(57)【要約】【課題】より精度の良い衛星軌道情報を算出すること。【解決手段】位置算出装置１は、ＧＰＳ衛星３の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信するＩＭＥＳ送信機５から第１の測位支援情報の受信を試み、第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１のエフェメリスを算出する。一方、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合は、第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する準天頂衛星７から第２の測位支援情報の受信を試みる。そして、第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２のエフェメリスを算出する。そして、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスのうち、一のエフェメリスを選択し、当該一のエフェメリスと、ＧＰＳ衛星３からの衛星信号とを用いて位置を算出する。【選択図】図１
2014173929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位用衛星の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信する第１の送信源から前記第１の測位支援情報の受信を試みることと、
前記第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１の軌道情報を算出することと、
前記第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する第２の送信源から前記第２の測位支援情報の受信を試みることと、
前記第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２の軌道情報を算出することと、
前記第１の軌道情報及び前記第２の軌道情報のうち、少なくともいずれかの軌道情報と、前記測位用衛星からの衛星信号とを用いて位置を算出することと、
を含む位置算出装置の制御方法。
【請求項２】
前記衛星信号には、所定の搬送時間をかけて前記軌道情報を搬送する信号が重畳されており、
前記第１の送信源は、前記搬送時間より短時間で前記第１の測位支援情報を送信し、
前記第２の送信源は、前記搬送時間より短時間で前記第２の測位支援情報を送信し、
前記第１の測位支援情報の受信は、前記衛星信号から前記軌道情報を取得するよりも短時間で前記第１の測位支援情報を受信し、
前記第２の測位支援情報の受信は、前記衛星信号から前記軌道情報を取得するよりも短時間で前記第２の測位支援情報を受信する、
請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記第１の測位支援情報は、前記第２の測位支援情報よりも有効桁数の大きい情報である、
請求項１又は２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第２の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記衛星信号から、当該衛星信号に重畳されている軌道情報を取得すること、
を更に含む請求項１〜３の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項５】
前記位置を算出することは、前記第１の軌道情報の基準日時及び前記第２の軌道情報の基準日時を参照して、位置算出に利用する軌道情報を選択することを含む、
請求項１〜４の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項６】
前記軌道情報を選択することは、前記第１の軌道情報の基準日時と前記第２の軌道情報の基準日時との差を用いて、位置算出に利用する軌道情報を選択することを含む、
請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の測位支援情報には、前記測位用衛星の位置及び速度の情報が含まれており、
前記第１の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、前記第１の測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記第１の軌道情報を算出することを含み、
前記第２の軌道情報を算出することは、前記運動方程式と、前記第２の測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記第２の軌道情報を算出することを含む、
請求項１〜６の何れか一項に記載の制御方法。
【請求項８】
測位用衛星の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信する第１の送信源からの信号と、前記第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する第２の送信源からの信号とを受信可能な位置算出装置であって、
前記第１の測位支援情報の受信を試みることと、
前記第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１の軌道情報を算出することと、
前記第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記第２の測位支援情報の受信を試みることと、
前記第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２の軌道情報を算出することと、
前記第１の軌道情報及び前記第２の軌道情報のうち、少なくともいずれかの軌道情報と前記測位用衛星からの衛星信号とを用いて位置を算出することと、
を実行する位置算出装置。
【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】
初回位置算出時には、エフェメリスを保有していないため、先ずはエフェメリスを取得する必要があるが、これには数十秒程度の時間を要するため、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ：Time to First Fix）が増大する。
【０００４】
