(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ受信機に、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置、リアルタイムクロックの時刻およびエフェメリスデータが保有されている時に、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を決定するＧＰＳ受信機の時刻決定方法であって、
前記リアルタイムクロックの時刻を中心として第１の所定の範囲内にある複数の時刻を候補時刻として設定し、前記候補時刻に対して疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を推定時刻とし、
つぎに、前記推定時刻から第２の所定の範囲内にある複数の時刻を候補時刻として前記疑似距離残差処理を用いた前記に準ずる推定時刻の算出処理を複数回繰り返し、標準偏差が最も小さい候補時刻を最終推定時刻とし、
前記各疑似距離残差処理は、
前記候補時刻における衛星の位置をエフェメリスデータに基づいて算出し、
算出した衛星の位置に基づいて、前回の測位位置と衛星との距離を算出し、
算出した距離に基づいて、前記候補時刻に対する衛星からの送信時刻を算出し、
算出した送信時刻における衛星の位置を算出して、算出した衛星の位置と前回の測位位置とに基づいて衛星受信機間距離を算出し、
算出した衛星受信機間距離の１ミリ秒以下の桁に対応する部分と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分との差を擬似距離残差とし、各衛星の擬似距離残差を算出して測位させ、その測位位置での擬似距離残差を求め、その標準偏差が最小となる候補時刻を割り出してＧＰＳ受信機の正しい時刻とする、
ことを特徴とするＧＰＳ受信機の時刻決定方法。
【請求項２】
ＧＰＳ受信機に、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置、リアルタイムクロックの時刻およびエフェメリスデータが保有されている時に、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を決定するＧＰＳ受信機の時刻決定方法であって、
前記リアルタイムクロックの時刻を中心として±５秒の範囲内で、１秒間隔で候補時刻を設定し、前記候補時刻に対して疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を第１の推定時刻とし、
前記第１の推定時刻を中心として±５００ミリ秒の範囲内で、１００ミリ秒間隔で候補時刻を設定し、前記第１の推定時刻に対する前記候補時刻に対して前記疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を第２の推定時刻とし、
前記第２の推定時刻を中心として±５０ミリ秒の範囲内で、１０ミリ秒間隔で候補時刻を設定し、前記第２の推定時刻に対する前記候補時刻に対して前記疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を最終推定時刻とし、
前記各疑似距離残差処理は、
前記候補時刻における衛星の位置をエフェメリスデータに基づいて算出し、
算出した衛星の位置に基づいて、前回の測位位置と衛星との距離を算出し、
算出した距離に基づいて、前記候補時刻に対する衛星からの送信時刻を算出し、
算出した送信時刻における衛星の位置を算出して、算出した衛星の位置と前回の測位位置とに基づいて衛星受信機間距離を算出し、
算出した衛星受信機間距離の１ミリ秒以下の桁に対応する部分と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分との差を擬似距離残差とし、各衛星の擬似距離残差を算出して測位させ、その測位位置での擬似距離残差を求め、その標準偏差が最小となる候補時刻を割り出してＧＰＳ受信機の正しい時刻とする、
ことを特徴とするＧＰＳ受信機の時刻決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）による測位のホットスタート時において、ＧＰＳ受信機の正しい・真の時刻を推定、決定するＧＰＳ受信機の時刻決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＧＰＳによるカーナビゲーションにおいて、一時的に自動車を駐車などしてカーナビゲーションを停止し、再度カーナビゲーションを開始する場合、ＧＰＳ受信機において測位を開始する。このような状況での測位開始をホットスタートといい、ＧＰＳ受信機には、前回の測位位置、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）の時刻、エフェメリスデータなどが保有され、従来、次のようにして測位を算出していた。ここで、ＲＴＣの時刻とは、前回の測位の時刻からＧＰＳ受信機側で独自に進んだ時刻であり、真の時刻に対しておおよその時刻を示し、また、航法データを復調することで、正確な信号送信時刻が得られる。
