(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、
前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、
前記受取手段によって受け取られた信号内の人工衛星の軌道スケジュールを記憶する軌道スケジュール記憶手段と、
前記軌道スケジュール記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道スケジュールに合致する前記受取手段によって受け取られた人口衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段
を具備することを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、
前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、
前記受取手段によって受け取られた人工衛星の軌道を記憶する軌道記憶手段と、
前記軌道記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道に基づいて、該人工衛星の軌道を学習し、該学習結果に合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段
を具備することを特徴とする信号処理装置。
【請求項３】
前記受信手段は、建物内の固定された位置であって互いに異なる方向に配置している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の信号処理装置。
【請求項４】
さらに、前記信号選択手段によって選択された信号によって、協調通信を行う無線基地局における周波数及び時刻の精度補正を行う補正手段
を具備することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、
コンピュータを
前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、
前記受取手段によって受け取られた信号内の人工衛星の軌道スケジュールを記憶する軌道スケジュール記憶手段と、
前記軌道スケジュール記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道スケジュールに合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段
として機能させることを特徴とする信号処理プログラム。
【請求項６】
人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、
コンピュータを
前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、
前記受取手段によって受け取られた人工衛星の軌道を記憶する軌道記憶手段と、
前記軌道記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道に基づいて、該人工衛星の軌道を学習し、該学習結果に合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段
として機能させることを特徴とする信号処理プログラム。
【請求項７】
請求項４に記載の信号処理装置を
具備することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項８】
請求項４に記載の信号処理装置と、
協調通信を行う無線基地局装置
を具備することを特徴とする協調通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星から受信した信号を処理する信号処理装置、信号処理プログラム、無線基地局装置及び協調通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星からのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：全地球的測位システム）信号を受信し、そこの位置情報を得るＧＰＳシステムが従来から知られている。ＧＰＳシステムは、４個以上の人工衛星からのＧＰＳ信号を受信し、解読することにより、その３次元的な位置座標と時刻を正確に求めることができる。
ＧＰＳ受信ユニットは１台を主に用い、人工衛星の捕捉数が最もよいビルの頂上などに配置し、人工衛星の捕捉数が必ず４個以上となるように管理していた。
このため衛星アンテナの設置場所がない、設置に費用がかかる、また、周辺の建物、山、植物等による電波の遮蔽、反射等による影響を受けないように常時管理することが必要であった。
また、故障などに備えて２台以上のＧＰＳ受信ユニットを設置することもあったが、上記の課題については解決するものではなかった。
【０００３】
これに関連する技術として、例えば、特許文献１には、ＧＰＳ衛星からの受信を確実にし、自動車の絶対位置情報を正確に得ることを目的とし、自動車に設けられた複数のマイクロストリップアンテナと、マイクロストリップアンテナに対応した複数の中間周波増幅器及び検波器と、検波器からの受信信号をＡＤ変換するＡＤ変換器を有し、かつ選択識別機能を有する比較器と、比較器からの受信デジタル信号の解読機能を有するデコーダを有することが開示されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、衛星信号をダイバーシチ受信する際のアンテナ切り替えのための構成を簡単にし、処理負担を低減することを課題とし、複数のアンテナと、一のアンテナに接続可能な無線信号の無線信号受信回路と、他のアンテナに接続可能で、衛星からの衛星信号の受信処理を行う衛星信号受信回路と、無線信号受信回路にて受信処理された無線信号を入力して、この入力信号に応じて信号処理を行う信号処理手段（制御・処理回路の一機能部）と、衛星信号受信回路にて受信処理された衛星信号を入力して、この入力信号に応じて信号処理を行う衛星信号処理手段（制御・処理回路の他の機能部）と、少なくとも１つのアンテナにおいて捕捉される衛星数に応じて、前記衛星信号受信回路と前記複数のアンテナとの接続を切り替えるアンテナ接続切替手段とを備えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４２４９号公報
