(57)【要約】【課題】測位結果を短時間で取得することができる測位装置、測位方法、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム及び測位装置の制御プログラムを記録した記録媒体を提供すること。【解決手段】位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位手段と、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成手段と、通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得手段と、通信可能範囲情報に基づいて重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成手段と、重複範囲情報に含まれる点の中から初期位置情報を生成する初期位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置４０。【選択図】図４
2006126129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位手段と、
通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成手段と、
前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得手段と、
前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成手段と、
前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記通信可能範囲情報は、前記基地局の位置と前記基地局が移動局との間で通信が可能な距離を示す通信可能距離情報とを含み、前記通信可能範囲は前記基地局を中心として前記通信可能距離を半径とする円で表されることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記通信可能な基地局の数が２である場合に、前記初期位置情報設定手段は、２つの基地局の位置を結ぶ線分を、前記通信可能距離の比と同じ比率で分割する点を前記初期位置に選定することを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記通信可能な基地局の数が３以上である場合に、前記初期位置情報生成手段は、各基地局の位置を頂点とする多角形の重心の位置を前記初期位置として選定することを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
【請求項５】
位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位手段と、
通信が可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成手段と、
前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能基地局のそれぞれの位置及び信号の発信強度を含む基地局信号強度情報を取得する基地局信号強度情報取得手段と、
前記通信可能な基地局から発信される電波の受信地点における信号強度を示す受信地点信号強度情報を生成する受信地点信号強度情報生成手段と、
前記基地局信号強度情報と前記受信地点信号強度情報とに基づいて、前記基地局と測位装置の現在位置の間の距離を算出する基地局距離情報生成手段と、
前記基地局位置情報と前記信号強度情報とに基づいて前記測位の際に使用する初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項６】
測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、
通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、
通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、
重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、
初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、
を有することを特徴とする測位方法。
【請求項７】
コンピュータに、
測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、
通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、
通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、
重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、
初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、
を実行させるための測位装置の制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、
通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、
通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、
重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、
初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、
