JPH1048310A - 衛星通信システム用の測地法及び装置 - Google Patents
衛星通信システム用の測地法及び装置Info
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- JPH1048310A JPH1048310A JP9109052A JP10905297A JPH1048310A JP H1048310 A JPH1048310 A JP H1048310A JP 9109052 A JP9109052 A JP 9109052A JP 10905297 A JP10905297 A JP 10905297A JP H1048310 A JPH1048310 A JP H1048310A
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- geodetic position
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1853—Satellite systems for providing telephony service to a mobile station, i.e. mobile satellite service
- H04B7/18545—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation
- H04B7/18547—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station
- H04B7/1855—Arrangements for managing station mobility, i.e. for station registration or localisation for geolocalisation of a station using a telephonic control signal, e.g. propagation delay variation, Doppler frequency variation, power variation, beam identification
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の衛星通信システムでは通信信号と測地
情報信号を単一のチャネルで提供することができず別の
チャネルを使わねばならなかった。またＧＰＳでは複数
の衛星が同時に見える必要があった。これらの複雑な要
件を改善するのが本発明の課題である。 【解決手段】 通信信号を送る衛星通信システムにおい
て、通信信号上でタイミングと周波数更新のための計算
を行い、同時に伝搬時間とドプラー偏移の計算を行うこ
とによって円と曲線の交点としてユーザー端末の可能な
測地位置２点を算出し、更にビーム・スポット等の情報
を加えてその一つを特定することにより、単一のチャネ
ルでユーザーの地理的な位置をも算出することを可能と
する。
情報信号を単一のチャネルで提供することができず別の
チャネルを使わねばならなかった。またＧＰＳでは複数
の衛星が同時に見える必要があった。これらの複雑な要
件を改善するのが本発明の課題である。 【解決手段】 通信信号を送る衛星通信システムにおい
て、通信信号上でタイミングと周波数更新のための計算
を行い、同時に伝搬時間とドプラー偏移の計算を行うこ
とによって円と曲線の交点としてユーザー端末の可能な
測地位置２点を算出し、更にビーム・スポット等の情報
を加えてその一つを特定することにより、単一のチャネ
ルでユーザーの地理的な位置をも算出することを可能と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は衛星通信システム、特
に、通信信号に含まれる情報に基づきユーザー端末の測
地位置を計算するための方法及び装置に関する。
に、通信信号に含まれる情報に基づきユーザー端末の測
地位置を計算するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【技術的背景】今日、衛星システムはユーザー機器との
通信を維持するために、或いはその測地位置情報を提供
するために利用されている。オデッセイ（本発明の譲受
人の提案）等の衛星通信システムは、複数の衛星の配置
をユーザー端末と地上又は基地局との間で通信信号を中
継するのに利用する。ユーザー端末は地上局に割り付け
られている。地上局は割り付けられているユーザー端末
と直接交信する。ユーザー端末と関連する地上局は、搬
送周波数が中心となる予め割り付けられた帯域幅（副
帯）を有する予め割り付けられた通信チャネルを通じて
交信する。地球投影位置決定衛星（ＧＰＳ）システム等
の衛星航法システムは、ユーザー機器に航行信号を送信
する複数の衛星の配置を含んでいる。各衛星は予め割り
付けられた航行チャネルを通して独自の航行信号を発す
る。ユーザーの機器は多重航行信号より航行信号を得
て、それに基づき端末の地球に対する相対位置を算出す
る。一つのＧＰＳ技法は、Ｊ．Ｊ．スピルカー・ジュニ
ア著の論文「ＧＰＳ信号構造と性能特性」に説明してあ
り、ギルバート位置決めシステムはその中で言及されそ
っくりそのまま組み込まれている。
通信を維持するために、或いはその測地位置情報を提供
するために利用されている。オデッセイ（本発明の譲受
人の提案）等の衛星通信システムは、複数の衛星の配置
をユーザー端末と地上又は基地局との間で通信信号を中
継するのに利用する。ユーザー端末は地上局に割り付け
られている。地上局は割り付けられているユーザー端末
と直接交信する。ユーザー端末と関連する地上局は、搬
送周波数が中心となる予め割り付けられた帯域幅（副
帯）を有する予め割り付けられた通信チャネルを通じて
交信する。地球投影位置決定衛星（ＧＰＳ）システム等
の衛星航法システムは、ユーザー機器に航行信号を送信
する複数の衛星の配置を含んでいる。各衛星は予め割り
付けられた航行チャネルを通して独自の航行信号を発す
る。ユーザーの機器は多重航行信号より航行信号を得
て、それに基づき端末の地球に対する相対位置を算出す
る。一つのＧＰＳ技法は、Ｊ．Ｊ．スピルカー・ジュニ
ア著の論文「ＧＰＳ信号構造と性能特性」に説明してあ
り、ギルバート位置決めシステムはその中で言及されそ
っくりそのまま組み込まれている。
【０００３】航行と通信の信号は対応する信号を搬送す
るように特別に設計された、個別の相互専用チャネルを
通じて送信される。その結果、地上局、衛星及びユーザ
ー端末は、個別の通信及び航行チャネルを維持するよう
に設計しなければならず、それによって全体システムが
不適切に輻輳することとなる。現在の通信システムは通
信と測地位置の信号及びデータとを単一のＲＦ信号上に
組み合わせることができる。セルラー通信が普及するに
つれて、通信衛星システム容量への要求は益々強くな
る。これらの要求は利用できる通信副帯を事実上占有す
る。衛星システムは、与えられた周波数副帯内でユーザ
ー密度を上げるために、種々のユーザー接続や「スペク
トル拡散」の技術を活用して、利用できる周波数副帯の
全体容量を増やそうと努めてきた。これらのユーザー接
続技法には周波数分割多元接続（ＦＤＭＡコーディン
グ）、時間分割多元接続（ＴＤＭＡコーディング）、コ
ード分割多元接続（ＣＤＭＡコーディング）が含まれ
る。更に、ＴＤＭＡ、ＦＭＤＡ、ＣＤＭＡを組み合わせ
たハイブリッド技法が提案されてきた。コーディング技
法によって、各ユーザーは対応するチャネルを割り付け
られるときに、固有のＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ／ＣＤＭＡコ
ード及び／又は送信タイミング／周波数を与えられる。
ユーザー端末は全ての通信信号を割り付けられた搬送チ
ャネル、コード、送信タイミング／周波数で送受信す
る。
るように特別に設計された、個別の相互専用チャネルを
通じて送信される。その結果、地上局、衛星及びユーザ
ー端末は、個別の通信及び航行チャネルを維持するよう
に設計しなければならず、それによって全体システムが
不適切に輻輳することとなる。現在の通信システムは通
信と測地位置の信号及びデータとを単一のＲＦ信号上に
組み合わせることができる。セルラー通信が普及するに
つれて、通信衛星システム容量への要求は益々強くな
る。これらの要求は利用できる通信副帯を事実上占有す
る。衛星システムは、与えられた周波数副帯内でユーザ
ー密度を上げるために、種々のユーザー接続や「スペク
トル拡散」の技術を活用して、利用できる周波数副帯の
全体容量を増やそうと努めてきた。これらのユーザー接
続技法には周波数分割多元接続（ＦＤＭＡコーディン
グ）、時間分割多元接続（ＴＤＭＡコーディング）、コ
ード分割多元接続（ＣＤＭＡコーディング）が含まれ
る。更に、ＴＤＭＡ、ＦＭＤＡ、ＣＤＭＡを組み合わせ
たハイブリッド技法が提案されてきた。コーディング技
法によって、各ユーザーは対応するチャネルを割り付け
られるときに、固有のＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ／ＣＤＭＡコ
ード及び／又は送信タイミング／周波数を与えられる。
ユーザー端末は全ての通信信号を割り付けられた搬送チ
ャネル、コード、送信タイミング／周波数で送受信す
る。
【０００４】コーディング技法がユーザー密度を上げる
ので、相互干渉が起こるまでの隣接ユーザーチャネル間
の許容誤差は少なくなる。それ故、上記コーディング技
法では、ユーザー端末と地上局間の通信リンクを継続的
に調整又は同調しておく必要がある。ユーザー端末及び
／又はカバーする衛星が互いに相対移動するため、ユー
ザー端末がその割り付けられたチャネル内で送信を継続
することを保証するためにはそのような調整が必要であ
