(57)【要約】【課題】初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）を短縮すること。【解決手段】位置算出装置１において、記憶部に記憶されたＧＰＳ衛星３の軌道情報が所定の有用条件を満たすか否かを判定する。判定結果が否定判定の場合は、軌道情報の算出の基礎となる測位支援情報を送信する地上通信装置の一種であるＩＭＥＳ送信機５から当該測位支援情報を取得する。そして、取得された測位支援情報を用いて軌道情報を算出して、記憶部に記憶された軌道情報を更新し、ＧＰＳ衛星３からの信号と、記憶部に記憶された軌道情報とを用いて位置算出装置１の位置を算出する。【選択図】図１
2014109442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置算出装置の制御方法であって、
記憶部に記憶された測位用衛星の軌道情報が所定の有用条件を満たすか否かを判定することと、
前記判定の結果が否定判定の場合に、前記軌道情報の算出の基礎となる測位支援情報を送信する地上通信装置から当該測位支援情報を取得する第１の取得処理を実行することと、
前記取得された測位支援情報を用いて前記軌道情報を算出して、前記記憶部に記憶された軌道情報を更新することと、
前記測位用衛星からの信号と、前記記憶部に記憶された軌道情報とを用いて前記位置算出装置の位置を算出することと、
を含む制御方法。
【請求項２】
前記軌道情報には、１）前記測位支援情報から算出される第１の軌道情報と、２）前記測位用衛星からの信号を復調することで得られる第２の軌道情報との少なくとも１つが含まれる、
請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記第１の取得処理が失敗した場合に、前記測位用衛星からの信号を復調することで前記軌道情報を取得する第２の取得処理を実行することをさらに含む、
請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記地上通信装置は、前記測位用衛星とは異なる拡散符号を用いて、前記測位用衛星と同一のスペクトラム拡散方式で前記測位支援情報を送信する装置であり、
前記取得することは、前記第１の取得処理における前記地上通信装置からの信号の受信と、前記第２の取得処理における前記測位用衛星からの信号の受信とを、前記拡散符号を切り替えることで実現することを含む、
請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記測位支援情報には、前記測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報が含まれており、
前記軌道情報を算出することは、地球を周回する衛星の運動を表わす運動方程式と、前記測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報とを用いて、前記軌道情報を算出することである、
請求項１〜４の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６】
前記記憶部には、前記軌道情報と対応付けて当該軌道情報の有効期間が記憶されており、
前記判定することは、前記有効期間に基づいて前記有用条件を満たすか否かを判定することを含む、
請求項１〜５の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項７】
前記記憶部には、前記軌道情報と対応付けて当該軌道情報の信頼性指標値が対応付けて記憶されており、
前記判定することは、前記有効期間と前記信頼性指標値との組み合わせに基づいて前記有用条件を満たすか否かを判定することを含む、
請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
測位用衛星の軌道情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された軌道情報が所定の有用条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果が否定判定の場合に、前記軌道情報の算出の基礎となる測位支援情報を送信する地上通信装置から当該測位支援情報を取得する取得部と、
前記取得された測位支援情報を用いて前記軌道情報を算出して、前記記憶部に記憶された軌道情報を更新する算出部と、
前記測位用衛星からの信号と、前記記憶部に記憶された軌道情報とを用いて前記位置算出装置の位置を算出する位置算出部と、
を備えた位置算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置算出装置の制御方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用衛星からの測位用信号を利用した位置算出システムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られている。ＧＰＳでは、ＧＰＳ衛星信号に重畳されている軌道情報（エフェメリスやアルマナック）を取得し、衛星の位置を特定した上で、擬似距離に基づいて位置を算出する。
【０００３】
近年では、携帯型電話機やＰＤＡ、携帯型ナビゲーション装置、腕時計といった携帯型の電子機器にも位置算出装置が備えられるようになり、カーナビゲーション装置のように屋外で使用されるのみならず、建物内や地下といった様々な場所でも使用されている。しかし、建物内や地下では位置算出装置がＧＰＳ衛星信号を全く受信することができないか、受信することが困難であり、位置算出が行えない場合が生ずるという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１には、ＧＰＳ衛星信号が届かない場所において位置情報を位置算出装置に提供する技術として、屋内送信機を利用した位置情報の提供システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−８５９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに、特許文献１の技術によれば、位置算出装置が屋内に存在する場合であっても、屋内送信機から送信される位置情報に基づいて、位置算出装置は自装置の位置を特定することができる。しかし、ここで問題となるのは、位置算出装置が屋内から屋外に出た後に位置算出を行う場合である。
【０００７】
例えば、ショッピングモールや地下街といった施設では、位置算出装置を携行したユーザーが何時間にも亘って屋内に滞在する場合がある。しかし、ＧＰＳ衛星から放送されている軌道情報のうち、エフェメリスの有効期間は、現在の衛星運用では最大で４時間である。このため、位置算出装置が屋内に入る前にＧＰＳ衛星信号を受信して軌道情報を取得していたとしても、ユーザーが長時間屋内に滞在することによって、その軌道情報が位置算出に使用できなくなる場合がある。
【０００８】
