JP6976640B2 - 測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法 - Google Patents

測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法 Download PDF

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Description

本発明は測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法に関し、特に移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャストされるＧＮＳＳ測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報に基づいて該当精密位置補正装置の自分の正確な精密位置を算出する、測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法に関する。
ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）は人工衛星を利用して飛行機、船舶、車両などの位置を確認できるように考案されたシステムであって、アメリカのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（ＧＬＯｂａｌ ＮＡｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ヨーロッパ連合（ＥＵ）のガリレオ（Ｇａｌｉｌｅｏ）、中国の北斗（Ｂｅｉｄｏｕ）等がある。
このようなＧＮＳＳが車両などに備えられる場合、該当車両の位置情報を利用してナビゲーション機能などを提供している。
しかし、このようなＧＮＳＳは電離層の影響（±５メートル）、天体暦の誤差（±２．５メートル）、衛星時計の誤差（±２メートル）、電波経路の誤差（±１メートル）、対流圏の影響（±０．５メートル）、数値誤差（±１メートル）、多重経路誤差（±１メートル）等によって測位誤差を有し、衛星信号がよく測定されない地下駐車場、トンネル、都心地域などの場合、ＧＮＳＳ情報の正確度が低下する問題点がある。
このように、ＧＮＳＳに基づいた測位情報は多様な影響によって実際の位置との誤差が発生し、これによって正確な位置基盤サービス（ＬＢＳ、ｌｏｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ）を提供し難い短所がある。
一方、実際の位置との測位誤差を最小化できるシステムや装置はすでに開発されているが、そのようなシステムや装置は非常に高価であるため、一般的に利用されるには制限がある。そこで、安価でＧＮＳＳの測位誤差を最小化できる技術の必要性が大きくなってきている。
韓国登録特許第１０−１４４８２６８号［題名：物流追跡装備のＧＰＳ誤差補正装置および方法］
本発明の目的は、ＧＮＳＳ測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報を移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャスティングし、該当精密位置補正装置では受信された配布情報に基づいて自分の正確な精密位置を算出する、測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を提供するところにある。
本発明に係る精密位置補正装置は、外部端末から第１配布情報を収集する第１配布情報獲得部；ＧＮＳＳに基づいて自分のＧＮＳＳ測位値を獲得するＧＮＳＳ受信機；および前記収集した第１配布情報を利用して前記自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の補正位置を算出する測位補正部を含み、前記第１配布情報は、前記外部端末のＧＮＳＳ測位値、ＧＮＳＳ測位時刻、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含むことを特徴とする。
前記装置は、外部にブロードキャスティングされる第２配布情報を生成する第２配布情報生成部をさらに含み、前記第２配布情報は、前記自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含むことができる。
前記第１配布情報は、前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワー、および前記第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、前記装置は、前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻と前記第１配布情報を受信した時刻の時間差に対する情報、および前記第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第１配布情報から優先順位が高い第１配布情報を選択する優先順位判断部をさらに含み、前記測位補正部は前記選択された第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出することができる、
前記装置は、前記自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のＧＮＳＳ測位値間の測位差値を含む第２配布情報を生成する第２配布情報生成部をさらに含み、前記第２配布情報は、前記自分のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第２配布情報の送信パワー、および前記第２配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、前記第２配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のＧＮＳＳ測位値を補正するのに利用され得る。
