JP2014142222A - 位置算出方法及び位置算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測位用衛星信号に基づく位置算出において、初期位置算出時間の短縮を図る。
【解決手段】位置算出方法は、測位用衛星の地球姿勢情報を少なくとも含む測位情報を発信する測位用衛星から測位情報を受信することと、測位情報を用いて測位用衛星の軌道情報を算出することと、測位用衛星からの信号と軌道情報とを用いて受信装置の位置を算出することと、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、位置算出方法及び位置算出装置に関するものである。

測位用衛星からの測位用信号を利用した位置算出システムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯電話機やカーナビゲーション装置等に位置算出装置として内蔵されている。ＧＰＳでは、ＧＰＳ衛星信号に重畳されている軌道情報（エフェメリスやアルマナック）を取得し、衛星の位置を特定した上で、擬似距離に基づいて自装置の位置を算出する。

初回位置算出時には、エフェメリスを保有していないため、先ずはエフェメリスを取得する必要があるが、これには数十秒程度の時間を要するため、初期位置算出時間（Time to First Fix：ＴＴＦＦ）が増大する。

そこで、初期位置算出時間を短縮するため、ＧＰＳ衛星の軌跡を予測し、エフェメリス相当の衛星軌道情報を算出する方法がある。ただ、この衛星軌道情報の算出には、地球姿勢パラメーター（Earth Orientation Parameter：ＥＯＰ）が必要となるところ、非特許文献１には、エフェメリスから地球姿勢パラメーターを推定する技術が提案されている。

Mari Seppanen,Tommi Perala and Robert Piche Tampere University of Technology,Finland Autonomous Satellite Orbit Prediction International Technical Meeting of The Institute of Navigation,San Diego,CA,January 24-26,2011

しかしながら、上述の非特許文献１の技術では、エフェメリスから地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を推定する計算量が多い。そのため、ＧＰＳ衛星の軌道情報を算出する際の消費電力が増加してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軌道情報をより低消費電力で算出することを目的としている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る位置算出方法は、地球姿勢情報を少なくとも含む測位情報を発信する測位用衛星から該測位情報を受信することと、前記測位情報を用いて前記測位用衛星の軌道情報を算出することと、前記測位用衛星からの信号と前記軌道情報とを用いて受信装置の位置を算出することと、を含むことを特徴とする。

本適用例によれば、エフェメリスから地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を推定しないため、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を取得するための消費電力を削減できる。そのため、軌道情報をより低消費電力で算出することができる。

［適用例２］上記適用例に記載の位置算出方法において、前記軌道情報を算出することは、地球を周回する衛星の運動を表す運動方程式と、前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記軌道情報を算出することであることが望ましい。

本適用例によれば、測位用衛星の軌道情報を算出することができるので、測位用衛星からの信号に基づく位置算出において、初期位置算出時間を短くすることができる。

［適用例３］上記適用例に記載の位置算出方法において、前記測位用衛星の位置及び速度は、所与の１つの時刻における前記測位用衛星の位置及び速度であることが望ましい。

本適用例によれば、軌道情報を算出するために用いる測位用衛星の位置及び速度は、１つの位置及び速度である。そのため、測位用衛星の位置及び速度の情報を記憶するためのメモリー量を削減することができる。

［適用例４］上記適用例に記載の位置算出方法において、前記運動方程式は、地球中心を基準とする慣性座標系で定義されており、前記測位用衛星の位置及び速度は、地球中心を基準とする固定座標系で定義されており、前記軌道情報を算出することは、前記測位情報に含まれる地球姿勢情報を用いて、前記測位用衛星の位置及び速度を前記慣性座標系の位置及び速度に座標変換することを含むことが望ましい。

本適用例によれば、測位情報に含まれる地球姿勢情報を用いて、固定座標系で定義されている測位用衛星の位置及び速度を運動方程式の座標系である慣性座標系に変換する。そのため、測位用衛星の位置及び速度から当該測位用衛星の軌道情報を算出することができる。

［適用例５］上記適用例に記載の位置算出方法において、前記軌道情報を算出することは、前記測位用衛星のエフェメリスのパラメーターを求めることを含むことが望ましい。

本適用例によれば、算出される軌道情報が、エフェメリスのパラメーターである。そのため、測位用衛星のエフェメリスを用いて位置算出を行うことができる機器であれば、算出された軌道情報を他のフォーマットに変換することなく、そのまま位置算出に使用することができる。

