JP2005207894A - 電波送信装置及びナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現在位置に応じた送信出力により擬似的な衛星電波を送信する電波送信装置を提供する。
【解決手段】 疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの処理部２９は、位置検出器２１からの情報に基づいて疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの現在位置を特定し、地図データ入力器２５を介して入力した現在位置付近の地形データに基づき、ＧＰＳ電波の受信が困難なエリアを推測し、そのエリアをカバーするように電波の到達範囲を設定する。そして、設定した電波の到達範囲内の最も遠い場所で、一般的なＧＰＳ受信機が受信可能である程度のＧＰＳ送信機３１の送信出力を決定し、ＧＰＳ送信機３１に電波を送信させる。この結果、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａは、現在位置に応じた送信出力により電波を送信することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シュードライト（Pseudo Satellite）などと呼ばれる疑似的な衛星電波を送信する電波送信装置等に関する。

広く知られているように、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）は、４個以上の人工衛星（ＧＰＳ衛星）から移動体である受信装置までの見かけの距離を計測することで、受信装置の位置を算出する測位システムである。ところが、高層ビルの近傍やトンネル内などのようなＧＰＳ衛星からの電波を受信することが難しい場所においては、受信装置は十分な数のＧＰＳ衛星から電波を受信することができず、受信装置の位置を算出することができなかった。また、位置を算出することが可能な数のＧＰＳ衛星の電波を受信できたとしても、そのＧＰＳ衛星の配置により、位置精度が影響を受けることがあった。なぜなら、最も高い精度が得られる配置は、ＧＰＳ衛星が正四面体の各頂点に位置し、受信装置がその中心に位置した場合であるが、最も精度が悪い配置は、ＧＰＳ衛星がある一点に集中した場合であり、この後者に近いＧＰＳ衛星の配置状況もあり得るからである。このため、高層ビルの近傍や高架式高速道路の下のように、ＧＰＳ衛星の電波を受信可能な方向が限られる場所では、たとえ位置を算出することが可能な数だけＧＰＳ衛星の電波を受信できたとしても位置精度に問題があった。

このような問題を解決するため、例えば特許文献１に示されたような擬似的な衛星電波を送信するシュードライトと呼ばれる電波送信装置を利用したＧＰＳ測位システムが知られている。この特許文献１に記載のシステムは、トンネルの壁面に複数のシュードライト送信アンテナを対向配置し、隣接するシュードライト送信アンテナの距離と送信電力を適切に設定し、高い精度で位置の算出を行うことができるシステムである。
特開２０００−１８０５２７号公報

ところが、このような電波送信装置を設置するためには、設置場所を選定し、その場所の地主から設置許可を得ることが必要である。また、その地主に対して電波送信装置の設置の対価を支払う必要もある。このような手間や費用の問題から、上述したような電波送信装置の普及はなかなか進まないのが現状である。

そこで本願発明者は、移動可能な電波送信装置を考えた。この電波送信装置は、当該電波送信装置の位置を自ら測位し、その測位した位置に応じた情報が含まれた電波を送信する電波送信装置である。このような電波送信装置であれば、どのような場所に設置され、またその場所から移されても、適切な電波を送信することができる。そして、このような電波送信装置を十分小型化すれば、従来の電波送信装置のような、設置場所の地主から設置許可を得ることや、その地主に対して設置の対価を支払う必要もない場合も多いと考えられる。

ところで、ＧＰＳ衛星は、軌道高度２０，０００ｋｍを周回しており、地上における受信レベルは平均約−１３０ｄＢｍである。この値は、ＧＰＳ衛星と受信装置の距離の２乗に反比例するが、ＧＰＳ衛星が十分遠方にあるため、レベル変動は地上のどこでも約３ｄＢにとどまる。これに対し、電波送信装置は、地上に設置されるため、電波送信装置と受信装置との間の距離は大きく変化し、したがって受信装置が受信する受信電力も大きく変動する。このため、通常の受信装置のダイナミックレンジ（例えば３０ｄＢ）程度では、電波送信装置までの距離が遠いと利得不足により受信装置は電波送信装置が送信する電波を受信できず、また、電波送信装置までの距離が近すぎると利得オーバーにより受信装置は電波送信装置が送信する電波を正しく受信することができない（遠近問題）。

したがって、電波送信装置が存在意義を十分に果たすためには、電波送信装置の電波到達範囲（受信装置が受信可能な範囲）を定め、電波送信装置の送信出力を調整する必要がある。上述した特許文献１に示されたような固定型の電波送信装置であれば、位置が固定されているため、設置する際に予め電波到達範囲を決定し、送信出力を決定することができる。ところが、本願発明者が考えた移動可能な電波送信装置は、電波送信装置の送信位置が変動するためそのようなことができない。

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、現在位置に応じた送信出力により擬似的な衛星電波を送信する電波送信装置等を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の電波送信装置は、全地球測位システムにおいて用いられる人工衛星の送信電波と同様の電波を送信する送信手段と、当該電波送信装置の現在位置を特定するための位置特定情報を取得する位置特定情報取得手段と、位置に関連づけられた、電波の送信出力情報を取得する送信出力情報取得手段と、制御手段とを備える。このうち制御手段は、位置特定情報取得手段が取得した位置特定情報に基づいて当該電波送信装置の現在位置を特定し、その特定した現在位置に該当する位置の送信出力情報を送信出力情報取得手段を介して取得し、その取得した送信出力情報に基づいた送信出力で、特定した現在位置に基づく情報が含まれた電波を送信手段に送信させる送信処理を実行する。

