JP2008051681A - Positioning device, its control method, control program, and its recoding medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning device etc., capable of out putting the position with little positional error by two-dimensional measurement used in combination with the RTT in the asynchronous communication system. <P>SOLUTION: The positioning device 20 comprises: a presumed line calculation means for calculating the presumed line indicating the presumed position of the positioning device based on each pseudo distance of two SPS satellites and each orbital information of each SPS satellite; a presumed circle calculation means for calculating the presumed circle indicating the presumed position of the positioning device 20 based on the round travelling time of the communication signal between the communication base station 40 and the positioning device 20 and the position of the communication base station 40; a presumed Doppler displacement calculation means for calculating the presumed Doppler displacement based on the viewing line directional vector from the SPS satellite and the transmission frequency of satellite signal; a difference calculation means for calculating the difference between the presumed Doppler displacement and the measured Doppler displacement for each common point of the presumed line and the presumed circle; and an output position selection means for selecting the common point corresponding to the smaller difference as output position for the positioning device. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して、2次元測位を行うことができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a positioning device capable of performing two-dimensional positioning using an RTT in an asynchronous communication system, a control method thereof, a control program, and a recording medium thereof.

従来、衛星航法システムである例えば、GPS(Global Positioning System)を利用してGPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている(例えば、特許文献1)。
GPS受信機は、例えば、上空に位置して観測可能なGPS衛星を算出し、例えば、4個のGPS衛星の組を選択する。そして、GPS受信機は、各GPS衛星の組について、各GPS衛星から信号(以後、衛星信号と呼ぶ)を受信し、衛星信号が各GPS衛星から発信された時刻とGPS受信機に到達した時刻との差(以後、遅延時間と呼ぶ)によって、各GPS衛星とGPS受信機との間の距離(以後、擬似距離と呼ぶ)を求める。GPS受信機は、各GPS衛星の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離を使用して、GPS受信機の現在位置の測位結果を算出するようになっている。そして、GPS受信機は、各GPS衛星の組について、それぞれ測位結果を算出し、複数の測位結果の中から、真の位置に近いと考えられる位置を選択して、出力するようになっている。
上述の測位のためには、最低3個のGPS衛星から衛星信号を受信する必要がある。
ところが、常に、3個以上のGPS衛星から衛星信号を受信することができるとは限らない。
このため、2個のGPS衛星からの衛星信号と、携帯電話のキャリア波を併用して、測位を行う技術が提案されている。例えば、携帯電話のキャリア波に乗せられた信号が通信基地局と(携帯電話機を兼ねたGPS受信機との間を往復する時間(以後、RTT(Round Trip Time)と呼ぶ)を算出し、通信基地局の位置とRTTを利用して、GPS受信機の位置についての方程式(2次元測位をする前提で、未知数は、緯度、経度、及び時刻の3つ)を作成し、2個のGPS衛星からの衛星信号を使用して作成した2つの方程式(未知数は、緯度、経度及び時刻の3つ)と合わせて、現在位置の緯度及び経度を算出する。
特開2000−131415号公報(図1等)
Conventionally, a positioning system that measures the current position of a GPS receiver using, for example, a GPS (Global Positioning System) that is a satellite navigation system has been put into practical use (for example, Patent Document 1).
The GPS receiver, for example, calculates GPS satellites that can be observed in the sky, and selects, for example, a set of four GPS satellites. The GPS receiver receives a signal from each GPS satellite (hereinafter referred to as a satellite signal) for each set of GPS satellites, and the time when the satellite signal is transmitted from each GPS satellite and the time when the GPS receiver arrives. The distance (hereinafter referred to as a pseudorange) between each GPS satellite and the GPS receiver is obtained by the difference between the two (hereinafter referred to as delay time). The GPS receiver calculates the positioning result of the current position of the GPS receiver using the position of each GPS satellite in the satellite orbit and the above-described pseudo distance. The GPS receiver calculates a positioning result for each GPS satellite set, selects a position considered to be close to the true position from a plurality of positioning results, and outputs the selected position. .
For the above positioning, it is necessary to receive satellite signals from at least three GPS satellites.
However, it is not always possible to receive satellite signals from three or more GPS satellites.
For this reason, a technique for positioning by using satellite signals from two GPS satellites and a carrier wave of a mobile phone has been proposed. For example, a signal carried on a carrier wave of a mobile phone calculates a communication time between a communication base station and a GPS receiver that also serves as a mobile phone (hereinafter referred to as RTT (Round Trip Time)). Using the position of the base station and the RTT, create an equation for the position of the GPS receiver (assuming two-dimensional positioning, the unknowns are latitude, longitude, and time), and two GPS satellites Together with two equations (three unknowns are latitude, longitude, and time) created using the satellite signal from the current position, the latitude and longitude of the current position are calculated.
JP 2000-131415 A (FIG. 1 etc.)

ところが、RTTを併用する測位においては、通信基地局からキャリア波に乗せられた信号が発信されるタイミングがGPS時刻と同期している必要がある。このため、通信基地局は、GPS時刻に同期した、例えば、gpsOneのような同期システムである必要がある。同期システムは、同期のための設備に要するコストや、その設備の調整のためのコストが多大になる場合があるという問題がある。   However, in positioning using RTT together, the timing at which a signal carried on a carrier wave is transmitted from a communication base station needs to be synchronized with GPS time. For this reason, the communication base station needs to be a synchronous system such as gpsOne that is synchronized with the GPS time. The synchronization system has a problem that the cost required for the equipment for synchronization and the cost for adjustment of the equipment may become large.

そこで、本発明は、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、位置誤差の少ない位置を出力することができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a positioning device that can perform two-dimensional positioning in combination with an RTT in an asynchronous communication system and output a position with little position error, a control method thereof, a control program, and a recording medium thereof. With the goal.

前記目的は、第1の発明によれば、SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置であって、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出手段と、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得手段と、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出手段と、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出手段と、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出手段と、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出手段と、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出手段と、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a positioning apparatus for performing two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS (Satellite Positioning System) satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite. On the basis of satellite signal receiving means for receiving a satellite signal from the SPS satellite, each pseudo distance calculated by receiving the satellite signal from the two SPS satellites and orbit information of each SPS satellite, An estimated line calculating means for calculating an estimated line indicating an estimated position of the positioning device; a round trip time acquiring means for acquiring a round trip time for the communication signal to reciprocate between the communication base station and the positioning device; Based on time and the position of the communication base station, expected circle calculation means for calculating an expected circle indicating the expected position of the positioning device; a combination of the estimated line and the predicted circle Share point calculation means for calculating a number of share points, and expected Doppler shift calculation means for calculating an expected Doppler shift based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each of the share points and a transmission frequency of the satellite signal An actual Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency of the satellite signal and the transmission frequency, and an estimated Doppler shift for each shared point. A difference calculating means for calculating a difference between a shift and the measured Doppler shift, and an output position selecting means for selecting the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output, It is achieved by a positioning device characterized by having

第1の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記推定線を算出することができる。前記測位装置は2次元測位を行うから、測位における未知数は、緯度(x)、経度(y)及び時刻(t)の3つである。ここで、未知数のうち時刻tを適宜選択することで、緯度(x)及び経度(y)との関係を示す方程式、すなわち、前記推定線を得ることができる。
また、前記測位装置は、前記予想円を算出することができる。例えば、前記往復時間の2分の1の時間を電波が進む距離は算出可能であるから、前記通信基地局の位置を中心そとしてその距離を半径とする円、すなわち、前記予想円を算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記推定線と前記予想円の共有点を算出することができる。ここで、前記共有点は1個であるとは限らない。
前記測位装置は、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移を算出することがで
きる。前記予想ドップラー偏移は、各前記共有点ごとに異なる。
また、前記測位装置は、前記実測ドップラー偏移を算出することができる。前記実測ド
ップラー偏移は、実際のドップラー偏移である。
そして、前記測位装置は、前記差分を算出することができる。
そして、前記測位装置は、小さい方の差分に対応する前記共有点を前記出力位置として選択することができる。前記差分が小さいということは、前記予想ドップラー偏移の精度が高いということを意味する。前記予想ドップラー偏移は前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルを使用して算出されるから、前記共有点の座標が真の位置に近いいほど、前記予想ドップラー偏移の精度が高くなる。このため、前記差分が小さいということは、その前記差分に対応する前記共有点が真の位置に近いことを意味する。
このため、前記測位装置は、小さい方の差分に対応する前記共有点を前記出力位置として選択することによって、精度の高い位置を出力することができる。
これにより、前記測位装置は、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、位置誤差の少ない位置を出力することができる。
According to the configuration of the first invention, the positioning device can calculate the estimated line. Since the positioning device performs two-dimensional positioning, there are three unknowns in positioning: latitude (x), longitude (y), and time (t). Here, an equation indicating the relationship between latitude (x) and longitude (y), that is, the estimated line can be obtained by appropriately selecting time t from the unknowns.
The positioning device can calculate the expected circle. For example, since the distance traveled by radio waves during one half of the round trip time can be calculated, a circle whose radius is the center of the position of the communication base station, that is, the expected circle is calculated. be able to.
The positioning device can calculate a common point between the estimated line and the predicted circle. Here, the number of shared points is not necessarily one.
The positioning device can calculate the expected Doppler shift for each of the shared points. The expected Doppler shift is different for each shared point.
Further, the positioning device can calculate the measured Doppler shift. The measured Doppler shift is an actual Doppler shift.
The positioning device can calculate the difference.
Then, the positioning device can select the shared point corresponding to the smaller difference as the output position. That the difference is small means that the accuracy of the expected Doppler shift is high. Since the predicted Doppler shift is calculated using a line-of-sight vector from the SPS satellite to each shared point, the closer the coordinate of the shared point is to the true position, the more accurate the predicted Doppler shift is. Get higher. For this reason, that the difference is small means that the shared point corresponding to the difference is close to the true position.
For this reason, the positioning device can output a highly accurate position by selecting the shared point corresponding to the smaller difference as the output position.
As a result, the positioning device can perform two-dimensional positioning in combination with RTT in an asynchronous communication system and output a position with little position error.

第2の発明は、第1の発明の構成において、前記予想ドップラー偏移算出手段は、2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記予想ドップラー偏移を算出する構成となっており、前記実測ドップラー偏移算出手段は、前記予想ドップラー偏移算出手段が使用した2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記実測ドップラー偏移を算出する構成となっており、前記差分算出手段は、前記予想ドップラー偏移算出手段が使用した2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記差分を算出する構成となっており、前記出力位置選択手段は、一方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分がほぼ等しい場合には、他方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分に基づいて、前記出力位置を選択する構成となっていることを特徴とする測位装置である。   According to a second invention, in the configuration of the first invention, the predicted Doppler shift calculating means calculates the predicted Doppler shift for each of the two SPS satellites. The shift calculating means is configured to calculate the measured Doppler shift for each of the two SPS satellites used by the predicted Doppler shift calculating means, and the difference calculating means is configured to calculate the expected Doppler shift. The difference is calculated for each of the two SPS satellites used by the means, and the output position selection means is such that the differences for the plurality of shared points for one of the SPS satellites are substantially equal. Is configured to select the output position based on the difference for the plurality of shared points for the other SPS satellite. It is positioning device, characterized in that.

