JP2005049296A - Ｇｐｓ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＧＰＳ受信装置に関し、いわゆるアシストＧＰＳに適用して、サーバー等の設備を設けなくても立ち上がりに要する時間を短くすることができるようにする。
【解決手段】 本発明は、同種の機器との間で、アルマナックデータ等による軌道データをやりとりする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信装置に関し、いわゆるアシストＧＰＳに適用することができる。本発明は、同種の機器との間で、アルマナックデータ等による軌道データをやりとりすることにより、サーバー等の設備を設けることなく立ち上がりに要する時間を短くすることができるようにする。

従来、カーナビゲーション装置等においては、内蔵のＧＰＳ受信装置により現在位置を検出するようになされており、このようなＧＰＳ受信装置においては、内蔵のメモリにエフェメリスデータ、アルマナックデータ、初期位置のデータを保持し、定期的にこのメモリに保持したエフェメリスデータ等を更新するようになされている。

すなわちＧＰＳ受信装置においては、例えば見通し範囲の４つのＧＰＳ衛星について、各ＧＰＳ衛星の特定時刻における位置と、この時刻における各ＧＰＳ衛星からの距離（レンジ）とを検出し、これらＧＰＳ衛星の特定時刻における位置及びＧＰＳ衛星からの距離を用いた連立方程式を演算処理により解析してＧＰＳ受信装置の現在位置を求めるようになされている。ここで初期位置のデータは、アルマナックデータを用いて見通し範囲のＧＰＳ衛星を検出する場合等に使用され、例えば直前に求めたＧＰＳ受信装置の座標データが割り当てられる。

エフェメリスデータは、各ＧＰＳ衛星固有の軌道データであり、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を詳細に求めるのに必要なパラメータ等により構成される。これによりＧＰＳ受信装置は、各ＧＰＳ衛星からエフェメリスデータを取得してメモリに保持し、このメモリに保持したエフェメリスデータを用いて所定の運動方程式を解析することにより、このＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるようになされ、さらにこの計算結果によりＧＰＳ受信装置の現在位置を検出し、さらにこの検出したＧＰＳ受信装置の現在位置によりメモリに保持した初期位置のデータを更新するようになされている。ここでこのＧＰＳ衛星から送出されるエフェメリスデータは、月の重力、太陽風の影響によりＧＰＳ衛星の位置がずれること等により、地上の監視局により数時間毎に更新され、ＧＰＳ受信装置では、この監視局による更新に連動して、ＧＰＳ衛星から取得されるエフェメリスデータによりメモリに保持したエフェメリスデータを更新するようになされている。

これに対してアルマナックデータは、全ＧＰＳ衛星の軌道データであり、エフェメリスデータと同様のパラメータ等により構成される。これによりＧＰＳ受信装置は、何れかのＧＰＳ衛星からアルマナックデータを取得してメモリに保持し、このアルマナックデータと、メモリに保持した初期位置のデータを用いた演算処理により、見通し範囲のＧＰＳ衛星を計算により求め、この見通し範囲の各ＧＰＳ衛星よりそれぞれエフェメリスデータを取得するようになされている。このようにしてＧＰＳ衛星から送出されるアルマナックデータにおいては、エフェメリスデータと同様に監視局により更新されるようになされ、これによりＧＰＳ受信装置においては、エフェメリスデータと同様に、この監視局による更新に連動して、ＧＰＳ衛星から取得されるアルマナックデータによりメモリに保持したアルマナックデータを更新するようになされている。なおＧＰＳ受信装置に保持するアルマナックデータにおいては、このように監視局による更新に連動して更新することが望ましいが、実際上、単に見通し範囲のＧＰＳ衛星の検出にだけに使用することにより、このような更新の処理を多少怠っても使用することができる。

ＧＰＳ衛星では、それぞれ６秒を単位とした５つのサブフレームの繰り返しによりメインフレームが構成され、このメインフレームの繰り返しにより航法メッセージが送出される。ＧＰＳ衛星では、このメインフレームを構成する５つのサブフレームのうち、１番目〜３番目のサブフレームにそれぞれ各ＧＰＳ衛星のエフェメリスデータが割り当てられ、残る４番目及び５番目のサブフレームにアルマナックデータが割り当てられる。ＧＰＳ衛星では、符号長１０２３〔ビット〕、チップレート１．０２３〔ＭＨｚ〕のゴールド符号により、５０〔ｂｐｓ〕によるメインフレームのデータを直接拡散し、その結果得られるスペクトラム拡散信号により１５７５．４２〔ＭＨｚ〕のキャリア信号をＢＰＳＫ変調し、これによりＬ１帯、Ｃ／Ａコードにより航法メッセージを送出するようになされている。なお航法メッセージには、エフェメリスデータに、レンジ計測における時刻補正のデータ等が含まれるようになされている。

