JP4186978B2 - 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、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
本発明は、測位衛星からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体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 ｒａｎｄａｍ 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、そのＣ／Ａコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、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（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
上述のＧＰＳ受信機においては、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機が有しているレプリカのＣ／Ａコードとの間で、位相合わせを行い、最大の相関値を示す位置（以下、コードピーク位置と呼ぶ）を算出する。
そして、コードピーク位置を利用して、上述の擬似距離を算出するようになっている。
ところが、ＧＰＳ受信機が、直接波としての衛星電波と、建物等に反射した間接波（以下、マルチパスと呼ぶ）としての衛星電波の双方を受信する場合がある。直接波とマルチパスが合成されると、上述のコードピーク位置が直接波だけの場合の位置（以下、本来の位置と呼ぶ）からずれるため、擬似距離も本来の距離とずれる。この結果、測位位置の精度が劣化する。
ここで、例えば、ナローコリレータ（ＵＳ５１０１４１６）を使用することによって、マルチパスの影響を受けても、コードピーク位置を本来の位置で特定することができる。
しかし、ナローコリレータは、広い周波数帯域幅を必要とするため、微弱な電波を受信するＧＰＳ受信機においては適用が困難である。
これに対して、マルチパスは直接波よりも必ず遅れて到達するため、マルチパスが存在してもコードピークの立ち上がり位置は一定であるということに着目し、相関結果を順次算出して積算する（時間積分する）ことによって環境雑音を相殺したうえで、コードピークの立ち上がり位置を特定し、その立ち上がり位置からコードピーク位置を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
ＵＳ６８６８１１０Ｂ２
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 ｒａｎｄａｍ 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、そのＣ／Ａコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、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（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
上述のＧＰＳ受信機においては、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機が有しているレプリカのＣ／Ａコードとの間で、位相合わせを行い、最大の相関値を示す位置（以下、コードピーク位置と呼ぶ）を算出する。
そして、コードピーク位置を利用して、上述の擬似距離を算出するようになっている。
ところが、ＧＰＳ受信機が、直接波としての衛星電波と、建物等に反射した間接波（以下、マルチパスと呼ぶ）としての衛星電波の双方を受信する場合がある。直接波とマルチパスが合成されると、上述のコードピーク位置が直接波だけの場合の位置（以下、本来の位置と呼ぶ）からずれるため、擬似距離も本来の距離とずれる。この結果、測位位置の精度が劣化する。
ここで、例えば、ナローコリレータ（ＵＳ５１０１４１６）を使用することによって、マルチパスの影響を受けても、コードピーク位置を本来の位置で特定することができる。
しかし、ナローコリレータは、広い周波数帯域幅を必要とするため、微弱な電波を受信するＧＰＳ受信機においては適用が困難である。
これに対して、マルチパスは直接波よりも必ず遅れて到達するため、マルチパスが存在してもコードピークの立ち上がり位置は一定であるということに着目し、相関結果を順次算出して積算する（時間積分する）ことによって環境雑音を相殺したうえで、コードピークの立ち上がり位置を特定し、その立ち上がり位置からコードピーク位置を算出する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
ところが、上述の技術によれば、ガウス分布する環境雑音（ノイズフロア）を相殺するために必要な数の相関結果を算出する必要がある。このため、本来のコードピーク位置を算出するまでに、複数の相関結果を算出するだけの時間が必要であり、初期化に１０秒以上かかるため、特に移動体での使用に適さないという問題がある。
そこで、本発明は、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置を算出する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、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
前記目的は、一つの発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現
在位置を測位する測位装置であって、前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、前記
衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生成する
相関情報生成手段と、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピーク
に対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報
を生成する暫定コードピーク位置情報生成手段と、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号
の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づ
いて、前記相関情報に示される前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統
計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成手段と、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成手段と、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する立ち上がり位置情報生成手段と、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置情報生成手段と、を有し、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置により達成される。
在位置を測位する測位装置であって、前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、前記
衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生成する
相関情報生成手段と、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピーク
に対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報
を生成する暫定コードピーク位置情報生成手段と、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号
の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づ