複数の前記共有点と前記SPS衛星との位置関係によっては、各前記共有点についての前記視線方向ベクトルがほぼ等しい速度を示す場合がある。この場合、複数の前記共有点についての前記差分はほぼ等しくなる。
この点、第2の発明の構成によれば、一方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分がほぼ等しい場合であっても、他方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分に基づいて、前記出力位置を選択することができる。
Depending on the positional relationship between the plurality of shared points and the SPS satellites, the line-of-sight direction vectors for the shared points may exhibit substantially the same speed. In this case, the differences for the plurality of shared points are substantially equal.
In this regard, according to the configuration of the second aspect of the invention, even if the differences for the plurality of shared points for one of the SPS satellites are approximately equal, the plurality of shared points for the other SPS satellite. The output position can be selected based on the difference.

第3の発明は、第1の発明又は第2の発明のいずれかの構成において、複数の前記共有点に基づいて、参照位置を算出する参照位置算出手段を有し、前記予想ドップラー偏移算出手段は、前記参照位置についても前記予想ドップラー偏移を算出する構成となっており、前記差分算出手段は、前記参照位置についても前記差分を算出する構成となっており、 前記出力位置選択手段は、前記出力位置に対応する前記共有点についての前記差分が、前記参照位置についての前記差分以下である場合には、前記出力位置を最終出力位置とし、 前記出力位置選択手段は、前記出力位置に対応する前記共有点についての前記差分が、前記参照位置についての前記差分よりも大きい場合には、前記参照位置を最終出力位置とする構成となっていることを特徴とする測位装置である。   According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects of the present invention, the third aspect includes reference position calculation means for calculating a reference position based on the plurality of shared points, and the expected Doppler shift calculation. The means is configured to calculate the expected Doppler shift also for the reference position, the difference calculation means is configured to calculate the difference also for the reference position, and the output position selection means is If the difference for the shared point corresponding to the output position is less than or equal to the difference for the reference position, the output position is set as a final output position, and the output position selection means When the difference with respect to the corresponding shared point is larger than the difference with respect to the reference position, the reference position is set as a final output position. It is a positioning device.

複数の前記共有点の位置の精度が低い場合には、真の位置との乖離が大きくなる。これに対して、複数の前記共有点に基づいて算出された前記参照位置は、真の位置とは乖離しているが、精度が低い前記共有点よりは真の位置と近い場合がある。
この点、第3の発明の構成によれば、前記出力位置に対応する前記共有点についての前記差分が、前記参照位置についての前記差分よりも大きい場合には、前記参照位置を最終出力位置とする構成となっているから、より真の位置に近い位置を出力することができる。
When the accuracy of the positions of the plurality of shared points is low, the deviation from the true position becomes large. On the other hand, the reference position calculated based on a plurality of the shared points is deviated from the true position, but may be closer to the true position than the shared point with low accuracy.
In this regard, according to the configuration of the third invention, when the difference with respect to the shared point corresponding to the output position is larger than the difference with respect to the reference position, the reference position is set as a final output position. Therefore, a position closer to the true position can be output.

第4の発明は、第3の発明の構成において、前記参照位置は、複数の前記共有点の平均位置であることを特徴とする測位装置である。   A fourth invention is the positioning device according to the structure of the third invention, wherein the reference position is an average position of a plurality of the common points.

第5の発明は、第3の発明の構成において、前記参照位置は、前記推定線と前記予想円とで形成される図形の重心であることを特徴とする測位装置である。   According to a fifth aspect of the invention, in the configuration of the third aspect of the invention, the reference position is a center of gravity of a figure formed by the estimated line and the expected circle.

第6の発明は、第3の発明の構成において、前記参照位置は、2個の前記共有点によって規定される前記予想円の円周部分において、2個の前記共有点の中間点であることを特徴とする測位装置である。   According to a sixth aspect of the invention, in the configuration of the third aspect of the invention, the reference position is an intermediate point between the two common points in a circumferential portion of the expected circle defined by the two common points. It is a positioning device characterized by.

第7の発明は、第1の発明乃至第6の発明の構成において、前記出力位置選択手段は、前記共有点が存在しない場合には、前記推定線と前記予想円と等距離にある位置を前記出力位置として算出する構成となっていることを特徴とする測位装置である。   According to a seventh invention, in the configurations of the first to sixth inventions, the output position selection means determines a position that is equidistant from the estimated line and the expected circle when the shared point does not exist. The positioning device is configured to calculate the output position.

前記推定線と前記予想円とが交わらず、接しない場合には、前記共有点は存在しない。
一方で、前記測位装置は、前記予想円及び前記推定線の近傍に位置するはずである。
この点、第7の発明の構成によれば、前記共有点が存在しない場合であっても、前記推定線と前記予想円に基づいて、前記出力位置を決定することができる。
If the estimated line and the expected circle do not intersect and do not touch, the shared point does not exist.
On the other hand, the positioning device should be located in the vicinity of the expected circle and the estimated line.
In this regard, according to the configuration of the seventh invention, the output position can be determined based on the estimated line and the predicted circle even when the shared point does not exist.

第8の発明は、第1の発明乃至第6の発明のいずれかの構成において、前記出力位置選択手段は、前記共有点が存在しない場合には、前記予想円上の位置であって、前記推定線と最も近い位置を前記出力位置として算出する構成となっていることを特徴とする測位装置である。   According to an eighth invention, in any one of the first to sixth inventions, the output position selection means is a position on the expected circle when the common point does not exist, and The positioning device is configured to calculate a position closest to the estimated line as the output position.

前記目的は、第9の発明によれば、SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。   According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a positioning apparatus for performing two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite. A satellite signal receiving step for receiving a satellite signal from the SPS satellite, and the positioning device based on the pseudoranges calculated by receiving the satellite signals from the two SPS satellites and the orbit information of the SPS satellites. An estimated line calculating step for calculating an estimated line indicating an estimated position of the device; and a round trip time acquiring step for acquiring a round trip time for the positioning device to reciprocate between the communication base station and the positioning device. The positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station; and the positioning device includes the estimated line. A shared point calculating step of calculating a plurality of shared points with the predicted circle, and the positioning device, based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each shared point and a transmission frequency of the satellite signal, An expected Doppler shift calculating step for calculating a shift, and the positioning device calculates an actual Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency and the transmission frequency of the satellite signal. Shift calculation step, the positioning device calculates a difference between the predicted Doppler shift and the measured Doppler shift for each shared point, and the positioning device corresponds to the smaller difference. And an output position selection step for selecting the shared point as an output position for the positioning device to output. It is achieved by the control method of the position device.

第9の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、位置誤差の少ない位置を出力することができる。   According to the configuration of the ninth invention, similarly to the configuration of the first invention, two-dimensional positioning can be performed using RTT in an asynchronous communication system, and a position with little position error can be output.

前記目的は、第10の発明によれば、コンピュータに、SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。   According to the tenth aspect of the present invention, there is provided a positioning device that performs two-dimensional positioning on a computer using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite. A satellite signal receiving step for receiving satellite signals from the SPS satellites, and the positioning device based on the pseudoranges calculated by receiving the satellite signals from the two SPS satellites and the orbit information of the SPS satellites. An estimated line calculating step for calculating an estimated line indicating an estimated position of the positioning device; and a round trip time for the positioning device to acquire a round trip time for the communication signal to reciprocate between the communication base station and the positioning device. An obtaining step; an expected circle calculating step in which the positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station; and the positioning A common point calculating step for calculating a plurality of common points between the estimated line and the expected circle; and a positioning device, the line-of-sight vector from the SPS satellite to each of the common points, and the transmission frequency of the satellite signal. An expected Doppler shift calculating step for calculating an expected Doppler shift, and the positioning device is an actual measured Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency and the transmission frequency of the satellite signal. A measured Doppler shift calculating step for calculating a shift; and a positioning device for calculating a difference between the predicted Doppler shift and the measured Doppler shift for each shared point; and the positioning device, An output position selection step of selecting the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output. Is accomplished by the control program of the positioning device, characterized in that.

前記目的は、第11の発明によれば、コンピュータに、SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。   According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a positioning device for performing two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite. A satellite signal receiving step for receiving satellite signals from the SPS satellites, and the positioning device based on the pseudoranges calculated by receiving the satellite signals from the two SPS satellites and the orbit information of the SPS satellites. An estimated line calculating step for calculating an estimated line indicating an estimated position of the positioning device; and a round trip time for the positioning device to acquire a round trip time for the communication signal to reciprocate between the communication base station and the positioning device. An obtaining step; an expected circle calculating step in which the positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station; and the positioning A common point calculating step for calculating a plurality of common points between the estimated line and the expected circle; and a positioning device, the line-of-sight vector from the SPS satellite to each of the common points, and the transmission frequency of the satellite signal. An expected Doppler shift calculating step for calculating an expected Doppler shift, and the positioning device is an actual measured Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency and the transmission frequency of the satellite signal. A measured Doppler shift calculating step for calculating a shift; and a positioning device for calculating a difference between the predicted Doppler shift and the measured Doppler shift for each shared point; and the positioning device, An output position selection step of selecting the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output. It is achieved by a computer readable recording medium recording a control program for the positioning apparatus, characterized in that to.

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments.

図1及び図2は、本発明の実施の形態の端末20等を示す概略図である。
図1に示すように、端末20は、GPS衛星12a及び12bから信号S1及びS2を受信することができる。端末20は、2つのGPS衛星12a等からの信号S1等、及び、後述の基地局40の通信信号CSを使用して、2次元測位を行うことができるようになっている。端末20は、測位装置の一例である。GPS衛星12a等は、SPS衛星の一例である。信号S1等は衛星信号の一例である。ここで、2次元測位とは、緯度及び経度を算出する測位を意味する。高度は既知の定数であり、例えば、基地局40の位置の高度である。
端末20は、通信機能を有し、基地局40(図2参照)を介して他の端末(図示せず)と通信することができるようになっている。
1 and 2 are schematic diagrams showing a terminal 20 and the like according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the terminal 20 can receive signals S1 and S2 from GPS satellites 12a and 12b. The terminal 20 can perform two-dimensional positioning using a signal S1 from two GPS satellites 12a and the like and a communication signal CS of a base station 40 described later. The terminal 20 is an example of a positioning device. The GPS satellites 12a and the like are examples of SPS satellites. The signal S1 and the like are examples of satellite signals. Here, two-dimensional positioning means positioning for calculating latitude and longitude. The altitude is a known constant, for example, the altitude of the position of the base station 40.
The terminal 20 has a communication function, and can communicate with another terminal (not shown) via the base station 40 (see FIG. 2).

