JP3621018B2

JP3621018B2 - 位置算出方法

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Publication number: JP3621018B2
Application number: JP2000109146A
Authority: JP
Inventors: 毅佐藤
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP2001298764A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法に係り、特に３つの基地局からの位置情報に基づいて移動局の位置を特定する移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、移動体通信システムにおいて、移動局自体の位置を知るための手段として、人工衛星を利用したＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）による測位システムがある。
また、現在のＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）の移動体通信システムには、基地局から位置を取得し、他者に位置情報を提供するサービスはあるものの、移動局装置自身がその位置を測定する手段を備えているものはない。
【０００３】
但し、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）移動体通信システムにおいては、基地局からの位置情報を基に、移動局装置がその位置情報を取得する従来技術がある。
この従来技術は、平成７年（１９９５年）７月２１日公開の特開平７−１８１２４２号「測位システム」（出願人：ソニー株式会社、発明者：杉田武弘）である。
【０００４】
この従来技術は、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムにおいて、４つの基地局の座標と送信される信号の伝搬時間とを用いて、移動機が４つの基地局のＰＮ符号の送信時の時間差を得て、移動機の位置を算出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＧＰＳによる測位システムでは、ＧＰＳを利用するためには専用の受信器と、人工衛星からの電波を受信するための専用のアンテナが必要であるため、装置が高価で大きなものになるという問題点があった。
【０００６】
また、上記特開平７−１８１２４２号の「測位システム」では、その明細書中の［００３４］で、「移動局の所在を特定するには最低３つの基地局からの信号を受信しなければならない。しかし、受信できる基地局が多ければそれだけ推定精度は向上する。」として、４つの基地局からの座標を得ることで移動機の位置を特定することの説明に終始し、３つの基地局だけを用いて移動機の位置を算出する手法が説明されていない。
従って、４つの基地局の座標を使用するため、移動機の位置情報を算出するにはインフラ整備が大変であり、また、位置算出の計算が複雑となって移動機の消費電力を増大させるという問題点があった。
【０００７】
更に、上記「測位システム」では、移動機の位置が特定された後の処理に関して、基地局又は管理局に送信するか、他に転送するかの記述があるのみで、算出した移動機の位置情報を移動機の所持者が有効に利用できるとの配慮がなされていないものである。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、３つの基地局からの位置情報に基づき移動局装置の位置を特定すると共に、当該特定された位置の情報に基づいて地図情報を移動局装置に表示させて位置の情報の有効活用を図る移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基地局装置と移動局装置とを備える移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法であって、測定した３つの基地局装置間の位相差から移動局装置と各基地局装置間の距離の差を計算し、初期値設定として、移動局装置と第１の基地局装置との推定距離を仮定距離とし、仮定距離から他の基地局装置との距離も仮定し、仮定した各基地局装置との距離と、各基地局装置から通知された位置情報とを用いて移動局装置の仮定位置を算出し、算出された仮定位置から求めた第１の基地局装置との算出距離と、第１の基地局装置との仮定距離との差が小さくなるまで、算出距離を仮定距離にフィードバックしながら繰り返し、算出距離と仮定距離との差が十分小さくなった時の仮定位置を移動局装置の位置とする位置算出方法なので、簡単なロジックで精度良く位置が算出でき、更に、初期値設定する推定距離を実際の距離に近似しているものとすることで、位置算出の処理時間を短縮できるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