この場合、軌道情報の有効期限が過ぎているため、屋内から屋外に移動して位置算出を開始する場合は、いわゆるウォームスタートの状態となる（なお、アルマナックさえも保持していない或いは有効期限切れの場合にはコールドスタートとなる）。この状態では、位置算出装置は、屋外に出た後にＧＰＳ衛星からエフェメリスを取得しなければ位置算出を行うことができない。しかし、エフェメリスの復調には、１衛星につき少なくとも３０秒程度の時間を要するため、どうしても初期位置算出時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）の短縮を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための第１の発明は、位置算出装置の制御方法であって、記憶部に記憶された測位用衛星の軌道情報が所定の有用条件を満たすか否かを判定することと、前記判定の結果が否定判定の場合に、前記軌道情報の算出の基礎となる測位支援情報を送信する地上通信装置から当該測位支援情報を取得する第１の取得処理を実行することと、前記取得された測位支援情報を用いて前記軌道情報を算出して、前記記憶部に記憶された軌道情報を更新することと、前記測位用衛星からの信号と、前記記憶部に記憶された軌道情報とを用いて前記位置算出装置の位置を算出することと、を含む制御方法である。
【００１１】
また、他の発明として、測位用衛星の軌道情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された軌道情報が所定の有用条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果が否定判定の場合に、前記軌道情報の算出の基礎となる測位支援情報を送信する地上通信装置から当該測位支援情報を取得する取得部と、前記取得された測位支援情報を用いて前記軌道情報を算出して、前記記憶部に記憶された軌道情報を更新する算出部と、前記測位用衛星からの信号と、前記記憶部に記憶された軌道情報とを用いて前記位置算出装置の位置を算出する位置算出部と、を備えた位置算出装置を構成することとしてもよい。
【００１２】
この第１の発明等によれば、記憶部に記憶された測位用衛星の軌道情報が所定の有用条件を満たさない場合に、地上通信装置から測位支援情報を取得し、これを用いて軌道情報を算出して記憶部の軌道情報を更新する。これにより、測位用衛星からの信号を利用した位置算出を行う前に、有用な軌道情報を記憶部に記憶させておくことが可能となる。そして、測位用衛星からの信号と、記憶部に記憶された軌道情報とを用いて位置算出装置の位置を算出することで、初期位置算出時間を短縮することが可能となる。
【００１３】
また、第２の発明として、第１の発明の制御方法において、前記軌道情報には、１）前記測位支援情報から算出される第１の軌道情報と、２）前記測位用衛星からの信号を復調することで得られる第２の軌道情報との少なくとも１つが含まれる、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１４】
この第２の発明によれば、軌道情報には、１）測位支援情報から算出される第１の軌道情報と、２）測位用衛星からの信号を復調することで得られる第２の軌道情報との少なくとも１つが含まれる。これにより、記憶部に記憶された測位用衛星の軌道情報のうち、測位支援情報から算出される第１の軌道情報や、測位用衛星からの信号を復調することで得られる第２の軌道情報が有用でないと判定した場合に、地上通信装置から測位支援情報を取得することが可能となる。
【００１５】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の制御方法において、前記第１の取得処理が失敗した場合に、前記測位用衛星からの信号を復調することで前記軌道情報を取得する第２の取得処理を実行することをさらに含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１６】
この第３の発明によれば、地上通信装置から測位支援情報を取得する第１の取得処理が失敗した場合に、測位用衛星からの信号を復調することで軌道情報を取得する第２の取得処理を実行する。換言すると、第１の取得処理を、第２の取得処理に対して優先して実行する。優先して実行した第１の取得処理が失敗した場合は、屋外にいる可能性があるため、第２の取得処理を実行するのである。
【００１７】
また、第４の発明として、第３の発明の制御方法において、前記地上通信装置は、前記測位用衛星とは異なる拡散符号を用いて、前記測位用衛星と同一のスペクトラム拡散方式で前記測位支援情報を送信する装置であり、前記取得することは、前記第１の取得処理における前記地上通信装置からの信号の受信と、前記第２の取得処理における前記測位用衛星からの信号の受信とを、前記拡散符号を切り替えることで実現することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１８】
この第４の発明によれば、地上通信装置は、測位用衛星とは異なる拡散符号を用いて、測位用衛星と同一のスペクトラム拡散方式で測位支援情報を送信する装置である。従って、拡散符号を切り替えることで、第１の取得処理における地上通信装置からの信号の受信と、第２の取得処理における測位用衛星からの信号の受信とを実現することができる。位置算出装置にとっては、共通の受信部でもって、地上通信装置からの信号の受信も、測位用衛星からの信号の受信もできる。
【００１９】
また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の制御方法において、前記測位支援情報には、前記測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報が含まれており、前記軌道情報を算出することは、地球を周回する衛星の運動を表わす運動方程式と、前記測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報とを用いて、前記軌道情報を算出することである、制御方法を構成することとしてもよい。
【００２０】
この第５の発明によれば、測位支援情報には、測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報が含まれており、地球を周回する衛星の運動を表わす運動方程式と、この測位支援情報に含まれる測位用衛星の位置と速度の情報及び時刻情報とを用いることで、測位用衛星の軌道情報を算出することができる。
【００２１】
また、第６の発明として、第１〜第５の何れかの発明の制御方法において、前記記憶部には、前記軌道情報と対応付けて当該軌道情報の有効期間が記憶されており、前記判定することは、前記有効期間に基づいて前記有用条件を満たすか否かを判定することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００２２】
この第６の発明によれば、記憶部には軌道情報と対応付けて当該軌道情報の有効期間が記憶されている。このため、有効期間に基づくことで、軌道情報の有用性を簡単に判定することができる。
【００２３】
また、第７の発明として、第６の発明の制御方法において、前記記憶部には、前記軌道情報と対応付けて当該軌道情報の信頼性指標値が対応付けて記憶されており、前記判定することは、前記有効期間と前記信頼性指標値との組み合わせに基づいて前記有用条件を満たすか否かを判定することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００２４】
この第７の発明によれば、記憶部には、軌道情報と対応付けて当該軌道情報の信頼性指標値が対応付けて記憶されている。そして、有効期間と信頼性指標値との組み合わせに基づいて有用条件を満たすか否かを判定する。軌道情報の有効期間が切れていなくとも、軌道情報の信頼性が低い場合は、その軌道情報は有用な情報であるとは言えない。このため、有効期間と信頼性指標値との組み合わせに基づくことで、軌道情報の有用性の判定をより適確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】位置算出システムのシステム構成の一例を示す図。
