JP5973499B2 - 高反射環境における歩行者の位置決め - Google Patents

Description

本発明は、測位システムに、詳細には歩行者ユーザーの測位システムに関する。

ナビゲーションおよび測位システムは、たとえば全地球測位システム（GPS: Global Positioning System）のような利用可能なさまざまな全地球ナビゲーション衛星システム（GNSS: Global Navigation Satellite System）の一つを使って、普通に利用されている。そのようなシステムでは、ユーザー装置は、それぞれ所定の軌道をもつ複数の衛星ビークルからの信号を受信する。結果として、ユーザー装置は受信信号に対する測定を行なうことができ、それを使ってユーザーの位置および速度の推定を提供することができる。

そのようなシステムのよく知られた一つの問題は、衛星ビークルからの信号が、衛星ビークルとユーザー装置の間の見通し経路にあるまたは該見通し経路に近い障害物によって反射されたり屈折されたりした後にユーザー装置に到着することがあるということである。これらの障害物は、直接の見通し信号が有意に、可能性としてはユーザー装置が事実上受信できないほどまでに減衰させられるという効果をもつこともある。

この問題の効果は、ユーザー装置がユーザーの位置および速度について良好な推定をすることができないということでありうる。

米国特許出願公開第2008/0238772号

特許文献１は、高い建物のような多くの潜在的な障害物がある都市環境において使うための測位システムを記載している。記載されるシステムでは、建物の位置がシステムに記憶されている。そこで、装置の位置は、内部ナビゲーション・システムからのおよび衛星測位システムからの信号を使って決定され、衛星測位システムは既知の障害物の一つから反射されるマルチパス信号の特性を予測する。これは、潜在的な障害物の位置の詳細な知識を必要とする。

本発明によれば、ユーザーが歩行者であることを判別し、ユーザーの速さを推定することを含む測位システムの動作方法が提供される。本方法は、位置がわかっている一つの電波送信機からの第一の信号を追跡し、次いでその送信機からの追加的な信号を、前記第一の信号および前記追加的な信号または各追加的な信号が、ユーザーの推定された速さに整合しかつ前記信号の一つまたは複数がユーザーの近傍の反射体から反射されたものであることに整合するような探索空間において、検出しようと試みることを含む。前記一つの送信機からの一つまたは複数の検出された追加的な信号が追跡され、前記第一の信号および前記一つまたは複数の検出された追加的な信号から導出された候補測定値が、ユーザーの位置および／または速度を推定するときに使うために提供される。

前記探索空間は、前記第一の信号の測定された周波数と前記追加的な信号の測定された周波数との間の差の絶対値が、ユーザーの推定される速さの二倍に対応するドップラー偏移より小さいようなものである。

本方法は、前記一つの送信機からの追加的な信号を、前記第一の信号および前記追加的な信号または各追加的な信号が、ユーザーの推定された速さと整合しかつ前記信号の一つまたは複数がユーザーの近傍の反射体から反射されたものであることに整合するような探索空間において、検出しようと試みることを、各検出された追加的な信号について、前記第一の信号から導出された擬似距離と前記追加的な信号から導出された擬似距離との間の差の絶対値が、可能性がある反射体からのユーザーの推定される最大距離の二倍より小さいかどうかを判定することによって行なうことを含んでいてもよい。

ユーザーが歩行者であることの判別は、慣性センサー信号に基づいていてもよい。慣性センサーは、加速度計を含んでいてもよく、その場合、本方法は、加速度計からの加速度信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含んでいてもよい。あるいは慣性センサーは、ジャイロスコープを含んでいてもよく、その場合、本方法は、ジャイロスコープからの回転レート信号または回転信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含んでいてもよい。慣性センサーはさらに磁気計を含んでいてもよい。

候補測定は、電波送信機への擬似距離測定値、電波送信機へのドップラー測定値および／または電波送信機への搬送波位相測定値を含んでいてもよい。

前記候補測定に関連付けられた品質指標が提供されてもよく、その場合、本方法は、それらの候補測定から選択されるある測定を使ってユーザーの位置および／または速度を推定することを含んでいてもよく、前記選択は前記品質指標に基づいて前記ある測定を選択することを含む。

本方法は、前記候補測定から選択されるある測定を使ってユーザーの位置および／または速度を推定し、前記ある測定は他の電波送信機から受信される信号から導出される測定との整合性に基づいて選択されてもよい。

