JP2006084385A - 測位信号送信装置、測位信号送信方法、及び測位装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＰＳ信号受信不能域でのＧＰＳ測位装置による位置測位を精度良く行えるようにする。
【解決手段】 受信高周波部２１は、ＧＰＳを構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号１０を受信する。信号生成部２８は、ＧＰＳ信号１０に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する擬似雑音符号２９であってＧＰＳ信号１０で用いられているものと同一の形式のものを複数生成する。送信高周波部２９は、ＧＰＳ信号１０と同一の形式の測位信号１１を擬似雑音符号２９に基づいて生成して送信する。送信制御部３０は、送信高周波部２９を制御して、受信高周波部２１により受信されたＧＰＳ信号１０に基づいた時間差を測位信号１１の各々へ与えて送信させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線信号を用いた位置測位の技術に関し、特に、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System ）を利用して移動局の位置を測位する際における利便性を向上させる技術に関する。

近年、ＧＰＳを利用した位置測位機能を有する装置が増えている。
ＧＰＳを構成する人工衛星から送信される電波信号（以下、「ＧＰＳ信号」と称することとする）を使用して位置測位を行うＧＰＳ受信機（ＧＰＳ測位装置）は、地球を周回する２４個程度の人工衛星から送信される信号のうち、例えば３個以上の人工衛星からの信号を利用して、二次元以上の位置を高精度に測定するシステムである。このＧＰＳ技術は、カーナビゲーションシステムやＰＤＡ（Personal Digital Assistant：個人向け携帯型情報通信機器）にも使用され、移動局又はそのユーザの位置の測位が行われる。

ＧＰＳ受信機はＧＰＳ信号を利用して位置測位を行うので、人工衛星と移動局（ＧＰＳ受信機）との間の見通し線（line-of-sight）が妨げられるような環境では、原理的には良好な位置測位を行うことはできない。従って、屋内や車内等の、天空から閉ざされていて移動局ではＧＰＳ信号を直接受信できない空間（以下、「ＧＰＳ信号受信不能域」と称することとする）においては、移動局は自身の位置を測位することができない。ここで、天空とは移動局の位置から天頂方向±９０度程度を示し、衛星が天空に存在するとは、その位置において遮蔽物がなければ天頂方向±９０度程度に衛星が存在する（見通せる）ことをいう。

この点に関し、例えば特許文献１には、位置ＩＤを含む赤外線信号を発する位置ＩＤ発振器を屋内に設け、移動局が、屋外では人工衛星からの電波を受ける一方、屋内ではその赤外線信号を受けるようにすることで、屋内外を問わず移動局の位置測定を可能にする技術が開示されている。

また、例えば特許文献２には、屋内等のＧＰＳ信号受信不能域へＧＰＳ信号を再輻射すること、及び、位置データ送信装置が、予め記憶された緯度・経度データを同空間へ輻射することによって、ＧＰＳ信号受信不能域を移動する移動局の現在位置を特定する技術が開示されている。

ここで、ＧＰＳ受信機による測位方法の概略について記載する。
ＧＰＳ受信機は同一周波数にて複数の人工衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する。各人工衛星は、互いに異なる符号配列である擬似雑音符号（pseudo random noise code ）を用いて拡散スペクトル通信方式によりＧＰＳ信号を生成するので、ＧＰＳ受信機は同一周波数で複数の人工衛星から送られてくるＧＰＳ信号を受信し処理することができる。そして、ＧＰＳ受信機は、この擬似雑音符号を受信する時間に基づいて、各人工衛星からの信号の到達時間を算出する。なお、擬似雑音符号にはＣ／Ａコード、利用者を制限する為に秘匿化されたＰコード（Ｙコード）があり、一般に公開されているのはＣ／Ａコードのみである。

また、ＧＰＳ信号は、擬似雑音符号に併せて人工衛星の軌道情報（エフェメリス）と、人工衛星の暦（アルマナック）等が示されている航法メッセージを含んでいる。
アルマナック（almanac ）とは、ＧＰＳを構成している自分以外の全人工衛星の概略の軌道情報であり、言わば人工衛星の時刻表のようなものであって、ＧＰＳ受信機が補足可能な人工衛星を決定するために利用される情報である。一方、エフェメリス（ephemeris ）とは、自衛星の正確な位置を示すものであり、移動局の位置を算出するために重要な情報となる。ＧＰＳ受信機は、各人工衛星からの信号の到達時間より各人工衛星との距離を算出し、それらの距離（３つ以上）と、人工衛星の軌道情報より自身の位置を算出する。

更に、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号を受信して測位を開始する前に、過去に受信したアルマナックに基づいて、その時間帯に受信できる人工衛星を選択し、次いでＧＰＳ受信機のクロック周波数を微妙に変化させながら人工衛星からの信号を捕捉するサーチ動作を行う。このサーチ動作には通常で数秒から数十秒を要するが、ＧＰＳ受信機が長時間使われずにいたために受信したアルマナックが古くなっている場合や、以前に測位した場所から遠く離れた場所へ移動した後の場合などには、ＧＰＳ受信機が自動的に全ての人工衛星を捕捉するための動作を行うため、さらに長い時間を必要とする（全てのアルマナックを受信するためには１２分３０秒以上の時間を要する）。

従って、ＧＰＳ信号受信不能域においてＧＰＳ受信機の電源を投入し、その後ＧＰＳ信号受信不能域に長時間滞在したためにアルマナックが古いままで更新されない場合などには、その後にＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときの初期測位時間が長くかかる場合がある。

また、同様に、ＧＰＳ信号受信不能域にてＧＰＳ受信機の電源を投入し、その後ＧＰＳ信号受信不能域に長時間滞在したためにエフェメリスが古いままで更新されない場合などには、その後の初期測位時に精度が劣化する場合がある。

この点に関し、例えば特許文献３には、ＧＰＳ信号受信不能域へＧＰＳ信号を再送信することで、ＧＰＳ信号受信不能域内を移動する移動局が、その後にＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときに、速やかに測位状態に入れるようにする技術、及び、ＧＰＳ信号の届かない屋内でもＧＰＳ受信機の保守・点検・修理等の作業を行えるようにする技術が開示されている。

また、昨今のカーナビゲーションシステム等では、このようなＧＰＳ信号を受信できない場所であっても、ジャイロ、方位センサ、距離センサ等を用いて、自身の位置の測位を継続する装置を提供している。

なお、ＧＰＳ受信機による測位方法の詳細については、例えば非特許文献１が詳しい。
特開２０００−１１１６４８号公報 特開２００３−５７３３０号公報 特開平７−２８０９１７号公報 土屋淳・辻宏道著，「新・ＧＰＳ測量の基礎」，社団法人日本測量協会，２００２年９月３０日

