JP2010156631A - 衛星軌道データの圧縮方法、衛星軌道データの提供方法、衛星軌道データの展開方法及びデータ圧縮装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位置算出システム1において、サーバーシステム3は、外部システム2から取得した衛星予測暦を用いて、長期間有効なエフェメリスである長期予測エフェメリスを生成する。この際、サーバーシステム3は、衛星軌道モデル式のパラメーター、時計誤差モデル式のパラメーター、衛星軌道の信頼性を示すパラメーターのそれぞれについて、当該パラメーター値の時間変化に基づいて圧縮方法を決定する。そして、決定した圧縮方法に従って、各パラメーターのパラメーター値を表すビット列を削減して圧縮パラメーター値を算出し、各パラメーター値の圧縮方法の識別情報とともに、圧縮長期予測エフェメリスとして携帯型電話機4に提供する。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施形態における位置算出システム1の概略構成を示す図である。位置算出システム1は、外部システム2と、データ圧縮装置の一種であるサーバーシステム3と、位置算出装置を備えた電子機器の一種である携帯型電話機4と、測位用衛星である複数のGPS衛星SV(SV1,SV2,SV3,SV4,・・・)とを備えて構成される。尚、携帯型電話機4が必要なデータをサーバーシステム3から取得した後は、携帯型電話機4とGPS衛星SVとで位置算出が可能であるため、携帯型電話機4とGPS衛星SVとで1つの位置算出システムが構成されるということもできる。また、地上側のシステムとして、サーバーシステム3と携帯型電話機4とで位置算出システムと呼ぶこともできる。
サーバーシステム3は、外部システム2から取得した衛星予測暦を用いて、長期予測エフェメリスを生成する処理を行う。具体的には、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として1週間後までの期間を生成対象期間とし、当該生成対象期間を衛星軌道の近似・モデル化を行う複数の対象期間(以下、「予測対象期間」と称す。)に区切る。本実施形態では、予測対象期間の長さを一定とし、例えば予測対象期間が4時間、6時間、8時間にそれぞれ設定された複数種類の長期予測エフェメリスを生成する。
3−1.機能構成
図14は、サーバーシステム3の機能構成を示すブロック図である。サーバーシステム3は、CPU(Central Processing Unit)310と、操作部320と、通信部330と、ROM(Read Only Memory)340と、ハードディスク350と、RAM(Random Access Memory)360とを備え、各部がバス370で接続されたコンピューターシステムである。
図15は、ROM340に格納されたデータの一例を示す図である。ROM340には、CPU310により読み出され、圧縮長期予測エフェメリス提供処理(図22参照)として実行される圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム341と、圧縮方法データ343とが記憶されている。また、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム341には、圧縮長期予測エフェメリス生成処理(図23及び図24参照)として実行される圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム3411がサブルーチンとして含まれている。
図22は、ROM340に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム341がCPU310により読み出されて実行されることで、サーバーシステム3において実行される圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、CPU310は、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時(現在日時)に基づいて、各予測対象期間を判定する(ステップB1)。次いで、CPU310は、各GPS衛星について、ループAの処理を実行する(ステップB3〜B19)。ループAの処理では、CPU310は、ステップB1で判定した各予測対象期間について、ループBの処理を実行する(ステップB5〜B17)。
Δt=a0+a1(t−tc)+a2(t−tc)2 ・・・(1)
4−1.機能構成
図25は、携帯型電話機4の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機4は、GPSアンテナ405と、GPS受信部410と、ホストCPU420と、操作部430と、表示部440と、携帯電話用アンテナ450と、携帯電話用無線通信回路部460と、ROM470と、フラッシュROM480と、RAM490とを備えて構成される。
図26は、ROM470に格納されたデータの一例を示す図である。ROM470には、ホストCPU420により読み出され、メイン処理(図29参照)として実行されるメインプログラム471と、圧縮方法データ343とが記憶されている。また、メインプログラム471には、初回位置算出高速化処理(図30参照)として実行される初回位置算出高速化プログラム4711がサブルーチンとして含まれている。
図29は、ROM470に記憶されているメインプログラム471がホストCPU420により読み出されて実行されることで、携帯型電話機4において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストCPU420は、サーバーシステム3との通信状況を判定する(ステップD1)。そして、ホストCPU420は、判定した通信状況に基づいて、サーバーシステム3に要求する圧縮長期予測エフェメリスデータの予測対象期間長を決定する(ステップD3)。
位置算出システム1において、サーバーシステム3は、外部システム2から取得した衛星予測暦を用いて、長期間有効なエフェメリスである長期予測エフェメリスを生成する。この際、サーバーシステム3は、衛星軌道モデル式のパラメーター、時計誤差モデル式のパラメーター、衛星軌道の信頼性を示すパラメーターのそれぞれについて、当該パラメーター値の時間変化に基づいて圧縮方法を決定する。そして、決定した圧縮方法に従って、各パラメーターのパラメーター値を表すビット列を削減して圧縮パラメーター値を算出し、各パラメーター値の圧縮方法の識別情報とともに、圧縮長期予測エフェメリスとして携帯型電話機4に提供する。