本方法は、前記候補測定から選択されるある測定を使ってユーザーの位置および／または速度を推定し、前記ある測定は前記候補測定から導出されるそれぞれの擬似距離に基づいて選択されてもよい。

ユーザーの速さの推定は、ユーザーの推定される歩調〔ステップ〕周波数に基づいていてもよい。

本発明の第二の側面によれば、ユーザーが歩行者であるかどうかを判定するために使用できる信号を提供するセンサーと；前記第一の側面に基づく方法を実行する少なくとも一つのプロセッサとを有する測位システムが提供される。

好ましい実施形態についてこれから付属の図面を参照して、あくまでも例として述べる。
ナビゲーションおよび測位システムを含む電子装置の概略的なブロック図である。 図１のシステムの可能な展開を示す図である。 ある特別な場合に前記ナビゲーションおよび測位システムによって受信される信号に対する反射の効果を示す図である。 より一般的な場合に前記ナビゲーションおよび測位システムによって受信される信号に対する反射の効果を示す図である。 前記ナビゲーションおよび測位システムによって実行される方法を示す流れ図である。

図１は、電子装置１０において提供されるナビゲーションおよび測位システムを示している。例として、電子装置１０はスマートフォン、タブレットまたはノートブック・コンピュータなどであってもよく、あるいは特化した追跡装置であってもよい。

ナビゲーションおよび測位システムは、図１では、複数の別個の処理装置の間に分割されたものとして示されている。一例では、電子装置１０は全地球ナビゲーション衛星システム（GNSS）、たとえば全地球測位システム（GPS）チップセット１２と、電子装置１０の他の必要な機能を提供するためにも使用されるホスト・プロセッサ１４とを含んでいる。

電子装置１０は、少なくとも一つの追加的なセンサー１６をも含む。これについてはのちにより詳細に述べる。

GNSSチップセット１２は、衛星ビークルによって送信される信号を受信するための無線周波数（RF: radio frequency）フロントエンド回路２２を含む。受信信号は測定エンジン２４の形のソフトウェアに渡される。これは、追跡コントローラ２６および測定プロセッサ２８を含むものと考えることができる。追跡コントローラ２６はRFフロントエンド回路の動作を制御して、衛星ビークルからの意図された信号を受信するようにする。当該装置の位置および速度の決定のために必要とされる測定値は測定プロセッサ２８によって抽出される。

ホスト・プロセッサ１４は測位エンジン３２の形のソフトウェアを走らせる。これはコントローラ３４および位置‐速度‐時間（PVT: position-velocity-time）プロセッサ３６を含む。GNSSチップセット１２および追加的なセンサー１６から受信された測定値を使ってPVTプロセッサ３６が当該装置の位置および速度ならびに時刻を計算する間、コントローラ３４が測位エンジン３２および測定エンジン２４を協調させる。本発明はここではGNSS衛星ナビゲーションおよび測位システムにおける使用に言及しつつ記述されているが、装置が位置（適切であれば速度も）がわかっている送信機からの信号を受信する他のシステムにおいても等しく使用できる。たとえば、そのような送信機はGNSS擬似衛星、屋内メッセージング・システム（IMES: Indoor Messaging System）送信機、ブルートゥース送信機、WiFi送信機、セルラー無線送信機または近距離場通信（NFC: near field communication）送信機の形を取ってもよい。

広く理解されるように、RFフロントエンド回路２２は、図示した例での衛星ビークルのような複数の送信機からの信号を受信するよう制御される。それらの信号から測定エンジン２４によって測定値が抽出され、測位エンジン３２に与えられる。すると測位エンジン３２が当該装置の位置および速度ならびに時刻の推定値を計算する。

典型的には、測定は受信機によって信号が受信される時刻に関係する。受信機が衛星の時刻に完全に同期しているとわかっているクロックを有するならば、信号が受信される時刻は衛星ビークルからの受信機の距離、すなわちレンジを示す。三つ以上の衛星ビークルからのレンジ測定値を得ることによって、受信機の位置が計算できる。実際には、たいていのナビゲーション装置はそのようなクロックはもたず、よって時間オフセットが、信号が受信される時刻に関係する追加的な測定を使って計算されるべきパラメータの一つとなる。同期していない受信機クロックを使って計算されるレンジ測定値は擬似レンジ〔擬似距離〕と称される。典型的には、受信機の三次元的な位置を受信機クロック時間オフセットとともに計算するために、四つ以上の衛星ビークルからの擬似レンジ測定値が使われる。

