JP2009109478A - Initial output positioning location determination method, program, positioning device, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測位開始後に最初に出力する測位位置を決定する初回出力測位位置決定方法等に関する。 The present invention relates to an initial output positioning position determination method and the like for determining a positioning position to be output first after starting positioning.
人工衛星を利用した測位システムとしてGPS(Global Positioning System)が広く知られており、カーナビゲーション装置等で利用されている。GPSでは、地球周回軌道を周回する複数のGPS衛星それぞれからGPS衛星信号が送出され、GPS受信機において、受信したGPS衛星信号を基に現在位置を算出(測位)する。 GPS (Global Positioning System) is widely known as a positioning system using an artificial satellite, and is used in a car navigation device or the like. In GPS, a GPS satellite signal is transmitted from each of a plurality of GPS satellites orbiting the earth orbit, and the GPS receiver calculates (positions) the current position based on the received GPS satellite signal.
ところで、捕捉されたGPS衛星信号の中には、マルチパス等の影響を受けているGPS衛星信号が含まれている場合があり、このマルチパス等の影響を受けているGPS衛星信号を用いると、現在位置の算出(測位)が正確に行えないおそれがある。そこで、例えば東京都心部といった多数の高層ビル等の建築物が立ち並んでいるマルチパス頻発地域において、高度テーブル(都市高度情報)を利用することで測位精度を向上させる方法が知られている。この高度テーブルは、標高差が小さい都心部を所定数(具体的には、9個)のメッシュ領域に区切り、各メッシュ領域に対応する高度を定めたデータテーブルである(例えば、特許文献1参照)。
GPS受信機では、所定時間毎(例えば、1秒毎)に、現在位置を算出する測位演算を繰り返し行い、算出した現在位置を測位位置として出力するが、測位の開始から初回の測位位置の出力までには、通常、複数回の測位演算を要する。この測位開始から初回の測位位置の出力までに要する時間TTFF(Time to First Fix)と測位精度との間には、TTFFを短縮させると測位精度が低下し、逆に、測位精度の向上を優先させるとTTFFが長くなりがちになるといった関係がある。測位精度とTTFFのどちらを優先させたほうが良いかは、受信環境によって異なる。例えばマルチパス環境といった全体的に測位精度が低い受信環境では、TTFFの短縮よりも測位精度を優先させ、GPS衛星信号に含まれるZカウントがデコードされて測位精度が改善された後、測位位置を出力するほうが望ましい。これに対して、オープンスカイ環境では、測位精度が高いため、TTFFの短縮を優先させ、Zカウントのデコードを待つことなく測位位置を出力するといったことが可能である。 The GPS receiver repeatedly performs a positioning calculation for calculating the current position every predetermined time (for example, every second), and outputs the calculated current position as a positioning position. However, the first positioning position is output from the start of positioning. Until then, it usually requires multiple positioning calculations. If the TTFF is shortened between the time TTFF (Time to First Fix) and the positioning accuracy required from the start of positioning to the output of the first positioning position, the positioning accuracy decreases. Conversely, priority is given to improving the positioning accuracy. If it does, there exists a relationship that TTFF tends to become long. Which of the positioning accuracy and TTFF should be given priority depends on the reception environment. For example, in a reception environment with low overall positioning accuracy such as a multipath environment, positioning accuracy is given priority over shortening TTFF. After the Z count included in the GPS satellite signal is decoded and positioning accuracy is improved, the positioning position is It is preferable to output. On the other hand, since the positioning accuracy is high in the open sky environment, it is possible to prioritize the shortening of TTFF and output the positioning position without waiting for the decoding of the Z count.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、出力する初回測位位置の精度の向上である。また、受信環境に応じた適切なTTFFの短縮化と、初回測位位置の精度向上との両立を図ることを他の目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to improve the accuracy of the first positioning position to be output. Another object is to achieve both shortening of the TTFF appropriate for the reception environment and improvement of the accuracy of the initial positioning position.
上記課題を解決するための第1の発明は、測位用の衛星から送出される衛星信号を用いた現在位置の測位演算を行って、測位開始後に最初に出力する測位位置を決定する初回出力測位位置決定方法であって、前記受信された衛星信号を用いた測位演算を行って測位位置を算出する測位処理を実行することと、前記測位処理の度に、今回及び過去の測位結果に基づいて、繰り返し実行される前記測位処理の測位結果が収束したことを判定する条件として予め定められた収束条件を満たすか否かを判定することと、前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定することとを含む初回出力測位位置決定方法である。 A first invention for solving the above-mentioned problem is the first output positioning for performing a positioning calculation of the current position using a satellite signal transmitted from a positioning satellite and determining a positioning position to be output first after the positioning is started. A position determination method, which performs a positioning process using a received satellite signal to calculate a positioning position, and based on current and past positioning results each time the positioning process is performed. Determining whether or not a predetermined convergence condition is satisfied as a condition for determining that the positioning result of the positioning process repeatedly executed has converged, and if it is determined that the convergence condition is satisfied, An initial output positioning position determination method including determining a calculated positioning position as a positioning position to be output first.
また、第10の発明は、測位用の衛星から送出される衛星信号を用いた測位演算を行って測位位置を算出する測位処理を実行する測位演算部と、前記測位処理の度に、今回及び過去の測位結果に基づいて、繰り返し実行される前記測位処理の測位結果が収束したことを判定する条件として予め定められた収束条件を満たすか否かを判定する収束判定部と、前記収束判定部により前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定する初回出力測位位置決定部とを備えた測位装置である。 The tenth aspect of the invention includes a positioning calculation unit that performs a positioning calculation using a satellite signal transmitted from a positioning satellite and calculates a positioning position, and for each time the positioning process is performed, A convergence determination unit that determines whether or not a predetermined convergence condition is satisfied as a condition for determining that a positioning result of the positioning process that is repeatedly executed has converged based on past positioning results; and the convergence determination unit The positioning device includes an initial output positioning position determination unit that determines the positioning position calculated this time as the first output positioning position when it is determined that the convergence condition is satisfied.
また、第11の発明は、第10の発明の測位装置を備えた電子機器である。 An eleventh aspect of the invention is an electronic apparatus including the positioning device of the tenth aspect of the invention.
この第1、第10又は第11の発明によれば、測位用の衛星から送出される衛星信号を用いた測位演算を行って測位位置を算出する測位処理の度に、測位処理の測位結果が収束したことを判定する条件である収束条件を満たすか否かの判定が行われる。そして、収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置が最初に出力する測位位置として決定される。 According to the first, tenth or eleventh invention, the positioning result of the positioning process is calculated every time the positioning process is performed by performing the positioning calculation using the satellite signal transmitted from the positioning satellite. It is determined whether or not a convergence condition that is a condition for determining convergence has been satisfied. And when it determines with satisfy | filling convergence conditions, the positioning position calculated this time is determined as a positioning position output first.
例えば、受信した衛星信号にマルチパス等の影響を受けた衛星信号が含まれた環境、いわゆるマルチパス環境では、測位精度が低くなる傾向があるため、各測位処理での測位結果のばらつきが大きく、収束条件を満たさない可能性が高い。つまり、収束条件を満たさない可能性が高く、その結果、TTFFの短縮よりも測位精度が優先されることになる。これに対して、オープンスカイ環境では、測位精度が比較的高いため、各測位処理での測位結果のばらつきが小さく、収束条件を満たす可能性が高い。つまり、収束条件を満たす可能性が高く、その結果、TTFFの短縮が図れることになる。このように、収束条件を満たす場合に、算出した測位位置を初回出力測位位置として決定することで、高精度な初回出力測位位置とすることができ、また、受信環境に応じた適切なTTFFの短縮が可能となる。 For example, in a so-called multipath environment in which the received satellite signal includes satellite signals affected by multipath, etc., so-called multipath environment, the positioning accuracy tends to be low. It is highly possible that the convergence condition is not satisfied. That is, there is a high possibility that the convergence condition is not satisfied, and as a result, the positioning accuracy is prioritized over the shortening of TTFF. On the other hand, since the positioning accuracy is relatively high in the open sky environment, variation in positioning results in each positioning process is small, and there is a high possibility that the convergence condition is satisfied. That is, there is a high possibility that the convergence condition is satisfied, and as a result, TTFF can be shortened. As described above, when the convergence condition is satisfied, the calculated positioning position is determined as the initial output positioning position, so that the highly accurate initial output positioning position can be obtained, and an appropriate TTFF according to the reception environment can be obtained. Shortening is possible.