る。ユーザー端末と地上局は通信信号を情報の個別のパ
ケット又はフレームとして送信する。上記コーディング
技法の幾つかでは、通信リンクが地上局とユーザー端末
との間で「同期的に」維持されねばならない。「同期」
通信リンクでは、他の端末及び／又は地上局から送信さ
れてきたフレームの受信と同時に瞬時に（ユーザー端末
又は地上局において）データの各フレームを受信する必
要がある。フレームも又、割り付けられた搬送周波数を
中心とする割り付けられた副帯内で受信されなければな
らない。このように、同期化と副帯調整は受信機との関
係で決定される。
ので、相互干渉が起こるまでの隣接ユーザーチャネル間
の許容誤差は少なくなる。それ故、上記コーディング技
法では、ユーザー端末と地上局間の通信リンクを継続的
に調整又は同調しておく必要がある。ユーザー端末及び
／又はカバーする衛星が互いに相対移動するため、ユー
ザー端末がその割り付けられたチャネル内で送信を継続
することを保証するためにはそのような調整が必要であ
る。ユーザー端末と地上局は通信信号を情報の個別のパ
ケット又はフレームとして送信する。上記コーディング
技法の幾つかでは、通信リンクが地上局とユーザー端末
との間で「同期的に」維持されねばならない。「同期」
通信リンクでは、他の端末及び／又は地上局から送信さ
れてきたフレームの受信と同時に瞬時に（ユーザー端末
又は地上局において）データの各フレームを受信する必
要がある。フレームも又、割り付けられた搬送周波数を
中心とする割り付けられた副帯内で受信されなければな
らない。このように、同期化と副帯調整は受信機との関
係で決定される。
【０００５】しかしながら、同期化と副帯調整は、１）
衛星とユーザー端末又は地上局間の距離範囲の変動（例
えば、伝搬遅延）、及び２）衛星とユーザー端末又は地
上局間の相対速度の変化（例えば、ドプラー効果）によ
って継続的影響を受ける。伝搬遅延変動が生じるのは、
ユーザーの機器及び／又は関連する衛星が動くにつれて
ユーザー端末と関連する地上局間の距離又は距離範囲が
変化するためである。その結果、地上局とユーザー端末
の間の伝搬時間が変化する。伝搬時間の変動を補償する
ため、送信器（例えば、地上局又はユーザー端末）はデ
ータ・フレームを送信する開始時間を遅らせるか或いは
進める。このように、意図する受信機の近くに位置する
送信機は送信開始時間を遅らせ、受信機の遙か遠くに位
置する送信機は送信開始時間を進める。
衛星とユーザー端末又は地上局間の距離範囲の変動（例
えば、伝搬遅延）、及び２）衛星とユーザー端末又は地
上局間の相対速度の変化（例えば、ドプラー効果）によ
って継続的影響を受ける。伝搬遅延変動が生じるのは、
ユーザーの機器及び／又は関連する衛星が動くにつれて
ユーザー端末と関連する地上局間の距離又は距離範囲が
変化するためである。その結果、地上局とユーザー端末
の間の伝搬時間が変化する。伝搬時間の変動を補償する
ため、送信器（例えば、地上局又はユーザー端末）はデ
ータ・フレームを送信する開始時間を遅らせるか或いは
進める。このように、意図する受信機の近くに位置する
送信機は送信開始時間を遅らせ、受信機の遙か遠くに位
置する送信機は送信開始時間を進める。
【０００６】ドプラー偏移変動が生じるのは、衛星が地
上局及びユーザー端末に対し相対的に動くにつれて、受
信機で感知される合成搬送周波数が変化するからであ
る。例えば、衛星がユーザー端末に向かって動く場合
は、衛星で（そして引き続いて地上局で）感知される通
信信号の搬送周波数は、ユーザー端末が通信信号を送信
する実際の搬送周波数よりも高い。別の言い方をすれ
ば、受信機で感知される搬送周波数は、衛星と送信機が
相対的に静止している場合よりも高い。同様に、衛星が
送信機から遠ざかる場合、受信機の感知する搬送周波数
は、衛星が送信機に対して相対的に動いていない場合の
搬送周波数よりも低い。この現象は「ドプラー効果」と
称される。送信機（例えば、ユーザー端末及び地上局）
は正及び負のドプラー偏移を補償するように、通信信号
を送信する搬送周波数を調整する。周波数とタイミング
を調整することによって、送信機は送信する通信信号が
割り付けられたチャネル内にあり、かつ他の送信機から
の信号と同期的に届くことを保証する。
上局及びユーザー端末に対し相対的に動くにつれて、受
信機で感知される合成搬送周波数が変化するからであ
る。例えば、衛星がユーザー端末に向かって動く場合
は、衛星で（そして引き続いて地上局で）感知される通
信信号の搬送周波数は、ユーザー端末が通信信号を送信
する実際の搬送周波数よりも高い。別の言い方をすれ
ば、受信機で感知される搬送周波数は、衛星と送信機が
相対的に静止している場合よりも高い。同様に、衛星が
送信機から遠ざかる場合、受信機の感知する搬送周波数
は、衛星が送信機に対して相対的に動いていない場合の
搬送周波数よりも低い。この現象は「ドプラー効果」と
称される。送信機（例えば、ユーザー端末及び地上局）
は正及び負のドプラー偏移を補償するように、通信信号
を送信する搬送周波数を調整する。周波数とタイミング
を調整することによって、送信機は送信する通信信号が
割り付けられたチャネル内にあり、かつ他の送信機から
の信号と同期的に届くことを保証する。
【０００７】タイミングと周波数は種々の方法で制御で
きる。例えば、地上局が各ユーザー端末にタイミングと
周波数の更新した情報を送信してもよい。しかしなが
ら、従来の通信システムは通信チャネルを通信情報の送
信に使用するのを制限している。その結果、従来の通信
システムでは航行等その他の機能を提供するには別のチ
ャネルを使わなければならない。
きる。例えば、地上局が各ユーザー端末にタイミングと
周波数の更新した情報を送信してもよい。しかしなが
ら、従来の通信システムは通信チャネルを通信情報の送
信に使用するのを制限している。その結果、従来の通信
システムでは航行等その他の機能を提供するには別のチ
ャネルを使わなければならない。
【０００８】更に、ＧＰＳ型の航行情報を提供するシス
テムは甚だしく多数の衛星を必要とする。測地位置を算
出するために、ＧＰＳユーザー端末は複数の衛星による
同時視線航行リンクを必要とする。その結果、ＧＰＳシ
ステムでは、システムのカバーする全ての位置から複数
の衛星が確実に同時に見えるように、衛星を配置する必
要がある。この複数衛星配置技法は衛星の数を甚だしく
増やす。衛星通信を使うため、産業界には測地法及びそ
の装置を改善する必要が課されている。この要求に応え
るのが本発明の目的である。
テムは甚だしく多数の衛星を必要とする。測地位置を算
出するために、ＧＰＳユーザー端末は複数の衛星による
同時視線航行リンクを必要とする。その結果、ＧＰＳシ
ステムでは、システムのカバーする全ての位置から複数
の衛星が確実に同時に見えるように、衛星を配置する必
要がある。この複数衛星配置技法は衛星の数を甚だしく
増やす。衛星通信を使うため、産業界には測地法及びそ
の装置を改善する必要が課されている。この要求に応え
るのが本発明の目的である。
【０００９】
【発明の概要】測地情報と通信データとを単一のチャネ
ルで提供することは、本発明の目的である。通信リンク
を通してきた関連情報を基にユーザー端末の地理的位置
を算出する衛星通信を提供することは、本発明の目的で
ある。通信リターン・リンクの同期化を維持し、ユーザ
ー端末への距離範囲の解の線を算出するために、共通の
信号パラメータを利用することは、必然的に本発明の目
的である。適切なチャネル整列を維持し、ユーザー端末
へのドプラーの解の線を算出するために、周波数オフセ
ット・パラメータを利用することは、必然的に本発明の
更なる目的である。
ルで提供することは、本発明の目的である。通信リンク
を通してきた関連情報を基にユーザー端末の地理的位置
を算出する衛星通信を提供することは、本発明の目的で
ある。通信リターン・リンクの同期化を維持し、ユーザ
ー端末への距離範囲の解の線を算出するために、共通の
信号パラメータを利用することは、必然的に本発明の目
的である。適切なチャネル整列を維持し、ユーザー端末
へのドプラーの解の線を算出するために、周波数オフセ
ット・パラメータを利用することは、必然的に本発明の
更なる目的である。
【００１０】測地位置を算出するため、同期化とチャネ
ル整列の間に得られた距離範囲とドプラーの解を組み合
わせることは、本発明の更なる目的である。ＲＦ通信信
号から得られた測地情報を基に、呼出経路指定等の通信
網制御を提供することは、本発明のもう一つの目的であ
る。ＲＦ通信信号から得られた測地情報を基に、緊急位
置サービスを提供することは、本発明の更なる目的であ
る。単一チャネルを使ってユーザー端末に航行、通信サ
ービスを提供することは、本発明のもう一つの目的であ
る。通信チャネルを、位置領域と位置によって異なる種
類のサービスを要求する会社の間での取扱高計算と呼出
管理情報の２つの目的のために使うのは、本発明の更に
もう一つの目的である。
ル整列の間に得られた距離範囲とドプラーの解を組み合
わせることは、本発明の更なる目的である。ＲＦ通信信
号から得られた測地情報を基に、呼出経路指定等の通信
網制御を提供することは、本発明のもう一つの目的であ
る。ＲＦ通信信号から得られた測地情報を基に、緊急位
置サービスを提供することは、本発明の更なる目的であ
る。単一チャネルを使ってユーザー端末に航行、通信サ
ービスを提供することは、本発明のもう一つの目的であ
る。通信チャネルを、位置領域と位置によって異なる種
類のサービスを要求する会社の間での取扱高計算と呼出
管理情報の２つの目的のために使うのは、本発明の更に
もう一つの目的である。
【００１１】これら及びその他の目的は、地上局とユー
ザー端末間の通信信号を予め割り付けられたチャネルで
中継するように衛星を配置している通信システム内でユ
ーザー端末の測地位置を決定する方法によって達成され
る。この方法は、ユーザー端末用にタイミングと周波数
