(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星航法システムに属する衛星を追尾し、前記衛星からの信号を受信する受信部と、
前記衛星航法システム毎に全衛星の衛星軌道情報を記憶する記憶部と、
前記受信部が、前記記憶部が記憶する一の前記衛星航法システムの衛星軌道情報に基づいて一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信できるが、前記記憶部が記憶する他の前記衛星航法システムの前記衛星軌道情報に基づいて他の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信不能である状態が所定時間継続するとき、前記記憶部が記憶する他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新することが必要であると判断する制御部と、
を備える衛星受信機。
【請求項２】
前記制御部は、前記記憶部が記憶する他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチするように前記受信部を制御することを特徴とする請求項１に記載の衛星受信機。
【請求項３】
前記制御部は、前記受信部が他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチした結果、少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、前記受信部に該衛星から他の前記衛星航法システムの最新の衛星軌道情報を取得させ、前記記憶部に他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新させることを特徴とする請求項２に記載の衛星受信機。
【請求項４】
前記制御部は、前記記憶部が記憶する複数の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、信号コード長が最も短い前記衛星航法システムに含まれる衛星からサーチするように受信部を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の衛星受信機。
【請求項５】
複数の衛星航法システムに属する衛星を追尾し、前記衛星からの信号を受信できる衛星受信機において、
前記衛星受信機が記憶する一の前記衛星航法システムの衛星軌道情報に基づいて一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信できるが、前記衛星受信機が記憶する他の前記衛星航法システムの前記衛星軌道情報に基づいて他の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信不能である状態が所定時間継続するとき、他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新することが必要であると判断するとともに、
他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチし、
他の前記衛星航法システムに含まれる少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、該衛星から最新の衛星軌道情報を取得して他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星航法システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）の人工衛星からの信号を受信する衛星受信機及び信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星航法システムとして米国が提供するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が知られている。衛星航法システムは、複数の人工衛星からの信号を受信することで衛星受信機の位置、速度及び時刻を測定（測位）することができる。
【０００３】
また、ＧＰＳとは異なる衛星航法システムとして、欧州連合（ＥＵ）及び欧州宇宙機関（ＥＳＡ：Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｓｐａｃｅ  Ａｇｅｎｃｙ）が提供するＧａｌｉｌｅｏやロシアが提供するＧＬＯＮＡＳＳもある（例えば、非特許文献１を参照。）。これらの衛星航法システムを併用して衛星受信機の位置、速度及び時刻を測定することで測位精度や測位率の向上という効果が期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】“Ｇａｌｉｌｅｏ  Ｏｐｅｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ”，Ｇａｌｉｌｅｏ  ＯＳ  ＳＩＳ  ＩＣＤ，  Ｄｒａｆｔ１，  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｓｐａｃｅ  Ａｇｅｎｃｙ，  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２００８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の衛星航法システムを併用する衛星受信機であっても、例えば、トンネル等で信号が遮断されている場合、双方の衛星航法システムの信号を受信することはできない。