上掲した特許文献１に開示されている技術では、移動局に位置ＩＤを含む赤外線信号を受信する受信手段が必要になり、移動局のハード規模が大きくなってしまう。また、位置ＩＤ発振器毎に位置ＩＤを設定すると共に、移動局にて予め位置ＩＤ毎にその位置座標を記憶しておく必要が生じる。更に、屋内に滞在している間はアルマナックやエフェメリスが更新されないため、その後に移動局が屋外に出てＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときの初期測位時間が遅れる場合がある。

また、上掲した特許文献２に開示されている技術では、位置データ送信装置に、予めその位置の緯度・経度データを記憶する必要が生じる。また、移動局にてＧＰＳ信号と緯度・経度データの両方を受信可能な受信機が必要となる。更に、ＧＰＳ信号を受信した場合と、緯度・経度データを受信した場合とで、ＧＰＳ信号より測位した位置と緯度・経度データとのどちらを使用するかを判断するための手順が加わるため、処理が複雑となる。更に、再送信されたＧＰＳ信号を使用してその位置の測位を行う場合は、ＧＰＳ信号が本来の伝搬路ではなく、再送信装置を介して伝搬していることにより、ＧＰＳ信号の到達時間に誤差が生じているため、精度の低い測位結果となる場合がある。

また、特許文献１、及び特許文献２にて開示されている技術のいずれにおいても、予め記憶した緯度・経度データをＧＰＳ信号受信不能域の移動局に送信するため、ＧＰＳ信号受信不能域自体が移動する場合、例えば、ＧＰＳ信号受信不能域が車内、船舶内、航空機内等で、その中にいる人の所持している端末が移動局である場合等には、この技術を利用することができない。

また、前掲した特許文献３に開示されている技術では、ＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときに、速やかに測位状態に入ることはできるが、再送信されたＧＰＳ信号を使用してその位置の測位を行う場合には、ＧＰＳ信号が本来の伝搬路ではなく、再送信装置を介して伝搬していることにより、ＧＰＳ信号の到達時間に誤差が生じているため、精度の低い測位結果となる場合がある。

この他、カーナビゲーションシステム等のうちの、ＧＰＳ信号受信不能域においてジャイロ、方位センサ、距離センサ等を用いて自身の位置の測位を継続する装置では、各種センサの出力が誤差を含んでいる為、精度の低い測位結果となる場合がある。とりわけ、移動局が、人が所持している端末の場合には、このような各種センサの出力誤差は、その人の姿勢や動きによって大きくなるため、測位結果の精度が更に低下する場合もある。

本発明は上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ＧＰＳ信号受信不能域でのＧＰＳ測位装置による位置測位を精度良く行えるようにすることであると共に、ＧＰＳ測位装置がＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときに、速やかに測位状態に入ることができ、またその際の測位精度を向上させることである。

本発明の態様のひとつである測位信号送信装置は、全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号を受信する受信手段と、前記ＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成する信号生成手段と、前記測位信号を送信する送信手段と、前記送信手段を制御して、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、を有することを特徴とするものであり、この特徴によって前述した課題を解決する。

この構成によれば、ＧＰＳ信号と同一の形式である測位信号が送信されるので、測位装置は、ＧＰＳ信号以外の情報を受信する手段を備える必要は無く、この測位信号を受信することにより、ＧＰＳ信号受信不能域でも位置測位が可能となる。更に、受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差が測位信号の各々へ与えられて送信されるので、多数の人工衛星からのＧＰＳ信号を受信手段が受信することにより、測位信号の送信タイミングの時間差に対して高い精度での補正を与えることができる。従って、測位装置はこの補正された測位信号に基づいて精度の高い位置測位が可能になる。

なお、上述した本発明に係る測位信号送信装置において、信号生成手段は、送信元が互いに異なっていることを示している少なくとも３種類以上の測位信号を生成するように構成してもよい。

こうすることにより、最低でも二次元での位置測位を測位装置で行うことができる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、信号生成手段は、受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに基づいた測位信号を生成するように構成してもよい。

こうすることにより、受信手段で受信されていないＧＰＳ信号と同一の形式の測位信号を生成することができる。
なお、このとき、送信制御手段は、ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに基づいて前述の制御を行うように構成してもよい。

こうすることにより、受信手段で受信されていないＧＰＳ信号と同一の形式の測位信号に対する制御を行うことができる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、信号生成手段が、互いに異なるパターンの擬似雑音符号を用いて前記測位信号を生成するように構成することによって、送信元が互いに異なっていることを示している少なくとも３種類以上の測位信号を生成するようにしてもよい。

また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、送信手段が、受信手段により受信されたＧＰＳ信号において示されている航法メッセージを含ませた測位信号を送信するように構成してもよい。

こうすることにより、ＧＰＳ信号を直接受信できる場所に出たときに、速やかに測位状態に入ることができると共に、その際の測位精度も向上する。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、受信手段は、測位装置よりも良好にＧＰＳ信号が到来する位置に設置されていてもよい。

こうすることで多数の人工衛星からのＧＰＳ信号を受信することにより、測位装置での位置測位の精度が向上する。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、送信手段は、測位信号の送信において指向性を持たせるように構成してもよい。

こうすることにより、測位信号送信装置を隣接して設置した場合における、測位信号の混信が抑制されるので、隣接して設置されている測位信号送信装置から送信される位置測位に利用されていない測位信号が測位装置での位置測位へ及ぼす影響が軽減される。

また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、信号生成手段は、受信手段により受信されたＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに、測位信号の生成時点において天空に存在していることが示されている人工衛星が送信するＧＰＳ信号と同一の形式の測位信号を生成するようにしてもよい。

こうすることにより、航法メッセージに基づいた信号の探索を行っている測位装置が測位信号送信装置より送信された測位信号を容易に捉えることができる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、送信制御手段は、人工衛星から受信手段までのＧＰＳ信号の伝播時間に応じた時間差を測位信号の各々へ与えて送信させるように前述の制御を行うようにしてもよい。

当該伝播時間は多数の人工衛星からのＧＰＳ信号を受信することによりその算出精度を高めることができるので、上述したようにすることにより、測位装置が測位信号に基づいて行う位置測位の精度が向上する。

なお、このとき、送信制御手段は、ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージで示されている人工衛星の位置と、当該ＧＰＳ信号に基づいて測位される受信手段の位置とに基づいて当該ＧＰＳ信号の伝播時間を算出するようにしてもよい。

こうすることにより、受信手段で充分に受信できていないＧＰＳ信号の送信元の人工衛星について生成されている測位信号に対する制御を行うことができる。
また、このとき、送信制御手段は、受信手段の位置と、送信手段によって送信される測位信号を受信する測位装置の位置との高度差に基づいてＧＰＳ信号の伝播時間を算出するようにしてもよい。

受信手段の設置位置の高さと測位装置の設置位置の高さとが無視できない程度に大きい場合には、こうすることにより、測位装置が測位信号に基づいて行う位置測位の精度が向上する。