尚、以下で説明する機能実現手段は、当該機能を実現できる手段であれば、どのような回路又は装置であっても構わず、また機能の一部又は全部をソフトウェアで実現することも可能である。更に、機能実現手段を複数の回路によって実現してもよく、複数の機能実現手段を単一の回路で実現してもよい。
【００１１】
本発明の移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法は、３つの基地局装置から通知された位置情報と測定した基地局装置間の位相差とから移動局装置と各基地局装置間の距離の差を計算し、初期値設定として、移動局装置と第１の基地局装置との推定距離を仮定距離とし、仮定距離から他の基地局装置との距離も仮定し、仮定した各基地局装置との距離と、各基地局装置から通知された位置情報とを用いて移動局装置の仮定位置を算出し、算出された仮定位置から求めた第１の基地局装置との算出距離と、第１の基地局装置との仮定距離との差が小さくなるまで、算出距離を仮定距離にフィードバックしながら繰り返し、算出距離と仮定距離との差が十分小さくなった時の仮定位置を移動局装置の位置とする位置算出方法なので、簡単なロジックで精度良く位置が算出でき、更に、初期値設定する推定距離を実際の距離に近似しているものとすることで、位置算出の処理時間を短縮できるものである。
【００１２】
本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システム（本測位システム）を図１，図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの機能構成ブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの構成ブロック図である。
【００１３】
本測位システムは、図１に示すように、基本的に、交換局装置１０と、基地局装置２０と、移動局装置３０とから構成され、交換局装置１０は、地図情報記憶手段１１と、地図情報通知手段とを備え、基地局装置２０は、位置通知手段２１と、地図情報通知手段２２と、送受信用のアンテナ２３とを備え、移動局装置３０は、送受信用のアンテナ３１と、距離の差計算手段３２と、位置測定手段３３と、位置通知手段３４と、地図情報表示手段３５とを備えている。
尚、図１には、基地局装置２０を１つしか描画していないが、移動局装置３０が位置を取得するには他に２つの基地局装置が必要となる。
【００１４】
基地局装置２０の位置通知手段２１は、基地局装置自身の位置を移動局装置３０に対して通知する手段であり、移動局装置３０の距離の差計算手段３２は、各基地局装置２０との間の距離の差を計算する手段であり、位置測定手段３３は、任意の３つの基地局装置から通知された位置とそれらの基地局装置間の距離の差によって移動局装置自身の位置を測定する手段であり、位置通知手段３４は、移動局装置３０が測定した自身の位置を基地局装置２０や交換局装置１０等の通信網側の装置に通知する手段である。
【００１５】
交換局装置１０の地図情報記憶手段１１は、移動局装置３０が移動する範囲内の地図情報を記憶する手段であり、地図情報通知手段１２は、移動局装置３０から通知された位置情報に基づいてその周辺の地図情報を地図情報記憶手段１１から取得し、基地局装置２０を介して移動局装置３０に通知する手段である。
【００１６】
基地局装置２０の地図情報通知手段２２は、交換局装置１０から通知された地図情報を位置情報の通知があった移動局装置３０に通知する手段である。
移動局装置３０の地図情報表示手段３５は、基地局装置２０から通知された地図情報を表示する手段である。
【００１７】
次に、上記手段を実現するための具体的構成を図２を用いて説明する。
本測位システムは、図２に示すように、具体的構成として、交換局装置１０が、地図情報記憶部１３と、交換制御部１４と、回線制御部１５とを備え、基地局装置２０が、アンテナ２３と、回線制御部２４と、制御部２５と、信号処理部２６と、送受信増幅部２７とを備え、移動局装置３０が、アンテナ３１と、送受信増幅部３６と、信号処理部３７と、制御部３８と、表示部３９とを備えている。
