JP5568598B2 - 測位システム及び通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、測位システム、位置情報送信機、通信端末、及び測位システムの制御方法に
関し、とくに安定して確実に通信端末の現在位置を取得できるようにする技術に関する。

ＧＰＳ衛星等の人工衛星から送信されてくる無線信号（以下、衛星測位信号と称する。
）を利用して測位を行うシステムは、屋内やビル街地下街等の衛星測位信号を受信できな
いエリアにＧＰＳ受信機等の通信端末が入ってしまうと測位精度が低下し、もしくは測位
不能になってしまうという問題がある。

そこで例えば特許文献１には、屋内や地下街等の衛星測位信号を受信できないエリアに
位置を示す信号である位置情報信号を送信する装置を設け、通信端末が位置情報信号を受
信することにより自身の現在位置を取得する技術が開示されている。

特開２００７−２７８７５６号公報

ところで、上記技術のような衛星測位信号による測位と位置情報信号による測位が可能
な通信端末が安定して確実に通信端末の現在位置を取得できるようにするには、衛星測位
信号と位置情報信号のいずれを受信すべきか適切に判断して通信端末の動作状態を設定す
る仕組みが必要である。

本発明はこのような背景に基づいてなされたものであり、安定して確実に通信端末の現
在位置を取得することが可能な測位システム、位置情報送信機、通信端末、及び測位シス
テムの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のうちの一つは、緯度、経度及び高さが異なる屋内の複数の位置の設置された位置情報送信機と、通信端末と、を有する測位システムであって、前記位置情報送信機は、緯度、経度、および、高さ情報を含む位置情報を記憶する記憶部と、前記送信機の周囲気圧を示す情報を取得する送信機センサ部と、前記位置情報と前記周囲気圧を示す情報とを無線信号として送信する送信部と、を有し、前記通信端末は、前記複数の位置情報送信機からの無線信号を受信する受信部と、前記通信端末の周囲気圧を示す情報を取得する通信端末センサ部と、前記受信部において受信された前記複数の位置情報送信機の周囲気圧を示す情報と、前記通信端末の周囲気圧を示す情報を比較し、前記受信部において受信された複数の位置情報から自身の現在位置を求めるために使用する位置情報を選択することにより前記通信端末の位置を測位する測位処理部とを有する。

本発明によれば、安定して確実に通信端末の現在位置を取得することができる。

測位システム１の概略的な構成を示す図である。 位置情報送信機１００のブロック図である。 位置情報データベース１１２２の一例である。 位置情報送信機１００によって行われる位置情報信号の送信処理を説明するフローチャートである。 通信端末２００のブロック図である。 動作モード設定処理を説明するフローチャートである。 各動作モードにおける相関器の設定例である。 測位処理を説明するフローチャートである。 衛星測位信号に基づく測位処理（Ｓ８１４）を説明するフローチャートである。 位置情報信号に基づく測位処理（Ｓ８１５）を説明するフローチャートである。 位置決定処理（Ｓ１０１７）を説明するフローチャートである。 各動作モードにおける相関器の設定例である。 動作モード設定処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態につき図面とともに説明する。図１に本発明の実施形態として
説明する測位システム１の概略的な構成を示している。同図に示すように、測位システム
１は、測位のための無線信号（以下、衛星測位信号と称する。）を送信する複数の人工衛
星２、位置を示す情報を含んだ無線信号（以下、位置情報信号と称する。）を送信する複
数の位置情報送信機１００、及び人工衛星２又は位置情報送信機１００からの無線信号に
基づき自身の現在位置を取得する機能を有する通信端末２００を含む。

人工衛星２は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）、ガリレオ測位システム（Galileo positioning system）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、準天頂衛星（Quazi-Zenith Satellites）システム等の測位システムにおける人工衛星である。尚、以下の説明では人工衛星２はＧＰＳ衛星であるものとし、人工衛星２から送信される衛星測位信号、即ちＧＰＳ信号は、例えばＬ１信号（１５７５．４２ＭＨｚ）やＬ２信号（１２２７．６ＭＨｚ）であるものとする。

人工衛星２から送られてくる衛星測位信号にはいわゆる航法メッセージが含まれている
。航法メッセージは、例えば全体で２５個のフレームを含み、各フレームは５個のサブフ
レームを含み、サブフレームは３００ビットで構成される。各サブフレームは、例えば衛
星時計の補正情報、精密軌道情報（エフェメリス）、概略軌道情報（アルマナック）、電
離層補正情報、ＵＴＣ補正情報、人工衛星の健康情報等を含む。

人工衛星２から送られてくる衛星測位信号は、人工衛星２ごとに固有に付与された疑似ランダム符号（ＰＲＮ番号（Pseudo Random Noise Code））であるＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition code）によってＢＰＳＫ（Bi Phase Shift Keying）変調されている。

位置情報送信機１００から送信される位置情報信号は、人工衛星２から送信される衛星
測位信号と互換性を有しており、衛星測位信号と同様の変調方式及び同様のフレーム構成
の無線信号として送信される。各位置情報送信機１００にもＣ／Ａコードが付与されてお
り、位置情報信号は、送信される位置情報送信機１００のＣ／ＡコードによってＢＰＳＫ
変調されている。

