(57)【要約】      （修正有）【課題】移動端末のＧＰＳ衛星による測位処理におけるドップラー成分の補正を行うための速度データ取得手段の構造を簡単にして、また、移動端末の移動速度計算の演算量を低減する。【解決手段】受信器Ｒが移動端末Ｕの位置に関係する衛星からデータを取得する衛星Ｓのコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末Ｕで使用される受信器Ｒ。ＭＥＭＳ装置Ｍは、受信器Ｒに組み込まれ、移動端末Ｕの速度の絶対値計算式Ｉを検出し、続いて上記の値を受信器Ｕに提供するように構成される。移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に対応する値を、受信器Ｒによってまたは受信器Ｒの代わりに計算する手段が提供され、このことは、ユーザ速度に関係するドップラー効果が得られることを可能にする。【選択図】図１
2014160078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星（Ｓ）のコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末（Ｕ）で使用され、移動端末（Ｕ）の位置に関係する衛星からデータを取得するように構成される受信器（Ｒ）であって、受信器が、少なくとも２つの衛星を取得することから得られる情報に基づいて、移動端末の速度を計算する手段を備え、移動端末の速度を計算する手段が移動端末（Ｕ）の速度の絶対値
【数１】
2014160078.tif 000026
を検出し前記の値を受信器（Ｒ）に提供するように構成されたＭＥＭＳ装置（Ｍ）を含むことと、受信器が、受信器（Ｒ）によってまたは受信器（Ｒ）の代わりに、移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に対応する値を計算する手段を備えることとを特徴とする、受信器（Ｒ）。
【請求項２】
ユーザ移動端末（Ｕ）の前記速度に基づいてコンステレーションの他の衛星に関係するユーザドップラー情報を推定し、その結果、前記ドップラー情報を使用して前記の他の衛星からの信号の取得を可能にする手段を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報が、前記移動端末（Ｕ）に関係するドップラー効果値を得るために使用される、請求項１に記載の受信器。
【請求項４】
移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報が、以下の方程式の系から得られ、
【数２】
2014160078.tif 000027
式中、ｉが１より大きい整数であり、ｆ０が衛星から受信された信号の中心周波数であり、
【数３】
2014160078.tif 000028
がユーザ移動端末（Ｕ）と衛星Ｓとの間の単位ベクトルであり、Δｆが受信器Ｒの周波数誤差であり、ＳＦｉが周波数スロットであり該周波数スロットで衛星が取得され、ｃが光速であり、
【数４】
2014160078.tif 000029
がユーザ移動端末Ｕの速度である、請求項１に記載の受信器。
【請求項５】
衛星（Ｓ）のコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末（Ｕ）によって衛星信号を取得する方法であって、
少なくとも２つの衛星（Ｓ）を取得するステップと、
２つの前記衛星信号を用いて取り出された情報に基づいてＭＥＭＳ装置（Ｍ）によって移動端末（Ｕ）の速度の絶対値
【数５】
2014160078.tif 000030
を得るステップと、
移動端末（Ｕ）の前記速度を使用してコンステレーションの他の衛星に関係するユーザドップラー情報を推定するステップと、
前記ユーザドップラー情報を使用してコンステレーション内の他の衛星の信号を取得するステップと
を含む、方法。
ユーザ移動端末の速度の絶対値が、ユーザ移動端末（Ｕ）の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に対応する値を得るために使用される、請求項５に記載の方法。
【請求項６】
前記移動端末（Ｕ）に関係するドップラー効果値を得るために移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報を使用するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項７】
