(57)【要約】ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を提供する方法には、見掛けの場所（１１６、４１６、５１６）を選択することと、複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信することとを含む。その位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を合成し、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信可能な無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）として送信する。そのＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）がその無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を復調する場合、そのＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が物理的にどこにあろうが、計算された位置はほぼ見掛けの場所（１１６、４１６、５１６）にあるだろう。
2009528538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を提供する方法であって、
見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）を選択し、
複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信し、
前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）にほぼあるものとして前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を計算するため、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信し、使用可能な無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）として前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を送信すること、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）が前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の場所と異なること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）にはアルマナック情報、エフェメリス情報およびＣ／Ａコード情報を備えること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）にはタイミング情報を更に備えること、
を特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複数の人工衛星（１０）のうちの少なくとも一つに対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）が、前記他の複数の人工衛星（１０）に対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）に対して時間シフトしていること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
複数の人工衛星（１０）の各々に対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を、無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）として送信する前にミックスすること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも一部を、軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）から受信すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を含む無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）と一緒に非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用して、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が当該ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定できるように、ＧＰＳ時刻で前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を整列することを更に備えること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）はモバイル電話機であること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）以外のソースから発するとして、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が、前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を識別可能であること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）で前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を受信し、当該無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）に含まれる情報を使用して、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定することを更に備えること、
を特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を断続的に送信すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
無線周波数送信器（１０６、４０６、５０６、６０６）に通信できるよう連結した電子的ハードウエアにロードまたはストアしたアプリケーション・プログラムにより、前記方法のステップを実行すること、
を特徴とする請求項１２による方法。
【請求項１４】
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）のデータ速度が非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）のデータ速度より速いこと、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
無線周波数送信器（１０６、４０６、５０６、６０６）に通信できるよう連結した電子的ハードウエアにロードまたはストアしたアプリケーション・プログラムにより、前記方法のステップを実行すること、
を特徴とする請求項１による方法。
【請求項１６】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）で前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を受信し、当該無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）に含まれる情報を使用して、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定することを更に備えること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）に含まれる情報のみを使用して、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定すること、
を特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定することには、前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）に含まれる情報を使用して、前記複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）の位置を決定することと、前記複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）からの非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用して、前記複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）に対する前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定することを備えること、
を特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）以外の少なくとも一つのソースから前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信すること、