を実行させるための測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位装置、測位方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、人工衛星を利用して位置を測位する測位システムとしてＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）装置が用いられている。ＧＰＳ装置による測位では、位置計算の初期値とするため、また、ＧＰＳ衛星が発信する電波のドップラー効果による見かけの周波数変動を算出するために、ＧＰＳ装置の仮の位置（初期位置）を用意する必要がある。
特許文献１には、基地局の位置又は前回測位位置を初期位置として使用する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１３３５３５号公報（図５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、基地局の位置を初期位置とした場合、例えば、ＧＰＳ受信機の位置が実際には前回測位した位置に近く、基地局とは遠い場合であっても、初期位置が基地局の位置となる。また、前回測位位置を初期位置とした場合、前回測位から長時間が経過していると、ＧＰＳ受信機の実際の位置と初期位置との距離は大きくなっている確率が高い。このように、ＧＰＳ受信機の実際の位置と初期位置との差が大きい状態で測位を開始すると、ＧＰＳ衛星からの信号のドップラー効果の計算を正確に行うことができず、測位に長時間を要する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、衛星航法システムに用いられる衛星からの信号のドップラー効果の計算を正確に行い、測位結果を短時間で取得することができる測位装置、測位方法、測位装置の制御プログラム及び測位装置の制御プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位手段と、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成手段と、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得手段と、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成手段と、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、通信可能基地局情報生成手段は、測位装置が測位を行う時点において測位装置と通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する。通信可能基地局情報に含まれる識別情報は、情報提供装置に対して通信可能範囲情報を要求する際に、どの基地局についての情報が必要であるかを特定するために必要な情報である。通信可能な基地局の数は、初期位置の算出方法を選択するために必要な情報である。
通信可能な基地局の数が２以上である場合には通信可能範囲情報取得手段は、情報提供装置に対して、通信可能な基地局についての通信可能範囲情報を測位装置に送信するように要求する。ここで、情報提供装置はたとえばインターネットに接続されていて測位装置と通信可能なように構成されているサーバである。
重複範囲情報生成手段は、通信範囲情報に基づいて測位装置が通信可能な複数の基地局の通信可能範囲が重なり合っている範囲を示す重複範囲情報を生成する。
【０００７】
セルラ通信網、たとえば携帯電話網においては、ハンドオーバーを確実に行うために、基地局が移動局との間で通信可能な範囲（セル）は互いに重なり合うように配置されている。このため、測位装置が複数の基地局と通信可能である場合には、測位装置はセルが重複している範囲に位置しているということができる。
そこで、初期位置情報生成手段は、重複範囲情報が示す範囲に含まれる点の中から初期位置を選定し、その座標を初期位置情報として生成する。
測位手段は、初期位置情報を利用して位置情報衛星が発信する位置関連信号の捕捉を行い、測位装置の現在位置を測位する。
【０００８】
このように、測位装置が位置している可能性のある範囲を、セルの重複範囲という狭い範囲に絞り込みその範囲の中から初期位置を選定しているので、基地局の位置を初期位置とする場合に比べ、測位装置の真の位置に近い位置を初期位置として設定することができる。また、前回測位から長時間経過している場合にも、前回測位位置を初期位置とする場合に比べ、測位装置の真の位置に近い位置を初期位置として設定することができる。
このため、本発明の測位装置によれば、ドップラー効果による位置関連信号の見かけの周波数のずれを正確に予測することができ、測位結果を短時間で取得することができる。
【０００９】
好ましくは、第２の発明によれば、第１の発明の構成において、前記通信可能範囲情報は、前記基地局の位置と前記基地局が移動局との間で通信が可能な距離を示す通信可能距離情報とを含み、前記通信可能範囲は前記基地局を中心として前記通信可能距離を半径とする円で表されることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明の構成によれば、基地局の通信可能範囲は基地局の位置を中心とし、通信可能距離を半径とする円によって示されている。
このため、他の方法、たとえば頂点数の多い多角形の各頂点の座標により通信可能範囲を示した場合に比べ、単純な計算によって重複範囲情報を算出することができる。
【００１１】
好ましくは、第３の発明によれば、第２の発明の構成において、前記通信可能な基地局の数が２である場合に、前記初期位置情報設定手段は、２つの基地局の位置を結ぶ線分を、前記通信可能距離の比と同じ比率で分割する点を前記初期位置に選定することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明の構成によれば、初期位置情報生成手段は、２つの通信可能な基地局の通信可能距離の比に基づいて、重複範囲に含まれ、かつ、２つの基地局の位置を結ぶ線分上の点を初期位置として選定する。