【０００３】
まず、図４に示すように、衛星の送信時刻（１０１）とエフェメリスデータ（１０２）とに基づいて衛星の位置（１０３）を算出し、算出した衛星位置（１０３）と前回測位したときのＧＰＳ受信機の位置（１０４）とに基づいて、衛星とＧＰＳ受信機との距離（１０５）を算出する。一方、衛星から受信した航法データに基づいて、衛星とＧＰＳ受信機との擬似距離を生成する（１０６、１０７）。
【０００４】
すなわち、擬似距離ρ（ｔ）は、次式で表される。
ρ（ｔ）＝ｃ[ｔｕ−ｔｓ]
ここで、ｔｕはＧＰＳ受信器の受信時刻、ｔｓは衛星の送信時刻、ｃは光速であり、さらに、ｔｓは、図５に示すように、Ｚカウント、航法データのビット数、コード数、コードチップ数およびコードチップの位相を加算したものとなる。そして、擬似距離を生成するには、まず、コリレータによってコードチップとコード位相とを検出し、次に、エッジ検出によってコード数を検出し、さらに、航法データを復調してビット数とＺカウントとを取得して、衛星の送信時刻ｔｓを生成し、この送信時刻ｔｓと受信器の受信時刻ｔｕとの差から擬似距離を算出する。次に、算出した衛星受信機距離（１０５）と生成した擬似距離（１０７）との差である擬似距離残差を算出・生成する（１０８）。そして、この擬似距離残差を用いて、最小二乗法によりＧＰＳ受信機の位置を算出する（１０９）ものである。
【０００５】
また、受信不可能なＧＰＳ信号をサーチしないことにより、初回の測位開始から測位までに要する時間、つまりＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｆｉｒｓｔ  Ｆｉｘ）を短くすることが可能、という技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３０３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のホットスタート時における測位方法では、航法データのすべてを解読・解析して擬似距離を生成しなければならない。すなわち、上記のように、コードチップとコード位相の検出を行った後に、エッジの検出や航法データの復調などを行わなければならない。さらに、生成した擬似距離と算出した衛星受信機距離との差から擬似距離残差を生成しなければならないため、解読や生成に時間を要する。このため、ＴＴＦＦが長くなるという問題があった。一方、ＧＰＳ受信機の正しい・真の時刻が短時間にわかれば、ホットスタート時におけるＧＰＳ受信機の測位を短時間に算出すること、つまりＴＴＦＦを短くすることが可能となる。
【０００８】
そこでこの発明は、ホットスタート時におけるＴＴＦＦを短くすることが可能なＧＰＳ受信機の時刻決定方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ＧＰＳ受信機に、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置、リアルタイムクロックの時刻およびエフェメリスデータが保有されている時に、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を決定するＧＰＳ受信機の時刻決定方法であって、
前記リアルタイムクロックの時刻を中心として第１の所定の範囲内にある複数の時刻を候補時刻として設定し、前記候補時刻に対して疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を推定時刻とし、
つぎに、前記推定時刻から第２の所定の範囲内にある複数の時刻を候補時刻として前記疑似距離残差処理を用いた前記に準ずる推定時刻の算出処理を複数回繰り返し、標準偏差が最も小さい候補時刻を最終推定時刻とし、
前記各疑似距離残差処理は、
前記候補時刻における衛星の位置をエフェメリスデータに基づいて算出し、
算出した衛星の位置に基づいて、前回の測位位置と衛星との距離を算出し、
算出した距離に基づいて、前記候補時刻に対する衛星からの送信時刻を算出し、
算出した送信時刻における衛星の位置を算出して、算出した衛星の位置と前回の測位位置とに基づいて衛星受信機間距離を算出し、
算出した衛星受信機間距離の１ミリ秒以下の桁に対応する部分と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分との差を擬似距離残差とし、各衛星の擬似距離残差を算出して測位させ、その測位位置での擬似距離残差を求め、その標準偏差が最小となる候補時刻を割り出してＧＰＳ受信機の正しい時刻とする、
ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、ＧＰＳ受信機に、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置、リアルタイムクロックの時刻およびエフェメリスデータが保有されている時に、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を決定するＧＰＳ受信機の時刻決定方法であって、
前記リアルタイムクロックの時刻を中心として±５秒の範囲内で、１秒間隔で候補時刻を設定し、前記候補時刻に対して疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を第１の推定時刻とし、
前記第１の推定時刻を中心として±５００ミリ秒の範囲内で、１００ミリ秒間隔で候補時刻を設定し、前記第１の推定時刻に対する前記候補時刻に対して前記疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を第２の推定時刻とし、
前記第２の推定時刻を中心として±５０ミリ秒の範囲内で、１０ミリ秒間隔で候補時刻を設定し、前記第２の推定時刻に対する前記候補時刻に対して前記疑似距離残差処理を行い、標準偏差が最も小さい候補時刻を最終推定時刻とし、
前記各疑似距離残差処理は、
前記候補時刻における衛星の位置をエフェメリスデータに基づいて算出し、
算出した衛星の位置に基づいて、前回の測位位置と衛星との距離を算出し、
算出した距離に基づいて、前記候補時刻に対する衛星からの送信時刻を算出し、
算出した送信時刻における衛星の位置を算出して、算出した衛星の位置と前回の測位位置とに基づいて衛星受信機間距離を算出し、
算出した衛星受信機間距離の１ミリ秒以下の桁に対応する部分と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分との差を擬似距離残差とし、各衛星の擬似距離残差を算出して測位させ、その測位位置での擬似距離残差を求め、その標準偏差が最小となる候補時刻を割り出してＧＰＳ受信機の正しい時刻とする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および２に記載の発明によれば、候補時刻に対する各衛星受信機間距離を算出し、衛星受信機間距離の１ミリ秒以下の桁に対応する部分と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分とから擬似距離残差を算出する。このため、衛星から受信する擬似距離（航法データ）のすべてを解読・解析する必要がなく、１ミリ秒以下の部分、つまりコードチップのみを受信した時点で擬似距離残差を算出することができる。また、擬似距離残差の算出を複数の候補時刻に対して行い、各衛星の擬似距離残差の偏差が小さい候補時刻をＧＰＳ受信機の正しい時刻とするため、高い精度・所望の精度で正しい時刻を得ることが可能となる。これらの結果、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を短時間で算出することが可能となり、得られた正しい時刻を用いることで、ホットスタート時におけるＧＰＳ受信機の測位を短時間に行うこと、つまりＴＴＦＦを短くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係るＧＰＳ受信機の時刻決定方法を利用したホットスタート時における受信機の測位方法を示す概略フローチャートである。
【図２】図１の測位方法とＧＰＳ受信機で保有するデータなどとの関係を示す概略構成ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るＧＰＳ受信機の時刻決定方法を示すフローチャートである。
【図４】従来のホットスタート時における測位方法を示す概略構成ブロック図である。
【図５】衛星から受信する擬似距離のデータ構成とＧＰＳ受信機のクロックとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１４】
まず、この発明の実施の形態に係るＧＰＳ受信機の時刻決定方法を利用した、ホットスタート時におけるＧＰＳ受信機の測位方法について、その概略を説明する。この測位方法では、ＧＰＳ受信機に、ＧＰＳ受信機（ユーザ）の前回の測位位置、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）の時刻およびエフェメリスデータが保有、記憶されていることを前提とし、まず、図１に示すように、衛星から擬似距離の１ｍｓ（ミリ秒）以下の部分を受信する（ステップＳ１）。つまり、衛星から航法データのコードチップ以下の部分を受信する。
【００１５】