第2の発明は、第1の発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記測位処理の度に、今回算出された測位位置の二次元位置に対応する基準高度を所定の高度情報又は所定のサーバから取得し、今回算出された測位位置の高度と当該取得した基準高度との差が所定の高度差条件を満たすか否かを判定することを更に含み、前記測位位置を決定することは、前記高度差条件を満たすと判定され、且つ、前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定することである初回出力測位位置決定方法である。 The second invention is an initial output positioning position determination method according to the first invention, wherein a reference altitude corresponding to the two-dimensional position of the positioning position calculated this time is set as predetermined altitude information or predetermined every time the positioning process is performed. Determining whether the difference between the altitude of the positioning position calculated this time and the acquired reference altitude satisfies a predetermined altitude difference condition, and determining the positioning position The initial output positioning position determination method is to determine the positioning position calculated this time as the first output positioning position when it is determined that the altitude difference condition is satisfied and the convergence condition is determined It is.
この第2の発明によれば、測位処理の度に、更に、今回算出された測位位置の高度と所定の基準高度との差が所定の高度条件を満たすかの判定が行われる。そして、高度条件を満たすと判定され、且つ収束条件を満たすと判定された場合に、今回された測位位置が最初に出力する測位位置として決定される。 According to the second aspect of the invention, each time the positioning process is performed, it is further determined whether the difference between the currently calculated positioning position altitude and the predetermined reference altitude satisfies the predetermined altitude condition. When it is determined that the altitude condition is satisfied and the convergence condition is determined, the currently determined positioning position is determined as the positioning position to be output first.
例えば、マルチパス環境では、測位精度が低くなる傾向があるため、算出した測位位置と基準高度との差が大きく、高度差条件を満たさない可能性が高い。つまり、収束条件及び高度差条件をともに満たさない可能性が高く、その結果、TTFFよりも測位精度が優先されることになる。これに対して、オープンスカイ環境では、測位精度が比較的高いため、算出した測位位置と基準高度との差が小さく、高度差条件を満たす可能性が高い、つまり、収束条件及び高度差条件をともに満たす可能性が高く、その結果、TTFFの短縮が図れることになる。このように、収束条件及び高度差条件をともに満たす場合に、算出した測位位置を初回出力測位位置として決定することで、受信環境に応じたより適切なTTFFの短縮が可能となる。 For example, in a multipath environment, since the positioning accuracy tends to be low, the difference between the calculated positioning position and the reference altitude is large, and there is a high possibility that the altitude difference condition is not satisfied. That is, there is a high possibility that neither the convergence condition nor the altitude difference condition is satisfied, and as a result, the positioning accuracy is prioritized over TTFF. On the other hand, in the open sky environment, since the positioning accuracy is relatively high, the difference between the calculated positioning position and the reference altitude is small, and there is a high possibility that the altitude difference condition is satisfied. Both are highly likely to be satisfied, and as a result, TTFF can be shortened. As described above, when both the convergence condition and the altitude difference condition are satisfied, the calculated positioning position is determined as the initial output positioning position, thereby making it possible to shorten the TTFF more appropriately according to the reception environment.
第3の発明は、第2の発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記衛星信号の受信環境を判断することと、前記判断された受信環境に応じて、前記高度差条件を可変することとを含む初回出力測位位置決定方法である。 A third aspect of the invention is an initial output positioning position determination method according to the second aspect of the invention, wherein the satellite signal reception environment is determined and the altitude difference condition is varied according to the determined reception environment. Is the first output positioning position determination method.
この第3の発明によれば、衛星信号の受信環境に応じて、高度差条件が可変される。高度差条件が異なると、測位位置が同じ場合であっても、高度差条件を満たすかの判定結果が異なり、その結果、測位開始から最初に出力する測位位置を決定するまでの時間、すなわちTTFFが異なる。また、受信環境が異なると、測位精度が異なり、測位位置の高度と基準高度との差が異なるため、高度差条件の判定結果が異なる。例えば、オープンスカイ環境といった測位精度の比較的良い受信環境では、測位位置の高度と基準高度との差が小さく、高度差条件を満たす可能性が高い、一方、マルチパス環境といった測位精度が比較的悪い受信環境では、測位位置の高度と基準高度との差が大きく、高度差条件を満たさない可能性が高い。つまり、高度差条件を受信環境に関わらず同じとした場合、マルチパス環境といった測位精度が悪い受信環境では、高度差条件がなかなか満たされず、TTFFが長くなり過ぎるといった事態が起こり得る。このため、受信環境に応じて高度差条件を可変することで、より適切な初回出力測位位置の決定が実現される。 According to the third aspect of the invention, the altitude difference condition is varied according to the satellite signal reception environment. If the altitude difference conditions are different, even if the positioning position is the same, the determination result of whether the altitude difference condition is satisfied differs, and as a result, the time from the start of positioning to the determination of the first positioning position to be output, that is, TTFF Is different. Also, if the reception environment is different, the positioning accuracy is different, and the difference between the positioning position altitude and the reference altitude is different, so the determination result of the altitude difference condition is different. For example, in a reception environment with relatively good positioning accuracy such as an open sky environment, the difference between the altitude of the positioning position and the reference altitude is small, and there is a high possibility that the altitude difference condition is satisfied. In a poor reception environment, the difference between the altitude of the positioning position and the reference altitude is large, and there is a high possibility that the altitude difference condition is not satisfied. That is, when the altitude difference condition is the same regardless of the reception environment, in the reception environment where the positioning accuracy is poor such as a multipath environment, the altitude difference condition is not easily satisfied, and the TTFF may become too long. For this reason, the determination of a more appropriate initial output positioning position is realized by varying the altitude difference condition according to the reception environment.
第4の発明は、第1〜第3の何れかの発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記衛星信号の受信環境を判断することと、前記判断された受信環境に応じて、前記収束条件を可変することとを含む初回出力測位位置決定方法である。 A fourth invention is a first-time output positioning position determination method according to any one of the first to third inventions, wherein the reception environment of the satellite signal is determined, and according to the determined reception environment, An initial output positioning position determination method including changing a convergence condition.
この第4の発明によれば、衛星信号の受信環境に応じて、収束条件が可変される。収束条件を可変すると、測位結果が同じであっても、収束条件を満たすかの判定結果が異なり、その結果、TTFFが異なる。また、受信環境が異なると、測位精度の違いにより測位結果のばらつきが異なるため、収束条件の判定結果が異なる。例えば、オープンスカイ環境といった測位精度が比較的良い受信環境では、測位結果のばらつきが小さく、収束条件を満たす可能性が高い。一方、マルチパス環境といった測位精度が比較的悪い受信環境では、測位結果のばらつきが大きく、収束条件を満たす可能性が低い。つまり、収束条件を受信環境に関わらず同じとした場合、マルチパス環境といった測位精度が悪い受信環境では、収束条件がなかなか満たされず、TTFFが長くなり過ぎるといった事態が起こり得る。このため、受信環境に応じて収束条件を可変することで、より適切な初回出力測位位置の決定が実現される。 According to the fourth aspect of the invention, the convergence condition is varied according to the satellite signal reception environment. If the convergence condition is varied, even if the positioning result is the same, the determination result of whether the convergence condition is satisfied is different, and as a result, the TTFF is different. In addition, when the reception environment is different, since the dispersion of the positioning result is different due to the difference in positioning accuracy, the determination result of the convergence condition is different. For example, in a reception environment with relatively good positioning accuracy such as an open sky environment, there is a high possibility that the result of the positioning result is small and the convergence condition is satisfied. On the other hand, in a reception environment where the positioning accuracy is relatively poor, such as a multipath environment, there is a large possibility of satisfying the convergence condition due to large variations in positioning results. In other words, when the convergence condition is the same regardless of the reception environment, in a reception environment with poor positioning accuracy such as a multipath environment, the convergence condition is not easily satisfied, and the TTFF may become too long. For this reason, the determination of a more appropriate initial output positioning position is realized by varying the convergence condition according to the reception environment.
第5の発明は、第1〜第4の何れかの発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記収束条件を満たすかの判定は、繰り返し実行される前記測位処理の前後の測位処理で算出された測位位置の差が所定の近距離条件を満たした連続回数を判定することを含む初回出力位置決定方法である。 A fifth invention is the first output positioning position determination method according to any one of the first to fourth inventions, wherein the determination as to whether the convergence condition is satisfied is performed by positioning processing before and after the positioning processing that is repeatedly executed. This is an initial output position determination method including determining the number of consecutive times when the calculated positioning position difference satisfies a predetermined short distance condition.