図２に位置情報送信機１００のブロック図を示す。同図に示すように、位置情報送信機
１００は、デジタル処理部１１０、無線送信部１２０、クロック部１３０、センサ部１４
０、操作部１５１、表示部１５２、通信Ｉ／Ｆ１５３、及び電源部１６０を備えている。

このうちデジタル処理部１１０は、ＣＰＵ１１１、記憶部１１２（例えばＲＡＭ（Random Access Memory、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等の記憶装置）を含む。

ＣＰＵ１１１は、記憶部１１２に格納されているプログラムを実行することにより位置
情報送信機１００が提供する様々な機能を実現する。記憶部１１２には、位置情報信号の
送信に関する機能（以下、位置情報送信部と称する。）を実現するプログラムである位置
情報送信プログラム１１２１、及び当該位置情報送信機１００が設置されている位置（緯
度、経度、高度等）を示すデータが登録された位置情報データベース１１２２が格納され
ている。

位置情報送信プログラム１１２１によって実現される位置情報送信部は、航法メッセー
ジ等の、位置情報送信機１００から送信する位置情報信号に含ませるデータを自機のＰＲ
Ｎ番号（Ｃ／Ａコード）によってスペクトラム拡散したデジタル信号（ビットストリーム
）を生成し、生成したデジタル信号を無線送信部１２０に入力する。

無線送信部１２０は、Ｄ／Ａ変換部１２１、搬送波生成部１２２、変調部１２３、及び
アンテナ１２４を含む。
Ｄ／Ａ変換部１２１は、デジタル処理部１１０から入力されるデジタル信号をアナログ
信号に変換する。
搬送波生成部１２２は、クロック部１３０から入力されるクロック信号に基づき位置情
報信号の搬送波を生成する。
変調部１２３は、Ｄ／Ａ変換部１２１から入力されるアナログ信号により、搬送波生成
部１２２から入力される搬送波（位置情報信号がＬ１信号であれば１５７５．４２ＭＨｚ
）によって変調（ＢＰＳＫ変調）し、変調信号をアンテナ１２４に入力する。

クロック部１３０は、ＣＰＵ１１１を動作させるためのクロック信号や搬送波を生成す
るためのクロック信号（例えば１.０２３ＭＨｚ）を生成する。クロック部１３０は、例えばＴＣＸＯ（温度保証型水晶発振器）やＯＣＸＯ（恒温槽型水晶発振器）等の発振器を含む。

操作部１５１は、位置情報送信機１００に対して操作入力を行うためのユーザインタフ
ェースであり、例えば操作ボタンやスイッチである。
表示部１５２は、位置情報送信機１００に対して操作入力がされる際や位置情報送信機
１００の動作状態の確認時に様々な情報を表示するインタフェースである。表示部１５２
は、例えば液晶モニタやＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。

通信Ｉ／Ｆ１５３は、位置情報送信機１００をコンピュータ（情報処理装置）等の外部
の装置に接続するための通信インタフェースである。通信Ｉ／Ｆ１５３は、例えばＲＳ−２３２Ｃ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）、オープンコレクタ（Open Collector）、ＴＴＬ（Transistor-Transistor Logic）、パラレルＩ／Ｆ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）である。位置情報データベース１１２２へのデータの登録時や保守時等は、通信Ｉ／Ｆ１５３を介して位置情報送信機１００にコンピュータが接続される。

センサ部１４０は、気圧センサや照度センサ等の自身の現在の周囲環境を示す情報（設
置位置環境情報）を取得するセンサを含む。尚、後述するように、センサ部１４０から出
力される情報は、通信端末２００が複数の位置情報信号を受信した場合における位置情報
信号の選択や、自身が現在位置を求める際の補正に用いられる。
電源部１６０は、位置情報送信機１００の各部に駆動電力を供給する。

図３に位置情報データベース１１２２の一例を示す。位置情報データベース１１２２に
は、境界フラグ３１１、高さ３１２、位置情報送信機１００の設置位置（緯度３１３、経
度３１４）、センサ情報３１５、自機チャンネル３１６、周辺他機チャンネル３１７等が
登録されている。以下、位置情報データベース１１２２に登録されている情報のことを位
置情報と称する。

位置情報データベース１１２２に登録されている情報のうち、境界フラグ３１１には、
「１：オン」又は「０：オフ」が設定される。境界フラグ３１１は、通信端末２００が、
自身の相関器の夫々を衛星測位信号又は位置情報信号のいずれを受信するのか（動作モー
ド）を設定するために用いられる情報（動作モード設定情報）である。境界フラグ３１１
の値は、例えば図１における建物３の出入口３１付近に設けられた位置情報送信機１００
（１）については「１：オン」に設定され、建物３内の他の位置情報送信機１００（２）
〜（５）の境界フラグ３１１については「０：オフ」に設定される。

