JP7435300B2 - 電子機器、高度測定方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器、高度測定方法及びプログラムに関する。
近年、ユーザが現在いる位置(緯度、経度、高度)の履歴等を常時記録する機器を携帯して、ライフログを記録する人が増えてきている。このような携帯機器として、例えば、特許文献1には、GPS(Global Positioning System)等の衛星測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)からの電波を受信したり、気圧を測定したりすることによって、現在位置の高度を取得可能な電子時計が開示されている。
特開2019-60619号公報
特許文献1に開示されている電子時計では、電力消費を抑えるために、通常は気圧センサで高度を取得し、消費電力の大きいGPSを間欠的に動作させている。すなわち、GPSによる正確な高度の取得は所定の補正時間間隔(例えば30分~1時間)で行い、通常は低消費電力で動作する気圧センサで高度を取得することにより、正確な高度の取得と省電力化を両立させている。しかし、飛行機機内においては、気圧を人為的にコントロールしているので、飛行機機内で、気圧センサにより高度を取得しようとすると、精度の悪い高度情報が取得されてしまう。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、飛行機等の飛行体に搭乗しているときであっても精度の良い高度情報を取得することができる電子機器、高度測定方法及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器の一態様は、
気圧情報を取得する気圧情報取得手段と、
衛星から高度情報を取得する衛星信号取得手段と、
飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得手段により取得された高度情報を前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定し、前記判定手段により飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報を前記衛星信号取得手段により取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する測定手段と、
を備える。
本発明によれば、飛行機等の飛行体に搭乗しているときであっても精度の良い高度情報を取得することができる。
実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る高度測定処理のメインフローチャートである。 第1の実施形態に係る高度測定処理の飛行機搭乗中の処理のフローチャートである。 第1の実施形態に係る高度測定処理の飛行機に搭乗していないときの処理のフローチャートである。 第1の実施形態の変形例に係る高度測定処理のメインフローチャートである。 第2の実施形態に係る高度測定処理のメインフローチャートである。 第2の実施形態に係る高度測定処理の飛行機搭乗中の処理のフローチャートである。 第2の実施形態に係る高度測定処理の飛行機に搭乗していないときの処理のフローチャートである。 第3の実施形態に係る高度測定処理のメインフローチャートである。 第3の実施形態に係る高度測定処理のユーザ操作有り場合の処理のフローチャートである。 第4の実施形態に係る高度測定処理のメインフローチャートである。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付す。
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る電子機器100は、ユーザの手首に装着される電子時計(スマートウォッチ)であり、ユーザの位置情報(高度情報を含む)を取得する装置である。
電子機器100は、図1に示すように、制御部10と、記憶部20と、センサ部30と、衛星情報取得部40と、表示部51と、操作部52と、通信部53と、計時部60と、を備える。
制御部10は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサで構成される。制御部10は、記憶部20に記憶されているプログラムを実行することによって、判定部11、測定部12、測位部13、速度取得部14、気圧高度取得部15及び気圧平均取得部16として機能するが、これらの詳細については後述する。
記憶部20は、制御部10が実行するプログラム、プログラムの実行に必要なデータ、センサ部30で取得した各種情報、衛星情報取得部40で受信した衛星信号の情報等を記憶する。記憶部20は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等を含み得るが、これらに限られるものではない。なお、記憶部20は、制御部10の内部に設けられていてもよい。
センサ部30は、気圧センサ31、加速度センサ32等のセンサを備え、センサで検出した各種情報を取得する。気圧センサ31は、現在の電子機器100の周辺の大気圧の値(気圧情報)を随時検出しており、制御部10は、気圧センサ31で気圧情報を取得することができる。気圧センサ31は、気圧情報取得手段として機能する。加速度センサ32は、電子機器100に生じている加速度を随時検出しており、制御部10は、加速度センサ32で加速度情報を取得することができる。
衛星情報取得部40は、測位衛星から送信される衛星信号を受信して高度情報を取得する。衛星情報取得部40は、例えば測位衛星であるGPS衛星の衛星信号を受信可能なアンテナ及び受信回路を備え、GPS衛星から送信される衛星信号を受信する。なお、衛星情報取得部40は、衛星信号取得手段として機能する。
表示部51は、時刻や各種機能に係るデータを表示する。例えば、表示部51は、時刻をデジタル表示する液晶パネルを備えるが、これに限られない。表示部51は、秒針、分針、時針等を備え、時刻をアナログ表示するものであってもよい。また、表示部51は、秒針、分針、時針等に加えて液晶パネルも備え、時刻を各針でアナログ表示し、さらに液晶パネルに日時や各種機能に係るデータを表示するものであってもよい。
