JP4151715B2 - 測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラムに関するものである。

従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の軌道等を示す航法メッセージ（概略衛星軌道情報：アルマナック、精密衛星軌道情報：エフェメリス等を含む）に基づいて、ＧＰＳ衛星からの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ ｒａｎｄｏｍ ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つであるＣ／Ａ（Ｃｌｅａｒ ａｎｄ ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ ａｎｄ Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる符号である。
ＧＰＳ受信機は、そのＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、例えば、そのＣ／Ａコードの位相（コードフェーズ）に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている。例えば、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率で、コードの長さは１，０２３チップである。したがってＣ／Ａコードは、１ミリ秒（ｍｓ）間に電波が進む距離である約３００キロメートル（ｋｍ）ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のＧＰＳ衛星の位置と、ＧＰＳ受信機の概略位置からＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、Ｃ／Ａコードの１周期（１，０２３チップ）分（Ｃ／Ａコードの整数部分）を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（Ｃ／Ａコードの端数部分）を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、Ｃ／Ａコードの整数部分は、ＧＰＳ受信機の概略位置が一定の精度である例えば、１５０ｋｍ以内であれば推定可能である。このため、ＧＰＳ受信機は、Ｃ／Ａコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
ＧＰＳ受信機は、例えば、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機内部で生成したレプリカＣ／Ａコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、Ｃ／Ａコードの位相を特定する。このとき、ＧＰＳ受信機は、レプリカＣ／Ａコードの位相及び周波数をずらしながら相関処理を行っている。
ところが、受信する衛星電波が建物等に反射して到達する間接波（以下、「間接波」と呼ぶ）の場合には、ＧＰＳ受信機がＣ／Ａコードの位相を正確に特定することができない。
これに対して、通信機能付きのＧＰＳ受信機が、マルチパス頻発地域情報を伴う地図データを保持し、測位によって取得した現在位置がマルチパス頻発値域であるかを判断し、さらに、ＧＰＳ受信機が通信中の通信基地局の位置が市街地であればマルチチパス頻発地域であるかを判断する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００１−２７２４５０号公報

しかし、上述の技術によれば、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がある。受信状況が不良な状況はマルチパス環境だけではなく、また、マルチパス環境も一様ではないから、マルチパス環境だけを判断するだけでは、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができない場合があるという問題がある

そこで、本発明は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

前記目的は、第１の発明によれば、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置であって、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、複数の前記ＳＰＳ衛星からの前記衛星信号の受信状態に基づいて、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。

第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記受信環境判断手段を有するから、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、前記受信環境を判断することができる。
そして、前記測位装置は、前記測位手段を有するから、多様な前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位することができる。
これにより、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有し、前記受信環境判断手段は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数によって、前記受信環境を判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数によって、前記受信環境を判断することができる。
すなわち、各前記測位モードは、異なる信号強度において動作するから、各測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数によって、間接的に、各前記衛星信号の信号強度を判断することができる。
これにより、前記測位装置は、前記受信環境を判断することができる。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記測位手段は、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かを決定することを特徴とする測位装置である。

第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かも決定することできるから、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる

第４の発明は、第３の発明の構成において、前記測位モードは、強電界で動作する第１測位モードと、前記強電界よりも弱い電界強度において動作する第２測位モードを含むことを特徴とする測位装置である。

第５の発明は、第４の発明の構成において、前記強電界は、第１強電界と、前記第１強電界よりも強い電界強度で規定される第２強電界と、前記第２強電界よりも強い電界強度で規定される第３強電界に分類され、前記弱電界は、第１弱電界と、前記第１弱電界よりも強い電界強度で規定される第２弱電界に分類され、前記受信環境判断手段は、前記第３強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数が、予め規定した規定値以上である場合に、前記受信環境がオープンスカイ環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第６の発明は、第５の発明の構成において、前記受信環境判断手段は、前記第３強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星とが混在する場合に、前記受信環境が準オープンスカイ環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第７の発明は、第５の発明又は第６の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第１強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星とが混在する場合に、前記受信環境が第１マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第８の発明は、第５の発明乃至第７の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第３強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２弱電界の前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星が混在し、かつ、複数の前記ＳＰＳ衛星の配置に偏りがある場合に、偏り環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第９の発明は、第５の発明乃至第８の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第３強電界の前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星と、前記第２弱電界の前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星が混在し、かつ、複数の前記ＳＰＳ衛星の配置に偏りがない場合に、谷間環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第１０の発明は、第５の発明乃至第９の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数よりも、前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数が多い場合に、第２マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第１１の発明は、第５の発明乃至第１０の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第１測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星の数が１個だけの場合に、第３マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第１２の発明は、第５の発明乃至第１１の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第２弱電界の前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星だけが存在する場合に、第１弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

