(57)【要約】【課題】測位装置に提供するエフェメリスのデータ量を削減すること。【解決手段】測位システム１において、サーバシステム３は、所定の地球周回軌道に沿って周回する複数のＧＰＳ衛星ＳＶについて、外部システム２から取得した衛星予測暦に記憶されている当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置を用いて、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測軌道を算出する。そして、複数のＧＰＳ衛星ＳＶについて、同一軌道を周回する衛星の平均的な軌道である参照軌道のパラメータ値と、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測軌道のパラメータ値との差分値を算出し、予測軌道のパラメータ値の代わりに差分値を記憶させることで、圧縮長期予測エフェメリスを生成する。そして、携帯型電話機４からの要求に応じて、生成した圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。【選択図】図１
2010060383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の地球周回軌道に沿って周回する複数の測位用衛星について、当該測位用衛星の位置を予測した予測位置を用いて当該測位用衛星の予測軌道データを算出することと、
前記複数の測位用衛星について、前記所定の地球周回軌道の基準となる基準軌道データと当該測位用衛星の前記予測軌道データとの差分を算出することと、
前記差分を記憶させることと、
を含むデータ圧縮方法。
【請求項２】
前記所定の地球周回軌道には、地球に対する傾斜角が異なる複数の周回軌道が含まれ、前記周回軌道に沿って複数の前記測位用衛星が周回しており、
前記複数の周回軌道のうちの何れか１つの基本軌道と前記傾斜角とに基づいて前記複数の周回軌道の前記基準軌道データを算出すること、
を含む請求項１に記載のデータ圧縮方法。
【請求項３】
前記複数の測位用衛星の前記予測位置に基づいて、前記複数の測位用衛星の参照軌道データを算出すること、
を含み、
前記差分を算出することは、前記参照軌道データを前記基準軌道データとして前記差分を算出することである、
請求項１又は２に記載のデータ圧縮方法。
【請求項４】
前記予測軌道データを算出することは、前記予測軌道データを所定の単位期間毎に算出することであり、
前記差分を算出することは、前記差分を前記所定の単位期間毎に算出することであり、
前記差分を記憶させることは、前記所定の単位期間毎に前記複数の測位用衛星の前記予測軌道データを纏めた長期衛星軌道暦データの代わりに、前記所定の単位期間毎に前記複数の測位用衛星の前記差分を纏めた代替データを記憶させることである、
請求項１〜３の何れか一項に記載のデータ圧縮方法。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ圧縮方法によって算出された前記代替データを、前記長期衛星軌道暦データに代えて提供するデータ提供方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか一項に記載の圧縮方法によって算出された前記測位用衛星の前記差分と前記基準軌道データとに基づいて、前記測位用衛星の前記予測軌道データを復元するデータ復元方法。
【請求項７】
所定の地球周回軌道に沿って周回する複数の測位用衛星について、当該測位用衛星の位置を予測した予測位置から当該測位用衛星の予測軌道データを算出する予測軌道データ算出部と、
前記複数の測位用衛星について、前記所定の地球周回軌道の基準となる基準軌道データと当該測位用衛星の前記予測軌道データとの差分を算出する差分算出部と、
前記差分を記憶する差分記憶部と、
を備えたデータ圧縮装置。
【請求項８】
請求項１〜４の何れか一項に記載のデータ圧縮方法によって算出された前記測位用衛星の前記差分と前記基準軌道データとに基づいて、前記測位用衛星の前記予測軌道データを復元して、測位に利用する測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ圧縮方法、データ提供方法、データ復元方法、データ圧縮装置及び測位装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで測位する。
【０００３】
ＧＰＳによる測位では、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号に重畳されているアルマナックやエフェメリスといった航法データに基づいて、ＧＰＳ衛星の位置、速度、移動方向等の衛星情報を算出し、当該衛星情報及び時刻情報を用いて測位演算を行う。特にエフェメリスは、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるため、例えばエフェメリスを保持していない状態で測位を開始した場合には、初回測位時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。また、初回測位でない場合であっても、ある衛星を初めて捕捉する際には、その衛星のエフェメリスを保持しているか否かで捕捉時間が大きく変わる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、サーバクライアントシステムであって、１週間といった長期間分のエフェメリスをサーバが予測し、この予測したエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス」（長期衛星軌道暦）と称す。）をクライアントである測位装置に提供する技術が開示されている。
【特許文献１】国際公開２００６／０３１６５２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、長期予測エフェメリスは、全てのＧＰＳ衛星それぞれの長期間（例えば１週間）の予測衛星軌道のデータであるため、１衛星分のエフェメリスに比べてデータ量が膨大である。長期予測エフェメリスは、測位装置がサーバシステムからダウンロードして利用される形態が想定されるため、でき得る限り、長期予測エフェメリスのデータ量を少なくして、通信時間や通信量といった通信コストを減らしたいという要望がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、測位装置に提供するエフェメリスのデータ量を削減するための新たな手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、所定の地球周回軌道に沿って周回する複数の測位用衛星について、当該測位用衛星の位置を予測した予測位置を用いて当該測位用衛星の予測軌道データを算出することと、前記複数の測位用衛星について、前記所定の地球周回軌道の基準となる基準軌道データと当該測位用衛星の前記予測軌道データとの差分を算出することと、前記差分を記憶させることと、を含むデータ圧縮方法である。
【０００８】
また、他の発明として、所定の地球周回軌道に沿って周回する複数の測位用衛星について、当該測位用衛星の位置を予測した予測位置から当該測位用衛星の予測軌道データを算出する予測軌道データ算出部と、前記複数の測位用衛星について、前記所定の地球周回軌道の基準となる基準軌道データと当該測位用衛星の前記予測軌道データとの差分を算出する差分算出部と、前記差分を記憶する差分記憶部と、を備えたデータ圧縮装置を構成してもよい。
【０００９】
この第１の発明等によれば、所定の地球周回軌道に沿って周回する複数の測位用衛星について、当該測位用衛星の予測位置から当該測位用衛星の予測軌道データを算出する。そして、複数の測位用衛星について、所定の地球周回軌道の基準となる基準軌道データと当該測位用衛星の予測軌道データとの差分を算出し、算出した差分を記憶させる。
【００１０】
測位用衛星は、所定の地球周回軌道を周回しているが、摂動によって、寸分の狂いも無く全く同一の軌道を周回しているわけではない。あくまで、測位用衛星は、できる限り所定の地球周回軌道を周回するように制御されるのであって、実際の周回軌道は周回の都度多少ずれたものとなる。ここで、所定の地球周回軌道の基準とする基準軌道データと、測位用衛星が実際に周回するであろう予測軌道データとの差分は、予測軌道データそのものと比較してデータ量が格段に小さい。ゆえに、基準軌道データと予測軌道データとの差分を記憶させることで、通信時間や通信量といった通信コストを減らしたり、データ記憶に必要なメモリ量を低減化させることができる。
【００１１】