操作部52は、ユーザからの入力操作を受け付けて、当該入力操作に応じた電気信号を入力信号として制御部10に送る。操作部52は、例えば、押しボタンスイッチやりゅうずを含む。あるいは、操作部52として、タッチセンサが、表示部51の表示画面に重ねて設けられ、表示画面とともにタッチパネルを構成してもよい。この場合、タッチセンサは、当該タッチセンサへのユーザの接触動作に係る接触位置や接触態様を検出し、検出された接触位置や接触態様に応じた操作信号を制御部10に送る。
通信部53は、電子機器100が外部装置(例えば、スマートフォン、他のスマートウォッチ等)とデータ通信するための通信インタフェースである。通信部53は、例えば無線LAN(Local Area Network)で通信するための無線通信インタフェースを含み得るが、これに限られるものではない。
計時部60は、電子機器100が表示する時刻を計時する。なお、計時部60は、所定の時間(例えば1秒)毎に記憶部20の所定のアドレスに記憶させる値を変化させるソフトウェアにより構成されてもよいし、あるいは、専用のハードウェアにより構成されてもよい。なお、計時部60は、制御部10の内部に設けられていてもよい。
また、制御部10は記憶部20に記憶されているプログラムを実行することによって、判定部11、測定部12、測位部13、速度取得部14、気圧高度取得部15、気圧平均取得部16、として機能する。
判定部11は、自身が飛行機、気球、ヘリコプター等の飛行体に搭乗しているか否かを判定する。判定部11は、判定手段として機能する。
測定部12は、判定部11により飛行体に搭乗していると判定された場合は、衛星情報取得部40により取得された高度情報を気圧センサ31により取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定し、判定部11により飛行体に搭乗していないと判定された場合は、気圧センサ31により取得された気圧情報を衛星情報取得部40により取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する。測定部12は、測定手段として機能する。
測位部13は、衛星情報取得部40により、少なくとも3つ以上の測位衛星からの衛星信号を受信し、これら衛星情報取得部40により受信された衛星信号に基づいて、現在位置(例えば、緯度、経度及び高度)を測位する。測位部13は現在位置を測位するのに測位時間(例えば3秒)分の時間を要する場合があるが、本実施形態においては、測位部13及び衛星情報取得部40が連続的に動作しているものとする。したがって、測位部13は、制御部10から現在位置取得のリクエストを受けると、常に瞬時に最新(最悪の場合でも測位時間前)の現在位置を返すことができる。
速度取得部14は、測位部13で取得される現在位置の単位時間当たりの変化量に基づいて移動速度を算出する。例えば、速度取得部14は、速度算出用基準時間(例えば1秒)毎に測位部13で現在位置を測位し、速度算出用基準時間前の位置から現在の位置までの距離を求め、その距離を速度算出用基準時間で割ることによって、移動速度を求める。速度取得部14は、移動速度測定手段として機能する。通常、移動速度を算出するには速度算出用基準時間分の時間を要するが、本実施形態においては、速度取得部14は、連続的に移動速度を算出し続けているものとする。したがって、速度取得部14は、制御部10から速度取得のリクエストを受けると、常に瞬時に最新(最悪の場合でも速度算出用基準時間前)の速度を返すことができる。
気圧高度取得部15は、気圧センサ31により取得された気圧情報に基づいて、高度を取得する。気圧情報に基づいて取得された高度を便宜上、気圧高度という。気圧と高度との間には、例えば「高度が高くなると気圧が下がる」というような関係があり、大気の状態が同じであるならば、ある2つの地点の気圧差から、この2つの地点の高度差を算出することができる。ただし、気圧は大気の状態の影響を受けるため、正しい高度を算出するためには、基準となる高度における気圧の値がわかっていなければならない。そこで、気圧高度取得部15は、定期的(基準補正時間(例えば30分)毎)に、気圧高度を補正するために、測位部13で現在地点の高度を測定するとともに気圧センサ31で現在地点の気圧を測定する。この定期的に測定した高度は基準高度として扱われ、同じタイミングで定期的に測定した気圧は基準気圧として扱われる。そして、気圧高度取得部15は、基準気圧と気圧センサで取得した気圧情報との差(気圧差)に基づいて得られる高度差を、基準高度から加算又は減算することによって、現在の高度を取得する。
気圧平均取得部16は、気圧センサ31により取得された気圧情報の平均値(気圧平均値)を算出する。具体的には、気圧平均取得部16は、気圧平均算出用基準時間(例えば1秒)の間に気圧センサ31で検出された気圧の平均値を算出する。通常、気圧平均値を算出するには気圧平均算出用基準時間分の時間を要するが、本実施形態においては、気圧平均取得部16は、連続的に気圧平均値を算出し続けているものとする。したがって、気圧平均取得部16は、制御部10から気圧平均値取得のリクエストを受けると、常に瞬時に最新(最悪の場合でも気圧平均算出用基準時間前)の気圧平均値を返すことができる。
次に、電子機器100による高度測定処理について、図2、図3及び図4を参照して説明する。この処理は、電子機器100が起動すると、定期的(例えば1秒毎)に実行される。また、記憶部20に記憶され、高度測定処理で用いられる変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)は、電子機器100が起動されると、高度測定処理が最初に実行される前に、予め0にリセットされる。
まず、気圧平均取得部16は、気圧平均算出用基準時間(例えば1秒)の間に気圧センサ31で検出された気圧の平均値(気圧平均値)を取得する(ステップS101)。ステップS101は、気圧情報取得ステップとも呼ばれる。そして、制御部10は、速度取得部14が取得した速度が基準速度(例えば時速500km)以上かつステップS101で取得した気圧平均値が基準気圧(例えば900hPa)以下であるか否かを判定する(ステップS102)。
基準速度については、水平飛行時の旅客機の速度(一般に時速900km程度と言われている)よりも小さく、通常の乗り物では想定できない速度に設定すればよい。また、基準気圧については、飛行機内の気圧(一般に800hPa程度と言われている)と地上の気圧の中間程度の値に設定すればよい。いずれもデバイス特性等に応じて変更してもよい。また、現在の気圧及び速度については、数秒間取得して平均した値を用いて基準気圧及び基準速度と比較してもよい。