また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、予め設定されている領域内への移動体の進入を検出する検出手段を更に有し、送信制御手段は、送信手段を制御して当該進入の検出に応じて測位信号を送信させるように構成してもよい。

この構成によれば、測位信号送信装置の低消費電力化が図られると共に、測位信号送信装置を隣接して設置する場合に、互いの測位信号の干渉を防止することも可能となる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、受信手段と送信手段とを別設し、当該受信手段から当該送信手段への信号の伝送は信号ケーブルを経て行うように構成してもよい。

こうすることにより、受信手段を、例えば人工衛星からのＧＰＳ信号が良好に到来する場所等に送信手段から離して設置することが容易になる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、受信手段と送信手段とを別設し、当該受信手段から当該送信手段への信号の伝送は無線伝送路を経て行うように構成してもよい。

こうすることにより、受信手段を、例えば人工衛星からのＧＰＳ信号が良好に到来する場所等に送信手段から離して設置することが容易になる。
また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、信号生成手段は、測位信号の生成時点において天空に存在していることが航法メッセージでは示されているものの受信手段の位置では当該生成時点での測位に利用することのできない人工衛星が送信するＧＰＳ信号と同一の形式の当該測位信号を生成するように構成してもよい。

こうすることにより、受信中の測位信号が人工衛星からのものではなく、測位信号送信装置からのものであることを、上記の測位信号を受信した測位装置に認識させることができる。

また、前述した本発明に係る測位信号送信装置において、送信手段は、測位信号を送信するための送信アンテナを有しており、受信手段は、ＧＰＳ信号を受信するための受信アンテナを有しており、当該送信アンテナと当該受信アンテナとを別設し、送信制御手段は、当該送信アンテナと当該受信アンテナとが設置されている位置の違いに基づいて前述の制御を行うように構成してもよい。

こうすることにより、送信アンテナと受信アンテナとを別設したことによる測位装置での位置測位の精度の劣化が抑制される。
本発明の別の態様のひとつである測位信号送信方法は、全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成し、当該ＧＰＳ信号を受信して取得した当該ＧＰＳ信号に基づいた時間差を当該測位信号の各々へ与えて送信することを特徴とする。この特徴によって前述した課題を解決する。

上述した方法によっても、前述した本発明に係る測位信号送信装置と同様の作用・効果が生じるので、前述した課題が解決される。
また、本発明の更なる別の態様のひとつである測位装置は、全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置と、当該測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を送信する測位信号送信装置とからなる測位システムにおける当該測位装置であって、当該測位信号送信装置は、当該ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、当該測位信号を複数生成する信号生成手段と、当該信号生成手段によって生成された測位信号を送信する送信手段と、当該送信手段を制御して、当該受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を当該測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、を有し、当該送信手段は、当該受信手段により受信された当該ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージを含ませた当該測位信号を送信し、当該測位装置は、当該測位に使用する信号を受信する信号受信手段と、当該信号受信手段によって受信された信号が当該測位信号送信装置によって送信されたものであるか否かを、当該信号に含まれている当該航法メッセージに基づいて判定する判定手段と、当該判定の結果を報知する報知手段と、を有することを特徴とするものである。

上述した測位装置によっても、前述した本発明に係る測位信号送信装置と同様の作用・効果が生じるので、前述した課題が解決される。更に、受信中の測位信号が人工衛星からのものであるか、あるいは測位信号送信装置からのものであるかを認識して、その認識結果を当該測位装置の使用者へ報知することができる。

なお、上述した本発明に係る測位装置において、信号生成手段は、天空に存在していないことが航法メッセージで示されている人工衛星が送信するものと同一の形式の測位信号を生成し、判定手段は、天空に存在していないことが当該航法メッセージで示されている当該人工衛星が送信するものと同一の形式の当該測位信号を信号受信手段が受信した場合には、当該測位信号が測位信号送信装置によって送信されたものであると判定するように構成してもよい。

こうすることにより、信号受信手段によって受信された信号が測位信号送信装置によって送信されたものであるか否かを、航法メッセージに基づいて判定手段によって判定することができる。

以上のように、本発明によれば、ＧＰＳ信号受信不能域でのＧＰＳ測位装置による位置測位が精度良く行えるようになるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施する測位信号送信装置の第一の設置例を示す図であり、測位信号送信装置２を車両５に設置する例を示している。

図１において、ＧＰＳ信号に基づいて測位を行うことのできる測位装置３が備えられる移動局は人４であり、人４に測位装置３を取り付けるか、若しくは人４が測位装置３を保持する。

測位信号送信装置２の受信アンテナ７は、ＧＰＳを構成する人工衛星１からの電波（すなわちＧＰＳ信号１０）が測位装置３の現在位置よりも良好に到来することが明らかである、車両５の外部等に設置する。

送信アンテナ８は、測位信号送信装置２の出力である測位信号１１が車両５内の測位装置３へ到達するように設置する。なお、本実施形態においては、測位信号送信装置２が３種類以上の測位信号１１を出力するので、送信アンテナ８を３つ以上設けるようにしている。また、測位装置３の測位結果が受信アンテナ７の位置を示すようにするので、送信アンテナ８として例えばアレイアンテナ等の指向性を有するアンテナを用いるようにして、測位信号１１の到達範囲９を必要に応じて制限する。

測位信号送信装置２は衛星１からのＧＰＳ信号１０を受信して自身の位置を測位する。そして、この測位した位置と、受信したＧＰＳ信号１０に示されている航法メッセージとに基づき、３つ以上の擬似雑音符号を生成し、更に、互いに時間差をつけて遅延させた上で、送信アンテナ８から測位信号１１として送信する。なお、この測位信号１１の形式（搬送波周波数、電波形式、変調方式、情報格納形式など）は、ＧＰＳ信号１０と同一のものとする。つまり、測位信号１１は、この測位信号１１を受信した測位装置３が測位信号１１に基づいた位置測位を行うことができるような形式のものとする。

また、このときに測位信号１１に与えられる時間差は、測位信号１１を受信した測位装置３が位置の測位を行った場合に、測位位置が測位信号送信装置２の測位位置と同等になるように制御する。この制御により、測位装置３における測位位置が、測位信号１１を受信している限り、測位信号送信装置２で測位されたものと同等の測位位置となる。従って、測位装置３は、ＧＰＳ信号１０を直接受信することなく、測位を継続することができる。

また、測位信号１１には、受信したＧＰＳ信号１０に示されていた航法メッセージを、ＧＰＳ信号１０の信号形式に従って含ませるようにする。これにより、測位装置３は、ＧＰＳ信号１０を直接受信していなくても、測位信号１１を受信していることにより航法メッセージを逐次更新しておくことができるので、ＧＰＳ信号１０を直接受信することの可能な車両５の車外へ出たときに、速やかに測位状態に入ることができる。

