(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置測定用の複数の衛星と、端末と、演算装置と、前記端末と前記演算装置とを中継する中継施設とを用いて該端末の位置を測定する位置測定方法であって、
前記端末から前記中継施設に対してサービスの開始を要求する過程と、
前記中継施設から前記演算装置に対して、該中継施設を特定する情報を通知する過程と、
この中継施設を特定する情報に基づいて、前記演算装置において前記複数の衛星を特定する過程と、
特定された前記複数の衛星を前記演算装置が前記中継施設を介して前記端末に通知する過程と、
前記端末においてこれら通知された衛星からの位置測定用信号を受信する過程と、
この受信された位置測定用信号を、前記中継施設を介して前記演算装置に伝送する過程と、
前記演算装置において、前記位置測定用信号に基づいて前記端末の位置を算出する過程と
を有することを特徴とする位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムの携帯型移動機に用いて好適な位置測定方法および地図情報供給方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用ナビゲータ等における位置測定システムとして、一般的にＧＰＳと称される技術が用いられている。この技術においては、所定のタイミングで現在時刻の「タイムスタンプ」を送信する複数のＧＰＳ衛星が用いられ、受信機においては複数（３〜４個程度）のＧＰＳ衛星からのタイムスタンプが受信される。そして、各衛星からのタイムスタンプで表示されている時刻とこれらタイムスタンプの受信時刻とに基づいて、受信機の位置（緯度、経度等）が特定される。
【０００３】
地球上に数十程度のＧＰＳ衛星が配置されており、これらの軌道周期により、測位者の上空には通常８〜９個のの衛星が配置されることになる。従って、受信機においては、最初に全ＧＰＳ衛星がサーチされ、受信電界強度の強い数個の衛星が選択される。その後は、選択されたＧＰＳ衛星のタイムスタンプを追跡することにより、位置情報が得られる。車載用ナビゲータ等においては、全国各地の地図情報等もメモリに格納されており、位置情報が特定されると、付近の地図とともに受信機の位置が画像で表示される。
【０００４】
なお、ＧＰＳは元々軍用に開発されたシステムであり、民間のＧＰＳ受信機で得られた情報にはランダムに１００メートル程度の誤差が含まれるようになっている。従って、受信機の正確な位置を得るためには、誤差補正処理が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公知の車載用ナビゲータのＧＰＳ受信機と同様のものを携帯型移動機に搭載すると、携帯型移動機においても位置情報を当然得ることができる。
しかし、車載用ナビゲータ等のＧＰＳ受信機をそのまま用いると、以下のような各種の問題が発生する。
【０００６】
(１)まず、従来のＧＰＳ受信機においては、最初に全ＧＰＳ衛星をサーチし、受信電界強度の強い数個の衛星を選択する必要がある。さらに、得られたタイムスタンプに基づいて位置情報を求める処理には時間がかかる。かかる処理を携帯型移動機において行うとすると、消費電力が大きくなり端末の連続使用時間がそれだけ減少するとともに、機器が大型化する。
【０００７】
(２)また、携帯型移動機の使用者が自己の位置を確認する用途としては、例えば、市街地の中で目的とする店舗等への道程を知るような用途などが考えられるが、携帯型移動機に表示すべき地図情報は車載用ナビゲータ等で表示される地図情報と比較して詳細なものが要求される。しかし、詳細な地図情報は多大な記憶容量を要するため、その全てを携帯型移動機に記憶させることは実現性に乏しい。
【０００８】
(３)また、警備会社が依頼者の位置を捕捉したい場合、あるいは雇用主が従業員の位置を捕捉したい場合等、一定の条件下では第三者によって端末の現在位置をできることが望ましい。