また、第２の発明として、第１の発明のデータ圧縮方法であって、前記所定の地球周回軌道には、地球に対する傾斜角が異なる複数の周回軌道が含まれ、前記周回軌道に沿って複数の前記測位用衛星が周回しており、前記複数の周回軌道のうちの何れか１つの基本軌道と前記傾斜角とに基づいて前記複数の周回軌道の前記基準軌道データを算出すること、を含むデータ圧縮方法を構成してもよい。
【００１２】
この第２の発明によれば、複数の周回軌道のうちの何れか１つの基本軌道と、複数の周回軌道の地球に対する傾斜角とに基づいて、複数の周回軌道の基準軌道データを算出する。１つの周回軌道を基本軌道として他の周回軌道を算出することで、基準軌道データそのものを簡易に求めることができるとともに、それぞれの周回軌道のデータを保存せずに済む。
【００１３】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明のデータ圧縮方法であって、前記複数の測位用衛星の前記予測位置に基づいて、前記複数の測位用衛星の参照軌道データを算出すること、を含み、前記差分を算出することは、前記参照軌道データを前記基準軌道データとして前記差分を算出することであるデータ圧縮方法を構成してもよい。
【００１４】
この第３の発明によれば、複数の測位用衛星の予測位置に基づいて、複数の測位用衛星の参照軌道データを算出する。そして、参照軌道データを基準軌道データとして差分を算出する。例えば、複数の測位用衛星の平均的な軌道を参照軌道データとすることで、参照軌道データと予測軌道データとの差分が小さくなり、データ量が減少する。
【００１５】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明のデータ圧縮方法であって、前記予測軌道データを算出することは、前記予測軌道データを所定の単位期間毎に算出することであり、前記差分を算出することは、前記差分を前記所定の単位期間毎に算出することであり、前記差分を記憶させることは、前記所定の単位期間毎に前記複数の測位用衛星の前記予測軌道データを纏めた長期衛星軌道暦データの代わりに、前記所定の単位期間毎に前記複数の測位用衛星の前記差分を纏めた代替データを記憶させることであるデータ圧縮方法を構成してもよい。
【００１６】
この第４の発明によれば、予測軌道データを所定の単位期間毎に算出し、所定の単位期間毎に差分を算出する。そして、所定の単位期間毎に複数の測位用衛星の予測軌道データを纏めた長期衛星軌道暦データの代わりに、所定の単位期間毎に複数の測位用衛星の差分を纏めた代替データを記憶させる。衛星軌道暦のデータは、長期間のものであればあるほどデータ量が膨大なものとなるが、差分を纏めた代替データを記憶させることで、データ量の増大を抑えることができる。
【００１７】
また、第５の発明として、第４の発明のデータ圧縮方法によって算出された前記代替データを、前記長期衛星軌道暦データに代えて提供するデータ提供方法を構成してもよい。
【００１８】
この第５の発明によれば、長期衛星軌道暦データの代わりに代替データを提供することで、長期衛星軌道暦データの提供における通信時間や通信量といった通信コストを大幅に減らすことができる。
【００１９】
また、第６の発明として、第１〜第４の何れかの発明のデータ圧縮方法によって算出された前記測位用衛星の前記差分と前記基準軌道データとに基づいて、前記測位用衛星の前記予測軌道データを復元するデータ復元方法を構成してもよい。
【００２０】
この場合、他の発明として、第１〜第４の何れかの発明のデータ圧縮方法によって算出された前記測位用衛星の前記差分と前記基準軌道データとに基づいて、前記測位用衛星の前記予測軌道データを復元して、測位に利用する測位装置を構成することも可能である。
【００２１】
この第６の発明等によれば、測位用衛星の差分と基準軌道データとに基づいて、測位用衛星の予測軌道データを復元して利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００２３】
１．システム構成
図１は、本実施形態における測位システム１の概略構成を示す図である。測位システム１は、外部システム２と、サーバシステム３と、測位装置を備えた電子機器である携帯型電話機４と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。
【００２４】
外部システム２は、ＧＰＳ衛星ＳＶから定期的に衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる航法データ等に基づいて衛星予測暦を生成してサーバシステム３に提供するシステムである。外部システム２が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、将来の位置を予測した予測位置を時系列に並べた離散的なデータ群であり、不連続な位置のデータである。外部システム２は、例えば衛星予測暦の提供を業務とする民間や公営の団体のコンピュータシステムに相当する。
【００２５】
サーバシステム３は、衛星予測暦を外部システム２から取得し、当該衛星予測暦を用いて、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの予測されるエフェメリスであって、少なくとも１日分以上の例えば１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、本実施形態において「長期予測エフェメリス（長期衛星軌道暦）」と称す。）を生成・提供するサーバを備えたシステムである。
【００２６】
本実施形態では、サーバシステム３は、衛星軌道パラメータの原数値ではなく、衛星軌道パラメータの圧縮値が格納された圧縮された形態の長期予測エフェメリス（以下、「圧縮長期予測エフェメリス」と称す。）を生成する。すなわち、サーバシステム３は、データ圧縮装置の一種である。ここで、原数値とは、後述する圧縮値ではない、オリジナルの値（元の値）という意味である。サーバシステム３は、生成した圧縮長期予測エフェメリスを、要求信号を受信した携帯型電話機４に送信する。
【００２７】
携帯型電話機４は、ユーザが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、通話やメールの送受信といった携帯型電話機としての本来の機能の他、位置を計測する機能（測位機能）を実現するための測位装置を具備している。
【００２８】
携帯型電話機４は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対して圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を送信し、サーバシステム３から圧縮長期予測エフェメリスを受信する。そして、受信した圧縮長期予測エフェメリスを展開して、圧縮値ではなく原数値が格納された完全な形態の長期予測エフェメリス（以下、「完全長期予測エフェメリス」と称す。）を復元し、当該完全長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉することで測位する。
【００２９】
２．原理
図２〜図５は、本実施形態における圧縮長期予測エフェメリス生成の原理を説明するための図である。ＧＰＳ衛星ＳＶは、図３に示すように、６つの地球周回軌道面それぞれに４機以上ずつ配置され、原則、地球上のどこからでも常時４機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている。
【００３０】
本願発明者は、同一の地球周回軌道面に配置された衛星（以下、「同一軌道衛星」と称す。）は、摂動によって、寸分の狂いも無く全く同一の軌道を周回しているわけではないが、略同一の軌道に沿って周回する点に着目し、この特性を利用して長期予測エフェメリスのデータ量を削減する方法を考案した。図２に、本実施形態における長期予測エフェメリスの圧縮の流れを示す。
【００３１】
先ず、外部システム２から取得した衛星予測暦に記憶されている全てのＧＰＳ衛星ＳＶの離散的な予測位置の中から、同一軌道衛星の予測位置をサンプリング位置として抽出する。図４に、同一軌道衛星の予測位置をサンプリング位置とした場合の概念を示す。衛星予測暦には、例えば１週間分といった期間分の予測位置が時系列に記憶されているが、抽出するサンプリング位置は、全ての同一軌道衛星の、時系列に記憶された全ての時刻における予測位置である。
【００３２】
次に、抽出したサンプリング位置を用いて、同一軌道衛星の平均的な軌道である「参照軌道（基準軌道）」を算出する。すなわち、同一軌道衛星は同一の軌道に沿って周回するため、この軌道を参照軌道として求めるのである。参照軌道は、例えば、抽出した全てのサンプリング位置から参照軌道までの距離の二乗和が最小となるように、最小二乗法を利用して算出することができる。衛星軌道は６つあるため、同一軌道衛星の組合せ（以下、「同一軌道衛星組合せ」と称す。）は６組（６軌道分）存在する。このため、全部で６個の参照軌道を算出する。
