JP2009085800A

JP2009085800A - 移動局測位システム

Info

Publication number: JP2009085800A
Application number: JP2007256978A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Yano; 喜樹矢野; Nobu Okuda; 野歩奥田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2007-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】測位対象との距離を測定可能な基地局の数を減らすことにより測位システム全体に要する費用を低減しつつ、測位の精度を維持可能な移動局測位システムを提供する。
【解決手段】移動局位置候補算出部１０２により、２つの基地局１２の受信時刻検出部４６において検出された移動局１０からの電波の受信時刻に基づいて、該２つの基地局１２のそれぞれと前記移動局１０との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間および前記２つの基地局１２の位置に基づいて前記移動局１０の位置の複数の候補が算出され、前記移動局位置候補選択部１０４により、該移動局位置候補算出部１０２によって算出された前記移動局１０の位置の複数の候補のうち、実際の移動局１０の位置であると判断される候補が選択され前記移動局１０の位置とされるので、少なくとも２つの基地局１２が存在すれば移動局１０の位置の算出（測位）を行なうことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果である受信時刻に基づいて移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局からの電波の受信時刻を検出することのできる基地局と、移動局からの電波の受信強度のみを検出することのできる簡易基地局とを併用する技術に関するものである。

移動局および基地局間において無線により信号の送受信を行い、この送受信の結果に基づいて移動局の位置の算出を行う技術が提案されている。この送受信の結果としては、例えば電波の送信時刻及び受信時刻から算出される電波の伝搬時間が用いられ、この電波の伝搬時間に基づいて移動局と基地局との距離が算出される。そして、３以上の基地局のそれぞれと基地局との距離がそれぞれ算出されると、三点測量の原理に基づいて前記３以上の基地局の位置に基づいて移動局の位置を算出することができる。

ところで、電波の受信時刻の算出の方法としては、例えば拡散符号を含んだ電波を送受信し、受信側で同期検出処理を行なう方法が用いられている。これは、送信側から拡散符号を含んだ電波を送信し、これを受信した受信側において、受信波に含まれる拡散符号と送信側が送信した拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値の算出を前記受信波に含まれる拡散符号を所定の時間ずつずらしながら行い、相関値のピークを検出した時点を受信時刻とする方法である。かかる方法によれば、一定の精度により受信時刻を検出することが可能となるが、送信側においては拡散符号を送信するための設備が必要となり、また、受信側においても同期検出を行なうための設備が必要となるため、実装するに当たり機器が複雑となったり、費用が高くなる。

一方、簡易的に移動局と基地局との距離を算出する方法としては、移動局および基地局間において無線により信号の送受信を行い、この送受信の結果として受信側における受信波のＲＳＳＩ値に基づく受信電力を用いる方法がある。これは例えば、送信側から所定の出力により電波を送信した際の、電波の伝搬距離と受信波における受信電力との関係を予め算出しておき、実際の受信側における受信電力に対応する伝搬距離を前記予め算出しておいた関係に基づいて算出するものである。かかる方法によれば、前述の拡散符号を用いた方法と異なり、拡散符号を含んだ電波を発信したりあるいは同期検出を行なうための設備が必要なく、設備が簡易となる。しかしながら、受信電力と伝搬距離との関係は、伝搬距離が長くなるほど誤差を生じやすく、そのため、前記拡散符号を用いた方法ほど正確な伝搬距離の算出を行なうことができない。

特表２００２−５３２９７９号公報

このように、伝搬距離の測定における正確さを求める場合には、移動局及び基地局の構成が複雑にならざるを得ず、そのため一定の精度による移動局測位システムを導入するためには高額な導入費用が必要であった。

本発明者等は、以上の課題を解決するために種々検討を重ねた結果、前記移動局の位置の算出を行なうために必要な基地局の数よりも少ない基地局によって移動局および基地局間の無線通信を行い、その受信時刻に基づいて各基地局と移動局との距離を算出することにより、移動局の位置の候補を複数算出することができ、他の基地局と移動局との間の無線通信による受信側における受信波の受信電力に基づいて、前記算出された複数の移動局の位置の候補のうち実際の移動局の位置であると判断される候補を選択すれば、選択された移動局の位置の候補は、前記移動局の位置の候補は前記受信時刻に基づいて算出されるものであるので、所定の精度を満たし、かつ、電波の受信時刻を検出するために必要な基地局の数は移動局の測位を行なうために必要な基地局よりも少ない基地局の数であって、他の基地局は電波の受信強度を測定するための設備のみを有すればよいことから、移動局測位システムとしての導入費用を低減することができるという点を見いだした。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。

本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、移動局から発信される電波を受信し、その受信時刻を検出する機能を有する基地局を、前記移動局の位置を算出するのに十分な数よりも少ない数だけ有することにより、前記基地局によって得られる受信時刻に基づいて移動局の位置の候補を精度よく複数算出するとともに、移動局位置候補選択部を設け、算出された複数の移動局の位置の候補から実際の移動局の位置であると判断される候補を選択することにより、基地局の数を低減し、すなわち移動局測位システムとしての導入コストを低減する移動局測位システムを提供することにある。

なお、特許文献１においては、電波の相対伝播遅延差および受信強度を併用する技術が開示されているが、かかる特許文献１に開示の技術は前記相対伝播遅延差のみを用いた移動局の測位の信頼度を増すために、前記相対伝播遅延差による移動局の測位結果と前記受信強度に基づく移動局の測位結果を比較するものであり、かつ、各基地局は前記相対伝播遅延差を算出するための設備と前記受信強度を算出するための設備の両方を備えるものとされており、本発明とは目的や構成を異にするものである。

かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、該複数の基地局における受信結果に基づいて移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）電波を発信する発信部を有する移動局と、（ｃ）前記移動局から発信された電波を受信する受信部と、該受信部により発信された電波の受信時刻を検出する受信時刻検出部と、を有する複数の基地局と、（ｄ）前記複数の基地局のうちの２つの基地局の該受信時刻検出部において検出された移動局からの電波の受信時刻に基づいて、該２つの基地局のそれぞれと前記移動局との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間および前記２つの基地局の位置に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出する移動局位置候補算出部と、（ｅ）該移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、実際の移動局の位置であると判断される候補を、受信時刻以外の定常的に取得される移動局状態変数に基づいて選択し、前記移動局の位置とする移動局位置候補選択部とを有することを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局から発信された電波を受信し、その受信強度を測定する簡易基地局を有し、（ｂ）前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記簡易基地局によって測定された移動局からの電波の受信強度に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補を選択することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部において用いる受信時刻を検出する２つの基地局を通る直線に沿って設けられた除外領域内に存在しない前記簡易基地局を用いて移動局の位置の候補を選択するものであることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記簡易基地局が複数存在する場合には前記移動局から発信された電波の受信強度が最も高い簡易基地局を用いることを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記簡易基地局は、電波受信部と、該電波受信部における電波の受信強度を測定する受信強度測定部とを備えた無線ＬＡＮアクセスポイントであることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局が存在し得る領域内とされた候補を選択することを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局の移動履歴に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補を選択することを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記基地局は、電波を発信する発信部を有し、（ｂ）前記移動局は、前記基地局から発信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信された電波に対応して返信のための電波を生成する返信部と、を有し、（ｃ）前記移動局位置候補算出部は、前記基地局の発信部における移動局に向けた電波の発信時刻と、前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの返信のための電波の受信時刻と、前記移動局の返信部において処理に要した時間とに基づいて、前記基地局と前記移動局との間の電波の往復に要する往復伝搬時間を算出し、該算出された往復伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離を算出し、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出すること、を特徴とする。

請求項９にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局および複数の基地局はそれぞれその時刻が同期された時計を有し、（ｂ）前記移動局位置候補算出部は、前記移動局の発信部における電波の発信時刻と前記複数の基地局のそれぞれにおける前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの電波の受信時刻とに基づいて、前記移動局と前記基地局との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離を算出し、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出すること、を特徴とする。

請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補算出部により、前記複数の基地局のうちの２つの基地局の該受信時刻検出部において検出された移動局からの電波の受信時刻に基づいて、該２つの基地局のそれぞれと前記移動局との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間および前記２つの基地局の位置に基づいて前記移動局位置の複数の候補が算出され、前記移動局位置候補選択部により、該移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、実際の移動局の位置であると判断される候補が、受信時刻以外の定常的に取得される移動局状態変数に基づいて選択され前記移動局の位置とされるので、少なくとも２つの基地局が存在すれば移動局の位置の算出（測位）を行なうことができる。

また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局から発信された電波を受信し、その受信強度を測定する簡易基地局を有し、前記移動局位置候補選択部により、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記簡易基地局によって測定された移動局からの電波の受信強度に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補が選択されるので、前記２つの基地局に加え、少なくとも受信した電波の受信強度を測定する機能を有する簡易基地局を備えればよいので、全ての基地局が前記電波の受信時刻検出部を有する場合と比べてその導入費用を低減できる。

また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部において用いる受信時刻を検出する２つの基地局を通る直線に沿って設けられた除外領域内に存在しない前記簡易基地局を用いて移動局の位置の候補を選択するので、前記移動局位置候補算出部によって算出された移動局位置の複数の候補から実際の移動局の位置であると判断される候補をより正確に選択することができる。

また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、前記簡易基地局が複数存在する場合には前記移動局から発信された電波の受信強度が最も高い簡易基地局を用いるので、前記移動局位置候補算出部によって算出された移動局位置の複数の候補から実際の移動局の位置であると判断される候補をより正確に選択することができる。

また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記簡易基地局は、電波受信部と、該電波受信部における電波の受信強度を測定する受信強度測定部とを備えた無線ＬＡＮアクセスポイントであり、無線ＬＡＮアクセスポイントは例えば受信した電波の強度を２５６段階のＲＳＳＩ値で出力することのできるＩＥＥＥ８０２．１１などの規格に適合していることから、移動局の発信する電波をこの無線ＬＡＮの規格に合ったものとすることにより、既存の無線ＬＡＮアクセスポイントを前記簡易基地局として用いることができる。

また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部により、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局が存在し得る領域内とされた候補が選択されるので、予め移動局が存在し得る領域についての情報を得ておくことにより、容易に移動局位置の候補を選択することができる。また逆に、移動局位置候補算出部によって算出される移動局位置の複数の候補の１つのみが前記移動局が存在し得る領域内となるように基地局を配置することにより、前記移動局位置候補選択部により移動局の位置の候補を１つに絞り込むことができる。

また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部により、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局の移動履歴に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補が選択されるので、前記移動局の移動履歴から予測される現在の移動局の位置に基づいて移動局位置の候補が選択される。

また、請求項８にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補算出部によって、前記基地局の発信部における移動局に向けた電波の発信時刻と、前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの返信のための電波の受信時刻と、前記移動局の返信部において処理に要した時間とに基づいて、前記基地局と前記移動局との間の電波の往復に要する往復伝搬時間が算出され、該算出された往復伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離が算出され、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補が算出されるので、移動局は時計を有する必要がなく、また、各基地局がそれぞれ有する時計の時刻合わせが行なわれる必要がない。

また、請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補算出部によって、前記移動局の発信部における電波の発信時刻と前記複数の基地局のそれぞれにおける前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの電波の受信時刻とに基づいて、前記移動局と前記基地局との間の電波の伝搬時間が算出され、該算出された伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離が算出され、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補が算出されるので、より短い時間で移動局位置の候補の算出を行なうことができる。