移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報が、以下の方程式の系から得られ、
【数６】
2014160078.tif 000031
式中、ｉが１より大きい整数であり、
ｆ０が衛星から受信された信号の中心周波数であり、
【数７】
2014160078.tif 000032
がユーザ移動端末Ｕと衛星Ｓとの間の単位ベクトルであり、
Δｆが受信器Ｒの周波数誤差であり、
ＳＦｉが周波数スロットであり該周波数スロットで衛星が取得され、
ｃが光速であり、
【数８】
2014160078.tif 000033
がユーザ移動端末Ｕの速度である、
請求項７に記載の方法。
【請求項８】
データを取得するステップの前に、
移動端末に関して視界内にある衛星（Ｓ）の仰角を得るステップと、
衛星（Ｓ）の仰角によって衛星（Ｓ）をソートするステップと、
最高の仰角値を有する衛星から取得プロセスを開始するステップと
が実行される、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末の測位に関する。より詳細には、本発明は、一方でマイクロ電気機械センサ（以下ではＭＥＭＳ）を使用して移動中の移動端末の速度に関する情報を取得し、全地球測位システムまたはガリレオ測位システムによる処理など、衛星測位システム内で使用される測位処理動作において、このようにして得られた情報を利用することにより、移動端末を測位することに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に無線通信システム、とりわけ移動通信システムにおいて利用可能な様々なサービスのうちで、最近重要性が増してきているものは、無線端末または移動端末の位置を効率よく特定するサービスである。用語「移動端末」によって、ＧＳＭ、ＧＰＲＳまたはＵＭＴＳなどのセルラ電話システム、移動コンピュータまたは携帯情報端末あるいはその他の同様の装置、ならびに自動車、航空機または船舶など、それぞれ陸上、空中または海上などのその他の移動物体など、移動中の無線通信を確立することができる機器における様々な知られているカテゴリの端末ならどれでもなど、最も広い意味のそのような端末を含むことが意味される。
【０００３】
移動端末の位置を特定するそのような可能性を提供する、知られている技法の中では、全地球測位システム（以下ではＧＰＳ）およびガリレオシステムが知られている。以下の説明では、簡単にするために、ＧＰＳにのみ言及する。それにもかかわらず、本発明は、このシステムに限定されると解釈されるべきではなく、本発明は、ガリレオなどその他の衛星測位システムにも同様に使用されることができることに留意されたい。
【０００４】
非常に基本的な点から見て、ＧＰＳは、地球に関して知られている座標を有する衛星のコンステレーションを使用する。上記各衛星は、移動端末の位置を判定するために使用されることができる情報を含む信号をブロードキャストの形で送信することができる。移動端末の位置を確定することができるように、送信された情報は、様々な衛星から移動端末により実際に受信される。ＧＰＳは移動端末測位利用分野ではよく知られている技法なので、これについてのさらにいっそうのより詳細な説明は必要がないと考えられる。
【０００５】
しかし、ＧＰＳは、移動端末測位手順においていくつかの欠点を持つ。そのような欠点の１つは、大気の様々な層が衛星から送信された信号に変動を導入する可能性があることである。別の問題は、移動端末に関する衛星の視界がときどき欠如することである。関連技術分野では、「視界」は、衛星からブロードキャストされた信号が、伝送経路上でいかなる障害物によっても遮られることなく移動端末に到達することができる場合に存在するとみなされる。したがって、衛星の視界がたとえば高い建物によって遮られる領域に移動端末が移動された場合、移動端末に信号が到達しなくなる可能性があり、したがって移動端末はデータを取得し処理することができない可能性がある。
【０００６】
ＧＰＳの利用に関連する別の欠点は、送信された最初の周波数に関して移動ユニットにより受信された信号の周波数の変化に関係するドップラー効果である。その結果として、ドップラー効果は、受信信号の正確性にいくつかの問題を生じさせ、したがって測位処理における正確さの欠如を引き起こす。