測定値は衛星から受信される各信号の搬送波の位相にも関係しうる。これは、当該装置の位置および速度ならびに時刻を計算するときに使用できる追加的な情報を提供する。

装置１０の動きにより、受信機によって受信される信号にドップラー効果が生じる。すなわち、受信信号の周波数が、RFフロントエンド回路２２内の局部発振器の周波数と比較されることができる。受信信号の見かけの周波数は、衛星に向かうまたは衛星から遠ざかる当該装置の動きの速さの成分に依存する量だけ偏位する。見かけの周波数は、衛星の時間枠に対する局部発振器の周波数の誤差にも依存する。局部発振器の周波数誤差のドップラー測定に対する効果は、レンジ測定に対する受信機の時間オフセットの効果と類似である。しかしながら、ドップラー測定は「擬似ドップラー」ではなくやはり「ドップラー」と称されるのが通例である。ドップラー測定は、装置１０の動きの速度を計算するために使用できる。典型的には、四つ以上の衛星ビークルからのドップラー測定が、受信機クロック周波数オフセットとともに受信機の三次元的な速度を計算するために使われる。装置１０の位置を決定するために反復されるドップラー測定を使うことも可能である。たとえば、ある時刻におけるドップラー測定が装置１０の速度を計算するために使われる場合、これは次のドップラー測定が行なわれるまでの期間内の当該装置の動きを推定するために使われることができ、このプロセスの逐次的な反復が当該装置がたどる経路の推定を得るために使用できる。

図２は、電子装置１０が使用されうる状況を示している。

具体的には、図２の（ａ）は、建物５２、５４を含む都市環境における速さSで動いているユーザー５０の側面図であり、図２の（ｂ）は上から見た図である。ユーザー５０は図１に示した型の電子装置１０を担持するまたは身につけていると想定される。図２は、二つの衛星ビークル６０、６２からの信号を受信する位置にあるユーザー５０を示している。当該装置の位置および速度ならびに受信機クロック時刻および周波数オフセットの正確な推定を得ることができるためには、通例、少なくとも四つの衛星ビークルからの信号を受信することが必要であることが認識されるであろう。だが、図２では、明確のため、二つの衛星ビークルしか示していない。本発明の動作を例解するにはこれで十分である。

図２は、第一の衛星ビークル６０からユーザー５０によって受信される見通し信号７０を示しており、建物５２から反射した後に第一の衛星ビークル６０からユーザー５０によって受信される信号７２も示している。図２は、第二の衛星ビークル６２からユーザー５０によって受信される見通し信号７４をも示しており、建物５４から反射した後に第二の衛星ビークル６２からユーザー５０によって受信される信号７６も示している。

上述したように、ユーザー５０は、建物５２と第一の衛星ビークル６２の真下の地上の位置との間の直線上である方向に、速さSで、第一の衛星ビークル６２に向かって動いている。

乗り物５０の動きは、GNSSチップセット１２によって受信される信号に対してドップラー効果を引き起こし、その効果を使ってドップラー測定値を生成することができる。ドップラー測定値は、一般的な用語では、衛星ビークルからのユーザーの擬似距離の変化レートを意味するものと解釈される。この議論は、衛星ビークルの動きによって引き起こされるドップラー効果は除去済みであることを想定している。しかしながら、各ドップラー測定値にはいまだ、GNSSチップセットのRFフロントエンド回路内の発振器によって生成される信号の周波数のオフセットによって引き起こされる誤差がある。

図３は、特殊な場合におけるドップラー測定に対するマルチパスの効果を示している。具体的には、図３は、図２に示した状況において第一の衛星ビークル６０からユーザー５０によって取得されることのできるドップラー測定における誤差を示している。

上記のように、図２は、ユーザー５０が衛星ビークル６０と反射体５２との間に延在する直線に沿って速さSで動いている状況を示している。（この状況では、Sの正の値は衛星ビークル６０に向かう動きを表わし、Sの負の値は衛星ビークル６０から遠ざかって信号を反射する建物５２に向かう動きを表わす。）ドップラー測定は、相続く測定の間に信号が伝搬する距離の変化に関係する。