以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の移動局測位システム８の構成の一例を示した図である。図１に示すように、移動局測位システム８は、移動可能な移動局１０、既知の位置に固定され、前記移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する第１基地局１２Ａ、および第２基地局１２Ｂの２つの基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ、および第２基地局１２Ｂを区別しない場合、基地局１２という。）、前記移動局１０から発信された電波を受信し、その受信電力の大きさを評価する機能を少なくとも有する第１簡易基地局１３Ａ、および第２簡易基地局１３Ｂの２つの簡易基地局１３（以下、第１簡易基地局１３Ａ、および第２簡易基地局１３Ｂを区別しない場合、簡易基地局１３という。）、および例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成される測位サーバ１４を含んで構成される。なお、移動局１０の数は１個以上であればとくに限定されない。また、基地局１２および簡易基地局１３はそれぞれ、例えば通信ケーブル２０によって測位サーバ１４とＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等で接続されることにより通信可能とされている。

なお、移動局１０が移動可能な領域（図１であれば平面）には例えば図１に示すような座標系が設定され、移動局１０、基地局１２および簡易基地局１３の位置はこの座標系における座標によって表現することができる。

図２は基地局１２の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。基地局１２は、電波を送受信するためのアンテナ３８、無線部３０、信号処理部３２、同期検出部４６、伝搬時間算出部４８、時計５０、時計同期部５１、記憶部５２、制御部５４、インタフェース部５６等を有する。基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、基地局１２の信号処理部３２、同期検出部４６、伝搬時間算出部４８、制御部５４などにおける処理を実行するようになっている。このうち、無線部３０は、変調部３４、発信部３６、受信部４２、復調部４４などによって構成される。変調部３４は、後述する信号処理部３２によって生成された送信信号に基づいて、ＡＭ変調、ＦＭ変調などの処理やデジタル変調の処理を行う。また、発信部３６は、いわゆる増幅器等を含んで構成され、前記変調部３４によって行なわれる変調処理などによって生成された電波を所定の出力に増幅するなどして、発信に適した電波形式にし、アンテナ３８を介して送信する。

一方、受信部４２は、アンテナ３８によって受信される電波を増幅するとともに、受信波のうち所定の周波数成分のみをとりだす。また、復調部４４は、受信部４２によって取りだされた信号波に対し、例えば検波器などにより電波の発信の際に行なわれた変調の方式に対応する復調処理を行なうことにより、信号波を取りだす。

信号処理部３２は、基地局１２から発信する電波に含まれる信号を生成する。例えばこの信号には、自己相関関数に高いピークを持ち、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、異なる符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号である拡散符号が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号や、ＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号が用いられる。これらの符号は疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅｃｏｄｅ；ＰＮ符号）とも呼ばれる。このような符号を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行なわれている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行なわれる場合であっても、相互の通信が影響を受けることがない。また、前記自己相関関数に高いピークを持つという拡散符号の性質を利用して、後述する同期検出部４６による同期検出において正確な同期検出を行なうことが可能となる。

同期検出部４６は、復調部４４によって受信波から取りだされた信号波に含まれる符号と、該符号と同一の内容を有する符号であるレプリカ符号との同期検出が行なわれる。具体的には、前記信号波に含まれる符号列と前記レプリカ符号との相関値を例えばマッチドフィルタを用いて順次算出し、前記相関値がピークを生じた時刻を受信時刻とする。すなわち、同期検出部４６は受信時刻検出部でもある。

伝搬時間算出部４８は、前記同期検出部４６において検出された受信波の受信時刻と、受信波に含められている受信波の発信時刻についての情報とに基づいて、受信波の伝搬時間を算出する。具体的には例えば、移動局１０はその信号処理部７４によって生成された拡散符号と、その拡散符号の発信時刻に関する情報とが無線部６０により発信し、この拡散符号と発信時刻に関する情報とを各基地局１２が受信する。そして、各基地局１２はその同期検出部４６によって受信した前記拡散符号とそのレプリカ符号との相関値のピークを検出し、そのピークの検出時刻として前記拡散符号の受信時刻を検出する。このようにして得られた移動局１０における拡散符号の発信時刻とその拡散符号の各基地局における受信時刻とに基づいて、例えば前記受信時刻から前記発信時刻を減ずることにより移動局１０から各基地局への電波の伝搬時間ΔＴｉ（本実施例においてはｉ＝１，２）を算出する。なお、後述するように、各基地局１２の時計同期部５１および移動局１０の時計同期部７９により、各基地局の時計７８の時刻および移動局１０の時計５０の時刻は同期させられているので、前述のように移動局１０における前記拡散符号の発信時刻と各基地局１２における受信時刻とに基づいて正確な電波の伝搬時間を算出することができる。

時計５０は、基地局１２における内部クロックに基づいて時刻を計測するものである。この時計５０は、たとえば前記同期検出部４６によって相関値がピークを生じた際に参照されて受信時刻が決定される他、信号処理部３２によって電波の発信時に参照されて電波の発信時刻が決定される。

時計同期部５１は、自局の時計５０の時刻と、他の基地局１２が有する時計５０の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部５１は、時計合わせ処理の対象である前記他の基地局１２の時計同期部５１と協調して作動するものであって、例えば、自局から他の基地局１２に対し電波を発信し、前記他の基地局における電波の受信時刻と自局における電波の発信時刻とに基づいて前記自局から他の基地局への電波の伝搬時間を算出するとともに、同様に、他の基地局１２から自局に対し電波を発信し、他の基地局から自局への電波の伝搬時間を算出し、これらを比較することによって自局の時計５０と他の基地局１２の時計５０との時刻のずれを算出し、算出された時刻のずれに基づいて自局の時計５０あるいは他の基地局１２の時計５０の時刻を補正することによって、自局の時計５０の時刻と、他の基地局１２が有する時計５０の時刻とを同期させる。より具体的には、自局の時計５０の時刻が、他の基地局１２の時計５０の時刻よりもｔｄ（秒）だけ進んでいる場合において、自局と他の基地局１２との間の電波の伝搬時間の真値をｔ０（秒）とすると、自局から他の基地局１２への電波の伝搬時間はｔ１＝ｔ０−ｔｄとして算出され、他の基地局１２から自局への電波の伝搬時間はｔ２＝ｔ０＋ｔｄとして算出される。したがって、これらより自局の時計５０と他の基地局１２の時計５０との時刻のずれｔｄは、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出される。このように算出された時刻のずれｔｄだけ自局の時計５０を遅らせるか、あるいは他の基地局１２の時計５０を進めることにより、自局の時計５０の時刻と他の基地局１２の時計５０の時刻とは同期される。

記憶部５２は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、例えば前記同期検出部４６によって検出された受信波の受信時刻や、前記同期検出部４６において同期検出に用いられるレプリカ符号など、必要な情報を記憶する。

インタフェース部５６は、通信ケーブル２０を介して接続された測位サーバ１４との間で必要となる情報をＥｔｈｅｒｎｅｔ等で送受信する。例えば、基地局１２は、測位サーバ１４に対して前記同期検出部４６において検出された受信波の受信時刻や、前記発信部３６によって電波が発信される発信時刻、伝搬時間算出部４８において算出された電波の伝搬時間などについての情報をインタフェース部５６を介して送信する。また、測位サーバ１４から送信された、基地局１２の作動を指令するコマンド等についての情報をインタフェース部５６を介して受信する。

制御部５４はいわゆるマイコンなどによって実装されるものであって、前記記憶部５２に記憶された情報や、図示しないＲＯＭに記憶された情報などを参照しつつ前記無線部３０、信号処理部３２、同期検出部４６、時計５０、時計同期部５１、インタフェース部５６の作動を制御する。

図３は移動局１０の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。移動局１０は、電波を送受信するためのアンテナ６２、無線部６０、信号処理部７４、同期検出部７６、時計７８、時計同期部７９、記憶部８０、制御部８２等を有する。移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、移動局１０の信号処理部７４、同期検出部７６、時計同期部７９、制御部８２などにおける処理を実行するようになっている。また、無線部６０は、変調部７０、発信部７２、受信部６４、復調部６８などによって構成される。これらのアンテナ６２、無線部６０、信号処理部７４、同期検出部７６、時計７８、記憶部８０、制御部８２、変調部７０、発信部７２、受信部６４、復調部６８はそれぞれ、前述の基地局１２のアンテナ３８、無線部３０、信号処理部３２、同期検出部４６、時計５０、記憶部５２、制御部５４、変調部３４、発信部３６、受信部４２、復調部４４と同様の機能を有するものであるので、その機能に関する説明は省略する。

また、移動局１０の時計同期部７９は、前記基地局１２の時計同期部５１と同様に、自局の時計７８の時計の時刻といずれか１つの前記基地局１２の時計５０の時刻とを同期させる時計合わせ処理を行なうものであって、時計合わせ処理の対象である前記いずれか１つの前記基地局１２の時計同期部５１と協調して作動する。具体的な方法は、例えば前述の基地局１２の時計同期部５１が他の基地局１２の時計同期部５１との時計合わせ処理を行なったのと同様の手順により行なわれるので、説明を省略する。前述の基地局１２の時計同期部５１により各基地局１２の時計５０の時計合わせ処理を行い、また、移動局１０の時刻同期部７９といずれか１つの前記基地局１２の時計同期部５１により移動局１０の時計７８と前記いずれか１つの基地局１２の時計５０との時計合わせ処理を行なうことにより、移動局１０の時計７８と全ての基地局１２の時計５０とは同期され、同じ時刻を計測することができる。

図４は簡易基地局１３の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。簡易基地局１３は、電波を送受信するためのアンテナ９０、無線部９２、受信強度測定部９４、インタフェース部９６、制御部９８等を少なくとも有して構成される。簡易基地局１３は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、簡易基地局１３の受信強度測定部９４、制御部９８などにおける処理を実行するようになっている。このうち、無線部９２は、アンテナ９０によって受信される電波を増幅するとともに、受信波のうち所定の周波数成分のみをとりだす。すなわち、無線部９２は少なくとも電波の受信機能を有する受信部である。

受信強度測定部９４は、アンテナ９０を介して前記無線部９２によって受信された受信波の受信強度を測定する。具体的には例えば、受信強度測定部９４は、電力計等を用いて受信波を受信した際の受信電力（Ｗ）を測定し、この測定された受信電力を１ｍＷを基準とするデシベル単位に変換し、受信電力Ｖｒ（ｄＢｍ）を得る。あるいは、無線ＬＡＮアクセスポイントを簡易基地局１３として用いる場合は、受信電力に対応したＲＳＳＩ値が制御部９８に出力される。あらかじめ定められたＲＳＳＩ値と受信電力の関係より、測位サーバ１４にて、ＲＳＳＩ値を受信電力に変換することができる。

インタフェース部９６は、通信ケーブル２０を介して接続された測位サーバ１４との間で必要となる情報をＥｔｈｅｒｎｅｔ等で送受信する。例えば、簡易基地局１３は、測位サーバ１４に対して前記受信強度測定部９４において測定された受信波のＲＳＳＩ値などについての情報をインタフェース部９６を介して送信する。また、測位サーバ１４から送信された、簡易基地局１３の作動を指令するコマンド等についての情報をインタフェース部９６を介して受信する。

制御部９８はいわゆるマイコンなどによって実装されるものであって、図示しないＲＡＭやＲＯＭに記憶された情報などを参照しつつ前記無線部９２、受信強度測定部９４、インタフェース部９６の作動を制御する。