速度が基準速度以上かつ気圧平均値が基準気圧以下であれば(ステップS102;Yes)、図3に示すステップS111に進む。速度が基準速度未満又は気圧平均値が基準気圧より大きければ(ステップS102;No)、制御部10は、気圧平均値の基準時間(例えば10秒間、30秒間等)当たりの変化量である気圧変化量が基準変化量(例えば10hPa)以上か否かを判定する(ステップS103)。基準時間当たりの気圧変化量は、例えば、過去の基準時間内においてステップS101で取得された気圧平均値の最大値又は最小値と、今回ステップS101で取得された気圧平均値と、の差が基準変化量以上か否かによって判定する。この差が基準変化量以上であれば、制御部10は、飛行機が離着陸中の状況であると判定する。
気圧変化量が10hPaある場合、気圧から算出される高度は100m程度変化することになり、電子機器100で取得する高度の精度を十分に保つことができなくなることから、ここでは基準変化量として10hPaを例示した。基準変化量の値は気圧センサ31の特性等に応じて変更してもよい。ステップS103において、制御部10は、気圧変化量取得手段として機能する。また、ステップS102及びステップS103は判定ステップとも呼ばれる。
気圧平均値の基準時間当たりの変化量が基準変化量以上なら(ステップS103;Yes)、図3に示すステップS111に進む。気圧平均値の基準時間当たりの変化量が基準変化量未満なら(ステップS103;No)、図4に示すステップS121に進む。
図3のステップS111では、制御部10は、測位部13による測位の精度(GPS精度)が良好か否かを判定する。この判定では、例えば、後述する2つの誤差推測値のうち、より大きな値の方を誤差判定係数と定義し、制御部10は、当該誤差判定係数が基準誤差(例えば20m)以下か否かにより、測位の精度が良好か否かを判定する。
第1の誤差推測値は、例えば、衛星情報取得部40で受信している各測位衛星からの衛星信号の信号雑音比(SNR:Signal Noise Ratio)に基づいて算出される誤差推測値である。また、第2の誤差推測値は、例えば、誤差推測基準時間Ts(例えば1秒)前に、測位部13で取得した位置(X0,Y0)及び速度取得部14で取得した速度(V0x,V0y)から、現在の位置を推測した値(X0+Vx・Ts,Y0+Vy・Ts)と、測位部13で取得した現在の位置(X1,Y1)と、の間の距離である。なお、これらの誤差推測値は他の方法で推測してもよい。また、誤差判定係数としては、これらの誤差推測値の中から選んだ1つを誤差判定係数としてもよいし、3種類以上の誤差推測値の中で最も大きい値を誤差判定係数としてもよい。
図3に戻り、測位部13による測位の精度が良好と判定されたら(ステップS111;Yes)、制御部10は、測位部13で取得された高度(GPS高度)を変数SH(GPS高度加算値)に加算するとともに、変数SC(高度加算回数)に1を加算する(ステップS112)。これは、後述するように、測位部13で取得される高度を平均することによって、取得される高度の精度を向上させるためである。ステップS112は、衛星信号取得ステップとも呼ばれる。一方、測位部13による測位の精度が良好ではないと判定されたら(ステップS111;No)、制御部10は、変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)を0にリセットする(ステップS113)。
次に、制御部10は、ステップS112で繰り返し加算していった秒数(加算秒数)が、搭乗基準秒数(例えば5秒)未満であるか否かを判定する(ステップS114)。加算秒数が搭乗基準秒数未満なら(ステップS114;Yes)、精度の良い高度の情報はまだ得られていない(GPS高度未取得)ため、制御部10は例えば「高度計測中」等を表示部51に表示して(ステップS116)、高度測定処理を終了する。
加算秒数が搭乗基準秒数以上なら(ステップS114;No)、制御部10は、変数SH(GPS高度加算値)を変数SC(高度加算回数)で割って得た高度平均値を現在の高度の値とするとともに、この高度平均値で気圧高度の補正を行い(ステップS115)、高度測定処理を終了する。気圧高度の補正とは、例えば、基準高度をステップS115で得られた高度平均値に更新し、基準気圧を気圧平均取得部16で取得した気圧平均値に更新することをいう。これ以降、気圧高度取得部15では、この更新した基準高度及び基準気圧を用いて、現在の気圧情報から現在の高度を取得する。ステップS115は、第1測定ステップとも呼ばれる。
なお、ステップS115において、制御部10は、上述の高度平均値(衛星平均高度)を優先的に用いさえすれば、衛星平均高度をそのまま現在の高度の値としなくてもよい。例えば、制御部10は、衛星平均高度と気圧平均取得部16で取得した気圧平均値から算出される高度(気圧平均高度)とを、衛星平均高度を気圧平均高度より重みを付けて加重平均し、その加重平均の値を現在の高度の値とするとともに、この加重平均の値で気圧高度の補正を行ってもよい。
一方、図4のステップS121では、制御部10は、基準補正時間(例えば30分)以内に気圧高度の補正を行ったか否かを判定する。基準補正時間以内に気圧高度の補正を行っているなら(ステップS121;Yes)、気圧高度取得部15はステップS101で取得した気圧平均値から高度を取得し(ステップS122)、高度測定処理を終了する。ステップS122は、第2測定ステップとも呼ばれる。
なお、ステップS122において、制御部10は、上述の気圧平均値から算出される高度(気圧平均高度)を優先的に用いさえすれば、気圧平均高度をそのまま現在の高度の値として取得しなくてもよい。例えば、制御部10は、気圧平均高度と衛星情報取得部40で取得した高度情報(衛星高度)とを、気圧平均高度を衛星高度より重みを付けて加重平均し、その加重平均の値を現在の高度の値として取得してもよい。
気圧高度の補正が行われてから基準補正時間を超えて時間が経過しているなら(ステップS121;No)、制御部10は、測位部13による測位の精度が良好か否かを判定する(ステップS123)。ステップS123からステップS125までの処理は、図3を参照して説明したステップS111からステップS113までの処理と同様であるため、説明を省略する。