このようにして送出される航法メッセージにおいて、エフェメリスデータは、１つのメインフレームに割り当てられるのに対し、アルマナックデータは、２５のメインフレームに分割されて割り当てられる。これによりエフェメリスデータは、最短でも、１８秒（３サブフレーム×６秒）の期間の間、ＧＰＳ衛星から送出される航法メッセージを受信しなければ取得し得ないのに対し、アルマナックデータにおいては、１２．５分（２５メインフレーム×５サブフレーム×６秒）の期間の間、ＧＰＳ衛星から送出される航法メッセージを受信しなければ取得し得ない。

これにより図６に示すように、例えばメモリに有効なエフェメリスデータ、アルマナックデータ、初期位置のデータを保持していない場合（図６において符号×により示す）、さらには現在時刻が不明の場合（時間により示す）、ＧＰＳ受信装置においては、いわゆるコールドスタートによりＧＰＳ受信装置の現在位置を検出するようになされている。なお初期位置のデータを保持している場合であって、他のデータを保持していない場合、コールドスタートと呼ばれる場合もある。

このコールドスタートにおいて、ＧＰＳ受信装置では、アルマナックデータを用いて見通し範囲に存在するＧＰＳ衛星を特定できないことにより、全てのＧＰＳ衛星について順次航法メッセージの受信を試み、例えば４つのＧＰＳ衛星よりエフェメリスデータを取得できると、この取得したエフェメリスデータを用いてＧＰＳ受信装置の現在位置を検出し、ＧＰＳ受信装置の現在位置を検出するようになされている。これによりコールドスタートにおいては、電源を入れてからＧＰＳ受信装置の現在位置を測位するまでの時間（TTFF：Time To First Fix ）が長時間になる欠点がある。

これに対して有効なアルマナック、初期位置のデータを保持し（図６においては符号○により示す）、さらに現在時刻が判明している場合、ＧＰＳ受信装置では、いわゆるウォームスタートにより現在位置を求めるようになされている。ここでウォームスタートにおいては、この有効なアルマナックデータを用いて見通し範囲のＧＰＳ衛星やドップラーシフト量を計算できることができ、これによりコールドスタートの場合に比してエフェメリスデータの取得に要する時間を短くすることができる。これによりウォームスタートにおいては、コールドスタートに比して、立ち上がりに要する時間を短くすることができるようになされている。

またウォームスタートの条件に加えて、さらに有効なエフェメリスデータを保持している場合、ＧＰＳ衛星ではホットスタートにより現在位置を検出するようになされている。ここでホットスタートにおいては、エフェメリスデータの取得に要する時間を省略できることにより、その分、ウォームスタートに比して立ち上がりに要する時間を短くすることができるようになされている。

これに対して例えば特開２００２−１９５８４６号公報、特開２００２−２２１５６５号公報等においては、測位の開始時、サーバーをアクセスしてエフェメリスデータ、アルマナックデータ、初期位置、時間のデータを取得するいわゆるネットワークアシストＧＰＳの手法が提案されるようになされている。この手法によれば、サーバーから取得したデータに基づいてＧＰＳ衛星の特定時刻における位置を求めることができ、その分、立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

ところでこのようなサーバーを用いたネットワークアシストＧＰＳにおいては、サーバーに係る一連のインフラの設置が必要になる問題がある。またサーバーまでのアクセスには、一般に、電話回線の使用が考えられ、この場合には、通信費用も必要になる。
特開２００２−１９５８４６号公報 特開２００２−２２１５６５号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、サーバー等の設備を設けることなく立ち上がりに要する時間を短くすることができるＧＰＳ受信装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して装置の現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、データ手段を介して、同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要なＧＰＳ衛星の軌道データの送出を要求し、要求に応答して得られる軌道データに基づいて、ＧＰＳ衛星の現在位置を検出し、このＧＰＳ衛星の現在位置に基づいて装置の現在位置を検出する。

また請求項４の発明においては、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、同種の機器からの要求に応じて、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データを、同種の機器に通知する。

また請求項６の発明においては、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、同種の機器からの要求に応じて、他の同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データの送出を要求し、要求に応答して得られる軌道データを、同種の機器に送出する。

請求項１の構成によれば、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、このデータ手段を介して、同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要なＧＰＳ衛星の軌道データの送出を要求し、この要求に応答して得られる軌道データに基づいて、ＧＰＳ衛星の現在位置を検出し、このＧＰＳ衛星の現在位置に基づいて装置の現在位置を検出することにより、無線通信可能範囲に存在する同種の機器から取得した軌道データを用いて装置の現在位置を検出することができる。これによりサーバー等の特別の施設を設置しなくても、軌道データをＧＰＳ衛星から取得する時間を省略して装置の現在位置を検出することができ、その分、立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