そこで、初期位置算出時間を短縮するため、ＧＰＳ衛星の軌跡を予測し、エフェメリス相当の衛星軌道情報を算出する方法がある。ただ、この衛星軌道情報の算出には、ＧＰＳ衛星の位置や速度等の情報が必要となるところ、例えば、非特許文献１に記載の準天頂衛星（ＱＺＳ：Quasi-Zenith Satellites）のような測位用衛星から衛星軌道情報の算出に必要な情報を送信させる方法が考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】準天頂衛星システム  ユーザインタフェース仕様書、IS-QZSS Ver. 1.3、２０１１年６月２２日、ｐ．７９−１０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、分解能の高い情報を用いた方が、より精度の良い衛星軌道情報を算出することができるところ、準天頂衛星から送信できるデータのデータ量には限りがあるため、準天頂衛星から送信できる衛星軌道情報の算出に必要な情報の分解能にも限界が生じてしまう。そのため、準天頂衛星から衛星軌道情報に必要な情報を取得したのでは、算出する衛星軌道情報の精度に限界が生じてしまう。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、測位用衛星からの衛星信号を用いた位置算出において、より精度の良い衛星軌道情報を算出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明は、測位用衛星の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信する第１の送信源から前記第１の測位支援情報の受信を試みることと、前記第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１の軌道情報を算出することと、前記第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する第２の送信源から前記第２の測位支援情報の受信を試みることと、前記第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２の軌道情報を算出することと、前記第１の軌道情報及び前記第２の軌道情報のうち、少なくともいずれかの軌道情報と、前記測位用衛星からの衛星信号とを用いて位置を算出することと、を含む位置算出装置の制御方法である。
【０００９】
また、他の発明として、測位用衛星の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信する第１の送信源からの信号と、前記第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する第２の送信源からの信号とを受信可能な位置算出装置であって、前記第１の測位支援情報の受信を試みることと、前記第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１の軌道情報を算出することと、前記第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記第２の測位支援情報の受信を試みることと、前記第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２の軌道情報を算出することと、前記第１の軌道情報及び前記第２の軌道情報のうち、少なくともいずれかの軌道情報と前記測位用衛星からの衛星信号とを用いて位置を算出することと、を実行する位置算出装置を構成することとしてもよい。
【００１０】
この第１の発明等によれば、まず、第１の送信源から第１の測位支援情報の受信を試みる。そして、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、第１の測位支援情報より低精度な第２の送信源から第２の測位支援情報の受信を試みる。つまり、第２の測位支援情報より高精度な第１の測位支援情報の受信を優先的に試みる。そのため、より精度の良い軌道情報を算出することが可能となる。また、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合には、第２の測位支援情報の受信を試みる。そして、第２の測位支援情報の受信が成功した場合には、第２の測位支援情報から、軌道情報を算出する。これにより、第１の測位支援情報が取得できない場合であっても、第２の測位支援情報から軌道情報を算出することが可能となる。
【００１１】
また、第２の発明として、第１の発明の制御方法における前記衛星信号には、所定の搬送時間をかけて前記軌道情報を搬送する信号が重畳されており、前記第１の送信源は、前記搬送時間より短時間で前記第１の測位支援情報を送信し、前記第２の送信源は、前記搬送時間より短時間で前記第２の測位支援情報を送信し、前記第１の測位支援情報の受信は、前記衛星信号から前記軌道情報を取得するよりも短時間で前記第１の測位支援情報を受信し、前記第２の測位支援情報の受信は、前記衛星信号から前記軌道情報を取得するよりも短時間で前記第２の測位支援情報を受信する、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１２】
この第２の発明によれば、第１の送信源及び第２の送信源は、衛星信号が軌道情報を搬送する搬送時間より短時間で第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報をそれぞれ送信する。換言すると、衛星信号から軌道情報を取得するよりも短時間で第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報を受信することができる。従って、衛星信号を受信する場合に比べて速やかに位置算出を開始することができる。
【００１３】
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ける前記第１の測位支援情報は、前記第２の測位支援情報よりも有効桁数の大きい情報である、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１４】
この第３の発明によれば、第１の測位支援情報は、第２の測位支援情報よりも有効桁数の大きい情報であるため、第２の測位支援情報と比べて精度の高い情報を第１の送信源から送信させることができる。
【００１５】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の制御方法において、前記第２の測位支援情報の受信が失敗した場合に、前記衛星信号から、当該衛星信号に重畳されている軌道情報を取得すること、を更に含む制御方法を構成することとしてもよい。
【００１６】
この第４の発明によれば、第２の測位支援情報の受信が失敗した場合に、衛星信号から、当該衛星信号に重畳されている軌道情報を取得する。これにより、第２の測位支援情報が取得できない場合であっても、衛星信号から取得した軌道情報を用いて位置を算出することが可能となる。
【００１７】
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ける前記位置を算出することは、前記第１の軌道情報の基準日時及び前記第２の軌道情報の基準日時を参照して、位置算出に利用する軌道情報を選択することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００１８】
