TWI559022B - The maintenance method of the location information transmitter and the location information transmitter for the location information transmitter - Google Patents

Description

位置資訊發送機之維護方法及用於其之位置資訊發送機

本發明係關於位置資訊發送機之維護方法。

利用自GPS(Global Positioning System：全球定位系統)衛星等人工衛星發送來之無線信號(以下，稱為「衛星測位系統」)進行測位之系統若於GPS接收機等通信終端進入室內或地下街道等無法接收衛星測位信號之區域時，將導致測位精度降低，或無法測位。

作為其解決對策，例如，於日本特開2012-177629號公報(專利文獻1)中，揭示一種於室內或地下街道等無法接收衛星測位信號之區域內，設置位置資訊發送機(室內發送機)，且行動電話等通信終端自所接收之位置資訊信號取得自身現在位置之技術，該位置資訊發送機(室內發送機)係將顯示位置之資訊即位置資訊，以GPS使用之頻率(例如，中心頻率1.57542GHZ)，調變方法(具體而言，BPSK(Binary Phase-Shift Keying：二元相移鍵控))、多元連接方法(具體而言，直接頻譜擴散方法之CDMA(Code Division Multiple Access：分碼多工存取))等具有互換性之信號(以下，稱為「位置資訊信號」)進行發送。

又，於準天頂衛星系統(Quasi-Zenith Satellite System)用戶界面規格書(IS-QZSS)1.5版附錄地上補充信號(IMES)(非專利文獻1)中，記載有發送其位置資訊之位置資訊發送機之信號規格，且要求信號之頻率精度為±0.2ppm以內之非常高之精度。

此處，由於將滿足頻率精度之時脈(clock)，例如OCXO(恆溫槽 型水晶振盪器)搭載於位置資訊發送機時成本極大，故大多搭載低價格且要求高精度頻率穩定度之電壓控制性溫度補償水晶振盪器(voltage controlled temperature compensated crystal oscillator；VCTCXO)。然而，即使具有所要求之頻率精度之VCTCXO，由於亦因經年劣化產生頻率變動，故為了長時間、穩定地使用位置資訊發送機，需要修正發送機之時脈因經年劣化引起之頻率偏差。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻：日本特開2012-177629號公報

[非專利文獻]

非專利文獻：準天頂衛星系統用戶界面規格書(IS-QZSS)1.5版附錄地上補充信號(IMES)Quasi-Zenith Satellite System Navigation Service.Interface Specification for QZSS(IS-QZSS)V1.5 A NNEX Indoor Messaging System(IMES)

為了不使移動終端之服務停止，作為基礎結構設置之位置資訊發送機必須經常以穩定之頻率連續發送信號。因此，由於長時間連續運轉之位置發送機有產生因經年劣化所致之故障或頻率偏差之狀況，故需要進行每年數次之檢查調查之維護作業。然而，進行維護作業時需要能檢測因經年劣化引起之頻率誤差之高精度檢測裝置，因此裝置費用或作業員成本之負擔較大。

為解決上述問題，而採用例如申請之範圍所記載之構成。本申請係雖包含複數個解決上述問題之手段，若例舉其一例，則係自複數 個移動接收終端收集於移動接收終端接收來自位置資訊發送機之信號時之接收頻率與該移動體終端之基準頻率之差即多普勒頻率，並使用複數個多普勒頻率，算出位置資訊發送機之頻率修正值，且基於該頻率修正值調整位置資訊發送機之中心頻率。