この第5の発明によれば、収束条件を満たすかの判定には、繰り返し実行される測位処理の前後の測位処理で算出された測位位置の差が、所定の近距離条件を満たした連続回数を判定することが含まれる。これにより、例えば、近距離条件を満たした連続回数が所定回数を超えるか否かによって収束条件を満たすか否かを判定するようにすることで、時系列に沿った測位位置のばらつきが小さくなった(収束した)と判断される時点で、収束条件を満たしたと判定することができる。 According to the fifth invention, in determining whether the convergence condition is satisfied, the number of consecutive times that the difference between the positioning positions calculated in the positioning process before and after the repeatedly executed positioning process satisfies the predetermined short-distance condition Is included. Thereby, for example, by determining whether or not the convergence condition is satisfied based on whether or not the number of consecutive times satisfying the short distance condition exceeds a predetermined number, variation in positioning position along the time series is reduced. It is possible to determine that the convergence condition has been satisfied at the time when it is determined that it has converged.
第6の発明は、第5の発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記衛星信号の受信環境を判断することと、前記判断された受信環境に応じて、前記近距離条件を可変することとを含む初回出力測位位置決定方法である。 A sixth invention is an initial output positioning position determining method according to the fifth invention, wherein the reception environment of the satellite signal is determined, and the short distance condition is varied according to the determined reception environment. Is the first output positioning position determination method.
この第6の発明によれば、受信された衛星信号に基づいて判断された受信環境に応じて、近距離条件が可変される。近距離条件を可変すると、測位処理の測位結果が同じであっても、近距離条件を満たすかの判定結果が異なり、その結果、収束条件を満たすかの判定結果が異なる。また、受信環境が異なると、測位精度の違いにより測位結果のばらつきが異なるため、近距離条件の判定結果が異なる。このため、受信環境に応じて近距離条件を可変することで、より適切な初回出力測位位置の決定が実現される。 According to the sixth aspect of the invention, the short distance condition is varied in accordance with the reception environment determined based on the received satellite signal. When the short distance condition is varied, even if the positioning result of the positioning process is the same, the determination result of whether the short distance condition is satisfied is different, and as a result, the determination result of whether the convergence condition is satisfied is different. Also, if the reception environment is different, the positioning result varies depending on the positioning accuracy, so the determination result of the short distance condition is different. For this reason, by determining the short-distance condition according to the reception environment, it is possible to determine a more appropriate initial output positioning position.
第7の発明は、第1〜第6の何れかの発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記測位処理を実行することには、前記測位処理により時刻誤差を算出することを含み、前記収束条件を満たすかの判定は、繰り返し実行される前記測位処理の前後の測位処理で算出された時刻誤差の差が所定の近似条件を満たした連続回数を判定することを含む初回出力位置決定方法である。 The seventh invention is the first output positioning position determination method of any one of the first to sixth inventions, wherein executing the positioning process includes calculating a time error by the positioning process, Determining whether the convergence condition is satisfied includes determining an initial output position including determining the number of consecutive times that the difference in time error calculated in the positioning process before and after the positioning process that is repeatedly executed satisfies a predetermined approximate condition Is the method.
この第7の発明によれば、測位処理によって、更に時刻誤差が算出され、収束条件を満たすかの判定には、繰り返し実行される測位処理の前後の測位処理で算出された時刻誤差の差が所定の近似条件を満たした連続回数を判定することが含まれる。これにより、例えば、収束条件を満たした連続回数が所定回数を超えるか否かによって収束条件を満たすか否かを判定するようにすることで、時系列に沿った時刻誤差のばらつきが小さくなった(収束した)と判断される時点で、収束条件を満たしたと判定することができる。 According to the seventh aspect of the invention, the time error is further calculated by the positioning process, and in determining whether the convergence condition is satisfied, the difference between the time errors calculated in the positioning process before and after the repeatedly executed positioning process is determined. It includes determining the number of consecutive times that satisfies a predetermined approximate condition. Thereby, for example, by determining whether or not the convergence condition is satisfied based on whether or not the number of consecutive times satisfying the convergence condition exceeds a predetermined number, variation in time error along the time series is reduced. It can be determined that the convergence condition is satisfied when it is determined that (convergence has been achieved).
第8の発明は、第7の発明の初回出力測位位置決定方法であって、前記衛星信号の受信環境を判断することと、前記判断された受信環境に応じて、前記近似条件を可変することとを含む初回出力測位位置決定方法である。 An eighth invention is an initial output positioning position determination method according to the seventh invention, wherein the reception environment of the satellite signal is determined, and the approximation condition is varied according to the determined reception environment. Is an initial output positioning position determination method.
この第8の発明によれば、受信された衛星信号に基づいて判断された受信環境に応じて、近似条件が可変される。近似条件を可変すると、測位処理の測位結果が同じであっても、近似条件を満たすか否かの判定結果が異なり、その結果、収束条件を満たすか否かの判定結果が異なる。また、受信環境が異なると、測位精度の違いにより測位精度のばらつきが異なるため、近似条件の判定結果が異なる。このため、受信環境に応じて近似条件を可変することで、より適切な初回出力測位位置の決定が実現される。 According to the eighth aspect, the approximate condition is varied according to the reception environment determined based on the received satellite signal. When the approximation condition is varied, even if the positioning result of the positioning process is the same, the determination result of whether or not the approximation condition is satisfied is different, and as a result, the determination result of whether or not the convergence condition is satisfied is different. Also, if the reception environment is different, the variation in the positioning accuracy is different due to the difference in the positioning accuracy, so the determination result of the approximate condition is different. For this reason, the determination of a more appropriate initial output positioning position is realized by varying the approximation condition according to the reception environment.
第9の発明は、測位用の衛星から送出される衛星信号を用いて現在位置を測位する測位装置に内蔵されたコンピュータに、第1〜第8の何れかの発明の初回出力測位位置決定方法を実行させるためのプログラムである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an initial output positioning position determination method according to any one of the first to eighth aspects of the present invention in a computer built in a positioning apparatus that positions a current position using a satellite signal transmitted from a positioning satellite. Is a program for executing
この第9の発明によれば、このプログラムをコンピュータに読み取らせて演算処理を実行させることで、第1〜第8の何れかの発明と同様の作用効果を奏することができる。 According to the ninth aspect, by causing the computer to read this program and executing the arithmetic processing, it is possible to achieve the same operational effects as any one of the first to eighth aspects.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、以下では、本発明を、GPS測位機能を有する携帯電話機に適用した実施形態を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, an embodiment in which the present invention is applied to a mobile phone having a GPS positioning function will be described. However, the applicable embodiment of the present invention is not limited to this.
〔第1実施形態〕
先ず、第1実施形態を説明する。
[構成]
図1は、第1実施形態の携帯電話機1の内部構成を示すブロック図である。図1によれば、携帯電話機1は、GPSアンテナ10と、測位装置であるGPS受信部20と、ホストCPU(Central Processing Unit)61と、操作部62と、表示部63と、ROM(Read Only Memory)64と、RAM(Random Access Memory)65と、携帯用無線通信回路部70と、携帯用アンテナ80とを備えて構成される。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of the
GPSアンテナ10は、GPS衛星から送信されたGPS衛星信号を含むRF信号を受信するアンテナであり、受信したRF信号を出力する。
The
GPS受信部20は、GPSアンテナ10で受信されたRF信号からGPS衛星信号を捕捉・抽出し、GPS衛星信号から取り出した航法メッセージ等に基づく測位演算を行って現在位置を算出する。このGPS受信部20は、RF(Radio Frequency)受信回路部21と、発振回路22と、ベースバンド処理回路部30とを有している。尚、RF受信回路部21とベースバンド処理回路部30とは、それぞれ別のLSI(Large Scale Integration)として製造することも、1チップとして製造することも可能である。
The
RF受信回路部21は、発振回路22から入力される発振信号を分周或いは逓倍した信号を、GPSアンテナ10から入力されたRF信号に乗算することで、該RF信号を中間周波数の信号(IF(Intermediate Frequency)信号)にダウンコンバートし、このIF信号を増幅等した後、A/D変換器でデジタル信号に変換して出力する。発振回路22は、例えば水晶発振器であり、所定の発振周波数を有する発振信号を生成して出力する。
The RF
ベースバンド処理回路部30は、RF受信回路部21から入力されるIF信号の中からGPS衛星信号を捕捉・追尾し、データを復号して取り出した航法メッセージや時刻情報等に基づいて、擬似距離の算出演算や測位演算等を行う回路部である。
The baseband
具体的には、先ず、入力されたIF信号に基づくGPS衛星信号の捕捉を行う。GPS衛星信号の捕捉は、IF信号からGPS衛星信号を抽出する処理であり、IF信号に対する相関処理を行う。具体的には、IF信号と擬似的に発生させたレプリカC/Aコード(コードレプリカ)との相関を、FFT演算を用いて算出するコヒーレント処理を行い、このコヒーレント処理の結果である相関値を積算して相関積算値を算出するインコヒーレント処理を行う。これにより、GPS衛星信号に含まれるC/Aコード及び搬送波周波数の位相が得られる。 Specifically, the GPS satellite signal is first captured based on the input IF signal. The acquisition of the GPS satellite signal is a process of extracting the GPS satellite signal from the IF signal, and performs a correlation process on the IF signal. Specifically, a coherent process for calculating the correlation between the IF signal and the pseudo-generated replica C / A code (code replica) using an FFT operation is performed, and a correlation value as a result of the coherent process is calculated. Incoherent processing is performed to calculate a correlation integrated value by integration. Thereby, the phase of the C / A code and the carrier frequency included in the GPS satellite signal is obtained.