センサ情報３１５には、センサ部１４０の各種センサによって検出されたリアルタイム
な検出値が設定される。
自機チャンネル３１６には、当該位置情報送信機１００が送信する位置情報信号の送信
チャンネル（自機のＣ／Ａコードに対応）を示す情報が設定される。
周辺他機チャンネル３１７には、その位置情報送信機１００の周辺に設置されている他
の位置情報送信機１００の位置情報信号の送信チャンネル（他機のＣ／Ａコードに対応）
を示す情報が設定される。

図４は位置情報送信機１００によって行われる位置情報信号の送信処理を説明するフロ
ーチャートである。尚、以下の説明において、符号の前に付した「Ｓ」の文字はステップ
を意味する。

位置情報信号の送信に際し、位置情報送信機１００のデジタル処理部１１０は、先ず位
置情報データベース１１２２から位置情報信号に含ませる位置情報を取得する（Ｓ４１１
）。次にデジタル処理部１１０は、取得した位置情報を含んだ航法メッセージを生成し（
Ｓ４１２）、生成した航法メッセージをサブフレームに格納する（Ｓ４１３）。

次にデジタル処理部１１０は、サブフレームに格納した航法メッセージを自機のＣ／Ａ
コードでスペクトラム拡散したデジタル信号（ビットストリーム）を生成し（Ｓ４１４）
、生成したデジタル信号を無線送信部１２０に入力する（Ｓ４１５）。無線送信部１２０
は、入力されるデジタル信号によって搬送波を変調し、アンテナ１２４から位置情報信号
を送信する（Ｓ４１６）。尚、位置情報送信機１００は、以上のようにして生成された位
置情報信号を所定のタイミングで繰り返し送信する。

図５に通信端末２００のブロック図を示している。同図に示すように、通信端末２００
は、ベースバンド処理部２１０、無線受信部２２０、クロック部２３０、センサ部２４０
、電界強度測定部２４１、操作部２５１、表示部２５２、通信Ｉ／Ｆ２５３、及び電源部
２６０を備えている。通信端末２００は、例えばＧＰＳ受信装置やＧＰＳが搭載された携
帯電話機である。

ベースバンド処理部２１０は、ＣＰＵ２１１、及び記憶部２１２を含む。ＣＰＵ２１１
は、記憶部２１２に格納されているプログラムを実行することにより通信端末２００の様
々な機能を実現する。

記憶部２１２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等である。記憶部２１２には、通信端末２００の動作モードを設定する機能（以下、動作モード設定部と称する。）を実現するプログラムである動作モード設定プログラム２１２１、自機の現在位置の取得（測位）に関する機能（以下、測位処理部と称する。）を実現するプログラムである測位処理プログラム２１２２、センサ情報等による位置補正に関する機能（以下、位置補正部と称する。）を実現するプログラムである位置補正プログラム２１２３が格納されている。

無線受信部２２０は、相関部２２１、Ａ／Ｄ変換部２２２、復調部２２３、及びアンテ
ナ２２４を含む。
このうち復調部２２３は、クロック部２３０から入力されるクロック信号によって、ア
ンテナ２２４で受信したアナログ信号を復調（ＢＰＳＫ復調）した信号（以下、受信信号
と称する。）を生成し、生成した受信信号をＡ／Ｄ変換部２２２に入力する。
Ａ／Ｄ変換部２２２は、復調部２２３から入力される受信信号をデジタル信号に変換す
る。

相関部２２１は、並列動作可能（異なるＣ／Ａコードに対応する複数のチャンネルを同
時にトラッキング可能）な複数の相関器２２１１を含む。各相関器２２１１には夫々が復
調するＣ／Ａコードをそれぞれ独立して設定することができる。各相関器２２１１は、Ａ
／Ｄ変換器２２２から入力されるデジタル信号に含まれるＣ／Ａコードをレプリカパター
ン（通信端末２００が独自に記憶又は生成するＣ／Ａコード）と比較し、デジタル信号に
含まれるＣ／Ａコードを復調した信号をベースバンド処理部２１０に入力する。

クロック部２３０は、ＣＰＵ２１１を動作させるためのクロック信号、復調部２２３の
復調に必要なクロック信号（例えば１．０２４ＭＨｚ）を生成する。クロック部１３０は
、例えばＴＣＸＯ（温度保証型水晶発振器）やＯＣＸＯ（恒温槽型水晶発振器）等の発振
器を含む。

操作部２５１は、通信端末２００に対して操作入力を行うためのユーザインタフェース
であり、操作ボタンや操作ダイヤル等である。
表示部２５２は、各種の情報を表示するインタフェースであり、液晶モニタや有機ＥＬ
パネル等である。

通信Ｉ／Ｆ２５３は、位置情報送信機１００を外部装置に接続するための通信インタフ
ェースである。例えばＲＳ−２３２Ｃ、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Tr
ansmitter）、オープンコレクタ（Open Collector）、ＴＴＬ（Transistor-Transistor L
ogic）、パラレルＩ／Ｆ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等である。

センサ部２４０は、気圧センサや照度センサ等の自身の現在の周囲環境を示す情報（現
在位置環境情報）を取得するセンサを含む。電界強度測定部２４１は、例えばＲＳＳＩ回
路によって構成され、受信した無線信号の電界強度を示す信号をベースバンド処理部２１
０に入力する。
電源部２６０は、通信端末２００の各部に駆動電力を供給する。