［適用例６］本適用例に係る位置算出装置は、地球姿勢情報を少なくとも含む測位情報を発信する測位用衛星から該測位情報を受信する受信部と、前記測位情報を用いて前記測位用衛星の軌道情報を算出する軌道情報算出部と、前記測位用衛星からの信号と前記軌道情報とを用いて位置を算出する位置算出部と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、エフェメリスから地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を推定しないため、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を取得するための消費電力を削減できる。そのため、軌道情報をより低消費電力で算出することができる。

本実施形態の位置算出装置の構成図。 ベースバンド処理回路部の機能構成図。 ベースバンド処理の流れを説明するフローチャート。 変形例におけるベースバンド処理のフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、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。

［概要］
図１は、本実施形態の位置算出装置１の構成図である。位置算出装置１は、ＧＰＳ衛星（捕捉対象衛星）３及びＧＰＳ衛星（測位用衛星）５からの衛星信号を受信する受信装置であり、受信した衛星信号に基づき当該装置の位置を算出する。

本実施形態において、測位用衛星５は、米国ＧＰＳの近代化計画により、Ｌ１Ｃ／Ａ信号と同じ１５７５．４２ＭＨｚ帯に新たに追加される次世代民生用ＧＰＳ信号のＬ１Ｃ信号（測位用衛星信号）を発信するものとする。また、本実施形態において、測位用衛星５は、Ｌ１Ｃ信号に重畳される航法データ（ＣＮＡＶ２）の一つとして、ＧＰＳ測位を支援するための情報である測位情報を発信するものとする。この測位情報は、衛星位置速度情報と、地球姿勢情報である地球姿勢パラメーター（Earth Orientation Parameter：ＥＯＰ）とを含む。衛星位置速度情報は、捕捉対象衛星３それぞれの、ある時刻ｔ０における位置ｒ０及び速度ｖ０と、クロック誤差とを含んでいる。地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）は、ＵＴ１−ＵＴＣと、日長（Length of Day：ＬＯＤ）と、Ｘ極運動と、Ｘ極運動速度と、Ｙ極運動と、Ｙ極運動速度とを含んでいる。

位置算出装置１は、初回位置算出（初回測位）の際には、測位用衛星５から受信した測位情報を用いて、捕捉対象衛星３のエフェメリス（軌道情報）を推定し、この推定したエフェメリスを用いて位置算出（測位）を行う。初回位置算出後、継続して捕捉対象衛星３からＧＰＳ衛星信号を受信し、ＧＰＳ衛星信号に含まれるエフェメリスの取得が完了すると、以降は、この取得したエフェメリスを用いた位置算出に切り替える。このように、測位用衛星５からの測位情報を用いることで、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）の短縮が実現されている。

［原理］
測位用衛星５から受信した測位情報に基づく、捕捉対象衛星３のエフェメリスの推定について説明する。

先ず、捕捉対象衛星３について、次式（１）の運動方程式が成立する。

式（１）において、ｍは捕捉対象衛星３の質量、Ｆは捕捉対象衛星３に作用する力、ｒは時刻ｔにおける捕捉対象衛星３の位置、である。また、ａは、捕捉対象衛星３に作用する加速力であり、次式（２）で与えられる。

上式（２）において、ａ_gは重力加速度、ａ_moonは月の引力、ａ_sunは太陽の引力、ａ_srgは太陽輻射圧、である。すなわち、式（１）と式（２）とにより、宇宙空間における地球を周回する衛星の運動を表す運動方程式が決まる。

そして、式（１）の運動方程式について、時刻ｔ０における位置ｒ（ｔ０）＝ｒ０、及び、速度ｖ（ｔ０）＝ｖ０、を初期値とした数値積分を行うことで、時刻ｔにおける捕捉対象衛星３の位置ｒ（ｔ）、すなわち衛星軌道を示す軌道関数が、次式（３）のように求められる。

ここで与える初期値を、測位情報に含まれる、時刻ｔ０における捕捉対象衛星３の位置ｒ０及び速度ｖ０とする。衛星軌道が求められると、この衛星軌道に適合するエフェメリスを推定することができる。

ところで、衛星の運動を表す上述の運動方程式（式（１））は地球中心を基準とする慣性座標系である地球中心慣性（Earth Centered Inertial：ＥＣＩ）座標系において定義される。一方、位置算出装置１において算出される位置や、測位用衛星５が発信する測位情報に含まれる捕捉対象衛星３の位置及び速度は、地球中心を基準とし、地球に固定した座標系である地球中心地球固定（Earth Centered Earth Fixed：ＥＣＥＦ）座標系において定義される。