GPS衛星信号を捕捉したならば、次いで、捕捉したGPS衛星信号を追尾する。GPS衛星信号の追尾は、捕捉した複数のGPS衛星信号の同期保持を並列的に行う処理であり、例えば遅延ロックループ(DLL)で実現されてC/Aコードの位相を追尾するコールドループと、例えば位相ロックループ(PLL)で実現されて搬送波周波数の位相を追尾するキャリアループとの処理を行う。そして、追尾した各GPS衛星信号のデータを復号して航法メッセージを取り出し、擬似距離の演算や測位演算等を行って現在位置を算出(測位)する処理を行う。 If the GPS satellite signal is acquired, then the acquired GPS satellite signal is tracked. The tracking of the GPS satellite signal is a process of performing synchronization holding of a plurality of captured GPS satellite signals in parallel. For example, a cold loop that is realized by a delay lock loop (DLL) and tracks the phase of the C / A code; For example, processing is performed with a carrier loop that is realized by a phase lock loop (PLL) and tracks the phase of the carrier frequency. Then, the data of each tracked GPS satellite signal is decoded to extract a navigation message, and a process of calculating (positioning) the current position by performing a pseudorange calculation, a positioning calculation, or the like is performed.
また、このベースバンド処理回路部30は、CPU31と、ROM40と、RAM50とを有するとともに、レプリカC/Aコードの発生回路や、相関演算を行う回路、データの復号回路等の各種回路を含む。
The baseband
CPU31は、ベースバンド処理回路部30の各部や、RF受信回路部21の各部を統括的に制御するとともに、後述のベースバンド処理を含む各種演算処理を行う。
The
ベースバンド処理では、CPU31は、捕捉・追尾されたGPS衛星信号に含まれる航法メッセージを復号し、復号した航法メッセージに含まれるGPS衛星の軌道情報及び時間情報を基に現在位置を算出する。即ち、GPS衛星それぞれからのGPS衛星信号の送信時刻と、GPS受信機における該GPS衛星信号の受信時刻との差から、GPS衛星信号の送信時の各GPS衛星の位置及びGPS受信機から各GPS衛星までの擬似距離を算出する。そして、現在位置と、GPS衛星とGPS受信機との時刻誤差との4つを未知数とした連立方程式を立て、この連立方程式を解くことで現在位置を算出する。このとき、少なくとも4個以上のGPS衛星からのGPS衛星信号を受信することで、現在位置が算出可能となる。これは、三次元位置である現在位置の各座標値(x,y,z)と、GPS衛星及びGPS受信機の時刻誤差Tとの4つを未知数とするからである。
In the baseband processing, the
また、CPU31は、所定時間間隔(例えば、1秒間隔)で、現在位置を算出する測位処理を繰り返し行う。測位処理では、捕捉されたGPS衛星信号から、4個以上のGPS衛星の組合せである「衛星組」を選出する。例えば、8個のGPS衛星信号が捕捉された場合、163個(=8C8+8C7+8C6+8C5+8C4)の衛星組が選出される。次いで、選出した衛星組それぞれについて、例えば最小二乗法を用いた測位演算を行うことで、自機の現在位置候補及び時刻誤差候補を算出する。そして、これらの衛星組のうちから、例えば所定の評価基準に従って1つを選択し、選択した衛星組の現在位置候補を今回の決定現在位置Pとするとともに、当該衛星組の時刻誤差候補を今回の時刻誤差Tとして決定する。評価基準としては、例えば衛星組のGPS衛星の幾何学配置に基づく位置精度劣化指数PDOP(Position Dilution of Precision)や、各GPS衛星信号の信号強度に基づく方法といった公知の手法により実現される。尚ここで、捕捉されたGPS衛星から生成される全ての衛星組のうち、例えば6個以上のGPS衛星からなる数十程度の衛星組を抽出し、抽出した衛星組を対象として測位位置及び時刻誤差を決定することにしても良い。
Further, the
第1実施形態では、最初に測位位置を出力する際(初回の測位)には、上記測位処理を1回以上行い、最後の測位処理において算出した決定現在位置Pを初回の測位位置として出力(測位出力)する。そして、初回の測位位置を決定した後は、測位処理毎に、算出した決定現在位置Pを測位位置として出力(測位出力)する。 In the first embodiment, when the positioning position is output for the first time (first positioning), the positioning process is performed once or more, and the determined current position P calculated in the last positioning process is output as the first positioning position ( Positioning output). After the first positioning position is determined, the calculated determined current position P is output as a positioning position (positioning output) for each positioning process.
すなわち、初回の測位では、各回の測位処理において、決定現在位置P及び時刻誤差Tを算出すると、算出した決定現在位置P及び時刻誤差Tが所定の「高度差条件」及び「収束条件」それぞれを満たすかを判断する。 That is, in the first positioning, when the determined current position P and the time error T are calculated in each positioning process, the calculated determined current position P and the time error T satisfy the predetermined “altitude difference condition” and “convergence condition”, respectively. Judge whether to meet.
「高度差条件」は、算出した決定現在位置Pの高度zに関する条件であり、この高度zと基準高度との高度差が小さいことを判定する条件である。具体的には、CPU31は、「高度テーブル」を参照して、今回の決定現在位置Pの水平位置(すなわち、緯度及び経度であり、いわゆる二次元位置)に対応する高度z0を取得する。この高度z0が「基準高度」である。「高度テーブル」は、地球の地表面をメッシュ状に分割した各領域(分割領域)に高度を定義したデータテーブルである。分割領域は正方形の矩形形状であり、正方形の各辺が緯度方向又は経度方向に沿った向きとなるように定められている。ここで、高度には、例えば楕円体高や海抜高度、標高といった様々な種類があるが、何れでも良い。
The “altitude difference condition” is a condition relating to the calculated altitude z of the determined current position P, and is a condition for determining that the altitude difference between the altitude z and the reference altitude is small. Specifically, the
図2に、高度テーブル42の一例を示す。同図によれば、高度テーブル42は、正方形状である分割領域それぞれについて、当該分割領域の識別番号である領域ID42aと、中心位置42bと、各辺の長さである領域長42cと、高度42dとを対応付けて格納している。中心位置42bは、緯度及び経度を格納する。
FIG. 2 shows an example of the altitude table 42. According to the figure, the altitude table 42 includes an
次いで、CPU31は、高度テーブル42から取得した決定現在位置Pの水平位置に対応する高度z0と、決定現在位置Pの高度zとの差分(高度差)Δzを算出し、算出した高度差分Δzと所定の高度差閾値THz(例えば、200[m])とを比較する。そして、高度差分Δzが高度差閾値THz以下ならば、「高度差条件を満たす」と判定し、高度差閾値THzを超えるならば、「高度差条件を満たさない」と判定する。
Next, the
「収束条件」は、測位処理の結果に関する条件であり、測位結果である決定現在位置P及び時刻誤差Tが収束したことを判定する条件である。具体的には、CPU31は、今回の決定現在位置Pと、前回の測位処理において算出した決定現在位置P0との差(位置差分)ΔPを算出する。そして、算出した位置差分ΔPが位置差分閾値THp(例えば、200[m])以下ならば、位置カウンタを「1」加算(カウントアップ)し、位置差分閾値THpを超えるならば、位置カウンタをゼロクリアする。ここで、位置カウンタは、測位開始時点ではゼロクリアされている。すなわち、この位置カウンタは、位置差分ΔPが連続して位置差分閾値THpとなった回数を計数する。
The “convergence condition” is a condition related to the result of the positioning process, and is a condition for determining that the determined current position P and the time error T, which are the positioning results, have converged. Specifically, the
また、今回の時刻誤差Tと、前回の測位処理において算出した時刻誤差T0の差(時刻差分)ΔTを算出する。そして、算出した時刻差分ΔTが時刻差分閾値THt(例えば、0.02[秒])以下ならば、時刻カウンタを「1」加算(カウントアップ)し、時刻差分閾値THtを超えるならば、時刻カウンタをゼロクリアする。ここで、時刻カウンタは、測位開始時点ではゼロクリアされている。すなわち、この時刻カウンタは、時刻差分ΔTが連続して時刻差分閾値THt以下となった回数を計数する。 Further, a difference (time difference) ΔT between the current time error T and the time error T0 calculated in the previous positioning process is calculated. If the calculated time difference ΔT is equal to or less than the time difference threshold THt (for example, 0.02 [seconds]), the time counter is incremented by “1” (counting up), and if the time difference exceeds the time difference threshold THt, the time counter Is cleared to zero. Here, the time counter is cleared to zero at the start of positioning. That is, this time counter counts the number of times that the time difference ΔT is continuously equal to or less than the time difference threshold value THt.