の更新情報を計算するため、通信信号上で同期化を行
う。タイミングと周波数の更新情報はユーザー端末の測
地位置を計算するため、地上局内でも使われる。そうす
るために、地上局は衛星とユーザー端末の間の距離を、
タイミング情報から得られる両者間の対応する伝搬時間
を基に計算する。一旦、衛星のユーザー端末に対する距
離が得られれば、これから距離範囲の解の線が計算でき
る。又、周波数の更新情報はユーザー端末が位置するド
プラーの解の線を計算するのに使われる。それ故、距離
範囲とドプラーの解の線を組み合わせれば両者の交点が
求まる。これらの交点はユーザー端末の測地位置の可能
性のある点を表す。地上局は、ユーザー端末に割り付け
られているカバレッジ・ビーム・スポットや地理的セル
のような幾つかの方法の一つで、これら交点間の識別を
行う。単一の交点が求まれば、この点又はアウトプット
の経度、緯度がユーザー端末の測地位置である。
ザー端末間の通信信号を予め割り付けられたチャネルで
中継するように衛星を配置している通信システム内でユ
ーザー端末の測地位置を決定する方法によって達成され
る。この方法は、ユーザー端末用にタイミングと周波数
の更新情報を計算するため、通信信号上で同期化を行
う。タイミングと周波数の更新情報はユーザー端末の測
地位置を計算するため、地上局内でも使われる。そうす
るために、地上局は衛星とユーザー端末の間の距離を、
タイミング情報から得られる両者間の対応する伝搬時間
を基に計算する。一旦、衛星のユーザー端末に対する距
離が得られれば、これから距離範囲の解の線が計算でき
る。又、周波数の更新情報はユーザー端末が位置するド
プラーの解の線を計算するのに使われる。それ故、距離
範囲とドプラーの解の線を組み合わせれば両者の交点が
求まる。これらの交点はユーザー端末の測地位置の可能
性のある点を表す。地上局は、ユーザー端末に割り付け
られているカバレッジ・ビーム・スポットや地理的セル
のような幾つかの方法の一つで、これら交点間の識別を
行う。単一の交点が求まれば、この点又はアウトプット
の経度、緯度がユーザー端末の測地位置である。
【００１２】
【実施例の詳細説明】図１は地上局４とユーザー端末６
の間を中継する衛星２を含む衛星通信システムの概要を
表す。地上局４は、リンク・セクション８、１０を含む
フォワード・リンクを通して、ユーザー端末６に信号を
送信する。ユーザー端末６はリンク・セクション１２、
１４を含むリターン・リンクを通して、地上局４に通信
信号を送信する。衛星２は「曲がり管」として働き、フ
ォワード・リンク・セクション８上で受信した通信を、
リンク・セクション１０を通してユーザー端末６へ送
る。同様に、衛星２はリンク・セクション１２上で受信
した信号を、リターンリンク・セクション１４上で地上
局４に遅滞なく中継する。好適な実施例では、地上局２
が各対応ユーザー端末に、両者間の同期通信ラインを維
持するために、矯正タイミングと周波数のエラー情報を
送信する閉ループシステムを利用してもよい。図１では
単一のユーザー端末６が描かれているが、好適な実施例
では複数の端末、地上局、衛星に対しても当てはまるこ
とは言うまでもない。
の間を中継する衛星２を含む衛星通信システムの概要を
表す。地上局４は、リンク・セクション８、１０を含む
フォワード・リンクを通して、ユーザー端末６に信号を
送信する。ユーザー端末６はリンク・セクション１２、
１４を含むリターン・リンクを通して、地上局４に通信
信号を送信する。衛星２は「曲がり管」として働き、フ
ォワード・リンク・セクション８上で受信した通信を、
リンク・セクション１０を通してユーザー端末６へ送
る。同様に、衛星２はリンク・セクション１２上で受信
した信号を、リターンリンク・セクション１４上で地上
局４に遅滞なく中継する。好適な実施例では、地上局２
が各対応ユーザー端末に、両者間の同期通信ラインを維
持するために、矯正タイミングと周波数のエラー情報を
送信する閉ループシステムを利用してもよい。図１では
単一のユーザー端末６が描かれているが、好適な実施例
では複数の端末、地上局、衛星に対しても当てはまるこ
とは言うまでもない。
【００１３】図２は衛星２のカバーする領域を表す足跡
１６を描いている。衛星２は複数の重複しているビーム
・カバレッジ・スポット１８によって足跡１６を形成し
ている。足跡１６は、衛星２が矢印２０で示す方向に動
くに従って地表２４上を横切って行く。衛星２は地上局
４とユーザー端末６が足跡１６の中にいる限り、両者の
間の通信をサポートする。好適な実施例の衛星通信シス
テムはスペクトル拡散通信のような幾つかの管理技法を
利用してもよい。単に例のためにであるが、このシステ
ムはコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）コーディングを使
用してもよい。他のコーディング技法は、それが多様な
ユーザー局６の継続的且つ相互に排他的なチャネル上で
の送信を可能とする限りにおいて使用してもよい。ビー
ム・スポット２２に割り付けられている周波数副帯の一
つのようなチャネルは同一周波数帯に在ることになる。
多くのユーザー端末が同一周波数副帯内で送信するにつ
れて、干渉の可能性は増す。干渉は、各ユーザー端末と
その関連する通信信号と対して固有の「サイン」を識別
することによって、地上局において回避される。各ユー
ザー端末は、対応する周波数副帯内での送信に対して固
有のサイン（例えば、固有のＣＤＭＡコード、ＴＤＭＡ
コード、ＦＤＭＡコード）を割り当てられている。単に
例のためにであるが、ＣＤＭＡコーディングが使用され
ている場合、各サインは固有の予め割り付けられた波形
又はチップ・シーケンスを表し、そこでチップは副帯に
割り付けられたユーザー端末の番号による２進数字の一
部を表してもよい。ユーザー端末はそのサインの波形を
通信及び／又はコマンド・データの出力フレーム又はパ
ケットと組み合わせる。合成組み合わせＲＦ信号は予め
割り付けられた搬送周波数で送信される。ＣＤＭＡコー
ディングが使用されている場合は、割り付けられた搬送
周波数と端末固有のＣＤＭＡコードの組み合わせが特定
のユーザー端末に割り付けられた「チャネル」を定義す
る。
１６を描いている。衛星２は複数の重複しているビーム
・カバレッジ・スポット１８によって足跡１６を形成し
ている。足跡１６は、衛星２が矢印２０で示す方向に動
くに従って地表２４上を横切って行く。衛星２は地上局
４とユーザー端末６が足跡１６の中にいる限り、両者の
間の通信をサポートする。好適な実施例の衛星通信シス
テムはスペクトル拡散通信のような幾つかの管理技法を
利用してもよい。単に例のためにであるが、このシステ
ムはコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）コーディングを使
用してもよい。他のコーディング技法は、それが多様な
ユーザー局６の継続的且つ相互に排他的なチャネル上で
の送信を可能とする限りにおいて使用してもよい。ビー
ム・スポット２２に割り付けられている周波数副帯の一
つのようなチャネルは同一周波数帯に在ることになる。
多くのユーザー端末が同一周波数副帯内で送信するにつ
れて、干渉の可能性は増す。干渉は、各ユーザー端末と
その関連する通信信号と対して固有の「サイン」を識別
することによって、地上局において回避される。各ユー
ザー端末は、対応する周波数副帯内での送信に対して固
有のサイン（例えば、固有のＣＤＭＡコード、ＴＤＭＡ
コード、ＦＤＭＡコード）を割り当てられている。単に
例のためにであるが、ＣＤＭＡコーディングが使用され
ている場合、各サインは固有の予め割り付けられた波形
又はチップ・シーケンスを表し、そこでチップは副帯に
割り付けられたユーザー端末の番号による２進数字の一
部を表してもよい。ユーザー端末はそのサインの波形を
通信及び／又はコマンド・データの出力フレーム又はパ
ケットと組み合わせる。合成組み合わせＲＦ信号は予め
割り付けられた搬送周波数で送信される。ＣＤＭＡコー
ディングが使用されている場合は、割り付けられた搬送
周波数と端末固有のＣＤＭＡコードの組み合わせが特定
のユーザー端末に割り付けられた「チャネル」を定義す
る。
【００１４】その他、ＰＮの種類、ＣＤＭＡコードを使
用してもよい。コードが高度の直交特性を保持する限り
においては他のコードを使用してもよい。言い換えれ
ば、コードは、１）インタイムでシフトされたそれ自身
のレプリカ、及び２）通信システムの同一副帯内で使用
される他のコード、と容易に識別できるのが望ましい。
ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ等多様な接続コーディン
グ技法のこれ以上の説明は、Ｇ．マラル、Ｍ．ボスケッ
ト著「衛星通信システム、第２版」ジョン・ウィリ・ア
ンド・サン社、英国ウェスト・サセックス、１９９３年
出版、の第４、５章に見ることができる。マラル他によ
る上記本の第４、５章は引用により、そのまま全部がこ
こに含まれる。ＣＤＭＡコーディングは又、ロバート・
Ｍ・ガグリアルディ「通信技術入門」第２版、ウィリー
・インターサイエンス出版発行、Ｎ．Ｙ．、の５３８−
５５３頁に、詳細説明がある。ガグリアルディによるこ
の本の５３８−５５３頁も引用によりここに含まれる。
用してもよい。コードが高度の直交特性を保持する限り
においては他のコードを使用してもよい。言い換えれ
ば、コードは、１）インタイムでシフトされたそれ自身
のレプリカ、及び２）通信システムの同一副帯内で使用
される他のコード、と容易に識別できるのが望ましい。
ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ等多様な接続コーディン
グ技法のこれ以上の説明は、Ｇ．マラル、Ｍ．ボスケッ
ト著「衛星通信システム、第２版」ジョン・ウィリ・ア
ンド・サン社、英国ウェスト・サセックス、１９９３年