また、上記課題を解決するためになされた請求項２に記載の電波送信装置は、全地球測位システムにおいて用いられる人工衛星の送信電波と同様の電波を送信する送信手段と、当該電波送信装置の現在位置を特定するための情報を取得する位置特定情報取得手段と、地形情報を取得する地形情報取得手段と、制御手段とを備える。このうち制御手段は、位置特定情報取得手段が取得した情報に基づいて当該電波送信装置の現在位置を特定し、その特定した現在位置付近の地形情報を地形情報取得手段を介して取得し、取得した地形情報に基づいて、送信手段に送信させる電波の送信出力を演算し、その演算した送信出力で、特定した現在位置に基づく情報が含まれた電波を送信手段に送信させる送信処理を実行する。

従来の電波送信装置は、電波の送信位置が固定され、その送信位置に基づいた情報が送信されるようになっていた。つまり、従来の電波送信装置は、電波の送信位置が変更されることを想定しておらず、送信位置の変更に対して柔軟に送信する情報の内容を変更することができなかった。一方、本発明の電波送信装置は、当該電波送信装置の位置に応じた情報が含まれた電波を送信するように構成されているため、どのような場所に設置され、またその場所から移されても、適切な電波を送信することができる。その結果、ＧＰＳにおいて用いられる受信機は、本発明の電波送信装置が送信する電波を利用でき、ＧＰＳ衛星からの電波のみを用いる場合と比較して精度の高い位置を算出することができる。

また、本発明の電波送信装置のように移動可能に構成し、更に十分小型化すれば、従来の電波送信装置のような、設置場所の地主から設置許可を得ることや、その地主に対して設置の対価を支払う必要もない場合も多いと考えられる。したがって、そのような場合は、従来の電波送信装置に比較して設置費用の面で非常に有利であるため、電波送信装置の普及の度合いも向上すると考えられる。そして、このような電波送信装置が広く普及すれば、従来、高層ビルの側や高架式高速道路の下のようなＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難な不感地帯であった場所が減り、ＧＰＳにおいて用いられる受信機の利用性が向上する。また、上述したような、ＧＰＳ衛星の配置により位置精度が影響を受けることも軽減される。

また、制御手段は、現在位置に該当する位置の送信出力情報を送信出力情報取得手段を介して取得し、その取得した送信出力情報に基づいた送信出力で送信手段に電波を送信させる。または制御手段は、特定した現在位置と地形情報取得手段が取得した地形情報とに基づいて、送信手段に送信させる電波の送信出力を演算し、その演算した送信出力で送信手段に電波を送信させる。このように、本発明の電波送信装置は、当該電波装置の現在位置に応じた送信出力により電波が送信される。

ところで、より正確に電波到達範囲を制御するためには、例えば請求項３に記載のようになっているとよい。つまり、制御手段は、送信出力を演算する際に、特定した現在位置と地図情報取得手段が取得した地形情報とに基づいて必要な電波到達範囲を決定し、その電波到達範囲に電波が到達するように送信出力を演算するようになっているとよい。ここで言う「地形情報」というのは、例えば、ビルの形状や高架式の高速道路の形状等を意味する。また、具体的な電波到達範囲の決定方法としては、例えば、地形データから、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難なエリアを推測し、そのエリアをカバーするように電波の到達範囲を設定することが考えられる。

このようになっていれば、より正確に電波到達範囲を制御することができ、上述した遠近問題をより考慮に入れた電波到達範囲（受信装置が受信可能な範囲）に電波を送信することができる。

ところで、このような電波送信装置は、例えば車両に設置されているとよい。車両に設置されていれば、車両自体が移動可能であるため、電波送信装置が、高層ビルの側や高架式高速道路の下のようなＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難な不感地帯に位置する可能性も高く、そのような場合に電波送信装置の存在効果が得られやすい。しかし、車両のような速い速度（例えば８０ｋｍ／ｈ）で移動する場合は、電波送信装置の処理能力の問題から、電波送信装置が、現在位置の変化に応じて送信する電波の情報を変更することが難しい場合も考えられる。

そのような場合は、例えば請求項４に記載の電波送信装置のように、更に、車両が停車中であるか否かの情報を取得する停車情報取得手段を備えるように構成し、制御手段は、停車情報取得手段が取得した、車両が停車中であるか否かの情報に基づき、車両が停車中になったと判断した際に送信処理を実行し、車両が移動中になったと判断した際に送信処理を停止するようになっているとよい。

このようになっていれば、電波送信装置は現在位置に応じた正しい情報が含まれた電波を送信することができる。また、電波送信装置の管理者（運転者）が送信処理の実行及び停止を指示する必要がなくなるため、指示する手間も省くことができる。