次いで、位置カウンタ値及び時刻カウンタ値それぞれを、所定の位置カウンタ閾値THcp(例えば、「5」)及び時刻カウンタ閾値THct(例えば、「5」)と比較する。そして、位置カウンタ値が位置カウンタ閾値THcp以上である、或いは時刻カウンタ値が時刻カウンタ閾値THct以上ならば、「収束条件」を満たすと判定し、そうでないならば、「収束条件」を満たさないと判定する。 Next, the position counter value and the time counter value are respectively compared with a predetermined position counter threshold value THcp (for example, “5”) and a time counter threshold value THct (for example, “5”). If the position counter value is equal to or greater than the position counter threshold value THcp, or the time counter value is equal to or greater than the time counter threshold value THct, it is determined that the “convergence condition” is satisfied, and otherwise, the “convergence condition” is satisfied. judge.
その結果、「高度差条件」及び「収束条件」をともに満たすと判定したならば、今回の決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し、例えば後段のホストCPU61に出力する。一方、「高度差条件」及び「収束条件」の少なくとも一方でも満たしていないならば、続いて、次回の測位処理を行う。
As a result, if it is determined that both the “altitude difference condition” and the “convergence condition” are satisfied, the current determination position P of this time is determined as the first positioning position, and is output to the
ところで、GPS衛星信号の各サブフレームに含まれるZカウントがデコードされた後は、マルチパス環境であっても、時刻誤差Tのばらつきはほぼゼロとなる。このため、Zカウントがデコードされた場合には、「高度差条件」及び「収束条件」のそれぞれが満たされるか否かに関わらず、決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し出力する。 By the way, after the Z count included in each subframe of the GPS satellite signal is decoded, the variation in the time error T becomes almost zero even in a multipath environment. For this reason, when the Z count is decoded, the determined current position P is determined and output as the first positioning position regardless of whether each of the “altitude difference condition” and the “convergence condition” is satisfied.
CPU31による測位処理の結果は、測位結果データ51に格納される。図3に、測位結果データ51のデータ構成の一例を示す。同図によれば、測位結果データ51は、測位開始からの各回の測位処理それぞれについて、測位時刻51aと、算出した決定現在位置51bと、時刻誤差51cと、出力判定結果51dとを対応付けて格納している。出力判定結果51dは、決定現在位置を測位位置として出力するかの判定結果である。
The result of the positioning process by the
また、CPU31は、測位処理毎に、受信環境に応じて上述の各閾値TH(高度差閾値THz、位置差分閾値THp及び時刻差分閾値THt)を変更する。受信環境は、例えば、受信されたGPS衛星信号の信号強度やPDOPに基づいて判断する。そして、閾値テーブル43を参照して、各閾値THを、判断した受信環境に応じた値に変更する。
Further, the
図4に、閾値テーブル43の一例を示す。同図によれば、閾値テーブル43は、受信環境43a毎に、高度差閾値43bと、位置差分閾値43cと、時刻差分閾値43dとを対応付けて格納している。各閾値THは、測位精度が良い(高い)受信環境であるほど、その値が小さく定められている。これは、受信環境によって測位精度が異なるためである。例えばオープンスカイ環境は、他の環境に比べて測位精度が良く、高度差Δzや時刻差分ΔT、位置差分ΔPといった各誤差が小さいため、各閾値THが小さく設定されるが、一方、マルチパス環境やインドア環境は、オープンスカイ環境に比べて測位精度が悪く、上記各誤差が大きいため、各閾値THが大きく設定される。
FIG. 4 shows an example of the threshold value table 43. According to the figure, the threshold value table 43 stores an altitude
図1に戻り、ROM40は、CPU31がベースバンド処理回路部30及びRF受信回路部21の各部を制御するためのシステムプログラムや、ベースバンド処理を含む各種処理を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。図5に、ROM40の構成の一例を示す。図5によれば、ROM40には、プログラムとしてベースバンドプログラム41を記憶しているとともに、データとして、高度テーブル42と、閾値テーブル43とが記憶されている。
Returning to FIG. 1, the
RAM50は、CPU31の作業領域として用いられ、ROM40から読み出されたプログラムやデータ、CPU31が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。図6に、RAM50の構成の一例を示す。図6によれば、RAM50には、測位結果データ51が記憶される。
The
図1に戻り、ホストCPU61は、ROM64に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯電話機1の各部を統括的に制御する。具体的には、主に、電話機としての通話機能を実現するとともに、ベースバンド処理回路部30から入力された携帯電話機1の現在位置を地図上にプロットしたナビゲーション画面を表示部63に表示させるといったナビゲーション機能を含む各種機能を実現するための処理を行う。
Returning to FIG. 1, the
操作部62は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、利用者による操作に応じた操作信号をホストCPU61に出力する。この操作部62の操作により、測位の開始/終了指示等の各種指示が入力される。表示部63は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成される表示装置であり、ホストCPU61から入力される表示信号に基づく表示画面(例えば、ナビゲーション画面や時刻情報等)を表示する。
The
ROM64は、ホストCPU61が携帯電話機1を制御するためのシステムプログラムや、ナビゲーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。RAM65は、ホストCPU61の作業領域として用いられ、ROM64から読み出されたプログラムやデータ、操作部62から入力されたデータ、ホストCPU61が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
The
携帯用アンテナ80は、携帯電話機1の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。携帯用無線通信回路部70は、RF変換回路やベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話用の通信回路部であり、ホストCPU61の制御に従って無線信号の送受信を行う。
The
[処理の流れ]
図7は、CPU31が実行するベースバンド処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、CPU31がベースバンドプログラム41に従った処理を実行することで実現される。なお、ベースバンド処理に先立ち、GPSアンテナ10によるRF信号の受信やRF受信回路部21によるIF信号のダウンコンバートを経てデジタル化されたIF信号が、ベースバンド処理回路部30に入力される状態にあるものとする。
[Process flow]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the flow of baseband processing executed by the
図7によれば、CPU31は、測位演算処理を行って、今回の決定現在位置P及び時刻誤差Tを算出する(ステップA1)。続いて、受信されたGPS衛星信号をもとに、受信環境を判断する(ステップA5)。そして、判断した受信環境をもとに、閾値テーブル43に従って各種閾値を設定する(ステップA7)。その後、カウント処理を行って各種カウンタの値を更新する(ステップA9)。
According to FIG. 7, the
図8は、カウント処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図によれば、CPU31は、前回の測位処理において算出した決定現在位置Pと今回の測位処理において算出した決定現在位置Pとの差分(位置差分)ΔPを算出する(ステップB1)。そして、算出した位置差分ΔPが位置差分閾値THp以下ならば(ステップB3:YES)、位置カウンタの値を「1」加算し(ステップB5)、位置差分ΔPが位置差分閾値THpを超えるならば(ステップB3:NO)、位置カウンタをゼロクリアする(ステップB7)。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the flow of the counting process. According to the figure, the
続いて、Zカウントがデコードされたか否かを判断し、デコードされていないならば(ステップB8:NO)、前回の測位処理において算出した時刻誤差Tと、今回の測位処理において算出した時刻誤差Tとの差分(時刻差分)ΔTを算出する(ステップB9)。そして、時刻差分ΔTが時刻差分閾値THt以下ならば(ステップB11:YES)、時刻カウンタの値を「1」加算し(ステップB13)、時刻差分ΔTが時刻差分閾値THtを超えるならば(ステップB11:NO)、時刻カウンタをゼロクリアする(ステップB15)。以上の処理を行うと、カウント処理を終了する。 Subsequently, it is determined whether or not the Z count has been decoded. If not decoded (step B8: NO), the time error T calculated in the previous positioning process and the time error T calculated in the current positioning process are determined. (Time difference) ΔT is calculated (step B9). If the time difference ΔT is less than or equal to the time difference threshold THt (step B11: YES), the time counter value is incremented by “1” (step B13), and if the time difference ΔT exceeds the time difference threshold THt (step B11). : NO), the time counter is cleared to zero (step B15). When the above process is performed, the count process is terminated.