また請求項４の構成によれば、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、この同種の機器からの要求に応じて、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データを、同種の機器に通知することにより、無線通信可能範囲に存在する同種の機器においてはＧＰＳ衛星から軌道データを受信しなくても軌道データを取得することができ、この軌道データを用いて装置の現在位置を検出することができる。これによりサーバー等の特別の施設を設置しなくても、軌道データをＧＰＳ衛星から取得する時間を省略して装置の現在位置を検出することができ、その分、立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

また請求項６の構成によれば、ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置に適用して、無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、同種の機器からの要求に応じて、他の同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データの送出を要求し、要求に応答して得られる軌道データを、同種の機器に送出することにより、軌道データを保持していない場合に、無線通信可能範囲に存在する同種の機器が保有する軌道データを、要求のあった機器に中継により提供し得、これによりこの要求のあった機器においては、ＧＰＳ衛星から軌道データを受信しなくても軌道データを取得することができる。これによりこの要求のあった機器においては、サーバー等の特別の施設を設置しなくても、軌道データをＧＰＳ衛星から取得する時間を省略して装置の現在位置を検出することができ、その分、立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

上述のように本発明によれば、同種の機器との間で、アルマナックデータ等による軌道データをやりとりすることにより、サーバー等の設備を設けなくても立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係るアシストＧＰＳシステムを示す略線図である。このアシストＧＰＳシステム１は、無線通信によりデータ通信可能なＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３により構成される。なおこれらＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３は、ほぼ同一に構成されることにより、以下の説明においては、ＧＰＳ受信装置Ａ１を主に説明する。また以下の説明においては、ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要なエフェメリスデータ、アルマナックデータの双方、又は一方を、適宜、軌道データと呼ぶ。

ここで図３に示すように、各ＧＰＳ受信装置Ａ１は、携帯型のＧＰＳ受信装置であり、ユーザーによる操作に応動してＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出し、表示部３によりこの検出した現在位置を表示する。なおこの現在位置の表示は、例えば地図を表示し、この地図上で現在位置を示すマークを表示する場合、現在位置の座標値を表示する場合等である。

すなわちＧＰＳ受信装置Ａ１において、ＧＰＳ受信部４は、コントロール部５の制御により動作を切り換え、ＧＰＳアンテナ６によりＧＰＳ衛星から到来する電波を受信して現在位置を検出する。このためＧＰＳ受信部４において、ＲＦブロック７は、ＧＰＳアンテナ６で受信した信号を処理する。

すなわちＧＰＳ受信部４において、ＲＦブロック７は、ＧＰＳアンテナ６で受信した信号を所定利得で増幅した後、中間周波数にダウンコンバートし、この中間周波数信号をアナログディジタル変換処理して出力する。ベースバンド処理部８は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）９による演算処理により、このＲＦブロック７の出力信号をスペクトラム逆拡散処理、同期追跡処理等して航法メッセージを取得する。ベースバンド処理部８は、この航法メッセージよりエフェメリスデータ、アルマナックデータを取得し、メモリにより構成されるデータ記憶部１０に記録する。またこのようにして取得したエフェメリスデータ、アルマナックデータに基づいてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出し、この検出した現在位置のデータをコントロール部５に出力すると共に、初期位置のデータとしてデータ記憶部１０に記録する。

これらの処理において、ベースバンド処理部８は、ＧＰＳ衛星から送出されるエフェメリスデータ、アルマナックデータが更新されると、これに対応してデータ記憶部１０に記録したエフェメリスデータ、アルマナックデータを更新する。また一定の時間間隔によりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出し直し、この検出し直した現在位置のデータをコントロール部５に出力すると共に、この現在位置の検出に対応してデータ記憶部１０に記録した初期位置のデータを更新する。

このようにしてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出してデータ記憶部１０の内容を更新するにつき、ベースバンド処理部８は、起動時、データ記憶部１０に保持したアルマナックデータ、エフェメリスデータが古いデータか否か判定し、これらアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方、又は一方が古いデータの場合、対応するデータの取得をコントロール部５に要求すると共に、データ記憶部１０に保持されたこの古いデータを削除する。なおベースバンド処理部８は、ＧＰＳ衛星から送出されるアルマナックデータ、エフェメリスデータの更新に係る期間に対応して、それぞれデータ記憶部１０に記録された各データの取得時刻、取得日時より一定時間、一定日時以上経過している場合、古いデータと判定する。

またこのようにしてコントロール部５にアルマナックデータ、エフェメリスデータを要求して対応するデータの全部又は一部がコントロール部５で取得されると、このコントロール部５で取得したデータをデータ記憶部１０に記録する。これに対してデータ記憶部１０に保持したデータが古くない場合、データ記憶部１０の内容をそのままの状態に保持する。