【図２】位置算出装置の機能構成の一例を示す図。
【図３】ベースバンド処理回路部の機能構成の一例を示す図。
【図４】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図５】位置算出システムの変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明を適用した好適な実施形態の一例について説明する。本実施形態は、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を適用した実施形態である。但し、本発明を適用可能な形態が以下説明する実施形態に限定されるわけでないことは勿論である。
【００２７】
１．システム構成
図１は、本実施形態における位置算出システム１０００のシステム構成の一例を示す図である。
位置算出システム１０００は、位置算出装置１と、ＧＰＳ衛星３と、ＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）送信機５と、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）基地局６と、屋外ＧＰＳ受信機７と、精密暦提供サーバー８とを有して構成される。ＩＭＥＳ送信機５と、ＧＮＳＳ基地局６と、屋外ＧＰＳ受信機７と、精密暦提供サーバー８とは、ネットワークＮを介して互いに接続されている。
【００２８】
ネットワーク（配信網、通信回線）Ｎは、例えばインターネットや無線ＬＡＮ（Local Area Network）等を利用した通信路であり、直接接続のための専用線（専用ケーブル）やイーサネット（登録商標）等によるＬＡＮの他、電話通信網やケーブル網や無線ＬＡＮ等の通信網を含むことができる。また通信方法については有線／無線を問わない。
【００２９】
ＧＰＳ衛星３は、測位用衛星の一種であり、アルマナックやエフェメリス等の軌道情報を含む航法メッセージを、測位用信号の一種であるＧＰＳ衛星信号に乗せて発信する。ＧＰＳ衛星信号は、拡散符号の一種であるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）コードによって、スペクトラム拡散方式として知られるＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式によって変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。Ｃ／Ａコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号であり、各ＧＰＳ衛星３に固有のコードである。
【００３０】
ＩＭＥＳ送信機５は、地上通信装置の一種であり、屋内の随所に配置され、ＧＰＳ測位を支援するための情報である測位支援情報を送信する。図１の例では、建物の各フロアに設置されている。ＩＭＥＳ送信機５を配置する施設としては、例えば、ショッピングモールや地下街、空港、映画館、ホテルといった屋内の各種の施設が考えられる。ＩＭＥＳ送信機５には、ＧＰＳ衛星３とは異なるＰＲＮコードが割り当てられており、この割り当てられたＰＲＮコードを用いて、ＧＰＳ衛星３と同一のスペクトラム拡散方式で測位支援情報を送信する。
【００３１】
本実施形態において、ＩＭＥＳ送信機５は、ネットワークＮを介してＧＮＳＳ基地局６から配信されるＧＰＳ衛星３のエフェメリス（以下、「配信エフェメリス」と称す。）を取得する。そして、取得した配信エフェメリスを用いて全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報を生成する測位支援情報生成処理を行い、ＧＰＳ衛星信号の信号規格（通信規格）に準拠したＩＭＥＳ信号に測位支援情報を含めて発信する。
【００３２】
ＩＭＥＳ送信機５から送信される測位支援情報は、ＧＰＳ衛星３の軌道情報の算出の基礎となる情報であり、本実施形態では、各ＧＰＳ衛星３の衛星位置速度情報と、地球姿勢パラメーター（Earth Orientation Parameter：ＥＯＰ）とを含んでいる。
【００３３】
衛星位置速度情報は、ＧＰＳ衛星３それぞれの、ある基準時刻ｔ０における衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０と、クロック誤差とを含んでいる。また、地球姿勢情報である地球姿勢パラメーターは、ＵＴ１−ＵＴＣと、日長（Length Of Day：ＬＯＤ）と、Ｘ極運動と、Ｘ極運動速度と、Ｙ極運動と、Ｙ極運動速度とを含んでいる。
【００３４】
ＩＭＥＳ送信機５は、ＧＮＳＳ基地局６から配信エフェメリスを取得すると、測位支援情報生成処理を行う。最初に、基準時刻ｔ０を設定する。基準時刻ｔ０は、例えば、配信エフェメリスを取得した時刻としてもよいし、当該配信エフェメリスの有効期間の始期の時刻としてもよい。そして、配信エフェメリスに含まれる衛星軌道パラメーターの値を用いて基準時刻ｔ０における衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を算出し、これらの情報と、クロック誤差の情報と、地球姿勢パラメーターＥＯＰの情報とを纏めることで、測位支援情報を生成する。
【００３５】
ＧＮＳＳ基地局６は、例えば世界各地に設置され、ＧＰＳ衛星３を含む複数種類のＧＮＳＳ衛星から衛星信号を受信し、測位に必要なデータを取得して配信する。本実施形態では、ＧＮＳＳ基地局６は、定期的にＧＰＳ衛星３からＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号からブロードキャストエフェメリス（放送暦）を取得する。そして、取得したブロードキャストエフェメリスを配信エフェメリスとして、ネットワークＮを介してＩＭＥＳ送信機５に配信する。
【００３６】
屋外ＧＰＳ受信機７は、例えばＩＭＥＳ送信機５が設置された建物の屋上に配置されるＧＰＳ受信機であり、地表平面座標においてＩＭＥＳ送信機５の位置から所定の近傍条件（例えば１ｋｍ以内など）を満たす位置といった、ＧＰＳ衛星３の天空配置がほぼ同一と言える位置に設置されている。そして、屋外ＧＰＳ受信機７は、ＧＰＳ衛星３から受信したＧＰＳ衛星信号を復調することで航法メッセージを取得する。そして、取得した航法メッセージから得られるエフェメリスを、ネットワークＮを介してＩＭＥＳ送信機５に送信する。
【００３７】
精密暦提供サーバー８は、高精度のＧＰＳ暦である精密暦を提供するサーバーである。
精密暦提供サーバー８は、例えばＧＰＳ衛星３の観測やデータ解析を行って高精度のＧＰＳ衛星の観測データを配信することを目的として設立された組織や団体等に設置されるサーバーやサーバーシステムである。本明細書では、精密暦提供サーバー８が、精密暦の一種である速報暦や超速報暦を、ネットワークＮを介してＩＭＥＳ送信機５に送信することとして説明する。
【００３８】
本実施形態では、ＩＭＥＳ送信機５がＧＮＳＳ基地局６から全てのＧＰＳ衛星３に係るブロードキャストエフェメリスを取得し、これを用いて全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報を生成・送信することとして説明する。この場合、位置算出装置１は、屋内においてＩＭＥＳ送信機５から全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報を取得する。そして、これを用いて全てのＧＰＳ衛星３のエフェメリスを算出して、記憶部に記憶されたエフェメリスを更新する。そして、ＧＰＳ衛星３からの信号を受信可能となった場合に、このＧＰＳ衛星３からの信号と、記憶部に記憶されたエフェメリスとを用いて、自装置の位置を算出する。
