(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算することと、
前記訂正の複数の空間次元を、第１の座標系から第２の座標系に変換することであって、前記第２の座標系は、前記第２の座標系における前記訂正を構成する誤り信号の変化が、時間を通じて、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択される、変換することと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記第２の座標系における前記訂正を概算して、前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすことをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記訂正を概算することは、
１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表すことと、
前記概算された訂正として前記数学関数の係数を使用することとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記数学関数列は、
調和関数、エルミート多項式、ルジャンドル多項式、コサインおよびサイン関数、またはケプラーの軌道関数のうち１つを備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の座標系は前記衛星と共に動く軸を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２の座標系は動径軸を含み、前記動径軸は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の座標系は、前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記訂正を概算することは、
前記第２の座標系の基準場所として前記移動局の場所を使用することと、
１次元データとして前記概算された訂正を伝送することであって、前記訂正はクロック訂正と結び付いた空間次元を含む、伝送することとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記訂正を概算することは、
前記第２の座標系の基準場所として地球の中心を使用することと、
４つの次元データとして前記概算された訂正を伝送することであって、前記訂正は前記第２の座標系の３つの空間次元およびクロック訂正のための１つの時間次元を含む、伝送することとを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の座標系の前記３つの空間次元の内の１つの空間次元における前記訂正は、他の空間次元におけるよりも正確である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
タイムサーバから基準時間を取得することと、
前記基準時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記タイムサーバから取得された前記基準時間の精度を高めることと、
前記基準時間を衛星位置の前記大まかな推定に付加して、前記移動局へ伝送するためのメッセージを作成することとをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
衛星タイミングの前記訂正を概算することと、
前記衛星のクロックバイアスを特定するために、前記概算された訂正を前記移動局へ伝送することとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記概算された訂正を、前記移動局がアクセスできるよう記憶装置へ伝送することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
衛星軌道データの訂正を第１の座標系から第２の座標系へ変換することと、なお、前記第１の座標系は、時間を通じて、前記第１の座標系における前記訂正を構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択される、
前記衛星の軌道情報を特定するために、大まかな軌道データに前記変換された衛星軌道データを適用することとを備える方法。
【請求項１６】
前記第１の座標系における前記訂正は、時間を通じて滑らかな変化を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の座標系における前記訂正は、３つの空間次元を含み、前記訂正は、前記３つの空間次元の内の１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の座標系の軸は、前記衛星の動きに合わせて回転する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の座標系の軸は、前記衛星の位置および移動により定められる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記変換および前記適用のオペレーションは、移動局によって実行される、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
サーバで前記衛星軌道データの前記訂正を計算することと、
前記サーバで前記訂正を前記第２の座標系から前記第１の座標系へ変換することとをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
衛星の大まかな軌道データの訂正を受信することと、
前記訂正を第１の座標系から第２の座標系へ変換することであって、前記第１の座標系で表される前記訂正は、３つの空間次元を含み、前記訂正は、前記３つの空間次元の内の１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有し、前記第１の座標系は、時間を通じて、前記第１の座標系における前記訂正を構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択される、変換することと、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正を適用することとを備える方法。
【請求項２３】
前記第１の座標系は、３つの直交軸を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の座標系は、斜交軸を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の座標系は、動径軸を含み、前記動径軸は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記基準場所は、地球の中心である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記基準場所は、前記移動局の推定される場所である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記訂正は、前記空間次元の各々につき、数学関数列の係数によって表される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
衛星の大まかな軌道データを受信することと、
前記衛星の前記大まかな軌道データの訂正データを受信することと、
前記訂正データを第１の座標系から第２の座標系へ変換することであって、前記第１の座標系は、時間を通じて、前記第１の座標系における前記訂正データを構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択される、変換することと、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正データを適用することとを備える方法。
【請求項３０】
前記訂正データに基づいて前記衛星の位置およびタイミングを特定することをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記訂正データを受信することは、
前記座標系の少なくとも１つの軸のための数学関数列の係数列を受信することと、
前記訂正データを取得するために、前記係数列および適用時間を使用して前記数学関数を評価することとを備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記係数列は、
調和関数、エルミート多項式、ルジャンドル多項式、コサインおよびサイン関数、またはケプラーの軌道関数のうちの１つの係数を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の座標系は、前記衛星とともに動く軸を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の座標系は、動径軸を含み、前記動径軸は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の座標系は、前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の座標系の基準場所として前記移動局の場所を使用することと、
数学関数列の係数を受信することであって、前記係数は、クロック訂正と結び付いた空間次元を含む１次元データを表す、受信することとをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１の座標系の基準場所として地球の中心を使用することと、
４つの数学関数列の係数を受信することであって、前記係数は、前記第１の座標系の３つの空間次元およびクロック訂正のための時間次元を含む４つの次元データを表す、受信することとをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３８】
前記訂正データは、前記第１の座標系の前記３つの空間次元の内の１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
ネットワークタイムサーバ、場所支援サーバ、パケット交換データネットワーク、または基準受信機から受信するＧＰＳデータのうちの１つから基準時間を受信することをさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項４０】
衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算し、前記衛星とともに動く軸を有する座標系を使用して前記訂正の複数の空間次元を表す訂正装置であって、前記座標系は、前記座標系における前記訂正を構成する誤り信号の変化が、時間を通じて、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択される、訂正装置を備えるサーバシステム。
【請求項４１】
前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすために、前記座標系における前記訂正を概算する概算装置をさらに備える、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４２】
前記概算装置は、１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表し、前記数学関数の係数を使用して前記訂正を概算する、請求項４１に記載のサーバシステム。
【請求項４３】
前記サーバシステムは、前記移動局による使用のために前記概算された訂正を記憶するデータ記憶装置と結び付いている、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４４】
ネットワークを介して前記移動局に前記概算された訂正を伝送する伝送装置をさらに備える、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４５】