ベースバンド処理部８は、このようにしてデータ記憶部１０に記録されている内容に従って、ＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する。すなわち電源起動時にデータ記憶部１０に記録されているアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方が古く、かつコントロール部５にこれらアルマナックデータ、エフェメリスデータの取得を要求したにも係わらず、これらアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方を取得できない場合、従来のコールドスタートにより現在位置を検出する。すなわちこの場合、全てのＧＰＳ衛星について順次航法メッセージの受信を試み、この実施例では４つのＧＰＳ衛星よりエフェメリスデータを取得できると、このエフェメリスデータを用いてＧＰＳ衛星の現在位置を検出する。また各ＧＰＳ衛星からのレンジを検出し、これらによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する。

なおアルマナックデータにおいては、多少古くなっても、見通し範囲のＧＰＳ衛星を特定できる場合がある。また見通し範囲に存在する全てのＧＰＳ衛星を特定できないまでも、見通し範囲に存在するＧＰＳ衛星の一部を特定することができる場合がある。これによりこのようにアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方が古い場合に、アルマナックデータ、エフェメリスデータをコントロール部５から取得できない場合、この古いアルマナックデータを用いて見通し範囲のＧＰＳ衛星を検出し、この見通し範囲のＧＰＳ衛星からエフェメリスデータを取得してＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出するようにしてもよい。なおこの場合、アルマナックデータが古いことにより見通し範囲のＧＰＳ衛星を誤って検出する場合もあり、これにより例えば４つのＧＰＳ衛星のエフェメリスデータによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する場合に、３つのＧＰＳ衛星からしかエフェメリスデータを取得できない場合、不足するエフェメリスデータについては、コールドスタートの場合と同様にして他のＧＰＳ衛星について航法メッセージの取得を試みることになる。

これに対してデータ記憶部１０にアルマナックデータだけが記録されている場合、すなわち電源起動時にデータ記憶部１０に記録されているアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方が古く、かつコントロール部５にこれらアルマナックデータ、エフェメリスデータの取得を要求したにも係わらず、アルマナックデータだけしか取得できない場合、又は電源起動時にデータ記憶部１０に記録されているデータのうちエフェメリスデータが古く、かつコントロール部５にこのエフェメリスデータの取得を要求したにも係わらず、エフェメリスデータを取得できない場合、従来のウォームスタートにより現在位置を検出する。すなわちこの場合、データ記憶部１０に保持されたアルマナックデータにより見通し範囲のＧＰＳ衛星を検出し、このＧＰＳ衛星からエフェメリスデータを取得する。またこの取得したエフェメリスデータを用いてＧＰＳ衛星の現在位置、各ＧＰＳ衛星からのレンジを検出し、これらによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する。

これに対してデータ記憶部１０にエフェメリスデータだけが記録されている場合、すなわち電源起動時にデータ記憶部１０に記録されているアルマナックデータ、エフェメリスデータの双方が古く、かつコントロール部５にこれらアルマナックデータ、エフェメリスデータの取得を要求したにも係わらず、エフェメリスデータだけしか取得できない場合、又は電源起動時にデータ記憶部１０に記録されているデータのうちアルマナックデータが古く、かつコントロール部５にこのアルマナックデータの取得を要求したにも係わらず、アルマナックデータを取得できない場合、さらにはデータ記憶部１０にアルマナックデータ、エフェメリスデータが記録されている場合、従来のホットスタートによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する。すなわちこの場合、データ記憶部１０に保持されたエフェメリスデータを用いてＧＰＳ衛星の現在位置、各ＧＰＳ衛星からのレンジを検出し、これらによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出する。

これによりＧＰＳ受信部４は、データ記憶部１０に保持した軌道データによってＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を短時間で検出できる場合、このデータ記憶部１０に保持した軌道データを用いてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出するようになされている。またデータ記憶部１０に保持した軌道データによっては、ＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置の検出に時間を要する場合、コントロール部５を介して、他のＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ｃ３より軌道データを取得し、この軌道データによりＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出するようになされている。これに対してデータ記憶部１０に保持した軌道データによっては、ＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置の検出に時間を要する場合であって、コントロール部５に軌道データの取得を要求したにも係わらず、軌道データを取得できない場合、従来のＧＰＳ受信装置と同様にしてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出するようになされている。

すなわち無線通信モジュール１３は、同種の機器である他のＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ａ５と無線通信によりデータ交換するデータ通信手段であり、この実施例では、ブルートゥース（Bluetooth ）による通信モジュールが適用される。すなわち無線通信モジュール１３は、コントロール部５の制御により、一連の認証等の処理を実行し、アンテナ１４を介してコントロール部５の出力データを通信可能範囲に存在する他のＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ａ５に送出し、またこの他のＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ａ５からのデータをコントロール部５に出力する。