【０００７】
上記の欠点を克服するために、いくつかの解決法が知られている。一般に、そのような解決法は、その位置が固定され、知られていて、比較的ごく近くにある移動端末によって受信されたのと同じ信号を衛星から受信することができる補助局の使用を対象とする。したがって、（前述のように）受信信号の品質に劣化がある場合、受信信号に由来する不正確な結果とすでに知られている補助局の正確な位置との間で比較が行われることができる。そのような比較から誤差要因が得られ、次いで移動端末に送信される。やはり同じ信号を取得し処理する移動端末は、その場合、より正確な結果を得るために、それ自体のデータ処理時にそのような誤差要因を考慮することができる。
【０００８】
しかし、このタイプの解決法は、移動端末における処理要件を増大させ、移動端末の資源の大きな部分を占め、このことが端末の効率の悪い動作を引き起こすという欠点を持つ。
【０００９】
移動端末に関する取得されたデータを処理する負荷を低減する、知られている解決法は、いわゆるＡｓｓｉｓｔｅｄ‐ＧＰＳ（またはＡＧＰＳ）である。ＡＧＰＳにより提供される解決法によれば、衛星によりブロードキャストされたデータを取得し処理するタスクの一部分は、静止している「補助」ユニット内で実行される。ＡＧＰＳによって提供される解決法によれば、補助ユニットは、そうでなければ移動端末により取得され処理されたはずのデータを取得し、ある程度完成するまで処理する。補助ユニットおよび移動端末は、いつも同じエリアに存在するわけではないが、補助ユニットは、移動端末のおおよその位置の知識を確かに有し、それ自体によって衛星から取得された情報を移動端末のおおよその位置に関係する情報と組み合わせることができ、このようにして得られた情報の精巧な部分は移動端末により処理されるのに有用であり、移動端末は同じ結果を得るためにそれ自体の資源を提供する必要がない。
【００１０】
ＡＧＰＳシステム内の補助ユニットは、移動ユニットにより実行されるデータ処理量を大巾に低減するが、それでもなお移動ユニットにより実行されるべきかなりの処理要件が残る。
【００１１】
上記データ処理の仕事量を低減する必要性をよりよく説明するために、ＧＰＳシステムにおける基本的データ処理が再度言及される。ＧＰＳデータ処理における最も複雑な段階の１つは、取得段階である。この複雑性は、拡散スペクトル法に基づくＧＰＳ信号の特質による。この取得は、擬似ランダム雑音コードに関係するエネルギーの時間（位相）および周波数サーチに基づく。移動端末は、これらの周波数コードおよび位相コードをサーチするために相関法を使用する。１つのコードが見つけられた後は、別のコードを見つけるために、全ての位相コードおよび周波数コードがサーチされ選択されるまで、手順が繰り返される。コードの選択は、全体の取得データ内の選択された周波数コードおよび位相コードの各組合せを積分するプロセスを意味する積分プロセスを伴う。理解できるように、典型的な数の周波数および位相シフトに関する全体のサーチおよび選択手順は、多数の演算を必要とする可能性がある。
【００１２】
周波数サーチは、しばしば以下のようないくつかの不正確な要因を持つ。
受信器の局部発振器における不安定性
衛星によって生じるドップラー効果
ユーザの移動端末によって生じるドップラー効果
最初の２つの影響は、前述の補助データを取得することを可能にするＡＧＰＳモードが利用された場合は、実質的に排除される。
【００１３】
第３の要因、すなわちユーザデータの不正確さは、周波数サーチの不確実性を含み、いくつかの周波数の仮定は、信号エネルギーの検出のためにテストされなければならないので非常に不利である。実際、ＡＰＧＳモードを使用している場合でも、補助ユニットによって提供される補助データから十分な利益を得るために、２０ｍｓの範囲内で、長いコヒーレント積分手順を実行することが望ましい。これは、周波数サーチにおける比較的非常に細い周波数スロットの使用を暗示する。所与の周波数不確実性では、全ての周波数スロットについてエネルギー調査が行われなければならず、周波数スロットはスロットが細くなればなるほど多くなる、すなわち、スロットの数＝総周波数不確実性／スロットの幅、である。
【００１４】
一方、ユーザの速度に関する先験情報、およびその結果としての各衛星に向かってのユーザのドップラー効果に関する先験情報を有することは、複雑な装置の実装を必要とするので、非常に難しい。