前記移動局へ前記概算された訂正をブロードキャストする伝送装置をさらに備える、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４６】
前記座標系は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸を含む、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４７】
前記概算装置は、１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表し、前記概算された訂正として前記数学関数の係数を使用する、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４８】
前記訂正装置は、前記衛星のクロック訂正を計算する論理を備える、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項４９】
前記クロック訂正は、１つの数学関数列の少なくとも１つの係数によって概算される、請求項４８に記載のサーバシステム。
【請求項５０】
タイムサーバから基準時間を取得するインターフェース装置と、
前記基準時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送する伝送装置とをさらに備える、請求項４０に記載のサーバシステム。
【請求項５１】
サーバのプロセッサによって実行される命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、
衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算する命令と、
前記訂正の複数の空間次元を第１の座標系から第２の座標系へ変換し、それにより、時間を通じて、前記訂正を構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択された座標系を使用して、前記第２の座標系における前記訂正が時間を通じて滑らかな変化を有する、命令とを備える、コンピュータ可読媒体。
【請求項５２】
前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすため項を切り捨てた数学関数を使用して、前記第２の座標系における前記訂正を補間する命令をさらに備える、請求項５１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５３】
前記第２の座標系は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸、ならびに前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸を含む、請求項５１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５４】
前記訂正に含まれている前記複数の空間次元の内の少なくとも１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも多くの係数を有する前記訂正を概算する命令をさらに備える、請求項５１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５５】
前記衛星のクロック訂正を計算する命令をさらに備える、請求項５１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５６】
タイムサーバから基準時間を取得する命令と、
前記基準時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送する命令とをさらに備える、請求項５１に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項５７】
インプットを受信する受信機インターフェースと、
前記インプットに基づき、衛星の大まかな軌道データの訂正データを計算する評価装置と、
前記訂正データを、時間を通じて、第１の座標系におけ前記訂正データを構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択された第１の座標系から、第２の座標系へ変換する変換装置と、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正データを適用する再構成装置とを備える移動局。
【請求項５８】
前記第１の座標系の軸は、動径軸を含み、前記動径軸は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、請求項５７に記載の移動局。
【請求項５９】
前記再構成装置は、前記衛星の位置およびタイミングを特定するために訂正された軌道データを生成する、請求項５７に記載の移動局。
【請求項６０】
前記インプットは、前記座標系の少なくとも１つの軸の数学関数の係数を含む、請求項５７に記載の移動局。
【請求項６１】
前記評価装置は、前記訂正データを取得するために前記係数および適用時間を使用して前記数学関数を評価する論理を含む、請求項６０に記載の移動局。
【請求項６２】
前記受信機インターフェースは、データ記憶装置からファイル転送を介して前記インプットを受信する、請求項５７に記載の移動局。
【請求項６３】
前記受信機インターフェースは、サーバから伝送されたメッセージで前記インプットを受信する、請求項５７に記載の移動局。
【請求項６４】
前記訂正データは３つの空間次元を含み、前記訂正データは、前記３つの空間次元の内の１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、請求項５７に記載の移動局。
【請求項６５】
移動局のプロセッサによって実行される命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、
訂正データを、時間を通じて、第１の座標系におけ前記訂正データを構成する誤り信号の変化が、前記誤り信号の中断または急激な変化がない滑らかな曲線になるように選択された第１の座標系から、第２の座標系へ変換する命令と、
前記衛星の軌道情報を特定するために大まかな軌道データに前記訂正データを適用する命令とを備える、コンピュータ可読媒体。
【請求項６６】
前記訂正データに基づいて前記衛星の位置およびタイミングを特定する命令をさらに備える、請求項６５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６７】
前記第１の座標系は、基準場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸、ならびに前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸を含む、請求項６５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６８】
前記訂正データは３つの空間次元を含み、前記訂正データは、前記３つの空間次元の内の１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、請求項６５に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項６９】
前記座標系の少なくとも１つの軸のための数学関数の係数を受信する命令と、
前記係数および適用時間を使用して前記数学関数を評価する命令とをさらに含む、請求項６５に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、「Ｂｉｔ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｏｆ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｏｒｂｉｔ  Ｆｏｒ  ＧＮＳＳ」と題する２００６年１１月１０日に出願された米国特許出願第６０／８５７，９７２号、「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｍｅｓｓａｇｅｓ  Ｆｏｒ  Ａｃｃｕｒａｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  ＧＰＳ」と題する２００７年１月２３日に出願された米国特許出願第６０／８８６，２３０号、「Ｂｉｔ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｏｆ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｏｒｂｉｔ  Ｆｏｒ  ＧＮＳＳ」と題する２００７年２月７日に出願された米国特許出願第６０／８８８，７３８号、「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＳＰＳ  Ｏｒｂｉｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」と題する２００７年３月２２日に出願された米国特許出願第６０／８９６，４９３号、「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＳＰＳ  Ｏｒｂｉｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」と題する２００７年５月１１日に出願された米国特許出願第６０／９１７，６２２号、および「Ｍｅｔｈｏｄ  Ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｆｏｒ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｗｉｔｈ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＳＰＳ  Ｏｒｂｉｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ」と題する２００７年５月２４日に出願された米国特許出願第６０／９３９，９６４号の出願日の利益を主張し、上記のすべては、全体として参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の譲受人に譲渡される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に、衛星測位システム（ＳＰＳ）に関し、より具体的には、移動局が拡張ＳＰＳ軌道訂正情報を含む効果的なメッセージフォーマットを用いて衛星の場所を突き止めるのを支援することに関する。
【背景技術】
【０００３】
衛星測位システム（ＳＰＳ）受信機は、通常、複数の衛星から同時に伝送される信号の到着時間を計算することによってその位置を特定する。これらの衛星は、そのメッセージの一部として、衛星位置データと衛星クロックタイミングデータの両方を送信する。衛星の位置およびクロックタイミングは、典型的には、アルマナックデータまたはエフェメリスデータによって表される。エフェメリスデータは、衛星位置およびクロックバイアスのきわめて正確な推定（約１メートルの誤り）を提供する。しかし、衛星信号の探索および取得、衛星によって伝送されたエフェメリスデータの読み取り、ならびにこのデータによる受信機の場所の計算の処理は時間がかかり、数分を要することが多い。多くの場合、この長い処理時間は受け入れられず、さらに、小型化された携帯用アプリケーションの電池寿命を大きく限定する。
【０００４】
たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）は、周回軌道衛星からブロードキャストされたＧＰＳ信号がＧＰＳ受信機のアンテナに到着した時間の測定に基づき、位置を特定する。前述のとおり、こうしたシステムの１つの弱点は、一定の条件のもとで信号取得を行うのに必要な比較的長い時間である。衛星信号は、次元が符号位相遅延および観測のドップラー周波数偏移である２次元の探索「空間」において探索することによって最初に場所が突き止められるまで、追跡することができない。衛星信号を探索、取得および復調するＳＰＳ受信機の処理は、「独立」モードのオペレーションと呼ばれることがあり、「支援」モードのオペレーションと対比することができる。
