JP2014070896A

JP2014070896A - 測位システム及び測位方法

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Publication number: JP2014070896A
Application number: JP2012214362A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tachika; 明彦田近; Yoshihito Shimazaki; 良仁島崎; Junichi Miyagawa; 潤一宮川
Original assignee: SoftBank Mobile Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-21
Anticipated expiration: 2032-09-27
Also published as: JP5554813B2

Abstract

【課題】電波受信感度のよくない屋内や地下等に設置されている屋内装置の衛星測位を実質的に可能とする。
【解決手段】測位装置２０は、測位衛星４０からの衛星信号４１を受信することにより測位装置２０の位置情報を測位する測位手段２３と、測位装置２０の位置情報５０を屋内装置３０に無線送信する送信手段２６とを備える。屋内装置３０は、測位装置２０の位置情報５０を屋内装置３０の位置情報と看做して無線受信する受信手段３３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、測位衛星からの衛星信号を受信して測位を行う測位システム及び測位方法に関する。

移動通信サービスに関しては、従来、移動通信事業者による高層ビル、住宅の屋内、及び地下街等における基地局の開設及び運用が困難であるため、このような場所での不感エリアの解消が十分に進まない状況にあったが、移動機（携帯電話等）をブロードバンド回線に接続する機能を有する低出力のフェムトセル基地局の実現により、不感エリアの解消が進められている。こうした状況を踏まえ、総務省では、移動通信の不感エリアの解消に向けてフェムトセル基地局の活用を図る観点から、「フェムトセル基地局の活用に係わる電波法及び電気通信事業法関連法令の適用関係に関するガイドライン」を公表し、移動通信事業者に課せられている義務の一つとして、フェムトセル基地局の設置場所がその申請住所に一致することの確認義務を挙げている。フェムトセル基地局の設置場所がその申請住所に一致することを確認するための技術的な実現方法に関しては、特段の制限はなく、例えば、フェムトセル基地局のＩＰアドレスをインターネット経由で取得してその位置を特定してもよく、或いは測位衛星からの衛星信号を受信してフェムトセル基地局の位置を測位してもよい。

しかし、インターネットサービスプロバイダからフェムトセル基地局に割り当てられるＩＰアドレスが可変である場合には、ＩＰアドレスからフェムトセル基地局の位置を割り出すのは困難であるため、フェムトセル基地局がその設置場所から移動できないようにワイヤで固定する等の工事を要していた。また、フェムトセル基地局が屋内や地下に設置されていると、測位衛星からの衛星信号を感度よく受信できないため、衛星測位に失敗する場合があった。このような課題は、フェムトセル基地局の衛星測位に限られるものではなく、屋内装置の衛星測位に共通している。

そこで、本発明は、電波受信感度のよくない屋内や地下等に設置されている屋内装置の衛星測位を実質的に可能とすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係わる測位システムは、測位装置と屋内装置とを備える。測位装置は、測位衛星からの衛星信号を受信することにより測位装置の位置情報を測位する測位手段と、測位装置の位置情報を屋内装置に無線送信する送信手段とを備える。屋内装置は、測位装置の位置情報を屋内装置の位置情報と看做して無線受信する受信手段を備える。測位装置と屋内装置との間の距離が衛星測位の誤差範囲内であれば、測位装置の位置を屋内装置の位置と看做しても実用上差し支えないため、電波受信感度のよくない屋内や地下等に設置されている屋内装置の衛星測位を実質的に可能とすることができる。

本発明によれば、電波受信感度のよくない屋内や地下等に設置されている屋内装置の衛星測位を実質的に可能とすることができる。

実施例１に係わる測位システムの構成を示すブロック図である。実施例２に係わる屋内装置の構成を示すブロック図である。実施例２に係わる衛星測位の様子を示す説明図である。実施例３に係わる測位システムの構成を示すブロック図である。

以下、各図を参照しながら本発明の実施例について説明する。同一の機能ブロックには、同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。