コントロール部５は、このＧＰＳ受信装置Ａ１の動作を制御するマイクロコンピュータ構成の制御部であり、操作子１６の制御に応動して中央処理ユニット（ＣＰＵ）１７によりメモリ１８に記録された処理プログラムを実行することにより、例えば液晶表示装置による表示部３に地図を表示し、この地図上に、ＧＰＳ受信部４で検出される現在位置を表示する。

コントロール部５は、ユーザーにより電源の操作子１６が操作されると、この処理プログラムに係る処理を開始して全体を起動する。またこの起動によりベースバンド処理部８からエフェメリスデータ、アルマナックデータの取得が要求されると、無線通信モジュール１３の制御により、他の機器Ａ２〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３より要求に係るデータを取得してＧＰＳ受信部４に出力する。

図１は、このような起動時に係るエフェメリスデータ、アルマナックデータの処理に係るコントロール部５とベースバンド処理部８との処理手順を示すフローチャートである。このＧＰＳ受信装置Ａ１では、電源の立ち上げによりＧＰＳ受信部４が動作を立ち上げると、ベースバンド処理部８のデータ記憶部１０に保持したエフェメリスデータ、アルマナックデータの中央処理ユニット９による判定により、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、軌道データが新しいか否か判断される。ここで軌道データが新しいものの場合、ステップＳＰ２からステップＳＰ３に移り、ＧＰＳ受信部４において、データ記憶部１０に保持されたエフェメリスデータ、アルマナックデータにより現在位置が検出され、ステップＳＰ４に移ってこの起動時の処理手順を終了する。

これに対してデータ記憶部１０に保持されたエフェメリスデータ、アルマナックデータの双方又は何れかが古いものの場合、ステップＳＰ２で否定結果が得られ、ステップＳＰ５に移り、ここで中央処理ユニット９によりこの古いデータが削除される。コントロール部５においては、この軌道データの削除によるベースバンド処理部８からの要求により、続くステップＳＰ６において、無線通信モジュール１３の動作を制御して通信可能範囲に存在する他の機器Ａ２〜Ａ５に対して削除に係る軌道データの送出を要求する。

またこの要求に対する他の機器Ａ２〜Ａ５からの応答により、続くステップＳＰ７において、送出要求に係る軌道データを取得し得たか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ７からステップＳＰ８に移り、この取得した軌道データをＧＰＳ受信部４に送出してデータ記憶部１０に記録する。これによりベースバンド処理部８においては、続くステップＳＰ９において、エフェメリスデータ、アルマナックデータの双方がデータ記憶部１０に揃ったか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、ステップＳＰ３に移り、ＧＰＳ受信部４において、このデータ記憶部１０に記録された軌道データを用いてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置の検出を開始し、その結果得られる現在位置のデータをコントロール部５に通知した後、ステップＳＰ４に移って、この起動時に係る処理手順を終了する。

これによりこの実施例において、ＧＰＳ受信装置Ａ１では、ホットスタートに必要な軌道データが揃っていない場合、図２において符号Ｄ１により示すように、直接の無線通信によるネットワークであるブルートゥースのピコネット（Piconet ）により、不足する軌道データを近傍に存在する同種の機器から取得してＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出するようになされている。これによりＧＰＳ受信装置Ａ１では、専用のサーバーをアクセスしなくても、ＧＰＳ衛星から軌道データを取得する処理を省略して装置の現在位置を検出することができるようになされ、その分、立ち上がり時間を短縮することができるようになされている。

これに対して例えば通信可能の範囲におけるＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ａ５から不足する軌道データの一部しか取得し得なかった場合、コントロール部５は、ステップＳＰ６に戻り、この不足する軌道データについて、改めて軌道データの送出を要求する。

これに対してこのような直接、無線通信可能な近傍に存在するＧＰＳ受信装置Ａ２〜Ａ５によっては、軌道データを補いきれない場合、コントロール部５は、ステップＳＰ７で否定結果が得られることにより、ステップＳＰ７からステップＳＰ１０に移り、ここでスキャタネット（Scatternet）により軌道データを要求する。ここでスキャタネットは、ブルートゥースのピコネット（Piconet ）に存在する通信対象の１つをマスタに設定し、このマスタを介して、このマスタと直接通信可能な機器との間でデータを交換することにより、ピコネットの外に存在する直接、無線通信困難な対象との間でも、データ交換可能に構築されるネットワークである。

コントロール部５においては、ステップＳＰ１０でこのスキャタネットにより軌道データを要求すると、続くステップＳＰ１１において軌道データを取得し得たか否か判断し、ここで肯定結果が得られると、ステップＳＰ８に移り、この取得したデータをデータ記憶部１０に記録してステップＳＰ９に移る。

