JP2008011451A - 位置測定システム及び位置測定方法 - Google Patents

位置測定システム及び位置測定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基地局の配置場所や数にかかわらず、当該基地局と通信を行う移動端末の位置を精度良く測定することが可能な、位置測定システム及び位置測定方法を提供する。
【解決手段】位置測定システムは、GPSからのGPS情報を受信する移動端末10と、移動端末10との折返し時間(RTT)を測定する基地局装置30と、基地局装置30の位置情報を保持する基地局位置テーブル部51と、基地局装置30に備えられ、移動端末10と通信を行うアンテナ装置20と、基地局装置30との間のケーブル長を保持するケーブル長テーブル部52と、基地局装置30によって測定された折返し時間と、ケーブル長テーブル部52から取得したケーブル長と、基地局位置テーブル部51から取得した基地局の位置情報と、移動端末10から受信したGPS情報に基づいて、移動端末10の位置を測定する位置測定装置40とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、位置測定システム及び位置測定方法に関する。
従来、移動通信システムにおいて、移動端末の位置を測定することが行われている。移動端末の位置を測定するためには、移動端末と通信を行う基地局の位置、特に、基地局に備えられたアンテナ装置の位置が正確であることが必要である。又、基地局とアンテナ装置間のケーブルの長さを考慮する必要がある。
このため、アンテナ装置がGPSからのGPS情報を受信し、当該衛星信号及びケーブルの長さに基づいて、アンテナ装置を決定する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)
特開2005−6319号公報
しかしながら、上記従来技術は、GPS情報を用いているため、基地局がGPSを受信できない位置に配置されている場合は、適用することができない。又、基地局の数が多くなった場合、それぞれの基地局データを管理することが困難であり、従来技術を適用することは、現実的ではない。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、基地局の配置場所や数にかかわらず、当該基地局と通信を行う移動端末の位置を精度良く測定することが可能な、位置測定システム及び位置測定方法を提供することを課題とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の特徴は、(a)GPSからのGPS情報を受信する移動端末と、(b)移動端末との折返し時間(RTT)を測定する基地局装置と、(c)基地局装置の位置情報を保持する基地局位置テーブル部と、(d)基地局装置に備えられ、移動端末と通信を行うアンテナ装置と、基地局装置との間のケーブル長を保持するケーブル長テーブル部と、(e)基地局装置によって測定された折返し時間と、ケーブル長テーブル部から取得したケーブル長と、基地局位置テーブル部から取得した基地局の位置情報と、移動端末から受信したGPS情報に基づいて、移動端末の位置を測定する位置測定装置とを備える位置測定システムであることを要旨とする。
第1の特徴に係る位置測定システムによると、基地局の配置場所や数にかかわらず、当該基地局と通信を行う移動端末の位置を精度良く測定することができる。
又、第1の特徴に係る位置測定システムは、移動端末から受信したGPS情報及び基地局装置から受信した折返し時間に基づいて、基地局位置テーブル部及びケーブル長テーブル部を更新するテーブル演算装置を更に備えてもよい。
又、第1の特徴に係る位置測定システムは、移動端末において受信した衛星数が一定数以上ある場合は、GPS情報をテーブル演算装置へ送信し、衛星数が一定数に達しない場合は、GPS情報を位置測定装置へ送信する衛星数判定部を更に備えてもよい。
又、第1の特徴に係る位置測定システムにおいて、移動端末は、移動端末の位置情報を入力する初期設定用入力部を備えてもよい。
又、第1の特徴に係る位置測定システムは、アンテナ装置の位置情報を保持するアンテナ位置テーブル部を更に備え、位置測定装置は、更に、アンテナ位置テーブルに保持されたアンテナ装置の位置情報に基づいて、移動端末の位置を測定してもよい。
又、第1の特徴に係る位置測定システムにおいて、テーブル演算装置は、アンテナ位置テーブル部に保持されたアンテナ装置の位置情報を更新してもよい。
又、第1の特徴に係る位置測定システムにおいて、移動端末は、LMUに準拠してもよい。
本発明の第2の特徴は、(a)移動端末が、GPSからのGPS情報を受信するステップと、(b)基地局装置が、移動端末との折返し時間を測定するステップと、(c)基地局装置によって測定された折返し時間と、移動端末と通信を行うアンテナ装置と、基地局装置との間のケーブル長を保持するケーブル長テーブル部から取得したケーブル長と、基地局装置の位置情報を保持する基地局位置テーブル部から取得した基地局の位置情報と、移動端末から受信したGPS情報に基づいて、移動端末の位置を測定するステップとを含む位置測定方法であることを要旨とする。
第2の特徴に係る位置測定方法によると、基地局の配置場所や数にかかわらず、当該基地局と通信を行う移動端末の位置を精度良く測定することができる。