測位装置が、ある時点において、ある基地局の通信可能範囲内に位置している確率は、その通信可能範囲が狭いほど低くなる。したがって、測位装置が２つの円のいずれにも含まれる範囲内に位置しているとわかった場合には、測位装置の真の位置は、重複範囲の中で小さい領域に近い側にある確率が高ということができる。
そこで、第３の発明の測位装置では、初期位置情報生成手段は２つの基地局の位置を結ぶ線分を、通信可能距離の比と同じ比で分割する点を初期位置として選定する。
このため、測位装置の真の位置に近い確率が高い点を初期位置として選定することができる。
【００１３】
好ましくは、第４の発明によれば、第２の発明の構成において、前記通信可能な基地局の数が３以上である場合に、前記初期位置情報生成手段は、各基地局の位置を頂点とする多角形の重心の位置を前記初期位置として選定することを特徴とする。
【００１４】
第４の発明の構成によれば、通信可能な基地局の数が３以上である場合に、初期位置情報生成手段は、各基地局の位置を頂点とする多角形の重心を、初期位置として選定する。
たとえば、測位装置が３つの基地局と通信可能な場合には、重複範囲は３つの円弧に囲まれた略３角形内部の範囲となる（図６（b）参照）。このような領域から、初期位置を選択するに当たり、たとえばこの領域の重心を初期位置とすることは、一応合理的であると考えられる。しかし、このような図形の重心を正確に求めるためには、大量の計算が必要であり、特に、軽量であることやバッテリの持続時間が長いことが望まれる携帯端末においては好ましくない。
そこで、第４の発明の測位装置では、重複範囲の図心を直接計算する代わりに、少ない計算量で算出できる基地局の位置を頂点とする多角形の重心を初期位置として選定する。このように算出しても、各基地局の通信可能距離がほぼ等しい場合には、重複領域の重心とのずれはごく小さいものとなる。
このため、短時間で、かつ、少ない消費電力で初期位置を設定することができる。
【００１５】
前記目的は、第５の発明によれば、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位手段と、通信が可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成手段と、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能基地局のそれぞれの位置及び信号の発信強度を含む基地局信号強度情報を取得する基地局信号強度情報取得手段と、前記通信可能な基地局から発信される電波の受信地点における信号強度を示す受信地点信号強度情報を生成する受信地点信号強度情報生成手段と、前記基地局信号強度情報と前記受信地点信号強度情報とに基づいて、前記基地局と測位装置の現在位置の間の距離を算出する基地局距離情報生成手段と、前記基地局位置情報と前記信号強度情報とに基づいて前記測位の際に使用する初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【００１６】
第５の発明の構成によれば、信号強度情報受信手段は測位装置と通信可能な基地局の位置及び基地局が発信する電波の信号強度を情報提供装置に要求して取得する。信号強度情報生成手段は、測位装置の現在位置における基地局から受信される電波の信号強度を示す信号強度情報を生成する。
基地局距離情報生成手段は、基地局信号強度情報と受信地点信号強度情報に基づいて各基地局と受信地点との間の距離を算出する。
初期位置情報生成手段は、複数の基地局までの距離を含んでいる基地局距離情報に基づいて、携帯端末の真の現在位置に近い点を初期位置として選択し、初期位置情報を生成する。
【００１７】
このように、第５の発明では、携帯端末の現在地点における電波強度という実測値によって求められた基地局までの距離に基づいて携帯端末の初期位置を決定している。そのため、本発明の測位装置によれば、ドップラー効果による位置関連信号の見かけの周波数のずれを正確に予測することができ、測位結果を短時間で取得することができる。
【００１８】
前記目的は、第６の発明によれば、測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、を有することを特徴とする測位方法より達成される。
【００１９】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、を実行させるための測位装置の制御プログラムより達成される。
【００２０】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、測位手段が、位置情報衛星から位置関連信号を受信して現在位置を測位する測位ステップと、通信可能基地局情報生成手段が、通信可能な基地局の数及び識別情報を含む通信可能基地局情報を生成する通信可能基地局情報生成ステップと、通信可能範囲情報取得手段が、前記通信可能な基地局の数が２以上である場合に、通信網を介して情報提供装置から前記通信可能な基地局のそれぞれについての、移動局との間で通信が可能な地理的範囲を示す通信可能範囲情報を取得する通信可能範囲情報取得ステップと、重複範囲情報生成手段が、前記通信可能範囲情報に基づいて、前記複数の通信可能基地局の通信可能範囲が共通して含む範囲を示す重複範囲情報を生成する重複範囲情報生成ステップと、初期位置情報生成手段が、前記重複範囲情報に含まれる点の中から前記測位の際に使用する初期位置を選定し前記初期位置の座標を示す初期位置情報を生成する初期位置情報生成ステップと、を実行させるための測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体により達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態の携帯端末４０等を示す概略図である。測位装置の一例である携帯端末４０は、測位手段の一例であるＧＰＳ装置５０を有している。ＧＰＳ装置５０は、位置情報衛星の一例であるＧＰＳ衛星１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄから発信される位置関連信号の一例である信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４を受信して、携帯端末４０の現在位置を算出する。
