KR20080068102A

KR20080068102A - 측위 장치, 측위 제어 방법, 측위 제어 프로그램 및 기록매체

Info

Publication number: KR20080068102A
Application number: KR1020087012848A
Authority: KR
Inventors: 히로키 요시오카
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-07-22
Also published as: US20090073038A1; WO2007125978A1; US7468691B2; US7821452B2; US20070252757A1; EP2012137A4; EP2012137A1

Abstract

측위 장치(1020)는, 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출부와, 전회 측위 시에 사용된 위상과, 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출부와, 산출된 현재의 위상과 예측 위상의 위상차가 미리 규정한 위상차 혀용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가부와, 위상차 허용 범위 내의 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위부를 갖는다.

Description

측위 장치, 측위 제어 방법, 측위 제어 프로그램 및 기록 매체{GLOBAL POSITIONING DEVICE, GLOBAL POSITIONING CONTROL METHOD, GLOBAL POSITIONING CONTROL PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 발신원으로부터의 전파를 이용하는 측위 장치, 측위 제어 방법, 측위 제어 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.

종래, 위성 항법 시스템인 예를 들면, GPS(Global Positioning System)를 이용해 GPS 수신기의 현재 위치를 측위하는 측위 시스템이 실용화되어 있다.

이 GPS 수신기는, GPS 위성의 궤도 등을 나타내는 항법 메시지(개략 위성 궤도 정보：알마낙, 정밀 위성 궤도 정보：에피메리스 등을 포함한다)에 의거하여, GPS 위성으로부터의 전파(이후, 위성 전파라고 한다)에 실려 있는 의사 잡음 부호(이후, PN(Psuedo random noise code)부호라고 한다) 중 하나인 C/A(Clear and Acquision 또는 Coarse and Access)코드를 수신한다. C/A코드는, 측위의 기초가 되는 부호이다.

GPS 수신기는, 그 C/A코드가 어느 GPS 위성으로부터 발신된 것인지를 특정한 후, 예를 들면, 그 C/A코드의 위상(코드 페이즈)에 의거하여, GPS 위성과 GPS 수신기의 거리(의사 거리)를 산출한다. 그리고, GPS 수신기는, 3개 이상의 GPS 위성에 대한 의사 거리와, 각 GPS 위성의 위성 궤도상의 위치에 의거하여, GPS 수신기의 위치를 측위하도록 되어 있다. 예를 들면, C/A코드는, 1.023Mbps의 비트율이고, 코드의 길이는 1,023칩이다. 따라서 C/A코드는, 1밀리 세컨드(ms) 사이로 전파가 진행되는 거리인 약 300킬로미터(km)마다, 나란히 달리고 있다고 생각할 수 있다. 이 때문에, 위성 궤도상의 GPS 위성의 위치와, GPS 수신기의 개략 위치로부터 GPS 위성과 GPS 수신기의 사이에 C/A코드가 몇 개 있는지를 산출함으로써, 의사 거리를 산출할 수 있다. 보다 상세하게는, C/A코드의 1주기(1,023칩)분(C/A코드의 정수 부분)을 산출하고, 또한, C/A코드의 위상(C/A코드의 단수 부분)을 특정하면, 의사 거리를 산출할 수 있다. 여기서, C/A코드의 정수 부분은, GPS 수신기의 개략 위치가 일정한 정밀도인 예를 들면, 150km 이내이면 추정 가능하다. 이 때문에, GPS 수신기는, C/A코드의 위상을 특정함으로써, 의사 거리를 산출할 수 있다.

GPS 수신기는, 예를 들면, 수신한 C/A코드와 GPS 수신기 내부에서 생성한 레플리카 C/A코드의 상관을 취해 적산하고, 상관 적산값이 일정한 레벨에 이른 경우에, C/A코드의 위상을 특정한다. 이때, GPS 수신기는, 레플리카 C/A코드의 위상 및 주파수를 어긋나게 하면서 상관 처리를 행하고 있다.

그런데, C/A코드를 실은 위성 전파의 전파 강도가 약한 경우에는, 충분한 신호 강도를 얻을 수 없고, C/A코드의 위상을 특정하는 것이 곤란해진다.

이에 대해서, 수신 신호의 세그먼트를 처리한 결과를, 한계 신호 잡음비(SNR)가 달성될 때까지, 코히런트에(동기적으로) 연속해서 조합하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).

[특허 문헌 1：일본국 특허공표 2004-501352호 공보]

그러나, GPS 위성과 GPS 수신기는 상대적으로 이동하기 때문에, GPS 수신기에 도달하는 위성 전파의 도달 주파수는 도플러 편이에 의해서 변화한다.

여기서, 신호 강도가 약한 경우에는, GPS 수신기측의 동기용 주파수를 계속적으로 변화하는 도달 주파수에 동기하는 것이 곤란한 경우가 있다.

그리고, GPS 수신기측의 동기용 주파수가 도달 주파수와 괴리되어 있는 경우에는, 상관적산값이 일정한 레벨에 이르렀다고 해도, 그때의 C/A코드의 위상의 정밀도는 열화한다. 이 때문에, 그 위상을 사용하여 측위하면, 측위 위치의 정밀도가 열화하는 경우가 있다는 문제가 있다.

그래서, 본 발명은, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있는 측위 장치, 측위 장치의 제어 방법, 그 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 1 형태는, 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출부와, 전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출부와, 상기 위상 산출부에 의해 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가부와, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위 하는 측위부를 갖는 측위 장치에 관한다.

이에 의하면, 측위 장치는, 위상차 평가부를 갖기 때문에, 위상차가 상기 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단할 수 있다. 즉, 측위 장치는, 위상의 정밀도를 검증할 수 있다.

또, 측위 장치는, 측위부를 갖기 때문에, 위상차 허용 범위 내의 위상차에 대응하는 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상 산출부는, 복수의 주파수 계열을 사용해 상기 위상을 산출하고, 상기 위상차 평가부는, 상기 복수의 주파수 계열 중, 상기 측위 기초 부호의 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열을 사용해 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 상기 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 위상 산출부는, 복수의 주파수 계열을 사용해 위상을 산출하는 구성으로 되어 있다. 어느 1개의 주파수 계열의 수신 주파수의 정밀도는, 다른 주파수 계열의 수신 주파수의 정밀도보다 높을 것이다. 이 때문에, 측위 장치는, 정밀도가 높은 수신 주파수에 있어서 위상을 산출할 수 있을 가능성이 크다.

여기서, 일반적으로는, 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열에 있어서의 수신 주파수의 정밀도가 가장 신뢰도가 높다고 추정할 수 있다. 이 때문에, 일반적으로는, 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열에 있어서 산출된 위상이, 다른 주파수 계열의 위상보다 정밀도가 높다고 추정할 수 있다.

그러나, 특히 약전계 하에서는, 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열에 있어서의 수신 주파수의 정밀도가 가장 신뢰도가 높다고는 한정할 수 없다.

이 점, 측위 기초 부호의 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열에 있어서 산출된 위상의 정밀도를 검증하고, 측위로부터 배제할 수 있기 때문에, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서 정밀도가 나쁜 측위 위치를 산출하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상 산출부는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에 있어서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하고, 상기 측위부는, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소의 상기 위상을 선택해 선택 위상으로 하는 위상 선택부와, 상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가부와, 상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에 있어서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가부를 가지며, 상기 선택 위상 제1 평가부에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가부에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는, 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 위상차 평가부를 갖기 때문에, 위상차가 위상차 허용 범위내인지의 여부를 판단할 수 있다. 즉, 측위 장치는, 위상의 정밀도를 검증할 수 있다.

또, 측위 장치는, 위상 선택부를 갖기 때문에, 각 발신원마다 선택 위상을 산출할 수 있다. 선택 위상은, 위상차가 최소인 위상이기 때문에, 다른 주파수 계열의 위상보다 정밀도가 높다.

측위 장치는, 또한, 선택 위상 제1 평가부를 갖기 때문에, 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단할 수 있다. 선택 위상의 신호 강도가 최대이면, 선택 위상은, 다른 위상에 비해 정밀도가 높은 것이 보증되었다고 생각할 수 있다. 그리고, 측위 장치는 측위부를 갖기 때문에, 선택 위상 제1 평가부에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에는, 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

여기서, 특히 약전계 하에서는, 위상차가 최소인 위상의 신호 강도가 최대라고 한정할 수 없다. 즉, 선택 위상의 정밀도가 다른 위상에 비해 높음에도 불구하고, 그 신호 강도는 최대가 아닌 경우가 있다. 이 때문에, 신호 강도가 최대가 아닌 경우라도, 선택 위상의 정밀도를 확인할 수 있는 한, 선택 위상을 측위에 사용하는 것이 바람직하다.

이 점, 측위 장치는 선택 위상 제2 평가부를 갖기 때문에, 선택 위상이 속하는 주파수 계열에 있어서의 위상이, 연속해서 위상차 허용 범위 내였던 회수가 규정 회수 범위 내인 경우에는, 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 선택 위상 제1 평가부에 의한 판단 결과가 부정적인 경우라도, 정밀도가 높은 위상을 사용하여 측위를 할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 예측 위상 산출부는, 전회 측위 시의 상기 위상이며, 또한, 상기 상관 처리의 완료 시에 있어서의 상기 위상을 사용하여, 상기 예측 위상을 산출하는 측위 장치를 구성해도 된다.

상관 처리의 과정에 있어서, 상관 처리의 개시시보다 완료 시가, 예를 들면, SNR(신호대 잡음비)이 향상하고, 측위 기초 부호를 잡음으로부터 명확하게 구별할 수 있기 때문에, 위상의 정밀도가 높다.

이 점, 예측 위상 산출부는, 전회 측위 시의 상기 위상이며, 또한, 상관 처리의 완료 시에 있어서의 위상을 사용하여, 예측 위상을 산출하는 구성으로 되어 있기 때문에, 정밀도가 높은 상기 예측 위상을 산출할 수 있다.

즉, 측위 장치는, 정밀도 좋게 측위하기 위한 기초가 되는 정밀도가 높은 예측 위상을 산출할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파를 수신했을 때의 수신 주파수를 특정하는 수신 주파수 특정부와, 전회 측위 시의 상기 수신 주파수와 현재의 상기 수신 주파수의 주파수차가 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 주파수차 평가부와, 상기 주파수차 허용 범위 외의 상기 주파수차에 대응하는 상기 측위 기초 부호의 위상을 측위로부터 배제하는 위상 배제부를 갖는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 위상 배제부를 갖기 때문에, 주파수차 허용 범위 외의 주파수차에 대응하는 측위 기초 부호의 위상을 측위로부터 배제할 수 있다.

이것은, 측위 장치가, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도뿐만 아니라, 위상을 산출했을 때의 수신 주파수의 정밀도도 검증할 수 있는 것을 의미한다. 그리고, 수신 주파수의 정밀도가 높을수록, 위상의 정밀도도 높다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 한층 더 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파를 수신했을 때의 수신 주파수를 특정하는 수신 주파수 특정부와, 전회 측위 시의 상기 수신 주파수와 현재의 상기 수신 주파수의 주파수차가 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 주파수차 평가부와,

상기 주파수차 허용 범위 외의 상기 주파수차에 대응하는 상기 측위 기초 부호의 위상을 측위로부터 배제하는 위상 배제부를 가지며, 상기 각 주파수 계열은, 서로 미리 규정한 주파수 간격만큼 괴리되어 있고, 상기 주파수차 허용 범위는, 상기 주파수 간격 미만의 임계값에 의해서 규정되는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 신호 강도가 가장 큰 상기 주파수 계열이 바뀐 경우에는, 그때의 위상을 측위로부터 배제할 수 있다. 이것은, 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열이 연속하고 있는 것을 위상을 측위에 사용하기 위한 조건으로 하는 것을 의미한다.

이로 인해, 측위 장치에 도달하는 전파의 주파수의 도플러 편이에 가장 잘 추종하고 있는 주파수 계열에 있어서 산출된 위상을 측위에 사용할 수 있기 때문에, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 또한 한층 더 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정부를 가지며, 상기 위상차 평가부는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는, 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 위상차 허용 범위 결정부를 갖기 때문에, 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 위상차 허용 범위를 결정할 수 있다.

그리고, 측위 장치는, 위상차 평가부를 갖기 때문에, 위상차가 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단할 수 있다. 이 때문에, 측위 장치는, 위상의 정밀도를 검증할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후에, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 수신 상태는, 상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수를 포함하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 예를 들면, 측위 장치가 측위 기초 부호를 수신하고 있는 발신원의 수가 많을수록 위상차 허용 범위를 좁게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 위상만을 측위에 사용할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 상대적으로 정밀도가 높은 위상을 사용하여 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 수신 상태는, 상기 측위 장치가 수신하고 있는 상기 측위 기초 부호의 신호 강도를 포함하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 예를 들면, 측위 장치가 수신하고 있는 측위 기초 부호의 신호 강도가 강한 발신원의 수가 많을수록, 위상차 허용 범위를 좁게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 위상만을 측위에 사용할 수 있다.

이에 의해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 상대적으로 정도가 높은 위상을 사용하여 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 수신 상태는, 상기 측위 장치의 기준 클록의 드리프트가, 미리 규정한 드리프트 허용 범위 내인지의 여부를 나타내는 정보를 포함하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 상기 드리프트가 작을수록, 상기 위상을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.

예를 들면, 드리프트가 드리프트 허용 범위 내인 경우에, 위상차 허용 범위를 좁게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 위상만을 측위에 사용할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 상대적으로 정도가 높은 상기 위상을 사용하여 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 수신 상태는, 상기 상관 처리를 개시하고 나서의 경과 시간을 나타내는 정보를 포함하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 상기 경과 시간이 길수록, 측위 기초 부호의 상기 위상을 정밀하게 특정할 수 있다. 예를 들면, 경과 시간이 길수록, 위상차 허용 범위를 좁게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 위상만을 측위에 사용할 수 있다.

이로 인해, 측위 장치는, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 상대적으로 정밀도가 높은 상기 위상을 사용하여 측위할 수 있다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상차 허용 범위 결정부는, 상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수가 많을수록 상기 위상차 허용 범위를 좁게 설정하고, 상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수가 적을수록 상기 위상차 허용 범위를 넓게 설정하는 측위 장치를 구성해도 된다.

이에 의하면, 측위 장치는, 측위 장치가 측위 기초 부호를 수신하고 있는 발신원의 수가 많을수록 위상차 허용 범위를 좁게 설정하기 때문에, 정밀도가 높은 위상을 사용하여 측위할 수 있다.

또, 측위 장치는, 측위 장치가 측위 기초 부호를 수신하고 있는 발신원의 수가 적을수록 위상차 허용 범위를 넓게 설정하기 때문에, 측위 위치를 산출할 수 있는 가능성을 높게 할 수 있다.

또한, 상기 발신원은, SPS(Satellite Positioning System) 위성인 측위 장치를 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태는, 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와, 전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와, 상기 위상 산출 단계에 있어서 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 갖는, 측위 제어 방법에 관한다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에 있어서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며, 상기 측위 단계는, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와, 상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와, 상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에 있어서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며, 상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인, 측위 제어 방법을 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 가지며, 상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인, 측위 제어 방법을 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 컴퓨터에, 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와, 전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와, 상기 위상 산출 단계에 있어서 산출된 현재의 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 실행시키기 위한, 측위 제어 프로그램에 관한다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에 있어서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며, 상기 측위 단계는, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와, 상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와, 상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에 있어서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며, 상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인, 측위 제어 프로그램을 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 상기 컴퓨터에 실행시키고, 상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인, 측위 제어 프로그램을 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 컴퓨터에, 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와, 전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와, 상기 위상 산출 단계에 있어서 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 실행시키기 위한 측위 제어 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에 있어서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며, 상기 측위 단계는, 상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와, 상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와, 상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에 있어서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며, 상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인, 상기 측위 제어 프로그램을 기록한, 기록 매체를 구성해도 된다.

또, 본 발명의 1 형태에서는, 상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 상기 컴퓨터에 실행시키고, 상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인 상기 측위 제어 프로그램을 기록한, 기록 매체를 구성해도 된다.

도 1은 제1 실시의 형태의 단말 등을 나타내는 개략도.

도 2는 제1 실시의 형태에 있어서의 측위 방법을 나타내는 개념도.

도 3은 제1 실시의 형태에 있어서의 상관 처리의 설명도.

도 4는 제1 실시의 형태에 있어서의 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 5는 제1 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 6은 제1 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 7은 제1 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 8은 제1 실시의 형태에 있어서의 GPS 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략도.

도 9는 제1 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 10은 제1 실시의 형태에 있어서의 추정 주파수 산출 프로그램의 설명도.

도 11A는 제1 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 11B는 제1 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 11C는 제1 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 12는 제1 실시의 형태에 있어서의 예측 코드 페이즈 산출 프로그램의 설명도.

도 13은 제1 실시의 형태에 있어서의 단말의 동작예를 나타내는 개략 플로차트.

도 14는 제2 실시의 형태의 단말 등을 나타내는 개략도.

도 15는 제2 실시의 형태에 있어서의 측위 방법을 나타내는 개념도.

도 16은 제2 실시의 형태에 있어서의 상관 처리의 설명도.

도 17은 제2 실시의 형태에 있어서의 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 18은 제2 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 19는 제2 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 20은 제2 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 21은 제2 실시의 형태에 있어서의 GPS 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략도.

도 22는 제2 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 23은 제2 실시의 형태에 있어서의 추정 주파수 산출 프로그램의 설명도.

도 24A는 제2 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 24B는 제2 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 24C는 제2 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 25는 제2 실시의 형태에 있어서의 현재 메저먼트 정보의 일례를 나타내는 도면.

도 26은 제2 실시의 형태에 있어서의 전회 메저먼트 정보의 일례를 나타내는 도면.

도 27은 제2 실시의 형태에 있어서의 예측 코드 페이즈 산출 프로그램의 설명도.

도 28은 제2 실시의 형태에 있어서의 예측 코드 페이즈 정보의 일례를 나타내는 도면.

도 29는 제2 실시의 형태에 있어서의 코드 페이즈 선택 프로그램의 설명도.

도 30은 제2 실시의 형태에 있어서의 선택 코드 페이즈 정보의 일례를 나타내는 도면.

도 31A는 제2 실시의 형태에 있어서의 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램의 설명도.