【０００５】
独立モードのオペレーションに伴う遅れを減らすために、情報を提供してＳＰＳまたはＧＰＳ受信機による特定の信号の取得を援助することができる。このような支援情報は、符号および周波数次元を限定することにより、受信機が信号の場所を突き止めるために探索しなければならない探索空間を狭めることを可能にする。外部から供給されたＧＰＳ支援データで補強されたＧＰＳ受信機を用いるシステムは、一般に支援型全地球測位システム（ＡＧＰＳ）と呼ばれる。
【０００６】
ＡＧＰＳシステムの１つの例は、ＧＰＳ受信機を備えるかＧＰＳ受信機と通信し、無線通信ネットワークの基地伝送局（ＢＴＳ）またはノードＢとも呼ばれる１つまたは複数の基地局（ＢＳ）と通信し、ひいては、通信電波インターフェースプロトコルにより位置特定エンティティ（ＰＤＥ）、サービス移動位置センター（ＳＭＬＣ）などと呼ばれることがある１つまたは複数の場所支援サーバと通信する（携帯電話などの）無線移動局（ＭＳ）を含む。ＡＧＰＳシステムの他の例は、ＧＰＳ受信機を備えるかＧＰＳ受信機と通信し、インターネットなどの通信ネットワークとの通信が可能で、かかる通信ネットワークを介して最終的に場所支援サーバと通信するＭＳまたはラップトップ型コンピュータを含む。
【０００７】
場所支援サーバは、１つまたは複数のＧＰＳ基準受信機（reference receivers）からＧＰＳ支援情報を導出する。場所支援サーバはまた、移動局のおおよその位置を特定する手段にアクセスすることができる。場所支援サーバは、基準時間（reference time）、衛星軌道のアルマナックおよびエフェメリス情報、電離層情報ならびに衛星活動状態（「健康状態（health）」）情報を含むＧＰＳデータベースを維持する。場所支援サーバはまた、移動局のおおよその位置を対象にカスタマイズされた支援情報を計算する。
【０００８】
ＡＧＳＰシステムにおけるＭＳの位置は、場所支援サーバの力を借りて（ＭＳベースの測位モードと呼ばれることがある）ＭＳにおいて特定することができる。ＭＳベースの測位モードの間、ＧＰＳエンジンが、衛星もしくは基地局の場所、基地局および／もしくは衛星に関するタイミング情報、またはシード位置（アドバンストフォワードリンクトリラテレーション（ＡＦＬＴ）によって特定されるものなどだが、これに限定されない）などに関する、エフェメリスデータ、アルマナックデータなどの最新の援助データを要求した場合、次の位置固定（position fix）の結果として移動局がデータを求めて通信ネットワークと接触し、それにより、ネットワークに負担をかけ（taxing）、ＭＳのバッテリー容量を使用することになる。あるいは、ＡＧＰＳシステムにおけるＭＳの位置は、場所支援サーバで特定し、（ＭＳ支援型測位モードと呼ばれることがある）ＭＳが取得した情報を用いてＭＳに戻すことができる。ＧＰＳにおける衛星軌道は、さまざまな摂動を考慮して訂正項（correction terms）により修正楕円軌道として作ることができる。比較的短期のエフェメリスデータは、衛星の軌道を非常に正確に表す。たとえば、ＧＰＳサブフレーム２のワード１０のビット１７は、「０」が４時間のフィット、「１」が「４時間超」のフィットを表す、エフェメリスのパラメータを特定する際にＧＰＳ制御セグメントが用いるカーブフィット間隔を示す「フィット間隔」フラグである。さらに、ブロックＩＩ／ＩＩＡ  ＧＰＳ衛星の拡張ナビゲーションモードは、短期の拡張オペレーションをサポートするため、１４日間正しいエフェメリスパラメータの伝送を保証する。通常のオペレーション中は、制御セグメントは各衛星に対して、１６メートルの確率誤差球（ＳＥＰ）の測位の精度をサポートするために、ナビゲーション（軌道の）データの日次のアップロードを提供する。
【０００９】
前述のとおり、場所支援サーバは、入手可能な正確な軌道情報を有する。場所支援サーバがアップロードする各エフェメリスおよびクロック訂正モデルは通常、非常に高い精度で４時間のタイムスパンをカバーする。２４時間など、これよりも長い時間をカバーするために、場所支援サーバは機器に対して、一連のＮ個の衛星（N satellites in the constellation）の各々につき、複数の４時間のエフェメリスおよびクロック訂正モデルを送信することができる。しかし、これは、一連の衛星すべて（たとえば２７個の衛星）について衛星位置およびクロック誤りを示すために大量のオクテットを必要とする。これらの長いメッセージは長い処理時間につながり、そのため、大半のモバイル機器アプリケーションにとって受け入れられないものである。これはまた、通信ネットワークに負担をかけることにもなる。
【００１０】
エフェメリスデータに加えて、ＳＰＳの衛星は、衛星位置およびクロックバイアスを特定するために使用することができるアルマナックデータも伝送する。アルマナックデータは、切り捨てられた低精度の（大まかな）一連のエフェメリスパラメータのほか、大まかなクロック訂正パラメータを提供する。結果的に、アルマナックデータから導出される生の衛星位置の精度（約１キロメートル）は、詳細なエフェメリスデータから導出される衛星位置の精度（約１メートル）よりもはるかに低い傾向にある。一般に、衛星軌道は、一連の大まかな（たとえばアルマナック）または一連の正確な（たとえばエフェメリス）軌道および衛星クロックパラメータによって表されることに留意されたい。
【発明の概要】
【００１１】
じかに衛星からまたは場所支援サーバから必要なアルマナックおよび／またはエフェメリスをダウンロードする頻度を減らすため、ＳＰＳ受信機に拡張軌道データを提供するシステムおよび方法が必要である。
【００１２】
移動局が効果的なメッセージフォーマットを用いて衛星の場所を突き止めるのを支援する方法およびシステムを説明する。サーバが、衛星の大まかな軌道データと衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算する。訂正の変化が時間を通じて大幅に滑らかになるよう座標系を選択する。サーバはさらに、移動局への伝送に必要なビット数を減らすために、数学関数を用いて訂正を概算する。移動局は、係数を受信すると、係数および適用時間（たとえば現在の時間）を用いて数学関数を評価し、評価した結果を標準的な座標系に変換し、変換結果を大まかな軌道データに適用して正確な軌道データを取得する。
【００１３】
本明細書で述べる方法およびシステムは、長期の衛星軌道データに関する問題を解決する固有の仕方を提供する。この方法およびシステムの利点には、移動局へ送信するファイルのサイズ縮小およびメッセージ減少のほか、衛星位置およびタイミングの精度向上が含まれる。衛星位置およびタイミングの予測を改善するために、ハイブリッドモードのオペレーションも導入する。
【００１４】
本発明の他の特徴は、添付の図面と以降の詳細な説明により明らかになろう。
【００１５】
本発明は、同様の参照は類似の要素を含む添付の図面の各図で例として示しており、限定して示していない。本開示における「１つの（ａ、ｏｎｅ）」実施形態への言及は、当該実施形態への言及とは限らず、かかる言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】移動局が衛星の場所を突き止めるのを支援するサーバを含む通信システムの例を示す図。
【図２】本発明の態様による座標系を示す図。
【図３】移動局が実行する方法の例を示す流れ図。
【図４】サーバが実行する方法の例を示す流れ図。
【図５】図４の方法のさらなる詳細を示す流れ図。
【図６Ａ】場所支援サーバの構成要素の例を示すブロック図。
【図６Ｂ】移動局の構成要素の例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
移動局が衛星位置および衛星クロック誤りを特定するのを支援する方法およびシステムを説明する。衛星位置および衛星クロック誤りは、拡張ＳＰＳ軌道訂正情報を含む効果的なメッセージフォーマットを用いて特定される。本明細書で説明する方法およびシステムは、長期の衛星軌道データに関する問題を解決する固有の仕方を提供する。本発明の１つの態様では、本方法は、移動局へ送信するファイルのサイズおよびメッセージを縮める。本方法はまた、移動局における衛星位置およびタイミングの特定の精度を高める。本発明の他の態様では、衛星位置およびタイミングの予測を改善するためにハイブリッドモードのオペレーションを導入する。
【００１８】
拡張軌道およびクロックの訂正をサポートするために必要なビット数は、場所支援サーバで計算する訂正データおよび移動局で受信する大まかな軌道データを使用することにより大幅に減る。訂正データは、衛星軌道の大まかな表示（たとえばアルマナックだがこれに限定されない）から計算される衛星位置と、予想される正確な軌道データ（たとえば、６時間以上といった、衛星機から得られる時間よりも長い、長時間の軌道データ）から計算される衛星位置との差である。訂正データはまた、大まかな軌道データから計算されるクロック訂正と、予想される衛星クロックデータから計算されるクロック訂正との差を含む。これらの訂正は、一般に、時間を通じて変化し、各衛星に固有である。しかし、座標系を正しく選択すれば、変化を比較的滑らかにすることができる。そして、訂正は時間の数学関数（たとえば多項式だがこれに限定されない）を特徴とし、その係数のみが場所支援サーバによって移動局に提供される。
【００１９】
本明細書で使用する、移動局（ＭＳ）は、ＳＰＳ信号の受信および処理が可能な、セルラ方式や他の無線通信機器、パーソナル移動通信システム（ＰＣＳ）機器、パーソナルナビゲーション機器、ラップトップ型コンピュータや他の適切なモバイル機器などの機器を指す。用語「移動局」はまた、衛星信号受信、支援データ受信および／または位置に関係する処理が当該機器でまたはパーソナルナビゲーション機器（ＰＮＤ）で発生するかにかかわりなく、短距離無線、赤外線、有線接続または他の接続などによる、ＰＮＤと通信する機器を含むことも意図している。また、「移動局」は、インターネット、ＷｉＦｉまたは他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能で、衛星信号受信、支援データ受信および／または位置に関係する処理が当該機器で、サーバでまたはネットワークに結び付いた他の機器で発生するかに関係なく、無線通信機器、コンピュータ、ラップトップ型コンピュータなどを含むすべての機器を含むことを意図している。前記の実施可能な組合せも、すべて「移動局」と考えられる。
【００２０】
本明細書における用語「大まかな軌道データ」は、アルマナックなど、衛星から伝送される衛星位置およびクロックデータの大まかな推定を指す。用語「リアルタイム軌道データ」は、エフェメリスなど、衛星から伝送される衛星位置およびタイミングの正確な表示を指す。用語「予想される軌道データ」または「正確な軌道データ」は、リアルタイムの正確な軌道データと比べて比較的長時間有効な、衛星位置およびタイミングの正確な推定を指す。予想される軌道データは、場所支援サーバで入手することができる。しかし、移動局に予想される軌道データを伝送する際は、一般に、相当な帯域幅を使うことになる。そのため、訂正データまたはその概算を伝送すると、伝送効率が大幅に向上することが多い。
【００２１】
図１は、本発明の態様による通信システム１００のブロック図である。システム１００は、１つまたは複数のＭＳ１２０と通信上結合した場所支援サーバ１３０を含む。場所支援サーバ１３０は、大まかな軌道データならびに正確な軌道データおよび／または予想される軌道データを含む予想される軌道パラメータファイルを受信する。１つのシナリオでは、場所支援サーバ１３０は、予想される軌道データプロバイダ１１０からネットワーク１６２を介して予想される軌道データを受信する。ネットワーク１６２は、インターネットプロトコル（ＩＰ）接続をサポートするネットワーク（たとえば、インターネット）であり得る。場所支援サーバ１３０は、予想される軌道データプロバイダ１１０からの予想される軌道データの安全な転送を目的としたインターフェース、たとえば安全なファイル転送プログラム（ＳＦＴＰ）を含むことができる。
【００２２】