本発明によると、基地局の配置場所や数にかかわらず、当該基地局と通信を行う移動端末の位置を精度良く測定することが可能な、位置測定システム及び位置測定方法を提供することができる。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
<第1の実施形態>
(位置測定システム)
第1の実施形態に係る通信システムは、図1に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50とを備える。
移動端末10は、GPS測定部11と、通信部12とを備える。
GPS測定部11は、自発的に、あるいは、他の装置から位置測定要求信号を受信した場合、GPSからの衛星信号を受信する。
通信部12は、GPSから得られたGPS情報をアンテナ装置20の通信部21へ送信し、基地局装置30を介して、位置測定装置40へ送信する。
アンテナ装置20は、通信部21を備える。
通信部21は、移動端末10の通信部12からGPS情報を受信し、基地局装置30へ送信する。
基地局装置30は、基地局ID保持部31と、RTT測定部32とを備える。
基地局ID保持部31は、基地局装置30固有の識別番号である基地局IDを保持する。
RTT測定部32は、測定対象となる移動端末10へ、移動端末10と基地局装置30との距離を求めるため、RTT信号を送信する。そして、RTT測定部32は、移動端末10からRTT信号を受信する。RTT(round trip times)の測定方法は、基地局装置30から移動端末10へRTT信号を送信し、移動端末10がそのRTT信号を折返し、再び基地局装置30に帰ってくるまでの間の時間を計測し、それを2で割った値として算出される。RTT値が分かれば、移動端末10と基地局装置30間の距離は、光速度×RTT値から求めることができる。
尚、RTT信号に関しては、3GPP TS 25.215などに記載されており、それを用いることが好適である。
しかしながら、基地局装置30で求めた値は、基地局装置30と移動端末10との距離であるため、アンテナ装置20と移動端末10との正確な距離を表していない。
位置測定装置40は、基地局データベース50の基地局位置テーブル部51、ケーブル長テーブル部52を参照し、移動端末10と基地局装置30間の距離から、ケーブル長テーブル部52から取得したケーブル長を減算することにより、移動端末10とアンテナ装置20間の距離を求める。移動端末10とアンテナ装置20間の距離の算出方法については、後に詳述する。
基地局データベース50は、基地局位置テーブル部51とケーブル長テーブル部52とを備える。
基地局位置テーブル部51は、基地局装置30の位置情報を保持する。
ケーブル長テーブル部52は、アンテナ装置20と基地局装置30間のケーブル長を保持する。
尚、位置測定装置40及び基地局データベース50は、CPUを備えたパーソナルコンピュータによって実現することができる。例えば、位置測定装置40の機能は、CPU内のモジュールによって、実現されても良く、基地局データベース50は、CPUに接続されたRAM等の内部記憶装置やHD等の外部記憶装置として実現されても良い。
(位置測定方法)
次に、第1の実施形態に係る位置測定方法について、図2を用いて説明する。
まず、移動端末は、GPS情報を取得し(S101)、アンテナ装置20及び基地局装置30を介して、位置測定装置40へ送信する(S102)。
一方、基地局装置30は、移動端末10へRTT信号を送信することにより、RTTを測定し(S103)、位置測定装置40へ送信する(S104)。
次に、位置測定装置40は、基地局データベース50から基地局の位置情報を取得し(S105)、アンテナ装置20と基地局装置30間のケーブル長を取得する(S106)。
次に、位置測定装置40は、RTTから算出した移動端末10と基地局装置30間の距離から、ケーブル長テーブル部52から取得したケーブル長を減算することにより、移動端末10とアンテナ装置20間の距離(RTT’)を求める。そして、位置測定装置40は、図3に示すように、取得した基地局の位置情報に含まれる位置座標を中心として、RTT’を半径とした球を描く。次に、位置測定装置40は、その球面上にGPS情報を重ね合わせ、重なった位置を移動端末10の位置として測定する(S107)。
(作用及び効果)
第1の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、基地局装置30によって測定されたRTTと、ケーブル長テーブル部52から取得したケーブル長と、基地局位置テーブル部51から取得した基地局の位置情報と、移動端末10から受信したGPS情報に基づいて、移動端末10の位置を測定することができる。このため、基地局装置30の配置場所や数にかかわらず、基地局装置30と通信を行う移動端末10の位置を精度良く測定することができる。
<第2の実施形態>
第1の実施形態において説明した位置測定システムでは、ケーブル長及び基地局位置情報に誤差が含まれている可能性がある。第2の実施形態では、必要に応じて、基地局位置テーブル部51及びケーブル長テーブル部52を更新する。
第2の実施形態に係る位置測定システムは、図4に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
テーブル演算装置60は、位置履歴保持部61を備える。
位置履歴保持部61は、移動端末10から、アンテナ装置20及び基地局装置30を介して、GPS情報を受信し、保持する。又、位置履歴保持部61は、基地局装置30から、RTTを受信し、保持する。