도 31B는 제2 실시의 형태에 있어서의 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램의 설명도.

도 31C는 제2 실시의 형태에 있어서의 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램의 설명도.

도 32는 제2 실시의 형태에 있어서의 측위 사용 코드 페이즈 정보의 일례를 나타내는 도면.

도 33은 제2 실시의 형태에 있어서의 단말의 동작예를 나타내는 개략 플로차트.

도 34는 제2 실시의 형태에 있어서의 단말의 동작예를 나타내는 개략 플로차트.

도 35는 제3 실시의 형태의 단말 등을 나타내는 개략도.

도 36은 제3 실시의 형태에 있어서의 측위 방법을 나타내는 개념도.

도 37은 제3 실시의 형태에 있어서의 상관 처리의 설명도.

도 38은 제3 실시의 형태에 있어서의 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 39는 제3 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 40은 제3 실시의 형태에 있어서의 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 41은 제3 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 42는 제3 실시의 형태에 있어서의 GPS 장치의 구성의 일례를 나타내는 개략도.

도 43은 제3 실시의 형태에 있어서의 단말의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도.

도 44는 제3 실시의 형태에 있어서의 추정 주파수 산출 프로그램의 설명도.

도 45A는 제3 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 45B는 제3 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 45C는 제3 실시의 형태에 있어서의 메저먼트 산출 프로그램의 설명도.

도 46은 제3 실시의 형태에 있어서의 예측 코드 페이즈 산출 프로그램의 설명도.

도 47은 제3 실시의 형태에 있어서의 코드 페이즈 임계값 설정 프로그램의 설명도.

도 48은 제3 실시의 형태에 있어서의 단말의 동작예를 나타내는 개략 플로차트이다.

이하, 이 발명의 적합한 실시의 형태를 첨부 도면 등을 참조하면서, 상세하게 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 실시의 형태는, 본 발명의 적합한 구체예이기 때문에, 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 부가되어 있지만, 본 발명의 범위는, 이하의 설명에 있어서 특히 본 발명을 한정하는 취지의 기재가 없는 한, 이들 형태에 한정되는 것은 아니다.

또, 이하에서는 크게 3개의 실시의 형태를 설명한다. 각각의 실시의 형태는 공통되는 사항이 포함된다. 그러나, 각각의 실시의 형태의 단말을 독립하여 구성 가능한 것을 명확하게 하기 위해서, 공통되는 사항을 굳이 중복적으로 기재한다.

［제1 실시의 형태］

도 1은, 제1 실시의 형태의 단말(1020) 등을 나타내는 개략도이다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 측위 위성인 예를 들면, GPS(Global Positioning System) 위성(12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g 및 12h)으로부터, 전파(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 및 S8)를 수신할 수 있다. GPS 위성(12a) 등은, 발신원의 일례이기도 하다. 또한, 발신원은, SPS(Satellite Positioning System) 위성이면 되고, GPS 위성에 한정되지 않는다.

전파(S1) 등에는 각종의 코드(부호)가 실려 있다. 그 중의 하나가 C/A코드(Sca)이다. 이 C/A코드(Sca)는, 1.023Mbps의 비트율, 1,023bit(=1msec)의 비트 길이의 신호이다. C/A코드(Sca)는, 1,023칩(chip)으로 구성되어 있다. 단말(1020)은, 현재 위치를 측위하는 측위 장치의 일례이며, 이 C/A코드를 사용해 현재 위치의 측위를 행한다. 이 C/A코드(Sca)는, 측위 기초 부호의 일례이다.

또, 전파(S1) 등에 실리는 정보로서 알마낙(Sal) 및 에피메리스(Seh)가 있다. 알마낙(Sal)은 모든 GPS 위성(12a) 등의 개략의 위성 궤도를 나타내는 정보이며, 에피메리스(Seh)는 각 GPS 위성(12a) 등의 정밀한 위성 궤도를 나타내는 정보이다. 알마낙(Sal) 및 에피메리스(Seh)를 총칭해 항법 메시지라고 한다.

단말(1020)은, 예를 들면, 3개 이상의 다른 GPS 위성(12a) 등으로부터의 C/A코드의 위상을 특정하여, 현재 위치를 측위할 수 있도록 되어 있다.

도 2는, 측위 방법의 일례를 나타내는 개념도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, GPS 위성(12a)과 단말(1020)의 사이에는, C/A코드가 연속적으로 늘어서 있다고 관념할 수 있다. 그리고, GPS 위 성(12a)과 단말(1020)의 사이의 거리는, C/A코드의 길이(300 킬로미터(km))의 정수배라고는 한정할 수 없기 때문에, 코드 단수부(C/Aa)가 존재한다. 즉, GPS 위성(12a)과 단말(1020)의 사이에는, C/A코드의 정수배의 부분과, 단수 부분이 존재한다. C/A코드의 정수배의 부분과 단수 부분의 합계의 길이가 의사 거리이다. 단말(1020)은, 3개 이상의 GPS 위성(12a) 등에 대한 의사 거리를 사용하여 측위를 행한다.

본 실시 형태에 있어서, C/A코드의 단수부(C/Aa)를 코드 페이즈이라고 한다. 코드 페이즈는, 예를 들면, C/A코드의 1,023칩 중 몇 번째인지로 나타내는 것도 가능하고, 거리로 환산해 나타내는 것도 가능하다. 의사 거리를 산출할 때에는, 코드 페이즈를 거리로 환산하고 있다.

GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치는 에피메리스(Seh)를 사용해 산출 가능하다. 그리고, 예를 들면, GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치와 후술의 초기 위치(QA0)의 거리를 산출하면, C/A코드의 정수배의 부분을 특정할 수 있다. 또한, C/A코드의 길이가 300킬로미터(㎞)이기 때문에, 초기 위치(QA0)의 위치 오차는, 150킬로미터(㎞) 이내일 필요가 있다.

그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 레플리카 C/A코드의 위상을 예를 들면, 화살표 X1방향으로 이동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이때, 단말(1020)은, 동기용 주파수도 변동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이 상관 처리는, 후술의 코히런트 처리 및 인코히런트 처리로 구성된다.

상관적산값이 최대가 된 위상이 코드 단수(C/Aa)이다.

또한, 제1 실시의 형태와는 달리, 단말(1020)은, 예를 들면, 휴대 전화의 통신 기지국으로부터의 전파를 사용하여 측위를 행하도록 해도 된다. 또, 제1 실시의 형태와는 달리, 단말(1020)은, LAN(Local Area Network)으로부터 전파를 수신하여, 측위를 행하도록 해도 된다.

도 3은, 상관 처리의 설명도이다.

코히런트는, 단말(1020)이 수신한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관을 취하는 처리이다. 레플리카 C/A코드는, 단말(1020)이 발생하는 부호이다. 레플리카 C/A코드는, 레플리카 측위 기초 부호의 일례이다.

예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 코히런트 시간이 10msec이면, 10msec의 시간에 있어서 동기 적산한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관값 등을 산출한다. 코히런트 처리의 결과, 상관을 취한 위상(코드 페이즈)과, 상관값이 출력된다.

인코히런트는, 코히런트 결과의 상관값을 적산함으로써, 상관적산값(인코히런트값)을 산출하는 처리이다.

상관 처리의 결과, 코히런트 처리로 출력된 코드 페이즈와, 상관적산값이 출력된다.

도 4는, 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4의 상관적산값의 최대값(Pmax)에 대응하는 코드 페이즈(CP1)가, 레플리카 C/A코드의 코드 페이즈, 즉, C/A코드의 코드 페이즈이다.

그리고, 단말(1020)은, 예를 들면, 코드 페이즈(CP1)로부터 2분의 1칩 떨어 진 코드 페이즈 중, 상관적산값이 작은 쪽의 상관적산값을 노이즈의 상관적산값(Pnoise)으로 한다.

단말(1020)은, Pmax와 Pnoise의 차분을 Pmax로 나눈 값을 신호 강도(XPR)로서 규정한다. 신호 강도(XPR)는, 신호 강도의 일례이다.

그리고, 단말(1020)은, XPR이 예를 들면, 0.2 이상인 경우에, 코드 페이즈(CP1)를 측위에 사용하는 코드 페이즈의 후보로 한다. 이하, 이 코드 페이즈를, 「후보 코드 페이즈」라고 한다. 후보 코드 페이즈는 측위에 사용하는 후보이며, 단말(1020)이 실제로 측위에 사용한다고는 한정할 수 없다.

도 5 및 도 6은, 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 5는, 예를 들면, GPS 위성(12a)이 단말(1020)에 가까워지고 있는 상태를 나타내고 있다.

GPS 위성(12a)이 단말(1020)에 가까워지면, GPS 위성(12a)과 단말(1020)의 거리가 짧아지기 때문에, 후보 코드 페이즈(C1)는 시간 경과와 함께, 0에 가까워진다.

또, 동기용 주파수(F1)는, 시간 경과와 함께, 높아지도록 설정되어 있다. 이것은, GPS 위성(12a)이 단말(1020)에 가까워지고 있기 때문에 생기는 도플러 편이에 의해서, 전파(S1)가 단말(1020)에 도달할 때의 도달 주파수가 높아지는 것에 대응하기 위해서이다.

단말(1020)은, 변동하는 도달 주파수에 효율적으로 동기하기 위해서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 3개의 주파수 계열(F1, F2 및 F3)를 사용한다. 주파수 계열(F1) 등은 주파수 계열의 일례이다. 주파수 계열(F1과 F2)은 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리되어 있다. 또, 주파수 계열(F1과 F3)은 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리되어 있다. 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은 미리 규정되어 있다. 즉, 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은, 주파수 간격의 일례이다. 이 주파수 간격은, 단말(1020)이 실시하는 상관 처리에 있어서의 주파수 서치의 단계 간격 미만에 있어서 규정되어 있다. 예를 들면, 주파수 서치의 단계 간격이 100헤르츠(Hz)이면(도 11B 참조), 100헤르츠(Hz) 미만에 있어서 규정된다.

또한, 주파수 계열(F1) 등은 복수이면 되고, 제1 실시의 형태와는 달리, 예를 들면, 4개 이상이어도 된다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 각 주파수 계열(F1) 등은, 도달 주파수의 도플러 편이를 예상해 시간 경과와 함께 변화하도록 설정된다.

그리고, 각 주파수 계열(F1) 등 중 어느 하나가, 도달 주파수의 도플러 편이에 가장 정밀도 좋게 추종하고 있을 것이다.

주파수 계열(F1)에 있어서 코드 페이즈(C1)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F2)에 있어서 코드 페이즈(C2)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F3)에 있어서 코드 페이즈(C3)가 산출된다.

이와 같이, 3개의 코드 페이즈(C1) 등이 병행하여 산출되는 것이지만, 신호 강도(XPR)가 가장 높은 상태로 산출된 후보 코드 페이즈가 가장 신뢰도가 높다고 가정할 수 있다.

그런데, XPR이 가장 높은 주파수 계열(F1) 등이 유지된다고는 한정할 수 없다. 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 시각 t1과 t2의 사이에 있어서는 주파수 계열(F1)로 산출한 후보 코드 페이즈(C1)의 XPR이 가장 높고, 시각 t2와 t3의 사이에 있어서는 주파수 계열(F2)로 산출한 후보 코드 페이즈(C2)의 XPR이 가장 높다.

예상되는 도플러 편이에 의거하여, 각 주파수 계열(F1) 등의 주파수를 변경하고 있는 것이므로, 어느 1개의 주파수 계열로 산출한 후보 코드 페이즈는, 계속적으로, 다른 주파수 계열로 산출한 후보 코드 페이즈보다 정밀도가 높을 것이다. 바꿔 말하면, 예를 들면, 주파수 계열(F1)이, 다른 주파수 계열(F2 및 F3)에 비해, 실제의 도달 주파수에 가장 정밀도 좋게 계속 추종하고 있을 것이다.

이 때문에, 시간 경과에 의해서 주파수 계열이 바뀌는 경우에는, XPR이 높은 상태로 산출된 후보 코드 페이즈가, 정밀도가 가장 높다고는 한정할 수 없다.

이 점, 단말(1020)은, 이하의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성에 의해서, 약전계 하에서, 후보 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

(단말(1020)의 주된 하드웨어 구성에 대해서)

도 7은, 단말(1020)의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 컴퓨터를 가지며, 컴퓨터는, 버스(1022)를 갖는다. 버스(1022)에는, CPU(Central Processing Unit)(1024), 기억 장치(1026) 등이 접속되어 있다. 기억 장치(1026)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등이다.

또, 버스(1022)에는, 입력 장치(1028), 전원 장치(1030), GPS 장치(1032), 표시 장치(1034), 통신 장치(1036) 및 시계(1038)가 접속되어 있다.

(GPS 장치(1032)의 구성에 대해서)

도 8은, GPS 장치(1032)의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, GPS 장치(1032)는, RF부(1032a)와 베이스 밴드부(1032b)로 구성된다.

RF부(1032a)는, 안테나(1033a)로 전파(S1) 등을 수신한다. 그리고, 증폭기인 LNA(1033b)가, 전파(S1)에 실려 있는 C/A코드 등의 신호를 증폭한다. 그리고, 믹서(1033c)가, 신호의 주파수를 다운 컨버트한다. 그리고, 직교(IQ) 검파기(1033d)가 신호를 IQ 분리한다. 계속해서, A/D컨버터(1033e1 및 1033e2)가, IQ 분리된 신호를 각각 디지털 신호로 변환하도록 구성되어 있다.

베이스 밴드부(1032b)는, RF부(1032a)로부터 디지털 신호로 변환된 신호를 수신하고, 신호를 샘플링하여 적산하고, 베이스 밴드(1032b)가 유지하고 있는 C/A코드와의 상관을 취하도록 구성되어 있다. 베이스 밴드부(1032b)는, 예를 들면, 128개의 상관기(도시 생략) 및 적산기(도시 생략)를 가지며, 동시에 128의 위상에 있어서, 상관 처리를 행할 수 있도록 되어 있다. 상관기는 상술한 코히런트 처리를 행하기 위한 구성이다. 적산기는 상술한 인코히런트 처리를 행하기 위한 구성이다.

(단말(1020)의 주된 소프트웨어 구성에 대해서)

도 9는, 단말(1020)의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 각부를 제어하는 제어부(1100), 도 7의 GPS 장치(1032)에 대응하는 GPS부(1102), 시계(1038)에 대응하는 계시부(1104) 등을 갖고 있다.

단말(1020)은, 또, 각종 프로그램을 저장하는 제1 기억부(1110), 각종 정보를 저장하는 제2 기억부(1150)를 갖는다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제2 기억부(1150)에, 항법 메시지(1152)를 저장하고 있다. 항법 메시지(1152)는, 알마낙(1152a) 및 에피메리스(1152b)를 포함한다.

단말(1020)은, 알마낙(1152a) 및 에피메리스(1152b)를, 측위를 위해서 사용한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제2 기억부(1150)에, 초기 위치 정보(1154)를 저장하고 있다. 초기 위치(QA0)는, 예를 들면, 전회의 측위 위치이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 관측 가능 위성 산출 프로그램(1112)을 저장하고 있다. 관측 가능 위성 산출 프로그램(1112)은, 제어부(1100)가, 초기 위치 정보(1154)에 나타나는 초기 위치(QA0)를 기준으로 하여, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 산출하기 위한 프로그램이다.

구체적으로는, 제어부(1100)는, 알마낙(1152a)을 참조하여, 계시부(1104)에 의해서 계측한 현재 시각에 있어서 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 판단한다. 제 어부(1100)는, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등(이하, 「관측 가능 위성」이라고 한다)을 나타내는 관측 가능 위성 정보(1156)를 제2 기억부(1150)에 저장한다. 제1 실시의 형태에 있어서는, 관측 가능 위성은, GPS 위성(12a 내지 12h)이다(도 1 및 도 9 참조).

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 추정 주파수 산출 프로그램(1114)을 저장하고 있다. 추정 주파수 산출 프로그램(1114)은, 제어부(1100)가, GPS 위성(12a) 등으로부터의 전파(S1) 등의 수신 주파수를 추정하기 위한 프로그램이다.

이 수신 주파수는, 전파(S1)가 단말(1020)에 도달할 때의 도달 주파수이다. 보다 상세하게는, 이 수신 주파수는, 전파(S1)가 단말(1020)에 도달하고, 또한 단말(1020)에 있어서 다운 컨버터되었을 때의 중간(IF) 주파수이다.

도 10은, 추정 주파수 산출 프로그램(1114)의 설명도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제어부(1100)는, GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)에 도플러 편이(H2)를 더하여, 추정 주파수(A1)를 산출한다. GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)는 기존이며, 예를 들면, 1,575.42MHz이다.

도플러 편이(H2)는, 각 GPS 위성(12a)등과 단말(1020)의 상대 이동에 의해서 생긴다. 제어부(1100)는, 에피메리스(1152b)와 초기 위치(QA0)에 의해서 현재 시각에 있어서의 각 GPS 위성(12a) 등의 시선 속도(단말(1020)의 방향에 대한 속도)를 산출한다. 그리고, 그 시선 속도에 기초하여, 도플러 편이(H2)를 산출한다.

제어부(1100)는, 관측 가능 위성인 GPS 위성(12a) 등마다, 추정 주파수(A1)를 산출한다.

또한, 추정 주파수(A1)에는, 단말(1020)의 클록(기준 발진기：도시 생략)의 드리프트만큼의 오차를 포함한다. 드리프트란, 온도 변화에 의한 발진 주파수의 변화이다.

이 때문에, 제어부(1100)는, 추정 주파수(A1)를 중심으로 하여, 소정의 폭의 주파수에 있어서 전파(S1) 등을 서치한다. 예를 들면, (A1-100)kHz의 주파수로부터 (A1＋100)kHz의 주파수의 범위를, 100Hz마다의 주파수로 전파(S1) 등을 서치한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 메저먼트 산출 프로그램(1116)을 저장하고 있다. 메저먼트 산출 프로그램(1116)은, 제어부(1100)가, GPS 위성(12a) 등으로부터 수신한 C/A코드와 단말(1020)이 생성한 레플리카 C/A코드의 상관 처리를 행하여, 상관적산값의 최대값(Pmax), 노이즈의 상관적산값(Pnoise), 후보 코드 페이즈 및 수신 주파수를 포함하는 메저먼트를 산출하기 위한 프로그램이다. 메저먼트 산출 프로그램(1116)과 제어부(1100)는, 위상 산출부의 일례이며, 수신 주파수 특정부의 일례이기도 하다.