１つの態様では、予想される軌道データプロバイダ１１０は、長時間（たとえば６時間以上）有効な軌道データを作成するために、数時間（たとえば４時間）ごとに予想される軌道データを生成する。場所支援サーバ１３０は、より短い間隔で（たとえば毎時）新たなデータをチェックする。予想される軌道データはまた、予想される衛星の座標の３次元の不確定性値、予想される衛星のクロック訂正の不確定性および予想される機能不全の表示を含むことができる。この不確定性および機能不全の情報に基づき、利用者活動範囲誤差（ＵＲＥ）を場所支援サーバ１３０が計算してＭＳ１２０に提供することができる。
【００２３】
場所支援サーバ１３０は、ネットワーク１６４を介してリアルタイム軌道データプロバイダ１５０から大まかな軌道データを受信する。リアルタイム軌道データプロバイダ１５０は、パケットベースのＳＰＳ参照データ、ナビゲーションメッセージ、健康状態ページ情報（health page information）、アルマナックおよびエフェメリスなど、リアルタイムの衛星情報を受信するグローバルレファレンスネットワーク（ＧＲＮ）ゲートウェイまたはワイドアリアレファレンスネットワーク（ＷＡＲＮ）ゲートウェイであり得る。１つのシナリオでは、ネットワーク１６４は、ＩＰ接続をサポートするネットワークであり、場所支援サーバ１３０は、ＩＰマルチキャストメッセージでリアルタイム軌道データプロバイダ１５０からリアルタイム衛星情報を受信することができる。
【００２４】
場所支援サーバ１３０は、予想される軌道データおよび大まかな軌道データから訂正データ１４０を生成する。訂正データ１４０を、直接ＭＳへ、またはＭＳがアクセス可能な記憶場所へ伝送することができる。たとえば、訂正データ１４０は、場所支援サーバ１３０と局所的または遠隔的に結合した記憶装置に格納することができる。ＭＳ１２０は、ＦＴＰ、ＨＴＴＰなどのファイル転送プロトコルや他の適切なネットワークプロトコルを用いて、ネットワーク１６６を介してデータホスト１６０から訂正データ１４０を受信することができる。
【００２５】
本明細書での話を単純化するため、用語「訂正データ」１４０は、データ通信の任意の手段による二地点間の伝送、ファイルの転送、ブロードキャスト、またはある場所から別の場所への送信が可能な衛星軌道の訂正を指す。場所支援サーバ１３０によって生成されるメッセージは、ＭＳ１２０が長時間にわたり少ないビット数で衛星位置およびクロックタイミングを特定することを可能にする効果的なメッセージフォーマットを有する。このメッセージはＭＳ１２０に対して、大まかな軌道データを訂正するための情報を提供し、それにより訂正された衛星位置が数メートルの範囲内で正確になるようにする。
【００２６】
他の態様では、場所支援サーバ１３０はまた、推定される精度（利用者活動範囲誤差（ＵＲＥ））、電離層訂正モデル、協定世界時（ＵＴＣ）モデルおよび衛星の健康状態／有用性情報をＭＳ１２０に送信する。これは、衛星データの完全性を確保し、無線で（over the air）衛星によって伝送されるデータを受信および復号する必要のない移動体のオペレーションを可能にするためである。これはまた、場所支援サーバ１３０が使用するのと同一の大まかな軌道データをＭＳ１２０が必ず使用するようにする。
【００２７】
前述のシステムは説明のためのみ示しており、他の構成も存在し得ることに留意すべきである。あるいは、たとえば、ネットワーク１６２、１６４および１６６は、データ通信またはファイル転送をサポートする、二地点間接続、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ブロードキャストネットワーク、あらゆる適切な有線もしくは無線ネットワーク、コンピュータもしくはコンピュータネットワークまたはこれらの組合せであり得る。
【００２８】
当業者は、衛星位置の大まかな推定を提供する大まかな衛星データが広範囲の形態を含むことを理解されよう。以降の説明では、本発明の概念の理解を容易にするため、ＧＰＳブロードキャストのアルマナックの最近のコピーが、衛星位置およびクロックタイミングの大まかな推定として使用に供されることが示唆されている。しかし、以下のすべては、代替的な大まかな軌道データの例である。ＧＰＳブロードキャストのエフェメリスの早い段階のコピー、ブロードキャストのＧａｌｉｌｅｏまたはＧＬＯＮＡＳＳのアルマナックまたはエフェメリスの最近のコピー、ＧＰＳ、ＧａｌｉｌｅｏまたはＧＬＯＮＡＳＳのアルマナックまたはエフェメリスと同じ形態の、衛星位置の非ブロードキャストの大まかなモデル、ＧＰＳ、ＧａｌｉｌｅｏおよびＧＬＯＮＡＳＳのアルマナックおよびエフェメリスのフォーマットで使用するケプラー型パラメータのサブセットまたは改良形態、衛星軌道の非ケプラー型の表示、および時間を通じて精度が低下した他の予想される軌道データ。また、他の衛星ナビゲーションシステムに関する対応する情報を、開示する方法論の範囲内で利用できることも理解されよう。本発明は、大まかな軌道を示すあらゆる方法を含む。当業者は、その大まかな推定がどんな形態であっても、この方法論が適用されることを理解されよう。
【００２９】
いくつかのシナリオでは、大まかな軌道データを、場所支援サーバ１３０によってＭＳ１２０に供給することができる。衛星位置の大まかな推定をＭＳ１２０に送信することに加えて、場所支援サーバ１３０は、移動局への支援メッセージに基準時間を含める能力を有する。本発明のこの態様では、場所支援サーバ１３０は、ネットワークタイムサーバから、または個々の基準受信機（たとえば、ワイドエリアレファレンスネットワークまたはグローバルレファレンスネットワーク）から受信したＧＰＳデータから基準時間を取得する。この基準時間情報は、衛星位置の大まかな推定を含む、ＭＳ１２０に伝送されるメッセージに追加することができる。場所支援サーバ１３０はまた、ネットワークタイムサーバによって提供された基準時間のタイミングの精度を高め、このより精度の高い時間をＭＳ１２０に伝送することができるアルゴリズムを実施することもできる。
【００３０】
ＭＳ１２０は、ＧＰＳ時間と同期されてもよい、または同期されていなくともよいパケット交換データネットワーク（たとえば、ネットワークタイムサーバまたはＣＤＭＡ通信ネットワーク）から、場所支援サーバ１３０とは関係なく、基準時間を直接入手することができることに留意されたい。このようにして、ＭＳ１２０は、ＧＰＳ時間、協定世界時（ＵＴＣ）時間、（ＷＷＯ）時間など、世界時間の基準の推定を取得する。
【００３１】
図２は、訂正データ１４０を計算する際に依拠する座標系の例を示す。トラック２１は、正確な軌道予想によってかなり推定することができる実際の衛星軌道トラックを表す。トラック２２は、ブロードキャストのアルマナックなど、大まかな軌道データによって推定される軌道トラックを表す。どの瞬間においても、ブロードキャストのアルマナックが示す衛星の場所と正確な軌道予想が示す衛星の場所との間には空間的差がある。この差は、衛星本体と共に動く起点および軸を有する座標系である座標系２３で符号化することができる。正確に予想される衛星位置とアルマナックに基づく衛星位置との差である「誤り信号」は、直交座標系２３で表すことにより、かなり滑らかな曲線となる。誤り信号の変化は、時間の関数として表されるときに誤り信号の中断または急激な変化がないよう、時間を通じてかなり滑らかである。図１の実施形態では、誤り信号は訂正データ１４０を構成する。選択された座標系において誤り信号を表す基本的な手法は、所与の精度に対するこれらの「誤り信号」を表すのに必要な多項式の次数（order）を効果的に最小化する。
【００３２】
１つの態様では、訂正データ１４０は、衛星位置の誤りを示す（座標系の３つの軸によって表される）３つの空間次元と、衛星クロックのクロック訂正を示す時間次元（４番目の次元）の４つの次元の情報からなる。
【００３３】
座標系２３の３つの軸のうち、Ｒａは、大まかな衛星位置（たとえば、ブロードキャストのアルマナックから特定される衛星位置）から基準位置（reference location）を指す単位ベクトルである。典型的な状況での基準位置は、地球の中心であるため、この軸は「動径」と解釈される。当業者は、基準場所が、十分正確に特定することができるあらゆる場所（たとえば、地球の内部、地球の上、地球上、または、地球の表面の近く）であり得ることを理解されよう。
【００３４】
他の軸のＸｔは「クロストラック」であり、Ｘｔ＝Ｒａ×Ｖｅｌ／｜Ｒａ×Ｖｅｌ｜と定義される。Ｖｅｌはアルマナックに基づく衛星速度ベクトルであり、「×」はベクトル外積を示す。よって、Ｘｔベクトルは、動径ベクトルＲａおよび衛星の移動方向の両方と直角になっている。
【００３５】
３番目の軸のＡｔは、「アロングトラック」であり、これは、Ａｔ＝Ｘｔ×Ｒａと定義される。Ａｔベクトルは衛星の速度ベクトル（Ｖｅｌ）とほぼ平行であるが、完全に平行ではない。これは、衛星の速度ベクトルが軌道の偏心（たとえば、衛星の軌道は、その性質上楕円形であり、円ではない）によりＲａと完全には直交しないためである。衛星軌道の範囲が時間と共に増減する中、衛星速度ベクトルＶｅｌには、一般に、動径方向Ｒａに従う構成要素がある。
【００３６】
上で定義した座標系２３の３つの軸は、軌道上の衛星のその時々の位置に左右されるため、時間の関数である。他の動きの中で、衛星が地球の周りを回る中、動径ベクトルＲａおよびアロングトラックベクトルＡｔは、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）ＸＹＺ座標系２４で表される場合、全３６０度回転する。これらの軸は、衛星位置のアルマナックに基づく推定を用いて計算されることに留意されたい。これにより、アルマナックの訂正を計算する前に、座標系２３の軸を場所支援サーバ１３０によって計算することができる。座標系２３の例では、軸が計算される順番は、座標系の適切な方向付けのために不可欠である。よって、動径ベクトルＲａが最初に計算され、クロストラックベクトルＸｔが２番目に計算され、アロングトラックベクトルＡｔが最後に計算される。
【００３７】
上で定義した軸の方向付けは、衛星ごとに異なる。単位ベクトルをＲａ（ＰＲＮ，ｔ）、Ａｔ（ＰＲＮ，ｔ）、Ｘｔ（ＰＲＮ，ｔ）と記述し、明確に衛星および現在時間をそれぞれ指し示す（index）衛星の擬似乱数（ＰＲＮ）およびｔに依存することができよう。しかし、記述を簡単にするため、以降の説明ではこれらの依存は暗黙のものとする。
【００３８】
動径／クロストラック／速度座標系（上述の（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）と異なる）、すなわち、差異のための３次元ＥＣＥＦＸＹＺ座標系または配列／高さ／方位（極）座標系など、大まかな軌道データの訂正のために他の座標系を用いることもできる。
【００３９】
当業者は、（従来の左手の法則に従う）（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系が例示されており、１つの好ましいアプローチであるが、広範な他の軸システムが本発明によって含まれることを理解されよう。これらの軸システムの顕著な特徴は、精度要件が３番目と比べてかなり緩やかな２つの空間次元を有する傾向がこれらにあることである。（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３の例では、ＡｔおよびＸｔは通常、精度要件がＲａに比べてより緩やか（たとえば、１／７）である。座標系は直交型または斜交型である。斜交座標系は、大まかな軌道データを訂正するために、軸の１つが、（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３と異なる起点を有する場合でも、Ｒａ軸に対して比較的浅い角度を常に作る、任意の軸システムであり得る。これは、たとえば、１つの軸はＲａだが、他の２つの軸は衛星の方位および高さ、ならびに他の２つの軸に関してはその他を選択する座標系を含む。
【００４０】
さらに、ある軸が、衛星場所の推定に近いある地点から、地球上の受信機の場所に近いある地点まで引かれた線と平行である、あらゆる軸システムが、本発明の範囲に入る。図２は、地球の中心を指すＲａ軸を示しているが、地上の受信機の近くの地点または他の特定可能な基準場所（reference location）を指す軸が、本発明の範囲に入る。
