計算を完了する逐次近似法を用いて測位を行う。ここで、測位に用いた測位情報は、情報比較部１ｅａにおいて、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認しているので、測位結果においては、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。したがって、安定した測位を行うことができる。測位演算部１ｅｂは、この測位結果を表示部１ｆに入力する。
【００２８】
表示部１ｆは、液晶ディスプレイと、地図情報記憶部とを有して構成され、測位演算部１ｅｂと接続されている。このものは、測位演算部１ｅｂから、測位結果を入力され、測位結果と地図情報記憶部に記憶された地図情報対応する位置に重ね合わせて表示する。
【００２９】
一方、基地局２は、第２のＧＰＳアンテナ２ａと、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂと、第２の通信アンテナ２ｃと、第２の無線通信部２ｄと、補助情報作成部２ｅと、を有して構成されている。
【００３０】
第２のＧＰＳアンテナ２ａは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに接続している。このものは、ＧＰＳ信号の受信環境の良い場所に設置され、地球上空を周回するＧＰＳ衛星ＳａのＧＰＳ信号を受信して、受信したＧＰＳ信号を第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに入力する。
【００３１】
第２のＧＰＳ信号受信部２ｂは、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂに有するものと同様のコリレータ回路を有するものであり、第２のＧＰＳアンテナ２ａと、補助情報作成部２ｅに接続されている。このものは、ＧＰＳ信号と各ＧＰＳ衛星Ｓａに固有の疑似ランダム信号との同期を取り、ＧＰＳ信号から航法メッセージを取得する。そして、航法メッセージを取得可能なすべてのＧＰＳ衛星Ｓａの航法メッセージを取得し、補助情報作成部２ｅに出力する。
【００３２】
補助情報作成部２ｅは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂと、第２の無線通信部２ｄとに接続されている。このものは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂから航法メッセージを入力され、航法メッセージに含まれるエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの衛星番号データとを対にしたデータを有して補助情報を作成し、この補助情報を第２の無線通信部２ｄに出力する。
【００３３】
第２の無線通信部２ｄは、補助情報作成部２ｅと、第２の通信アンテナ２ｃとに接続されている。このものは、補助情報作成部２ｅから補助情報を入力され、補助情報を特定のプロトコルで無線信号に変換し、必要に応じて第２の通信アンテナ２ｃに出力する。
【００３４】
第２の通信アンテナ２ｃは、プリント基板上に銅をプリントして形成されたアンテナであり、第２の無線通信部２ｄに接続され、必要に応じて公衆回線ＰＮのアクセスポイントＰ２に無線で接続し、ＧＰＳ測位端末１の第１の通信アンテナ１ｃに接続する。このものは、第２の無線通信部２ｄから補助情報を有する無線信号を入力され、この無線信号をＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００３５】
また、公衆回線ＰＮは、パケット通信を行うパケット交換網であり、アクセスポイントＰ１，Ｐ２と、第１の通信アンテナ１ｃと第２の通信アンテナ２ｃにはそれぞれ無線で接続されている。
【００３６】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。基地局２は、第２のＧＰＳアンテナ２ａによりＧＰＳ衛星ＳａからＧＰＳ信号を受信し、その信号を第２のＧＰＳ信号受信部２ｂに出力する。そして、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂは、第２のＧＰＳアンテナ２ａから入力されたＧＰＳ信号から取得できるすべてのＧＰＳ衛星Ｓａから航法メッセージを取得し、この航法メッセージを補助情報作成部２ｅに入力する。そして、補助情報作成部２ｅは、第２のＧＰＳ信号受信部２ｂから入力された航法メッセージに含まれるエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの衛星番号データとを対にしたデータを有して補助情報を作成し、この補助情報を第２の無線通信部２ｄに出力する。この第２の無線通信部２ｄは、補助情報作成部２ｅから入力された補助情報を特定のプロトコルで無線信号に変換し、必要に応じて第２の通信アンテナ２ｃに出力し、第２の通信アンテナ２ｃと公衆回線ＰＮを介して補助情報を有する無線信号をＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００３７】