また、電波送信装置が車両に搭載されている場合は、電波送信装置が消費する電力の問題も意識する必要がある。つまり、車両の停車中は、必ずしもエンジンが作動している状態であるとは限らず、エンジンが停止中である場合は、電波送信装置は車両に搭載されたバッテリーからの電力供給に頼ることになる。その場合、バッテリーが供給できる電力量には限りがあり、長時間、電波送信装置がバッテリーの電力を消費すると、バッテリーの電力を使い尽くしてしまうおそれがある。

したがって、そのようなことを避けるため、請求項５に記載のようになっているとよい。つまり、更に、車両のエンジンの作動有無に関する情報を取得するエンジン情報取得手段を備えるように構成し、制御手段は、停車情報取得手段が取得した情報に基づいて送信処理を実行しているときに、エンジン情報取得手段が取得した車両のエンジンの作動有無に関する情報に基づいて車両のエンジンが停止したか否かを判断し、車両のエンジンが停止したと判断した際、又は車両のエンジンが停止したと判断してから所定時間後に、送信処理を停止するようになっているとよい。なお、ここで言う所定時間というのは、例えば、バッテリーの蓄電容量と電波送信装置の消費電力とを鑑み、バッテリーの蓄電容量が５０％になるまでの推測される時間を所定時間とすることが考えられる。また、バッテリーの電圧を測定しながら、ある特定電圧まで降下した際に送信処理を停止するようになっていてもよい。

このようになっていれば、バッテリーの電力を使い尽くしてしまい、いわゆるバッテリー上がりの状態になりエンジンを始動させることができなくなってしまうという状態を避けることができる。

また、電波送信装置が電波を送信している状態と電波を送信していない状態とがある場合、電波送信装置の管理者（電波送信装置が車両に搭載されているのであればその車両の運転者）は、電波送信装置がどちらの状態なのかわからない。したがって、請求項６に記載のように、更に、制御手段による送信処理の実行有無を報知する報知手段を備えるように電波送信装置を構成するとよい。このようになっていれば、電波送信装置の管理者は、電源送信装置が現在、電波を送信している状態なのか電波を送信していない状態なのかを知ることができる。そして、このように管理者が、電波送信装置の状態を知ることができると、例えば、電波送信装置からの電波に頼らなくてもＧＰＳ衛星からの電波だけで十分な良い測位精度が得られる場所（例えば、地平線まで見通せるような平地）では強制的に電波送信装置が電波を送信しないように操作することもできる。

ところで、電波送信装置は、請求項７に記載のように、ナビゲーション装置と連携するようになっており、送信出力情報取得手段又は地形情報取得手段は更に地図情報（例えば、道路データや施設データ等）を取得し、ナビゲーション装置がナビゲーション処理を実行する際にその地図情報を用いるようになっているとよい。なお、ここで言うナビゲーション処理というのは、例えば、地図を表示させて更にその地図上に現在地を表示させる処理や、設定された経路にしたがって経路案内を実行する経路案内処理等である。また、送信出力情報取得手段又は地形情報取得手段が取得する地図情報、上述した電波の送信出力情報、地形情報が記憶された記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭやメモリカード等が考えられる。またこのような記憶媒体から情報を取得しなくても、電話回線等の通信インフラを介してサービスセンタのようなところから取得するようになっていてもよい。

このようになっていれば、地図に関連する情報を取得する手段と同種の手段をもう一つ用意する必要がなくなるため、ナビゲーション装置の大きさ、重量、消費電力、コストの面で有利な効果を奏する。

以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施例に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

図１は、実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃの利用形態を示す説明図である。図１には、ＧＰＳ衛星群１０、基準局群１３、ビーコン１５、従来型ナビゲーション装置１７、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃが描かれている。

ＧＰＳ衛星群１０は、軌道高度２０，０００ｋｍを周回しており、Ｌ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）とＬ２帯（１２２７．６ＭＨｚ）の電波を送信する。なお、この電波には、Ｃ／Ａコード、Ｐコードと呼ばれる様々な情報が含まれている。

基準局群１３は、リアルタイムキネマティック測位方式を用いた測位の際に必要な補正データを算出し、送信する基準局群である。
ビーコン１５は、道路上又は道路の近傍に設置された、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭域通信）方式を利用する電波式ビーコンであり、近傍に存在する受信装置に対して位置情報を送信する。なお、光を用いる光式ビーコンであってもよい。

従来型ナビゲーション装置１７は、車両に搭載された一般的なナビゲーション装置であり、ＧＰＳアンテナを有し、ＧＰＳ衛星群１０から送信される電波を受信して現在位置を算出し、その算出した現在位置に基づいて、設定された目的地までの経路案内を行うことができる。なお、後から詳述する疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃもＧＰＳ衛星と同様の電波を送信するため、従来型ナビゲーション装置１７は、これらから送信された電波も受信することができ、この電波も現在位置を算出する際に用いることができる。

疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、それぞれ別の車両に搭載され、従来型ナビゲーション装置１７の機能に加え、ＧＰＳ衛星と同様の電波を送信することができる。疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃの構成及び動作については、後で詳述する。

図１に示す説明図では、従来型ナビゲーション装置１７は、３つのＧＰＳ衛星からなるＧＰＳ衛星群１０から電波を受信できると共に、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃからの電波も受信可能な場所に存在している。