を特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）は、モバイル・サービス信号、無線ネットワークに基づく信号、人工衛星信号、ブルートゥース信号または前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に利用可能な任意の通信媒体のうちの少なくとも一つであること、
を特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記見掛けの場所および前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が、建造物（１１８、４１８、５１８、６１８）の内部にあること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかを、非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）以外の少なくとも一つのソースから受信すること、
を特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）はＧＰＳ時刻で整列していないこと、
を特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）以外の少なくとも一つのソースには、インターネットを経由してアクセス可能な遠隔サーバを備えること、
を特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかは、前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）にはＣ／Ａコードと、架空のエフェメリスおよび時間情報とを備えること、
を特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記シミュレートされた人工衛星（１０）は、前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）から約６時間オフセットした軌道をもつ人工衛星（１０）であること、
を特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定するため、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が、前記シミュレートされた（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を含む前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）と一緒に非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用可能なように、前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を、ＧＰＳ時刻で整列すること、
を特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
全ての前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）は、前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）から約６時間オフセットした軌道をもつ前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）は、ＧＰＳ時刻で整列していないこと、
を特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を送信するシステムであって、
見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）およびアプリケーション・プログラムをストアするメモリ（１１０、５１０）と、
アプリケーション・プログラムを実行する制御器（１０８、５１８）と、
を備え、
前記アプリケーション・プログラムを実行した場合、前記システムは、
複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０
２）を受信し、
前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）にほぼあるものとして前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を計算するため、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信し、使用可能な無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）として、前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を送信すること、
を特徴とするシステム。
【請求項３２】
前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）は前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の場所と異なること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記複数の人工衛星（１０）のうちの少なくとも一つに対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）が、前記他の複数の人工衛星（１０）に対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）に対して時間シフトしていること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
複数の人工衛星（１０）の各々に対する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を、無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）として送信する前にミックスすること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記アプリケーション・プログラムを実行した場合、更に、位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を含む前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）と一緒に非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用して、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が当該ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定できるように、前記システムがＧＰＳ時刻で前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を整列すること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３６】
軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）以外のソースから発するとして、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が、前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を識別可能であること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３７】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかを、非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）以外の少なくとも一つのソースから受信すること、
を特徴とする請求項３１に記載のシステム。
【請求項３８】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）はＧＰＳ時刻で整列していないこと、
を特徴とする請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかは、前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項３７に記載のシステム。
【請求項４０】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）にはＣ／Ａコードと、架空のエフェメリスおよび時間情報とを備えること、
を特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記シミュレートされた人工衛星（１０）は、前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）から約６時間オフセットした軌道をもつ人工衛星（１０）であること、
を特徴とする請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定するため、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が、前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を含む前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）と一緒に非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用可能なように、前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を、ＧＰＳ時刻で整列すること、