この第５の発明によれば、第１の軌道情報の基準日時及び第２の軌道情報の基準日時を参照して、位置算出に利用する軌道情報を選択する。例えば、基準日時が新しい方の軌道情報を選択することで、より新しい軌道情報を用いて位置を算出することが可能となる。
【００１９】
また、第６の発明として、第５の発明の制御方法における前記軌道情報を選択することは、前記第１の軌道情報の基準日時と前記第２の軌道情報の基準日時との差を用いて、位置算出に利用する軌道情報を選択することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００２０】
この第６の発明によれば、第１の軌道情報の基準日時と第２の軌道情報の基準日時との差を用いて、位置算出に利用する軌道情報を選択する。例えば、第１の軌道情報の基準日時の方が第２の軌道情報の基準日時よりも古い場合であっても、それらの基準日時の差が所定時間内である場合には第１の軌道情報を選択することで、より高精度な軌道情報を用いて位置を算出することが可能となる。
【００２１】
また、第７の発明として、第１〜第６の何れかの発明の制御方法における前記第１及び第２の測位支援情報には、前記測位用衛星の位置及び速度の情報が含まれており、前記第１の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、前記第１の測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記第１の軌道情報を算出することを含み、前記第２の軌道情報を算出することは、前記運動方程式と、前記第２の測位支援情報に含まれる前記測位用衛星の位置及び速度とを用いて、前記第２の軌道情報を算出することを含む、制御方法を構成することとしてもよい。
【００２２】
この第７の発明によれば、地球を周回する衛星の運動を表わす運動方程式と、第１の測位支援情報に含まれる測位用衛星の位置及び速度とを用いることで、第１の軌道情報を適切に算出することができる。第２の軌道情報についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】ベースバンド処理回路部の機能構成の一例を示す図。
【図３】フラグ設定用テーブルのテーブル構成の一例を示す図。
【図４】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図５】測位支援情報取得処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
位置算出システムは、位置算出装置１と、ＧＰＳ衛星３と、ＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）送信機５と、準天頂衛星７とで構成される。
【００２６】
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。
【００２７】
ＩＭＥＳ送信機５は、地上通信装置の一種であり、位置算出装置１による測位を支援するための情報である第１の測位支援情報を送信する。ＩＭＥＳ送信機５は、例えば、ショッピングモールや地下街、空港、映画館、ホテルといった各種の施設・建物に設置される。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第１の測位支援情報を送信する。この際、ＩＭＥＳ送信機５は、ＧＰＳ衛星信号がエフェメリスを搬送する搬送時間より短時間で第１の測位支援情報を送信する。ＩＭＥＳ送信機５は、第１の送信源に相当する。
【００２８】
ＩＭＥＳ送信機５から送信される第１の測位支援情報は、ＧＰＳ衛星３の軌道情報（より具体的にはエフェメリス）の算出の基礎となる情報である。本実施形態において、第１の測位支援情報には、各ＧＰＳ衛星３の衛星位置速度情報と、基準日時と、地球姿勢パラメーター（Earth Orientation Parameter：ＥＯＰ）とが含まれる。
【００２９】
衛星位置速度情報は、ＧＰＳ衛星３それぞれの、基準日時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。
【００３０】
ＩＭＥＳ送信機５は、不図示の管理サーバーによって、定期的なタイミングで第１の測位支援情報を更新して送信するように制御される。具体的には、管理サーバーは、例えば、世界各地に設置されるＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）基地局から定期的に最新のＧＰＳ衛星３のエフェメリスを取得する。そして、ＧＮＳＳ基地局からエフェメリスを取得すると、当該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日時ｔ０における衛星位置ｒ０及び衛星速度ｖ０を算出する。そして、これらの衛星位置速度情報と、クロック誤差の情報と、基準日時と、ＥＯＰとを纏めた第１の測位支援情報を生成して、ＩＭＥＳ送信機５から送信させるように制御する。基準日時は、例えば、管理サーバーがＧＮＳＳ基地局からエフェメリスを取得した時刻情報でもよいし、取得したエフェメリスの有効期間の始期の時刻情報としてもよい。何れにせよ、当該エフェメリスの新旧を表わす情報とする。
【００３１】
準天頂衛星７は、人工衛星の一種であり、日本の衛星測位システムとして知られる準天頂衛星システム計画の衛星である。本実施形態において、準天頂衛星７は、サブメーター級補強信号であるＬ１−ＳＡＩＦ信号に重畳されるメッセージとして、位置算出装置１による測位を支援するための情報である第２の測位支援情報を送信する。準天頂衛星７には、ＧＰＳ衛星３及びＩＭＥＳ送信機５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第２の測位支援情報を送信する。この際、準天頂衛星７は、ＧＰＳ衛星信号がエフェメリスを搬送する搬送時間より短時間で第２の測位支援情報を送信する。準天頂衛星７は、第２の送信源に相当する。
【００３２】
準天頂衛星７は、不図示の管制制御ステーションによって管理されており、定期的なタイミングで第２の測位支援情報を更新して送信するように構成されている。つまり、上述したＩＭＥＳ送信機５と同様に、準天頂衛星７から送信される衛星位置速度情報や基準日時等の情報は定期的に更新され、随時新しい第２の測位支援情報がブロードキャストに送信される。
【００３３】
ここで、準天頂衛星７から第２の測位支援情報に含めて送信することのできるＧＰＳ衛星３の「速度」に関する値の分解能は０．００１＝１０−３［ｍ／ｓ］程度である。これを速度の誤差と考えた場合、単純計算すると、４時間の衛星軌道を予測する場合には、０．００１×４×３６００＝１４［ｍ］の誤差になる。ある程度長期間分の衛星軌道の予測を行う場合、「速度」の精度としては１０−６〜１０−７［ｍ／ｓ］程度あると理想的である。
【００３４】
そこで、本実施形態では、管理サーバーが、ＩＭＥＳ送信機５から１０−６［ｍ／ｓ］の精度の速度情報を含む第１の測位支援情報を送信させるように制御し、管制制御ステーションは、準天頂衛星７から１０−３［ｍ／ｓ］の精度の速度情報を含む第２の測位支援情報を送信させるように制御することとして説明する。つまり、衛星速度情報に関して、第１の測位支援情報には、第２の測位支援情報と比べて有効桁数の大きい情報が格納されることとして説明する。