そして、制御部10は、ステップS124で繰り返し加算していった秒数(加算秒数)が、通常基準秒数(例えば10秒)未満であるか否かを判定する(ステップS126)。加算秒数が通常基準秒数未満なら(ステップS126;Yes)、気圧高度取得部15はステップS101で取得した気圧平均値から高度を取得し(ステップS122)、高度測定処理を終了する。
加算秒数が通常基準秒数以上なら(ステップS126;No)、制御部10は、変数SH(GPS高度加算値)を変数SC(高度加算回数)で割って得た高度平均値を現在の高度の値とするとともに、この高度平均値で気圧高度の補正を行い(ステップS127)、高度測定処理を終了する。ステップS127の処理は、ステップS115の処理と同様である。
以上の高度測定処理により、第1の実施形態に係る電子機器100は、飛行機搭乗中は衛星信号に基づいて高度を補正するので、飛行機に搭乗しているときであっても精度の良い高度情報を取得することができる。
なお、上述のステップS112では、加算秒数が搭乗基準秒数以上になったら、測位部13で取得された高度を変数SH(GPS高度加算値)に加算するとともに、搭乗基準秒数以前に変数SH(GPS高度加算値)に加算された過去の高度を変数SH(GPS高度加算値)から減算することによって、常に直前の搭乗基準秒数分の高度の平均値が得られるようにしてもよい。上述のステップS124での処理も同様に、常に直前の通常基準秒数分の高度の平均値が得られるようにしてもよい。
また、上述のステップS111では、測位の精度が悪い状態が精度判定基準時間(例えば3秒)以上継続して悪かった場合だけステップS113に進み、精度が悪い状態が精度判定基準時間未満しか継続しなかった場合は、ステップS112をスキップしてステップS114に進むようにしてもよい。上述のステップS123も同様である。
また、上述のステップS113では、変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)をリセットせずに、ステップS114に進むようにしてもよい。上述のステップS125も同様である。
このように、変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)がリセットされにくい処理にすることにより、測位衛星からの電波の受信状況が一時的に悪化しても、その後すぐに回復する場合には、気圧高度の補正に必要な時間が長くなってしまうことを防ぐことができる。
また、上述の処理では、ステップS102で、速度の判定と気圧平均値の判定とを併用しているが、速度取得部14が取得した速度が基準速度以上か否かのみによって、ステップS111に進むか否かを判定してもよい。このようにすることによって、判定処理を簡素化することができる。
また、上述の処理では、ステップS102で速度を速度取得部14により取得しているが、例えば、加速度センサ32で取得される加速度を積分することによって算出される値を速度の推定値として用いて、ステップS102の判定を行ってもよい。
(第1の実施形態の変形例)
気圧高度の補正を行うには、測位衛星からの電波を受信する必要があるが、電子機器100が室内にある場合等は、測位衛星からの電波は受信できず、気圧高度の補正を行うことができない。そこで、図5に示すように、高度測定処理で制御部10は、最初に、測位部13で3つ以上の測位衛星からの衛星信号を受信可能(GPS受信可)か否か判定する(ステップS104)ようにしてもよい。そして、衛星信号を受信可能でないなら(ステップS104;No)、制御部10は、飛行機搭乗中か否かの判定や気圧高度の補正の処理は行わずに、気圧高度取得部15で気圧から高度を取得して(ステップS105)、高度測定処理を終了する。また、衛星信号を受信可能なら(ステップS104;Yes)、上述したステップS101以降の処理を行う。
このようにすることにより、変形例に係る電子機器100では、測位衛星からの衛星信号を受信できないときには、飛行機搭乗中か否かの判定等を無駄に行わずに済むようになる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、気圧センサ31及び衛星情報取得部40が両方とも常時動作していることを前提としていた。しかし、衛星情報取得部40は消費電力が高いため、電子機器100を低消費電力化したい場合には、衛星情報取得部40が動作している時間をできるだけ短時間にすることが望ましい。このため、例えば、測位の精度を判定する際に衛星情報取得部40を起動させ、測位後には衛星情報取得部40を停止させるといったように、衛星情報取得部40を間欠的に動作させることが望ましい。ここでは、衛星情報取得部40を間欠的に動作させる第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態に係る電子機器101の機能構成は、図1に示すように第1の実施形態に係る電子機器100と同様であるが、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40は、以下に説明するように間欠的に動作している。
電子機器101による高度測定処理について、図6、図7及び図8を参照して説明する。この処理は、電子機器101が起動すると、定期的(例えば1秒毎)に実行される。また、記憶部20に記憶され、高度測定処理で用いられる変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)は、電子機器101が起動されると、高度測定処理が最初に実行される前に、予め0にリセットされる。また、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40は、電子機器101が起動した後、動作を停止した状態のままである。
図6に示す処理は、電子機器100の高度測定処理(図2)のステップS102をステップS106に置き換えた処理なので、主にステップS106からの処理について説明する。ステップS106では、制御部10は、ステップS101で取得した気圧平均値が基準気圧(例えば900hPa)以下であるか否かを判定する。気圧平均値が基準気圧以下なら(ステップS106;Yes)、図7に示すステップS131に進む。気圧平均値が基準気圧より大きければ(ステップS106;No)、制御部10は、気圧平均値の基準時間当たりの変化量が基準変化量(例えば10hPa)以上か否かを判定する(ステップS103)。
