KR100691407B1 - 측위 시스템, 정보 제공 장치, 단말 장치, 정보 제공장치의 제어 방법, 정보 제공 장치의 제어 프로그램을기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있는 측위 시스템 등을 제공하는 것으로서, 통신 기지국(20)은, 기지국 타이밍 신호 TS1 및 통신 신호 CS1를 송신하는 신호 송신 수단을 가지고, 단말 장치(20)는, 기지국 타이밍 신호 TS1와 기준 타이밍 신호 TS2의 타이밍 차분인 총 지연 dt을 나타내는 총 지연 정보를 생성하는 총 지연 정보 생성 수단 등을 가지고, 정보 제공 장치(60)는, 단말 장치(40)의 현재 위치와 통신 기지국(20) 위치간의 거리 L을 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 수단과, 통신 신호 CS1가 거리 L을 전파하기 위해서 필요한 전파 지연 시간 dt3을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 수단과, 전파 지연 시간 dt3 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 수단 등을 가진다.

Description

측위 시스템, 정보 제공 장치, 단말 장치, 정보 제공 장치의 제어 방법, 정보 제공 장치의 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{POSITIONING SYSTEM, INFORMATION SUPPLY DEVICE, TERMINAL DEVICE, CONTROL METHOD OF INFORMATION SUPPLY DEVICE, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM RECORDING CONTROL PROGRAM OF INFORMATION SUPPLY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 측위 시스템을 도시한 개략도이다.
도 2는 기지국의 주요 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 3은 기지국 통신 장치 구성의 일예를 도시한 개략도이다.
도 4는 단말의 주요 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 5는 관리 서버의 주요 하드웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 6은 측위 단말의 주요 하드웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 7은 기지국의 주요 소프트웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 8은 송신 프레임(FR) 등을 도시하는 개략도이다.
도 9는 단말의 주요 소프트웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 10은 관리 서버의 주요 소프트웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 11은 기지국 측위 방법의 일예의 설명도이다.
도 12는 측위 시스템의 동작예를 나타내는 개략 플로우 챠트이다.
도 13은 측위 시스템의 동작예를 나타내는 개략 플로우 챠트이다.
<부호의 설명>
10 : 측위 시스템 12a, 12b, 12c, 12d : GPS 위성
20, 20A, 20B, 20C : 기지국 40, 40A, 40B, 40C : 단말
60 : 관리 서버 80 : 측위 단말
122 : 기지국 위치 정보 생성 프로그램
124 : 송신 프레임 생성 프로그램
126 : 기초 정보 요구 프로그램
128 : 기초 정보 송신 프로그램
130 : 기지국측 장치 고유 지연 정보 요구 프로그램
132 : 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램
212 : 현재 위치 정보 생성 프로그램
214 : GPS 시각 정보 생성 프로그램
216 : 수신 상태 정보 생성 프로그램
218 : 기준 타이밍 신호 보정 프로그램
220 : 기지국 타이밍 신호 수신 프로그램
222 : 총 지연 정보 생성 프로그램
224 : 기초 정보 송신 프로그램
312 : 통신중 기지국 특정 프로그램
314 : 기초 정보 선택 프로그램
316 : 거리 정보 생성 프로그램
318 : 전파 지연 정보 생성 프로그램
320 : 장치 고유 지연 정보 생성 프로그램
322 : 서버측 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램
본 발명은, 측위 위성으로부터의 신호를 사용하는 측위 시스템, 정보 제공 장치, 단말 장치, 정보 제공 장치의 제어 방법, 정보 제공 장치의 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
종래, 예를 들면, CDMA(Code Devision Multiple Access) 방식의 소위 디지털 이동 통신 시스템에 있어서, 복수의 기지국 사이의 시각 동기를 확보하는 것을 전제로, 복수의 기지국과 이동 무선 단말 장치 사이에서의 수신 신호의 도달 시간차에 의해 위치를 검출하는 방법이 알려져 있다(예를들면, 일본국 특개평 7-181242호 공보).
이러한 측위 방법에 있어서는, 기지국으로부터 신호가 송신되는 시간(송신 타이밍)이 정확할 필요가 있다. 그러나, 기지국으로부터 신호가 송신되는 타이밍은 예를 들면, 타이밍 신호가 생성되고 나서 발신되기 까지의 사이에 기지국 내부에 있어서, 지연이 발생한다.
이에 대해, 오프 셋 측정 장치를 설치하여, 복수의 관측점에서 수신한 신호 에 의거해 송신 타이밍의 오프셋 추정치를 구하고, 이 오프 셋 추정치 중 가장 작은 것을 선택하여 무선 기지국의 송신 타이밍의 오프 셋 측정치로 하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1).
<특허문헌 1> 일본국 특개 2002-217824호 공보(도 5 등)
그러나, 기지국의 내부뿐만 아니라, 오프 셋 측정 장치의 내부에 있어서도, 안테나 지연, 케이블 지연, 필터 지연 등의 신호 지연이 발생한다. 한편, 기지국으로부터의 신호에 따라서 측위를 행하는 것은 일반 휴대 단말로, 그 내부에 있어서의 신호 지연은, 상술의 종래예의 오프 셋 측정 장치와 동일하다고는 한정되지 않는다.
이 때문에, 오프 셋 측정 장치에 의해서 생성된 오프 셋 측정치를 사용하여, 일반 휴대 단말이 측위를 행하면, 측위 연산의 오차가 확대되는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있는 측위 시스템, 정보 제공 장치, 단말 장치, 정보 제공 장치의 제어 방법, 정보 제공 장치의 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, 제1의 발명에 의하면, 통신 기지국과, 상기 통신 기지국과 통신 가능한 단말 장치와, 상기 통신 기지국 및 상기 단말 장치와 통신 가능한 정보 제공 장치를 가지는 측위 시스템으로서, 상기 통신 기지국은, 상기 통신 기지국이 생성하는 기지국 타이밍 신호 및 통신 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 가지고, 상기 단말 장치는, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해, 현재 위치를 나타내는 현재 위치 정보를 생성하는 현재 위치 정보 생성 수단과, 상기 위성 신호에 의거해, 상기 측위 위성의 시각인 위성 시각을 나타내는 위성 시각 정보를 생성하는 위성 시각 정보 생성 수단과, 상기 위성 시각 정보에 의거해, 기준 타이밍 신호를 보정하는 기준 타이밍 신호 보정 수단과, 상기 기지국 타이밍 신호와 상기 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 생성하는 총 지연 정보 생성 수단과, 상기 정보 제공 장치에 대해, 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 포함하는 기초 정보를 송신하는 기초 정보 송신 수단을 가지고, 상기 정보 제공 장치는, 상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단과, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터 상기 기초 정보를 수신하는 기초 정보 수신 수단과, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 수단과, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 수단과, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 수단과, 상기 기지국 타이밍 신호 및 상기 통신 신호의 수신에 관해 상기 단말 장치와 동일한 구성을 가 지고, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하여 측위를 행하는 측위 단말에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 송신하는 장치 고유 지연 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 측위 시스템에 의해 달성된다.
제1의 발명의 구성에 의하면, 상기 통신 기지국은, 상기 통신 기지국이 생성하는 기지국 타이밍 신호 및 통신 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 가진다.
통신 기지국이 타이밍 신호 및 통신 신호를 송신하는 것은 일반적이므로, 상기 통신 기지국은, 일반 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않는다.
그리고, 상기 단말 장치는, 상기 총 지연 정보 생성 수단에 의해서, 상기 총 지연 정보를 생성할 수 있다. 상기 총 지연은, 상기 기지국 타이밍 신호와, 상기 위성 시각 정보에 의거해 보정된 상기 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분이다. 상기 총 지연은, 상기 통신 기지국에서 상기 기지국 타이밍 신호가 생성될 때의 드리프트에 의한 지연, 상기 통신 기지국에서 상기 기지국 타이밍 신호가 생성되고 나서 송신되기까지의 상기 통신 기지국 내에서의 지연을 포함한다.
또한, 상기 총 지연은, 상기 기지국 타이밍 신호가, 상기 통신 기지국으로부터 상기 단말 장치에 도달하기 위해서 필요한 전파 지연 시간을 포함한다.
또한, 상기 총 지연은, 상기 기지국 타이밍 신호가 상기 단말 장치의 안테나에 도달하고 나서, 케이블, 필터 등을 통과함에 의한 상기 단말 장치 내부의 지연을 포함한다.
또한, 상기 총 지연은, 상기 기준 타이밍 신호 자체의 지연도 포함한다. 상 기 기준 타이밍 신호는, 상기 위성 시각 정보에 의해서 보정되는 것이지만, 상기 위성 신호 자체, 상기 단말 장치의 내부에서 지연된다. 이 결과, 상기 기준 타이밍 신호도 또한 실제 상기 위성 시각에 의한 타이밍과 비교하면, 지연이 발생한다.
상술과 같이, 상기 총 지연은, 상기 통신 기지국 내부에 있어서의 지연, 상기 통신 기지국과 상기 단말 장치간의 전파 지연, 상기 단말 장치 내부에 있어서의 지연을 전부 포함한다. 상기 총 지연의 산출을 위해, 예를 들면, 상기 통신 기지국 내부에 있어서의 드리프트나 케이블에 의한 지연 등의 개개의 지연을 계산할 필요는 없고, 상기 단말 장치 내부에 있어서의 개개의 지연을 계산할 필요도 없다. 이 때문에, 상기 통신 기지국 내부 및 상기 단말 장치 내부에 있어서의 개개의 지연의 계산 오차의 영향 및 전파 지연 계산의 오차의 영향을 배제할 수 있다. 즉, 상기 총 지연은, 상기 통신 기지국 내부, 상기 단말 장치 내부, 상기 통신 기지국과 상기 단말 장치 사이에 있어서의 모든 지연을 포함하면서, 상술의 개별 원인에 의한 지연 계산의 오차의 영향을 배제하는 것이다.