図６は動作モード設定部によって行われる処理（動作モード設定処理）を説明するフロ
ーチャートである。尚、同図に示す処理は、例えば通信端末２００の電源が投入された際
やユーザが所定の設定操作を行った際に自動的にもしくは手動により開始される。

まず動作モード設定部は、通信端末２００に現在設定されている動作モードを取得する
。ベースバンド処理部２１０の記憶部２１２には、通信端末２００に現在設定されている
動作モードを示す情報が格納されており、動作モード設定部はこの情報を取得する（Ｓ６
１１）。

次に動作モード設定部は、取得した動作モードに応じて相関部２２１の各相関器が補足
する無線信号（衛星測位信号又は位置情報信号）のチャンネル（各相関器が復調するＣ／
Ａコード）と中心周波数を設定する（Ｓ６１２、Ｓ６１３）。中心周波数は例えばＬ１信
号の場合は１５７５．４２ＭＨｚである。尚、必ずしも完全にこの周波数に一致するわけ
ではなく、少しずれた周波数に設定される場合もある。

図７は相関器が５個である場合における各相関器の設定例である。同図に示すように、
動作モードが「屋内・屋外兼用」に設定されていた場合（Ｓ６１１：屋内・屋外兼用）、
動作モード設定部は４個の相関器（１〜４）を衛星測位信号のチャンネル（８ｃｈ、１１
ｃｈ、１５ｃｈ、２０ｃｈ）に設定し、他の１個の相関器（５）を位置情報信号のチャン
ネル（１８０ｃｈ）に設定する。

また動作モードが「屋内」に設定されていた場合（Ｓ６１１：屋内）、動作モード設定
部は１個の相関器（１）のみを衛星測位信号のチャンネル（８ｃｈ）に設定し、他の４個
の相関器（２〜５）を位置情報信号のチャンネル（１７４ｃｈ、１７５ｃｈ、１７９ｃｈ
、１８０ｃｈ）に設定する。

ここでいずれの動作モードにおいても少なくとも１個の相関器（同図では相関器（５）
）については特定の位置情報信号のチャンネル（１８０ｃｈ）に設定される。これは後述
するように、通信端末２００が、境界フラグが「１」に設定されている位置関係情報を受
信した場合に自動的に動作モードの設定を行うためである。

尚、以上では相関部２２１が５個の相関器を備えている場合を例として説明したが、相
関部２２１が備えている相関器の数はこれに限られない。例えば相関部２２１が１６個の
相関器を有している場合には、動作モードが「屋外・屋内兼用」である場合は１４個の相
関器を衛星測位信号のチャンネルに、他の２個を位置情報信号のチャンネルに設定する。
また動作モードが「屋内」である場合は２個の相関器を衛星測位信号のチャンネルに、他
の１４個を位置情報信号のチャンネルに設定する。

図８は測位処理部によって行われる自機の現在位置を取得する処理（測位処理）を説明
するフローチャートである。

測位処理部は、無線受信部２２０から入力される信号に基づき、無線信号（衛星測位信
号又は位置情報信号）を受信した相関器が存在するか否かをリアルタイムに監視しており
（Ｓ８１１）、無線信号を受信した相関器があると（Ｓ８１１：ＹＥＳ）、その相関器が
受信した無線信号に含まれる航法メッセージを取得する（Ｓ８１２）。

次に測位処理部は、無線信号を受信した相関器に設定されているチャンネルが、人工衛
星のチャンネルか、又は位置情報送信機のチャンネルかを調べることにより、受信した無
線信号が衛星測位信号か位置情報信号かを判断する（Ｓ８１３）。衛星測位信号である場
合には（Ｓ８１３：衛星測位信号）、測位処理部は衛星測位信号に基づく測位処理（Ｓ８
１４）を実行する。一方、受信した無線信号が位置情報信号である場合には（Ｓ８１３：
位置情報信号）、測位処理部は位置情報信号に基づく測位処理（Ｓ８１５）を実行する。

図９は衛星測位信号に基づく測位処理（Ｓ８１４）を説明するフローチャートである。

同図に示すように、測位処理部は、まず複数の衛星測位信号を受信したか否かを判断し
（Ｓ９１１）、複数の衛星測位信号を受信している場合には（Ｓ９１１：ＹＥＳ）、受信
した各衛星測位信号から航法メッセージを取得する（Ｓ９１２）。一方、測位処理部は、
複数の衛星測位信号を受信していないと判断した場合には（Ｓ９１１：ＮＯ）、処理を終
了する。

次に測位処理部は、Ｓ９１２で取得した各衛星測位信号の航法メッセージに基づいて、
各人工衛星の位置を求める（Ｓ９１３）。即ち測位処理部は、各人工衛星からの電波の伝
搬時間に基づき通信端末２００から各人工衛星までの距離（疑似距離）を求め、航法メッ
セージに含まれている精密軌道情報（エフェメリス）から人工衛星の座標を算出する。

