(57)【要約】ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、外部サーバからエフェメリスデータ歴を受信する通信受信機と、前記エフェメリスデータ歴からその後のエフェメリスデータを決定し、このその後のエフェメリスデータからＧＰＳ測位位置を決定するように構成したプロセッサとを具えるモバイルデバイス。特に、前記その後のエフェメリスデータがエフェメリスデータ歴の何れの単一の組よりも長い期間の間有効となるようにしうる。
2009541771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、外部サーバからエフェメリスデータ歴を受信する通信受信機と、前記エフェメリスデータ歴からその後のエフェメリスデータを決定し、このその後のエフェメリスデータからＧＰＳ測位位置を決定するように構成したプロセッサとを具えるモバイルデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のモバイルデバイスにおいて、前記その後のエフェメリスデータがエフェメリスデータ歴の何れの単一の組よりも長い期間の間有効となるようにしたモバイルデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機と、外部サーバからエフェメリスデータを受信する通信受信機と、ＧＰＳ測位位置を決定するように構成したプロセッサとを有するモバイルデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
国際公開公報ＷＯ02/099454 A2は、衛星追尾情報を発生させ且つ配信する方法及び装置に関するものである。特に、この国際公開公報の“Description of the Related Art”と題する部分には、ＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳ受信機が低信号強度状態でＧＰＳ衛星からエフェメリス（衛星軌道及びクロックデータ）をダウンロードする際に経験する問題が開示されており、この問題に対する関連のＧＰＳ（ＡＧＰＳ）による解決策も開示されており、この場合、ＧＰＳ信号におけるエフェメリスデータが基準局におけるＧＰＳ受信機により受信されて、遠隔のＧＰＳ受信機に向けて伝送され、この遠隔のＧＰＳ受信機がこのエフェメリスデータを、ＧＰＳ衛星から直接伝送されるデータの代わりに用いて測位位置を得る。国際公開公報ＷＯ02/099454 A2には、ＡＧＰＳのエフェメリス情報源が最終的にＧＰＳ衛星である為に、エフェメリスは数時間の間しか有効状態に保たれない（その理由は、標準のＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳエフェメリスにより表わさられる衛星軌道モデルが簡単化されている為である）。従って、日付のエフェメリスまで確実に入手するために、ＡＧＰＳは、周期的に、又は測位位置を望む度に、エフェメリス情報源に接続される遠隔のＧＰＳ受信機が必要となる。日付のエフェメリスまで得られないと、遠隔のＧＰＳ受信機はその位置を正確に決定できない。
【０００３】
国際公開公報ＷＯ02/099454 A2の請求項１に記載された発明は、長期間の衛星追尾データ（長期間のエフェメリスモデルに対するデータ）をＧＰＳ受信局で受信された標準のエフェメリスデータから発生させる方法である。この長期間の衛星追尾データは、その後遠隔のＧＰＳ受信機に伝送され、従って、この遠隔のＧＰＳ受信機は、放送エフェメリス情報の更新を受けることなく、何日も動作しうるようになる。特に、長期間の衛星追尾データの発生は、長期間のエフェメリスモデルに対するパラメータを最近の標準エフェメリスに適合させることにより行なわれ、この場合、長期間のエフェメリスモデルはエフェメリス歴に対応するばかりではなく、ＧＰＳ衛星による標準のエフェメリスパラメータが有効となっている２時間の期間を超える将来のエフェメリスにも対応するようになっているものと思える。国際公開公報ＷＯ02/099454 A2には、計算上高価な逐次最小二乗法形式の手法を用いて、長期間のエフェメリスモデルパラメータを最近の標準エフェメリスに適合させることが開示されている。更に、標準のエフェメリスモデルパラメータからＧＰＳ測位位置を得る標準のアルゴリズムは用いることができず、むしろ長期間のエフェメリスモデルからＧＰＳ測位位置を得るためのより一層複雑なアルゴリズムが必要となる。
【０００４】
国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1では、その発明者は、標準のエフェメリスの衛星軌道パラメータを時間とともに予想通りに変化させ、この変化を有効に且つ簡単にモデル化しうるようにすることを実現している。特にこの国際公開公報の発明者は、標準のエフェメリスに対し追加のＧＰＳエフェメリスを与えることにより、長期間のエフェメリスデータを提供する問題に対する計算上廉価な解決策を提供することができるようにすることを実現している。この場合、特に、追加のＧＰＳエフェメリスには、太陰及び太陽周期に相当する標準のＧＰＳエフェメリスの衛星軌道パラメータの、時間に亘る変動の周波数成分を表わすパラメータが含まれている。