したがって、ユーザー５０が衛星ビークル６０に向かって、すなわち図２の右に動いているとき、ユーザー５０と第一の衛星ビークル６０との間の真の距離は短縮しつつある。しかしながら、反射される信号７２が伝搬する距離は増大しつつある。それは通常なら、ユーザー５０が衛星ビークル６０から遠ざかっていることを示すはずのものである。より具体的には、ユーザー５０が衛星ビークル６０に向かって速度Sで動いているとき、ドップラー測定は、ユーザー５０が速さSで衛星ビークル６０から遠ざかりつつあることを示す。よって、ドップラー測定から得られる速度の符号に誤りがあり、ドップラー測定から得られる速度の絶対値に2Sの誤差がある。

図３は、−1から＋1の範囲の（好適な単位で表わした）速さについて、この状況を図的に示している。任意の所与の速さについて、ドップラー測定から得られた速度の誤差は、逆符号であり、速度の二倍の大きさをもつ。

図３は、ユーザー５０が衛星ビークル６０と反射体５２との間に延在する直線に沿って動いている上記の特殊な場合に当てはまる。より一般的な場合には、反射体の位置は既知ではない。さらに、ユーザーの動きの速さは電子装置上の追加的なセンサー（単数または複数）１６から知りうるが、動きの方向は知り得ない。

図４は、より一般的な状況におけるドップラー測定から得られうる速度の誤差を示している。

図４は、電子装置１０が、ユーザー５０の速度を推定するために使用できる少なくとも一つの追加的なセンサー１６を含むと想定している。追加的なセンサーは加速度計を含んでいてもよく、さらにジャイロスコープおよび／または磁気計を含んでいてもよい。こうして、ユーザー５０の速度が推定されることができる。

ユーザー５０の動きの方向を推定することもできることが有利だが、これは本質的ではない。電子装置１０が何らかの固定したもしくは所定の配向においてユーザー５０に固定されることは必須ではなく、よって追加的なセンサー１６はユーザー５０に対するセンサー１６の配向についての情報を、ユーザー５０の動きの方向についての何らかの判定をなすために使うことができない。

このように、図４は、ユーザーが速さSで動いていることはわかっているが、ユーザーの動きの方向は既知であるとは想定されない状況を示している。具体的には、衛星ビークルの位置に対するユーザーの動きの方向について、あるいは衛星ビークルと当該ユーザーの間の見通し線に対する反射体の位置について何の仮定もしない。（例解の目的のため、これは、ユーザーが第二の衛星ビークル６２からの反射信号７６を受信している図２の（ｂ）の状況に対応する。）これは、反射体が三次元的であるおよび／または曲がった表面をもつ場合にも当てはまる。

図４では、横軸は、反射された信号が受信されつつある衛星ビークル（satellite vehicle）に向かう方向のユーザーの速度の成分を表わす。よって、ユーザーが衛星ビークルに向かって速さSで動いている場合、これは＋Sの速度を表わし、ユーザーが衛星ビークルから速さSでまっすぐ遠ざかっている場合には、これは−Sの速度を表わす。他の方向への動きは中間的な速度を表わす。たとえば、ユーザーが衛星ビークルの方向と垂直な方向に速さSで動いている場合には、衛星ビークルに向かう方向の速度は0となる。

図４では、縦軸は反射によって引き起こされるドップラー測定の誤差を表わす。ドップラー測定は、衛星ビークルに対するユーザーの位置の変化を示すものと想定される。しかしながら、追跡されているのが反射された信号である場合には、ドップラー測定は実際には反射体に対するユーザーの位置の変化を示すことになってしまう。よって、ユーザーの動きは反射体に対するユーザーの位置の変化を引き起こし、これは衛星ビークルに対するユーザーの位置の変化とは異なるという事実によって、誤差が生じる。

図４は、ユーザーの種々の進行方向についておよび反射体の種々の位置について、可能な誤差の範囲を示している。たとえば、線８０は、図３に示した特殊な場合に対応し、ユーザーは衛星ビークルと反射体の間にまさに位置されており、よってドップラー測定から得られた速度の符号に誤りがあり、ドップラー測定から得られた速度の絶対値に誤りがある。誤差の大きさは、衛星ビークルに向かう方向の速度の成分の二倍に等しい。

もう一つの例として、線８２は、ユーザーが反射体に向かってまっすぐ動いており、よってユーザーの速さが衛星ビークルに向かう方向に（0からSまでの範囲の）成分をもち、よってドップラー測定がユーザーの速度を過大評価する場合の範囲に対応する。

さらなる例として、線８４は、反射体の種々の位置について、ユーザーが衛星ビークルに向かってまっすぐ動いている（よってその方向に速さSをもつ）場合に対応する。よって、ユーザーの真後ろ（衛星ビークルから見て）の反射体は、ドップラー測定に−2Sの誤差を引き起こす。一方、衛星ビークルとユーザーとの間の見通し経路にすぐ隣接する反射体がドップラー測定に引き起こす誤差は非常に小さい。