由於可經由網路取得位置資訊發送機因經年劣化引起之頻率偏差，故可無需檢查位置資訊發送機之作業。

15‧‧‧接收資訊

16‧‧‧解析處理部

17‧‧‧頻率修正值

18‧‧‧異常檢測資訊

30‧‧‧位置資訊

31‧‧‧PRN

32‧‧‧基準頻率

33‧‧‧發送輸出

40‧‧‧機種名

41‧‧‧接收時刻

42‧‧‧位置資訊

43‧‧‧PRN

44‧‧‧頻率

45‧‧‧接收強度

50‧‧‧位置資訊

51‧‧‧PRN

52‧‧‧頻率修正值

53‧‧‧發送輸出修正值

54‧‧‧位置資訊修正值

200‧‧‧位置資訊發送機

210‧‧‧CPU

211‧‧‧記憶部

212‧‧‧發送資訊表

213‧‧‧修正值表

214‧‧‧VCTCXO

215‧‧‧無線發送部

216‧‧‧通信部

220‧‧‧移動體終端

230‧‧‧無線接收部

231‧‧‧CPU

232‧‧‧時脈

233‧‧‧記憶部

234‧‧‧接收資訊表

235‧‧‧無線通信部

240‧‧‧網路部

250‧‧‧資料解析部

260‧‧‧記憶部

261‧‧‧解析部、解析處理

262‧‧‧修正值表

263‧‧‧檢測表

601‧‧‧發送時脈誤差

602‧‧‧多普勒頻率1、多普勒頻率2、多普勒頻率N

603‧‧‧接收時脈誤差

圖1係說明實施例1之位置資訊發送機之維護方法之系統構成之概念圖。

圖2係說明實施例1之位置資訊發送機之維護方法之詳細構成圖。

圖3係實施例1之位置資訊發送機之發送資訊表之資料構成例。

圖4係實施例1之移動體終端之接收資訊表之資料構成例。

圖5係實施例1之資料解析部之修正值表之資料構成例。

圖6係實施例1之計算頻率修正值之方法之說明圖。

圖7係實施例2之檢測位置資訊發送機異常之方法之說明圖。

圖8係實施例3之檢測位置資訊發送機之位置資訊設定異常之方法之說明圖。

以下，對實施例使用圖式進行說明。

[實施例1]

圖1係說明本實施例之位置資訊發送機之維護方法之系統構成之概念圖。於圖1中，位置資訊發送機200係發送自身位置資訊之發送機，其設置於室內，且具有以特定之頻率連續地發送位置資訊之功能。移動體終端220係為掌握自身之位置而接收來自位置資訊發送機 200之信號，確定自身之位置。於此種系統之中，需要準確發送來自位置資訊發送機之信號，且需要檢測位置資訊發送機異常之機構。作為其異常檢測之機構，係設置資料解析部250。資料解析部250係於解析處理部16中，自複數個移動體終端獲得之接收資訊15，檢測位置資訊發送機因經年劣化引起之頻率變化或故障等異常，且生成頻率修正值17及異常檢測資訊18，進行有異常之位置資訊發送機之維護。

圖2係說明位置資訊發送機之維護方式之詳細構成圖。於圖2中，位置資訊發送機200係設置於無法接收衛星測位信號之室內等，且以根據必要之測位精度之間隔設置多數之位置資訊發送機200。

VCTCXO 214係具有以類比電壓控制振動頻率之能力之TCXO(temperature compensated crystal oscillator：溫度補償水晶振盪器)，係作為對於CPU210，使時脈信號激盪之時脈振盪器發揮作用，且輸入用以控制來自CPU 210之振動頻率之類比電壓。CPU 210與記憶部211係以串列界面或匯流排等連接，CPU 210讀入記憶於記憶部211之發送資訊表212、修正值表213而生成應發送之位置資訊訊息，且自無線發送部215發送與衛星測位信號具有互換性之位置資訊信號。

自位置資訊發送機發送之位置資訊信號係藉由PRN(Pseudo Random Noise：偽隨機雜訊)序號之符號圖案進行頻譜擴散，並調變為特定頻率頻帶之載波而發送。

移動體終端220係行動電話等之由人所攜帶之終端，係以無線接收部230接收來自位置資訊發送機200之信號，且以CPU 231解碼訊息且以記憶部233記憶接收資訊表234。又，CPU 231係將接收來自位置資訊發送機200之信號時之中心頻率(接收頻率)與移動體終端之基準頻率之差作為多普勒頻率而設定於接收資訊表234。

網路部240係經由無線通信部235與複數個移動體終端220連接， 且連接資料解析部250者。

資料解析部250係自複數個移動體終端接收接收資訊表234，且保存於記憶部260後，以解析處理261算出頻率修正值及異常檢測資訊。算出之頻率修正值及異常檢測資訊分別被儲存於修正值表262及異常檢測表263。修正值表262係發送至位置資訊發送機200，經由通信部216更新位置資訊發送機200之修正值表213。即，位置資訊發送機具有以軟體調整中心頻率之功能，且可經由網路輸入頻率之修正值而調整中心頻率。

圖3係位置資訊發送機200之發送資訊表212之資料構成例。如圖3所示，於發送資訊表212中，註冊有位置資訊30、PRN31、基準頻率32、發送輸出33。於位置資訊30中設定構成位置資訊發送機200發送之位置資料之緯度、經度、樓層之值。於PRN31中設定分配於無線發送部215之PRN序號。例如，可利用記載於非專利文獻1之IMES(Indoor Messaging System：室內通信系統)中173~182之10個序號(通道)。於基準頻率32中設定成為位置資訊發送機200發送之信號基準之頻率。可利用記載於非專利文獻1之IMES(Indoor Messaging System：室內通信系統)中1575.4282[MHZ]或1575.4118。於發送輸出33中設定位置資訊發送機200發送之信號之輸出位準。