6−1.位置算出システム
上述した実施形態では、サーバーシステム3と携帯型電話機4を備えた位置算出システム1を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な位置算出システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機4の代わりに、位置算出装置を備えたノート型パソコンやPDA(Personal Digital Assistant)、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
また、上述した実施形態では、衛星位置算出システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WAAS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
ホストCPU420が行う処理の一部又は全部を、CPU415が行うことにしてもよい。例えば、CPU415が、サーバーシステム3に圧縮長期予測エフェメリスを要求し、取得した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを生成してGPS衛星信号を捕捉・抽出する。また、ホストCPU420が位置算出を行うのではなく、CPU415が位置算出を行う構成としてもよいことは勿論である。
上述した実施形態では、全てのパラメーターについて、当該パラメーターの値の時間変化が何れの時間変化パターンに適合するかを判定し、圧縮方法を選択するものとして説明した。しかし、衛星予測暦の違いや予測対象期間長の違い、GPS衛星の違いに依らずにパラメーター値の時間変化の傾向がほぼ一定であると思われるパラメーターについては、固定的な時間変化パターンとして、固定的な圧縮方法を適用することとしてもよい。
上述した実施形態では、ケプラーの楕円軌道モデルを用いてGPS衛星の衛星軌道を算出するものとして説明したが、他にはラグランジュ(Lagrange)やネヴィル(Neville)、スプライン(Spline)等の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各GPS衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている予測位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を算出することで当該GPS衛星の衛星軌道を近似し、衛星軌道パラメーターの値を求める。そして、これらの衛星軌道パラメーター値を圧縮した圧縮長期予測エフェメリスを生成する。
上述した実施形態では、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として1週間後までの期間を生成対象期間として長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、生成対象期間は1週間よりも長い期間(例えば2週間)としてもよいし、1週間よりも短い期間(例えば3日)としてもよい。GPS衛星SVから送信されるエフェメリスは有効期間が一般に4時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。1日以上であれば好適である。
上述した実施形態では、携帯型電話機4は、サーバーシステム3との通信状況に応じて要求する圧縮長期予測エフェメリスの予測対象期間長を決定するものとして説明したが、要求する予測対象期間長を携帯型電話機4のユーザーに入力させ、入力された予測対象期間長の圧縮長期予測エフェメリスをサーバーシステム3に要求することとしてもよい。
4 携帯型電話機、 310 CPU、 320 操作部、 330 通信部、
340 ROM、 350 ハードディスク、 360 RAM、 370 バス、
405 GPSアンテナ、 410 GPS受信部、 411 RF受信回路部、
413 ベースバンド処理回路部、 415 CPU、 417 ROM、
419 RAM、 420 ホストCPU、 430 操作部、 440 表示部、
450 携帯電話用アンテナ、 460 携帯電話用無線通信回路部、
470 ROM、 480 フラッシュROM、 490 RAM、 SV GPS衛星
Claims (7)
- 衛星軌道を近似した軌道モデルのパラメーター値の変化傾向に基づいて、当該パラメーター値の圧縮方法を決定することと、
前記決定された圧縮方法に従って前記パラメーター値を表すビット列を削減して圧縮パラメーター値を算出することと、
を含む衛星軌道データの圧縮方法。 - 前記パラメーター値の複数の変化パターンと当該変化パターンに適した圧縮方法とが予め定められており、
前記圧縮方法を決定することは、前記複数の変化パターンの中から前記変化傾向に適合する変化パターンを選択し、当該選択した変化パターンに対応する圧縮方法を選択することによって、圧縮方法を決定することである、
請求項1に記載の衛星軌道データの圧縮方法。 - 前記圧縮方法を決定することは、前記軌道モデルに含まれる複数のパラメーターのうち、規定のパラメーターについては、当該規定パラメーターに適した圧縮方法として予め定められた圧縮方法に決定することを含む、
請求項1又は2に記載の衛星軌道データの圧縮方法。 - 前記圧縮方法は所定の可逆圧縮方法である、
請求項1〜3の何れか一項に記載の衛星軌道データの圧縮方法。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の衛星軌道データの圧縮方法を実行することによって算出された圧縮パラメーター値を含む衛星軌道データを、圧縮方法の識別情報とともに位置算出装置に提供する衛星軌道データの提供方法。
- 請求項5に記載の衛星軌道データの提供方法によって提供された識別情報に基づいて圧縮方法を選択することと、
請求項5に記載の衛星軌道データの提供方法によって提供された衛星軌道データに含まれる圧縮パラメーター値を、前記選択された圧縮方法に応じて展開することによって、前記軌道モデルのパラメーター値を取得することと、
を含む衛星軌道データの展開方法。 - 衛星軌道を近似した軌道モデルのパラメーター値の変化傾向に基づいて、当該パラメーター値の圧縮方法を決定する決定部と、
前記決定された圧縮方法に従って前記パラメーター値を表すビット列を削減して圧縮パラメーター値を算出する算出部と、
を備えたデータ圧縮装置。
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