次に図２について説明する。同図は、本発明を実施する測位信号送信装置の第二の設置例を示す図であり、地表に固着されている建物６に測位信号送信装置２を設置する例を示している。

図２において、ＧＰＳ信号に基づいて測位を行うことのできる測位装置３が備えられる移動局は人４であり、人４に測位装置３を取り付けるか、若しくは人４が測位装置３を保持する。

測位信号送信装置２の受信アンテナ７は、ＧＰＳを構成する人工衛星１からの電波（すなわちＧＰＳ信号１０）が測位装置３の現在位置よりも良好に到来することが明らかである、建物６外部の屋上等に設置する。

送信アンテナ８は、測位信号送信装置２の出力である測位信号１１が建物６内の測位装置３へ到達するように設置する。なお、本実施形態においては、測位信号送信装置２が３種類以上の測位信号１１を出力するので、測位信号送信装置２の１台当たりで送信アンテナ８を３つ以上設けるようにしている。また、測位装置３の測位結果が受信アンテナ７の位置を示すようにするので、送信アンテナ８として例えばアレイアンテナ等の指向性を有するアンテナを用いるようにして、測位信号１１の到達範囲９を必要に応じて制限する。

なお、図２においては、測位信号送信装置２を建物６に３台設置しているが、測位信号送信装置２は、測位装置３での建物６内での測位において要求される精度や建物６の広さに応じ、建物６に設置する台数を増減させることができる。

なお、複数台の測位信号送信装置２を建物６に設置する場合には、測位信号送信装置２の送信アンテナ８の指向性を鋭くする等して測位信号１１の到達範囲９を狭く制限することで、隣接して設置された測位信号送信装置２が測位装置３の測位に及ぼす影響（測位信号１１の混信など）を防止するようにする。ここで、測位信号送信装置２の建物６への設置台数を増やして測位信号送信装置２の１台当たりの到達範囲９を狭くすれば、その狭くした分だけ測位信号１１に基づいた測位を行う測位装置３とその測位信号１１を出力する測位信号送信装置２との相対的な位置関係が近くなるので、測位装置３による測位の精度が向上する。

なお、図２に示した設置例においても図１に示した設置例と同様に、測位信号１１には、受信したＧＰＳ信号１０に示されていた航法メッセージを、ＧＰＳ信号１０の信号形式に従って含ませるようにする。これにより、測位装置３は、ＧＰＳ信号１０を直接受信していなくても、測位信号１１を受信していることにより航法メッセージを逐次更新しておくことができるので、ＧＰＳ信号１０を直接受信することの可能な建物５の外へ出たときに、速やかに測位状態に入ることができる。

次に図３について説明する。同図は、本発明を実施する測位信号送信装置２の構成を示すブロック図である。なお、同図において、受信アンテナ７、受信高周波部２１、受信信号処理部２２、及び測位演算部２６は、周知のＧＰＳ受信機が備えているものと同様の機能のものである。

受信アンテナ７は、ＧＰＳを構成する人工衛星１からの電波、すなわちＧＰＳ信号１０を受信する。なお、受信アンテナ７は人工衛星１からの電波が良好に到来する場所に設置する。また、例えば受信アンテナ７を送信アンテナ８と充分離れた位置に設置する、あるいは、受信アンテナ７と送信アンテナ８との間に電磁波シールドを設置する等により、送信アンテナ８から送信される測位信号１１を受信アンテナ７で受信してしまわないようにする必要がある。

受信高周波部２１は、受信アンテナ７で受信されたＧＰＳ信号１０を所定の信号レベルまで増幅すると共にアナログ−デジタル変換する。
受信信号処理部２２は、デジタルデータに変換されたＧＰＳ信号１０に基づいて各人工衛星１との擬似距離２３を算出すると共に、ＧＰＳ信号１０から航法メッセージ２４を取り出して測位演算部２６へ供給する。なお、高い測位精度の提供を可能とすべく、搬送波位相２５を求めて測位演算部２６へ供給するようにしてもよい。

ここで擬似距離２３について説明する。
擬似距離（pseudo range ）２３とは、人工衛星１と測位信号送信装置２（受信アンテナ７）との間の見かけの距離であり、（見かけの伝搬遅延時間）×（光速）にて算出される。ここで、この見かけの伝搬遅延時間には、人工衛星１が有している時計が計時している時刻と受信信号処理部２２自身が有している時計が計時している時刻との間のズレを含んでいる。従って、擬似距離２３は人工衛星１から測位信号送信装置２まで真の距離と時計誤差に基づく距離誤差との代数和となっている。

高さ方向の位置の測位を行わずに地平面上の位置のみの測位を行う二次元測位の場合には、この時計誤差と二次元座標との計３つの未知数から上述の真の距離を得ることとなるので、最低３つの人工衛星１との間の擬似距離２３を得る必要がある。

このように、２次元測位の場合は、最低３つの擬似距離が必要となるため、受信信号処理部２２は最低でも３個必要となる。なお、通常のＧＰＳ受信機では、例えば、高さ方向の位置の測位をも行う３次元測位を可能にするため、あるいは多数の人工衛星１との擬似距離２３に基づいて最小二乗法により未知数を求めることで測位精度の向上を図るため等の理由により、受信信号処理部２２を８個ないし１８個程度有していることもある。

測位演算部２６は、受信信号処理部２２から供給される、３つ以上の擬似距離２３と、航法メッセージ２４と、搬送波位相２５とに基づいて、測位信号送信装置２（受信アンテナ７）の測位位置２７等を算出する。そして、測位位置２７等を送信制御部３０へ供給すると共に、航法メッセージ２４を信号生成部２８及び送信制御部３０へ供給する。

信号生成部２８は、航法メッセージ２４を参照してその時点で天空に存在する人工衛星１を選択し、選択した人工衛星１についての擬似雑音符号２９（Ｃ／Ａコード：Clear and Acquisition Code若しくは、Coarse and Access Code）を生成して送信制御部３０へ供給する。測位装置３での二次元測位を可能とするため、信号生成部２８は、その時点で天空に存在する人工衛星１を３機以上選択し、選択された人工衛星１の各々についての擬似雑音符号２９を生成する。従って、擬似雑音符号２９は３種類以上が生成される。

擬似雑音符号２９とは、ＧＰＳを構成する人工衛星１の各々に個別に割り当てられているコードであり、受信した信号がどの衛星から送信された信号かをＧＰＳ受信機が識別できるようにするためのものである。つまり、信号生成部２８は、本来は人工衛星１からのＧＰＳ信号１０において用いられているものと同一の擬似雑音符号２９を生成するのである。