出版、の第４、５章に見ることができる。マラル他によ
る上記本の第４、５章は引用により、そのまま全部がこ
こに含まれる。ＣＤＭＡコーディングは又、ロバート・
Ｍ・ガグリアルディ「通信技術入門」第２版、ウィリー
・インターサイエンス出版発行、Ｎ．Ｙ．、の５３８−
５５３頁に、詳細説明がある。ガグリアルディによるこ
の本の５３８−５５３頁も引用によりここに含まれる。
【００１５】図３は、測地位置情報を計算する際に利用
される地上局２用の様相を、ブロック線図形式で表した
ものである。地上局２はＲＦ信号を線３２上で受信する
追随機復調器３０を含んでいる。追随機復調器３０は、
地上局に割り付けられたユーザー端末用に記憶されてい
る基準サインに基づいて、受信したＲＦ信号を処理す
る。追随機復調器３０は通信データを出力する。ＣＤＭ
Ａコーディングを使用している場合、追随機復調器３０
は互いに重ね合わされ、基準時間に関して実質的に同期
している多様な入力ＲＦ信号を受信することとなる。そ
のような同期化は各ユーザー端末ＲＦ信号のためのサイ
ンが互いに時間的に整列していることを保証する。又、
全ての入力ＲＦ信号は、チャネル間干渉を最小化するた
めに対応する搬送周波数に集中していなければならな
い。
される地上局２用の様相を、ブロック線図形式で表した
ものである。地上局２はＲＦ信号を線３２上で受信する
追随機復調器３０を含んでいる。追随機復調器３０は、
地上局に割り付けられたユーザー端末用に記憶されてい
る基準サインに基づいて、受信したＲＦ信号を処理す
る。追随機復調器３０は通信データを出力する。ＣＤＭ
Ａコーディングを使用している場合、追随機復調器３０
は互いに重ね合わされ、基準時間に関して実質的に同期
している多様な入力ＲＦ信号を受信することとなる。そ
のような同期化は各ユーザー端末ＲＦ信号のためのサイ
ンが互いに時間的に整列していることを保証する。又、
全ての入力ＲＦ信号は、チャネル間干渉を最小化するた
めに対応する搬送周波数に集中していなければならな
い。
【００１６】地上局は多様なユーザー端末からの多様な
ＲＦ信号を処理することは言うまでもないが、ここでは
単純化するために、単一のユーザー端末からの単一のＲ
Ｆ信号を測地位置処理と結びつけて以下に説明する。地
上局２にはＲＦ信号を受信するタイミングと周波数の弁
別器３４、３６が備えられている。タイミング弁別器３
４は到来ＲＦ信号をタイミング基準信号と比較する。周
波数弁別器３６は到来ＲＦ信号を周波数基準信号と比較
する。これらの比較に基づき、タイミングと周波数の弁
別器３４、３６はタイミングと周波数のエラー修正デー
タを各々線３８および４０を通して出力する。タイミン
グと周波数の修正データは関連ユーザー端末に送信され
る。タイミング修正データはユーザー端末に対して、フ
レームの開始点を同一副帯及び／又はビーム・カバレッ
ジ・スポット内の他のユーザー端末からのデータの到来
フレームと同期させるために、通信データの各フレーム
の開始時間を進めるか又は遅らせる指示をすることが出
来る。
ＲＦ信号を処理することは言うまでもないが、ここでは
単純化するために、単一のユーザー端末からの単一のＲ
Ｆ信号を測地位置処理と結びつけて以下に説明する。地
上局２にはＲＦ信号を受信するタイミングと周波数の弁
別器３４、３６が備えられている。タイミング弁別器３
４は到来ＲＦ信号をタイミング基準信号と比較する。周
波数弁別器３６は到来ＲＦ信号を周波数基準信号と比較
する。これらの比較に基づき、タイミングと周波数の弁
別器３４、３６はタイミングと周波数のエラー修正デー
タを各々線３８および４０を通して出力する。タイミン
グと周波数の修正データは関連ユーザー端末に送信され
る。タイミング修正データはユーザー端末に対して、フ
レームの開始点を同一副帯及び／又はビーム・カバレッ
ジ・スポット内の他のユーザー端末からのデータの到来
フレームと同期させるために、通信データの各フレーム
の開始時間を進めるか又は遅らせる指示をすることが出
来る。
【００１７】周波数修正に関しては、弁別器３６は、地
上局で感知される搬送周波数がユーザー端末の割当て搬
送周波数に確実に一致するように、周波数修正データを
通してユーザー端末に送信搬送周波数を上げるか又は下
げるように指示する。地上局での感知周波数は必ずしも
ユーザー端末での送信周波数と一致してはいない。それ
どころか先に述べたように、ユーザー端末と衛星との間
の相対運動が搬送周波数に「ドプラー」偏移を引き起こ
す。ドプラー偏移の量はユーザー端末と衛星の間の距離
に依存する。又、ドプラー偏移の方向即ち正負はユーザ
ー端末に対する衛星の移動方向によってきまる。例のた
めにであるが、衛星がユーザー端末に向かって動いてい
る場合は、地上局受信機での感知搬送周波数はユーザー
端末送信機での発信搬送周波数よりも高い。逆に、衛星
がユーザー端末から遠ざかる方向に動いている場合は、
地上局受信機での感知搬送周波数はユーザー端末送信機
での発信搬送周波数よりも低い。ユーザー端末は送信さ
れてきた周波数修正データを使って、受信搬送周波数が
ユーザー端末が地上局との通信リンクを維持するために
割り付けられているチャネルに割り当てられている搬送
周波数と確実に一致するように、その送信機搬送周波数
を調整することができる。
上局で感知される搬送周波数がユーザー端末の割当て搬
送周波数に確実に一致するように、周波数修正データを
通してユーザー端末に送信搬送周波数を上げるか又は下
げるように指示する。地上局での感知周波数は必ずしも
ユーザー端末での送信周波数と一致してはいない。それ
どころか先に述べたように、ユーザー端末と衛星との間
の相対運動が搬送周波数に「ドプラー」偏移を引き起こ
す。ドプラー偏移の量はユーザー端末と衛星の間の距離
に依存する。又、ドプラー偏移の方向即ち正負はユーザ
ー端末に対する衛星の移動方向によってきまる。例のた
めにであるが、衛星がユーザー端末に向かって動いてい
る場合は、地上局受信機での感知搬送周波数はユーザー
端末送信機での発信搬送周波数よりも高い。逆に、衛星
がユーザー端末から遠ざかる方向に動いている場合は、
地上局受信機での感知搬送周波数はユーザー端末送信機
での発信搬送周波数よりも低い。ユーザー端末は送信さ
れてきた周波数修正データを使って、受信搬送周波数が
ユーザー端末が地上局との通信リンクを維持するために
割り付けられているチャネルに割り当てられている搬送
周波数と確実に一致するように、その送信機搬送周波数
を調整することができる。
【００１８】図２は複数のドプラーの解の線を示す（括
弧２９で概略示される）。各ドプラーの解の線は特定の
ドプラー偏移値と対応している。従って、ドプラーの解
の線２９の一本に沿う線上のどこにユーザー端末が位置
していても、同様のドプラー偏移を経験することにな
る。このように、地上局受信機はユーザー端末が一本の
ドプラーの解の線に沿う位置であればどこにいてもそこ
からの搬送周波数に同一の偏移を感知する。図２は又複
数の距離範囲の解の線を示す（破線５１で概略示され
る）。各距離範囲の解の線は衛星とユーザー端末の間の
一定の距離と関連している。各距離範囲の解の線は地上
局、衛星、ユーザー端末の間の固有の往復伝搬時間遅延
に対応している。往復伝搬時間は、ＲＦ信号がフォワー
ド・リンク・セクション８及び１０に沿ってユーザー端
末に行き、リターン・リンク・セクション１２及び１４
に沿って地上局に帰ってくるに必要な時間に等しい。
弧２９で概略示される）。各ドプラーの解の線は特定の
ドプラー偏移値と対応している。従って、ドプラーの解
の線２９の一本に沿う線上のどこにユーザー端末が位置
していても、同様のドプラー偏移を経験することにな
る。このように、地上局受信機はユーザー端末が一本の
ドプラーの解の線に沿う位置であればどこにいてもそこ
からの搬送周波数に同一の偏移を感知する。図２は又複
数の距離範囲の解の線を示す（破線５１で概略示され
る）。各距離範囲の解の線は衛星とユーザー端末の間の
一定の距離と関連している。各距離範囲の解の線は地上
局、衛星、ユーザー端末の間の固有の往復伝搬時間遅延
に対応している。往復伝搬時間は、ＲＦ信号がフォワー
ド・リンク・セクション８及び１０に沿ってユーザー端
末に行き、リターン・リンク・セクション１２及び１４
に沿って地上局に帰ってくるに必要な時間に等しい。
【００１９】図３に戻るが、タイミングと周波数の修正
データは、距離範囲とドプラーの線解明モジュール４２
及び４４にも供給される。距離範囲とドプラーの線解明
モジュール４２及び４４は、距離範囲の線２６とドプラ
ーの解の線２８を計算する（図１）。距離範囲解明モジ
ュール４２は、通信信号がフォワード・リンク８及び１
０に沿って行きリターン・リンク１２及び１４に沿って
帰る（図１）のに要する往復伝搬時間を基に計算される
地上局とユーザー端末の距離範囲に基づき、距離範囲の
解の線を計算する。弁別器３４によって往復伝搬時間が
一旦計算されると、衛星と地上局との間の距離範囲は既
に知られているので、衛星とユーザー端末との間の距離
範囲は計算できる。衛星とユーザー端末との間の距離範
囲が一旦計算されると、衛星２を中心に衛星とユーザー
端末間の距離に等しい半径を使って、距離範囲の解の線
２６を（図１に示すように）描くことができる。ドプラ
ーの線解明モジュール４４は、ユーザー端末で送信され
た搬送周波数と地上局で受信された搬送周波数の間の周
波数偏移に基づいてドプラー偏移の線２８を計算するこ
とができる。又このほか、送信された搬送周波数は、弁
別器３４で決められた周波数エラーデータによって繰り
返し更新される、ユーザー端末に関する記憶された過去
のドプラー偏移情報から、計算することもできる。周波
数偏移が一旦計算されると、対応するドプラーの解の線
を索引テーブルや経験技法で求めることができる。
データは、距離範囲とドプラーの線解明モジュール４２
及び４４にも供給される。距離範囲とドプラーの線解明