いて、前記相関情報に示される前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統
計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成手段と、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成手段と、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する立ち上がり位置情報生成手段と、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置情報生成手段と、を有し、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置により達成される。
前記一つの発明の構成によれば、前記測位装置は、前記暫定コードピーク位置情報生成手段を有するから、前記暫定コードピーク位置情報を生成することができる。ここで、前記測位装置が受信する前記衛星信号は、直接波だけではなくて間接波を含む場合がある。このため、前記暫定コードピーク位置は、直接波だけを受信した場合のコードピーク位置（本来のコードピーク位置）と一致するとは限らない。
前記測位装置は、前記統計処理範囲情報生成手段によって、前記統計処理範囲情報を生
成することができる。すなわち、前記測位装置は、前記暫定コードピーク位置をそのまま
測位に利用するのではなくて、前記統計処理範囲を規定するための基準として使用する。
前記測位装置は、前記統計基礎情報生成手段を有するから、前記統計基礎情報を生成す
ることができる。そして、前記測位装置は、前記統計情報生成手段を有するから、前記統
計基礎値の変化を示す統計情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記立ち上がり位置情報生成手段を有するから、前記統計情
報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する
ことができる。このように、前記立ち上がり位置情報生成手段は、前記立ち上がり位置を
前記相関情報に基づいて生成するのではなくて、前記統計情報に基づいて生成するから、
環境雑音（ノイズフロア）の影響は排除又は低減されている。すなわち、前記立ち上がり
位置が、環境雑音によって受ける精度劣化は排除又は低減されている。ここで、前記統計
情報は、前記相関情報を時間積分して生成するのではなくて、前記部分範囲ごとの前記相
関値を統計処理して生成する。すなわち、複数の前記相関情報を生成する必要がないから
、そのための時間も必要がない。そして、本件発明者は、環境雑音の影響を排除又は低減
するためのサンプル数を得るために、複数の前記相関情報を生成するよりも、複数の前記
部分範囲ごとに前記統計処理を行う方が、はるかに時間が短いことを実験によって確認し
ている。
また、前記測位装置は、前記直接波コードピーク対応位置情報生成手段を有するから、
前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波コードピーク対応位置情報（本来のコー
ドピーク位置を示す情報）を生成することができる。
これにより、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、
本来のコードピーク位置を算出することができる。
また前記一つの発明の構成によれば、前記測位装置は、前記分散値又は前記平均値の算出の過程において、環境雑音の影響を低減又は排除することができる。
前記測位装置は、前記統計処理範囲情報生成手段によって、前記統計処理範囲情報を生
成することができる。すなわち、前記測位装置は、前記暫定コードピーク位置をそのまま
測位に利用するのではなくて、前記統計処理範囲を規定するための基準として使用する。
前記測位装置は、前記統計基礎情報生成手段を有するから、前記統計基礎情報を生成す
ることができる。そして、前記測位装置は、前記統計情報生成手段を有するから、前記統
計基礎値の変化を示す統計情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記立ち上がり位置情報生成手段を有するから、前記統計情
報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する
ことができる。このように、前記立ち上がり位置情報生成手段は、前記立ち上がり位置を
前記相関情報に基づいて生成するのではなくて、前記統計情報に基づいて生成するから、
環境雑音（ノイズフロア）の影響は排除又は低減されている。すなわち、前記立ち上がり
位置が、環境雑音によって受ける精度劣化は排除又は低減されている。ここで、前記統計
情報は、前記相関情報を時間積分して生成するのではなくて、前記部分範囲ごとの前記相
関値を統計処理して生成する。すなわち、複数の前記相関情報を生成する必要がないから
、そのための時間も必要がない。そして、本件発明者は、環境雑音の影響を排除又は低減
するためのサンプル数を得るために、複数の前記相関情報を生成するよりも、複数の前記
部分範囲ごとに前記統計処理を行う方が、はるかに時間が短いことを実験によって確認し
ている。
また、前記測位装置は、前記直接波コードピーク対応位置情報生成手段を有するから、
前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波コードピーク対応位置情報（本来のコー
ドピーク位置を示す情報）を生成することができる。
これにより、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、
本来のコードピーク位置を算出することができる。
また前記一つの発明の構成によれば、前記測位装置は、前記分散値又は前記平均値の算出の過程において、環境雑音の影響を低減又は排除することができる。
別の発明は、前記一つの発明の構成において、前記部分範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる前記相関値を含む範囲として規定されることを特徴とする測位装置である。
別の発明の構成によれば、環境雑音の影響を確実に排除して、前記コードピーク対応
位置を算出することができる。
位置を算出することができる。
前記目的は、他の発明によれば、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成ステップと、前記測位装置が、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置情報生成ステップと、を有し、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であ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。
前記他の発明の構成によれば、前記一つの発明の構成と同様に、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置を算出することができる。
前記目的は、他の発明によれば、測位装置のＧＰＳ部と接続されたコンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成ステップと、前記測位装置が、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、
前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する
位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成す
る直接波コードピーク対応位置情報生成ステップと、を実行させ、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であ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。
前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する
位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成す