なお、簡易基地局１３は前述の無線部９２、受信強度測定部９４、インタフェース部９６の機能を少なくとも有していればよく、逆に言えば、無線部９２、受信強度測定部９４、インタフェース部９６の機能を有する機器を用いて簡易基地局１３を実現することができる。例えば、パソコンなどの間で電波を用いてデータ通信を行なうコンピュータネットワークである無線ＬＡＮにおける無線ＬＡＮアクセスポイントは、電波を受信するためのアンテナ９０および無線部９２に相当する機能、他の機器と有線ケーブルを介して接続され、情報を交換するためのインタフェース部９６に対応する機能を有する。また、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記無線ＬＡＮの規格、例えばＩＥＥＥ８０２．１１において、受信した電波信号の強さを２５６段階により数値化した指標であるＲＳＳＩを出力することが規定されているため、前記受信強度測定部９４に対応する機能も有することとなる。したがって、前記移動局１０、基地局１２、および簡易基地局１３が送受信する電波の周波数が、たとえば２．４ＧＨｚ帯など、前記無線ＬＡＮに用いられる周波数帯であり、ＩＥＥＥ８０２．１１に則った通信が行われれば、前記アクセスポイントは好適に前記簡易基地局１３として用いることができる。

図５は測位サーバ１４の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。測位サーバ１４は、移動局位置候補算出部１０２、簡易基地局選択部１１２、移動局位置候補選択部１０４、記憶部１２０、インタフェース部１００などを有して構成される。このうち、インタフェース部１００は、通信ケーブル２０を介して接続された基地局１２、簡易基地局１３との間で必要となる情報をＥｔｈｅｒｎｅｔ等で送受信する。例えば、測位サーバ１４は、基地局１２や簡易基地局１３の作動を指令するコマンド等についての情報をインタフェース部１００を介して送信する。また、測位サーバ１４は、基地局１２において検出された受信波の受信時刻や、電波が発信される発信時刻などについての情報や、簡易基地局１３において測定された電波の受信強度に関する情報をインタフェース部１００を介して受信する。

移動局位置候補算出部１０２は、距離算出部１０３を有し、この距離算出部１０３によって算出された移動局１０と２つの基地局１２のそれぞれとの距離に基づいて、移動局１０の存在する位置の候補である移動局位置候補を複数算出する。具体的には、移動局位置候補算出部１０２は、後述する距離算出部１０３によって算出される第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ_１および第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ_２と、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂの位置を表す座標とに基づいて、移動局位置候補を算出する。具体的には、例えば前記図１のように座標系が定義されている場合に、第１基地局１２Ａの位置座標を（Ｘ_１，Ｙ_１）、第２基地局１２Ｂの位置座標を（Ｘ_２，Ｙ_２）、位置を算出しようとする移動局１０の位置を（ｘ，ｙ）とすると、これらの関係は前記第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ_１および第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ_２とを用いて、
（Ｘ_１−ｘ）^２＋（Ｙ_１−ｙ）^２＝Ｌ_１
（Ｘ_２−ｘ）^２＋（Ｙ_２−ｙ）^２＝Ｌ_２ …（１）
と表される。前記式（１）の解（ｘ，ｙ）は、第１基地局１２Ａの位置座標である（Ｘ_１，Ｙ_１）と第２基地局１２Ｂの位置座標である（Ｘ_２，Ｙ_２）とを結ぶ直線上に得られる場合を除き、２つの解が得られる。すなわち、このようにして得られた２つの解のいずれかが実際の移動局１０の位置である。そこで、前記式（１）を解いて得られる２つの解を、移動局位置第１候補Ｐ_１（ｘ_１，ｙ_１）、移動局位置第２候補Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）とよぶ（図６参照）。なお、図６において、曲線１２２Ａおよび１２２Ｂはそれぞれ、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂを中心とする距離Ｌ_１および距離Ｌ_２の円の弧の一部、すなわち、第１基地局１２Ａから距離Ｌ_１および第２基地局１２Ｂから距離Ｌ_２である点の集まりを表した線である。この曲線１２２Ａ上の点および曲線１２２Ｂ上の点はそれぞれ前記式（１）の第１式および第２式の解を表しており、従って、曲線１２２Ａと曲線１２２Ｂとの交点が、前記式（１）の２式を同時に満たす解である。

距離算出部１０３は、前記移動局位置候補算出部１０２において移動局１０の位置候補の算出に用いられる、前記第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ_１および第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ_２を、移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間に基づいて算出する。具体的には例えば、各基地局１２の伝搬時間算出部４８によって算出された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間を各基地局は通信ケーブル２０を介して測位サーバ１４に送信する。距離算出部１０３は、このようにして得られた移動局から各基地局１２への電波の伝搬時間ΔＴ_ｉ（本実施例においてはｉ＝１，２）に電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０^８（ｍ／ｓ））を乗ずることにより、前記第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ_１（＝ｃ×ΔＴ_１）および第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ_２（＝ｃ×ΔＴ_２）を算出する。

移動局位置候補選択部１０４は、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補（本実施例においては移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２）から、最も移動局１０の位置として適当なものを各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻以外の定常的に取得される移動局状態変数、例えば簡易基地局１３の受信強度測定部９４において測定されるＲＳＳＩ値に基づいて選択する。移動局位置候補選択部１０４は、後述する受信強度照合部１０６を含んで構成される。

受信強度照合部１０６は、後述する簡易基地局選択部１１２によって選択された簡易基地局１３において測定された移動局１０から発信された電波の受信強度に基づいて、前記簡易基地局１３と移動局１０との距離を推定するとともに、前記簡易基地局１３と前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補との距離のそれぞれと、前記推定された距離に最も近い距離とを照合する。そして、受信強度照合部１０６による照合の結果、前記移動局位置候補選択部１０４は、前記簡易基地局１３と前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補との距離のうち、前記推定された距離に最も近い距離となる前記移動局位置候補を移動局１０の位置であるとして選択する。

具体的には、受信強度照合部は、まず、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された移動局位置第１候補Ｐ_１の位置座標（ｘ_１，ｙ_１）、移動局位置第２候補Ｐ_２の位置座標（ｘ_２，ｙ_２）、後述する簡易基地局選択部１１２によって選択された簡易基地局１３の位置座標（Ｘ_ａ，Ｙ_ａ）とに基づいて、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１、前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２をそれぞれ次式（２）のように算出する。

続いて、前記簡易基地局１３の受信強度測定部９４などにより測定された移動局１０からの電波の受信強度である受信電力Ｖｒ（ｄＢｍ）の値から、前記簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄ（ｍ）を推定する。この推定は例えば、簡易基地局１３の受信強度測定部９４による受信電力Ｖｒと簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとの関係式である次式（３）を用いて行なわれる。
Ｖｒ＝−２０ｌｏｇ（４×π×Ｄ×ｆ／ｃ）＋Ｇ_ＴＡ＋Ｇ_ＲＡ＋Ｐ_Ｔ …（３）
ここで、ｆは移動局１０と簡易基地局１３の間で送受信される電波の周波数（Ｈｚ）、ｃは電波の速度（ｍ／ｓ）、Ｇ_ＴＡは移動局１０のアンテナ６２の送信アンテナゲイン（ｄＢｉ）、Ｇ_ＲＡは簡易基地局１３のアンテナ９０の受信アンテナゲイン（ｄＢｉ）、Ｐ_Ｔは移動局１０の無線部６０における送信電力（ｄＢｍ）である。なお、図８は例えば、ｆ＝２．４（ＧＨｚ）とし、また、移動局１０のアンテナ６２および簡易基地局１３のアンテナ９０を共にアイソトロピックアンテナ、すなわちＧ_ＴＡ＝Ｇ_ＲＡ＝０（ｄＢｉ）、Ｐ_Ｔ＝０（ｄＢｍ）とした場合の、前記式（３）で表される簡易基地局１３の受信強度測定部９４による受信電力Ｖｒと簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとの関係を図示したものである。

続いて受信強度照合部１０６は、このようにして算出された前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２のそれぞれと、推定された前記簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとを照合する。そして、受信強度照合部１０６による照合の結果、前記移動局位置候補選択部１０４は、前記簡易基地局１３と前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補との距離のうち、前記推定された距離Ｄに最も近い距離となる前記移動局位置候補を移動局１０の位置であるとして選択する。具体的には例えば、｜ｄ_１−Ｄ｜＞｜ｄ_２−Ｄ｜である場合には、移動局位置候補選択部１０４は移動局位置第２候補Ｐ_２を移動局１０の位置であるとして選択する。

簡易基地局選択部１１２は、移動局測位システム８において複数の簡易基地局１３が存在する場合において、前記移動局位置候補選択部１０４の受信強度照合部１０６において用いられる簡易基地局１３を選択する。簡易基地局選択部１１２は、受信強度比較部１１４および基地局位置比較部１１６を含んで構成される。

このうち、受信強度比較部１１４は、移動局１０が電波を発信した場合に、その電波を受信した複数の簡易基地局１３において、それぞれの受信強度測定部９４において測定された受信電力Ｖｒを比較する。そして、前記簡易基地局選択部１１２は、最も大きい受信電力Ｖｒを測定した簡易基地局１３を選択する。前述のように、簡易基地局１３における受信電力Ｖｒおよび電波を発信した前記移動局１０と受信した簡易基地局１３との距離Ｄとの関係は、前記式（３）あるいは図８に示すものであり、受信電力Ｖｒが高いほど受信電力Ｖｒに対する距離Ｄの分解能が高くなっており、受信電力Ｖｒが高い簡易基地局１３を用いたほうが前記受信強度照合部１０６における移動局１０と簡易基地局１３との推定距離Ｄの推定を精度よく行なうことができるためである。

また、基地局位置比較部１１６は、前記簡易基地局選択部１１２が簡易基地局１３を選択する際に、簡易基地局１３の位置座標と、前記簡易基地局選択部１１２によって選択されるのに適さない簡易基地局１３の位置の集合である除外領域１２４とを比較する。そして、前記簡易基地局選択部１１２は、選択しようとする簡易基地局１３が前記比較の結果除外領域１２４に存在する場合には、その簡易基地局１３を選択せず、他の簡易基地局１３を選択する。

なお、図２乃至図５の機能ブロック図においては、本発明の移動局の測位に関する制御作動に直接関係のない機能についてはその記載が省略されている。例えば図２乃至図５に記載の基地局１２、移動局１０、簡易基地局１３、および測位サーバ１４においては、図示しない電源が設けられ、各ブロックに対応する機器に対して必要となる電力が供給されている。

図７は前記基地局位置比較部１１６において用いられる除外領域１２４の例を説明する図である。図７に示すように、除外領域１２４は、前記第１基地局１２Ａと前記第２基地局１２Ｂとを結ぶ直線を中心として、２×σｒの帯状の領域となっている。ここで、σｒは、前記受信強度照合部１０６において移動局１０と簡易基地局との推定距離Ｄが推定され、簡易基地局と２つの位置候補それぞれとの距離ｄ１、ｄ２と比較する際において、推定距離Ｄに生じうる誤差を表す値である。これは、次のような理由によるものである。前述のように簡易基地局１３として無線ＬＡＮアクセスポイントを用いる様な場合には、電波の受信強度は２５６段階で評価されるので、各段階はそれぞれ一定の幅の受信電力Ｖｒに対応することとなる。例えば、受信電力ＶｒがＶ２であると評価された場合には、実際の受信電力Ｖｒは図８のＶ２を中心とする幅ΔＶのいずれかの値である。このような場合には、前記受信強度照合部１０６は、前記移動局１０と簡易基地局１３との推定距離ＤはΔＤ２の範囲のいずれかの値であると推定する。かかる場合において、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２との差が比較的小さい場合には、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２のいずれもが、前記ΔＤ２の範囲に含まれ、移動局位置候補選択部１０４は適切に移動局位置候補の選択を行なうことができなくなる。そこで、前記基地局位置比較部１１６は、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２との差が比較的小さくなる可能性のある、簡易基地局１３の位置を前記除外領域１２４として規定する。そして、簡易基地局１１２は前記除外領域１２４内にある簡易基地局１３を選択しないことにより、前記移動局位置候補選択部１０４および受信強度照合部１０６による移動局位置候補の選択が適切に行なえるようにする。なお、推定距離Ｄに生じうる誤差σ_ｒとは、受信電力Ｖｒに生じうる誤差と、受信電力と距離の関係より算出されるものであって、例えば、測位範囲から定められる受信電力の最小値Ｖｍｉｎ＝Ｖ２であったとすると、受信電力に生じうる誤差ΔＶに対して、距離Ｄに生じうる最大の誤差はΔＤ２となり、この値がσｒとして使用される。