モジュール４２及び４４は、距離範囲の線２６とドプラ
ーの解の線２８を計算する（図１）。距離範囲解明モジ
ュール４２は、通信信号がフォワード・リンク８及び１
０に沿って行きリターン・リンク１２及び１４に沿って
帰る（図１）のに要する往復伝搬時間を基に計算される
地上局とユーザー端末の距離範囲に基づき、距離範囲の
解の線を計算する。弁別器３４によって往復伝搬時間が
一旦計算されると、衛星と地上局との間の距離範囲は既
に知られているので、衛星とユーザー端末との間の距離
範囲は計算できる。衛星とユーザー端末との間の距離範
囲が一旦計算されると、衛星２を中心に衛星とユーザー
端末間の距離に等しい半径を使って、距離範囲の解の線
２６を（図１に示すように）描くことができる。ドプラ
ーの線解明モジュール４４は、ユーザー端末で送信され
た搬送周波数と地上局で受信された搬送周波数の間の周
波数偏移に基づいてドプラー偏移の線２８を計算するこ
とができる。又このほか、送信された搬送周波数は、弁
別器３４で決められた周波数エラーデータによって繰り
返し更新される、ユーザー端末に関する記憶された過去
のドプラー偏移情報から、計算することもできる。周波
数偏移が一旦計算されると、対応するドプラーの解の線
を索引テーブルや経験技法で求めることができる。
【００２０】距離範囲の解の線及びドプラーの解の線が
モジュール４２及び４４で一旦計算されると、これらの
線の解は測地位置モジュール４６に送られる。それから
モジュール４６は両線の交点を経度と緯度として算出す
る。例えば、解の線は、衛星を中心とするユーザー端末
がその上にいるはずの円を定義する方程式を表すことに
なる。同様にドプラーの解の線は、衛星の移動方向の軸
上に中心を持つ円弧を定義する方程式を表すことにな
る。両線は点５２と５４の２つの交点を有する。交点の
内、正しい点はユーザー端末をカバーするビーム・スポ
ットの搬送周波数に基づいて決めることができる。先に
説明したように、各ビーム・スポットは１つ或いはそれ
以上の固有副帯搬送周波数を利用する。その結果、点５
２を取り囲むビーム・スポットは、点５４を取り囲むビ
ーム・スポットとは異なる搬送周波数を利用する。これ
に基づいて、点５４を退けて、点５２をユーザー端末の
測地位置であると識別できる。
モジュール４２及び４４で一旦計算されると、これらの
線の解は測地位置モジュール４６に送られる。それから
モジュール４６は両線の交点を経度と緯度として算出す
る。例えば、解の線は、衛星を中心とするユーザー端末
がその上にいるはずの円を定義する方程式を表すことに
なる。同様にドプラーの解の線は、衛星の移動方向の軸
上に中心を持つ円弧を定義する方程式を表すことにな
る。両線は点５２と５４の２つの交点を有する。交点の
内、正しい点はユーザー端末をカバーするビーム・スポ
ットの搬送周波数に基づいて決めることができる。先に
説明したように、各ビーム・スポットは１つ或いはそれ
以上の固有副帯搬送周波数を利用する。その結果、点５
２を取り囲むビーム・スポットは、点５４を取り囲むビ
ーム・スポットとは異なる搬送周波数を利用する。これ
に基づいて、点５４を退けて、点５２をユーザー端末の
測地位置であると識別できる。
【００２１】図４は、本発明の好適な実施例がユーザー
端末の測地位置を計算するために行う処理シーケンスを
示す。通信信号が一旦受信されると（ステップ２０
０）、自動相関取りが行われる（ステップ２１０）。受
信したＲＦ信号は、受信したＲＦ信号内のタイミング偏
移をその要求された開始時間から計算するために基準同
期化信号（例えば、基準サイン・コード）と関連づけら
れている同期化信号を含む同期化フィールドを、含んで
いるかも知れない。タイミング・エラー・オフセットは
この相関処理から得られる（ステップ２１０）。ステッ
プ２１２でタイミング・オフセットは、更新された全往
復伝搬時間を得るために、地上局とユーザー端末の間の
既に知られている伝搬時間と組み合わせられる。次にス
テップ２１４で、衛星とユーザー端末との間の伝搬時間
を得るために、地上局と衛星との間の伝搬時間が更新さ
れた全往復伝搬時間から減じられる。衛星からユーザー
端末までの往復時間が一旦求められると、両者間の距離
ないし距離範囲は同様に求めることができる。ステップ
２１６において（図１、２の線２６のような）距離範囲
の解の線は、衛星の現在位置及び衛星とユーザー端末間
の距離に基づいて計算される。先に述べたように、衛星
の現在位置及び衛星からユーザー端末迄の距離は各々距
離範囲の解の線の中心と半径になる。
端末の測地位置を計算するために行う処理シーケンスを
示す。通信信号が一旦受信されると（ステップ２０
０）、自動相関取りが行われる（ステップ２１０）。受
信したＲＦ信号は、受信したＲＦ信号内のタイミング偏
移をその要求された開始時間から計算するために基準同
期化信号（例えば、基準サイン・コード）と関連づけら
れている同期化信号を含む同期化フィールドを、含んで
いるかも知れない。タイミング・エラー・オフセットは
この相関処理から得られる（ステップ２１０）。ステッ
プ２１２でタイミング・オフセットは、更新された全往
復伝搬時間を得るために、地上局とユーザー端末の間の
既に知られている伝搬時間と組み合わせられる。次にス
テップ２１４で、衛星とユーザー端末との間の伝搬時間
を得るために、地上局と衛星との間の伝搬時間が更新さ
れた全往復伝搬時間から減じられる。衛星からユーザー
端末までの往復時間が一旦求められると、両者間の距離
ないし距離範囲は同様に求めることができる。ステップ
２１６において（図１、２の線２６のような）距離範囲
の解の線は、衛星の現在位置及び衛星とユーザー端末間
の距離に基づいて計算される。先に述べたように、衛星
の現在位置及び衛星からユーザー端末迄の距離は各々距
離範囲の解の線の中心と半径になる。
【００２２】ステップ２１８で、受信した通信信号の搬
送周波数が求められる。ステップ２２０で、周波数オフ
セットが受信搬送周波数と基準搬送周波数との比較を基
に計算される。先に説明したように、受信及び基準搬送
周波数は衛星とユーザー端末との間の距離と相対速度が
変化するにつれて変動する。次のステップ２２２では、
ドプラー偏移が、ステップ２２０で計算された周波数オ
フセットに基づいて求められる。それから、（図１、２
の線２８のような）ドプラーの解の線が受信信号内のド
プラー偏移に基づいて求められる。ドプラーの解の線を
計算する際には、地上局は衛星の現在位置、（図２の矢
印２０で示すような）移動の方向、ユーザー端末に対す
る相対速度等も考慮する。
送周波数が求められる。ステップ２２０で、周波数オフ
セットが受信搬送周波数と基準搬送周波数との比較を基
に計算される。先に説明したように、受信及び基準搬送
周波数は衛星とユーザー端末との間の距離と相対速度が
変化するにつれて変動する。次のステップ２２２では、
ドプラー偏移が、ステップ２２０で計算された周波数オ
フセットに基づいて求められる。それから、（図１、２
の線２８のような）ドプラーの解の線が受信信号内のド
プラー偏移に基づいて求められる。ドプラーの解の線を
計算する際には、地上局は衛星の現在位置、（図２の矢
印２０で示すような）移動の方向、ユーザー端末に対す
る相対速度等も考慮する。
【００２３】ステップ２２６では、ドプラー及び距離範
囲の解の線は（図２の点５２、５４のような）両者の交
点を求めるため、連立して解かれる。交点はユーザー端
末のいる可能性のある測地位置を表す。ステップ２８
で、地上局は（点５２、５４から）ユーザー端末に一致
する交点を識別する。この識別は様々な方法で行うこと
ができる。例えば、点５２と５４が異なるカバレッジ・
ビーム・スポット内にいる場合には、地上局は交点のど
ちらの点がユーザー端末をカバーするカバレッジ・ビー
ム・スポット内にあるかを決めることによって両者を識
別することができる。代わりに、地上局は、ユーザー端
末が現在割り付けられている地理的セルに基づいてユー
ザー端末に対応する交点を識別することもできる。地理
的セルは、カバレッジ・ビーム・スポットとは異なる、
地表の固定され予め定義された領域を表す。又、各ユー
ザー端末に特定の地理的セルが割り当てられていてもよ
い。そのような場合には、地上局は交点５２と５４の間
を各端末に割り当てられている地理的セルに基づいて識
別するであろう。更に又、点５２と５４の間の識別は消
去の処理の結果であってもよい。交点の望ましい点が一
旦特定されれば、ステップ２３０でユーザー端末の測地
位置としてアウトプットされる。この測地位置アウトプ
ットはユーザー端末位置を特定する経度と緯度を含んで
いてもよい。
囲の解の線は（図２の点５２、５４のような）両者の交
点を求めるため、連立して解かれる。交点はユーザー端
末のいる可能性のある測地位置を表す。ステップ２８
で、地上局は（点５２、５４から）ユーザー端末に一致
する交点を識別する。この識別は様々な方法で行うこと
ができる。例えば、点５２と５４が異なるカバレッジ・
ビーム・スポット内にいる場合には、地上局は交点のど
ちらの点がユーザー端末をカバーするカバレッジ・ビー
ム・スポット内にあるかを決めることによって両者を識
別することができる。代わりに、地上局は、ユーザー端
末が現在割り付けられている地理的セルに基づいてユー
ザー端末に対応する交点を識別することもできる。地理
的セルは、カバレッジ・ビーム・スポットとは異なる、
地表の固定され予め定義された領域を表す。又、各ユー
ザー端末に特定の地理的セルが割り当てられていてもよ
い。そのような場合には、地上局は交点５２と５４の間
を各端末に割り当てられている地理的セルに基づいて識
別するであろう。更に又、点５２と５４の間の識別は消
去の処理の結果であってもよい。交点の望ましい点が一
旦特定されれば、ステップ２３０でユーザー端末の測地
位置としてアウトプットされる。この測地位置アウトプ