第１３の発明は、第５の発明乃至第１２の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第１弱電界の前記第２測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記ＳＰＳ衛星だけが存在する場合に、第２弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする測位装置である。

前記目的は、第１４の発明によれば、ＳＰＳ衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。

第１４の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。

前記目的は、第１５の発明によれば、コンピュータに、ＳＰＳ衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。

以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、ＳＰＳ衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８を受信することができる。なお、ＳＰＳ衛星は、ＧＰＳ衛星に限らない。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／ＡコードＳｃａである。このＣ／ＡコードＳｃａは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／ＡコードＳｃａは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このＣ／Ａコードを受信して現在位置の測位を行う。このＣ／ＡコードＳｃａは、衛星信号の一例である。

また、電波Ｓ１等に乗せられる情報として、アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈがある。アルマナックＳａｌはすべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスＳｅｈは各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈを総称して航法メッセージと呼ぶ。
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードの位相を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。

図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズと呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。

ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスＳｅｈを使用して算出可能である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｐ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｐ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。

そして、図２に示すように、レプリカＣ／Ａコードの位相を例えば、矢印Ｘ１方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末２０は、同期用周波数も変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。

図３は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。
例えば、図３に示すように、コヒーレント時間が５ミリ秒（ｍｓｅｃ）であれば、５ミリ秒（ｍｓｅｃ）の時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算する処理であり、積算した相関値を相関積算値（インコヒーレント値）という。
相関積算値が最大に成った位相がコード端数Ｃ／Ａａ（コードフェーズ）である。

相関積算値の最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、レプリカＣ／Ａコードのコードフェーズ、すなわち、Ｃ／Ａコードのコードフェーズである。
そして、端末２０は、例えば、コードフェーズＣＰ１から２分の１チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅとする。
端末２０は、ＰｍａｘとＰｎｏｉｓｅとの差分をＰｍａｘで除した値を信号強度ＸＰＲとして規定する。

なお、特定の電界強度の信号を入力した場合に、算出されるＰｍａｘ及び信号強度ＸＰＲの値は、実験によって取得可能である。このため、端末２０は、Ｐｍａｘ及び信号強度ＸＰＲから、端末２０が受信する電波Ｓ１等の電界強度を算出することができる。
なお、電界強度は、端末２０のアンテナ（図示せず）に到達する電波Ｓ１等の電界強度を意味する。

電界強度が強いほど、上述のインコヒーレント時間が短くてもコードフェーズを特定することができる。そして、そのコードフェーズは精度が高い。
これに対して、電界強度が弱い場合には、インコヒーレント時間を長くしなければコードフェーズを特定することができない。そして、電界強度が強い場合に比べて、そのコードフェーズの精度は低い。

（端末２０の主なハードウエア構成について）
図４は、端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図４に示すように、端末２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、入力装置２８、電源装置３０、ＧＰＳ装置３２、表示装置３４、通信装置３６及び時計３８が接続されている。

（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図５は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図４のＧＰＳ装置３２に対応するＧＰＳ部１０２、時計３８に対応する計時部１０４等を有している。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。

図５に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、航法メッセージ１５２を格納している。航法メッセージ１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、測位のために使用する。

図５に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置Ｐ０は、例えば、前回の測位位置である。

図５に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星信号受信プログラム１１２を格納している。衛星信号受信プログラム１１２は、制御部１００が、電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。制御部１００は、アルマナック１５２ａを参照して、現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断する。そして、制御部１００は、エフェメリス１５２ｂを参照してＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の現在位置を算出し、電波Ｓ１等のドップラー偏移を算出して、受信周波数を推定する。そして、推定した受信周波数を使用して、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号Ｓ１等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、初期位置Ｐ０である。