送信制御部３０は、測位位置２７と航法メッセージ２４に示されている人工衛星１の軌道情報とより、信号生成部２８で選択された各人工衛星１までの距離を算出し、更に、算出した各距離を電波が伝播する際に要する時間（伝搬時間）を各々算出する。そして、算出した各人工衛星１についての伝搬時間の差を算出し、信号生成部２８から供給された擬似雑音符号２９を個別に遅延させてその時間差を与えた上で送信高周波部３１へ供給する。なお、擬似雑音符号２９を遅延させるには、例えば生成した擬似雑音符号２９を一旦半導体メモリへ記憶させておき、上述した時間差に従ったタイミングでそのメモリから擬似雑音符号２９を読み出すようにすればよい。

なお、信号生成部３０は、人工衛星１から得た航法メッセージ２４を、その人工衛星１のものとして生成された擬似雑音符号２９に乗せる（含ませる）処理を行った上で、当該処理後の擬似雑音符号２９を送信制御部３０へ供給する。ここで、航法メッセージ２４を擬似雑音符号２９に合成する手法は、ＧＰＳの分野で周知の技術のものをそのまま流用する。

送信高周波部３１は、ＧＰＳ衛星で用いられている周知の拡散スペクトル通信方式に従い、ＧＰＳ衛星で用いられているものと同一の周波数の搬送波を擬似雑音符号２９でＰＳＫ（Phase Shift Keying）変調し、得られた変調信号を所定の信号レベルまで増幅して測位信号１１を得ると共に、得られた測位信号１１を送信アンテナ８に供給して送信させる。このように、測位信号１１は、搬送波周波数、電波形式、変調方式、情報格納形式などの信号の形式において、ＧＰＳ信号１０と同一のものとしているので、ＧＰＳ信号１０に基づいて測位を行うことのできる測位装置３であれば、測位信号１１に基づいた測位を行うことができる。

なお、前述したように、擬似雑音符号２９が３種類以上生成されているので、その数に一対一に対応するよう、送信高周波部３１は３個以上設けられる。そして、生成された擬似雑音符号２９が各送信高周波部３１に１種類ずつ供給され、送信制御部３０によって擬似雑音符号２９に対して与えられた時間差に従って測位信号１１が送信される。

なお、図３においては、信号生成部２８が擬似雑音符号２９を３種類生成するものとしており、従って、送信高周波部３１も３個設けられている。ここで、例えば測位装置３において三次元測位を行うようにする場合には、信号生成部２８が擬似雑音符号２９を４種類生成するようにし、送信高周波部３１も４個設けるようにする。

送信アンテナ８には例えばアレイアンテナ等の指向性を有するアンテナを用いるようにし、測位信号１１の到達範囲９を必要に応じて制限する。また、送信アンテナ８から送信した測位信号１１が受信アンテナ７で受信されることのないように、前述したような処置を講じるようにする。

次に、信号生成部３０が行う、擬似雑音符号２９に対する遅延の処理について、更に説明する。
図４は、天空における人工衛星の配置とＧＰＳ信号の受信状況との関係の一例を示している。

同図の例において、車両５の外部に設置されている測位信号送信装置２は、以前に受信していたＧＰＳ信号１０に含まれていた航法メッセージの内容より、天空には現在ＳＶ１からＳＶ８の８つの人工衛星が存在することを認識しているものとする。そして、このうち、仰角の比較的高いＳＶ２からＳＶ６の各人工衛星からのＧＰＳ信号１０が充分な信号レベルで実際に受信できているが、仰角の比較的低いＳＶ１、ＳＶ７、及びＳＶ８の各人工衛星からのＧＰＳ信号１０は、信号レベルが充分でなく、位置測位には利用できないものであったとする。なお、測位信号送信装置２は、５個以上の受信信号処理部２２を有しているものとする。

ここで図５について説明する。同図は、図４の場合において測位信号送信装置２で受信された各人工衛星のＧＰＳ信号１０から得られる擬似雑音符号の取得タイミングを示している。

なお、以下の説明においては、説明を簡略に行うため、航法メッセージに含まれている各人工衛星の有する時計の補正係数は反映済みであり、全ての人工衛星の時計は基準時刻で時刻の同期が取れているものとする。また、擬似雑音符号は１ｍｓの周期にて繰り返し受信されるが、ここでは、地球上付近の現実的な測位解を与える擬似雑音符号の受信タイミングを示すものとする。

図４において、測位信号送信装置２の有する時計の時刻は人工衛星の基準時刻に対してＴｅだけ遅れているものとする。従って、例えば、人工衛星ＳＶ２から送られてくる擬似雑音符号の伝搬遅延時間は、この基準時刻からの遅れ時間Ｔｅと、人工衛星ＳＶ２からのＧＰＳ信号の真の伝播遅延時間Ｔ２との合計時間（Ｔｅ＋Ｔ２）として測位信号送信装置２で観測される。この合計時間が、人工衛星ＳＶ２についての前述した見かけの伝播遅延時間となる。他の人工衛星ＳＶ３〜ＳＶ６についてのＧＰＳ信号の伝搬遅延時間も同様である。

前述したように、地平面上の位置のみの測位を行う二次元測位の場合には、この時計の誤差Ｔｅと二次元座標（例えば座標（Ｘ，Ｙ））との計３つの未知数を求めることとなる。このためには、最低限３機の人工衛星各々の座標とそれらからのＧＰＳ信号１０の到達時間とを用いた３つの方程式を連立させて解けばよい。ここで、測位演算部２６は、基準値以上の受信信号レベルでＧＰＳ信号を受信した、ＳＶ２からＳＶ６までの計５個の人工衛星の各々についての擬似距離２３を算出し、得られた擬似距離と航法メッセージから得られる各人工衛星の位置を示す座標値とを用いて得られる５つの方程式を最小二乗法により解くことで、未知数の算出結果の精度を向上させている。

次に図６について説明する。同図は、図４の場合において測位信号送信装置２が送信する擬似雑音符号の送信タイミングを示している。
まず、信号生成部２８は、受信できているＧＰＳ信号１０を送信している人工衛星のうち、測位信号送信装置２との間での幾何学的配置の関係が良好なもの、例えば測位信号送信装置２からの向きが大きく異なる人工衛星から送られているものを航法メッセージ２４に基づいて３機選択する。そして、選択した人工衛星についての擬似雑音符号２９を生成して送信制御部３０へ供給する。

送信制御部３０は、測位位置２７と航法メッセージ２４に示されている人工衛星の軌道情報とより、信号生成部２８で選択された各人工衛星までの距離を算出し、更に、算出した各距離を電波が伝播する際に要する時間（伝搬時間）を各々算出する。そして、算出した各人工衛星についての伝搬時間の差を算出し、信号生成部２８から供給された擬似雑音符号２９を個別に遅延させてその時間差を与えた上で送信高周波部３１へ供給し、測位信号１１として送信させる。

