JPWO2010113301A1 - 予測情報提供装置、予測情報提供方法、予測情報提供プログラム - Google Patents

Abstract

予測情報提供装置は、例えばＧＰＳ受信機等に適用することができる。当該予測情報提供装置は、航法メッセージのデータビット値を予測し、当該予測した航法メッセージのデータビット値についての信頼度を算出し、予測した航法メッセージのデータビット値及び上記信頼度を提供する。この場合、予測情報提供装置は、所定の方法で、航法メッセージ内の情報を予測して、予測した値である予測情報を提供していることから、ある程度信頼性のある航法メッセージのデータビット値を提供することができる。また、予測情報提供装置は、上記予測情報の信頼度も提供しているので、提供先の装置に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。

Description

本発明は、航法メッセージのビット値を予測する装置に関する。

測位衛星システム（以後「ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）」とも呼ぶ）は、衛星との距離を測ることで受信機が自分の位置を計算（測位）するためのシステムである。ＧＮＳＳには、代表的なものはＧＰＳのほかＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）が実用化されており、近い将来Ｇａｌｉｌｅｏ（Ｇａｌｉｌｅｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）や日本のＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）なども計画が進められている。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の信号は、意味を持つ情報である「航法メッセージ」が量子化され、その信号が拡散符号によって拡散されている（これを、「スペクトル拡散」と呼ぶ。）。その拡散された信号が、搬送波によって変調されて送信される仕組みになっている。一衛星だけに着目すると、ＧＰＳ信号の主たる役割は「測距」である。受信機は特定衛星からの信号を受信してその衛星特有のコードを用いて逆拡散を行い、衛星との距離を測る（以下、「測距」と言う。）ことが可能となる。複数の衛星との測距ができれば、それらの距離情報を基にして最終的に自分の位置の測位計算に役立てることができる。この測位演算の時に、航法メッセージに含まれている衛星の軌道情報や健康状態情報などを必要とする。つまり受信機は一つの衛星に対しては、測距が最も大事な行為となり、その時点では衛星信号に載っている航法メッセージは重要ではない。

なお、当該航法メッセージが信号に載っていることにより、測距に悪影響を及ぼすことがある。つまり、信号を受信しているその瞬間は未知である航法メッセージデータビットの極性が受信中に変わることによって受信機の方に支障をきたす可能性がある。特にＧＰＳ衛星からの信号レベルが弱くなってしまう環境では、これは致命的になりうる。よって、航法メッセージを予め取得することが望まれる。

そこで、航法メッセージは、一定期間同じデータが繰り返されるという特性に着目し、過去に取得した航法メッセージから特定した位相反転情報を用いて、受信信号を長時間に亘って位相積分し、ＧＰＳ受信装置の高感度化を図る方法も提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１のＧＰＳ受信装置では、一周期分の航法メッセージを取得し、当該航法メッセージを取得する過程で特定した位相反転情報を用いて、位相積分する。

また、上記の特許文献１のＧＰＳ受信装置以外に、ＧＰＳ衛星ではなく、地上の局から航法メッセージを取得するナビゲーション装置がある（特許文献２参照）。

特開２００５−６４９８３号公報 特開平６−１３０１４４号公報

しかしながら、特許文献１のＧＰＳ受信装置は、過去に十分なデータを取得している必要があるが、仮に過去に十分なデータを保持していなくても、航法メッセージビットを予測できる方が望ましい。

また、特許文献２のナビゲーション装置は、地上の局から航法メッセージビット値を取得する手段を別途設けなければならないために、システムが複雑になり、また価格的にも高価なものになってしまう。さらに、上記地上局からの通信手段に障害が発生した場合に、特許文献２のナビゲーション装置は、適切に航法メッセージを取得することができなくなるという問題点も有する。

本発明が解決しようとする課題としては、上記のようなものが例として挙げられる。航法メッセージのビット値について予測した情報を提供し得る予測情報提供装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、予測情報提供装置であって、航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段と、前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段と、を備えることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、航法メッセージのデータビット値についての予測結果を提供する予測情報提供方法であって、前記航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測工程と、前記予測工程で予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出工程と、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供工程と、を備えることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、コンピュータを備える装置によって実行される予測情報提供プログラムであって、航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段、前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする。

衛星測位受信システムの概念図である。 予測情報提供装置を示すブロック図である。 航法メッセージのデータ構造を示す図である。 保存用情報のデータ構造を示す図である。 方針１と方針２の対象となるデータを示す図である。 方針４の対象となるデータ例を示す図である。 情報提供方法の手順を示すフローチャートである。

本発明の１つの観点は、予測情報提供装置であって、航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段と、前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段と、を備える。