한편, 상기 정보 제공 장치는, 상기 기초 정보 수신 수단에 의해서, 상기 단말 장치로부터 상기 기초 정보를 수신할 수 있다.
그리고, 상기 정보 제공 장치는, 상기 거리 정보 생성 수단에 의해서, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국의 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 정보 제공 장치는, 상기 전파 지연 정보 생성 수단에 의해서, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해서 필요한 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성할 수 있다.
그리고, 상기 정보 제공 장치는, 상기 장치 고유 지연 정보 생성 수단에 의해서, 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성할 수 있다.
상술의, 상기 장치 고유 지연 정보는, 상기 전파 지연 시간 이외의 지연이므로, 상기 통신 기지국 및 상기 단말 장치 내부에 있어서의 지연을 나타내는 정보이다. 상술과 같이, 상기 총 지연은, 상기 통신 기지국 및 상기 단말 장치 내부의 개개의 지연 계산 오차를 배제하여 산출되어 있다. 그리고, 상기 통신 신호는 광속으로 전파되므로, 상기 정보 제공 장치는, 상기 전파 지연 시간을 정확하게 산출할 수 있다.
상술과 같이, 상기 총 지연은, 상기 통신 기지국 내부, 상기 단말 장치 내부, 상기 통신 기지국과 상기 단말 장치의 사이에 있어서의 모든 지연을 포함하면서, 상술의 개별 원인에 의한 지연 계산의 오차의 영향을 배제하고 있다.
그리고, 상기 정보 제공 장치는, 상기 전파 지연 시간을 정확하게 산출할 수 있으므로, 상기 총 지연으로부터 상기 전파 지연 시간을 뺌으로써, 상기 통신 기지국 내부 및 상기 단말 장치 내부에 있어서의 개별 원인에 의한 지연 계산 오차의 영향을 배제하고, 상기 장치 고유 지연 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 정보 제공 장치는, 상기 장치 고유 지연 정보 송신 수단에 의해서, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하는 측위를 행하는 측위 단말에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 송신할 수 있다.
여기서, 상기 측위 단말은, 상기 기지국 타이밍 신호 및 상기 통신 신호의 수신에 관해서 상기 단말 장치와 동일한 구성을 가지므로, 상기 측위 단말의 내부에 있어서의 상기 기지국 타이밍 신호의 지연은, 상기 단말 장치와 동일 범위의 값이다. 한편, 상기 통신 기지국 내부에 있어서의 상기 기지국 타이밍 신호의 지연은, 상기 측위 단말과 상기 단말 장치에서 공통한다. 즉, 상기 장치 고유 지연 정보는, 상기 통신 기지국 내부 및 상기 측위 단말 내부에 있어서의 지연을 나타내는 정보이기도 하다.
이 때문에, 상기 측위 단말은, 상기 장치 고유 지연 정보를 사용하여, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하는 측위를 행하는 경우에, 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있다.
상술과 같이, 제1의 발명의 구성에 의하면, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있다.
상기 목적은, 제2의 발명에 의하면, 통신 기지국 및 상기 통신 기지국과 통신 가능한 정보 제공 장치로서, 상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단과, 상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 수단과, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국으로부터의 통신 신호에 포함되는 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 타이밍 신호 와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 수단과, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 수단과, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 수단과, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 수단과, 상기 기지국 타이밍 신호 및 상기 통신 신호의 수신에 관해 상기 단말 장치와 동일한 구성을 가지고, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하여 측위를 행하는 측위 단말에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 송신하는 장치 고유 지연 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치에 의해 달성된다.
제2의 발명의 구성에 의하면, 제1의 발명의 구성과 마찬가지로, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있다.
제3의 발명은, 제2의 발명의 구성에 있어서, 상기 단말 장치로부터, 상기 현재 위치 정보를 생성했을 때의 상기 위성 신호의 수신 상태를 나타내는 수신 상태 정보를 수신하는 수신 상태 정보 수신 수단과, 상기 수신 상태 정보에 의거해, 복수의 상기 단말 장치로부터 수신한 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 중에 서, 상기 거리 정보, 상기 전파 지연 정보 및 상기 장치 고유 지연 정보의 생성에 사용하는 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 선택하는 기초 정보 선택 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치이다.
상기 단말 장치가, 상기 현재 위치 정보를 생성할 때의 상기 위성 신호의 수신 상태는 다양하다. 예를 들면, 포착할 수 있는 상기 측위 위성이 적은 경우나, 실내 등 상기 위성 신호의 신호 강도가 약하고 상기 수신 상태가 불량인 경우는, 상기 현재 위치 정보의 오차가 크다. 상기 현재 위치 정보의 오차는, 상기 정보 제공 장치가 생성하는 상기 거리 정보의 오차에 반영되고, 또한, 상기 전파 지연 정보, 상기 장치 고유 지연 정보에도 반영된다. 즉, 상기 수신 상태가 불량이고, 상기 현재 위치 정보의 오차가 크면, 상기 장치 고유 지연 정보의 정밀도도 열화된다.
이 점, 상기 정보 제공 장치는, 상기 기초 정보 선택 수단을 가지므로, 상기 수신 상태 정보에 의거해, 복수의 상기 단말 장치로부터 수신한 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 중에서, 상기 거리 정보, 상기 전파 지연 정보 및 상기 장치 고유 지연 정보의 생성에 사용하는 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 선택할 수 있다. 이 때문에, 상기 정보 제공 장치는, 양호한 상기 수신 상태에서 생성된 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 선택할 수 있다.
이에 따라, 상기 정보 제공 장치는, 정밀도가 높은 상기 장치 고유 지연 정보를 생성할 수 있다.
제4의 발명은, 제3의 발명의 구성에 있어서, 상기 현재 위치 정보 수신 수 단, 상기 총 지연 정보 수신 수단 및 상기 수신 상태 정보 수신 수단은, 미리 규정한 규정 시간 간격에 있어서, 상기 단말 장치로부터, 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 및 상기 수신 상태 정보를 수신하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치이다.
상술과 같이, 상기 장치 고유 지연 정보는, 상기 정보 제공 장치 및 상기 단말 장치 내부에 있어서의 상기 기지국 타이밍 신호의 지연을 나타낸다.
여기서, 예를 들면, 상기 정보 제공 장치의 드리프트는 온도에 따라서 변화하고, 기상 상황이나 1일에 있어서의 기온 변화의 영향도 받는다. 또한, 상기 정보 제공 장치를 구성하는 케이블이나 필터 등의 부품은 시간 경과에 따라 열화되고, 이들 부품에 의한 상기 기지국 타이밍 신호의 지연은 변화한다. 이 상황은, 상기 단말 장치에 있어서도 동일하다.
이 때문에, 상기 장치 고유 지연 정보는 갱신하는 것이 바람직하다.
이 점, 제4의 발명의 구성에 의하면, 상기 정보 제공 장치의 상기 현재 위치 정보 수신 수단, 상기 총 지연 정보 수신 수단 및 상기 수신 상태 정보 수신 수단은, 미리 규정한 규정 시간 간격에 있어서, 상기 단말 장치로부터, 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 및 상기 수신 상태 정보를 수신하는 구성으로 되어 있으므로, 상기 규정 시간 간격에 있어서 상기 장치 고유 지연 정보를 갱신할 수 있다.
상기 목적은, 제5의 발명에 의하면, 통신 기지국과 통신 가능한 단말 장치로서, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해, 현재 위치를 나타내는 현재 위치 정보를 생성하는 현재 위치 정보 생성 수단과, 상기 위성 신호에 의거해, 상 기 측위 위성의 시각인 위성 시각을 나타내는 위성 시각 정보를 생성하는 위성 시각 정보 생성 수단과, 상기 위성 시각 정보에 의거해, 기준 타이밍 신호를 보정하는 기준 타이밍 신호 보정 수단과, 상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와 상기 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 생성하는 총 지연 정보 생성 수단과, 상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보, 상기 총 지연 정보 및 상기 현재 위치 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 정보 제공 장치에 대해, 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 포함하는 기초 정보를 송신하는 기초 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 단말 장치에 의해 달성된다.
제5의 발명의 구성에 의하면, 상기 단말 장치는, 상기 기초 정보 송신 수단을 가지므로, 상기 정보 제공 장치에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 생성하는 기초가 되는, 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 포함하는 기초 정보를 송신할 수 있다. 그리고, 상기 정보 제공 장치는, 상기 기초 정보에 의거해 상기 장치 고유 지연 정보를 생성하고, 상기 통신 신호에 의거하는 측위를 행하는 측위 단말에 대해 상기 장치 고유 지연 정보를 제공할 수 있다.
이에 따라, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 생성하기 위한 기초가 되는 정보를 제공할 수 있다.
상기 목적은, 제6의 발명에 의하면, 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단을 가지는 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치의 제어 방법에 의해 달성된다.
제6의 발명의 구성에 의하면, 제1의 발명의 구성과 마찬가지로, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있다.
상기 목적은, 제7의 발명에 의하면, 컴퓨터에, 통신 기지국의 위치를 나타내 는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단을 가지는 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 단계와, 상기 정보 제공 장치가, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 단계를 실행시키는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치의 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 의해 달성된다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 적합한 실시의 형태를 첨부 도면 등을 참조하면서, 상세히 설명한다.
또한, 이하에 기술하는 실시의 형태는, 본 발명의 적합한 구체예이므로, 기 술적으로 바람직한 다양한 한정이 부가되어 있는데, 본 발명의 범위는, 이하의 설명에서 특별히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 양태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태에 관한 측위 시스템(10)을 도시한 개략도이다.
도 1에 도시하는 바와같이, 측위 시스템(10)은, 기지국(20)을 가진다. 이 기지국(20)은, 통신 기지국의 일예이다. 기지국(20)은, 예를 들면, 휴대 전화망의 통신 기지국이다.
기지국(20)은, 통신 신호 CS1를 송신한다. 통신 신호 CS1는, 통신 신호의 일예이다.