を特徴とする請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
全ての前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）は、前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）から約６時間オフセットした軌道をもつ前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項４１に記載のシステム。
【請求項４４】
前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）は、ＧＰＳ時刻で整列していないこと、
を特徴とする請求項３９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、携帯型電子デバイスの位置決めに関し、もっと具体的には、携帯型電子デバイスに対して位置情報を提供するシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モバイル電話機、情報携帯端末、モバイル端末等のような携帯型無線通信デバイスは人気が拡大したが、さらに人気が拡大し続けている。少なくとも事例としては、今日、誰でもモバイル電話機を所持しているように見えるということができる。携帯型無線通信デバイスの人気は高まり続けているので、モバイル電話機とネットワークは、音声サービスを超えたサービスを提供するよう高度化されている。
【０００３】
携帯型電子デバイスは、強力な通信およびデータ・サービス・ツールとしてサービスするその能力のため、ユーザの心に訴えている。携帯型無線通信デバイスを使う多くのユーザのライフスタイルがますます多忙になるにつれ、ユーザは時間を有効に使うことに割増料金を払う。よく知られていることであるが、携帯型電子デバイスの位置決定は、特に緊急事態では、高く望まれることである。また、この決定を信頼性高く、またコスト効果よく実行することは非常に困難であるということもよく知られていることである。幾つかの解決策が提案そして／または実現されてきたが、それらには、連邦政府の全地球測位システム（ＧＰＳ）の使用と同じく、各種の地上無線三角測量技術（ＴＤＯＡ、ＥＯＴＤ等）を含んでいる。
【０００４】
基本的なＧＰＳを図１に示す。ＧＰＳは宇宙ベースの三角測量システムであり、地球上の任意の位置を計測するため、人工衛星１０とコンピュータ１２を使用する。ＧＰＳは最初、米国国防総省により、ナビゲーション・システムとして開発された。他の地上ベースのシステムと比較して、このナビゲーション・システムの利点は、ＧＰＳはそのカバー領域に制限が無く、気象条件にかかわらず２４時間連続カバーを提供し、そして高度に正確である。精度の最高レベルを提供するＧＰＳ技術は、政府により軍事利用のため維持されたが、民間利用のためには、少し精度の劣るサ−ビスを利用可能とした。動作においては、地球の周りを持続的に回る一連の２４個の人工衛星１０は、それぞれＧＰＳ無線信号１４を放射する。ＧＰＳ受信機１６、例えばＧＰＳプロセッサを有するハンドヘルド無線受信機は、地平線上の人工衛星から無線信号を受信し、ＧＰＳ人工衛星１０からＧＰＳ受信機１６のアンテナまで無線信号が伝搬する時間を計測する。伝搬時間を光速で乗算して、ＧＰＳ受信機１６は、視野にある各人工衛星のための範囲を計算できる。ＧＰＳ無線信号１４で提供されるエフェメリス（Ephemeris）情報は、典型的には、人工衛星の軌道と速度を記述しており、これにより、ＧＰＳプロセッサは、三角測量の処理手順を通してＧＰＳ受信機１６の位置を計算できる。
【０００５】
よく知られているように、ＧＰＳ信号１４はＣ／Ａコード（Course/Acquisition code）信号、ナビゲーション・システム・データ信号、およびＰコード（Pricise code）信号を含む復号信号である。Ｃ／Ａコードは、１，０２３ＭＨｚのチップ速度でＧＰＳ信号上に施した１，０２３擬似ランダムで、二進の、バイフェーズ位相変調のシーケンスである。Ｃ／Ａコードは各人工衛星を一意的に認識し、ＧＰＳ受信機１６は既知のＣ／Ａコードを探索するように構成されている。ナビゲーション・システム・データ信号は、人工衛星１０の場所、クロック修正および健全性を報告する。含むものは、各人工衛星信号に関連するエフェメリス・データおよび一連の全ての人工衛星１０のための粗い情報を含むアルマナック（almanac）・データである。Ｃ／Ａコードと同じく、Ｐコードもまた、ＧＰＳ信号１４上に施した擬似ランダムで、二進の、バイフェーズ位相変調のシーケンスであるが、１０．２３ＭＨｚのチップ速度を持ち、約２６７日毎に繰り返す。このコードの各１週間部分は一つのＧＰＳ人工衛星に対して一意的であり、各週でリセットされる。
【０００６】
ＧＰＳ受信機１６を初期化するこの処理手順には、数分必要とするかも知れない。ＧＰＳ位置決め処理手順の継続時間は、直接的には、ＧＰＳ信号１４を受信する前に、どれだけ多くの情報をＧＰＳ受信機１６が持っているかに依存する。しばしばＧＰＳ受信機１６は、今後の１年までの人工衛星の期待される位置を粗く記述するアルマナック・データでプログラムされる。
【０００７】
典型的には、ＧＰＳ受信機１６は、３個以上のＧＰＳ人工衛星１０のナビゲーション・データ信号から、一組のナビゲーション・パラメータの取得を要求する。この情報を得るため、ＧＰＳ受信機１６は、既知の人工衛星１０に関連するＣ／Ａコードを探す。ＧＰＳ信号１４が時間的に整列するまで、人工衛星１０から実際に受信するＧＰＳ信号１４を有する人工衛星１０から受信すると期待するシーケンスのコピーを、典型的なＧＰＳ受信機１６は増加し、そのシーケンスの開始時刻をシフトする。ひとたび整列すると、ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ信号１４からのナビゲーション・システム・データ・メッセージを復調できる。次に、ＧＰＳ受信機１６は、ＧＰＳ信号１４のナビゲーション・データからの復調された時間情報とエフェメリス・データにアクセスすることができる。次にこのデータを使用して、人工衛星のＧＰＳ時刻と場所を決定する。この情報から、ＧＰＳ受信機は、人工衛星に関する自身の場所を決定でき、それ故、自身の全地球的位置を決定できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、もしＧＰＳ受信機が、ＧＰＳ信号を探索するに先立って、自身のおおよその場所を知っていないなら、ＧＰＳ受信機は、視界にある人工衛星からの信号をすばやく見出すか獲得ことができないであろうし、従って、すばやく自身の位置を計算できないであろう。更に、注意すべきは、Ｃ／Ａコードを捕らえ、ナビゲーション・データを復調するためには、既に獲得済みの信号を連続してモニタするのに要するより高い信号強度を必要とする、ということである。
【０００９】
加えて、典型的なＧＰＳ受信機を使用する場合の設計上のリンク・マージンはわずか約６ｄＢの可能性がある。この意味するところは、もし枝葉、建造物等がＧＰＳ受信機とＧＰＳ人工衛星との間で邪魔をするなら、ＧＰＳ信号は失われるか、そして／または使用できないかも知れない、ということである。従って、受信機設計者には、携帯型電子デバイス内部のアンテナを小型化するか隠すかで生じる効率上の損失を許容する余裕がない可能性があるので、ＧＰＳ受信機アンテナは高い効率でなければならず、そして、多分所望のものより大きくなければならない。その上、携帯型電子デバイスにおけるＧＰＳ受信機の感度を強化する既知の技術を使用しても、いまだ、ＧＰＳ受信機は多くの室内環境で人工衛星信号を受信できない可能性がある。
【００１０】
ＧＰＳ受信機での受信は、モバイル・ハンドセットの位置は早急に決定されることを要請する政府の指令（例えば、ＦＣＣフェーズII  Ｅ−９１１サービスの応答時間要求条件）として重要性が増加してきた。もしモバイル・ハンドセットが室内環境にあり、人工衛星信号を受信できない時は、モバイル・ハンドセットのＧＰＳ受信機は自身の位置を決定できないだろう。
【００１１】
この問題を解決する一つの既知の方法は、人工衛星とＧＰＳ受信機との間でリピータを使用することである。この方法には、ＧＰＳ人工衛星信号が獲得され、追跡されるのに十分強力であるように、建造物の屋上のような場所にＧＰＳアンテナを配置することを必要とする。ＧＰＳアンテナはＧＰＳ人工衛星信号を受信し、次に増幅し、建造物内部での送信のため、ＲＦケーブル経由で少なくとも一つの屋内アンテナに送られる。この方法は効果的であるが、幾つかの不利益点がある。もっとも明らかな不利益点は、屋外アンテナの物理的設置および屋内アンテナへのＲＦケーブル敷設は問題を発生する可能性がある、ということである。もう一つの不利益点は、建造物の内部全体に送信されるＧＰＳ信号間の相対的時間差はＧＰＳアンテナが受信するＧＰＳ信号間の時間差と同じである、ということである。それ故、再送出されたＧＰＳ信号を活用する屋内ＧＰＳ受信機は、屋外アンテナのそれと同じ様に自身の位置を計算するであろう。その上、建造物内部のＧＰＳ受信機はまた、再送信の待ち時間のため不正確な時間を計算するであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一つの側面は、ＧＰＳ受信機に情報を提供する方法に関する。本方法には見掛けの場所を選択し、複数の人工衛星の位置に対応する位置情報を受信し、その見掛けの場所にあるとしてＧＰＳ受信機の位置を計算するため、ＧＰＳ受信機が受信して使用することができる無線周波数信号として、その位置情報を送信することを含む。