上記の予測情報提供装置は、例えばＧＰＳ受信機等に適用することができる。当該予測情報提供装置は、航法メッセージのデータビット値を予測し、当該予測した航法メッセージのデータビット値（以下、予測情報とも呼ぶ）についての信頼度を算出し、予測した航法メッセージのデータビット値及び上記信頼度を提供する。ここで、航法メッセージとは、衛星から受信した信号に含まれている情報をいう。また、上記の航法メッセージのデータビット値とは、上記航法メッセージの一部分のデータビット値をいう。例えば、航法メッセージ中の任意の1ビットの値や、航法メッセージ中のワード・サブフレーム単位のビット値等が該当する。そして、信頼度とは、予測情報の確からしさを示す情報をいう。

この場合、予測情報提供装置は、所定の方法で、航法メッセージ内のデータビット値を予測して、予測したデータビット値である予測情報を提供していることから、ある程度信頼性のある航法メッセージのデータビット値を提供することができる。また、予測情報提供装置は、上記予測情報の信頼度も提供しているので、提供先の装置に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。予測方法としては、航法メッセージのフォーマットに基づいて予測する方法などがある。

上記の予測情報提供装置の一態様では、前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレスであるアドレス情報を含む保存用情報を保持する保持手段をさらに備え、前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報に含まれている前記航法メッセージのデータビット値をそのまま予測情報とする。この場合、予測情報提供装置は、以前取得した航法メッセージのデータビット値を含めた保存用情報を保持しているので、当該保持している保存用情報内の航法メッセージのデータビット値をそのまま利用して予測情報として提供することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス毎に、情報有効期限閾値が設けられ、前記保存用情報には、登録時期情報が含まれ、前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を越えていない場合には、予測対象のアドレス情報に対応するアドレス情報を有する保存情報に含まれている航法メッセージのデータビット値を予測情報とする。ここでいう情報有効期限閾値とは、予測情報が有効であると推測し得る期間についての閾値をいう。なお、上記情報有効期限閾値は、プログラム中で定義されても良いし、上記保存用情報の一部の情報として保存されても良い。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を超えている場合には、予測対象のアドレス情報に対応する航法メッセージのデータビット値の特性に基づいて予測情報を生成する。ここでいう航法メッセージのデータビットの値の特性とは、過去に取得した航法メッセージのデータビット値に基づく傾向や、当該航法メッセージの情報内容に基づく傾向等をいう。このように、予測情報提供装置は、提供対象の予測情報に対応する航法メッセージのデータビットの値が、登録してから所定期間経過してしまった場合に、航法メッセージのデータビットの値の特性に基づいて、提供時の航法メッセージのデータビット値を予測して、予測した情報を予測情報として提供している。これによれば、予測情報提供装置は、予測対象のアドレスに対応する保存情報中の航法メッセージのデータビット値をそのまま予測情報として提供してしまう場合に比して、信頼度の高い情報を予測情報として提供することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を超えている場合には、予測対象のアドレス情報と異なるアドレス情報を有する保存情報に含まれる航法メッセージのデータビット値に基づいて予測情報を生成する。この場合、予測情報提供装置は、予測対象のアドレスとは異なるアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値の内、関連性のあるデータビット値や関連性のある航法メッセージのデータビット値が意味する情報内容に基づいて予測するので、登録してから所定期間経過してしまった保存用情報内のデータビット値をそのまま予測情報として提供する場合に比して、信頼性のある情報を提供することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記予測手段は、ＧＰＳの航法メッセージのフォーマットを利用して、前記予測情報を生成する。この場合、予測情報提供装置は、ＧＰＳの航法メッセージのフォーマットに基づいて予測情報を生成するので、信頼度の高い予測情報を生成することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、予測情報を生成する方針を複数定義し、前記予測手段は、予測対象の航法メッセージのデータビット値の生成特性に応じて予測情報の生成する方針を変更する。この場合、予測情報提供装置は、航法メッセージのデータビット値の生成特性に基づいて予測を行うことになり、航法メッセージ内の各種データビット値について信頼度の高い生成特性を優先して適用することが可能となるので、適切な予測結果を提示することができる。ここでいう、生成特性とは、「フォーマットに基づき情報を特定できる」、「計算により算出可能」等、予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値の生成特性をいう。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記保存用情報には、前記保存用情報に含まれる航法メッセージのデータビット値についての更新状況を示す変更フラグ情報を有し、前記予測情報提供装置と所定の手段で接続されている受信機から前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス情報を取得すると共に、保存用情報登録要求を受け付ける登録要求受付手段と、前記登録要求受付手段が取得した前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス情報を含めた保存用情報を生成して、登録する保存用情報登録手段と、をさらに備え、前記保存用情報登録手段は、前記登録要求受付手段が取得したアドレス情報を有する保存用情報が既に存在していた場合において、前記登録要求受付手段が取得した航法メッセージのデータビット値と、前記既に存在していた保存用情報の航法メッセージのデータビット値とが異なる場合、登録要求受付手段が取得した航法メッセージのデータビット値へ変更すると共に、変更フラグ情報を変更する。