携帯端末４０と情報提供装置の一例である位置サーバ２０は、それぞれ通信装置を有していて、基地局１４及び携帯通信網１６を介して、相互に通信を行うことができる。携帯端末４０は、測位のために必要な情報の一部を位置サーバ２０から取得できるように構成されている。
情報提供装置は、図１に示すように１台の位置サーバ２０による構成のほか、複数の位置サーバを設けて負荷の分散を図る構成としてもよい。また、各基地局１４ａ、１４ｂ等が位置サーバの機能を兼ね備える構成としてもよい。
【００２３】
（携帯端末４０の主なハードウエア構成について）
図２は、図１の携帯端末４０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
携帯端末４０は、制御機能及び演算機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４４、記憶装置４６、たとえば操作ボタンから成る入力装置４８、出力装置の一種である端末表示装置５４を有している。すなわち、携帯端末４０はコンピュータを有している。
ＣＰＵ４４は、バス４２を介して記憶装置４６等の他の構成要素との間でデータ及びコントロールコードの授受を行えるようになっている。ＣＰＵ４４は、記憶装置４６に格納されているプログラムを読み込んで実行することにより、携帯端末４０全体を制御している。
記憶装置４６はたとえばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）により構成されていて、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）、デバイスドライバ等の各種プログラム及びデータが格納されている。
【００２４】
ＧＰＳ装置５０は、ＧＰＳ衛星から発信される位置関連信号を受信して、復調・復号等を行い、ＧＰＳ衛星の軌道情報（エフェメリス及びアルマナック）等測位を行うために必要な情報を取得する。
端末通信装置５２は、たとえば携帯電話システムで用いられる周波数の電波を送受信する機能を有している。そのため、携帯端末４０は、現在位置において通信可能な基地局１４ａとの間で接続を確立し、位置サーバ２０と通信を行うことができる。
【００２５】
（位置サーバ２０の主なハードウエア構成について）
図３は、図１の位置サーバ２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。ＣＰＵ２４等、図２の携帯端末４０と同様な構成要素については説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００２６】
位置サーバ２０は、基地局を介することなく携帯通信網に接続されているため、サーバ通信装置３０は、たとえば、イーサネットアダプタにより構成されている。
位置サーバ２０は、基地局の通信可能範囲情報を格納しておくために、たとえばハードディスクからなる外部記憶装置３４を有している。
【００２７】
（携帯端末４０の主なソフトウエア構成について）
図４は、図１の携帯端末４０のソフトウェア構成を示す概略図である。
端末制御部２００は、メモリ管理、タスク管理、入出力管理等の機能を有し、携帯端末４０の動作全体を制御するためのプログラムである。具体的には、記憶装置４６に格納されているＯＳに実装されていて、ＣＰＵ４４により実行される。
端末通信部２０２および測位部２０４はそれぞれ、端末通信装置５２及びＧＰＳ装置５０を制御するためのプログラムである。これらのプログラムは、たとえばデバイスドライバとして実装されていて記憶装置４６（図２参照）に格納されている。
【００２８】
ＣＰＵ４４は、端末制御部２００の制御のもと、端末第１記憶部２１０に格納されているプログラムを順次読み込んで実行する。ＣＰＵ４４は、プログラムの実行にあたり必要なデータを、端末第２記憶部２４０から読み込んで取得する。また、端末制御部２００が取得したデータや端末第１記憶部２１０に格納されているプログラムが生成したデータは、端末第２記憶部２４０に格納される。
なお、図４に示した２個の記憶部は、物理的に独立した２個の記憶装置を携帯端末４０が有していることを示すものではなく、説明の便宜上、記憶装置に格納される情報をその種類により分類して示すためのものである。
【００２９】
通信可能基地局情報生成手段の一例である通信可能基地局情報生成プログラム２１２は、基地局１４ａ等から発信され端末通信装置５２によって受信された電波を解析し、通信可能基地局情報２４２を生成する。通信可能基地局情報２４２には、携帯端末４０と通信可能な基地局の数である基地局数２４２ａ及び、基地局の識別情報の一例である基地局ＩＤ２４２ｂが含まれる。基地局ＩＤ２４２ｂは、たとえば各基地局と１対１に対応付けられた数字である。通信可能基地局情報生成プログラム２１２は、生成した通信可能基地局情報２４２を端末第２記憶部２４０に格納する。
【００３０】
通信可能範囲情報取得手段の一例である通信可能範囲情報取得プログラム２１４は、基地局１４ａ及び通信網の一例である携帯通信網１６を介して、情報提供装置の一例である位置サーバ２０に対して、通信可能範囲情報の送信を要求する。携帯通信網１６には、図示した１４ａ、１４ｂのほかにも多数の基地局が接続されているから、送信を要求するパケットには携帯端末４０が情報を必要としている基地局を特定するために、基地局ＩＤ２４２ｂが含まれている。