【００１５】
取得プロセスの典型的な例では、衛星の速度は、
【数１】
2014160078.tif 000003
と表すことができ、誘導（ｉｎｄｕｃｅｄ）ドップラーは、
【数２】
2014160078.tif 000004
と表すことができ、式中、ｆ０は、中心周波数、たとえばＧＰＳの場合は１５７６ＭＨｚであり、
【数３】
2014160078.tif 000005
は、ユーザと衛星との間の単位ベクトルであり、ｃは光速である。
【００１６】
ＡＧＰＳの場合、衛星のドップラー情報をすでに考慮して、周波数サーチが実行される。しかし、ユーザのドップラー効果により生じる別の不確実性が存在する。これは、周波数サーチは、以下の式で与えられる上記ユーザドップラー効果による情報の偏差を考慮しなければならないことを暗示する。
【数４】
2014160078.tif 000006
式中、
【数５】
2014160078.tif 000007
はユーザの速度である。
【００１７】
高感度受信器の場合、取得は、コヒーレント集積時間（積分）が、通常、約２０ｍｓであるように設計される。サーチ用の周波数スロットのスパンは、コヒーレント積分値に反比例する。すなわち、
【数６】
2014160078.tif 000008
であり、式中、Ｔｃｏｈは、コヒーレント積分継続値である。
【００１８】
したがって、２０ｍｓ積分時間では、使用周波数スロットは２５Ｈｚである。ユーザの受信器が、たとえば自動車内で１００ｋｍ／ｈｒ、すなわち約２７ｍ／ｓで移動していると仮定すれば、ユーザドップラー効果による不確実性は、低仰角衛星では、約２７０Ｈｚであるはずである。これは、水平移動しているそのような受信器の場合には、取得は、非常に低い仰角を示す衛星では、１１周波数スロット（２７０ユーザ／２５スロット）全てにわたって行われることを意味する。これは、明らかに、移動端末に課される大量の演算を必要とする。したがって、移動端末の資源の使用ができる限り最小化されるようなやり方で、ＧＰＳまたはＡＧＰＳシステム内の衛星によってブロードキャストされた測位データが、移動端末によってまたは移動端末の代わりに、取得されることができる解決法を提供することが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記目的は、本発明によって提供される解決法を使用することにより達せられ、本発明によれば、移動端末の速度に関する情報を得るために従来のＭＥＭＳが利用されることができ、次いでこの情報は、測位データ処理において使用される。より詳細には、本発明は、ユーザの速度モジュールに関する情報を得る際にＭＥＭＳを使用することを提案する（速度モジュールは、ユーザの速度を表すベクトルの絶対値を意味する）。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によれば、移動端末内の受信器は、ユーザの速度のモジュールを提供することができる簡単なＭＥＭＳを備える。この情報は、速度のベクトルの絶対値を扱い、速度のベクトル成分の方向は扱わないので、速度そのもの（３次元ベクトル）よりずっと簡単に取り出されることができる。このようにして、取得段階中にユーザの速度の推定が必要とする取得動作は少なくなり、したがって取得プロセスはより簡単になる。
【００２１】
言い換えれば、受信器によっていくつかの衛星が取得された場合、これらの衛星に関するドップラー因子は、このようにして知られる。さらに、これらの衛星の位置も、たとえば補助ユニットから受信されたデータによって受信器に提供されるので、知られる。前述の情報を有して、衛星の視線上の速度の推定に関する方程式の系が作成され、速度のベクトル成分が見つけられる。次いで、得られた情報は、ユーザのドップラー効果を計算するために使用される。たとえば、３つの衛星が取得された場合、この場合４つの方程式がある可能性があり、そのうち３つは、３つの衛星の取得に関係し、第４の方程式は、速度のモジュールにより与えられる。この方程式の系から、ユーザ速度のベクトル成分が計算されることができ、したがってコンステレーションのその他の全ての衛星に向かってのドップラーが計算されることができる。これは、取得手順の複雑性の大きな低減を可能にする。
【００２２】