【００１３】
もう一つの側面によれば、その見掛けの場所はそのＧＰＳ受信機の場所とは異なっている。
【００１４】
もう一つの側面によれば、その位置情報にはアルマナック情報、エフェメリス情報およびＣ／Ａコード情報を備える。
【００１５】
もう一つの側面によれば、その位置情報にはタイミング情報を更に備える。
【００１６】
もう一つの側面によれば、その複数の人工衛星の少なくとも一つの位置情報を、他の複数の人工衛星の位置情報に対して時間シフトする。
【００１７】
もう一つの側面によれば、複数の人工衛星の各々の位置情報を、無線周波数信号として送信する前にミックスする。
【００１８】
もう一つの側面によれば、その位置情報の少なくとも一部を軌道上のＧＰＳ人工衛星から受信する。
【００１９】
もう一つの側面によれば、本方法には、その位置情報を含む無線周波数信号と一緒に非放送ＧＰＳ信号を使用して、ＧＰＳ受信機がそのＧＰＳ受信機の位置を決定できるように、ＧＰＳ時刻で位置情報を整列することを更に含む。
【００２０】
もう一つの側面によれば、そのＧＰＳ受信機はモバイル電話機である。
【００２１】
もう一つの側面によれば、軌道上のＧＰＳ人工衛星以外のソースから発するものとして、その無線周波数信号をＧＰＳ受信機は認識可能である。
【００２２】
もう一つの側面によれば、その無線周波数信号は断続的に送信される。
【００２３】
もう一つの側面によれば、その無線周波数信号のナビゲーション・データ情報のデータ速度は、非放送ＧＰＳ信号のナビゲーション・データ情報のデータ速度より早い。
【００２４】
もう一つの側面によれば、無線周波数信号に通信可能なように連結する電子的ハードウエアにロードまたはストアしたアプリケーション・プログラムにより、本方法のステップを実行する。
【００２５】
もう一つの側面によれば、本方法には、ＧＰＳ受信機でその無線周波数信号を受信することと、その無線周波数信号に含まれる情報を使用してそのＧＰＳ受信機の位置を決定することとを更に含む。
【００２６】
もう一つの側面によれば、その見掛けの場所とそのＧＰＳ受信機は建造物内にある。
【００２７】
もう一つの側面によれば、その位置情報の少なくとも幾つかを、非放送ＧＰＳ信号以外の少なくとも一つのソースから受信する。
【００２８】
もう一つの側面によれば、その位置情報はＧＰＳ時刻で整列していない。
【００２９】
もう一つの側面によれば、非放送ＧＰＳ信号以外の少なくとも一つのソースには、インターネットを経由してアクセスできる遠隔サーバを備える。
【００３０】
もう一つの側面によれば、その位置情報の少なくとも幾つかは、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する。
【００３１】
もう一つの側面によれば、その位置情報には、Ｃ／Ａコードと、架空のエフェメリスおよびアルマナック情報とを備える。
【００３２】
もう一つの側面によれば、そのシミュレートされた人工衛星は、見掛けの場所から約６時間オフセットした軌道を持つ人工衛星である。実際の人工衛星は地球の反対側にあり、ナビゲーション・データ・メッセージの時間を約６時間シフトするとＧＰＳ受信機に見えるようになる。
【００３３】
もう一つの側面によれば、そのＧＰＳ受信機の位置を決定するため、ＧＰＳ受信機が、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報を含む無線周波数信号と一緒に非放送ＧＰＳ信号を使用できるように、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報をＧＰＳ時刻で整列する。
【００３４】
もう一つの側面によれば、その位置情報は、ＧＰＳ時間から約６時間オフセットした軌道を持つシミュレートされた人工衛星の位置に対応する。
【００３５】
もう一つの側面によれば、そのシミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報はＧＰＳ時刻で整列していない。
【００３６】
本発明のもう一つの側面は、ＧＰＳ受信機の位置を決定するため、ＧＰＳ受信機の能力を増強する方法に関する。本方法には、ＧＰＳ受信機の位置を決定するため、ＧＰＳ受信機の能力を増強するための宇宙空間の場所を選択することと、複数の軌道上にあるＧＰＳ人工衛星のナビゲーション情報を含む信号を、選択した場所に放送することと、ナビゲーション情報を含む信号を使用して複数の軌道上にあるＧＰＳ人工衛星の位置を決定することと、軌道上にある複数のＧＰＳ人工衛星からの非放送ＧＰＳ信号を使用して、複数の軌道上にあるＧＰＳ人工衛星に対してＧＰＳ受信機の位置を決定することとを含む。
【００３７】
もう一つの側面によれば、そのナビゲーション情報にはアルマナックおよびエフェメリス情報を備える。
【００３８】
もう一つの側面によれば、そのナビゲーション情報を含む信号は無線周波数信号である。
【００３９】
本発明のもう一つの側面は、ＧＰＳ受信機に対して情報を送信するシステムに関する。本システムには、見掛けの場所およびアプリケーション・プログラムをストアするメモリと、そのアプリケーション・プログラムを実行する制御器とを含む。実行された場合は、アプリケーション・プログラムにより、システムは複数の人工衛星の位置に対応する位置情報を受信することが可能となり、そして、ＧＰＳ受信機が受信し、使用して、見掛けの場所にあるとしてＧＰＳ受信機の位置を計算することができる無線周波数信号として、位置情報を送信することが可能となる。
【００４０】
もう一つの側面によれば、その見掛けの場所は、ＧＰＳ受信機の場所とは異なる。
【００４１】
もう一つの側面によれば、その複数の人工衛星の少なくとも一つの位置情報を、他の複数の人工衛星の位置情報に対して時間シフトする。
【００４２】
もう一つの側面によれば、その複数の人工衛星の各々の位置情報を、無線周波数信号として送信する前にミックスする。
【００４３】
もう一つの側面によれば、アプリケーション・プログラムを実行した場合、位置情報を含む無線周波数信号と一緒に非放送ＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機が使用してＧＰＳ受信機の位置を決定できるよう、更にそのシステムはＧＰＳ時刻で位置情報を整列させる。
【００４４】
もう一つの側面によれば、軌道上のＧＰＳ人工衛星以外のソースから発するものとして、その無線周波数信号をＧＰＳ受信機は認識可能である。
【００４５】
もう一つの側面によれば、その位置情報の少なくとも幾つかを、非放送ＧＰＳ信号以外の少なくとも一つのソースから受信する。
【００４６】
もう一つの側面によれば、その位置情報はＧＰＳ時刻で整列していない。
【００４７】
もう一つの側面によれば、その位置情報の少なくとも幾つかは、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する。
【００４８】
もう一つの側面によれば、その位置情報には、Ｃ／Ａコードと、架空のエフェメリスおよびアルマナック情報とを備える。
【００４９】
もう一つの側面によれば、そのシミュレートされた人工衛星は、見掛けの場所から約６時間オフセットした軌道を持つ人工衛星である。
【００５０】
もう一つの側面によれば、ＧＰＳ受信機の位置を決定するため、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報を含む無線周波数信号と一緒に、非放送ＧＰＳ信号をＧＰＳ受信機が使用できるように、シミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報をＧＰＳ時刻で整列する。
【００５１】
もう一つの側面によれば、その位置情報は、見掛けに場所から約６時間オフセットした軌道を持つシミュレートされた人工衛星の位置に対応する。
【００５２】
もう一つの側面によれば、そのシミュレートされた人工衛星の位置に対応する位置情報はＧＰＳ時刻で整列していない。
【００５３】
これらのおよび更なる本発明の特徴は、以下の説明と添付の図面を参照して明らかになるであろう。説明と図面では、本発明の原理を採用する方法の幾つかを示すものとして、本発明の具体的な実施形態を詳細に開示したが、理解すべきは、本発明が、範囲においてそれに対応して制限されるものではない、ということである。むしろ、本発明は、添付の特許請求範囲の精神と表現内から生じる全ての変更、修正および等価を含む。
【００５４】
一つの実施形態に関して説明した、そして／または図示した特徴を、一つ以上の他の実施形態において、そして／または他の実施形態と組み合わせて、またはその代わりに、同じ方法または同様の方法で使用してもよい。
【００５５】
強調すべきことは、表現“備える／備えている”をこの特許明細書で使用する場合、述べた特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を特定するものと解釈するが、一つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下の詳細な説明では、類似の構成要素には、それらが本発明の異なる実施形態で示されるかどうかにかかわらず、同じ参照数字を付与した。明確で簡明な方法で本発明を示すため、図を拡大縮小する必要は無く、ある特徴を幾分図式的形式で示す可能性がある。
【００５７】