도 11A~11C는, 메저먼트 산출 프로그램(1116)의 설명도이다.

도 11A에 나타내는 바와 같이, 제어부(1100)는 베이스 밴드부(1032b)에 의해서, C/A코드의 1칩을 예를 들면, 등간격으로 분할하여, 상관 처리를 행한다. C/A코드의 1칩은, 예를 들면, 32등분된다. 즉, 32분의 1칩의 위상폭(제1 위상폭(W1)) 간격으로 상관 처리를 행한다. 그리고, 제어부(1100)가 상관 처리를 행할 때의 제1 위상폭(W1) 간격의 위상을 제1 샘플링 위상(SC1)이라고 한다.

제1 위상폭(W1)은, 전파(S1) 등이 단말(1020)에 도달할 때의 신호 강도가 -155dBm 이상인 경우에, 상관 최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 위상폭으로서 규정되어 있다. 32분의 1칩의 위상폭이면, 신호 강도가 -155dBm 이상이면 약전계라도, 상관 최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 것이 시뮬레이션에 의해서 밝혀지고 있다.

도 11B에 나타내는 바와 같이, 제어부(1100)는, 추정 주파수(A1)를 중심으로 하여, ±100kHz의 주파수 범위를 제1 위상폭(W1)씩 어긋나게 하면서 상관 처리를 행한다. 이때, 주파수를 100Hz씩 어긋나게 하면서, 상관 처리를 행한다.

도 11C에 나타내는 바와 같이, 베이스 밴드부(1032b)로부터는, 2칩분의 위상(C1 내지 C64)에 대응하는 상관값 적산(P)이 출력된다. 각 위상(C1 내지 C64)이, 제1 샘플링 위상(SC1)이다.

제어부(1100)는 메저먼트 산출 프로그램(1116)에 의거하여, 예를 들면, C/A코드의 제1 칩으로부터 제1,023칩까지를 서치한다.

제어부(1100)는, Pmax 및 Pnoise에 의거해 XPR을 산출하고, 가장 XPR이 큰 상태에 대응하는 코드 페이즈(CPA1), 수신 주파수(fA1, PAmax1 및 PAnoise1)를 현재 메저먼트 정보(1160)로 한다. 코드 페이즈(CPA1), 수신 주파수(fA1, PAmax1 및 PAnoise1)를 총칭하여, 메저먼트라고 한다. 단말(1020)은, 각 GPS 위성(12a) 등마다 메저먼트를 산출한다.

또한, 코드 페이즈(CPA1)는, 거리로 환산되어 있다. 상술한 바와 같이, C/A 코드의 코드 길이는, 예를 들면, 300킬로미터(㎞)이기 때문에, C/A코드의 단수 부분인 코드 페이즈도 거리로 환산할 수 있다.

제어부(1100)는, 관측 가능 위성 중, 예를 들면, 6개의 GPS 위성(12a) 등에 대해서, 각각 메저먼트를 산출한다. 또한, 동일한 GPS 위성(12a) 등에 대한 메저먼트를, 대응하는 메저먼트라고 한다. 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대한 코드 페이즈(CPA1)와 GPS 위성(12a)에 대한 주파수(fA1)는 대응하는 메저먼트이다. 주파수(fA1)는, GPS 위성(12a)으로부터의 전파(S1)를 수신했을 때의 수신 주파수이다.

또한, 제1 실시의 형태와는 달리, 상관 처리의 방법으로서는, 내로우 코릴레이터(narrow correlator)(예를 들면, 일본국 특허공개 2000-312163호 공보 참조)를 채용해도 된다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 메저먼트 보존 프로그램(1118)을 저장하고 있다. 메저먼트 보존 프로그램(1118)은, 제어부(1100)가, 메저먼트를 제2 기억부(1150)에 보존하기 위한 프로그램이다.

제어부(1100)는, 새로운 메저먼트를 현재 메저먼트 정보(1160)로서 제2 기억부(1150)에 저장함과 함께, 기존의 현재 메저먼트 정보(1160)를 전회 메저먼트 정보(1162)로서 제2 기억부(1150)에 저장한다. 전회 메저먼트 정보(1162)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPA0), 주파수(fA0, PAmax0 및 PAnoise0)를 포함한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 주파수 평가 프로그램(1120)을 저장하고 있다. 주파수 평가 프로그램(1120)은, 제어부(1100)가, 전회 측위 시의 수신 주파수(fA0)와 현재 측위 시의 수신 주파수(fA1) 의 주파수차가 주파수 임계값(α1) 이내인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 주파수 임계값(α1) 이내의 범위는, 주파수 계열(F1, F2 및 F3)의 주파수 간격 미만의 임계값에 의해서, 미리 규정되어 있다. 상술한 바와 같이, 주파수 간격이 50헤르츠(Hz)이면, 주파수 임계값(α1)은, 예를 들면, 30헤르츠(Hz)이다. 상술한 주파수 평가 프로그램(1120) 및 제어부(1100)은, 주파수차 평가부의 일례이다. 그리고, 주파수 임계값(α1) 이내의 범위는, 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내의 일례이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(1122)을 저장하고 있다. 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(1122)은, 제어부(1100)가, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPA0)와, 전파(S1) 등의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)에 의거하여, 현재의 위상을 예측해 예측 코드 페이즈(CPAe)를 산출하기 위한 프로그램이다. 예측 코드 페이즈(CPAe)는, 예측 위상의 일례이다. 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(1122)과 제어부(1100)는, 예측 위상 산출부의 일례이다.

또한, 예측 코드 페이즈(CPAe)는, 거리로 환산되어 있다.

도 12는, 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(1122)의 설명도이다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 제어부(1100)는, 예를 들면, 식 1에 따라서, 예측 코드 페이즈(CPAe)를 산출한다.

제어부(1100)는, 식 1에 나타내는 바와 같이, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPA0)로부터, 예를 들면, GPS 위성(12a)과 단말(1020)의 상대 이동 속도에 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)을 곱한 값을 뺌으로써, 예측 코드 페이즈(CPAe)를 산출한다.

또한, 식 1에 있어서, 예측 코드 페이즈(CPAe), 전회 코드 페이즈(CPA0)는, 거리로 환산되어 있다.

여기서, 전파(S1) 등은, 광속으로 전파한다. 이 때문에, 광속을 전파(S1) 등의 발신 주파수(H1)로 나눔으로써, 도플러 편이 1헤르츠(Hz)에 대응하는 개략의 속도를 산출할 수 있다. 즉, 도플러 편이가 플러스(＋) 1헤르츠(Hz)라고 하는 것은, GPS 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(1020)에 가까워지고 있다고 하는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPAe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPA0)보다 짧아진다. 여기서, 도플러 편이는, 예를 들면, 전회 측위 시의 주파수(fA0)와 발신 주파수(H1)의 차분이다.

이에 대해서, 도플러 편이가 마이너스(-) 1헤르츠(Hz)라고 하는 것은, GPS 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(1020)로부터 멀어지고 있다는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPAe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPA0)보다 길어진다.

또한, 식 1은, 전회 측위 시로부터의 경과 시간이 단시간이라는 조건에 있어서 성립하는 것이다. 바꿔 말하면, 식 1은, 코드 페이즈와 경과 시간의 관계를 그래프상에서 직선으로서 나타낼 수 있는 한에 있어서 성립한다.

또, 제1 실시의 형태와는 달리, 전회 측위 시의 주파수(fA0)와 발신 주파수(H1)의 차분과, 현재 측위 시의 주파수(fA1)와 발신 주파수(H1)의 차분의 평균값 을, 도플러 편이라고 해도 된다. 이로 인해, 예측 코드 페이즈(CPAe)를 한층 더 정확하게 산출할 수 있다.

제어부(1100)는, 산출한 예측 코드 페이즈(CPAe)를 나타내는 예측 코드 페이즈 정보(1164)를 제2 기억부(1150)에 저장한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 코드 페이즈 평가 프로그램(1124)을 저장하고 있다. 코드 페이즈 평가 프로그램(1124)은, 제어부(1100)가, 현재의 코드 페이즈(CPA1)와 예측 코드 페이즈(CPAe)의 코드 페이즈차가 코드 페이즈 임계값(β1)(이하, 「임계값(β1)」이라고 한다) 이하인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 임계값(β1) 이하의 범위는, 위상차 허용 범위 내의 일례이다. 코드 페이즈 평가 프로그램(1124)과 제어부(1100)는, 위상차 평가부의 일례이다.

임계값(β1)은, 미리 규정되어 있다. 임계값(β1)은, 예를 들면, 80미터(m)이다.

제어부(1100)는, 상술한 주파수 평가 프로그램(1120)에 의해서 임계값(α1) 이하의 주파수 차분이라고 판단한 코드 페이즈(CPA1)를, 코드 페이즈 평가 프로그램(1124)에 의거하는 판단의 대상으로 한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(1126)을 저장하고 있다. 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(1126)은, 제어부(1100)가, 주파수 임계값(α1) 이내의 주파수차이며, 또한, 임계값(β1) 이하의 코드 페이즈차인 GPS 위성(12a) 등의 코드 페이즈(CPA1) 등을, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)로서 결정하기 위한 프로그램이다.

주파수 임계값(α1) 이내가 아닌 주파수차에 대응하는 GPS 위성(12a) 등의 코드 페이즈(CPA1) 등을 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)로서 결정하지 않고, 측위로부터 배제한다. 그리고, 주파수 임계값(α1) 이내의 주파수차에 대응하고, 또한 임계값(β1) 이하의 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPA1)를 측위에 사용하는 것이다. 즉, 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(1126)과 제어부(1100)는, 위상 배제부의 일례이다.

제1 실시의 형태에 있어서는, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)는, 예를 들면, GPS 위성(12a, 12b, 12c 및 12d)에 각각 대응하는 CPA1fa, CPA1fb, CPA1fc 및 CPA1fd로 한다.

제어부(1100)는, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)를 나타내는 측위 사용 코드 페이즈 정보(1166)를 제2 기억부(1150)에 저장한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 측위 프로그램(1128)을 저장하고 있다. 측위 프로그램(1128)은, 제어부(1100)가, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)를 사용해 현재 위치를 측위하기 위한 프로그램이다. 측위 프로그램(1128)과 제어부(1100)는, 측위부의 일례이다.

측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)는, 상술한 임계값(β1) 이내의 코드 페이즈(CPA1) 등이다. 즉, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)를 사용해 현재 위치를 측위 하는 것은, 임계값(β1) 이내의 코드 페이즈(CPA1) 등을 사용해 현재 위치를 측위 하는 것과 같은 의미이다.

제어부(1100)는, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)가 3개 이상 있는 경우에는, 그들 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)를 사용해 현재 위치를 측위하고, 측위 위치(QA1)를 산출한다.

제어부(1100)는, 산출한 측위 위치(QA1)를 나타내는 측위 위치 정보(1168)를 제2 기억부(1150)에 저장한다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 단말(1020)은, 제1 기억부(1110)에, 측위 위치 출력 프로그램(1130)을 저장하고 있다. 측위 위치 출력 프로그램(1130)은, 제어부(1100)가, 측위 위치(QA1)를 표시 장치(1034)(도 7 참조)에 표시하기 위한 프로그램이다.

단말(1020)은, 상술한 바와 같이 구성되어 있다.

단말(1020)은, 현재의 코드 페이즈(CPA1)와 예측 코드 페이즈(CPAe)의 코드 페이즈차가 미리 규정한 임계값(β1) 이하인지의 여부를 판단할 수 있다. 이 때문에, 단말(1020)은, 코드 페이즈(CPA1)의 정밀도를 검증할 수 있다.

또, 단말(1020)은, 임계값(β1) 이하의 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPA1)를 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

이로 인해, 단말(1020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 단말(1020)은, 주파수 임계값(α1) 이내의 범위 외의 주파수(fA1)에 대응하는 코드 페이즈(CPA1)를 측위로부터 배제할 수 있다.

이것은, 단말(1020)이, C/A코드의 코드 페이즈(CPA1)의 정밀도를 검증할 뿐 만 아니라, 코드 페이즈(CPA1)를 산출했을 때의 수신 주파수(fA1)의 정밀도도 검증할 수 있는 것을 의미한다.

이로 인해, 단말(1020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 한층 더 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

이상이 제1 실시의 형태에 관한 단말(1020)의 구성이지만, 이하, 그 동작예를 주로 도 13을 사용해 설명한다.

도 13은 단말(1020)의 동작예를 나타내는 개략 플로차트이다.

우선, 단말(1020)은, 전파(S1) 등을 수신하고, 메저먼트를 산출한다(도 13의 단계 S101). 이 단계 S101은, 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(1020)은, 메저먼트를 보존한다(단계 S102).

계속해서, 단말(1020)은, 현재 주파수(fA1)와 전회 주파수(fA0)의 주파수 차분의 절대값이, 주파수 임계값(α1) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S103).

단말(1020)은, 단계 S103에 있어서, 주파수 임계값(α1) 이하가 아니라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPA1)를 측위에 사용하지 않는다(단계 S109). 즉, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)로는 하지 않는다.

이에 대해서, 단계 S103에 있어서, 주파수 임계값(α1) 이하라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPA1)에 대해서는, 대응하는 예측 코드 페이즈(CPAe)를 산출한다(단계 S104). 이 단계 S104는, 예측 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(1020)은, 코드 페이즈(CPA1)와 예측 코드 페이즈(CPAe)의 코 드 페이즈차의 절대값이 임계값(β1) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S105). 이 단계 S105는, 위상 평가 단계의 일례이다. 단말(1020)은, 코드 페이즈차의 절대값이 임계값(β1) 이하라고 판단한 코드 페이즈(CPA1)를 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)로 한다.

계속해서, 단말(1020)은, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)가 3개 이상 있는지의 여부를 판단한다(단계 S106).

단계 S106에 있어서, 단말(1020)이, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)가 3개 미만이라고 판단한 경우에는, 측위가 불가능하기 때문에, 측위하는 일 없이 종료한다.

이에 대해서, 단계 S106에 있어서, 단말(1020)이, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)가 3개 이상이라고 판단한 경우에는, 측위 사용 코드 페이즈(CPA1f)를 사용하여 측위한다(단계 S107). 이 단계 S107은, 측위 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(1020)은, 측위 위치(QA1)(도 9 참조)를 출력한다(단계 S108).

이상의 단계에 따라서, 단말(1020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

［제2 실시의 형태］

도 14는, 제2 실시의 형태의 단말(2020) 등을 나타내는 개략도이다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 측위 위성인 예를 들면, GPS 위성(12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g 및 12h)으로부터, 전파(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 및 S8)를 수신할 수 있다. GPS 위성(12a) 등은, 발신원의 일례이기도 하다. 또한, 측위 위성은, GPS 위성에 한하지 않고, 넓게 SPS(Satellite Positioing System)에 있어서 사용되는 위성이어도 된다.

전파(S1) 등에는 각종의 코드(부호)가 실려 있다. 그 중의 1개가 C/A코드(Sca)이다. 이 C/A코드(Sca)는, 1.023Mbps의 비트율, 1,023bit(=1msec)의 비트 길이의 신호이다. C/A코드(Sca)는, 1,023칩(chip)으로 구성되어 있다. 단말(2020)은, 현재 위치를 측위하는 측위 장치의 일례이며, 이 C/A코드를 사용해 현재 위치의 측위를 행한다. 이 C/A코드(Sca)는, 측위 기초 부호의 일례이다.

또, 전파(S1) 등에 실리는 정보로서, 알마낙(Sal) 및 에피메리스(Seh)가 있다. 알마낙(Sal)은 모든 GPS 위성(12a) 등의 개략의 위성 궤도를 나타내는 정보이며, 에피메리스(Seh)는 각 GPS 위성(12a) 등의 정밀한 위성 궤도를 나타내는 정보이다. 알마낙(Sal) 및 에피메리스(Seh)를 총칭해 항법 메시지라고 한다.

단말(2020)은, 예를 들면, 3개 이상의 다른 GPS 위성(12a) 등으로부터의 C/A코드의 코드 페이즈(위상)를 특정하여, 현재 위치를 측위할 수 있게 되어 있다.

도 15는, 측위 방법의 일례를 나타내는 개념도이다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, GPS 위성(12a)과 단말(2020)의 사이에는, C/A코드가 연속적으로 늘어서 있다고 관념할 수 있다. 그리고, GPS 위성(12a)과 단말(2020)의 사이의 거리는, C/A코드의 길이(300킬로미터(㎞))의 정수배라고는 한정할 수 없기 때문에, 코드 단수부(C/Aa)가 존재한다. 즉, GPS 위성(12a)과 단말(2020)의 사이에는, C/A코드의 정수배의 부분과, 단수 부분이 존재 한다. C/A코드의 정수배의 부분과 단수 부분의 합계의 길이가 의사 거리이다. 단말(2020)은, 3개 이상의 GPS 위성(12a) 등에 대한 의사 거리를 사용하여 측위를 행한다.

본 실시 형태에 있어서, C/A코드의 단수부(C/Aa)를 코드 페이즈(위상)라고 한다. 코드 페이즈는, 예를 들면, C/A코드의 1,023 칩 중 몇 번째인가로 나타내는 것도 가능하고, 거리로 환산해 나타내는 것도 가능하다. 의사 거리를 산출할 때에는, 코드 페이즈를 거리로 환산하고 있다.

GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치는 에피메리스(Seh)를 사용해 산출 가능하다. 그리고, 예를 들면, GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치와 후술의 초기 위치(QB0)의 거리를 산출하면, C/A코드의 정수배의 부분을 특정할 수 있다. 또한, C/A코드의 길이가 300킬로미터(km)이기 때문에, 초기 위치(QB0)의 위치 오차는, 150킬로미터(㎞) 이내일 필요가 있다.

그리고, 도 15에 나타내는 바와 같이, 레플리카 C/A코드의 위상을 예를 들면, 화살표 X1방향으로 이동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이때, 단말(2020)은, 동기용 주파수도 변동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이 상관 처리는, 후술의 코히런트 처리 및 인코히런트 처리로 구성된다.

상관적산값이 최대가 된 위상이 코드 단수(C/Aa)이다.