本発明における初期位置の決定方法は、複数の基地局と通信可能な場合に関するものであるから、上述の通信可能範囲情報の送信要求は、基地局数２４２ａが２以上の場合にだけ実行される。
位置サーバ２０は、携帯端末４０の要求に応じて、携帯通信網１６及び基地局１４ａを介して、通信可能範囲情報２４４を送信する。携帯端末４０は、端末通信部２０２によって位置サーバ２０から送信された通信範囲情報２４４を取得し、端末第２記憶部２４０に格納する。
通信可能範囲情報２４４には、基地局位置２４４ａ及び基地局が移動局との間で通信可能な限界の距離を示す通信可能距離２４４ｂが含まれる。このため、基地局の通信可能範囲は、基地局位置２４４ａを中心とし半径が通信可能距離２４４ｂである円によって表される。
また、基地局位置２４４ａは、通信可能な基地局が１局だけの場合に、初期位置として使用される。
【００３１】
重複範囲情報生成手段の一例である重複範囲情報生成プログラム２１６は、通信可能範囲情報２４４に基づいて、複数の基地局の通信可能範囲が重なり合っている範囲を示す情報である重複範囲情報２４６を生成する。
重複範囲情報２４６の生成方法と具体的なデータ内容を携帯端末４０ａが二つの基地局１４ａ及び１４ｂと通信可能である場合（基地局数２４２ａが２である場合）を例にとって説明すると、次のようになる。図６（ａ）で、Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ基地局１４ａ、１４ｂの位置、ｒ１、ｒ２は各基地局の通信可能距離を示している。したがって、２つの基地局の通信可能範囲はそれぞれ円６０及び円６１で表される。
重複範囲情報生成プログラム２１６は、まず、２つの円６０及び６１の交点Ａ、Ｂの座標を算出する。そうすると、重複範囲は２本の弧６２及び６３に囲まれる領域（図６（ａ）のハッチを付した領域）として表すことができる。この場合、重複範囲情報２４６は弧６２および弧６３を特定する情報となり、たとえば弧６２については、Ｐ１の座標、Ａの座標、Ｂの座標、ｒ１およびθ１からなる一組の数値である。
なお、この例の場合、推定誤差値は、たとえば重複範囲を含む円の半径、すなわち線分ＡＢの長さの１／２とする。
【００３２】
基地局数２４２ａが３以上の場合も、同様に重複範囲情報を生成することができる。たとえば、基地局数２４２ａが３の場合は、図６（ｂ）のハッチを付した部分、すなわち、３本の弧６４、６５および６６によって囲まれた部分が重複範囲となり、重複範囲情報２４６は弧６４、６５および６６を特定するための数値となる。同様に、基地局数２４２がＮ（Ｎは４以上の整数）の場合も、重複範囲はＮ本の弧に囲まれた領域となり、重複範囲情報は前記Ｎ本の弧を特定するための数値となる。
重複範囲情報生成プログラム２１６は、生成した重複範囲情報２４６を端末第２記憶部２４０に格納する。
なお、この例の場合、推定誤差値は、たとえば重複範囲に外接する円の半径とする。
【００３３】
初期位置情報生成手段の一例である初期位置情報生成プログラム２１８は、重複範囲情報２４６に含まれる地点から、初期位置を選定し初期位置情報２４８を生成する。
図６（ａ）は、基地局数２４２ａが２である場合の初期位置の選定方法を示す概略図である。初期位置情報生成プログラム２１８は、２つの基地局の位置を結ぶ線分をそれぞれの基地局の通信可能距離の比で分割した点を初期位置として選定する。すなわち、図６（ａ）で、直線Ｐ１Ｐ２をＤ１：Ｄ２＝ｒ１：ｒ２となるように初期位置Ｉを選定する。
図６（ｂ）は、基地局数２４２ａが３である場合の初期位置の選定方法を示す概略図である。この場合には、初期位置情報生成プログラム２１８は、基地局位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を頂点とする３角形の重心Ｉを初期位置として選定する。
初期位置情報生成プログラム２１８は、生成した初期位置情報２４８を端末第２記憶部２４０に格納する。
【００３４】
（位置サーバ２０の主なソフトウェア構成について）
図５は、図１の位置サーバ２０のソフトウェア構成を示す概略図である。
サーバ制御部２００は、メモリ管理、タスク管理、入出力管理等の機能を有し、位置サーバ２０の動作全体を制御するためのプログラムである。具体的には、記憶装置２６に格納されているＯＳに実装されていて、ＣＰＵ２４により実行される。
サーバ通信部１０２は、サーバ通信装置３０を制御するためのプログラムである。サーバ通信部１０２は、たとえばデバイスドライバとして実装されていて記憶装置２６に格納されている。
【００３５】
ＣＰＵ２４は、サーバ制御部１００の制御のもと、サーバ第１記憶部１１０に格納されているプログラムを順次読み込んで実行する。ＣＰＵ２４は、プログラムの実行にあたり必要なデータを、サーバ第２記憶部１２０から読み込んで取得する。また、携帯端末４０に送信する通信可能範囲情報１２２は、サーバ第２記憶部１２０に格納される。
なお、図５に示した２個の記憶部は、物理的に独立した２個の記憶装置を位置サーバ２０が有していることを示すものではなく、説明の便宜上、記憶装置に格納される情報をその種類により分類して示すためのものである。
【００３６】
通信可能範囲情報提供プログラム１１２は、携帯端末４０等クライアントの要求に応じて、通信可能範囲情報１２２を送信する。携帯端末４０からの要求には、基地局を特定する基地局ＩＤ２４２ｂが含まれているから、通信可能範囲情報提供プログラム１１２は、携帯端末４０が通信可能な基地局についての通信可能範囲情報１２２を携帯端末４０に、携帯通信網１６及び基地局１４ａを介して送信する。
通信可能範囲情報１２２は、携帯通信網１６に接続されているすべての基地局についての基地局位置１２２ａおよび通信可能距離１２２ｂを含むデータベースである。各基地局の情報は、図示していない基地局ＩＤと関連付けられている。