この場合、予測情報提供装置は、登録要求に応じて、要求対象のアドレス情報及び航法メッセージのデータビット値を有する保存用情報を生成し、登録することができる。また、予測情報提供装置は、登録対象のアドレスと同一のアドレス情報を有する保存用情報があり、保存用情報の航法メッセージのデータビット値と、登録要求対象の航法メッセージのデータビット値とが異なる場合、保存済みの保存用情報内の航法メッセージのデータビット値を、前記登録要求受付手段が取得した航法メッセージのデータビット値へ変更し、さらに、変更フラグ情報を変更する。これにより、予測情報提供装置は、最新の航法メッセージのデータビット値を保持することができ、航法メッセージのデータビット値を変更した場合、変更フラグも変更するので、変更状況を容易に判断することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記信頼度算出手段は、前記変更フラグ情報の値に基づいて信頼度を算出する。この場合、予測情報提供装置は、上記変更フラグ情報を参照すれば、保存用情報の更新頻度を推測することができ、当該更新頻度に基づき信頼度を算出することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記信頼度算出手段は、予測情報を生成する手法に応じて信頼度を算出する。この場合、予測情報提供装置は、予測情報を生成する手法の傾向に応じて信頼度を算出するので、適切な信頼度を算出することができる。

上記の予測情報提供装置の他の一態様では、前記予測情報提供装置と所定の手段で接続されている受信機から前記予測情報の送信要求を受け付ける送信要求受付手段をさらに備え、前記提供手段は、前記送信要求受付手段が送信要求を受け付けてから前記予測情報及び信頼度を提供する。この場合、予測情報提供装置は、送信要求を受け付けてから予測情報及び信頼度の情報を送信するので、要求を受け付けずに一方的に提供する場合に比して処理負荷を軽減させることができる。

本発明の他の観点では、航法メッセージのデータビット値についての予測結果を提供する予測情報提供方法であって、前記航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測工程と、前記予測工程で予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出工程と、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供工程と、を備える。この方法によっても、航法メッセージ内の情報を予測して、当該予測した情報である予測情報を提供していることから、ある程度信頼性のある予測情報を提供することができる。また、上記予測情報提供方法により、上記予測情報の信頼度も提供することになるので、提供先の装置に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。

本発明の他の観点では、コンピュータを備える装置によって実行される予測情報提供プログラムであって、航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段、前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段、前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段、として前記コンピュータを機能させる。このような予測情報提供プログラムを、各種装置上で実行することにより、本発明の予測情報提供装置を実現することができる。なお、この予測情報提供プログラムは記録媒体に記録した状態で好適に取り扱うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概要説明］
まず、本発明による予測情報提供装置を含む衛星測位受信システム１について、図１を用いて説明する。本実施例では、衛星測位受信システム１は、具体的には、ＧＰＳ受信機である。

衛星測位受信システム１は、受信機１００と予測情報提供装置２００とを備える。受信機１００は、衛星からの電波の受信状態が良い場合、衛星から信号を取得し、当該信号から航法メッセージを抽出する。

そして、受信機１００は、抽出した航法メッセージのデータビット値を予測情報提供装置２００へ登録するために、受信機１００から予測情報提供装置２００へ上記抽出した航法メッセージのデータビット値及び当該航法メッセージのデータビット値に対応するアドレスを送信すると共に登録要求する。ここで、航法メッセージのデータビット値とは、上記の抽出した航法メッセージのデータビット値をいう。なお、本実施例でいう航法メッセージのデータビット値は、１ビット分のデータビット値だけでなく、航法メッセージのワード・サブフレーム単位等、ある程度まとまった複数ビット分のデータビット値も意味する。

また、アドレスとは、特定の航法メッセージデータビット値の場所を指し示す情報や、航法メッセージを送信した衛星を識別し得る情報をいう。予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得した航法メッセージのデータビット値を内部に登録する。

所定のタイミングで、受信機１００は、予測情報提供装置２００へ航法メッセージのデータビット値について予測した情報（以下、当該予測した情報を「予測情報」とも呼ぶ）の送信要求を行うと共に上記予測情報に対応するアドレス（以下、予測対象のアドレスとも呼ぶ）を送信する。そして、予測情報提供装置２００は、送信要求対象の予測情報を生成し、当該予測情報の信頼度を算出し、当該予測情報及び当該予測情報の信頼度を受信機１００へ送信する。この場合、受信機１００は、予測情報提供装置２００から取得した予測情報及び信頼度を用いて、航法メッセージにおける位相反転箇所を特定し、長区間コヒーレント積算を適切に行うことができるため、高感度化を実現することができる。

なお、図１の例では受信機１００と予測情報提供装置２００とが分離しているが、受信機１００と予測情報提供装置２００とが装置全体としては一体となり、機能的に分離するようにしても良い。

［予測情報提供装置の内部ブロック］
図２に、本発明にかかる予測情報提供装置２００の概略構成を示す。予測情報提供装置２００は、登録要求受付部２０１、保存用情報登録部２０２、送信要求受付部２０３、予測部２０４、信頼度算出部２０５、情報提供部２０６、及び保存用情報ＤＢ２１０を備える。登録要求受付部２０１、保存用情報登録部２０２、送信要求受付部２０３、予測部２０４、信頼度算出部２０５、及び情報提供部２０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等、所定の制御部により実現される。保存用情報ＤＢ２１０は、各種メモリ等所定の記憶手段により実現される。