今、図４において、信号生成部２８が人工衛星ＳＶ２、ＳＶ３、及びＳＶ６を選択したものとし、この場合における人工衛星ＳＶ２についての擬似雑音符号２９の送信タイミング（信号生成部２８から送信高周波部３１への供給タイミング）を、図６を参照しながら説明する。

この場合における人工衛星ＳＶ２についての擬似雑音符号２９の送信タイミングは、測位信号送信装置２で観測される人工衛星ＳＶ２についての前述した見かけの伝播遅延時間Ｔｅ＋Ｔ２と、測位演算部２６での最小二乗法を用いた計算によって得られたＴ２の精度向上のための補正値ΔＴ２と、測位信号送信装置２と測位装置３との高さ方向の位置の違いを反映させた補正値ΔＴｈ２と、の代数和とする。ここで、ΔＴｈ２は、測位位置送信装置２の受信アンテナ７を設置する場所の高度と測位装置３との高度差に応じて設定するが、この高度差が無視できる程度に小さい場合には設定しなくてもよい。

このように、信号生成部２８で生成した擬似雑音符号２９へ与える時間差に対し、このΔＴ２やΔＴｈ２といった補正値による補正を行うことにより、受信したＧＰＳ信号１０を単純にＧＰＳ信号受信不能域へ再送信するようなＧＰＳ信号１０の中継装置（例えば前掲した特許文献３に開示されているような装置）に比べて、高い精度での位置測位が測位装置３で可能となる。

この他の人工衛星ＳＶ３及びＳＶ６のそれぞれについての擬似雑音符号２９の送信タイミングも、人工衛星ＳＶ２と同様に設定する。そして、信号生成部２８は、これらの送信タイミング相互のズレ時間を反映させるように各擬似雑音符号２９を個々に遅延させて時間差を与えた上で、送信高周波部３１へ供給し、測位信号１１として送信させる。

こうすることにより、測位装置３は、図４におけるＧＰＳ信号１０の受信不能域である車両５の室内に位置していても、高い精度で位置測位を行うことができるのである。
以下、本発明の変形例について説明する。

まず図７について説明する。同図は、図６と同様、図４の場合において測位信号送信装置２が送信する擬似雑音符号の送信タイミングを示している。
この変形例では、信号生成部２８が、その時点で天空上に存在していることが航法メッセージ２４には示されているのにも拘わらず、実際にはＧＰＳ信号１０を受信できていない人工衛星を更に選択し、選択された人工衛星についての擬似雑音符号２９をも生成するというものである。

図４の場合において、上述した条件に合致しているものは、測位信号送信装置２から見た仰角の低い人工衛星ＳＶ１、ＳＶ７、ＳＶ８であり、信号生成部２８はこれらを更に選択してこれらが用いているものと同一の擬似雑音符号２９を生成するものとする。

送信制御部３０は、測位位置２７と航法メッセージ２４から得られる人工衛星ＳＶ１、ＳＶ７、ＳＶ８の各々の現在位置とに基づいて、人工衛星ＳＶ１、ＳＶ７、ＳＶ８の各々から測位信号送信装置２までの距離を算出し、算出した距離を光速で除算することで、人工衛星ＳＶ１、ＳＶ７、ＳＶ８の各々から測位信号送信装置２までの距離をＧＰＳ信号１０が伝播する場合に要する伝搬時間を算出する。そして、この算出結果に基づいて、人工衛星ＳＶ１、ＳＶ７、ＳＶ８の各々についての擬似雑音符号２９の送信タイミング（信号生成部２８から送信高周波部３１への供給タイミング）を設定する。

例えば、図７において、人工衛星ＳＶ１についての擬似雑音符号２９の送信タイミングＴ１’は、人工衛星ＳＶ１から測位信号送信装置２までの距離をＧＰＳ信号１０が伝播する場合に要する伝搬時間Ｔ１と、測位演算部２６で算出されている前述した基準時刻のズレ分Ｔｅと、測位信号送信装置２と測位装置３との高さ方向の位置の違いを反映させた補正値ΔＴｈ１と、の代数和とする。ここで、ΔＴｈ１は、測位信号送信装置２の受信アンテナ７を設置する場所の高度と測位装置３との高度差が無視できる程度に小さい場合には設定しなくてもよい。

また、この他の人工衛星ＳＶ７及びＳＶ８のそれぞれについての擬似雑音符号２９の送信タイミングＴ７’Ｔ８’も、人工衛星ＳＶ１と同様に設定する。そして、信号生成部２８は、これらの送信タイミング相互のズレ時間を反映させるように各擬似雑音符号２９を個々に遅延させて時間差を与えた上で、送信高周波部３１へ供給し、測位信号１１として送信させる。

このようにして、ＧＰＳ信号１０を受信できない人工衛星についての擬似雑音符号２９をも測位信号送信装置２が送信するようにする一方で、測位装置３は、図８に示すような構成とすることにより、位置測位の基礎とした信号を、人工衛星から直接受信したのか、それとも測位信号送信装置２から受信したのかを識別することができる。

図８に示す測位装置３の構成例において、受信アンテナ７、受信高周波部２１、受信信号処理部２２、及び測位演算部２６は、測位信号送信装置２と同様のもの、すなわち周知のＧＰＳ受信機が備えているものと同様の機能のものである。但し、受信信号処理部２２は、測位演算部２６へ供給した擬似距離２３がどの人工衛星についてのものであるかを示す情報（受信衛星情報４１）を判定処理部４２へ供給する。

測位装置３は、受信できる信号の探索を航法メッセージ２４に基づいて行うので、その時点で天空上に存在していることが航法メッセージ２４に示されている人工衛星についての測位信号１１を容易に捉えて受信することができる。

判定処理部４１は、測位演算部２６から供給される測位位置２７と航法メッセージ２４とを受け取ると、受信高周波部２１から供給された受信している衛星の番号とその信号レベルも含む受信衛星情報４１に示されている人工衛星のうち、本来は測位装置３の現在位置では信号レベルが低くなる位置に存在していることが航法メッセージ２４で示されているにも拘わらず、擬似距離２３の算出が行われ、かつ一定以上の受信レベルを得ているか衛星が存在するか否かを判定する。ここで、そのような人工衛星が存在した場合には、測位装置３は、位置測位の基礎とした信号を人工衛星からではなく測位信号送信装置２から受信している（すなわち、測位信号１１に基づいて位置測位を行っている）とみなす。一方、そのような人工衛星が存在しなかった場合には、測位装置３は、位置測位の基礎とした信号を人工衛星から直接受信している（すなわち、ＧＰＳ信号１０に基づいて位置測位を行っている）とみなす。