【００４１】
さらに、（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３の起点の場所は、本発明の範囲内で変更することができる。衛星場所の起点は、数学上の利便性の問題である。特に、（（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３におけるような衛星場所の推定ではなく）実際のまたは正確に予想された衛星場所に定められた起点は、本発明の範囲内である。
【００４２】
所定の時間（たとえば６時間）において、訂正データの３つの空間次元の各々は、（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３などの選択された座標系において、時間の関数として表すことができる。理論的に、訂正データは、無限の次数を有する多項式によって正確に表すことができる。しかし実際は、訂正データは、比較的低い次数、たとえば、６次、７次またはこれより低い次数の多項式によって概算することができる。よって、多項式の項およびそれに伴う係数の多くは切り捨てられ、多項式の項およびそれに伴う係数の一部のみが、訂正データの概算として使用される。空間訂正に加えて、低い次数（たとえば、１次または任意の適切な低い次数）の多項式を使用して、大まかな軌道データのクロックタイミングと予想されるクロックバイアスとの差の概算を表すクロック訂正パラメータを記述することができる。また、入手可能な場合のリアルタイムの軌道データのクロック情報など、場所支援サーバ１３０で入手可能な他の正確なクロック予想を、予想されるクロックバイアスとして使用することもできる。
【００４３】
当業者は、本発明が関数列の訂正データの拡大を備え、より多くの関数が使用されるに伴い、かかる拡大の中で精度が高まる可能性があることを理解されよう。訂正データを多項式として表すために関数列がｘの指数を増やす必要はない。当業者は、データ訂正を、調和関数（harmonics）、エルミート多項式、ルジャンドル多項式、コサインおよびサイン関数（フーリエ展開）、ケプラーの軌道関数の係数を含む他の関数列に広げることができることも理解しよう。このリストは例示的であり、網羅的ではない。関数列に訂正データを広げることは、本発明の範囲内である。
【００４４】
４つの空間および時間の多項式係数列が、これらの係数を特定の衛星、特定の時間間隔および大まかな軌道データの特定のコピーと結び付ける情報と共に、ＭＳ１２０に送信される。ＭＳ１２０は、所定の間隔（たとえば１週間に約１回または他の適切な時間間隔）で大まかな軌道データの新たなコピーを受信する。場所支援サーバ１３０は、ＭＳ１２０が使用するバージョンと同じバージョンの大まかな軌道データを使って訂正データを計算する。よって、ＭＳ１２０は、場所支援サーバ１３０が訂正を特定する際に使用した対応する大まかな軌道データに訂正データが適用される限り、取得した大まかな軌道データ、または場所支援サーバ１３０によって伝送された大まかな軌道データのいずれかを使用することができる。
【００４５】
図３は、ＭＳ１２０によって実行されるオペレーションの例を示している。図３に示す処理を、ソフトウェア、ハードウェアまたは両者の組合せを含むことができる処理論理によって実行できることに留意されたい。ＭＳ１２０が多項式の係数および適用時間を有すると、この移動体は、衛星位置およびクロックバイアスの正確な予想を再構成する。係数の適用期間における特定の時間において、ＭＳ１２０は所定の精度範囲内で衛星位置およびクロックバイアスを見つけることができる。
【００４６】
ブロック３１において、ＭＳ１２０は、視野にある衛星から、または場所支援サーバ１３０から大まかな軌道データ（たとえば、アルマナックデータ）を受信する。ＭＳ１２０にとって、大まかな軌道データを衛星からダウンロードするには何分もかかる場合があるため、かかるデータを場所支援サーバ１３０から受信するのが好ましく、その方がより効率的であることが多い。場所支援サーバ１３０はＭＳ１２０に対して、メッセージ／ファイルで大まかな軌道データを訂正データと共に提供することができる。ＭＳ１２０で言及される「訂正データ」は、場所支援サーバ１３０で計算される訂正の概算であり得ることを理解されたい。ブロック３２において、ＭＳ１２０は、大まかな軌道データのコピーを用いてＥＣＥＦ座標における衛星位置を生成する。大まかな軌道データから計算され、ＥＣＥＦ座標のような標準的な座標系で表される衛星位置を、ＰｏｓＡｌｍ（ここでは、アルマナックを意味する下付き文字「ａｌｍ」を、大まかな軌道データの例として使用する）と呼ぶ。ブロック３３において、ＭＳ１２０は、１つまたは複数の数学関数列の係数を場所支援サーバ１３０から受信する。ブロック３４において、ＭＳ１２０は、適用時間（たとえば、現在時間）の大まかな軌道データの空間訂正データを、受信した係数を用いて、現在時間の数学関数を評価することによって再構成する。ブロック３５において、ＭＳ１２０は、ブロック３４で発見された空間訂正を１つの座標系（たとえば、図２の（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３）からＥＣＥＦ座標に変換する。この変換された訂正をＰｏｓＣｏｒと呼ぶ。続いて、ブロック３６において、ＭＳ１２０は、ＥＣＥＦ座標における衛星位置（ＰｏｓＳａｔ）を、ＰｏｓＳａｔ＝ＰｏｓＡｌｍ＋ＰｏｓＣｏｒを計算することによって計算する。ブロック３７において、ＭＳ１２０は、正確なクロックバイアスを特定するために、ブロック３４および３６と同じオペレーションを実行する。移動体のオペレーションが前記と異なる順番で発生する場合や、追加のオペレーションが実行される場合もあることを理解されたい。たとえば、ブロック３６において、ＰｏｓＳａｔ＝ＰｏｓＡｌｍ＋ＰｏｓＣｏｒを計算する代わりに、ＭＳ１２０は、ＲがＭＳ１２０から衛星までの計算された距離を表す範囲区域ＲＳａｔ＝ＲＡｌｍ＋ＲＣｏｒにＰｏｓＣｏｒを適用することを選択することができる。
【００４７】
図４は、場所支援サーバ１３０によって実行されるオペレーションの例を示している。図４で示す処理を、ソフトウェア、ハードウェアまたは両者の組合せを含むことができる処理論理によって実行できることに留意されたい。場所支援サーバ１３０は、以降のオペレーションにおいて訂正データを記述する多項式係数を計算する。
【００４８】
ブロック４１０において、場所支援サーバ１３０は、衛星軌道およびクロックバイアスの正確な軌道データを、たとえば、衛星からのブロードキャスト信号から、または外部のデータプロバイダから取得する。正確な軌道データは、所定の有効時間において有効である。ブロック４２０において、場所支援サーバ１３０は、特定の衛星ナビゲーションシステムによってサポートされるフォーマットで大まかな軌道データを取得する。ブロック４３０において、場所支援サーバ１３０は、有効時間を複数のＮ時間のフィット間隔に分割するか、１つのフィット間隔として有効時間全体を使用するか決定する。本明細書におけるフィット間隔は、ある時間の訂正データを記述するために多項式係数を計算する際の当該時間を指す。フィット間隔の例は４〜６時間であるが、他の時間を用いることもできる。場所支援サーバ１３０が長い有効時間にわたり正確な軌道データを有する場合、場所支援サーバは、フィットの精度を高めるために、正確な軌道データを複数のフィット間隔に分割することができる。ブロック４４０において、各々のＮ時間のフィット間隔につき、場所支援サーバ１３０は、訂正データおよびその概算を計算するために、以下の図５で示すオペレーションを実行する。ブロック４５０において、場所支援サーバ１３０は、訂正データの概算をＭＳ１２０に伝送する。
【００４９】
図５を参照すると、ブロック５１０において、場所支援サーバ１３０は、正確な軌道データを用いてＥＣＥＦ座標における衛星位置の時系列を形成する。これらの衛星位置をＰｏｓＳａｔと定義する。ブロック５１２において、場所支援サーバ１３０は、大まかな軌道データを用いてＥＣＥＦ座標における衛星位置を計算する。これらの衛星位置をＰｏｓＡｌｍと定義する。ブロック５１４において、場所支援サーバ１３０は、ＰｏｓＣｏｒ＝ＰｏｓＳａｔ−ＰｏｓＡｌｍを計算することによって、ＥＣＥＦ座標における訂正データベクトル（ＰｏｓＣｏｒ）を計算する。ブロック５１６において、場所支援サーバ１３０は、衛星位置ＰｏｓＳａｔを用いて、直交座標系２３または上述の他の座標系におけるＲａ、ＸｔおよびＡｔの単位ベクトルを計算する。ブロック５１８において、動径軸Ｒａに沿った訂正構成要素の時系列が、ドット積：ＲａＣｏｒ＝ＰｏｓＣｏｒ・Ｒａを計算することによって得られる。ブロック５２０において、クロストラックおよびアロングトラックの訂正ＸｔＣｏｒおよびＡｔＣｏｒの時系列が同様に計算される。ブロック５２２において、クロックバイアスの訂正データは、ＣＢＣｏｒ＝ＣＢＳａｔ−ＣＢＡｌｍとして計算され、ここでＣＢＳａｔおよびＣＢＡｌｍはクロック訂正であり、それぞれ正確なクロックモデルおよびクロックモデルの大まかな推定を用いる。
【００５０】
ブロック５２４において、場所支援サーバ１３０は、多項式補間の時間軸をスケーリングおよび／または正規化して、補間パフォーマンスを向上させることができる。場所支援サーバ１３０はおよびＭＳ１２０は、モバイルソフトウェアにおける訂正データを適切に再構成するために、同じスケーリングおよび／または正規化因子を用いることが期待されている。
【００５１】
ブロック５２６において、場所支援サーバ１３０は、動径、アロングトラックおよびクロストラックの訂正ＲａＣｏｒ、ＡｔＣｏｒおよびＸｔＣｏｒを補間するための多項式係数を見つける。ＲａＣｏｒの多項式係数（Ｒａ０、Ｒａ１、．．．Ｒａｊ）が、ｄを訂正データポイントとし、ｆ０、ｆ１、．．．ｆｊを補間係数とする、Ｒａ０ｆ０（ｄ）＋Ｒａ１ｆ１（ｄ）＋．．＋Ｒａｊｆｊ（ｄ）がＲａＣｏｒの優れた概算となるよう、選択される。係数は、多項式が最小平均２乗誤差を伴いＲａＣｏｒを概算するよう選択され得る。場所支援サーバ１３０は、ＸｔＣｏｒおよびＡｔＣｏｒの多項式係数を、これらの係数Ｘｔ０、Ｘｔ１、Ｘｔ２．．Ｘｔｋ、Ａｔ０、Ａｔ１、．．、ＡｔｍがＸｔＣｏｒおよびＡｔＣｏｒの優れた概算になるよう、同様に見つける。最後に、ブロック５３０において、場所支援サーバ１３０は、クロックバイアス訂正ＣＢＣｏｒの補間関数の係数を見つける。空間および時間次元の各々における訂正を表すための係数項の数が同じでない場合があることを理解されたい。１つの次元の係数が増すと、通常、その次元における訂正データの表示精度が高くなる。
【００５２】
ブロック５１０〜５３０のオペレーションは、有効時間において複数のＮ時間のフィット間隔がある場合、繰り返される。オペレーションの順番は上記と異なってよく、さらなるオペレーションを含めることができる。
【００５３】
図１の場所支援サーバ１３０によって生成される訂正データは、グローバルなものでもローカルなものでもよい。ＭＳ１２０の場所が全く知られていないか、その場所を数百キロメートルの精度範囲内で推定できない場合、場所支援サーバ１３０は、ＭＳのためにグローバルメッセージを生成する。グローバルメッセージは、正確な衛星位置を割り出すため、地球上のあらゆる場所にある移動局へ送信することができる。ローカルメッセージは、より短いが、地球の表面上のある意図された基準地点（reference point）から数百キロメートルの範囲内でのみ正確である。よって、より短いローカルメッセージは、移動局の位置が数百キロメートルの範囲内で前もって知られている場合に送信することができる。移動局の場所が知られていない場合、グローバルメッセージを移動局に送信することができる。以下、グローバルメッセージとローカルメッセージとの違いについて説明する。
【００５４】
グローバルメッセージは、地球の中心を（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系の基準場所として用いる。アルマナックの誤りには４つの独立した次元（３つの空間次元およびクロックバイアス）があるため、グローバルメッセージは４つの多項式を含み、３つは衛星位置の誤りの直交空間構成要素（orthogonal spatial components）に合わせるため、４つ目の多項式はより正確なクロックバイアスを記述するためにある。