【００１８】
図１の機能実現手段と図２の構成との対比を説明する。
地図情報記憶手段１１は地図情報記憶部１３にて、地図情報通知手段１２は交換制御部１４及び回線制御部１５にて実現している。
位置通知手段２１は制御部２５及び信号処理部２６及び送受信増幅部２７にて、地図情報通知手段２２は回線制御部２４及び制御部２５及び信号処理部２６及び送受信増幅部２７にて実現している。
距離の差計算手段３２は送受信増幅部３６及び信号処理部３７にて、位置測定手段３３は制御部３８にて、位置通知手段３４は制御部３８及び信号処理部３７及び送受信増幅部３６にて、位置情報表示手段３５は制御部３８及び表示部３９にて実現されている。
【００１９】
次に、本測位システムの構成における処理動作を図２，図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの処理を説明するために概略図である。
基地局装置２０ａ、基地局装置２０ｂ、基地局装置２０ｃにおいて、自身の位置を表す位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）は制御部２５から信号処理部２６に送られ、信号処理部２６において擬似乱数系列である拡散符号ｐ１またはｐ２またはｐ３によって変調され、送受信増幅部２７からアンテナ２３を経て電波により移動局装置３０に対して送信されている。
【００２０】
但し、位置情報は、日本測地系三次元座標等の三次元直交座標系である。
尚、位置情報は、例えば報知チャネルを用いることによって常に送信されている。
また、ｐ１，ｐ２，ｐ３の拡散符号開始時間は同一とする。但し、各基地局装置間の送信タイミングがずれているシステムの場合でも、そのオフセット値が各基地局装置より放置チャネル等により送信されているため、そのオフセット値を補正することで、本発明と同様に動作することが可能となるものである。
【００２１】
移動局装置３０では、アンテナ３１から基地局装置２０が送信した電波を受信し、その信号は送受信増幅部３６から信号処理部３７に送られる。
そして信号処理部３７において、拡散符号ｐ１またはｐ２またはｐ３を用いて、その信号との同期処理及び信号の復調処理を行い、基地局装置２０ａと基地局装置２０ｂとの位相差ｄ１、基地局装置２０ａと基地局装置２０ｃとの位相差ｄ２、および基地局装置２０ｂと基地局装置２０ｃとの位相差ｄ３を測定する。
【００２２】
そして、信号処理部３７で測定した位相差及び復調した信号、すなわち各基地局装置２０の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）は制御部３８に送られる。
但し、位相差とは、図４で示すように拡散符号の開始時間の差をチップ区間（ｃｈｉｐ）の数で表したものであり、同期、信号の復調及び位相差の測定方法は一般に良く知られた方法に拠る。図４は、本発明の実施の形態に係るＣＤＭＡ移動体通信システムにおける位相差、拡散符号開始時間、拡散符号の周期、及び拡散符号のチップ区間を示すタイムチャート図である。
【００２３】
また、移動局装置３０とそれら３つの基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃとの距離Ｌｉ（ｉ＝１、２、３）は、拡散符号の一周期の間に電波が伝播する距離の２分の１よりも短いものとする。
拡散符号の１周期をｔ（時間）、電波の伝播速度をＶとすると、この条件は次の数式のように表される。
【００２４】
【数１】

【００２５】
移動局装置３０の制御部３８は、信号処理部３７から送られた各基地局装置２０間の位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３から移動局装置３０と各基地局装置２０の距離の差を計算し、その距離の差と取得した各基地局装置の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）によって自身の位置（ｘ，ｙ）を計算し、その計算した位置（ｘ，ｙ）を表示部３９及び信号処理部３７に送る。
ここで、移動局装置３０自身の位置計算においては、各基地局装置の位置および地表面の曲率による高さ方向の差、すなわちｚ成分の差は無視できるものとし、移動局装置３０の位置を二次元直交座標系における（ｘ、ｙ）として求める。