信号S1は、C/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを含む。C/Aコードは、擬似雑音符号(以後、PN(Pseudo random noise code)符号と呼ぶ)の一つである。このC/Aコードは、1.023Mbpsのビット率、1,023bit(=1msec)のビット長の信号である。C/Aコードは、1,023チップ(chip)で構成されている。端末20は、このC/Aコードを使用して現在位置の測位を行う。
SPS衛星は、GPS衛星に限らず、例えば、Galileoにおいて使用される衛星や準天頂衛星等であってもよい。
The signal S1 includes a C / A (Clear and Acquisition or Coarse and Access) code. The C / A code is one of pseudo-noise codes (hereinafter referred to as PN (Pseudo random noise code) codes). This C / A code is a signal having a bit rate of 1.023 Mbps and a bit length of 1,023 bits (= 1 msec). The C / A code is composed of 1,023 chips. The terminal 20 performs positioning of the current position using this C / A code.
The SPS satellite is not limited to a GPS satellite, and may be, for example, a satellite used in Galileo or a quasi-zenith satellite.

端末20は例えば、携帯電話機、PHS(Personal Handy−phone System)、PDA(Personal Digital Assistance等であるが、これらに限らない。 The terminal 20 is, for example, a mobile phone, a PHS (Personal Handy-phone System), a PDA (Personal Digital Assistance ), or the like, but is not limited thereto.

端末20は、例えば、各GPS衛星12aからC/Aコードが発信された時刻と、そのC/Aコードを端末20が受信した時刻との時間差(以後、「遅延時間」と呼ぶ)に光速を乗じることによって、擬似距離を算出する。
端末20は、3個以上GPS衛星12a等からC/Aコードを受信することができれば、各擬似距離と、各GPS衛星12a等の衛星軌道上の位置を使用して、現在位置を測位することができる。
また、端末20は、2個のGPS衛星12a等からC/Aコードを受信することができれば、基地局40の位置と通信電波CSを使用して、2次元測位をすることができる。
For example, the terminal 20 sets the speed of light to the time difference between the time when the C / A code is transmitted from each GPS satellite 12a and the time when the terminal 20 receives the C / A code (hereinafter referred to as “delay time”). The pseudo distance is calculated by multiplying.
If the terminal 20 can receive C / A codes from three or more GPS satellites 12a, etc., the terminal 20 can determine the current position using each pseudo-range and the position on the satellite orbit of each GPS satellite 12a. Can do.
Further, if the terminal 20 can receive the C / A code from the two GPS satellites 12a and the like, the terminal 20 can perform two-dimensional positioning using the position of the base station 40 and the communication radio wave CS.

2個のGPS衛星12a等からの信号S1等を使用して2次元測位する場合、端末20がGPS衛星12a等が算出する時刻(GPS時刻)と同期していない限り、測位位置を特定することはできず、以下に説明するように、測位位置は一般的には曲線で示される推定位置の集合となる。
端末20は、例えば、GPS衛星12aについての擬似距離r1及びGPS衛星12bについての擬似距離r2を算出する。
図1(a)に示すように、端末20とGPS衛星12aとの真の距離が、端末20とGPS衛星12bとの真の距離に等しい場合には、端末20のxy平面上の推定座標は、y=fg(x)の式で表現される直線L1を描く。これは、端末20はGPS時刻に同期していないから、GPS衛星12a等の軌道上の位置及び遅延時間を正確に特定することができないからである。実際の計算は、複数の時刻tを仮定してGPS衛星12a及び12bの軌道上の位置、擬似距離r1及びr2を算出し、複数のxy平面上の座標を算出する。そして、複数のxy平面上の座標を結ぶと、直線L1を得る。例えば、時刻t1に対応して擬似距離r1及びr2を算出し、時刻t2に対応して擬似距離r1a及びr2aを算出する。各時刻における座標の演算は、収束計算によって算出される。図示は省略しているが、GPS衛星12a等の位置も時刻t1と時刻t2とでは異なる。なお、高度Hは基地局40の位置として既知であることを仮定している。
これに対して、図1(b)に示すように、端末20とGPS衛星12aとの真の距離が、端末20とGPS衛星12bとの真の距離に等しくない場合には、端末20のxy平面上の推定座標は、y=fg(x)の式で表現される曲線L2を描く。
このように、2つのGPS衛星12a等から信号S1等を受信したとしても、端末20がGPS時刻と同期していない限り、端末20の位置をxy座標において特定することはできない。
これを、別の観点から考察すると、GPS衛星12aの衛星軌道上の位置を中心として擬似距離r1を中心とする球と、GPS衛星12bの衛星軌道上の位置を中心として擬似距離r2を中心とする球との交点は円であり、高度Hは基地局40の位置として既知であるとすれば、その円において高度Hである2点のいずれかである。この2点のうち、一方は、明らかに不正解であるから、端末20の位置を特定できるはずである。ところが、GPS衛星12a等が2つだけでは、端末20の時刻誤差を算出することができないから、端末20の位置は、一点で特定することはできず、直線L1又は曲線L2となる。直線L1及び曲線L2は、推定線の一例である。
なお、曲線L2の方が直線L1よりも一般的なので、y=fg(x)は曲線L2を示すものとして以下の説明をする。また、曲線L2と直線L1を総称して、推定線と呼ぶ。
When two-dimensional positioning is performed using signals S1 from two GPS satellites 12a etc., the positioning position is specified unless the terminal 20 is synchronized with the time (GPS time) calculated by the GPS satellite 12a etc. As described below, the positioning position is generally a set of estimated positions indicated by curves.
For example, the terminal 20 calculates a pseudo distance r1 for the GPS satellite 12a and a pseudo distance r2 for the GPS satellite 12b.
As shown in FIG. 1A, when the true distance between the terminal 20 and the GPS satellite 12a is equal to the true distance between the terminal 20 and the GPS satellite 12b, the estimated coordinates on the xy plane of the terminal 20 are , A straight line L1 expressed by the equation y = fg (x) is drawn. This is because since the terminal 20 is not synchronized with the GPS time, the position of the GPS satellite 12a or the like in the orbit and the delay time cannot be specified accurately. In actual calculation, assuming a plurality of times t, the positions of the GPS satellites 12a and 12b in the orbit, the pseudo distances r1 and r2, and the coordinates on a plurality of xy planes are calculated. Then, when the coordinates on a plurality of xy planes are connected, a straight line L1 is obtained. For example, pseudo distances r1 and r2 are calculated corresponding to time t1, and pseudo distances r1a and r2a are calculated corresponding to time t2. The calculation of the coordinates at each time is calculated by convergence calculation. Although illustration is omitted, the positions of the GPS satellites 12a and the like are also different at time t1 and time t2. It is assumed that the altitude H is known as the position of the base station 40.
On the other hand, as shown in FIG. 1B, when the true distance between the terminal 20 and the GPS satellite 12a is not equal to the true distance between the terminal 20 and the GPS satellite 12b, the xy of the terminal 20 The estimated coordinates on the plane draw a curve L2 expressed by the equation y = fg (x).
Thus, even if the signal S1 or the like is received from the two GPS satellites 12a or the like, the position of the terminal 20 cannot be specified in the xy coordinates unless the terminal 20 is synchronized with the GPS time.
Considering this from another point of view, a sphere centered on the pseudorange r1 centered on the position of the GPS satellite 12a on the satellite orbit, and a pseudorange r2 centered on the position of the GPS satellite 12b on the satellite orbit. If the intersection point with the sphere is a circle and the altitude H is known as the position of the base station 40, it is one of two points that are at the altitude H in the circle. Since one of these two points is clearly incorrect, the position of the terminal 20 should be able to be specified. However, since the time error of the terminal 20 cannot be calculated with only two GPS satellites 12a and the like, the position of the terminal 20 cannot be specified at one point, and is a straight line L1 or a curved line L2. The straight line L1 and the curve L2 are examples of estimated lines.
Since the curve L2 is more general than the straight line L1, the following description will be made assuming that y = fg (x) indicates the curve L2. Further, the curve L2 and the straight line L1 are collectively referred to as an estimation line.

図2に示すように、端末20は、基地局40から通信信号CSを受信することができる。基地局40は、通信基地局の一例である。基地局40は、GPS衛星12a等の時刻(GPS時刻)と同期していない。すなわち、基地局40は、時刻非同期の通信システムにおける通信基地局である。基地局40は固定位置に位置し、その位置は既知である。
端末20は、通信信号CSが基地局40と端末20との間を往復する時間に基づいて、基地局40と端末20との距離dを算出することができる。そして、端末20は、基地局40の位置を中心として、距離dを半径とする円L3を算出することができる。この円L3は、xとyの関数であり、y=fr(x)で表現される。
曲線L2と円L3が図2(a)に示すように共有点P0で接する場合もあるが、一般的には、図2(b)に示すように、曲線L2と円L3は共有点P1及びP2の2点で交わるか、または、共有点を有さない。
As illustrated in FIG. 2, the terminal 20 can receive the communication signal CS from the base station 40. The base station 40 is an example of a communication base station. The base station 40 is not synchronized with the time (GPS time) of the GPS satellite 12a or the like. That is, the base station 40 is a communication base station in a time asynchronous communication system. The base station 40 is located at a fixed position, and the position is known.
The terminal 20 can calculate the distance d between the base station 40 and the terminal 20 based on the time that the communication signal CS travels between the base station 40 and the terminal 20. Then, the terminal 20 can calculate a circle L3 with the distance d as a radius around the position of the base station 40. This circle L3 is a function of x and y, and is represented by y = fr (x).
Although the curve L2 and the circle L3 may contact each other at the common point P0 as shown in FIG. 2A, generally, as shown in FIG. 2B, the curve L2 and the circle L3 have the common point P1 and the circle L3. It intersects at two points of P2 or does not have a common point.

このような状態において、端末20は、以下に説明するように、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、妥当な位置を出力することができるようになっている。 In such a state, as described below, the terminal 20 can perform two-dimensional positioning in combination with RTT in an asynchronous communication system and output an appropriate position.

(端末20の主なハードウエア構成について)
図3は端末20の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図3に示すように、端末20は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス22を有する。
このバス22には、CPU(Central Processing Unit)24、記憶装置26が接続されている。記憶装置26は例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等である。
(Main hardware configuration of terminal 20)
FIG. 3 is a schematic diagram showing the main hardware configuration of the terminal 20.
As illustrated in FIG. 3, the terminal 20 includes a computer, and the computer includes a bus 22.
A CPU (Central Processing Unit) 24 and a storage device 26 are connected to the bus 22. The storage device 26 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory).

また、このバス22には、各種情報や命令の入力を受けるための入力装置28、電源装置30、基地局40との間で通信信号を送受信するための通信装置32、GPS衛星12a等から信号S1等を受信するためのGPS装置34及び、各種情報を表示するための表示装置36が接続されている。
また、このバス22には、時計38が接続されている。
In addition, the bus 22 receives signals from an input device 28 for receiving various information and commands, a power supply device 30, a communication device 32 for transmitting and receiving communication signals to and from the base station 40, a GPS satellite 12a, and the like. A GPS device 34 for receiving S1 and the like and a display device 36 for displaying various information are connected.
A clock 38 is connected to the bus 22.