しかし、一方の衛星航法システムの信号を受信できているのに、他方の衛星航法システムの信号を受信できないことがある。このような状態では、複数の衛星航法システムを併用した効果が得られない。このような状態の原因の一つとして、他方の衛星航法システムの衛星軌道情報（アルマナック）が古いことが考えられる。
【０００６】
しかし、複数の衛星航法システムを併用する衛星受信機は、アルマナックが古いという判断をせず、長期間に渡り一方の衛星航法システムのみで測位を行うため、複数の衛星航法システムを併用した効果が得られないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、衛星軌道情報の更新が必要であることを判断可能な衛星受信機及び信号受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る衛星受信機及び信号受信方法は、一方の衛星航法システムの衛星で測位可能で、他方の衛星航法システムの衛星で測位不能な状態が所定時間継続したとき他方の衛星航法システムの衛星軌道情報が古く、更新が必要であることを判断する。
【０００９】
具体的には、本発明に係る衛星受信機は、複数の衛星航法システムに属する衛星を追尾し、前記衛星からの信号を受信する受信部と、前記衛星航法システム毎に全衛星の衛星軌道情報を記憶する記憶部と、前記受信部が、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信でき、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を所定時間受信不能であるとき、前記記憶部が記憶する他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新することが必要であると判断する制御部と、を備える。
【００１０】
本発明に係る衛星受信機は、一方の衛星航法システムの信号を受信でき、他方の衛星航法システムの信号を受信できない状態が所定時間継続した場合、他方の衛星航法システムの衛星軌道情報が古く、該衛星軌道情報の更新を要求することとした。
【００１１】
従って、本発明は、衛星軌道情報の更新が必要であることを判断可能な衛星受信機を提供することができる。
【００１２】
本発明に係る衛星受信機の前記制御部は、前記記憶部が記憶する他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチするように前記受信部を制御することが好ましい。
【００１３】
衛星航法システムの衛星軌道情報を更新するためには、衛星をサーチして少なくとも一つの衛星からの信号を捕らえる必要がある。本発明に係る衛星受信機は、他方の衛星航法システムをサーチする際に、一方の衛星航法システムの衛星からの信号を受信し続け、測位を継続する。本衛星受信機は、自装置の位置を中断することなく知ることができる。
【００１４】
本発明に係る衛星受信機の前記制御部は、前記受信部が他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチした結果、少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、前記受信部に該衛星から他の前記衛星航法システムの最新の衛星軌道情報を取得させ、前記記憶部に他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新させることが好ましい。
【００１５】
本衛星受信機は、衛星をサーチした結果、少なくとも一つの衛星からの信号を捕らえることができた場合、該衛星から最新の衛星軌道情報を取得して記憶部の衛星軌道情報を更新する。記憶部の衛星軌道情報が最新になるため、本衛星受信機は、他の衛星の位置を把握でき、信号を受信可能な衛星の数が増え測位を正確に行うことができる。
【００１６】
本発明に係る衛星受信機の前記制御部は、前記記憶部が記憶する複数の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、信号コード長が最も短い前記衛星航法システムに含まれる衛星からサーチするように受信部を制御することが好ましい。
【００１７】
信号コード長が長い場合、衛星をサーチする時間が長くなり、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ：Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｆｉｒｓｔ  Ｆｉｘ）が劣化する。このため、衛星受信機の電源をＯＮした際に、信号コード長が長い衛星航法システムの衛星と信号コード長が短い衛星航法システムの衛星を混合してサーチすれば、信号コード長が長い衛星航法システムの衛星が影響してＴＴＦＦが劣化することになる。本衛星受信機は、信号コード長が短い衛星航法システムの衛星を先にサーチするため、ＴＴＦＦを短くすることができる。