本明細書で使用するように、表現“電子装置”には、ＧＰＳデバイスのような携帯位置決定デバイスおよび携帯無線通信デバイスを含む。本明細書では今後モバイル電話機、モバイル・デバイス、モバイル無線端末またはモバイル端末と参照する携帯無線通信デバイスという表現には、限定はしないが、モバイル電話機、ページャ、コミュニケータ、即ち、電子手帳、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）または同様なものを含む全てのデバイスを含む。また、携帯無線通信デバイスは、ＧＰＳデバイスであってもよい。更に、本発明については携帯無線通信デバイスに関連して議論するが、理解すべきは、本発明には携帯無線通信デバイスに限定する意図はなく、音声そして／またはデータ通信に使用できる任意の型式の電子装置に適用可能である。本明細書で使用するように、表現“ＧＰＳデバイス”には、ＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号からその位置を決定することができる任意の電子装置を含む。
【００５８】
本明細書で使用するように、表現“人工衛星”には、架空の人工衛星と同じく、地球の任意の周りの軌道にある人工衛星を含む。本明細書で使用する表現“シミュレートされた人工衛星”には、例えば約６時間オフセットしており、地球の他の側に位置するため、ＧＰＳ受信機には見えない軌道にある実際の人工衛星と同じく、実際には軌道にない架空の人工衛星を含む。
【００５９】
最初に図２を参照して、一般的に提供されているのは、本発明によるＧＰＳ受信機に情報を提供することのできるＧＰＳ通信システムである。ＧＰＳ受信機１１４はしばしば、ビルディング１１８のような建造物内でＧＰＳ信号１１４を受信できないので、ビルディング内のＧＰＳ受信機が受信できる無線周波数信号１１２を送信するように、システムを構成する。無線周波数信号１１２を経由して送信された情報により、ＧＰＳ受信機１１４は、予め定められた見掛けの場所１１６としてその位置を計算できるようになることが望ましい。望ましくは、ＧＰＳ受信機１１４の物理的場所の如何にかかわらず、ＧＰＳ受信機１１４は、見掛けの場所１１６に位置しているように、そのＧＰＳ位置を計算するであろう。システムはメモリ１１０に見掛けの場所１１６の座標をストアしてもよい。また、メモリ１１０は、その中にアプリケーション・プログラムをストアしていてもよく、それを実行した時には、システムは外部ソースから位置情報１０２を受信し、無線周波数信号１１２としてその位置情報１０２を送信できるようになる。
【００６０】
無線周波数信号１１２を生成するため、Ｃ／Ａコード情報、アルマナック情報およびエフェメリス情報を望ましく含む位置情報１０２を受信するようにシステムを構成する。加えて、位置情報１０２はまた、エフェメリス情報に組み込んでもよいタイミング情報を含むのが望ましい。位置情報１０２は、外部ソースから受信するのが望ましい。例えば、軌道を回るＧＰＳ人工衛星から、または、インターネットを経由してアクセスできる遠隔サーバのような、軌道を回るＧＰＳ人工衛星以外の少なくとも一つのソースから、部分的または全体的に位置情報１０２を受信してもよい。従って、位置情報１０２は、位置情報１０２を受信する場所に近い地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星に対応していてもよい。加えて、位置情報１０２は、シミュレートされた人工衛星に対応していてもよく、そのシミュレートされた人工衛星は、軌道にある全てのＧＰＳ人工衛星または、位置情報１０２を受信する場所から約６時間離れた軌道を回るＧＰＳ人工衛星とは異なるＣ／Ａコードを有する、架空の人工衛星を表わしていてもよい。架空の人工衛星から位置情報１０２を受信する事例では、実際の軌道を回る人工衛星と架空の人工衛星の両方を探すようにＧＰＳ受信機１１４を構成するのが望ましい。加えて、位置情報１０２をＧＰＳ時刻で整列させてもよいし、させなくてもよく、このことは、位置情報１０２を受信する場所に近い地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星からのＧＰＳ信号で時間的に整列しなくてもよい、ということを意味する。その上、ハイブリッド・システムは、地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星およびインターネットのような人工衛星でないリソースの両方から位置情報１０２を使用してもよい。
【００６１】
次に、位置情報１０２はミキサ１０４でミックスされ、送信器１０６によって無線周波数信号１１２として送信される。制御器１０８は、ミキシングと送信の処理過程を制御するのが望ましく、メモリ１１０にアクセスして任意の適用可能なアプリケーション・プログラムを開始することができる。当業者にはよく理解されるように、以下の一つかその組合せとして制御器１０８を実装してもよく、それは、プログラマブル回路、集積回路、メモリとＩ／Ｏ回路、特定用途向け集積回路、マイクロコントローラ、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・ デバイス、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、他のプログラマブル回路または同様のものである。
【００６２】
ミキサ１０４は複数の人工衛星の位置に対応する位置情報１０２を受信する。位置情報１０２は個別信号の型式であってもよい。見掛けの場所１１６を知って、ＧＰＳ受信機１１４が見掛けの場所１１６にあれば受信するであろう非放送ＧＰＳ信号としてＧＰＳ受信機１１４に見える単一の無線周波数信号１１２を、システムは生成することができる。例えば、当業者にはよく理解されるように、もし位置情報１０２を地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星から受信するなら、ＧＰＳ信号は、それを受信した場所、例えば、建造物のトップで復調されるであろうし、次に、ＧＰＳ信号の時間差が、見掛けの場所１１６で受信するであろうＧＰＳ信号の時間差と整合するように、若干シフトして、例えば、時間シフトして再生されるであろう。次に、ＧＰＳ受信機１１４は、無線周波数信号１１２として送信されたＧＰＳ信号情報の時間差に基づき、見掛けの場所１１６の位置として、ＧＰＳ受信機位置１１４の位置を計算する。
【００６３】
次に図３では、ミキサ１０４と送信器１０６の更に詳細な図が提供されている。図に示すように、予め定められた見掛けの場所をメモリ１１０にストアしたシステムは、複数の人工衛星に対応する位置情報１０２を受信する。次に、ミキサ１０４が位置情報１０２をミックスして単一の信号を得る、例えば、数学的に加えて単一の信号を得る。ミックス処理過程の間、位置情報１０２を時間的にシフトし、その結果、ＧＰＳ受信機１１４には、例えば、第一の人工衛星は実際よりはるかに離れており、第二の人工衛星は実際より、より接近しているというように見えるであろう。ＧＰＳ受信機１１４に対してこの人工衛星の見え方の違いのため、ＧＰＳ受信機１１４は、その物理的場所と異なるようにその位置を計算する。当業者は認めるであろうが、ＧＰＳ受信機１１４の見込みから得た人工衛星の対応する位置により、ほぼ見掛けの場所で計算された位置を得る限り、任意の位置情報１０２の使用が可能である。
【００６４】
ミキサ１０４が位置情報１０２をミックスした後、その結果の信号は増幅されるのが望ましく、次に、送信器１０６により、無線周波数信号１１２として送信される。無線周波数信号１１２は、ＧＰＳ信号を人工衛星から送信する周波数と同じ周波数で送信される可能性があると考えられる。また、無線周波数信号１１２は、ＧＰＳ信号を人工衛星から送信するデータ速度より高いデータ速度で送信される可能性があると考えられる。例えば、５０ビット／秒の代わりに５００ビット／秒で、無線周波数信号１１２を送信してもよい。これは、ＧＰＳ受信器がナビゲーション・メッセージを受信するのに要する時間量を減少することになるであろう。ＧＰＳ受信器は、５００ビット／秒の信号を受信するよう、構成されるのが望ましいであろう。
【００６５】
加えて、無線周波数信号１１２は、断続的に送信される可能性があると考えられる。送信器１０６が無線周波数信号１１２を送信している場合より、送信器１０６が無線周波数信号１１２を送信していない場合のほうが、非放送ＧＰＳ信号を受信できるであろうということは、よりあり得る可能性がある。このように、無線周波数信号１１２は、非放送ＧＰＳ信号を検出するＧＰＳ受信器の能力に対して、より少ない障害を与えるであろう。また、ＧＰＳ受信器１１４が非放送ＧＰＳ信号を受信できるような場合では、非放送ＧＰＳ信号と同じく断続的無線周波数信号１１２を使用して、その位置を計算できる可能性がある。そのような場合には、見掛けの場所１１６とＧＰＳ受信器１１４の物理的場所との間のどこかにあるように、その位置をおそらく計算するであろう。加えて、断続的送信は、無線周波数信号１１２が建造物の外部のＧＰＳ受信器と干渉するであろうという可能性を低下する。断続的信号を受信し、その断続的送信を、軌道を回る人工衛星が発信元ではないものとして認識するよう構成した、ＧＰＳ受信器を使用するのが望ましい可能性がある。
【００６６】
一つの特定の実施形態では、位置情報１０２を使用して制御器１０８をプログラムし、少なくとも３個、望ましくは４個の人工衛星のためにシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームを生成する。人工衛星は、建造物のような障害物がなくても、ＧＰＳ受信器１１４と人工衛星との間の予め定められた見掛けの場所１１６で見えてもよく、また見えなくてもよい。言い換えれば、人工衛星は地平線上の軌道を回る人工衛星またはシミュレートされた人工衛星であってもよい。第一に、低ビット速度のデータ・ストリームを各人工衛星のために生成する。次に、適当な人工衛星に関連する拡散符号で、各データ・ストリームを細かく刻む。次に、制御器１０８は、メモリにストアした見掛けの場所１１６と、位置情報１０２からのエフェメリス・データと、現地時間の推定とを使用して、信号間の相対的な時間遅延を計算する。望ましい実施形態では、制御器１０８はまた、３個以上の人工衛星信号のうちの少なくとも一つに対して、片道の遅延を計算する。この片道遅延と相対的な時間遅延とを使用して、制御器は、適当な時間でかつ適当に差別的な時間遅延で、３個以上のシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームをミキサ１０４に提供し、その結果、ビットストリームを受信するＧＰＳ受信器１１４がほぼ見掛けの場所１１６にあるとしてその位置を計算するであろう。ミキサ１０４はこれらのビットストリームを複合無線周波数信号（その速度は、ＧＰＳデータ速度であってもなくてもよい）に変換するが、その信号は、見掛けの場所１１６に見える３個以上の人工衛星からの無線周波数信号をシミュレートするものである。次に送信器１０６はその複合無線周波数信号を送信する。