２個の第１配布情報が受信された場合、前記測位補正部は、前記第１配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、前記演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することができる。
前記ＧＮＳＳ受信機が前記自分のＧＮＳＳ測位値を獲得できない場合、前記第１配布情報獲得部は少なくとも３個以上の前記第１配布情報を収集し、前記優先順位判断部は収集した前記第１配布情報から優先順位が高い第１配布情報を選択し、前記測位補正部は選択された前記第１配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、演算された距離および三角測量を利用して自分の補正位置を算出することができる。
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法は、（ａ）外部端末のＧＮＳＳ測位値、測位時刻、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含む第１配布情報を外部端末から収集する段階；（ｂ）ＧＮＳＳに基づいて自分のＧＮＳＳ測位値を獲得する段階；および（ｃ）前記収集した第１配布情報を利用して前記自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の補正位置を算出する段階を含むことができる。
前記方法は、（ｄ）第２配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする段階をさらに含み、前記第２配布情報は、前記自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含むことができる。
本発明はＧＮＳＳ測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報を移動中の移動手段または固定された基地局などでそれぞれブロードキャスティングし、該当精密位置補正装置では受信された配布情報に基づいて自分の正確な精密位置を算出することによって、ＧＮＳＳ受信機をベースに算出される現在位置に対する正確度を向上させることができる効果がある。
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を説明した例示図。 本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置の構成を示したブロック図。 本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法を説明したフローチャート。 多様な状況によるＳ３００段階を詳細に説明したフローチャート。 ＧＮＳＳ測位が失敗し第１配布情報を３つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面。 ＧＮＳＳ測位が成功し第１配布情報を３つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面。
本発明で使われる技術的用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。また、本発明で使われる技術的用語は本発明で特に異なる意味で定義されない限り、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解される意味で解釈されるべきであり、過度に包括的な意味で解釈されたり、過度に縮小された意味で解釈されてはならない。また、本発明で使われる技術的な用語が本発明の思想を正確に表現できない誤った技術的用語である場合には、当業者が正しく理解できる技術的用語に代替して理解されるべきである。また、本発明で使われる一般的な用語は辞書に定義されているところにより、または前後の文脈により解釈されるべきであり、過度に縮小された意味で解釈されてはならない。
また、本発明で使われる単数の表現は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本発明で「構成される」または「含む」等の用語は、発明に記載された多様な構成要素または多様な段階を必ずしもすべて含むものと解釈されてはならず、そのうち一部の構成要素または一部の段階は含まれてもよく、または追加的な構成要素または段階をさらに含むことができるものと解釈されるべきである。
また、本発明で使われる第１、第２等のように序数を含む用語は構成要素の説明に使われ得るが、構成要素は用語によって限定されてはならない。用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく第１構成要素は第２構成要素と命名され得、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名され得る。
以下、添付された図面を参照して本発明に係る好ましい実施例を詳細に説明するものの、図面符号にかかわらず、同じであるか類似する構成要素は同じ参照番号を付し、これに対する重複する説明は省略することにする。
また、本発明の説明において関連した公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にさせ得る恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。また、添付された図面は本発明の思想を容易に理解できるようにするためのものに過ぎず、添付された図面によって本発明の思想が制限されるものと解釈されてはならない。