登録要求受信部２０１は、受信機１００から登録対象の航法メッセージのデータビット値及び当該航法メッセージのデータビット値のアドレスを取得すると共に、登録要求を受け付ける。保存用情報登録部２０２は、登録要求受信部２０１が受信機１００から航法メッセージのデータビット値及びアドレスを受信すると、当該航法メッセージのデータビット値及びアドレスを含めた情報を保存用情報ＤＢ２１０へ登録する。

送信要求受付部２０３は、受信機１００から予測情報の送信要求を受け付ける。予測部２０４は、送信要求がなされた予測情報を、所定の予測方針に基づき生成する。なお、具体的な予測方法については、後述する。

信頼度算出部２０５は、予測部２０４が予測した手法の種別等に基づいての予測情報の信頼度を算出する。なお、具体的な算出方法については、後述する。

情報提供部２０６は、送信要求に応答して、予測情報及び当該予測情報の信頼度を受信機１００へ提供する。

［航法メッセージのデータ構造］
次に、航法メッセージのデータ構造について、図３を用いて説明する。ＧＰＳ衛星から送られてくるデータは、航法メッセージと呼ばれ、当該航法メッセージのフォーマットは、図３に示すようなものである。航法メッセージは、サブフレーム１〜５から構成され、サブフレーム１〜５まで順に送信された後は、再びサブフレーム１から送信される。各サブフレームは、複数のワードを有し、各ワードは、データ及びパリティを有する。各衛星は、上記のデータ構造に基づいた航法メッセージを保存している。

［保存用情報ＤＢのデータ構造］
次に、保存用情報ＤＢ２１０で管理する保存用情報のデータ構造について説明する。図４に示すように、保存用情報１７０は、アドレス１６１、データビット値１６２、登録時期１６３、及び変更フラグ１６４を有する。アドレス１６１は、特定の航法メッセージ航法メッセージのデータビット値の場所を指し示す情報であり、具体的には、衛星のＩＤや登録対象の航法メッセージのデータビット値に対応するサブフレーム、ワード、ビットの場所を示す情報である。

データビット値１６２は、上記アドレス１６１に対応する航法メッセージのデータビット値が入力される。登録時期１６３は、上記データビット値１６２が登録された時間情報である。変更フラグ１６４は、データビット値１６２が変更されたか否かを示す情報である。

［保存用情報ＤＢへのデータ登録・更新方法］
次に、保存用情報１７０の登録方法及び更新方法について説明する。まず、受信機１００が、予測情報提供装置２００に対して登録対象のアドレス及び、当該アドレスの航法メッセージのデータビット値を予測情報提供装置２００へ送信すると共に、登録要求を行う。

予測情報提供装置２００の登録要求受付部２０１は、登録対象のアドレス及び当該航法メッセージのデータビット値を取得すると共に、登録要求を受け付ける。

保存用情報登録部２０２は、登録要求受付部２０１が取得した登録対象のアドレス及び航法メッセージのデータビット値を含めた保存用情報１７０を保存用情報ＤＢ２１０に登録する。具体的に、保存用情報登録部２０２は、タイマ等から時刻情報を取得し、登録対象のアドレスに対応する保存用情報１７０が未だ保存用情報ＤＢ２１０に登録されていない場合は、アドレス１６１を登録対象のアドレスとし、データビット値１６２を取得した航法メッセージのデータビット値とし、登録時期１６３をタイマ等から取得した時刻情報とし、変更フラグ１６４を「０」等更新していないことを示す値とした保存用情報１７０を生成し、当該保存用情報１７０を保存用情報ＤＢ２１０へ登録する。登録対象のアドレスを有する保存用情報１７０が既に保存用情報ＤＢ２１０に登録されており、且つ登録要求受付部２０１が取得した航法メッセージのデータビット値とデータビット値１６２とが異なる場合は、保存用情報登録部２０２は、既に登録されている保存用情報１７０を更新する。具体的に、保存用情報登録部２０２は、当該既に登録されている保存用情報１７０のデータビット値１６２に取得した航法メッセージのデータビット値を上書きし、登録時期１６３には、タイマ等から取得した時刻情報を上書きし、変更フラグの値を「０」から「１」へ変更する等更新していることを示す値へ変更する。

［情報提供方法］
次に、情報提供方法について、説明する。情報提供方法とは、受信機１００から予測情報の送信要求があった場合に、予測情報提供装置２００が、予め定められている方針に基づき、要求のあった予測情報及び、当該予測情報の信頼度を受信機１００に提供する方法をいう。

所定の状況下において、受信機１００は、予測対象のアドレスを予測情報提供装置２００へ送信すると共に、上記アドレスに対応する航法メッセージのデータビット値についての予測情報の送信要求を行う。