テーブル演算装置60は、位置履歴保持部61に保持されたGPS情報及びRTTに基づいて、基地局位置テーブル部51やケーブル長テーブル部52を更新する。
移動端末10、アンテナ装置20、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第2の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、適宜、基地局位置テーブル部51やケーブル長テーブル部52を更新することにより、ケーブル長及び基地局位置情報に誤差が含まれないようにすることができる。
<第3の実施形態>
第1の実施形態において説明した位置測定システムでは、GPS情報に誤差が含まれている可能性がある。第3の実施形態では、移動端末が受信した衛星数に応じて、GPS情報の精度を判断する。
第3の実施形態に係る位置測定システムは、図5に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
基地局装置30は、基地局ID保持部31と、RTT測定部32と、衛星数判定部33とを備える。
衛星数判定部33は、移動端末10のGPS測定部11において受信した衛星数が一定数以上ある場合は、GPS測定部11で計測した位置を信用し、テーブル演算装置60の位置履歴保持部61へ送信する。一方、衛星数が一定数に達しない場合は、位置測定装置40へGPS情報を送信する。ここで、一定数としては、3〜6とすることが好適である。
このように、衛星数判定部33は、状況に応じて、位置の測定を行うか、位置履歴としてテーブル更新用に保持するかを振り分けることができる。
基地局装置30のその他の機能、移動端末10、アンテナ装置20、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第3の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、移動端末10が受信した衛星数に基づいて、GPS情報の信頼性を判断し、位置の測定に反映させることができる。
<第4の実施形態>
第4の実施形態では、すべての場所がGPS情報を受信できるとは限らないため、保守者が手入力により、移動端末10へ位置情報を入力できる場合について、説明する。
第4の実施形態に係る位置測定システムは、図6に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
移動端末10は、GPS測定部11と、通信部12と、初期設定用入力部13とを備える。
初期設定用入力部13は、移動端末10の位置情報を入力する。移動端末10は、GPS情報の代わりに、入力された位置情報を、アンテナ装置20を介して、位置測定装置40やテーブル演算装置60へ送信する。
移動端末10のその他の機能、アンテナ装置20、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第4の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、移動端末10がGPS情報を受信できない場合でも、位置の測定やデータベースの更新を行うことができる。
<第5の実施形態>
第5の実施形態では、アンテナ位置に対する精度を上げるため、アンテナ位置テーブルを備える場合について説明する。
第5の実施形態に係る位置測定システムは、図7に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50とを備える。
アンテナ装置20は、通信部21と、アンテナID保持部22とを備える。
アンテナID保持部22は、アンテナ装置20固有の識別番号であるアンテナIDを保持する。
基地局データベース50は、基地局位置テーブル部51と、ケーブル長テーブル部52と、アンテナ位置テーブル部53とを備える。
アンテナ位置テーブル部53は、アンテナID毎にアンテナ装置20の位置情報を保持する。
位置測定装置40は、アンテナ装置20と移動端末10間の距離を測定する際、アンテナ位置テーブル部53に保持されたアンテナ装置20の位置情報も考慮する。
移動端末10、アンテナ装置20のその他の機能、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50のその他の機能については、第1の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第5の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、アンテナ装置20の位置情報の精度を上げることができ、移動端末10の位置測定を更に精度良く行うことができる。
<第6の実施形態>
第6の実施形態では、第5の実施形態において説明したアンテナ位置テーブル部53を更新する場合について説明する。
第6の実施形態に係る位置測定システムは、図8に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60を備える。
テーブル演算装置60は、アンテナ位置テーブル部53に保持されたアンテナ装置の位置情報を更新する。