次に測位処理部は、４つ以上の人工衛星からの衛星測位信号を受信したか否かを判断す
る（Ｓ９１４）。４つ以上の人工衛星からの衛星測位信号を受信している場合には（Ｓ９
１４：ＹＥＳ）、測位処理部は、Ｓ９１３で求めた各人工衛星の位置から自身の現在位置
（緯度、経度、高さ）を算出する（Ｓ９１５）。一方、４つ以上の人工衛星からの衛星測
位信号を受信していない場合には（Ｓ９１４：ＮＯ）、処理を終了する。

図１０は位置情報信号に基づく測位処理（Ｓ８１５）を説明するフローチャートである
。

同図に示すように、測位処理部は、まずＳ８１２で取得した航法メッセージが位置情報
送信機１００から送信されたものであるか否かを判断する（Ｓ１０１１）。取得した航法
メッセージが位置情報送信機１００から送信されたものであると判断した場合には（Ｓ１
０１１：ＹＥＳ）、Ｓ１０１２に進み、位置情報送信機１００から送信されたものではな
いと判断した場合には（Ｓ１０１１：ＮＯ）処理を終了する。
尚、航法メッセージが位置情報送信機１００から送信されたものであるか否かの判断は
、例えば航法メッセージ（又は位置情報信号）に、それが位置情報送信機１００から送信
されたものであることを示す情報が含まれているか否かを調べることにより行う。

次のＳ１０１２では、測位処理部は、航法メッセージから位置情報（境界フラグ３１１
，設置高さ３１２、設置位置（緯度３１３、経度３１４）、センサ情報３１５等）を取得
する。
次に測位処理部は、位置情報の境界フラグ３１１の内容を調べる（Ｓ１０１３）。境界
フラグが「１：オン」であった場合には（Ｓ１０１３：オン）、Ｓ１０１４に進む。境界
フラグが「０：オフ」であった場合には（Ｓ１０１３：オフ）、Ｓ１０１７に進む。

Ｓ１０１４において、測位処理部は、通信端末２００に設定されている現在の動作モー
ドを調べる（Ｓ１０１４）。そして現在の動作モードが「屋内・屋外兼用モード」に設定
されていた場合（Ｓ１０１４：屋内・屋外兼用）、測位処理部は通信端末２００の動作モ
ードを「屋内モード」に設定する（Ｓ１０１５）。一方、現在の動作モードが「屋内モー
ド」に設定されていた場合（Ｓ１０１４：屋内）、測位処理部は通信端末２００の動作モ
ードを「屋内・屋外兼用モード」に設定する（Ｓ１０１６）。

尚、Ｓ１０１４において、現在の動作モードが「屋内・屋外兼用モード」になっている
場合とは、例えば、図１において建物３の外にいた通信端末２００のユーザが建物３の出
入口３１に近づいて位置情報送信機１００（１）の位置情報信号を受信した場合である。

また、Ｓ１０１４において、現在の動作モードが「屋内モード」になっている場合とは
、例えば、図１において通信端末２００のユーザが建物３の出入口３１を通過して建物３
の中に入ったことにより、出入口３１を通過した際に境界フラグが「１：オン」に設定さ
れている位置情報信号を送信する位置情報送信機１００（１）からの位置情報信号を受信
してＳ１０１６で動作モードが「屋内モード」に設定され、その後、再び建物３の外に出
るためにユーザが出入口３１に近づき、位置情報送信機１００（１）の位置情報信号を受
信した場合である。

このように、電源投入時等において初期設定されている通信端末２００の動作モードは
、境界フラグが「１：オン」に設定されている位置情報送信機１００からの位置情報信号
を通信端末２００が受信することにより、自動的に通信端末２００が自身の現在位置を取
得するのに好適な動作モードに設定される。このため、例えば通信端末２００が屋内にあ
る場合は位置情報信号を受信する相関器の割合を増やし、逆に屋外にある場合は衛星測位
信号を受信する相関器の割合を増やすといった設定を自動的に行うことが可能となる。そ
してこのように動作モードの設定が適切に行われることにより通信端末２００が自身の現
在位置を特定できない期間が少なくなって、通信端末２００は、安定して確実に自身の現
在位置を取得することができるようになる。

図１０のＳ１０１７では、測位処理部は、次の位置決定処理（Ｓ１０１７）を行う。図
１１は位置決定処理（Ｓ１０１７）を説明するフローチャートである。

位置決定処理（Ｓ１０１７）において、まず測位処理部は、複数の位置情報信号を受信
しているか否かを判断する（Ｓ１１１７）。携帯端末２００が複数の位置情報信号を受信
している場合とは、例えば、複数の位置情報送信機１００の設置位置の中間位置付近にい
る場合や、現在通信端末２００がある部屋に設けられている位置情報送信機１００からの
位置情報信号とともに、他の部屋に設けられている位置情報送信機１００からの位置情報
信号（壁、床、窓等を透過して届く位置情報信号）を受信してしまっている場合である。

Ｓ１１１７において、携帯端末２００が複数の位置情報信号を受信していると判断した
場合には（Ｓ１１１７：ＹＥＳ）、Ｓ１１１８に進む。一方、複数の位置情報信号を受信
していないと判断した場合には（Ｓ１１１７：ＮＯ）、Ｓ１１１９に進む。