【００３５】
２．エフェメリスの算出（予測）の原理
位置算出装置１が、ＩＭＥＳ送信機５から受信した第１の測位支援情報、又は、準天頂衛星７から受信した第２の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（予測）する原理について説明する。
【００３６】
第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報には、各ＧＰＳ衛星３の衛星位置速度情報（位置及び速度の情報）と、基準日時と、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）とがそれぞれ含まれている。これらの情報を用いて各ＧＰＳ衛星３の衛星軌道を算出（予測）する。衛星軌道の算出方法は、第１の測位支援情報を用いる場合も第２の測位支援情報を用いる場合も同じである。
【００３７】
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】
2014173929.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】
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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。
【００３８】
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】
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ここで与える初期値を、第１の測位支援情報又は第２の測位支援情報に含まれる、基準日時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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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。
【００４１】
このため、衛星軌道の算出に際しては、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】
2014173929.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。
【００４２】
３．位置算出装置の構成
図１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、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。
【００４３】
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、準天頂衛星７から発信されている準天頂衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナである。
【００４４】
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とを有する。例えば、アンテナ１０で受信されたＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを含む航法メッセージを取得したり、ＩＭＥＳ信号から第１の測位支援情報を取得したり、準天頂衛星信号から第２の測位支援情報を取得するなどの処理を行う。
【００４５】
第１の測位支援情報や第２の測位支援情報は、ＧＰＳ衛星信号に搬送されるエフェメリスと比べてデータ量が少ない。このため、第１の測位支援情報や第２の測位支援情報の受信では、ＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを取得するよりも短時間で受信が完了する。
【００４６】
本実施形態において、ＩＭＥＳ送信機５から第１の測位支援情報の受信を試み、第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１のエフェメリスを算出する。また、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合に、準天頂衛星７から第２の測位支援情報の受信を試み、第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２のエフェメリスを算出する。そして、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスのうち、一のエフェメリスを選択し、当該一のエフェメリスと、ＧＰＳ衛星３からのＧＰＳ衛星信号とを用いて位置を算出する。なお、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスのうちのいずれかのエフェメリスではなく、両方のエフェメリスを位置算出に用いるようにすることも可能である。つまり、第１の軌道情報及び第２の軌道情報のうち、少なくともいずれかの軌道情報と、測位用衛星からの衛星信号とを用いて位置を算出するようにすればよい。
【００４７】
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で受信された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から出力される信号に対してキャリア除去や相関処理等を行って、信号を捕捉する。この捕捉が成功したことが、信号受信の成功を意味する。捕捉が成功した場合、当該信号に搬送されている情報（データ；ビット値）を復号する。ＩＭＥＳ信号及び準天頂衛星信号は、ＰＲＮコードが異なるだけで、ＧＰＳ衛星信号と同一周波数且つ同一変調方式で変調された信号である。従って、受信部２０は、ＧＰＳ衛星信号、ＩＭＥＳ信号及び準天頂衛星信号の何れを受信する場合も、ＰＲＮコードを変更するだけで、受信（捕捉）することができる。
【００５１】
ベースバンド処理回路部２２は、ＧＰＳ衛星３からの衛星信号を受信している場合には、衛星信号と、記憶部２００に記憶された各種のエフェメリス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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
時計部３４は、位置算出装置１の内部時計であり、水晶振動子及び発振回路でなる水晶発振器等を有して構成される。
【００５７】
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。
【００５８】
図２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。