図１は本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置およびその方法を説明した例示図である。
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置（１００、以下「精密位置補正装置」という）および方法は、移動中の移動手段（車両に装着された精密位置補正装置またはユーザーのモバイル端末など）または固定された中継機や基地局などでそれぞれブロードキャストされるＧＮＳＳ測位情報と精密測位情報の測位差値を含む配布情報に基づいて該当精密位置補正装置自分の正確な精密位置を算出する装置および方法に関する。
また、本発明に係る精密位置補正装置１００は、自分の精密の位置を算出した後には自分のＧＮＳＳ測位位置と算出した精密位置の測位差値を計算した後、該当測位差値を含む配布情報を生成して周辺に再びブロードキャスティングすることができる。
図１を参照すると、精密位置補正装置１００は周辺で走行している車両２０に含まれた精密位置補正装置２００、周辺で通行する人４０が所有しているスマートフォンなどのモバイル端末２００、および無線通信基地局や中継機３０からＧＮＳＳ測位値と精密測位値の測位差値を含む配布情報を受信して獲得することができる。
精密位置補正装置１００は収集した配布情報に含まれた測位差値を利用してＧＮＳＳに基づいて獲得された自分のＧＮＳＳ測位値を補正することによって、自分の現在位置の精密度を向上させることができる。
もちろん、配布情報を利用して自分の現在位置を精密に補正した精密位置補正装置１００は、既に獲得された自分のＧＮＳＳ測位値と新しく算出した自分の精密な補正位置の測位差値を計算し、計算された測位差値を含む配布情報を新しく生成して外部にブロードキャスティングすることができる。
つまり、各端末は配布情報を受信し、受信した配布情報でＧＮＳＳに基づいた自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の精密な補正位置を算出し、算出した自分の補正位置と自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を算出してこれを外部に再び再配布する。
周辺にブロードキャスティングされた配布情報が多いほど測位値補正の精密度が向上できることは言うまでもない。本発明に係る精密位置補正装置１００は配布情報を受信して自分の現在位置を精密に補正するとともにＧＮＳＳ測位値と精密位置間の測位差値を含む配布情報を周辺に再び配布する役割を遂行する装置である。配布情報を受信した端末は受信した配布情報に含まれた測位差値を利用してＧＮＳＳに基づいた自分の測位値を補正することによって、ＧＮＳＳの誤差を最小化することができる。
後述するが、測位値補正の精密度を向上させるために、配布情報にはＧＮＳＳ測位時刻、ＧＮＳＳ測位値、精密測位値（または補正位置値）、およびＧＮＳＳ測位値と精密測位値の測位差値が含まれ、追加にＧＮＳＳ測位に利用されたＧＮＳＳ衛星受信個数、配布情報の送信パワー、および配布情報の測位品質のうち少なくとも一つの情報がさらに含まれ得る。
精密位置補正装置１００はスマートフォン（Ｓｍａｒｔ Ｐｈｏｎｅ）、携帯端末機（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動端末機（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、ポータブル端末機（Ｆｏｌｄａｂｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、個人情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ：ＰＤＡ）、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）端末機、テレマティクス（Ｔｅｌｅｍａｔｉｃｓ）端末機、ナビゲーション（Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）端末機、パーソナルコンピューター（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ノートブックコンピュータ、スレートＰＣ（Ｓｌａｔｅ ＰＣ）、タブレットＰＣ（Ｔａｂｌｅｔ ＰＣ）、ウルトラブック（ｕｌｔｒａｂｏｏｋ）、ウェアラブルデバイス（Ｗｅａｒａｂｌｅ Ｄｅｖｉｃｅ、例えば、ウォッチ型端末機（Ｓｍａｒｔｗａｔｃｈ）、ガラス型端末機（Ｓｍａｒｔ Ｇｌａｓｓ）、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）等を含む）、ワイヤレスブロードバンド（Ｗｉｂｒｏ）端末機、ＩＰＴＶ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）端末機、スマートＴＶ、デジタル放送用端末機、ＡＶＮ（Ａｕｄｉｏ Ｖｉｄｅｏ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）端末機、Ａ／Ｖ（Ａｕｄｉｏ／Ｖｉｄｅｏ）システム、フレキシブル端末機（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、デジタルサイネージ装置などのような多様な端末機に適用され得る。
図２は、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置の構成を示したブロック図である。
図２を参照すると、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置１００は、補正部１１０およびＧＮＳＳ受信機１３０を含み、第２配布情報生成部１２０、通信部１５０、保存部１４０および出力部１６０のうち少なくとも一つを含むことができる。