【００６７】
また、ＧＰＳ受信器１１４は軌道を回る人工衛星から非放送ＧＰＳ信号を受信する可能性があるので、軌道を回るＧＰＳ人工衛星以外のソースから発するよう、ＧＰＳ受信器１１４が識別可能な修正済の無線周波数信号１１２を生成ことが望ましい可能性がある。例えば、無線周波数信号１１２でのＣ／Ａコードと関連するナビゲーション・データ・メッセージの１ビットを、非放送ＧＰＳ信号とは異なるとして無線周波数信号に印を付けるよう変更可能である。送信器１０６から発する信号からの非放送ＧＰＳ信号を認識し、区別するように、ＧＰＳ受信器１１４を特別に構成するのが望ましいであろう。そのようなシステムの一つの利点は、送信器１０６が送信する無線周波数信号１１２と非放送ＧＰＳ信号とをＧＰＳ受信器１１４が混同することがより少なくなるであろう、ということである。もう一つの利点は、ＧＰＳ時刻で無線周波数信号１１２を整列する必要がない、ということであり、これは、その信号を異なるものとして識別するであろうという理由で、その位置を計算するために非放送ＧＰＳ信号と一緒に無線周波数信号１１２をＧＰＳ受信器１１４が使用しないためである。
【００６８】
次に図４では、軌道を回るＧＰＳ人工衛星１０以外のソースからの位置情報を受信するように構成したＧＰＳ通信システムが提供されている。図に示すように、位置情報４０２をインターネットのようなネットワーク４２０を経由して受信する。例えば、ネットワーク４２０を経由してアクセス可能なサーバに、位置情報４０２をストアしてもよい。それ故、位置情報４０２は軌道を回るＧＰＳ人工衛星以外のソースから発する。図２に示したシステムの様に、制御器（図示せず）およびメモリ（図示せず）が位置情報を受信し、見掛けの場所４１６をストアするためにそれを使用する。また、図２のシステムの様に、位置情報４０２をミックスするためミキサ４０４を使用し、ＧＰＳ受信器４１４が受信する無線周波数信号４１２を送信するため送信器４０６を使用する。
【００６９】
図４のシステムは軌道を回るＧＰＳ人工衛星１０以外のソースから位置情報４０２を受信するので、無線周波数信号４１２を生成するために使用される位置情報４０２は、見掛けの場所４１６を含む建造物４１８を最も近く軌道を回るＧＰＳ人工衛星に対抗するように、シミュレートされた人工衛星に対応する可能性がある。例えば、位置情報４０２は、建造物４１８に最も近い地平線上の人工衛星から約６時間（地球の他の側に）オフセットしている軌道を持つ人工衛星に対応する可能性がある。
【００７０】
図２のシステムの様に、制御器は、位置情報４０２に対応して、少なくとも３個、望ましくは４個の人工衛星のためにシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームを生成するのが望ましい。次に、適当な人工衛星に関連する拡散符号で、各データ・ストリームを細かく刻む。次に、制御器１０８は、メモリにストアした見掛けの場所４１６と位置情報４０２からのエフェメリス・データとを使用して、信号間の相対的な時間遅延を計算するであろう。望ましい実施形態では、制御器はまた、３個以上の人工衛星信号のうちの少なくとも一つに対して、片道の遅延を計算する。この片道遅延と相対的な時間遅延とを使用して、制御器は、適当な時間でかつ適当に差別的な時間遅延で、３個以上のシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームをミキサ４０４に提供し、その結果、ビットストリームを受信するＧＰＳ受信器４１４がほぼ見掛けの場所４１６にあるとしてその位置を計算するであろう。ミキサ４０４はこれらのビットストリームを複合無線周波数信号（その速度は、ＧＰＳデータ速度であってもなくてもよい）に変換するが、その信号は、見掛けの場所４１６に見える３個以上の人工衛星からの無線周波数信号をシミュレートするものである。次に送信器４０６はその複合無線周波数信号を送信する。
【００７１】
約６時間オフセットしている軌道を持つ人工衛星を表わすシミュレートされた人工衛星を使用する一つの利点は、シミュレートされた人工衛星のＣ／Ａコードが、地平線上の人工衛星が使用するそれらと衝突せず、従って、シミュレートされた人工衛星と地平線上の人工衛星との間の衝突の可能性が最少になる、ということである。もしＧＰＳ受信器４１４がたまたま、ＧＰＳ信号１４ｘのような非放送ＧＰＳ信号を受信する場合には、無線周波数信号４１２を経由して受信した情報とは非常に異なるため、ＧＰＳ受信器４１４は、その非放送ＧＰＳ信号１４ｘをよそものとして無視するであろうということが、より多くありそうである。結果として、シミュレートされた人工衛星をＧＰＳ時間で整列する必要性はなくてもよい。一度ＧＰＳ受信器４１４が建造物４１８を離れると、無線周波数信号４１２を完全に失い、非放送ＧＰＳ信号１４ｘを獲得し、その位置を計算する。加えて、ＧＰＳ受信器４１４の側で起こりうる衝突を更に避けるため、無線周波数信号４１２にはシミュレートされた人工衛星の位置情報を含み、地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星の位置情報を含まないということを認識するよう、ＧＰＳ受信器４１４をまた構成することができるであろう。
【００７２】
加えて、また、約６時間オフセットしている軌道を持つ人工衛星に対応する位置情報４０２をＧＰＳ時間に整合するよう時間シフトしてもよい。言い換えれば、位置情報４０２には、地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星に正しく整合するナビゲーション・ビットとエフェメリス・データを含む。エフェメリス・データを、現在の時間に整合するようにシフトできるか、ナビゲーション・ビットにおける時間を６時間前の時間に対応するようにシフトできる。どちらの場合でも、エフェメリス・データは時間に関してシフトされる。システムがＧＰＳ時間で整列している限り、受信器４１４は一つ以上のＧＰＳ人工衛星１０からＧＰＳ信号１４ｘを受信でき、無線周波数信号４１２に含まれる情報と一緒にその情報を使用して、ＧＰＳ受信器４１４の場所を決定できる。この場合では、ＧＰＳ受信器４１４は、見掛けの場所４１６とその物理的場所との間のどこかにその位置があると決定することであろう。再度、ＧＰＳ受信器４１４が非放送ＧＰＳ信号１４ｘと無線周波数信号４１２との間を区別することができる、ということは望ましいかもしれません。
【００７３】
次に図４では、軌道を回るＧＰＳ人工衛星以外のソースからの位置情報を受信するように構成したもう一つのＧＰＳ通信システムが提供されている。図に示すように、位置情報５０２をメモリ５１０にストアする。それ故、位置情報５０２は、軌道を回るＧＰＳ人工衛星以外のソースから発する。位置情報５０２は、完全に作り上げられるかもしれない。例えば、Ｃ／Ａコードを、ＧＰＳ受信器５１４が受信可能な人工衛星信号を生成するよう、架空のエフェメリスおよびアルマナック情報と関連させることができる。Ｃ／Ａコードは軌道を回る人工衛星に対応してもよいし、架空の人工衛星に対応してもよい。もしＣ／Ａコードが架空の人工衛星に対応するなら、架空の人工衛星のＣ／Ａコードを含む信号を受信するよう、ＧＰＳ受信器５１４を構成することが好ましい。
【００７４】
制御器５０８はＣ／Ａコードとナビゲーション情報を合成して、メモリ５１０にストアする位置情報５０２を生成する。また、メモリ５１０は見掛けの場所５１６をストアするのが好ましい。次に、ミキサ５０４は、制御器５０８が生成する位置情報５０２を受信し、位置情報５０２をミックスする。次に、送信器５０６は、ＧＰＳ受信器５１４が受信する無線周波数信号５１２を送信する。
【００７５】
図５のシステムは軌道を回るＧＰＳ人工衛星１０以外のソースから位置情報５０２を受信するので、無線周波数信号５１２を生成するために使用する位置情報はシミュレートされた人工衛星に対応するのが望ましく、その人工衛星は、現存の軌道を回る人工衛星に対応するＣ／Ａコードを持ってもよいし、架空の人工衛星にのみ対応するＣ／Ａコードを持っていてもよい。Ｃ／Ａコードは、見掛けの場所５１６から約６時間オフセットした人工衛星に対応することが望ましいが、その理由は、それらが地球の他の側にあり、地平線の人工衛星から発する見える可能性のある人工衛星信号と干渉しないだろう、ということである。図２のシステムの様に、制御器５０８は、位置情報５０２に対応して、少なくとも３個、望ましくは４個の人工衛星のため、シミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームを生成するのが望ましい。次に、適当な人工衛星に関連する拡散符号で、各データ・ストリームを細かく刻む。次に、制御器５０８は、メモリにストアした見掛けの場所５１６と位置情報５０２からのエフェメリス・データとを使用して、信号間の相対的な時間遅延を計算する。望ましい実施形態では、制御器５０８はまた、３個以上の人工衛星信号のうちの少なくとも一つに対して、片道の遅延を計算する。この片道遅延と相対的な時間遅延とを使用して、制御器は、適当な時間でかつ適当に差別的な時間遅延で、３個以上のシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームをミキサ５０４に提供し、その結果、ビットストリームを受信するＧＰＳ受信器５１４がほぼ見掛けの場所５１６にあるとしてＧＰＳ受信器の位置を計算するであろう。ミキサ５０４はこれらのビットストリームを複合無線周波数信号（その速度は、ＧＰＳデータ速度であってもなくてもよい）に変換するが、その信号は、見掛けの場所５１６に見える３個以上の人工衛星からの無線周波数信号をシミュレートするものである。次に送信器５０６はその複合無線周波数信号を送信する。