【０００９】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、受信機における処理負担を軽減できる位置情報測定システムを提供することを第１の目的としている。また、位置情報に基づいて詳細な地図を表示できる地図表示システムを提供することを第２の目的としている。さらに、一定の条件下で第三者に端末の位置情報を通知できる位置測定方法を提供することを第３の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、位置測定用の複数の衛星と、端末と、演算装置と、前記端末と前記演算装置とを中継する中継施設とを用いて該端末の位置を測定する位置測定方法であって、前記端末から前記中継施設に対してサービスの開始を要求する過程と、前記中継施設から前記演算装置に対して、該中継施設を特定する情報を通知する過程と、この中継施設を特定する情報に基づいて、前記演算装置において前記複数の衛星を特定する過程と、特定された前記複数の衛星を前記演算装置が前記中継施設を介して前記端末に通知する過程と、前記端末においてこれら通知された衛星からの位置測定用信号を受信する過程と、この受信された位置測定用信号を、前記中継施設を介して前記演算装置に伝送する過程と、前記演算装置において、前記位置測定用信号に基づいて前記端末の位置を算出する過程とを有することを特徴とする位置測定方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
１．実施形態の構成
次に、図１を参照し本発明の一実施形態の構成を説明する。
図において１０はユーザ端末であり、その内部にＧＰＳ受信機１１と、ＧＰＳ用アンテナ１２と、移動通信用の送受信機１４と、移動通信用アンテナ１３とが設けられている。
【００１２】
１５はＣＰＵであり、メモリ１６に格納された制御プログラムに基づいて、ＧＰＳ受信機１１および送受信機１４を制御する。１７は操作・表示パネルであり、電話番号等を入力するキーボードと、各種の情報を表示する表示器とから構成される。
【００１３】
１０１〜１０３はＧＰＳ衛星であり、各々タイムスタンプを送信する。これらタイムスタンプは、ＧＰＳ用アンテナ１２を介してＧＰＳ受信機１１によって受信される。２０は基地局であり、送受信機１４との間で各種の情報をやりとりする。３０は交換局であり、ユーザ端末１０と他の端末との間の呼接続を行う。
【００１４】
送受信機１４は、通常の移動通信用の送受信機と同様に、音声信号やデータ信号のやりとりを行うが、これに加えてＧＰＳ受信機１１において受信されたタイムスタンプの内容と該タイムスタンプの受信時刻とを基地局２０に送信する。以下、これらの情報を「ＰＲ情報」と呼ぶ。
【００１５】
４０はアクセスサーバであり、各ユーザ端末の位置情報（移動通信ネットワーク上の位置情報）、契約情報等を記憶し、必要な情報を交換局３０等に通知するとともに、ユーザ端末１０に対する課金処理等を行う。５０はＧＰＳ演算サーバであり、ＧＰＳ受信機１１から出力されたＰＲ情報をアクセスサーバ４０を介して受信すると、ユーザ端末１０の位置（緯度・経度情報）を算出する。
【００１６】
６０は地図データベースであり、ユーザ端末１０の移動通信システムのサービスエリア内における各地の地図情報が格納されている。７０はセキュリティ・ゲートウェイであり、ユーザ端末１０の位置情報の問合わせを第三者端末８０から受けた場合に、その認証等を行う。
【００１７】
２．実施形態の動作
２．１．ユーザによる問合わせ
次に、ユーザ端末１０のユーザが位置情報等を問い合わせる場合の動作を図２〜４を参照し説明する。
ユーザがユーザ端末１０において所定の操作を行うと、処理はステップＳＰ１０１に進み、ナビゲーション・サービス専用の電話番号を伴って発呼が行われる。その情報は、基地局２０を介して交換局３０に通知される。
【００１８】
次に、交換局３０においてはステップＳＰ１０２が実行される。ここでは、アクセスサーバ４０に対して、ナビゲーション・サービスの開始を示すセットアップ信号と、エリア情報Ａとが供給される。なお、エリア情報Ａとは、「県」程度の広さを有するエリアを識別する情報である。このエリア情報Ａとしては、例えばユーザに対する課金のためのエリア情報を用いてもよい。
【００１９】