図５に戻って、記憶部１２０は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、前述の移動局位置候補算出部１０２、移動局位置候補選択部１０４、簡易基地局選択部１１２等を実行する際に必要となる情報や、インタフェース部１００を介して基地局１２や簡易基地局１３などから得られた情報を読み出し可能に記憶する。例えば、基地局１２や簡易基地局１３の位置に関する情報や、簡易基地局１３における電波の受信強度に関する情報、基地局１２における移動局１０からの電波の発信時刻および受信時刻などが記憶される。

図９は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートである。まず移動局位置候補算出部１０２の距離算出部１０３などに対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、各基地局１２と移動局１０との間の電波の伝搬時間ΔＴｉ（ｉ＝１，２，…）が算出されるための伝搬時間算出ルーチンが実行される。

図１０は、この伝搬時間算出ルーチンを説明するためのフローチャートである。まずＳＢ１においては、測位サーバ１４から各基地局１２に対し、各基地局１２の時計５０および移動局１０の時計７８の時計合わせを行なうように指示が行なわれる。また、ＳＢ２においては、ＳＢ１において時計合わせを行なうように指示が行なわれた基地局１２は、その無線部３０を通して、移動局１０に対し基地局１２の時計５０および移動局１０の時計７８の時計合わせを行なうように無線により指示を行なう。これは、本実施例においては測位サーバ１４は無線部を有していないことから、測位サーバ１４から移動局１０への制御作動の指令は測位サーバ１４と通信ケーブル２０で接続されたいずれかの基地局１２の無線部３０を介して行なわれるためである。

各基地局１２の時計同期部５１に対応するＳＢ３においては、各基地局１２の時計５０の時計合わせが行なわれる。すなわち、各基地局１２間において電波の送受信が行われ、その送信と受信とのそれぞれにおける電波の伝搬時間に基づいて、各基地局１２の時計５０のずれが算出され、算出されたずれに対応して前記各基地局１２の時計５０の時刻が補正されることにより、各基地局１２の時計５０の時刻は同期させられる。また、いずれか１つの基地局１２の時計同期部５１および移動局１０の時計同期部７９に対応するＳＢ４においては、前記移動局１０の時計７８といずれか１つの基地局１２の時計５０との時計合わせが行なわれる。すなわち、前記移動局１０と前記いずれか１つの基地局１２との間において電波の送受信が行われ、その送信と受信とのそれぞれにおける電波の伝搬時間に基づいて、前記移動局１０の時計７８と基地局１２の時計５０とのずれが算出され、算出されたずれに対応して前記移動局１０の時計７８あるいは前記いずれか１つの基地局１２の時計５０の時刻が補正されることにより、前記移動局１０の時計７８および前記いずれか１の基地局１２の時計５０の時刻は同期させられる。

図１１は、ＳＢ４において実行される移動局１０と前記いずれか１つの基地局１２との間で行なわれる時計合わせの一例を説明するフローチャートである。基地局１２の信号処理部３２および無線部３０に対応するＳＣ１においては、基地局１２の無線部から所定の拡散符号が移動局１０に向けて発信されるとともに、その発信時刻ｔｂｔが記憶される。一方、移動局１０の無線部６０および同期検出部７６に対応するＳＣ２においては、ＳＣ１で基地局１２から発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｍｒが検出される。

続いて移動局１０の信号処理部７４および通信部６０に対応するＳＣ３においては、移動局１０における発信時刻ｔｍｔ、およびＳＣ２において検出された受信時刻ｔｍｒを含む拡散符号が移動局１０から基地局１２に対して発信される。一方、基地局１２の無線部３０および同期検出部４６に対応するＳＣ４においては、ＳＣ３で移動局１０から発信された拡散符号が受信され、受信した拡散符号を同期検出処理することにより受信時刻ｔｂｒが検出される。検出された受信時刻ｔｂｒは、ＳＣ３で移動局１０から発信されＳＣ４で受信された移動局１０における発信時刻ｔｍｔ、および受信時刻ｔｍｒとともに記憶される。

続くＳＣ５乃至ＳＣ７は基地局１２の時計同期部５１に対応する。まず、ＳＣ５においては、往路、すなわち基地局１２から移動局１０への電波の伝搬時間ｔ１および、復路、すなわち移動局１０から基地局１２への電波の伝搬時間ｔ２とを、ｔ１＝ｔｍｒ−ｔｂｔ、ｔ２＝ｔｂｒ−ｔｍｔのように算出する。そして、ＳＣ６においては、ＳＣ５において算出された往路の電波伝搬時間ｔ１および復路の電波伝搬時間ｔ２とに基づいて、移動局１０の時計７８と基地局１２の時計５０との時刻のずれｔｄを、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出する。そして、ＳＣ７においては、ＳＣ６において算出された移動局１０の時計７８と基地局１２の時計５０との時刻のずれｔｄだけ基地局１２の時計５０の時計を進める。このようにして、移動局１０の時計７８の時刻と基地局１２の時計５０の時刻とは同期されたものとなる。

図１０に戻って、ＳＢ５においては、これらのＳＢ３およびＳＢ４の実行が完了したこと、すなわち、全ての基地局１２の時計５０の時刻と移動局１０の時計７８の時刻との同期が行なわれたことが、いずれかの移動局１２から測位サーバ１４に通知される。

続くＳＢ６においては、測位サーバ１４から移動局１０の測位を実行するための指示が行なわれる。具体的には、測位サーバ１４により、移動局１０に対しては測位のための電波を発信する指示が行なわれるとともに、各基地局１２および各簡易基地局１３に対しては移動局１０から発信される電波を受信するための待機を行なう指示がなされる。

ＳＢ７は、各基地局１２において行なわれる判断であって、前記ＳＢ６における測位サーバ１４から移動局１０に対し測位のための電波を発信する指令を移動局１０に対し無線により送信する指示が行なわれたか否かが判断される。前述のように、本実施例においては、測位サーバ１４は無線により信号を送受信する機能を有していないため移動局１０の作動を制御するための指示はいずれか１つの基地局１２の無線部３０を介して行なわれるが、本ステップにおいては、各基地局１２において、自局が前記移動局１０に対して測位サーバ１４からの指示を無線により伝達する基地局１２とされているかが判断される。本ステップの判断が肯定される場合には、自局が前記移動局１０に対して測位サーバ１４からの指示を無線により伝達するとして、続くＳＢ８が実行される。一方、本ステップの判断が否定される場合には、移動局１０からの発信される測位のための電波を受信するための待機が行なわれる。

ＳＢ８においては、前記ＳＢ７の判断が肯定された基地局１２から移動局１０に対し、測位のための電波を発信するための指示が無線部３０を介して送信される。また、移動局１０に対する送信が行なわれた基地局１２においては、他の基地局１２と同様に移動局１０からの発信される測位のための電波を受信するための待機が行なわれる。一方、移動局１０の無線部６０に対応するＳＢ９においては、いずれかの基地局１２からＳＢ８において送信される測位のための電波を発信するための指示が受信されるのが待機されている。そして、測位のための電波を発信するための指示が受信されると本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ１０が実行される。

移動局１０の信号処理部７４、無線部６０などに対応するＳＢ１０においては、測位サーバ１４から測位のための電波を発信する指示を前記いずれかの基地局１２を介して受信した移動局１０によって、測位のための電波が発信される。この電波には、電波の発信時刻Ｔｔに関する情報が含まれ、各基地局１２において受信波の受信時刻の検出である同期検出に用いられる拡散符号で送信される。

各基地局１２の無線部３０などに対応するＳＢ１１においては、ＳＢ１０において移動局１０により発信された電波が受信される。なお、移動局１０からの電波が受信されない場合には、くり返し本ステップＳＢ１１が実行され、電波の受信が行なわれる。

各基地局１２の同期検出部４６に対応するＳＢ１２においては、ＳＢ１１において受信された移動局１０からの電波に含まれる拡散符号と、その拡散符号のレプリカ符号とを用いて同期検出が行なわれ、各基地局１２における電波の受信時刻Ｔｒが検出される。また、同じく各基地局１２の同期検出部４６に対応するＳＢ１３においては、拡散符号の種類、あるいは電波に含まれる各移動局１０を識別するための情報である移動局ＩＤに基づいてＳＢ１１において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものであるのかが確認される。ＳＢ１１において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものである場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ１４が実行される。伝搬時間算出部４８に対応するＳＢ１４においては、ＳＢ１１において受信された移動局１０からの電波に含まれる電波の発信時刻と、ＳＢ１２において検出された受信時刻とに基づいて、移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出される。一方、ＳＢ１１において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものでない場合には、測位の対象である移動局１０からの電波を受信するまで、ＳＢ１１以降がくり返し実行される。

一方、簡易基地局１３の無線部９２に対応するＳＢ１５においては、ＳＢ１０において移動局１０によって発信された電波が各簡易基地局１３によって受信される。なお、移動局１０からの電波が受信されない場合には、くり返し本ステップＳＢ１５が実行され、電波の受信が行なわれる。

簡易基地局１３の受信強度測定部９４に対応するＳＢ１６においては、ＳＢ１５において受信された電波の受信強度である受信電力Ｖｒが測定される。このとき、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが簡易基地局１３として用いられる場合には、受信電力Ｖｒは、それに対応したＲＳＳＩ値として、例えば２５６段階に区分された出力とされてもよい。

続くＳＢ１７においては、測位サーバ１４から各基地局１２および各簡易基地局１３に対し、測定結果を送信する指示がなされる。これを受け、ＳＢ１８においては、ＳＢ１６において測定された各簡易基地局１３における電波の受信電力Ｖｒが各簡易基地局１３から測位サーバ１４に送信され、また、ＳＢ１９においては、ＳＢ１４において算出された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が各基地局１２から測位サーバ１４に送信され、送信された情報は測位サーバ１４の記憶部１２０に記憶される。

なお、簡易基地局１３の作動に関するＳＢ１５、ＳＢ１６、ＳＢ１８については、厳密に言えば移動局１０と各基地局１２との間の電波の伝搬時間に関する作動ではなく、後述するＳＡ３における移動局位置候補の選択に関する作動の一部である。しかしながら、移動局１０から発信される電波の受信電力Ｖｒを測定する際の移動局１０からの電波として、本図のフローチャートに示すように、移動局１０が測位のために発信する（ＳＢ１０）電波を用いることにより、移動局１０は簡易基地局１３における受信電力Ｖｒの測定のために改めて電波を発信する必要がない。

図９に戻って、ＳＡ２は移動局１０の存在位置の候補を算出する移動局位置候補算出ルーチンが実行される。図１２はこの移動局位置候補算出ルーチンの例を説明するフローチャートである。

距離算出部１０３に対応するＳＤ１においては、前記ＳＡ１において各基地局１２から送信された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間ΔＴｉに基づいて、移動局１０と各基地局１２との距離Ｌｉが算出される。具体的には、前記電波の伝搬時間ΔＴｉに電波の速度ｃを乗ずることによって算出される。