図１は実施例１に係わる測位システム１０の構成を示すブロック図である。
測位システム１０は、測位装置２０と、屋内装置３０とを備えている。測位装置２０は、ＧＰＳ衛星又は低軌道衛星等の測位衛星４０からの衛星信号４１を受信することにより、測位装置２０の位置情報５０を測位する測位手段２３と、位置情報５０を屋内装置３０に無線送信する送信手段２６と、測位手段２３及び送信手段２６を制御する制御部２７と、測位装置２０の各部（測位手段２３、送信手段２６、及び制御部２７）に電力を供給する蓄電装置２８とを備えている。測位手段２３は、衛星信号４１を受信するための受信アンテナ２１と、受信した衛星信号４１から測位装置２０の位置情報５０を計算するための測位モジュール２２とを備えている。送信手段２６は、屋内装置３０との間で近距離無線通信を行うためのアンテナ２４と、所定の変調方式により送受信データを変復調するための近距離無線モジュール２５とを備えている。制御部２７は、ＣＰＵ及びメモリ等が実装された回路基板を備えている。蓄電池装置２８は、例えば、測位装置２０の数年分の動作電力を賄える蓄電容量を有するキャパシタ又は二次電池等である。

屋内装置３０は、測位装置２０の位置情報５０を屋内装置３０の位置情報と看做して無線受信する受信手段３３と、受信手段３３を制御する制御部３４とを備えている。受信手段３３は、測位装置２０との間で近距離無線通信を行うためのアンテナ３１と、所定の変調方式により送受信データを変復調するための近距離無線モジュール３２とを備えている。制御部３４は、ＣＰＵ及びメモリ等が実装された回路基板を備えており、商用電源から電力供給を受けて屋内装置３０の動作を制御する。

測位装置２０は、測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できる場所、例えば、建物の窓際や屋外等に配置される一方、屋内装置３０は、測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できない場所、例えば、屋内や地下等に設置されている。ＧＰＳ衛星又は低軌道衛星等を利用した衛星測位では、通常、数１０ｍ程度の測位誤差は生じ得るため、測位装置２０と屋内装置３０との間の距離５５が衛星測位の誤差範囲内であれば、測位装置２０の位置を屋内装置３０の位置と看做しても実用上差し支えないものと考えられる。言い換えれば、測位装置２０と屋内装置３０との間の距離５５は、衛星測位の精度の観点から実用上無視し得る。斯かる前提の下、屋内装置３０は、測位装置２０の位置情報５０を自機の位置情報と看做すことができる。

測位装置２０と屋内装置３０との間の距離５５を衛星測位の誤差範囲内に調整することにより、位置情報５０を無線送信するための近距離無線通信の方式として、特定小電力無線を用いることが可能となり、具体的には、Zigbee（登録商標）, Bluetooth（登録商標）, Z-WAVE等が好適である。測位装置２０は、例えば、テキスト情報としての位置情報５０を屋内装置３０に送信してもよい。また、測位装置２０は、常時衛星測位する必要はなく、衛星測位を要する時点（例えば、屋内装置３０の起動時やリブート時）で測位開始を指示する信号を近距離無線通信を介して屋内装置３０から受信した契機で衛星測位を行ってもよい。

屋内装置３０は、特に限定されるものではないが、例えば、その位置を特定する必要のある装置又はその設置場所からの移動が法令上の許可を要する装置であり、具体例として、フェムトセル基地局を挙げることができる。フェムトセル基地局は、家庭用向けDSL又はケーブルブロードバンド接続等を利用して移動機（携帯電話等）を公衆回線等に接続する低出力のアクセスポイントとして機能する基地局であり、マクロセル基地局と同様にその設置場所の確認が法令上義務付けられている。

本実施例によれば、屋内装置３０は、測位装置２０の位置情報５０を自機の位置情報と看做すことにより、屋内装置３０が測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できない不都合を解消できる。