これによりＧＰＳ受信装置Ａ１においては、直接、通信可能な近傍に存在する同種の機器によっては、不足する軌道データを取得できない場合、図２において符号Ｄ２、Ｄ３により示すように、直接、通信可能な範囲より以遠に存在する同種の機器Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３より軌道データを取得し、これにより専用のサーバーをアクセスしなくても、確実にＧＰＳ衛星の特定時刻における位置の検出に必要な軌道データを取得し得るようになされている。

これに対してこのようにスキャタネットによっても軌道データが揃わない場合、コントロール部５は、ステップＳＰ１１で否定結果が得られることにより、ステップＳＰ１１からステップＳＰ３に移り、ベースバンド処理部８にその旨通知し、これによりベースバンド処理部８において、上述したように揃っているデータを用いてＧＰＳ受信装置Ａ１の現在位置を検出してこの起動時における処理手順を終了する。

これに対して図４は、ユーザーによりリセットの操作子１６が操作された場合の、エフェメリスデータ、アルマナックデータに係る処理手順を示すフローチャートである。コントロール部５においては、ユーザーによりリセットの操作子１６が操作されると、ステップＳＰ２１からステップＳＰ２２に移り、ベースバンド処理部８にデータ記憶部１０に記録したエフェメリスデータ、アルマナックデータの削除を指示する。また続くステップＳＰ２４において、ピコネットにより軌道データの送出を要求し、続くステップＳＰ２５において、軌道データを取得し得たか否か判断する。ここで軌道データを取得し得た場合、ステップＳＰ２６に移り、この軌道データのデータ記憶部１０への記録をベースバンド処理部８に指示する。また続くステップＳＰ２７において、軌道データが揃ったか否か判断し、ここで肯定結果が得られると、ステップＳＰ２８に移り、ベースバンド処理部８に測位の開始を指示した後、ステップＳＰ２９に移ってこの処理手順を終了する。

これによりこのＧＰＳ受信装置Ａ１では、リセットの処理により軌道データを更新する場合でも、直接、無線通信可能な近傍に存在する同種の機器から不足する軌道データを取得して現在位置を検出するようになされ、これにより専用のサーバーをアクセスしなくても立ち上がり時間を短くするようになされている。

これに対してステップＳＰ２７で否定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ２４に戻り、不足する軌道データについて改めて近傍の機器に送出を要求する。

これに対してステップＳＰ２５で否定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ２５からステップＳＰ３０に移り、スキャタネットにより軌道データの送出を要求し、続くステップＳＰ３１において、軌道データを取得し得たか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ２６に移るのに対し、否定結果が得られると、ステップＳＰ２８に移る。これによりこの場合も、ＧＰＳ受信装置Ａ１においては、直接、通信可能な近傍に存在する同種の機器によっては、不足する軌道データを取得できない場合、この通信可能な範囲より以遠に存在する同種の機器Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３より軌道データを取得し、これにより専用のサーバーをアクセスしなくても、確実にＧＰＳ衛星の特定時刻の位置の検出に必要な軌道データを取得し得るようになされている。

これに対して図５は、無線通信モジュール１３を介してこのような軌道データの要求を受信した場合におけるコントロール部５の処理手順を示すフローチャートである。コントロール部５においては、軌道データの要求が受信されると、ステップＳＰ４１からステップＳＰ４２に移り、この軌道データの要求がスキャタネットによるものか否か判断する。ここで否定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４３に移り、ベースバンド処理部８に対する問い合わせにより、送出要求に係る軌道データについて新しいデータが存在するか否か判断する。ここで否定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４４に移り、要求に係る軌道データを保持していない旨、送出要求に係る機器に通知した後、ステップＳＰ４６に移ってこの処理手順を終了する。

これに対してステップＳＰ４３において、肯定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４３からステップＳＰ４７に移り、この送出要求に係る軌道データをベースバンド処理部８から取得して送信した後、ステップＳＰ４６に移ってこの処理手順を終了する。これによりこの実施例においては、他の機器からの軌道データの要求に対して、保持した軌道データを送出し、この他の機器において、短い時間で装置の現在位置を検出できるようになされている。

これに対してステップＳＰ４２で肯定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４２からステップＳＰ４８に移る。ここでコントロール部５は、他の機器に対して軌道データの送出を要求し、続くステップＳＰ４９において、この要求に対する応答により軌道データを取得し得たか否か判断する。また軌道データを取得できた場合、ステップＳＰ４９からステップＳＰ４７に移り、この取得した軌道データをスキャタネットによる送出要求元に送信した後、ステップＳＰ４６に移ってこの処理手順を終了する。