【００３３】
参照軌道は楕円形状で表され、ケプラーの楕円軌道モデルに基づいて定義される。衛星軌道をケプラーの楕円軌道モデルを用いてモデル化する技術は公知の技術であるため、ここではその詳細な説明を省略する。また、ケプラーの楕円軌道モデルは複数のパラメータを有している。この各パラメータの値を算出することが、参照軌道を定義することに当たる。
【００３４】
但し、算出する参照軌道のパラメータには、楕円軌道の方向、形状及び大きさといったケプラーの楕円軌道モデルに従って算出される軌道の配置構成を表すパラメータ（以下、「参照軌道配置構成パラメータ」と称す。）と、時刻を変数として任意の時刻における衛星位置を特定するためのパラメータ（以下、「衛星位置パラメータ」と称す。）との２種類がある。そこで、先ず、参照軌道配置構成パラメータを算出する。参照軌道配置構成パラメータには、例えば、軌道の大きさを表す「軌道長半径」や、軌道のつぶれ具合を示す「離心率」、地球に対する軌道の相対的な傾斜角を示す「軌道傾斜角」といったパラメータが含まれる。
【００３５】
次に、参照軌道上における同一軌道衛星の初期位置（以下、「参照軌道上衛星初期位置」と称す。）を決定する。図５は、参照軌道上衛星初期位置の決定方法を説明するための図である。図５において、衛星ＳＶ１〜ＳＶ５は同一軌道衛星であり、その位置は衛星予測暦における最も古い時刻の位置（初期位置）を示している。参照軌道が求まった後、衛星予測暦における同一軌道衛星それぞれの初期位置から参照軌道への垂線を求める。この垂線と参照軌道との交点が、参照軌道上衛星初期位置である。図５における黒丸の位置が参照軌道上衛星初期位置である。
【００３６】
参照軌道上衛星初期位置は、参照軌道上における衛星の位置座標（座標値）で表すこともできるが、本実施形態では、参照軌道の中心を角度算出の中心とし、代表衛星の参照軌道上衛星初期位置を基準（０°）とした場合の他の衛星の参照軌道上衛星初期位置との成す角度で表すものとする。代表衛星は、各同一軌道衛星組合せそれぞれについて１つ選択するものとし、例えば、当該同一軌道衛星組合せにおいて衛星に予め付与されている識別番号（衛星番号）が最も若い衛星とすることができる。
【００３７】
図５では、同一軌道衛星ＳＶ１〜ＳＶ５の中から、衛星ＳＶ１が代表衛星として選択された場合を示している。この場合、代表衛星ＳＶ１の参照軌道上衛星初期位置を基準（０°）として、例えば図に向かって時計回り方向を正の方向とし、他の同一軌道衛星ＳＶ２〜ＳＶ５それぞれの参照軌道上衛星初期位置を、「０°〜３６０°」の範囲の角度「θ」で表す。実際には、参照軌道の中心を基準とする所定の座標系を仮定して、角度を定義すればよい。例えば、参照軌道の中心（地球中心）から太陽中心方向をＺ軸とする右手系の直交三次元座標系を仮定するといった手法が考えられる。
【００３８】
参照軌道配置構成パラメータの値と参照軌道上衛星初期位置とが求められたら、これらの値を用いて、各同一軌道衛星それぞれについて、ある時刻における当該同一軌道衛星の参照軌道上の位置を特定するためのパラメータ（上述した衛星位置パラメータ）の値を算出する。衛星位置パラメータには、例えば「平均近点離角」といった公知のパラメータが含まれる。それぞれの同一軌道衛星組合せにおいて、参照軌道配置構成パラメータの値は、全ての同一軌道衛星に共通であるが、衛星位置パラメータの値は、それぞれの同一軌道衛星に固有である。
【００３９】
一方、上述したケプラーの楕円軌道モデルに従ったモデル化を行うことで、衛星予測暦に記憶されている各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれの予測位置から、それぞれのＧＰＳ衛星の将来の衛星軌道を推定（予測）することができる。この各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれの衛星軌道を「予測軌道」と呼ぶ。
【００４０】
ここまでの処理で、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて、参照軌道を基に算出された配置構成パラメータそれぞれのパラメータ値及び衛星位置パラメータそれぞれのパラメータ値と、予測軌道を基に算出された配置構成パラメータそれぞれのパラメータ値及び衛星位置パラメータそれぞれのパラメータ値とが求められたことになる。あとは、参照軌道から算出されたパラメータと、予測軌道から算出されたパラメータとのうち、対応するパラメータ同士の差分値を算出し、算出した差分値を衛星軌道パラメータの圧縮値とする。圧縮長期予測エフェメリスは、衛星軌道パラメータの原数値を、求めた差分値（圧縮値）に置き換えたデータである。
【００４１】
３．サーバシステム
３−１．機能構成
図６は、サーバシステム３の機能構成を示すブロック図である。サーバシステム３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、操作部３２０と、通信部３３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０と、ハードディスク３５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６０とを備え、各部がバス３７０で接続されたコンピュータシステムである。
【００４２】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されているシステムプログラム等に従ってサーバシステム３の各部を統括的に制御するプロセッサである。本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１に従って、携帯型電話機４に圧縮長期予測エフェメリスを提供する処理を行う。
【００４３】
操作部３２０は、サーバシステム３の管理者による操作指示を受け付け、操作に応じた信号をＣＰＵ３１０に出力する入力装置である。この機能は、例えばキーボードやボタン、マウス等により実現される。
【００４４】
通信部３３０は、システム内部で利用される各種データをインターネット等の通信ネットワークを介して外部システム２や携帯型電話機４とやり取りするための通信装置である。
【００４５】
ＲＯＭ３４０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０がサーバシステム３を制御するためのシステムプログラムや、圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に提供するためのプログラム、圧縮長期予測エフェメリスを生成するためのプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００４６】
ハードディスク３５０は、磁気ヘッド等を用いてデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＲＯＭ３４０と同様、サーバシステム３が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００４７】
ＲＡＭ３６０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０により実行されるシステムプログラム、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００４８】
３−２．データ構成
図７は、ＲＯＭ３４０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３４０には、ＣＰＵ３１０により読み出され、圧縮長期予測エフェメリス提供処理（図１４参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が記憶されている。また、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１には、圧縮長期予測エフェメリス生成処理（図１５及び図１６参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１がサブルーチンとして含まれている。
【００４９】
圧縮長期予測エフェメリス提供処理とは、ＣＰＵ３１０が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理を定期的に行い、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、生成済みの圧縮長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機４に送信する処理である。圧縮長期予測エフェメリス提供処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５０】