る直接波コードピーク対応位置情報生成ステップと、を実行させ、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であ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。
前記目的は、他の発明によれば、測位装置のＧＰＳ部と接続されたコンピュータに、測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成ステップと、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置情報生成ステップと、を実行させ、前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体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。
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、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。
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コードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。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コードを使用して現在位置の測位を行う。このＣ／Ａコードは、衛星信号の一例である。
図１に示すように、端末２０は、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。
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コードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。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コードを使用して現在位置の測位を行う。このＣ／Ａコードは、衛星信号の一例である。
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コードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。
端末２０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、Ｃ／Ａコードの送信時刻と受信時刻に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
ところが、電波Ｓ１等は、直接波Ｓｄとして端末２０に到達する場合と、ビル１５等に反射して間接波（マルチパスとも呼ぶ）Ｓｍとして端末２０に到達する場合がある。端末２０が、直接波Ｓｄとともに間接波Ｓｍを受信すると、間接波Ｓｍの影響によって、Ｃ／Ａコードの受信時刻が直接波だけを受信した場合の時刻と一致せず、擬似距離の精度が劣化する。この結果、測位演算の精度も劣化する。
端末２０は、以下に説明するように、迅速に間接波Ｓｍの影響を排除することができるように構成されている。
端末２０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、Ｃ／Ａコードの送信時刻と受信時刻に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
ところが、電波Ｓ１等は、直接波Ｓｄとして端末２０に到達する場合と、ビル１５等に反射して間接波（マルチパスとも呼ぶ）Ｓｍとして端末２０に到達する場合がある。端末２０が、直接波Ｓｄとともに間接波Ｓｍを受信すると、間接波Ｓｍの影響によって、Ｃ／Ａコードの受信時刻が直接波だけを受信した場合の時刻と一致せず、擬似距離の精度が劣化する。この結果、測位演算の精度も劣化する。
端末２０は、以下に説明するように、迅速に間接波Ｓｍの影響を排除することができるように構成されている。
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図２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２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、通信装置３２、ＧＰＳ装置３４、表示装置３６が接続されている。
図２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２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、通信装置３２、ＧＰＳ装置３４、表示装置３６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３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３に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２のＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０２、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３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３に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２のＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０２、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３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示す情報である。エフェメリス１５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。
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。
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３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、ＧＰＳ部１０２によって、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等に乗せられたＣ／Ａコード等を受信するためのプログラムである。すなわち、衛星信号受信プログラム１１２と制御部１００は、衛星信号受信手段の一例である。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、相関情報生成プログラム１１４を格納している。相関情報生成取得プログラム１１４は、制御部１００が、電波Ｓ１等から取得したＣ／Ａコード（以下、受信Ｃ／Ａコードと呼ぶ）と、端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードとの相関値ａ１等を示す相関情報１５６を生成するためのプログラムである。このレプリカＣ／Ａコードは、擬似衛星信号の一例である。そして、相関情報生成プログラム１１４と制御部１００は、相関情報生成手段の一例である。
端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なるＣ／Ａコードに対応して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのレプリカＣ／Ａコードを第２記憶部１５０にレプリカＣ／Ａコード１５４として保持している。そして、制御部１００は、レプリカＣ／Ａコード１５４を参照して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等のレプリカＣ／Ａコードを発生するようになっている。
制御部１００は、生成した相関情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。なお、各相関値ａ１を示す情報は、その位相（後述の図４のｘ軸上の位置に対応する情報）を含む。