判定結果報知部４３は、判定処理部４１による判定結果を受け取って当該結果を文字表示、図形表示、発音等により出力し、測位装置３を有している人４へ報知する。また、データとして他装置に通知し、例えば、測位装置３から測位結果と測位信号送信装置２から受信した信号であった旨、無線などで通知されたセンタでは、センタのオペレータが利用する画面の地図上に測位装置３の位置を表示する際に、測位装置３の計測した測位結果は、測位信号送信装置２により送信された測位信号を用いて測位されたものであることがわかるような表示をすることもできる。

以上のように、ＧＰＳ信号１０を受信できていない人工衛星についての擬似雑音符号２９をも測位信号送信装置２が送信するようにすると共に、測位装置３を図８に示すように構成することにより、位置測位の基礎とした信号を、人工衛星から直接受信したのか、それとも測位信号送信装置２から受信したのかを人４は認識することができる。

以下、図３に示した測位信号送信装置２の他の変形例について説明する。
図９に示すように、移動体進入検出部５１を図３に示した測位信号送信装置２に追加し、その検出出力を送信制御部３０へ供給するようにする。

移動体進入検出部５１は、例えば赤外線センサや光電センサなどのセンサを用いて構成されるものであり、送信アンテナ８から送信される測位信号１１の到達範囲９内に移動体が進入中であることを検出し、その検出結果を送信制御部３０へ供給する。送信制御部３０は、この検出結果に基づき、測位信号１１の到達範囲９内に移動体が進入中の期間のみ、あるいはその到達範囲９内への移動体の進入が検出されてから所定時間だけ、測位信号１１の送信アンテナ８からの送信を行わせるように送信高周波部３１を制御する。

このように、移動体進入検出部５１を測位信号送信装置２に備えることにより、測位信号１１の送信が常時継続することが無くなるので、測位信号送信装置２の低消費電力化が図られると共に、図２に例示したような、建物６内に複数の測位信号送信装置２を隣接させて設置する場合に、互いの測位信号１１の干渉を防止することも可能となる。

次に、図３に示した測位信号送信装置２の構成要素を分離して設置する設置例について説明する。
図１０に示す設置例では、図３に示した測位信号送信装置２の構成要素のうち、受信アンテナ７、受信高周波部２１、受信信号処理部２２、及び測位演算部２６を受信測位ブロック６１として１つの筐体に納め、建物６の屋上等に設置する。その一方で、信号生成部２８、送信制御部３０、送信高周波部３１、及び送信アンテナ８を送信ブロック６２として１つの筐体に納め、受信測位ブロック６１とは離れた位置である、建物６の室内の天井等に別設する。そして、この受信測位ブロック６１と送信ブロック６２とを信号ケーブル６３で接続し、測位位置２７と航法メッセージ２４と示す信号を受信測位ブロック６１から送信ブロック６２へ供給するようにする。なお、ここで、受信アンテナ７の位置が二次元測位における測位装置３の測位位置となるので、信号ケーブル６３を長くして送信ブロック６２は受信測位ブロック６１の真下に設置し、送信アンテナ８の指向性を送信ブロック６２の直下方向へ向けるようにする。こうすることにより、測位信号送信装置２を貫通させるための穴を建物６の天井に開ける必要がない。

また、別設されている受信測位ブロック６１から送信ブロック６２へ測位位置２７と航法メッセージ２４と示す信号を供給するために信号ケーブル６３を用いる代わりに、無線伝送路を用いるようにしてもよい。

すなわち、図１１に示すように、受信測位ブロック６１に無線送信装置６４を接続すると共に、送信ブロック６２に無線受信装置６５を接続する。そして、受信測位ブロック６１から出力される測位位置２７と航法メッセージ２４と示す信号を無線送信装置６４に入力し、当該信号によって変調されている電磁波を送信させる。無線伝送路を介して伝送されるこの電磁波を無線受信装置６５で受信して元の信号を復調させ、復調された測位位置２７と航法メッセージ２４と示す信号を送信ブロック６２へ供給するようにする。こうすることによっても、測位信号送信装置２を貫通させるための穴を建物６の天井に開ける必要がない。

なお、無線送信装置６４から送信されて無線受信装置６５で受信される電磁波の周波数は、ＧＰＳ信号１０及び測位信号１１の周波数と大きく異ならせておくとよい。こうすることにより、この電磁波が測位装置３での位置測位に及ぼす影響を低減させることができ、また、送信アンテナ８から送信される測位信号１１が受信アンテナ７で受信されてしまうことを防止するために設置される電磁波シールドによるこの電磁波の減衰を少なくすることができる。

なお、上述した設置例のように、受信アンテナ７と送信アンテナ８とを離れた位置に設置する際には、その位置差を考慮して擬似距離符号２９の送信タイミングを調整することが好ましく、こうすることにより、受信アンテナ７と送信アンテナ８との別設に起因する測位装置３での位置測位の精度の劣化を低減させることができる。

その他、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。
例えば、図３に示した測位信号送信装置２の構成では、信号生成部２８から供給された擬似雑音符号２９の各々に対して送信制御部３０が所定の時間差を与えた上で別個の送信高周波部３１へ供給して別個の送信アンテナ８から送信させるようにしているが、その代わりに、所定の時間差の与えられた擬似雑音符号２９を送信制御部３０で１つの信号に合成し、当該合成後の信号を送信高周波部３１へ供給して送信アンテナ８から送信させるようにしてもよい。こうすることにより、測位信号送信装置２に設ける送信高周波部３１と送信アンテナ８との個数を削減することができる。

（付記１）全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
前記ＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成する信号生成手段と、
前記測位信号を送信する送信手段と、
前記送信手段を制御して、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、
を有することを特徴とする測位信号送信装置。

（付記２）前記信号生成手段は、送信元が互いに異なっていることを示している少なくとも３種類以上の前記測位信号を生成することを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記３）前記信号生成手段は、前記受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに基づいた前記測位信号を生成することを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記４）前記送信制御手段は、前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに基づいて前記制御を行うことを特徴とする付記３に記載の測位信号送信装置。
（付記５）前記信号生成手段は、互いに異なるパターンの擬似雑音符号を用いて前記測位信号を生成することを特徴とする付記２に記載の測位信号送信装置。

（付記６）前記送信手段は、前記受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージを含ませた前記測位信号を送信することを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記７）前記受信手段は、前記測位装置よりも良好に前記ＧＰＳ信号が到来する位置に設置されていることを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。
（付記８）前記送信手段は、前記測位信号の送信において指向性を持たせることを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記９）前記信号生成手段は、前記測位信号の生成時点において天空に存在していることが前記航法メッセージで示されている前記人工衛星が送信する前記ＧＰＳ信号と同一の形式の当該測位信号を生成することを特徴とする付記３に記載の測位信号送信装置。

（付記１０）前記送信制御手段は、前記人工衛星から前記受信手段までの前記ＧＰＳ信号の伝播時間に応じた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させるように前記制御を行うことを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記１１）前記送信制御手段は、前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージで示されている前記人工衛星の位置と、当該ＧＰＳ信号に基づいて測位される前記受信手段の位置とに基づいて前記ＧＰＳ信号の伝播時間を算出することを特徴とする付記１０に記載の測位信号送信装置。