尚、移動局装置３０と各基地局装置２０の距離の差の計算手段および移動局装置３０の位置の計算手段を実現するための方法については具体的に後述する。
【００２６】
移動局装置３０の表示部３９は、制御部３８から送られた移動局装置３０自身の位置（ｘ，ｙ）を表示する。
【００２７】
次に、移動局装置３０の制御部３８は、１つの基地局装置２０及び交換局装置１０に対して呼接続の手順を行う。
図３の例では、基地局装置２０ａ及び交換局装置１０に対して呼接続の手順を行う。
但し、呼接続の手順は一般に用いられる方法による。
【００２８】
呼接続後、移動局装置３０の制御部３８は、測定した自身の位置（ｘ，ｙ）の情報を信号処理部３７に送り、信号処理部３７ではその情報を拡散符号ｐ１によって変調し、送受信増幅部３６からアンテナ３１を経て電波によって基地局装置２０ａに送信する。
【００２９】
基地局装置２０ａの制御部２５は、アンテナ２３、送受信増幅部２７及び信号処理部２６での拡散符号ｐ１による信号の復調を経て、移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の情報を受信し、その情報を回線制御部２４を経て交換局装置１０に送信する。
【００３０】
交換局装置１０の交換制御部１４は、回線制御部１５より移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の情報を受信し、移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の周辺に関する地図、住所、主な施設等の地図情報を地図情報記憶部１３より取得する。
【００３１】
そして、交換局装置１０の交換制御部１４は、地図情報記憶部１３より取得した移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の周辺に関する地図、住所、主な施設等の地図情報を、回線制御部１５を経て基地局装置２０ａに送信する。
【００３２】
基地局装置２０ａの制御部２５は、回線制御部２４より移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の周辺に関する地図、住所、主な施設等の地図情報を受信し、その地図情報を信号処理部２６での拡散符号ｐ１による変調を経て、送受信増幅部２７及びアンテナ２３より移動局装置３０に対して送信する。
【００３３】
移動局装置３０の制御部３８は、アンテナ３１、送受信増幅部３６及び信号処理部３７で拡散符号ｐ１による復調を経て、基地局装置２０ａが送信した移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の周辺に関する地図、住所、主な施設等の地図情報を取得し、その地図情報を表示部３９に送る。
【００３４】
移動局装置３０の表示部３９は、制御部３８から送られた移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）の周辺に関する地図、住所、主な施設等の地図情報を表示する。
以上のようにして、移動局装置３０の利用者は、自分の位置（ｘ，ｙ）及び周囲の地図、住所、主な施設等の地図情報を把握することができる。
【００３５】
次に、移動局装置３０の制御部３８において、測定した各基地局装置間の位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３から移動局装置３０と各基地局装置との距離の差を計算する手段、およびその距離の差と各基地局装置の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）によって自身の位置（ｘ，ｙ）を測定する手段を実現するための方法を以下に示す。
尚、本方法では、各基地局装置２０の位置および地表面の曲率による高さ方向の差、すなわちｚ成分の差を無視できるものとし、移動局装置３０の位置を二次元直交座標系における（ｘ、ｙ）として求める。
【００３６】
移動局装置３０と基地局装置２０ａ、基地局装置２０ｂ、基地局装置２０ｃとの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３について、電波の伝播速度をＶ、拡散符号の単位時間当たりのチップ区間の数をＲとすると、移動局装置３０と各基地局装置２０との距離の差Ｌ１ −Ｌ２，Ｌ１ −Ｌ３およびＬ２ −Ｌ３は、位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３から次式によって計算される。