予測情報提供装置２００の送信要求受付部２０３は、受信機１００から予測情報の送信要求を受け付けると共に、予測対象のアドレスを取得する。

予測部２０４は、以下の方針に基づいて、予測情報を特定する。

（方針１）予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、ＧＰＳフォーマットの仕様で値が決められている場合、予測部２０４は、仕様で決められた値を予測情報とする。

（方針２）予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値を、計算によって値を求めることが可能である場合、受信機１００から取得したアドレスに対応する保存用情報１７０を参照することなく、予測部２０４は、計算により値を算出し、算出した値を予測情報とする。

（方針３）上記（方針１）及び（方針２）に該当しない場合、予測部２０４は、受信機１００から取得したアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０の登録時期１６３を参照し、上記登録時期１６３から予測時までの期間が情報有効期限閾値を超えていない場合、当該アドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０のデータビット値１６２をそのまま予測情報とする。ここで、情報有効期限閾値とは、航法メッセージのデータビット値が有効であると推測し得る期間に関する閾値をいう。また、情報有効期限閾値は、航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス毎（例えば、ワード単位等）で、異なる値が設定されている。上記情報有効期限閾値は、予測情報提供装置２００が実行するプログラム中で定義しても良いし、保存用情報１７０の一部として保持するようにしても良いし、予測情報提供装置２００自体で保持するようにしても良い。なお、上述の登録時期１６３から予測時までの期間を登録期間とも呼ぶ。

（方針４）上記（方針１）及び（方針２）に該当しない場合、予測部２０４は、受信機１００から取得したアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０の登録時期１６３を参照し、登録期間が情報有効期限閾値を超えている場合、当該保存用情報１７０のデータビット値１６２を予測情報とはせずに、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値の特性や、受信機１００から取得したアドレスとは別のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値若しくは、当該航法メッセージのデータビット値が意味する内容に基づいて予測した値を予測情報とする。

方針１又は方針２に基づいて、予測部２０４が予測するデータビット値を図５に示す。図５に示すように、予測部２０４は、全サブフレームのプリアンブルやサブフレームＩＤについては方針１で予測し、パリティ情報については、方針２で予測する。

方針４に基づいて、予測部２０４が予測するデータビット値の例を図６に示す。図６に示す項番１〜４の航法メッセージのデータビット値のように、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、経験上、「０１」であることが多い等、ある程度信頼できる特性を有している場合、予測部２０４は、当該特性に基づいて予測情報を生成する。このように、予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得したアドレスの航法メッセージのデータビット値の特性に基づいて予測情報を生成しているので、登録してから長期間経過した保存用情報１７０のデータビット値１６２を予測情報とする場合に比して、信頼性のある予測情報を生成することができる。なお、予測部２０４は、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージの過去のデータビット値が意味する情報内容に基づいて、予測情報を生成するようにしても良い。

また、図６に示す項番５の航法メッセージのデータビット値のように、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、他の航法メッセージのデータビット値を含んでいるという特性がある場合には、予測部２０４は、当該他の航法メッセージのデータビット値をデータビット値１６２に有する保存用情報１７０を参照し、上記他の航法メッセージのデータビット値の内容に基づいて予測情報を生成する。このように、予測情報提供装置２００は、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、他のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値を含んでいる場合に、当該他のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値に基づいて予測情報を生成しているので、登録してから長期間経過した保存用情報１７０のデータビット値１６２を予測情報とする場合に比して、信頼性のある予測情報を生成することができる。さらに、受信機１００から取得したアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が、他の航法メッセージのデータビット値が意味する内容に基づいて決定される場合、予測部２０４は、当該他の航法メッセージのデータビット値をデータビット値１６２に有する保存用情報１７０を参照し、上記他の航法メッセージのデータビット値が意味する内容に基づいて予測情報を生成する。

信頼度算出部２０５は、予測部２０４が予測情報を生成した方針に応じて、信頼度を算出する。本実施例では、信頼度の最大値を１とし、最小値を０とする。本実施例において、予測部２０４が方針１で予測情報を生成した場合、航法メッセージの仕様に基づいて算出していることにより、信頼度が高いと判断できるので、信頼度算出部２０５は、信頼度を１．０とする。予測部２０４が方針２で予測情報を生成した場合、計算により正確に算出し得るので、信頼度算出部２０５は、比較的信頼性が高いと考慮し、信頼度を０．９とする。

予測部２０４が方針３で予測情報を生成した場合、予測情報の基となった保存用情報１７０が登録された後に、実際の航法メッセージのデータビット値が更新されてしまっていることを考慮すると、方針１に比して予測情報の信頼度が低いと判断して、信頼度算出部２０５は、方針１に比して低い信頼度を設定する。