또한, 제2 실시의 형태와는 달리, 단말(2020)은, 예를 들면, 휴대 전화의 통신 기지국으로부터의 전파를 사용하여 측위를 행하도록 해도 된다. 또, 제2 실시의 형태와는 달리, 단말(2020)은, LAN(Local Area Network)로부터 전파를 수신하 여, 측위를 행하도록 해도 된다.

도 16은, 상관 처리의 설명도이다.

코히런트는, 단말(2020)이 수신한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관을 취하는 처리이다. 레플리카 C/A코드는, 단말(2020)이 발생하는 부호이다. 레플리카 C/A코드는, 레플리카 측위 기초 부호의 일례이다.

예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 코히런트 시간이 10msec이면, 10msec의 시간에 있어서 동기 적산한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관값 등을 산출한다. 코히런트 처리의 결과, 상관을 취했을 때의 코드 페이즈와, 상관값이 출력된다.

도 17은, 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 17의 상관적산값의 최대값(Pmax)에 대응하는 코드 페이즈(CP1)가, C/A코드의 코드 페이즈(레플리카 C/A코드의 코드 페이즈와 동일하다)이다.

그리고, 단말(2020)은, 예를 들면, 코드 페이즈(CP1)로부터 2분의 1칩 떨어진 코드 페이즈 중, 상관적산값이 작은 쪽의 상관적산값을 노이즈의 상관적산값(Pnoise)으로 한다.

단말(2020)은, Pmax와 Pnoise의 차분을 Pmax로 나눈 값을 신호 강도(XPR)로 서 규정한다. 신호 강도(XPR)는, 신호 강도의 일례이다.

그리고, 단말(2020)은, XPR이 예를 들면, 0.2 이상인 경우에, 코드 페이즈(CP1)를 측위에 사용하는 코드 페이즈의 후보로 한다. 이하, 이 코드 페이즈를, 「후보 코드 페이즈」라고 한다. 후보 코드 페이즈는 측위에 사용하는 후보이며, 단말(2020)이 실제로 측위에 사용한다고는 한정할 수 없다.

도 18 및 도 19는, 후보 코드페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 18은, 예를 들면, GPS 위성(12a)이 단말(2020)에 가까워지고 있는 상태를 나타내고 있다.

예를 들면, GPS 위성(12a)이 단말(2020)에 가까워지면, GPS 위성(12a)과 단말(2020)의 거리가 짧아지기 때문에, 후보 코드 페이즈(C1)는 시간 경과와 함께, 0에 가까워진다.

또, 주파수 계열(F1)에 속하는 주파수는, 시간 경과와 함께, 높아지도록 설정되어 있다. 이것은, GPS 위성(12a)이 단말(2020)에 가까워지고 있기 때문에 생기는 도플러 편이에 의해서, 전파(S1)가 단말(2020)에 도달할 때의 도달 주파수가 높아지는 것에 대응하기 위해서이다.

단말(2020)은, 변동하는 도달 주파수에 효율적으로 동기하기 위해서, 도 19에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 3개의 주파수 계열(F1, F2 및 F3)을 사용한다. 주파수 계열(F1) 등은 주파수 계열의 일례이다. 주파수 계열(F1과 F2)은 예를 들면, 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리되어 있다. 또, 주파수 계열(F1과 F3) 또 한, 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리되어 있다. 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은 미리 규정되어 있다. 즉, 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은, 주파수 간격의 일례이다. 이 주파수 간격은, 단말(2020)이 실시하는 상관 처리에 있어서의 주파수 서치의 단계 간격 미만에 있어서 규정되어 있다. 예를 들면, 주파수 서치의 단계 간격이 100헤르츠(Hz)이면(도 24B 참조), 100헤르츠(Hz) 미만에 있어서 규정된다.

또한, 주파수 계열(F1) 등은 적어도 1개이면 되고, 제2 실시의 형태와는 달리, 예를 들면, 1개이어도 되고, 4개 이상이어도 된다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 각 주파수 계열(F1) 등은, 도달 주파수의 도플러 편이를 예상해 시간 경과와 함께 변화하도록 설정된다.

주파수 계열(F1)에 있어서 코드 페이즈(C1)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F2)에 있어서 코드 페이즈(C2)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F3)에 있어서는 코드 페이즈(C3)가 산출된다.

이와 같이, 3개의 코드 페이즈(C1) 등이 병행해 산출되는 것이지만, 신호 강도(XPR)가 가장 높은 상태로 산출된 코드 페이즈가 가장 신뢰도가 높은 것이 일반적이다.

그런데, XPR이 가장 높은 주파수 계열(F1) 등이 유지된다고는 한정할 수 없다. 예를 들면, 도 19에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 시각 t1과 t2의 사이에 있어서는 주파수 계열(F1)로 산출한 코드 페이즈(C1)의 XPR이 가장 높고, 시각 t2 와 t3의 사이에 있어서는 주파수 계열(F2)로 산출한 코드 페이즈(C2)의 XPR이 가장 높다.

각 주파수 계열(F1) 등의 주파수는, 예상되는 도플러 편이라는 공통의 요소에 의거하여 변경되고 있는 것이기 때문에, 어느 1개의 주파수 계열로 산출한 코드 페이즈가 정밀도가 높은 것이면, 계속적으로, 다른 주파수 계열로 산출한 코드 페이즈보다 정밀도가 높을 것이다.

여기서, 「정밀도가 높다」란, 산출한 코드 페이즈와 실제 코드 페이즈의 괴리가 작은 것을 의미한다.

예를 들면, 주파수 계열(F1)의 정밀도가 다른 주파수 계열(F2 및 F3)보다 정밀도가 높은 경우에는, 주파수 계열(F1)이 다른 주파수 계열(F2 및 F3)에 비해, 실제의 도달 주파수에 가장 정밀도 좋게 계속 추종하고 있을 것이다. 이 때문에, 주파수 계열(F1)에 있어서, 다른 주파수 계열(F2 및 F3)보다 신호 강도(XPR)가 낮은 시간대가 있었다고 해도, 주파수 계열(F1)에 있어서 산출된 후보 코드 페이즈가, 정밀도가 가장 높을 것이다.

이 점, 단말(2020)은, 이하의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성에 따라서, 약전계 하에서, 후보 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

(단말(2020)의 주된 하드웨어 구성에 대해서)

도 20은, 단말(2020)의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 컴퓨터를 가지며, 컴퓨터는, 버 스(2022)를 갖는다. 버스(2022)에는, CPU(Central Processing Unit)(2024), 기억장치(2026) 등이 접속되어 있다. 기억장치(2026)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등이다.

또, 버스(2022)에는, 입력 장치(2028), 전원 장치(2030), GPS 장치(2032), 표시 장치(2034), 통신 장치(2036) 및 시계(2038)가 접속되어 있다.

(GPS 장치(2032)의 구성에 대해서)

도 21은, GPS 장치(2032)의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 21에 나타내는 바와 같이, GPS 장치(2032)는, RF부(2032a)와 베이스 밴드부(2032b)로 구성된다.

RF부(2032a)는, 안테나(2033a)로 전파(S1) 등을 수신한다. 그리고, 증폭기인 LNA(2033b)가, 전파(S1)에 실려 있는 C/A코드 등의 신호를 증폭한다. 그리고, 믹서(2033c)가, 신호의 주파수를 다운 컨버터한다. 그리고, 직교(IQ) 검파기(2033d)가 신호를 IQ분리한다. 계속해서, A/D컨버터(2033e1 및 2033e2)가, IQ분리된 신호를 각각 디지털 신호로 변환하도록 구성되어 있다.

베이스 밴드부(2032b)는, RF부(2032a)로부터 디지털 신호로 변환된 신호를 수신하고, 신호를 샘플링해 적산하고, 베이스 밴드부(2032b)가 유지하고 있는 C/A코드와의 상관을 취하도록 구성되어 있다. 베이스 밴드부(2032b)는, 예를 들면, 128개의 상관기(도시 생략) 및 적산기(도시 생략)를 가지며, 동시에 128의 위상에 있어서, 상관 처리를 행할 수 있도록 되어 있다. 상관기는 상술한 코히런트 처리를 행하기 위한 구성이다. 적산기는 상술한 인코히런트 처리를 행하기 위한 구성 이다.

(단말(2020)의 주된 소프트웨어 구성에 대해서)

도 22는, 단말(2020)의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 각부를 제어하는 제어부(2100), 도 20의 GPS 장치(2032)에 대응하는 GPS(2102), 시계(2038)에 대응하는 계시부(2104) 등을 갖고 있다.

단말(2020)은, 또, 각종 프로그램을 저장하는 제1 기억부(2110), 각종 정보를 저장하는 제2 기억부(2150)를 갖는다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제2 기억부(2150)에, 항법 메시지(2152)를 저장하고 있다. 항법 메시지(2152)는, 알마낙(2152a) 및 에피메리스(2152b)를 포함한다.

단말(2020)은, 알마낙(2152a) 및 에피메리스(2152b)를, 측위를 위해서 사용한다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제2 기억부(2150)에, 초기 위치 정보(2154)를 저장하고 있다. 초기 위치(QB0)는, 예를 들면, 전회의 측위 위치이다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 관측 가능 위성 산출 프로그램(2112)을 저장하고 있다. 관측 가능 위성 산출 프로그램(2112)은, 제어부(2100)가, 초기 위치 정보(2154)에 나타나는 초기 위치(QB0)를 기준으로 하여, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 산출하기 위한 프로그램이다.

구체적으로는, 제어부(2100)는, 알마낙(2152a)을 참조하여, 계시부(2104)에 의해서 계측한 현재 시각에 있어서 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 판단한다. 제어부(2100)는, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등 (이하, 「관측 가능 위성」이라고 한다)을 나타내는 관측 가능 위성 정보(2156)를 제2 기억부(2150)에 저장한다. 제2 실시의 형태에 있어서는, 관측 가능 위성은, GPS 위성(12a 내지 12h)이다(도 1 및 도 22 참조).

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 추정 주파수 위성 산출 프로그램(2114)을 저장하고 있다. 추정 주파수 위성 산출 프로그램(2114)은, 제어부(2100)가, GPS 위성(12a) 등으로부터의 전파(S1) 등의 도달 수신 주파수를 추정하기 위한 프로그램이다.

이 도달 주파수는, 전파(S1)가 단말(2020)에 도달할 때의 주파수이다. 보다 상세하게는, 이 도달 주파수는, 전파(S1)가 단말(2020)에 도달하고, 또한 단말(2020)에 있어서 다운 컨버트되었을 때의 중간(IF) 주파수이다.

도 23은, 추정 주파수 위성 산출 프로그램(2114)의 설명도이다.

도 23에 나타내는 바와 같이, 제어부(2100)는, GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)에 도플러 편이(H2)를 더하여, 추정 주파수(A2)를 산출한다. GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)는 기존이며, 예를 들면, 1,575.42MHz이다.

도플러 편이(H2)는, 각 GPS 위성(12a) 등과 단말(2020)의 상대 이동에 따라서 생긴다. 제어부(2100)는, 에피메리스(2152b)와 초기 위치(QB0)에 따라서 현재 시각에 있어서의 각 GPS 위성(12a) 등의 시선 속도(단말(2020)의 방향에 대한 속도)를 산출한다. 그리고, 그 시선 속도에 의거하여, 도플러 편이(H2)를 산출한다.

제어부(2100)은, 관측 가능 위성인 GPS 위성(12a) 등마다, 추정 주파수(A2)를 산출한다.

또한, 추정 주파수(A2)에는, 단말(2020)의 클록(기준 발진기：도시 생략)의 드리프트만큼의 오차를 포함한다. 드리프트란, 온도 변화에 따른 발진 주파수의 변화이다.

이 때문에, 제어부(2100)는, 추정 주파수(A2)를 중심으로 하여, 소정의 폭의 주파수에 있어서 전파(S1) 등을 서치한다. 예를 들면, (A2-100)kHz의 주파수로부터 (A2+100)kHz의 주파수의 범위를, 100Hz마다의 주파수로 전파(S1) 등을 서치한다.

또한, 제2 실시의 형태와는 달리, 드리프트를 미리 추정할 수 있는 경우에는, 추정 주파수(A2) 및 추정한 드리프트에 의거하여, 서치를 개시하는 중심 주파수를 산출하기로 해도 된다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 메저먼트 산출 프로그램(2116)을 저장하고 있다. 메저먼트 산출 프로그램(2116)은, 제어부(2100)가, 각 GPS 위성(12a) 등마다 각 주파수 계열(F1 내지 F3)에 있어서, GPS 위성(12a) 등으로부터 수신한 C/A코드와 단말(2020)이 발생하는 레플리카 C/A코드의 상관 처리를 행하여, 상관적산값의 최대값(Pmax), 노이즈의 상관적산값(Pnoise), 후보 코드 페이즈 및 수신 주파수를 포함하는 메저먼트를 산출하기 위 한 프로그램이다. 메저먼트 산출 프로그램(2116)과 제어부(2100)는, 위상 산출부의 일례이며, 수신 주파수 특정부의 일례이기도 하다.

도 24A~24C는, 메저먼트 산출 프로그램(2116)의 설명도이다.

도 24A에 나타내는 바와 같이, 제어부(2100)는 베이스 밴드부(2032b)에 의해서, C/A코드의 1칩을 예를 들면, 등간격으로 분할하여, 상관 처리를 행한다. C/A코드의 1칩은, 예를 들면, 32 등분된다. 즉, 32분의 1칩의 위상폭(제1 위상폭(W1)) 간격으로 상관 처리를 행한다. 그리고, 제어부(2100)가 상관 처리를 행할 때의 제1 위상폭(W1) 간격의 위상을 제1 샘플링 위상(SC1)이라고 한다.

제1 위상폭(W1)은, 전파(S1) 등이 단말(2020)에 도달할 때의 신호 강도가 -155dBm 이상인 경우에, 상관최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 위상폭으로서 규정되어 있다. 32분의 1칩의 위상폭이면, 신호 강도가 -155dBm 이상이면 약전계라도, 상관 최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 것이 시뮬레이션에 의해서 밝혀져 있다.

도 24B에 나타내는 바와 같이, 제어부(2100)는, 추정 주파수(A2)를 중심으로 하여, ±100kHz의 주파수 범위를 제1 위상폭(W1)씩 어긋나게 하면서 상관 처리를 행한다. 이때, 주파수를 100Hz씩 어긋나게 하면서, 상관 처리를 행한다.

도 24C에 나타내는 바와 같이, 베이스 밴드부(2032b)로부터는, 2칩분의 위상(C1내지 C64)에 대응하는 상관값 적산(P)이 출력된다. 각 위상(C1 내지 C64)이, 제1 샘플링 위상(SC1)이다.

제어부(2100)는 메저먼트 산출 프로그램(2116)에 의거하여, 예를 들면, C/A코드의 제1 칩으로부터 제1,023 칩까지를 서치한다.

제어부(2100)는, 각 GPS 위성(12a) 등마다 각 주파수 계열(F1 내지 F3)에 있어서, 코드 페이즈(CPB1), 수신 주파수(fB1, PBmax1 및 PBnoise1)를 산출하고, 현재 메저먼트 정보(2160)로 한다. 코드 페이즈(CPB1), 수신 주파수(fB1, PBmax1 및 PBnoise1)를 총칭하여, 메저먼트라고 한다.

또한, 코드 페이즈(CPB1)는, 거리로 환산되어 있다. 상술한 바와 같이, C/A코드의 코드 길이는, 예를 들면, 300키로미터(㎞)이기 때문에, C/A코드의 단수 부분인 코드 페이즈를 거리로 환산할 수 있다.

도 25는, 현재 메저먼트 정보(2160)의 일례를 나타내는 도면이다.

도 25에 나타내는 바와 같이, 현재 메저먼트 정보(2160)는, 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대해 주파수 계열(F1)에 있어서의 주파수(fB11a), 코드 페이즈(CPB11a, PBmax11a, PBnoise11a)를 나타내고 있다.

또, 현재 메저먼트 정보(2160)는, GPS 위성(12a)에 대한 주파수 계열(F2)에 있어서의 주파수(fB12a), 코드 페이즈(CPB12a, PBmax12a, PBnoise12a)를 나타내고 있다.

또, 현재 메저먼트 정보(2160)는, GPS 위성(12a)에 대한 주파수 계열(F3)에 있어서의 주파수(fB13a), 코드 페이즈(CPB13a, PBmax13a, PBnoise13a)를 나타내고 있다.

주파수(fB11a 내지 fB13a)는, GPS 위성(12a)으로부터의 전파(S1)를 수신했을 때의 수신 주파수이다.

마찬가지로, 현재 메저먼트 정보(2160)는, GPS 위성(12b 내지 12f)에 대한 주파수 계열(F1) 내지 주파수 계열(F3) 등에 있어서의 주파수(f11b) 등(도시 생략)을 나타낸다.

또한, 동일한 GPS 위성(12a) 등에 대한 동일한 주파수 계열(F1) 등에 있어서의 메저먼트를, 대응하는 메저먼트라고 한다. 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대한 주파수 계열(F1)에 있어서의 코드 페이즈(CPB11a)와 주파수(fB11a)는 대응하는 메저먼트이다.

또한, 제2 실시의 형태와는 달리, 상관 처리의 방법으로서는, 내로우 코릴레이터(예를 들면, 일본국 특허공개 2000-312163호 공보 참조)를 채용해도 된다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 메저먼트 보존 프로그램(2118)을 저장하고 있다. 메저먼트 보존 프로그램(2118)은, 제어부(2100)가, 메저먼트를 제2 기억부(2150)에 보존하기 위한 프로그램이다.

제어부(2100)는, 새로운 메저먼트를 현재 메저먼트 정보(2160)로서 제2 기억부(2150)에 저장함과 함께, 기존의 현재 메저먼트 정보(2160)를 전회 메저먼트 정보(2162)로서 제2 기억부(2150)에 저장한다. 전회 메저먼트 정보(2162)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0), 주파수(fB0, PBmax0 및 PBnoise0)를 포함한다.