圖4係移動體終端220之接收資訊表234之資料之構成例。如圖4所示，於接收資訊表234中、註冊有機種名40、接收時刻41、位置資訊42、PRN43、多普勒頻率44、接收強度45。於機種名40中，設定顯示移動體終端之類別之ID。於接收時刻41中，設定有接收來自位置資訊發送機200之信號之時刻。於位置資訊42中，設定有接收來自位置資訊發送機200之信號時之位置資料。於PRN43中，設定有分配於來自位置資訊發送機200之信號之PRN序號。於多普勒頻率44中，設定有與衛星測位信號之基準頻率即1575.42[MHZ]之頻率偏差。於接收 強度45中，設定有接收來自位置資訊發送機200之信號時之信號強度。

圖5係資料解析部250之修正值表262之資料構成例。如圖5所示，於修正值表262中，註冊有位置資訊50、PRN51、頻率修正值52、發送輸出修正值53、位置資訊修正值54。於位置資訊50中，設定有由移動體終端220接收時之位置資料。於PRN51中，設定有由移動體終端220接收時之PRN序號。於頻率修正值52中，設定有以解析處理261計算之移動體終端220之頻率之修正值。發送輸出修正值53及位置資訊修正值54亦同樣地設定有由解析處理261計算之移動體終端220之頻率之修正值。藉由使位置資訊50與PRN51產生關聯，而特定出欲實施修正之位置資訊發送機200。

圖6係於解析處理261中，計算頻率修正值52之方法之說明圖。即，為求出位置資訊發送機200之發送時脈誤差601，利用自多數之移動體終端220獲得之多數之多普勒頻率602，亦即接受來自位置資訊發送機之信號時之中心頻率(接受頻率)與移動體終端之基準頻率之差，算出頻率修正值52。例如，如圖6所示，自多數之移動體終端220獲得之多數之多普勒頻率1、2......N之平均值推斷位置資訊發送機之實際發送頻率，藉由自位置資訊發送機200之設定頻率減去其可求得頻率修正值52。參照下述式(1)。

頻率修正值=位置資訊發送機之設定頻率-平均(多普勒頻率1，多普勒頻率2，...多普勒頻率N)......(1)

另，作為實際之發送頻率之推斷方法，亦可如假定多數之多普勒頻率1、2......N之分佈為正規分佈而選擇最合適之值，以統計處理推斷。

如以上，根據本實施例，自複數個移動接收終端收集於移動接收終端接收來自位置資訊發送機之信號時之接收頻率與該移動體終端 之基準頻率之差即多普勒頻率，並使用複數個多普勒頻率算出位置資訊發送機之頻率修正值，且基於該頻率修正值調整上述位置資訊發送機之中心頻率。又，收集複數個移動接收終端接收來自位置資訊發送機之信號之取得時刻及位置資訊，且使用該複數個取得時刻與複數個位置資訊及上述複數個多普勒頻率，調整位置資訊發送機之中心頻率。亦即，可使用自複數個移動接收終端收集之位置資訊與時刻及多普勒頻率，以統計處理推斷搭載於位置資訊發送機之時脈之經年劣化誤差，而獲得頻率修正值，經由網路修正位置資訊發送機之頻率。

因此，由於可經由網路取得位置資訊發送機因經年劣化引起之頻率偏差，故無需對位置資訊發送機進行檢查之作業。又，藉由網路監視來自發送機之位置資訊及時刻、多普勒頻率，可削減機器故障或維護之次數。

又，作為位置資訊發送機，係具有可變控制之時脈振盪器，及藉由該時脈振盪器以特定頻率發送包含位置資訊之無線信號之無線發送部，並自複數個移動接收終端收集於移動接收終端接收前述無線信號時之接收頻率與該移動體終端之基準頻率之差即多普勒頻率，並接收使用複數個多普勒頻率算出之該位置資訊發送機之頻率修正值，且基於該頻率修正值控制上述時脈振盪器之頻率而調整上述位置資訊發送機之中心頻率。又，接收複數個移動接收終端接收上述無線信號之取得時刻及位置資訊，且基於該複數個取得時刻與複數個位置資訊及上述頻率修正值，可控制上述時脈振盪器之頻率並調整該位置資訊發送機之中心頻率。

[實施例2]