また、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａは、ＧＰＳ衛星群１０から電波を受信できると共に、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ｂからの電波が届く場所に存在し、その電波を受信することができる。また、基準局群１３と通信をすることもできる。

また、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ｂは、ＧＰＳ衛星群１０から電波を受信できると共に、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ，２０ｃからの電波が届く場所に存在し、その電波を受信することができる。また、基準局群１３と通信をすることもできる他、ビーコン１５からの電波を受信可能な場所に位置している。

また、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ｃは、ＧＰＳ衛星群１０から電波を受信できると共に、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ｂからの電波が届く場所に存在し、その電波を受信することができる。また、基準局群１３と通信をすることもできる。このような電波受信環境を例に挙げて以下説明を続ける。

次に、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃの構成を詳細に説明する。なお、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、どのナビゲーション装置も同じ構成を有するため、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａを例に挙げて説明する。

疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａは、図２に示すブロック図のように、搭載された車両の現在位置を検出する位置検出器２１と、ユーザーからの各種指示を入力するための操作スイッチ群２２と、操作スイッチ群２２と同様に各種指示を入力可能であって疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａとは別体となったリモートコントロール端末（以下、リモコンと称す）２３ａと、リモコン２３ａからの信号を入力するリモコンセンサ２３ｂと、地図データや各種の情報を記録した外部記憶媒体から地図データ等を入力する地図データ入力器２５と、地図や各種情報の表示を行うための表示部２６と、各種のガイド音声等を出力するための音声出力部２７と、利用者の音声を入力して電気信号に変換することができるマイクロフォン２８と、ＧＰＳ衛星と同様の電波を送信することができるＧＰＳ送信機３１と、パケット通信により外部と通信を行うことができるパケット通信装置３３と、車内ＬＡＮを介してその車内ＬＡＮに接続された各種ＥＣＵと通信を行う車内ＬＡＮ通信部３５と、上述した位置検出器２１，操作スイッチ群２２，リモコンセンサ２３ｂ，地図データ入力器２５，車内ＬＡＮ通信部３５からの入力に応じて各種処理を実行し、位置検出器２１，表示部２６，音声出力部２７，ＧＰＳ送信機３１，車内ＬＡＮ通信部３５を制御する処理部２９とを備えている。

位置検出器２１は、ＧＰＳ衛星からの送信電波を図示しないＧＰＳアンテナを介して受信し、車両の位置等を検出するＧＰＳ受信機２１ａと、車両に加えられる回転運動の大きさを検出するジャイロスコープ２１ｂと、車両の前後方向の加速度等から走行した距離を検出するための距離センサ２１ｃと、地磁気から進行方位を検出するための地磁気センサ２１ｄと、近傍に存在するビーコンと通信を行い現在位置に関するデータを受信するビーコン送受信部２１ｅとを備えている。

このうち、ＧＰＳ受信機２１ａは、単独測位型ＧＰＳ受信部２１１と、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２とを備える。単独測位型ＧＰＳ受信部２１１は、単独測位方式を用いてＧＰＳアンテナから受信した電波に基づいて現在位置を算出することができる。また、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２は、ＧＰＳアンテナから受信した電波と、パケット通信装置３３を介して基準局群１３から受信した補正データとを用いて、リアルタイムキネマティック測位方式により現在位置を算出することができる。

操作スイッチ群２２は、表示部２６と一体に構成され表示画面上に設置されるタッチパネル及び表示部２６の周囲に設けられたメカニカルなキースイッチ等から構成される。尚、タッチパネルと表示部２６とは積層一体化されており、タッチパネルには、感圧方式，電磁誘導方式，静電容量方式，あるいはこれらを組み合わせた方式など各種の方式があるが、その何れを用いてもよい。

地図データ入力器２５は、図示しない記憶媒体に記憶された各種データを入力するための装置である。記憶媒体には、地図データ（道路データ、地形データ、マークデータ、電波送信の有無を示すデータ等）、案内用の音声データ、音声認識データ等が記憶されている。なお、ここで言う地形データというのは、ビルの立体的な形状を示すデータや、高架式高速道路の立体的な形状を示すデータ等の構造物をはじめとする様々な立体的な形状がわかるデータを意味する。また、電波送信の有無を示すデータというのは、位置に関連づけられたデータであり、任意の位置における電波送信をすべきか否かのデータである。具体的には、例えば、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難な場所では電波を「送信する」というデータになっており、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を十分に精度よく行うことができる場所では電波を「送信しない」というデータになっている。このようなデータを記憶する記録媒体の種類としては、そのデータ量からＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを用いるのが一般的であるが、ハードディスクなどの磁気記憶装置やメモリカード等の媒体を用いても良い。

表示部２６は、カラー表示装置であり、液晶ディスプレイ，有機ＥＬディスプレイ，ＣＲＴなどがあるが、その何れを用いてもよい。表示部２６の表示画面には、位置検出器２１にて検出した車両の現在位置と地図データ入力器２５より入力された地図データとから特定した現在地を示すマーク、目的地までの誘導経路、名称、目印、各種施設のマーク等の付加データとを重ねて表示することができる。また、施設のガイド等も表示できる。