続いて、移動局位置候補算出部１０２に対応するＳＤ２乃至ＳＤ３においては、ＳＤ１において算出された移動局１０と各基地局１２との距離Ｌｉと、既知である各基地局１２の位置とに基づいて、移動局１０の存在する位置の候補Ｐｉを算出する。まずＳＤ２においては、ＳＤ１において算出された移動局１０と各基地局１２との距離Ｌｉに基づいて、既知である各基地局１２の位置についての情報と移動局１０の位置を表す関係式が算出される。続くＳＤ３においては、ＳＤ２において算出された関係式が移動局１０の位置について解かれ、その解として複数の移動局位置候補が得られる。具体的には、ＳＤ２においては、前述の図６の例で言えば、第１基地局１２Ａの位置座標を（Ｘ_１，Ｙ_１）、第２基地局１２Ｂの位置座標を（Ｘ_２，Ｙ_２）、位置を算出しようとする移動局１０の位置を（ｘ，ｙ）、ＳＤ１において算出された前記第１基地局１２Ａと移動局１０との距離Ｌ_１および第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離Ｌ_２とを用いて、
（Ｘ_１−ｘ）^２＋（Ｙ_１−ｙ）^２＝Ｌ_１
（Ｘ_２−ｘ）^２＋（Ｙ_２−ｙ）^２＝Ｌ_２ …（１）
で表される式が算出される。そして、ＳＤ３においては、前記ＳＤ２で算出された前記式（１）を（ｘ，ｙ）について解くことにより、移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２を得る。

図９に戻って、続くＳＡ３においては、ＳＡ２において得られた複数の移動局位置候補のうち、実際の移動局１０の位置として適したものを選択するための移動局位置候補選択ルーチンが実行される。図１３は、この移動局位置候補選択ルーチンの一例を示したフローチャートである。ＳＥ１及びＳＥ２は簡易基地局選択部１１２に対応するステップである。このうち、受信強度比較部１１４に対応するＳＥ１においては、前記図１０のＳＢ１５において移動局１０からの電波を受信した簡易基地局１３のうち、ＳＢ１６において測定された受信電力Ｖｒがもっとも大きい簡易基地局１３が選択される。

続く基地局位置比較部１３に対応するＳＥ２においては、ＳＥ１で選択された簡易基地局１３が除外領域１２４内に位置していないかが判断される。そして、ＳＥ１で選択された簡易基地局１３が除外領域１２４内に位置していない場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＥ３以降が実行される。一方、ＳＥ１で選択された簡易基地局１３が除外領域１２４内に位置している場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＥ１が実行され、それまでに選択されていない簡易基地局１３のうち最も受信電力Ｖｒが大きい簡易基地局１３が選択される。

続くＳＥ３およびＳＥ４は受信強度照合部１０６に対応する。このうち、ＳＥ３においては、ＳＥ１で選択された簡易基地局１３の位置についての情報と、図９のＳＡ２において得られた移動局位置候補のそれぞれとの距離ｄｉが算出される。具体的には、図６の例でいえば、既知である簡易基地局１３の位置（Ｘ_ａ，Ｙ_ａ）と、ＳＡ２で得られた移動局位置第１候補Ｐ_１（ｘ_１，ｙ_１）、移動局位置第２候補Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）とに基づいて、移動局位置第１候補Ｐ１と簡易基地局１３との距離ｄ_１、移動局位置第２候補Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）と簡易基地局１３との距離ｄ_２が前記式（２）に基づいて算出される。

また、ＳＥ４においては、図１０のＳＢ１６において測定された受信電力Ｖｒの値から前記簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄ（ｍ）が推定される。具体的には例えば、簡易基地局１３の受信強度測定部９４による受信電力Ｖｒと簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとの関係式である前述の式（３）を用いて行なわれる。

移動局位置候補選択部１０４に対応するＳＥ５においては、ＳＥ３において算出された複数の移動局位置候補のそれぞれと簡易基地局１３との距離ｄ_ｉと、ＳＥ４において算出された簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとを比較することにより、前記複数の移動局位置候補のうち、移動局１０の位置として最も適当なものを選択する。具体的には例えば、移動局位置第１候補Ｐ１と簡易基地局１３との距離ｄ_１、移動局位置第２候補Ｐ_２（ｘ_２，ｙ_２）と簡易基地局１３との距離ｄ_２のそれぞれと、簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとを比較し、移動局位置候補Ｐ_ｉと簡易基地局との距離ｄ_ｉが簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄの値に最も近くなる移動局位置候補Ｐ_ｉが実際の移動局１０の位置として選択される。

前述の実施例によれば、前記移動局位置候補算出部１０２により、前記複数の基地局１２のうちの２つの基地局１２の該受信時刻検出部（同期検出部）４６において検出された移動局１０からの電波の受信時刻に基づいて、該２つの基地局１２のそれぞれと前記移動局１０との間の電波の伝搬時間ΔＴｉ（ｉ＝１，２）を算出し（ＳＡ１）、該算出された伝搬時間ΔＴｉおよび前記２つの基地局１２の位置（Ｘ_１，Ｙ_１），（Ｘ_２，Ｙ_２）に基づいて前記移動局１０の位置（ｘ，ｙ）の複数の候補である移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２が算出され（ＳＡ２）、前記移動局位置候補選択部１０４により、該移動局位置候補算出部１０２によって算出された前記移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２のうち、実際の移動局１０の位置であると判断される候補が選択され前記移動局１０の位置とされるので（ＳＡ３）、少なくとも２つの基地局１２が存在すれば移動局１０の位置の算出（測位）をおこなうことができる。

また、前述の実施例によれば、移動局測位システム８は、前記移動局１０から発信された電波を受信し、その受信強度を測定する簡易基地局１３を有し、前記移動局位置候補選択部１０４により、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２のうち、前記簡易基地局１３の受信強度測定部９４によって測定された移動局１０からの電波の受信強度である受信電力Ｖｒに基づいて実際の移動局１０の位置であると判断される候補が選択されるので（ＳＥ３〜ＳＥ５）、前記２つの基地局１２に加え、少なくとも受信した電波の受信強度を測定する機能である受信強度測定部９４を有する簡易基地局１３を備えればよいので、全ての基地局１２が前記電波の受信時刻検出部４６を有する場合と比べてその導入費用を低減できる。

また、前述の実施例によれば、前記移動局位置候補選択部１０４は、前記移動局位置候補算出部１０２において用いる受信時刻を検出する２つの基地局１２を通る直線に沿って設けられる除外領域１２４内に存在しない前記簡易基地局１３を用いて移動局１０の位置の候補を選択するので（ＳＥ２）、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２から実際の移動局１０の位置であると判断される候補をより正確に選択することができる。

また、前述の実施例によれば、前記移動局位置候補選択部１０４は、前記簡易基地局１３が複数存在する場合には前記移動局１０から発信された電波の受信強度である受信電力Ｖｒが最も高い簡易基地局１３を用いるので（ＳＥ１）、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された移動局位置の複数の候補である移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２から実際の移動局１０の位置であると判断される候補をより正確に選択することができる。

また、前述の実施例によれば、前記簡易基地局１３は無線ＬＡＮアクセスポイントである。無線ＬＡＮアクセスポイントは例えば受信電力の強度を２５６段階のＲＳＳＩ値で出力することのできるＩＥＥＥ８０２．１１の規格などの規格に適合していることから、移動局の発信する電波をこの無線ＬＡＮの規格に合ったものとすることにより、既存の無線ＬＡＮアクセスポイントを受信強度測定部９４を有する前記簡易基地局として用いることができる。

また、前述の実施例によれば、前記移動局位置候補算出部１０２によって、前記移動局１０の発信部７２における電波の発信時刻と前記複数の基地局１２のそれぞれにおける前記受信時刻検出部（同期検出部）４６によって検出される移動局１０からの電波の受信時刻とに基づいて、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬時間ΔＴｉが算出され（ＳＢ１４）、該算出された伝搬時間ΔＴｉに基づいて前記基地局１２と前記移動局１０との距離Ｌｉが算出され（ＳＤ１）、該算出された距離Ｌｉに基づいて前記移動局位置の複数の候補として移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２が算出されるので（ＳＤ２〜３）、より短い時間で移動局位置の候補の算出を行なうことができる。

続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例は、本発明の移動局測位システム８の別の実施例を説明するものである。本実施例においては、図１４に示すように、移動局１０が移動可能な領域として存在可能領域１２６が設定されている。これは例えば、移動局１０が壁などで仕切られた室内を移動する場合など、移動局１０の移動が制限されている場合に移動局１０が移動可能な領域を表している。また、本実施例においては、移動局位置候補選択部１０４の作動が前述の実施例１と異なる。すなわち、移動局位置候補選択部１０４は前述の実施例１においては受信強度照合部１０６を有していたのに代えて、存在可能領域照合部１０８を有する（図５参照）。

存在可能領域照合部１０８は、移動局位置候補算出部１０２により算出された移動局の位置の候補と、前記存在可能領域１２６とを照合する。そして、移動局位置候補選択部１０４は、前記存在可能領域照合部１０８による照合の結果、前記存在可能領域１２６内にある前記移動局の位置の候補を、各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻以外の移動局状態変数である、前記存在可能領域１２６の位置についての情報に基づいて選択し、実際の移動局１０の位置であるとして選択する。

具体的には、図１４の例で言えば、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２と存在可能領域１２６とが図１４に示すように値する場合において、存在可能領域照合部１０８は移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２の位置と存在可能領域１２６の位置とを照合する。すなわち、移動局位置第１候補Ｐ_１は存在可能領域１２６の外にあり、移動局位置第２候補Ｐ_２の位置は存在可能領域１２６の内側にあると照合する。そして移動局位置候補選択部１０４は、この照合の結果に基づいて、前記存在可能領域１２６の内側にあるとされた移動局位置第２候補Ｐ_２を実際の移動局１０の位置であるとして選択する。

前述のように、移動局位置候補算出部１０２は前述の式（１）を解くことにより移動局位置候補を算出することから、移動局位置候補としては移動局の位置候補の算出に用いる２つの基地局１２を結ぶ直線を対象とする１対の候補が得られる。そのため、特に図１４に示すように、移動局位置候補算出部１０２が移動局位置の算出に用いる２つの基地局である第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂが存在可能領域１２６の境界と重なるように設けられる場合には、移動局位置候補算出部１０２が算出する２つの移動局位置候補である移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２は、その一方が前記存在可能領域１２６の内側に、他方が前記存在可能領域１２６の外側に位置することとなる。そのため、移動局位置候補選択部１０４は容易に移動局位置候補の選択を行なうことができる。

なお、本実施例においては、移動局測位システム８は、前記図１に示す図において簡易基地局１３を含まない構成となる。また、その移動局測位システム８を構成する基地局１２、移動局１０の構成はそれぞれ図２および図３に示したものが共通して用いられる。一方、測位サーバ１４については簡易基地局選択部１１２は必要とされない他は、図５に示す構成が用いられる。

また、本実施例における移動局測位システム８の移動局測位のための制御作動を説明するフローチャートとしては、前述の実施例同様、図９に示すものが用いられる。このうち、ステップＳＡ１およびＳＡ２については、前述の実施例１と同様の手順により行なわれる。ただし、ＳＡ１において実行される伝搬時間算出ルーチンである図１０のフローチャートにおいて、簡易基地局１３に相当するステップは実行される必要がない。