端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なるＣ／Ａコードに対応して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのレプリカＣ／Ａコードを第２記憶部１５０にレプリカＣ／Ａコード１５４として保持している。そして、制御部１００は、レプリカＣ／Ａコード１５４を参照して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等のレプリカＣ／Ａコードを発生するようになっている。
制御部１００は、生成した相関情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。なお、各相関値ａ１を示す情報は、その位相（後述の図４のｘ軸上の位置に対応する情報）を含む。
図４は、相関値を結んで生成した相関値曲線の一例を示す図である。
制御部１００は、受信Ｃ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードを、相対的に位相をずらしながら、位相合わせを行う。ｘ軸は、この位相合わせの時間的位置を示している。ｙ軸は、相関値を出力電力値として示している。
制御部１００は、受信Ｃ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードを、相対的に位相をずらしながら、位相合わせを行う。ｘ軸は、この位相合わせの時間的位置を示している。ｙ軸は、相関値を出力電力値として示している。
図４（ａ）は、周波数帯域幅が無限大であると仮定した場合の相関値曲線を示す図である。
端末２０が、直接波Ｓｄだけを受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ１のようになる。この場合の時間的位置０が、端末２０の現在位置における本来のコードピーク位置αｒである。コードピークは、相関値の最大値を意味する。
そして、コードピーク位置αｒの前後１チップにわたってコードピークの裾野が広がっており、曲線Ｌ１は、コードピークＣＰ１を頂点として２チップ長の底辺を有する二等辺三角形を描く。
また、端末２０が、仮に、間接波Ｓｍだけを受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ２のようになる。図４（ａ）に示すように、間接波Ｓｍの場合には、コードピーク位置が本来のコードピーク位置から後方にずれている。
そして、端末２０が、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ３のようになる。
図４（ａ）に示すように、直接波Ｓｄが間接波Ｓｍの影響を受けたとしても、コードピーク位置は本来のコードピーク位置αｒと同一である。
端末２０が、直接波Ｓｄだけを受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ１のようになる。この場合の時間的位置０が、端末２０の現在位置における本来のコードピーク位置αｒである。コードピークは、相関値の最大値を意味する。
そして、コードピーク位置αｒの前後１チップにわたってコードピークの裾野が広がっており、曲線Ｌ１は、コードピークＣＰ１を頂点として２チップ長の底辺を有する二等辺三角形を描く。
また、端末２０が、仮に、間接波Ｓｍだけを受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ２のようになる。図４（ａ）に示すように、間接波Ｓｍの場合には、コードピーク位置が本来のコードピーク位置から後方にずれている。
そして、端末２０が、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信する場合には、相関値曲線は、図４（ａ）の曲線Ｌ３のようになる。
図４（ａ）に示すように、直接波Ｓｄが間接波Ｓｍの影響を受けたとしても、コードピーク位置は本来のコードピーク位置αｒと同一である。
ところが、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等は微弱であるから、環境雑音（ノイズフロア）と識別して受信するためには、受信する周波数帯域幅を狭くする必要がある。
このため、端末２０が、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信する場合には、相関値曲線は、図４（ｂ）の曲線Ｌ４のようになる。すなわち、コードピーク位置は、本来のコードピーク位置αｒと一致しない。
これに対して、曲線Ｌ４においても、曲線Ｌ１においても、コードピークの立ち上がり位置βは共通である。端末２０は、後述するように、直接波Ｓｄが間接波Ｓｍの影響を受けていても、コードピークの立ち上がり位置βは変わらないことを利用して、本来のコードピーク位置を算出するようになっている。ところが、領域Ｑの拡大図に示すように、相関値曲線Ｌ４は、環境雑音（ノイズフロア）の影響を受けて、振幅の激しい曲線になる。このため、本来の立ち上がり位置βと、その周辺の位置β１を識別することが困難である。この点、後述のように端末２０は、環境雑音の影響を排除又は低減して、本来の立ち上がり位置βを特定することができるようになっている。
このため、端末２０が、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信する場合には、相関値曲線は、図４（ｂ）の曲線Ｌ４のようになる。すなわち、コードピーク位置は、本来のコードピーク位置αｒと一致しない。
これに対して、曲線Ｌ４においても、曲線Ｌ１においても、コードピークの立ち上がり位置βは共通である。端末２０は、後述するように、直接波Ｓｄが間接波Ｓｍの影響を受けていても、コードピークの立ち上がり位置βは変わらないことを利用して、本来のコードピーク位置を算出するようになっている。ところが、領域Ｑの拡大図に示すように、相関値曲線Ｌ４は、環境雑音（ノイズフロア）の影響を受けて、振幅の激しい曲線になる。このため、本来の立ち上がり位置βと、その周辺の位置β１を識別することが困難である。この点、後述のように端末２０は、環境雑音の影響を排除又は低減して、本来の立ち上がり位置βを特定することができるようになっている。
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、暫定コードピーク位置特定プログラム１１６を格納している。暫定コードピーク位置特定プログラム１１６は、制御部１００が、相関情報１５６に示されるコードピークに対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置α１を示す暫定コードピーク位置情報１５８を生成するためのプログラムである。この暫定コードピーク位置α１は暫定コードピーク位置の一例であり、暫定コードピーク位置特定プログラム１１６と制御部１００は暫定コードピーク位置情報生成手段の一例である。
図５は、暫定コードピーク位置情報１５８を示す概略図である。
図５に示すように、制御部１００は、コードピークＣＰ３に対応するｘ軸上の位置α１を暫定コードピーク位置α１（基準点０とも呼ぶ）として特定する。
制御部１００は、生成した暫定コードピーク位置情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。
図５に示すように、制御部１００は、コードピークＣＰ３に対応するｘ軸上の位置α１を暫定コードピーク位置α１（基準点０とも呼ぶ）として特定する。
制御部１００は、生成した暫定コードピーク位置情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、分散値計測範囲決定プログラム１１８を格納している。分散値計測範囲決定プログラム１１８は、制御部１００が、間接波Ｓｍが直接波Ｓｄの相関情報（図４（ａ）の曲線Ｌ１）に影響を与え得る範囲と、暫定コードピーク位置α１に基づいて、相関情報１５６に示される相関値ａ１等の分散値を計測する処理をするための分散値計測範囲Ａを示す分散値計測範囲情報１６０を生成するためのプログラムである。分散値を計測する処理は統計処理の一例であり、分散値計測範囲Ａは統計処理範囲の一例である。そして、分散値計測範囲情報１６０は統計処理囲情報の一例であり、分散値計測範囲決定プログラム１１８と制御部１００は統計処理囲情報生成手段の一例である。