通信可能範囲情報１２２は、第２記憶部、たとえば外部記憶装置３４の一例であるハードディスクに、位置サーバ２０がサービスを開始する前にあらかじめ格納されている。
【００３７】
（携帯端末４０の主な動作例について）
図７は、本実施形態の携帯端末４０の主な動作例を示す概略フローチャートである。
携帯端末４０は、ユーザの指示、測位アプリケーションの要求等により測位を開始する。
まず、通信可能基地局情報生成プログラム２１２が、携帯端末４０と現時点で通信可能な基地局を検出し、基地局数２４２ａと基地局ＩＤ２４２ｂからなる通信可能基地局情報２４２を生成する。通信可能基地局情報２４２は、通信可能な基地局のそれぞれについて生成される。通信可能基地局情報生成プログラム２１２は、通信可能基地局情報２４２を端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ１０、通信可能基地局情報生成ステップの一例）。
【００３８】
通信可能な基地局が存在しない場合（ＳＴ１２の判定が偽の場合）には、初期位置情報生成プログラム２１８は、前回測位位置を初期位置情報２４８として端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ１４）。
通信可能な基地局が存在する場合（ＳＴ１２の判定が真の場合）には、通信可能範囲情報取得プログラム２１４は、通信可能基地局のそれぞれについての通信可能範囲情報の送信要求を位置サーバ２０に対して行う（ＳＴ１６）。この送信要求には、通信可能範囲情報が必要な基地局を特定するために、基地局ＩＤ２４２ｂが含まれる。
位置サーバ２０の通信可能範囲情報提供プログラム１１２は、携帯端末４０の要求に応じて、サーバ第２記憶部１２０に格納されている通信可能範囲情報１２２を携帯通信網１６を介して携帯端末４０に送信する。通信範囲情報取得プログラム２１４は、位置サーバ２０から送信された通信可能範囲情報２４４を受信し、端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ１８、通信可能範囲情報取得ステップの一例）。
【００３９】
通信可能基地局数が１の場合（ＳＴ２０の判定が偽の場合）には、重複領域は存在しないから、初期位置情報生成プログラム２１８は、唯一存在する通信可能な基地局の位置を初期位置とする（ＳＴ２２）。この基地局の位置は、ＳＴ１８において取得した通信可能範囲情報２４４に含まれている。
通信可能基地局数が２以上の場合（ＳＴ２０の判定が真の場合）には、重複範囲情報生成プログラム２１６は、各通信可能基地局の通信可能範囲が重なり合っている領域を示す重複範囲情報を生成する（ＳＴ２４、重複領域情報生成ステップの一例）。
重複範囲情報生成プログラム２１６は、生成した重複領域情報２４６を端末第２記憶部２４０に格納する。
【００４０】
通信可能基地局数が２以上の場合、初期位置情報生成プログラム２１８は、重複領域に含まれる地点の中から初期位置を選択し、その地点の座標を示す数値である初期位置情報２４８を生成する（ＳＴ２６、初期位置情報生成ステップの一例）。
初期位置情報生成プログラム２１８は、通信可能基地局数が２である場合には、２つの基地局の位置を結ぶ線分を２つの基地局の通信可能距離の比で分割した地点を初期位置として選定する（図６（ａ）参照）。
初期位置情報生成プログラム２１８は、通信可能基地局数が３以上である場合には、各基地局の位置を頂点とする多角形の重心を初期位置として選定する（図６（ｂ）参照）。
初期位置情報生成プログラム２１８は、生成した初期位置情報２４８を端末第２記憶部２４０に格納する。
【００４１】
測位部２０４は、初期位置情報２４８をドップラー効果によるＧＰＳ装置５０が受信する電波の見かけの周波数の変動を算出するのに用いる。また、測位部２０４は、携帯端末４０の現在位置を算出する際に、測位方程式を解くための初期値として初期位置情報２４８を使用する。
【００４２】
このように、携帯端末４０の初期位置情報生成プログラム２１８は、携帯端末４０が位置している可能性のある範囲を、セルの重複範囲という狭い範囲に絞り込みその範囲の中から初期位置を選定しているので、基地局の位置を初期位置とする場合に比べ、携帯端末４０の真の位置に近い位置を初期位置として設定することができる。また、前回測位から長時間経過している場合にも、前回測位位置を初期位置とする場合に比べ、携帯端末の真の位置に近い位置を初期位置として設定することができる。
このため、携帯端末４０によれば、ドップラー効果による位置関連信号の見かけの周波数のずれを正確に予測することができ、測位結果を短時間で取得することができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付し説明を省略する。
携帯端末４０ａは、ＧＰＳ衛星１２ａ等を利用して測位を行うこと、初期位置を決定するために必要な情報を位置サーバ２０から取得することは第１の実施形態の携帯端末４０と同様である。
また、携帯端末４０ａ及び位置サーバ２０ａのハードウェア構成も第１の実施形態の図２に示した携帯端末４０及び位置サーバ２０と同様である。
【００４４】
（携帯端末４０ａの主なソフトウェア構成について）
図８は、図１の携帯端末４０ａのソフトウェア構成を示す概略図である。
通信可能基地局情報生成手段の一例である通信可能基地局情報生成プログラム２１２は、第１の実施形態の場合と同様に、基地局数２４２ａと基地局ＩＤ２４２ｂを含む通信可能基地局情報２４２を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する。
【００４５】
基地局信号強度情報取得手段の一例である基地局信号強度情報取得プログラム２２０は、基地局１４ａ及び携帯通信網１６を介して、位置サーバ２０ａに対して基地局信号強度情報の送信を要求する。基地局信号強度情報取得プログラム２２０は、位置サーバ２０ａから送信されてきた基地局信号強度情報２５０を受信し、端末第２記憶部２４０に格納する。