(端末20の主なソフトウエア構成について)
図4は、端末20の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図4に示すように、端末20は、各部を制御する制御部100、図3の通信装置32に対応する通信部102、GPS装置34に対応するGPS部104、表示装置36に対応する表示部106、時計38に対応する計時部108等を有する。
端末20は、また、各種プログラムを格納する第1記憶部110、各種情報を格納する第2記憶部150を有する。
(About main software configuration of terminal 20)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a main software configuration of the terminal 20.
As shown in FIG. 4, the terminal 20 includes a control unit 100 that controls each unit, a communication unit 102 that corresponds to the communication device 32 in FIG. 3, a GPS unit 104 that corresponds to the GPS device 34, and a display unit that corresponds to the display device 36. 106, a time measuring unit 108 corresponding to the clock 38, and the like.
The terminal 20 also includes a first storage unit 110 that stores various programs and a second storage unit 150 that stores various information.

図4に示すように、端末20は、第2記憶部150に、衛星軌道情報152を格納している。衛星軌道情報152は、すべてのGPS衛星12a等の概略の軌道を示すアルマナック(Almanac)152a、及び、各GPS衛星12a等の精密な軌道を示すエフェメリス(Ephemeris)152bを含む。端末20は、アルマナック152a及びエフェメリス152bを、GPS衛星12a等からの信号S1等を受信してデコードすることによって取得する。
端末20は、衛星軌道情報152を、信号S1等及び通信信号CSに基づく測位に使用する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores satellite orbit information 152 in the second storage unit 150. The satellite orbit information 152 includes an Almanac 152a indicating an approximate orbit of all GPS satellites 12a and the like, and an Ephemeris 152b indicating a precise orbit of each GPS satellite 12a and the like. The terminal 20 acquires the almanac 152a and the ephemeris 152b by receiving and decoding the signal S1 and the like from the GPS satellite 12a and the like.
The terminal 20 uses the satellite orbit information 152 for positioning based on the signal S1 and the like and the communication signal CS.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、衛星信号受信プログラム112を格納している。衛星信号受信プログラム112は、制御部100が、GPS衛星12a等から、信号S1等を受信するためのプログラムである。衛星信号受信プログラム112と制御部100は、衛星信号受信手段の一例である。
具体的には、制御部100は、アルマナック152aを参照して、現在時刻において観測可能なGPS衛星12a等を判断し、観測可能なGPS衛星12a等からの信号S1等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、前回の測位位置を使用する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a satellite signal reception program 112 in the first storage unit 110. The satellite signal reception program 112 is a program for the control unit 100 to receive the signal S1 and the like from the GPS satellite 12a and the like. The satellite signal reception program 112 and the control unit 100 are examples of satellite signal reception means.
Specifically, the control unit 100 refers to the almanac 152a, determines the GPS satellites 12a and the like that can be observed at the current time, and receives the signal S1 and the like from the observable GPS satellites 12a and the like. At this time, for example, the previous positioning position is used as the reference self-position.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、推定線算出受信プログラム114を格納している。
制御部100は、推定線算出受信プログラム114に基づいて、信号S1等を受信して、端末20が保持するレプリカC/Aコードとの相関処理を行い、GPS衛星12aについてのコードフェーズCPb1、及び、GPS衛星12bについてのコードフェーズCPb2を算出する。
制御部100は、コードフェーズCPb1及びCPb2を示すコードフェーズ情報154を第2記憶部150に格納する。
さらに、制御部100は、コードフェーズCPb1及びCPb2に基づいて、擬似距離r1及びr2(図1及び図2参照)を算出する。このとき、計時部108によって算出した現在時刻tを使用して、擬似距離r1及びr2を算出する。
制御部100は、擬似距離r1及びr2を示す擬似距離情報156を第2記憶部150に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部100は、遅延時間によって擬似距離r1及びr2を算出してもよい。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores an estimated line calculation reception program 114 in the first storage unit 110.
The control unit 100 receives the signal S1 and the like based on the estimated line calculation reception program 114, performs correlation processing with the replica C / A code held by the terminal 20, and performs the code phase CPb1 for the GPS satellite 12a, and The code phase CPb2 for the GPS satellite 12b is calculated.
The control unit 100 stores code phase information 154 indicating the code phases CPb1 and CPb2 in the second storage unit 150.
Further, the control unit 100 calculates pseudo distances r1 and r2 (see FIGS. 1 and 2) based on the code phases CPb1 and CPb2. At this time, the pseudo distances r1 and r2 are calculated using the current time t calculated by the timer 108.
The control unit 100 stores pseudo distance information 156 indicating the pseudo distances r1 and r2 in the second storage unit 150.
Note that, unlike the present embodiment, the control unit 100 may calculate the pseudo distances r1 and r2 based on the delay time.

続いて、制御部100は、エフェメリス152bを使用して現在時刻におけるGPS衛星12a及び12bの軌道上の位置を算出する。このとき、計時部108によって算出した現在時刻tを現在時刻として使用する。   Subsequently, the control unit 100 uses the ephemeris 152b to calculate the positions of the GPS satellites 12a and 12b on the orbit at the current time. At this time, the current time t calculated by the timer 108 is used as the current time.

ここで、現在時刻tはGPS時刻と同期していないから、正確な時刻であるとは限らない。このため、制御部100は、現在時刻tの前後の時刻においても、上述の擬似距離及び各時刻におけるGPS衛星12a及び12bの位置を算出する。
そして、制御部100は、複数の時刻における擬似距離r1及びr2と、GPS衛星12a及び12bの位置に基づいて、端末20の推定位置を示す曲線L2(図1及び図2参照)を算出する。すなわち、推定線算出受信プログラム114と制御部100は、推定線算出手段の一例である。
制御部100は、曲線L2を示す推定線情報158を第2記憶部150に格納する。
Here, since the current time t is not synchronized with the GPS time, it is not always an accurate time. Therefore, the control unit 100 calculates the above-described pseudo distance and the positions of the GPS satellites 12a and 12b at each time even at times before and after the current time t.
And the control part 100 calculates the curve L2 (refer FIG.1 and FIG.2) which shows the estimated position of the terminal 20 based on the pseudorange r1 and r2 in several time, and the position of GPS satellite 12a and 12b. That is, the estimated line calculation reception program 114 and the control unit 100 are examples of estimated line calculation means.
The control unit 100 stores estimated line information 158 indicating the curve L2 in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、基地局情報取得プログラム116を格納している。基地局情報取得プログラム116は、制御部100が、基地局40と通信し、基地局位置Q及びRTT(Round Trip Time)を取得するためのプログラムである。RTTは、通信信号CSが基地局40と端末20との間を往復するために必要な時間である。RTTは、往復時間の一例である。そして、基地局情報取得プログラム116と制御部100は、往復時間取得手段の一例である。
制御部100は、通信信号CSに含まれる基地局位置Qを示す情報を抽出する。そして、制御部100は、基地局位置Qを示す基地局位置情報160として第2記憶部150に格納する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a base station information acquisition program 116 in the first storage unit 110. The base station information acquisition program 116 is a program for the control unit 100 to communicate with the base station 40 and acquire the base station position Q and RTT (Round Trip Time). RTT is the time required for the communication signal CS to reciprocate between the base station 40 and the terminal 20. RTT is an example of a round trip time. The base station information acquisition program 116 and the control unit 100 are an example of a round trip time acquisition unit.
The control unit 100 extracts information indicating the base station position Q included in the communication signal CS. Then, the control unit 100 stores the base station position information 160 indicating the base station position Q in the second storage unit 150.

基地局40から送信された通信信号CSの特定のフレームは、端末20から基地局40に返信されるようになっている。基地局40は、その特定のフレームを送信した時刻と受信した時刻とを計測することによって、RTTを算出する。そして、基地局40は、通信信号CSにRTTを示す情報を含ませて、端末20に送信する。
端末20は、通信信号CSに含まれるRTTを示す情報を抽出する。そして、制御部100は、RTTを示すRTT情報162を第2記憶部150に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、端末20が特定のフレームを基地局40に送信し、基地局40からその特定のフレームを受信するようにしてもよい。そして、端末20が特定のフレームを送信した時刻と受信した時刻との間の時間をRTTとしてもよい。
A specific frame of the communication signal CS transmitted from the base station 40 is returned from the terminal 20 to the base station 40. The base station 40 calculates the RTT by measuring the time when the specific frame is transmitted and the time when the specific frame is received. Then, the base station 40 includes information indicating the RTT in the communication signal CS and transmits it to the terminal 20.
The terminal 20 extracts information indicating the RTT included in the communication signal CS. Then, the control unit 100 stores RTT information 162 indicating RTT in the second storage unit 150.
Note that, unlike the present embodiment, the terminal 20 may transmit a specific frame to the base station 40 and receive the specific frame from the base station 40. The time between the time when the terminal 20 transmits a specific frame and the time when the terminal 20 receives the frame may be RTT.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、予想円半径算出プログラム118を格納している。予想円半径算出プログラム118は、制御部100が、RTTに基づいて、予想円L3(図2参照)の半径dを算出するためのプログラムである。制御部100は、RTTの2分の1の時間において電波が進む距離を算出し、半径dを算出する。なお、電波は、光速で伝播するから、RTTの2分の1の時間に光速を乗じることによって、半径dを算出することができる。
制御部100は、半径dを示す半径情報164を第2記憶部150に格納する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores an expected circle radius calculation program 118 in the first storage unit 110. The expected circle radius calculation program 118 is a program for the control unit 100 to calculate the radius d of the expected circle L3 (see FIG. 2) based on the RTT. The control unit 100 calculates the distance traveled by the radio wave in a half time of the RTT, and calculates the radius d. Since radio waves propagate at the speed of light, the radius d can be calculated by multiplying the time of light by one-half of the RTT.
The control unit 100 stores radius information 164 indicating the radius d in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、予想円算出プログラム120を格納している。予想円算出プログラム120は、制御部100が、半径dと基地局位置Qに基づいて、予想円L3(図2参照)を算出するためのプログラムである。上述の予想円半径算出プログラム118と予想円算出プログラム120と制御部100は、予想円算出手段の一例である。
制御部100は、算出した予想円L3を示す予想円情報166を第2記憶部150に格納する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores an expected circle calculation program 120 in the first storage unit 110. The predicted circle calculation program 120 is a program for the control unit 100 to calculate the predicted circle L3 (see FIG. 2) based on the radius d and the base station position Q. The expected circle radius calculation program 118, the expected circle calculation program 120, and the control unit 100 described above are examples of expected circle calculation means.
The control unit 100 stores predicted circle information 166 indicating the calculated predicted circle L3 in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、共有点算出プログラム122を格納している。共有点算出プログラム122は、制御部100が、曲線L2と予想円L3との共有点を算出するためのプログラムである。共有点算出プログラム122と制御部100は、共有点算出手段の一例である。
制御部100は、例えば、共有点P1及びP2(図2(b)参照)を算出する。制御部100は、共有点P1及びP2を示す共有点情報168を第2記憶部150に格納する。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a shared point calculation program 122 in the first storage unit 110. The shared point calculation program 122 is a program for the control unit 100 to calculate a shared point between the curve L2 and the expected circle L3. The share point calculation program 122 and the control unit 100 are examples of share point calculation means.
For example, the control unit 100 calculates the shared points P1 and P2 (see FIG. 2B). The control unit 100 stores the shared point information 168 indicating the shared points P1 and P2 in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、現在位置決定プログラム124を格納している。
現在位置決定プログラム124は、予想ドップラー偏移算出プログラム124a、実測ドップラー偏移算出プログラム124b、差分算出プログラム124c、出力位置選択プログラム124dを含む。
As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a current position determination program 124 in the first storage unit 110.
The current position determination program 124 includes an expected Doppler shift calculation program 124a, an actual measurement Doppler shift calculation program 124b, a difference calculation program 124c, and an output position selection program 124d.