音声出力部２７は、地図データ入力器２５より入力した施設のガイドや各種案内の音声を出力することができる。
マイクロフォン２８は、利用者が音声を入力（発話）するとその入力した音声に基づく電気信号を出力するものである。利用者はこのマイクロフォン２８に様々な音声を入力することにより、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａを操作することができる。

ＧＰＳ送信機３１は、図示しないアンテナ、電力増幅器及び利得可変増幅器等を有し、入力されたデータを指定された送信出力により電波として送信することができる。ＧＰＳ送信機３１は、ＧＰＳ衛星と同じ、Ｌ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）の電波を送信することができる。

パケット通信装置３３は、図示しないアンテナを有し、そのアンテナ介して基準局群１３とパケット通信を行うことができる。
車内ＬＡＮ通信部３５は、車内ＬＡＮに接続され、その車内ＬＡＮに接続された各種ＥＣＵと通信を行うことができる。なお、車内ＬＡＮとしては、例えばＣＡＮ（Control Aria Network）が想定され、各種ＥＣＵの１つとしては、エンジンＥＣＵやＡＴ−ＥＣＵやボデーＥＣＵが想定される。

処理部２９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＳＲＡＭ，Ｉ／Ｏ及びこれらの構成を接続するバスラインなどからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されており、ＲＯＭ及びＲＡＭに記憶されたプログラムに基づいて各種処理を実行する。例えば、位置検出器２１からの各検出信号に基づき座標及び進行方向の組として車両の現在位置を算出し、地図データ入力器２５を介して読み込んだ現在位置付近の地図等を表示部２６に表示する表示処理や、地図データ入力器２５に格納された地点データと、操作スイッチ群２２やリモコン２３ａ等の操作に従って設定された目的地とに基づいて、現在位置から目的地までの最適な経路を算出し、その算出した経路を案内する経路案内処理等を行う。

ここまでで疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの構成を説明したが、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの各部と特許請求の範囲に記載の用語との対応を示す。ＧＰＳ送信機３１が送信手段に相当し、位置検出器２１が位置特定情報取得手段に相当し、処理部２９が制御手段に相当する。また、距離センサ２１ｃが停車情報取得手段に相当し、地図データ入力器２５が地形情報取得手段に相当し、車内ＬＡＮ通信部３５がエンジン情報取得手段に相当し、表示部２６が報知手段に相当する。

次に、処理部２９が実行する特徴的な処理（現在位置測位処理、電波送信処理，高精度測位処理，送信出力決定処理）を説明することにより、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃの特徴的な動作を説明する。なお、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、どのナビゲーション装置も同じ構成を有し、同様に動作可能であるため、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａを例に挙げて説明する。

（１）現在位置測位処理
現在位置測位処理は、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａが搭載された車両のエンジンが始動されたことをきっかけとし、処理部２９のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて処理部２９において実行が開始される。

処理部２９は現在位置測位処理の実行を開始すると、まず、単独測位型ＧＰＳ受信部２１１に指令を送り、現在位置を算出させ、その算出結果を現在位置情報として取得する（Ｓ１１０）。単独測位型ＧＰＳ受信部２１１はこの指令を受け取ると電波の受信を開始し、受信できた電波（ＧＰＳ衛星群１０から送信されている電波と、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ｂから送信されている電波）に含まれる情報に基づいて単独測位方式により現在位置を算出する。そして、算出した現在位置を現在位置情報として処理部２９に渡す。

次に、処理部２９は、単独測位型ＧＰＳ受信部２１１から現在位置情報を受信できたか否かによって処理を分岐する（Ｓ１２０）。単独測位型ＧＰＳ受信部２１１から現在位置情報を受け取ることができた場合はＳ１４０に処理を進め、単独測位型ＧＰＳ受信部２１１から現在位置情報を受け取ることができなかった場合はＳ１３０に処理を進める。この、単独測位型ＧＰＳ受信部２１１から現在位置情報を受け取ることができなかった場合というのは、例えば、車両が高架式高速道路の下に位置している場合やトンネル内に位置している場合に当てはまると考えられる。

単独測位型ＧＰＳ受信部２１１から現在位置情報を受け取ることができなかった場合に進むＳ１３０では、前回用いた現在位置情報を制御部２９のＳＲＡＭから読み出して利用する。

次に、処理部２９は、ジャイロスコープ２１ｂ、距離センサ２１ｃ、地磁気センサ２１ｄ及びビーコン送受信部２１ｅからの情報を利用して現在位置情報を補正する（Ｓ１４０）。そして、補正した現在位置情報は処理部２９内のＳＲＡＭに記憶させ、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの電源が遮断された場合でも現在位置情報が保持されるようにする。

続いて、処理部２９は、現在位置情報に基づいて特定される現在位置が電波の送信対象場所か否かによって処理を分岐する（Ｓ１５０）。これは、地図データ入力器２５を介して入力する地図データに基づいて現在位置が電波送信をすべき位置であるか否かを判断することによって実現される。現在位置が電波の送信対象場所である場合はＳ１６０に処理を進め、現在位置が電波の送信対象場所でない場合はＳ１１０に処理を戻す。