なお、方針３で予測部２０４が予測情報を生成した場合において、予測情報の基となった保存用情報１７０の変更フラグ１６４に更新したことを示す値が入力されていたときには、信頼度算出部２０５は、信頼度を０．７とし、予測情報の基となった保存用情報１７０の変更フラグ１６４に更新していないことを示す値が入力されていたときには、信頼度算出部２０５は、信頼度０．９とする。これは、予測情報の基となった保存用情報１７０の変更フラグ１６４に更新したことを示す値が入力されている場合には、当該保存用情報のデータビット値１６２の更新頻度が高いと推測することができるため、信頼度算出部２０５は、保存用情報１７０が更新されていない場合に比して低く信頼度を設定している。

予測部２０４が、方針４で予測情報を生成した場合、予測情報の対象となる航法メッセージのデータビット値の特性に基づいて予測情報を生成したり、予測情報に対応する航法メッセージのデータビット値のアドレスとは異なるアドレス１６１の保存情報１７０のデータビット値１６２の内容を参照して予測情報を生成したりしているので、方針１〜方針３に比して予測情報の信頼度が低いと判断して、信頼度算出部２０５は、方針１〜方針３に比して予測情報の信頼度を低い値である０．３としている。

このように、信頼度算出部２０５は、信頼度の高いと推定できる手法で予測している場合には、高い信頼度を設定し、信頼度が低いと推定できる手法で予測している場合には、低い信頼度を設定することにより、予測情報の信頼度合いを適切に判断し得る信頼度を算出している。

また、保存用情報１７０には、変更フラグ１６４を含めており、予測情報提供装置２００は、変更フラグ１６４の値に基づいて信頼度を算出している。この場合、予測情報提供装置２００は、変更フラグ１６４で更新されている旨の値が入力されているとき、頻繁に航法メッセージのデータビット値の更新が発生すると判断し、信頼度を低く設定する。このように、予測情報提供装置２００は、保存用情報１７０の更新状況に基づき信頼度を設定するので、より適切に信頼度を設定することができる。

そして、情報提供部２０６は、送信要求対象の予測情報と共に当該予測情報の信頼度を受信機１００へ送信する。

上述のように、予測情報提供装置２００は、方針１〜方針４に従い、ＧＰＳのフォーマットや、受信機１００から取得したアドレスとは異なるアドレス情報を有する保存用情報１７０を用いて予測情報を生成し、当該予測情報を提供していることから、ある程度信頼性のある航法メッセージのデータビット値の予測情報を提供することができる。また、予測情報提供装置２００は、上記予測情報の信頼度も提供しているので、提供先の装置である受信機１００に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。

また、上記の予測情報提供装置２００は、予測情報を生成する方針を方針１〜方針４のように複数定義し、予測対象の航法メッセージのデータビット値の生成特性に応じて予測情報の生成する方針を変更している。これによれば、予測情報提供装置２００は、航法メッセージ内の各種情報の生成特性に基づいて予測を行うので、より信頼度の高い生成方針を採用することが可能となり、適切な予測結果を提示することができる。ここでいう、生成特性とは、「フォーマットに基づき情報を特定できる」、「計算により算出可能」等、予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値の生成特性をいう。

そして、予測情報提供装置２００は、保存用情報ＤＢ２１０で保存用情報１７０を保持しており、上記方針３の場合に、該当する保存用情報１７０内のデータビット値１６２を予測情報として提供する。予測情報提供装置２００は、以前取得した航法メッセージのデータビット値をデータビット値１６２として含む保存用情報１７０を保持しているので、当該保持している保存用情報１７０に含まれるデータビット値１６２を利用して適切に予測することができる。

そして、予測情報提供装置２００は、方針４にある通り、予測対象のアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０が登録されてからの期間が情報有効期限閾値を超えていれば、上記予測対象のアドレス以外のアドレス１６１を有する保存用情報１７０内のデータビット値１６２を用いて、予測情報を生成している。この場合、予測情報提供装置２００は、登録されている保存用情報１７０の登録期間が情報有効期限閾値を超えているから否かを判断して、予測対象のアドレスに対応する保存用情報１７０のデータビット値１６２をそのまま送信することが適しているか否かを判断しているので、登録してから長期間経過している保存用情報１７０のデータビット値１６２をそのまま送信してしまい、信頼性のない情報を提供してしまうということを回避することができる。

そして、予測情報提供装置２００は、仕様で定められている値については、そのまま適用する等、ＧＰＳの航法メッセージのフォーマットを利用して、予測情報を生成している。

このように、予測情報提供装置２００は、ＧＰＳの航法メッセージのフォーマットを利用して予測することにより、信頼度の高い予測情報を生成することができる。

そして、予測情報提供装置２００は、予測手法の種別に応じて信頼度を算出する。このように、予測情報提供装置２００は、予測手法の傾向に応じて信頼度を算出するので、適切な信頼度を算出することができる。

そして、予測情報提供装置２００は、受信機１００から予測情報の送信要求を受け付ける送信要求受付部２０３をさらに備え、情報提供部２０６は、送信要求受付部２０３が送信要求を受け付けてから予測情報及び信頼度を提供する。この場合、送信要求を受け付けてから予測情報及び信頼度の情報を送信するので、予測情報提供装置２００は、要求を受け付けずに一方的に予測情報等を提供する場合に比して処理負荷を軽減させることができる。