기지국(20)은 복수 존재한다. 예를 들면, 기지국 20A, 20B 및 20C이 서로 다른 위치에 존재한다. 그리고, 기지국 20A 등은, 각각, 통신 신호 CS1a, CS1b, CS1c를 송신한다. 이후, 기지국(20)이라고 부를 때는, 기지국 20A 등을 총칭하는 것으로 한다.
측위 시스템(10)은, 또한, 기지국(20)과 통신 가능한 단말(40)을 가진다. 이 단말(40)은 단말 장치의 일예이다.
단말(40)은 복수 존재한다. 예를 들면, 단말 40A, 40B 및 40C이 존재한다. 이후, 단말(40)이라고 부를 때는, 단말 40A 등을 총칭하는 것으로 한다.
측위 시스템(10)은, 또한, 기지국(20) 및 단말(40)과 통신망인 예를 들면, 전용 회선망(55)을 통해 통신 가능한 관리 서버(60)(이후, 서버(60)라고 부른다)를 갖는다. 서버(60)는, 정보 제공 장치의 일예이다.
또한, 본 실시의 형태와는 달리, 통신망은, 인터넷망이어도 된다.
측위 시스템(10)은, 또한, 측위 단말(80)을 가진다. 측위 단말(80)은, 기지국(20)으로부터의 통신 신호 CS1에 의거하는 측위를 행할 수 있다. 즉, 측위 단말(80)은, 측위 단말의 일예이다.
기지국(20), 단말(40) 및 측위 단말(80)은, 측위 위성인 예를 들면, GPS 위성 12a, 12b, 12c 및 12d로부터의, 신호 S1, S2, S3 및 S4를 수신할 수 있다. 이 신호 S1 등은, 위성 신호의 일예이다.
단말(40) 및 측위 단말(80)은, 예를 들면, 휴대 전화기, PHS(Personal Handy-phone System), PDA(Personal Digital Assistance) 등인데, 이들에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시의 형태와는 달리, GPS 위성(12a) 등은 3개여도 되고, 5개 이상이어도 된다. 또한, 본 실시의 형태와는 달리, 기지국(20)은 4개 이상이어도 되고, 단말(40)은 4개 이상이어도 된다.
(기지국(20)의 주요 하드웨어 구성에 대해서)
도 2는 기지국(20)의 주요 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 2에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 컴퓨터를 가지고 있고, 컴퓨터는 버스(22)를 가진다.
이 버스(22)에는, CPU(Central Processing Unit)(23), 기억 장치(24), 외부 기억 장치(25) 등이 접속되어 있다. 기억 장치(24)는 예를 들면, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등이다. 외부 기억 장치(25)는 예를 들면 HD(Hard Disk)이다.
또한, 이 버스(22)에는, 각종 정보 등을 입력하기 위한 입력 장치(26), 기지국 GPS 장치(27)가 접속되어 있다. 기지국 GPS 장치(27)는, 기지국(20)이, GSP 위성(12a) 등으로부터의 신호 S1 등을 수신하기 위한 구성이다.
또한, 버스(22)에는, 기지국 통신 장치(28)가 접속되어 있다. 기지국 통신 장치(28)는, 단말(40)과 통신하기 위한 통신 신호 CS1를 송신하기 위한 구성이다. 기지국(20)은, 통신 신호 CS1와 함께, 기지국 타이밍 신호 TS1(도 8 참조)를 송신한다. 이 기지국 타이밍 신호 TS1는, 기지국 타이밍 신호의 일예이다.
도 3은 기지국 통신 장치(28)의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3에 도시하는 바와같이, 기지국 통신 장치(28)는, 기지국 타이밍 신호 TS1를 발생시키는 타이밍 신호 발생 장치(28a), 필터(28b), 증폭기(28c) 등으로 구성되어 있다. 기지국 통신 장치(28)는 또한 증폭기(28c)와 안테나(28e)를 접속하는 케이블(28d)을 가진다.
타이밍 신호 발생 장치(28a)는, 기지국 타이밍 신호 TS1의 기초가 되는 신호를 발생시키기 위한, 예를 들면, 수정 발진기를 가지고 있다. 이 수정 발진기의 기준 주파수는, 온도에 따라 바뀐다. 이후, 온도에 의한 수정 발진기의 주파수의 편차를, 드리프트라고 부른다. 기지국 타이밍 신호 TS1의 발신 타이밍은, 이 드리프트에 따라서 변동(지연)된다.
또한, 타이밍 신호 발생 장치(28a)에서 발생한 기지국 타이밍 신호 TS1에는, 필터(28b), 증폭기(28c) 및 케이블(28d)에서, 지연이 발생한다.
또한, 이 버스(22)에는, 각종 정보 등을 표시하기 위한 표시 장치(29), 기지국 시계(30), 기지국 제2 통신 장치(31)가 접속되어 있다.
(단말(40)의 주요 하드웨어 구성에 대해서)
도 4는, 단말(40)의 주요 하드웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 컴퓨터를 가지고 있고, 컴퓨터는 버스(42)를 가진다.
이 버스(42)에는, CPU(43), 기억 장치(44), 입력 장치(45), 단말 GPS 장치(46), 단말 통신 장치(47), 표시 장치(48) 및 단말 시계(49)가 접속되어 있다.
후술과 같이, 단말 시계(49)는, GPS 위성(12a) 등의 시각(이후, GPS 시각이라고 부른다)과 차이가 없는 상태로 유지할 수 있다.
(관리 서버(60)의 주요 하드웨어 구성에 대해서)
도 5는, 서버(60)의 주요 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 5에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 컴퓨터를 가지고 있고, 컴퓨터는, 버스(62)를 가진다.
이 버스(62)에는, CPU(63), 기억 장치(64), 외부 기억 장치(65), 입력 장치(66), 서버 통신 장치(67) 및 표시 장치(68)가 접속되어 있다.
(측위 단말(80)의 주요 하드웨어 구성에 대해서)
도 6은 측위 단말(80)의 주요 하드웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 6에 도시하는 바와같이, 측위 단말(80)의 주요 하드웨어 구성은, 상술의 단말(40)의 주요 하드웨어 구성과 동일하다.
이 측위 단말(80)은, 기지국(20)으로부터의 기지국 타이밍 신호 TS1(도 8 참조) 및 통신 신호 CS1의 수신에 관해서, 단말(20)과 동일한 구성을 가진다. 또한, GPS 위성(12a) 등으로부터의 신호 S1의 수신에 관해서도, 단말(20)과 동일한 구성을 가진다.
(기지국(20)의 주요 소프트웨어 구성에 대해서)
도 7은 기지국(20)의 주요 소프트웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 기지국(20)은, 각 부를 제어하는 기지국 제어부(100), 도 2의 기지국 GPS 장치(27)에 대응하는 기지국 GPS부(102), 기지국 통신 장치(28)에 대응하는 기지국 통신부(104) 등을 가진다. 이 기지국 통신부(104)는, 기지국 타이밍 신호 TS1 및 통신 신호 CS1를 송신하는 신호 송신 수단의 일예이다.
기지국(20)은, 또한, 도 2의 기지국 시계(30)에 대응하는 기지국 계시부(106), 기지국 제2 통신 장치(31)에 대응하는 기지국 제2 통신부(108) 등을 가진다.
기지국(20)은, 또한 각종 프로그램을 격납하는 기지국 제1 기억부(120), 각종 정보를 격납하는 기지국 제2 기억부(150)를 가진다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 기지국(20)은, 기지국 제2 기억부(150)에, 위성 궤도 정보(152)를 격납하고 있다. 위성 궤도 정보(152)는 예를 들면, 모든 GPS 위성(12a) 등의 개략 궤도 정보인 책력(Almanac) 및 각 GPS 위성(12a) 등의 정밀 궤도 정보인 천문력(Ephemeris)를 포함한다. 위성 궤도 정보(152)는, GPS 위성(12a) 등으로부터의 신호 S1 등에 의거하는 측위를 행하기 위해서 사용된다.
기지국 제어부(100)는, 정기적으로 기지국 GPS부(102)에 의해서 GPS 위성(12a) 등으로부터의 신호 S1 등을 수신하고, 신호 S1 등으로부터 책력 및 천문력을 추출하도록 되어 있다. 책력은 예를 들면 7일마다, 천문력은 예를 들면 4시간마다 갱신되고 있고, 항상 유효한 상태로 유지되어 있다.
도 7에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 기지국 위치 정보 생성 프로그램(122)을 격납하고 있다. 기지국 위치 정보 생성 프로그램(122)은, 기지국 제어부(100)가 기지국 GPS부(102)에 의해서 수신한 신호 S1 등에 의거해, 기지국(20)의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보(154)를 생성하기 위한 프로그램이다.
구체적으로, 기지국 제어부(100F)는, 기지국 GPS부(102)에 의해서, 4개 이상의 GPS 위성(12a) 등으로부터 신호 S1 등을 수신한다. 그리고, 기지국 제어부(100)는, 각 신호 S1등이 발신된 시각과, 각 신호 S1 등을 수신한 시각과의 차분을 산출하고, 신호 S1 등의 전파 속도가 광속인 것에 의거하여, 각 GPS 위성(12a) 등과 기지국(20)과의 거리(이후, 의사 거리라고 부른다)를 구한다. 계속해서, 기지국 제어부(100)는, 위성 궤도 정보(152)에 포함되는 천문력에 의해서, 현재 시각에서의 각 GPS 위성(12a) 등의 위성 궤도상의 위치를 산출한다. 그리고, 기지국 제어부(100)는, 각 GPS 위성(12a) 등의 의사 거리와 위성 궤도상의 위치에 의거해, 기지국(20)의 위치를 예를 들면, 위도, 경도 및 고도에 의해서 나타내는 기지국 위치 정보(154)를 생성한다.
기지국 제어부(100)는, 생성된 기지국 위치 정보(154)를 기지국 제2 기억부(150)에 격납한다.