このため、衛星軌道の推定に際には、地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との間の座標変換が必要である。地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑは、公知のように、次式（４）で与えられる。

式（４）において、Ａは極運動の回転行列、Ｂは恒星時の回転行列、Ｃは章動の回転行列、Ｄは歳差の回転行列、を表す。これらの行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、時刻ｔと、測位情報に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）とによって決まる。換言すると、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）によってこれらの行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが示され、座標変換行列Ｑが決まるとも言える。

［測位装置の構成］
位置算出装置１は、衛星受信アンテナ１０と、衛星信号受信部（受信部）２０と、ホスト処理部３０と、操作部３１と、表示部３２と、音出力部３３と、時計部３４と、記憶部３５とを備えて構成される。

衛星受信アンテナ１０は、捕捉対象衛星３から発信されているＧＰＳ衛星信号や、測位用衛星５から発信されている測位用衛星信号（ＱＺＳ衛星信号）を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナである。

衛星信号受信部２０は、ＲＦ受信回路部２１と、ベースバンド処理回路部２２とを有し、衛星受信アンテナ１０にて受信された衛星信号に基づいて、位置算出装置１の位置を算出する。なお、ＲＦ受信回路部２１とベースバンド処理回路部２２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。

ＲＦ受信回路部２１は、ＲＦ信号の受信回路である。回路構成としては、例えば、衛星受信アンテナ１０にて受信されたＲＦ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理する受信回路としても良いし、衛星受信アンテナ１０にて受信されたＲＦ信号をアナログ信号のまま信号処理し、最終的にＡ／Ｄ変換することでデジタル信号をベースバンド処理回路部２２に出力する構成としても良い。

後者の場合には、例えば、次のようにＲＦ受信回路部２１を構成することができる。すなわち、所定の発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、衛星受信アンテナ１０から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号）にダウンコンバートし、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ベースバンド処理回路部２２に出力する。

ベースバンド処理回路部２２は、ＲＦ受信回路部２１にて受信された信号に対してキャリア除去や相関処理等を行って、ＧＰＳ衛星信号や測位用衛星信号を捕捉する。そして、捕捉したＧＰＳ衛星信号から取り出したエフェメリスや、捕捉した測位用衛星信号から取り出した測位情報に基づく所定の位置算出を行って、位置算出装置１の位置（位置座標）や時計誤差を算出する。

ホスト処理部３０は、例えば、ＣＰＵ等の演算装置で実現され、記憶部３５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、位置算出装置１の各部を統括的に制御する。例えば、ベースバンド処理回路部２２から取得した位置座標をもとに、表示部３２に現在位置を指し示した地図を表示させたり、その位置座標を各種のアプリケーション処理に利用したりする。

操作部３１は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等の入力装置であり、なされた操作に応じた操作信号を、ホスト処理部３０に出力する。この操作部３１の操作により、位置算出要求等の各種指示入力がなされる。

表示部３２は、例えばＬＣＤ等の表示装置であり、ホスト処理部３０から入力される表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部３３は、例えばスピーカーなどの音出力装置であり、ホスト処理部３０から入力される音声信号に基づく各種音出力を行う。時計部３４は、内部時計であり、水晶発振器等の発振回路を備えて構成される。

記憶部３５は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置で実現され、ホスト処理部３０が位置算出装置１を統括的に制御するためのシステムプログラムや、各種アプリケーション処理を実行するための各種プログラムやデータ等を記憶する。

図２は、ベースバンド処理回路部２２の機能構成図である。ベースバンド処理回路部２２は、処理部１００と、記憶部２００とを有している。

処理部１００は、例えばＣＰＵやＤＳＰ等の演算装置で実現され、記憶部２００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、ベースバンド処理回路部２２の全体制御を行う。また、処理部１００は、捕捉対象衛星捕捉部１１０と、測位用衛星捕捉部１２０と、座標変換行列生成部１３０と、エフェメリス推定部（軌道情報算出部）１４０と、位置算出部１５０とを有する。

捕捉対象衛星捕捉部１１０は、ＧＰＳ衛星信号の捕捉を行う。先ず、捕捉対象とする捕捉対象衛星３の選定を行う。具体的には、時計部３４で計時されている現在時刻において、所与の基準位置の天空に位置する捕捉対象衛星３を、予め取得したアルマナックや長期予測軌道データ等を用いて判定し、捕捉対象衛星３とする。基準位置は、例えば電源投入後の初回の位置算出の場合には、サーバーアシストによって取得した位置とし、２回目以降の位置算出の場合には、最新の算出位置とする。