したがって、本発明の一目的は、衛星のコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末で使用される受信器を提供することであり、上記受信器は、移動端末の位置に関係する衛星からデータを取得するように構成され、移動端末はＭＥＭＳ装置をさらに含み、ＭＥＭＳ装置は、移動端末の速度の絶対値を検出し、上記の値を受信器に提供するように構成されること、および、受信器は、受信器によってまたは受信器の代わりに、移動端末の速度のベクトル成分に対応する値を計算する手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明の他の目的は、衛星のコンステレーションを有する衛星測位システムにおけるユーザ移動端末内の受信器によるデータ取得の方法を提供することであり、移動端末はＭＥＭＳ装置をさらに含み、上記方法は、移動端末の位置に関係する衛星からデータを取得するステップを含み、本方法は、
移動端末の速度の絶対値を上記ＭＥＭＳにより検出し、それを受信器に提供するステップと、
上記受信器によってまたは上記受信器の代わりに、移動端末の速度のベクトル成分に対応する値を計算するステップと
をさらに特徴とする。
【００２４】
本発明のこれらおよびさらなる利点は、以下の記述および添付の特許請求の範囲において、添付の図面の助けを借りてさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】測位衛星、および測位が実行される必要がある移動端末を示す、概略で簡略化された図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、移動端末Ｕの速度（ユーザの速度）の絶対値を得るためにＭＥＭＳ装置を使用することを提案する。ＭＥＭＳ装置は、当業者にはよく知られている。シリコン基板上に作成された典型的なＭＥＭＳは、環境内の様々な現象を検知するために使用される機械部品、および機械部品のそのような検知動作によって得られた情報を処理するために使用される電子部品を含む。ＭＥＭＳの知られている用途の１つは、移動物体のいわゆる慣性運動についての情報を得ることにある。本発明は、測位システムの中の移動端末内のデータの複雑な処理を低減するために、移動端末の中で実施される新しい構成および方法でＭＥＭＳ装置のこの特性を利用することを提案する。
【００２７】
図１では、衛星Ｓが示されている。衛星Ｓは、衛星測位システム内の衛星のコンステレーションに属すると仮定し、コンステレーションの残余の衛星は、説明を簡単にするために図示されていない。
【００２８】
衛星Ｓの速度は、速度ベクトル成分Ｖｓｘ、ＶｓｙおよびＶｓｚによって示される。ユーザ移動端末Ｕは、衛星Ｓの視線の範囲内にある。移動端末Ｕは、移動端末Ｕの測位プロセスに関する情報を受信する受信器Ｒを有する。移動ユニットの速度は、速度ベクトル成分Ｖｕｘ、ＶｕｙおよびＶｕｚによって表される。
【００２９】
本発明によって提案された解決法を実行するために、第１の動作は、好ましくは、衛星Ｓをそれらの仰角によって選択しソートすることである。この動作は、任意選択であるが、この任意選択の利点は、高仰角を有する衛星を選択することによって、取得プロセスが比較的低いドップラーを示している衛星から開始することができるようになることである。
【００３０】
（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）は、知られているやり方、たとえば、時間のおよその知識、さらに、衛星の天体位置表または天文暦、または、たとえばＡＧＰＳシステム内の補助ユニットから取り出された情報によって計算されたＥＣＥＦ参照（ＥＣＥＦは、Ｅａｒｔｈ  Ｃｅｎｔｅｒｅｄ  Ｅａｒｔｈ  Ｆｉｘｅｄ（地心座標）を表し、測位システムにおいて知られている参照である）内の衛星の位置を示すものとする。
【００３１】
（Ｘｕ，Ｙｕ，Ｚｕ）は、ユーザのおおよその位置を示すものとする。この位置はまた、従来の技法によって、たとえば前の固定データまたは補助ユニットから受信されたデータから知られることもできる。
衛星の仰角は、以下の知られている式により与えられる。
【数７】
2014160078.tif 000009
式中、
【数８】
2014160078.tif 000010
はユーザと衛星との間の単位ベクトルであり、
【数９】
2014160078.tif 000011
はユーザの位置ベクトルであり、これらの要素は以下のように表される。
【数１０】
2014160078.tif 000012