図６は、衛星信号受信プログラム１１２の説明図である。
図６に示すように、衛星信号受信プログラム１１２は、サーチモードＭ１、第１トラッキングモードＭ２及び第２トラッキングモードＭ３を実施するためのプログラムを含む。
サーチモードＭ１は、電波Ｓ１等を捕捉するためのモードである。このため、サーチモードＭ１は、例えば、３キロヘルツ（ｋＨｚ）という広い周波数範囲をサーチする。

第１トラッキングモードＭ２（以下、「モードＭ２」と呼ぶ）は、電波Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ２は、信号強度（電界強度）が強い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が強い場合とは、例えば、マイナス（−）１３９ｄＢｍ以上である。

第２トラッキングモードＭ３（以下、「モードＭ３」と呼ぶ）は、電波Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ３は、信号強度が弱い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が弱い場合とは、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍ以上マイナス（−）１３９ｄＢｍ未満である。
モードＭ３における積算時間（インコヒーレント時間）ｔ２は、例えば、２秒である。

モードＭ３における積算時間ｔ２は、モードＭ２における積算時間ｔ１よりも長く規定されている。
上述のように、端末２０は、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有する。モードＭ２及びＭ３は、測位モードの一例である。また、モードＭ２は、第１測位モードの一例でもある。そして、モードＭ３は第２測位モードの一例でもある。

制御部１００は、衛星信号受信プログラム１１２に基づいて、受信したＣ／Ａコードのコードフェーズ、信号強度を含むメジャメントを算出する。
メジャメントは、測位基礎値の一例である。メジャメント算出プログラム１１４と制御部１００は、測位基礎値算出手段の一例である。
制御部１００は、モードＭ２又はＭ３においてトラッキングを実施しつつ、メジャメントを算出する。
制御部１００は、メジャメントを示すメジャメント情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。

図７は、メジャメント情報１５６の一例を示す図である。
図７に示すように、メジャメント情報１５６は、衛星番号１乃至８を含む。なお、本実施の形態においては、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈから電波Ｓ１乃至Ｓ８を受信すると仮定する。
衛星番号１乃至８は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈにそれぞれ対応している。

メジャメント情報１５６は、また、コードフェーズを含む。コードフェーズは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なる。

メジャメント情報１５６は、また、Ｐｍａｘ、Ｐｎｏｉｓｅ及びＸＰＲを含む。
メジャメント情報１５６は、また、仰角及び方位角を含む。この仰角及び方位角は、初期位置Ｐ０を基準として各ＧＰＳ衛星１２ａ等の位置を、仰角及び方位角で示したのもでる。制御部１００は、エフェメリス１５２ｂによって各ＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の原現在位置を算出し、初期位置Ｐ０を基準として各ＧＰＳ衛星１２ａ等の仰角及び方位角を算出する。

メジャメント情報１５６は、また、モードＭ２及びＭ３を含む。
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１をモードＭ２で受信した場合には、衛星番号１にはモードＭ２が対応する。そして、ＧＰＳ衛星１２ｅからの電波Ｓ５をモードＭ３で受信した場合には、衛星番号５にはモードＭ３が対応する。
このため、例えば、モードＭ２でＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１をモードＭ２で受信した場合に、このＧＰＳ衛星１２ａを「モードＭ２の衛星」とも呼ぶ。

メジャメント情報１５６は、また、電界強度を含む。制御部１００は、Ｐｍａｘ又はＸＰＲから電界強度を算出する。電界強度は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なる。
例えば、ｖ１はマイナス（−）１５９ｄＢｍであり、ｖ２はマイナス（−）１４０ｄＢｍである。
メジャメント情報１５６に含まれる情報のうち、コードフェーズ、Ｐｍａｘ、Ｐｎｏｉｓｅ、ＸＰＲ、仰角、方位角をメジャメントと呼ぶ。

図５に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、環境判定プログラム１１４を格納している。環境判定プログラム１１４は、制御部１００が、複数のＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードの受信状態に基づいて、Ｃ／Ａコードの受信環境を判断するためのプログラムである。環境判定プログラム１１４と制御部１００は、受信環境判断手段の一例である。

図５に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１１６を格納している。測位プログラム１１６は、制御部１００が、受信環境に基づいてメジャメントを使用して測位を行うためのプログラムである。測位プログラム１１６と制御部１００は、測位手段の一例である。