図5は、予想ドップラー偏移算出プログラム124aの説明図である。
予想ドップラー偏移算出プログラム124aは、制御部100が、GPS衛星12a等から共有点P1及びP2への視線方向ベクトルと、信号S1等の発信周波数f0に基づいて、予想ドップラー偏移DPestを算出するためのプログラムである。予想ドップラー偏移算出プログラム124aと制御部100は、予想ドップラー偏移算出手段の一例である。
制御部100は、エフェメリス152bを参照して現在時刻tにおけるGPS衛星の座標Psaと、速度ベクトルVgaを算出する。そして、座標Psaから共有点P1へ向かう方向(視線方向)に速度ベクトルVgaを分解し、視線方向の速度ベクトルVs1aを得る。速度ベクトルVs1aには、視線方向の速度V1aが示されている。同様にして、制御部100は、共有点P2についての速度ベクトルVs2aを算出する。
続いて、制御部100は、式1によって共有点P1におけるドップラー偏移DPest1を算出し、式2によって共有点P2におけるドップラー偏移DPest2を算出する。式1及び式2は、一般的なドップラー偏移算出のための式である。
なお、発信周波数f0は既知であり、約1.5ギガヘルツ(GHz)である。
制御部100は、算出したドップラー偏移DPest1及びドップラー偏移DPest2を示す予想ドップラー偏移情報170を第2記憶部150に格納する。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the expected Doppler shift calculation program 124a.
In the predicted Doppler shift calculation program 124a, the control unit 100 calculates the predicted Doppler shift DPest based on the line-of-sight direction vector from the GPS satellite 12a or the like to the common points P1 and P2 and the transmission frequency f0 such as the signal S1. It is a program for. The expected Doppler shift calculation program 124a and the control unit 100 are an example of an expected Doppler shift calculation unit.
The control unit 100 refers to the ephemeris 152b and calculates the GPS satellite coordinate Psa and the velocity vector Vga at the current time t. Then, the velocity vector Vga is decomposed in the direction (gaze direction) from the coordinate Psa toward the common point P1, and the velocity vector Vs1a in the gaze direction is obtained. The velocity vector Vs1a indicates the velocity V1a in the line-of-sight direction. Similarly, the control unit 100 calculates a velocity vector Vs2a for the shared point P2.
Subsequently, the control unit 100 calculates the Doppler shift DPest1 at the shared point P1 using Equation 1, and calculates the Doppler shift DPest2 at the shared point P2 using Equation 2. Expressions 1 and 2 are expressions for calculating a general Doppler shift.
The transmission frequency f0 is known and is about 1.5 gigahertz (GHz).
The control unit 100 stores the predicted Doppler shift information 170 indicating the calculated Doppler shift DPest1 and the calculated Doppler shift DPest2 in the second storage unit 150.

図6は、実測ドップラー偏移算出プログラム124bの説明図である。
実測ドップラー偏移算出プログラム124bは、制御部100が、信号S1等の実際の受信周波数と発信周波数f0に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移DPrを算出するためのプログラムである。実測ドップラー偏移算出プログラム124bと制御部100は、実測ドップラー偏移算出手段の一例である。
制御部100は、実際の受信周波数frから既知の発信周波数f0を減じる式3によって、実測ドップラー偏移DPrを算出する。
制御部100は、算出した実測ドップラー偏移DPrを示す実測ドップラー偏移情報172を第2記憶部150に格納する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the measured Doppler shift calculation program 124b.
The measured Doppler shift calculation program 124b is a program for the control unit 100 to calculate the measured Doppler shift DPr that is the actual Doppler shift based on the actual reception frequency such as the signal S1 and the transmission frequency f0. . The measured Doppler shift calculation program 124b and the control unit 100 are an example of the measured Doppler shift calculation means.
The control unit 100 calculates the measured Doppler shift DPr by Equation 3 that subtracts the known transmission frequency f0 from the actual reception frequency fr.
The control unit 100 stores measured Doppler shift information 172 indicating the calculated measured Doppler shift DPr in the second storage unit 150.

図7は、差分算出プログラム124cの説明図である
差分算出プログラム124cは、制御部100が、各共有点P1及びP2について、予想ドップラー偏移DPestと実測ドップラー偏移DPrとの差分DPdifを算出するためのプログラムである。差分DPdifは差分の一例である。差分算出プログラム124cと制御部100は、差分算出手段の一例である。
制御部100は、共有点P1についての予想ドップラー偏移DPest1から実測ドップラー偏移DPrを減じる式4によって、共有点P1についての差分DPdif1を算出する。制御部100は、同様に、式5によって、共有点P2についての差分DPdif2を算出する。
制御部100は、算出した差分DPdif1及びDPdif2を示す差分情報174を第2記憶部150に格納する。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the difference calculation program 124c. In the difference calculation program 124c, the control unit 100 calculates the difference DPdif between the predicted Doppler shift DPest and the measured Doppler shift DPr for each of the shared points P1 and P2. It is a program for. The difference DPdif is an example of a difference. The difference calculation program 124c and the control unit 100 are an example of a difference calculation unit.
The control unit 100 calculates a difference DPdif1 for the shared point P1 by Expression 4 that subtracts the measured Doppler shift DPr from the predicted Doppler shift DPest1 for the shared point P1. Similarly, the control unit 100 calculates the difference DPdif2 with respect to the shared point P2 by Expression 5.
The control unit 100 stores the difference information 174 indicating the calculated differences DPdif1 and DPdif2 in the second storage unit 150.

図8は、出力位置選択プログラム124dの説明図である。
出力位置選択プログラム124dは、制御部100が、小さい方の差分DPdif1又はDPdif2に対応する共有点P1又はP2を、端末20が表示装置36に表示するための出力位置Pfixとして選択するためのプログラムである。出力位置選択プログラム124dと制御部100は、出力位置選択手段の一例である。
図8に示すように、DPdif1がDPdif2よりも小さい場合には、制御部100は、共有点P1を選択して出力位置Pfixとする。これに対して、DPdif2がDPdif1よりも小さい場合には、制御部100は、共有点P2を選択して出力位置Pfixとする。
制御部100は、出力位置Pfixを示す出力位置情報176を第2記憶部150に格納する。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the output position selection program 124d.
The output position selection program 124d is a program for the control unit 100 to select the shared point P1 or P2 corresponding to the smaller difference DPdif1 or DPdif2 as the output position Pfix for the terminal 20 to display on the display device 36. is there. The output position selection program 124d and the control unit 100 are an example of output position selection means.
As shown in FIG. 8, when DPdif1 is smaller than DPdif2, the control unit 100 selects the shared point P1 and sets it as the output position Pfix. On the other hand, when DPdif2 is smaller than DPdif1, the control unit 100 selects the common point P2 as the output position Pfix.
The control unit 100 stores output position information 176 indicating the output position Pfix in the second storage unit 150.

図4に示すように、端末20は、第1記憶部110に、位置出力プログラム126を格納している。位置出力プログラム126は、制御部100が、出力位置Pfixを表示装置36に表示するためのプログラムである。 As illustrated in FIG. 4, the terminal 20 stores a position output program 126 in the first storage unit 110. The position output program 126 is a program for the control unit 100 to display the output position Pfix on the display device 36.

なお、推定線L2と予想円L3との共有点が存在しない場合には、制御部100は、以下のようにして出力位置Pfixを決定する。 When there is no common point between the estimated line L2 and the expected circle L3, the control unit 100 determines the output position Pfix as follows.

図9は、共有点が存在しない場合の出力位置Pfixの決定方法の一例を示す図である。
制御部100は、曲線L2と予想円L3との共有点が存在しない場合には、図9(a)に示すように、曲線L2と予想円L3と等距離にある点を算出し、現在位置Pfixとする。
曲線L2と予想円L3とが交わらず、接しない場合には、共有点は存在しない。一方で、端末20は、予想円L3及び曲線L2の近傍に位置するはずである。
この点、制御部100は、共有点が存在しない場合であっても、曲線L2と予想円L3に基づいて、現在位置Pfixを算出することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a method for determining the output position Pfix when there is no shared point.
When there is no common point between the curve L2 and the predicted circle L3, the control unit 100 calculates a point equidistant from the curve L2 and the predicted circle L3 as shown in FIG. Let Pfix.
If the curve L2 and the expected circle L3 do not intersect and do not touch, there is no shared point. On the other hand, the terminal 20 should be located in the vicinity of the expected circle L3 and the curve L2.
In this regard, the control unit 100 can calculate the current position Pfix based on the curve L2 and the expected circle L3 even when there is no shared point.

なお、本実施の形態とは異なり、制御部100は、曲線L2と予想円L3との共有点が存在しない場合には、図9(b)に示すように、予想円L3上の位置であって、曲線L2と最も近い位置を現在位置Pfixとして算出するようにしてもよい。 Unlike the present embodiment, when there is no common point between the curve L2 and the predicted circle L3, the control unit 100 does not change the position on the predicted circle L3 as shown in FIG. 9B. Thus, the position closest to the curve L2 may be calculated as the current position Pfix.