Ｓ１１１８では、測位処理部は、受信した複数の位置情報信号の中から、自身の現在位
置を求めるのに選択すべき位置情報信号を決定する。

ここで測位処理部は、例えば電界強度測定部２４１から取得される各位置情報信号の夫
々の電界強度を比較して、電界強度の最も強い位置情報信号を選択する。
また例えば、測位処理部は、センサ部２４０から取得される気圧や照度等の値と位置情
報信号に含まれている位置情報のセンサ情報の値とを比較し、両者の類似度の最も高い位
置情報信号を選択する。
また例えば、測位処理部は、位置情報のセンサ情報３１５の気圧と自身がセンサ部２４
０から取得した気圧との差が最も小さい位置情報信号を選択する。
また例えば、測位処理部は、位置情報のセンサ情報３１５の照度と自身がセンサ部２４
０から取得した照度との差が最も小さい位置情報信号を選択する。
また例えば、測位処理部は、気圧や照度などに所定の重み付けをして求めた総合的な相
関値に基づいて、いずれの位置情報信号を選択するかを決定する。

尚、このように、測位処理部は、通信端末２００と位置情報送信機１００の夫々で測定
した値を比較した結果に基づいて、つまり両者の相対的な関係に基づき選択すべき位置情
報信号を決定するので、大気圧の変化や日照の変化による照度の変化等の環境変化に影響
されることなく、選択すべき位置情報信号を適切に決定することができる。

Ｓ１１１９において、測位処理部は、受信した位置情報信号（複数の位置情報信号を受
信している場合はＳ１１１８で決定した位置情報信号）に含まれている位置情報に基づき
自身の現在位置を求める。例えば測位処理部は、位置情報の設置高さ３１２、設置位置（
緯度３１３、経度３１４）を自身の現在位置とする。

また例えば測位処理部は、位置情報の設置高さ３１２、設置位置（緯度３１３、経度３
１４）を、位置情報のセンサ情報３１５とセンサ部２４０から取得される値とによって補
正した値を自身の現在位置とする。

具体的には、例えば両者の気圧に差がある場合、気圧と高度の関係式（又は気圧と高度
の関係を示すテーブル）に基づき位置情報から取得した設置高さ３１２を補正する。また
例えば両者の照度に差がある場合には、照度と位置（緯度、経度）の関係を示すテーブル
（又は関係式）に基づき位置情報から取得した設置位置（緯度３１３、経度３１４）を補
正する。

このように、測位処理部は、受信した位置情報から取得したセンサ情報３１５と、自身
のセンサ部２４０から取得される値とを比較することにより、位置情報から取得される設
置高さ３１２、設置位置（緯度３１３、経度３１４）を自動的に補正し、補正後の値を自
身の現在位置として取得する。このため、通信端末２００は、自身の現在位置として正確
な値を取得することができる。

また通信端末２００が携帯電話機である場合等、位置情報送信機１００の設置高さと通
信端末２００の高さ（ユーザが通信端末２００を携帯している高さ）があらかじめ知れて
いる場合には、測位処理部は、その差分を位置情報から取得される設置高さ３１２、設置
位置（緯度３１３、経度３１４）に加算又は減算することにより、位置情報の設置高さ３
１２を補正する。

ところで、図６では動作モードが２つ（屋内・屋外兼用、及び屋内）の場合について説
明したが、動作モードの数は必ずしも２つに限られない。例えば図１２に示すように、動
作モードを３つ（屋外、屋内・屋外兼用、屋内）とすることもできる。図１３は図６の動
作モード設定処理の変形例であり、動作モードが３つである場合における動作モード設定
処理を説明するフローチャートである。

図１３のＳ１３１１において、動作モード設定部は、通信端末２００に現在設定されて
いる動作モードを取得する。次に動作モード設定部は、取得した動作モードに応じて相関
部２２１の各相関器が補足する無線信号（衛星測位信号又は位置情報信号）のチャンネル
及び中心周波数を設定する（Ｓ１３１２、Ｓ１３１３、Ｓ１３１４）。

ここで図１２に示すように、動作モードが「屋外」に設定されていた場合には（Ｓ１２
１１：屋外）、動作モード設定部は４個の相関器（１〜４）を衛星測位信号のチャンネル
（８ｃｈ、１１ｃｈ、１５ｃｈ、２０ｃｈ）に設定し、他の１個の相関器（５）を位置情
報信号のチャンネル（１８０ｃｈ）に設定する。

また動作モードが「屋内・屋外兼用」に設定されていた場合には（Ｓ１２１１：屋内・
屋外兼用）、動作モード設定部は２個の相関器（１〜２）を衛星測位信号のチャンネル（
８ｃｈ、１１ｃｈ）に設定し、他の３個の相関器（３〜５）を位置情報信号のチャンネル
（１７５ｃｈ、１７９ｃｈ、１８０ｃｈ）に設定する。

また動作モードが「屋内」に設定されていた場合には（Ｓ１２１１：屋内）、動作モー
ド設定部は１個の相関器（１）のみを衛星測位信号のチャンネル（８ｃｈ）に設定し、他
の４個の相関器（２〜５）を位置情報信号のチャンネル（１７４ｃｈ、１７５ｃｈ、１７
９ｃｈ、１８０ｃｈ）に設定する。