【００３９】
２．エフェメリスの算出（推定）の原理
位置算出装置１が、ＩＭＥＳ送信機５から取得した測位支援情報に基づいてＧＰＳ衛星３のエフェメリスを算出（推定）する原理について説明する。測位支援情報には、各ＧＰＳ衛星３の衛星位置速度情報（位置及び速度の情報）と、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）とが含まれている。
【００４０】
先ず、ＧＰＳ衛星３について、次式（１）の運動方程式が成立する。
【数１】
2014109442.tif 000003
上式（１）において、ｍはＧＰＳ衛星３の質量、ＦはＧＰＳ衛星３に作用する力、ｒは時刻ｔにおけるＧＰＳ衛星３の位置、である。また、ａは、ＧＰＳ衛星３に作用する加速力であり、次式（２）で与えられる。
【数２】
2014109442.tif 000004
上式（２）において、ａｇは重力加速度、ａｍｏｏｎは月の引力、ａｓｕｎは太陽の引力、ａｓｒｇは太陽輻射圧、である。すなわち、式（１）と式（２）により、宇宙空間における地球を周回する衛星の運動を表わす運動方程式が決まる。
【００４１】
そして、式（１）の運動方程式について、時刻ｔ０における衛星位置ｒ（ｔ０）＝ｒ０、及び、衛星速度ｖ（ｔ０）＝ｖ０、を初期値とした数値積分を行うことで、時刻ｔにおけるＧＰＳ衛星３の衛星位置ｒ（ｔ）、すなわち衛星軌道を示す軌道関数が、次式（３）のように求められる。
【数３】
2014109442.tif 000005
ここで与える初期値を、測位支援情報に含まれる、基準時刻ｔ０におけるＧＰＳ衛星３の衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０とする。衛星軌道が求められると、この衛星軌道に適合するエフェメリスを算出することができる。
【００４２】
なお、位置算出装置１は、上記の原理により、ＧＰＳ衛星３から放送されているブロードキャストエフェメリスと有効期間の長さが等しいエフェメリスを推定することもできるし、ブロードキャストエフェメリスよりも有効期間の長いエフェメリス（以下、「長期予測フェメリス」と称す。）を推定することもできる。
【００４３】
ところで、衛星の運動を表す上記の運動方程式（式（１））は地球中心を基準とする慣性座標系である地球中心慣性（Earth Centered Inertial：ＥＣＩ）座標系において定義される。一方、位置算出装置１において算出される位置や、ＩＭＥＳ送信機５が発信する測位支援情報に含まれるＧＰＳ衛星３の位置及び速度は、地球中心を基準とし、地球に固定した座標系である地球中心地球固定（Earth Centered Earth Fixed：ＥＣＥＦ）座標系において定義される。
【００４４】
このため、衛星軌道の推定に際しては、地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との間の座標変換が必要である。地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑは、公知のように、次式（４）で与えられる。
【数４】
2014109442.tif 000006
式（４）において、Ａは極運動の回転行列、Ｂは恒星時の回転行列、Ｃは章動の回転行列、Ｄは歳差の回転行列、を表す。これらの行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、時刻ｔと、測位支援情報に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）とによって決まる。換言すると、地球姿勢パラメーターによってこれらの行列Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが示され、座標変換行列Ｑが決まるとも言える。
【００４５】
３．位置算出装置の構成
図２は、位置算出装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
位置算出装置１は、アンテナ１０と、衛星信号受信部２０と、ホスト処理部３０と、操作部３１と、表示部３２と、音出力部３３と、時計部３４と、記憶部３５とを備えて構成される。
【００４６】
アンテナ１０は、ＧＰＳ衛星３から発信されているＧＰＳ衛星信号や、ＩＭＥＳ送信機５から発信されているＩＭＥＳ信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナである。
【００４７】
衛星信号受信部２０は、ＲＦ受信回路部２１と、ベースバンド処理回路部２２とを有し、例えば、アンテナ１０で受信されたＩＭＥＳ信号から測位支援情報を復調したり、アンテナ１０で受信されたＧＰＳ衛星信号から航法メッセージを復調するなどの処理を行う。また、測位支援情報を用いてエフェメリスを算出し、当該エフェメリスから求まる衛星位置に基づいて、擬似距離を利用した公知の位置計算を行って位置算出装置１の位置を算出する。なお、ＲＦ受信回路部２１とベースバンド処理回路部２２とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００４８】
ＲＦ受信回路部２１は、ＲＦ信号の受信回路である。回路構成としては、例えば、アンテナ１０にて受信されたＲＦ信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換し、デジタル信号を処理する受信回路としてもよいし、アンテナ１０にて受信されたＲＦ信号をアナログ信号のまま信号処理し、最終的にＡ／Ｄ変換することでデジタル信号をベースバンド処理回路部２２に出力する構成としてもよい。
【００４９】
後者の場合には、例えば、次のようにＲＦ受信回路部２１を構成することができる。すなわち、所定の発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、アンテナ１０から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号）にダウンコンバートし、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換してベースバンド処理回路部２２に出力する。
【００５０】
ベースバンド処理回路部２２は、ＲＦ受信回路部２１にて受信された信号に対してキャリア除去や相関処理等を行って、ＧＰＳ衛星信号やＩＭＥＳ信号を捕捉する。本実施形態において、ベースバンド処理回路部２２は、記憶部２００に記憶されたＧＰＳ衛星３のエフェメリス２３２が所定の有用条件を満たすか否かを判定する。そして、その判定結果が否定判定の場合に、ＩＭＥＳ送信機５から測位支援情報２２０を取得し、当該測位支援情報２２０を用いてエフェメリスを算出して、記憶部２００に記憶されたエフェメリス２３２を更新する。そして、ＧＰＳ衛星３からの信号と、記憶部２００に記憶されたエフェメリス２３２とを用いて位置算出装置１の位置（位置座標）や時計誤差（クロックバイアス）を算出する。
【００５１】
ホスト処理部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置で実現され、記憶部３５に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って、位置算出装置１の各部を統括的に制御する。例えば、ベースバンド処理回路部２２から取得した位置座標をもとに、表示部３２に現在位置を指し示した地図を表示させたり、その位置座標を各種のアプリケーション処理に利用する。
【００５２】