図８は、環境判定プログラム１１４の説明図である。
図９は、環境判定プログラム１１４及び測位プログラム１１６の説明図である。
図８に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、電界強度ｖ１等（図７参照）を、強電界と弱電界に区分する。強電界はモードＭ２が動作する電界強度である。弱電界はモードＭ３が動作する電界強度である。
さらに、制御部１００は、強電界を第１強電界、第２強電界及び第３強電界に区分する。
第１強電界はα１以上α２未満の電界強度である。第２強電界はα２以上α３未満の電界強度である。第３強電界はα３以上の電界強度である。α１、α２及びα３は、電界強度の閾値であって、α１よりもα２が大きく、α２よりもα３が大きい。α１は、例えば、マイナス（−）１４０である。α２は、例えば、マイナス（−）１３０である。α３は、例えば、マイナス（−）１２４である。

また、制御部１００は、弱電界を第１弱電界及び第２弱電界に区分する。
第１弱電界はβ１以上β２未満の電界強度である。第２弱電界はβ２以上β３未満の電界強度である。β１、β２及びβ３は、電界強度の閾値であって、β１よりもβ２が大きく、β２よりもβ３が大きい。β１は、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍである。β２は、例えば、マイナス（−）１５０ｄＢｍである。β３は、例えば、マイナス（−）１４０ｄＢｍである。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第３強電界のＭ２の衛星が８個以上であり、かつ、第３強電界のＭ２の衛星以外のＧＰＳ衛星がない場合には、第１環境（ＯｐｅｎＳｋｙ）であると判断する。例えば、「Ｍ２の衛星が８個」という表現は、モードＭ２でトラッキングしているＧＰＳ衛星が８個という意味で使用している。

図１０乃至図１５は、受信環境の説明図である。
第１環境は、例えば、図１０（ａ）に示すように、端末２０の周囲に電波Ｓ１等の障害物が存在しない環境である。このため、マルチパスは存在しないはずである。
制御部１００は、図９に示すように、第１環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、算出したすべてのＧＰＳ衛星１２ａ等のメジャメントを使用して測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第３強電界のＭ２の衛星と第２強電界のＭ２の衛星及びＭ３の衛星が並存する場合には、第２環境（準ＯｐｅｎＳｋｙ）であると判断する。
第２環境は、例えば、図１０（ｂ）に示すように、端末２０の周囲に電波Ｓ１等の障害物となる可能性があるビル１３Ａ乃至１３Ｄが存在する環境である。このため、少なくともＭ３の衛星からの信号は、マルチパスである可能性がある。
制御部１００は、図９に示すように、第２環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、Ｍ３の衛星のメジャメントを排除して測位する。これにより、Ｍ３の衛星のメジャメントを使用する場合に比べて測位精度を向上させることができる。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第１強電界のＭ２の衛星と第２強電界のＭ２の衛星及びＭ３の衛星が並存する場合には、第３環境（第１マルチパス環境）であると判断する。
第３環境は、例えば、図１１に示すように、端末２０の周囲に電波Ｓ１等の障害物となる可能性があるビル１３Ａ乃至１３Ｄが存在し、さらに、雑音信号の発信源である通信基地局１４が存在する環境である。このため、Ｍ３の衛星からの信号だけではなくて、Ｍ２の衛星からの信号もマルチパスである可能性がある。
制御部１００は、図９に示すように、第３環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、マルチパス対策をして測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第３強電界のＭ２の衛星と第２弱電界のＭ３の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがある場合には、第４環境（偏り環境）であると判断する。ここで、制御部１００は、第３強電界のＭ２の衛星が３個以上であって、第２弱電界のＭ３の衛星が４個以上である場合等、同数以上（この場合は３個以上）ある場合に、第３強電界のＭ２の衛星と第２弱電界のＭ３の衛星が並存すると判断する。このように判断する理由は、以下のとおりである。
すなわち、特定の場所において、ＧＰＳ衛星は絶えず６個乃至９個観測可能であると想定される。このため、片側方向が隠れたり、上空方向しか見えない状況では強い信号強度（第３強電界）の衛星が３個乃至４個、それとほぼ同数のやや弱い（第２弱電界）信号強度の衛星が存在すると仮定することができるためである。
第４環境は、例えば、図１２（ａ）に示すように、衛星配置が西に偏っている環境である。これは、例えば、ビル１５の存在によって、ＧＰＳ衛星１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈからの電波Ｓ６，Ｓ７及びＳ８は、端末２０に直接波としては到達しないためである。
制御部１００は、図９に示すように、第４環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、衛星が偏っている方向とは反対方向のＧＰＳ衛星１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈのメジャメントを排除して測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第３強電界のＭ２の衛星と第２弱電界のＭ３の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがない場合には、第５環境（谷間環境）であると判断する。
第５環境は、例えば、図１２（ｂ）に示すように、衛星配置は偏っていないが、ビル１５及び１６によって形成される谷間のような環境である。例えば、日本国における銀座における状態である。第５環境は、マルチパスが多数発生し易い環境である。
制御部１００は、図９に示すように、第５環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、障害物方向のＧＰＳ衛星１２ａ等のメジャメントを排除し、さらに、第２弱電界のＭ３の衛星のメジャメントを排除して測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、Ｍ２の衛星よりもＭ３の衛星が多い場合には、第６環境（第２マルチパス環境）であると判断する。
第６環境は、例えば、図１３に示すように、ビル１７Ａ乃至１７Ｅが存在するというように、建物が込み合って存在するような環境である。あるいは、第６環境は、窓のある屋内のような環境である。第６環境においては、電界強度は弱く、また、マルチパスが発生し易い。
制御部１００は、図９に示すように、第６環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、マルチパス対策をして測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、Ｍ２の衛星が一つだけで、他はすべてＭ３の衛星である場合には、第７環境（第３マルチパス環境）であると判断する。
第７環境は、例えば、図１４（ａ）に示すように、窓１８ａが一つしかない建物１８内のような環境である。第７環境においては、窓１８ａの方向の衛星はＭ２でトラッキングできるが、他の衛星からの信号はマルチパスである可能性が大きい。
制御部１００は、図９に示すように、第７環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、マルチパス対策をして測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第２弱電界のＭ３の衛星だけである場合には、第８環境（第２弱電界）であると判断する。
第８環境は、例えば、図１４（ｂ）に示すように、雑音源となる通信基地局１４や高圧線１８Ａが近傍に位置するような環境である。
制御部１００は、図９に示すように、第８環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、すべてのメジャメントを使用して測位する。