【００３７】
【数２】

【００３８】
ここで、［数２］の（２）−１，（２）−２に示した（Ｌ１ −Ｌ２）および（Ｌ１ −Ｌ３）の関係から、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、［数３］のように推定できる。
【００３９】
【数３】

【００４０】
ただし、［数３］において、ｌはＬ１の推定値であって、本測定の精度には影響を与えない。従ってｌには、ある適当な固定値を用いることができる。
また、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、各基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃの位置情報の２次元直交座標系の値（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）と、移動局装置３０の位置（ｘ，ｙ）から、［数４］のようにも表すことができる。
【００４１】
【数４】

【００４２】
そして、上記［数４］から、ｘ，ｙは、［数５］のように表すことができる。
【００４３】
【数５】

【００４４】
よって、移動局装置３０においては、電波の伝播速度Ｖ、拡散符号の単位時間当たりのチップ区間の数Ｒと、位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３とから、［数２］により距離の差Ｌ１ −Ｌ２，Ｌ１ −Ｌ３を求めておき、移動局装置３０と基地局装置２０ａの距離Ｌ１の推定値ｌを用いて、［数３］により、仮定のＬ２，Ｌ３を求め、各基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃから通知された位置情報の２次元直交座標系の値（Ｘ１，Ｙ１）、（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）と、推定値ｌを用いて求められた仮定距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から［数５］により移動局装置２０の仮定位置（ｘ，ｙ）を求め、求められたｘ、ｙを使って［数４］により、Ｌ１を算出してこれを算出距離Ｌ１ ′とする。
【００４５】
この算出距離Ｌ１ ′は、推定値ｌに基づいて求められた仮定位置（ｘ、ｙ）により算出した距離なので、推定値ｌと算出距離Ｌ１ ′との差の絶対値が、所要の値より大きい場合は、算出された算出距離Ｌ１ ′を仮定距離Ｌ１として上記処理を繰り返し、仮定距離Ｌ１と仮定距離Ｌ１に基づいて求められた仮定位置（ｘ、ｙ）により算出した算出距離Ｌ１ ′との差の絶対値が、所要の値より小さくなるまで繰り返し、所要の値より小さくなったときの（ｘ，ｙ）が、移動局装置３０の位置となる。
【００４６】
上記説明した、推定値ｌは、適当な固定値を用いれば良いわけだが、実際の移動局装置３０と基地局装置２０ａとの距離Ｌ１に近ければ近い程、推定されるＬ１と計算結果のＬ１ ′との差を小さくしていく繰り返し計算の回数を減じることができる。そのため、移動局装置２０における自身の位置測定のための計算時間をより減らすためには、実際の移動局装置３０と基地局装置２０ａとの距離Ｌ１に近い推定値ｌが設定できることが望まれる。
【００４７】
そこで、精度の高い推定値を得る１つの方法として伝搬損失を測定し、測定された伝搬損失から移動局装置３０と基地局装置２０ａとの距離を算出し、算出された距離を推定値として用いる方法がある。
一般的に、基地局と移動局との距離と伝搬損失との関係は、例えば下記の［数６］に示したような近似式によって求められることが知られている。尚、下記に示す［数６］は、電気通信協会出版、田中良一著「やさしいディジタル通信」２．１．３章ｐ．１１の奥村カーブを引用したものである。
【００４８】
【数６】

【００４９】
そこで、具体的には、例えば、各基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃが自身の電波の送信電力値を移動局装置３０に送信する手段を備え、移動局装置３０がそれら基地局装置から受信した電波の受信電力値を測定する手段、および移動局装置３０が受信したそれら基地局装置の送信電力値と測定したそれら基地局装置の受信電力値との差、すなわち伝搬損失を測定する手段を備えているようなＣＤＭＡ移動体通信システムにおいては、移動局装置３０において、伝搬損失を測定し、測定された伝搬損失から上記［数６］を用いて距離ｌを算出し、算出された距離ｌを上記Ｌ１の推定値に用いる方法がある。