カウント処理を終了すると、CPU31は、続いて、高度テーブル42を参照して、決定現在位置Pに対応する高度z0を取得し(ステップA11)、取得した高度z0と、決定現在位置Pの高度zとの差分(高度差分)Δzを算出する(ステップA13)。次いで、算出した高度差分Δzと高度差閾値THzとを比較し、高度差分Δzが高度差閾値THz未満ならば(ステップA15:YES)、位置カウンタ値と位置カウンタ閾値THcpとを比較する。そして、位置カウンタ値が位置カウンタ閾値THcp以上ならば(ステップA17:YES)、今回の決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し出力する(ステップA23)。
When the counting process is finished, the
一方、位置カウンタ値が位置カウンタ閾値未満ならば(ステップA17:NO)、Zカウントがデコードされたか否かを判断する。Zカウントがデコードされているならば(ステップA18:YES)、今回の決定位置を初回の測位位置として決定し出力する(ステップA23)。Zカウントがデコードされていないならば(ステップA18;NO)、時刻カウンタ値と時刻カウンタ閾値THctとを比較する。そして、時刻カウンタ値が時刻カウンタ閾値THct以上ならば(ステップA19:YES)、今回の決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し出力する(ステップA23)。 On the other hand, if the position counter value is less than the position counter threshold value (step A17: NO), it is determined whether or not the Z count has been decoded. If the Z count has been decoded (step A18: YES), the current determined position is determined and output as the first positioning position (step A23). If the Z count has not been decoded (step A18; NO), the time counter value is compared with the time counter threshold value THct. If the time counter value is equal to or greater than the time counter threshold value THct (step A19: YES), the current position P determined this time is determined and output as the first positioning position (step A23).
一方、時刻カウンタ値が時刻カウンタ閾値THct未満(ステップA19:NO)、或いは高度差分Δzが高度差閾値THzを超えるならば(ステップA15:NO)、今回の決定現在位置Pは初回の測位位置としないこととし(ステップA21)、ステップA1に戻り、次回の測位を行う。ここまでが、初回の測位である。 On the other hand, if the time counter value is less than the time counter threshold value THct (step A19: NO) or the altitude difference Δz exceeds the altitude difference threshold value THz (step A15: NO), the current determination current position P is the first positioning position. (Step A21), the process returns to Step A1 to perform the next positioning. This is the first positioning.
初回の測位が終了すると、CPU31は、続いて2回目以降の測位を行う。すなわち、測位演算を行って決定現在位置Pを算出し(ステップA25)、算出した決定現在位置Pを測位位置として出力する(ステップA27)。次いで、測位を終了するか否かを判断し、終了しないならば(ステップA29:NO)、ステップA25に戻り、次回の測位を行う。一方、測位を終了するならば(ステップA29:YES)、ベースバンド処理を終了する。
When the first positioning is completed, the
[作用・効果]
このように、第1実施形態によれば、初回の測位では、捕捉されたGPS衛星信号をもとに決定現在位置Pを算出する測位処理を1回以上繰り返して行う。この各回の測位処理においては、決定現在位置P及び時刻誤差Tを算出すると、算出した決定現在位置P及び時刻誤差Tが、所定の「高度差条件」及び「収束条件」それぞれを満たすかを判定し、少なくとも一方の条件を満たすと判定した場合、決定現在位置Pを初回の測位位置として出力する。そして、初回の測位位置を決定し出力した後は、測位処理毎に、算出した決定現在位置Pを測位位置として出力する。これにより、測位精度の向上とTTFFの短縮とのどちらを優先させるかを、受信環境に応じて適切に判断することが可能となる。
[Action / Effect]
Thus, according to the first embodiment, in the first positioning, the positioning process for calculating the determined current position P based on the captured GPS satellite signal is repeated one or more times. In each positioning process, when the determined current position P and time error T are calculated, it is determined whether the calculated determined current position P and time error T satisfy the predetermined “altitude difference condition” and “convergence condition”, respectively. If it is determined that at least one of the conditions is satisfied, the determined current position P is output as the first positioning position. Then, after the first positioning position is determined and output, the calculated determined current position P is output as the positioning position for each positioning process. Accordingly, it is possible to appropriately determine whether to give priority to the improvement of positioning accuracy or the shortening of TTFF according to the reception environment.
すなわち、例えばマルチパス環境といった測位精度が比較的低い受信環境では、算出した決定現在位置Pと基準高度との差が大きく、高度差条件を満たさない可能性が高く、また、各測位処理での測位結果のばらつきが大きく、収束条件を満たさない可能性が高い。つまり、高度差条件及び収束条件をともに満たさない可能性が高く、その結果、TTFFの短縮よりも測位精度が優先されることになる。これに対して、オープンスカイ環境といった測位精度が比較的高い受信環境では、算出した決定現在位置Pと基準高度差との差が小さく、高度差条件を満たす可能性が高く、また、各測位処理での測位結果のばらつきが小さく、収束条件を満たす可能性が高い。つまり、高度差条件及び収束条件をともに満たす可能性が高く、その結果、TTFFの短縮が図れることになる。 That is, for example, in a reception environment with relatively low positioning accuracy such as a multipath environment, the difference between the calculated determined current position P and the reference altitude is large, and there is a high possibility that the altitude difference condition is not satisfied. There is a high possibility that positioning results will vary widely and the convergence condition will not be met. That is, there is a high possibility that both the altitude difference condition and the convergence condition are not satisfied, and as a result, the positioning accuracy is prioritized over the shortening of TTFF. On the other hand, in a reception environment with relatively high positioning accuracy such as an open sky environment, the difference between the calculated determined current position P and the reference height difference is small, and there is a high possibility that the height difference condition is satisfied. There is little possibility of meeting the convergence condition due to small variations in positioning results. That is, there is a high possibility that both the altitude difference condition and the convergence condition are satisfied, and as a result, TTFF can be shortened.
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態を説明する。但し、以下の第2実施形態において、上述の第1実施形態と同一の構成要素については同符号を付し、詳細な説明を省略或いは簡略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. However, in the following second embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted or simplified.