【００５５】
ローカルメッセージは、地球表面のある地点を（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系の基準場所として用いる。典型的には、場所支援サーバ１３０は、移動局の現在の場所の推定を基準場所（たとえば、移動体と通信しているセルラータワーの場所）として用いる。ローカルメッセージは、訂正に適した単一の多項式を含む。１次元の訂正は、衛星の空間範囲（擬似距離とも呼ばれる）の訂正およびクロックバイアスの訂正の両方を含む。ただ１つの多項式が送信されるため、ローカルメッセージはグローバルメッセージよりもはるかに短い。
【００５６】
擬似距離訂正は、理想としては移動局が実際にある場所にできるだけ近い基準場所を対象に計算される。移動局が推定される基準場所から約１００キロメートルの範囲内にある限り、測位結果は極めて正確である。移動局の真の位置が推定される基準場所から１００キロメートルを超えて離れるにつれて、精度は徐々に低下する。移動局は、最初にその場所を計算し、次にそれを訂正データの基準場所と比較することによって、測位精度の低下度合いを判断することができる。
【００５７】
他の態様では、図１のＭＳ１２０は、軌道データの組合せを用いて、衛星位置およびクロックを特定することができる。いくつかのシナリオでは、ＭＳ１２０は、訂正データに加えてリアルタイムの軌道データ（たとえばエフェメリス）を受信する。単一の衛星では、ＭＳ１２０は、ある時間においてリアルタイムの軌道データ、別の時間において（大まかな軌道データに適用される訂正データを備える）訂正された軌道データ、さらに別の時間において両方の組合せ（たとえば加重平均）を使用することができる。複数の衛星からその場所を特定するために、ＭＳ１２０は、ある衛星にはリアルタイムの軌道データ、別の衛星には訂正された軌道データ、さらに別の衛星には両方の組合せを使用することができる。当業者は、上述の各種組合せが一例にすぎないことを理解されよう。リアルタイムの軌道データおよび訂正された軌道データの、時間またはさまざま衛星のあらゆる組合せを、ＭＳ１２０は用いることができる。
【００５８】
１つの態様では、ＭＳ１２０は、衛星からの復号されたリアルタイムの軌道データを、かかるリアルタイムの軌道データが入手可能なときはいつでも使用することができる。リアルタイムの軌道データは一般に、時間の経過と共に徐々に精度が低下することのある、これより早い段階の予想される軌道データより正確である。よって、予想される軌道データを概算する訂正された軌道データも、時間と共に徐々に精度が低下する。また、リアルタイムの軌道データは、予想時には知られていなかった、衛星に関する新たな情報（たとえば、衛星の健康状態および完全性の情報）を含んでいることがある。しかし、リアルタイムの軌道データは、視野方向の欠如、影や、ＭＳ１２０による衛星からのブロードキャストの受信を妨げる他の受信上の問題により、ＭＳ１２０が入手できないことがある。リアルタイムの軌道データを入手できない場合、ＭＳ１２０は、衛星の場所を突き止めるため、上記の図２〜５で述べた訂正データに切り替えることができる。よって、ＭＳ１２０は、リアルタイムの軌道データの入手可能性に応じて、ある時間において訂正された軌道データ、別の時間においてリアルタイムの軌道データを利用することができる。ＭＳ１２０は、いつでも即座に自身の位置を特定するために、１つまたは複数の衛星の訂正された軌道データおよび１つまたはさらなる衛星のリアルタイムの軌道データを利用することができる。
【００５９】
前段落では、リアルタイムの軌道データが有効な間、入手可能なリアルタイムの軌道データが訂正された軌道データに取って代わる場合について説明した。たとえば、エフェメリスが有効（エフェメリスの時間、すなわち、ＴＯＥから＋／−２時間）ではなくなった後、ＭＳ１２０は、訂正された軌道データに戻すことができる。あるいは、早い時間のリアルタイムの軌道データは、訂正された軌道データの精度を高めるために使用することができる。たとえば、ＭＳ１２０は、リアルタイムの軌道データを使用して、リアルタイムの軌道データを入手できない（または無効の）ときに使用できる訂正された軌道データの将来の時間に適用する調整の量を決めることができる。クロックタイミングは一般に衛星進路より予想が難しいため、これは特に衛星クロックにとって有益である。１つの単純なケースでは、訂正された衛星機のクロックは、訂正されたクロックの調整量を決めるために（たとえば、ＧＰＳナビゲーションのサブフレーム１から）リアルタイムでブロードキャストされる衛星クロックのパラメータと比較して評価することができる。調整（たとえば、差のオフセットおよびスロープ（differential offset and slope）など）は、リアルタイムのクロックが入手できないときの利用を目的として、訂正されたクロック情報に施すことができる。進んだケースでは、３つの空間次元および衛星クロックの衛星位置を含む、訂正された軌道データ全体に対して調整を行うことができる。
【００６０】
さらに、リアルタイムの軌道データおよび予想される軌道データに対し、それぞれの精度の推定にしたがって加重することができる。ＭＳ１２０は、その位置を明らかにする上で使用している衛星の測定に適切に加重し、予想されるデータの低い精度を考慮することができる。リアルタイムの軌道データおよび予想される軌道データの精度の推定を、それぞれ「正確なまたは短期の予想されるデータの誤り推定」および「長期の予想されるデータの誤り推定」と言う。たとえば、アルマナックは、（場所支援サーバ１３によって計算または提供される）ＵＲＥの形態による不確定性の推定を含み、リアルタイムのエフェメリスデータは、ＵＲＡ（たとえば、ＧＰＳ制御セグメントによって提供される利用者精度範囲（User Accuracy Range））の形態による不確定性の推定を含む。ＵＲＡは通常、数メートルであり、ＵＲＥは数日後に数十メートルになることがある。たとえば、いずれの誤り推定も、加重最小２乗（ＷＬＳ）モデルで重みとして使用することができる。この重みは、次のように計算することができる。Ｗ（短期の予想される軌道）＝１／ＵＲＡ２およびＷ（長期の予想される軌道）＝１／ＵＲＥ２
具体的には、（上の例でＵＲＡによって表される）衛星位置の誤りがより小さい衛星測定は、（上の例でＵＲＥによって表される）予想される衛星位置の誤りがより大きい衛星測定より大きく加重される。位置、速度、タイムソリューションまたは位置／速度／タイムソリューションの組合せにおいて、衛星測定に加重することができる。加重された位置／速度／タイムソリューションは、加重最小２乗モデル（ＷＬＳ）またはカルマンフィルターまたは他の線形の、線形化したもしくは非線形の推定方法により、衛星測定から計算することができる。
【００６１】
ＭＳ１２０では、位置／速度／時間の計算過程で、すべての測定誤りを計算するために、衛星測位誤り（リアルタイムのエフェメリス（ＵＲＡ）または予想される軌道誤り（ＵＲＥ））の誤り推定が、（信号の強度、空気、量子化、ＲＦ信号のデジタル変換などによる）測定される擬似距離誤差と組み合わされる。つまり、ＭＳ１２０では、擬似距離誤差全体：
Ｖａｒｉａｎｃｅ＿ｔｏｔａｌ＿ｍｅａｎｓ＿ｅｒｒｏｒ＝ｖａｒｉａｎｃｅ＿ｓａｔｅｌｌｉｔｅ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ＿ｅｒｒｏｒ＋ｖａｒｉａｎｃｅ＿ｍｅａｓ＿ｅｒｒｏｒ。
【００６２】
さらに、ＭＳ１２０は、自身の場所を特定するために複数の衛星からのリアルタイムおよび予想される軌道情報のミックスを用いる場合、予想される衛星クロック誤りを解決するために追加の衛星測定を用いることができる。この追加の衛星測定は、ある衛星のリアルタイムの軌道データであってよく、当該衛星の予想されるクロック誤りを推定するために使用することができる。あるいは、この追加の衛星測定は、第１の衛星のリアルタイムの軌道データであってよく、第２の衛星の予想されるクロック誤りを推定するために使用することができる。予想されるクロック誤りを、訂正されたクロックから除去することで、移動体で計算される訂正されたクロックの精度を高めることができる。こうして、リアルタイムの軌道データおよび衛星クロック訂正データを使用して、予想される衛星クロック情報のリアルタイムの調整を行うことができる。
【００６３】
予想される衛星クロックは、予想される衛星位置よりも速く精度が低下するため、予想される衛星の位置と合わせて追加の衛星測定を使用して、予想される衛星のクロック誤りを計算し、予想されるクロックを将来の使用に備えて調整することができる。同様に、視野にある少なくとも１つの追加の衛星について、現在のリアルタイムの軌道データが入手できる場合、このリアルタイムデータをこの衛星の擬似距離および距離変化率測定と合わせて使用して、視野にある他の衛星の予想される衛星クロック誤りを計算することができる。２次元の位置の推定では（高度に関する知識を利用することができる）、視野にある少なくとも４つの衛星が、１つの衛星の予想される衛星クロック誤りを推定するために必要である。３次元の位置の推定では、視野にある少なくとも５つの衛星が、１つの衛星の予想される衛星クロック誤りを推定するために必要である。使用する衛星を追加するごとに、さらなる予想される衛星クロック誤りを推定することができる。３次元の場合（４つは未知）、たとえば、７つの衛星からの測定が可能な場合、３つの衛星について、予想される衛星クロック誤りを推定することができる。
【００６４】
図６Ａは、図１の場所支援サーバ１３０のブロック図の例を示している。場所支援サーバ１３０は、メモリ６０４およびプロセッサ６０５を含む。場所支援サーバ１３０はまた、外部のデータプロバイダから予想される軌道データを安全に受信するための安全インターフェース６１、ブロードキャストデータ（たとえば、アルマナック）およびネットワーク上で送信される情報（たとえば、予想される軌道データ）を受信するための受信機インターフェース６２、および予想される衛星軌道データを特定するため係数をＭＳ１２０に伝送するための送信機インターフェース６５を含む。送信機インターフェース６５は、有線または無線のネットワーク、ブロードキャスト媒体、またはあらゆる適切な伝送手段を介して係数を送信することができる。
【００６５】
１つのシナリオでは、場所支援サーバ１３０はまた、大まかな軌道データと予想される軌道データとの差（「訂正」）を計算するための訂正装置６３を含むことができる。場所支援サーバ１３０はまた、訂正の変化が時間の経過でかなり滑らかになるよう選択された座標系（たとえば、図２の（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３）を用いて訂正の概算を計算するための概算装置６４を含むことができる。１つのシナリオでは、概算は、１つまたは複数の低次数の数学関数を用いて訂正データポイントを補間することによって計算される。符号化装置６１０は、ＭＳ１２０へ伝送するための概算を符号化する。
【００６６】
図６Ｂは、ＭＳ１２０の構成要素のブロック図の例を示している。ＭＳ１２０は、メモリ６０８およびプロセッサ６０９を含む。ＭＳ１２０はまた、場所支援サーバ１３０から係数列を受信するための受信機インターフェース６６を含む。受信機インターフェース６６はまた、衛星ブロードキャストから、場所支援サーバ１３０から、または他のデータソースから、大まかな軌道データおよび／もしくはリアルタイムの軌道データ、たとえば、アルマナック、エフェメリス、ならびに／または他の衛星位置およびタイミング情報を受信する。受信機インターフェース６６は、有線もしくは無線のネットワーク、ブロードキャスト媒体、またはあらゆる適切なデータ伝送手段を介して係数を受信することができる。ＭＳ１２０は、場所支援サーバ１３０から送信される係数列を復号する復号装置６２０を含む。１つのシナリオでは、ＭＳ１２０はまた、評価装置６０２、変換装置６８および再構成装置６７を含むことができる。評価装置６０２は、係数および適用時間（現在時間）を用いて数学関数を評価する。変換装置６８は、評価結果を、場所支援サーバ１３０によって使用される座標系（たとえば、図２の（Ｒａ，Ａｔ，Ｘｔ）座標系２３）からＥＣＥＦ座標系に変換する。次いで、再構成装置６７は、変換結果を大まかな軌道データに適用することによって、予想される軌道データを再構成する。