次いで、捕捉対象衛星３それぞれについて、ＧＰＳ衛星信号の捕捉を行う。すなわち、ＲＦ受信回路部２１から出力されている受信信号に対して、当該捕捉対象衛星３に対応するレプリカＣ／Ａコードを用いた相関演算を行うことで、当該捕捉対象衛星３を捕捉する。次いで、捕捉したＧＰＳ衛星信号に対するキャリア除去を行い、当該ＧＰＳ衛星信号に含まれる航法メッセージの復号を行い、航法メッセージに含まれるエフェメリスを取得する。取得したエフェメリスは、当該捕捉対象衛星３の受信エフェメリス情報２３２として記憶部２００に記憶される。

測位用衛星捕捉部１２０は、測位用衛星信号の捕捉を行う。すなわち、捕捉対象衛星捕捉部１１０による捕捉対象衛星３の捕捉と同様に、ＲＦ受信回路部２１から出力されている受信信号に対して、捕捉対象の測位用衛星５に対応するレプリカＣ／Ａコードを用いた相関演算を行うことで、当該測位用衛星５を捕捉する。そして、捕捉した測位用衛星信号に対するキャリア除去を行い、当該測位用衛星信号に含まれる測位情報の復号を行う。取得した測位情報は、測位情報２２０として記憶部２００に記憶される。

座標変換行列生成部１３０は、測位情報２２０に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を用いて、上式（４）のように定義される地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑを算出する。

エフェメリス推定部１４０は、測位情報２２０をもとに、各捕捉対象衛星３のエフェメリスを推定する。具体的には、測位情報２２０に含まれる捕捉対象衛星３の位置ｒ０及び速度ｖ０を、座標変換行列生成部１３０によって生成された座標変換行列Ｑを用いて、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系から地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系に変換する。次いで、上式（３）の軌道関数ｒ（ｔ）に対して、座標変換後の位置ｒ０及び速度ｖ０を初期値とした数値積分を行って、衛星軌道を表す軌道関数ｒ（ｔ）を求める、そして、この軌道関数ｒ（ｔ）で表される衛星軌道に適合するエフェメリスを算出する。エフェメリスの算出は、例えば、規定のエフェメリスのパラメーター値に基づく衛星軌道と、軌道関数ｒ（ｔ）で表される衛星軌道との差を最小化させる数値計算（例えば、最小二乗法）によって求めることができる。ただし、これ以外の方法であってもよいことは勿論である。そして、算出したエフェメリスは、該当する捕捉対象衛星３の推定エフェメリス情報２３３として記憶部２００に記憶される。

位置算出部１５０は、位置算出装置１の位置を算出する。具体的には、電源投入後は、初回位置算出として、捕捉対象の捕捉対象衛星３それぞれの推定エフェメリス情報２３３を用いた位置算出を行う。その後、ＧＰＳ衛星信号を継続して受信することで捕捉対象の捕捉対象衛星３それぞれのエフェメリスが完全に取得されると、それ以降は、受信エフェメリス情報２３２を用いた位置算出を行う。算出した位置は、例えば算出時刻と対応付けて、算出位置データ２４０として記憶部２００に蓄積記憶される。

記憶部２００は、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置で実現され、処理部１００がベースバンド処理回路部２２を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部１００の作業領域として用いられ、処理部１００が各種プログラムに従って実行した演算結果が一時的に格納される。本実施形態では、ベースバンド処理プログラム２１０と、測位情報２２０と、個別衛星情報２３０と、算出位置データ２４０とが記憶される。

個別衛星情報２３０は、捕捉対象衛星３毎に生成され、該当する捕捉対象衛星３を識別する衛星ＩＤ２３１と、受信エフェメリス情報２３２と、推定エフェメリス情報２３３と、メジャメント情報２３４とが含まれる。

［処理の流れ］
図３は、ベースバンド処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部１００が、ベースバンド処理プログラム２１０を実行することで実現される処理である。

先ず、ステップＡ１では、測位用衛星捕捉部１２０が、測位用衛星信号を捕捉し、捕捉した測位用衛星信号に含まれる測位情報２２０を取得する。次いで、ステップＡ３では、座標変換行列生成部１３０が、取得した地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を用いて、地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑを生成する。続いて、ステップＡ５では、捕捉対象衛星捕捉部１１０が、捕捉対象とする捕捉対象衛星３を選定する。