도 7에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 송신 프레임 생성 프로그램(124)을 격납하고 있다. 송신 프레임 생성 프로그램(124)은, 기지국 제어부(100)가, 통신 신호 CS1에 송신 시각 정보(156)를 싣기 위한 프로그램이다.
도 8은 기지국 통신부(104)가 송신하는 송신 프레임(FR) 등을 도시한 개략도이다.
도 8에 도시하는 바와같이, 송신 프레임(FR)은 예를 들면, 서브 프레임 SF1 내지 SF7로 구성되어 있고, 각 서브 프레임 SF1 등에는, 각 서브 프레임 SF1 등의 송신 시각 t1 내지 t7을 나타내는 정보가 각각 포함되어 있다. 송신 시각 t1 등은, 기지국 계시부(106)에 의해서 계측된다.
기지국(20)은, 기지국 통신부(104)에 의해서, 통신 신호 CS1 등과 함께, 기지국 타이밍 신호 TS1를 계속적으로 송신하고 있다. 기지국 타이밍 신호 TS1는, 기지국 타이밍 신호의 일예이다. 기지국 타이밍 신호 TS1는, 예를 들면, 1초 간격의 펄스 신호이다. 송신 시각 t1 등과 기지국 타이밍 신호 TS1은 모두 기지국 계시부(106)로부터 출력되는 정보이므로, 송신 시각 t1 등의 GPS 시각과의 편차는 기지국 타이밍 신호 TS1의 송신 타이밍의 편차와 동일하다. 여기서 기지국 타이밍 신호 TS1의 송신 타이밍의 편차란, 기지국 타이밍 신호 TS1가 1초 간격의 펄스 신호라고 하면, 실제의 기지국 타이밍 신호 TS1의 펄스 간격과, GPS 시각에서 계측한 1초 간격의 시간 차분이다. 또한, 본 명세서에서는 기지국 타이밍 신호 TS1의 송신 타이밍의 편차도 지연으로서 취급한다.
도 8에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 기초 정보 요구 프로그램(126)을 격납하고 있다. 기초 정보 요구 프로그램(126)은, 기지국 제어부(100)가, 단말(40)에 대해, 후술의 기초 정보(262)(도 9 참조)를 요구하기 위한 프로그램이다.
기지국(20)은, 단말(20)로부터 수신한 기초 정보(262)를, 기지국측 기초 정보(158)의 일부로서 기지국 제2 기억부(150)에 격납한다. 기지국측 기초 정보(158)는, 단말(20)로부터 수신한 기초 정보(262)에 포함되는 정보 이외에, 기지국 위치 정보(154)를 포함한다.
도 7에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 기초 정보 송신 프로그램(128)을 격납하고 있다. 기초 정보 송신 프로그램(128)은, 기지국 제어부(100)가, 서버(60)에 대해, 기지국측 기초 정보(158)를 송신하기 위한 프로그램이다.
도 7에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 장치 고유 지연 정보 요구 프로그램(130)을 격납하고 있다. 장치 고유 지연 정보 요구 프로그램(130)은, 기지국 제어부(100)가, 서버(60)에 대해, 예를 들면, 기지국(20)에 대한 장치 고유 지연 정보(372)(도 10 참조)를 요구하기 위한 프로그램이다. 장치 고유 지연 정보(372)의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 기지국(20A)은 기지국(20A)에 대한 장치 고유 지연 정보(372)를 요구하고, 기지국(20B)은 기지국 (20B)에 대한 장치 고유 지연 정보(372)를 요구하고, 기지국(20C)은, 기지국(20C)에 대한 장치 고유 지연 정보(372)를 요구한다고 하는 것과 같이, 각 기지국(20A) 등은 그 각 기지국(20A) 등 자신의 장치 고유 지연 정보(372)를 요구하도록 되어 있다.
기지국 제어부(100)는, 서버(60)로부터 수신한 장치 고유 지연 정보(372)를, 기지국측 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램(130)으로서 기지국 제2 기억부(250)에 격납한다.
도 7에 도시하는 바와같이, 기지국(20)은, 기지국 제1 기억부(120)에, 기지국측 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램(132)을 격납하고 있다. 기지국측 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램(132)은, 기지국 제어부(100)가, 측위 단말(80)에 대해, 기지국측 장치 고유 지연 정보(166)를 송신하기 위한 프로그램이다.
기지국 제어부(100)는, 상술의 기초 정보 요구 프로그램(126), 기초 정보 송신 프로그램(128), 장치 고유 지연 정보 요구 프로그램(130) 및 기지국측 장치 고유 지연 정보 제공 프로그램(132)에 의한 정보의 송수신을, 기지국 제2 통신부(108)에 의해서 행한다.
이와 같이, 기지국(20)은, 상술의 기초 정보 요구 프로그램(126) 등에 의한 정보의 송수신을, 기지국 제2 통신부(108)에 의해서 행하므로, 일반적인 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않는다.
(단말(40)의 주요 소프트웨어 구성에 대해서)
도 9는, 단말(40)의 주요 소프트웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 각 부를 제어하는 단말 제어부(200), 도 4의 단말 GPS 장치(46)에 대응하는 단말 GPS부(202), 단말 통신 장치(47)에 대응하는 단말 통신부(204), 단말 시계(49)에 대응하는 단말 계시부(206) 등을 가진다.
단말(40)은, 또한, 각종 프로그램을 격납하는 단말 제1 기억부(210), 각종 정보를 격납하는 단말 제2 기억부(250)를 가진다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제2 기억부(250)에, 단말측 위성 궤도 정보(252)를 격납하고 있다. 단말측 위성 궤도 정보(252)는, 책력 및 천문력을 포함하여, 유효한 상태로 유지되어 있다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 현재 위치 정보 생성 프로그램(212)을 격납하고 있다. 현재 위치 정보 생성 프로그램(212)은, 단말 제어부(200)가, 단말 GPS부(202)에 의해서 수신한 GPS 위성(12a)으로부터의 신호 S1 등에 의거해, 현재 위치를 나타내는 현재 위치 정보(254)를 생성하기 위한 프로그램이다. 이 현재 위치 정보(254)는, 현재 위치 정보의 일예이다. 그리고, 현재 위치 정보 생성 프로그램(212)과 단말 제어부(200)는, 현재 위치 정보 생성 수단의 일예이다.
현재 위치 정보(254)는, 예를 들면, 단말(40)의 현재 위치를, 위도, 경도 및 고도로 표시하는 정보이다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, GPS 시각 정보 생성 프로그램(214)을 격납하고 있다. GPS 시각 정보 생성 프로그램(214)은, 단말 제어부(200)가, GPS 위성(12a) 등으로부터의 신호 S1 등에 의거해, GPS 시각을 나타내는 GPS 시각 정보(256)를 생성하기 위한 프로그램이다. 이 GPS 시각은 위성 시각의 일예이고, GPS 시각 정보(256)는 위성 시각 정보의 일예이다. 그리고, GPS 시각 정보 생성 프로그램(214)과 단말 제어부(200)는, 위성 시각 정보 생성 수단의 일예이다.
단말 제어부(200)는, 현재 위치 정보 생성 프로그램(212)에 의거해 행하는 측위 연산에 의해서, 예를 들면, 위도, 경도 및 고도를 산출하는데, 이 때 단말 계시부(206)의 시각 오차도 산출한다. 그리고, 단말 제어부(200)는, 단말 계시부(206)에 의해서 계측한 시각과, 측위에 의해 취득한 시각 오차에 의거해, 신호 S1 등의 수신 시의 GPS 시각을 산출하는 것이다.
단말 제어부(200)는, 생성한 GPS 시각 정보(256)를 단말 제2 기억부(250)에 격납한다.
여기서, 단말 GPS 장치(46)(도 4 참조)는, 안테나, 케이블, 증폭기, 필터 등의 부품으로 구성되어 있고, 신호 S1를 안테나에 의해서 수신한 후, 단말(40)의 내부에서 지연이 발생한다. 이 때문에, GPS 시각 정보(256)에 나타나는 GPS 시각은 신호 CS1를 수신했을 때의 실제 GPS 시각과는 차이(이후, GPS 시각 차분이라고 한다)가 있다.
단말(40A, 40B 및 40C)은, 신호 S1 등의 수신에 관해서 동일한 구성이다. 이 때문에, 단말(40A, 40B 및 40C)의 GPS 시각 차분은 동일 범위 내의 값이다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 수신 상태 정보 생성 프로그램(216)을 격납하고 있다. 수신 상태 정보 생성 프로그램(216)은, 단말 제어부(200)가, 현재 위치 정보(254)의 생성을 위해 사용한 신호 S1 등의 수신 상태를 나타내는 수신 상태 정보(258)를 생성하기 위한 프로그램이다. 이 수신 상태 정보(258)는, 수신 상태 정보의 일예이다.
수신 상태 정보(258)는, 예를 들면, PDOP(Position Dilution Of Precision: 위치 정밀도 열화율), 신호 S1 등의 신호 강도, 수신한 GPS 위성의 수 등의 전부 또는 일부를 나타내는 정보이다.
단말 제어부(200)는, 생성된 수신 상태 정보(258)를, 단말 제2 기억부(250)에 격납한다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 기준 타이밍 신호 보정 프로그램(218)을 격납하고 있다. 기준 타이밍 신호 보정 프로그램(218)은, 단말 제어부(200)가, 예를 들면, GPS 시각 정보(256)에 나타나는 GPS 시각에 의한 1초(s) 간격에 따라서, 단말 계시부(206)에서 생성되는 기준 타이밍 신호 TS2(도 8(b) 참조)를 보정하고, GPS 시각의 1초(s) 간격의 펄스 신호로 유지하기 위한 프로그램이다. 단말 계시부(206)에서 생성되는 기준 타이밍 신호 TS2는, 기준 타이밍 신호의 일예이다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 기지국 타이밍 신호 수신 프로그램(220)을 격납하고 있다. 기지국 타이밍 신호 수신 프로그램(220)은, 단말 제어부(200)가 단말 통신부(204)에 의해서, 기지국(20)으로부터 기지국 타이밍 신호 TS1를 수신하기 위한 프로그램이다. 즉, 기지국 타이밍 신호 수신 프로그램(220)과 단말 제어부(200)는, 기지국 타이밍 신호 수신 수단이다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 총 지연 정보 생성 프로그램(222)을 격납하고 있다. 총 지연 정보 생성 프로그램(222)은, 단말 제어부(200)가, 기지국 타이밍 신호 TS1와 기준 타이밍 신호 TS2의 타이밍 차분인 총 지연(dt)을 나타내는 총 지연 정보(260)를 생성하기 위한 프로그램이다. 총 지연 정보(260)는, 총 지연 정보의 일예이다.