基地局信号強度情報２５０は、基地局位置２５０ａと発信出力２５０ｂを含んでいる。
この二つの情報と受信地点信号強度情報２５２に基づいて、基地局距離情報生成プログラム２２４が、携帯端末４０ａと通信可能な各基地局の間の距離を算出する。
【００４６】
受信地点信号強度情報生成手段の一例である受信地点信号強度情報生成プログラム２２２は、端末通信部２０２からの出力に基づいて、携帯端末４０ａと通信可能な基地局１４ａ等が発信する電波の携帯端末４０ａの現在位置における信号強度を示す受信地点信号強度情報２５２を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する。
【００４７】
基地局距離情報生成手段の一例である基地局距離情報生成プログラム２２４は、基地局位置２５０ａ、発信出力２５０ｂ及び受信地点信号強度情報２５２に基づいて、携帯端末４０ａと通信可能な各基地局１４ａ等との間の距離を示す基地局距離情報２５４を生成し、第２記憶部２４０に格納する。
基地局の発信出力が一定の場合、基地局と受信地点の間の距離が大きいほど受信地点における信号強度は小さくなるから、基地局距離情報生成プログラム２２４は、基地局の信号出力と受信地点における信号強度とを比較することにより、基地局距離情報２５４を生成する。
【００４８】
初期位置情報生成手段の一例である初期位置情報生成プログラム２２６は、基地局距離情報２５４に基づいて、初期位置情報２４８を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する。図１０を参照しながら携帯端末４０ａが二つの基地局１４ａおよび１４ｂと通信可能である場合を例にとって初期位置情報２４８の生成方法を説明する。
Ｐ１及びＰ２は、基地局１４ａおよび１４ｂの位置を示している。ｒ３及びｒ４は基地局信号強度情報２５０及び受信地点信号強度情報２５２に基づいて算出された、各基地局と携帯端末４０ａとの間の距離である。もし、基地局との距離ｒ３、ｒ４に誤差がまったくなければ、携帯端末４０ａの位置は円７０と円７１の交点ＦおよびＧのいずれかということになり、この２点のいずれかを初期位置として選択することも考えられる。
しかし、基地局距離情報２５４は、受信強度に基づいて算出されたものであり精度が悪い場合もあると考えられるから、ここでは次のような方法により初期位置を定める。すなわち、二つの円７０及び７１の重複範囲７２（図１０のハッチを付した部分）に携帯端末４０ａが存在している確率が高いと考え、範囲７２の中から初期位置を選定する。具体的には、基地局位置Ｐ１及びＰ２を結ぶ線分をＤ１：Ｄ２＝ｒ３：ｒ４となるように分割する点Ｉを初期位置として選定する。
なお、この例の場合、推定誤差値は、たとえば重複範囲７２を含む円の半径、すなわち線分ＦＧの長さの１／２とする。
【００４９】
基地局の通信可能距離は、基地局から発信された電波の信号強度がが携帯端末との間で通信が可能な限界まで低下する距離であるから、原則的には、基地局距離ｒ３は、通信可能距離ｒ１以下であるということができる。ｒ４とｒ２の間の関係も同様である。したがって、図１０に示すように、範囲７２は二つの基地局の通信可能範囲６０及び６１の重複範囲７３よりも狭くなるので、基地局距離情報２５４の精度が高い場合には、第１の実施形態の場合より高い精度で初期位置を定めることが可能になる。
【００５０】
（位置サーバ２０ａのソフトウェア構成について）
図９は、位置サーバ２０ａのソフトウェア構成を示す概略図である。
基地局信号強度情報提供プログラム１１４は、携帯端末４０ａ等クライアントの要求に応じて、基地局信号強度情報１２４を送信する。携帯端末４０ａが送信する要求には、基地局を特定する基地局ＩＤ２４２ｂが含まれているから、基地局信号強度情報提供プルグラム１１４は、携帯端末４０ａが通信可能な基地局についての基地局信号強度情報１２４を携帯端末４０ａに、携帯通信網１６及び基地局１４ａを介して送信する。
基地局信号強度情報１２４は、携帯通信網１６に接続されているすべての基地局についての基地局位置１２４ａおよび発信出力１２４ｂとを含むデータベースである。各基地局の情報は、図示していない基地局ＩＤと関連付けられている。
基地局信号強度情報１２４は、サーバ第２記憶部、たとえば外部記憶装置３４の一例であるハードディスクに、位置サーバ２０ａがサービスを開始する前にあらかじめ格納されている。
【００５１】
（携帯端末４０ａの主な動作例について）
図１１は、本実施形態の携帯端末４０ａの主な動作例を示す概略フローチャートである。
測位端末４０ａは、ユーザの指示、測位アプリケーションの要求等により測位を開始する。
まず、通信可能基地局情報生成プログラム２１２が、携帯端末４０ａと現時点で通信可能な基地局を検出し、基地局数２４２ａと基地局ＩＤ２４２ｂからなる通信可能基地局情報２４２を生成する。通信可能基地局情報２４２は、通信可能な基地局のそれぞれについて生成される。通信可能基地局情報生成プログラム２１２は、通信可能基地局情報２４２を端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ４０）。
【００５２】
通信可能な基地局が存在しない場合（ＳＴ４２の判定が偽の場合）には、初期位置情報生成プログラム２２６は、前回測位位置を初期位置情報２４８として端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ４４）。
通信可能な基地局が存在する場合（ＳＴ４２の判定が真の場合）には、基地局信号強度情報取得プログラム２２０は、通信可能基地局のそれぞれについての基地局信号強度情報送信要求を位置サーバ２０ａに対して行う（ＳＴ４６）。この送信要求には、基地局信号強度情報が必要な基地局を特定するために、基地局ＩＤ２４２ａが含まれる。