図９に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、第１弱電界のＭ３の衛星だけである場合には、第９環境（第１弱電界）であると判断する。
第９環境は、例えば、図１５に示すように、雑音源となる通信基地局１４や高圧線１８Ａ及び１８Ｂが近傍に位置するような環境である。
制御部１００は、図９に示すように、第９環境であると判断した場合には、測位プログラム１１６に基づいて、すべてのメジャメントを使用し、さらに積算時間（インコヒーレント時間）を長くして測位する。

制御部１００は、上述の測位によって測位位置Ｐを算出し、測位位置Ｐを示す測位位置情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。

図５に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１１８を格納している。測位位置出力プログラム１１８は、制御部１００が、測位位置Ｐを表示装置３４（図４参照）の出力するためのプログラムである。

端末２０は、上述のように構成されている。
上述のように、端末２０は、モードＭ２及びＭ３によって受信したＣ／Ａコードに対応するＧＰＳ衛星１２ａ等の数によって、受信環境（第１環境乃至第９環境）を判断するようになっている。
このため、端末２０は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、受信環境を判断することができる。
また、端末２０は、受信環境に基づいて、メジャメントを排除するか否か、及び、メジャメントを補正するか否かを決定し、測位するようになっている。
このように、端末２０は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。

以上が本実施の形態に係る端末２０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１６を使用して説明する。
図１６は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。

まず、端末２０は、電波Ｓ１等を受信し（図１６のステップＳＴ１）、メジャメントを算出する（ＳＴ２）。このステップＳＴ１及びＳＴ２は、基礎値算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、環境判断を行う（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３は、受信環境判断ステップの一例である。

続いて、端末２０は、測位を行う（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、測位ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐを出力する（ステップＳＴ５）。
上述のステップＳＴ１乃至ＳＴ５によって、端末２０は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。