操作部３１は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等の入力装置であり、なされた操作に応じた操作信号を、ホスト処理部３０に出力する。この操作部３１の操作により、位置算出要求等の各種指示入力がなされる。
【００５３】
表示部３２は、例えばＬＣＤ等の表示装置であり、ホスト処理部３０から入力される表示信号に基づく各種表示を行う。音出力部３３は、例えばスピーカーなどの音出力装置であり、ホスト処理部３０から入力される音声信号に基づく各種音出力を行う。時計部３４は、内部時計であり、水晶発振器等の発振回路を備えて構成される。
【００５４】
記憶部３５は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置で実現され、ホスト処理部３０が位置算出装置１を統括的に制御するためのシステムプログラムや、各種アプリケーション処理を実行するための各種プログラムやデータ等を記憶する。
【００５５】
図３は、ベースバンド処理回路部２２の機能構成図である。ベースバンド処理回路部２２は、処理部１００と、記憶部２００とを有して構成される。
【００５６】
処理部１００は、例えばＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の演算回路で実現され、記憶部２００に記憶されたプログラムやデータ等に基づいて、ベースバンド処理回路部２２の全体制御を行う。また、処理部１００は、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０と、ＩＭＥＳ信号捕捉部１２０と、有用条件判定部１３０と、座標変換行列生成部１４０と、エフェメリス算出部１５０と、位置算出部１６０とを機能部として有する。但し、これらの機能部は、一実施例として記載したに過ぎず、必ずしもこれら全ての機能部を必須構成要素としなければならないわけではない。また、これら以外の機能部を必須構成要素として追加してもよいことは勿論である。
【００５７】
ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０は、ＧＰＳ衛星信号の捕捉を行う。すなわち、ＲＦ受信回路部２１から出力されている受信信号に対して、ＧＰＳ衛星３に割り当てられたＰＲＮコードのレプリカコードを用いた相関演算を行うことで、当該ＧＰＳ衛星３を捕捉する。そして、捕捉したＧＰＳ衛星信号に対するキャリア除去を行い、当該ＧＰＳ衛星信号に搬送されている航法メッセージの復調を行い、航法メッセージに含まれるエフェメリスを取得する。屋外環境等において予め取得されたエフェメリスは、当該ＧＰＳ衛星３のエフェメリス２３２として記憶部２００に記憶される。
【００５８】
ＩＭＥＳ信号捕捉部１２０は、ＩＭＥＳ信号の捕捉を行う。すなわち、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０によるＧＰＳ衛星３の捕捉と同様に、ＲＦ受信回路部２１から出力されている受信信号に対して、ＩＭＥＳ送信機５に割り当てられたＰＲＮコードのレプリカコードを用いた相関演算を行うことで、ＩＭＥＳ信号を捕捉する。そして、捕捉したＩＭＥＳ信号から測位支援情報２２０を復調・取得して、記憶部２００に記憶させる。
【００５９】
有用条件判定部１３０は、記憶部２００に記憶されたエフェメリス（軌道情報）２３２が所定の有用条件を満たすか否かを判定する。本実施形態では、有用条件判定部１３０は、エフェメリス２３２の有効期間に基づいて有用条件を満たすか否かを判定する。
【００６０】
座標変換行列生成部１４０は、測位支援情報２２０に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２２２を用いて、前述した式（４）のように定義される地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑを算出する。
【００６１】
エフェメリス算出部１５０は、ＩＭＥＳ送信機５から取得した測位支援情報２２０をもとに、各ＧＰＳ衛星３のエフェメリス２３２を算出する。具体的には、測位支援情報２２０に含まれるＧＰＳ衛星３の衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を、座標変換行列生成部１４０によって生成された座標変換行列Ｑを用いて、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系から地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系に変換する。
【００６２】
次いで、前述した式（３）の軌道関数ｒ（ｔ）に対して、座標変換後の衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を初期値とした数値積分を行って、衛星軌道を表す軌道関数ｒ（ｔ）を求める。そして、この軌道関数ｒ（ｔ）で表される衛星軌道に適合するエフェメリス２３２を算出する。エフェメリス２３２の算出は、例えば、規定のエフェメリスのパラメーター値に基づく衛星軌道と、軌道関数ｒ（ｔ）で表わされる衛星軌道との差を最小化させる数値計算（例えば、最小二乗法）によって求めることができる。但し、これ以外の方法であってもよいことは勿論である。
【００６３】
位置算出部１６０は、位置算出装置１の位置を算出する。具体的には、記憶部２００に記憶されている各捕捉衛星のエフェメリス２３２とメジャメント情報２３３とを用いて、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた公知の位置計算を行って位置算出装置１の位置及び時計誤差を算出する。
【００６４】
記憶部２００は、ＲＯＭやフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で実現され、処理部１００がベースバンド処理回路部２２を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。また、処理部１００の作業領域として用いられ、処理部１００が各種プログラムに従って実行した演算結果が一時的に格納される。本実施形態では、ベースバンド処理プログラム２１０と、測位支援情報２２０と、個別衛星情報２３０と、算出結果データ２４０とが記憶される。
【００６５】
ベースバンド処理プログラム２１０は、処理部１００によって読み出され、ベースバンド処理（図４参照）として実行されるプログラムである。
【００６６】
測位支援情報２２０には、衛星別情報２２１と地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２２２とが含まれる。衛星別情報２２１は、各ＧＰＳ衛星３それぞれについての個別の情報であり、衛星番号２２１Ａと、基準時刻情報２２１Ｂと、衛星位置情報２２１Ｃと、衛星速度情報２２１Ｄと、衛星クロック誤差情報２２１Ｅとが含まれる。
【００６７】
個別衛星情報２３０は、各ＧＰＳ衛星３の個別情報であり、ＧＰＳ衛星３毎に生成される情報である。具体的には、衛星番号２３１と、エフェメリス２３２と、メジャメント情報２３３とが含まれる。
【００６８】
エフェメリス２３２には、衛星軌道パラメーターの他、当該エフェメリス２３２の有効期間を定めるエポック時刻ｔｏｅが記憶されている。これは、記憶部２００に、軌道情報と対応付けて当該軌道情報の有効期間が記憶されていることに相当する。
メジャメント情報２３３は、いわゆる位相サーチ及び周波数サーチを行うことで取得した受信したＧＰＳ衛星信号に関する諸量（例えばコード位相やドップラー周波数）が含まれる。