移動端末10、アンテナ装置20、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60のその他の機能については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第6の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、適宜、アンテナ装置20の位置情報を更新することができる。
<第7の実施形態>
第7の実施形態では、第3の実施形態において説明した衛星数判定部33と、第5の実施形態において説明したアンテナID保持部22及びアンテナ位置テーブル部53と、第6の実施形態において説明したテーブル演算装置60とを備える位置測定システムについて説明する。
第7の実施形態に係る位置測定システムは、図9に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
衛星数判定部33は、移動端末10のGPS測定部11において受信した衛星数が一定数以上ある場合は、GPS測定部11で計測した位置を信用し、テーブル演算装置60の位置履歴保持部61へ送信する。一方、衛星数が一定数に達しない場合は、位置測定装置40へGPS情報を送信する。ここで、一定数としては、3〜6とすることが好適である。
アンテナID保持部22は、アンテナ装置20固有の識別番号であるアンテナIDを保持する。
アンテナ位置テーブル部53は、アンテナID毎にアンテナ装置20の位置情報を保持する。
テーブル演算装置60は、アンテナ位置テーブル部53に保持されたアンテナ装置の位置情報を更新する。
移動端末10、アンテナ装置20のその他の機能、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50のその他の機能、テーブル演算装置60のその他の機能については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第7の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、移動端末10が受信した衛星数に基づいて、GPS情報の信頼性を判断し、位置の測定に反映させることができる。又、アンテナ装置20の位置情報の精度を上げることができ、移動端末10の位置測定を更に精度良く行うことができる。更に、適宜、アンテナ装置20の位置情報を更新することができる。
<第8の実施形態>
第8の実施形態では、第4の実施形態において説明した初期設定用入力部13と、第5の実施形態において説明したアンテナID保持部22及びアンテナ位置テーブル部53と、第6の実施形態において説明したテーブル演算装置60とを備える位置測定システムについて説明する。
第8の実施形態に係る位置測定システムは、図10に示すように、移動端末10と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
初期設定用入力部13は、移動端末10の位置情報を入力する。移動端末10は、GPS情報の代わりに、入力された位置情報を、アンテナ装置20を介して、位置測定装置40やテーブル演算装置60へ送信する。
アンテナID保持部22は、アンテナ装置20固有の識別番号であるアンテナIDを保持する。
アンテナ位置テーブル部53は、アンテナID毎にアンテナ装置20の位置情報を保持する。
テーブル演算装置60は、アンテナ位置テーブル部53に保持されたアンテナ装置の位置情報を更新する。
移動端末10のその他の機能、アンテナ装置20、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50のその他の機能、テーブル演算装置60のその他の機能については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第8の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、移動端末10がGPS情報を受信できない場合でも、位置の測定やデータベースの更新を行うことができる。又、アンテナ装置20の位置情報の精度を上げることができ、移動端末10の位置測定を更に精度良く行うことができる。更に、適宜、アンテナ装置20の位置情報を更新することができる。
<第9の実施形態>
第9の実施形態では、移動端末10として、LMUに準拠する端末を使用した場合について説明する。
第9の実施形態に係る位置測定システムは、図9に示すように、LMU70と、アンテナ装置20と、基地局装置30と、位置測定装置40と、基地局データベース50と、テーブル演算装置60とを備える。
LMU70は、LMUに準拠する移動端末である。LMUに準拠する移動端末には、GPS受信部と通信部に相当する機能が配備されているので、容易に本発明を適用することができる。
又、LMUに関しては、3GPP TS 23.007などに記載されている。
アンテナ装置20、基地局装置30、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60については、第2の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
(作用及び効果)
第9の実施形態に係る位置測定システム及び位置測定方法によると、LMUに準拠する移動端末を用いるため、本発明を容易に適用することができる。
<その他の実施形態>