そして、エフェメリス推定部１４０が、選定された捕捉対象衛星３それぞれを対象とした軌道推定処理を並列的に行う。軌道推定処理では、先ず、ステップＡ７では、取得された測位情報２２０に含まれる、該当する捕捉対象衛星３の位置ｒ０及び速度ｖ０を、座標変換行列Ｑを用いて座標変換する。次いで、ステップＡ９では、当該捕捉対象衛星３についての運動方程式を生成し、ステップＡ１１では、この運動方程式に対して座標変換後の位置ｒ０及び速度ｖ０を初期値とした数値積分を行うことで、当該捕捉対象衛星３の予測される衛星軌道を算出する。そして、ステップＡ１３では、予測した衛星軌道から推定エフェメリスを算出する。

全ての捕捉対象衛星３について、推定エフェメリスの算出を完了したならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、ステップＡ１７では、これらの推定エフェメリスを用いた位置算出を行って、位置算出装置１の位置を算出する。具体的には、推定エフェメリスを用いて捕捉対象の捕捉対象衛星３の位置を特定し、この衛星位置と、受信したＧＰＳ衛星信号に基づく擬似距離とから、位置算出装置１の現在位置を算出する。そして、ステップＡ１９では、算出した位置を、例えば表示部３２に表示出力させる。

続いて、ステップＡ２１では、捕捉対象衛星３それぞれを対象とした捕捉処理を並列的に行う。捕捉処理では、該当するＧＰＳ衛星信号を捕捉する。次いで、ステップＡ２３では、捕捉した捕捉対象衛星３のメジャメント情報（コード位相及び受信周波数）２３４を取得し、続いて、ステップＡ２５では、航法メッセージの復号を行う。

捕捉対象衛星３について航法メッセージの取得を完了したならば（ステップＡ２７：ＹＥＳ）、ステップＡ２９では、これらの取得した航法メッセージに含まれるエフェメリスを用いた位置算出を行って、位置算出装置１の位置を算出する。一方、航法メッセージの取得が未完了ならば（ステップＡ２７：ＮＯ）、ステップＡ３１では、推定エフェメリスを用いた位置算出を行う。そして、ステップＡ３３では、算出した位置を、例えば表示部３２に表示出力させる。

その後、処理部１００は、処理を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ３５：ＮＯ）、ステップＡ２１に戻る。処理を終了するならば（ステップＡ３５：ＹＥＳ）、ベースバンド処理を終了する。

［作用効果］
このように、本実施形態の位置算出装置１は、次世代民生用ＧＰＳ信号であるＬ１Ｃ信号の航法データ（ＣＮＡＶ２）に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を取得して、エフェメリス生成に用いる。これにより、この地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）は、ＩＥＲＳ（Internationasl Earth Rotation Service：国際地球回転観測事業）が提供している正確な値に等しいので、Ｌ１Ｃ信号に含まれる正確な地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を使うと、衛星軌道予測に必要な座標変換（ＥＣＥＦ⇔ＥＣＩ）をより正確に行うことができる。そして、正確な座標変換が行うことができれば、正確な軌道予測が可能になり、最終的には生成するエフェメリスの精度が向上する。また、Ｌ１Ｃ信号から地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）を取得するため、不要な演算を行わなくて済み、より低消費電力化を実現することができる。

［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述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。

（Ａ）捕捉対象衛星の位置算出
上述の実施形態では、測位情報２２０から捕捉対象衛星３の衛星軌道（軌道関数ｒ（ｔ））を求め、この衛星軌道を表すエフェメリスを推定することにした。しかし、衛星軌道（軌道関数ｒ（ｔ））から捕捉対象衛星３の位置を直接求め、この衛星位置を用いて位置算出を行うことにしても良い。

具体的には、図４のように、捕捉対象衛星３について、予測される衛星軌道（すなわち、ステップＡ１１では、衛星軌道を表す軌道関数ｒ（ｔ））を算出すると、ステップＢ１３では、この予測軌道から、所与の時刻ｔにおける当該捕捉対象衛星３の位置を算出する。全ての捕捉対象衛星３について衛星位置を算出したならば（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、ステップＢ１７では、これらの衛星位置を用いた位置算出を行って、所与の時刻ｔにおける位置算出装置１の位置を算出する。そして、ステップＢ１９では、算出した位置を、例えば表示部３２に表示出力させる。その後、処理部１００は、処理を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ３５：ＮＯ）、ステップＢ１３に戻る。処理を終了するならば（ステップＡ３５：ＹＥＳ）、ベースバンド処理を終了する。