［情報提供処理］
次に、情報提供処理について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。情報提供処理は、所定のプログラムをＣＰＵで実行することにより実現される。

まず、受信機１００が、予測情報提供装置２００へ航法メッセージのデータビット値に関する予測情報の送信要求を行うと共に予測対象のアドレスを送信すると、送信要求受付部２０３は、上記アドレスを取得すると共に、送信要求を受け付ける（ステップＳ１）。

予測部２０４は、予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が仕様で決められている値であれば（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、仕様で決められている値を予測情報とし（ステップＳ３）、ステップＳ９へ移る。

予測部２０４は、予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値が仕様で値が決められていなければ（ステップＳ２；Ｎｏ）、計算によって値を求めることができるか否かを判断し（ステップＳ４）、計算によって値を求めることができれば（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、保存用情報ＤＢ２１０にアクセスすることなく、計算により予測情報を生成し（ステップＳ５）、ステップＳ９へ移る。

予測部２０４は、予測対象のアドレスに対応する航法メッセージのデータビット値を計算によって値を求めることができなければ（ステップＳ４；Ｎｏ）、予測対象のアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０の登録時期１６３に基づき、当該保存用情報１７０の登録期間を算出し、当該登録期間がプログラム中で定義されている情報有効期限閾値を越えているか否かを判断する（ステップＳ６）。そして、上記登録期間が情報有効期限閾値を超えていた場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、予測部２０４は、予測対象のアドレスに対応する保存用情報１７０のデータビット値１６２ではなく、予測対象となる航法メッセージのデータビット値の特性や、予測対象のアドレスとは異なるアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０のデータビット値１６２を用いて、予測情報を生成し（ステップＳ７）、ステップＳ９へ移る。

予測部２０４は、予測対象のアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０の登録期間が情報有効期限閾値を超えていない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、予測対象のアドレスをアドレス１６１に有する保存用情報１７０のデータビット値１６２を予測情報とし（ステップＳ８）、ステップＳ９へ移る。

信頼度算出部２０５は、予測部２０４が予測した予測情報の生成方針に応じて信頼度を算出する（ステップＳ９）。上記の例では、処理がステップＳ３を経由した場合には信頼度を１．０とし、処理がステップＳ５を経由した場合には信頼度を０．９とし、処理がステップＳ７を経由した場合には信頼度を０．３とし、処理がステップＳ８を経由した場合で且つ予測情報に対応する保存用情報１７０の変更フラグ１６４が更新を意味する値となっているときは、信頼度を０．７とし、処理がステップＳ８を経由した場合で且つ予測情報に対応する保存用情報１７０の変更フラグ１６４が更新していないことを意味する値となっているときは、信頼度を０．９とする。

そして、情報提供部２０６は、送信要求対象の予測情報及び信頼度を受信装置１００へ送信し、処理を終了する。

以上説明したように、予測情報提供装置２００は、航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段と、予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、予測情報と、信頼度とを提供する提供手段と、を備える。

この場合、予測情報提供装置２００は、所定の方法で、航法メッセージ内の情報を予測して、予測した情報である予測情報を提供していることから、ある程度信頼性のある航法メッセージのデータビット値を提供することができる。また、予測情報提供装置２００は、上記予測情報の信頼度も提供しているので、提供先の装置に対して、予測情報の信頼性を判断させることが可能となり、予測情報をどのように利用するか判断させることが可能となる。

そして、受信機１００は、予測情報提供装置２００から取得した予測情報及び信頼度を用いて、航法メッセージにおける位相反転箇所を特定することができる。例えば、受信機１００は、所定区間内の予測情報に対応する信頼度の総計を算出し、当該総計が閾値以上であれば、上記区間内で位相反転箇所を特定しつつ、積算処理を行う。

これによれば、受信機１００は、信頼度の高い区間を特定し、当該区間で積算処理を行うので、位相反転箇所を除去しつつ積算処理を行うことができる。即ち、受信機１００は、予測情報及び当該予測情報の信頼度を用いて、長区間コヒーレント積算を行なうことができ、高感度化を実現することができる。

［他の実施例］
上述の実施例では、信頼度を０以上１以下とする場合について述べたが、本発明は、これに限られず、他の種々の値を取るようにしても良い。

上述の実施例では、予測情報提供装置２００が、登録時刻を計測し、当該登録時刻を保存用情報１７０に登録する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、受信機１００が登録時刻を計測し、受信機１００が登録要求する際に、当該登録時刻を送信するようにしても良い。

上述の実施例では、予測情報提供装置２００は、受信機１００から送信要求を受信してから、予測情報や信頼度を提供する場合について述べたが、本発明は、これにかぎられず、予測情報提供装置２００が一方的に、受信機１００に対して予測情報や信頼度を提供するようにしても良い。