一方、ＧＰＳ測位端末１は、基地局２から送信された無線信号を第１の通信アンテナ１ｃを介して第１の無線通信部１ｄに入力され、第１の無線通信部１ｄは、無線信号から補助情報を取り出して情報比較部１ｅａに出力する。また、第１のＧＰＳアンテナ１ａは、ＧＰＳ衛星ＳａからＧＰＳ信号を受信し、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂにＧＰＳ信号を入力する。そして、第１のＧＰＳ信号受信部１ｂは、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報や疑似ランダム信号との同期タイミングなどの時刻情報を取得し、測位情報として情報比較部１ｅａに入力する。
【００３８】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。測位演算部１ｅｂは、入力された測位情報を用いて測位を行い、その測位結果を表示部１ｆに出力し、表示部１ｆは、その測位結果を地図情報と重ね合わせて液晶ディスプレイに表示する。
【００３９】
ここで、測位に用いた測位情報は、情報比較部１ｅａにおいて、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認しているので、測位結果においては、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。したがって、安定した測位を行うことができるのである。
【００４０】
このように、第１の実施形態においては、エフェメリス情報という同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。また、このように、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末及びＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００４１】
（第２の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を図２に基づいて説明する。このものは、第１の実施形態と補助情報に含まれる軌道情報としてアルマナック情報を用いるとともに、その軌道情報（アルマナック情報）の有効期間情報を有している点と、記憶部１ｅｃを有する点と、情報比較部１ｅａが比較に用いる軌道情報が有効期間外であるときにエフェメリス情報とこの軌道情報との比較を行わない点で異なっており、その他は第１の実施形態と同じである。
【００４２】
補助情報作成部２ｅは、航法メッセージに含まれるアルマナック情報を補助情報に含まれる軌道情報に用い、その軌道情報の有効期間情報を加えて補助情報を作成する。この有効期間情報は、アルマナック情報のときには一度取得すると約１週間は有効であるので、アルマナック情報を取得した日時に１週間を加えたものとする。また、第１の実施形態と同じようにエフェメリス情報のときには、この有効期間情報は、約１時間半程度は有効であるので、エフェメリス情報を取得した日時に１時間半を加えたものとする。ただし、この有効期間情報は、軌道情報が有効な範囲内で任意に設定しても構わない。ここで、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報（概略軌道情報）を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。
【００４３】
記憶部１ｅｃは、半導体メモリで構成され、第１の無線通信部１ｄと、情報比較部１ｅａとに接続されている。このものは、第１の無線通信部１ｄから補助情報が入力され、補助情報に含まれる軌道情報と有効期間情報を記憶している。したがって、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局２から軌道情報を取得する必要がないため、基地局２との間の通信量を低減できる。
【００４４】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａのアルマナック情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報のみを測位演算部１ｅｂに出力する。このとき、エフェメリス情報と、アルマナック情報は、データ量が異なるが、主要部分は共通であるので、その主要部分の対応する部分を比較する。そのため、軌道情報をエフェメリス情報としたときと比較して、比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認の処理は速くなる。その結果、測位を速くすることができる。また、このものは、内部の時計などと比較して、比較に用いるアルマナック情報が有効期間外であるとわかったときには、エフェメリス情報とこのアルマナック情報との比較を行わずに、そのＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報は用いない。
【００４５】
このように、第２の実施形態においては、記憶部１ｅｃに基地局２から送信されるＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較を行うときに、その都度、基地局２から軌道情報を取得する必要がないため、基地局２との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部１ｅｃに軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認が速くなり、測位を速く行うことができる。また、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星Ｓａの確認が速くなり、測位を速くすることができる。そのため、通信量を低減し、安定した測位を速く行うことのできるＧＰＳ測位端末及びＧＰＳ測位システムを提供できる。