図９のＳＡ３においては、ＳＡ２において得られた複数の移動局位置候補のうち、実際の移動局１０の位置として適したものを選択するための移動局位置候補選択ルーチンが実行される。図１５は、本実施例におけるこの移動局位置候補選択ルーチンの一例を示したフローチャートである。まず、ＳＦ１においては、予め例えば測位サーバ１４の記憶部１２０などに記憶された存在可能領域１２６についての情報が読み出される。

移動局位置候補選択部１０４および存在可能領域照合部１０８に対応するＳＦ２においては、ＳＦ１で読み出された存在可能領域１２６についての情報と、ＳＡ２において算出された移動局位置候補についての情報とが照合され、前記移動局位置候補のうち、前記存在可能領域１２６の内部に存在する移動局位置候補が実際の移動局１０の位置であるとして選択される。

本実施例によれば、前記移動局位置候補選択部１０４により、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局１０が存在し得る領域である存在可能領域１２６の内部とされた候補が選択されるので（ＳＦ２）、予め移動局１０が存在し得る存在可能領域１２６についての情報を得ておくことにより、容易に移動局位置の候補を選択することができる。また逆に、移動局位置候補算出部１０４によって算出される移動局位置の複数の候補の１つのみが前記移動局１０が存在し得る存在可能領域１２６内となるように基地局１２を配置することにより、前記移動局位置候補選択部１０４により移動局の位置の候補を１つに絞り込むことができる。

本実施例は、本発明の移動局測位システム８の別の実施例を説明するものである。本実施例は、本発明の移動局測位システム８により移動局１０の測位が例えば所定の間隔で繰り返し行なわれる場合に用いられる。本実施例においては、移動局位置候補選択部１０４の作動が前述の実施例１と異なる。すなわち、移動局位置候補選択部１０４は前述の実施例１および実施例２においては受信強度照合部１０６および存在可能領域照合部１０８を有していたのに代えて、履歴情報照合部１１０を有する（図５参照）。

本発明において、測位サーバ１４の記憶部１２０は、移動局測位システム８により移動局１０の測位が例えば所定の間隔で繰り返し行なわれる場合において、過去に移動局位置候補選択部１０４により移動局１０の位置であるとして選択された位置およびその測位の行なわれた時刻についての情報（以下「移動履歴情報」という）を所定の回数分だけ記憶する。

また、履歴情報照合部１１０は、前記記憶部１２０において記憶された前記移動履歴情報に基づいて、現在の移動局１０の位置を予測する。そして、予測された現在の移動局１０の予測位置と前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補とを照合する。そして、移動局位置候補選択部１０４は、この照合の結果、前記移動局１０の予測位置と最も近い位置にある移動局位置候補を現在の移動局１０の位置であるとして選択する。すなわち、移動局位置候補選択部１０４は、移動局位置候補算出部１０２によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、実際の移動局１０の位置であると判断される候補を各基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻以外の定常的に取得される移動局状態変数である、現在の移動局１０の予測位置に基づいて選択する。

図１６は、このときの履歴情報照合部１１０および移動局位置候補選択部１０４の作動を説明する図である。図１６において、前記移動局位置候補算出部１０２によって第１算出された移動局位置の複数の候補は移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２である。一方、点ｑ_ｔ−１、点ｑ_ｔ−２、点ｑ_ｔ−３、点ｑ_ｔ−４はそれぞれ、現在より１回乃至４回前に行なわれた移動局１０の測位における移動局１０の位置であるとされた位置を表している。前記履歴情報照合部１１０は、前記点ｑ_ｔ−１、点ｑ_ｔ−２、点ｑ_ｔ−３、点ｑ_ｔ−４の位置に基づいて、現在の移動局１０の予測位置ｑ_ｔ（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）を予測する。そして、予測された移動局１０の予測位置ｑ_ｔと移動局位置第１候補Ｐ_１の距離ｄ_ｅ１、および移動局１０の予測位置ｑ_ｔと移動局位置第２候補Ｐ_２のそれぞれとの距離ｄ_ｅ２をそれぞれ算出する。移動局位置候補選択部１０４は算出された距離ｄ_ｅ１および距離ｄ_ｅ２を比較し、この距離がより小さくなる移動局位置候補を実際の移動局１０の位置であるとして選択する。すなわち、図１６の例であれば、ｄ_ｅ１＞ｄ_ｅ２であるので、より小さい距離であるｄ_ｅ２に対応する移動局位置である移動局位置第２候補Ｐ_２を実際の移動局１０の位置であるとして選択する。

具体的には、履歴情報照合部１１０は、例えば以下のようにして現在の移動局の予測位置ｑ_ｔ（ｘ_ｅ，ｙ_ｅ）を予測する。現在の移動局の予測位置ｑ_ｔにおける移動局１０の移動速度をｖ_ｔ、加速度をａ_ｔとし、同様に、過去１回前の測位の際の移動局１０の位置ｑ_ｔ−１における移動局１０の移動速度をｖ_ｔ−１、加速度をａ_ｔ−１、過去２回前の測位の際の移動局１０の位置ｑ_ｔ−２における移動局１０の移動速度をｖ_ｔ−２、加速度をａ_ｔ−２、過去３回前の測位の際の移動局１０の位置ｑ_ｔ−３における移動局１０の移動速度をｖ_ｔ−３、加速度をａ_ｔ−３、過去４回前の測位の際の移動局１０の位置ｑ_ｔ−４における移動局１０の移動速度をｖ_ｔ−４、加速度をａ_ｔ−４とする。このとき、現在の加速度は過去２回における測位の際における移動局１０の移動加速度の平均であるとすると、その関係は次式（４）で表される。
ａ_ｔ＝（ａ_ｔ−１＋ａ_ｔ−２）／２ …（４）
で表される。このとき、移動局測位システム８による測位が微小時間で反復して行なわれている場合には、ある測位の際における移動局１０の移動加速度ａ_ｔは、その測位の際における移動局１０の移動速度ｖ_ｔと１回前の測位の際における移動局１０の移動速度ｖ_ｔ−１とを用いて、ａ_ｔ＝ｖ_ｔ−ｖ_ｔ−１と表され、またある測位の際における移動局１０の移動速度ｖ_ｔは、その測位の際における移動局１０の位置ｑ_ｔと１回前の測位の際における移動局１０の位置ｑ_ｔ−１とを用いて、ｖ_ｔ＝ｑ_ｔ−ｑ_ｔ−１と表されることから、前記式（４）は、
ｖ_ｔ−ｖ_ｔ−１＝（（ｖ_ｔ−１−ｖ_ｔ−２）＋（ｖ_ｔ−２−ｖ_ｔ−３））／２
（ｑ_ｔ−ｑ_ｔ−１）−（ｑ_ｔ−ｑ_ｔ−１）
＝（（（ｑ_ｔ−１−ｑ_ｔ−２）＋（ｑ_ｔ−２−ｑ_ｔ−３））＋（（ｑ_ｔ−２−ｑ_ｔ−３）＋（ｑ_ｔ−３−ｑ_ｔ−４））／２
と順次書き換えられる。これをｑ_ｔについて整理すると、
ｑ_ｔ＝（５ｑ_ｔ−１−３ｑ_ｔ−２−ｑ_ｔ−３＋ｑ_ｔ−４）／２
となる。このようにして、現在の移動局１０の予測位置ｑ_ｔを算出する。

図９のＳＡ３においては、ＳＡ２において得られた複数の移動局位置候補のうち、実際の移動局１０の位置として適したものを選択するための移動局位置候補選択ルーチンが実行される。図１７は、本実施例におけるこの移動局位置候補選択ルーチンの一例を示したフローチャートであって、履歴情報照合部１１０および移動局位置候補選択部１０４に対応するものである。まず、ＳＧ１においては、例えば測位サーバ１４の記憶部１２０などに記憶された過去の移動局１０の移動履歴情報に基づいて、現在の移動局１０の位置が予測される。

続くＳＧ２においては、ＳＧ１で予測された現在の移動局１０の位置ｑ_ｔと、ＳＡ２において算出された移動局位置候補、例えば移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２についての情報とが参照され、これらの移動局位置候補Ｐ_１、Ｐ_２のそれぞれと、前記ＳＧ１で予測された現在の移動局１０の位置ｑ_ｔとの距離が算出される。そして、ＳＧ３においては、算出された移動局位置候補Ｐ_１、Ｐ_２のそれぞれと、前記ＳＧ１で予測された現在の移動局１０の位置ｑ_ｔとの距離が比較され、これらの距離のうちより短い距離を生ずる移動局位置候補が実際の移動局１０の位置であるとして選択される。

前述の実施例によれば、前記移動局位置候補選択部１０４により、前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された前記移動局１０の位置の複数の候補である移動局位置第１候補Ｐ_１および移動局位置第２候補Ｐ_２のうち、前記移動局の移動履歴情報に基づいて実際の移動局１０の位置ｑ_ｔであると判断される候補が選択されるので、前記移動局１０の移動履歴から予測される現在の移動局の位置ｑ_ｔに基づいて移動局位置の候補が選択される。

本実施例は、本発明の移動局測位システム８の別の実施例を説明するものである。本実施例においては、移動局位置候補算出部１０２の距離算出部１０３において参照される移動局１０と各基地局１２との間の電波の伝搬時間の算出方法が前述の実施例１乃至３のものと異なる。すなわち、前述の実施例１乃至３においては、移動局１０から各基地局１２に対して電波を発信し、その電波の移動局１０における発信時刻と各基地局１２における受信時刻とに基づいて電波の伝搬時間を算出し、算出された電波の伝搬時間に基づいて移動局１０と各基地局１２との距離を算出した。このように移動局１０における発信時刻と各基地局１２における受信時刻とに基づいて電波の伝搬時間を算出する場合には、移動局１０の時計７８の時刻と各基地局１２の時計５０のそれぞれの時刻とが同期されている必要があり、前述の実施例１においては、例えば図１１のフローチャートに示す手順を実行することにより移動局１０の時計７８の時刻と各基地局１２の時計５０のそれぞれの時刻とが同期される必要があった。

本実施例においては、移動局１０の時計７８と各基地局１２の時計５０のそれぞれとの時計合わせ処理を不要とするものである。図１８は、本実施例における基地局１２の機能の要部を説明するための機能ブロック図であって、図２に対応するものである。本図１８に示された基地局１２と図２に示された基地局１２とを比較すると、本図１８に示された基地局１２は図２に示された基地局１２が有していた時計同期部５１を有さない点において異なる。これは、後述するように、本実施例においては、各基地局１２は自局の発信部３６による電波の発信時刻と自局の受信部４２による電波の受信時刻とに基づいて電波の伝搬時間を算出することから、自局の時計５０と他の基地局１２の時計５０とを時計合わせする必要がないためであり、また、後述するように本実施例においては移動局１０は時計を有する必要がないため、移動局１０の時計との時計合わせを行なう必要がないためである。

また、図２においては無線部３０の発信部３６および受信部４２とが共通するアンテナ３８を用いて電波の送受信を行なっていたのに対し、本図１８においては発信部３６は発信用アンテナ３８ａを、受信部４２は受信用アンテナ３８ｂをそれぞれ有する点において異なる。これは、本実施例、すなわち本図１８において変調部３４が変調し発信部３６が発信する電波と受信部４２が受信する電波とは、電波の特性、例えば周波数が異なるものとされるので、発信部３６が発信する電波の特性および受信部４２が受信する電波の特性のそれぞれに合致したアンテナとして発信用アンテナ３８ａおよび受信用アンテナ３８ｂを用いるためである。