【００３２】
各可視衛星の仰角が得られ、衛星が最高仰角から最低仰角までソートされた後は、取得プロセスは、好ましくはこの順序で開始されることができる。
【００３３】
衛星の速度は
【数１１】
2014160078.tif 000013
であり、誘導ドップラーは、当技術分野で知られているように、以下のように表される。
【数１２】
2014160078.tif 000014
式中、ｆ０は、ＧＰＳの場合、中心周波数、１５７６ＭＨｚであり、ｃは光速である。
【００３４】
次いで、取得プロセスでは、衛星ドップラー情報を考慮して周波数サーチが実行されることができるが、ユーザドップラー効果に関する不確実性は、依然として克服されなければならない。これは、周波数サーチは、以下の式により与えられるユーザドップラー効果による偏差を考慮しなければならないことを意味する。
【数１３】
2014160078.tif 000015
式中、
【数１４】
2014160078.tif 000016
はユーザ速度である。
【００３５】
上記で提供された例ですでに述べられたように、従来のシステムでは、次いで、たとえば１１周波数スロット全てにわたって取得プロセスが必要とされるはずであり、このことはかなり高い計算負荷を必要とする。
【００３６】
本発明によれば、受信器は、以下のように表される移動端末の速度の絶対値（モジュール）を検出することができるＭＥＭＳ装置Ｍを備える。
【数１５】
2014160078.tif 000017
【００３７】
これは、ＭＥＭＳ装置において知られている特性であり、移動端末の速度のモジュールの検出は、速度のベクトル成分の方向の検出を必要としないので、比較的簡単な動作である。
【００３８】
次いで、移動端末Ｕの速度の検出されたモジュールは、受信器Ｒに送出される。
【００３９】
受信器Ｒは、移動端末Ｕがその視線内にある衛星からデータをさらに取得する。そうするために、衛星ｉが取得されている場合（ｉはコンステレーション内の衛星の番号を表す整数である）、衛星に向かっての疑似範囲が推定されることができ、対応するドップラー因子も推定されることができる。このドップラー因子は、衛星からの信号がそこで取得された周波数スロットと直接関係している。上記情報が取得された場合、以下の方程式が書かれることができる。
【数１６】
2014160078.tif 000018
式中、Ｘ、Ｙ、Ｚは衛星および移動端末のそれぞれの位置を表し、Ｖはそれらのそれぞれの速度を表し、
ｆ０は受信信号の中心周波数、たとえばＧＰＳＬ１では１５７６ＭＨｚであり、
【数１７】
2014160078.tif 000019
はユーザ移動端末Ｕと衛星Ｓとの間の単位ベクトルであり、
Δｆは受信器Ｒの周波数誤差であり、
ＳＦｉは周波数スロットであり、該周波数スロットで衛星が取得された。この周波数スロットは、移動端末の受信器クロックと衛星送受信器クロックとの間の周波数差に対応する。
【００４０】
上記方程式は、次いで、以下の簡略化された形で書き換えられることができる。
【数１８】
2014160078.tif 000020
【００４１】
この方程式には４つの未知数がある。それらのうち３つは、ユーザ速度
【数１９】
2014160078.tif 000021
の３つのベクトル成分であり、第４のものは、受信器Ｒの周波数誤差Δｆである。
【００４２】
したがって、３つの衛星が取得され（１＜ｉ＜３）、ＭＥＭＳ装置Ｍは受信器Ｒにユーザ速度のモジュールを提供することができると仮定すれば、受信器Ｒは、４つの未知数を有する４つの方程式の系を確立することができる。すなわち、
【数２０】
2014160078.tif 000022
式中、
【数２１】
2014160078.tif 000023
はＭＥＭＳ装置により推定されたユーザ速度のモジュールであり、数１、２および３は、３つの衛星のうちのそれぞれ１つを表す。
【００４３】
この上記方程式の系は、いかなる知られている方法によってでも、たとえば最小二乗基準最小化（勾配、Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ  Ｍａｒｑｕａｒｄｔなど）の非線形法によって、解かれることができる。
【００４４】
本発明による解決法の利点は、上記方程式の系を解いた後で、受信器は正確なユーザの速度を知り、次いで、テストすべき周波数スロットに関するいかなる不確実性もなしにその他の衛星を取得することができることである。これは、衛星コンステレーションの取得プロセスを完成するために必要な時間、およびユーザの位置を計算するための時間のかなりの改善につながる。