ここで図６におけるのと同様に、いずれの動作モードにおいても、少なくとも一つの相
関器（同図では相関器（５））は位置情報送信機１００に付与されている特定のチャンネ
ル（１８０ｃｈ）を受信するように設定される。

尚、動作モードが３つである場合においても、図６の場合と同様に相関器の数は５つに
限定されない。例えば相関部２２１が１６個の相関器を有している場合には、動作モード
が「屋外」である場合は１４個の相関器を衛星測位信号のチャンネルに設定し、他の２個
を位置情報信号のチャンネルに設定する。また動作モードが「屋外・屋内兼用」である場
合は７個の相関器を衛星測位信号のチャンネルに設定し、他の９個を位置情報信号のチャ
ンネルに設定する。また動作モードが「屋内」である場合は２個の相関器を衛星測位信号
のチャンネルに設定し、他の１４個を位置情報信号のチャンネルに設定する。

尚、動作モードが「屋外」に設定されている通信端末２００が、境界フラグ３１１が「
１」に設定されている位置情報送信機１００（例えば図１の位置情報送信機１００（１）
）からの位置情報信号を受信した場合に、通信端末２００が自動的に自身の動作モードを
「屋内・屋外兼用」又は「屋内」に切り替えるようにしてもよい。

また動作モードが「屋内」又は「屋内・屋外兼用」に設定されている通信端末２００が
、境界フラグが「１」に設定されている位置情報送信機１００（１）からの位置情報信号
を受信した場合に、通信端末２００が自動的に自身の動作モードを「屋内」又は「屋内・
屋外兼用」から「屋外」に切り替えるようにしてもよい。

また動作モードが「屋内・屋外兼用」に設定されている通信端末２００が、境界フラグ
が「１」に設定されている位置情報送信機１００（１）以外の位置情報送信機（２〜５）
からの位置情報信号を受信した場合に、通信端末２００が自動的に自身の動作モードを「
屋内・屋外兼用」から「屋内」に切り替えるようにしてもよい。

また動作モードが「屋内」又は「屋内・屋外兼用」に設定されている通信端末２００が
、境界フラグが「１」に設定されている位置情報送信機１００（１）以外の位置情報送信
機（２〜５）からの位置情報信号を所定時間以上受信できなくなった場合に、通信端末２
００が自動的に自身の動作モードを「屋内」又は「屋内・屋外兼用」から「屋外」に切り
替えるようにしてもよい。

また動作モードが「屋内・屋外兼用」又は「屋内」に設定されている通信端末２００が
、人工衛星２からの衛星測位信号を受信した場合に、通信端末２００が自動的に自身の動
作モードを「屋内」又は「屋内・屋外兼用」から「屋外」に切り替えるようにしてもよい
（衛星測位信号を優先する設定）。

ところで、以上の実施形態の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発
明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る
と共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

例えば、以上の説明では通信端末２００が、自身の各相関器に異なるチャンネルを割り
当てるようにしているが、自身の複数の相関器の夫々が同じチャンネルの位置情報信号を
受信するように設定し、同じチャンネルの位置情報信号を受信するように設定された各相
関器が、設定されているチャンネルについてのサーチすべき周波数範囲における異なる周
波数範囲をサーチするようにしてもよい。

具体的には、例えば、設定されているチャンネルのサーチすべき周波数範囲が周波数ｆ
１〜ｆ３である場合には、第１の相関器が周波数ｆ１〜ｆ２（ｆ１＜ｆ２＜ｆ３）をサー
チするように設定し、第２の相関器が周波数ｆ２〜ｆ３をサーチするように設定する。

このようにすれば、当該チャンネルのサーチが複数の相関器により分担して同時並行的
に行われ、個々の相関器がサーチすべき周波数範囲が狭くなるのでサーチ時間が短縮され
る。その結果、通信端末２００が自身の現在位置を取得するのに要する時間が短縮される
こととなる。尚、第１の相関器がサーチする周波数範囲と第２の相関器がサーチする周波
数範囲とは、重複する範囲がなるべく少なくなるように設定することが好ましい。

また例えば、周辺他機チャンネル３１７に設定されているチャンネルを設定した位置情
報を含んだ位置情報信号を送信し、通信端末２００が、位置情報の周辺他機チャンネル３
１７に設定されているチャンネルを受信するように自身の相関器を自動的に設定するよう
にしてもよい。このようにすれば、例えば通信端末２００が移動した際、移動先に存在す
る位置情報送信機１００から送信される位置情報信号のサーチに要する時間が短縮され、
その結果、通信端末２００が自身の現在位置を取得するのに要する時間が短縮される。

尚、以上では、センサとして気圧センサ及び照度センサを例示しているが、センサの種
類はこれらに限られない。例えば、温度センサや湿度センサであってもよい。また人工衛
星２や位置情報送信機１００から送信される無線信号の種類は電波に限られない。例えば
無線信号は光や赤外線等を利用するものであってもよい。