【００７６】
架空のエフェメリスとアルマナック情報を有するシミュレートされた人工衛星を使用する一つの利点は、人工衛星のナビゲーション情報を更新する必要がない、ということである。それ故、そのシステムは、ネットワークに接続する必要がない、または軌道を回る人工衛星から情報を受信する必要のないように、完全に自己完結していることができる。シミュレートされた人工衛星はＧＰＳ時刻で整列してもよいし、しなくてもよい。もしシミュレートされた人工衛星がＧＰＳ時刻で整列していないなら、ＧＰＳ受信器５１４は、それが建築物を離れ、次にその位置を計算するため非放送ＧＰＳ信号を獲得する場合、無線周波数信号５１２を完全に失うであろう。加えて、ＧＰＳ受信器５１４で側の起こりうる混乱を更に避けるため、無線周波数信号５１２がシミュレートされた人工衛星の位置情報を含み、地平線の軌道を回るＧＰＳ人工衛星の位置情報を含まないことを認識するよう、ＧＰＳ受信器５１４をまた構成することができるであろう。
【００７７】
しかしながら、もしシミュレートされた人工衛星をＧＰＳ時刻で整列しないなら、ＧＰＳ受信器５１４の位置を決定するため、受信器５１４は一つ以上の人工衛星１０からＧＰＳ信号１４ｘを受信し、無線周波数信号５１２に含まれる情報と一緒にその情報を使用できてもよい。この場合においては、ＧＰＳ受信器５１４は、見掛けの場所５１６とその物理的場所との間のどこかにその位置があると決定するであろう。再度、ＧＰＳ受信器５１４が非放送ＧＰＳ信号１４ｘと無線周波数信号５１２との間を区別することができる、ということは望ましいかもしれません。
【００７８】
次に図６では、軌道を回るＧＰＳ人工衛星１０からの位置情報を受信するように構成したＧＰＳ通信システムが提供されている。図に示すように、軌道を回るＧＰＳ人工衛星１０から送信した非放送ＧＰＳ信号を経由して位置情報６０２を受信する。図４に示したシステムの様に、制御器（図示せず）およびメモリ（図示せず）によって位置情報を受信し、見掛けの場所６１６をストアするためにその位置情報を使用する。また、図２および図４のシステムの様に、位置情報６０２をミックスするためミキサ６０４を使用し、ＧＰＳ受信器６１４が受信する無線周波数信号６１２を送信するため送信器６０６を使用する。しかしながら、図４のシステムと異なり、図６のシステムにはまた、ＧＰＳアンテナ６００およびＧＰＳ受信器６０１を含む。アンテナ６００は非放送ＧＰＳ信号１４を受信し、ＧＰＳ受信器６０１は受信したＧＰＳ信号１４を復調して位置情報６０２を生成する。
【００７９】
図２と４のシステムの様に、制御器は、位置情報６０２に対応して、少なくとも３個、望ましくは４個の人工衛星のためにシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームを生成するのが望ましい。次に、適当な人工衛星に関連する拡散符号で、各データ・ストリームを細かく刻む。次に、制御器は、メモリにストアした見掛けの場所６１６と位置情報６０２からのエフェメリス・データとを使用して、信号間の相対的な時間遅延を計算する。望ましい実施形態では、制御器はまた、３個以上の人工衛星信号のうちの少なくとも一つに対して、片道の遅延を計算する。この片道遅延と相対的な時間遅延とを使用して、制御器は、ビットストリームを受信するＧＰＳ受信器６１４が見掛けの場所６１６にあるとしてその位置を計算するように、適当な時間でかつ適当に差別的な時間遅延で、３個以上のシミュレートされたＧＰＳ信号ビットストリームをミキサ６０４に提供する。ミキサ６０４はこれらのビットストリームを複合無線周波数信号（その速度は、ＧＰＳデータ速度であってもなくてもよい）に変換するが、その信号は、見掛けの場所６１６から干渉なしでＧＰＳ受信器６１４が受信可能であろう３個以上の人工衛星からの無線周波数信号をシミュレートするものである。次に送信器６０６はその複合無線周波数信号６１２をＧＰＳ受信器６１４に送信する。
【００８０】
加えて、位置情報６０２には、地平線上の軌道を回るＧＰＳ人工衛星に正しく整合するナビゲーション・ビットとエフェメリス・データを含むように、位置情報６０２をＧＰＳ時間で整列することは、好ましいかもしれない。もし位置情報６０２をＧＰＳ時間で整列すると、受信器６１４は一つ以上のＧＰＳ人工衛星１０から非放送ＧＰＳ信号１４ｘを受信し、ＧＰＳ受信器６１４の位置を決定するため、無線周波数信号６１２に含まれる情報と一緒にその情報を使用することができる。この場合では、ＧＰＳ受信器６１４は、見掛けの場所６１６とその物理的場所との間のどこかにその位置があると決定するであろう。再度、ＧＰＳ受信器６１４が非放送ＧＰＳ信号１４ｘと無線周波数信号６１２との間を区別することができる、ということは望ましいかもしれません。
【００８１】
非放送ＧＰＳ信号を置き換えるために無線周波数信号を提供するのに加えて、その位置を決定するため非放送ＧＰＳ信号に加えて、受信した位置情報をＧＰＳ受信器が使用できるように、位置情報を含む無線周波数信号を提供することもまた、好ましいかもしれない。ＧＰＳ受信器は、それらが復調できる以上にはるかに弱いＧＰＳ信号を受信できる、ということは知られている。例えば、典型的なＧＰＳ受信器は−１４０ｄＢｍおよびこれより大きいＧＰＳ信号を復調できるのみであるかも知れないが、典型的なＧＰＳ受信器は、−１６０ｄＢｍおよびそれより大きいＧＰＳ信号を受信できる可能性がある。もう一つのソースからナビゲーション情報を受信できるＧＰＳ受信器は、例えば、近くのウィンドウを通過する非放送ＧＰＳ信号としてＧＰＳ受信器１１４にアクセスできてもよい、より弱い非放送ＧＰＳ信号を使用して、その位置を計算できるであろう。それ故、本発明の一つの実施形態では、無線周波数信号を経由してＧＰＳ受信器に位置情報を送信する。ＧＰＳ受信器を、位置情報を含む無線周波数信号を受信するよう構成する。更に、ＧＰＳ受信器を、複数の（少なくとも３個が好ましい）人工衛星の位置を決定するため、その位置情報を使用するよう構成する。更に、ＧＰＳ受信器を、人工衛星の位置に対してその位置を決定するため、非放送ＧＰＳ信号を使用するよう構成する。この様にして、ＧＰＳ受信器は、はるかに弱い非放送ＧＰＳ信号からその位置を決定することができる。
【００８２】
当業者は理解するであろうが、ＳＭＳ、ＧＰＲＳ等のような従来のモバイルまたはセルラ・サービス、ＷＬＡＮインタフェース（例えば、８０２．１１ａ、ｂそして／またはｇ標準に基づく無線ネットワーク）、人工衛星インタフェース、ブルートゥース（Bluetooth）・インタフェースまたは、任意の型式の無線周波数信号を受信するように構成されてもよい、ＧＰＳ受信器に適用可能な任意の通信媒体を使用するような型式で、無線周波数信号と一緒に送信する位置情報をＧＰＳ受信器に提供してもよい。
【００８３】
次に図７では、ＧＰＳ受信器に情報を提供するための本発明による方法を図示するフローチャートを提供している。フローは処理ブロック７０２で開始し、見掛けの場所を選択する。例えば、見掛けの場所はビルディング内にあってもよい。次にフローは処理ブロック７０４に続く。処理ブロック７０４では、複数の人工衛星に対応する位置情報を受信する。その位置情報は、位置情報を模擬するソースからであってもよい。次に、進行は処理ブロック７０６に流れ、ＧＰＳ受信器が受信して使用できる無線周波数信号として位置情報を送信し、ＧＰＳ受信器の物理的場所に関係なく、見掛けの場所にあるとしてＧＰＳ受信器の位置を計算する。
【００８４】
図８は、ＧＰＳ受信器がその位置決定の能力を増加するための本発明による方法を図示するフローチャートである。フローは処理ブロック８０２で開始し、宇宙の場所を選択し、その範囲内でＧＰＳ受信器はその位置決定の能力を増加する。次に、フローは処理ブロック８０４に続き、複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星のためのナビゲーション情報を含む信号を選択された場所に放送する。次に、進行は処理ブロック８０６に続き、ナビゲーション情報を含む信号を使用して、複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星の位置を決定する。次に、フローは処理ブロック８０８に続き、複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星からの非放送ＧＰＳ信号を使用して、複数の軌道を回るＧＰＳ人工衛星に関してＧＰＳ受信器の位置を決定する。
【００８５】
本発明について、ある望ましい実施形態に関して示し、説明したが、本明細書を読みそして理解すれば、等価物および修正物が、当業者には起こるであろうということは明らかである。本発明は、そのような全ての等価物および修正物を含み、以下の特許請求項の範囲によってのみ制限を受ける。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ＧＰＳ通信システムの概略図である。
【図２】本発明によってＧＰＳ受信機に情報を提供するシステムの概略図である。
【図３】図１のシステムのある側面を示す更に詳細な略図である。
【図４】非放送ＧＰＳ信号以外のソースから人工衛星位置情報を導き出すＧＰＳ受信機に情報を提供する典型的なシステムを示す概略図である。
【図５】非放送ＧＰＳ信号から人工衛星位置情報を導き出すＧＰＳ受信機に情報を提供する典型的なシステムを示す概略図である。