【００５９】
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。
【００６０】
処理部１００は、主要な機能部として、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０と、座標変換行列生成部１２０と、第１のエフェメリス算出部１３０と、第２のエフェメリス算出部１４０と、位置算出部１５０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。
【００６１】
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。取得されたエフェメリスは受信エフェメリスとして個別衛星情報２５０に記憶される。
【００６２】
座標変換行列生成部１２０は、第１の測位支援情報又は第２の測位支援情報に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）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。
【００６３】
第１のエフェメリス算出部１３０は、ＩＭＥＳ送信機５から受信した第１の測位支援情報をもとに、各ＧＰＳ衛星３の第１のエフェメリスを算出する。第１のエフェメリスの算出は、第１の測位支援情報に含まれる衛星位置、衛星速度及び基準日時を用いて、上記の原理に従って実現することができる。
【００６４】
第２のエフェメリス算出部１４０は、準天頂衛星７から受信した第２の測位支援情報をもとに、各ＧＰＳ衛星３の第２のエフェメリスを算出する。第２のエフェメリスの算出は、第２の測位支援情報に含まれる衛星位置、衛星速度及び基準日時を用いて、上記の原理に従って実現することができる。
【００６５】
より具体的には、測位支援情報に含まれる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１２０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。
【００６６】
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を算出する。エフェメリスの算出は、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。
【００６７】
位置算出部１５０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とメジャメント情報とを用いて、例えば最小二乗法やカルマンフィルタのアルゴリズムに基づく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。
【００６８】
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。
【００６９】
本実施形態において、記憶部２００には、位置算出プログラム２１０と、フラグ設定用テーブル２２０と、第１の測位支援情報２３０と、第２の測位支援情報２４０と、個別衛星情報２５０と、算出結果データ２６０とが記憶される。
【００７０】
位置算出プログラム２１０は、処理部１００によって読み出され、位置算出処理（図４参照）として実行されるプログラムである。位置算出プログラム２１０は、測位支援情報取得処理（図５参照）として実行される測位支援情報取得プログラム２１１をサブルーチンとして含む。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００７１】
フラグ設定用テーブル２２０は、第１のエフェメリスと第２のエフェメリスとのうちの何れのエフェメリスを位置算出に使用するかを定めるフラグを設定するためのテーブルであり、そのテーブル構成の一例を図３に示す。
【００７２】
フラグ設定用テーブル２２０には、条件の番号を示す条件Ｎｏ２２１と、条件の具体的な内容を示す条件内容２２３と、当該条件が成立した場合に設定するフラグ２２５とが対応付けて定められている。
【００７３】
第１番目の条件には、「第１のエフェメリスの基準日時からの経過時間が第１の閾値時間に達している、且つ、第２のエフェメリスの基準日時からの経過時間が第２の閾値時間に達している」が定められている。そして、この場合のフラグには「設定なし」が定められている。第１の閾値時間と第２の閾値時間は、同じ時間としてもよいし、異なる時間としてもよい。フラグの「設定なし」は、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスの何れも位置算出に使用しないことを意味する。
【００７４】
この第１番目の条件は、記憶部２００に記憶されている第１のエフェメリス２５２の基準日時から一定時間が経過しており、且つ、記憶部２００に記憶されている第２のエフェメリス２５３の基準日時から一定時間が経過している場合には、第１のエフェメリス２５２も第２のエフェメリス２５３も位置算出に使用しないことを示している。つまり、この場合は、ＧＰＳ衛星信号から航法メッセージを復調して受信エフェメリス２５４を取得し、これを使用して位置算出を行うことになる。
【００７５】
第２番目の条件には、「第１のエフェメリスの基準日時が第２のエフェメリスの基準日時よりも新しい」が定められている。また、この場合のフラグとして「第１」が定められている。これは、記憶部２００に記憶されている第１のエフェメリス２５２の基準日時が第２のエフェメリス２５３の基準日時よりも新しい場合は、第１のエフェメリス２５２を位置算出に使用することを示している。
【００７６】
第３番目の条件には、「第２のエフェメリスの基準日時が第１のエフェメリスの基準日時よりも新しい」が定められている。また、この条件が成立する場合は、更に２つの条件が定められている。具体的には、「２つのエフェメリスの基準日時の差が所定時間以内」の条件を満たす場合のフラグとして「第１」が定められており、「２つのエフェメリスの基準日時の差が所定時間超」の条件を満たす場合のフラグとして「第２」が定められている。
【００７７】
これは、記憶部２００に記憶されている第２のエフェメリス２５３の基準日時が第１のエフェメリス２５２の基準日時よりも新しい場合であっても、基準日時の時間差が所定時間内である場合は、第１のエフェメリス２５２を優先的に選択して位置算出に使用することを示している。また、第２のエフェメリス２５３の基準日時が第１のエフェメリス２５２の基準日時よりも新しい場合であって、それらの基準日時の時間差が所定時間を超えている場合は、第２のエフェメリス２５３を位置算出に使用することを示している。
【００７８】
第１のエフェメリス（第１の軌道情報）の基準日時及び第２のエフェメリス（第２の軌道情報）の基準日時を参照して、位置算出に利用する軌道情報を選択することになる。また、第３番目の条件によれば、第１のエフェメリス（第１の軌道情報）の基準日時と第２のエフェメリス（第２の軌道情報）の基準日時との差を用いて、位置算出に利用する軌道情報を選択することになる。