【特許文献２】特開２００７−１８０８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＰＳ受信ユニットから人工衛星の捕捉状態、精度などについての情報が得られているにもかかわらず、それらはＧＰＳ受信ユニットの現在の動作状態、故障でないかどうかを把握する目的以外に利用することができなかった。
本発明は、このような背景技術の状況の中でなされたもので、人工衛星の捕捉状態が悪い条件下であっても、信号の受信手段を複数用いることにより、安定した信号の受信ができるようにした信号処理装置、信号処理プログラム、無線基地局装置及び協調通信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］  人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、前記受取手段によって受け取られた信号内の人工衛星の軌道スケジュールを記憶する軌道スケジュール記憶手段と、前記軌道スケジュール記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道スケジュールに合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段を具備することを特徴とする信号処理装置。
【０００８】
［２］  人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、前記受取手段によって受け取られた人工衛星の軌道を記憶する軌道記憶手段と、前記軌道記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道に基づいて、該人工衛星の軌道を学習し、該学習結果に合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段を具備することを特徴とする信号処理装置。
【０００９】
［３］  前記受信手段は、建物内の固定された位置であって互いに異なる方向に配置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の信号処理装置。
【００１０】
［４］  さらに、前記信号選択手段によって選択された信号によって、協調通信を行う無線基地局における周波数及び時刻の精度補正を行う補正手段を具備することを特徴とする［１］から［３］のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【００１１】
［５］  人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、コンピュータを前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、前記受取手段によって受け取られた信号内の人工衛星の軌道スケジュールを記憶する軌道スケジュール記憶手段と、前記軌道スケジュール記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道スケジュールに合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段として機能させることを特徴とする信号処理プログラム。
【００１２】
［６］  人工衛星の軌道を観測し、該人工衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する複数の受信手段を異なる方向に配置し、コンピュータを前記受信手段によって観測された人工衛星の軌道と受信された信号を受け取る受取手段と、前記受取手段によって受け取られた人工衛星の軌道を記憶する軌道記憶手段と、前記軌道記憶手段に記憶されている人工衛星の軌道に基づいて、該人工衛星の軌道を学習し、該学習結果に合致する前記受取手段によって受け取られた人工衛星からの信号のうちの１つ以上を選択する信号選択手段として機能させることを特徴とする信号処理プログラム。
［７］  ［４］に記載の信号処理装置を具備することを特徴とする無線基地局装置。
［８］  ［４］に記載の信号処理装置と、協調通信を行う無線基地局装置を具備することを特徴とする協調通信システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる信号処理装置及び信号処理プログラムによれば、衛星の見通しが悪い条件下であっても、信号の受信手段を複数用いることにより、安定した信号の受信ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図である。
【図２】本実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図３】本実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図４】本実施の形態による処理例を示すフローチャートである。
【図５】１本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールの場合の信号処理例についての説明図である。
【図６】複数本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールの場合の信号処理例についての説明図である。
【図７】衛星の軌道の例を示す説明図である。