次に、後述する時刻決定方法に従って、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を推定、決定し（ステップＳ２）、さらに、この時刻に基づいてＧＰＳ受信機の測位を算出する（ステップＳ３）ものである。
【００１６】
ここで、ホットスタート時における測位方法の概略について、ＧＰＳ受信機で保有するデータなどとの関係に基づいて説明する。まず、図２に示すように、ＲＴＣの時刻Ｄ１に基づいてＧＰＳ受信機の時刻を仮定し（ステップＳ１１）、仮定した受信機時刻とエフェメリスデータＤ２とに基づいて衛星の位置を算出する（ステップＳ１２）。次に、算出した衛星位置と前回測位したときのＧＰＳ受信機の位置Ｄ３とに基づいて、衛星とＧＰＳ受信機との距離を算出し、さらに、算出した衛星受信機間距離の１ｍｓ以下の桁に対応する部分を算出・抽出する（ステップＳ１３）。
【００１７】
一方、衛星から実際に受信した擬似距離の１ｍｓ以下の部分を生成する（ステップＳ１４、１５）。すなわち、コリレータによって航法データのコードチップとコード位相とを検出する。次に、ステップＳ１３で算出した衛星受信機間距離の１ｍｓ以下の部分と、ステップＳ１５で算出した擬似距離の１ｍｓ以下の部分との差である擬似距離残差を生成する（ステップＳ１６）。そして、この擬似距離残差に基づいてＧＰＳ受信機の測位を算出する（ステップＳ１７）ものである。
【００１８】
次に、ＧＰＳ受信機の時刻決定方法について、具体的に説明する。ここで、前提条件として、ＧＰＳ受信機の正しい時刻は、ＲＴＣの時刻から所定の範囲内、具体的には、ＲＴＣの時刻の±５秒の範囲内に存在するものとし、目標精度を±１０ｍｓとする。また、目標の測位精度を３０ｍ、想定するＨＤＯＰを１．５とし、目標の擬似距離精度を２０ｍとする。一方、最大ドップラー周波数を５ｋＨｚとし、最大擬似距離変化率を９５０ｍ／ｓとする。そして、目標の擬似距離精度が２０ｍとなる時間は、２０／９５０＝２１ｍｓであり、マージンを考慮して１０ｍｓとする。
【００１９】
まず、図３に示すように、ＲＴＣの時刻から所定の範囲内にある時刻を候補時刻として設定する（ステップＳ２１）。すなわち、ＲＴＣで読み取った時刻の小数部を丸めて（四捨五入等して）整数秒ｔ０とし、このＲＴＣの時刻ｔ０を中心として±５秒の範囲内で、１秒間隔で候補時刻ｔ０―ｋ（ｋ＝−５、−４…＋４、＋５）を設定する。次に、各候補時刻ｔ０―ｋに対して、擬似距離残差処理を行う（ステップＳ２２）。
【００２０】
具体的には、候補時刻ｔ０―ｋにおける各衛星ｉの位置ｒｉを、エフェメリスデータに基づいて算出する（ステップＳ３１）。なお、この算出は、既知の算出式によって行う。
【数１】
0005564275.tif 000002
【００２１】
次に、ステップＳ３１で算出した衛星の位置ｒｉに基づいて、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置と各衛星ｉとの距離ｄｉ（ｔ０―ｋ）を算出する（ステップＳ３２）。続いて、ステップＳ３２で算出した距離ｄｉ（ｔ０―ｋ）に基づいて、候補時刻ｔ０―ｋに対する各衛星ｉからの送信時刻ｔｋ´を、次式に基づいて算出する（ステップＳ３３）。
【数２】
0005564275.tif 000003
ここで、ｃは、光速を示す。
【００２２】
次に、送信時刻ｔｋ´における各衛星ｉの位置ｒｉ（ｔｋ´）を算出し、さらに、算出した衛星の位置ｒｉ（ｔｋ´）とＧＰＳ受信機の前回の測位位置とに基づいて、各衛星ｉの衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）を算出する（ステップＳ３４）。すなわち、衛星ｉの位置ｒｉ（ｔｋ´）は次の数３で表され、ＧＰＳ受信機の前回の測位位置Ｘ０を（ｘ０、ｙ０、ｚ０）とすると、衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）は、次の数４で算出される。
【数３】
0005564275.tif 000004
【数４】
0005564275.tif 000005
【００２３】
続いて、ステップＳ３４で算出した各衛星ｉの衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）の１ｍｓ以下の桁に対応する部分δｄｉ（ｔｋ´）を、次式によって算出する（ステップＳ３５）。
【数５】
0005564275.tif 000006
【００２４】
そして、ステップＳ３５で算出した１ｍｓ以下の桁に対応する部分δｄｉ（ｔｋ´）と、各衛星ｉから実際に受信した擬似距離（航法データ）の１ｍｓ以下の部分（コードチップ）との差から擬似距離残差δρｉを算出する。すなわち、次式に基づいて、各衛星ｉの擬似距離残差δρｉを算出する（ステップＳ３６）。
【数６】
0005564275.tif 000007