但し、これは、単に精度の高い推定値ｌを求めるための１例であって、この方法に限定するものではない。
【００５０】
次に、移動局装置３０の制御部３８における自身の位置を算出する位置算出処理フローを図５を用いて説明する。図５は、移動局装置の制御部における位置算出処理を示すフローチャート図である。
制御部３８は、信号処理部３７から各基地局装置２０の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）を入力する（Ｓ１〜Ｓ３）と共に、各基地局装置２０間の位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３を入力する（Ｓ４）。
【００５１】
次に、移動局装置３０と各基地局装置２０との距離の差Ｌ１ −Ｌ２，Ｌ１ −Ｌ３を計算する（Ｓ５）。計算方法は、以下の通りである。
Ｌ１ −Ｌ２＝Ｖ×ｄ１／Ｒ
Ｌ１ −Ｌ３＝Ｖ×ｄ２／Ｒ
【００５２】
更に、初期値設定として、推定値ｌを仮定距離Ｌ１に設定し（Ｓ６）、Ｌ１とＳ５で算出した距離の差を用いて［数３］に従って仮定距離Ｌ２，Ｌ３を計算し（Ｓ７）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を用いて［数５］に従って仮定位置ｘ，ｙを計算し（Ｓ８）、算出されたｘ，ｙを用いて［数４］に従って算出距離Ｌ１ ′を求める（Ｓ９）。
【００５３】
そして、仮定距離Ｌ１とＳ９で求めた算出距離Ｌ１ ′との差の絶対値を求め、その値が所要の値（図５では１）より小さいか判断し（Ｓ１０）、小さくない場合（Ｎｏ）は、仮定距離Ｌ１にＳ９で求めた算出距離Ｌ１ ′を代入して更新し（Ｓ１１）、Ｓ７〜Ｓ１０を繰り返す。
【００５４】
一方、Ｓ１０において、差の絶対値が所要の値（図５では１）より小さい場合（Ｙｅｓ）は、Ｓ８で求めた仮定位置ｘ，ｙを移動局装置３０の位置として決定し（Ｓ１２）、ｘ，ｙを表示部３９に出力すると共に、信号処理部３７に出力して（Ｓ１３）、位置算出処理を終了する。
【００５５】
本測位システムは、ＣＤＭＡ移動体通信システムに適用されるものであり、本測位システムを用いることで、移動局装置３０の利用者は、専用の受信装置やアンテナが必要なＧＰＳを利用することなしに、自分の現在地及び周囲の地図、住所及び主な施設等の地図情報を把握することが可能になる。
【００５６】
本測位システムによれば、３つの基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃから通報される位置情報と、各基地局装置からの位相差だけで、移動局装置３０の位置を特定し、特定した位置を座標として移動局装置３０の表示部３９に表示させると共に、その位置の情報を基に交換局装置１０が記憶する関連地図情報を受信して表示部３９に表示させることで、システム構成を簡易にでき、更に移動局装置の位置の情報を地図等を入手することで有効活用できる効果がある。
【００５７】
また、本測位システムでは、移動局装置３０と第１の基地局装置２０との距離の推定値ｌを仮定距離Ｌ１とし、仮定距離Ｌ１から他の２つの基地局装置２０との間の仮定距離を算出し、算出された仮定距離から移動局装置の仮定位置（ｘ，ｙ）を求め、求めた仮定位置（ｘ，ｙ）から第１の基地局までの実際の算出距離Ｌ１ ′を求め、仮定距離Ｌ１と算出距離Ｌ１ ′との差が小さくなるまで繰り返すので、簡単なロジックで精度の高い位置測定を可能にする効果がある。
【００５８】
また、上記位置算出のロジックにおいて、最初に初期値として設定する移動局装置と第１の基地局装置との距離の推定値ｌを、例えば、伝搬損失から求めた距離を用いれば、かなり、実際の距離に近似した値が推定値として用いられるので、仮定距離Ｌ１と算出距離Ｌ１ ′との差が小さくなるまで繰り返すロジックの繰り返し回数を軽減することがで、位置算出処理を高速化できる効果がある。
【００５９】