図６は、分散値計測範囲情報１６０の一例を示す図である。
図６に示すように、制御部１００は、例えば、暫定コードピーク位置α１を基準点０として、前（左側）２チップ（−２ｃｈｉｐ）、後（右側）３チップ（＋３ｃｈｉｐ）の幅５チップの範囲を分散値計測範囲Ａとして規定する。
上述の図４（ｂ）を参照して理解できるように、間接波Ｓｍが直接波Ｓｄに影響し得る範囲は、間接波Ｓｍの相関曲線Ｌ２の立ち上がり位置γ１が、コードピークＣＰ１を頂点とする二等辺三角形の底辺に位置する場合である。このとき、間接波ＳｍのコードピークＣＰ４を頂点とする二等辺三角形の底辺は、基準点０の前１チップ（−１ｃｈｉｐ）と後
３チップ（＋３ｃｈｉｐ）の範囲を移動することがわかる。
これに対して、分散値計測範囲Ａとして、基準点０の前１チップでなくて、前２チップの範囲まで含めるのは、間接波Ｓｍの影響によって、本来のピーク立ち上がり位置βが、
暫定コードピーク位置α１（図６参照）よりも前にずれている場合に、本来のピーク立ち上がり位置βを確実に分散値計測範囲Ａに含めるためである。
図６に示すように、制御部１００は、例えば、暫定コードピーク位置α１を基準点０として、前（左側）２チップ（−２ｃｈｉｐ）、後（右側）３チップ（＋３ｃｈｉｐ）の幅５チップの範囲を分散値計測範囲Ａとして規定する。
上述の図４（ｂ）を参照して理解できるように、間接波Ｓｍが直接波Ｓｄに影響し得る範囲は、間接波Ｓｍの相関曲線Ｌ２の立ち上がり位置γ１が、コードピークＣＰ１を頂点とする二等辺三角形の底辺に位置する場合である。このとき、間接波ＳｍのコードピークＣＰ４を頂点とする二等辺三角形の底辺は、基準点０の前１チップ（−１ｃｈｉｐ）と後
３チップ（＋３ｃｈｉｐ）の範囲を移動することがわかる。
これに対して、分散値計測範囲Ａとして、基準点０の前１チップでなくて、前２チップの範囲まで含めるのは、間接波Ｓｍの影響によって、本来のピーク立ち上がり位置βが、
暫定コードピーク位置α１（図６参照）よりも前にずれている場合に、本来のピーク立ち上がり位置βを確実に分散値計測範囲Ａに含めるためである。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、分散値計測プログラム１２０を格納している。分散値計測プログラム１２０は、制御部１００が、分散値計測範囲Ａよりも狭い範囲として規定されるウィンドウＷごとに、分散値計測範囲Ａ内の相関値の分散値ｂ１乃至ｂ（ｍ）を計測し、その分散値を示す分散値情報１６２を生成するためのプログラムである。ウィンドウＷは、部分範囲の一例である。そして、分散値ｂ１等は統計基礎値の一例であり、分散値情報１６２は統計基礎情報の一例である。そして、分散値計測プログラム１２０と制御部１００は、統計基礎情報生成手段の一例である。
なお、各分散値ｎ１を示す情報は、その位相（後述の図７等のｘ軸上の位置に対応する情報）を含む。
なお、各分散値ｎ１を示す情報は、その位相（後述の図７等のｘ軸上の位置に対応する情報）を含む。
図７、図８、図９、図１０及び図１１は、分散値計測プログラム１２０等の説明図である。
図７に示すように、ウィンドウＷは、例えば、３チップ長の範囲である。このウィンドウＷの範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる数の相関値ａ１等を含む範囲として規定される。
制御部１００は、ウィンドウＷを例えば、矢印Ｘ方向へずらしながら、ウィンドウＷ内の相関値の分散値ｂ１等を算出する。分散値ｂ１等の算出は分散を算出する一般的な式である式１に基づいて行われる。分散値ｂ１等の計算の過程において、環境雑音の影響は相殺される。
具体的には、制御部１００は、図８（ａ）に示す開始位置から、ウィンドウＷを矢印Ｘ方向に徐々に移動しながら分散値ｂ１等を算出し、ウィンドウＷの進行方向先端部に対応する座標位置に、分散値ｂ１等を記録していく。すなわち、分散値ｂ１等を示す情報は、分散値ｂ１等の座標位置の情報を含む。このようにして、図８（ｂ）の状態に達し、さらに、図８（ｃ）、図９（ａ）、図９（ｂ）の状態に達する。なお、例えば、図８（ａ）の状態と図８（ｂ）の状態の間においても、複数回、分散値ｂ１等を算出しているが、説明を省略する。
ウィンドウWの進行方向先端部が、分散値計測範囲Ａの終端部Ａｅｎｄに達すると、ウィンドウＷの一部は、図９（ｃ）に示すように、分散値計測範囲Ａの開始部Ａｂｅｇｉｎ側へ回り込む。
そして、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１１（ａ）に示すように、ウィンドウＷの一部が、開始部Ａｂｅｇｉｎ側へ回り込む。そして、図８（ａ）の状態の直前になるまでこの動作を行う。
図７に示すように、ウィンドウＷは、例えば、３チップ長の範囲である。このウィンドウＷの範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる数の相関値ａ１等を含む範囲として規定される。
制御部１００は、ウィンドウＷを例えば、矢印Ｘ方向へずらしながら、ウィンドウＷ内の相関値の分散値ｂ１等を算出する。分散値ｂ１等の算出は分散を算出する一般的な式である式１に基づいて行われる。分散値ｂ１等の計算の過程において、環境雑音の影響は相殺される。
具体的には、制御部１００は、図８（ａ）に示す開始位置から、ウィンドウＷを矢印Ｘ方向に徐々に移動しながら分散値ｂ１等を算出し、ウィンドウＷの進行方向先端部に対応する座標位置に、分散値ｂ１等を記録していく。すなわち、分散値ｂ１等を示す情報は、分散値ｂ１等の座標位置の情報を含む。このようにして、図８（ｂ）の状態に達し、さらに、図８（ｃ）、図９（ａ）、図９（ｂ）の状態に達する。なお、例えば、図８（ａ）の状態と図８（ｂ）の状態の間においても、複数回、分散値ｂ１等を算出しているが、説明を省略する。
ウィンドウWの進行方向先端部が、分散値計測範囲Ａの終端部Ａｅｎｄに達すると、ウィンドウＷの一部は、図９（ｃ）に示すように、分散値計測範囲Ａの開始部Ａｂｅｇｉｎ側へ回り込む。
そして、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１１（ａ）に示すように、ウィンドウＷの一部が、開始部Ａｂｅｇｉｎ側へ回り込む。そして、図８（ａ）の状態の直前になるまでこの動作を行う。
上述のようにして算出した分散値ｂ１等を結ぶと、図１１（ｂ）に示す分散値曲線Ｌ５を描くことができる。
図１２、図１３、図１４及び図１５は、分散値ｂ１等を算出し、分散値曲線Ｌ５を生成したシミュレーション結果の一例を示す概略図である。
図１２（ａ）乃至（ｃ）、図１３（ａ）乃至（ｃ）、図１４（ａ）乃至（ｃ）及び図１５（ａ）に示すように、端末２０は、ウィンドウＷの幅の実線で示す相関値ａ１等の分散値ｂ１等を算出し、その分散値ｂ１等をウィンドウＷの進行方向先端部にプロットする。そして、端末２０は、その分散値ｂ１等を結ぶことによって、図１５（ｂ）の分散値曲線Ｌ５を生成している。
図１２（ａ）乃至（ｃ）、図１３（ａ）乃至（ｃ）、図１４（ａ）乃至（ｃ）及び図１５（ａ）に示すように、端末２０は、ウィンドウＷの幅の実線で示す相関値ａ１等の分散値ｂ１等を算出し、その分散値ｂ１等をウィンドウＷの進行方向先端部にプロットする。そして、端末２０は、その分散値ｂ１等を結ぶことによって、図１５（ｂ）の分散値曲線Ｌ５を生成している。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードピーク立ち上がり位置特定プログラム１２４を格納している。コードピーク立ち上がり位置特定プログラム１２４は、制御部１００が、分散値曲線情報１６４に基づいて、コードピークの立ち上がり位置βを示すコードピーク立ち上がり位置情報１６６を生成するためのプログラムである。このコードピーク立ち上がり位置情報１６６は、立ち上がり位置情報の一例である。そして、コードピーク立ち上がり位置特定プログラム１２４と制御部１００は、立ち上がり位置情報生成手段の一例である。
図１６は、コードピーク立ち上がり位置特定プログラム１２４の説明図である。
図１６に示すように、制御部１００は、分散値の最下点に対応する位置を、コードピーク立ち上がり位置βとして特定する。
制御部１００は、生成したコードピーク立ち上がり位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
図１６に示すように、制御部１００は、分散値の最下点に対応する位置を、コードピーク立ち上がり位置βとして特定する。