本稿に記載される方法の目的のためには、ユーザーの速さが0であるときは、反射体の存在はドップラー測定に誤差を生じさせないことを認識しておくことが重要である。（これは、衛星の動きから帰結する衛星‐反射体‐受信機の幾何配位の変化による小さな効果は無視している。）また、ユーザーの動きの方向に関わりなく、また反射体の形状および位置に関わりなく、ドップラー測定の誤差は図４の灰色の平行四辺形内にあることを認識しておくことも重要である。

図５は、本発明のある実施形態に基づく方法を示すフローチャートである。図５では、プロセスが図１に示した一般的な型のシステム内の測定エンジンと測位エンジンとの間で分割されることが想定されているが、本方法は単一の装置内で実行されることができ、あるいは図５に示されるものとは異なる仕方で異なる装置の間で分割されることもできることは理解されるであろう。

図５のプロセスはステップ１００で始まり、ステップ１０２では、測位エンジン（PE: positioning engine）は電子装置の追加的なセンサー（単数または複数）１６からデータを受信する。上述したように、追加的なセンサーは加速度計のような慣性センサーおよび／またはジャイロスコープおよび／または磁気計であってもよい。

ステップ１０４では、PEは、センサー・データから、ユーザーが歩行者である可能性が高いかどうか、たとえばユーザーが歩いているまたは走っているかどうかを判定する。当業者には知られているように、そのような判定は慣性センサーから受信される信号に基づくことができる。たとえば、センサーからの加速度信号がユーザーが歩行者であることと整合することを判別することによる、および／またはセンサーからの回転信号がユーザーが歩行者であることと整合することを判別することによる、および／またはセンサーからの回転レート信号がユーザーが歩行者であることと整合することを判別することによる。

ステップ１０６では、PEは、センサー・データから、ユーザーの動きの速さの推定値を決定する。たとえば、ユーザーの動きの速さは、ユーザーの推定される歩調〔ステップ〕周波数に基づいて推定されてもよい。電子装置上に設けられるセンサー（単数または複数）に依存して、センサー・データから、当該装置の動きの方向の推定を得ることも可能であることがある。

ステップ１０８では、PEはユーザーの動きの速さの推定と、もし利用可能であれば当該装置の動きの方向の推定とを測定エンジン（ME: measurement engine）に通知する。

MEはユーザーの動きの速さの推定と、もし利用可能であれば当該装置の動きの方向の推定とをステップ１２０において受領する。

ステップ１２２において、MEの追跡コントローラは、指定された基準を満たす信号を探索する。測定エンジンが、反射された信号があればそれを同定し度外視しつつ、衛星ビークルから受信される見通し信号を追跡しようと試みるいくつかのシステムとは異なり、この場合、MEは慎重に意図的に、衛星ビークルからの見通し信号を追跡しつつ、その衛星ビークルからの反射された信号を追跡しようとする。

図４を参照して上記したように、ドップラー測定において、反射体の存在から帰結する誤差は−2Sないし＋2Sの範囲にあることが知られている。すなわち、ユーザーの速さの四倍の不確定性区間がある。よって、ステップ１２２において、MEは、−2Sから＋2Sの範囲内にあるドップラー測定から得られた速さの値を与える信号を探す。ここで、SはPEによって推定された速さの値である。より具体的には、一つの衛星からの第一の信号を同定し、その一つの衛星からの少なくとも一つの追加的な信号を同定して、前記追加的な信号または各追加的な信号について、前記第一の信号の測定された周波数と前記追加的な信号の測定された周波数との間の差の絶対値が、ユーザーの推定された速さの二倍に対応するドップラー偏移より小さいかどうかが判定される。

実のところ、MEがステップ１２０において当該装置の動きの方向の推定値をも受け取るならば、ドップラー測定における可能な誤差は小さくなる。具体的には、ユーザーの速さ（S）とともに衛星ビークルの方向におけるユーザーの速さ（Ssv）がわかっていれば、反射によって誘起されるドップラー誤差は(Ssv−S)ないし(Ssv＋S)の範囲にあり、よってユーザーの速さの二倍の不確定性区間がある。