【００６９】
算出結果データ２４０は、位置算出部１６０が位置算出処理を行って算出した算出結果が記憶されたデータであり、算出した位置や時計誤差がこれに含まれる。
【００７０】
４．処理の流れ
図４は、処理部１００が、記憶部２００に記憶されているベースバンド処理プログラム２１０に従って実行するベースバンド処理の流れを説明するフローチャートである。このベースバンド処理は、例えば操作部３１を介してユーザーによって位置算出の実行指示操作がなされた場合に実行される処理である。
【００７１】
先ず、処理部１００は、位置算出に使用可能なＧＰＳ衛星３（以下、「測位使用可能衛星」と称す。）を判定する。具体的には、例えば、記憶部２００にアルマナックや長期予測エフェメリスが既に記憶されている場合には、時計部３４で計時されている現在日時において、所与の基準位置の天空に位置するＧＰＳ衛星３を、これらのデータを用いて判定して、これを測位使用可能衛星とする。基準位置は、例えば前回最後に測位して求めた算出位置とすることができる。
【００７２】
次いで、有用条件判定部１３０は、各測位使用可能衛星それぞれについて、記憶部２００に記憶されているエフェメリス２３２が所定の有用条件を満たすか否かを判定する（ステップＡ３）。具体的には、各測位使用可能衛星のエフェメリス２３２に含まれる時刻情報ｔｏｅと現在時刻とに基づいて有効期間が切れるまでの残り時間を判定する。そして、既に有効期間が経過しているか、残り時間が所定の閾値時間以内（例えば３０分以内）である場合には、当該エフェメリス２３２は有用ではないと判定する。
【００７３】
次いで、処理部１００は、ステップＡ３の判定結果に基づき、測位使用可能衛星の有用条件を満たすエフェメリス２３２が記憶部２００に記憶されているか否かを判定する（ステップＡ５）。具体的には、全ての測位使用可能衛星について、記憶部２００に記憶されているエフェメリス２３２が上記の有用条件を満たすか否かを判定する。
【００７４】
ステップＡ５の判定結果が否定判定である場合は（ステップＡ５；Ｎｏ）、ＩＭＥＳ信号捕捉部１２０がＩＭＥＳ信号をサーチする（ステップＡ７）。具体的には、ＩＭＥＳ送信機５に割り当てられたＰＲＮ番号のレプリカコードを用いて、ＲＦ受信回路部２１で受信された信号との相関演算を行い、相関がとれたか否かを判定する。
【００７５】
次いで、ＩＭＥＳ信号のサーチによってＩＭＥＳ信号を捕捉できたか否かを判定する（ステップＡ９）。ＩＭＥＳ信号を捕捉できたと判定したならば（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、処理部１００は、捕捉したＩＭＥＳ信号から測位支援情報２２０を復調し、記憶部２００に記憶させる（ステップＡ１１）。
【００７６】
本実施形態では全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報２２０がＩＭＥＳ送信機５から送信されるため、全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報２２０を復調して記憶部２００に記憶させることになる。また、ＩＭＥＳ信号を捕捉して測位支援情報を取得する処理は、地上通信装置から測位支援情報を取得する第１の取得処理に相当する。
【００７７】
その後、座標変換行列生成部１４０が、ステップＡ１１で取得した測位支援情報２２０に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２２２を用いて、地球中心慣性（ＥＣＩ）座標系と地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系との座標変換行列Ｑを生成する（ステップＡ１３）。
【００７８】
次いで、エフェメリス算出部１５０が、各ＧＰＳ衛星３それぞれを対象としたエフェメリス算出処理を行う（ステップＡ１５〜Ａ２３）。エフェメリス算出処理では、最初に、取得された測位支援情報２２０に含まれる、該当するＧＰＳ衛星３の衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を、座標変換行列Ｑを用いて座標変換する（ステップＡ１５）。
【００７９】
次いで、当該ＧＰＳ衛星３についての運動方程式を生成し（ステップＡ１７）、この運動方程式に対して座標変換後の衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を初期値とした数値積分を行うことで、当該ＧＰＳ衛星３の予測される衛星軌道を予測する（ステップＡ１９）。
【００８０】
そして、予測した衛星軌道に基づいてエフェメリスのパラメーターを求めることでエフェメリスを算出し（ステップＡ２１）、記憶部２００に記憶されたエフェメリス２３２を更新する（ステップＡ２３）。各ＧＰＳ衛星３についてエフェメリス算出処理を行った後、処理部１００は、ステップＡ１に戻る。
【００８１】
一方、ステップＡ５の判定結果が肯定判定であった場合は（ステップＡ５；Ｙｅｓ）、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０が、測位使用可能衛星のＧＰＳ衛星信号をサーチする（ステップＡ２５）。具体的には、測位使用可能衛星に割り当てられたＰＲＮ番号のレプリカコードを用いて、ＲＦ受信回路部２１で受信された信号との相関演算を行い、相関がとれたか否かを判定する。
【００８２】
上記のように、ＩＭＥＳ信号のサーチ（ステップＡ７）と、ＧＰＳ衛星信号のサーチ（ステップＡ２５）では、ＩＭＥＳ送信機５に割り当てられたＰＲＮコードと、ＧＰＳ衛星３に割り当てられたＰＲＮコードとを切り替えることで、２種類の信号の捕捉を実現している。これは、第１の取得処理における地上通信装置からの信号の受信と、第２の取得処理における測位用衛星からの信号の受信とを、拡散符号を切り替えることで実現することに相当する。
【００８３】
ＧＰＳ衛星信号のサーチによってＧＰＳ衛星信号を捕捉できなかった場合は（ステップＡ２７；Ｎｏ）、処理部１００は、位置算出に失敗したと判定し、ベースバンド処理を終了する。
【００８４】
一方、ＧＰＳ衛星信号を捕捉できた場合は（ステップＡ２７；Ｙｅｓ）、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０は、測位使用可能衛星から受信したＧＰＳ衛星信号から航法メッセージを復調する復調処理を開始する（ステップＡ２９）。
【００８５】
次いで、位置算出部１６０が、ＧＰＳ位置算出処理を開始する（ステップＡ３１）。具体的には、記憶部２００に記憶されているエフェメリス２３２と、ＧＰＳ衛星信号を捕捉することで取得したメジャメント情報２３３とを用いて、従来公知の位置計算を行って位置算出装置１の位置及び時計誤差を算出し、算出結果データ２４０として記憶部２００に記憶させる。
【００８６】
この場合は、測位使用可能衛星の有用なエフェメリスが既に記憶部２００に記憶されている状態である（ステップＡ５；Ｙｅｓ）。このため、測位使用可能衛星からの信号に含まれるエフェメリスの復調を待たずとも、速やかに位置算出を完了させることができる。これにより、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）の短縮が実現できる。以降、位置算出の終了操作がなされるまで航法メッセージの復調処理及び位置算出処理を継続して実行し、終了操作がなされた場合には（ステップＡ３３；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。
【００８７】