制御部１００は、生成したコードピーク立ち上がり位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードピーク位置決定プログラム１２６を格納している。コードピーク位置決定プログラム１２６は、制御部１００が、コードピーク立ち上がり位置情報１６６に基づいて、直接波とレプリカＣ／Ａコードとの相関値の最大値であるコードピークに対応する位置であるコードピーク位置α２を示すコードピーク位置情報１６８を生成するためのプログラムである。このコードピーク位置α２は直接波コードピーク対応位置の一例であり、コードピーク位置情報１６８は直接波コードピーク対応位置情報の一例である。そして、コードピーク位置決定プログラム１２６と制御部１００は、直接波コードピーク対応位置情報生成手段の一例である。
図１７は、コードピーク位置決定プログラム１２６の説明図である。
図１７に示すように、制御部１００は、コードピーク立ち上がり位置βから１チップ後方の位置を、コードピーク位置α２として決定する。これは、端末２０が直接波Ｓｄだけを受信した場合も、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信した場合においても、仮に、受信する周波数帯域幅を無限大にした場合には、コードピーク位置は変わらない（図４（ａ）参照）ことに基づく。すなわち、本来のコードピーク位置は、コードピーク立ち上がり位置の１チップ後方に位置する。
ここで、コードピーク立ち上がり位置βは、端末２０が受信する周波数帯域を狭くしたとしても、直接波Ｓｄだけを受信した場合と、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信した場合とで変化しない。
このため、端末２０は狭帯域で電波Ｓ１等を受信するのであるが、コードピーク立ち上がり位置βを特定することができれば、本来のコードピーク立ち上がり位置α２をその１チップ後方の位置として決定することができるのである。
制御部１００は、生成したコードピーク位置情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
図１７に示すように、制御部１００は、コードピーク立ち上がり位置βから１チップ後方の位置を、コードピーク位置α２として決定する。これは、端末２０が直接波Ｓｄだけを受信した場合も、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信した場合においても、仮に、受信する周波数帯域幅を無限大にした場合には、コードピーク位置は変わらない（図４（ａ）参照）ことに基づく。すなわち、本来のコードピーク位置は、コードピーク立ち上がり位置の１チップ後方に位置する。
ここで、コードピーク立ち上がり位置βは、端末２０が受信する周波数帯域を狭くしたとしても、直接波Ｓｄだけを受信した場合と、直接波Ｓｄと間接波Ｓｍの双方を受信した場合とで変化しない。
このため、端末２０は狭帯域で電波Ｓ１等を受信するのであるが、コードピーク立ち上がり位置βを特定することができれば、本来のコードピーク立ち上がり位置α２をその１チップ後方の位置として決定することができるのである。
制御部１００は、生成したコードピーク位置情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、擬似距離情報生成プログラム１２８を格納している。擬似距離情報生成プログラム１２８は、制御部１００が、コードピーク位置情報１６８を利用して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等との擬似距離ｄ１等を示す擬似情報１７０を生成するためのプログラムである。
具体的には、制御部１００は、コードピークα２に合致するように発生させたレプリカＣ／Ａコードの発生時刻と、そのＣ／Ａコードの送信時刻との間の時間に電波Ｓ１等の伝搬速度である光速を掛けることによって、擬似距離ｄ１等を算出する。Ｃ／Ａコードの送信時刻は受信するＣ／Ａコードから取得することができる。
制御部１００は、生成した擬似距離情報１７０を、第２記憶部１５０に格納する。
具体的には、制御部１００は、コードピークα２に合致するように発生させたレプリカＣ／Ａコードの発生時刻と、そのＣ／Ａコードの送信時刻との間の時間に電波Ｓ１等の伝搬速度である光速を掛けることによって、擬似距離ｄ１等を算出する。Ｃ／Ａコードの送信時刻は受信するＣ／Ａコードから取得することができる。
制御部１００は、生成した擬似距離情報１７０を、第２記憶部１５０に格納する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置情報生成プログラム１３０を格納している。測位位置情報生成プログラム１３０は、制御部１００が、擬似距離情報１７０に基づいて、現在位置を測位し、測位位置Ｐを示す測位位置情報１７２を生成するためのプログラムである。
制御部１００は、エフェメリス１５２ｂによって、Ｃ／Ａコードの送信時刻における各ＧＳＰ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置を算出し、その衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離ｄ１等を使用して、端末２０の現在位置を測位する。なお、測位方法の詳細の説明は省略する。
制御部１００は、エフェメリス１５２ｂによって、Ｃ／Ａコードの送信時刻における各ＧＳＰ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置を算出し、その衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離ｄ１等を使用して、端末２０の現在位置を測位する。なお、測位方法の詳細の説明は省略する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置情報出力プログラム１３２を格納している。測位位置情報出力プログラム１３２は、制御部１００が、測位位置情報１７２を表示装置３６（図２参照）の表示画面に表示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、暫定コードピーク位置情報１５８（図３参照）を生成することができる。ここで、端末２０が受信する電波Ｓ１等は、直接波だけではなくて間接波を含む場合がある。このため、暫定コードピーク位置α１は、直接波だけを受信した場合のコードピークと一致するとは限らない。
端末２０は、分散値計測範囲情報１６０（図３参照）を生成することができる。すなわち、端末２０は、暫定コードピーク位置α１をそのまま測位に利用するのではなくて、分散値計測範囲Ａを規定するための基準として使用する。
端末２０は、分散値計測範囲Ａにおいて、ウィンドウＷの範囲で分散値を算出し、分散値情報１６２を生成することができる。このウィンドウＷの範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる数の相関値を含む範囲として規定される。
そして、端末２０は、分散値情報１６２に基づいて、分散値の変化を示す分散値曲線情報１６４を生成することができる。
そして、端末２０は、分散値曲線情報１６４に基づいて、コードピークの立ち上がり位置βを示すコードピーク立ち上がり位置情報１６６を生成することができる。このように、端末２０は、コードピーク立ち上がり位置βを相関情報１５６に基づいて算出するのではなくて、分散値曲線情報１６４に基づいて算出するから、環境雑音（ノイズフロア）の影響を排除している。すなわち、コードピーク立ち上がり位置βが、環境雑音によって受ける精度劣化は排除されている。ここで、分散値曲線情報１６４は、相関情報１５６を時間積分して生成するのではなくて、ウィンドウＷごとの相関値の分散値を算出して生成する。すなわち、複数の相関情報１５６を生成する必要がないから、そのための時間も必要がない。
そして、本件発明者は、環境雑音の影響を排除又は低減するためのサンプル数を得て本来のコードピーク位置を算出するために、複数の相関情報１５６を生成するよりも、複数のウィンドウＷごとに分散値の算出を行う方が、はるかに時間が短いことを実験によって確認している。具体的には、衛星受信プロラム１１２を起動してからコードピーク位置決定プログラム１２６によって、本来のコードピーク位置α２を算出するまで１秒（ｓ）であったという実験結果を得ている。