【図８】建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。
【図９】建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。
【図１０】建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。
【図１１】建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。
【図１２】建物内に２本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。
【図１３】建物内に２本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。
【図１４】本実施の形態を実現するコンピュータのハードウェア構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき本発明を実現するにあたっての好適な一実施の形態の例を説明する。
図１は、本実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能なソフトウェア（コンピュータ・プログラム）、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、コンピュータ・プログラム、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するの意である。また、モジュールは機能に一対一に対応していてもよいが、実装においては、１モジュールを１プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを１プログラムで構成してもよく、逆に１モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは１コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって１モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、１つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続（データの授受、指示、データ間の参照関係等）の場合にも用いる。
また、システム又は装置とは、複数のコンピュータ、ハードウェア、装置等がネットワーク（一対一対応の通信接続を含む）等の通信手段で接続されて構成されるほか、１つのコンピュータ、ハードウェア、装置等によって実現される場合も含まれる。「装置」と「システム」とは、互いに同義の用語として用いる。もちろんのことながら、「システム」には、人為的な取り決めである社会的な「仕組み」（社会システム）にすぎないものは含まない。
また、各モジュールによる処理毎に又はモジュール内で複数の処理を行う場合はその処理毎に、対象となる情報を記憶装置から読み込み、その処理を行った後に、処理結果を記憶装置に書き出すものである。したがって、処理前の記憶装置からの読み込み、処理後の記憶装置への書き出しについては、説明を省略する場合がある。なお、ここでの記憶装置としては、ハードディスク、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、外部記憶媒体、通信回線を介した記憶装置、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）内のレジスタ等を含んでいてもよい。
【００１６】
本実施の形態である信号処理装置は、人工衛星（以下、単に衛星ともいう）から受信した信号を処理するものであって、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１、ＧＰＳ信号受信モジュール１０２、ＧＰＳ信号受信モジュール１０３、ＧＰＳ信号受信モジュール１０４が設置されており、図１の例に示すように、ＧＰＳ信号収集モジュール１１０は、ＧＰＳ信号受取モジュール１１２、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４、スケジュール記憶モジュール１１６、軌道記憶モジュール１１８、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０を有している。
【００１７】
ＧＰＳ信号受信モジュール１０１、ＧＰＳ信号受信モジュール１０２、ＧＰＳ信号受信モジュール１０３、ＧＰＳ信号受信モジュール１０４は、それぞれ異なる方向に設置されており、ＧＰＳ信号収集モジュール１１０内のＧＰＳ信号受取モジュール１１２と接続されている。つまり、複数のＧＰＳアンテナによって捕捉できる衛星の数を増加させている。また、複数設置するので、必ずしも障害物のない場所（例えば、ビルの屋上等）に設置しなければならないものではなく、ビルの窓の近辺等に設置してもよい。ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等は、衛星の軌道を観測し、その衛星の軌道スケジュール及び時刻を含む信号を受信する。受信する信号は、いわゆるＧＰＳ信号と呼ばれているものであり、衛星の軌道スケジュール、時刻の他に、衛星の識別コード、発信したときの衛星の位置等が含まれる。また、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等は、衛星の軌道を観測し、この他に信号の強度（例えば、衛星の捕捉状態、精度等）についても観測する。そして、受信したＧＰＳ信号、観測結果をＧＰＳ信号収集モジュール１１０内のＧＰＳ信号受取モジュール１１２へ渡す。図１に示す例では、４つのＧＰＳ信号受信モジュールであるが、複数であればよい。
【００１８】