ＧＮＳＳ受信機１３はＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）に基づいて自分である精密位置補正装置１１０のＧＮＳＳ測位時刻およびＧＮＳＳ測位値を獲得する役割を遂行する。
通信部１５０は外部の端末からブロードキャストされる第１配布情報を受信し、自分である精密位置補正装置１１０が生成した第２配布情報を外部にブロードキャスティングする役割を遂行する。
このような通信部は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）で提案した無線ＬＡＮおよび一部の赤外線通信などを含む無線ＬＡＮに対する無線ネットワークの標準規格である８０２．１１と、ブルートゥース（登録商標）、ＵＷＢ、ジグビーなどを含む無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に対する標準規格である８０２．１５と、都市広帯域ネットワーク（Ｆｉｘｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ：ＦＷＡ）等を含む無線ＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、広帯域無線接続（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ：ＢＷＡ）に対する標準規格である８０２．１６と、ワイヤレスブロードバンド（Ｗｉｂｒｏ）、ＷＡＶＥ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ ｉｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ）、ワイマックス（ＷｉＭＡＸ）等を含む無線ＭＡＮ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ：ＭＢＷＡ）に対するモバイルインターネットに対する標準規格である８０２．２０等の多様な無線通信方式を利用するように構成され得る。
ここで、第１配布情報は外部の端末から受信される情報であって、外部端末のＧＮＳＳ測位時刻、ＧＮＳＳ測位値、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含む。また、後述するであろうが、第１配布情報は外部端末のＧＮＳＳ測位に利用されたＧＮＳＳ衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワー、および前記第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
一方、第２配布情報は本発明に係る精密位置補正装置１１０が外部にブロードキャスティングする情報であって、本発明に係る精密位置補正装置１１０自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、補正位置、およびＧＮＳＳ測位値と補正位置の測位差値を含む。また、後述するであろうが、第２配布情報は自分のＧＮＳＳ測位に利用されたＧＮＳＳ衛星受信個数、前記第２配布情報の送信パワー、および前記第２配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
つまり、第１配布情報と第２配布情報は同じデータフォーマットを有する情報であって、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって生成された配布情報である。第１配布情報は自分ではなく外部の精密位置補正装置で生成された配布情報を意味し、第２配布情報は本発明に係る精密位置補正装置が自ら生成して外部に配布させる配布情報を意味する。
補正部１１０は第１配布情報獲得部１１１および測位補正部１１３を含み、優先順位判断部１１２および測位差値算出部１１４を含むことができる。
第１配布情報獲得部１１１は通信部１５０から受信された第１配布情報を収集する役割を遂行する。ここで、第１配布情報は外部端末から受信する配布情報であって、外部端末のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含み、追加に外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワー、および前記第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
測位補正部１１３は収集した第１配布情報を利用して自分のＧＮＳＳ測位値を補正して現在の自分の補正位置を算出する役割を遂行する。補正位置は第１配布情報を利用して自分のＧＮＳＳ測位値を補正した位置値情報であって、精密度が向上した位置情報である。
優先順位判断部１１２は収集された第１配布情報のうち、自分に最適の第１配布情報を選択するための構成要素であって、第１配布情報に含まれた外部端末のＧＮＳＳ衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つを考慮して選択する。
すなわち、優先順位判断部１１２は外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質に対する情報のうち、少なくとも一つ以上を利用して多数の第１配布情報から最適の第１配布情報を選択する。
ＧＮＳＳ衛星受信個数が多いほどＧＮＳＳ測位値の誤差が減少し、第１配布情報が送信される時の送信パワーと第１配布情報が受信される時の受信パワーで第１配布情報を送信した外部端末までの距離が演算され得、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻および第１配布情報を受信した時刻で受信された第１配布情報およびＧＮＳＳ測位値の新鮮度が分かるので、多数の第１配布情報の優先順位を判断するのに上記の情報が利用され得る。