圧縮長期予測エフェメリス生成処理とは、ＣＰＵ３１０が、上述した原理に従って圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理である。本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスを４時間に１回生成する。具体的には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間とし、当該１週間の期間を単位期間である６時間毎に区切った２８個分の予測エフェメリスを生成する。そして、参照軌道のデータと、２８個の単位期間分の圧縮された予測エフェメリスとで構成される圧縮長期予測エフェメリスを生成する。圧縮長期予測エフェメリス生成処理についても、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５１】
図８は、ハードディスク３５０に格納されたデータの一例を示す図である。ハードディスク３５０には、衛星予測暦３５１と、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３とが記憶されている。
【００５２】
図９は、衛星予測暦３５１のデータ構成の一例を示す図である。衛星予測暦３５１は、各ＧＰＳ衛星ＳＶの１週間後までの衛星位置が、１５分おきに記憶された離散的なデータである。衛星位置は、例えば地球基準座標系における３次元の座標値で表される。例えば、「２００８年７月１日０時３０分」におけるＧＰＳ衛星「ＳＶ２」の衛星位置は「（Ｘ３２，Ｙ３２，Ｚ３２）」である。ＣＰＵ３１０は、外部システム２から定期的に（例えば４時間に１回）衛星予測暦３５１を受信して、ハードディスク３５０に記憶・更新する。
【００５３】
図１０は、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３のデータ構成の一例を示す図である。圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時３５４と、参照軌道配置構成パラメータデータ３５５−１及び参照軌道上衛星初期位置データ３５５−２でなる参照軌道データ３５５と、第１〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５６（３５６−１〜３５６−２８）とが対応付けて記憶されている。
【００５４】
図１１は、参照軌道配置構成パラメータデータ３５５−１のデータ構成の一例を示す図である。参照軌道配置構成パラメータデータ３５５−１には、６つの参照軌道ＲＯ１〜ＲＯ６それぞれについて、軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といった配置構成パラメータの値が記憶されている。例えば、参照軌道「ＲＯ６」の離心率は「ｅ６」である。
【００５５】
図１２は、参照軌道上衛星初期位置データ３５５−２のデータ構成の一例を示す図である。参照軌道上衛星初期位置データ３５５−２（３５５−２−１，３５５−２−２，・・・，３５５−２−６）には、６つの参照軌道ＲＯ１〜ＲＯ６それぞれについて、同一軌道衛星の番号と、衛星種別と、参照軌道上衛星初期位置とが対応付けて記憶されている。
【００５６】
衛星種別には、当該同一軌道衛星が代表衛星である場合には「代表」、代表衛星ではない場合には「その他」が記憶される。また、参照軌道上衛星初期位置は、原理で説明したように、代表衛星の参照軌道上衛星初期位置を基準（０°）とした場合のそれぞれの同一軌道衛星の角度（０°〜３６０°）が記憶される。参照軌道上衛星初期位置として、位置座標ではなく角度を記憶させることで、データ量の削減を図っている。例えば、参照軌道ＲＯ１の同一軌道衛星組合せにおいて、同一軌道衛星「ＳＶ２」は代表衛星ではなく、その参照軌道上衛星初期位置は「７２°」である。
【００５７】
図１３は、圧縮予測エフェメリス３５６のデータ構成の一例を示す図である。圧縮予測エフェメリス３５６（３５６−１，３５６−２，・・・，３５６−２８）には、各衛星ＳＶ１〜ＳＶ３２それぞれについて、軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といった配置構成パラメータの差分値と、平均近点離角といった衛星位置パラメータの差分値とが、衛星軌道パラメータの圧縮値として記憶されている。例えば、ＧＰＳ衛星「ＳＶ１」について、配置構成パラメータのうちの軌道長半径の差分値は「δａ１」である。また、衛星位置パラメータのうちの平均近点離角の差分値は「δＭ0１」である。
【００５８】
３−３．処理の流れ
図１４は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１がＣＰＵ３１０により読み出されて実行されることで、サーバシステム３において実行される圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
【００５９】
先ず、ＣＰＵ３１０は、外部システム２から衛星予測暦３５１を受信したか否かを判定し（ステップＡ１）、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ１；Ｎｏ）、ステップＡ５へと処理を移行する。また、受信したと判定した場合は（ステップＡ１；Ｙｅｓ）、受信した衛星予測暦３５１をハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＡ３）。
【００６０】
次いで、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であるか否かを判定する（ステップＡ５）。本実施形態では、４時間に１回圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとする。そして、まだ生成時刻ではないと判定した場合は（ステップＡ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ９へと処理を移行する。
【００６１】
また、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であると判定した場合は（ステップＡ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１を読み出して実行することで、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＡ７）。
【００６２】
図１５及び図１６は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３１０は、現在日時に基づいて、各単位期間を判定する（ステップＢ１）。具体的には、現在日時（生成日時）から１週間後までの６時間毎の各期間を単位期間と判定する。そして、ＣＰＵ３１０は、同一軌道衛星組合せを判定する（ステップＢ３）。
【００６３】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ３で判定したそれぞれの同一軌道衛星組合せについて、ループＡの処理を実行する（ステップＢ５〜Ｂ１５）。ループＡの処理では、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１から、当該同一軌道衛星組合せに含まれる衛星の全ての単位期間の全ての時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における衛星位置を抽出する（ステップＢ７）。
【００６４】
そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ７で抽出した衛星位置を用いて、図４で説明したように、例えば最小二乗法を利用して当該同一軌道衛星組合せの参照軌道を算出し、参照軌道配置構成パラメータの各値を求める（ステップＢ９）。そして、ＣＰＵ３１０は、当該同一軌道衛星組合せに含まれる衛星のうち衛星番号が最も若い衛星を代表衛星とする（ステップＢ１１）。
【００６５】
次いで、ＣＰＵ３１０は、図５で説明したように、当該同一軌道衛星組合せに含まれる各衛星の参照軌道上衛星初期位置を求める（ステップＢ１３）。そして、ＣＰＵ３１０は、次の同一軌道衛星組合せへと処理を移行する。
【００６６】