端末20は、上述のように構成されている。
上述のように、端末20は、曲線L2を算出することができる。
また、端末20は、予想円L3を算出することができる。
そして、端末20は、曲線L2と予想円L3の共有点を算出することができる。ここで
、共有点は1個であるとは限らない。
この点、端末20は、複数の共有点から、表示装置36に出力するための出力位置Pfixを選択することができる。
具体的には、端末20は、各共有点P1及びP2について、予想ドップラー偏移DPestを算出することができる。
予想ドップラー偏移DPestは、各共有点P1及びP2ごとに異なる。
また、端末20は、実測ドップラー偏移DPrを算出することができる。実測ドップラ
ー偏移DPrは、実際のドップラー偏移である。
そして、端末20は、差分DPdifを算出することができる。
そして、端末20は、小さい方の差分DPdifに対応する共有点P1又はP2を出力位置Pfixとして選択することができる。差分DPdifが小さいということは、予想ドップラー偏移DPestの精度が高いということを意味する。予想ドップラー偏移DPestはGPS衛星12aから各共有点P1又はP2への視線方向ベクトルを使用して算出されるから、共有点P1又はP2の座標が真の位置に近いほど、予想ドップラー偏移DPestの精度が高くなる。このため、差分DPdifが小さいということは、その差分DPdifに対応する共有点P1又はP2が真の位置に近いことを意味する。
このため、端末20は、小さい方の差分DPdifに対応する共有点P1又はP2を出力位置Pfixとして選択することによって、精度の高い位置を出力することができる。
これにより、端末20は、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、位置誤差の少ない位置を出力することができる。
The terminal 20 is configured as described above.
As described above, the terminal 20 can calculate the curve L2.
Further, the terminal 20 can calculate the expected circle L3.
Then, the terminal 20 can calculate a common point between the curve L2 and the expected circle L3. Here, the number of shared points is not necessarily one.
In this regard, the terminal 20 can select an output position Pfix for output to the display device 36 from a plurality of shared points.
Specifically, the terminal 20 can calculate the expected Doppler shift DPest for each of the shared points P1 and P2.
The expected Doppler shift DPest is different for each sharing point P1 and P2.
Further, the terminal 20 can calculate the measured Doppler shift DPr. The measured Doppler shift DPr is an actual Doppler shift.
Then, the terminal 20 can calculate the difference DPdif.
Then, the terminal 20 can select the shared point P1 or P2 corresponding to the smaller difference DPdif as the output position Pfix. The small difference DPdif means that the accuracy of the expected Doppler shift DPest is high. Since the predicted Doppler shift DPest is calculated using the line-of-sight vector from the GPS satellite 12a to each shared point P1 or P2, the closer the coordinate of the shared point P1 or P2 is to the true position, the more the expected Doppler shift DPest is. The accuracy of. Therefore, a small difference DPdif means that the shared point P1 or P2 corresponding to the difference DPdif is close to the true position.
For this reason, the terminal 20 can output a highly accurate position by selecting the shared point P1 or P2 corresponding to the smaller difference DPdif as the output position Pfix.
As a result, the terminal 20 can perform two-dimensional positioning in combination with RTT in an asynchronous communication system and output a position with little position error.

以上が本実施の形態の端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図10を使用して説明する。
図10は本実施の形態の端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
The above is the configuration of the terminal 20 of the present embodiment. Hereinafter, an example of the operation will be mainly described with reference to FIG.
FIG. 10 is a schematic flowchart showing an operation example of the terminal 20 of the present embodiment.

まず、端末20は、GPS衛星12a等から信号S1等を受信する(図10のステップST1)。このステップST1は、衛星信号受信ステップの一例である。
続いて、端末20は、推定線L2(図1及び図2参照)を算出する(ステップST2)。このステップST2は、推定線算出ステップの一例である。
First, the terminal 20 receives a signal S1 and the like from the GPS satellite 12a and the like (step ST1 in FIG. 10). This step ST1 is an example of a satellite signal receiving step.
Subsequently, the terminal 20 calculates an estimated line L2 (see FIGS. 1 and 2) (step ST2). This step ST2 is an example of an estimated line calculation step.

続いて、端末20は、RTTを取得する(ステップST3)。このステップST3は、往復時間取得ステップの一例である。
続いて、端末20は、予想円L3を算出する(ステップST4)。このステップST4は、予想円算出ステップの一例である。ステップST4においては、RTTに基づいて予想円L3の半径dを算出し、この半径d3と基地局位置Qに基づいて、予想円L3を算出する。
Subsequently, the terminal 20 acquires the RTT (step ST3). This step ST3 is an example of a round trip time acquisition step.
Subsequently, the terminal 20 calculates an expected circle L3 (step ST4). This step ST4 is an example of an expected circle calculation step. In step ST4, the radius d of the expected circle L3 is calculated based on the RTT, and the predicted circle L3 is calculated based on the radius d3 and the base station position Q.

続いて、端末20は、曲線L2と予想円L3との共有点を算出する(ステップST5)。このステップST5は、共有点算出ステップの一例である。ここで、共有点は、2つあると仮定して、以下の説明をする。
続いて、端末20は、各共有点P1及びP2について、予想ドップラー偏移DPestを算出する(ステップST6)。このステップST6は、予想ドップラー偏移算出ステップの一例である。
Subsequently, the terminal 20 calculates a common point between the curve L2 and the expected circle L3 (step ST5). This step ST5 is an example of a shared point calculation step. Here, the following explanation will be made assuming that there are two common points.
Subsequently, the terminal 20 calculates an expected Doppler shift DPest for each of the shared points P1 and P2 (step ST6). This step ST6 is an example of an expected Doppler shift calculation step.

続いて、端末20は、実測ドップラー偏移DPrを算出する(ステップST7)。このステップST7は、実測ドップラー偏移算出ステップの一例である。
続いて、端末20は、各共有点P1及びP2について、予想ドップラー偏移DPestと実測ドップラー偏移DPrとの差分DPdifを算出する(ステップST8)。このステップST8は、差分算出ステップの一例である。
Subsequently, the terminal 20 calculates the measured Doppler shift DPr (step ST7). This step ST7 is an example of a measured Doppler shift calculation step.
Subsequently, the terminal 20 calculates a difference DPdif between the predicted Doppler shift DPest and the measured Doppler shift DPr for each of the shared points P1 and P2 (Step ST8). This step ST8 is an example of a difference calculating step.

続いて、端末20は、小さい方の差分DPdifに対応する共有点P1又はP2を出力位置Pfixとして選択する(ステップST9)。このステップST9は、出力位置選択ステップの一例である。
続いて、端末20は、出力位置Pfixを出力する(ステップST10)。
Subsequently, the terminal 20 selects the shared point P1 or P2 corresponding to the smaller difference DPdif as the output position Pfix (step ST9). This step ST9 is an example of an output position selection step.
Subsequently, the terminal 20 outputs the output position Pfix (step ST10).

上述のステップによって、端末20は、非同期の通信システムにおけるRTTを併用して2次元測位を行い、位置誤差の少ない位置を出力することができる。   Through the above-described steps, the terminal 20 can perform two-dimensional positioning using RTT in an asynchronous communication system and output a position with little position error.

(第2の実施の形態)
次に、第2の実施の形態の端末20Aについて説明する。第2の実施の形態の端末20Aの構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, the terminal 20A of the second embodiment will be described. Since the configuration of the terminal 20A of the second embodiment is similar to that of the terminal 20 of the first embodiment, common parts are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. The explanation will be focused on.

例えば、GPS衛星12aと共有点P1及びP2との相対的な位置によっては、差分DPdif1とDPdif2がほぼ等しい場合がある。この場合、共有点P1及びP2のいずれが真の位置に近いのかを判断することはできない。
この点、端末20Aは、以下に説明するように、このような場合においても、出力位置Pfixを決定することができるようになっている。
For example, depending on the relative positions of the GPS satellite 12a and the shared points P1 and P2, the differences DPdif1 and DPdif2 may be substantially equal. In this case, it cannot be determined which of the shared points P1 and P2 is closer to the true position.
In this regard, the terminal 20A can determine the output position Pfix even in such a case as described below.

図11は、端末20Aの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図11に示すように、端末20Aは、第1記憶部110に、現在位置決定プログラム124Aを格納している。現在位置決定プログラム124Aは、予想ドップラー偏移算出プログラム124aA、実測ドップラー偏移算出プログラム124bA、差分算出プログラム124cA及び出力位置選択プログラム124dAを含む。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a main software configuration of the terminal 20A.
As illustrated in FIG. 11, the terminal 20A stores a current position determination program 124A in the first storage unit 110. The current position determination program 124A includes an expected Doppler shift calculation program 124aA, an actual measurement Doppler shift calculation program 124bA, a difference calculation program 124cA, and an output position selection program 124dA.

図12は、予想ドップラー偏移算出プログラム124aAの説明図である。
図12に示すように、制御部100は予想ドップラー偏移算出プログラム124aAに基づいて、曲線L2の生成に使用した2個のGPS衛星12a及び12bについて、それぞれDPest1及びDPest2を算出する。
すなわち、制御部100は、GPS衛星12aについてDPest1及びDPest2を算出し、さらに、GPS衛星12bについてDPest1及びDPest2を算出する。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the expected Doppler shift calculation program 124aA.
As illustrated in FIG. 12, the control unit 100 calculates DPest1 and DPest2 for the two GPS satellites 12a and 12b used to generate the curve L2, based on the expected Doppler shift calculation program 124aA.
That is, the control unit 100 calculates DPest1 and DPest2 for the GPS satellite 12a and further calculates DPest1 and DPest2 for the GPS satellite 12b.

図13は、実測ドップラー偏移算出プログラム124bAの説明図である。
図13に示すように、制御部100は、2個のGPS衛星12a及び12bについて、それぞれ実測ドップラー偏移DPrを算出する。
すなわち、制御部100は、GPS衛星12aについての実測ドップラー偏移DPrを算出し、さらに、GPS衛星12bについての実測ドップラー偏移DPrを算出する。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the measured Doppler shift calculation program 124bA.
As shown in FIG. 13, the control unit 100 calculates the measured Doppler shift DPr for each of the two GPS satellites 12a and 12b.
That is, the control unit 100 calculates the measured Doppler shift DPr for the GPS satellite 12a, and further calculates the measured Doppler shift DPr for the GPS satellite 12b.

図14は、差分算出プログラム124cAの説明図である。
図14に示すように、制御部100は、2個のGPS衛星12a及び12bについて、それぞれ差分DPdif1及びDPdif2を算出する。
すなわち、制御部100は、GPS衛星12aについて差分DPdif1a及びDPdif2aを算出し、さらに、GPS衛星12bについて差分DPdif1b及びDPdif2bを算出する。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the difference calculation program 124cA.
As shown in FIG. 14, the control unit 100 calculates the differences DPdif1 and DPdif2 for the two GPS satellites 12a and 12b, respectively.
That is, the control unit 100 calculates the differences DPdif1a and DPdif2a for the GPS satellite 12a, and further calculates the differences DPdif1b and DPdif2b for the GPS satellite 12b.

図15は、出力位置選択プログラム124dAの説明図である。
図15に示すように、制御部100は、差分DPdif1aとDPdif2aがほぼ等しい場合には、差分DPdif1bとDPdif2bを比較して、小さい方の差分DPdif1b又はDPdif2bに対応する共有点P1又はP2のいずれかを選択するようになっている。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the output position selection program 124dA.
As shown in FIG. 15, when the differences DPdif1a and DPdif2a are substantially equal, the control unit 100 compares the differences DPdif1b and DPdif2b to determine which of the sharing points P1 or P2 corresponding to the smaller difference DPdif1b or DPdif2b. Is supposed to be selected.