位置サーバ２０ａの基地局信号強度情報提供プログラム１１４は、携帯端末４０ａの要求に応じて、サーバ第２記憶部１２０に格納されている基地局信号強度情報１２４を携帯通信網１６を介して携帯端末４０ａに送信する。基地局信号強度情報取得プログラム２２０は、位置サーバ２０ａから送信された基地局信号強度情報２５０を受信し、端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ４８）。
【００５３】
通信可能基地局数が１の場合（ＳＴ５０の判定が偽の場合）には、基地局距離情報２５４に基づいて初期位置を定めることはできないから、初期位置情報生成プログラム２２６は、唯一存在する基地局の位置を初期位置とする（ＳＴ５２）。この基地局の位置は、ＳＴ４８において取得した基地局信号強度情報２５０に含まれている。
通信可能基地局数が２以上の場合（ＳＴ５０の判定が真の場合）には、受信地点信号強度情報生成プログラム２２２は、測位部２０４からの出力データに基づいて受信地点信号強度情報２５２を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ５４）。続いて、基地局距離情報生成プログラム２２４は、基地局信号強度情報２５０及び受信地点信号強度情報２５２に基づいて、基地局距離情報２５４を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する（ＳＴ５６）。
【００５４】
通信可能基地局数が２以上の場合、初期位置情報生成プログラム２２６は、基地局距離情報２５４に基づいて初期位置情報２４８を生成し、端末第２記憶部２４０に格納する。たとえば、通信可能基地局数が２である場合には、２つの基地局の位置を結ぶ線分を２つの基地局の基地局距離の比で分割した地点を初期位置として選定する（図１０参照）。
【００５５】
測位部２０４は、初期位置情報２４８をドップラー効果によるＧＰＳ装置５０が受信する電波の見かけの周波数の変動を算出するのに用いる。また、測位部２０４は、携帯端末４０の現在位置を算出する際に、測位方程式を解くための初期値として初期位置情報２４８を使用する。
【００５６】
このように、携帯端末４０ａは、携帯端末４０ａの現在地点における電波強度という実測値によって求められた基地局までの距離に基づいて初期位置を決定している。そのため、携帯端末４０ａによれば、ドップラー効果による位置関連信号の見かけの周波数のずれを正確に予測することができ、測位結果を短時間で取得することができる。
【００５７】
（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の通信可能基地局情報生成ステップ、通信可能範囲情報取得ステップ、重複領域情報生成ステップ、初期位置情報生成ステップ等を実行させるための測位プログラム等とすることができる。
また、このような測位プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体とすることもできる。
【００５８】
これら測位プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態にするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔｅｒｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【００５９】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の携帯端末等を示す概略図である。
【図２】図１の携帯端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】図１の位置サーバの主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図４】図１の携帯端末の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
【図５】図１の位置サーバの主なソフトウェア構成を示す概略図である。
【図６】初期位置の決定方法を示す概略図である。
【図７】図１の携帯端末の動作を示す概略フローチャートである。
【図８】図１の携帯端末の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
【図９】図１の位置サーバの主なソフトウェア構成を示す概略図である。
【図１０】初期位置の決定方法を示す概略図である。
【図１１】図１の携帯端末の動作を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１２ａないし１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、１４ａおよび１４ｂ・・・基地局、１６・・・携帯通信網、２０・・・位置サーバ、４０・・・携帯端末、３０・・・サーバ通信装置、３４・・・外部記憶装置、５０・・・ＧＰＳ装置、５２・・・端末通信装置、１００・・・サーバ制御部、１０２・・・サーバ通信部、１１０・・・サーバ第１記憶部、１１２・・・通信可能範囲情報提供プログラム、１２０・・・サーバ第２記憶部、１２２・・・通信可能範囲情報、２００・・・端末制御部、２１０・・・端末第１記憶部、２１２・・・通信可能基地局情報生成プログラム、２１４・・・通信可能範囲情報取得プログラム、２１６・・・重複範囲情報生成プログラム、２１８・・・初期位置情報生成プログラム、２４０・・・電話機第２記憶部、２４２・・・通信可能基地局情報、２４４・・・通信可能範囲情報、２４６・・・重複範囲情報
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006126129.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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