全ての同一軌道衛星組合せについてステップＢ７〜Ｂ１３の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ１５）。ループＡの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、参照軌道配置構成パラメータデータ３５５−１と、参照軌道上衛星初期位置データ３５５−２とを生成し、これらを対応付けた参照軌道データ３５５を生成する（ステップＢ１７）。
【００６７】
その後、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ１で判定した各単位期間について、ループＢの処理を実行する（ステップＢ１９〜Ｂ３３）。ループＢの処理では、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＣの処理を実行する（ステップＢ２１〜Ｂ２９）。
【００６８】
ループＣの処理では、ＣＰＵ３１０は、当該ＧＰＳ衛星ＳＶに対応する参照軌道データ３５５を用いて、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの当該単位期間における衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＢ２３）。また、ＣＰＵ３１０は、衛星予測暦を参照し、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの当該単位期間の各時刻における衛星位置を用いて、ケプラーの楕円軌道モデルに基づく予測軌道を算出し、その配置構成パラメータの各値及び衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＢ２５）。
【００６９】
そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ９及びＢ２３で求めた各パラメータの値と、ステップＢ２５で求めた各パラメータの値との、対応するパラメータ同士の差分を算出し、これらを衛星軌道パラメータの圧縮値とする（ステップＢ２７）。そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星ＳＶへと処理を移行する。
【００７０】
全てのＧＰＳ衛星ＳＶについてステップＢ２３〜Ｂ２７の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＣの処理を終了する。ループＣの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについての衛星軌道パラメータの圧縮値でなる圧縮予測エフェメリス３５６を生成する（ステップＢ３１）。そして、ＣＰＵ３１０は、次の単位期間へと処理を移行する。
【００７１】
全ての単位期間についてステップＢ２１〜Ｂ３１の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＢの処理を終了する（ステップＢ３３）。ループＢの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、生成日時３５４と、ステップＢ１７で生成した参照軌道データ３５５と、全ての単位期間についてステップＢ３１で生成した圧縮予測エフェメリス３５６とを対応付けた圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３を生成して、ハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＢ３５）。そして、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を終了する。
【００７２】
図１４の圧縮長期予測エフェメリス提供処理に戻って、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＡ９）。そして、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。
【００７３】
また、要求信号を受信したと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３を要求元の携帯型電話機４に送信する（ステップＡ１１）。そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ１に戻る。
【００７４】
４．携帯型電話機
４−１．機能構成
図１７は、携帯型電話機４の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機４は、ＧＰＳアンテナ４０５と、ＧＰＳ受信部４１０と、ホストＣＰＵ４２０と、操作部４３０と、表示部４４０と、携帯電話用アンテナ４５０と、携帯電話用無線通信回路部４６０と、ＲＯＭ４７０と、フラッシュＲＯＭ４８０と、ＲＡＭ４９０とを備えて構成される。
【００７５】
ＧＰＳアンテナ４０５は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部４１０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＰＲＮコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号である。
【００７６】
ＧＰＳ受信部４１０は、ＧＰＳアンテナ４０５から出力された信号に基づいて測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部４１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００７７】
ＲＦ受信回路部４１１は、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、所定の局部発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ４０５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部４１３に出力する。
【００７８】
ベースバンド処理回路部４１３は、ＲＦ受信回路部４１１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する回路部である。ベースバンド処理回路部４１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ４１５と、メモリとしてのＲＯＭ４１７及びＲＡＭ４１９とを備えて構成される。ＣＰＵ４１５は、ホストＣＰＵ４２０が圧縮長期予測エフェメリスを展開することで取得した完全長期予測エフェメリスを用いて、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００７９】
ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている測位演算プログラムやシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機４の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３によって捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号からデータを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して測位演算を行う。そして、測位演算により求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４４０に表示させる。
【００８０】
操作部４３０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたアイコンやボタンの信号をホストＣＰＵ４２０に出力する。この操作部４３０の操作により、通話要求やメールの送受信要求、ＧＰＳの起動要求等の各種指示入力がなされる。
【００８１】
表示部４４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４２０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部４４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００８２】
携帯電話用アンテナ４５０は、携帯型電話機４の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【００８３】
携帯電話用無線通信回路部４６０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