ＧＰＳ信号受取モジュール１１２は、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１、ＧＰＳ信号受信モジュール１０２、ＧＰＳ信号受信モジュール１０３、ＧＰＳ信号受信モジュール１０４、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４、スケジュール記憶モジュール１１６、軌道記憶モジュール１１８と接続されている。ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって受信されたＧＰＳ信号、観測結果を受け取る。受け取ったＧＰＳ信号には軌道スケジュール等が含まれており、ＧＰＳ信号内の軌道スケジュールを衛星の識別コードに対応させてスケジュール記憶モジュール１１６に記憶させる。また、観測結果内の衛星の軌道情報を軌道記憶モジュール１１８に記憶させる。また、ＧＰＳ信号、観測結果をＧＰＳ信号選択モジュール１１４へ渡す。
【００１９】
スケジュール記憶モジュール１１６は、ＧＰＳ信号受取モジュール１１２、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４からアクセスされる。ＧＰＳ信号受取モジュール１１２によって受け取られたＧＰＳ信号内の衛星の軌道スケジュールを記憶する。そして、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４からのアクセスによって、その軌道スケジュールを渡す。
軌道記憶モジュール１１８は、ＧＰＳ信号受取モジュール１１２、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４からアクセスされる。ＧＰＳ信号受取モジュール１１２によって受け取られた衛星の軌道情報を記憶する。そして、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４からのアクセスによって、その軌道情報を渡す。
【００２０】
ＧＰＳ信号選択モジュール１１４は、ＧＰＳ信号受取モジュール１１２、スケジュール記憶モジュール１１６、軌道記憶モジュール１１８、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０と接続されている。スケジュール記憶モジュール１１６に記憶されている衛星の軌道スケジュールとＧＰＳ信号受取モジュール１１２によって受け取られた衛星の軌道との比較に応じて、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって受信された信号のうちの１つ以上を選択する。つまり、軌道スケジュールと実際の軌道が同じであれば、その軌道を観測したＧＰＳ信号受信モジュールによって受信されたＧＰＳ信号を選択するものである。
【００２１】
また、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４は、スケジュール記憶モジュール１１６に記憶されている衛星の軌道スケジュールに応じて、ＧＰＳ信号収集モジュール１１０等によって観測された衛星の軌道のうち、本来その衛星を観測すべきＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって受信された信号のうちの１つ以上を選択するようにしてもよい。つまり、軌道スケジュールに合わせて、ＧＰＳ信号受信モジュールによって受信されたＧＰＳ信号を選択するものである。例えば、軌道スケジュールによると、その時刻では衛星が北側にある場合は、北側を向いているＧＰＳ信号受信モジュールからのＧＰＳ信号を選択する。
【００２２】
また、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４は、軌道記憶モジュール１１８に記憶されている衛星の軌道に基づいて、その衛星の軌道を学習し、学習結果とＧＰＳ信号受取モジュール１１２によって受け取られた衛星の軌道との比較に応じて、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって受信された信号のうちの１つ以上を選択するようにしてもよい。つまり、衛星の軌道は周期性があることから、実際に観測された軌道に基づいて、現在あるべき軌道を推測して、その推測した方向を向いているＧＰＳ信号受信モジュールからのＧＰＳ信号を選択する。
【００２３】
また、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４は、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって観測された人工衛星の数又はＧＰＳ信号受信モジュール１０１等によって観測された信号の強度に関する情報に応じて、信号を選択するようにしてもよい。例えば、観測できている人工衛星の数が４つ以上のＧＰＳ信号受信モジュールからのＧＰＳ信号を選択すること、信号の強度がＧＰＳ信号受信モジュール１０１、１０２、１０３、１０４の中で最も強いものからのＧＰＳ信号を選択すること等がある。
なお、前述したＧＰＳ信号選択モジュール１１４の処理は組み合わせてもよい。例えば、過去の人工衛星の数又は信号強度が周期的に変更する場合は、周期性に合わせて、ＧＰＳ信号受信モジュールからのＧＰＳ信号を選択するようにしてもよい。
【００２４】
ＧＰＳ信号出力モジュール１２０は、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４と接続されている。ＧＰＳ信号選択モジュール１１４によって選択されたＧＰＳ信号を外部の機器に出力する。例えば、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０の出力を、協調通信を行う無線基地局において周波数又は時刻の精度補正を行うために用いるようにしてもよい。なお、協調通信は、複数の無線基地局による同期が必要となるため、周波数又は時刻の精度補正が必要となる。
【００２５】