（付記１２）前記送信制御手段は、前記受信手段の位置と、前記送信手段によって送信される測位信号を受信する測位装置の位置との高度差に基づいて前記ＧＰＳ信号の伝播時間を算出することを特徴とする付記１０に記載の測位信号送信装置。

（付記１３）予め設定されている領域内への移動体の進入を検出する検出手段を更に有し、
前記送信制御手段は、前記送信手段を制御して前記進入の検出に応じて前記測位信号を送信させる、
ことを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記１４）前記受信手段と前記送信手段とを別設し、当該受信手段から当該送信手段への信号の伝送は信号ケーブルを経て行うことを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記１５）前記受信手段と前記送信手段とを別設し、当該受信手段から当該送信手段への信号の伝送は無線伝送路を経て行うことを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記１６）前記信号生成手段は、前記測位信号の生成時点において天空に存在していることが前記航法メッセージでは示されているものの前記受信手段の位置では当該生成時点での測位に利用することのできない前記人工衛星が送信するＧＰＳ信号と同一の形式の当該測位信号を生成することを特徴とする付記３に記載の測位信号送信装置。

（付記１７）前記送信手段は、前記測位信号を送信するための送信アンテナを有しており、
前記受信手段は、前記ＧＰＳ信号を受信するための受信アンテナを有しており、
前記送信アンテナと前記受信アンテナとを別設し、
前記送信制御手段は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとが設置されている位置の違いに基づいて前記制御を行う、
ことを特徴とする付記１に記載の測位信号送信装置。

（付記１８）全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成し、
前記ＧＰＳ信号を受信して取得した当該ＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信する、
ことを特徴とする測位信号送信方法。

（付記１９）全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置と、当該測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を送信する測位信号送信装置とからなる測位システムにおける当該測位装置であって、
前記測位信号送信装置は、
前記ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
前記測位信号を複数生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段によって生成された測位信号を送信する送信手段と、
前記送信手段を制御して、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、
を有し、
前記送信手段は、前記受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージを含ませた前記測位信号を送信し、
前記測位装置は、
前記測位に使用する信号を受信する信号受信手段と、
前記信号受信手段によって受信された信号が前記測位信号送信装置によって送信されたものであるか否かを、当該信号に含まれている前記航法メッセージに基づいて判定する判定手段と、
前記判定の結果を報知する報知手段と、
を有する、
ことを特徴とする測位装置。

（付記２０）前記信号生成手段は、天空に存在していないことが前記航法メッセージで示されている前記人工衛星が送信するものと同一の形式の前記測位信号を生成し、
前記判定手段は、天空に存在していないことが前記航法メッセージで示されている前記人工衛星が送信するものと同一の形式の前記測位信号を前記信号受信手段が受信した場合には、当該測位信号が前記測位信号送信装置によって送信されたものであると判定する、
ことを特徴とする付記１９に記載の測位装置。

本発明を実施する測位信号送信装置の第一の設置例を示す図である。 本発明を実施する測位信号送信装置の第二の設置例を示す図である。 本発明を実施する測位信号送信装置の構成を示すブロック図である。 天空における人工衛星の配置とＧＰＳ信号の受信状況との関係の一例を示す図である。 図４の場合において測位信号送信装置で受信された各人工衛星のＧＰＳ信号から得られる擬似雑音符号の取得タイミングを示す図である。 図４の場合において測位信号送信装置が送信する擬似雑音符号の送信タイミングを示す図（その１）である。 図４の場合において測位信号送信装置が送信する擬似雑音符号の送信タイミングを示す図（その２）である。 測位装置の構成例を示す図である。 図３に示した測位信号送信装置の構成の変形例の要部を示すブロック図である。 図３に示した測位信号送信装置の構成要素を分離して設置する第一の設置例を示す図である。 図３に示した測位信号送信装置の構成要素を分離して設置する第二の設置例を示す図である。

符号の説明

１、ＳＶ１〜ＳＶ８ 人工衛星
２ 測位信号送信装置
３ 測位装置
４ 人
５ 車両
６ 建物
７ 受信アンテナ
８ 送信アンテナ
９ 到達範囲
１０ ＧＰＳ信号
１１ 測位信号
２１ 受信高周波部
２２ 受信信号処理部
２３ 擬似距離
２４ 航法メッセージ
２５ 搬送波位相
２６ 測位演算部
２７ 測位位置
２８ 信号生成部
２９ 擬似雑音信号
３０ 送信制御部
３１ 送信高周波部
４１ 受信衛星情報
４２ 判定処理部
４３ 判定結果報知部
５１ 移動体検出部
６１ 受信測位ブロック
６２ 送信ブロック
６３ 信号ケーブル
６４ 無線送信装置
６５ 無線受信装置

Claims (5)

1. 全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   前記ＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成する信号生成手段と、
   前記測位信号を送信する送信手段と、
   前記送信手段を制御して、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、
   を有することを特徴とする測位信号送信装置。
2. 前記信号生成手段は、前記受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージに基づいた前記測位信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の測位信号送信装置。
3. 前記信号生成手段は、前記測位信号の生成時点において天空に存在していることが前記航法メッセージでは示されているものの前記受信手段の位置では当該生成時点での測位に利用することのできない前記人工衛星が送信するＧＰＳ信号と同一の形式の当該測位信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の測位信号送信装置。
4. 全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を複数生成し、
   前記ＧＰＳ信号を受信して取得した当該ＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信する、
   ことを特徴とする測位信号送信方法。
5. 全地球測位システム（ＧＰＳ）を構成する人工衛星より送られてくるＧＰＳ信号に基づいて測位を行う測位装置と、当該測位装置が当該測位に使用する測位信号であって当該ＧＰＳ信号と同一の形式である当該測位信号を送信する測位信号送信装置とからなる測位システムにおける当該測位装置であって、
   前記測位信号送信装置は、
   前記ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   前記測位信号を複数生成する信号生成手段と、
   前記信号生成手段によって生成された測位信号を送信する送信手段と、
   前記送信手段を制御して、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に基づいた時間差を前記測位信号の各々へ与えて送信させる送信制御手段と、
   を有し、
   前記送信手段は、前記受信手段により受信された前記ＧＰＳ信号において示されている航法メッセージを含ませた前記測位信号を送信し、
   前記測位装置は、
   前記測位に使用する信号を受信する信号受信手段と、
   前記信号受信手段によって受信された信号が前記測位信号送信装置によって送信されたものであるか否かを、当該信号に含まれている前記航法メッセージに基づいて判定する判定手段と、
   前記判定の結果を報知する報知手段と、
   を有する、
   ことを特徴とする測位装置。

Images