【００４６】
（第３の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項３と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を同じく図２に基づいて説明する。このものは、第２の実施形態と情報比較部１ｅａは、記憶部１ｅｃに記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局２に軌道情報の送信要求を送信する点で異なっており、その他は第２の実施形態と同じである。
【００４７】
情報比較部１ｅａは、測位情報を取得したＧＰＳ衛星Ｓａのエフェメリス情報と、補助情報に含まれるそれに対応するＧＰＳ衛星Ｓａの軌道情報（アルマナック情報）とを比較するときに記憶部１ｅｃに記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局２に軌道情報の送信要求を送信するようにしている。
【００４８】
また、第２の無線通信部２ｄは、ＧＰＳ測位端末１から軌道情報の送信要求を受信すると、ＧＰＳ測位端末１に軌道情報を有する補助情報を無線信号にしてＧＰＳ測位端末１に送信する。
【００４９】
このように、第３の実施形態においては、記憶部１ｅｃには常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星Ｓａを除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００５０】
（第４の実施形態）
次に、請求項１と、請求項２と、請求項３と、請求項５と、請求項６の発明に係る一実施形態を図３に基づいて説明する。このものは、第３の実施形態とデータ圧縮部２ｆと、データ展開部１ｅｄを有する点で異なっており、その他は第３の実施形態と同じである。
【００５１】
このものには、補助情報作成部２ｅと第２の無線通信部２ｄとの間に補助情報をデータ圧縮するデータ圧縮部２ｆを設け、第１の無線通信部１ｄと情報比較部１ｅａとの間などにデータ圧縮された補助情報をもとの補助情報に復元するデータ展開部１ｅｄを設けるので、基地局２からＧＰＳ測位端末１に送信される補助情報のデータ量が小さくなるのでデータ通信量を低減することができる。
【００５２】
なお、ＧＰＳ測位端末１側の測位情報に含まれるエフェメリス情報と、基地局２から送信される補助情報に含まれる軌道情報との比較の際の比較対象の対応の仕方として、補助情報に含まれる軌道情報と対にした衛星番号データを用いる例について説明したが、それに限るものではなく、取得していないＧＰＳ衛星Ｓａについてはダミーデータを挿入するなどして軌道情報のデータ量を一定とし、衛星番号順のデータテーブルとして送信することによっても必要な衛星番号の軌道情報と対応して比較を行うことができる。
【００５３】
また、公衆回線ＰＮを介して通信するものを実施例で示したが、それに限るものではなく、基地局２とＧＰＳ測位端末１との間で直接、データを送受信するものであってもよい。
【００５４】
また、実施の形態において、補助情報に含まれる軌道情報は、エフェメリス情報とアルマナック情報のすべての項目を用いるように説明したが、それに限るものではなく、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星Ｓａによる測位情報であることを確認することができる程度のデータ量であればよく、主要な一部の項目についてのみ用いるものであってもよい。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位端末を提供できる。
【００５６】
請求項２に係る発明によれば、請求項１記載の効果に加え、記憶部に基地局から送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報を記憶するので、エフェメリス情報と軌道情報との比較の際に基地局から軌道情報を取得する必要がないため、基地局との間の通信量を低減できる。さらに、記憶部に軌道情報の有効期間情報を記憶し、エフェメリス情報と有効期間外の軌道情報との比較を行わずに、その対象となっているＧＰＳ衛星による測位情報は用いないようにするので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速く行うことができる。
【００５７】
請求項３に係る発明によれば、請求項２記載の効果に加え、記憶部には常に有効な軌道情報とその有効期間情報が記憶されるので、利用可能なＧＰＳ衛星を除いて測位することがなくなり、測位精度の低下を抑えることができる。
【００５８】
請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３記載の効果に加え、同じ内容の情報を比較するので、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることの信頼性の高い詳細な比較を行うことができる。
【００５９】
請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至３記載の効果に加え、エフェメリス情報と比較してデータ量の小さいアルマナック情報を用いることにより、補助情報のデータ量が小さくなり、通信量を低減することができる。また、エフェメリス情報との比較項目が少なくなるので、ＧＰＳ衛星の確認が速くなり、測位を速くすることができる。
【００６０】