また、基地局１２における伝搬時間算出部４８は、前述の実施例においては、移動局１０から各基地局１２に発信される電波の移動局１０における発信時刻と、その電波について各基地局１２の同期検出部４６によって検出される受信時刻とに基づいて移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が算出されたが、本実施例においては、移動局１０は後述するように受信した電波を電波の特性を変更して返信するものとされているので、各基地局１２から移動局１０に向けた電波の各基地局１２における発信時刻と、移動局１０から各基地局１２に向けて返信される電波について各基地局１２の同期検出部４６によって検出される受信時刻、および予め既知とされている移動局１０における返信のための処理に要する時間に基づいて電波の伝搬時間を算出する。具体的には、各基地局１２から移動局１０に向けた電波の各基地局１２における発信時刻Ｔ_Ｔから移動局１０から各基地局１２に向けて発信される電波の移動局１０における受信時刻Ｔ_Ｒまでの時間は、電波が各基地局１２と移動局１０との間を往復するのに要する時間（往復伝搬時間）と移動局１０における返信のための処理に要する時間Ｔ_Ｐの合計であることから、伝搬時間ΔＴは、ΔＴ＝（Ｔ_Ｒ−Ｔ_Ｔ−Ｔ_Ｐ）／２の関係にある。伝搬時間算出部４８はこの関係に基づいて伝搬時間ΔＴを算出する。その他のブロックについてはその作動の内容は図２に記載したものと同様であるので説明を省略する。

図１９は、本実施例における移動局１０の機能の要部を説明するための機能ブロック図であって、図３に対応するものである。本図１９に示された移動局１０と図３に示された移動局１０とを比較すると、本図１９に示された移動局１０は、無線部６０、受信用アンテナ６２ａ、発信用アンテナ６２ｂを有して構成されている。そして、この無線部６０は、図３に示した移動局１０と同様に受信部６４、復調部６８、変調部７０、および発信部７２を有する。これらのうち、受信部６４、復調部６８、および発信部７２の機能は図３に示したものと同様であるので説明を省略する。一方、変調部７０は、復調部６８によって復調されることにより受信波から取りだされた信号波を、受信部６４において受信する受信波とは電波の特性、例えば周波数が異なる搬送波を用いて変調し、送信波を生成する。このようにして移動局１０の無線部６０が構成されるので、移動局１０の無線部は、所定の電波の特性、例えば周波数の受信波を受信すると、その受信波に含まれる信号波の内容を変更することなく、前記電波の特性、例えば周波数のみを変更した電波を返信する作動を行なう。そのため、移動局１０の復調部６８および変調部７０を電波変換部６６とよぶ。この電波変換部６６が返信部に対応する。

また、前述のように、受信部６４が受信する受信波と、発信部７２が発信する発信波とはその電波の特性、例えば周波数が異なるものであるので、受信部６４が受信に用いる受信用アンテナ６２ａと、発信部７２が発信に用いる発信用アンテナ６２ｂとは、その電波の特性に適したものが別個に設けられる。この点、受信部６４と発信部７２とが同一のアンテナを用いて電波の送受信を行なった前述の実施例（図３）とは異なる。

また、基地局１２の発信部３６が発信する電波の特性と、移動局１０の受信部６４が受信する電波の特性は同じものとされ、移動局１０の発信部７２が発信する電波の特性と、基地局１２の受信部４２が受信する電波の特性は同じものとされる。

本実施例においても、移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートとして、例えば図９のフローチャートが用いられる。このうち、まず移動局位置候補算出部１０２の距離算出部１０３などに対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、各基地局１２と移動局１０との間の電波の伝搬時間ΔＴｉ（ｉ＝１，２，…）が算出されるための伝搬時間算出ルーチンが実行される。

図２０は、本実施例における伝搬時間算出ルーチンを説明するためのフローチャートである。まずＳＨ１においては、測位サーバ１４から各基地局１２に対し、電波の伝搬時間を測定するための指示が、また、各簡易基地局１３に対しては移動局１０から発信される電波の受信強度である受信電力Ｖｒを測定するための指示が行なわれる。

基地局１２の信号処理部３２および無線部３０などに対応するＳＨ２においては、基地局１２から移動局１０に対して例えば予め定められた内容の拡散符号を含む電波を発信するとともに、その発信時刻Ｔ_Ｔが記憶される。移動局１０の電波変換部６６に対応するＳＨ３およびＳＨ４においては、まず、ＳＨ３において移動局１０において受信された電波が自局に宛てて発信されたものであるかが確認される。自局に宛てたものである場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＨ４以降が実行される。一方、自局に宛てたものでなかった場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き受信が行なわれる。

続くＳＨ４においては、受信した電波に含まれていた信号波の内容が保持されたまま、受信波の電波の特性である周波数とは異なる周波数の搬送波からなる返信波が生成され、移動局１０から基地局１２に発信される。

各基地局１２の無線部３０などに対応するＳＨ５においては、ＳＨ４において移動局１０により発信された返信波が受信される。なお、移動局１０からの電波が受信されない場合には、くり返し本ステップＳＨ５が実行され、電波の受信が行なわれる。

各基地局１２の同期検出部４６に対応するＳＨ６においては、ＳＨ５において受信された移動局１０からの電波に含まれる拡散符号と、その拡散符号のレプリカ符号とを用いて同期検出が行なわれ、各基地局１２における電波の受信時刻Ｔ_Ｒが検出される。また、同じく各基地局１２の同期検出部４６に対応するＳＨ７においては、拡散符号の種類、あるいは電波に含まれる移動局ＩＤに基づいてＳＨ５において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものであるのかが確認される。ＳＨ５において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものである場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＨ８が実行される。伝搬時間算出部４８に対応するＳＨ８においては、ＳＨ２において移動局１０へ発信された電波の発信時刻Ｔ_Ｔと、ＳＨ６において検出された受信時刻Ｔ_Ｒと、例えば実験やシミュレーションなどにより予め得られているＳＨ４における電波の変換に要する時間Ｔ_Ｐに基づいて、移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間ΔＴが算出される。一方、ＳＨ５において受信された移動局１０からの電波が、測位の対象である移動局１０からのものでない場合には、測位の対象である移動局１０からの電波を受信するまで、ＳＨ５以降がくり返し実行される。

このＳＨ２乃至ＳＨ８のステップが基地局１２の数だけ反復して行なわれることにより、各基地局１２のそれぞれにおける各基地局１２から移動局１０へ発信される電波の発信時刻Ｔ_Ｔ、および移動局１０から各基地局１２へ返信される返信波の各基地局１２における受信時刻Ｔ_Ｒとが測定され、伝搬時間ΔＴが算出される。

一方、簡易基地局１３の無線部９２に対応するＳＨ９においては、ＳＨ４において移動局１０によって発信された返信波が各簡易基地局１３によって受信される。なお、移動局１０からの電波が受信されない場合には、くり返し本ステップＳＨ９が実行され、電波の受信が行なわれる。

簡易基地局１３の受信強度測定部９４に対応するＳＨ１０においては、ＳＨ９において受信された電波の受信強度である受信電力Ｖｒが測定される。このとき、前記無線ＬＡＮアクセスポイントが簡易基地局１３として用いられる場合には、受信電力Ｖｒは例えば２５６段階に区分された出力とされてもよい。

続くＳＨ１１においては、測位サーバ１４から各基地局１２および各簡易基地局１３に対し、測定結果を送信する指示がなされる。これを受け、ＳＨ１２においては、ＳＨ１０において測定された各簡易基地局１３における電波の受信電力Ｖｒが各簡易基地局１３から測位サーバ１４に送信され、また、ＳＨ１３においては、ＳＨ８において算出された移動局１０から各基地局１２への電波の伝搬時間が各基地局１２から測位サーバ１４に送信され、送信された情報は測位サーバ１４の記憶部１２０に記憶される。そして、図９へ戻って、ＳＡ２以降が、前述の実施例１乃至３と同様にして実行される。

なお、前述のようにＳＨ２乃至ＳＨ８のステップは基地局１２の数だけ反復して行なわれるが、移動局１０の発信部７２の出力は一定とされていれば、簡易基地局１３の作動に関するＳＨ９、ＳＨ１０、ＳＨ１２については、反復されて行なわれるＳＨ２乃至ＳＨ８のステップに含まれるいずれかのＳＨ４において移動局１０から発信される電波について行なえばよい。また、簡易基地局１３の作動に関するＳＨ９、ＳＨ１０、ＳＨ１２については、厳密に言えば移動局１０と各基地局１２との間の電波の伝搬時間に関する作動ではなく、前述したＳＡ３における移動局位置候補の選択に関する作動の一部である。しかしながら、移動局１０から発信される電波の受信電力Ｖｒを測定する際の移動局１０からの電波として、本図のフローチャートに示すように、移動局１０が測位のために発信する（ＳＨ１０）電波を用いることにより、移動局１０は簡易基地局１３における受信電力Ｖｒの測定のために改めて電波を発信する必要がない。

本実施例によれば、前記移動局位置候補算出部１０２によって、前記基地局１２の発信部３６における移動局１０に向けた電波の発信時刻Ｔ_Ｔと、前記受信時刻検出部４６によって検出される移動局１０からの返信のための電波の受信時刻Ｔ_Ｒと、前記移動局１０の電波変換部６６（返信部）において処理に要した時間Ｔ_Ｐとに基づいて、前記基地局１２と前記移動局１０との間の電波の往復に要する往復伝搬時間２×ΔＴが算出され、該算出された往復伝搬時間２×ΔＴに基づいて前記基地局１２と前記移動局１０との距離Ｌが各基地局１２について算出され、該算出された距離Ｌに基づいて前記移動局１０の位置の複数の候補が算出されるので、移動局１０は時計を有する必要がなく、また各基地局１２がそれぞれ有する時計５０の時刻合わせが行なわれる必要がない。また、移動局は送受信部と電波変換部のみの簡易な構成とすることができる。これにより、例えば移動局の小型化や移動局コストの低減、バッテリー寿命の延長等の効果が実現できる。

なお、本実施例４の実施態様は、前述の実施例１における伝搬時間の算出方法を変更するものとして説明したが、前述の実施例２または実施例３に対してに適用されることも可能である。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例においては、移動局１０は平面を移動するものとして説明がされたが、３次元空間を移動する場合においても、基地局１２の数を１つ増やし、３つの基地局１２とすることにより同様に適用可能である。

また、前述の実施例１乃至３においては、移動局位置候補選択部１０４の機能として、それぞれ受信強度照合部１０６、存在可能領域照合部１０８、および履歴情報照合部１１０を有する場合について説明したが、これらを組み合わせた実施態様としても良い。すなわち、移動局位置候補選択部１０４が受信強度照合部１０６、存在可能領域照合部１０８、および履歴情報照合部１１０の複数を有し、それぞれの照合結果を組み合わせて移動局位置候補の選択を行なってもよい。

また、前述の実施例１においては、簡易基地局選択部１１２は、受信強度比較部１１４によって比較される各簡易基地局１３における受信電力Ｖｒの大きさを比較し（ＳＥ１）、および基地局位置比較部１１６により選択された簡易基地局１３の位置を除外領域１２４と比較することにより（ＳＥ２）、簡易基地局１３を選択したが、このような態様に限られない。例えば、基地局位置比較部１１６による簡易基地局１３の位置と除外領域１２４との比較をまず行い、この比較の結果、除外領域１２４の外側に存在する簡易基地局が１つであるような場合には受信強度比較部１１４による受信電力Ｖｒの比較を行なうことなく簡易基地局１１２によって簡易基地局１３が選択される。