次に、ステップＳＰ１０３においては、課金エリアの中心の緯度・経度情報がアクセスサーバ４０からＧＰＳ演算サーバ５０に供給される。なお、課金エリアは予め定められているため、その中心における緯度・経度は既知である。従って、エリア情報Ａが特定されると、緯度・経度情報は直ちに特定される。
【００２０】
次に、ステップＳＰ１０４においては、アクセスサーバ４０から交換局３０に対して、ユーザ情報（パスワード等）が通知される。交換局３０においては、ステップＳＰ１０５において、このユーザ情報に基づいてユーザ端末１０に対する認証要求が行われる。
【００２１】
一方、ＧＰＳ演算サーバ５０においては、ステップＳＰ１１１の処理が実行される。ここでは、各ＧＰＳ衛星の現在位置と、エリア情報Ａとに基づいて、最適な（強い電界強度が期待できる）複数個のＧＰＳ衛星が特定される。次に、ＧＰＳ演算サーバ５０において処理がステップＳＰ１１２に進むと、特定されたＧＰＳ衛星（図１の例ではＧＰＳ衛星１０１〜１０３）を特定する衛星情報が、アクセスサーバ４０および交換局３０を介してユーザ端末１０に通知される。
【００２２】
次に、ＧＰＳ演算サーバ５０において処理がステップＳＰ１１３に進むと、上記エリア情報Ａに基づいて、地域指定情報が地図データベース６０に供給される。地図データベース６０においては、ステップＳＰ１１４の処理が実行され、地図情報の読出しに対する準備が行われる。
【００２３】
すなわち、地図データベース６０は後述するユーザ端末１０自体の位置情報に基づいて地図情報を提供するものであるが、全サービスエリアの地図情報は膨大であるため、その中から所望の地図情報にアクセスするにはある程度の時間を要する。そこで、エリア情報Ａに基づいて、候補になる地図情報を予め絞りこんでおき、後にユーザ端末１０の位置情報が通知された際に直ちに地図情報を提供できるようにしたものである。
【００２４】
ユーザ端末１０においては、ステップＳＰ１０５で認証要求を受信すると、処理はステップＳＰ１２１に進み、交換局３０に対する認証応答が行われる。この認証応答は、真正証明信号と、サービスリクエストとから構成される。真正証明信号とは、ユーザ端末１０が真正なものであることを証明するための信号であり周知の移動通信システムで採用されているものと同様である。例えば、ユーザ端末１０固有のパスワード、あるいは該パスワードに暗号化処理を施した信号が真正証明信号として用いられる。
【００２５】
また、サービスリクエストとは、ユーザ端末１０が要求するサービスの内容を指定する信号である。サービスの内容は、下記８項目の中からユーザによって指定される。
(１)現在位置
(２)現在位置＋地図情報
(３)現在位置＋地図情報＋目的地
(４)現在位置＋地図情報＋付加情報
(５)現在位置＋地図情報＋付加情報＋目的地
(６)地図＋付加情報
(７)地図
(８)付加情報
【００２６】
ここで、「現在位置」とは、ユーザ端末１０の緯度・経度情報であり、「地図情報」とは現在位置付近の地図情報である。「目的地」とは、目的とする店舗やイベント会場等の意味である。また、「付加情報」とは、周辺の店舗等の案内情報である。
【００２７】
なお、図２の例では衛星情報が通知された後に認証応答を行っているが、これが前後しても差し支えない。交換局３０においては、ユーザ端末１０の認証応答に基づいて、ユーザ端末１０が真正なものであるか否かが判定され、その結果がアクセスサーバ４０に報告される。
【００２８】
ユーザ端末１０が真正なものであった場合、アクセスサーバ４０において処理はステップＳＰ１２２に進み、アクセスサーバ４０から地図データベース６０に対してサービスリクエストが送信される。
【００２９】
一方、ユーザ端末１０においては処理はステップＳＰ１２３に進み、先に供給された衛星情報に基づいて、指定されたＧＰＳ衛星１０１〜１０３がサーチされ、これらＧＰＳ衛星から送信されたタイムスタンプが受信される。
【００３０】
これらのタイムスタンプが受信されると、処理はステップＳＰ１２４（図３）に進む。ここでは、これらタイムスタンプの内容と各々の受信時刻とが第１回ＰＲ情報として、交換局３０およびアクセスサーバ４０を介してＧＰＳ演算サーバ５０に供給される。次に、処理がステップＳＰ１３１に進むと、先のステップＳＰ１２３と同様に、再びＧＰＳ衛星１０１〜１０３のタイムスタンプが受信される。
【００３１】