請求項６に係る発明によれば、ＧＰＳ測位端末は、ＧＰＳ信号の同期に使用した疑似ランダム信号に対応したＧＰＳ衛星による測位情報であることを確認して測位するので、誤衛星ロック状態による位置飛び現象は生じない。そのため、安定した測位を行えるＧＰＳ測位システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態と第３の実施形態を示すブロック図である。
【図３】第４の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＧＰＳ測位端末
１ａ 第１のＧＰＳアンテナ
１ｂ 第１のＧＰＳ信号受信部
１ｃ 第１の通信アンテナ
１ｄ 第１の無線通信部
１ｅ 測位部
１ｅａ 情報比較部
１ｅｂ 測位演算部
１ｅｃ 記憶部
１ｅｄ データ展開部
１ｆ 表示部
２ 基地局
２ａ 第２のＧＰＳアンテナ
２ｂ 第２のＧＰＳ信号受信部
２ｃ 第２の通信アンテナ
２ｄ 第２の無線通信部
２ｅ 補助情報作成部
２ｆ データ圧縮部
Ｓａ ＧＰＳ衛星
ＰＮ 公衆回線
Claims (6)
- ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からエフェメリス情報を有する測位情報を取得する第１のＧＰＳ信号受信部と、基地局から送信される無線信号を受信する第１の通信アンテナと、無線信号からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を取得する第１の無線通信部と、測位情報と補助情報により測位する測位部と、を有するＧＰＳ測位端末において、測位部は、測位情報を取得したＧＰＳ衛星のエフェメリス情報とそれに対応するＧＰＳ衛星の軌道情報とを比較し、対応する情報が同じと判断されたＧＰＳ衛星による測位情報のみを用いて測位を行うものであることを特徴とするＧＰＳ測位端末。
- 補助情報は、軌道情報の有効な期間を示す有効期間情報を有し、測位部は、軌道情報と有効期間情報を記憶する記憶部を有し、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外であるとき、エフェメリス情報とこの軌道情報との比較を行わないものであることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ測位端末。
- 測位部は、記憶部に記憶された軌道情報が有効期間外のときに基地局に軌道情報の送信要求を送信し、有効な軌道情報を取得するものであることを特徴とする請求項２記載のＧＰＳ測位端末。
- 軌道情報は、基地局で取得したエフェメリス情報であることを特徴とする請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末。
- 軌道情報は、基地局で取得したアルマナック情報であり、測位部は、エフェメリス情報とアルマナック情報とをその共通する部分において比較するものであることを特徴とする請求項１乃至３記載のＧＰＳ測位端末。
- ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する第２のＧＰＳアンテナと、ＧＰＳ信号からＧＰＳ衛星の測位情報を取得する第２のＧＰＳ信号受信部と、測位情報からＧＰＳ衛星の軌道情報を有する補助情報を作成する補助情報作成部と、補助情報を有する無線信号を作成する第２の無線通信部と、外部に無線信号を送信する第２の通信アンテナと、を有する基地局と、請求項１乃至５記載のいずれかのＧＰＳ測位端末を有するものであることを特徴とするＧＰＳ測位システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002255376A JP2004093378A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Ｇｐｓ測位端末及びそれを用いたｇｐｓ測位システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002255376A JP2004093378A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Ｇｐｓ測位端末及びそれを用いたｇｐｓ測位システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004093378A true JP2004093378A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32060909
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002255376A Pending JP2004093378A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Ｇｐｓ測位端末及びそれを用いたｇｐｓ測位システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004093378A (ja) |
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- 2002-08-30 JP JP2002255376A patent/JP2004093378A/ja active Pending
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