【０００５】
この国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1には更に、独立型のＧＰＳ受信機を用いうる可能性が開示されており、このＧＰＳ受信機によれば、当該ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星から直接受信される標準のＧＰＳエフェメリスの履歴から追加のＧＰＳエフェメリスの少なくとも１つを決定することができる。しかし、完全なエフェメリスの履歴を有するこのような受信機の場合、ＧＰＳ衛星によるエフェメリス放送の順次の組を首尾良く取得し、ＧＰＳ衛星信号を少なくとも３０秒の間確保して復調し、完全なエフェメリスデータメッセージを得るようにする必要がある。このようにするには、本質的にかなり多くの処理電力が必要となり、従って、バッテリの寿命に影響が及ぼされる。又、ＧＰＳ受信機は、例えば屋内にある場合に、ＧＰＳ信号を連続的に得ることができるとは限らない。
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ02/099454 A2
【特許文献２】国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1
【非特許文献１】Artech House社発行の本“GPS Principles and Applications ”
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、ＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信機と、外部のサーバからエフェメリスデータ歴を受信する通信受信機と、エフェメリスデータ歴から、その後のエフェメリスデータを決定し、このその後の（すなわち、エフェメリスデータ歴に比べて後の）エフェメリスデータからＧＰＳ測位位置を決定するように構成したプロセッサとを具えるモバイルデバイスを提供する。特に、このその後のエフェメリスデータは、長期間のエフェメリスデータとすることができ、換言すれば、エフェメリスデータ歴の何れの単一の組よりも長い期間の間有効としうる。
【０００７】
本発明によれば、国際公開公報ＷＯ02/099454 A2に記載されているように、外部のプロバイダから前述したような長期間のエフェメリスを取得する必要なしに、且つ国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1に記載された種類の独立型のＧＰＳ受信機の前述した欠点を有することなく、ＧＰＳ受信機が長期間のエフェメリスを利用しうるようになる。
【０００８】
本発明の上述した及びその他の特徴及び利点は、例えば、携帯電話ネットワークに用いるためのＧＰＳ受信機を有する携帯電話の実施例の、図面に関する以下の説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
従来の携帯電話ネットワーク１の地理的なレイアウトを図１に線図的に示す。このネットワークは複数の基地局ＢＳを有し、そのうち、それぞれ互いに離間した地理的位置にある７個の基地局ＢＳ１〜ＢＳ７を図示してある。これらの基地局の各々は、何れか１つのサイト、すなわち、サービスエリアにある中継システムコントローラにより動作させられる無線送信機及び受信機の全体を有する。これら基地局のそれぞれのサービスエリアＳＡ１〜ＳＡ７は、斜線を付して示すように、互いに重なって、全体で図示の全領域を覆っている。このシステムは更に、各基地局ＢＳ１〜ＢＳ７のそれぞれに対する２方向通信リンクＣＬ１〜ＣＬ７が設けられたシステムコントローラＳＣを有しうる。これらの通信リンクの各々は例えば、専用の地上通信線とすることができる。システムコントローラＳＣは更に、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続して、携帯電話ＭＳ１とこの公衆交換電話網の加入者との間で通信を行ないうるようにすることができる。複数の携帯電話ＭＳが存在しており、そのうちの３つの携帯電話ＭＳ１、ＭＳ２及びＭＳ３が図示されており、各携帯電話は、全領域に亘り自由に移動でき、実際にはその外側にも移動しうる。
【００１０】
図２を参照するに、携帯電話ＭＳ１を詳細に示しており、この携帯電話は、通信アンテナ２０に接続された通信用送信機兼受信機（Comm Tx/Rx）２１を有し、この通信用送信機兼受信機は、これが登録された基地局ＢＳ１と通信するために通信用マイクロプロセッサ（Commμc ）２２により制御される。携帯電話網における２方向通信用の上述した電話の設計及び製造は周知であり、本発明の一部を構成しない部分の詳細な説明は省略する。