また、前述の実施例においては、測位サーバ１４が設けられ、移動局位置候補算出部１０２、移動局位置候補選択部１０４、および簡易基地局選択部１１２は測位サーバ１４に設けられたが、このような態様に限られない。例えば、移動局位置候補算出部１０２の距離算出部１０３は各基地局１２に設けられても良いし、また、移動局位置候補算出部１０２、移動局位置候補選択部１０４、および簡易基地局選択部１１２がいずれかの基地局１２に設けられ、測位サーバ１４が設けられなくてもよい。すなわち、測位サーバ１４は必須の構成ではない。

前述の実施例において、移動局位置候補算出部１０２によって移動局１０の位置の候補が算出される場合において、算出された移動局位置候補が算出に用いた第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂを結ぶ直線上にある場合には、移動局位置候補は１つしか算出されないので、移動局位置候補選択部１０４による選択を行なうことなく、実際の移動局１０の位置として採用される。

また、前述の実施例においては、簡易基地局選択部１１２によって選択された１つの簡易基地局１３を用いて、受信強度照合部１０６は、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と前記簡易基地局１３との距離ｄ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２と前記簡易基地局１３との距離ｄ_２のそれぞれと、前記簡易基地局１３と移動局１０との推定距離Ｄとを照合し、移動局位置候補選択部１０４は、前記簡易基地局１３と前記移動局位置候補算出部１０２によって算出された複数の移動局位置候補との距離のうち、前記推定された距離Ｄに最も近い距離となる前記移動局位置候補を移動局１０の位置であるとして選択したが、このような態様に限られず、以下のようにして、簡易基地局選択部１１２によって複数の簡易基地局１３を選択し、選択された複数の簡易基地局１３における受信電力Ｖｒを考慮して移動局位置候補選択部１０４が移動局位置候補の選択を行なうことも可能である。

すなわち、簡易基地局選択部１１２によって選択された複数の簡易基地局１３のそれぞれの簡易基地局１３ｉについて、各簡易基地局１３ｉにおける受信電力Ｖｒに基づいて推定される移動局１０と各簡易基地局１３ｉとの推定距離Ｄｉと、前記移動局位置第１候補Ｐ_１と各簡易基地局１３ｉのそれぞれとの距離ｄ_１ｉおよび前記移動局位置第２候補Ｐ_２と各簡易基地局１３ｉとの距離ｄ_２ｉのそれぞれに基づいて、前記移動局位置第１候補Ｐ_１が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_１ｉおよび前記移動局位置第２候補Ｐ_２が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_２ｉとを算出する。ここで、前記移動局位置第１候補Ｐ_１が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_１ｉおよび前記移動局位置第２候補Ｐ_２が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_２ｉは、移動局１０と各簡易基地局１３ｉとの推定距離Ｄｉと前記移動局位置第１候補Ｐ_１と各簡易基地局１３ｉのそれぞれとの距離ｄ_１ｉの差の逆数、および移動局１０と各簡易基地局１３ｉとの推定距離Ｄｉと前記移動局位置第２候補Ｐ_２と各簡易基地局１３ｉのそれぞれとの距離ｄ_２ｉの差の逆数に比例するものであるので、次式（５）で表される。
ｐ１ｉ＝（１／（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜））／（（１／（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜））＋（１／（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜）））＝（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜）／（（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜）＋（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜））
ｐ２ｉ＝（１／（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜））／（（１／（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜））＋（１／（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜）））＝（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜）／（（｜ｄ１ｉ−Ｄｉ｜）＋（｜ｄ２ｉ−Ｄｉ｜）） …（５）

このようにして、各簡易基地局１３ｉごとに算出された前記移動局位置第１候補Ｐ_１が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_１ｉおよび前記移動局位置第２候補Ｐ_２が実際の移動局１０の位置である確率ｐ_２ｉのそれぞれを、掛け合わせることによって、前記移動局位置第１候補Ｐ_１が実際の移動局１０の位置である確率を評価する確率評価値ＰＥ_１および前記移動局位置第２候補Ｐ_２が実際の移動局１０の位置である確率を評価する確率評価値ＰＥ_２を算出する。すなわち、
ＰＥ_１＝Π_ｉｐ_１ｉ
ＰＥ_２＝Π_ｉｐ_２ｉ
である。そして、このようにして算出された前記移動局位置第１候補Ｐ_１についての確率評価値ＰＥ_１と前記移動局位置第２候補Ｐ_２についての確率評価値ＰＥ_２とを比較し、その確率評価値ＰＥが大きくなる方の移動局位置候補を実際の移動局１０の位置として選択する。例えば、ＰＥ_１＞ＰＥ_２である場合には、移動局位置第１候補Ｐ_１を実際の移動局１０の位置として選択することもできる。

また、前述の実施例においては、測位システム８が１つの移動局１０を有する場合を説明したが、これに限られず、複数の移動局１０が存在する場合においても、各移動局の測位をそれぞれ行なうことができる。この場合、測位の対象とする移動局ごとに異なる拡散符号を用いて移動局１０と基地局１２とが通信を行なうことにより、各移動局１０を識別し得る（例えば、図１０のＳＢ９およびＳＢ１３を参照）。

また、前述の実施例においては、履歴情報照合部１１０は過去２回の測位の際における移動局の移動加速度に基づいて現在の移動局１０の位置を予測したが、これに限られず、例えば、過去１回の測位の際における移動局１０の速度と測位の実行間隔に基づいて予測してもよい。

また、前述の実施例においては、除外領域１２４は、電波の受信強度Ｖｒから推定される推定距離Ｄに生じ得る誤差σ_ｒを用いて、２×σ_ｒの幅を有するものとされたが、これに限られない。例えば、簡易基地局１３の受信強度測定部９４による受信強度の測定において、その分解能が比較的劣る場合には、前記除外領域１２４の幅を大きくすることにより、前記移動局位置候補選択部１０４および受信強度照合部１０６による移動局位置候補の選択が適切に行なわれるようにすることができる。

また、前述の実施例４においては、移動局の復調部６８および変調部７０が電波変換部６６を構成したが、このような態様に限られない。すなわち、電波変換部６６は、受信波に含まれる信号波の内容を変更することなく電波の特性を変換し得る機能を有すればよく、例えば、周知の周波数変換器であってもよい。あるいは、基地局１２から移動局１０へ送信される電波と、移動局１０から基地局１２へ送信される電波とが、例えば垂直偏波と水平偏波、あるいは右旋偏波と左旋偏波などのように、異なる偏波特性を有するものとされてもよく、この場合、移動局１０の例えば水平偏波を受信する受信用アンテナ６２ａと、前記水平偏波とは異なる偏波特性である例えば垂直偏波を発信する発信用アンテナ６２ｂが実質的に電波変換部６６を構成する。

本発明の移動局測位システムの概要を説明する図である。基地局の機能の概要を説明する図である。移動局の機能の概要を説明する図である。簡易基地局の機能の概要を説明する図である。測位サーバの機能の概要を説明する図である。移動局位置候補算出部による移動局の位置の候補の算出と移動局位置候補選択部による移動局の位置の候補の選択を説明する図である。基地局選択部によって選択されることのない簡易基地局の位置の集合である除外領域を説明する図である。簡易基地局における受信電力と、簡易基地局と移動局との距離との関係を説明する図である。本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。伝搬時間算出ルーチンを説明するフローチャートである。時計合わせ処理を説明するフローチャートである。移動局位置候補算出ルーチンを説明するフローチャートである。移動局位置候補選択ルーチンを説明するフローチャートである。移動局が移動可能な領域である存在可能領域と、これを用いた本発明の別の実施例における移動局位置候補選択部による移動局の位置の候補の選択を説明する図である。本発明の別の実施例における移動局位置候補選択ルーチンを説明するフローチャートである。移動局の移動履歴情報と現在の予測位置、および、これを用いた本発明の別の実施例における移動局位置候補選択部による移動局の位置の候補の選択を説明する図である。本発明の別の実施例における移動局位置候補選択ルーチンを説明するフローチャートである。本発明の別の実施例における基地局の機能の概要を説明する図である。本発明の別の実施例における移動局の機能の概要を説明する図である。本発明の別の実施例における伝搬時間算出ルーチンを説明するフローチャートである。

符号の説明

８：移動局測位システム
１０：移動局
１２：基地局
１３：簡易基地局（無線ＬＡＮアクセスポイント）
３６：（基地局の）発信部
４２：（基地局の）受信部
４６：基地局の受信時刻検出部（同期検出部）
４８：伝搬時間算出部
５０：（基地局の）時計
５１：（基地局の）時計同期部
６４：（移動局の）受信部
６６：返信部（電波変換部）
７２：（移動局の）発信部
７８：（移動局の）時計
７９：（移動局の）時計同期部
９４：受信強度測定部
１０２：移動局位置候補算出部
１０４：移動局位置候補選択部
１０６：受信強度照合部
１０８：存在可能領域照合部
１１０：履歴情報照合部
１２４：除外領域
１２６：存在可能領域

Claims

移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、該複数の基地局における受信結果に基づいて移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
電波を発信する発信部を有する移動局と、
前記移動局から発信された電波を受信する受信部と、該受信部により発信された電波の受信時刻を検出する受信時刻検出部とを、有する複数の基地局と、
前記複数の基地局のうちの２つの基地局の該受信時刻検出部において検出された移動局からの電波の受信時刻に基づいて、該２つの基地局のそれぞれと前記移動局との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間および前記２つの基地局の位置に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出する移動局位置候補算出部と、
該移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、実際の移動局の位置であると判断される候補を、受信時刻以外の定常的に取得される移動局状態変数に基づいて選択し、前記移動局の位置とする移動局位置候補選択部と
を、有することを特徴とする移動局測位システム。
前記移動局から発信された電波を受信し、その受信強度を測定する簡易基地局を有し、
前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記簡易基地局によって測定された移動局からの電波の受信強度に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部において用いる受信時刻を検出する２つの基地局を通る直線に沿って設けられた除外領域内に存在しない前記簡易基地局を用いて移動局の位置の候補を選択するものであること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
前記移動局位置候補選択部は、前記簡易基地局が複数存在する場合には前記移動局から発信された電波の受信強度が最も高い簡易基地局を用いること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
前記簡易基地局は、電波受信部と、該電波受信部における電波の受信強度を測定する受信強度測定部とを備えた無線ＬＡＮアクセスポイントであること
を特徴とする請求項２乃至４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局が存在し得る領域内とされた候補を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
前記移動局位置候補選択部は、前記移動局位置候補算出部によって算出された前記移動局位置の複数の候補のうち、前記移動局の移動履歴に基づいて実際の移動局の位置であると判断される候補を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
前記基地局は、電波を発信する発信部を有し、
前記移動局は、前記基地局から発信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信された電波に対応して返信のための電波を生成する返信部とを、有し、
前記移動局位置候補算出部は、前記基地局の発信部における移動局に向けた電波の発信時刻と、前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの返信のための電波の受信時刻と、前記移動局の返信部において処理に要した時間とに基づいて、前記基地局と前記移動局との間の電波の往復に要する往復伝搬時間を算出し、該算出された往復伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離を算出し、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出すること、
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の移動局測位システム。
前記移動局および複数の基地局はそれぞれその時刻が同期された時計を有し、
前記移動局位置候補算出部は、前記移動局の発信部における電波の発信時刻と前記複数の基地局のそれぞれにおける前記受信時刻検出部によって検出される移動局からの電波の受信時刻とに基づいて、前記移動局と前記基地局との間の電波の伝搬時間を算出し、該算出された伝搬時間に基づいて前記基地局と前記移動局との距離を算出し、該算出された距離に基づいて前記移動局位置の複数の候補を算出すること、
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の移動局測位システム。