구체적으로, 단말 제어부(200)는, 도 8(b)에 도시하는 바와같이, 예를 들면, 기준 타이밍 신호 TS2의 상승 시와, 기지국 타이밍 신호 TS1의 상승 시와의 차분을 기지국 계시부(106)에 의해서 계측하여, 총 지연 dt를 산출한다. 이 총 지연 dt는, 기지국 통신 장치(28)(도 3 참조)에 있어서의 드리프트에 의한 지연 dt1, 기지국(20), 단말(40) 각각의 케이블 지연과 디바이스 지연 dt2 및, 기지국(20)으로부터 단말(40)에 기지국 타이밍 신호 TS1가 전파되기 위한 전파 지연 dt3을 포함한다. 여기서, 드리프트에 의한 지연 dt1, 케이블 지연과 디바이스 지연 등의 기지국(20) 및 단말(40) 내부의 지연 dt2를 합계한 지연을 장치 고유 지연 dmt이라고 부른다. 장치 고유 지연 dmt는, 총 지연 dt에서 전파 지연 dt3을 뺀 것이다. 장치 고유 지연 dmt는, 단말(40A, 40B 및 40C)이, 예를 들면, 동일한 기지국(20A)으로부터 기지국 타이밍 신호 TS1를 수신하는 경우에는, 공통한다.
단, 단말(20)이 산출하는 것은 총 지연 dt뿐이다.
단말 제어부(200)는, 생성된 총 지연 정보(260)를 단말 제2 기억부(250)에 격납한다.
그리고, 단말 제어부(200)는, 상술의 현재 위치 정보(254), 수신 상태 정보(258) 및 총 지연 정보(260)를 기초 정보(262)의 구성 요소로서 단말 제2 기억부(250)에 격납한다.
도 9에 도시하는 바와같이, 단말(40)은, 단말 제1 기억부(210)에, 기초 정보 송신 프로그램(224)을 격납하고 있다. 기초 정보 송신 프로그램(224)은, 단말 제어부(200)가, 기지국(20)에 대해, 기초 정보(262)를 송신하기 위한 프로그램이다.
단말(40)로부터 기초 정보(262)를 수신한 기지국(20)은, 상술과 같이, 그 기초 정보(262)를 기지국측 기초 정보(158)의 일부로 한다. 그리고, 기지국(20)은, 서버(60)에 대해 기지국측 기초 정보(158)를 송신할 수 있다. 즉, 단말(40)은, 기지국(20)을 통해 서버(60)에 대해, 기초 정보(262)를 송신하는 것이 가능하다. 즉, 이 기초 정보 송신 프로그램(224)과 단말 제어부(200)는, 기초 정보 송신 수단의 일예이다.
(관리 서버(60)의 주요 소프트웨어 구성에 대해서)
도 10은 서버(60)의 주요 소프트웨어 구성을 도시한 개략도이다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 각 부를 제어하는 서버 제어부(300), 도 5의 서버 통신 장치(67)에 대응하는 서버 통신부(302) 등을 가진다.
서버(60)는, 또한, 각종 프로그램을 격납하는 서버 제1 기억부(310), 각종 정보를 격납하는 서버 제2 기억부(350)를 가진다.
서버(60)는, 서버 통신부(302)에 의해서, 기지국(20)으로부터 기지국측 기초 정보(158)(도 7 참조)를 수신한다. 그리고, 기지국측 기초 정보(158)를, 서버측 기초 정보(354)로서, 서버 제2 기억부(350)의 기초 정보 데이터 베이스(352)에 격납한다. 도 7의 기지국 위치 정보(154)는 도 10의 서버측 기지국 위치 정보(356)에, 단말 현재 위치 정보(160)는 서버측 단말 현재 위치 정보(358)에, 수신 상태 정보(162)는 서버측 수신 상태 정보(360)에, 그리고, 총 지연 정보(164)는 서버측 총 지연 정보(362)에 대응한다.
상술의 기초 정보 데이터 베이스(352)는, 기지국 위치 정보 격납 수단의 일예이다.
또한, 상술과 같이, 기지국(20)은, 단말(40)로부터 수신한 기초 정보(262)를 기지국측 기초 정보(158)의 구성 요소로서 유지하고 있으므로, 서버 통신부(302)는, 통신 기지국(20)을 통해, 단말(40)로부터 기초 정보(262)를 수신한다고 할 수 있다. 즉, 서버 통신부(302)는, 기초 정보 수신 수단의 일예이다.
서버 제어부(300)는, 미리 규정한 예를 들면, 1분간의 시간 간격에 있어서, 기지국(20)으로부터 기지국측 기초 정보(158)를 수신하도록 되어 있다. 이 1분간의 시간 간격은, 미리 규정한 규정 시간 간격의 일예이다.
구체적으로, 서버 제어부(300)는, 1분간의 시간 간격에 있어서, 기지국(20)에 대해 기지국측 기초 정보(158)를 요구한다. 서버(60)로부터의 요구를 받은 기지국(20)은, 단말(40)에 대해 최신 기초 정보(262)(도 9 참조)를 요구하고, 그 기초 정보(262)를 수신하여, 새로운 기지국측 기초 정보(158)(도 7 참조)로 한다. 그리고, 기지국(20)은, 그 새로운 기지국측 기초 정보(158)를 서버(60)에 송신한다.
이와같이 하여, 서버(60)는, 1분간의 시간 간격에서 갱신된 기지국측 기초 정보(158)를 수신할 수 있다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 서버 제1 기억부(310)에, 통신중 기지국 특정 프로그램(312)을 격납하고 있다. 통신중 기지국 특정 프로그램(312)은, 서버 제어부(300)가, 단말(40)이 통신중인 예를 들면, 기지국(20A)을 특정하기 위한 프로그램이다.
예를 들면, 서버 제어부(300)는, 기지국(20A)으로부터의 통신 신호 CSla에 실려 있는 기지국(20A)을 식별하기 위한 정보에 의거해, 단말(40)이 통신중인 기지국(20A)을 특정한다. 기지국(20A)을 식별하기 위한 정보는, 예를 들면, 기지국(20A)의 식별 번호이다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 서버 제1 기억부(310)에, 기초 정보 선택 프로그램(314)을 격납한다. 기초 정보 선택 프로그램(314)은, 서버 제어부(300)가, 서버측 수신 상태 정보(360)에 따라서, 복수의 단말 40A 등에 대한 서버측 현재 위치 정보(358) 및 서버측 총 지연 정보(362) 중에서, 후술의 거리 정보(364), 전파 지연 정보(366) 및 장치 고유 지연 정보(372)의 생성에 사용하는 서버측 현재 위치 정보(358) 및 서버측 총 지연 정보(362)를 선택하기 위한 프로그램이다. 즉, 기초 정보 선택 프로그램(314)과 서버 제어부(300)는, 기초 정보 선택 수단의 일예이다.
서버(60)는, 기초 정보 데이터 베이스(352)에 예를 들면, 단말(20A, 20B 및 20C)에 대한 각 서버측 수신 상태 정보(360a, 360b 및 360c)를 격납한다. 또한, 서버(60)는, 기초 정보 데이터 베이스(352)에, 단말(20A) 등의 각 서버측 단말 현재 위치 정보(358a, 358b 및 358c), 각 총 지연 정보(362a, 362b 및 362c)를 격납한다.
서버측 상태 정보(360)가 PDOP를 나타내는 것으로 하면, 서버 제어부(300)는, 예를 들면, 서버측 수신 상태 정보(360a)가 가장 작은 PDOP를 나타내는 경우에는, 단말(20A)의 서버측 현재 위치 정보(358a) 및 총 지연 정보(362c)를 선택한다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 서버 제1 기억부(310)에, 거리 정보 생성 프로그램(316)을 격납하고 있다. 거리 정보 생성 프로그램(316)은, 서버 제어부(300)가, 예를 들면, 서버측 단말 현재 위치 정보(358a)와 서버측 기지국 정보(356)에 의거해, 단말(40A)의 현재 위치와 기지국(20)과의 위치 사이의 거리 L을 나타내는 거리 정보(364)를 생성하기 위한 프로그램이다. 거리 정보(364)는, 거리 정보의 일예이다. 그리고, 거리 정보 생성 프로그램(316)과 서버 제어부(300)는, 거리 정보 생성 수단의 일예이다.
구체적으로, 서버 제어부(300)는, 서버측 기지국 위치 정보(356)에 나타나는 기지국(20) 좌표와, 서버측 단말 현재 위치 정보(358a)에 나타나는 단말(40A)의 좌표와의 거리 L을 산출함으로써, 거리 정보(364)를 생성한다.
서버 제어부(300)는, 생성된 거리 정보(364)를 서버 제2 기억부(350)에 격납한다.
서버 제어부(300)는, 상술의 기초 정보 선택 프로그램(314)에 의해서, 예를 들면, 서버측 수신 상태 정보(360a)가 제일 작은 PDOP를 나타내는 경우에는, 단말 (20A)의 서버측 현재 위치 정보(358a)를 선택한다. 이 때문에, 서버측 현재 위치 정보(358a)에 나타나는 단말(20A)의 측위 오차는, 단말(20B 및 20C)의 측위 오차보다도 작다.