도 26은, 전회 메저먼트 정보(2162)를 나타내는 도면이다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 전회 메저먼트 정보(2162)는, 각 GPS 위성(12a) 등마다 각 주파수 계열(F1 내지 F3)에 있어서 산출된 주파수(fB01a) 등을 나타내고 있다. 또한, 도 26에 있어서는, GPS 위성(12a)에 대한 메저먼트만을 도시하고, 다른 GPS 위성(12b) 등의 메저먼트에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 주파수 평가 프로그램(2120)을 저장하고 있다. 주파수 평가 프로그램(2120)은, 제어부(2100)가, 전회 측위 시의 수신 주파수(fB0)와 현재 측위 시의 수신 주파수(fB1)의 주파수차가 주파수 임계값(α2) 이하인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 주파수 임계값(α2) 이하의 범위는, 주파수 계열(F1, F2 및 F3)의 주파수 간격 미만의 임계값에 의해서, 미리 규정되어 있다. 상술한 바와 같이, 주파수 간격이 50헤르츠(Hz)이면, 주파수 임계값(α2)은, 예를 들면, 30헤르츠(Hz)이다.

상술한 주파수 평가 프로그램(2120) 및 제어부(2100)는, 주파수차 평가부의 일례이다. 그리고, 주파수 임계값(α2) 이하의 범위는, 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내의 일례이다.

제어부(2100)는, 현재 메저먼트 정보(2160)에 나타나는 모든 코드 페이즈(CPB11a) 등(도 25 참조)에 대해서, 상술한 판단을 행한다. 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대한 현재의 주파수(fB11a)와 전회의 주파수(fB01a)의 주파수차가 주파수 임계값(α2) 이하인지의 여부를 판단한다. 마찬가지로 주파수(fB12a)와 주파수(fB02a)의 주파수차가 주파수 임계값(α2) 이하인지의 여부를 판단하고, 주파수(fB13a)와 주파수(fB03a)의 주파수차가 주파수 임계값(α2) 이하인지의 여부를 판단한다. 마찬가지로, GPS 위성(12b 내지 12f)에 대해서도, 마찬가지로 주파수에 대한 판단을 행한다.

단말(2020)은, 주파수차가 주파수 임계값(α2) 이하가 아닌 경우에는, 대응하는 코드 페이즈(CPB11a) 등을 측위에 사용하지 않는다. 즉, 주파수 평가 프로그 램(2120)과 제어부(2100)는, 위상 배제부의 일례이다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 예측 코드 페이즈 프로그램(2122)을 저장하고 있다. 예측 코드 페이즈 프로그램(2122)은, 제어부(2100)가, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0)와, 전파(S1) 등의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)에 의거하여, 현재의 위상을 예측해 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출하기 위한 프로그램이다. 예측 코드 페이즈(CPBe)는, 예측 위상의 일례이다. 예측 코드 페이즈 프로그램(2122)과 제어부(2100)는, 예측 위상 산출부의 일례이다. 제어부(2100)는, 각 GPS 위성(12a) 등에 대한 각 주파수 계열(F1 내지 F3)에 대해서, 각각 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출한다.

또한, 예측 코드 페이즈(CPBe)는, 거리로 환산되어 있다.

도 27은, 예측 코드 페이즈 프로그램(2122)의 설명도이다.

도 27에 나타내는 바와 같이, 제어부(2100)는, 예를 들면, 식 2에 의해서, 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출한다.

제어부(2100)는, 식 2에 나타내는 바와 같이, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0)로부터, 예를 들면, GPS 위성(12a)과 단말(2020)의 상대 이동 속도에 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)을 곱한 값을 뺌으로써, 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출한다.

또한, 식 2에 있어서, 예측 코드 페이즈(CPBe), 전회 코드 페이즈(CPB0)는, 거리로 환산되어 있다.

여기서, 전파(S1) 등은, 광속으로 전파한다. 이 때문에, 광속을 전파(S1) 등의 발신 주파수(H1)로 나눔으로써, 도플러 편이 1헤르츠(Hz)에 대응하는 개략의 속도를 산출할 수 있다. 즉, 도플러 편이가 플러스(＋) 1헤르츠(Hz)이라고 하는 것은, GPS 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(2020)에 가까워지고 있다는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPBe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0)보다 짧아진다. 여기서, 도플러 편이는, 예를 들면, 전회 측위 시의 주파수(fB0)와 발신 주파수(H1)의 차분이다.

이에 대해서, 도플러 편이가 마이너스(-) 1헤르츠(Hz)라고 하는 것은, GP S 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(2020)로부터 멀어지고 있다는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPBe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0)보다 길어진다.

또한, 식 2는, 전회 측위 시로부터의 경과 시간이 단시간이라고 하는 조건에 있어서 성립하는 것이다. 바꿔 말하면, 식 2는, 코드 페이즈와 경과 시간의 관계를 그래프상에서 직선으로서 나타낼 수 있는 한에 있어서 성립한다.

또, 제2 실시의 형태와는 달리, 전회 측위 시의 주파수(fB0)와 발신 주파수(H1)의 차분과, 현재 측위 시의 주파수(fB1)와 발신 주파수(H1)의 차분의 평균값을, 도플러 편이로 해도 된다. 이로 인해, 예측 코드 페이즈(CPBe)를 한층 더 정확하게 산출할 수 있다.

또, 제2의 실시의 형태와는 달리, 제어부(2100)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPB0)이며, 또한, 상관 처리의 완료 시에 있어서의 코드 페이즈(CPB0)를 사용하여, 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출하도록 해도 된다. 상관 처리의 완료 시의 코드 페이즈(CPB0)는, 적산에 의해서 노이즈가 상쇄되고 있기 때문에, 상관 처리의 개시시나 상관 처리의 과정에 있어서의 코드 페이즈보다 정밀도가 높기 때문에, 예측 코드 페이즈(CPBe)의 정밀도도 높아진다.

제어부(2100)는, 산출한 예측 코드 페이즈(CPBe)를 나타내는 예측 코드 페이즈 정보(2164)를 제2 기억부(2150)에 저장한다.

도 28은, 예측 코드 페이즈 정보(2164)의 일례를 나타내는 도면이다.

도 28에 나타내는 바와 같이, 예측 코드 페이즈 정보(2164)는, 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대한 주파수 계열(F1)에 있어서의 예측 코드 페이즈(CPBe1a), 주파수 계열(F2)에 있어서의 예측 코드 페이즈(CPBe2a), 주파수 계열(F3)에 있어서의 예측 코드 페이즈(CPBe3a)를 나타낸다. 마찬가지로 예측 코드 페이즈 정보(2164)는, GPS 위성(12b 내지 12f)에 있어서 각 주파수 계열(F1 내지 F3)에 있어서의 예측 코드 페이즈(CPBe1b) 등(도시 생략)을 나타낸다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 코드 페이즈 평가 프로그램(2124)을 저장하고 있다. 코드 페이즈 평가 프로그램(2124)은, 제어부(2100)가, 현재의 코드 페이즈(CPB1)와 예측 코드 페이즈(CPBe)의 코드 페이즈차가 코드 페이즈 임계값(β2)(이하, 「임계값(β2)」이라고 한다) 이하인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 임계값(β2) 이하의 범위는, 위상차 허용 범위 내의 일례이다. 코드 페이즈 평가 프로그램(2124)과 제어부(2100)는, 위상차 평가부의 일례이다.

제어부(2100)는, 상술한 주파수 평가 프로그램(2120)에 의해서 임계값(α2) 이하라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)를, 코드 페이즈 평가 프로그램(2124)에 의거하는 판단의 대상으로 한다.

제어부(2100)는, 또, 코드 페이즈 평가 프로그램(2124)에 의거하여, 각 GPS 위성(12a) 등의 각 주파수 계열(F1 내지 F3)마다, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하인 경우에는, 코드 페이즈차 평가 패스 회수(이하, 「패스 회수」라고 한다)를 1개씩 가산한다. 그리고, 제어부(2100)는, 각 GPS 위성(12a) 등의 각 주파수 계열(F1 내지 F3)마다, 코드 페이즈차가 임계값(β2)보다 큰 경우에는, 패스 회수를 0으로 한다.

제어부(2100)는, 패스 회수를 나타내는 코드 페이즈 평가 패스 회수 정보(2166)를 제2 기억부(2150)에 저장한다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 코드 페이즈 선택 프로그램(2126)을 저장하고 있다. 코드 페이즈 선택 프로그램(2126)은, 제어부(2100)가, 상술한 임계값(β2) 이하인 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPB1) 중, 각 GPS 위성(12a) 등마다, 코드 페이즈차가 최소인 코드 페이즈(CPB1)를 선택하여 선택 코드 페이즈(CP1s)로 하기 위한 프로그램이다. 선택 코드 페이즈(CP1s)는, 선택 위상의 일례이다. 코드 페이즈 선택 프로그램(2126)과 제어부(2100)는, 위상 선택부의 일례이다.

도 29는, 코드 페이즈 선택 프로그램(2126)의 설명도이다.

도 29에 나타내는 바와 같이, 제어부(2100)는, 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대해서, 주파수 계열(F1)에 있어서의 코드 페이즈 CPB11a와 CPBe1a의 차분의 절대 값(dCPB11a)을 산출한다. 또, 제어부(2100)는, 주파수 계열(F2)에 있어서의 코드 페이즈 CPB12a와 CPBe2a의 차분의 절대값(dCPB12a), 주파수 계열(F3)에 있어서의 코드 페이즈 CPB13a와 CPBe3a의 차분의 절대값(dCPB13a)을 산출한다.

그리고, 예를 들면, 도 29에 나타내는 바와 같이, 절대값(dCPB11a) 내지 절대값(dCPB13a) 중에서, 절대값(dCPB11a)이 최소인 경우에는, 코드 페이즈(CPB11a)를 선택한다.

그리고, 제어부(2100)는, 코드 페이즈(CPB11a)를 선택 코드 페이즈(CP1sa)로 한다.

제어부(2100)는, 각 GPS 위성(12a) 등에 대해서, 각각 상술한 선택을 행한다.

제어부(2100)는, 선택한 선택 코드 페이즈(CP1s)를 나타내는 선택 코드 페이즈 정보(2168)를 제2 기억부(2150)에 저장한다.

도 30은, 선택 코드 페이즈 정보(2168)의 일례를 나타내는 도면이다.

선택 코드 페이즈 정보(2168)는, 각 GPS 위성(12a) 등마다 주파수 계열(F1 내지 F3) 중 어느 하나에 있어서 산출된 코드 페이즈를 나타낸다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)을 저장하고 있다. 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)은, 제어부(2100)가, 선택 코드 페이즈(CP1sa) 등의 신호 강도(XPR)가 최대인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)과 제어부(2100)는, 선택 위상 제1 평가부의 일례이다.

구체적으로는, 제어부(2100)는, 각 GPS 위성(12a) 등마다, 선택 코드 페이즈(CP1sa)의 XPR이, 코드 페이즈(CPB1) 등 중에서 최대인지의 여부를 판단한다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)을 저장하고 있다. 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)은, 제어부(2100)가, 상술한 패스 회수가, γ회 이상인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. γ회는 예를 들면, 3회이며, 미리 규정되어 있다. γ회 이상의 범위는, 규정 회수 범위 내의 일례이다. 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)과 제어부(2100)는, 선택 위상 제2 평가부의 일례이다.

또한, 패스 회수는, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하인 것이 연속하지 않는 한, 0이 되므로, 패스 회수가 γ회 이상이라고 하는 것은, 연속해서 코드 페이즈가 임계값(β2) 이하인 것이 연속해서 γ회 이상인 것을 의미한다.

또, 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)은, 제어부(2100)가, 적산 시간 중에 있어서의 XPR의 저하 회수가, 미리 규정한 예를 들면, 10회 이상인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이기도 하다.

구체적으로는, 제어부(2100)는, 상술한 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)에 의해서, 선택 코드 페이즈(CP1sa) 등의 신호 강도(XPR)가 최대는 아니라고 판단한 경우에, 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)에 의한 판단을 행한다.

도 31A~31C는, 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)의 설명도이다.

도 31A에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 적산 시간을 16초(s)로 하면, 16 초(s) 경과시(적산 완료 시)에 있어서의 XPR이 최대이다. 이것은, 노이즈는 서로 상쇄되는데 반해, C/A코드는 적산되기 때문이다. 이 적산 완료 시에 있어서의 코드 페이즈는 신뢰성이 높다.

그리고, XPR은, 이론적으로는, 적산 개시시로부터 적산 완료 시에 걸쳐, 커져 간다.

그런데, 실제로는, 도 31B에 있어서와 같이, 적산 개시 직후에 있어서는 XPR은 저감하는 경우가 있다. 이 때문에, 코드 페이즈를 정확하게 산출할 수 없다.

그리고, 단말(2020)이 수신하고 있는 신호가 노이즈(위(僞)신호)인 경우에는, 도 31C에 나타내는 바와 같이, 적산 완료 시에 이르러도, XPR은 커지지 않는다. 이 때문에, 코드 페이즈를 산출하는 것은 곤란하다.

이와 같이, 수신하고 있는 전파가 C/A코드를 실은 전파이든 노이즈이든, 적산 개시 직후에 있어서는 XPR이 작고, 또한, XPR이 저하하는 경우가 있다. 그리고, 수신하고 있는 전파가 C/A코드를 실은 전파인 경우에는, 적산 시간의 경과에 따라, XPR이 커진다.

이 때문에, 적산 개시로부터 상당 정도의 시간이 경과한 후에, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하라고 하는 상태가 계속된 경우에는, 수신하고 있는 신호가, 노이즈는 아니라고 생각할 수 있다.

또, XPR의 저하가 적산 시간 개시로부터 상당 정도의 시간이 계속되어도 발생하는 경우에는, 수신하고 있는 신호가 노이즈라고 생각할 수 있다. 바꿔 말하면, XPR의 저하가 적산 시간 개시로부터 상당 정도의 시간이 계속된 후에 발생하지 않는 경우에는, 수신하고 있는 신호가 노이즈는 아니라고 생각할 수 있는 것을 의미한다.

그래서, 단말(2020)에 있어서는, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하라고 하는 상태가 계속되었는지의 여부와, XPR의 저하가 연속되었는지의 여부를, 수신하고 있는 신호가 노이즈인지의 여부를 판단하기 위한 기준으로 하고 있다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 측위 프로그램(2132)을 저장하고 있다. 측위 프로그램(2132)은, 제어부(2100)가, 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128) 또는 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 선택 코드 페이즈(CP1s)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)로 하여, 현재 위치를 측위하기 위한 프로그램이다. 즉, 측위 프로그램(2132)과 제어부(2100)는, 측위부의 일례이다.

제어부(2100)는, 예를 들면, 선택 코드 페이즈(CP1sa)의 XPR이 최대인 경우에는, 그 선택 코드 페이즈(CP1sa)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa)로 한다.

제어부(2100)는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)의 XPR이 최대가 아닌 경우라도, 코드 페이즈 평가 패스 회수가 γ회 이상이며, 또한, XPR의 저감이 10회 미만인 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa)로 한다.

이에 대해서, 제어부(2100)는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)의 XPR이 최대가 아닌 경우에 있어서, 코드 페이즈 평가 패스 회수가 γ회 미만인지, 또는, XPR의 저감이 10회 이상인 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)(코드 페이즈(CPB11a)) 이외의 코드 페이즈(CPB12a 및 CP13a) 중, XPR이 큰 쪽을 측위 사용 코드 페이 즈(CPB1fa)로 한다.

제어부(2100)는, 결정한 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)를 나타내는 측위 사용 코드 페이즈 정보(2170)를 제2 기억부(2150)에 저장한다.

도 32는, 측위 사용 코드 페이즈 정보(2170)의 일례를 나타내는 도면이다.

도 32에 나타내는 바와 같이, 측위 사용 코드 페이즈 정보(2170)는, 예를 들면, GPS 위성(12a, 12b, 12c 및 12d)에 각각 대응하는 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa, CPB1fb, CPB1fc 및 CPB1fd)를 나타내는 정보이다.

제어부(2100)는, 측위 사용 코드 페이즈 정보(2170)에 나타나는 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa, CPB1fb, CPB1fc 및 CPB1fd)를 사용하여, 현재 위치(Q1)를 산출한다.

제어부(2100)는, 산출한 측위 위치(QB1)를 나타내는 측위 위치 정보(2172)를 제2 기억부(2150)에 저장한다.

도 22에 나타내는 바와 같이, 단말(2020)은, 제1 기억부(2110)에, 측위 위치 출력 프로그램(2134)을 저장하고 있다. 측위 위치 출력 프로그램(2134)은, 제어부(2100)가, 측위 위치(QB1)를 표시 장치(2034)(도 20 참조)에 표시하기 위한 프로그램이다.

단말(2020)은, 상술한 바와 같이 구성되어 있다.

단말(2020)은, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하인지의 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단말(2020)은, 코드 페이즈(CPB1)의 정밀도를 검증할 수 있다.

또, 단말(2020)은, 코드 페이즈차가 임계값(β2) 이하인 코드 페이즈차에 대 응하는 코드 페이즈(CPB1) 중, 각 GPS 위성(12a) 등마다 코드 페이즈차가 최소인 코드 페이즈(CPB1)를 선택하고, 선택 코드 페이즈(CP1s)로 할 수 있다. 선택 코드 페이즈(CP1s)는, 코드 페이즈차가 최소인 코드 페이즈이기 때문에, 다른 주파수 계열의 코드 페이즈(CPB1)보다 정밀도가 높다.

또한, 단말(2020)은, 선택 코드 페이즈(CP1s)의 신호 강도(XPR)가 최대인지의 여부를 판단할 수 있다. 선택 코드 페이즈(CP1s)의 XPR가 최대이면, 선택 코드 페이즈(CP1s)는, 다른 코드 페이즈(CPB1)보다 정밀도가 높은 것이 보증되었다고 생각할 수 있다.

그리고, 단말(2020)은, 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1s)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)로 하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

이로 인해, 단말(2020)은, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 단말(2020)은 선택 코드 페이즈 제2 평가 프로그램(2130)을 갖기 때문에, 선택 코드 페이즈(CP1s)가 속하는 주파수 계열(F1 내지 F3)에 있어서의 코드 페이즈가, 연속해서 임계값(β2) 이하였던 회수가 3회 이상인 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1s)를 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

선택 코드 페이즈(CP1s)가 속하는 주파수 계열(F1) 등에 있어서의 코드 페이즈가, 연속해서 임계값(β2) 이하였던 회수가 3회 이상이라는 것은, 선택 코드 페이즈(CP1s)가 속하는 주파수 계열(F1) 등에 있어서의 코드 페이즈는, 다른 주파수 계열에 있어서의 코드 페이즈보다 정밀도가 높은 것을 의미한다.