【００１８】
本発明に係る信号受信方法は、複数の衛星航法システムに属する衛星を追尾し、前記衛星からの信号を受信できる衛星受信機において、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を受信でき、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号を所定時間受信不能であるとき、他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新することが必要であると判断するとともに、他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する際、一の前記衛星航法システムに含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、他の前記衛星航法システムに含まれる衛星をサーチし、他の前記衛星航法システムに含まれる少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、該衛星から最新の衛星軌道情報を取得して他の前記衛星航法システムの衛星軌道情報を更新する。
【００１９】
本発明に係る信号受信方法は、一方の衛星航法システムの信号を受信でき、他方の衛星航法システムの信号を受信できない状態が所定時間継続した場合、他方の衛星航法システムの衛星軌道情報が古いと判断し、該衛星軌道情報を更新することとした。
【００２０】
従って、本発明は、衛星軌道情報の更新が必要であることを判断可能な信号受信方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、衛星軌道情報の更新が必要であることを判断可能な衛星受信機及び信号受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る衛星受信機を説明する図である。
【図２】本発明に係る衛星受信機が衛星軌道情報を更新する際のタイミングを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２４】
図１は、本実施形態の衛星受信機１０１を説明する図である。衛星受信機１０１は、複数の衛星航法システム（３０１、３０２）に属する衛星を追尾し、衛星からの信号を受信する受信部１１と、衛星航法システム（３０１、３０２）毎に全衛星の衛星軌道情報を記憶する記憶部１２と、受信部１１が、衛星航法システム（３０１又は３０２）に含まれる衛星からの信号を受信でき、衛星航法システム（３０２又は３０１）に含まれる衛星からの信号を所定時間受信不能であるとき、記憶部１２が記憶する衛星航法システム（３０２又は３０１）の衛星軌道情報を更新することが必要であると判断する制御部１３と、を備える。
【００２５】
衛星航法システム３０１は、例えば、ＧＰＳである。衛星航法システム３０２は、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏである。ＧＰＳの衛星は、Ｌ１帯と呼ばれる１５７５．４２ＭＨｚの信号、及びＬ２帯と呼ばれる１２２７．６０ＭＨｚの信号を送信している。Ｇａｌｉｌｅｏの衛星は、Ｅ５帯と呼ばれる１１６４〜１２１４ＭＨｚの信号、Ｅ６帯と呼ばれる１２６０〜１３００ＭＨｚの信号、及びＬ１帯と呼ばれる１５７５．４２ＭＨｚの信号を送信している。これらの衛星は、衛星の位置情報、時刻、及び衛星軌道情報をこれらの信号を使い、地上の衛星受信機に送信する。
【００２６】
衛星受信機１０１の受信部１１は、これらの衛星からの信号を受信する。そして、受信部１１は、衛星の信号に含まれる衛星の位置情報と時刻を用いた計算を行い測位する。
【００２７】
衛星受信機１０１の記憶部１２は、衛星の信号に含まれる衛星軌道情報を衛星航法システム毎に記憶する。受信部１１は、記憶部１２が記憶する衛星軌道情報を利用することで、衛星のおおよその位置を知ることができ、現在の衛星受信機の位置から信号を捕らえることができる衛星を知ることができる。ＧＰＳの場合、衛星軌道情報は約１日毎に更新されている。例えば、衛星軌道情報が古い場合、衛星の軌道がずれるため、衛星受信機１０１は衛星からの信号を捕らえることができなくなる。
【００２８】
衛星受信機１０１の制御部１３は、記憶部１２が記憶する衛星軌道情報を更新する必要があるか否かを判断する。具体的には、次のように動作する。受信部１１がＧＰＳの衛星及びＧａｌｉｌｅｏの衛星からの信号を受信できる場合、衛星受信機１０１はいずれの衛星軌道情報も取得することができる。この場合、制御部１３は、記憶部１２に衛星軌道情報の更新をさせて常に最新としておくことが望ましい。一方、トンネル内等で受信部１１がＧＰＳの衛星及びＧａｌｉｌｅｏの衛星からの信号を受信できない場合、衛星受信機１０１はいずれの衛星軌道情報も取得することがでず、更新もできない。この場合、制御部１３は、記憶部１２の衛星軌道情報が古いか否かを判断できない。