이 때문에, 서버 제어부(300)는, 오차가 가장 작은 거리 정보(364)를 생성할 수 있다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 서버 제1 기억부(310)에, 전파 지연 정보 생성 프로그램(318)을 격납하고 있다. 전파 지연 정보 생성 프로그램(318)은, 서버 제어부(300)가, 거리 정보(364)에 나타나는 거리 L을, 통신 신호 CS1가 전파하기 위해서 필요한 전파 지연 시간 dt3를 나타내는 전파 지연 정보(366)를 생성하기 위한 프로그램이다. 즉, 전파 지연 정보 생성 프로그램(318)과 서버 제어부(300)는, 전파 지연 정보 생성 수단의 일예이다.
구체적으로, 통신 신호 CS1가 전파하는 속도는 광속이므로, 서버 제어부(300)는, 거리 L을 광속으로 나눔으로써, 전파 지연 시간 dt3를 산출한다.
서버 제어부(300)는, 생성된 전파 지연 정보(366)를, 서버 제2 기억부(350)에 격납한다.
상술과 같이, 서버 제어부(300)는, 오차가 가장 작은 거리 정보(364)를 생성할 수 있으므로, 전파 지연 정보(366)의 오차도 가장 작다.
도 10에 도시하는 바와같이, 서버(60)는, 서버 제1 기억부(310)에, 장치 고유 지연 정보 생성 프로그램(320)을 격납하고 있다. 장치 고유 지연 정보 생성 프로그램(320)은, 서버 제어부(300)가, 서버측 총 지연 정보(362)와 전파 지연 정보 (366)에 의거해, 전파 지연 시간 dt3 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보(372)를 생성하기 위한 프로그램이다. 이 장치 고유 지연 정보(372)는, 장치 고유 지연 정보의 일예이다. 그리고, 장치 고유 지연 정보 생성 프로그램(320)과 서버 제어부(300)는 장치 고유 지연 정보 생성 수단의 일예이다.
구체적으로, 서버 제어부(300)는, 총 지연 dt(도 8(b) 참조)에서 전파 지연 시간 dt3를 뺌으로써, 장치 고유 지연 dmt를 산출한다.
서버 제어부(300)는, 생성된 장치 고유 지연 정보(372)를 서버 제2 기억부(350)의 장치 고유 지연 정보 데이터 베이스(370)에 격납한다.
서버 제어부(300)는, 기지국(20A, 20B 및 20C)에 대해, 각각 장치 고유 지연 정보(372a, 372b 및 372c)를 생성한다. 기지국(20A, 20B 및 20C)의 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호(TS1)의 송신에 관한 구성은 동일하다고는 한정되지 않으므로, 기지국(20A, 20B 및 20C)의 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연 시간은 동일하다고 한정되지는 않는다. 따라서, 각 기지국(20A, 20B 및 20C)에 대한 장치 고유 지연 정보(372a, 372b 및 372c)에 나타나는 장치 고유 지연 dmta, dmtb 및 dmtc는 동일하다고는 한정되지 않는다.
이에 대해, 예를 들면, 단말(40A, 40B 및 40C)에서, 기지국 타이밍 신호 TS1의 수신에 관한 구성은 동일하므로, 단말(40A, 40B 및 40C)의 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연 시간은 동일하다. 그리고, 단말(40A, 40B 및 40C)에서 다른 것은, 전파 지연 시간 dt3(도 8 (b)참조)뿐이다. 이 때문에, 기지국(20)이 공통이고, 예를 들면, 기지국(20A)이면, 총 지연 dt로부터 전파 지연 시간 dt3 를 빼 산출하는 장치 고유 지연 dmt는 단말(40A, 40B 및 40C)에 대해서 동일하다.
상술과 같이, 기지국(20)은, 서버(60)로부터, 상술의 장치 고유 지연 정보(372)를 수신하고, 기지국측 장치 고유 지연 정보(166)(도 7 참조)로서 기지국 제2 기억부(150)에 격납할 수 있다.
그리고, 측위 단말(80)은, 기지국(20)으로부터 기지국측 장치 고유 지연 정보(166)를 수신하여, 복수의 기지국(20A) 등으로부터의 통신 신호 CS1a 등에 의거하는 측위(이후, 기지국 측위라고 부른다)를 행할 수 있다. 측위 단말(80)은, 예를 들면, 기지국(20B)과의 통신이, 기지국(20A)과의 통신으로 바뀌었다고 판단한 경우(핸드 오버가 발생했다고 판단한 경우) 또는 기동하기 위한 전원이 들어간 경우에, 기지국(20A)으로부터 기지국측 장치 고유 지연 정보(166)(도 7 참조)를 취득하도록 되어 있다.
도 11은 기지국 측위 방법의 일예의 설명도이다.
도 11(a)는, 각 기지국 20A 등의 위치를 도시하는 도면이다. 기지국 20A 등의 위치는, 이미 알려져 있다.
도 11(b)는, 각 기지국 20A 등으로부터의 통신 신호 CSla 등의 전파 시간 tb01 등을 도시하는 도면이다. 전파 시간 tb01 등은, 미지수이다.
도 11(c)는, 각 통신 신호 CSla 등의 송신 시각 t1 등을 도시하는 도면이다. 송신 시각 t1 등은 이미 알려져 있다. 여기서, t1, t2 및 t3은, 동 시각으로 한정되지는 않는다.
도 11(d)는, 기지국 20A 등 내부의 지연 및 단말 내부의 지연을 합계한 장치 고유 지연 dmta 등을 도시한 도면이다. 장치 고유 지연 dmta 등은 이미 알려져 있다.
도 11(e)은 통신 신호 CSla 등의 전파 속도를 도시하는 도면이다. 통신 신호 CS1a 등은 전파에 실려 있으므로, 그 전파 속도는 광속(C)이다.
도 11(f)는 통신 신호 CS1a 등의 송신 시각 t1 등과, 측위 단말(80)이 통신 신호 CS1a 등을 수신한 시각과의 시간차 td01 등을 도시하는 도면이다. 도 11(g)에 도시하는 바와같이, 측위 단말(80)이 통신 신호 CS1a 등을 수신한 시각을 t0으로 한다.
도 11(h)에 도시하는 측위 단말(80)의 위치(X, Y, Z)는, 미지수이다.
이상을 전제로, 도 11(i) 내지 도 11(k)에 나타내는 식(1) 내지 (9)에 대해서 설명한다.
우선, 각 기지국 20A 등과 측위 단말(80)과의 거리는, 통신 신호 CS1a 등의 전파 시간과 전파의 속도(광속(C))를 곱한 것과 같으므로, 도 11(i)의 식(1) 내지 식(3)이 성립한다.
다음에, 통신 신호 CS1a 등의 수신 시각은, 송신 시각 t1 등에서 전파 시간 tb01 등 및 장치 고유 지연 dtma 등이 경과한 시간이므로, 도 11(j)의 식(4) 내지 (6)이 성립한다.
또한, 도 11(f)의 시간차 td01 등에 대해서는, 도 11(c)의 송신 시각 t1 등, 도 11(b)의 전파 시간 tb01 및 도 11(g)의 시각 t0에 의거해, 도 11(k)의 식 (7) 내지 식 (9)가 성립한다.
여기서, 미지수는 측위 단말(80)의 위치를 나타내는, X, Y, Z, 전파 시간 tb01, tb02 및 tb03의 6개이므로, 식(1), (2), (3), (7), (8) 및 (9)를 연립시켜 계산함으로써, 미지수를 전부 산출할 수 있다.
또한, 상술의 기지국 측위는, 측위 단말(80)이 기지국(20A) 등과 통신가능한 것을 전제로 하므로, 기지국(20A) 등의 통신권 내에 위치한다. 이 때문에 측위 단말(80)이 위치하는 영역의 기복이 적고, 기지국(20A) 등의 위치의 고도 성분 Z1 등(도 11(a) 참조)이 거의 동일한 경우에는, 예를 들면, 고도 성분 Z1, Z2 및 Z3의 평균치를 측위 단말(80) 위치의 고도 성분 Z로 하여, 상술의 기지국 측위를 행하는 것도 가능하다.
또한, 측위 단말(80)은, 통신 신호 CS1a 등과, GPS 위성 12a 등으로부터의 신호 S1 등의 양방에 의거하는 측위(하이브리드 측위라고 한다)를 행할 수 있다.
측위 단말(80)은, 도 11을 사용하여 설명한 상술의 기지국 측위의 계산 방법에 있어서, 1개 또는 2개의 기지국(20)을 GPS 위성(12a) 등으로 대체하여 하이브리드를 행한다.
또한, 일반적으로, 인공 위성에 의한 측위, 이동체 통신 정보에 의한 측위, 자이로(gyro) 등에 의한 가속도 센서, 차속 펄스 등의 센서류를 2개 이상 조합한 측위 방법을 하이브리드 측위라고 부르는데, 본 실시의 형태에 있어서는 기지국 20A 등의 정보와 GPS 위성 12a 등의 정보를 조합하여 행하는 측위를 하이브리드 측위라고 부른다.
또한, 측위 단말(80)은, 3개 이상의 GPS 위성 12a 등으로부터 신호 S1 등을 수신할 수 있는 경우에는, 신호 S1 등에만 의거하는 측위(이후, 위성 측위라고 부른다)를 행한다.
일반적으로, GPS 위성 12a 등으로부터의 신호 S1 등에 의거하는 측위의 측위 정밀도는, 통신 신호 CS1에 의거하는 측위의 측위 정밀도보다 높다. 예를 들면, 위성 측위에 의한 경우에는, 측위 오차는 0미터(m) 내지 20미터(m)인데 대해, 기지국 측위에 의한 경우에는, 측위 오차가 5미터(m) 내지 400미터(m)이다.
이 점, 측위 단말(80)은, GPS 위성 12a 등으로부터 신호 S1 등을 수신할 수 있는 한, 신호 S1 등만으로, 또는, 신호 S1 등과 통신 신호 CS1를 사용하여 측위를 행할 수 있다.