現在位置が電波の送信対象場所であるとして進んだＳ１６０では、電波送信処理を実行する。この電波送信処理は、処理部２９がＧＰＳ送信機３１に送信すべきデータを渡すことにより、ＧＰＳ送信機３１に電波を送信させる処理である。詳細については後述する。

Ｓ１６０の電波送信処理を終了すると、本処理（現在位置測位処理）を終了する。
（２）電波送信処理
次に、電波送信処理について説明する。この電波送信処理は、上述した現在位置測位処理のＳ１６０で呼び出されることにより、処理部２９のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて処理部２９において実行が開始される。

処理部２９は電波送信処理の実行を開始すると、まず、高精度測位処理を実行する（Ｓ２１０）。この高精度測位処理は、処理部２９がＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２に指令することによりＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２に現在位置を算出させ、その算出させた現在位置を特定するための情報を処理部２９が受け取る処理である。詳細については後述する。

次に、処理部２９は、送信出力決定処理を実行する（Ｓ２２０）。この送信出力決定処理は、処理部２９がＧＰＳ送信機３１に出力させる電波の送信出力を決定する処理である。詳細については後述する。

次に、処理部２９は、Ｓ２１０で受け取った現在位置を特定するための情報に基づき、適切なアルマナックデータ（Almanac Data）、エフェメリスデータ（Ephemeris Data）、時刻データ、電離層補正関連データ等を生成し、ＧＰＳ送信機３１にＧＰＳ衛星と同様の電波を送信させる（Ｓ２３０）。なお、この送信の際の送信出力は、Ｓ２２０の送信出力決定処理で決定した送信出力である。また、電波の送信を開始させたことを表示部２６に表示させる。

続いて、処理部２９はＧＰＳ送信機３１に電波を送信させ続けながら、距離センサ２１ｃからの情報に基づいて、車両が移動したか否かを判断し、処理を分岐する（Ｓ２４０）。なお、この判断の際に用いる情報は、例えば、車内ＬＡＮ通信部３５を介してＡＴ−ＥＣＵから得られるシフトポジションの情報や、ボデーＥＣＵから得られるパーキングブレーキの情報であってもよい。これらの情報を用いる場合は、例えば、オートマチックトランスミッションのシフトポジションがＤレンジになったら車両が移動したと判断すればよい。また、パーキングブレーキが解除されたら車両が移動したと判断すればよい。処理部２９は、車両が移動したと判断した場合はＳ２６０に処理を進め、車両は移動していないと判断した場合はＳ２５０に処理を進める。

車両は移動していないと判断した場合に進むＳ２５０では、車内ＬＡＮ通信部３５を介してエンジンＥＣＵから得られるエンジンが作動中であるか否かの情報によって処理を分岐する。エンジンが作動中である場合はＳ２４０に処理を戻し、エンジンが停止中であればＳ２７０に処理を進める。

エンジンが停止中であると判断して進んだＳ２７０では、処理部２９は、エンジンが停止してから１０分を経過しているか否かによって処理を分岐する。エンジンが停止してから１０分を経過しているのであればＳ２６０に処理を進め、エンジンが停止してから１０分を経過していないのであればＳ２４０に処理を戻す。

Ｓ２６０では、電波の送信を停止させる指令をＧＰＳ送信機３１に送り、ＧＰＳ送信機３１に電波の送信を停止させ、電波の送信を停止させたことを表示部２６に表示させる。そして、本処理（電波送信処理）を終了し、現在位置測位処理に処理を戻す。

（３）高精度測位処理
次に、高精度測位処理について説明する。この高精度測位処理は、上述した電波送信処理のＳ２１０で呼び出されることにより、処理部２９のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて処理部２９において実行が開始される。

処理部２９は高精度測位処理の実行を開始すると、まず、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２に指令を送り、現在位置を算出させ、その算出結果を現在位置情報として取得する（Ｓ３１０）。ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２はこの指令を受け取ると電波の受信を開始すると共に、パケット通信装置３３を介して基準局群１３から補正データを受信し、リアルタイムキネマティック測位方式を用いて現在位置を算出する。そして、算出した現在位置を現在位置情報として処理部２９に渡す。

次に、処理部２９は、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２から現在位置情報を受信できたか否かによって処理を分岐する（Ｓ３２０）。ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２から現在位置情報を受け取ることができた場合は、受け取った現在位置情報を処理部２９内のＳＲＡＭに記憶させ（Ｓ３３０）、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａの電源が遮断された場合でも現在位置情報が保持されるようにする。そして、本処理（高精度測位処理）を終了し、現在位置測位処理に処理を戻す。一方、ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部２１２から現在位置情報を受け取ることができなかった場合は、既に処理部２９内のＳＲＡＭに記憶させておいた現在位置情報をそのまま利用するため、何もしない（Ｓ３４０）。そして、本処理（高精度測位処理）を終了し、電波送信処理に処理を戻す。

（４）送信出力決定処理
次に、送信出力決定処理について説明する。この送信出力決定処理は、上述した電波送信処理のＳ２２０で呼び出されることにより、処理部２９のＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて処理部２９において実行が開始される。