ットはユーザー端末位置を特定する経度と緯度を含んで
いてもよい。
【００２４】上記の特定された測地位置情報は種々の目
的に利用できる。例えば、測地位置は呼出経路指定のた
めに必要な通信網制御情報を提供できる。測地位置情報
は、ユーザー端末の位置を特定するために、９１１呼出
中のような緊急位置サービスを提供するのに使うことが
できる。更に、測地情報は、航行サービス、或いは、サ
ービス制限を含みながら、ユーザー端末の位置の機能と
して異なるサービスを提供並びに要求する国と会社の間
でのような、勘定書作成と呼出管理等々を提供するため
に使うことができる。又、コード・タイミング弁別器３
４は修正して、様々な従来の同期化日常業務を到来信号
を分析するために利用することもできる。弁別器３４
は、タウ・ディッチャー法、アーリー・レイト法、ドッ
ト・プロダクト法等幾つかの既知の方法のどれかを通し
て自動相関を利用することができる。代わりに、好適な
実施例は、ＦＤＭＡ又はＴＤＭＡコーディング或いはＦ
ＤＭＡ，ＴＤＭＡ，ＣＤＭＡコードの組み合わせのよう
なハイブリッド・コーディング技法に基づく通信リンク
を利用するために修正してもよい。コードは、地上局で
受信する各通信信号が直交コードのような固有のサイン
を含む限りにおいて、これらコーディング技法の一つ或
いはそれ以上を利用してもよい。好適な実施例において
は、同期化データは、基準信号をＲＦ信号の各フレーム
の同期化フィールドに記憶されている同期化信号と比較
することによって得ることができる。又、同期化信号は
データ・フィールドのデータ上に重ね合わせてもよい。
的に利用できる。例えば、測地位置は呼出経路指定のた
めに必要な通信網制御情報を提供できる。測地位置情報
は、ユーザー端末の位置を特定するために、９１１呼出
中のような緊急位置サービスを提供するのに使うことが
できる。更に、測地情報は、航行サービス、或いは、サ
ービス制限を含みながら、ユーザー端末の位置の機能と
して異なるサービスを提供並びに要求する国と会社の間
でのような、勘定書作成と呼出管理等々を提供するため
に使うことができる。又、コード・タイミング弁別器３
４は修正して、様々な従来の同期化日常業務を到来信号
を分析するために利用することもできる。弁別器３４
は、タウ・ディッチャー法、アーリー・レイト法、ドッ
ト・プロダクト法等幾つかの既知の方法のどれかを通し
て自動相関を利用することができる。代わりに、好適な
実施例は、ＦＤＭＡ又はＴＤＭＡコーディング或いはＦ
ＤＭＡ，ＴＤＭＡ，ＣＤＭＡコードの組み合わせのよう
なハイブリッド・コーディング技法に基づく通信リンク
を利用するために修正してもよい。コードは、地上局で
受信する各通信信号が直交コードのような固有のサイン
を含む限りにおいて、これらコーディング技法の一つ或
いはそれ以上を利用してもよい。好適な実施例において
は、同期化データは、基準信号をＲＦ信号の各フレーム
の同期化フィールドに記憶されている同期化信号と比較
することによって得ることができる。又、同期化信号は
データ・フィールドのデータ上に重ね合わせてもよい。
【００２５】上に述べたのは、本発明の特定の要素、実
施例、適用について説明したものであり、当業者、特に
先の教示に明るい者は修正を加えうるわけであるから、
本発明が上記に限定されるわけではないことは言うまで
もない。それ故、発明の精神と範囲内にある特徴を含有
する修正をカバーするために、熟慮の上で請求範囲が設
けられている。
施例、適用について説明したものであり、当業者、特に
先の教示に明るい者は修正を加えうるわけであるから、
本発明が上記に限定されるわけではないことは言うまで
もない。それ故、発明の精神と範囲内にある特徴を含有
する修正をカバーするために、熟慮の上で請求範囲が設
けられている。
【図１】本発明による衛星システムの鳥瞰図の概要を表
す。
す。
【図２】衛星とその関連するカバー範囲の足跡の平面図
の概要を表す。
の概要を表す。
【図３】本発明の好適な実施例による地上局ブロック線
図の概要を表す。
図の概要を表す。
【図４】本発明の好適な実施例による地上局の行う処理
シーケンス・フローチャートの概要を表す。
シーケンス・フローチャートの概要を表す。
２ 衛星 ４ 地上局 ６ ユーザー端末
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット エイ スティーヴンス アメリカ合衆国 カリフォルニア州 90266 マンハッタン ビーチ オーク アベニュー 1900
Claims (17)
- 【請求項１】 ユーザー局と関連地上局との間で割り当
てられたチャネルを通して通信信号を送る衛星通信シス
テム内でユーザー端末の測地位置を決定するための方法
において、対応する送信ユーザー端末へ割り当てられた
チャネルで到来通信信号を受信するステップと、前記割
り当てられたチャネル内で同期化された前記到来通信信
号を維持するに必要な、送信ユーザー端末へのチャネル
同期化データを決定するステップと、前記チャネル同期
化データに基づいて、ユーザー端末がそれに沿った位置
にある第１及び第２の測地位置線を計算するステップ
と、前記第１と第２の測地位置線の地理的交点を決定す
るステップと、前記地理的交点の一つをユーザー端末の
測地位置としてアウトプットするステップとから成る、
ユーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項２】 前記通信信号が送信ユーザー端末を識別
するＣＤＭＡコードを含むことを特徴とする、請求項１
に記載のユーザー端末の測地位置を決定するための方
法。 - 【請求項３】 前記通信信号が送信ユーザー端末を個別
的に識別する直交コードを含むことを特徴とする、請求
項１に記載のユーザー端末の測地位置を決定するための
方法。 - 【請求項４】 前記チャネル同期化データを決定するス
テップが、基準タイミングと前記到来通信信号の受信タ
イミングとの間のタイミング・オフセットを決定するこ
とを含み、前記チャネル同期化データが前記タイミング
・オフセットを含むことを特徴とする、請求項１に記載
のユーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項５】 前記チャネル同期化データを決定するス
テップが更に、基準周波数と前記到来通信信号の受信周
波数との間の周波数オフセットを決定することを含み、
前記チャネル同期化データが前記周波数オフセットを含
むことを特徴とする、請求項１に記載のユーザー端末の
測地位置を決定するための方法。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の測地位置線を計算す
るステップが、前記チャネル同期化データに基づいて距
離範囲の解の線を計算することを含み、前記距離範囲の
解の線が前記第１の測地位置線を構成することを特徴と
する、請求項１に記載のユーザー端末の測地位置を決定
するための方法。 - 【請求項７】 前記第１及び第２の測地位置線を計算す
るステップが、更に前記チャネル同期化データに基づい
てドプラーの解の線を計算するステップを含み、前記ド
プラーの解の線が前記第２の測地位置線を構成すること
を特徴とする請求項１に記載のユーザー端末の測地位置
を決定するための方法。 - 【請求項８】 ユーザー端末をカバーするビーム・スポ
ットに基づいて、前記両交点間の識別を行うステップを
付け加えて含むことを特徴とする、請求項１に記載のユ
ーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項９】 ユーザー端末が割り当てられている予め
定義された地理的セルに基づいて、前記両交点間の識別
を行うステップを付け加えて含むことを特徴とする、請
求項１に記載のユーザー端末の測地位置を決定するため
の方法。 - 【請求項１０】 前記チャネル同期化データを決定する
ステップが更に、到来通信信号と基準タイミング信号上
で、両者間のタイミング・オフセットを求めるために相
関取りを行うステップを含み、前記計算ステップが前記
第１の測地位置線を計算するために前記タイミング・オ
フセットを利用していることを特徴とする、請求項１に
記載のユーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項１１】 ユーザー局と関連地上局との間で割り
当てられたチャネルを通して通信信号を送る衛星通信シ
ステム内でユーザー端末の測地位置を決定するための方
法において、送信ユーザー端末へ割り当てられたチャネ
ルで到来通信信号を受信するステップと、基準タイミン
グと前記到来通信信号の受信タイミングとの間のタイミ
ング・オフセットを決定するステップと、基準周波数と
前記到来通信信号の受信周波数との間の周波数オフセッ
トを決定するステップと、前記タイミング・オフセット
に基づいて距離範囲の解の線を計算するステップと、前
記周波数オフセットに基づいてドプラーの解の線を計算
するステップと、前記距離範囲の解とドプラーの解の両
線の間の一つの交点に基づいてユーザー端末の測地位置
を求めるステップとから成る、ユーザー端末の測地位置
を決定するための方法。 - 【請求項１２】 前記距離範囲の解の線が衛星の現在位
置に基づいていることを特徴とする、請求項１１に記載
のユーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項１３】 前記通信信号が送信ユーザー端末を識
別するＣＤＭＡコードを含むことを特徴とする、請求項
１１に記載のユーザー端末の測地位置を決定するための
方法。 - 【請求項１４】 前記通信信号が送信ユーザー端末を個
別的に識別する直交コードを含むことを特徴とする、請
求項１１に記載のユーザー端末の測地位置を決定するた
めの方法。 - 【請求項１５】 前記タイミング・オフセットを決定す
るステップが、前記基準タイミングと前記受信タイミン