【００４５】
手順は、２つの衛星が取得される場合には、さらに最適化されることができることに留意されたい。これは、たとえば、移動端末が道路上で移動している自動車の中にある、歩行者に携帯されている、飛行途上の飛行機の中にあるなどの場合など、垂直速度がゼロである利用形態の場合であり得る。そのような場合、前述の方法は、ユーザ速度の第３の成分をゼロに設定することにより使用されることができ、したがって、方程式の系は、たとえば以下のようになる。
【数２２】
2014160078.tif 000024
【００４６】
前述の代替形態のうちのいずれか１つの場合、または４つ以上の衛星が取得される場合には、ユーザの速度のベクトル成分が見つけられた後は、その結果として、全体の速度が見つけられる。次いで、この情報を用いて、別の衛星に対応するそれぞれの周波数スロットを予測することが可能である。これは、以下の関係を使用して行われることができる。
【数２３】
2014160078.tif 000025
【００４７】
好ましい実施形態の上記の例では、ユーザの速度のモジュールの値が受信器に提供された後は、速度のベクトル成分の次の計算は受信器によって行われることが想定されている。しかし、例は限定するようには解釈されず、本発明の範囲は、次の計算動作が、受信器自体には含まれておらず受信器の代わりに動作を行う補助ユニット内で処理される場合も含むことに留意されたい。
【００４８】
本発明によって提供される解決法は、受信器がユーザ移動端末Ｕの正しい速度成分を得ることにより、および衛星の速度の知識を用いることにより、視界内にあるそれぞれかつ全ての他の衛星に関する正確な周波数スロットを推定することができるという大きな利点を有する。このようにして、受信器は、従来の方法に関して上に述べたように１１の周波数スロットではなく、ただ１つのスロットをテストするだけでよい。これは、複雑性のかなりの低減につながる。
【図１】
2014160078.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月17日(2014.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
受信器Ｒは、移動端末Ｕがその視線内にある衛星からデータをさらに取得する。そうするために、衛星ｉが取得されている場合（ｉはコンステレーション内の衛星の番号を表す整数である）、衛星に向かっての疑似範囲が推定されることができ、対応するドップラー因子も推定されることができる。このドップラー因子は、衛星からの信号がそこで取得された周波数スロットと直接関係している。上記情報が取得された場合、４つの未知数で方程式を書くことができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
それらのうち３つは、ユーザ速度
【数１９】
2014160078.tif 000035
の３つのベクトル成分であり、第４のものは、受信器Ｒの周波数誤差Δｆである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
したがって、３つの衛星が取得され（１≦ｉ≦３）、ＭＥＭＳ装置Ｍは受信器Ｒにユーザ速度のモジュールを提供することができると仮定すれば、受信器Ｒは、４つの未知数を有する４つの方程式の系を確立することができ、ＭＥＭＳ装置により推定されたユーザ速度のモジュールと３つの衛星のうちのそれぞれ１つを表すデータを含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
手順は、２つの衛星が取得される場合には、さらに最適化されることができることに留意されたい。これは、たとえば、移動端末が道路上で移動している自動車の中にある、歩行者に携帯されている、飛行途上の飛行機の中にあるなどの場合など、垂直速度がゼロである利用形態の場合であり得る。そのような場合、前述の方法は、ユーザ速度の第３の成分をゼロに設定することにより使用されることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