이 때문에, 측위 단말(80)은, 상공에 위치하고, 관측 가능한 GPS 위성 12a 등의 수에 따라, 가장 높은 측위 정밀도로 측위를 행할 수 있다.
이에 대해, 예를 들면, 실내 등 GPS 위성 12a 등을 3개 이상 관측할 수 없는 환경에서는, 실내에서도 수신 가능한 통신 신호 CS1를 사용하여, 하이브리드 측위 또는 기지국 측위를 행할 수 있다.
측위 시스템(10)은, 이상과 같이 구성되어 있다.
상술과 같이, 기지국(20)은, 기지국(20)이 생성하는 기지국 타이밍 신호 TS1 및 통신 신호 CS1를 송신할 수 있다.
통신 기지국이 타이밍 신호를 포함하는 통신 신호를 송신하는 것은 일반적이므로, 통신 기지국은, 일반 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않는다.
그리고, 단말(40)은, 총 지연 정보(260)를 생성할 수 있다. 총 지연 dt은, 기지국 타이밍 신호 TS1와, GPS 시각에 의거해 보정된 기준 타이밍 신호 TS2와의 타이밍 차분이다. 이 총 지연 dt는, 기지국(20)에 있어서 기지국 타이밍 신호 TS1가 생성될 때의 드리프트에 의한 지연, 기지국(20)에서 기지국 타이밍 신호 TS1가 생성되고 나서 송신되기까지의 기지국(20) 내에서의 지연을 포함한다.
또한, 총 지연 dt는, 기지국 타이밍 신호 TS1가, 기지국(20)으로부터 단말(40)에 도달하기 위해서 필요한 전파 지연 시간 dt3를 포함한다.
또한, 총 지연 dt는, 기지국 타이밍 신호 TS1가 단말(20)의 안테나에 도달하고 나서, 케이블, 필터 등을 통과함에 의한 단말(20) 내부의 지연을 포함한다.
또한, 총 지연 dt는, 기준 타이밍 신호 TS2 자체의 지연도 포함한다. 기준 타이밍 신호 TS2는, GPS 시간에 의해서 보정되는 것이지만, GPS 위성 12a 등으로부터의 신호 S1 등 자체, 단말(20)의 내부에서 지연된다. 이 결과, 기준 타이밍 신호 TS2도 또한, 실제 GPS 시각에 의한 타이밍과 비교하면, 지연을 발생시킨다.
상술과 같이, 총 지연 dt는, 기지국(20) 내부에 있어서의 지연, 기지국(20)과 단말(40) 간의 전파 지연 dt3, 단말(40) 내부에 있어서의 지연을 전부 포함한다. 총 지연 dt의 산출에 있어서, 단말(40)은, 예를 들면, 기지국(20) 내부에 있어서의 드리프트나 케이블에 의한 지연 등의 개개의 지연을 계산할 필요는 없고, 단말(40) 내부에 있어서의 개개의 지연을 계산할 필요도 없다. 이는 기지국(20) 내부 및 단말(40) 내부에 있어서의 개개의 지연 계산 오차의 영향 및 전파 지연 계산의 오차의 영향을 배제할 수 있는 것을 의미한다. 즉, 총 지연 dt는, 기지국 (20) 내부, 단말(40) 내부, 기지국(20)과 단말(40) 간에 있어서의 모든 지연을 포함하면서, 상술의 개별의 원인에 의한 지연 계산의 오차의 영향을 배제하는 것이다.
한편, 서버(60)는, 기지국(20)으로부터 기지국측 기초 정보(158)(도 7 참조)를 수신할 수 있다.
그리고, 서버(60)는, 거리 정보(364)(도 10 참조)를 생성할 수 있다.
또한, 서버(60)는, 전파 지연 정보(366)를 생성할 수 있다.
또한, 서버(60)는 장치 고유 지연 정보(372)를 생성할 수 있다.
상술의, 장치 고유 지연 정보(372)는, 전파 지연 dt3 이외의 지연이므로, 기지국(20) 및 단말(40) 내부에 있어서의 지연을 나타내는 정보이다. 상술과 같이, 총 지연 dt는, 기지국(20) 및 단말(40) 내부의 개개의 지연 계산 오차를 배제하여 산출된다. 그리고, 통신 신호 CS1는 광속으로 전파되므로, 서버(60)는, 전파 지연 시간 dt3를 정확하게 산출할 수 있다.
상술과 같이, 총 지연 dt는, 기지국(20) 내부, 단말(40) 내부, 기지국(20)과 단말(40) 간에 있어서의 모든 지연을 포함하면서, 상술의 개별 원인에 의한 지연의 계산 오차의 영향을 배제하고 있다.
그리고, 서버(60)는, 전파 지연 시간 dt3를 정확히 산출할 수 있으므로, 총 지연 dt에서 전파 지연 시간 dt3를 뺌으로써, 기지국(20) 내부 및 단말(40) 내부에 있어서의 개별 원인에 의한 지연 계산의 오차의 영향을 배제하여, 장치 고유 지연 정보(372)를 생성할 수 있다.
또한, 서버(60)는, 기지국(20)으로부터의 통신 신호 CS1에 의거하는 측위를 행하는 측위 단말(80)에 대해, 기지국(20)을 통해 장치 고유 지연 정보(372)를 송신할 수 있다.
여기서, 측위 단말(80)은, 통신 신호 CS1의 수신에 관해서, 단말(20)과 동일한 구성을 가지므로, 측위 단말(80)의 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연은, 단말(20)과 동일 범위이다. 한편, 기지국(20) 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연은, 측위 단말(80)과 단말(20)에서 공통한다. 즉, 장치 고유 지연 정보(372)는, 기지국(20)의 내부 및 측위 단말(80)의 내부에 있어서의 지연을 나타내는 정보이기도 하다.
이 때문에, 측위 단말(80)은, 장치 고유 지연 정보(372)를 사용하여, 복수의 기지국 20A 등에서의 통신 신호 CS1a 등에 의거하는 측위를 행하는 경우에, 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있다.
상술과 같이, 측위 시스템(10)에 의하면, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍 보정치를 제공할 수 있다.
또한, 단말(40)이, 현재 위치 정보(254)(도 9 참조)를 생성할 때의 GPS 신호 S1 등의 수신 상태는 다양하다. 예를 들면, 포착할 수 있는 GPS 위성(12a) 등이 적은 경우나, 실내 등에 있어서 GPS 신호 S1 등의 신호 강도가 약해 수신 상태가 불량인 경우는, 현재 위치 정보(254)의 오차가 크다. 현재 위치 정보(254)의 오차는, 서버(60)가 생성하는 거리 정보(364)(도 10 참조)의 오차에 반영되고, 또한, 전파 지연 정보(366), 장치 고유 지연 정보(372)에도 반영된다. 즉, 수신 상태가 불량이고, 현재 위치 정보(254)의 오차가 크면, 장치 고유 지연 정보(370)의 정밀도도 열화된다.
이 점, 서버(60)는, 서버측 수신 상태 정보(360)(도 10 참조)에 의거해, 복수의 단말(40)에 대한 서버측 단말 현재 위치 정보(358), 서버측 총 지연 정보(362) 중에서, 거리 정보(364), 전파 지연 정보(366) 및 장치 고유 지연 정보(372)의 생성에 사용할 정보를 선택할 수 있다. 이 때문에, 서버(60)는, 양호한 수신 상태에서 생성된 서버측 단말 현재 위치 정보(358) 및 서버측 총 지연 정보(362)를 선택할 수 있다.
이에 따라, 서버(60)는, 정밀도가 높은 장치 고유 지연 정보(372)를 생성할 수 있다. 이 결과, 측위 단말(80)이, 기지국측 장치 고유 지연 정보(166)(도 7 참조)를 사용하여 행하는 기지국 측위 및 하이브리드 측위의 측위 정밀도를 높게 할 수 있다.
상술과 같이, 장치 고유 지연 정보(372)는, 서버(60) 및 단말(40) 내부에 있어서의 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연을 나타낸다.
여기서, 예를 들면, 서버(60)의 드리프트는 온도에 의해서 변화하고, 기상 상황이나 1일에 있어서의 기온 변화의 영향도 받는다. 또한, 서버(60)를 구성하는 케이블이나 필터 등의 부품은 시간 경과에 따라 열화되고, 이들 부품에 의한 기지국 타이밍 신호 TS1의 지연은 변화된다. 이 상황은, 단말(40)에 있어서도 동일하다.
이 때문에, 장치 고유 지연 정보(372)는 갱신하는 것이 바람직하다.
이 점, 서버(60)는, 미리 규정한 시간 간격인 예를 들면, 1분간의 시간 간격에 있어서, 기지국(20)에서 갱신된 기지국측 기초 정보(158)를 수신하는 구성으로 되어 있으므로, 미리 규정한 시간 간격에 있어서 장치 고유 지연 정보(372)를 갱신할 수 있다.
이상이 본 실시의 형태에 관한 측위 시스템(10)의 구성인데, 이하, 그 동작예를 주로 도 12 및 도 13을 사용하여 설명한다.
도 12 및 도 13은 본 실시의 형태에 관한 측위 시스템(10)의 동작예를 나타내는 개략 플로우 챠트이다.
우선, 단말(40)이, 기지국(20)으로부터 기초 정보(262)(도 9 참조)의 요구를 수신한다(도 12의 단계 ST1).
이어서, 단말(40)이, GPS 위성 12a 등으로부터 신호 S1 등을 수신하여, 현재 위치 정보(254), GPS 시각 정보(256) 및 수신 상태 정보(256)를 생성한다(단계 ST2).
이어서, 단말(40)이, GPS 시각 정보(256)에 의거해, 기준 타이밍 신호 TS2(도 8(b) 참조)를 보정한다(단계 ST3).
이어서, 단말(40)이, 기지국 타이밍 신호 TS1를 수신한다(단계 ST4).
이어서, 단말(40)이, 기지국 타이밍 신호 TS1와 기준 타이밍 신호 TS2의 타이밍 차분을 나타내는 총 지연 정보(260)(도 9 참조)를 생성한다(단계 ST5).