【図６】ＧＰＳ通信システムの概略図である。
【図７】ＧＰＳ受信機に情報を提供するたの本発明による方法を示すフローチャートである。
【図８】自身の位置を決定するため、ＧＰＳ受信機の能力を増加するための本発明による方法を示すフローチャートである。
【図１】
2009528538.tif 000003
【図２】
2009528538.tif 000004
【図３】
2009528538.tif 000005
【図４】
2009528538.tif 000006
【図５】
2009528538.tif 000007
【図６】
2009528538.tif 000008
【図７】
2009528538.tif 000009
【図８】
2009528538.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月19日(2008.9.19)
【手続補正１】
【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】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を提供する方法であって、
前記ＧＰＳ受信器の場所とは異なる予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）を受信し、
複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信し、
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の受信に続けて、前記複数の人工衛星（１０）のうちの少なくとも一つのための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）が、前記他の複数の人工衛星（１０）のための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）に対して、前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）の位置とおよそ関連するように時間シフトし、
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信し、且つ、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）にほぼあるものとして前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を計算するために使用可能な無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を生成するため、前記受信した位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）をミックスし、
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を送信すること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を提供する方法であって、
予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）を受信し、
複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信し、
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の受信に続けて、前記複数の人工衛星（１０）のうちの少なくとも一つのための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）が、前記他の複数の人工衛星（１０）のための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）に対して、前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）の位置とおよそ関連するように時間シフトし、
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信し、且つ、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）にほぼあるものとして前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を計算するために使用可能な一つの無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を生成するため、前記受信した位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）と見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）とを使用し、
軌道を回るＧＰＳ人工衛星（１０）から送信された信号と同じ周波数で前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を送信すること、
を特徴とする方法。
【請求項３】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも一部を、軌道を回るＧＰＳ人工衛星から受信すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を含む無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）と一緒に非放送ＧＰＳ信号（１４ｘ）を使用して、ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が当該ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を決定できるように、ＧＰＳ時刻で前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を整列することを更に備えること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかは、シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応する、前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかは、前記見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）から約６時間オフセットした軌道をもつ人工衛星（１０）から導かれること、
を特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記無線周波数信号（１１２、４１２、５１２、６１２）を断続的に送信すること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）に情報を送信するシステムであって、
見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）およびアプリケーション・プログラムをストアするメモリ（１１０、５１０）と、
アプリケーション・プログラムを実行する制御器（１０８、５１８）と、
を備え、
前記アプリケーション・プログラムを実行した場合、前記システムは、
複数の人工衛星（１０）の位置に対応する位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）を受信し、
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の受信に続けて、前記複数の人工衛星（１０）のうちの少なくとも一つのための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）が、前記他の複数の人工衛星（１０）のための前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）に対して、前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）の位置とおよそ関連するように時間シフトし、
前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が受信し、且つ、前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）が前記予め定められた見掛けの場所（１１６、４１６、５１６、６１６）にほぼあるものとして前記ＧＰＳ受信器（１１４、４１４、５１４、６０１、６１４）の位置を計算するために使用可能な無線周波数信号を生成するため、前記受信した位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）をミックスし、
前記無線周波数信号を送信すること、
を特徴とするシステム。
【請求項９】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも一部を、軌道を回るＧＰＳ人工衛星から受信すること、
を特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記位置情報（１０２、４０２、５０２、６０２）の少なくとも幾つかは、シミュレートされた人工衛星（１０）の位置に対応すること、
を特徴とする請求項８又は９に記載のシステム。
【国際調査報告】
2009528538.tif 000011
2009528538.tif 000012
2009528538.tif 000013