【００８４】
ＲＯＭ４７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するためのシステムプログラムや、測位演算を実現するための測位演算プログラム、ナビゲーション機能を実現するためのナビゲーションプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００８５】
フラッシュＲＯＭ４８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ４７０と同様に、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているデータは、携帯型電話機４の電源を切断しても失われない。
【００８６】
ＲＡＭ４９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０により実行されるシステムプログラム、測位演算プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００８７】
４−２．データ構成
図１８は、ＲＯＭ４７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４７０には、ホストＣＰＵ４２０により読み出され、メイン処理（図２１参照）として実行されるメインプログラム４７１が記憶されている。また、メインプログラム４７１には、初期測位高速化処理（図２２参照）として実行される初期測位高速化プログラム４７１１がサブルーチンとして含まれている。
【００８８】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、携帯型電話機４の本来の機能である通話やメールの送受信のための処理を行う他、携帯型電話機４の位置を測定する処理（測位処理）、携帯型電話機４の電源投入後の初回の測位を高速化する処理等を行う処理である。メイン処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８９】
初期測位高速化処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、圧縮長期予測エフェメリスデータの要求信号をサーバシステム３に送信し、サーバシステム３から受信した圧縮長期予測エフェメリスデータを展開することで、完全長期予測エフェメリスデータを復元する処理である。これにより、初回の測位において、復元済みの完全長期予測エフェメリスデータを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉することが可能となり、初期測位を高速化させることができる。初期測位高速化処理についても、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００９０】
図１９は、フラッシュＲＯＭ４８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ４８０には、サーバシステム３から受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３と、圧縮長期予測エフェメリスデータを展開することで得られる完全長期予測エフェメリスデータ４８１とが記憶される。完全長期予測エフェメリスデータ４８１は、全ての単位期間の全てのＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道パラメータの原数値が格納されたデータである。
【００９１】
図２０は、ＲＡＭ４９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４９０には、測位処理により求められた測位位置４９１が記憶される。測位位置４９１は、メイン処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００９２】
４−３．処理の流れ
図２１は、ＲＯＭ４７０に記憶されているメインプログラム４７１がホストＣＰＵ４２０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機４において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
メイン処理は、ホストＣＰＵ４２０が、操作部４３０を介してユーザにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ４０５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部４１１によるＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ＩＦ信号がベースバンド処理回路部４１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００９４】
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＣ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＣ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に無線基地局との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間の通話を実現する。
【００９５】
また、ステップＣ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、メール送受信処理を行う（ステップＣ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００９６】
また、ステップＣ１において指示操作が測位指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；測位指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、測位処理を行う（ステップＣ７）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５に、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている完全長期予測エフェメリスデータ４８１を用いてＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出を行わせる。
【００９７】
そして、ＲＯＭ４７０から測位演算プログラムを読み出して実行し、ＣＰＵ４１５により捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号を利用した所定の測位演算を行うことで測位する。測位演算としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算等の公知の手法を適用することができる。そして、ホストＣＰＵ４２０は、測位演算により求めた測位位置４９１をＲＡＭ４９０に記憶させる。
【００９８】
また、ステップＣ１において指示操作が初期測位高速化指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；初期測位高速化指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を行う（ステップＣ９）。
【００９９】
図２２は、初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリスデータの要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＤ１）。そして、サーバシステム３から、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３を受信し、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ３）。
【０１００】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリス展開処理を行って、完全長期予測エフェメリスデータ４８１を復元する（ステップＤ５〜Ｄ９）。先ず、ステップＤ３において受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３に記憶されている参照軌道データ３５５に基づいて、各単位期間における各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＤ５）。