【００７９】
第１の測位支援情報２３０には、衛星別情報２３１と、基準日時２３２と、地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２３３とが含まれる。衛星別情報２３１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２３１Ａと、衛星位置情報２３１Ｂと、衛星速度情報２３１Ｃと、衛星クロック誤差情報２３１Ｄとが含まれる。
【００８０】
第２の測位支援情報２４０も、第１の測位支援情報２３０と含まれる情報の種類は同じである。しかし、第２の測位支援情報２４０は、前述したように、第１の測位支援情報２３０と比べて衛星速度情報の精度が低精度になっている。
【００８１】
個別衛星情報２５０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。この個別衛星情報２５０には、衛星番号２５１と、第１のエフェメリス２５２と、第２のエフェメリス２５３と、受信エフェメリス２５４と、メジャメント情報２５５とが含まれる。
【００８２】
第１のエフェメリス２５２は、第１の測位支援情報２３０を用いて算出されるエフェメリスであり、第２のエフェメリス２５３は、第２の測位支援情報２４０を用いて算出されるエフェメリスである。また、受信エフェメリス２５４は、ＧＰＳ衛星信号を復調することで取得されるエフェメリスである。
【００８３】
メジャメント情報２５５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）のデータである。
【００８４】
算出結果データ２６０は、位置算出部１５０が位置算出処理を行って算出した位置（位置座標）や時計誤差（クロックバイアス）が記憶されたデータである。
【００８５】
４．処理の流れ
図４は、処理部１００が、記憶部２００に記憶されている位置算出プログラム２１０に従って実行する位置算出処理の流れを説明するフローチャートである。この位置算出処理は、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。
【００８６】
先ず、処理部１００は、記憶部２００に記憶されている測位支援情報取得プログラム２１１に従って測位支援情報取得処理を行う（ステップＡ１）。
【００８７】
図５は、測位支援情報取得処理の流れを示すフローチャートである。
最初に、処理部１００は、ＩＭＥＳ送信機５からＩＭＥＳ信号の受信を試行する（ステップＢ１）。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受信信号との相関演算を行い、相関がとれたならば、受信成功と判定する。そして、受信に成功したならば（ステップＢ３；Ｙｅｓ）、受信したＩＭＥＳ信号から第１の測位支援情報２３０を復調する復調処理を行う（ステップＢ５）。
【００８８】
次いで、処理部１００は、第１の測位支援情報２３０を更新するか否かを判定する（ステップＢ７）。具体的には、復調した第１の測位支援情報２３０に含まれる基準日時２３２と、記憶部２００に記憶済みの第１の測位支援情報２３０に含まれる基準日時２３２とを比較する。そして、復調した第１の測位支援情報２３０に含まれる基準日時２３２の方が新しい場合に、第１の測位支援情報２３０を更新すると判定する。
【００８９】
更新しないと判定したならば（ステップＢ７；Ｎｏ）、処理部１００は、フラグの設定を前回の処理における設定のままとし、測位支援情報取得処理を終了する。それに対し、更新すると判定したならば（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、処理部１００は、復調した第１の測位支援情報２３０を記憶部２００に更新記憶させる（ステップＢ９）。
【００９０】
その後、座標変換行列生成部１２０が、記憶部２００に記憶された第１の測位支援情報２３０に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２３３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Ｂ１１）。
【００９１】
次いで、第１のエフェメリス算出部１３０が、各ＧＰＳ衛星３それぞれを対象とした第１のエフェメリス算出処理を行う（ステップＢ１３）。具体的には、第１の測位支援情報２３０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。そして、当該ＧＰＳ衛星３についての運動方程式を生成し、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。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第１のエフェメリス２５２を算出する。
【００９２】
次いで、処理部１００は、各ＧＰＳ衛星３について記憶部２００の個別衛星情報２５０に記憶された第１のエフェメリス２５２を更新記憶する（ステップＢ１５）。
【００９３】
その後、処理部１００は、フラグ設定処理を行う（ステップＢ１７）。具体的には、記憶部２００に記憶されているフラグ設定用テーブル２２０を参照して、第１番目の条件から順に何れの条件内容２２３が成立するかを判定する。成立した条件内容２２３の条件Ｎｏ２２１に対応付けられたフラグ２２５を設定する。その後、処理部１００は、測位支援情報取得処理を終了する。
【００９４】
一方、ステップＢ３においてＩＭＥＳ信号の受信に失敗したと判定したならば（ステップＢ３；Ｎｏ）、処理部１００は、準天頂衛星信号の受信を試行する（ステップＢ１９）。具体的には、準天頂衛星７に割り当てられたＰＲＮ番号のレプリカコードを用いて受信信号との相関演算を行い、相関がとれたならば、受信成功と判定する。そして、受信に成功したならば（ステップＢ２１；Ｙｅｓ）、処理部１００は、受信した準天頂衛星信号から第２の測位支援情報２４０を復調する復調処理を行う（ステップＢ２３）。
【００９５】
次いで、処理部１００は、第２の測位支援情報２４０を更新するか否かを判定する（ステップＢ２５）。具体的には、復調した第２の測位支援情報２４０に含まれる基準日時２４２と、記憶部２００に記憶済みの第２の測位支援情報２４０に含まれる基準日時２４２とを比較する。そして、復調した第２の測位支援情報２４０に含まれる基準日時２４２の方が新しい場合に、第２の測位支援情報２４０を更新すると判定する。
【００９６】
更新しないと判定したならば（ステップＢ２５；Ｎｏ）、処理部１００は、フラグの設定を前回の処理における設定のままとし、測位支援情報取得処理を終了する。それに対し、更新すると判定したならば（ステップＢ２５；Ｙｅｓ）、処理部１００は、復調した第２の測位支援情報２４０を記憶部２００に更新記憶させる（ステップＢ２７）。
【００９７】
その後、座標変換行列生成部１２０が、記憶部２００に記憶された第２の測位支援情報２４０に含まれる地球姿勢パラメーター（ＥＯＰ）２４３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Ｂ２９）。