第１配布情報に含まれた測位品質は、該当第１配布情報を送信した外部端末がいくつの第１配布情報から精密測位値を算出したか、選択された第１配布情報の測位品質の平均値はいくらなのか、該当第１配布情報を送信した外部端末が精密測位値を算出する時ＧＮＳＳ測位値を獲得したか、該当第１配布情報が最初に生成された配布情報であるかといくつの外部端末を経てブロードキャスティングされたものであるかを実験値により決定された加重値で定量化した情報である。
多数の外部端末から受信された多数の第１配布情報のうち、外部端末までの距離が近く、ＧＮＳＳ衛星受信個数が多いためＧＮＳＳ測位値の誤差が少なく、生成された時刻が最近であり、測位品質が高い第１配布情報を選択することが有利であり得る。
したがって、優先順位判断部１１２は外部端末のＧＮＳＳ衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を考慮して多数の外部端末から受信された多数の第１配布情報の中から最適の第１配布情報を選択することができる。実験を通じて外部端末のＧＮＳＳ衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質に対する加重値がそれぞれ決定され得、前記情報と各加重値を共に考慮して優先順位判断部１１２は最適の第１配布情報を選択することができる。
通信部１１５を介して多数の外部端末から多数の第１配布情報が収集され、優先順位判断部１１２により自分に合う最適の第１配布情報が選択された後、測位補正部１１３は選択された第１配布情報で自分のＧＮＳＳ測位値を補正して最終的に自分の精密な補正位置を算出することによって位置精密度を向上させることができる。
測位差値算出部１１４は測位補正部１１３により算出した自分の精密な補正位置とＧＮＳＳ受信機１３０により獲得された自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を算出する役割を遂行する。
第２配布情報生成部１２０は精密位置補正装置１００自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、第１配布情報を利用して算出した補正位置、および算出した補正位置と自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含む第２配布情報を生成し、生成された第２配布情報を通信部１５０を介して外部にブロードキャスティングするように制御する。前述した通り、第２配布情報は自分のＧＮＳＳ測位に利用されたＧＮＳＳ衛星受信個数、前記第２配布情報の送信パワー、および第２配布情報の測位品質に対する情報をさらに含むことができる。
一方、ＧＮＳＳ受信機１３０は周期的に自分のＧＮＳＳ測位位置を獲得し、補正部１１０はＧＮＳＳ測位時刻と同期化された時刻に収集された第１配布情報を利用して自分のＧＮＳＳ測位位置を補正して精密な自分の補正位置を算出し、それとともに、第２配布情報生成部１２０は第２配布情報を生成し、通信部１５０は生成された第２配布情報を外部にブロードキャスティングする。
保存部１４０は通信部１５０を介してリアルタイムで収集された第１配布情報を保存し、第２配布情報生成部１２０で周期的に生成された第２配布情報を保存する役割を遂行する。
出力部１６０は多様な情報を画面に出力したり多様な情報を音声で出力する役割を遂行する。出力部１６０を介してＧＮＳＳ受信機１３０によるＧＮＳＳ測位値、補正部１１０により算出した精密測位値（または補正位置値）、精密地図イメージでの精密測位値（または補正位置値）による現在位置、およびユーザーに必要な多様なイメージやコンテンツなどが画面に表示されたりユーザーに必要な多様な情報が音声で出力される。このような出力部１６０は映像を出力できるディスプレイおよび／または多様な音声を出力するスピーカーで具現され得ることは言うまでもない。
図３は、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法を説明したフローチャートである。
本発明に係る測位差を利用した精密位置補正方法は本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法であって、互いに実質的に同じ発明であるため重複する説明は省略する。
まず、本発明に係る測位差を利用した精密位置補正装置１００は、外部端末のＧＮＳＳ測位時刻、ＧＮＳＳ測位値、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含む第１配布情報を外部端末から収集する（Ｓ１００）。
ここで、第１配布情報は、外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワー、および第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
一方、前述した通り、Ｓ１００段階後に、精密位置補正装置１００の優先順位判断部１１２は外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して多数の第１配布情報から優先順位が高い最適の第１配布情報を選択することができる（Ｓ２００）。
一方、精密位置補正装置１００はＧＮＳＳに基づいて自分のＧＮＳＳ測位値を獲得する（Ｓ３００）。図３においてＳ３００段階はＳ１００段階後に遂行されるものと図示されたが、Ｓ１００段階とＳ３００段階は同時に独立的に遂行され得る。
それから、精密位置補正装置１００は収集した第１配布情報を利用して自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の補正位置を算出する（Ｓ４００）。もちろん、この時、精密位置補正装置１００は収集した第１配布情報が多い場合、Ｓ２００段階を通じて選択された第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出することができる。