グとの間の自動相関を利用していることを特徴とする、
請求項１１に記載のユーザー端末の測地位置を決定する
ための方法。 - 【請求項１６】 ユーザー端末をカバーするビーム・ス
ポットに基づいて、前記交点間の識別を行うステップを
付け加えて含むことを特徴とする、請求項１１に記載の
ユーザー端末の測地位置を決定するための方法。 - 【請求項１７】 ユーザー端末が割り当てられている予
め定義された地理的セルに基づいて、前記交点間の識別
を行うステップを付け加えて含むことを特徴とする、請
求項１１に記載のユーザー端末の測地位置を決定するた
めの方法。
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| US08/638066 | 1996-04-25 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051681A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Seiko Epson Corp | 測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体 |
| JP2011528216A (ja) * | 2008-07-14 | 2011-11-10 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | 単一周波数ネットワークにおいて時間遅延及び周波数オフセットを推定する方法及び装置 |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2357921B (en) * | 1996-12-14 | 2001-08-22 | Ico Services Ltd | Satellite communication system and method |
| GB2323988A (en) * | 1997-04-01 | 1998-10-07 | Ico Services Ltd | Refining a satellite position estimate |
| US6052561A (en) * | 1998-02-23 | 2000-04-18 | Rudowicz; Michael James | Location method for a elective call receiver operating in a satellite communication system |
| EP0964531A1 (en) * | 1998-06-12 | 1999-12-15 | ICO Services Ltd. | Cell selection in a mobile satellite system using time delay and Doppler shifts to determine the position of the user |
| EP1033582A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-06 | ICO Services Ltd. | Mobile station position determination in a satellite mobile telephone system |
| GB2352347A (en) * | 1999-07-22 | 2001-01-24 | Ico Services Ltd | Location of a user terminal in a satellite and earth station network |
| GB2353159A (en) * | 1999-08-10 | 2001-02-14 | Ico Services Ltd | Position determination in multi-beam satellite |
| US6768906B2 (en) | 1999-09-13 | 2004-07-27 | Motorola, Inc. | System and technique for plane switchover in an aircraft based wireless communication system |
| JP2003523565A (ja) * | 1999-12-29 | 2003-08-05 | グローリキアン，ハリー・エイ | クライアントの旅行者を地理的に関連するデータに接続するインターネットシステム |
| US6813257B1 (en) | 2000-06-26 | 2004-11-02 | Motorola, Inc. | Apparatus and methods for controlling short code timing offsets in a CDMA system |
| US6856803B1 (en) | 2000-06-26 | 2005-02-15 | Motorola, Inc. | Method for maintaining candidate handoff list for airborne cellular system |
| US6675013B1 (en) | 2000-06-26 | 2004-01-06 | Motorola, Inc. | Doppler correction and path loss compensation for airborne cellular system |
| US6507739B1 (en) | 2000-06-26 | 2003-01-14 | Motorola, Inc. | Apparatus and methods for controlling a cellular communications network having airborne transceivers |
| US6804515B1 (en) | 2000-06-27 | 2004-10-12 | Motorola, Inc. | Transportable infrastructure for airborne cellular system |
| US6795699B1 (en) * | 2000-06-27 | 2004-09-21 | Motorola, Inc. | Geolocation techniques for an airborne cellular system |
| GB2370452B (en) * | 2000-12-19 | 2004-10-20 | Inmarsat Ltd | Communication method and apparatus |
| FI111037B (fi) * | 2002-02-25 | 2003-05-15 | Nokia Corp | Menetelmä ja järjestelmä elektroniikkalaitteen sijainnin määrittämiseksi ja elektroniikkalaite |
| US7546084B2 (en) * | 2002-10-16 | 2009-06-09 | Andrew Llc | System and method of operation for network overlay geolocation system with repeaters |
| JPWO2005017552A1 (ja) * | 2003-08-14 | 2006-10-12 | 富士通株式会社 | 情報処理装置およびｇｐｓ測位方法 |
| US7991362B2 (en) * | 2005-07-20 | 2011-08-02 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for supporting timing and/or frequency corrections in a wireless communications system |
| US8798638B2 (en) * | 2005-07-20 | 2014-08-05 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for providing base station position information and using position information to support timing and/or frequency corrections |
| US8159393B2 (en) | 2007-11-05 | 2012-04-17 | Csr Technology Inc. | Systems and methods for synthesizing GPS measurements to improve GPS location availability |
| US7893875B1 (en) | 2008-10-31 | 2011-02-22 | The United States Of America As Represented By The Director National Security Agency | Device for and method of geolocation |
| US20110116386A1 (en) * | 2009-11-16 | 2011-05-19 | General Dynamics C4 Systems, Inc. | Transmission control in a wireless communication system |
| KR101422888B1 (ko) * | 2010-11-08 | 2014-08-13 | 한국전자통신연구원 | 위치 정보를 이용하여 동일 주파수 대역을 사용하는 타 무선망 서비스 지역에서 통신을 제공하는 위성 통신 시스템 및 위성 통신 방법 |