処理部２９は送信出力決定処理の実行を開始すると、まず、現在位置付近の地形データを地図データ入力器２５を介して記憶媒体から読み込む（Ｓ４１０）。
続いて、地図データ入力器２５を介して記憶媒体から読み込んだ地形データに基づいて、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａが送信する電波の到達範囲を決定する（Ｓ４２０）。これは、例えば、ＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難な現在位置付近のエリア（不感地帯）を地形データから推測し、そのエリアをカバーするように電波の到達範囲を決定する。この不感地帯の推測の一例を図７の示す説明図を用いて説明する。

図７に示すように、車道５０１の両側にビル群５０３，５０５がそびえ立つような場所において、そのビル群５０３，５０５の切れ端に疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａが搭載された車両５０７に停止していたとする。この場合、処理部２９は、現在位置付近の地形データからビル群５０３，５０５の存在を認識し、不感地帯となり得るであろうエリアを推測する。具体的には、図７においてビル群５０３、５０５に囲まれた斜線で示されるエリア５０９を不感地帯と推測する。そして、このエリア５０９を少なくともカバーするように電波の到達範囲を決定する。具体的には、車両５０７を中心とした円内にエリア５０９が含まれるように電波の到達範囲を決定する（円弧５１１参照）。

続いて、処理部２９は、決定した電波の到達範囲内の最も遠い場所で、一般的なＧＰＳ受信機が受信可能である程度のＧＰＳ送信機３１の送信出力を決定する（Ｓ４３０）。送信出力を決定すると、本処理（送信出力決定処理）を終了し、電波送信処理に処理を戻す。

ここまでで、本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃの構成及び動作について説明したが、本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃによれば、次のような効果が得られる。

本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、それぞれの位置に応じた情報が含まれた電波を送信するように構成されているため、どのような場所に位置し、またその場所から移されても、その位置に応じた適切な電波を送信することができる。その結果、ＧＰＳ測位システムを利用する従来型ナビゲーション装置１７は、本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃが送信する電波も利用でき、ＧＰＳ衛星群１０からの電波のみを用いる場合と比較して精度の高い位置を算出することができる。

また、本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃのように車両に搭載して移動可能に構成すれば、従来の電波送信装置のような、設置場所の地主から設置許可を得ることや、その地主に対して設置の対価を支払う必要もないと考えられる。したがって、本実施例の疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、従来の電波送信装置に比較して設置費用の面で非常に有利であるため、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃのように移動可能に構成すれば電波送信装置の普及の度合いも向上すると考えられる。そして、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０のような電波送信装置が広く普及すれば、従来、高層ビルの側や高架式高速道路の下のようなＧＰＳ衛星からの電波の受信が困難な不感地帯であった場所が減り、ＧＰＳシステムにおいて用いられる受信機の利用性が向上する。また、ＧＰＳ衛星の配置により位置精度が影響を受けることも軽減される。

また、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、地図データ入力器２５を介して入力した現在位置付近の地形データに基づき、ＧＰＳ電波の受信が困難なエリアを推測し、そのエリアをカバーするように電波の到達範囲を設定する。そして、設定した電波の到達範囲内の最も遠い場所で、一般的なＧＰＳ受信機が受信可能である程度のＧＰＳ送信機３１の送信出力を決定し、ＧＰＳ送信機３１に電波を送信させる。このため、電波の到達範囲を適切に制御することができる。

以下、他の実施例について述べる。
（イ）上記実施例では疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃが搭載された車両が停止しているときにのみ、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは電波を送信するようになっていたが、車両が走行中にも十分な精度の情報が含まれた電波を送信可能な程度の処理能力を疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃが有するのであれば、車両が走行中であっても電波を送信するようになっていてもよい。なお、その際、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、より正確な情報が含まれた電波を送信するために、車両の移動方向と移動速度から、現在位置の測定開始時からその現在位置に基づいた電波を送信するまでに必要な時間後の現在位置を予測し、その予測位置に基づき電波を送信させるようになっているとよい。このようになっていれば、より正確な情報が含まれた電波を送信することができる。

（ロ）上記実施例では疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃが電波の送信を開始した後、車両のエンジンが停止すると１０分経過後に疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは電波の送信を停止するようになっていたが、必ずしも経過時間によって電波の送信を停止しなくてもよい。例えば、車両に搭載されたバッテリーの電圧を検知し続け、その電圧が予め定めた電圧を下回った際に電波の送信を停止するようになっていてもよい。このようになっていても、車両のバッテリー上がりを防止することができる。

（ハ）上記実施例では疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、送信出力決定処理において、電波の到達範囲を地形データに基づいて決定するようになっていたが、予め電波の到達範囲を予測し、各地点における送信出力値を予め決定しておき、その情報を記憶媒体に記憶させておいてもよい。そして、送信出力決定処理の際にその情報を読み込むようにすれば適切な送信出力により電波を送信することができる。