ＧＰＳ演算サーバ５０においては、第１回ＰＲ情報が供給されると、処理はステップＳＰ１２５に進み、この第１回ＰＲ情報に基づく緯度・経度情報が計算され、得られた緯度・経度情報が地図データベース６０に供給される。これにより、地図データベース６０において処理はステップＳＰ１２７に進み、該緯度・経度情報で示された地点を中心とする所定範囲の地図情報が読み出される。
【００３２】
ここで、読み出される地図情報は、ユーザ端末１０の操作・表示パネル１７において表示可能な範囲の数倍程度（例えば１km四方程度）の範囲である。次に、処理がステップＳＰ１２８に進むと、この地図情報がアクセスサーバ４０および交換局３０を介してユーザ端末１０に供給される。
【００３３】
一方、ユーザ端末１０においては、ステップＳＰ１３１における第２回目の衛星のサーチが完了すると、処理はステップＳＰ１３２に進み、第２回ＰＲ情報が交換局３０およびアクセスサーバ４０を介してＧＰＳ演算サーバ５０に供給される。ＧＰＳ演算サーバ５０においては、これに対して、先のステップＳＰ１２５と同様に緯度・経度情報が算出される。
【００３４】
以後、ステップＳＰ１３１と同様の衛星サーチ、ステップＳＰ１３２と同様のＰＲ情報供給処理、およびステップＳＰ１３３と同様の演算処理が繰返される。なお、図３の例ではステップＳＰ１２８で地図情報がユーザ端末１０に供給された後にステップＳＰ１３２におけるＰＲ情報の供給処理が行われたが、これが前後しても差し支えない。
【００３５】
図４において、最終ＰＲ情報がＧＰＳ演算サーバ５０に供給され（ステップＳＰ１４１）、この最終ＰＲ情報に基づく緯度・経度情報が算出されると（ステップＳＰ１４２）、処理はステップＳＰ１４３に進む。ここでは、これまで供給された全ＰＲ情報に対してスムージング処理（平均化処理）が施され、より正確な緯度・経度情報が求められる。
【００３６】
次に、処理がステップＳＰ１４４，ＳＰ１４５に進むと、スムージングされた緯度・経度情報が地図データベース６０およびユーザ端末１０に供給される。これにより、地図データベース６０において処理はステップＳＰ１４６に進み、経路情報（現在位置および目的地）および付加情報が検索される。
【００３７】
次に、処理がステップＳＰ１４７に進むと、求められた経路情報および付加情報がアクセスサーバ４０および交換局３０を介してユーザ端末１０に供給される。次に、ユーザ端末１０において処理がステップＳＰ１４８に進むと、ユーザ端末１０に供給された各種の情報が操作・表示パネル１７の表示器に表示される。
【００３８】
この表示内容の一例を図５に示す。図において２０１は、ステップＳＰ１２８において供給された地図情報の範囲を示しており、２０２は操作・表示パネル１７の表示器に表示可能な範囲を示す。この表示範囲は、操作・表示パネル１７のキーボードを操作することによって上下左右方向にスクロール可能である。
【００３９】
２０６は現在位置表示カーソルであり、現在位置の緯度・経度情報に対応した位置に表示されるとともに、目的地２０５への方向を指標する。２０３および２０４は付加情報に基づいて表示される店舗等を指標する。
【００４０】
２．２．第三者による問合わせ
次に、第三者によってユーザ端末１０の現在位置が問い合わされた場合の処理を図６および７を参照し説明する。これらの図において３１は交換局内制御装置（Ｍ−ＳＣＰ）である。なお、このような動作は、例えば警備会社が依頼者の位置を捕捉したい場合、あるいは雇用主が従業員の位置を捕捉したい場合等に実行される。
【００４１】
図６においてステップＳＰ２０１においては、第三者端末８０からユーザ端末１０の現在位置の問合わせがセキュリティ・ゲートウェイ７０に供給される。セキュリティ・ゲートウェイ７０において処理はステップＳＰ２０２に進み、第三者端末８０がユーザ端末１０の位置を通知して良い端末であるか否かについて認証が行われる。
【００４２】
ここで、認証が成功した場合は、処理はステップＳＰ２０３に進み、アクセスサーバ４０に対して発呼要求が供給される。アクセスサーバ４０においては、ユーザ端末１０が在圏する交換局がサーチされる。次に、アクセスサーバ４０においてはステップＳＰ２０４が実行され、サーチされた交換局（図示の例では交換局３０）に対して、エリア情報Ｂの要求が供給される。なお、「エリア情報Ｂ」とは、エリア情報Ａと同様に、ほぼ県単位に割り当てられたユニークなコードである。