その後、精密位置補正装置１００は自分のＧＮＳＳ測位値と自分の補正位置の差である測位差値を算出し、算出した測位差値を含む第２配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする（Ｓ５００）。
ここで、第２配布情報は自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、自分の補正位置、および自分の補正位置と自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含み、追加に自分のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第２配布情報の送信パワー、および第２配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含むことができる。
第２配布情報に含まれた各情報に対する内容は第１配布情報に含まれた各情報と同じ性格の情報であるので、各情報に対する重複する説明は省略する。
このような第２配布情報は外部にブロードキャスティングされ、ブロードキャスティングされた第２配布情報は外部端末が自分の精密な測位値を得ることに利用される。
図４は、多様な状況によるＳ３００段階を詳細に説明したフローチャートである。
図４を参照すると、ＧＮＳＳ受信機１３０がＳ２００段階で自分のＧＮＳＳ測位値を獲得できない場合があり得る（Ｓ４１０）。ＧＮＳＳ受信機１３０は大きなビルディングや橋梁の下またはトンネル内など、ＧＮＳＳ信号の陰影地域にあったり多様な理由によってＧＮＳＳ信号を受信することができず、ＧＮＳＳ測位に失敗する場合もある。
このような場合、精密位置補正装置１００は収集された第１配布情報を確認して第１配布情報が３つ以上収集されたかを確認する（Ｓ４２０）。万一、ＧＮＳＳ測位に失敗し、かつ収集された第１配布情報が３個未満の場合、精密位置補正装置１００は自分の補正位置を算出することに失敗し該当過程を終了する。一方、精密位置補正装置１００は少なくとも一つ以上の移動体または固定体から３個以上のそれぞれ異なる地点で伝送された第１配布情報を収集することができる。
収集された第１配布情報が３個以上である場合、精密位置補正装置１００は優先順位に従って自分に最適な３個の第１配布情報を選択することができる（Ｓ４２１）。
この時、精密位置補正装置１００は、外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して多数の第１配布情報から最適な３個の第１配布情報を選択する。前記各情報別に加重値が実験によって適切に決定され得、前記各情報および加重値により最適の第１配布情報が選択される過程はすでに説明したので省略する。
その後、精密位置補正装置１００は３個の第１配布情報から自分の補正位置を算出する（Ｓ４２２）。
この時、精密位置補正装置１００は第１配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、第１配布情報を送信した外部端末までの距離および第１配布情報を送信した外部端末の精密測位値に三角測量を適用して自分の補正位置を算出する。これに対する過程をもう少し詳細に説明する。
一方、Ｓ４２１段階で収集された第１配布情報から優先順位に従って自分に最適な３個の第１配布情報を選択し、Ｓ４２２段階で選択された３個の第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出するものと説明したが、収集されたすべての第１配布情報を利用したり特定個数以上の第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出してもよいことは言うまでもない。
図５は、ＧＮＳＳ測位が失敗し第１配布情報を３つ以上収集した場合に自分の補正位置を算出する過程を例示した図面である。
図５で自分の補正位置を算出する過程は図４でのＳ４２２段階を説明する。
図５において、自分の補正位置をＰとし、３個の第１配布情報を送信した外部端末の位置をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとし、各位置の外部端末で送信した第１配布情報に含まれた精密測位値をそれぞれＤＬＡ、ＤＬＢ、ＤＬＣとする。
前述した通り、第１配布情報にはＧＮＳＳ測位時刻、ＧＮＳＳ測位値、精密測位値、およびＧＮＳＳ測位値と精密測位値の測位差値が含まれており、ＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワー、および第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報がさらに含まれ得る。
第１配布情報には送信パワーが含まれているため、第１配布情報を受信する時の受信パワーを利用して各第１配布情報の伝送損失（ＲＳＳＩ、Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を求めることができる。
下記の［数式１］はＦｒｉｉｓ公式であり、［数式１］から下記の［数式２］が導き出され得る。
Figure 0006976640
（λ：波長、ｄ：第１配布情報を送信した外部端末までの距離、Ｌ：第１配布情報のＲＳＳＩ）
Figure 0006976640
ここで、λ＝ｃ／ｆ（ｆ：周波数、ｃ：光速）であるので、つまり、第１配布情報を送信した外部端末までの距離であるｄは下記の［数式３］のように表現され得る。
Figure 0006976640
ＰからＤＬＡ、ＤＬＢ、ＤＬＣまでの距離であるＤＡ、ＤＢ、ＤＣはそれぞれ前記［数式３］によって導き出され得る。
Ｐの補正位置を（ｘ、ｙ、ｚ）とすると、ＰとＤＡ、ＤＢ、ＤＣの関係は下記の［数式４］のようにピタゴラスの定理に従う。
Figure 0006976640