図２は、本実施の形態による処理例（軌道スケジュールと実際の軌道を比較して、合致したものを選択する処理）を示すフローチャートである。
ステップＳ２０２では、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等がＧＰＳ信号を受信する。
ステップＳ２０４では、スケジュール記憶モジュール１１６が各衛星の軌道スケジュールを記憶する。
ステップＳ２０６では、軌道記憶モジュール１１８が各衛星の観測軌道を記憶する。
ステップＳ２０８では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４が現時点の軌道スケジュールを取り出す。
ステップＳ２１０では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４が軌道スケジュールに合致した衛星からの受信データがあるか否かを判断し、ある場合はステップＳ２１２へ進み、それ以外の場合は処理を終了する（ステップＳ２９９）。
ステップＳ２１２では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４がその受信データを選択する。
ステップＳ２１４では、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０が受信データを出力する。
【００２６】
図３は、本実施の形態による処理例（過去の軌道を利用して学習し、その学習結果と実際の軌道を比較して、合致したものを選択する処理）を示すフローチャートである。
ステップＳ３０２では、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等がＧＰＳ信号を受信する。
ステップＳ３０４では、軌道記憶モジュール１１８が各衛星の観測軌道を記憶する。
ステップＳ３０６では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４が各衛星の軌道を学習する。衛星の見え方の周期は約２週間で一巡しているので、この周期性を利用して、軌道を学習させてもよい。ここでの学習とは、神経回路網のモデルを用いた学習であってもよいし、周期時間内における過去の軌道の平均（最頻値等であってもよい）をとるような統計的な処理であってもよい。
ステップＳ３０８では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４が学習した軌道に合致した衛星からの受信データがあるか否かを判断し、ある場合はステップＳ３１０へ進み、それ以外の場合は処理を終了する（ステップＳ３９９）。
ステップＳ３１０では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４がその受信データを選択する。
ステップＳ３１２では、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０が受信データを出力する。
【００２７】
図４は、本実施の形態による処理例（捕捉した衛星の数又はＧＰＳ信号の強度に基づいて、ＧＰＳ信号を選択する処理）を示すフローチャートである。
ステップＳ４０２では、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等がＧＰＳ信号を受信する。
ステップＳ４０４では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４が衛星の数又は信号強度は閾値以上か否かを判断し、閾値以上の場合はステップＳ４０６へ進み、それ以外の場合は処理を終了する（ステップＳ４９９）。例えば、衛星の数と比較する閾値として４個である。また、衛星の数と信号強度のいずれか一方の比較処理であってもよいし、両方の論理和による比較処理であってもよい。また、閾値との比較ではなく、捕捉した衛星の数が最も多いもの又は信号強度が最も強いＧＰＳ信号受信モジュールのＧＰＳ信号を選択するようにしてもよい。
ステップＳ４０６では、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４がその受信データを選択する。
ステップＳ４０８では、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０が受信データを出力する。
【００２８】
図５は、１本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールの場合の信号処理例についての説明図である。これは、一般的なＧＰＳ信号処理モジュール５２０の利用例を説明するものである。
一般に、ＧＰＳアンテナ５１０は、ビルの屋上等の遮蔽物がなく、近くに電波を反射する大きな建物等もないような場所であり、衛星を捕捉しやすい環境（いわゆる理想的な環境）に設置される。また、そのために避雷針等の付帯設備も必要になってくることが多い。
ＧＰＳ信号処理モジュール５２０は、４つ以上の衛星（図５では、衛星５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ、５００Ｄ）からの信号を受信し、衛星Ａ（ＧＰＳデータ）５３１、衛星Ｂ（ＧＰＳデータ）５３２、衛星Ｃ（ＧＰＳデータ）５３３、衛星Ｄ（ＧＰＳデータ）５３４を出力する。これらを用いて、４つの未知数である座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、時刻（Ｔ）を解析することが行われる。
【００２９】
図６は、複数本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールの場合の信号処理例についての説明図である。