이로 인해, 단말(2020)은, 선택 코드 페이즈 제1 평가 프로그램(2128)에 의한 판단 결과가 부정적인 경우라도, 정밀도가 높은 코드 페이즈를 사용하여 측위를 할 수 있다.

또, 단말(2020)은, 주파수 임계값(α2) 이내의 범위 외의 주파수(fB1)에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)를 측위로부터 배제할 수 있다.

이것은, 단말(2020)이, C/A코드의 코드 페이즈(CPB1)의 정밀도를 검증할 뿐만 아니라, 코드 페이즈(CPB1)를 산출했을 때의 수신 주파수(fB1)의 정밀도도 검증할 수 있는 것을 의미한다.

이로 인해, 단말(2020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 한층 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

이상이 제2 실시의 형태에 관한 단말(2020)의 구성이지만, 이하, 그 동작예를 주로 도 33을 사용해 설명한다.

도 33은 단말(2020)의 동작예를 나타내는 개략 플로차트이다.

우선, 단말(2020)은, 전파(S1) 등을 수신하고, 메저먼트를 산출한다(도 33의 단계 S201). 이 단계 S201은, 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(2020)은, 메저먼트를 보존한다(단계 S202).

계속해서, 단말(2020)은, 현재 주파수(fB1)와 전회 주파수(fB0)의 주파수 차분의 절대값이, 주파수 임계값(α2) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S203).

단말(2020)은, 단계 S203에 있어서, 주파수 임계값(α2) 이하는 아니라고 판 단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)를 측위에 사용하지 않는다(단계 S211).

이에 대해서, 단계 S203에 있어서, 주파수 임계값(α2) 이하라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)에 대해서는, 대응하는 예측 코드 페이즈(CPBe)를 산출한다(단계 S204). 이 단계 S204는, 예측 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(2020)은, 코드 페이즈(CPB1)와 예측 코드 페이즈(CPBe)의 코드 페이즈차의 절대값이 임계값(β2) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S205). 이 단계 S205는, 위상 평가 단계의 일례이다.

단말(2020)은, 단계 S205에 있어서, 임계값(β2) 이하는 아니라고 판단한 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)를 측위에 사용하지 않는다(단계 S211).

이에 대해서, 단말(2020)은, 단계 S205에 있어서, 임계값(β2) 이하는 아니라고 판단한 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)에 대해서, 각 GPS 위성(12a) 등마다, 최소의 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPB1)를 선택하고, 선택 코드 페이즈(CP1s)로 한다(단계 S206). 이 단계 S206는, 위상 선택 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(2020)은, 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)를 결정한다(단계 S207).

여기서, 도 34를 사용하여, GPS 위성(12a)의 측위 계열(F1)에 있어서의 선택 코드 페이즈(CP1sa)를 측위에 사용하는지의 여부를 결정하는 경우를 예로 하여, 단 계 S207의 상세를 설명한다.

도 34는, 단계 S207의 상세를 나타내는 플로차트이다.

우선, 단말(2020)은, 선택 코드 페이즈(CP1sa)의 XPR이 최대인지의 여부를 판단한다(도 34의 단계 S221). 이 단계 S221은, 선택 위상 제1 평가 단계의 일례이다.

단말(2020)은, 단계 S221에 있어서의 판단이 긍정적이었던 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa)로 결정한다(단계 S224).

이에 대해서, 단말(2020)은, 단계 S221에 있어서의 평가가 부정적이었던 경우에는, 주파수 계열(F1)에 있어서의 코드 페이즈 평가의 패스 회수가 3회 이상인지의 여부를 판단한다(단계 S222). 이 단계 S222는, 선택 위상 제2 평가 단계의 일례이다.

단말(2020)은, 단계 S222에 있어서의 판단이 긍정적이었던 경우에는, 주파수 계열(F1)의 XPR 저하 회수가 10회 미만인지의 여부를 판단한다(단계 S223).

단말(2020)은, 단계 S223에 있어서, 주파수 계열(F1)의 XPR 저하 회수가 10회 미만이라고 판단한 경우에는, 선택 코드 페이즈(CP1sa)를 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa)로 결정한다(단계 S224).

이에 대해서, 단말(2020)은, 단계 S222에 있어서의 평가가 부정적이었던 경우, 또는, 단계 S223에 있어서 주파수 계열(F1)의 XPR 저하 회수가 10회 미만은 아니라고 판단한 경우에는, CP12a 또는 CP13a 중, XPR이 최대인 것을 측위 사용 코드 페이즈(CPB1fa)로 결정한다(단계 S225).

단말(2020)은, 각 GPS 위성(12a) 등마다, 상술한 각 단계 S221 내지 단계 S2 25를 실시한다.

계속해서, 단말(2020)은, 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)가 3개 이상 있는지의 여부를 판단한다(단계 S208).

단계 S208에 있어서, 단말(2020)이, 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)가 3개 미만이라고 판단한 경우에는, 측위가 불가능하기 때문에, 측위하는 일없이 종료한다.

이에 대해서, 단계 S206에 있어서, 단말(2020)이, 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)가 3개 이상이라고 판단한 경우에는, 측위 사용 코드 페이즈(CPB1f)를 사용하여 측위한다(단계 S209). 이 단계 S209는, 측위 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(2020)은, 측위 위치(QB1)(도 22 참조)를 출력한다(단계 S210).

이상의 단계에 의해서, 단말(2020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

［제3 실시의 형태］

도 35는, 제3 실시의 형태의 단말(3020) 등을 나타내는 개략도이다.

도 35에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 측위 위성인 예를 들면, GPS 위성(12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g 및 12h)으로부터, 전파(S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 및 S8)를 수신할 수 있다. GPS 위성(12a) 등은, 발신원의 일례이기도 하다. 또한, 발신원은, SPS(Satellite Positioning System) 위성이면 되고, GPS 위성에 한정되지 않는다.

전파(S1) 등에는 각종의 코드(부호)가 실려 있다. 그 중의 하나가 C/A코드(Sca)이다. 이 C/A코드(Sca)는, 1.023Mbps의 비트율, 1,023bit(=1msec)의 비트 길이의 신호이다. C/A코드(Sca)는, 1,023칩(chip)으로 구성되어 있다. 단말(3020)은, 현재 위치를 측위하는 측위 장치의 일례이며, 이 C/A코드를 사용해 현재 위치의 측위를 행한다. 이 C/A코드(Sca)는, 측위 기초 부호의 일례이다.

단말(3020)은, 예를 들면, 3개 이상의 다른 GPS 위성(12a) 등으로부터의 C/A코드의 위상을 특정하여, 현재 위치를 측위할 수 있게 되어 있다.

도 36은, 측위 방법의 일례를 나타내는 개념도이다.

도 36에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, GPS 위성(12a)과 단말(3020)의 사이에는, C/A코드가 연속적으로 늘어서 있다고 관념할 수 있다. 그리고, GPS 위성(12a)과 단말(3020)의 사이의 거리는, C/A코드의 길이(300킬로미터(km))의 정수배라고는 할 수 없기 때문에 , 코드 단수부(C/Aa)가 존재한다. 즉, GPS 위성(12a)과 단말(3020)의 사이에는, C/A코드의 정수배의 부분과, 단수 부분이 존재한다. C/A코드의 정수배의 부분과 단수 부분의 합계의 길이가 의사 거리이다. 단말(3020)은, 3개 이상의 GPS 위성(12a) 등에 대한 의사 거리를 사용하여 측위를 행한다.

본 실시 형태에 있어서, C/A코드의 단수부(C/Aa)를 코드 페이즈라고 한다. 코드 페이즈는, 예를 들면, C/A코드의 1,023 칩 중 몇 번째인지로 나타내는 것도 가능하고, 거리로 환산해 나타내는 것도 가능하다. 의사 거리를 산출할 때에는, 코드 페이즈를 거리로 환산하고 있다.

GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치는 에피메리스(Seh)를 사용해 산출 가능하다. 그리고, 예를 들면, GPS 위성(12a)의 궤도상의 위치와 후술의 초기 위치(QC0)의 거리를 산출하면, C/A코드의 정수배의 부분을 특정할 수 있다. 또한, C/A코드의 길이가 300킬로미터(㎞)이기 때문에, 초기 위치(QC0)의 위치 오차는, 150킬로미터(km) 이내일 필요가 있다.

그리고, 도 36에 나타내는 바와 같이, 레플리카 C/A코드의 위상을 예를 들면, 화살표 X1방향으로 이동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이때, 단말(3020)은, 동기용 주파수도 변동시키면서, 상관 처리를 행한다. 이 상관 처리는, 후술의 코히런트 처리 및 인코히런트 처리로 구성된다.

상관적산값이 최대가 된 위상이 코드 단수(C/Aa)이다.

또한, 제3 실시의 형태와는 달리, 단말(3020)은, 예를 들면, 휴대 전화의 통신 기지국으로부터의 전파를 사용하여 측위를 행하도록 해도 된다. 또, 제3 실시의 형태와는 달리, 단말(3020)은, LAN(Local Area Network)으로부터 전파를 수신하여, 측위를 행하도록 해도 된다.

도 37은, 상관 처리의 설명도이다.

코히런트는, 단말(3020)이 수신한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관을 취 하는 처리이다. 레플리카 C/A코드는, 단말(3020)이 발생하는 부호이다. 레플리카 C/A코드는, 레플리카 측위 기초 부호의 일례이다.

예를 들면, 도 37에 나타내는 바와 같이, 코히런트 시간이 10msec이면, 10msec의 시간에 있어서 동기 적산한 C/A코드와 레플리카 C/A코드의 상관값 등을 산출한다. 코히런트 처리의 결과, 상관을 취한 위상(코드 페이즈)과, 상관값이 출력된다.

도 38은, 상관적산값과 코드 페이즈의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 38의 상관적산값의 최대값(Pmax)에 대응하는 코드 페이즈(CP1)가, 레플리카 C/A코드의 코드 페이즈, 즉, C/A코드의 코드 페이즈이다.

그리고, 단말(3020)은, 예를 들면, 코드 페이즈(CP1)로부터 2분의 1칩 떨어진 코드 페이즈 중, 상관적산값이 작은 쪽의 상관적산값을 노이즈의 상관적산값(Pnoise)으로 한다.

단말(3020)은, Pmax와 Pnoise의 차분을 Pmax로 나눈 값을 신호 강도(XPR)로서 규정한다. 신호 강도(XPR)는, 신호 강도의 일례이다.

그리고, 단말(3020)은, XPR이 예를 들면, 0.2 이상인 경우에, 코드 페이즈(CP1)를 측위에 사용하는 코드 페이즈의 후보로 한다. 이하, 이 코드 페이즈를, 「후보 코드 페이즈」라고 한다. 후보 코드 페이즈는 측위에 사용하는 후보이며, 단말(3020)이 실제로 측위에 사용한다고는 한정할 수 없다.

도 39 및 도 40은, 후보 코드 페이즈와 시간 경과 등의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

도 39는, 예를 들면, GPS 위성(12a)이 단말(3020)에 가까워지고 있는 상태를 나타내고 있다.

GPS 위성(12a)이 단말(3020)에 가까워지면, GPS 위성(12a)과 단말(3020)의 거리가 짧아지기 때문에, 후보 코드 페이즈(C1)는 시간 경과와 함께, 0에 가까워진다.

또, 동기용 주파수(F1)는, 시간 경과와 함께, 높아지도록 설정되어 있다. 이것은, GPS 위성(12a)이 단말(3020)에 가까워지고 있기 때문에 생기는 도플러 편이에 의해서, 전파(S1)가 단말(3020)에 도달할 때의 도달 주파수가 높아지는 것에 대응하기 위해서이다.

단말(3020)은, 변동하는 도달 주파수에 효율적으로 동기 하기 위해서, 도 40에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 3개의 주파수 계열(F1, F2 및 F3)을 사용한다. 주파수 계열(F1) 등은 주파수 계열의 일례이다. 주파수 계열(F1과 F2)은 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리하고 있다. 또, 주파수 계열(F1과 F3)은 50헤르츠(Hz)의 주파수폭만큼 괴리하고 있다. 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은 미리 규정되어 있다. 즉, 50헤르츠(Hz)의 주파수 간격은, 주파수 간격의 일례이다. 이 주파수 간격은, 단말(3020)이 실시하는 상관 처리에 있어서의 주파수 서치의 단계 간격 미만 에 있어서 규정되어 있다. 예를 들면, 주파수 서치의 단계 간격이 100헤르츠(Hz)이면(도 45B 참조), 100헤르츠(Hz) 미만에 있어서 규정된다.

또한, 주파수 계열(F1) 등은 복수이면 되고, 제3 실시의 형태와는 달리, 예를 들면, 4개 이상이어도 된다.

도 40에 나타내는 바와 같이, 각 주파수 계열(F1) 등은, 도달 주파수의 도플러 편이를 예상해 시간 경과와 함께 변화하도록 설정된다.

주파수 계열(F1)에 있어서는 코드 페이즈(C1)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F2)에 있어서는 코드 페이즈(C2)가 산출된다. 그리고, 주파수 계열(F3)에 있어서는 코드 페이즈(C3)가 산출된다.

이와 같이, 3개의 코드 페이즈(C1) 등이 병행해 산출되는 것이지만, 신호 강도(XPR)가 가장 높은 상태로 산출된 후보 코드 페이즈가 가장 신뢰도가 높다고 가정할 수 있다.

그런데, XPR이 가장 높은 주파수 계열(F1) 등이 유지된다고는 한정할 수 없다. 예를 들면, 도 40에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 시각 t1과 t2의 사이에 있어서는 주파수 계열(F1)로 산출한 후보 코드 페이즈(C1)의 XPR이 가장 높고, 시각 t2와 t3의 사이에 있어서는 주파수 계열(F2)로 산출한 후보 코드 페이즈(C2)의 XPR이 가장 높다.

예상되는 도플러 편이에 의거하여, 각 주파수 계열(F1) 등의 주파수를 변경 하고 있는 것이기 때문에, 어느 1개의 주파수 계열로 산출한 후보 코드 페이즈는, 계속적으로, 다른 주파수 계열로 산출한 후보 코드 페이즈보다 정밀도가 높을 것이다. 바꿔 말하면, 예를 들면, 주파수 계열(F1)이, 다른 주파수 계열(F2 및 F3)에 비해, 실제의 도달 주파수에 가장 정밀도 좋게 계속 추종하고 있을 것이다.

이 점, 단말(3020)은, 이하의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성에 의해서, 약전계 하에서, 후보 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

(단말(3020)의 주된 하드웨어 구성에 대해서)

도 41은, 단말(3020)의 주된 하드웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 41에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 컴퓨터를 가지며, 컴퓨터는, 버스(3022)를 갖는다. 버스(3022)에는, CPU(Central Processing Unit)(3024), 기억 장치(3026) 등이 접속되어 있다. 기억장치(3026)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory) 등이다.

또, 버스(3022)에는, 입력 장치(3028), 전원 장치(3030), GPS 장치(3032), 표시 장치(3034), 통신 장치(3036) 및 시계(3038)가 접속되어 있다.

(GPS 장치(3032)의 구성에 대해서)

도 37은, GPS 장치(3032)의 구성을 나타내는 개략도이다.

도 37에 나타내는 바와 같이, GPS 장치(3032)는, RF부(3032a)와 베이스 밴드 부(3032b)로 구성된다.

RF부(3032a)는, 안테나(3033a)로 전파(S1) 등을 수신한다. 그리고, 증폭기인 LNA(3033a)가, 전파(S1)에 실려 있는 C/A코드 등의 신호를 증폭한다. 그리고, 믹서(3033c)가, 신호의 주파수를 다운 컨버트한다. 그리고, 직교(IQ) 검파기(3033d)가 신호를 IQ분리한다. 계속해서, A/D컨버터(3033e1 및 3033e2)가, IQ분리된 신호를 각각 디지털 신호로 변환하도록 구성되어 있다.

베이스 밴드부(3032b)는, RF부(3032a)로부터 디지털 신호로 변환된 신호를 수신하고, 신호를 샘플링하여 적산하고, 베이스 밴드부(3032b)가 유지하고 있는 C/A코드의 상관을 취하도록 구성되어 있다. 베이스 밴드부(3032b)는, 예를 들면, 128개의 상관기(도시 생략) 및 적산기(도시 생략)를 가지며, 동시에 128의 위상에 있어서, 상관 처리를 행할 수 있도록 되어 있다. 상관기는 상술한 코히런트 처리를 행하기 위한 구성이다. 적산기는 상술한 인코히런트 처리를 행하기 위한 구성이다.

(단말(3020)의 주된 소프트웨어 구성에 대해서)

도 43은, 단말(3020)의 주된 소프트웨어 구성을 나타내는 개략도이다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 각부를 제어하는 제어부(3100), 도 41의 GPS 장치(3032)에 대응하는 GPS부(3102), 시계(3038)에 대응하는 계시부(3104) 등을 갖고 있다.

단말(3020)은, 또, 각종 프로그램을 저장하는 제1 기억부(3110), 각종 정보를 저장하는 제2 기억부(3150)를 갖는다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제2 기억부(3150)에, 항법 메시지(3152)를 저장하고 있다. 항법 메시지(3152)는, 알마낙(3152a) 및 에피메리스(3152b)를 포함한다.

단말(3020)은, 알마낙(3152a) 및 에피메리스(3152b)를, 측위를 위해서 사용한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제2 기억부(3150)에, 초기 위치 정보(3154)를 저장하고 있다. 초기 위치(QC0)는 예를 들면, 전회의 측위 위치이다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 관측 가능 위성 산출 프로그램(3112)을 저장하고 있다. 관측 가능 위성 산출 프로그램(3112)은, 제어부(3100)가, 초기 위치 정보(3154)에 나타나는 초기 위치(QC0)를 기준으로 하여, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 산출하기 위한 프로그램이다.

구체적으로는, 제어부(3100)는, 알마낙(3152a)을 참조하여, 계시부(3104)에 의해서 계측한 현재 시각에 있어서 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등을 판단한다. 제어부(3100)는, 관측 가능한 GPS 위성(12a) 등(이하, 「관측 가능 위성」이라고 한다)을 나타내는 관측 가능 위성 정보(3156)를 제2 기억부(3150)에 저장한다. 제3 실시의 형태에 있어서는, 관측 가능 위성은, GPS 위성(12a 내지 12h)이다(도 35 및 도 43 참조).