ＤＡ、ＤＢ、ＤＣとＸＡ、ＸＢ、ＸＣがそれぞれ分かるので、［数式４］の方程式を解くと、ｘ、ｙ、ｚを求めることができ、その結果、補正位置であるＰを求めることができる。
再び図４に戻って説明する。
ＧＮＳＳ測位値を獲得した場合、精密位置補正装置１００は収集された第１配布情報を確認して第１配布情報が３つ以上収集されたかを確認する（Ｓ４３０）。この時、精密位置補正装置１００は少なくとも一つ以上の移動体または固定体から３個以上のそれぞれ異なる地点で伝送された第１配布情報を収集することができる。
収集された第１配布情報が３個以上である場合、精密位置補正装置１００は優先順位に従って自分に最適な３個の第１配布情報を選択することができる（Ｓ４３１）。この時、精密位置補正装置１００は外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、第１配布情報を受信した時刻、および第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つ以上の情報を利用して収集された多数の第１配布情報から最適な３個の第１配布情報を選択する。前記各情報別に加重値が実験によって適切に決定され得、前記各情報および加重値により最適の第１配布情報が選択される過程はすでに説明したので省略する。
その後、精密位置補正装置１００は３個の第１配布情報と自分のＧＮＳＳ測位値を利用して自分の補正位置を算出する（Ｓ４３２）。
一方、Ｓ４３１段階で収集された第１配布情報から優先順位に従って自分に最適な３個の第１配布情報を選択し、Ｓ４３２段階で選択された３個の第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出するものと説明したが、収集されたすべての第１配布情報を利用したり特定個数以上の第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出してもよいことは言うまでもない。
図６は、ＧＮＳＳ測位が成功し第１配布情報を３つ以上収集した場合、自分の補正位置を算出する過程を例示した図面である。
図６で自分の補正位置を算出する過程は図４でのＳ４３２段階を説明する。
図６において、自分の補正位置をＰとし、自分のＧＮＳＳ測位値をＧＬＰとし、３個の第１配布情報を送信した外部端末の位置をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとし、各位置の外部端末で送信した第１配布情報に含まれた精密測位値をそれぞれＤＬＡ、ＤＬＢ、ＤＬＣとし、各位置の外部端末で送信した第１配布情報に含まれた測位差値をそれぞれΔＡ、ΔＢ、ΔＣとする。
自分のＧＮＳＳ測位値であるＧＬＰが（ｘ、ｙ、ｚ）であるとすると、ＧＬＰからＤＬＡ、ＤＬＢ、ＤＬＣまでの距離であるＤＡ、ＤＢ、ＤＣはそれぞれ下記の［数式５］のように表現される。
Figure 0006976640
この時、測位誤差値に対する軽重率は下記の［数式６］のように表現され、それによる最確値は下記の［数式７］で表現され得る。
Figure 0006976640
Figure 0006976640
つまり、［数式７］を通じて１次最確値 x1', y1', z1'を求めることができる。
［数式５］と［数式７］でｘ、ｙ、ｚをそれぞれx1', y1', z1'に置換し、x1', y1', z1'をx2', y2', z2'に置換して前記過程を繰り返すと、２次最確値をそれぞれ求めることができる。これをｎ回繰り返すとｎ次最確値xn', yn', zn'をそれぞれ求めることができる。十分な回数のｎ回を繰り返すと誤差許容内のｎ次最確値を導き出すことができ、精密位置補正装置１００はｎ次最確値を補正位置Ｐとして決定することができる。
再び図４に戻って説明する。
Ｓ４３０段階で、収集された第１配布情報が３個未満であって２個の場合（Ｓ４４０）、精密位置補正装置１００は線形補間を利用して自分の補正位置を算出する（Ｓ４４１）。
Ｓ４４１段階で、収集された第１配布情報が２個であって自分のＧＮＳＳ測位値が存在するので、精密位置補正装置１００は前述した［数式３］を利用して自分のＧＮＳＳ測位値から第１配布情報を送信した外部端末までの距離を求める。
自分のＧＮＳＳ測位値から第１配布情報を送信した外部端末までの距離が求められると、精密位置補正装置１００は各第１配布情報に含まれた測位差値を第１配布情報を送信した各外部端末までの距離で補間した後、これを適用して最終的に自分の補正位置を算出する。
Ｓ４４０段階で、収集された第１配布情報が１個の場合（Ｓ４４０）、精密位置補正装置１００は自分のＧＮＳＳ測位値が第１配布情報に含まれた測位差値を適用して自分の補正位置を算出する（Ｓ４４１）。
本発明の実施例は前述した通り、移動中の移動手段または固定された基地局などでブロードキャストされる該当移動手段または基地局で算出されたＧＰＳ測位値、測位差値などに基づいて該当精密位置補正装置１００の補正位置を算出し、ＧＮＳＳ受信機を介して獲得される現在のＧＮＳＳ基盤の位置に対する正確度を向上させることができる。
前述された内容は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであって、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は下記の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれると解釈されるべきである。
１００：精密位置補正装置
１１０：補正部
１２０：第２配布情報生成部
１３０：ＧＮＳＳ受信機
１４０：保存部
１５０：通信部
１６０：出力部

Claims (6)

  1. 外部端末から３個以上の第１配布情報を収集する第１配布情報獲得部と、
    ＧＮＳＳに基づいて自分のＧＮＳＳ測位値を獲得するＧＮＳＳ受信機と、