図６（ａ）に示す例は、図５に例示した１本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合についてであるが、近くに建物６９９Ａ、６９９Ｂがあり、そのためＧＰＳアンテナ６１０が捕捉できる衛星は衛星６００Ａと衛星６００Ｂのみである。したがって、ＧＰＳ信号処理モジュール６２０は衛星Ａ（ＧＰＳデータ）６３１、衛星Ｂ（ＧＰＳデータ）６３２のみを出力する。つまり、２つしかないＧＰＳ信号では４つの未知数を解析することは不可能である。
【００３０】
図６（ｂ）に示す例は、２本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合についてであり、ＧＰＳアンテナ６４０は図６（ａ）と同じ位置に設置しているが、ＧＰＳアンテナ６７０は建物６９９Ａを中心にしてＧＰＳアンテナ６４０と反対側に設置している。ＧＰＳアンテナ６４０が捕捉できる衛星は２つのままであるが、ＧＰＳアンテナ６７０が捕捉できる衛星は４つある。したがって、ＧＰＳ信号処理モジュール６５０は衛星Ａ（ＧＰＳデータ）６６１、衛星Ｂ（ＧＰＳデータ）６６２を出力し、ＧＰＳ信号処理モジュール６８０は衛星Ｅ（ＧＰＳデータ）６９１、衛星Ｆ（ＧＰＳデータ）６９２、衛星Ｇ（ＧＰＳデータ）６９３、衛星Ｈ（ＧＰＳデータ）６９４を出力する。そして、本実施の形態は、衛星の数を利用してＧＰＳ信号処理モジュール６８０から受け取ったＧＰＳ信号を最終的に出力する。これによって、４つ以上のＧＰＳ信号を用いて、４つの未知数である座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、時刻（Ｔ）を解析することが行われる。
【００３１】
また、図６（ｃ）に示す例は、図６（ｂ）の例と同じ設置であるが、時間が経過して、ＧＰＳアンテナ６４０が捕捉できる衛星は４つに増加し、ＧＰＳアンテナ６７０が捕捉できる衛星は２つと減少している。したがって、ＧＰＳ信号処理モジュール６５０は衛星Ａ（ＧＰＳデータ）６６１、衛星Ｂ（ＧＰＳデータ）６６２、衛星Ｃ（ＧＰＳデータ）６６３、衛星Ｄ（ＧＰＳデータ）６６４を出力し、ＧＰＳ信号処理モジュール６８０は衛星Ｅ（ＧＰＳデータ）６９１、衛星Ｆ（ＧＰＳデータ）６９２を出力する。そして、本実施の形態は、衛星の数を利用して、今回はＧＰＳ信号処理モジュール６５０から受け取ったＧＰＳ信号を最終的に出力する。これによって、４つ以上のＧＰＳ信号を用いて、４つの未知数である座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、時刻（Ｔ）を解析することが行われる。つまり、安定的に衛星を捕捉することができるようになっている。
【００３２】
図７は、衛星の軌道の例を示す説明図である。これは、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等が観測した衛星の軌道情報を基に生成した衛星軌道であり、天球を押し潰したように円で表示している。上端は北地平線、下端は南地平線、左端は西地平線、右端は東地平線、中央は天頂（真上）を示している。そして、番号は衛星の識別番号であり、軌跡の濃度は信号強度を示している。なお、このデータは。図５の例に示したような理想的な環境に設置されたＧＰＳ信号処理モジュール５２０によって出力されたものである。
【００３３】
図８は、建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。建物８００内の南東にある窓８１０に面している場所にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８２０を設置した場合を示したものである。
図９は、建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。つまり、図８の例に示したＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８２０によって観測された衛星の軌道を示したものであり、図７に比べて北西の領域９１０は衛星を捕捉することができない領域又は信号強度が低下している領域である。
図１０は、建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。建物８００内の北東にある窓８３０に面している場所にＧＰＳアンテナ８４０を設置した場合を示したものである。
図１１は、建物内にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。つまり、図１０の例に示したＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８４０によって観測された衛星の軌道を示したものであり、図７に比べて南西の領域１１００は衛星を捕捉することができない領域又は信号強度が低下している領域である。
【００３４】
図１２は、建物内に２本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した例を示す説明図である。つまり、図８、図１０の例を組み合わせたものであり、南東と北東の窓にＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８２０、８４０を設置したものである。そして、ＧＰＳ信号収集モジュール１１０がいずれかのＧＰＳ信号を選択する。
図１３は、建物内に２本のＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示す説明図である。図１２の例のようにＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュールを設置した場合に、観測できる衛星の軌道の例を示している。ＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８２０、ＧＰＳアンテナ及びＧＰＳ信号処理モジュール８４０からのＧＰＳ信号を選択することによって、衛星を捕捉することができない領域又は信号強度が低下している領域は、領域９１０又は領域１１００となる。
【００３５】