気圧平均値の基準時間当たりの変化量が基準変化量以上なら(ステップS103;Yes)、図7に示すステップS131に進む。気圧平均値の基準時間当たりの変化量が基準変化量未満なら(ステップS103;No)、図8に示すステップS121に進む。
図7のステップS131では、制御部10は、衛星情報取得部40が動作中(GPS動作中)か否かを判定する。衛星情報取得部40が動作中なら(ステップS131;Yes)、ステップS111に進む。ステップS111からステップS116までの処理は、図3を参照して説明した電子機器100の高度測定処理のステップS111からステップS116までの処理と同様なので、説明を省略する。ただし、ステップS115の処理の次に、制御部10は、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40を停止(GPS停止)させて(ステップS133)、高度測定処理を終了する。
一方、ステップS131で、衛星情報取得部40が動作中でないなら(ステップS131;No)、制御部10は、衛星情報取得部40を起動(GPS起動)して、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40の動作を開始させ(ステップS132)、高度測定処理を終了する。
また、図8のステップS121の処理は、図4を参照して説明した電子機器100の高度測定処理のステップS121の処理と同様なので、説明を省略する。ただし、ステップS121での判定がNoの場合、制御部10は、衛星情報取得部40が動作中(GPS動作中)か否かを判定する(ステップS141)。衛星情報取得部40が動作中なら(ステップS141;Yes)、ステップS123に進む。ステップS123からステップS127までの処理は、図4を参照して説明した電子機器100の高度測定処理のステップS123からステップS127までの処理と同様なので、説明を省略する。ただし、ステップS127の処理の次に、制御部10は、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40を停止(GPS停止)させて(ステップS143)、高度測定処理を終了する。
一方、ステップS141で、衛星情報取得部40が動作中でないなら(ステップS141;No)、制御部10は、衛星情報取得部40を起動(GPS起動)して、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40の動作を開始させる(ステップS142)。そして、気圧高度取得部15はステップS101で取得した気圧平均値から高度を取得し(ステップS122)、高度測定処理を終了する。
以上説明した高度測定処理により、第2の実施形態に係る電子機器101は、消費電力をできるだけ削減しつつ、飛行機に搭乗しているときであっても精度の良い高度情報を取得することができる。
また、消費電力の削減方法としては、衛星情報取得部40の停止に限られない。上述の実施形態では、気圧センサ31は連続的に動作させていたままだったが、気圧センサ31も間欠的に動作させてもよい。例えば、気圧センサ31での気圧情報の取得は数秒に1回のみとしてもよい。また、気圧センサ31は、1秒のうちの10%(100ms)のみ駆動して気圧を取得するようにしてもよい。また、気圧センサ31での複数回のサンプリング結果を平均した値を気圧情報として取得するようにしてもよい。
(第3の実施形態)
上述の実施形態では、気圧高度の補正を行うか否かを電子機器100,101が自動的に判断しているが、ユーザが補正したい時に気圧高度の補正を行うことができるようにしてもよい。このような第3の実施形態に係る電子機器102について説明する。
第3の実施形態に係る電子機器102の機能構成は、図1に示すように第2の実施形態に係る電子機器101と同様であり、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40は、間欠的に動作している。
電子機器102による高度測定処理について、図9及び図10を参照して説明する。この処理は、電子機器102が起動すると、定期的(例えば1秒毎)に実行される。また、記憶部20に記憶され、高度測定処理で用いられる変数SH(GPS高度加算値)及び変数SC(高度加算回数)は、電子機器102が起動されると、高度測定処理が最初に実行される前に、予め0にリセットされる。また、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40は、電子機器102が起動した後、動作を停止した状態のままである。
図9に示す処理は、電子機器101の高度測定処理(図6)のステップS101の処理とステップS106の処理の間に、ステップS107の処理を追加した処理になっているので、主にステップS107からの処理について説明する。ステップS107では、制御部10は、操作部52から、ユーザによる「GPS受信」(衛星情報取得部40を用いた気圧高度の補正)の操作が入力されたか否かを判定する。当該操作の入力がなければ(ステップS107;No)、ステップS106に進む。ステップS106以降の処理は、電子機器101の高度測定処理(図6,7,8)と同様なので、説明を省略する。
操作部52からユーザによる「GPS受信」の操作が入力されたら(ステップS107;Yes)、図10に示すステップS151に進む。ステップS151では、制御部10は、衛星情報取得部40を起動(GPS起動)し、ステップS152に進む。ステップS152では、制御部10は、測位部13による測位の精度(GPS精度)が良好か否かを判定する。この処理は、図3を参照して説明したステップS111の処理と同様である。
測位の精度が良好でなければ(ステップS152;No)、制御部10は、ユーザにより「GPS受信」の操作がされてから最大受信時間(例えば2分)が経過したか否かを判定する(ステップS153)。まだ最大受信時間が経過していなければ(ステップS153;No)、ステップS152に戻る。なお、ステップS153の処理については、最大受信時間が経過したか否かの判定に限られない。例えば、最大試行回数(例えば100回)だけステップS152の処理を繰り返したか否かを判定してもよい。