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 추정 주파수 산출 프로그램(3114)을 저장하고 있다. 추정 주파수 산출 프로그램(3114)은, 제어부(3100)가, GPS 위성(12a) 등으로부터의 전파(S1) 등의 수신 주파수를 추정하기 위한 프로그램이다.

이 수신 주파수는, 전파(S1)가 단말(3020)에 도달할 때의 도달 주파수이다. 보다 상세하게는, 이 수신 주파수는, 전파(S1)가 단말(3020)에 도달하고, 또한 단말(3020)에 있어서 다운 컨버트되었을 때의 중간(IF) 주파수이다.

도 44는, 추정 주파수 산출 프로그램(3114)의 설명도이다.

도 44에 나타내는 바와 같이, 제어부(3100)는, GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)에 도플러 편이(H2)를 더하여, 추정 주파수(A3)를 산출한다. GPS 위성(12a) 등으로부터의 발신 주파수(H1)는 기존이며, 예를 들면, 1,575.42MHz이다.

도플러 편이(H2)는, 각 GPS 위성(12a) 등과 단말(3020)의 상대 이동에 의해서 생긴다. 제어부(3100)는, 에피메리스(3152b)와 초기 위치(QC0)에 의해서 현재 시각에 있어서의 각 GPS 위성(12a) 등의 시선 속도(단말(3020)의 방향에 대한 속도)를 산출한다. 그리고, 그 시선 속도에 의거하여, 도플러 편이(H2)를 산출한다.

제어부(3100)는, 관측 가능 위성인 GPS 위성(12a) 등마다, 추정 주파수(A3)를 산출한다.

또한, 추정 주파수(A3)에는, 단말(3020)의 클록(기준 발진기：도시 생략)의 드리프트만큼의 오차를 포함한다. 드리프트란, 온도 변화에 의한 발진 주파수의 변화이다.

이 때문에, 제어부(3100)는, 추정 주파수(A3)를 중심으로 하여, 소정의 폭의 주파수에 있어서 전파(S1) 등을 서치한다. 예를 들면, (A3-100)kHz의 주파수로부터 (A3＋100)kHz의 주파수의 범위를, 100Hz마다의 주파수로 전파(S1) 등을 서치한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 메저먼트 산출 프로그램(3116)을 저장하고 있다. 메저먼트 산출 프로그램(3116)은, 제어부(3100)가, GPS 위성(12a) 등으로부터 수신한 C/A코드와 단말(3020)이 생성한 레플리카 C/A코드의 상관 처리를 행하여, 상관적산값의 최대값(Pmax), 노이즈의 상관적산값(Pnoise), 후보 코드 페이즈 및 수신 주파수를 포함하는 메저먼트를 산출하기 위한 프로그램이다. 메저먼트 산출 프로그램(3116)과 제어부(3100)는, 위상산출부의 일례이며, 수신 주파수 특정부의 일례이기도 하다.

도 45A~45C는, 메저먼트 산출프로그램(3116)의 설명도이다.

도 45A에 나타내는 바와 같이, 제어부(3100)는 베이스 밴드부(3032b)에 의해서, C/A코드의 1칩을 예를 들면, 등간격으로 분할하여, 상관 처리를 행한다. C/A코드의 1칩은, 예를 들면, 32등분된다. 즉, 32분의 1칩의 위상폭(제1 위상폭(W1)) 간격으로 상관 처리를 행한다. 그리고, 제어부(3100)가 상관 처리를 행할 때의 제1 위상폭(W1) 간격의 위상을 제1 샘플링 위상(SC1)이라고 한다.

제1 위상폭(W1)은, 전파(S1) 등이 단말(3020)에 도달할 때의 신호 강도가 -155dBm 이상인 경우에, 상관 최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 위상폭으로서 규정되어 있다. 32분의 1칩의 위상폭이면, 신호 강도가 -155dBm 이상이면 약전계라도, 상관 최대값(Pmax)을 검출할 수 있는 것이 시뮬레이션에 의해서 밝혀져 있다.

도 45B에 나타내는 바와 같이, 제어부(3100)는, 추정 주파수(A3)를 중심으로 하여, ±100kHz의 주파수 범위를 제1 위상폭(W1)씩 어긋나게 하면서 상관 처리를 행한다. 이때, 주파수를 100Hz씩 어긋나게 하면서, 상관 처리를 행한다.

도 45C에 나타내는 바와 같이, 베이스밴드부(3032b)에서는, 2칩분의 위상(C1내지 C64)에 대응하는 상관값 적산(P)이 출력된다. 각 위상(C1 내지 C64)이, 제1 샘플링 위상(SC1)이다.

제어부(3100)는 메저먼트 산출 프로그램(3116)에 의거하여, 예를 들면, C/A코드의 제1 칩으로부터 제1,023칩까지를 서치한다.

제어부(3100)는, Pmax 및 Pnoise에 의거하여 XPR을 산출하고, 가장 XPR이 큰 상태에 대응하는 코드 페이즈(CPC1), 수신 주파수(fC1, PCmax1 및 PCnoise1)를 현재 메저먼트 정보(3160)로 한다. 코드 페이즈(CPC1), 수신 주파수(fC1, PCmax1 및 PCoise1)를 총칭하여, 메저먼트라고 한다. 단말(3020)은, 각 GPS 위성(12a) 등마다 메저먼트를 산출한다.

또한, 코드 페이즈(CPC1)는, 거리로 환산되어 있다. 상술한 바와 같이, C/A코드의 코드 길이는, 예를 들면, 300킬로미터(㎞)이기 때문에, C/A코드의 단수 부분인 코드 페이즈도 거리로 환산할 수 있다.

제어부(3100)는, 관측 가능 위성 중, 예를 들면, 6개의 GPS 위성(12a) 등에 대해서, 각각 메저먼트를 산출한다. 또한, 동일한 GPS 위성(12a) 등에 대한 메저먼트를, 대응하는 메저먼트라고 한다. 예를 들면, GPS 위성(12a)에 대한 코드 페이즈(CPC1)와 GPS 위성(12a)에 대한 주파수(fC1)는 대응하는 메저먼트이다. 주파 수(fC1)는, GPS 위성(12a)으로부터의 전파(S1)를 수신했을 때의 수신 주파수이다.

또한, 제3 실시의 형태와는 달리, 상관 처리의 방법으로서는, 내로우 코릴레이트(예를 들면, 일본국 특허공개 2000-312163호 공보 참조)를 채용해도 된다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 메저먼트 보존 프고그램(3118)을 저장하고 있다. 메저먼트 보존 프로그램(3118)은, 제어부(3100)가, 메저먼트를 제2 기억부(3150)에 보존하기 위한 프로그램이다.

제어부(3100)는, 새로운 메저먼트를 현재 메저먼트 정보(3160)로서 제2 기억부(3150)에 저장함과 함께, 기존의 현재 메저먼트 정보(3160)를 전회 메저먼트 정보(3162)로서 제2 기억부(3150)에 저장한다. 전회 메저먼트 정보(3162)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPC0), 주파수(fC0, PCmax0 및 PCnoise0)를 포함한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 주파수 평가 프로그램(3120)을 저장하고 있다. 주파수 평가 프로그램(3120)은, 제어부(3100)가, 전회 측위 시의 수신 주파수(fC0)와 현재 측위 시의 수신 주파수(fC1)의 주파수차가 주파수 임계값(α3) 이내인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 주파수 임계값(α3) 이내의 범위는, 주파수 계열(F1, F2 및 F3)의 주파수 간격 미만의 임계값에 의해서, 미리 규정되어 있다. 상술한 바와 같이, 주파수 간격이 50헤르츠(Hz)이면, 주파수 임계값(α3)은, 예를 들면, 30헤르츠(Hz)이다. 상술한 주파수 평가 프로그램(3120) 및 제어부(3100)는, 주파수차 평가부의 일례이다. 그리고, 주파수 임계값(α3) 이내의 범위는, 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내의 일례이다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(3122)을 저장하고 있다. 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(3122)은, 제어부(3100)가, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPC0)와, 전파(S1) 등의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)에 의거하여, 현재의 위상을 예측하여 예측 코드 페이즈(CPCe)를 산출하기 위한 프로그램이다. 예측 코드 페이즈(CPCe)는, 예측 위상의 일례이다. 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(3122)과 제어부(3100)는, 예측 위상 산출부의 일례이다.

또한, 예측 코드 페이즈(CPCe)는, 거리로 환산되어 있다.

도 46은, 예측 코드 페이즈 산출 프로그램(3122)의 설명도이다.

도 46에 나타내는 바와 같이, 제어부(3100)는, 예를 들면, 식 3에 의해서, 예측 코드 페이즈(CPCe)를 산출한다.

제어부(3100)는, 식 3에 나타내는 바와 같이, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPC0)로부터, 예를 들면, GPS위성(12a)과 단말(3020)의 상대 이동 속도에 전회 측위 시로부터의 경과 시간(dt)을 곱한 값을 뺌으로써, 예측 코드 페이즈(CPCe)를 산출한다.

또한, 식 3에 있어서, 예측 코드 페이즈(CPCe), 전회 코드 페이즈(CPC0)는, 거리로 환산되어 있다.

여기서, 전파(S1) 등은, 광속으로 전파한다. 이 때문에, 광속을 전파(S1) 등의 발신 주파수(H1)로 나눔으로써, 도플러 편이 1헤르츠(Hz)에 대응하는 개략의 속도를 산출할 수 있다. 즉, 도플러 편이가 플러스(＋) 1헤르츠(Hz)라고 하는 것 은, GPS 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(3020)에 가까워지고 있다고 하는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPCe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPC0)보다 짧아진다. 여기서, 도플러 편이는, 예를 들면, 전회 측위 시의 주파수(fC0)와 발신 주파수(H1)의 차분이다.

이에 대해서, 도플러 편이가 마이너스(-) 1헤르츠(Hz)라고 하는 것은, GPS 위성(12a)이 초속 0.19미터(m/s)로 단말(3020)로부터 멀어지고 있다는 것이다. 이 때문에, 예측 코드 페이즈(CPCe)는, 전회 측위 시의 코드 페이즈(CPC0)보다 길어진다.

또한, 식 3은, 전회 측위 시로부터의 경과 시간이 단시간이라는 조건에 있어서 성립하는 것이다. 바꿔 말하면, 식 3은, 코드 페이즈와 경과 시간의 관계를 그래프상에서 직선으로서 나타낼 수 있는 한에 있어서 성립한다.

또, 제3 실시의 형태와는 달리, 전회 측위 시의 주파수(fC0)와 발신 주파수(H1)의 차분과, 현재 측위 시의 주파수(fC1)와 발신 주파수(H1)의 차분의 평균값을, 도플러 편이라고 해도 된다. 이로 인해, 예측 코드 페이즈(CPCe)를 한층 더 정확하게 산출할 수 있다.

제어부(3100)는, 산출한 예측 코드 페이즈(CPCe)를 나타내는 예측 코드 페이즈 정보(3164)를 제2 기억부(3150)에 저장한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 코드 페이즈 평가 프로그램(3124)을 저장하고 있다. 코드 페이즈 평가 프로그램(3124)은, 제어부(3100)가, 현재의 코드 페이즈(CPC1)와 예측 코드 페이즈(CPCe)의 코드 페이 즈차가 코드 페이즈 임계값(β3)(이하, 「임계값(β3)」이라고 한다) 이하인지의 여부를 판단하기 위한 프로그램이다. 임계값(β3) 이하의 범위는, 위상차 허용 범위 내의 일례이다. 코드 페이즈 평가 프로그램(3124)과 제어부(3100)는, 위상차 평가부의 일례이다.

임계값(β3)은, 미리 규정되어 있다. 임계값(β3)은, 예를 들면, 80미터(m)이다.

제어부(3100)는, 상술한 주파수 평가 프로그램(3120)에 의해서 임계값(α3) 이하의 주파수 차분이라고 판단한 코드 페이즈(CPC1)를, 코드 페이즈 평가 프로그램(3124)에 의거하는 판단의 대상으로 한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(3126)을 저장하고 있다. 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(3126)은, 제어부(3100)가, 주파수 임계값(α3) 이내의 주파수차이며, 또한, 임계값(β3) 이하의 코드 페이즈차인 GPS 위성(12a) 등의 코드 페이즈(CPC1) 등을, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)로서 결정하기 위한 프로그램이다.

주파수 임계값(α3) 이내가 아닌 주파수차에 대응하는 GPS 위성(12a) 등의 코드 페이즈(CPC1) 등을 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)로서 결정하지 않고, 측위로부터 배제한다. 그리고, 주파수 임계값(α3) 이내의 주파수차에 대응하고, 또한 임계값(β3) 이하의 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPC1)를 측위에 사용하는 것이다. 즉, 측위 사용 코드 페이즈 결정 프로그램(3126)과 제어부(3100)는, 위상 배제부의 일례이다.

제3 실시의 형태에 있어서는, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)는, 예를 들면, GPS 위성(12a, 12b, 12c 및 12d)에 각각 대응하는 CPC1fa, CPC1fb, CPC1fc 및 CPC1fd로 한다.

제어부(3100)는, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)를 나타내는 측위 사용 코드 페이즈 정보(3166)를 제2 기억부(3150)에 저장한다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 코드 페이즈(CPC1)를 측위에 사용하는 것과, 코드 페이즈(CPC1)를 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)로 하는 것은, 같은 의미이다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 측위 프로그램(3128)을 저장하고 있다. 측위 프로그램(3128)은, 제어부(3100)가, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)를 사용해 현재 위치를 측위하기 위한 프로그램이다. 측위 프로그램(3128)과 제어부(3100)는, 측위부의 일례이다.

측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)는, 상술한 임계값(β3) 이내의 코드 페이즈(CPC1) 등이다. 즉, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)를 사용해 현재 위치를 측위 하는 것은, 임계값(β3) 이내의 코드 페이즈(CPC1) 등을 사용해 현재 위치를 측위 하는 것과 같은 의미이다.

제어부(3100)는, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)가 3개 이상 있는 경우에는, 그들 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)를 사용해 현재 위치를 측위하고, 측위 위치(QC1)를 산출한다.

제어부(3100)는, 산출한 측위 위치(QC1)를 나타내는 측위 위치 정보(3168)를 제2 기억부(3150)에 저장한다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 측위 위치 출력 프로그램(3130)을 저장하고 있다. 측위 위치 출력 프로그램(3130)은, 제어부(3100)가, 측위 위치(QC1)를 표시 장치(3034)(도 41 참조)에 표시하기 위한 프로그램이다.

도 43에 나타내는 바와 같이, 단말(3020)은, 제1 기억부(3110)에, 코드 페이즈 임계값 설정 프로그램(3132)을 저장하고 있다. 코드 페이즈 임계값 설정 프로그램(3132)은, 제어부(3100)가, C/A코드의 수신 상태에 의거하여, 임계값(β3)을 결정하기 위한 프로그램이다. 이 코드 페이즈 임계값 설정 프로그램(3132)과 제어부(3100)는, 위상차 허용 범위 결정부의 일례이다.

도 47은, 코드 페이즈 임계값 설정 프로그램(3132)의 설명도이다.

도 47의 표를 조건표라고 한다.

조건표는 드리프트 확정성(130b), 추적 중 위성수(130c), 강위성 존재성(130d), 약위성 존재성(130e), 강위성 비율(130f), 약위성 비율(130)g 및 경과 적산 시간(130h) 및 코드 페이즈 임계값(β3)을 포함한다.

상술한 드리프트 확정성(130b), 추적 중 위성수(130c), 강위성 존재성(130d), 약위성 존재성(130e), 강위성 비율(130f), 약위성 비율(130g) 및 경과 적산 시간(130h)은, C/A코드의 수신 상태의 일례이다. 드리프트 확정성(130b) 등을 총칭하여 수신 상태라고 한다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 측위 모드(130a)를 포함한다. 측위 모드(130a)는, 통상 모드, 고감도 모드 및 이동 모드를 포함한다.

통상 모드는, 적산 시간(인코히런트 시간)의 초기 설정이 1초(s)이며, C/A코드의 신호 강도가 약한 경우에, 적산 시간을 4초(s), 8초(s), 24초(s)와 같이 단계적으로 길게 해 가는 측위 모드이다. 통상 모드는, GPS 장치(3032)의 안테나(3033a)에 입력하는 신호 강도가 예를 들면, 마이너스(-) 150dBM 이상의 경우에 적합한 측위 모드이다.

고감도 모드는, 적산 시간의 초기 설정이 1초(s)이며, C/A코드의 신호 강도가 약한 경우에, 적산 시간을 24초(s)로 즉시 길게 하는 측위 모드이다. 고감도 모드는, GPS 장치(3032)의 안테나(3033a)에 입력하는 신호 강도가 예를 들면, 마이너스(-) 150dBM 미만인 경우에 적합한 측위 모드이다.

이동 모드는, 적산 시간의 초기 설정이 1초(s)로 고정하는 측위 모드이다. 이동 모드는, 단말(3020)이 이동 중에 적합한 측위 모드이다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 드리프트 확정성(130b)을 포함한다. 드리프트란, 단말(3020)의 기준 클록(도시 생략)의 온도 변화에 의한 주파수 변화이다. 드리프트가 작을수록, 단말(3020)이 산출하는 메저먼트의 정밀도는 높아진다. 이 드리프트는, 3개 이상의 GPS 위성(12a) 등을 사용해 예비 측위함으로써 산출할 수 있다. 예비 측위에 의해서 단말(3020)의 시각 오차를 산출할 수 있다. 그리고, 이 시각 오차에 의거하여, 드리프트를 산출할 수 있다.

드리프트 확정성(130b)은, 단말(3020)은, 주파수의 설정값에 대한 주파수 오차가, 플러스마이너스(±) 50헤르츠(Hz) 이내인지의 여부를 나타내는 정보이다.

단말(3020)은, 주파수의 설정값에 대한 주파수 오차가, 플러스마이너스(±) 50헤르츠(Hz) 이내인 경우에, 드리프트가 확정되어 있다(드리프트 확정성 있음)고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은, 주파수 오차가, 플러스마이너스(±) 50헤르츠(Hz)보다 큰 경우에, 드리프트가 확정되어 있다(드리프트 확정성 있음)고 판단 한다.