このように、本方法のステップ１２２において、MEは、ドップラー測定から推定される、ユーザー速さの±2S以内にある速さをもつ信号を検出しようとする。歩行者ユーザーについては、速さはしばしば約1.5m/s未満であろう（すなわち、追加的なドップラー探索空間はGPS L1周波数において約±15Hzであろう）。

反射体の効果が、反射信号を使って得られる測定された擬似距離が直接信号を使って得られるものより、ユーザーと反射体の間の距離の二倍まで長くなるというものであることも明白であろう。一般的な場合では、ユーザーと反射体との間の距離はわかっていないが、MEはその距離に対して上限値を課すことができる（そして、探索目的のためにどのくらいのハードウェアがMEにとって利用可能であるかに依存して、これは可変であることができる）。たとえば、ユーザーと反射体との間の最大距離が500メートルを超えることはありそうもないと想定されるならば、直接経路擬似距離と反射経路擬似距離との間の差は高々1000メートルであろう。より一般的に、ユーザーと反射体との間の想定される最大距離をDmaxで表わすとすると、直接経路擬似距離と反射経路擬似距離との間の最大離間は2Dmaxである。

このように、ある実施形態では、MEが反射した信号を追跡することがありうる環境のときは、MEはステップ１２２において、慎重かつ意図的に、推定されるユーザー速さSのドップラー区間±2S以内にありかつ取得された第一の信号から擬似距離区間±2Dmax内にある信号を探索し、もし得られればそれを追跡することを開始する。

ステップ１２４では、MEは、追跡されるそのようなすべての信号について候補測定セットを取得し、ステップ１２６では、MEは、PEにそれらの候補測定セットを提供する。各測定セットは：擬似距離、ドップラー測定値および搬送波位相測定値の一部または全部を含んでいてもよい。上記のように、MEは、衛星ビークルからユーザーによって受信される見通し信号について候補測定セットを提供することができてもよく、MEは、同じ衛星ビークルからユーザーによって受信される一つまたは複数の反射信号について一つまたは複数の追加的な候補測定セットを提供することができてもよい。MEは複数の衛星ビークルから受信される信号についてそのような候補測定セットを提供することができるべきである。これは、MEが見通し信号を同定しようと試み、PEに対して各衛星について一つの信号のみからの測定を提供するGNSS実装とは異なる。さらに、MEは、各候補測定セットに関連付けられた品質指標（たとえば、推定される信号対雑音比または相関ピークの形状に基づくもの）をも提供してもよい。該品質指標はたとえば、その候補測定セットが見通し信号から導出されている確率を示す。

ステップ１４０では、PEは候補測定をPEから受領する。ステップ１４２では、PEは、見通し信号を反射信号から区別しようとして候補測定値を調べる。PEが複数の候補測定セットをPEから受け取る場合は、それらの候補測定セットの一つを、他よりも優先して選択してもよい。たとえば、それらの候補測定セットのどれが見通し信号に関係し、他のものが反射信号に関係するかを区別しようとする。

PEが見通し信号を反射信号から区別しようとしうる方法の一例は、それぞれの候補測定値によって達成される当てはめ〔フィット〕の良好さを使う。通例、PEは、ユーザーの位置および速度ならびに時刻についての一意的な解（まとめてPVT解と称される）を生成するために必要なよりも多くの利用可能な測定値を有する。そのような場合、最小二乗解法を用いて、測定値のどのセットが最良の品質のPVT解を与えるかを見出すことができる。例として、MEが一つの衛星ビークルについては候補測定値の二つのセットを生成したが他の各衛星ビークルについては候補の一つのセットを生成しただけである最も単純な場合では、他のすべての測定に最もよく当てはまるものとして最良の候補を取ることができる。

PEが複数の候補測定セットから測定値を選択しうる方法のもう一つの例は、擬似距離遅延を使う。信号が反射される場合、測定される擬似距離は対応する直接信号の擬似距離よりも長くなることが認識されるであろう。よって、ある特定の衛星ビークルについて二つの候補擬似距離測定値が利用可能であって他のすべての事項が等しければ、短いほうの擬似距離が直接経路からのものである可能性がより高い。

さらなる例として、MEによって提供される品質指標がもし利用可能であれば、該品質指標が、複数の候補測定セットから測定値の一つのセットを選択するために使われることができる。

衛星ビークルの一つまたは複数から導出された複数の候補測定セットから測定値の一つのセットを選択したら、PEはステップ１４４において、当業者には既知の諸方法を使ってPVT解を計算することができる。