【００９８】
次いで、第２のエフェメリス算出部１４０が、各ＧＰＳ衛星３それぞれを対象とした第２のエフェメリス算出処理を行う（ステップＢ３１）。具体的には、第２の測位支援情報２４０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。そして、当該ＧＰＳ衛星３についての運動方程式を生成し、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。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第２のエフェメリス２５３を算出する。
【００９９】
次いで、処理部１００は、各ＧＰＳ衛星３について記憶部２００の個別衛星情報２５０に記憶された第２のエフェメリス２５３を更新記憶する（ステップＢ３３）。そして、処理部１００は、ステップＢ１７と同様にフラグ設定処理を行った後（ステップＢ３５）、測位支援情報取得処理を終了する。
【０１００】
また、ステップＢ２１においてＩＭＥＳ信号の受信に失敗したと判定したならば（ステップＢ２１；Ｎｏ）、処理部１００は、ステップＢ１７と同様にフラグ設定処理を行う（ステップＢ３７）。そして、処理部１００は、測位支援情報取得処理を終了する。
【０１０１】
図４の位置算出処理に戻り、測位支援情報取得処理を行ったならば、処理部１００は、フラグが設定されているか否かを判定する（ステップＡ３）。そして、設定されていると判定したならば（ステップＡ３；Ｙｅｓ）、位置算出部１５０が、設定に従ったエフェメリスを用いたＧＰＳ位置算出処理を行う（ステップＡ５）。
【０１０２】
具体的には、フラグが「第１」に設定されている場合は、記憶部２００に記憶された第１のエフェメリス２５２を選択し、フラグが「第２」に設定されている場合は、記憶部２００に記憶された第２のエフェメリス２５３を選択する。この場合、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０が受信信号とレプリカコードとの相関演算を行ってメジャメント情報２５５を取得する。そして、選択したエフェメリスと、メジャメント情報２５５とを用いて、擬似距離に基づく公知の位置計算を行う。処理部１００は、算出した位置及び時計誤差を算出結果データ２６０として記憶部２００に記憶させる。
【０１０３】
一方、ステップＡ３においてフラグ設定がなしであると判定したならば（ステップＡ３；Ｎｏ）、位置算出部１５０は、通常のＧＰＳ位置算出処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、ＧＰＳ衛星信号捕捉部１１０が受信信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉し、航法メッセージを復調することで受信エフェメリス２５４を取得する。そして、受信エフェメリス２５４とメジャメント情報２５５とを用いて、擬似距離に基づく公知の位置計算を行う。そして、処理部１００は、算出した位置及び時計誤差を算出結果データ２６０として記憶部２００に記憶させる。
【０１０４】
なお、測位支援情報取得処理において、第１の測位支援情報２３０の受信にも第２の測位支援情報２４０の受信にも失敗し、記憶部２００に第１のエフェメリス２５２及び第２のエフェメリス２５３のどちらも記憶されていない状況も考えられる。当然ではあるが、この場合はエフェメリスを保持していないため、ＧＰＳ衛星信号から、当該ＧＰＳ衛星信号に重畳されているエフェメリス（受信エフェメリス２５４）を取得し、これを用いて位置を算出することになる。これは、第２の測位支援情報の受信が失敗した場合に、衛星信号から、当該衛星信号に重畳されている軌道情報を取得することに相当する。
【０１０５】
ステップＡ５又はＡ７の処理を行ったならば、処理部１００は、算出結果データ２６０に記憶された算出結果をホスト処理部３０に出力する（ステップＡ９）。そして、処理部１００は、位置算出処理を終了する。
【０１０６】
５．作用効果
位置算出装置１は、ＧＰＳ衛星３の軌道情報の算出の基礎となる第１の測位支援情報を送信するＩＭＥＳ送信機５から第１の測位支援情報の受信を試み、第１の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第１の測位支援情報を用いて第１のエフェメリスを算出する。一方、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合は、第１の測位支援情報より低精度な第２の測位支援情報を送信する準天頂衛星７から第２の測位支援情報の受信を試みる。そして、第２の測位支援情報の受信が成功した場合に、当該第２の測位支援情報を用いて第２のエフェメリスを算出する。そして、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスのうち、一のエフェメリスを選択し、当該一のエフェメリスと、ＧＰＳ衛星３からの衛星信号とを用いて位置を算出する。
【０１０７】
つまり、第２の測位支援情報より高精度な第１の測位支援情報の受信を優先的に試みる。そのため、より精度の良いエフェメリスを算出することが可能となる。また、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合には、第２の測位支援情報の受信を試みる。そして、第２の測位支援情報の受信が成功した場合には、第２の測位支援情報から、エフェメリスを算出する。これにより、第１の測位支援情報が取得できない場合であっても、第２の測位支援情報からエフェメリスを算出することが可能となる。
【０１０８】
また、位置算出を行う前に、ＩＭＥＳ送信機５から第１の測位支援情報を受信して第１のエフェメリスを算出する。そして、第１の測位支援情報の受信が失敗した場合は、準天頂衛星７から第２の測位支援情報を受信して第２のエフェメリスを算出する。そして、第１のエフェメリス及び第２のエフェメリスのうち、一のエフェメリスを選択し、当該一のエフェメリスと、ＧＰＳ衛星からの衛星信号とを用いて位置算出を行うことで、初期位置算出時間を短縮することができる。
【０１０９】
ＧＰＳ衛星信号には、所定の搬送時間をかけてエフェメリスを搬送する信号が重畳されている。それに対し、ＩＭＥＳ送信機５は、上記の搬送時間より短時間で第１の測位支援情報を送信し、準天頂衛星７は、上記の搬送時間より短時間で第２の測位支援情報を送信する。そして、位置算出装置１は、ＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを取得するよりも短時間で第１の測位支援情報を受信し、ＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを取得するよりも短時間で第２の測位支援情報を受信する。これにより、速やかに測位支援情報を受信した上でエフェメリスを算出（予測）して、位置算出に利用することが可能となる。
【０１１０】