また、端末２０は、コードピーク立ち上がり位置情報１６６に基づいて、コードピーク位置情報１６８を生成することができる。
これにより、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置α２を算出することができる。
端末２０は、迅速に本来のコードピーク位置α２を算出できる結果、測位位置情報１７２を迅速に生成することができるから、特に移動端末である場合に有効である。
上述のように、端末２０は、暫定コードピーク位置情報１５８（図３参照）を生成することができる。ここで、端末２０が受信する電波Ｓ１等は、直接波だけではなくて間接波を含む場合がある。このため、暫定コードピーク位置α１は、直接波だけを受信した場合のコードピークと一致するとは限らない。
端末２０は、分散値計測範囲情報１６０（図３参照）を生成することができる。すなわち、端末２０は、暫定コードピーク位置α１をそのまま測位に利用するのではなくて、分散値計測範囲Ａを規定するための基準として使用する。
端末２０は、分散値計測範囲Ａにおいて、ウィンドウＷの範囲で分散値を算出し、分散値情報１６２を生成することができる。このウィンドウＷの範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる数の相関値を含む範囲として規定される。
そして、端末２０は、分散値情報１６２に基づいて、分散値の変化を示す分散値曲線情報１６４を生成することができる。
そして、端末２０は、分散値曲線情報１６４に基づいて、コードピークの立ち上がり位置βを示すコードピーク立ち上がり位置情報１６６を生成することができる。このように、端末２０は、コードピーク立ち上がり位置βを相関情報１５６に基づいて算出するのではなくて、分散値曲線情報１６４に基づいて算出するから、環境雑音（ノイズフロア）の影響を排除している。すなわち、コードピーク立ち上がり位置βが、環境雑音によって受ける精度劣化は排除されている。ここで、分散値曲線情報１６４は、相関情報１５６を時間積分して生成するのではなくて、ウィンドウＷごとの相関値の分散値を算出して生成する。すなわち、複数の相関情報１５６を生成する必要がないから、そのための時間も必要がない。
そして、本件発明者は、環境雑音の影響を排除又は低減するためのサンプル数を得て本来のコードピーク位置を算出するために、複数の相関情報１５６を生成するよりも、複数のウィンドウＷごとに分散値の算出を行う方が、はるかに時間が短いことを実験によって確認している。具体的には、衛星受信プロラム１１２を起動してからコードピーク位置決定プログラム１２６によって、本来のコードピーク位置α２を算出するまで１秒（ｓ）であったという実験結果を得ている。
また、端末２０は、コードピーク立ち上がり位置情報１６６に基づいて、コードピーク位置情報１６８を生成することができる。
これにより、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置α２を算出することができる。
端末２０は、迅速に本来のコードピーク位置α２を算出できる結果、測位位置情報１７２を迅速に生成することができるから、特に移動端末である場合に有効である。
なお、本実施の形態とは異なり、分散値計測プログラム１２０によって相関値ａ１等の分散値を算出するのではなくて、相関値ａ１等の平均値を算出するようにしてもよい。
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１８を使用して説明する。
図１８は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
図１８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、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等に載せられたＣ／Ａコードを受信する（図１８のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、衛星信号受信ステップの一例である。
続いて、端末２０は、相関情報１５６（図３参照）を生成する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２は、相関情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、相関情報１５６（図３参照）を生成する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２は、相関情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、暫定コードピーク位置α１（図３参照）を特定する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３は、暫定コードピーク位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、分散値計測範囲Ａを決定する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、統計処理範囲情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、分散値計測範囲Ａを決定する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、統計処理範囲情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、分散値計測範囲Ａにおいて、ウィンドウＷをずらしながら、分散値ｂ１等を計測する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、統計情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、最小の分散値に対応するコードピーク立ち上がり位置β（図３参照）を特定する（ステプＳＴ６）。このステップＳＴ６は、立ち上がり位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、コードピーク位置α２を決定する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７は、コードピーク対応位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、コードピーク位置α２を決定する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７は、コードピーク対応位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、擬似距離ｄ１等を算出する（ステップＳＴ８）。
続いて、端末２０は、現在位置を測位し、測位位置情報１７２（図３参照）を生成する（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、測位位置情報１７２を出力する（ステップＳＴ１０）。
以上のステップによって、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置を算出することができる。
続いて、端末２０は、現在位置を測位し、測位位置情報１７２（図３参照）を生成する（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、測位位置情報１７２を出力する（ステップＳＴ１０）。
以上のステップによって、相関結果を時間積分することなく、マルチパスの影響を迅速に排除して、本来のコードピーク位置を算出することができる。
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３４・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・衛星信号受信プログラム、１１４・・・相関情報生成プログラム、１１６・・・暫定コードピーク位置特定プログラム、１１８・・・分散値計測範囲決定プログラム、１２０・・・分散値計測プログラム、１２４・・・コードピーク立ち上がり位置特定プログラム、１２６・・・コードピーク位置決定プログラム、１２８・・・擬似距離情報生成プログラム、１３０・・・測位位置情報生成プログラム、１３２・・・測位位置情報出力プログラム