[構成]
第2実施形態における携帯電話機の構成は、第1実施形態における携帯電話機1と同様の構成である。そして、GPS衛星信号の各サブフレームに含まれるZカウントのデコードに対する判定の点で、上述の第1実施形態とは異なる。すなわち、上述のように、Zカウントがデコードされた後は、マルチパス環境であっても、時刻誤差Tのばらつきはほぼゼロとなる。このため、Zカウントがデコードされた後は、「高度差条件」及び「収束条件」のそれぞれが満たされるか否かに関わらず、決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し出力する。ところが、受信環境による測位精度の違いから、Zカウントのデコードを待つ必要が無い場合もある。例えば、オープンスカイ環境では、他の環境に比べて測位精度が良いため、Zカウントのデコードを待つことなく、初回の測位位置を出力しても良い。一方、マルチパス環境やインドア環境では、オープンスカイ環境に比べて測位精度が悪いため、Zカウントがデコードされてから初回の測位位置を出力することが望ましい。
[Constitution]
The configuration of the mobile phone in the second embodiment is the same as that of the
つまり、CPU31は、ベースバンド処理において、Zカウント待ちテーブル44を参照して、Zカウントのデコードを待つか否かを判断する。
That is, in the baseband processing, the
図9は、Zカウント待ちテーブル44のデータ構成の一例を示す図である。同図によれば、Zカウント待ちテーブル44は、受信環境44aそれぞれについて、Zカウントのデコード待ちフラグ44bを対応付けて格納している。Zカウント待ちフラグ44bは、測位精度が比較的良い受信環境であるオープンスカイ環境では、Zカウントのデコードを待つ必要がないことを表す「0」が設定され、測位精度が比較的悪い受信環境であるマルチパス環境やインドア環境では、待つ必要があることを表す「1」が設定されている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a data configuration of the Z count waiting table 44. According to the figure, the Z count wait table 44 stores a Z count
また、図10は、第2実施形態におけるROM40Bの構成の一例を示す図である。同図によれば、ROM40Bは、プログラムとしてベースバンドプログラム41Bを記憶しているとともに、データとして、高度テーブル42と、閾値テーブル43と、Zカウント待ちテーブル44とを記憶している。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
[処理の流れ]
図11は、第2実施形態におけるベースバンド処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、CPU31がベースバンドプログラム41Bに従った処理を実行することで実現される。
[Process flow]
FIG. 11 is a flowchart for explaining the flow of the baseband processing in the second embodiment. This process is realized by the
同図によれば、CPU31は、測位演算処理を行って、今回の決定現在位置P及び時刻誤差Tを算出する(ステップA1)。続いて、受信されたGPS衛星信号をもとに、受信環境を判断する(ステップA5)。そして、受信した受信環境をもとに、閾値テーブル43に従って各種閾値を設定する(ステップA7)。その後、カウント処理(図8参照)を行って各種カウンタの値を変更する(ステップA9)。
According to the figure, the
カウント処理を終了すると、CPU31は、高度テーブル42を参照して、決定現在位置Pに対する高度z0を取得し(ステップA11)、取得した高度z0と、決定現在位置Pの高度zとの差分(高度差分)Δzを算出する(ステップA13)。次いで、算出した高度差分Δzと高度差閾値THzとを比較し、高度差分Δzが高度差閾値THz以下ならば(ステップA15:YES)、位置カウンタ値と位置カウンタ閾値THcpとを比較する。位置カウンタ値が位置カウンタ閾値THcp以上ならば(ステップC17:YES)、続いて、時刻カウンタ値と時刻カウンタ閾値THctとを比較する。そして、時刻カウンタ値が時刻カウンタ閾値THct以上ならば(ステップC19:YES)、Zカウント待ち判定処理を行って、Zカウントのデコードを待つか否かを判定する(ステップC21)。
When the count process ends, the
図12は、Zカウント待ち判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。同図によれば、CPU31は、先ず、Zカウントがデコードされたか否かを判断する。Zカウントがデコードされているならば(ステップD1:YES)、Zカウントのデコードを“待たない”と判定する(ステップD11)。
FIG. 12 is a flowchart for explaining the flow of the Z count wait determination process. According to the figure, the
Zカウントがデコードされていないならば(ステップD1:NO)、Zカウント待ちテーブル44を参照して、受信環境に対応するZカウント待ちフラグを判断する。そして、このZカウント待ちフラグが「0」に設定されているならば(ステップD3:NO)、Zカウントのデコードを“待たない”と判定する(ステップD11)。 If the Z count has not been decoded (step D1: NO), the Z count wait flag corresponding to the reception environment is determined with reference to the Z count wait table 44. If the Z count wait flag is set to “0” (step D3: NO), it is determined that the Z count decoding is “not waited” (step D11).
一方、Zカウント待ちフラグが「1」に設定されているならば(ステップD3:YES)、続いて、測位開始からの経過時間を所定の待ち時間閾値THwと比較する。ここで、待ち時間閾値THwは、Zカウントのデコードに要する時間の閾値である。つまり、1つのサブフレームがデコードされるとZカウントがデコードされるため、待ち時間閾値THwは、サブフレームの周期である6秒よりも長い時間(例えば、7〜10秒程度)に設定される。 On the other hand, if the Z count waiting flag is set to “1” (step D3: YES), the elapsed time from the start of positioning is compared with a predetermined waiting time threshold value THw. Here, the waiting time threshold value THw is a threshold value of the time required for decoding the Z count. That is, since the Z count is decoded when one subframe is decoded, the waiting time threshold THw is set to a time (for example, about 7 to 10 seconds) longer than the subframe period of 6 seconds. .
そして、経過時間が待ち時間閾値THw以上ならば(ステップD5:YES)、Zカウントのデコードを“待たない”と判定する(ステップD11)。一方、経過時間が待ち時間閾値THw未満ならば(ステップD5:NO)、Zカウントのデコードが可能か否かを判断する。Zカウントのデコードの可否は、測位に用いたGPS衛星信号に信号強度が強い信号が含まれるか否かによって判断する。具体的には、測位に用いたGPS衛星信号それぞれのSNRを、所定のSNR閾値THsと比較し、何れかの信号のSNRがSNR閾値THs以上ならば(ステップD7:YES)、Zカウントのデコードが可能と判断して、Zカウントのデコードを“待つ”と判定する(ステップD9)。一方、何れのGPS衛星信号のSNRも所定のSNR閾値THs未満ならば(ステップD7:NO)、Zカウントのデコードが不可能と判断して、Zカウントのデコードを“待たない”と判定する(ステップD11)。以上の処理を行うと、Zカウント判定処理を終了する。 If the elapsed time is equal to or greater than the waiting time threshold value THw (step D5: YES), it is determined that the Z count is not to be decoded (step D11). On the other hand, if the elapsed time is less than the waiting time threshold THw (step D5: NO), it is determined whether or not the Z count can be decoded. Whether or not the Z count can be decoded is determined based on whether or not the GPS satellite signal used for positioning includes a signal having a high signal strength. Specifically, the SNR of each GPS satellite signal used for positioning is compared with a predetermined SNR threshold THs, and if the SNR of any signal is equal to or greater than the SNR threshold THs (step D7: YES), the Z count is decoded. Is determined to be “waiting” for decoding of the Z count (step D9). On the other hand, if the SNR of any GPS satellite signal is less than the predetermined SNR threshold value THs (step D7: NO), it is determined that the Z count cannot be decoded, and the Z count is determined not to be “waited” (step S7). Step D11). When the above processing is performed, the Z count determination processing ends.
Zカウント待ち判定処理によって、Zカウントのデコードを“待たない”と判定したならば(ステップC23:NO)、CPU31は、今回の決定現在位置Pを初回の測位位置として決定し出力する(ステップC25)。一方、Zカウントのデコードを“待つ”と判定したならば(ステップC23:YES)、測位位置を出力しない(ステップC27)。その後、ステップA1に戻り、次回の測位を行う。ここまでが、初回の測位である。
If it is determined in the Z count wait determination process that the Z count is not to be decoded (step C23: NO), the
初回の測位が終了すると、続いて、測位を終了するか否かを判断し、終了しないならば(ステップC29:NO)、2回目以降の測位を行う。すなわち、測位演算を行って決定現在位置Pを算出し(ステップC31)、算出した決定現在位置Pを測位位置として出力する(ステップC33)。その後、ステップC29に戻り、測位を終了するか否かを判断する。そして、測位を終了するならば(ステップC29:YES)、ベースバンド処理を終了する。 When the first positioning is finished, it is subsequently determined whether or not the positioning is finished. If not finished (step C29: NO), the second and subsequent positioning are performed. That is, a positioning calculation is performed to calculate the determined current position P (step C31), and the calculated determined current position P is output as a positioning position (step C33). Then, it returns to step C29 and it is judged whether positioning is complete | finished. And if positioning is complete | finished (step C29: YES), a baseband process will be complete | finished.
[作用・効果]
このように、第2実施形態によれば、受信環境によって、Zカウントのデコードを待つか否かが判定される。つまり、オープンスカイ環境では、オープンスカイ環境では、他の環境に比べて測位精度が良いため、Zカウントのデコードを待つことなく、初回の測位位置を出力しても良い。一方、マルチパス環境やインドア環境では、オープンスカイ環境に比べて測位精度が悪いため、Zカウントがデコードされてから初回の測位位置を出力することが望ましい。従って、受信環境によってZカウントのデコードを待つか否かを判定することで、測位精度の向上とTTFFの短縮とのどちらを優先させるかを、受信環境に応じて適切に判断することが可能となる。
[Action / Effect]
Thus, according to the second embodiment, it is determined whether to wait for the decoding of the Z count according to the reception environment. That is, in the open sky environment, the positioning accuracy is better in the open sky environment than in other environments, so the first positioning position may be output without waiting for the decoding of the Z count. On the other hand, in a multipath environment or an indoor environment, since the positioning accuracy is worse than that in the open sky environment, it is desirable to output the first positioning position after the Z count is decoded. Therefore, by determining whether to wait for the Z count decoding depending on the reception environment, it is possible to appropriately determine whether to give priority to the improvement of positioning accuracy or the shortening of TTFF according to the reception environment. Become.
[変形例]
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の二つの実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification]
It should be noted that the applicable embodiments of the present invention are not limited to the above-described two embodiments, and can of course be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
(A)カウンタ閾値
例えば、上述の各実施形態では、カウンタ閾値を固定値(例えば、「5」)としたが、これを、受信環境に応じて変更することにしても良い。
(A) Counter Threshold For example, in each of the above-described embodiments, the counter threshold is a fixed value (for example, “5”), but this may be changed according to the reception environment.