これに対してステップＳＰ４９で否定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４９からステップＳＰ５０に移り、スキャタネットにより軌道データの送出を要求し、続くステップＳＰ５１において、軌道データを取得し得たか否か判断する。ここで肯定結果が得られると、コントロール部５は、ステップＳＰ４７に移り、取得した軌道データを元々の要求元に送信した後、ステップＳＰ４６に移ってこの処理手順を終了する。これに対してステップＳＰ５１において否定結果が得られると、ステップＳＰ４４に移り、軌道データを取得し得ない旨通知した後、ステップＳＰ４６に移ってこの処理手順を終了する。

これによりこの実施例においては、必要に応じてマスタに設定を切り換え、他の機器からの軌道データの要求を他の機器に通知すると共に、この他の機器から得られる軌道データを要求元に送信するようになされ、これによりこの軌道データの要求元に係る機器において、確実に軌道データを取得し得るようになされている。

（２）実施例の動作
以上の構成において、このアシストＧＰＳシステム１においては（図１及び図２）、何れかのＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３が動作を立ち上げる場合、このＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３において、保持したエフェメリスデータ、アルマナックデータが古くなっていないか判定され、これらのデータが古くなっていない場合、この保持したエフェメリスデータによりＧＰＳ衛星の現在位置が検出される。また対応するＧＰＳの電波を受信してレンジが測定され、このレンジの測定結果と各ＧＰＳ衛星の現在位置とから、各ＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３の現在位置が検出される。各ＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３では（図３）、例えば表示部３で表示される地図上に、この現在位置が表示され、これにより各ＧＰＳ受信装置Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３を携帯するユーザーに現在位置が通知される。

これに対して保持したエフェメリスデータ、アルマナックデータが古くなっている場合、直接、無線通信可能な近傍に存在するＧＰＳ受信装置に対して、軌道データの送出が要求され、この近傍のＧＰＳ受信装置が対応する軌道データを保持しており、かつこの軌道データが古くなっていない場合、この軌道データが提供される。またこのような軌道データが、直接、無線通信可能なＧＰＳ受信装置より取得できない場合、軌道データの送出要求が中継されて、直接、無線通信可能範囲外に存在するＧＰＳ受信装置に対して、軌道データの送出が要求され、このＧＰＳ受信装置が対応する軌道データを保持しており、かつこの軌道データが古くなっていない場合、この軌道データが中継されて提供される。

これによりこの軌道データを取得したＧＰＳ受信装置においては、ＧＰＳ衛星から到来する航法メッセージを受信してエフェメリスデータを検出する場合に比して、短い時間でＧＰＳ衛星の特定時刻における位置の検出に必要な軌道データを取得することができ、その分、起動に要する期間を格段的に短くすることができる。

またこの場合このＧＰＳ受信装置においては、同種の機器との間の無線通信により軌道データを取得することができることにより、軌道データの提供のためにサーバーを設けなくても、またこのようなサーバーにアクセスしなくても、軌道データを取得することができ、これによりサーバー等の設備を設けなくても立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

またユーザーによりリセットが指示された場合、この指示に係るＧＰＳ受信装置では、同様にして同種の機器より軌道データが取得され、この軌道データにより現在位置が検出される。これによりこの場合でも、サーバー等の設備を設けなくても立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、同種の機器との間で、アルマナック等による軌道データをやりとりすることにより、サーバー等の設備を設けなくても立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

すなわち同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻における位置の検出に必要なＧＰＳ衛星の軌道データの送出を要求し、この要求に応答して得られる軌道データに基づいて、装置の現在位置を検出することにより、立ち上がりに要する時間を短くすることができる。

またこの軌道データの送出要求を内蔵のメモリに保持した軌道データの判定結果に基づいて実行することにより、必要な場合についてだけ軌道データを無線通信により取得して現在位置を検出することができ、保持した軌道データが新しい場合にあっては、この保持した軌道データにより短時間で装置の現在位置を検出することができる。

またこの軌道データがエフェメリスデータ及び又はアルマナックデータであることにより、必要最小限度のデータのみ無線通信により取得して現在位置を検出することができ、その分、ＧＰＳ衛星の現在位置の検出に必要な他の初期位置、時間のデータを併せて取得する場合に比して、無線通信に係る処理を簡略化することができる。

また同種の機器からの要求に応じて、ＧＰＳ衛星の特定時刻における位置の検出に必要な軌道データをこの同種の機器に通知することにより、この同種の機器において、現在位置の検出に要する時間を短くすることができる。

また同種の機器からの要求に応じて、他の同種の機器に対して、ＧＰＳ衛星の特定時刻における位置の検出に必要な軌道データの送出を要求し、この要求に応答して得られる軌道データを同種の機器に送出することにより、軌道データの送出要求、軌道データを中継して、無線通信可能範囲外の機器においても、現在位置の検出に要する時間を短くすることができる。