Claims (6)
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置であって
、
前記衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、
前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を示す相関情報を生
成する相関情報生成手段と、
前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに対応する時間軸上
の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を生成する暫定コー
ドピーク位置情報生成手段と、
前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響を与え得る範囲と
、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される前記相関値の統計
処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計処理範囲情報生成
手段と、
前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成手段と、
前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す立ち上がり位置情
報を生成する立ち上がり位置情報生成手段と、
前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号との相関値の最大
値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク対応位置を示す直
接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置情報生成手段と、
を有し、
前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置。 - 前記統計処理範囲は、前記暫定コードピーク位置に対して−２チップから＋３チップの範囲として規定されることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
- 前記部分範囲は、ガウス分布で存在する環境雑音を相殺することができる前記相関値を含む範囲として規定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の測位装置。
- 測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記
衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を
示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに
対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を
生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響
を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される
前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計
処理範囲情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す
立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号
との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク
対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置
情報生成ステップと、
を有し、
前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置の制御方法。 - 測位装置のＧＰＳ部と接続されたコンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記
衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を
示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに
対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を
生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響
を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される
前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計
処理範囲情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す
立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号
との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク
対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置
情報生成ステップと、
を実行させ、
前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置の制御プログラム。 - 測位装置のＧＰＳ部と接続されたコンピュータに、
測位衛星からの信号である衛星信号に基づいて、現在位置を測位する測位装置が、前記
衛星信号を受信する衛星信号受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号と、前記測位装置が発生する擬似衛星信号との相関値を
示す相関情報を生成する相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記相関情報に基づいて、前記相関値の最大値であるコードピークに
対応する時間軸上の位置である暫定コードピーク位置を示す暫定コードピーク位置情報を
生成する暫定コードピーク位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の間接波が前記衛星信号の直接波の前記相関情報に影響
を与え得る範囲と、前記暫定コードピーク位置情報に基づいて、前記相関情報に示される
前記相関値の統計処理をするための統計処理範囲を示す統計処理範囲情報を生成する統計
処理範囲情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計処理範囲内の時間軸上の位置ごとに、該位置と所定の対応関係で関係付けられ前記統計処理範囲よりも狭い範囲として前記統計処理範囲内の部分範囲を規定し、該部分範囲の前記相関値を統計処理して統計情報を生成する統計情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記統計情報に基づいて、前記コードピークの立ち上がり位置を示す
立ち上がり位置情報を生成する立ちが上り位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記立ち上がり位置情報に基づいて、前記直接波と前記擬似衛星信号
との相関値の最大値である直接波コードピークに対応する位置である直接波コードピーク
対応位置を示す直接波コードピーク対応位置情報を生成する直接波コードピーク対応位置
情報生成ステップと、
を実行させ、
前記統計処理は、前記部分範囲の前記相関値の分散値又は平均値を算出する処理であることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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