    前記収集した第１配布情報を利用して前記自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の補正位置を算出する測位補正部と、
    外部にブロードキャスティングされる第２配布情報を生成する第２配布情報生成部とを備える構成であって、
    前記第１配布情報は、前記外部端末のＧＮＳＳ測位値、ＧＮＳＳ測位時刻、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含むと共に、
    前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワー、および前記第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
    前記第２配布情報は、前記第１配布情報と同じデータフォーマットであり、前記自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含むと共に、前記第２配布情報は、前記自分のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第２配布情報の送信パワー、および前記第２配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
    前記第２配布情報における測位差値は、前記第１配布情報を少なくとも利用して算出した値であり、
    さらに、前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、前記第１配布情報を受信した時刻および前記第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第１配布情報から優先順位が高い３個以上の第１配布情報を選択する優先順位判断部を含み、
    選択された第１配布情報を利用して自分の補正位置を算出し、
    前記第２配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のＧＮＳＳ測位値を補正するのに利用される
    ことを特徴とする、測位差を利用した精密位置補正装置。
  2. 前記測位補正部は、
    前記第１配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、前記演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項１に記載の測位差を利用した精密位置補正装置。
  3. 前記ＧＮＳＳ受信機が前記自分のＧＮＳＳ測位値を獲得できない場合、
    前記測位補正部は選択された前記第１配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、前記演算された外部端末までの距離を利用して自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項１に記載の測位差を利用した精密位置補正装置。
  4. 測位差を利用した精密位置補正装置によって遂行される方法であって、
    （ａ）外部端末のＧＮＳＳ測位値、測位時刻、精密測位値、および前記ＧＮＳＳ測位値と前記精密測位値の測位差値を含むと共に、前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワー、および前記第１配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含む、３個以上の第１配布情報を外部端末から収集する段階；
    （ｂ）ＧＮＳＳに基づいて自分のＧＮＳＳ測位値を獲得する段階；
    （ｂ’）前記外部端末のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第１配布情報の送信パワーと受信パワーの差、前記第１配布情報に含まれたＧＮＳＳ測位時刻、前記第１配布情報を受信した時刻、および前記第１配布情報の測位品質のうち、少なくとも一つを利用して収集した前記第１配布情報から優先順位が高い３個以上の第１配布情報を選択する段階；
    （ｃ）前記選択された第１配布情報を利用して前記自分のＧＮＳＳ測位値を補正して自分の補正位置を算出する段階と共に、
    （ｄ）第２配布情報を生成して外部にブロードキャスティングする段階をさらに含み、
    前記第２配布情報は、前記第１配布情報と同じデータフォーマットであり、前記自分のＧＮＳＳ測位値と測位時刻、前記自分の補正位置、および前記自分の補正位置と前記自分のＧＮＳＳ測位値の測位差値を含むと共に、前記自分のＧＮＳＳ測位に利用された衛星受信個数、前記第２配布情報の送信パワー、および前記第２配布情報の測位品質のうち少なくとも一つに対する情報をさらに含み、
    前記第２配布情報における測位差値は、前記第１配布情報を少なくとも利用して算出した値であり、
    前記第２配布情報は外部にブロードキャスティングされて前記外部端末が自分のＧＮＳＳ測位値を補正するのに利用される
    ことを特徴とする、測位差を利用した精密位置補正方法。
  5. 前記（ｃ）段階は、
    第１配布情報を送信した外部端末までの距離を演算し、演算された距離による補間法を利用して前記自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項４に記載の測位の差を利用した精密位置補正方法。
  6. ＧＮＳＳ受信機が前記自分のＧＮＳＳ測位値を獲得できない場合、
    前記（ｃ）段階は選択された前記第１配布情報を送信した外部端末までの距離をそれぞれ演算し、前記演算された外部端末までの距離を利用して自分の補正位置を算出することを特徴とする、請求項４に記載の測位差を利用した精密位置補正方法。
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