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、上記の実施形態において、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60はそれぞれ異なる装置として説明したが、これらを一つの装置内に配置してもよい。又、位置測定装置40、基地局データベース50、テーブル演算装置60の機能を、基地局装置30内に配置してもよい。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
第1の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第1の実施形態に係る位置測定方法を示すシーケンス図である。 第1の実施形態に係る位置測定方法を説明するための図である。 第2の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第3の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第4の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第5の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第6の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第7の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第8の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。 第9の実施形態に係る位置測定システムの構成ブロック図である。
符号の説明
10…移動端末
11…GPS測定部
12…通信部
13…初期設定用入力部
20…アンテナ装置
21…通信部
22…アンテナID保持部
30…基地局装置
31…基地局ID保持部
32…RTT測定部
33…衛星数判定部
40…位置測定装置
50…基地局データベース
51…基地局位置テーブル部
52…ケーブル長テーブル部
53…アンテナ位置テーブル部
60…テーブル演算装置
61…位置履歴保持部
70…LMU

Claims (8)

  1. GPSからのGPS情報を受信する移動端末と、
    前記移動端末との折返し時間を測定する基地局装置と、
    前記基地局装置の位置情報を保持する基地局位置テーブル部と、
    前記基地局装置に備えられ、前記移動端末と通信を行うアンテナ装置と、基地局装置との間のケーブル長を保持するケーブル長テーブル部と、
    前記基地局装置によって測定された折返し時間と、前記ケーブル長テーブル部から取得したケーブル長と、前記基地局位置テーブル部から取得した基地局の位置情報と、前記移動端末から受信したGPS情報に基づいて、前記移動端末の位置を測定する位置測定装置と
    を備えることを特徴とする位置測定システム。
  2. 前記移動端末から受信したGPS情報及び前記基地局装置から受信した折返し時間に基づいて、前記基地局位置テーブル部及び前記ケーブル長テーブル部を更新するテーブル演算装置を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の位置測定システム。
  3. 移動端末において受信した衛星数が一定数以上ある場合は、GPS情報を前記テーブル演算装置へ送信し、衛星数が一定数に達しない場合は、GPS情報を前記位置測定装置へ送信する衛星数判定部を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の位置測定システム。
  4. 前記移動端末は、移動端末の位置情報を入力する初期設定用入力部を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の位置測定システム。
  5. 前記アンテナ装置の位置情報を保持するアンテナ位置テーブル部を更に備え、
    前記位置測定装置は、更に、前記アンテナ位置テーブルに保持されたアンテナ装置の位置情報に基づいて、前記移動端末の位置を測定することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置測定システム。
  6. 前記テーブル演算装置は、アンテナ位置テーブル部に保持されたアンテナ装置の位置情報を更新することを特徴とする請求項5に記載の位置測定システム。
  7. 前記移動端末は、LMU に準拠することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の位置測定システム。
  8. 移動端末が、GPSからのGPS情報を受信するステップと、
    基地局装置が、前記移動端末との折返し時間を測定するステップと、
    前記基地局装置によって測定された折返し時間と、前記移動端末と通信を行うアンテナ装置と、基地局装置との間のケーブル長を保持するケーブル長テーブル部から取得したケーブル長と、前記基地局装置の位置情報を保持する基地局位置テーブル部から取得した基地局の位置情報と、前記移動端末から受信したGPS情報に基づいて、前記移動端末の位置を測定するステップと
    を含むことを特徴とする位置測定方法。


JP2006182505A 2006-06-30 2006-06-30 位置測定システム及び位置測定方法 Active JP4825064B2 (ja)

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