上記の方法の代替として、PEが特定の衛星についての候補測定値の複数のセットを与えられる場合には、PEは候補測定セットのうちのどれが好ましいかを決定することができるが、その後、PVT解を計算するときには測定値のすべてを考慮に入れつつ、好ましい測定セットにはより高い重みを、それほど好ましくない測定セット（単数または複数）には低下した重みを与えてもよい。

さらなる代替として、PEが特定の衛星についての候補測定値の複数のセットを与えられる場合、PEは、PVT解を計算するとき、その衛星についてのすべての候補セットを無視することができる。

このように、マルチパス信号が存在する際にもナビゲーション・システムの使用を許容する方法が記述された。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
測位システムの動作方法であって：
ユーザーが歩行者であることを判別する段階と；
ユーザーの速さを推定する段階と；
位置がわかっている一つの電波送信機からの第一の信号を追跡する段階と；
前記一つの電波送信機からの少なくとも一つの追加的信号を、前記第一の信号および各追加的信号が、ユーザーの前記推定された速さに整合しかつ少なくとも一つの信号がユーザーの近傍の反射体から反射されたものであることに整合するような探索空間において、検出しようと試みる段階と；
前記一つの電波送信機からの検出された前記少なくとも一つの追加的信号を追跡する段階と；
前記第一の信号および検出された前記少なくとも一つの追加的信号から導出された候補測定値を、ユーザーの位置および速度の少なくとも一方を推定するときに使うために提供する段階をと含む、
方法。
〔態様２〕
前記探索空間は、前記第一の信号の測定された周波数と前記少なくとも一つの追加的信号の測定された周波数との間の差の絶対値が、ユーザーの前記推定された速さの二倍に対応するドップラー偏移より小さいようなものである、態様１記載の方法。
〔態様３〕
前記一つの送信機からの少なくとも一つの追加的信号を、前記第一の信号および各追加的信号が、ユーザーの推定された速さと整合しかつ前記少なくとも一つの信号がユーザーの近傍の反射体から反射されたものであることに整合するような探索空間において、検出しようと試みることを、各検出された少なくとも一つの追加的信号について、前記第一の信号から導出された擬似距離と前記少なくとも一つの追加的信号から導出された擬似距離との間の差の絶対値が、可能性がある反射体からのユーザーの推定される最大距離の二倍より小さいかどうかを判定することによって行なうことを含む、態様１または２記載の方法。
〔態様４〕
ユーザーが歩行者であることの判別を、慣性センサー信号に基づいて行なうことを含む、態様１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様５〕
前記慣性センサーが加速度計を含み、当該方法が、前記加速度計からの加速度信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、態様４記載の方法。
〔態様６〕
前記慣性センサーがジャイロスコープを含み、当該方法が、前記ジャイロスコープからの回転レート信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、態様４記載の方法。
〔態様７〕
前記慣性センサーがジャイロスコープを含み、当該方法が、前記ジャイロスコープからの回転信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、態様４記載の方法。
〔態様８〕
前記慣性センサーがさらに磁気計を含む、態様４ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様９〕
前記候補測定値が、前記一つの電波送信機への擬似距離測定値を含む、態様１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１０〕
前記候補測定値が、前記一つの電波送信機へのドップラー測定値を含む、態様１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１１〕
前記候補測定値が、前記一つの電波送信機への搬送波位相測定値を含む、態様１ないし１０のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１２〕
前記候補測定値に関連付けられた品質指標を提供することを含む、態様１ないし１１のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１３〕
前記候補測定のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および速度の少なくとも一方を推定することを含み、前記品質指標に基づいて前記ある測定を選択することを含む、態様１２記載の方法。
〔態様１４〕
前記候補測定値のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および／または速度を推定することを含み、前記ある測定値を他の電波送信機から受信される信号から導出される測定値との整合性に基づいて選択することを含む、態様１ないし１３のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１５〕
前記候補測定値のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および／または速度を推定することを含み、前記ある測定値を前記候補測定値から導出されるそれぞれの擬似距離に基づいて選択することを含む、枝得急行１ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１６〕
ユーザーの速さを推定することを、ユーザーの推定される歩調周波数に基づいて行なう、態様１ないし１５のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１７〕
ユーザーが歩行者であるかどうかを判定するために使用できる信号を提供するセンサーと；
態様１ないし１６のうちいずれか一項記載の方法を実行する少なくとも一つのプロセッサとを有する、
測位システム。