ここで、「ＣｏｄｅＣｈｉｐ（ｍ）」は、衛星から受信した擬似距離の１ｍｓ以下の部分の補正値を示し、「ｄｉ（ｔｋ´）の１ｍｓ以下の桁」は、ステップＳ３５で算出したδｄｉ（ｔｋ´）を示す。
【００２５】
一方、擬似距離残差δρｉは、線形化した次の観測方程式で得られる。
【数７】
0005564275.tif 000008
δＸT＝（δｘ、δｙ、δｚ）：ＧＰＳ受信機の前回の位置からのずれ
δｂ：ＧＰＳ受信機の時刻オフセット
ε：擬似距離誤差
ここで、「Ｇ」は観測行列（幾何行列）を表す。
【数８】
0005564275.tif 000009
n：衛星数
l(i)：受信機からi番衛星への視線方向の単位ベクトル
【００２６】
そして、この式の最小二乗法による解は、次のようになる。
【数９】
0005564275.tif 000010
また、上記のように、前回の測位位置をＸ0＝（ｘ0、ｙ0、ｚ0）とすると、ＧＰＳ受信機の測位位置Ｘ＝（ｘ、ｙ、ｚ）は、次のように表される。
ｘ＝ｘ0＋δｘ
ｙ＝ｙ0＋δｙ
ｚ＝ｚ0＋δｚ
【００２７】
ＧＰＳ受信機の測位位置Ｘと各衛星ｉとの距離ｄｉｋ´を、上記の数４と同様に、次式によって算出する。
【数１０】
0005564275.tif 000011
さらに、上記の数６と同様に、衛星受信機間距離ｄｉｋ´の１ｍｓ以下の桁に対応する部分と、各衛星ｉから実際に受信した擬似距離の１ｍｓ以下の部分（コードチップ）との差、つまり擬似距離残差ΔＲｉｋを次式によって算出する。このように、数６で算出した擬似距離残差δρｉを用いて、再度、擬似距離残差ΔＲｉｋを算出するものである(ステップＳ３７)。
【数１１】
0005564275.tif 000012
なお、次の数１２は、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋの平均値を示す。
【数１２】
0005564275.tif 000013
【００２８】
次に、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋの標準偏差σｋを、次の式によって算出する（ステップＳ３８）。
【数１３】
0005564275.tif 000014
ここで、ｎは、衛星数を示す。
【００２９】
以上のような擬似距離残差処理をすべての候補時刻ｔ０―ｋに対して行い、標準偏差σｋが最も小さい候補時刻ｔ０―ｋを第１の推定時刻とする（ステップＳ２３）。このように、標準偏差σｋが最も小さい候補時刻ｔ０―ｋを第１の推定時刻に選定するのは、次の理由による。すなわち、雑音がないと仮定すると、擬似距離残差の平均値であるところの数１２が、ユーザ時刻（ＧＰＳ受信機の時刻）とＧＰＳシステム時刻（各衛星の時刻）とのオフセットに相当し、候補時刻ｔ０―ｋが正しい時刻であれば、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋが等しくなる。そして、候補時刻ｔ０―ｋが正しい時刻に近いほど、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋのバラツキ（偏差）が小さくなるからである。
【００３０】
次に、第１の推定時刻から所定の範囲内にある時刻を候補時刻として設定する（ステップＳ２４）。すなわち、この実施の形態では、第１の推定時刻ｔ1を中心として±５００ｍｓの範囲内で、１００ｍｓ間隔で候補時刻ｔ1―ｋ（ｋ＝−５００ミリ、−４００ミリ…＋４００ミリ、＋５００ミリ）を設定する。次に、各候補時刻ｔ1―ｋに対して、上記の擬似距離残差処理を行い（ステップＳ２５）、標準偏差σｋが最も小さい候補時刻ｔ1―ｋを第２の推定時刻とする（ステップＳ２６）。
【００３１】
続いて、第２の推定時刻から所定の範囲内にある時刻を候補時刻として設定する（ステップＳ２７）。すなわち、この実施の形態では、第２の推定時刻ｔ２を中心として±５０ｍｓの範囲内で、１０ｍｓ間隔で候補時刻ｔ２―ｋ（ｋ＝−５０ミリ、−４０ミリ…＋４０ミリ、＋５０ミリ）を設定する。次に、各候補時刻ｔ２―ｋに対して、上記の擬似距離残差処理を行い（ステップＳ２８）、標準偏差σｋが最も小さい候補時刻ｔ２―ｋを最終推定時刻とする（ステップＳ２９）。
【００３２】
このようにして、目標精度である±１０ｍｓまで最終推定時刻を絞り込む。そして、この最終推定時刻がＧＰＳ受信機の正しい時刻と推定、決定され、上記のように、この最終推定時刻に基づいてＧＰＳ受信機の測位が算出される（ステップＳ３）ものである。以上のような時刻決定方法および測位方法に基づくアルゴリズム（プログラム）が、ＧＰＳ受信器に備えられている。なお、このようなアルゴリズムでは、３次元測位する場合、衛星数が４個では、候補時刻がＧＰＳ受信機の正しい時刻から大きくずれていても、ΔＲｉｋのバラツキがゼロとなる測位解が得られてしまい、ΔＲｉｋの標準偏差σｋの最小値を求めることができない。このため、３次元測位する場合には、５個以上の衛星が必要であり、同様に、２次元測位する場合には、４個以上の衛星が必要である。