なお上述の実施例においては、エフェメリスデータ及びアルマナックデータについて機器間でやりとりする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、アルマナックデータについてのみ機器間でやりとりするようにしてもよい。このようにすればコールドスタートの頻度を格段的に少なくすることができる。またこれとは逆に、初期位置、時間のデータを併せてやりとりするようにしてもよい。すなわち初期位置のデータをやりとりすれば、現在位置を求める演算において、繰り返しの演算回数を少なくすることができる。また例えばＧＰＳ受信装置の電源を立ち下げた状態で大きな距離を移動した場合等においては、見通し範囲のＧＰＳ衛星の誤検出を少なくすることができ、その分、現在位置の検出に要する時間を短くすることができる。また時間のデータをやりとりする場合にあっては、例えば電源の立ち下げにより内蔵のタイマが動作を停止するような機器において、現在位置の検出に要する時間を短くすることができる。

また上述の実施例においては、ＧＰＳ衛星の現在位置、レンジから装置の現在位置を求める演算処理を各機器内で実行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば携帯電話に搭載されるＧＰＳ受信装置のように、このようなＧＰＳ衛星の現在位置、レンジから装置の現在位置を求める演算処理をサーバーに委託して演算結果を取得する場合、さらにはＧＰＳ衛星の現在位置を求める演算処理をサーバーに委託する場合等にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、ブルートゥースにより軌道データをやりとりする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＩＥＥＥ８０２．１１を用いて軌道データをやりとりする場合等、種々の無線通信によるデータ交換手段を広く適用することができる。

また上述の実施例においては、軌道データをデータ記憶手段に保持し、必要に応じて他の機器から取得する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、軌道データを保持しない場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、同種の機器として携帯型のＧＰＳ受信装置間で軌道データをやりとりする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＧＰＳ受信装置、ＧＰＳ受信装置を内蔵したカーナビゲーション装置、ＧＰＳ受信装置を内蔵の携帯電話等、同種の機器においては、ＧＰＳ衛星を受信して現在位置を検出する機器に広く適用することができる。

本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信装置に関し、いわゆるアシストＧＰＳに適用することができる。

本発明の実施例に係るＧＰＳ受信装置の起動時における動作の説明に供するフローチャートである。 図１のＧＰＳ受信装置によるアシストＧＰＳシステムを示す略線図である。 図２のＧＰＳ受信装置を示すブロック図である。 図２のＧＰＳ受信装置のリセット時における動作の説明に供するフローチャートである。 図２のＧＰＳ受信装置の中継の処理の説明に供するフローチャートである。 ＧＰＳ衛星の現在位置の検出の説明に供する図表である。

符号の説明

１……アシストＧＰＳシステム、４……ＧＰＳ受信部、５……コントロール部、８……ベースバンド処理部、９、１７……中央処理ユニット、１０……データ記憶部、１３……無線通信モジュール、Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ３、Ｃ１〜Ｃ３……ＧＰＳ受信装置

Claims (7)

1. ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して装置の現在位置を検出するＧＰＳ受信装置において、
   無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、
   前記データ手段を介して、前記同種の機器に対して、前記ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な前記ＧＰＳ衛星の軌道データの送出を要求し、
   前記要求に応答して得られる前記軌道データに基づいて、前記ＧＰＳ衛星の現在位置を検出し、
   前記ＧＰＳ衛星の現在位置に基づいて、前記装置の現在位置を検出する
   ことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
2. 内蔵のメモリに保持した前記軌道データを判定し、該判定結果に基づいて、前記軌道データの送出を要求する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信装置。
3. 前記軌道データが、
   エフェメリスデータ、アルマナックデータである
   ことを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信装置。
4. ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置において、
   無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、
   前記同種の機器からの要求に応じて、前記ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データを、前記同種の機器に通知する
   ことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
5. 前記軌道データが、
   エフェメリスデータ、アルマナックデータである
   ことを特徴とする請求項４に記載のＧＰＳ受信装置。
6. ＧＰＳ衛星から送出される電波を受信して現在位置を検出するＧＰＳ受信装置において、
   無線通信により同種の機器との間でデータ交換するデータ通信手段を有し、
   前記同種の機器からの要求に応じて、他の同種の機器に対して、前記ＧＰＳ衛星の特定時刻の位置を求めるために必要な軌道データの送出を要求し、
   前記要求に応答して得られる前記軌道データを、前記同種の機器に送出する
   ことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
7. 前記軌道データが、
   エフェメリスデータ、アルマナックデータである
   ことを特徴とする請求項６に記載のＧＰＳ受信装置。
   

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