図２は実施例２に係わる屋内装置６０の構成を示すブロック図である。
屋内装置６０は、屋内装置本体８０と、屋内装置本体８０に着脱可能な測位装置７０とを備える。測位装置７０は、測位装置７０が屋内装置本体８０から分離したときに、測位衛星４０からの衛星信号４１を受信することにより測位装置７０の位置情報を測位する測位手段７３と、測位装置７０が屋内装置本体８０に装着されたときに、測位装置７０の位置情報を屋内装置本体８０に出力する出力インタフェース７８と、測位装置７０と屋内装置本体８０との間の距離が測位装置７０の位置情報の測位誤差の範囲内にあるか否かを検出するための移動検出装置７４と、測位状態（測位準備状態、測位完了状態などのステータス）を点灯表示する点灯装置７５と、測位装置７０の各部（測位手段７３、移動検出装置７４、点灯装置７５、及び出力インタフェース７８）を制御する制御部７６と、測位装置７０の各部に電力を供給する蓄電装置７７とを備えている。

測位手段７３は、衛星信号４１を受信するための受信アンテナ７１と、受信した衛星信号４１から測位装置７０の位置情報を計算するための測位モジュール７２とを備えている。移動検出装置７４は、例えば、測位装置７０の移動距離を検出するための加速度センサである。点灯装置７５は、例えば、発光ダイオードである。制御部７６は、ＣＰＵ及びメモリ等が実装された回路基板を備えている。出力インタフェース７８は、測位装置７０の位置情報を屋内装置本体８０に出力するための出力手段として機能するものであり、例えば、ＵＳＢインタフェースである。蓄電池装置７７は、例えば、測位装７２０の数年分の動作電力を賄える蓄電容量を有するキャパシタ又は二次電池等である。

屋内装置本体８０は、測位装置７０の位置情報を屋内装置本体８０の位置情報と看做して入力する入力インタフェース８１と、入力インタフェース８１を制御する制御部８２を備える。入力インタフェース８１は、測位装置７０の位置情報を屋内装置本体８０の位置情報と看做して入力するための入力手段として機能するものであり、例えば、ＵＳＢインタフェースである。制御部８２は、ＣＰＵ及びメモリ等が実装された回路基板を備えており、商用電源から電力供給を受けて屋内装置本体８０の動作を制御する。

屋内装置本体８０は、測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できない場所、例えば、屋内や地下等に設置されている。図３に示すように、屋内装置本体８０の衛星測位を要する時点（例えば、屋内装置本体８０の起動時やリブート時）で測位装置７０は、屋内装置本体８０から分離され、測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できる場所、例えば、建物の窓際や屋外等に配置される。ＧＰＳ衛星又は低軌道衛星等を利用した衛星測位では、通常、数１０ｍ程度の測位誤差は生じ得るため、測位装置７０と屋内装置本体８０との間の距離５５が衛星測位の誤差範囲内であれば、測位装置７０の位置を屋内装置本体８０の位置と看做しても実用上差し支えないものと考えられる。言い換えれば、測位装置７０と屋内装置本体８０との間の距離５５は、衛星測位の精度の観点から実用上無視し得る。斯かる前提の下、屋内装置本体８０は、測位装置７０の位置情報を自機の位置情報と看做すことができる。点灯装置７５は、例えば、測位準備状態である場合にその旨を赤色表示で示し、測位完了状態である場合にその旨を緑色で示すことにより、測位状態をユーザに知らせることができる。測位装置７０による衛星測位が完了すると、測位装置７０の位置情報は、制御部７６のメモリに保存される。そして、測位装置７０が屋内装置本体８０に装着されたときに、測位装置７０の出力インタフェース７８から屋内装置本体８０の入力インタフェース８１を経由して位置情報が屋内装置本体８０に入力される。

移動検出装置７４は、例えば、測位装置７０を保持するユーザの歩行数をその加速度から計測し、一歩あたりの歩行距離と歩行数から移動距離を求めることができる。これにより、測位装置７０は、測位装置７０と屋内装置本体８０との間の距離５５が衛星測位の誤差範囲内であるか否かを判定することができる。測位装置７０と屋内装置本体８０との間の距離５５が衛星測位の誤差範囲を超えている場合には、測位装置７０は、例えば、点灯装置７５を点滅表示させる等の方法により、距離５５の短縮をユーザに促してもよい。これにより、測位装置７０の位置を屋内装置本体８０の位置と看做してよいことが保証される。