【００３３】
このような時刻決定方法を利用したホットスタート時の測位方法では、まず、各衛星ｉから擬似距離の１ｍｓ以下の部分を受信すると（ステップＳ１）、上記の時刻決定方法に従って、ＧＰＳ受信機の正しい時刻が推定、決定される（ステップＳ２）。すなわち、上記のように、候補時刻を基準にして算出した各衛星ｉの衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）の１ｍｓ以下の桁に対応する部分δｄｉ（ｔｋ´）と、各衛星ｉから受信した擬似距離の１ｍｓ以下の部分とから擬似距離残差ΔＲｉｋを算出する。そして、この擬似距離残差の平均値であるところの数１２が、ユーザ時刻（ＧＰＳ受信機の時刻）とＧＰＳシステム時刻（各衛星の時刻）とのオフセットに相当するため、候補時刻がＧＰＳ受信機の時刻として正しいとすると、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋが等しくなる（近似する）。このため、各衛星ｉの擬似距離残差ΔＲｉｋの標準偏差σｋが最小な候補時刻を、選定範囲および選定レベルを狭めながら、±１０ｍｓのレベルまで割り出して、ＧＰＳ受信機の正しい時刻と推定、決定するものである。
【００３４】
次に、推定、決定したＧＰＳ受信機の時刻における擬似距離残差ΔＲｉｋを用いて、最小二乗法によりＧＰＳ受信機の位置を算出する（ステップＳ３）ものである。
【００３５】
以上のようなホットスタート時におけるＧＰＳ受信機の時刻決定方法および測位方法によれば、各衛星ｉから擬似距離（航法データ）の１ｍｓ以下の部分を受信した時点で、候補時刻ｔ０―ｋに対する各衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）を算出し、この衛星受信機間距離ｄｉ（ｔｋ´）の１ミリ秒以下の桁に対応する部分δｄｉ（ｔｋ´）と、衛星から実際に受信した擬似距離の１ミリ秒以下の部分（コードチップ）とから擬似距離残差δρｉ（ΔＲｉｋ）を算出する。このため、各衛星ｉから受信する航法データのすべてを解読・解析する必要がなく、１ミリ秒以下の部分、つまりコードチップ以下のみを受信した時点で擬似距離残差δρｉを算出することができる。また、選定範囲および選定レベルを狭めながら、擬似距離残差δρｉの算出を複数の候補時刻ｔ０―ｋ（ｔ１―ｋ、ｔ２―ｋ）に対して行い、各衛星ｉの擬似距離残差δρｉの標準偏差σｋが最も小さい候補時刻ｔ０―ｋ（ｔ１―ｋ、ｔ２―ｋ）をＧＰＳ受信機の正しい時刻とするため、高い精度・所望の精度で正しい時刻を得ることが可能となる。
【００３６】
すなわち、従来の測位方法では、各衛星ｉから受信した航法データのすべてを解読・解析して擬似距離を生成し、この擬似距離と算出した衛星受信機距離とから擬似距離残差を算出する。つまり、各衛星ｉから受信した擬似距離と算出した衛星受信機距離との絶対値（全体値）を比較して擬似距離残差を算出する。そして、絶対値である擬似距離残差に基づいて、ＧＰＳ受信機の測位を算出する。これに対して、この実施の形態では、ＧＰＳ受信機の正しい時刻においては、擬似距離残差は小さく、かつ、各衛星の擬似距離残差は等しくなることから、各衛星ｉから航法データの１ｍｓ以下の部分のみを受信した時点で、絶対値ではなく、１ｍｓ以下における擬似距離残差ΔＲｉｋ（δρｉ）を算出する。そして、この擬似距離残差ΔＲｉｋの標準偏差σｋが最小となる候補時刻ｔ０―ｋ（ｔ１―ｋ、ｔ２―ｋ）が正しい時刻であるとして、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を推定、決定し、ＧＰＳ受信機の測位を算出する。
【００３７】
これらの結果、ＧＰＳ受信機の正しい時刻を短時間で算出、推定することが可能となり、推定された正しい時刻を用いることで、ホットスタート時におけるＧＰＳ受信機の測位を短時間に行うこと、つまりＴＴＦＦを短くすることが可能となる。
【００３８】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、ＲＴＣの時刻ｔ０などを中心に所定の範囲内で、所定の時間間隔で候補時刻ｔ０―ｋを設定しているが、例えば、２つの候補時刻で擬似距離残差の標準偏差を比較し、その結果に基づいて次の候補時刻を設定し、同様にして擬似距離残差の標準偏差を比較する、というようにして候補時刻を絞り込むようにしてもよい。
【図１】
0005564275.tif 000015
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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