また、本実施形態では、第１のエフェメリスの基準日時及び第２のエフェメリスの基準日時を参照して、位置算出に利用するエフェメリスを選択する。具体的には、第１のエフェメリスの基準日時が第２のエフェメリスの基準日時よりも新しい場合は、第１のエフェメリスを位置算出に利用するエフェメリスとして選択する。第１の測位支援情報に含まれるＧＰＳ衛星３の速度情報は、第２の測位支援情報に含まれるＧＰＳ衛星３の速度情報よりも有効桁数の大きい情報である。従って、第１の測位支援情報を用いて第１のエフェメリスを算出することで、第２の測位支援情報を用いて第２のエフェメリスを算出する場合と比べて、精度の高い軌道情報を得ることができる。その結果、第１のエフェメリスを用いて位置算出を行った場合、第２のエフェメリスを用いて位置算出を行う場合と比べて、位置算出の正確性が向上する。
【０１１１】
また、第２のエフェメリスの基準日時が第１のエフェメリスの基準日時よりも新しい場合であっても、それらの基準日時の差が所定時間内である場合は、第１のエフェメリスを位置算出に利用するエフェメリスとして選択する。これは、基準日時の差が所定時間以内であれば、第１のエフェメリスを位置算出に利用することに支障はないと考えられるため、位置算出の精度を確保するために、優先的に第１のエフェメリスを使用することにしたものである。それに対し、基準日時の差が所定時間を超えているのであれば、第１のエフェメリスは古くなっていることが考えられるため、新しい方の軌道情報である第２のエフェメリスを位置算出に利用することにしたものである。
【０１１２】
また、第１の測位支援情報を保持している状態でＩＭＥＳ送信機５から新たな第１の測位支援情報を受信した場合に、受信した第１の測位支援情報に含まれる基準日時が、保持している第１の測位支援情報に含まれる基準日時と比べて新しい場合には、受信した第１の測位支援情報で、保持している第１の測位支援情報を更新する。そして、新たに第１のエフェメリスを算出し、これを位置算出に利用する。こうすることで、常に最新の第１のエフェメリスを位置算出に利用することが可能となる。
第２の測位支援情報を保持している状態で準天頂衛星７から新たな第２の測位支援情報を受信した場合も同様である。
【０１１３】
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。
【０１１４】
６−１．送信源
上記の実施形態では、第１の送信源を地上通信装置の一種であるＩＭＥＳ送信機５として説明した。しかし、第１の送信源はＩＭＥＳ送信機５に限られるわけではなく、内部或いは外部に送信機能を備えたサーバー装置、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、上述の人工衛星と同一の送信方式（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。
【０１１５】
また、上記の実施形態では、第２の送信源を人工衛星の一種である準天頂衛星７として説明したが、準天頂衛星７ではなく静止衛星としてもよい。位置算出装置１の使用地域が赤道近傍の地域である場合には静止衛星が好適である。
【０１１６】
６−２．測位支援情報
上記の実施形態では、第１の測位支援情報には、第２の測位支援情報と比べて精度の高いＧＰＳ衛星３の速度情報が含まれることとして説明した。しかし、その代わりに、第１の測位支援情報に、第２の測位支援情報と比べて精度の高いＧＰＳ衛星３の位置情報を含めることとしてもよい。これは、第１の測位支援情報に含める位置情報の有効桁数を、第２の測位支援情報に含める位置情報の有効桁数よりも大きくすることにより実現可能である。
【０１１７】
なお、ＧＰＳ衛星３の位置情報と速度情報との何れか一方の情報ではなく、両方の情報について、第１の測位支援情報の方が第２の測位支援情報よりも有効桁数を大きくしてもよいことは勿論である。
【０１１８】
６−３．エフェメリスの選択
位置算出に使用するエフェメリスの選択方法は、上記の実施形態で説明した選択方法に限られるわけではない。例えば、準天頂衛星７から受信した低精度な第２の測位支援情報が記憶部２００に記憶されている状態でＩＭＥＳ送信機５から高精度な第１の測位支援情報を受信することができた場合には、基準日時の如何に関わらず、受信した第１の測位支援情報を用いて算出した第１のエフェメリスを位置算出に使用するエフェメリスとして選択することとしてもよい。
【０１１９】
また、ＩＭＥＳ送信機５から受信した高精度な第１の測位支援情報が記憶部２００に記憶されている状態で準天頂衛星７から低精度な第２の測位支援情報を受信することができ、且つ、第１の測位支援情報に含まれる基準日時から長期間が経過している場合には、受信した第２の測位支援情報を用いて算出した第２のエフェメリスを位置算出に使用するエフェメリスとして選択することとしてもよい。
【０１２０】
６−４．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（予測）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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
６−５．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。つまり、衛星測位システムをＧＰＳとして説明した。しかし、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）やＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、Ｂｅｉｄｏｕ等の衛星測位システムに対しても、本発明の手法を実質的に同一に適用可能である。
【０１２３】
６−６．第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報の生成
また、上記の実施形態では、第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報は、ＧＰＳ衛星３から取得したエフェメリスを用いて生成する場合を例に挙げて説明した。しかし、第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報の生成方法は、これに限定されず、エフェメリス以外の情報を用いて、第１の測位支援情報及び第２の測位支援情報を生成してもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１  位置算出装置、  ３  ＧＰＳ衛星、  ５  ＩＭＥＳ送信機、  ７  準天頂衛星、  １０  アンテナ、  ２０  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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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