本實施例係針對隨著時間經過判定位置資訊發送機異常之例進行說明。

圖7係於解析處理261中，檢測位置資訊發送機200異常之方法之 說明圖。於多數移動體終端220將來自連續地配置之位置資訊發送機200之信號按配置順序連續接收來自位置資訊發送機200之信號之部位中，檢測隨著時間經過無法連續接收來自某特定之位置資訊發送機200之信號之狀況，檢測位置資訊發送機200之異常。即，於圖7中，於移動體終端3......N自某時點起未接收來自位置資訊發送機200之信號之情形時，判定位置資訊發送機200隨著時間經過發生異常。

如以上般，根據本實施例，可基於複數個取得時刻及複數個位置資訊之關係，檢測位置資訊發送機之異常。即，藉由以網路監視來自發送機之位置資訊及時刻，可削減機器之故障或維護之次數。

[實施例3]

本實施例係針對檢測位置資訊發送機之位置資訊設定異常之例進行說明。

圖8係於解析處理261中，檢測位置資訊發送機200之位置資訊設定異常之方法之說明圖。於多數移動體終端220將來自連續地配置之位置資訊發生機200之信號按配置順序連續接收來自位置資訊發送機200之信號之部位中，檢測來自某特定位置資訊發送機200發送之位置資訊發送不同坐標之狀況，檢測位置資訊發送機200之位置資訊設定異常。即，於圖8中，於來自位置資訊發送機200之信號由移動體終端1......N，於特定之接收時間接受不同之位置資訊之情形時，檢測為位置資訊發送機之位置資訊設定異常。

如以上般，根據本實施例，可基於與對於複數個取得時刻所取得之複數個位置資訊之關係，調整自位置資訊發送機所發送之位置資訊之設定值。即，藉由以網路監視來自發送機之位置資訊及時刻，可削減機器故障或維護之次數。

本發明係並非限定於上述實施例者，可包含各種變化例。例如，上述實施例係為容易理解說明本發明而詳細說明者，並非限定於 必須具備說明之全部之構成者。又，可將某實施例之構成之一部分替換為其他實施例之構成，又，可於某實施例之構成中追加其他實施例之構成。又，可對各實施例之構成之一部分，追加、削除、替換其他之構成。

15‧‧‧接收資訊

16‧‧‧解析處理部

17‧‧‧頻率修正值

18‧‧‧異常檢測資訊

200‧‧‧位置資訊發送機

220‧‧‧移動體終端

250‧‧‧資料解析部

Claims (7)

1. 一種位置資訊發送機之維護方法，其特徵在於：自複數個移動接收終端收集於移動接收終端接收來自該位置資訊發送機之信號時之接收頻率與該移動體終端之基準頻率之差即多普勒頻率，並使用複數個多普勒頻率，算出上述位置資訊發送機之頻率修正值，且基於該頻率修正值調整上述位置資訊發送機之中心頻率。
2. 如請求項1之位置資訊發送機之維護方法，其中進一步收集上述複數個位置終端接收來自上述位置資訊發送機之信號時之取得時刻及位置資訊，且使用該複數個取得時刻與複數個位置資訊及上述複數個多普勒頻率，調整上述位置資訊發送機之中心頻率。
3. 如請求項2之位置資訊發送機之維護方法，其中基於上述複數個取得時刻及複數個位置資訊之關係，檢測位置資訊發送機之異常。
4. 如請求項2之位置資訊發送機之維護方法，其中基於與對於上述複數個取得時刻所取得之複數個位置資訊之關係，調整自位置資訊發送機所發送之位置資訊之設定值。
5. 一種位置資訊發送機，其係發送位置資訊之位置資訊發送機，其特徵在於包含：可變控制之時脈振盪器；及無線發送部，其係藉由該時脈振盪器以特定之頻率發送包含位置資訊之無線信號；且係自複數個移動接收終端收集於移動接收終端接收接收上述無線信號時之接收頻率與該移動體終端之基準頻率之差即多普 勒頻率，並接收使用複數個多普勒頻率算出之該位置資訊發送機之頻率修正值，且基於該頻率修正值控制上述時脈振盪器之頻率並調整上述位置資訊發送機之中心頻率。
6. 如請求項5之位置資訊發送機，其進一步接收上述複數個移動接收終端接收上述無線信號之取得時刻及位置資訊，且基於該複數個取得時刻與複數個位置資訊及上述頻率修正值而控制上述時脈振盪器之頻率而調整該位置資訊發送機之中心頻率。
7. 如請求項6之位置資訊發送機，其中基於與對於上述複數個取得時刻所取得之複數個位置資訊之關係，調整自該位置資訊發送機所發送之位置資訊之設定值。