測位の精度が良好にならずに最大受信時間が経過したら(ステップS153;Yes)、制御部10は、測位衛星による測位ができないと判定し、例えば「高度測定不可能」等を表示部51に表示(測定不可表示)して(ステップS154)、高度測定処理を終了する。
一方、測位の精度が良好なら(ステップS152;Yes)、制御部10は、測位部13で取得された高度を変数SH(GPS高度加算値)に加算するとともに、変数SC(高度加算回数)に1を加算する(ステップS155)。そして、制御部10は、ステップS155で繰り返し加算していった秒数(加算秒数)が、通常基準秒数(例えば10秒)未満であるか否かを判定する(ステップS156)。加算秒数が通常基準秒数未満なら(ステップS156;Yes)、ステップS152に戻る。
加算秒数が通常基準秒数以上なら(ステップS156;No)、制御部10は、変数SH(GPS高度加算値)を変数SC(高度加算回数)で割って得た高度平均値を現在の高度の値とするとともに、この高度平均値で気圧高度の補正を行う(ステップS157)。そして、制御部10は、測位部13及び速度取得部14並びに衛星情報取得部40を停止(GPS停止)させて(ステップS158)、高度測定処理を終了する。
以上説明した高度測定処理により、第3の実施形態に係る電子機器102は、消費電力をできるだけ削減しつつ、飛行機に搭乗しているときであっても精度の良い高度情報を取得することができるだけでなく、飛行機搭乗の有無によらず、ユーザが希望した時に精度の良い高度情報を取得することができる。
なお、上記では、ステップS156で加算秒数を通常基準秒数と比較しているが、加算秒数と比較する値は通常基準秒数に限られない。例えば、図9の処理において、ステップS107の前に、ステップS106やステップS103の判定を行って、飛行機搭乗中か否かを判定しておき、図10のステップS156では、飛行機搭乗中なら加算秒数を搭乗基準秒数と比較し、飛行機搭乗中でなければ加算秒数を通常基準秒数と比較するようにしてもよい。
(第4の実施形態)
上述の実施形態では、気圧センサ31及び衛星情報取得部40により、飛行機に搭乗しているか否かを判定しているが、飛行機搭乗中か否かの判定は上述した方法に限られない。ここでは、通信部53を利用して飛行機搭乗中か否かを判定する第4の実施形態に係る電子機器103について説明する。
第4の実施形態に係る電子機器103の機能構成は、図1に示すように第1の実施形態に係る電子機器100と同様である。ただし、電子機器103の備える通信部53は、飛行機内で使用可能な無線LANでの通信に対応し、飛行機機内(飛行体内)での無線通信サービスを検出する無線検出手段として機能する。
電子機器103による高度測定処理について、図11を参照して説明する。この処理は電子機器100の高度測定処理(図2)のステップS102及びステップS103を、ステップS108に置き換えたものであるため、ステップS108について説明する。
ステップS108では、制御部10は、通信部53により周辺の無線LANの電波を受信し、飛行機内で提供されている無線LAN(無線通信サービス)の電波の有無を判定する。この判定は、航空会社が提供する無線LANのSSID(Service Set Identifier)のアクセスポイントからの電波が通信部53で受信できるか否かにより行うことができる。
飛行機内で提供されている無線LANの電波があるなら(ステップS108;Yes)、図3に示すステップS111に進む。また、無線LANの電波がなければ(ステップS108;No)、図4に示すステップS121に進む。これ以降の処理は、図3,4を参照して説明した電子機器100の高度測定処理と同様なので、説明を省略する。
上述の高度測定処理により、第4の実施形態に係る電子機器103は、気圧センサ31及び衛星情報取得部40を用いずに、飛行機搭乗中か否かの判定を行うことができる。
(第4の実施形態の変形例)
飛行機搭乗中か否かの判定方法としては、無線LANの電波の有無に限らず、他にもさまざまな判定方法が考えられる。例えば、飛行機は離陸時及び着陸時に前後方向に約0.5Gの加速度が生じることが知られている。したがって、加速度センサ32により、ユーザの前方の方向に基準加速度(例えば0.2G)以上の加速度が検出されたら制御部10は飛行機が離陸していると判定し、ユーザの後方の方向に基準加速度以上の加速度が検出されたら制御部10は飛行機が着陸したと判定してもよい。
このような制御部10の離陸及び着陸の判定により、制御部10が離陸と判定してから着陸と判定するまでの間は、判定部11は「飛行機搭乗中」と判定し、それ以外の時間帯は、判定部11は「飛行機搭乗中ではない」と判定するようにしてもよい。
また、各種センサによって、ユーザの状態判別を行っている場合には、この状態判別による状態が、例えば、停止/歩行/走行/自動車に乗車中/電車に乗車中等であったなら、制御部10は、「飛行機搭乗中ではない」と判定してもよい。
また、ユーザが操作部52により、飛行機に搭乗したことや、飛行機から降りたこと(降機)を手動で制御部10に通知してもよい。この場合、操作部52からのユーザの入力に基づいて、制御部10が搭乗を通知されてから降機を通知されるまでの間は、判定部11は「飛行機搭乗中」と判定し、それ以外の時間帯は、判定部11は「飛行機搭乗中ではない」と判定するようにしてもよい。
(変形例)
以上に本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、本発明の実施形態は種々の応用が可能であり、あらゆる実施形態が本発明の範囲に含まれる。
したがって、上述の各実施形態は、適宜組み合わせることが可能である。例えば、第1の実施形態と第4の実施形態とを組み合わせることにより、速度、気圧及び無線LANの有無によって、飛行機に搭乗中か否かを判定することができる。また、第2の実施形態と第4の実施形態とを組み合わせることにより、消費電力をできるだけ削減しつつ、速度、気圧及び無線LANの有無によって、飛行機に搭乗中か否かを判定することができる。