（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の測位基礎値算出ステップと、受信環境判断ステップと、測位ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。

これら測位端末装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。

本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。

本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。 測位方法を示す概念図である。 相関処理の説明図である。 端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。 端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。 衛星信号受信プログラムの説明図である。 メジャメント情報の一例を示す図である。 環境判定プログラムの説明図である。 環境判定プログラム及び測位プログラムの説明図である。 受信環境の説明図である。 受信環境の説明図である。 受信環境の説明図である。 受信環境の説明図である。 受信環境の説明図である。 受信環境の説明図である。 端末の動作例を示す概略フローチャートである。

符号の説明

１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、１１２・・・衛星信号受信プログラム、１１４・・・環境判定プログラム、１１６・・・測位プログラム、１１８・・・測位位置出力プログラム

Claims (3)

1. 捕捉した衛星信号を追尾するモードとして、所定の相関処理時の積算時間が他方のモードより長い長積算時間モードと、当該長積算時間モードの積算時間より短い当該他方のモードである短積算時間モードとを有する測位装置であって、
   受信信号の電界強度を強電界と弱電界とに区分し、更に前記強電界の電界強度を３つに区分した場合の電界強度が最も強い区分に、捕捉している衛星信号全ての電界強度が属し、且つ、捕捉している衛星信号全ての追尾モードが前記短積算時間モードである受信状態であることを検出する第１検出手段と、
   捕捉している衛星信号が、１）前記強電界の区分中の前記電界強度が最も強い区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、２）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、３）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記長積算時間モードである衛星信号と、が並存する受信状態であることを検出する第２検出手段と、
   前記第１検出手段の検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号全ての前記相関処理の結果を用いて測位を行い、前記第２検出手段の検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号のうち、前記１）の衛星信号の前記相関処理の結果と前記２）の衛星信号の前記相関処理の結果とを用いて測位を行う測位手段と、
   を備えた測位装置。
2. 捕捉した衛星信号を追尾するモードとして、所定の相関処理時の積算時間が他方のモードより長い長積算時間モードと、当該長積算時間モードの積算時間より短い当該他方のモードである短積算時間モードとを有する測位装置の制御方法であって、
   受信信号の電界強度を強電界と弱電界とに区分し、更に前記強電界の電界強度を３つに区分した場合の電界強度が最も強い区分に、捕捉している衛星信号全ての電界強度が属し、且つ、捕捉している衛星信号全ての追尾モードが前記短積算時間モードである受信状態であることを検出する第１検出ステップと、
   捕捉している衛星信号が、１）前記強電界の区分中の前記電界強度が最も強い区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、２）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、３）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記長積算時間モードである衛星信号と、が並存する受信状態であることを検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出ステップの検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号全ての前記相関処理の結果を用いて測位を行い、前記第２検出ステップの検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号のうち、前記１）の衛星信号の前記相関処理の結果と前記２）の衛星信号の前記相関処理の結果とを用いて測位を行う制御をする測位制御ステップと、
   を有する測位装置の制御方法。
3. 捕捉した衛星信号を追尾するモードとして、所定の相関処理時の積算時間が他方のモードより長い長積算時間モードと、当該長積算時間モードの積算時間より短い当該他方のモードである短積算時間モードとを有する測位装置に内蔵されたコンピュータに、
   受信信号の電界強度を強電界と弱電界とに区分し、更に前記強電界の電界強度を３つに区分した場合の電界強度が最も強い区分に、捕捉している衛星信号全ての電界強度が属し、且つ、捕捉している衛星信号全ての追尾モードが前記短積算時間モードである受信状態であることを検出する第１検出ステップと、
   捕捉している衛星信号が、１）前記強電界の区分中の前記電界強度が最も強い区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、２）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記短積算時間モードである衛星信号と、３）前記強電界の区分中の電界強度が中間の区分に属し、且つ、追尾モードが前記長積算時間モードである衛星信号と、が並存する受信状態であることを検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出ステップの検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号全ての前記相関処理の結果を用いて測位を行い、前記第２検出ステップの検出がなされた場合には、捕捉している衛星信号のうち、前記１）の衛星信号の前記相関処理の結果と前記２）の衛星信号の前記相関処理の結果とを用いて測位を行う制御をする測位制御ステップと、
   を実行させるための制御プログラム。

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