前述の代替形態のうちのいずれか１つの場合、または４つ以上の衛星が取得される場合には、ユーザの速度のベクトル成分が見つけられた後は、その結果として、全体の速度が見つけられる。次いで、この情報を用いて、別の衛星に対応するそれぞれの周波数スロットを予測することが可能である。これは、以下の関係を使用して行われることができる。
【数２３】
2014160078.tif 000036
式中、ｆ０は受信信号の中心周波数、たとえばＧＰＳＬ１では１５７６ＭＨｚであり、
【数２４】
2014160078.tif 000037
はユーザ移動端末Ｕと衛星Ｓとの間の単位ベクトルであり、
Δｆは受信器Ｒの周波数誤差であり、
【数２５】
2014160078.tif 000038
は衛星ｉの速度であり、
【数２７】
2014160078.tif 000039
はユーザの速度であり、
ＳＦｉは衛星が捕捉された周波数スロットである。この周波数スロットは、移動端末の受信器クロックと衛星送受信器クロックとの間の周波数差に対応する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星（Ｓ）のコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末（Ｕ）で使用され、移動端末（Ｕ）の位置に関係する衛星からデータを取得するように構成される受信器（Ｒ）であって、受信器が、垂直速度をゼロであると仮定して少なくとも２つの衛星をまたは少なくとも３つの衛星を取得することから得られる情報、およびＭＥＭＳ装置（Ｍ）によって検出される移動端末（Ｕ）の速度の絶対値
【数１】
2014160078.tif 000040
に基づいて、移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に対応する値を計算することを特徴とする、受信器（Ｒ）。
【請求項２】
ユーザ移動端末（Ｕ）の前記速度に基づいてコンステレーションの他の衛星に関係するユーザドップラー情報を推定し、その結果、前記ドップラー情報を使用して前記の他の衛星からの信号の取得を可能にする手段を含む、請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報が、前記移動端末（Ｕ）に関係するドップラー効果値を得るために使用される、請求項１または２に記載の受信器。
【請求項４】
衛星（Ｓ）のコンステレーションを有する衛星測位システム内のユーザ移動端末（Ｕ）によって衛星信号を取得する方法であって、
垂直速度をゼロであると仮定して少なくとも２つの衛星（Ｓ）をまたは少なくとも３つの衛星（Ｓ）を取得するステップと、
ＭＥＭＳ装置（Ｍ）によって移動端末（Ｕ）の速度の絶対値
【数２】
2014160078.tif 000041
を得るステップと、
前記速度の絶対値、および垂直速度をゼロであると仮定して前記２つの衛星信号を用いてまたは前記３つの衛星信号を用いて取り出された情報に基づいて移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）を計算するステップと、
移動端末（Ｕ）の速度の前記ベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）を使用してコンステレーションの他の衛星に関係するユーザドップラー情報を推定するステップと、
前記ユーザドップラー情報を使用してコンステレーション内の他の衛星の信号を取得するステップと
を含む、方法。
【請求項５】
ユーザ移動端末の速度の絶対値が、ユーザ移動端末（Ｕ）の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に対応する値を得るために使用される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記移動端末（Ｕ）に関係するドップラー効果値を得るために移動端末の速度のベクトル成分（Ｖｕｘ、Ｖｕｙ、Ｖｕｚ）に関する情報を使用するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
データを取得するステップの前に、
移動端末に関して視界内にある衛星（Ｓ）の仰角を得るステップと、
衛星（Ｓ）の仰角によって衛星（Ｓ）をソートするステップと、
最高の仰角値を有する衛星から取得プロセスを開始するステップと
が実行される、請求項４から６のいずれか一項に記載の方法。
【外国語明細書】
2014160078000001.pdf