１０ 電子装置
１２ GNSSチップセット
１４ ホスト・プロセッサ
１６ センサー
２２ RFフロントエンド
２４ 測定エンジン
２６ 追跡コントローラ
２８ 測定プロセッサ
３２ 測位エンジン
３４ コントローラ
３６ PVTプロセッサ
１００ 開始
１０２ センサー・データ受信
１０４ ユーザーは歩行者か
１０６ ユーザー速さを推定
１０８ 推定されたユーザー速さをMEに通知
１２０ 推定されたユーザー速さを受領
１２２ レンジ内の信号を探索
１２４ 候補信号からの測定値を取得
１２６ 測定値をPEに通知
１４０ 候補信号の測定値を受領
１４２ 候補信号からの測定値を選択
１４４ PVT解を計算

Claims (16)

1. 測位システムの動作方法であって：
   ユーザーが歩行者であることを判別する段階と；
   ユーザーが担持するまたは身につけているセンサーの出力に基づいてユーザーの速さを推定する段階と；
   位置がわかっている一つの電波送信機からの第一の信号を追跡する段階と；
   前記一つの電波送信機からの少なくとも一つの追加的信号をある探索空間において、検出しようと試みる段階であって、前記探索空間は、（ｉ）前記各追加的信号が未知の位置の反射体からの反射によって引き起こされるとした場合の前記各追加的信号のドップラー測定の誤差が、ユーザーの前記推定された速さに基づいて可能であり、かつ、（ｉｉ）前記第一の信号から導出された擬似距離と前記各追加的信号から導出された擬似距離との間の差の絶対値が、可能性がある反射体からのユーザーの推定される最大距離の二倍より小さい、範囲を表わす、段階と；
   前記一つの電波送信機からの検出された前記少なくとも一つの追加的信号を追跡する段階と；
   前記第一の信号および検出された前記少なくとも一つの追加的信号から導出された候補測定値を、ユーザーの位置および速度の少なくとも一方を推定するときに使うために提供する段階をと含む、
   方法。
2. 前記探索空間は、前記第一の信号の測定された周波数と前記少なくとも一つの追加的信号の測定された周波数との間の差の絶対値が、ユーザーの前記推定された速さの二倍に対応するドップラー偏移より小さいようなものである、請求項１記載の方法。
3. ユーザーが歩行者であることの判別を、慣性センサーからの信号に基づいて行なうことを含む、請求項１または２記載の方法。
4. 前記慣性センサーが加速度計を含み、当該方法が、前記加速度計からの加速度信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、請求項３記載の方法。
5. 前記慣性センサーがジャイロスコープを含み、当該方法が、前記ジャイロスコープからの回転レート信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、請求項３記載の方法。
6. 前記慣性センサーがジャイロスコープを含み、当該方法が、前記ジャイロスコープからの回転信号がユーザーが歩行者であることと整合するという判定に基づいてユーザーが歩行者であることを判別することを含む、請求項３記載の方法。
7. 前記慣性センサーがさらに磁気計を含む、請求項３ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
8. 前記候補測定値が、前記一つの電波送信機への擬似距離測定値を含む、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
9. 前記候補測定値が、前記一つの電波送信機へのドップラー測定値を含む、請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
10. 前記候補測定値が、前記一つの電波送信機への搬送波位相測定値を含む、請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
11. 前記候補測定値に関連付けられた品質指標を提供することを含み、前記品質指標はマルチパスの影響の度合いを示すものである、請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の方法。
12. 前記候補測定値のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および速度の少なくとも一方を推定することを含み、前記品質指標に基づいて前記ある測定を選択することを含む、請求項１１記載の方法。
13. 前記候補測定値のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および／または速度を推定することを含み、前記ある測定値を他の電波送信機から受信される信号から導出される測定値との整合性に基づいて選択することを含む、請求項１ないし１２のうちいずれか一項記載の方法。
14. 前記候補測定値のうちから選択されるある測定値を使ってユーザーの位置および／または速度を推定することを含み、前記ある測定値を前記候補測定値から導出されるそれぞれの擬似距離に基づいて選択することを含む、請求項１ないし１３のうちいずれか一項記載の方法。
15. ユーザーの速さを推定することを、ユーザーの推定される歩調周波数に基づいて行なう、請求項１ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
16. ユーザーが歩行者であるかどうかを判定するために使用できる信号を提供するセンサーと；
    請求項１ないし１５のうちいずれか一項記載の方法を実行する少なくとも一つのプロセッサとを有する、
    測位システム。

Images