【００２９】
また、地上等でＧＰＳの衛星からの信号が受信できるにも関わらず、Ｇａｌｉｌｅｏの衛星からの信号が受信できない場合がある。このような場合、Ｇａｌｉｌｅｏの衛星軌道情報を取得することができず、記憶部１２が記憶するＧａｌｉｌｅｏの衛星軌道情報が古いか否かを判断することができない。このため、制御部１３は、この状態が所定時間（例えば３０分）経過した場合には、Ｇａｌｉｌｅｏの衛星軌道情報を更新することが必要と判断し、受信部１１に対してＧａｌｉｌｅｏの衛星のサーチを要求する。この判断方法であれば、建物や立体交差等で一時的にＧａｌｉｌｅｏの衛星からの信号が途切れた場合の誤判定を防ぐことができる。
【００３０】
制御部１３は、記憶部１２が記憶するＧａｌｉｌｅｏの衛星軌道情報を更新する際、ＧＰＳに含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、Ｇａｌｉｌｅｏに含まれる衛星をサーチするように受信部１１を制御する。衛星受信機１０１は、ＧＰＳに含まれる衛星からの信号を受信し続けることで、測位精度や測位率の向上は見込めないが、ＧＰＳによる測位を継続することができる。例えば、衛星受信機１０１は、受信部１１の複数のチャネルをＧＰＳとＧａｌｉｌｅｏに振り分けており、ＧＰＳのチャネルで測位しつつ、Ｇａｌｉｌｅｏのチャネルでサーチを行う。
【００３１】
制御部１３は、受信部１１がＧａｌｉｌｅｏに含まれる衛星をサーチした結果、少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、受信部１１に該衛星からＧａｌｉｌｅｏの最新の衛星軌道情報を取得させ、記憶部１２にＧａｌｉｌｅｏの衛星軌道情報を更新させる。Ｇａｌｉｌｅｏに含まれる衛星の一つからの信号を捕らえることができれば、衛星軌道情報を更新することができる。衛星軌道情報が更新されれば、現在の位置（ＧＰＳで測位した位置）から信号を捕らえることができる衛星を知ることができ、早期にＧａｌｉｌｅｏでの測位が可能となる。
【００３２】
衛星受信機１０１は、以上のような信号受信方法を行うことで、衛星軌道情報の更新が必要であることを判断し、衛星軌道情報を更新してＧａｌｉｌｅｏでの測位を早期に可能とする。すなわち、信号受信方法は、複数の衛星航法システム（３０１、３０２）に属する衛星を追尾し、衛星からの信号を受信できる衛星受信機１０１において、衛星航法システム３０１に含まれる衛星からの信号を受信でき、衛星航法システム３０２に含まれる衛星からの信号を所定時間受信不能であるとき、衛星航法システム３０２の衛星軌道情報を更新することが必要であると判断するとともに、衛星航法システム３０２の衛星軌道情報を更新する際、衛星航法システム３０１に含まれる衛星からの信号の受信を持続しつつ、衛星航法システム３０２に含まれる衛星をサーチし、衛星航法システム３０２に含まれる少なくとも１つの衛星からの信号を受信したとき、該衛星から最新の衛星軌道情報を取得して衛星航法システム３０２の衛星軌道情報を更新する信号受信方法である。
【００３３】
また、衛星受信機１０１の制御部１３は、記憶部１２が記憶する複数の衛星航法システム（３０１、３０２）の衛星軌道情報を更新する際、信号コード長が最も短い衛星航法システムに含まれる衛星からサーチするように受信部１１を制御することが好ましい。
【００３４】
衛星からの信号は所定のコード長を有している。例えば、ＧＰＳのＬ１Ｃ／Ａ信号のコード長は１０２３チップである。一方、ＧａｌｉｌｅｏのＥ１−Ｂ信号のコード長は４０９２チップ、Ｅ５ａ−ｌ信号のコード長は１０２５０チップである。衛星をサーチする場合、信号のコード長が短い方がサーチ時間が短くなる。上記例であれば、ＧＰＳのＬ１Ｃ／Ａ信号のサーチ時間が最も短くなる。
【００３５】
図２は、衛星受信機１０１の電源を投入したときの衛星サーチの開始と衛星軌道情報取得とのタイミングを説明する図である。衛星受信機１０１の電源を投入したときなど、双方の衛星航法システムの衛星軌道情報を取得するような場合がある。例えば、小型の衛星受信機で捕捉処理をする機構が少ない場合、双方のシステムに含まれる衛星をランダムにサーチすれば、Ｇａｌｉｌｅｏの衛星を先にサーチし、ＧＰＳのサーチが後になることがある。この場合、Ｇａｌｉｌｅｏの衛星のサーチに時間がかかることから、ＧＰＳのサーチを先に行うよりＴＴＦＦが劣化することになる。
【００３６】
そこで、図２のように先にＧＰＳのみサーチをして測位させることで、ＧＰＳのＴＴＦＦを得ることができる。その後、ＧＰＳを割り当てていないチャネルでＧａｌｉｌｅｏのサーチをランダムに開始する。Ｇａｌｉｌｅｏが捕捉できたら追尾をし、その衛星から最新のアルマナックを収集することで、多くのＧａｌｉｌｅｏを測位に追加することができ、測位精度と測位率が向上する。
【符号の説明】
【００３７】
１１：受信部
１２：記憶部
１３：制御部
１０１：衛星受信機
３０１、３０２：衛星航法システム
【図１】
0005600026.tif 000002
【図２】
0005600026.tif 000003