本実施例によれば、３つの基地局装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃからの位置情報により簡易な手法で、移動局装置３０の位置を算出することができ、通信網のインフラを低コストで実現できる効果がある。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、測定した３つの基地局装置間の位相差から移動局装置と各基地局装置間の距離の差を計算し、初期値設定として、移動局装置と第１の基地局装置との推定距離を仮定距離とし、仮定距離から他の基地局装置との距離も仮定し、仮定した各基地局装置との距離と、各基地局装置から通知された位置情報とを用いて移動局装置の仮定位置を算出し、算出された仮定位置から求めた第１の基地局装置との算出距離と、第１の基地局装置との仮定距離との差が小さくなるまで、算出距離を仮定距離にフィードバックしながら繰り返し、算出距離と仮定距離との差が十分小さくなった時の仮定位置を移動局装置の位置とする位置算出方法なので、簡単なロジックで精度良く位置が算出でき、更に、初期値設定する推定距離を実際の距離に近似しているものとすることで、位置算出の処理時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの機能構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る移動体通信システムにおける測位システムの処理を説明するために概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＣＤＭＡ移動体通信システムにおける位相差、拡散符号開始時間、拡散符号の周期、及び拡散符号のチップ区間を示すタイムチャート図である。
【図５】移動局装置の制御部における位置算出処理を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１０…交換局装置、１１…地図情報記憶手段、１２…地図情報通知手段、１３…地図情報記憶部、１４…交換制御部、１５…回線制御部、２０…基地局装置、２１…位置通知手段、２２…地図情報通知手段、２３…アンテナ、２４…回線制御部、２５…制御部、２６…信号処理部、２７…送受信増幅部、３０…移動局装置、３１…アンテナ、３２…距離の差計算手段、３３…位置測定手段、３４…位置通知手段、３５…地図情報表示手段、３６…送受信増幅部、３７…信号処理部、３８…制御部、３９…表示部

Claims

基地局装置と移動局装置とを備える移動体通信システムにおける測位システムの位置算出方法であって、測定した３つの基地局装置間の位相差から移動局装置と各基地局装置間の距離の差を計算し、初期値設定として、移動局装置と第１の基地局装置との推定距離を仮定距離とし、仮定距離から他の基地局装置との距離も仮定し、仮定した各基地局装置との距離と、各基地局装置から通知された位置情報とを用いて移動局装置の仮定位置を算出し、算出された仮定位置から求めた第１の基地局装置との算出距離と、第１の基地局装置との仮定距離との差が特定値より小さくなるまで、算出距離を仮定距離にフィードバックしながら繰り返し、算出距離と仮定距離との差が前記特定値より小さくなった時の仮定位置を移動局装置の位置とすることを特徴とする位置算出方法。
第１の基地局装置の位置情報（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と第２の基地局装置の位置情報（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）と第３の基地局装置の位置情報（Ｘ３，Ｙ３，Ｚ３）を取得し、
前記各基地局装置間の位相差ｄ１，ｄ２，ｄ３から電波の伝播速度Ｖ、拡散符号の単位時間当たりのチップ区間の数Ｒを用いて移動局装置と前記各基地局装置との距離の差Ｌ１ −Ｌ２（＝Ｖ×ｄ１／Ｒ），Ｌ１ −Ｌ３（＝Ｖ×ｄ２／Ｒ）を計算し、
初期値設定として前記移動局装置と前記第１の基地局装置との距離の推定値ｌを特定して仮定距離Ｌ１とし、
前記Ｌ１と前記移動局装置と前記各基地局装置との距離の差の式を用いて他の基地局装置との仮定距離Ｌ２，Ｌ３を求め、
前記求めたＬ１，Ｌ２，Ｌ３及び前記各基地局装置の位置情報から、前記移動局装置の仮定位置ｘ，ｙを求め、
前記求めたｘ，ｙと、前記第１の基地局の位置情報（Ｘ１，Ｙ１）からその距離Ｌ１ ′を算出距離として求め、
前記仮定距離Ｌ１と前記算出距離Ｌ１ ′との差の絶対値が特定値より小さくなるまで、前記Ｌ１ ′をＬ１に代入して上記計算を繰り返し、
前記差の絶対値が特定値より小さくなった時の仮定位置ｘ，ｙを前記移動局装置の位置とすることを特徴とする位置算出方法。
第１の基地局装置から移動局装置への伝搬損失から求めた距離を、前記移動局装置と前記第１の基地局装置との距離の推定値ｌとしてＬ１へ初期値設定することを特徴とする請求項２記載の位置算出方法。