（ニ）上記実施例では疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは、車両に搭載されたバッテリーから電力の供給を受けていたが、車両の外部から電力の供給を受けて機能するようになっていてもよい。具体的には例えば、先端に接続プラグを有し、他端が疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃに接続された電力線（コード）が用いられて、疑似衛星機能付きナビゲーション装置２０ａ〜２０ｃは駐車場等に設けられた電力供給設備から電力の供給を受けるようになっているとよい。このようになっていれば、車両のバッテリー上がりを心配する必要がなくなる。

疑似衛星機能付きナビゲーション装置の利用形態を示す説明図である。 疑似衛星機能付きナビゲーション装置の概略構成を示すブロック図である。 現在位置測位処理を説明するためのフローチャートである。 電波送信処理を説明するためのフローチャートである。 高精度測位処理を説明するためのフローチャートである。 送信出力決定処理を説明するためのフローチャートである。 電波の到達範囲を決定する処理を説明するための説明図である。

符号の説明

１０…ＧＰＳ衛星群、１３…基準局群、１５…ビーコン、１７…従来型ナビゲーション装置、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…疑似衛星機能付きナビゲーション装置、２１…位置検出器、２１ａ…ＧＰＳ受信機、２１ｂ…ジャイロスコープ、２１ｃ…距離センサ、２１ｄ…地磁気センサ、２１ｅ…ビーコン送受信部、２２…操作スイッチ群、２３ａ…リモコン、２３ｂ…リモコンセンサ、２５…地図データ入力器、２６…表示部、２７…音声出力部、２８…マイクロフォン、２９…処理部、３１…ＧＰＳ送信機、３３…パケット通信装置、３５…車内ＬＡＮ通信部、２１１…単独測位型ＧＰＳ受信部、２１２…ＲＴＫ−ＧＰＳ受信部。

Claims (7)

1. 全地球測位システムにおいて用いられる人工衛星の送信電波と同様の電波を地上で送信する電波送信装置において、
   前記電波を送信する送信手段と、
   当該電波送信装置の現在位置を特定するための位置特定情報を取得する位置特定情報取得手段と、
   位置に関連づけられた、前記電波の送信出力情報を取得する送信出力情報取得手段と、
   前記位置特定情報取得手段が取得した前記位置特定情報に基づいて当該電波送信装置の現在位置を特定し、その特定した現在位置に該当する位置の前記送信出力情報を前記送信出力情報取得手段を介して取得し、その取得した前記送信出力情報に基づいた送信出力で、前記特定した現在位置に基づく情報が含まれた前記電波を前記送信手段に送信させる送信処理を実行する制御手段と、
   を備えることを特徴とする電波送信装置。
2. 全地球測位システムにおいて用いられる人工衛星の送信電波と同様の電波を地上で送信する電波送信装置において、
   前記電波を送信する送信手段と、
   当該電波送信装置の現在位置を特定するための情報を取得する位置特定情報取得手段と、
   地形情報を取得する地形情報取得手段と、
   前記位置特定情報取得手段が取得した前記情報に基づいて当該電波送信装置の現在位置を特定し、その特定した現在位置付近の地形情報を前記地形情報取得手段を介して取得し、取得した前記地形情報に基づいて、前記送信手段に送信させる電波の送信出力を演算し、その演算した送信出力で、前記特定した現在位置に基づく情報が含まれた前記電波を前記送信手段に送信させる送信処理を実行する制御手段と、
   を備えることを特徴とする電波送信装置。
3. 請求項２に記載の電波送信装置において、
   前記制御手段は、前記送信出力を演算する際に、前記特定した現在位置と前記地図情報取得手段が取得した前記地形情報とに基づいて必要な電波到達範囲を決定し、その電波到達範囲に電波が到達するように前記送信出力を演算することを特徴とする電波送信装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れかに記載の電波送信装置において、
   当該電波送信装置は車両に搭載され、
   更に、前記車両が停車中であるか否かの情報を取得する停車情報取得手段を備え、
   前記制御手段は、前記停車情報取得手段が取得した、前記車両が停車中であるか否かの情報に基づき、前記車両が停車中になったと判断した際に前記送信処理を実行し、前記車両が移動中になったと判断した際に前記送信処理を停止することを特徴とする電波送信装置。
5. 請求項４に記載の電波送信装置において、
   更に、前記車両のエンジンの作動有無に関する情報を取得するエンジン情報取得手段を備え、
   前記制御手段は、前記停車情報取得手段が取得した前記情報に基づいて前記送信処理を実行しているときに、前記エンジン情報取得手段が取得した前記車両のエンジンの作動有無に関する情報に基づいて前記車両のエンジンが停止したか否かを判断し、前記車両のエンジンが停止したと判断した際、又は前記車両のエンジンが停止したと判断してから所定時間後に、前記送信処理を停止することを特徴とする電波送信装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の電波送信装置において、
   更に、前記制御手段による前記送信処理の実行有無を報知する報知手段を備えることを特徴とする電波送信装置。
7. 地図情報を用いてナビゲーション処理を実行するナビゲーション装置であって、
   請求項１〜請求項６の何れかに記載の電波送信装置を備え、その電波送信装置の前記送信出力情報取得手段又は前記地形情報取得手段は更に地図情報を取得し、その地図情報を、前記ナビゲーション処理を実行する際に用いることを特徴とするナビゲーション装置。

Images