【００６７】
本明細書で説明する方法論は、アプリケーションに応じてさまざまな手段により実施することができる。たとえば、場所支援サーバ１３０およびＭＳ１２０の上記の構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはその組合せに実装することができる。ハードウェア実装の場合、処理装置は、１つまたは複数のアプリケーション専用集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子機器、本明細書で説明する機能を実行するように設計された他の電子装置、またはこれらの組合せの範囲内で実装することができる。
【００６８】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装の場合、この方法論は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール（たとえば、手順、機能など）内で実施することができる。指示を目に見える形で具現化する任意の機械可読媒体を、本明細書で説明する方法論を実施する際に使用することができる。たとえば、図６Ａおよび６Ｂを再び参照すると、ソフトウェアコードをメモリ（たとえば、場所支援サーバ１３０のメモリ６０４およびＭＳ１２０のメモリ６０８）に格納し、プロセッサ（場所支援サーバのプロセッサ６０５およびＭＳ１２０のプロセッサ６０９）によって実行することができる。メモリは、プロセッサの中または外に実装することができる。本明細書で使用する用語「メモリ」は、あらゆる種類の長期、短期、揮発性、不揮発性、または他のメモリを意味し、特定の種類のメモリもしくは特定の数のメモリ、またはメモリが格納されている特定の種類の媒体に限定されない。
【００６９】
本明細書で説明する方法および装置は、さまざまな衛星測位システム（ＳＰＳ）または全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）、たとえば、米国の全地球測位システム（ＧＰＳ）、ロシアのＧｌｏｎａｓｓシステム、欧州のＧａｌｉｌｅｏシステムなど、複数の衛星システムの組合せにより衛星を使用するシステム、または将来開発される衛星システムと共に使用することができる。さらに、開示する方法および装置は、スードライトまたは衛星とスードライトとの組合せを利用する位置特定システムと共に使用することができる。スードライトは、ＧＰＳ時間と同期を取ることができる、Ｌバンド（または他の周波数）の搬送波信号で変調されるＰＮコードまたは他のレンジングコード（ＧＰＳまたはＣＤＭＡセルラ信号に似たもの）をブロードキャストする地上ベースの送信機である。遠隔送信機による識別を可能にするため、各々の当該送信機に固有のＰＮコードを割り当てることができる。スードライトは、トンネル、鉱山、建物、都市の谷間や他の閉ざされた領域など、周回軌道衛星からのＧＳＰシグナルが入手できない可能性のある状況では、有益である。スードライトの別の実装形態は、ラジオビーコンとして知られている。本明細書で使用する用語「衛星」は、スードライト、スードライトと同等のものや、場合によってはその他を含むことを意図している。本明細書で使用する「ＳＰＳ信号」は、スードライトまたはスードライトと同等のものからのＳＰＳのような信号を含むことを意図している。
【００７０】
本明細書で開示する位置特定手法は、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）など、さまざまな無線通信ネットワークで使用することができる。用語「ネットワーク」および「システム」は、しばしば交換可能な形で使用される。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、単一搬送周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワークなどであり得る。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）など、１つまたは複数のラジオアクセス技術（ＲＡＴ）を実施することができる。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００およびＩＳ−８５６の標準規格を含む。ＴＤＭＡネットワークは、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、デジタル先進移動電話システム（Ｄ−ＡＭＰＳ）または他のＲＡＴを実施することができる。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名の団体による文書で説明されている。ＣＤＭＡ２０００は、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名の団体による文書で説明されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文書は、一般に入手できる。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークであってよく、ＷＰＡＮは、ブルートゥースネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘ、または他の種類のネットワークであり得る。この手法は、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮおよび／またはＷＰＡＮの組合せで使用することもできる。
【００７１】
本発明は、特定の例示的特徴に言及して説明しているが、特許請求の範囲で述べる本発明のより広い精神および範囲から離れることなく、これらの特徴にさまざまな訂正および変更を行うことができることが明らかである。したがって、明細書および図面は限定的なものではなく例示的なものと見なすべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］移動局が衛星の軌道情報を取得するのを支援する方法であって、
前記衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算することと、
前記訂正の空間構成要素を、使用している第１の座標系から第２の座標系に変換することを表すことであって、前記第２の座標系における前記訂正が、時間を通じての前記訂正の変化を大幅に滑らかにするために選択される、表すこととを備える方法。
［Ｃ２］前記第２の座標系における前記訂正を概算して、前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすことをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］前記訂正を概算することは、
１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表すことと、
前記概算された訂正として前記数学関数の係数を使用することとを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ４］前記数学関数列は、
調和関数、エルミート多項式、ルジャンドル多項式、コサインおよびサイン関数、またはケプラーの軌道関数のうち１つを備えるＣ３に記載の方法。
［Ｃ５］前記第２の座標系は前記衛星と共に動く軸を有する、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ６］前記第２の座標系は動径軸を含み、前記動径軸は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、Ｃ５に記載の方法。
［Ｃ７］前記第２の座標系は、前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸をさらに含む、Ｃ６に記載の方法。
［Ｃ８］前記訂正を概算することは、
前記第２の座標系の参照場所として前記移動局の場所を使用することと、
１次元データとして前記概算された訂正を伝送することであって、前記訂正はクロック訂正と結び付いた空間次元を含む、伝送することとを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ９］前記訂正を概算することは、
前記第２の座標系の参照場所として地球の中心を使用することと、
４次元データとして前記概算された訂正を伝送することであって、前記訂正は前記第２の座標系の３つの空間次元およびクロック訂正のための１つの時間次元を含む、伝送することとを備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１０］１つの空間次元における前記訂正は、他の空間次元におけるよりもはるかに正確である、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１１］タイムサーバから参照時間を取得することと、
前記参照時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送することとをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１２］前記タイムサーバから取得された前記参照時間の精度を高めることと、
前記参照時間を衛星位置の前記大まかな推定に付加して、前記移動局へ伝送するためのメッセージを作成することとをさらに備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１３］衛星タイミングの前記訂正を概算することと、
前記衛星のクロックバイアスを特定するために、前記概算された訂正を前記移動局へ伝送することとをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１４］前記概算された訂正を、前記移動局がアクセスできるよう記憶装置へ伝送することをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ１５］衛星軌道データの訂正を第１の座標系から第２の座標系へ変換することと、
前記衛星の軌道情報を特定するために、大まかな軌道データに前記変換された衛星軌道データを適用することとを備える方法。
［Ｃ１６］前記第１の座標系における前記訂正は、時間を通じて大幅に滑らかな変化を有する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１７］前記第１の座標系における前記訂正は、１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１８］前記第１の座標系の軸は、前記衛星の動きに合わせて回転する、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ１９］前記第１の座標系の軸は、前記衛星の位置および移動により定められる、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２０］前記変換および前記適用のオペレーションは、移動局によって実行される、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２１］サーバで前記衛星軌道データの前記訂正を計算することと、
前記サーバで前記訂正を前記第２の座標系から前記第１の座標系へ変換することとをさらに備える、Ｃ１５に記載の方法。
［Ｃ２２］移動局の方法であって、
衛星の大まかな軌道データの訂正を受信することと、
前記訂正を第１の座標系から第２の座標系へ変換することであって、前記第１の座標系で表される前記訂正は、１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する、変換することと、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正を適用することとを備える方法。