플러스마이너스(±) 50헤르즈(Hz) 이내의 주파수 범위는, 미리 규정한 드리프트 허용 범위의 일례이다.

상술한 바와 같이, 단말(3020)은, 주파수의 설정값에 대한 주파수 오차가, 플러스마이너스(±) 50헤르츠(Hz) 이내인 경우에 드리프트 확정성 있음이라고 판단하지만, 이 오차 범위는, 메저먼트 산출에 있어서의 주파수 단계(도 45B 참조) 미만의 범위에 있어서 규정되어 있다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 추적 중 위성수(130c)를 포함한다. 추적 중 위성수(130c)는, 단말(3020)이 계속적으로 전파(S1) 등을 수신하고 있는 GPS 위성(12a) 등의 수이다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 강위성 존재성(130d)을 포함한다. 강위성 존재성(130d)은, 신호 강도(XPR)가 0.7 이상인 GPS 위성(12a) 등(이하, 「강위성」이라고 한다)이 존재하는지의 여부를 나타낸다.

단말(3020)은, 강위성이 1개라도 존재하는 경우에, 강위성 있음이라고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은, 강위성이 1개도 존재하지 않는 경우에, 강위성 없음이라고 판단한다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 약위성 존재성(130e)를 포함한다. 약위성 존재성(130e)는, 신호 강도(XPR)가 0.4 이하인 GPS 위성(12a) 등 (이하, 「약위성」이라고 한다)이 존재하는지의 여부를 나타낸다.

단말(3020)은, 약위성이 1개라도 존재하는 경우에, 약위성 있음이라고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은, 약위성이 1개도 존재하지 않는 경우에, 약위성 없음이라고 판단한다.

상술과 같이, 조건표는, 강위성 다수성(130f)을 포함한다. 강위성 다수성(130f)은, 단말(3020)이 추적 중인 GPS 위성(12a) 등이 모두 강위성인지의 여부를 나타낸다.

단말(3020)은, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등이 모두 강위성인 경우에, 「YES」라고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 1개 이상이 강위성이 아닌 경우에, 「NO」라고 판단한다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 약위성 다수성(130g)을 포함한다. 약위성 다수성(130g)은, 단말(3020)이 추적 중인 GPS 위성(12a) 등이 모두 약위성인지의 여부를 나타낸다.

단말(3020)은, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등이 모두 약위성인 경우에, 「YES」라고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 1개 이상이 약위성이 아닌 경우에, 「NO」라고 판단한다.

상술한 바와 같이, 조건표는, 경과 적산 시간(130h)을 포함한다. 경과 적산 시간(130h)은, 인코히런트의 개시로부터 현재 시각까지의 경과 시간(이하, 「경과 적산 시간」이라고 한다)이, 시간 임계값인 예를 들면, 12초(s) 이하인지의 여부를 나타낸다. 또한, 인코히런트의 개시로부터 현재 시각까지의 경과 시간은, 상관 처리를 개시하고 나서의 경과 시간과 같은 의미이다.

단말(3020)은, 경과 적산 시간이 12초(s) 이하이면, 「YES」라고 판단한다.

이에 대해서, 단말(3020)은, 경과 적산 시간이 12초(s)보다 긴 경우에는, 「NO」라고 판단한다.

또한 경과 적산 시간이 길수록, 일반적으로, 신호 강도(XPR)가 커지고, 코드 페이즈(CPC1)의 정밀도도 향상한다. 이 때문에, 시간 임계값은, 측위 정밀도에 대응하여 필요한 코드 페이즈(CPC1)의 정밀도에 따라 규정된다.

제어부(3100)는, 상술한 조건표에 포함되는 측위 모드(130a) 등의 조건에 의거하여, 코드 페이즈 임계값(β3)을 설정한다.

예를 들면, 통상 모드로서, 드리프트 확정성(130b)가 「있음」이며, 추적 중 위성수(130c)가 8개 이상이고, 강위성 존재성(130d)이 「있음」이며, 강위성 다수성(130f)이 「YES」이고, 경과 적산 시간(130h)이 「YES」인 경우(Cond1)에는, 코드 페이즈 임계값(β3)을 최소값인 예를 들면, 19미터(m)로 설정한다.

Cond1에 있어서는, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 충분히 많고, 또, 신 호 강도(XPR)도 양호하므로, 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 설정함으로써, 측위 정밀도를 향상시키는 것이다.

또, Cond7은, Cond1과 비교해서 추적 중 위성수가 적다. 이 경우, 단말(3020)은, 코드 페이즈 임계값(β3)을 Cond1보다 큰 예를 들면, 52미터(m)로 설정한다. 이로 인해, Cond1에 비해 측위 정밀도는 열화하지만, 측위에 사용할 수 있는 GPS 위성의 수를 가능한 한 많이 확보할 수 있다.

이와 같이, 단말(3020)은, 같은 수신 상태이면, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 많을수록 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 설정하고, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 적을수록 코드 페이즈 임계값(β3)을 크게 설정하도록 되어 있다.

또, 예를 들면, Cond3에 있어서는, 경과 적산 시간(130h)이 「NO」이기 때문에, Cond1에 비해 코드 페이즈(CPC1)의 정밀도가 나쁘다. 이 때문에, 단말(3020)은, 코드 페이즈 임계값(β3)을 Cond1보다 약간 큰 예를 들면, 25미터(m)로 설정함으로써, 측위 정밀도의 열화를 최소한도로 하면서, 측위 가능한 수의 코드 페이즈(CPC1)를 확보할 수 있다.

또, 예를 들면, Cond11에 있어서는, 추적 중 위성수가, 측위를 하기 위한 최소수인 3개인 경우가 있고, 또한, 약위성 다수성(130g)이 「YES」이기 때문에, 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 설정하면, GPS 위성(12a) 등의 수가 측위 가능한 수에 이르지 않는 경우가 있다. 이 때문에, 단말(3020)은, Cond1이나 Cond4 등보다 큰 예를 들면, 80미터(m)로 설정함으로써, 측위 정밀도의 열화를 허용 한도로 확보 하면서, 측위 가능한 수의 코드 페이즈(CPC1)를 확보하도록 되어 있다.

또한, 제3 실시의 형태에 있어서, 코드 페이즈(β)의 최대값은 80미터(m)로 설정하고 있다. 이 80미터(m)라고 하는 길이는, 단말(3020)이, 고속 이동부인 예를 들면, 신간선에 탑재되어 이동하면서, 1초(s) 간격으로 측위하고 있는 경우에 있어서, 전회 측위 시와 현재 시각의 사이에, 코드 페이즈가 변화하는 거리 이하의 길이로서 규정되어 있다.

또, 예를 들면, Cond23에 있어서는, 이동 모드이기 때문에, 단말(3020)이 이동하기 위해서 단말(3020)에 도달하는 전파(S1) 등의 도달 주파수가 계속적으로 변동한다. 또한, 그 도달 주파수의 변동을 산출하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 단말(3020)은, 코드 페이즈 임계값(β3)을 Cond1이나 Cond4 등보다 큰 예를 들면, 80미터(m)로 설정함으로써, 측위 정밀도를 허용 한도까지 열화시켜도, 측위 가능한 수의 코드 페이즈(CPC1)를 확보하도록 되어 있다.

단말(3020)은, 상술한 바와 같이 구성되어 있다.

단말(3020)은, 현재의 코드 페이즈(CPC1)와 예측 코드 페이즈(CPCe)의 코드 페이즈차가 미리 규정한 임계값(β3) 이하인지의 여부를 판단할 수 있다. 이 때문에, 단말(3020)은, 코드 페이즈(CPC1)의 정밀도를 검증할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 임계값(β3) 이하의 코드 페이즈차에 대응하는 코드 페이즈(CPC1)를 사용하여, 현재 위치를 측위할 수 있다.

이로 인해, 단말(3020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 주파수 임계값(α3) 이내의 범위 외의 주파수(fC1)에 대응하는 코드 페이즈(CPC1)를 측위로부터 배제할 수 있다.

이것은, 단말(3020)이, C/A코드의 코드 페이즈(CPC1)의 정밀도를 검증할 뿐만 아니라, 코드 페이즈(CPC1)를 산출했을 때의 수신 주파수(fC1)의 정밀도도 검증할 수 있는 것을 의미한다.

이로 인해, 단말(3020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 코드 페이즈의 정밀도를 검증한 후, 한층 더 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 예를 들면, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 많을수록, 코드 페이즈 임계값(β3)를 작게 하고, 상대적으로 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)만을 측위에 사용할 수 있다.

이로 인해, 단말(3020)은, 전파 강도가 미약한 약전계 하에서, 상대적으로 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)를 사용하여 측위할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 예를 들면, 수신하고 있는 C/A코드의 신호 강도(XPR)가 큰 GPS 위성(12a) 등의 수가 많을수록, 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)만을 측위에 사용할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 예를 들면, 드리프트가 예를 들면, 플러스마이너스(±) 50헤르츠(Hz) 이내인 경우에, 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)만을 측위에 사용할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 예를 들면, 경과 적산 시간이 길수록, 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 하여, 상대적으로 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)만을 측위에 사용할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 많을수록 코드 페이즈 임계값(β3)을 작게 설정하기 때문에, 정밀도가 높은 코드 페이즈(CPC1)를 사용하여 측위할 수 있다.

또, 단말(3020)은, 추적 중인 GPS 위성(12a) 등의 수가 적을수록 코드 페이즈 임계값(β3)을 크게 설정하기 때문에, 측위 위치를 산출할 수 있을 가능성을 높게 할 수 있다.

이상이 제3 실시의 형태에 관한 단말(3020)의 구성이지만, 이하, 그 동작예를 주로 도 48을 사용해 설명한다.

도 48은 단말(3020)의 동작예를 나타내는 개략 플로차트이다.

우선, 단말(3020)은, 전파(S1) 등을 수신하고, 메저먼트를 산출한다(도 47의 단계 S301). 이 단계 S301은, 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(3020)은, 메저먼트를 보존한다(단계 S302).

계속해서, 단말(3020)은, 현재 주파수(fC1)와 전회 주파수(fC0)의 주파수 차 분의 절대값이, 주파수 임계값(α3) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S303).

단말(3020)은, 단계 S303에 있어서, 주파수 임계값(α3) 이하는 아니라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPC1)를 측위에 사용하지 않는다(단계 S310). 즉, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)로는 하지 않는다.

이에 대해서, 단계(S303)에 있어서, 주파수 임계값(α3) 이하이라고 판단한 주파수 차분에 대응하는 코드 페이즈(CPC1)에 대해서는, 대응하는 예측 코드 페이즈(CPCe)를 산출한다(단계 S304). 이 단계 S304는, 예측 위상 산출 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(3020)은, 코드 페이즈 임계값(β3)을 유지 또는 변경한다(단계 S305). 이 단계 S305는, 위상차 허용 범위 결정 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(3020)은, 코드 페이즈(CPC1)와 예측 코드 페이즈(CPCe)의 코드 페이즈차의 절대값이 임계값(β3) 이하인지의 여부를 판단한다(단계 S306). 이 단계 S306은, 위상 평가 단계의 일례이다. 단말(3020)은, 코드 페이즈차의 절대값이 임계값(β3) 이하라고 판단한 코드 페이즈(CPC1)를 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)로 한다.

계속해서, 단말(3020)은, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)가 3개 이상 있는지의 여부를 판단한다(단계 S307).

단계 S307에 있어서, 단말(3020)이, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)가 3개 미만이라고 판단한 경우에는, 측위가 불가능하기 때문에, 측위하는 일없이 종료한다.

이에 대해서, 단계 S307에 있어서, 단말(3020)이, 측위 사용 코드 페이 즈(CPC1f)가 3개 이상이라고 판단한 경우에는, 측위 사용 코드 페이즈(CPC1f)를 사용하여 측위한다(단계 S308). 이 단계 S308은, 측위 단계의 일례이다.

계속해서, 단말(3020)은, 측위 위치(QC1)(도 43 참조)를 출력한다(단계 S309).

이상의 단계에 의해서, 단말(3020)은, 신호 강도가 미약한 약전계 하에서, 측위 기초 부호의 위상의 정밀도를 검증한 후, 정밀도 좋게 측위할 수 있다.

본 발명은, 상술한 각 실시의 형태에 한정되지 않는다.

Claims

소정의 레플리카(replica) 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출부와,

전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출부와,

상기 위상 산출부에 의해 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가부와,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위부를 갖는, 측위 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 위상 산출부는, 복수의 주파수 계열을 사용하여 상기 위상을 산출하고,

상기 위상차 평가부는, 상기 복수의 주파수 계열 중, 상기 측위 기초 부호의 신호 강도가 가장 큰 주파수 계열을 사용하여 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 상기 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는, 측위 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 위상 산출부는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하고,

상기 측위부는,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택부와,

상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가부와,

상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가부를 가지며,

상기 선택 위상 제1 평가부에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가부에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는, 측위 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 예측 위상 산출부는, 전회 측위 시의 상기 위상이며, 또한, 상기 상관 처리의 완료 시에서의 상기 위상을 사용하여, 상기 예측 위상을 산출하는, 측위 장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측위 기초 부호를 실은 전파를 수신했을 때의 수신 주파수를 특정하는 수신 주파수 특정부와,

전회 측위 시의 상기 수신 주파수와 현재의 상기 수신 주파수의 주파수차가 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 주파수차 평가부와,

상기 주파수차 허용 범위 외의 상기 주파수차에 대응하는 상기 측위 기초 부호의 위상을 측위로부터 배제하는 위상 배제부를 갖는, 측위 장치.
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측위 기초 부호를 실은 전파를 수신했을 때의 수신 주파수를 특정하는 수신 주파수 특정부와,

전회 측위 시의 상기 수신 주파수와 현재의 상기 수신 주파수의 주파수차가 미리 규정한 주파수차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 주파수차 평가부와,

상기 주파수차 허용 범위 외의 상기 주파수차에 대응하는 상기 측위 기초 부호의 위상을 측위로부터 배제하는 위상 배제부를 가지며,

상기 각 주파수 계열은, 서로 미리 규정한 주파수 간격만큼 괴리되어 있고,

상기 주파수차 허용 범위는, 상기 주파수 간격 미만의 임계값에 의해서 규정되는, 측위 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정부를 가지며,

상기 위상차 평가부는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는, 측위 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 수신 상태는, 상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수를 포함하는, 측위 장치.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,

상기 수신 상태는, 상기 측위 장치가 수신하고 있는 상기 측위 기초 부호의 신호 강도를 포함하는, 측위 장치.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수신 상태는, 상기 측위 장치의 기준 클록의 드리프트가, 미리 규정한 드리프트 허용 범위 내인지의 여부를 나타내는 정보를 포함하는, 측위 장치.
청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수신 상태는, 상기 상관 처리를 개시하고 나서의 경과 시간을 나타내는 정보를 포함하는, 측위 장치.
청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위상차 허용 범위 결정부는, 상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수가 많을수록 상기 위상차 허용 범위를 좁게 설정하고,

상기 측위 장치가 상기 측위 기초 부호를 수신하고 있는 상기 발신원의 수가 적을수록 상기 위상차 허용 범위를 넓게 설정하는, 측위 장치.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 발신원은, SPS(Satellite Positioning System) 위성인, 측위 장치.
소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와,

전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와,

상기 위상 산출 단계에서 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 갖는, 측위 제어 방법.
청구항 14에 있어서,

상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며,

상기 측위 단계는,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와,

상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와,

상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며,

상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인, 측위 제어 방법.
청구항 14에 있어서,

상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 가지며,

상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인, 측위 제어 방법.
컴퓨터에,

소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와,

전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와,

상기 위상 산출 단계에서 산출된 현재의 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 실행시키기 위한, 측위 제어 프로그램.
청구항 17에 있어서,

상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며,

상기 측위 단계는,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와,

상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와,

상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며,

상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인, 측위 제어 프로그램.
청구항 17에 있어서,

상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 상기 컴퓨터에 실행시키고,

상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인, 측위 제어 프로그램.
컴퓨터에,

소정의 레플리카 측위 기초 부호와 소정의 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상관 처리를 행하여 상기 측위 기초 부호의 현재의 위상을 산출하는 위상 산출 단계와,

전회 측위 시에 사용된 상기 위상과, 상기 측위 기초 부호를 실은 전파의 주파수의 도플러 편이와, 전회 측위 시로부터의 경과 시간에 의거하여, 현재의 상기 위상을 예측한 경우의 예측 위상을 산출하는 예측 위상 산출 단계와,

상기 위상 산출 단계에서 산출된 상기 위상과 상기 예측 위상의 위상차가 소정의 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 위상차 평가 단계와,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 측위 단계를 실행시키기 위한 측위 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
청구항 20에 있어서,

상기 위상 산출 단계는, 각 발신원마다 적어도 1개의 주파수 계열에서 소정의 레플리카 측위 기초 부호와 상기 발신원으로부터의 측위 기초 부호의 상기 상관 처리를 행하여 측위 기초 부호의 위상을 산출하는 단계이며,

상기 측위 단계는,

상기 위상차 허용 범위 내의 상기 위상차에 대응하는 상기 위상 중, 각 상기 발신원마다 상기 위상차가 최소인 상기 위상을 선택하여 선택 위상으로 하는 위상 선택 단계와,

상기 선택 위상의 신호 강도가 최대인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제1 평가 단계와,

상기 선택 위상이 속하는 상기 주파수 계열에서의 상기 위상이, 연속해서 상기 위상차 허용 범위 내였던 회수가 미리 규정한 규정 회수 범위 내인지의 여부를 판단하는 선택 위상 제2 평가 단계를 가지며,

상기 선택 위상 제1 평가 단계에 의한 판단 결과 및/또는 상기 선택 위상 제2 평가 단계에 의한 판단 결과가 긍정적인 경우에, 상기 선택 위상을 사용하여, 현재 위치를 측위하는 단계인,

상기 측위 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
청구항 20에 있어서,

상기 측위 기초 부호의 수신 상태에 의거하여, 상기 위상차 허용 범위를 결정하는 위상차 허용 범위 결정 단계를 상기 컴퓨터에 실행시키고,

상기 위상차 평가 단계는, 상기 결정된 위상차 허용 범위 내인지의 여부를 판단하는 단계인 상기 측위 제어 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.