上述のように、端末20Aは、一方のGPS衛星12aについての複数の共有点P1及びP2についての差分DPdifがほぼ等しい場合であっても、他方のGPS衛星12bについての複数の共有点P1及びP2についての差分DPdifに基づいて、出力位置Pfixを選択することができる。   As described above, the terminal 20A has a plurality of common points P1 and P2 for the other GPS satellite 12b even if the differences DPdif for the common points P1 and P2 for the one GPS satellite 12a are substantially equal. The output position Pfix can be selected based on the difference DPdif.

(第3の実施の形態)
次に、第3の実施の形態の端末20Bについて説明する。第3の実施の形態の端末20Bの構成は、上記第1の実施の形態の端末20と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
Next, the terminal 20B according to the third embodiment will be described. Since the configuration of the terminal 20B of the third embodiment is similar to that of the terminal 20 of the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The explanation will be focused on.

上述の共有点P1及びP2の位置の精度が低い場合には、真の位置との乖離が大きくなる。むしろ、真の位置は、共有点P1及びP2を統計処理して得られた位置に近い場合もある。そこで、端末20Bは、以下に説明するように、共有点P1及びP2の平均位置を参照位置Prefを算出し、参照位置Prefの方が共有点P1及びP2よりも真の位置に近い場合には、参照位置Prefを最終的な出力位置Pfixとして選択する。   When the accuracy of the positions of the shared points P1 and P2 is low, the deviation from the true position becomes large. Rather, the true position may be close to the position obtained by statistically processing the shared points P1 and P2. Therefore, as described below, the terminal 20B calculates the reference position Pref based on the average position of the shared points P1 and P2, and when the reference position Pref is closer to the true position than the shared points P1 and P2. The reference position Pref is selected as the final output position Pfix.

図16は、端末20Bの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図11に示すように、端末20Bは、第1記憶部110に、参照位置算出プログラム128を格納している。参照位置算出プログラム128は、制御部100が、共有点P1及びP2に基づいて、参照位置Prefを算出するためのプログラムである。参照位置Prefは、参照位置の一例である。参照位置算出プログラム128と制御部100は、参照位置算出手段の一例である。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a main software configuration of the terminal 20B.
As illustrated in FIG. 11, the terminal 20B stores a reference position calculation program 128 in the first storage unit 110. The reference position calculation program 128 is a program for the control unit 100 to calculate the reference position Pref based on the shared points P1 and P2. The reference position Pref is an example of a reference position. The reference position calculation program 128 and the control unit 100 are an example of a reference position calculation unit.

図17は、参照位置算出プログラム128の説明図である。
図17に示すように、制御部100は、共有点P1とP2の平均位置を算出し、その平均位置を参照位置Prefとする。
制御部100は、算出した参照位置Prefを示す参照位置情報178を第2記憶部150に格納する。
FIG. 17 is an explanatory diagram of the reference position calculation program 128.
As illustrated in FIG. 17, the control unit 100 calculates an average position of the shared points P1 and P2, and sets the average position as the reference position Pref.
The control unit 100 stores reference position information 178 indicating the calculated reference position Pref in the second storage unit 150.

図16に示すように、端末20Bは、第2記憶部150に、現在位置決定プログラム124Bを格納している。現在位置決定プログラム124Bは、予想ドップラー偏移算出プログラム124aB、実測ドップラー偏移算出プログラム124bB、差分算出プログラム124cB及び出力位置選択プログラム124dBを含む。 As illustrated in FIG. 16, the terminal 20B stores a current position determination program 124B in the second storage unit 150. The current position determination program 124B includes an expected Doppler shift calculation program 124aB, an actual measurement Doppler shift calculation program 124bB, a difference calculation program 124cB, and an output position selection program 124dB.

図18は、予想ドップラー偏移算出プログラム124aBの説明図である。
図18に示すように、制御部100は予想ドップラー偏移算出プログラム124aBに基づいて、共有点P1及びP2と参照位置Prefについて、それぞれ予想ドップラー偏移DPestを算出する。
すなわち、制御部100は、共有点P1についてDPest1を算出し、共有点P2についてDPest2を算出し、さらに、参照位置Prefについて式10によってDPest3を算出する。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the expected Doppler shift calculation program 124aB.
As illustrated in FIG. 18, the control unit 100 calculates the predicted Doppler shift DPest for the common points P1 and P2 and the reference position Pref based on the predicted Doppler shift calculation program 124aB.
That is, the control unit 100 calculates DPest1 for the common point P1, calculates DPest2 for the common point P2, and further calculates DPest3 according to Expression 10 for the reference position Pref.

図19は、差分算出プログラム124cBの説明図である。
図14に示すように、制御部100は、共有点P1及びP2と参照位置Prefについて、それぞれ差分DPdifを算出する。
すなわち、制御部100は、共有点P1について差分DPdif1を算出し、共有点P2について差分DPdif2を算出し、さらに、式11によって、参照位置Prefについて差分DPdif3を算出する。
FIG. 19 is an explanatory diagram of the difference calculation program 124cB.
As illustrated in FIG. 14, the control unit 100 calculates a difference DPdif for each of the shared points P1 and P2 and the reference position Pref.
That is, the control unit 100 calculates the difference DPdif1 for the shared point P1, calculates the difference DPdif2 for the shared point P2, and further calculates the difference DPdif3 for the reference position Pref using Equation 11.

図20は、出力位置選択プログラム124dBの説明図である。
図20に示すように、制御部100は、差分DPdif1、DPdif2及びDPdif3のうち、最も小さい差分に対応する位置を出力位置Pfixとして選択するようになっている。
FIG. 20 is an explanatory diagram of the output position selection program 124 dB.
As illustrated in FIG. 20, the control unit 100 selects a position corresponding to the smallest difference among the differences DPdif1, DPdif2, and DPdif3 as the output position Pfix.

上述のように、端末20Bは、共有点P1及びP2についての差分Pdifが、参照位置Prefについての差分Pdifよりも大きい場合には、参照位置Pdifを最終出力位置とする構成となっているから、より真の位置に近い位置を出力することができる。   As described above, the terminal 20B is configured to use the reference position Pdif as the final output position when the difference Pdif for the shared points P1 and P2 is larger than the difference Pdif for the reference position Pref. A position closer to the true position can be output.

(第1の変形例)
図21は、第3の実施の形態の第1の変形例の説明図である。
図21に示すように、制御部100は、曲線L2と予想円L3とで形成される図形の重心を参照位置Prefとして算出する構成となっている。
(First modification)
FIG. 21 is an explanatory diagram of a first modification of the third embodiment.
As shown in FIG. 21, the control unit 100 is configured to calculate the center of gravity of the figure formed by the curve L2 and the expected circle L3 as the reference position Pref.

(第2の変形例)
図22は、第3の実施の形態の第2の変形例の説明図である。
図22に示すように、制御部100は、2個の共有点P1及びP2によって規定される予想円L3の円周の短い方の弧上において、2個の共有点P1及びP2の中間点を参照位置Prefとする。
(Second modification)
FIG. 22 is an explanatory diagram of a second modification of the third embodiment.
As shown in FIG. 22, the control unit 100 sets an intermediate point between the two shared points P1 and P2 on the shorter arc of the circumference of the expected circle L3 defined by the two shared points P1 and P2. The reference position Pref is used.

予想円L3の半径dは擬似距離r1及びr2よりもはるかに短いから、RTTに誤差があったとしても、RTTの誤差が予想円L3の半径dの絶対値に与える影響は限定的である。このため、端末20は、予想円L3上に位置すると考えてよい。
また、端末20は、曲線2の近傍に位置するはずである。
制御部100は、現在位置決定プログラム124Bに基づいて、2個の共有点P1及びP2によって規定される予想円L3の円周の短い方の弧上において、2個の共有点P1及びP2の中間点を現在位置Pfixとするから、2個の共有点の中間点を現在位置Pfixとする場合よりも、位置誤差を低減することができる
Since the radius d of the predicted circle L3 is much shorter than the pseudo distances r1 and r2, even if there is an error in the RTT, the influence of the error of the RTT on the absolute value of the radius d of the predicted circle L3 is limited. For this reason, it may be considered that the terminal 20 is located on the expected circle L3.
The terminal 20 should be located near the curve 2.
Based on the current position determination program 124B, the control unit 100 determines the middle of the two shared points P1 and P2 on the shorter arc of the circumference of the expected circle L3 defined by the two shared points P1 and P2. Since the point is the current position Pfix, the position error can be reduced as compared to the case where the intermediate point between the two shared points is the current position Pfix.

(プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について)
コンピュータに上述の動作例の衛星信号受信ステップと、推定線算出ステップと、往復時間取得ステップと、予想円算出ステップと、共有点算出ステップと、予想ドップラー偏移算出ステップと、実測ドップラー偏移算出ステップと、差分算出ステップと、出力位置選択ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
(About programs and computer-readable recording media)
The computer receives the satellite signal reception step, the estimated line calculation step, the round trip time acquisition step, the predicted circle calculation step, the shared point calculation step, the predicted Doppler shift calculation step, and the measured Doppler shift calculation in the above-described operation example. It can be set as the control program of the positioning apparatus for performing a step, a difference calculation step, an output position selection step, etc.
Moreover, it can also be set as the computer-readable recording medium etc. which recorded the control program etc. of such a positioning apparatus.

これら測位装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー(登録商標)のようなフレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Compact Disc−Recordable)、CD−RW(Compact Disc−Rewritable)、DVD(Digital Versatile Disc)などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。   A program storage medium used to install the control program of the positioning device in the computer and make it executable by the computer is, for example, a flexible disk such as a floppy (registered trademark), a CD-ROM (Compact Disc Read Only). Semiconductor memory in which programs are temporarily or permanently stored as well as package media such as Memory, CD-R (Compact Disc-Recordable), CD-RW (Compact Disc-Rewriteable), DVD (Digital Versatile Disc), etc. It can be realized with a magnetic disk or a magneto-optical disk.

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。   The present invention is not limited to the embodiments described above. Furthermore, the above-described embodiments may be combined with each other.

本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。It is the schematic which shows the terminal etc. of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。It is the schematic which shows the terminal etc. of embodiment of this invention. 端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main hardware constitutions of a terminal. 端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main software structures of a terminal. 予想ドップラー偏移算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an anticipated Doppler shift calculation program. 実測ドップラー偏移算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of the measurement Doppler shift calculation program. 差分算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a difference calculation program. 出力位置選択プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an output position selection program. 出力位置の決定方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the determination method of an output position. 端末の動作例を示す概略フローチャートである。It is a schematic flowchart which shows the operation example of a terminal. 端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main software structures of a terminal. 予想ドップラー偏移算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an anticipated Doppler shift calculation program. 実測ドップラー偏移算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of the measurement Doppler shift calculation program. 差分算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a difference calculation program. 出力位置選択プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an output position selection program. 端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main software structures of a terminal. 参照位置算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a reference position calculation program. 予想ドップラー偏移算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an anticipated Doppler shift calculation program. 差分算出プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of a difference calculation program. 出力位置選択プログラムの説明図である。It is explanatory drawing of an output position selection program. 変形例の説明図である。It is explanatory drawing of a modification. 変形例の説明図である。It is explanatory drawing of a modification.