［Ｃ２３］前記第１の座標系は、３つの直交軸を含む、Ｃ２２に記載の方法。
［Ｃ２４］前記第１の座標系は、斜交軸を含む、Ｃ２２に記載の方法。
［Ｃ２５］前記第１の座標系は、動径軸を含み、前記動径軸は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、Ｃ２２に記載の方法。
［Ｃ２６］前記参照場所は、地球の中心である、Ｃ２５に記載の方法。
［Ｃ２７］前記参照場所は、前記移動局の推定される場所である、Ｃ２５に記載の方法。
［Ｃ２８］前記訂正は、前記空間次元の各々につき、数学関数列の係数によって表される、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ２９］移動局の方法であって、
衛星の大まかな軌道データを受信することと、
前記衛星の前記大まかな軌道データの訂正データを受信することと、
前記訂正データを第１の座標系から第２の座標系へ変換することであって、前記第１の座標系は、時間を通じての前記訂正の変化を滑らかにするために選択される、変換することと、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正データを適用することとを備える方法。
［Ｃ３０］前記訂正データに基づいて前記衛星の位置およびタイミングを特定することをさらに備える、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３１］前記訂正データを受信することは、
前記座標系の少なくとも１つの軸のための数学関数列の係数列を受信することと、
前記訂正データを取得するために、前記係数列および適用時間を使用して前記数学関数を評価することとを備える、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３２］前記係数列は、
調和関数、エルミート多項式、ルジャンドル多項式、コサインおよびサイン関数、またはケプラーの軌道関数のうちの１つの係数を備える、Ｃ３１に記載の方法。
［Ｃ３３］前記第１の座標系は、前記衛星とともに動く軸を有する、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３４］前記第１の座標系は、動径軸を含み、前記動径軸は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、Ｃ３３に記載の方法。
［Ｃ３５］前記第１の座標系は、前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸をさらに含む、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３６］前記第１の座標系の参照場所として前記移動局の場所を使用することと、
数学関数列の係数を受信することであって、前記係数は、クロック訂正と結び付いた空間次元を含む１次元データを表す、受信することとをさらに備える、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３７］前記第１の座標系の参照場所として地球の中心を使用することと、
４つの数学関数列の係数を受信することであって、前記係数は、前記第１の座標系の３つの空間次元およびクロック訂正のための時間次元を含む４次元データを表す、受信することとをさらに備える、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３８］前記訂正データは、１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ３９］ネットワークタイムサーバ、場所支援サーバ、パケット交換データネットワーク、または参照受信機から受信するＧＰＳデータのうちの１つから参照時間を受信することをさらに備える、Ｃ２９に記載の方法。
［Ｃ４０］移動局が衛星の軌道情報を取得するのを支援するサーバシステムであって、
前記衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算し、前記衛星とともに動く軸を有する座標系を使用して前記訂正の空間構成要素を表す訂正装置を備えるサーバシステム。
［Ｃ４１］前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすために、前記座標系における前記訂正を概算する概算装置をさらに備える、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４２］前記概算装置は、１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表し、前記数学関数の係数を使用して前記訂正を概算する、Ｃ４１に記載のサーバシステム。
［Ｃ４３］前記サーバシステムは、前記移動局による使用のために前記概算された訂正を記憶するデータ記憶装置と結び付いている、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４４］ネットワークを介して前記移動局に前記概算された訂正を伝送する伝送装置をさらに備える、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４５］前記移動局へ前記概算された訂正をブロードキャストする伝送装置をさらに備える、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４６］前記座標系は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸を含む、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４７］前記概算装置は、１つまたは複数の数学関数列によって前記訂正を表し、前記概算された訂正として前記数学関数の係数を使用する、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４８］前記訂正装置は、前記衛星のクロック訂正を計算する論理を備える、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ４９］前記クロック訂正は、１つの数学関数列の少なくとも１つの係数によって概算される、Ｃ４８に記載のサーバシステム。
［Ｃ５０］タイムサーバから参照時間を取得するインターフェース装置と、
前記参照時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送する伝送装置とをさらに備える、Ｃ４０に記載のサーバシステム。
［Ｃ５１］命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、
前記衛星の大まかな軌道データと前記衛星の正確な軌道データとの間の訂正を計算する命令と、
前記訂正の空間構成要素を第１の座標系から第２の座標系へ変換することを表し、それにより、時間を通じての前記訂正の変化を滑らかにするために選択された座標系を使用して、前記第２の座標系における前記訂正が時間を通じて大幅に滑らかな変化を有する命令とを備えるコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５２］前記移動局への伝送に必要なビット数を減らすため項を切り捨てた数学関数を使用して、前記第２の座標系における前記訂正を補間する命令をさらに備える、Ｃ５１に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５３］前記第２の座標系は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸、ならびに前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸を含む、Ｃ５１に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５４］少なくとも１つの空間次元において他の空間次元より多くの係数を有する前記訂正を概算する命令をさらに備える、Ｃ５１に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５５］前記衛星のクロック訂正を計算する命令をさらに備える、Ｃ５１に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５６］タイムサーバから参照時間を取得する命令と、
前記参照時間を衛星位置の大まかな推定と合わせて前記移動局へ伝送する命令とをさらに備える、Ｃ５１に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ５７］移動局のシステムであって、
インプットを受信する受信機インターフェースと、
前記インプットに基づき、衛星の大まかな軌道データの訂正データを計算する評価装置と、
前記訂正データを、時間を通じての前記訂正データの変化を滑らかにするために選択された第１の座標系から、第２の座標系へ変換する変換装置と、
前記衛星の軌道情報を特定するために、前記大まかな軌道データに前記訂正データを適用する再構成装置とを備えるシステム。
［Ｃ５８］前記第１の座標系の軸は、動径軸を含み、前記動径軸は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ５９］前記再構成装置は、前記衛星の位置およびタイミングを特定するために訂正された軌道データを生成する、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ６０］前記インプットは、前記座標系の少なくとも１つの軸の数学関数の係数を含む、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ６１］前記評価装置は、前記訂正データを取得するために前記係数および適用時間を使用して前記数学関数を評価する論理を含む、Ｃ６０に記載のシステム。
［Ｃ６２］前記受信機インターフェースは、データ記憶装置からファイル転送を介して前記インプットを受信する、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ６３］前記受信機インターフェースは、サーバから伝送されたメッセージで前記インプットを受信する、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ６４］前記訂正データは、１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、Ｃ５７に記載のシステム。
［Ｃ６５］命令を記憶しているコンピュータ可読媒体であって、
訂正データを、時間を通じての前記訂正データの変化を滑らかにするために選択された第１の座標系から、第２の座標系へ変換する命令と、
前記衛星の軌道情報を特定するために大まかな軌道データに前記訂正データを適用する命令とを備えるコンピュータ可読媒体。
［Ｃ６６］前記訂正データに基づいて前記衛星の位置およびタイミングを特定する命令をさらに備える、Ｃ６５に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ６７］前記第１の座標系は、参照場所を前記衛星の推定される位置とつなぐ線と平行なまたは一致する動径軸、ならびに前記動径軸および衛星移動の方向と直角なクロストラック軸を含む、Ｃ６５に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ６８］前記訂正データは、１つの空間次元において他の空間次元におけるよりも高い精度を有する前記第１の座標系で表される、Ｃ６５に記載のコンピュータ可読媒体。
［Ｃ６９］前記座標系の少なくとも１つの軸のための数学関数の係数を受信する命令と、
前記係数および適用時間を使用して前記数学関数を評価する命令とをさらに含む、Ｃ６５に記載のコンピュータ可読媒体。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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