| US8644794B1 (en) | 2012-02-02 | 2014-02-04 | Google Inc. | Luggage locator |
| EP2645129A1 (en) * | 2012-03-31 | 2013-10-02 | O2 Micro, Inc. | Method and system for navigation |
| US9019155B2 (en) | 2012-05-03 | 2015-04-28 | Raytheon Company | Global positioning system (GPS) and doppler augmentation (GDAUG) and space location inertial navigation geopositioning system (SPACELINGS) |
| US9365303B2 (en) | 2012-05-03 | 2016-06-14 | Raytheon Company | Position and elevation acquisition for orbit determination |
| US9075126B2 (en) | 2012-06-28 | 2015-07-07 | Raytheon Company | Ground location inertial navigation geopositioning system (groundlings) |
| US9086471B2 (en) | 2012-12-05 | 2015-07-21 | Ses S.A. | Apparatuses, systems and methods for obtaining information about electromagnetic energy emitted from the earth, such as for locating an interference source on earth |
| US10720986B2 (en) | 2012-12-05 | 2020-07-21 | Ses S.A. | Apparatuses, systems and methods for obtaining information about electromagnetic energy emitted from the earth, such as for locating an interference source on earth |
| US10215850B2 (en) | 2014-08-06 | 2019-02-26 | Raytheon Company | Orbital determination (OD) of geosynchronous satellites |
| CN104467913B (zh) * | 2014-10-24 | 2016-02-03 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种时分星间测量通信网络多址长码的生成方法 |
| US10514466B1 (en) * | 2015-12-07 | 2019-12-24 | Marvell International Ltd. | Method and apparatus for demodulating GNSS navigation data bits under poor clock condition |
| CN107566030A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-09 | 王洋 | 一种卫星接收机多用户接入的模拟方法以及模拟装置 |
| RU2731822C1 (ru) * | 2019-11-11 | 2020-09-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Наземная станция командно-измерительной системы управления геостационарными космическими аппаратами |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2845621A (en) * | 1958-07-29 | Method and apparatus for determining time delay in pulse repeaters | ||
| US4161730A (en) * | 1977-10-17 | 1979-07-17 | General Electric Company | Radio determination using satellites transmitting timing signals with correction by active range measurement |
| US4252999A (en) * | 1978-10-04 | 1981-02-24 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Signaling and ranging technique for a TDMA satellite communication system |
| US4538281A (en) * | 1982-05-06 | 1985-08-27 | Rockwell International Corporation | Adaptive acquisition of multiple access codes |
| CA1228392A (en) * | 1983-05-20 | 1987-10-20 | Francis M. Watson | Skylight sensor and control system |
| US5017926A (en) * | 1989-12-05 | 1991-05-21 | Qualcomm, Inc. | Dual satellite navigation system |
| US5381444A (en) * | 1991-10-31 | 1995-01-10 | Fujitsu Limited | Radio environment measuring system |
| CA2106534A1 (en) * | 1992-12-07 | 1994-06-08 | Kristine Patricia Maine | Intelligent position tracking |
| US5412389A (en) * | 1993-08-11 | 1995-05-02 | Motorola, Inc. | Multibeam position ambiguity resolution |
| US5412388A (en) * | 1993-08-11 | 1995-05-02 | Motorola, Inc. | Position ambiguity resolution |
| US5444450A (en) * | 1993-08-11 | 1995-08-22 | Motorola, Inc. | Radio telecommunications system and method with adaptive location determination convergence |
| US5500648A (en) * | 1993-08-11 | 1996-03-19 | Motorola, Inc. | Geolocation responsive radio telecommunication system and method therefor |
-
1996
- 1996-04-25 US US08/638,066 patent/US6020847A/en not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-16 CA CA002202827A patent/CA2202827C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-21 EP EP97106566A patent/EP0803742A3/en not_active Withdrawn
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- 1997-04-25 KR KR1019970015501A patent/KR100276153B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008051681A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Seiko Epson Corp | 測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体 |
| JP2011528216A (ja) * | 2008-07-14 | 2011-11-10 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | 単一周波数ネットワークにおいて時間遅延及び周波数オフセットを推定する方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2202827A1 (en) | 1997-10-25 |
| KR970071417A (ko) | 1997-11-07 |
| KR100276153B1 (ko) | 2001-01-15 |
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