ステップＡ９においてＩＭＥＳ信号を捕捉できなかったと判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、処理部１００は、測位使用衛星からのＧＰＳ衛星信号を捕捉する（ステップＡ３５）。ＩＭＥＳ信号を捕捉できないということは、位置算出装置１は屋外に位置している可能性が高いため、測位使用可能衛星からのＧＰＳ衛星信号をサーチして捕捉する。そして、処理部１００は、ステップＡ２９へと移行する。
【００８８】
この場合（ステップＡ５；Ｎｏ→ステップＡ９；Ｎｏ）は、測位使用可能衛星の有用なエフェメリスが記憶部２００に記憶されていない状態である。このため、測位使用可能衛星からの信号に含まれるエフェメリスの復調が完了するまで位置算出を行うことができない。従って、位置算出が完了するまでにはある程度の時間を要することになる。
【００８９】
ステップＡ９；Ｎｏ→ステップＡ３５→ステップＡ２９の流れは、地上通信装置から測位支援情報を取得する第１の取得処理が失敗した場合に、測位用衛星からの信号を復調することで軌道情報を取得する第２の取得処理を実行することに相当する。
【００９０】
５．作用効果
本実施形態によれば、位置算出装置１において、有用条件判定部１３０は、記憶部２００に記憶されたＧＰＳ衛星３のエフェメリスが所定の有用条件を満たすか否かを判定する。有用条件判定部１３０の判定結果が否定判定の場合は、ＩＭＥＳ信号捕捉部１２０が、エフェメリスの算出の基礎となる測位支援情報を送信するＩＭＥＳ送信機５から当該測位支援情報を取得する第１の取得処理を実行する。そして、エフェメリス算出部１５０は、取得された測位支援情報を用いてエフェメリスのパラメーターを算出して、記憶部２００のエフェメリスを更新する。そして、位置算出部１６０は、ＧＰＳ衛星３からの信号と、記憶部２００に記憶されたエフェメリスとを用いて位置を算出する。
【００９１】
これにより、ＧＰＳ衛星３からの信号を利用した位置算出を行う前に、あらかじめ有用なエフェメリスを算出して記憶部２００に記憶させておくことが可能となる。そして、ＧＰＳ衛星３からの信号と、記憶部２００に記憶されたエフェメリスとを用いて位置算出装置１の位置を算出することで、位置算出装置１が屋内から屋外に移動した場合にホット条件で位置算出を開始することが可能となり（いわゆるホットスタート）、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ）の短縮を実現することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、ＩＭＥＳ送信機５から全てのＧＰＳ衛星の測位支援情報が送信される。このため、位置算出装置１は、現在の可視衛星の測位支援情報のみならず、将来可視衛星となるＧＰＳ衛星の測位支援情報をもＩＭＥＳ送信機５から取得することができる。つまり、将来可視衛星となり得るＧＰＳ衛星３についても、あらかじめ屋内においてエフェメリスを算出（推定）して記憶部に記憶させておくことができる。これにより、時間経過に伴い可視衛星が移り変わった場合であっても、速やかに位置算出を開始することが可能となる。
【００９３】
６．変形例
本発明を適用可能な実施例は、上記の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。以下、変形例について説明する。なお、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。
【００９４】
６−１．地上通信装置
上記の実施形態では、地上通信装置をＩＭＥＳ送信機５として説明したが、ＩＭＥＳ送信機５の代わりに、内部或いは外部に送信機能を備えたサーバー装置や、携帯電話やデータ通信用の基地局等の地上通信装置としてもよい。その場合、地上通信装置は、ＧＰＳ衛星信号と同一の送信方式（送信プロトコルや送信周波数、変調方式など）で送信するように構成すれば好適である。異なる送信方式で送信する場合には、位置算出装置１に、当該送信方式に対応した受信機能を具備させる必要がある。
【００９５】
６−２．軌道情報の有用条件の判定
上記の実施形態では、位置算出装置１の記憶部２００に記憶されているエフェメリスの有効期間に基づいて当該エフェメリスが有用条件を満たすか否かを判定したが、有用条件を判定するための判断基準は何も有効期間に限られるわけではない。
【００９６】
例えば、ＧＰＳ衛星から放送されるエフェメリスには、軌道情報の信頼性を示す指標値としてＵＲＡ（User Range Accuracy）インデックス（以下、簡略的に「ＵＲＡ」と称す。）と呼ばれるパラメーター値が格納されている。このＵＲＡは「０〜１５」までの数値で表され、値が小さいほど軌道情報としてのエフェメリスの信頼性が高く、位置算出に適している。そこで、このＵＲＡを軌道情報の信頼性指標値とし、このＵＲＡに対する閾値判定を行うことで、エフェメリスが有用条件を満たすか否かを判定してもよい。具体的には、例えば、ＵＲＡが所定の閾値（例えば４）以下であることを有用条件として定めておいてもよい。
【００９７】
この場合、上記の実施形態で説明したエフェメリスの有効期間と信頼性指標値との組み合わせに基づいて有用条件を満たすか否かの判定を行うようにすると、より効果的である。有効期間内のエフェメリスであったとしても、信頼性の低いエフェメリスを用いて位置算出を行うと、位置算出の正確性が低下するためである。そこで、例えば、有効期限までの残り時間が所定の閾値時間（例えば３０分）よりも長く、且つ、ＵＲＡの値が所定の閾値（例えば４）以下であることを有用条件として定めておいてもよい。
【００９８】
また、位置算出装置１が記憶部２００に記憶させておくエフェメリスは、何もＧＰＳ衛星３から放送されているブロードキャストエフェメリスの情報に限られるわけではない。いわゆるサーバーアシストの技術を利用して、サーバーからブロードキャストエフェメリスを取得する構成が考えられる。そこで、サーバーアシストによって取得したこれらのエフェメリスを記憶部２００に記憶させておき、これらのエフェメリスを対象として有用条件を判定するようにしてもよい。また、サーバーアシストによって取得するエフェメリスは、いわゆる長期予測エフェメリスであってもよい。
【００９９】
また、位置算出装置１がＩＭＥＳ送信機５から測位支援情報を受信してエフェメリスを推定した後、当該エフェメリスの有効期間が切れてしまう場合も考えられる。そこで、測位支援情報を用いて算出したエフェメリスの有効期間に基づいて当該エフェメリスの有用条件を判定し、否定判定された場合に、ＩＭＥＳ送信機５から測位支援情報を再度取得してエフェメリスを算出し直すこととしてもよい。
【０１００】
つまり、記憶部２００に記憶するエフェメリス２３２（軌道情報）を、１）測位支援情報から算出される第１のエフェメリス（第１の軌道情報）と、２）ＧＰＳ衛星からの信号を復調することで得られる第２のエフェメリス（第２の軌道情報）との少なくとも１つとする。そして、この２種類のエフェメリスの何れか或いは両方を対象として、図４のステップＡ３，Ａ５において、有用条件を満たすエフェメリスが記憶部２００に記憶されているか否かを判定すればよい。
【０１０１】
６−３．測位支援情報の生成・送信
上記の実施形態では、ＧＮＳＳ基地局６がブロードキャストエフェメリスをＩＭＥＳ送信機５に配信することとして説明したが、ＧＮＳＳ基地局６が測位支援情報を生成してＩＭＥＳ送信機５に配信する構成としてもよい。
【０１０２】
また、ＧＮＳＳ基地局６から配信されるブロードキャストエフェメリスに基づいてＩＭＥＳ送信機５が測位支援情報を生成・送信するのではなく、精密暦提供サーバー８から配信される速報暦や超速報暦に基づいてＩＭＥＳ送信機５が全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報を生成・送信することとしてもよい。