이어서, 단말(40)이, 기지국(20)에 대해, 현재 위치 정보(254), 수신 상태 정보(260) 및 총 지연 정보(260)를 포함하는 기초 정보(262)를 송신한다(단계 ST6).
이어서, 기지국(20)이, 단말(40)로부터 기초 정보(262)를 수신한다(도 13의 단계 ST7).
이어서, 기지국(20)이, 서버(60)에 대해 기지국측 기초 정보(158)(도 7 참조)를 송신한다(단계 ST8).
이어서, 서버(60)가, 기지국(20)으로부터, 기지국측 기초 정보(158)를 수신한다(단계 ST9). 이 단계 ST9는, 현재 위치 정보 수신 단계의 일예이고, 총 지연 정보 수신 단계의 일예이기도 하다.
이어서, 서버(60)가, 서버측 수신 상태 정보(360)(도 10 참조)에 나타나는 수신 상태가 가장 양호한 단말(40)에 대응하는 서버측 단말 현재 위치 정보(358) 및 서버측 총 지연 정보(362)를 선택한다(단계 ST10).
이어서, 서버(60)가, 서버측 단말 현재 위치 정보(358)에 나타나는 단말(40)의 위치와, 서버측 기지국 위치 정보(356)에 나타나는 기지국(20)의 위치와의 거리 L을 나타내는 거리 정보(364)(도 10 참조)를 생성한다(단계 ST11). 이 단계 ST11은 거리 정보 생성 단계의 일예이다.
이어서, 서버(60)가, 거리 정보(364)에 나타나는 거리 L을 광속으로 나누어, 전파 지연 시간 dt3를 나타내는 전파 지연 정보(366)를 생성한다(단계 ST12). 이 단계 ST12는, 전파 지연 정보 생성 단계의 일예이다.
이어서, 서버(60)가, 서버측 총 지연 정보(362)에 나타나는 총 지연 dt에서, 전파 지연 시간 dt3을 감산하여, 장치 고유 지연 dmt(도 8(b) 참조)를 나타내는 장치 고유 지연 정보(372)를 생성한다(단계 ST13). 이 단계 ST13은 장치 고유 지연 정보 생성 단계의 일예이다.
서버(60)는, 이와같이 하여 생성한 장치 고유 지연 정보(372)를, 기지국(20)을 통해 측위 단말(80)에 제공할 수 있다.
상술과 같이, 측위 시스템(10)에 있어서, 서버(60)는, 기지국(20) 내부의 지연 및 단말(40) 내부 지연의 합계의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보(372)를 생성하여, 기지국(20)을 통해 측위 단말(80)에 제공할 수 있다.
그리고, 측위 단말(80)은, 비동기 통신의 기지국(20)으로부터 송신된 통신 신호 C1에 의거하는 측위를 행한다. 이 때, 서버(60)로부터 취득한 장치 고유 지연 정보(372)를 사용한다. 이에 따라, 측위 단말(80)의 측위 계산의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 측위 시스템(10)에 의하면, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있다.
(프로그램 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 등에 대해)
컴퓨터에 상술의 동작예의 현재 위치 정보 수신 단계와, 총 지연 정보 수신 단계와, 거리 정보 생성 단계와, 전파 지연 정보 생성 단계와, 장치 고유 지연 정보 생성 단계 등을 실행시키기 위한 정보 제공 장치의 제어 프로그램으로 할 수 있 다.
또한, 이러한 정보 제공 장치의 제어 프로그램 등을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 등으로 하는 것도 가능하다.
이들 정보 제공 장치의 제어 프로그램 등을 컴퓨터에 인스톨하고, 컴퓨터에 의해서 실행 가능한 상태로 하기 위해서 이용되는 프로그램 격납 매체는, 예를 들면 플로피(등록 상표)와 같은 플렉서블 디스크, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory), CD-R(Compact Disc-Recordable), CD-RW(Compact Disc-Rewritable), DVD(Digital Versatile Disc) 등의 패키지 미디어뿐만 아니라, 프로그램이 일시적 혹은 영속적으로 격납되는 반도체 메모리, 자기 디스크 혹은 광 자기 디스크 등으로 실현할 수 있다.
본 발명은, 상술의 각 실시 형태에 한정되지 않는다. 또한, 상술의 각 실시 형태는, 상호 조합하여 구성해도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 통신 기지국의 대폭적인 시스템 변경을 필요로 하지 않고, 측위 단말에 의한 측위 계산의 오차를 저감시킬 수 있는 통신 기지국으로부터의 신호의 송신 타이밍의 보정치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 통신 기지국과,
    상기 통신 기지국과 통신 가능한 단말 장치와,
    상기 통신 기지국 및 상기 단말 장치와 통신 가능한 정보 제공 장치를 가지는 측위 시스템으로서,
    상기 통신 기지국은, 상기 통신 기지국이 생성하는 기지국 타이밍 신호 및 통신 신호를 송신하는 신호 송신 수단을 가지고,
    상기 단말 장치는, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해, 현재 위치를 나타내는 현재 위치 정보를 생성하는 현재 위치 정보 생성 수단과,
    상기 위성 신호에 의거해, 상기 측위 위성의 시각인 위성 시각을 나타내는 위성 시각 정보를 생성하는 위성 시각 정보 생성 수단과,
    상기 위성 시각 정보에 의거해, 기준 타이밍 신호를 보정하는 기준 타이밍 신호 보정 수단과,
    상기 기지국 타이밍 신호와 상기 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 생성하는 총 지연 정보 생성 수단과,
    상기 정보 제공 장치에 대해, 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 포함하는 기초 정보를 송신하는 기초 정보 송신 수단을 가지고,
    상기 정보 제공 장치는, 상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단과,
    상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터 상기 기초 정보를 수신하는 기초 정보 수신 수단과,
    상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 수단과,
    상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 수단과,
    상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 수단과,
    상기 기지국 타이밍 신호 및 상기 통신 신호의 수신에 관해 상기 단말 장치와 동일한 구성을 가지고, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하여 측위를 행하는 측위 단말에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 송신하는 장치 고유 지연 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
  2. 통신 기지국 및 상기 통신 기지국과 통신 가능한 정보 제공 장치로서,
    상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단과,
    상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 수단과,
    상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국으로부터의 통신 신호에 포함되는 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 수단과,
    상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 수단과,
    상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 수단과,
    상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 수단과,
    상기 기지국 타이밍 신호 및 상기 통신 신호의 수신에 관해 상기 단말 장치와 동일한 구성을 가지고, 상기 통신 기지국으로부터의 상기 통신 신호에 의거하여 측위를 행하는 측위 단말에 대해, 상기 장치 고유 지연 정보를 송신하는 장치 고유 지연 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단말 장치로부터, 상기 현재 위치 정보를 생성했을 때의 상기 위성 신호의 수신 상태를 나타내는 수신 상태 정보를 수신하는 수신 상태 정보 수신 수단 과,
    상기 수신 상태 정보에 의거해, 복수의 상기 단말 장치로부터 수신한 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 중에서, 상기 거리 정보, 상기 전파 지연 정보 및 상기 장치 고유 지연 정보의 생성에 사용하는 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 선택하는 기초 정보 선택 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 현재 위치 정보 수신 수단, 상기 총 지연 정보 수신 수단 및 상기 수신 상태 정보 수신 수단은, 미리 규정한 규정 시간 간격에 있어서, 상기 단말 장치로부터, 상기 현재 위치 정보, 상기 총 지연 정보 및 상기 수신 상태 정보를 수신하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치.
  5. 통신 기지국과 통신 가능한 단말 장치로서,
    측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해, 현재 위치를 나타내는 현재 위치 정보를 생성하는 현재 위치 정보 생성 수단과,
    상기 위성 신호에 의거해, 상기 측위 위성의 시각인 위성 시각을 나타내는 위성 시각 정보를 생성하는 위성 시각 정보 생성 수단과,
    상기 위성 시각 정보에 의거해, 기준 타이밍 신호를 보정하는 기준 타이밍 신호 보정 수단과,
    상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와 상기 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 생성하는 총 지연 정보 생성 수단과,
    상기 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보, 상기 총 지연 정보 및 상기 현재 위치 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 정보 제공 장치에 대해, 상기 현재 위치 정보 및 상기 총 지연 정보를 포함하는 기초 정보를 송신하는 기초 정보 송신 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  6. 통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단을 가지는 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치의 제어 방법.
  7. 컴퓨터에,
    통신 기지국의 위치를 나타내는 기지국 위치 정보를 격납하는 기지국 위치 정보 격납 수단을 가지는 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 단말 장치로부터, 측위 위성으로부터의 신호인 위성 신호에 의거해 생성된 현재 위치 정보를 수신하는 현재 위치 정보 수신 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 기지국을 통해 상기 단말 장치로부터, 상기 통신 기지국의 기지국 타이밍 신호와, 측위 위성의 시각인 위성 시각에 의거해 보정된 상기 단말 장치의 기준 타이밍 신호와의 타이밍 차분인 총 지연을 나타내는 총 지연 정보를 수신하는 총 지연 정보 수신 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 현재 위치 정보와 상기 기지국 위치 정보에 의거해, 상기 단말 장치의 현재 위치와 상기 통신 기지국 위치와의 사이의 거리를 나타내는 거리 정보를 생성하는 거리 정보 생성 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 통신 신호가 상기 거리를 전파하기 위해 필요한 전파 지연 시간을 나타내는 전파 지연 정보를 생성하는 전파 지연 정보 생성 단계와,
    상기 정보 제공 장치가, 상기 총 지연 정보와 상기 전파 지연 정보에 의거해, 상기 총 지연 중 상기 전파 지연 시간 이외의 지연을 나타내는 장치 고유 지연 정보를 생성하는 장치 고유 지연 정보 생성 단계를 실행시키는 것을 특징으로 하는 정보 제공 장치의 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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