【００１１】
携帯電話ＭＳ１は、携帯電話の従来の構成素子に加えて更に、ＧＰＳアンテナ２３に接続されたＧＰＳ受信機（ＧＰＳ  Rx）２４を有し、このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳマイクロプロセッサ（ＧＰＳμｃ）２５により制御され、周回軌道ＧＰＳ衛星から送信されるスペクトル拡散信号を受信する。ＧＰＳ受信機２４が動作すると、このＧＰＳ受信機は、アンテナ２３を介して、ＮＡＶＳＴＡＲ ＳＰＳ ＧＰＳ信号を受信し、これらの信号を代表的に、帯域外のＲＦ妨害を最小化するための受動的な帯域通過フィルタリングと、前置増幅と、中間周波数（ＩＦ）への逓降変換と、アナログ‐デジタル変換とにより前処理しうるようにする。その結果のデジタル化されたＩＦ信号は、変調されたままで、利用可能な衛星からの全ての情報を依然として含んでおり、ＧＰＳマイクロプロセッサ２５のメモリに供給される。この場合、疑似距離情報を取り出す目的でＧＰＳ信号を取得して追尾することができる。通常のナビゲーションアルゴリズムを用いて、この疑似距離情報から携帯電話の位置を決定しうる。ＧＰＳ信号を取得して追尾するこのような方法は周知である（例えば、Artech House社発行の本“GPS Principles and Applications ”（編集者：Kaplan）（ISBN 0-89006-793-7）の第４章“GPS satellite signal characteristics”及び第５章“GPS satellite signal acquisition and tracking”参照）。ＧＰＳマイクロプロセッサ２５は、任意ではあるが通信用のマイクロプロセッサ２２と共通性のある汎用マイクロプロセッサ、又はＧＰＳ特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に埋め込まれたマイクロプロセッサの形態とすることができる。
【００１２】
携帯電話網の基地局ＢＳ１を図３に線図的に示す。この基地局は、基地局の従来の構成素子に加えて更に、ＧＰＳアンテナ３４と、受信機３５と、マイクロプロセッサ３６とを有し、これらはほぼ連続的に動作しており、これにより基地局は（現在送信されているエフェメリスデータと前のエフェメリスデータとを含む）エフェメリスデータ歴を所有するようになる。
【００１３】
基地局ＢＳ１は、２方向通信リンクＣＬ１を介するシステムコントローラＳＣによる制御の下で、エフェメリスデータ歴を携帯電話ＭＳ１に提供しうる。例えば、エフェメリスデータの最後の１０個のセットがＧＰＳ衛星による放送として提供される。その後、電話のＧＰＳ受信機２４が長期間のエフェメリスデータを決定できるようになり、これにより狭い範囲の周波数及び符号位相を掃引し、ＧＰＳのＰＲＮ符号が占めていることを知り、最後に受信したエフェメリスデータが有効となる期間を超えることを含む第１の測位位置に対する時刻及び高速符号取得を達成しうるようになる。
【００１４】
エフェメリスデータ歴から長期間のエフェメリスデータを取り出すことは、国際公開公報ＷＯ02/099454 A2及び国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1に開示されており、従って、本明細書では詳細に説明しない。しかし、一例として国際公開公報ＷＯ2004/099816 A1を参照するに、太陰及び太陽周期に起因する最後に受信されたエフェメリスデータの変動を表わすパラメータを決定でき、将来において最後に受信されるエフェメリスデータを推定し、これにより長期間のエフェメリスデータを得ることができる。同様に、長期間のエフェメリスモデルをエフェメリス歴から取り出すことができるが、これをエフェメリス歴のずっと後に利用することは、国際公開公報ＷＯ02/099454 A2に記載されているように、無効となる。
【００１５】
現在では、ＧＰＳは、タイム‐レンジング（ＮＡＶＳＴＡＲ）ＧＰＳを有するナビゲーションシステム、すなわち、米国の国防総省により開発され動作させられる全天候スペースドベースドナビゲーションシステムと最も顕著に関連するものであるが、ＧＰＳの基礎をなす一般的な原理は一般的なことであり、単にＮＡＶＳＴＡＲに限定されるものではない。従って、ＧＰＳは、異なる位置にある複数の無線送信機と、これら無線受信機の送信の到達時間に基づいて自身の位置を決定する受信機とを有するいかなる測位システムにも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、携帯電話のネットワークの地理的配置を示す線図である。
【図２】図２は、図１の携帯電話ＭＳ１を詳細に示す線図である。
【図３】図３は、図１の基地局ＢＳ１を詳細に示す線図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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