２ 人工衛星
３ 建物
３１ 出入口
１００ 位置情報送信機
１１０ デジタル処理部
１１１ ＣＰＵ
１１２ 記憶部
１１２１ 位置情報送信プログラム
１１２２ 位置情報データベース
１２０ 無線送信部
１２１ Ｄ／Ａ変換部
１２２ 搬送波生成部
１２３ 変調部
１３０ クロック部
１４０ センサ部
２００ 通信端末
２１０ ベースバンド処理部
２１１ ＣＰＵ
２１２ 記憶部
２１２１ 動作モード設定プログラム
２１２２ 測位処理プログラム
２１２３ 位置補正プログラム
２２０ 無線受信部
２２１ 相関部
２２３ 復調部
２４０ センサ部
２４１ 電界強度測定部
３１１ 境界フラグ
３１２ 設置高さ
３１３ 緯度
３１４ 経度
３１５ センサ情報
３１６ 自機チャンネル
３１７ 周辺他機チャンネル

Claims (12)

1. 緯度、経度及び高さが異なる屋内の複数の位置の設置された位置情報送信機と、通信端末と、を有する測位システムであって、
   前記位置情報送信機は、
   緯度、経度、および、高さ情報を含む位置情報を記憶する記憶部と、
   前記送信機の周囲気圧を示す情報を取得する送信機センサ部と、
   前記位置情報と前記周囲気圧を示す情報とを無線信号として送信する送信部と、
   を有し、
   前記通信端末は、
   前記複数の位置情報送信機からの無線信号を受信する受信部と、
   前記通信端末の周囲気圧を示す情報を取得する通信端末センサ部と、
   前記受信部において受信された前記複数の位置情報送信機の周囲気圧を示す情報と、前記通信端末の周囲気圧を示す情報を比較し、前記受信部において受信された複数の位置情報から自身の現在位置を求めるために使用する位置情報を選択することにより前記通信端末の位置を測位する測位処理部と、
   を有することを特徴とする測位システム。
2. 請求項１に記載の測位システムであって、
   前記位置情報送信機は、前記周囲気圧を示す情報と共に、照度情報を送信することを特徴とする測位システム。
3. 請求項１または２に記載の測位システムであって、
   前記記憶部は、前記位置情報送信機の周囲に設置されている他の位置情報送信機が位置情報信号を送信する際に使用するチャンネルの情報を記憶しており、前記送信部は、前記チャンネル情報を前記通信端末に送信し、
   前記受信部は、前記チャンネル情報を受信し、当該チャンネル情報に基づいて、前記受信部が有する相関器の調整を行うことを特徴とする測位システム。
4. 請求項３に記載の測位システムであって、
   前記チャンネルの情報は、ＰＲＮ番号（Pseudo Random Noise Code）であることを特徴とする測位システム。
5. 請求項１または２に記載の測位システムであって、
   前記位置情報送信機が発信する無線信号は、スペクトラム拡散した信号であり、所定のタイミングで繰り返し送信し、前記通信端末は複数の相関器を有することによって、同時に複数の前記位置情報および前記周囲気圧を示す情報を受信できることを特徴とする測位システム。
6. 請求項１に記載の測位システムであって、
   前記位置情報送信機が送信する無線信号は、衛星測位信号と互換性を有する信号であって、前記通信端末の受信部は、前記衛星測位信号の受信が可能であることを特徴とする測位システム。
7. 緯度、経度及び高さが異なる屋内の複数の位置情報及びその周囲気圧を示す情報を送信する複数の位置情報送信機の無線信号を受信する通信端末であって、
   前記位置情報送信機からの無線信号を受信する受信部と、
   前記通信端末の周囲気圧を示す情報を取得する通信端末センサ部と、
   前記受信部において受信された前記複数の位置情報送信機の周囲気圧を示す情報と、前記通信端末の周囲気圧を示す情報を比較し、前記受信部において受信された複数の位置情報から自身の現在位置を求めるために使用する位置情報を選択することにより前記通信端末の位置を測位する測位処理部と、
   を有することを特徴とする通信端末。
8. 請求項７に記載の通信端末であって、
   前記周囲気圧を示す情報と共に、照度情報を受信することを特徴とする通信端末。
9. 請求項７または８に記載の通信端末であって、
   前記受信部は、前記位置情報送信機から送信される周囲に設置されている他の位置情報送信機が位置情報信号を送信する際に使用するチャンネルの情報を受信し、当該チャンネル情報に基づいて、前記受信部が有する相関器の調整を行うことを特徴とする通信端末。
10. 請求項９に記載の通信端末であって、
    前記チャンネルの情報は、ＰＲＮ番号（Pseudo Random Noise Code）であることを特徴とする通信端末。
11. 請求項７または８に記載の通信端末であって、
    前記通信端末は複数の相関器を有することによって、前記位置情報送信機から所定のタイミングで繰り返し発信されるスペクトラム拡散した無線信号を受信し、同時に複数の前記位置情報および前記周囲気圧を示す情報を受信できることを特徴とする通信端末。
12. 請求項７に記載の通信端末であって、
    前記位置情報送信機が送信する無線信号は、衛星測位信号と互換性を有する信号であって、前記通信端末の受信部は、前記衛星測位信号の受信が可能であることを特徴とする通信端末。

Images