(B)収束条件
また、上述の各実施形態では、「収束条件」を、「位置カウンタ値が位置カウンタ閾値THcp以上」、或いは「時刻カウンタ値が時刻カウンタ閾値THct以上」のOR条件としたが、これを、位置カウンタ値と時刻カウンタ値との組合せ条件としても良い。具体的には、例えば、受信環境が「オープンスカイ環境」の場合には、「時刻カウンタ及び位置カウンタそれぞれのカウンタ値の和が「2」以上」を「収束条件」とする。また、受信環境が「マルチパス環境」の場合には、「時刻カウンタ及び位置カウンタそれぞれのカウンタ値がともに「1」以上」を収束条件とする。
(B) Convergence condition In the above-described embodiments, the “convergence condition” is an OR condition of “the position counter value is equal to or greater than the position counter threshold THcp” or “the time counter value is equal to or greater than the time counter threshold THct”. This may be a combination condition of the position counter value and the time counter value. Specifically, for example, when the reception environment is “open sky environment”, “the sum of the counter values of the time counter and the position counter is“ 2 ”or more” is set as the “convergence condition”. When the reception environment is a “multipath environment”, the convergence condition is “the counter values of both the time counter and the position counter are“ 1 ”or more”.
(C)基準高度の取得
また、上述の各実施形態では、基準高度を高度テーブル42から取得することにしたが、これを、高度テーブルではなく、携帯電話機1の外部から取得する構成としても良い。具体的には、例えば、携帯電話機1の基地局から当該基地局の位置を携帯用アンテナ80で受信し、この受信した基地局の位置の高度を基準高度として、高度差条件を満たすかを判定する。
(C) Acquisition of reference altitude Further, in each of the above-described embodiments, the reference altitude is acquired from the altitude table 42, but this may be configured to be acquired from the outside of the
(D)アシストGPS
また、上述の各実施形態では、受信したGPS衛星信号のみを用いて現在位置の測位を行うことにしたが、これを、携帯基地局から当該基地局位置を受信し初期位置として現在位置の測位を行ったり、携帯基地局からエフェメリス等のデータを受信して測位を行う、いわゆるアシストGPS機能を利用して上述した実施形態の測位を行うことにしても良い。
(D) Assist GPS
In each of the above-described embodiments, the current position is determined using only the received GPS satellite signal. However, the current position is determined as the initial position by receiving the base station position from the mobile base station. Alternatively, the positioning of the above-described embodiment may be performed using a so-called assist GPS function that performs positioning by receiving data such as ephemeris from a mobile base station.
(E)ホストCPU
また、ベースバンド処理回路部30のCPU31が行う処理の一部又は全部を、ホストCPU61がソフトウェア的に行うことにしても良い。
(E) Host CPU
Further, part or all of the processing performed by the
(F)測位装置
また、上述の各実施形態では、測位装置を備えた電子機器の一種である携帯電話機を説明したが、例えば携帯型のナビゲーション装置や車載用のナビゲーション装置、PDA(Personal Digital Assistants)、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
(F) Positioning device Further, in each of the above-described embodiments, a mobile phone, which is a kind of electronic device provided with a positioning device, has been described. For example, a portable navigation device, an in-vehicle navigation device, a PDA (Personal Digital Assistants) ) And other electronic devices such as wristwatches.
(G)衛星測位システム
また、上述の各実施形態では、GPSを利用した場合を説明したが、例えばGLONASS(GLObal Navigation Satellite System)といった他の衛星測位システムにも同様に適用可能なのは勿論である。
(G) Satellite Positioning System In the above-described embodiments, the case where GPS is used has been described, but it is needless to say that the present invention can be similarly applied to other satellite positioning systems such as GLONASS (GLObal Navigation Satellite System).
(H)記録媒体
また、ベースバンドプログラム41をCD−ROM等の記録媒体に記録して、携帯電話機等の電子機器にインストールする構成としても良い。
(H) Recording medium The
1 携帯電話機、10 GPSアンテナ、20 GPS受信部、21 RF受信回路部、22 発振回路、30 ベースバンド処理回路部、31 CPU、40 ROM、
41 ベースバンドプログラム、42 高度テーブル、43 閾値テーブル、
50 RAM、51 測位結果データ
DESCRIPTION OF
41 baseband program, 42 altitude table, 43 threshold table,
50 RAM, 51 Positioning result data
Claims (11)
前記衛星信号を用いた測位演算を行って測位位置を算出する測位処理を実行することと、
前記測位処理の度に、今回及び過去の測位結果に基づいて、繰り返し実行される前記測位処理の測位結果が収束したことを判定する条件として予め定められた収束条件を満たすか否かを判定することと、
前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定することと、
を含む初回出力測位位置決定方法。 An initial output positioning position determination method that performs a positioning calculation of a current position using a satellite signal transmitted from a positioning satellite and determines a positioning position to be output first after positioning starts,
Performing a positioning process by performing a positioning calculation using the satellite signal to calculate a positioning position;
Each time the positioning process is performed, based on the current and past positioning results, it is determined whether or not a predetermined convergence condition is satisfied as a condition for determining that the positioning result of the positioning process that is repeatedly executed has converged. And
When it is determined that the convergence condition is satisfied, the positioning position calculated this time is determined as a positioning position to be output first;
The first output positioning position determination method including
前記測位位置を決定することは、前記高度差条件を満たすと判定され、且つ、前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定することである、
請求項1に記載の初回出力測位位置決定方法。 Each time the positioning process is performed, a reference altitude corresponding to the two-dimensional position of the positioning position calculated this time is acquired from predetermined altitude information or a predetermined server, and the altitude of the positioning position calculated this time and the acquired reference altitude Further comprising determining whether the difference between the two satisfies a predetermined altitude difference condition,
Determining the positioning position is to determine the positioning position calculated this time as the first positioning position when it is determined that the altitude difference condition is satisfied and the convergence condition is determined to be satisfied. Is,
The initial output positioning position determination method according to claim 1.
前記判断された受信環境に応じて、前記高度差条件を可変することと、
を含む請求項2に記載の初回出力測位位置決定方法。 Determining the reception environment of the satellite signal;
Varying the altitude difference condition according to the determined reception environment;
The method for determining an initial output positioning position according to claim 2.
前記判断された受信環境に応じて、前記収束条件を可変することと、
を含む請求項1〜3の何れか一項に記載の初回出力測位位置決定方法。 Determining the reception environment of the satellite signal;
Varying the convergence condition according to the determined reception environment;
The first-time output positioning position determination method according to any one of claims 1 to 3.
前記判断された受信環境に応じて、前記近距離条件を可変することと、
を含む請求項5に記載の初回出力測位位置決定方法。 Determining the reception environment of the satellite signal;
Varying the short distance condition according to the determined reception environment;
The method for determining an initial output positioning position according to claim 5.
前記収束条件を満たすかの判定は、繰り返し実行される前記測位処理の前後の測位処理で算出された時刻誤差の差が所定の近似条件を満たした連続回数を判定することを含む請求項1〜6の何れか一項に記載の初回出力位置決定方法。 Executing the positioning process includes calculating a time error by the positioning process,
The determination as to whether or not the convergence condition is satisfied includes determining the number of consecutive times that the difference in time error calculated in the positioning process before and after the positioning process that is repeatedly executed satisfies a predetermined approximate condition. The initial output position determination method according to any one of claims 6 to 6.
前記判断された受信環境に応じて、前記近似条件を可変することと、
を含む請求項7に記載の初回出力測位位置決定方法。 Determining the reception environment of the satellite signal;
Varying the approximation condition according to the determined reception environment;
The method for determining an initial output positioning position according to claim 7.
前記測位処理の度に、今回及び過去の測位結果に基づいて、繰り返し実行される前記測位処理の測位結果が収束したことを判定する条件として予め定められた収束条件を満たすか否かを判定する収束判定部と、
前記収束判定部により前記収束条件を満たすと判定された場合に、今回算出された測位位置を最初に出力する測位位置として決定する初回出力測位位置決定部と、
を備えた測位装置。 A positioning calculation unit that performs a positioning process using a satellite signal transmitted from a positioning satellite to calculate a positioning position;
Each time the positioning process is performed, based on the current and past positioning results, it is determined whether or not a predetermined convergence condition is satisfied as a condition for determining that the positioning result of the positioning process that is repeatedly executed has converged. A convergence determination unit;
When it is determined by the convergence determination unit that the convergence condition is satisfied, an initial output positioning position determination unit that determines the positioning position calculated this time as the first output positioning position;
Positioning device equipped with.
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