【００４３】
次に、交換局３０において処理はステップＳＰ２０５に進み、アクセスサーバ４０に対してエリア情報Ｂが通知される。次に、アクセスサーバ４０において処理はステップＳＰ２０６に進み、交換局３０を介してユーザ端末１０が呼び出される。これにより、交換局３０およびユーザ端末１０においてはステップＳＰ２３０に進み、両者が呼接続状態になる。
【００４４】
一方、アクセスサーバ４０において処理がステップＳＰ２０７に進むと、先に供給されたエリア情報Ｂに基づいて、ほぼ県単位の範囲の中心位置の緯度・経度情報が計算される。次に、処理がステップＳＰ２０８に進むと、この緯度・経度情報がＧＰＳ演算サーバ５０に供給される。
【００４５】
次に、ＧＰＳ演算サーバ５０において処理はステップＳＰ２０９に進み、この緯度・経度情報と各ＧＰＳ衛星の現在位置とに基づいて、最適な複数個のＧＰＳ衛星を特定する衛星情報が求められる。次に、処理がステップＳＰ２１０（図７）に進むと、この衛星情報が交換局３０を介してユーザ端末１０に供給される。
【００４６】
次に、処理がステップＳＰ２５０に進むと、上述したステップＳＰ１２１〜ＳＰ１４３と同様の処理が実行される。これにより、ユーザ端末１０の緯度・経度情報が取得される。
【００４７】
次に、処理がステップＳＰ２５１に進むと、ＧＰＳ演算サーバ５０から第三者端末８０に対して、アクセスサーバ４０およびセキュリティ・ゲートウェイ７０を介して位置情報（ユーザ端末１０の緯度・経度情報）が通知される。
【００４８】
次に、ステップＳＰ２５２に進み、第三者端末８０から切断要求がセキュリティ・ゲートウェイ７０に供給されると、この切断要求がアクセスサーバ４０を介して交換局３０に供給される。これにより、交換局３０においては処理がステップＳＰ２５３に進み、ユーザ端末１０のオンフックが行われる。
【００４９】
３．変形例
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては交換局３０からアクセスサーバ４０に対してエリア情報Ａを通知したが、これに代えて基地局２０の識別情報を通知してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、ＧＰＳ演算サーバ５０においてユーザ端末１０の位置を計算したが、ユーザ端末１０の処理能力に余裕がある場合は、ユーザ端末１０においてかかる計算を行ってもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の構成によれば、演算装置によって衛星の指定と位置情報の計算が行われるから、端末における負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】  該実施形態のフローチャートである。
【図３】  該実施形態のフローチャートである。
【図４】  該実施形態のフローチャートである。
【図５】  操作・表示パネル１７における表示例を示す図である。
【図６】  該実施形態のフローチャートである。
【図７】  該実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
１０  ユーザ端末
１１  ＧＰＳ受信機
１２  ＧＰＳ用アンテナ
１３  移動通信用アンテナ
１４  送受信機
１５  ＣＰＵ
１６  メモリ
１７  操作・表示パネル
２０  基地局
３０  交換局
４０  アクセスサーバ
５０  ＧＰＳ演算サーバ
６０  地図データベース
７０  セキュリティ・ゲートウェイ
８０  第三者端末
１０１〜１０３  ＧＰＳ衛星
２０１  地図情報範囲
２０２  表示可能範囲
２０３，２０４  店舗等
２０５  目的地
２０６  現在位置表示カーソル
【図１】
0003673087.tif 000002
【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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