この変形例によれば、予測軌道から推定エフェメリスを算出したり、ＧＰＳ衛星信号を継続受信してエフェメリスを取得する必要が無くなったりする。

（Ｂ）測位情報
また、上述の実施形態では、測位情報２２０には、ある時刻ｔ０における位置ｒ０及び速度ｖ０という１つの位置情報と１つの速度情報とが含まれる例を挙げて説明したが、複数の時刻における位置情報及び速度情報を含んでいても良い。

また、上述の実施形態では、測位情報２２０には、捕捉対象衛星３の衛星位置速度情報が含まれている場合を例に挙げて説明したが、測位情報２２０には、測位用衛星５の衛星位置速度情報が含まれても良い。この場合には、位置算出装置１は、測位用衛星５から測位用衛星５の衛星位置速度情報が含まれる測位情報２２０を受信し、当該測位情報２２０を用いて測位用衛星５の衛星軌道を予測し、予測した衛星軌道から推定したエフェメリスを用いて位置算出を行うことができる。

さらに、上述の実施形態では、測位情報２２０には、衛星位置速度情報が含まれる場合を例に挙げて説明したが、測位情報２２０に衛星位置速度情報が含まれていなくても良い。この場合には、位置算出装置１は、エフェメリスから衛星位置速度情報を算出したり、外部機関から衛星位置速度情報を取得したりすることになる。

（Ｃ）衛星測位システム
また、上述の実施形態では、捕捉対象衛星３のエフェメリスを取得して位置算出を行う位置算出装置を例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムとしても良い。

１…位置算出装置（受信装置） ３…ＧＰＳ衛星（捕捉対象衛星） ５…ＧＰＳ衛星（測位用衛星） １０…衛星受信アンテナ ２０…衛星信号受信部（受信部） ２１…ＲＦ受信回路部 ２２…ベースバンド処理回路部 ３０…ホスト処理部 ３１…操作部 ３２…表示部 ３３…音出力部 ３４…時計部 ３５…記憶部 １００…処理部 １１０…捕捉対象衛星捕捉部 １２０…測位用衛星捕捉部 １３０…座標変換行列生成部 １４０…エフェメリス推定部（軌道情報算出部） １５０…位置算出部 ２００…記憶部 ２１０…ベースバンド処理プログラム ２２０…測位情報 ２３０…個別衛星情報 ２３１…衛星ＩＤ ２３２…受信エフェメリス情報 ２３３…推定エフェメリス情報 ２３４…メジャメント情報 ２４０…算出位置データ。

Claims (6)

1. 地球姿勢情報を少なくとも含む測位情報を発信する測位用衛星から該測位情報を受信することと、
   前記測位情報を用いて前記測位用衛星の軌道情報を算出することと、
   前記測位用衛星からの信号と前記軌道情報とを用いて受信装置の位置を算出することと、
   を含むことを特徴とする位置算出方法。
2. 前記軌道情報を算出することは、地球を周回する衛星の運動を表す運動方程式と、前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記軌道情報を算出することである、
   請求項１に記載の位置算出方法。
3. 前記測位用衛星の位置及び速度は、所与の１つの時刻における前記測位用衛星の位置及び速度である、請求項２に記載の位置算出方法。
4. 前記運動方程式は、地球中心を基準とする慣性座標系で定義されており、
   前記測位用衛星の位置及び速度は、地球中心を基準とする固定座標系で定義されており、
   前記軌道情報を算出することは、前記測位情報に含まれる地球姿勢情報を用いて、前記測位用衛星の位置及び速度を前記慣性座標系の位置及び速度に座標変換することを含む、
   請求項３に記載の位置算出方法。
5. 前記軌道情報を算出することは、前記測位用衛星のエフェメリスのパラメーターを求めることを含む、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置算出方法。
6. 地球姿勢情報を少なくとも含む測位情報を発信する測位用衛星から該測位情報を受信する受信部と、
   前記測位情報を用いて前記測位用衛星の軌道情報を算出する軌道情報算出部と、
   前記測位用衛星からの信号と前記軌道情報とを用いて位置を算出する位置算出部と、
   を備えることを特徴とする位置算出装置。

Images