また、上述の実施形態では、衛星情報取得部40が、測位衛星からの衛星信号を直接受信して高度情報を取得するものとして説明した。しかし、衛星情報取得部40は衛星信号を直接受信するものに限られない。衛星情報取得部40は、例えば、スマートフォンやタブレット等の他端末に搭載されているGPS受信機で取得された高度情報を、Bluetooth(登録商標)や無線LAN経由で取得するものであってもよい。またそのとき、スマートフォンやタブレット等の他端末に搭載されているGPS受信機で受信したGPS信号を当該他端末で高度情報に変換してから、当該高度情報を衛星情報取得部40が取得するようにしても良いし、他端末に搭載されているGPS受信機で受信したGPS信号をそのまま衛星情報取得部40が取得して、衛星情報取得部40がそのGPS信号から高度情報を取得するように構成してもよい。
また、上述の実施形態では、飛行体として、主に飛行機を想定して説明した。しかし、飛行体は飛行機に限られず、気球やヘリコプター等でもよい。気球においては気球内の空気を温めることにより搭乗者付近の気圧に影響が及ぶ可能性があるし、ヘリコプターにおいても飛行機と同様に機内の気圧を調整する可能性があるからである。
なお、電子機器100,101,102,103の各機能は、通常のPC等のコンピュータによっても実施することができる。具体的には、上記実施形態では、電子機器100,101,102,103が行う高度測定処理等のプログラムが、記憶部20のROMに予め記憶されているものとして説明した。しかし、プログラムを、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、MO(Magneto-Optical disc)、メモリカード、USB(Universal Serial Bus)メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをコンピュータに読み込んでインストールすることにより、上述の各機能を実現することができるコンピュータを構成してもよい。
さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS:Bulletin Board System)にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、OS(Operating System)の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲とが含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記1)
気圧情報を取得する気圧情報取得手段と、
衛星から高度情報を取得する衛星信号取得手段と、
飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得手段により取得された高度情報を前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定し、前記判定手段により飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報を前記衛星信号取得手段により取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する測定手段と、
を備える電子機器。
(付記2)
移動速度を測定する移動速度測定手段を備え、
前記判定手段は、前記移動速度測定手段によって測定された移動速度が基準速度以上なら飛行体に搭乗していると判定し、前記移動速度が前記基準速度未満なら飛行体に搭乗していないと判定する、
付記1に記載の電子機器。
(付記3)
前記移動速度測定手段は、前記衛星信号取得手段により受信された衛星信号に基づいて前記移動速度を測定する、
付記2に記載の電子機器。
(付記4)
前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報の基準時間当たりの変化量である気圧変化量を取得する気圧変化量取得手段を備え、
前記判定手段は、前記気圧変化量取得手段により取得された気圧変化量が基準変化量以上なら飛行体に搭乗していると判定し、前記気圧変化量が前記基準変化量未満なら飛行体に搭乗していないと判定する、
付記1に記載の電子機器。
(付記5)
移動速度を測定する移動速度測定手段と、
前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報の基準時間当たりの変化量である気圧変化量を取得する気圧変化量取得手段と、
を備え、
前記判定手段は、
前記移動速度測定手段によって測定された移動速度が基準速度以上かつ前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報を平均した気圧平均値が基準気圧以下である場合か又は前記気圧変化量取得手段により取得された気圧変化量が基準変化量以上である場合は飛行体に搭乗していると判定し、
前記移動速度が前記基準速度未満又は前記気圧平均値が基準気圧より大きい場合であってかつ前記気圧変化量が前記基準変化量未満である場合なら飛行体に搭乗していないと判定する、
付記1に記載の電子機器。
(付記6)
飛行体内での無線通信サービスを検出する無線検出手段を備え、
前記判定手段は、前記無線検出手段によって前記無線通信サービスを検出したら飛行体に搭乗していると判定し、前記無線検出手段によって前記無線通信サービスを検出しなければ飛行体に搭乗していないと判定する、
付記1に記載の電子機器。
(付記7)
前記測定手段は、前記判定手段により飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得手段により取得された高度情報のみに基づいて高度を測定する、
付記1から6の何れか1つに記載の電子機器。
(付記8)
気圧情報を取得する気圧情報取得ステップと、
衛星から高度情報を取得する衛星信号取得ステップと、
飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報を前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定する第1測定ステップと、
前記判定ステップにより飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報を前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する第2測定ステップと、
を備える高度測定方法。
(付記9)
コンピュータに、
気圧情報を取得する気圧情報取得ステップ、
衛星から高度情報を取得する衛星信号取得ステップ、
飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定ステップ、
前記判定ステップにより飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報を前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定する第1測定ステップ、及び、
前記判定ステップにより飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報を前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する第2測定ステップ、
を実行させるためのプログラム。
10…制御部、11…判定部、12…測定部、13…測位部、14…速度取得部、15…気圧高度取得部、16…気圧平均取得部、20…記憶部、30…センサ部、31…気圧センサ、32…加速度センサ、40…衛星情報取得部、51…表示部、52…操作部、53…通信部、60…計時部、100,101,102,103…電子機器

Claims (9)

  1. 気圧情報を取得する気圧情報取得手段と、
    衛星から高度情報を取得する衛星信号取得手段と、
    飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得手段により取得された高度情報を前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定し、前記判定手段により飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報を前記衛星信号取得手段により取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する測定手段と、
    を備える電子機器。
  2. 移動速度を測定する移動速度測定手段を備え、
    前記判定手段は、前記移動速度測定手段によって測定された移動速度が基準速度以上なら飛行体に搭乗していると判定し、前記移動速度が前記基準速度未満なら飛行体に搭乗していないと判定する、
    請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記移動速度測定手段は、前記衛星信号取得手段により受信された衛星信号に基づいて前記移動速度を測定する、
    請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報の基準時間当たりの変化量である気圧変化量を取得する気圧変化量取得手段を備え、
    前記判定手段は、前記気圧変化量取得手段により取得された気圧変化量が基準変化量以上なら飛行体に搭乗していると判定し、前記気圧変化量が前記基準変化量未満なら飛行体に搭乗していないと判定する、
    請求項1に記載の電子機器。
  5. 移動速度を測定する移動速度測定手段と、
    前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報の基準時間当たりの変化量である気圧変化量を取得する気圧変化量取得手段と、
    を備え、
    前記判定手段は、
    前記移動速度測定手段によって測定された移動速度が基準速度以上かつ前記気圧情報取得手段により取得された気圧情報を平均した気圧平均値が基準気圧以下である場合か又は前記気圧変化量取得手段により取得された気圧変化量が基準変化量以上である場合は飛行体に搭乗していると判定し、
    前記移動速度が前記基準速度未満又は前記気圧平均値が基準気圧より大きい場合であってかつ前記気圧変化量が前記基準変化量未満である場合なら飛行体に搭乗していないと判定する、
    請求項1に記載の電子機器。
  6. 飛行体内での無線通信サービスを検出する無線検出手段を備え、
    前記判定手段は、前記無線検出手段によって前記無線通信サービスを検出したら飛行体に搭乗していると判定し、前記無線検出手段によって前記無線通信サービスを検出しなければ飛行体に搭乗していないと判定する、
    請求項1に記載の電子機器。
  7. 前記測定手段は、前記判定手段により飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得手段により取得された高度情報のみに基づいて高度を測定する、
    請求項1から6の何れか1項に記載の電子機器。
  8. 気圧情報を取得する気圧情報取得ステップと、
    衛星から高度情報を取得する衛星信号取得ステップと、
    飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップにより飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報を前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定する第1測定ステップと、
    前記判定ステップにより飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報を前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する第2測定ステップと、
    を備える高度測定方法。
  9. コンピュータに、
    気圧情報を取得する気圧情報取得ステップ、
    衛星から高度情報を取得する衛星信号取得ステップ、
    飛行体に搭乗しているか否かを判定する判定ステップ、
    前記判定ステップにより飛行体に搭乗していると判定された場合は、前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報を前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報よりも優先的に用いて高度を測定する第1測定ステップ、及び、
    前記判定ステップにより飛行体に搭乗していないと判定された場合は、前記気圧情報取得ステップにより取得された気圧情報を前記衛星信号取得ステップにより取得された高度情報よりも優先的に用いて高度を測定する第2測定ステップ、
    を実行させるためのプログラム。
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