符号の説明Explanation of symbols

12a,12b・・・GPS衛星、20・・・端末、40・・・基地局、112・・・衛星信号受信プログラム、114・・・推定線算出プログラム、116・・・基地局情報取得プログラム、118・・・予想円半径算出プログラム、120・・・予想円算出プログラム、122・・・共有点算出プログラム、124・・・現在位置決定プログラム、124a・・・予想ドップラー偏移算出プログラム、124b・・・実測ドップラー偏移算出プログラム、124c・・・差分算出プログラム、124d・・・出力位置選択プログラム   12a, 12b ... GPS satellite, 20 ... terminal, 40 ... base station, 112 ... satellite signal reception program, 114 ... estimated line calculation program, 116 ... base station information acquisition program, 118 ... Expected circle radius calculation program, 120 ... Expected circle calculation program, 122 ... Shared point calculation program, 124 ... Current position determination program, 124a ... Expected Doppler shift calculation program, 124b ..Measured Doppler shift calculation program, 124c ... difference calculation program, 124d ... output position selection program

Claims (11)

SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置であって、
前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、
2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出手段と、
前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得手段と、
前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出手段と、
前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出手段と、
前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出手段と、
前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出手段と、
各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出手段と、
小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置
として選択する出力位置選択手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
A positioning device that performs two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS (Satellite Positioning System) satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite,
Satellite signal receiving means for receiving satellite signals from the SPS satellite;
Estimated line calculating means for calculating an estimated line indicating an estimated position of the positioning device based on each pseudo distance calculated by receiving the satellite signals from the two SPS satellites and orbit information of each of the SPS satellites;
Round-trip time acquisition means for acquiring a round-trip time in which the communication signal reciprocates between the communication base station and the positioning device;
Based on the round trip time and the position of the communication base station, an expected circle calculation means for calculating an expected circle indicating an expected position of the positioning device;
A shared point calculating means for calculating a plurality of shared points between the estimated line and the predicted circle;
An expected Doppler shift calculating means for calculating an expected Doppler shift based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each of the shared points and a transmission frequency of the satellite signal;
An actual Doppler shift calculating means for calculating an actual Doppler shift that is an actual Doppler shift, based on the actual reception frequency of the satellite signal and the transmission frequency;
For each shared point, a difference calculating means for calculating a difference between the expected Doppler shift and the measured Doppler shift;
Output position selection means for selecting the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output;
A positioning device comprising:
前記予想ドップラー偏移算出手段は、2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記予想ドップラー偏移を算出する構成となっており、
前記実測ドップラー偏移算出手段は、前記予想ドップラー偏移算出手段が使用した2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記実測ドップラー偏移を算出する構成となっており、
前記差分算出手段は、前記予想ドップラー偏移算出手段が使用した2個の前記SPS衛星について、それぞれ前記差分を算出する構成となっており、
前記出力位置選択手段は、一方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分がほぼ等しい場合には、他方の前記SPS衛星についての複数の前記共有点についての差分に基づいて、前記出力位置を選択する構成となっていることを特徴とする請求項1に記載の測位装置。
The expected Doppler shift calculating means is configured to calculate the predicted Doppler shift for each of the two SPS satellites,
The measured Doppler shift calculating means is configured to calculate the measured Doppler shift for each of the two SPS satellites used by the predicted Doppler shift calculating means,
The difference calculating means is configured to calculate the difference for each of the two SPS satellites used by the expected Doppler shift calculating means,
The output position selection means, when the difference for the plurality of shared points for one of the SPS satellites is substantially equal, based on the difference for the plurality of shared points for the other SPS satellite, The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device is configured to select a position.
複数の前記共有点に基づいて、参照位置を算出する参照位置算出手段を有し、
前記予想ドップラー偏移算出手段は、前記参照位置についても前記予想ドップラー偏移を算出する構成となっており、
前記差分算出手段は、前記参照位置についても前記差分を算出する構成となっており、
前記出力位置選択手段は、
前記出力位置に対応する前記共有点についての前記差分が、前記参照位置についての前記差分以下である場合には、前記出力位置を最終出力位置とし、
前記出力位置算出手段は、前記出力位置に対応する前記共有点についての前記差分が、前記参照位置についての前記差分よりも大きい場合には、前記参照位置を最終出力位置とする構成となっていることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の測位装置。
Reference position calculation means for calculating a reference position based on a plurality of the shared points,
The expected Doppler shift calculating means is configured to calculate the expected Doppler shift for the reference position,
The difference calculation means is configured to calculate the difference for the reference position,
The output position selection means includes
If the difference for the shared point corresponding to the output position is less than or equal to the difference for the reference position, the output position is the final output position,
The output position calculation means is configured to use the reference position as a final output position when the difference with respect to the shared point corresponding to the output position is larger than the difference with respect to the reference position. The positioning device according to claim 1, wherein the positioning device is characterized in that
前記参照位置は、複数の前記共有点の平均位置であることを特徴とする請求項3に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 3, wherein the reference position is an average position of the plurality of shared points. 前記参照位置は、前記推定線と前記予想円とで形成される図形の重心であることを特徴とする請求項3に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 3, wherein the reference position is a center of gravity of a figure formed by the estimated line and the expected circle. 前記参照位置は、2個の前記共有点によって規定される前記予想円の円周部分において、2個の前記共有点の中間点であることを特徴とする請求項3に記載の測位装置。   The positioning apparatus according to claim 3, wherein the reference position is an intermediate point between the two shared points in a circumferential portion of the expected circle defined by the two shared points. 前記出力位置選択手段は、前記共有点が存在しない場合には、前記推定線と前記予想円と等距離にある位置を前記出力位置として算出する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の測位装置。   2. The output position selection unit is configured to calculate, as the output position, a position that is equidistant from the estimated line and the predicted circle when the shared point does not exist. The positioning device according to claim 6. 前記出力位置選択手段は、前記共有点が存在しない場合には、前記予想円上の位置であって、前記推定線と最も近い位置を前記出力位置として算出する構成となっていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の測位装置。   The output position selection means is configured to calculate a position on the expected circle that is closest to the estimated line as the output position when the shared point does not exist. The positioning device according to any one of claims 1 to 6. SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、
前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、
前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、
前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、
前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
A satellite signal receiving step in which a positioning device that performs two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite receives satellite signals from the SPS satellite;
Estimation that the positioning device calculates an estimation line indicating the estimated position of the positioning device based on each pseudorange calculated by receiving the satellite signals from two SPS satellites and orbit information of each SPS satellite A line calculation step;
A round trip time acquisition step in which the positioning device acquires a round trip time in which the communication signal reciprocates between the communication base station and the positioning device;
An expected circle calculating step in which the positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station;
The positioning device calculates a shared point for calculating a plurality of shared points between the estimated line and the expected circle; and
An expected Doppler shift calculating step in which the positioning device calculates an expected Doppler shift based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each shared point and a transmission frequency of the satellite signal;
The positioning device calculates an actual Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency of the satellite signal and the transmission frequency; and
The positioning device calculates a difference between the expected Doppler shift and the measured Doppler shift for each of the shared points; and
An output position selecting step in which the positioning device selects the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output;
A method for controlling a positioning device, comprising:
コンピュータに、
SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、
前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、
前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、
前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、
前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御プログラム。
On the computer,
A satellite signal receiving step in which a positioning device that performs two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite receives satellite signals from the SPS satellite;
Estimation that the positioning device calculates an estimation line indicating the estimated position of the positioning device based on each pseudorange calculated by receiving the satellite signals from two SPS satellites and orbit information of each SPS satellite A line calculation step;
A round trip time acquisition step in which the positioning device acquires a round trip time in which the communication signal reciprocates between the communication base station and the positioning device;
An expected circle calculating step in which the positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station;
The positioning device calculates a shared point for calculating a plurality of shared points between the estimated line and the expected circle; and
An expected Doppler shift calculating step in which the positioning device calculates an expected Doppler shift based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each shared point and a transmission frequency of the satellite signal;
The positioning device calculates an actual Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency of the satellite signal and the transmission frequency; and
The positioning device calculates a difference between the expected Doppler shift and the measured Doppler shift for each of the shared points; and
An output position selecting step in which the positioning device selects the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output;
A positioning apparatus control program characterized by comprising:
コンピュータに、
SPS衛星からの衛星信号と、前記SPS衛星と時刻非同期の通信基地局からの通信信号を使用して2次元測位を行う測位装置が、前記SPS衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、2個の前記SPS衛星から前記衛星信号を受信して算出した各擬似距離と各前記SPS衛星の軌道情報に基づいて、前記測位装置の推定位置を示す推定線を算出する推定線算出ステップと、
前記測位装置が、前記通信信号が前記通信基地局と前記測位装置との間を往復する往復時間を取得する往復時間取得ステップと、
前記測位装置が、前記往復時間と前記通信基地局の位置に基づいて、前記測位装置の予想位置を示す予想円を算出する予想円算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定線と前記予想円との複数の共有点を算出する共有点算出ステップと、
前記測位装置が、前記SPS衛星から各前記共有点への視線方向ベクトルと前記衛星信号の発信周波数に基づいて、予想ドップラー偏移を算出する予想ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の実際の受信周波数と前記発信周波数に基づいて、実際のドップラー偏移である実測ドップラー偏移を算出する実測ドップラー偏移算出ステップと、
前記測位装置が、各前記共有点について、前記予想ドップラー偏移と前記実測ドップラー偏移との差分を算出する差分算出ステップと、
前記測位装置が、小さい方の前記差分に対応する前記共有点を、前記測位装置が出力するための出力位置として選択する出力位置選択ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
On the computer,
A satellite signal receiving step in which a positioning device that performs two-dimensional positioning using a satellite signal from an SPS satellite and a communication signal from a communication base station asynchronous with the SPS satellite receives satellite signals from the SPS satellite;
Estimation that the positioning device calculates an estimation line indicating the estimated position of the positioning device based on each pseudorange calculated by receiving the satellite signals from two SPS satellites and orbit information of each SPS satellite A line calculation step;
A round trip time acquisition step in which the positioning device acquires a round trip time in which the communication signal reciprocates between the communication base station and the positioning device;
An expected circle calculating step in which the positioning device calculates an expected circle indicating an expected position of the positioning device based on the round trip time and the position of the communication base station;
The positioning device calculates a shared point for calculating a plurality of shared points between the estimated line and the expected circle; and
An expected Doppler shift calculating step in which the positioning device calculates an expected Doppler shift based on a line-of-sight direction vector from the SPS satellite to each shared point and a transmission frequency of the satellite signal;
The positioning device calculates an actual Doppler shift that is an actual Doppler shift based on the actual reception frequency of the satellite signal and the transmission frequency; and
The positioning device calculates a difference between the expected Doppler shift and the measured Doppler shift for each of the shared points; and
An output position selecting step in which the positioning device selects the shared point corresponding to the smaller difference as an output position for the positioning device to output;
The computer-readable recording medium which recorded the control program of the positioning apparatus characterized by performing these.
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