【０１０３】
例えば、精密暦提供サーバー８から、ＧＰＳ衛星３の位置の決定値及び高精度の予報値を含む超速報暦をＩＭＥＳ送信機５に送信・提供するように構成することが可能である。超速報暦にはＧＰＳ衛星３の位置の予報値が含まれているため、原理的にリアルタイムでの利用が可能である。
【０１０４】
ここで、現在運用されている超速報暦は、一定のサンプル時間間隔毎（例えば１５分毎）のサンプル時刻における衛星位置や衛星クロック誤差の離散的なデータとして与えられる。そこで、ＩＭＥＳ送信機５は、測位支援情報生成処理において、例えば現在の時刻の直近のサンプル時刻を基準時刻ｔ０として設定し、当該サンプル時刻における衛星位置の予報値を読み出して、測位支援情報に含める衛星位置ｒ０とする。また、基準時刻ｔ０の衛星位置と１つ前のサンプル時刻における衛星位置との間の距離を算出し、算出した距離と、サンプル時間間隔とから、基準時刻ｔ０における衛星速度ｖ０を算出する。
【０１０５】
また、ＩＭＥＳ送信機５が、全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報を送信するのではなく、ＩＭＥＳ送信機５が設置されている建物や施設等から観測可能なＧＰＳ衛星３（以下、「可視衛星」と称す。）の測位支援情報を送信することとしてもよい。この場合、ＩＭＥＳ送信機５は、例えば図１に示す屋外ＧＰＳ受信機７からネットワークＮを介して可視衛星のブロードキャストエフェメリスを取得する。そして、取得したブロードキャストエフェメリスを用いて、可視衛星について上記の実施形態と同様に測位支援情報生成処理を行って測位支援情報を生成し、これを送信するようにすればよい。
【０１０６】
また、上記の実施形態では、ＩＭＥＳ送信機５がＧＮＳＳ基地局６と直接通信を行って配信エフェメリスを取得するようにシステムを構成したが、ＩＭＥＳ送信機５による測位支援情報の生成や、測位支援情報の送信のスケジュール管理を実行する配信サーバー９を介在させることとしてもよい。
【０１０７】
図５は、この場合における位置算出システム１１００のシステム構成の一例を示す図である。但し、この図では位置算出装置１及びＧＰＳ衛星３については図示を省略している。位置算出システム１１００では、複数のＩＭＥＳ送信機５と配信サーバー９とが第１のネットワークＮ１を介して通信接続され、配信サーバー９と複数のＧＮＳＳ基地局６とが第２のネットワークＮ２を介して接続されている。配信サーバー９及び第１のネットワークＮ１は、ＩＭＥＳ送信機５が設置される建物や施設毎に設けることとしてもよいし、例えば一定の区域毎に設けることとしてもよい。
【０１０８】
配信サーバー９は、第２のネットワークＮ２を介してＧＮＳＳ基地局６から配信エフェメリスを取得する。そして、取得した配信エフェメリスを用いて上記の実施形態と同様に測位支援情報生成処理を行って測位支援情報を生成する。そして、生成した測位支援情報を第１のネットワークＮ１を介してＩＭＥＳ送信機５に送信するとともに、ＩＭＥＳ送信機５による測位支援情報の送信タイミングや送信スケジュールを制御する。
【０１０９】
配信サーバー９がＩＭＥＳ送信機５に送信する測位支援情報は、全てのＧＰＳ衛星３の測位支援情報としてもよいし、ＩＭＥＳ送信機５が設置された建物や施設等から観測可能な可視衛星の測位支援情報としてもよい。後者の場合は、例えばＩＭＥＳ送信機５が設置された建物や施設等の位置情報を配信サーバー９にデータベース化しておき、このデータベース化された位置情報に基づいてＩＭＥＳ送信機５が設置された建物や施設等から観測可能な可視衛星を判定して、当該可視衛星の測位支援情報を生成するようにすればよい。
【０１１０】
６−４．ＩＭＥＳ送信機からのエフェメリスの提供
上記の実施形態では、ＩＭＥＳ送信機５が、ＧＰＳ衛星３の位置及び速度を含む測位支援情報を送信することとして説明したが、その代わりに、ブロードキャストエフェメリスを送信するようにしてもよい。ＩＭＥＳ送信機５が送信するブロードキャストエフェメリスは、ＧＮＳＳ基地局６や配信サーバー９から取得することができる。
【０１１１】
また、この場合において、ＩＭＥＳ送信機５から送信するブロードキャストエフェメリスは、全てのＧＰＳ衛星３のブロードキャストエフェメリスとしてもよいし、可視衛星のブロードキャストエフェメリスとしてもよい。
【０１１２】
また、日本の衛星測位システムにおける人工衛星である準天頂衛星からは、サブメーター級補強信号であるＬ１−ＳＡＩＦ（Submeter-class Augmentation with Integrity Function）信号が送信されている。現状のＬ１−ＳＡＩＦ信号で配信している情報の１つにＡＦＦ（Almanac for First Fix）がある。そこで、例えばＩＭＥＳ送信機５からＡＦＦを送信させるようにすることも可能である。
【０１１３】
６−５．ＧＰＳ衛星の位置算出
上記の実施形態では、位置算出装置１が、測位支援情報からＧＰＳ衛星３の衛星軌道（軌道関数ｒ（ｔ））を求め、この衛星軌道を表すエフェメリスを算出（推定）することにした。しかし、位置算出装置１が、衛星軌道（軌道関数ｒ（ｔ））からＧＰＳ衛星３の位置を直接求め、この衛星位置を用いて位置算出を行うことにしてもよい。つまり、各ＧＰＳ衛星３について、予測される衛星軌道（すなわち、衛星軌道を表す軌道関数ｒ（ｔ））を算出した後、この予測軌道から、測位時刻ｔにおける当該ＧＰＳ衛星３の位置を算出して位置計算に用いることとしてもよい。
【０１１４】
そして、このようにして算出した衛星位置を用いて、例えば擬似距離を利用した公知の位置計算を行って位置を算出することとしてもよい。これによれば、予測軌道からエフェメリスを算出したり、ＧＰＳ衛星信号を継続的に受信してエフェメリスを取得する必要が無くなるという効果が得られる。
【０１１５】
６−６．測位支援情報のデータ内容
上記の実施形態では、ある基準時刻ｔ０における衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０という１つの位置情報と１つの速度情報とが測位支援情報に含まれる例を挙げて説明したが、複数の基準時刻における位置情報及び速度情報を含んでいてもよい。
【０１１６】
６−７．衛星測位システム
また、上記の実施形態では、ＧＰＳ衛星３のエフェメリスを取得して位置算出を行う位置算出装置１を例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、Ｂｅｉｄｏｕ等のＧＮＳＳ衛星を用いた衛星測位システムとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１  位置算出装置、  ３  ＧＰＳ衛星、  ５  ＩＭＥＳ送信機、  ６  ＧＮＳＳ基地局、  ７  屋外ＧＰＳ受信機、  ８  精密暦提供サーバー、  ９  配信サーバー、  １０  アンテナ、  ２０  衛星信号受信部、  ２１  ＲＦ受信回路部、  ２２  ベースバンド処理回路部、  ３０  ホスト処理部、  ３１  操作部、  ３２  表示部、  ３３  音出力部、３４  時計部、  ３５  記憶部、  １００  処理部、  ２００  記憶部、  １０００、１１００  位置算出システム
【図１】
2014109442.tif 000007
【図２】
2014109442.tif 000008
【図３】
2014109442.tif 000009
【図４】
2014109442.tif 000010
【図５】
2014109442.tif 000011