上述の実施例では、登録期間を経過した場合に、他の情報を参照する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、複数の登録済みの保存用情報の平均値等、複数の情報について統計処理をおこなった結果に基づいて予測情報を生成するようにしても良い。

上述の実施例では、保存用情報登録部２０２は、登録時刻を計測し、当該登録時刻を保存用情報１７０に登録する場合について述べたが、本発明は、これに限られず、データビット値１６２で扱うデータがサブフレーム単位の場合、航法メッセージが送信された時刻が含まれていることから、登録時刻を計測したり、当該登録時刻を保存用情報１７０の登録時期１６３へ登録したりしなくても良い。

本発明は、ＧＰＳ受信機等、衛星測位受信機に使用される。今後運用が見込まれるＧａｌｉｌｅｏやＱＺＳＳ（準天頂衛星）のような衛星測位システムにも利用できる。

１ 衛星測位受信システム
２００ 予測情報提供装置
２０１ 登録要求受付部
２０２ 保存用情報登録部
２０３ 送信要求受付部
２０４ 予測部
２０５ 信頼度算出部
２０６ 情報提供部
２１０ 保存用情報ＤＢ

Claims (13)

1. 航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段と、
   前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段と、
   前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段と、を備えることを特徴とする予測情報提供装置。
2. 前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレスであるアドレス情報を含む保存用情報を保持する保持手段をさらに備え、
   前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報に含まれている前記航法メッセージのデータビット値をそのまま予測情報とすることを特徴とする請求項１に記載の予測情報提供装置。
3. 前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス毎に、情報有効期限閾値が設けられ、
   前記保存用情報には、登録時期情報が含まれ、
   前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を越えていない場合には、予測対象のアドレス情報に対応するアドレス情報を有する保存情報に含まれている航法メッセージのデータビット値を予測情報とすることを特徴とする請求項２に記載の予測情報提供装置。
4. 前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を超えている場合には、予測対象のアドレス情報に対応する航法メッセージのデータビット値の特性に基づいて予測情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の予測情報提供装置。
5. 前記予測手段は、予測対象のアドレス情報を有する保存用情報の登録時期情報に基づいた登録期間が前記情報有効期限閾値を超えている場合には、予測対象のアドレス情報と異なるアドレス情報を有する保存情報に含まれる航法メッセージのデータビット値に基づいて予測情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の予測情報提供装置。
6. 前記予測手段は、ＧＰＳの航法メッセージのフォーマットを利用して、前記予測情報を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の予測情報提供装置。
7. 予測情報を生成する方針を複数定義し、
   前記予測手段は、予測対象の航法メッセージのデータビット値の生成特性に応じて予測情報の生成する方針を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の予測情報提供装置。
8. 前記保存用情報には、前記保存用情報に含まれる航法メッセージのデータビット値についての更新状況を示す変更フラグ情報を有し、
   前記予測情報提供装置と所定の手段で接続されている受信機から前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス情報を取得すると共に、保存用情報登録要求を受け付ける登録要求受付手段と、
   前記登録要求受付手段が取得した前記航法メッセージのデータビット値及び前記航法メッセージのデータビット値に対応するアドレス情報を含めた保存用情報を生成して、登録する保存用情報登録手段と、をさらに備え、
   前記保存用情報登録手段は、前記登録要求受付手段が取得したアドレス情報を有する保存用情報が既に存在していた場合において、前記登録要求受付手段が取得した航法メッセージのデータビット値と、前記既に存在していた保存用情報の航法メッセージのデータビット値とが異なる場合、登録要求受付手段が取得した航法メッセージのデータビット値へ変更すると共に、変更フラグ情報を変更することを特徴とする２乃至５のいずれか一項に記載の予測情報提供装置。
9. 前記信頼度算出手段は、前記変更フラグ情報の値に基づいて信頼度を算出することを特徴とする請求項８に記載の予測情報提供装置。
10. 前記信頼度算出手段は、予測情報を生成する手法の種別に応じて信頼度を算出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の予測情報提供装置。
11. 前記予測情報提供装置と所定の手段で接続されている受信機から前記予測情報の送信要求を受け付ける送信要求受付手段をさらに備え、
    前記提供手段は、前記送信要求受付手段が送信要求を受け付けてから前記予測情報及び信頼度を提供することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の予測情報提供装置。
12. 航法メッセージのデータビット値についての予測結果を提供する予測情報提供方法であって、
    前記航法メッセージのデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測工程と、
    前記予測工程で予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出工程と、
    前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供工程と、を備えること予測情報提供方法。
13. コンピュータを備える装置によって実行される予測情報提供プログラムであって、
    航法メッセージ中のデータビット値を予測した結果である予測情報を生成する予測手段、
    前記予測手段が予測した予測情報の信頼度を算出する信頼度算出手段、
    前記予測情報と、前記信頼度とを提供する提供手段、として前記コンピュータを機能させることを特徴とする予測情報提供プログラム。

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