屋内装置本体８０は、特に限定されるものではないが、例えば、その位置を特定する必要のある装置又はその設置場所からの移動が法令上の許可を要する装置であり、具体例として、フェムトセル基地局を挙げることができる。フェムトセル基地局は、家庭用向けDSL又はケーブルブロードバンド接続等を利用して移動機（携帯電話等）を公衆回線等に接続する低出力のアクセスポイントとして機能する基地局であり、マクロセル基地局と同様にその設置場所の確認が法令上義務付けられている。

本実施例によれば、屋内装置本体８０は、測位装置７０の位置情報を自機の位置情報と看做すことにより、屋内装置本体８０が測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できない不都合を解消できる。

図４は実施例３に係わる測位システム１０の構成を示すブロック図である。
実施例３は、上述の実施例１，２を組み合わせたものであり、屋内装置１００は、屋内装置本体９０と、屋内装置本体９０に着脱可能な測位装置７０とを備える。屋内装置本体９０は、測位装置２０の位置情報５０を屋内装置本体９０の位置情報と看做して無線受信する受信手段９３と、測位装置７０の位置情報を屋内装置本体９０の位置情報と看做して入力する入力インタフェース９５と、受信手段９３及び入力インタフェース９５を制御する制御部９４とを備えている。受信手段９３は、測位装置２０との間で近距離無線通信を行うためのアンテナ９１と、所定の変調方式により送受信データを変復調するための近距離無線モジュール９２とを備えている。制御部９４は、ＣＰＵ及びメモリ等が実装された回路基板を備えており、商用電源から電力供給を受けて屋内装置本体９０の動作を制御する。

本実施例によれば、屋内装置本体８０は、測位装置２０又は測位装置７０の位置情報を自機の位置情報と看做すことにより、屋内装置本体９０が測位衛星４０からの衛星信号４１を感度よく受信できない不都合を解消できる。

１０…測位システム
２０…測位装置
２１…アンテナ
２２…測位モジュール
２３…測位手段
２４…アンテナ
２５…近距離無線モジュール
２６…送信手段
２７…制御部
２８…蓄電装置
３０…屋内装置
３１…アンテナ
３２…近距離無線モジュール
３３…受信手段
３４…制御部
４０…測位衛星
４１…衛星信号
５０…位置情報
５５…距離
６０…屋内装置
７０…測位装置
７１…アンテナ
７２…測位モジュール
７３…測位手段
７４…移動検出装置
７５…点灯装置
７６…制御部
７７…蓄電装置
７８…出力インタフェース
８０…屋内装置本体
８１…入力インタフェース
８２…制御部

Claims

測位装置と屋内装置とを備える測位システムであって、
前記測位装置は、測位衛星からの衛星信号を受信することにより前記測位装置の位置情報を測位する測位手段と、前記位置情報を前記屋内装置に無線送信する送信手段とを備え、
前記屋内装置は、前記測位装置の位置情報を前記屋内装置の位置情報と看做して無線受信する受信手段を備える、測位システム。
請求項１に記載の測位システムであって、
前記測位装置と前記屋内装置との間の距離は、前記位置情報の測位誤差の範囲内である、測位システム。
請求項１又は請求項２に記載の測位システムであって、
前記送信手段は、近距離無線通信により前記位置情報を前記屋内装置に無線送信する、測位システム。
請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の測位システムであって、
前記屋内装置は、フェムトセル基地局である、測位システム。
測位装置が測位衛星からの衛星信号を受信することにより前記測位装置の位置情報を測位し、
前記測位装置が前記位置情報を屋内装置に無線送信し、
前記屋内装置が前記測位装置の位置情報を前記屋内装置の位置情報と看做して無線受信する、測位方法。