【０１０１】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３に記憶されている参照軌道配置構成パラメータの各値及びステップＤ５で求めた衛星位置パラメータの各値と、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３に記憶されている圧縮値とを用いて、各単位期間における各ＧＰＳ衛星ＳＶの予測軌道の配置構成パラメータの各値及び衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＤ７）。
【０１０２】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、各単位期間の各ＧＰＳ衛星ＳＶについて求めた配置構成パラメータの各値及び衛星位置パラメータの各値を纏めて完全長期予測エフェメリスデータ４８１を生成して、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ９）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【０１０３】
図２１のメイン処理に戻って、ステップＣ３〜Ｃ９の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してユーザにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＣ１１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｎｏ）、ステップＣ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【０１０４】
５．作用効果
測位システム１において、サーバシステム３は、所定の地球周回軌道に沿って周回する複数のＧＰＳ衛星ＳＶについて、外部システム２から取得した衛星予測暦に記憶されている当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置を用いて、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測軌道を算出する。そして、複数のＧＰＳ衛星ＳＶについて、同一軌道を周回する衛星の平均的な軌道である参照軌道のパラメータ値と、当該ＧＰＳ衛星ＳＶの予測軌道のパラメータ値との差分値を算出し、予測軌道のパラメータ値の代わりに差分値を記憶させることで、圧縮長期予測エフェメリスを生成する。そして、携帯型電話機４からの要求に応じて、生成した圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。
【０１０５】
ＧＰＳ衛星ＳＶは、所定の地球周回軌道を周回しているが、摂動によって、寸分の狂いも無く全く同一の軌道を周回しているわけではない。あくまで、ＧＰＳ衛星ＳＶは、できる限り所定の地球周回軌道を周回するように制御されるのであって、実際の周回軌道は周回の都度多少ずれたものとなる。ここで、所定の地球周回軌道の基準とする軌道として求めた参照軌道のデータと、ＧＰＳ衛星ＳＶが実際に周回するであろう予測軌道のデータとの差分は、予測軌道のデータそのものと比較してデータ量が格段に小さい。ゆえに、参照軌道のデータと予測軌道のデータとの差分を予測軌道のデータの代わりに提供或いは記憶することで、通信時間や通信量といった通信コストを減らしたり、データ記憶に必要なメモリ量を低減化させることができる。
【０１０６】
また、長期予測エフェメリスは、長期間のものであればあるほどデータ量が膨大なものとなるが、本実施形態のように差分値を纏めて圧縮長期予測エフェメリスを構成することで、データ量を抑えることができる。
【０１０７】
６．変形例
６−１．測位システム
上述した実施形態では、サーバシステム３と携帯型電話機４を備えた測位システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な測位システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機４の代わりに、測位装置を備えたノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
【０１０８】
また、上述した実施形態では、データ圧縮装置の一種としてサーバシステム３を例に挙げて説明したが、データ圧縮装置はこれに限られるわけではない。例えば、汎用のパソコン等であってもよい。
【０１０９】
６−２．衛星測位システム
また、上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。
【０１１０】
６−３．処理の分化
ホストＣＰＵ４２０が行う処理の一部又は全部を、ＣＰＵ４１５が行うことにしてもよい。例えば、ＣＰＵ４１５が、サーバシステム３に圧縮長期予測エフェメリスを要求し、取得した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを生成してＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。また、ホストＣＰＵ４２０が測位演算を実行するのではなく、ＣＰＵ４１５が測位演算を実行する構成としてもよいことは勿論である。
【０１１１】
６−４．圧縮長期予測エフェメリス
上述した実施形態では、サーバシステム３が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する際に参照軌道データを生成し、この参照軌道データと圧縮予測エフェメリスとを含む圧縮長期予測エフェメリスデータを生成して携帯型電話機４に送信するものとして説明した。しかし、参照軌道データを固定データとし、携帯型電話機４が参照軌道データを予めサーバシステム３から取得して保持しておくことで、サーバシステム３が提供する圧縮長期予測エフェメリスのデータ量を削減することができる。
【０１１２】
図２３は、この場合に携帯型電話機４が実行する第２の初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、参照軌道データ３５５がフラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているか否かを判定し（ステップＥ１）、記憶されていると判定した場合は（ステップＥ１；Ｙｅｓ）、ステップＥ７へと処理を移行する。
【０１１３】
また、参照軌道データ３５５が記憶されていないと判定した場合は（ステップＥ１；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、参照軌道データ３５５の要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＥ３）。そして、サーバシステム３から参照軌道データ３５５を受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる（ステップＥ５）。
【０１１４】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、第２の圧縮長期予測エフェメリスの要求信号をサーバシステム３に送信し（ステップＥ７）、サーバシステム３から第２の圧縮長期予測エフェメリスデータを受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＥ９）。
【０１１５】
図２４は、第２の圧縮長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図である。第２の圧縮長期予測エフェメリスデータは、生成日時３５４と、第１〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５６（３５６−１，３５６−２，・・・，３５６−２８）とが対応付けて記憶されたデータである。図１０の圧縮長期予測エフェメリスデータ３５３と異なる点は、参照軌道データ３５５が含まれていない点である。
【０１１６】
図２３の第２の初期測位高速化処理に戻って、ステップＥ９の処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、第２の圧縮長期予測エフェメリス展開処理を行って、完全長期予測エフェメリスデータ４８１を復元する（ステップＥ１１〜Ｅ１５）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている参照軌道データ３５５に基づいて、各単位期間における各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＥ１１）。