なお、本実施の形態としてのプログラムが実行されるコンピュータのハードウェア構成は、図１４に示すように、一般的なコンピュータであり、具体的には本実施の形態による処理以外にも多くの処理を高速に実行することができるサーバーとなりうるようなコンピュータである。ＧＰＳ信号受取モジュール１１２、ＧＰＳ信号選択モジュール１１４、ＧＰＳ信号出力モジュール１２０等のプログラムを実行するＣＰＵ１４１０と、そのプログラムやデータを記憶するＲＡＭ１４３０と、本コンピュータを起動するためのプログラム等が格納されているＲＯＭ１４２０と、補助記憶装置であるＨＤ１４４０と、キーボード、マウス等から操作者の操作によってデータを入力又はＣＲＴや液晶ディスプレイ等にデータを出力して操作者とのインタフェースとなるＵＩ／Ｆ１４５０と、ＣＤ−Ｒ等のリムーバブルメディアに対して読み書きするリムーバブルメディアリーダーライター１４６０と、通信ネットワークと接続するための通信回線Ｉ／Ｆ１４７０、そして、それらをつないでデータのやりとりをするためのバス１４８０により構成されている。これらのコンピュータが複数台互いにネットワークによって接続されていてもよい。
【００３６】
本実施の形態は、故障時のための２重系としての動作をさせるようにしてもよい。つまり、通常時はＧＰＳ信号受信モジュール１０１を利用しており、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１からの故障した旨の信号を受け取った場合は、その他のＧＰＳ信号受信モジュール１０２等が受信したＧＰＳ信号を利用するようにしてもよい。
前述の実施の形態の説明では、ＧＰＳ信号受信モジュール１０１等としてＧＰＳアンテナとＧＰＳ信号処理モジュールは一体となっているもの（つまり、ＧＰＳ信号処理モジュール内にはＧＰＳ信号収集モジュール１１０がないこと）を前提として説明したが、ＧＰＳ信号処理モジュール内にＧＰＳ信号収集モジュール１１０を組み入れてもよい。つまり、ＧＰＳ信号処理モジュールには複数のＧＰＳアンテナが接続されており、ＧＰＳ信号処理モジュール内のＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）にＧＰＳ信号収集モジュール１１０の機能を持たせるようにしてもよい。その場合は、ＧＰＳ信号処理モジュールからの信号を選択するのではなく、ＧＰＳアンテナが受信したＧＰＳ信号を選択することとなる。
【００３７】
また、ＧＰＳアンテナを固定した位置に設置する場合を説明したが、自動車等の移動物に複数のＧＰＳアンテナ（例えば、自動車の前後左右）を配置して、本実施の形態を実現してもよい。例えば、トンネルや建物の影など衛星の見通しの悪い位置を走行中であっても、安定したＧＰＳ信号の受信ができるようになる。
また、日本国内では遮蔽物のない全天を見渡せるような場合はほとんど無いので有効である。
また、緯度の高い地方（南極、北極）などでは衛星の方角が固定的になるため、そこを移動する車両に設置した場合はより有効である。
【００３８】
なお、説明したプログラムについては、記録媒体に格納して提供してもよく、また、そのプログラムを通信手段によって提供してもよい。その場合、例えば、前記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明として捉えてもよい。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通などのために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）であって、ＤＶＤフォーラムで策定された規格である「ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等」、ＤＶＤ＋ＲＷで策定された規格である「ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等」、コンパクトディスク（ＣＤ）であって、読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ＣＤレコーダブル（ＣＤ−Ｒ）、ＣＤリライタブル（ＣＤ−ＲＷ）等、ブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標））、光磁気ディスク（ＭＯ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）等が含まれる。
そして、前記のプログラム又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット、イントラネット、エクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、あるいは無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分であってもよく、あるいは別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して
記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化など、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０１…ＧＰＳ信号受信モジュール
１０２…ＧＰＳ信号受信モジュール
１０３…ＧＰＳ信号受信モジュール
１０４…ＧＰＳ信号受信モジュール
１１０…ＧＰＳ信号収集モジュール
１１２…ＧＰＳ信号受取モジュール
１１４…ＧＰＳ信号選択モジュール
１１６…スケジュール記憶モジュール
１１８…軌道記憶モジュール
１２０…ＧＰＳ信号出力モジュール
【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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