【０１１７】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、フラッシュＲＯＭ４８０の参照軌道データ３５５に記憶されている参照軌道配置構成パラメータの各値及びステップＥ１１で求めた衛星位置パラメータの各値と、受信した第２の圧縮長期予測エフェメリスデータに記憶されている圧縮値とを用いて、各単位期間における各ＧＰＳ衛星の予測軌道の配置構成パラメータの各値及び衛星位置パラメータの各値を求める（ステップＥ１３）。
【０１１８】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、全ての単位期間の全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて求めた配置構成パラメータの各値及び衛星位置パラメータの各値を纏めて完全長期予測エフェメリスデータ４８１を生成して、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＥ１５）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、第２の初期測位高速化処理を終了する。
【０１１９】
尚、上述した変形例では、携帯型電話機４が参照軌道データを予めサーバシステム３から取得して保持するものとして説明したが、サーバシステム３から参照軌道データを取得することなく、携帯型電話機の製品出荷時に予め参照軌道データを保持させておいてもよい。
【０１２０】
６−５．基準軌道
上述した実施形態では、複数の同一軌道衛星の平均的な軌道を求め、これを当該同一軌道衛星組合せの参照軌道（基準軌道）とするものとして説明したが、次のようにしてもよい。すなわち、同一軌道衛星の中から、何れか１つの同一軌道衛星を選択する。そして、選択した同一軌道衛星の予測位置の時系列データから、例えば最小二乗法を用いて当該同一軌道衛星の軌道を求め、求めた軌道を当該同一軌道衛星組合せの参照軌道とする。すなわち、選択した同一軌道衛星の予測軌道を参照軌道とするのである。同一軌道衛星は略同一の周回軌道に沿って周回するため、１つの同一軌道衛星の予測位置から参照軌道を求めても、大きな誤差は生じないものと考えられるためである。
【０１２１】
６−６．基本軌道を用いた参照軌道の算出
また、参照軌道を次のように算出してもよい。すなわち、６組の同一軌道衛星組合せのうち、何れか１つの同一軌道衛星組合せの参照軌道を基本軌道とする。そして、地球中心に対する基本軌道の相対的な角度（傾斜角）を変更することで、他の同一軌道衛星組合せの参照軌道を算出する。より具体的には、基本軌道の配置構成パラメータのうち、軌道傾斜角、昇交点赤経及び近地点引数に対して、相対的な姿勢を変換する所定の変換演算を行うことで、それぞれの同一軌道衛星組合せの参照軌道を算出する。これにより、参照軌道を複数算出する必要がなく、１つの参照軌道（基本軌道）のみで済む。
【０１２２】
６−７．圧縮長期予測エフェメリスの生成・提供
上述した実施形態では、サーバシステム３が予め所定の時間間隔（例えば４時間に１回）で圧縮長期予測エフェメリスを生成しておき、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けた場合に、圧縮長期予測エフェメリスを送信するものとして説明した。このような構成を採るのではなく、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けたときに、圧縮長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機４に送信することにしてもよい。
【０１２３】
６−８．衛星軌道の近似モデル
上述した実施形態では、ケプラーの近似モデルを用いてＧＰＳ衛星の周回軌道を算出するものとして説明したが、ラグランジュ（Lagrange）やネヴィル（Neville）、スプライン（Spline）等の他の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている予測位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を求めることで、参照軌道や予測軌道を算出する。
【０１２４】
６−９．予測期間
上述した実施形態では、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、予測期間は１週間よりも長い期間（例えば２週間）としてもよいし、１週間よりも短い期間（例えば３日）としてもよい。ＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスは有効期間が一般に４時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。
【０１２５】
６−１０．単位期間
また、圧縮長期予測エフェメリスの予測期間を６時間ずつ区切って単位期間を構成するものとして説明したが、例えば４時間ずつ区切って単位期間を構成することとしてもよく、単位期間の長さは適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】測位システムの概略構成を示す図。
【図２】圧縮長期予測エフェメリス生成の原理の説明図。
【図３】圧縮長期予測エフェメリス生成の原理の説明図。
【図４】圧縮長期予測エフェメリス生成の原理の説明図。
【図５】圧縮長期予測エフェメリス生成の原理の説明図。
【図６】サーバシステムの機能構成を示すブロック図。
【図７】サーバシステムのＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図８】サーバシステムのハードディスクに格納されたデータの一例を示す図。
【図９】衛星予測暦のデータ構成の一例を示す図。
【図１０】圧縮長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図１１】参照軌道配置構成パラメータデータのデータ構成の一例を示す図。
【図１２】参照軌道上衛星初期位置データのデータ構成の一例を示す図。
【図１３】圧縮予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１４】圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１６】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１７】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図１８】携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１９】携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図２０】携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。
【図２１】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図２２】初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図２３】第２の初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図２４】第２の圧縮長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１２７】
１  測位システム  、  ２  外部システム、  ３  サーバシステム、
４  携帯型電話機、  ３１０  ＣＰＵ、  ３２０  操作部、  ３３０  通信部、
３４０  ＲＯＭ、  ３５０  ハードディスク、  ３６０  ＲＡＭ、  ３７０  バス、
４０５  ＧＰＳアンテナ、  ４１０  ＧＰＳ受信部、  ４１１  ＲＦ受信回路部、
４１３  ベースバンド処理回路部、  ４１５  ＣＰＵ、  ４１７  ＲＯＭ、
４１９  ＲＡＭ、  ４２０  ホストＣＰＵ、  ４３０  操作部、  ４４０  表示部、
４５０  携帯電話用アンテナ、  ４６０  携帯電話用無線通信回路部、
４７０  ＲＯＭ、  ４８０  フラッシュＲＯＭ、  ４９０  ＲＡＭ、  ＳＶ  ＧＰＳ衛星
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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