(57)【要約】ＧＰＳモバイルの無線ネットワーク・グループを形成する、全地球測位システム(「ＧＰＳ」)使用可能モバイル通信デバイスの絶対位置を、グループのモバイルのための相対位置決め情報またはレンジ測定値を得るためのモバイルの無線通信機能の使用に基づいて、モバイルの各々で決定することができる。グループのモバイルは、十分な数のＧＰＳ衛星との視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを確立して、各モバイルがその絶対位置をＧＰＳ信号送信のみに基づいて決定することを可能にすることはできないが、所定数のＬＯＳパスを確立することができる場合、得られたレンジまたは相対位置決め情報に基づいて、モバイルはそれらの各絶対位置および他のモバイルの絶対位置を計算することができる。
2005535908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各第１および第２のモバイル通信デバイスの絶対位置を決定するための方法であって、前記第１および第２のモバイルの各々は、十分な数の可視のリモートに位置する位置決め情報信号ソースから送信された位置決め情報信号を受信して、その絶対位置を、前記受信された位置決め情報信号のみに基づいて決定することはできず、
第１-第２のモバイル位置情報を、前記第１および第２のモバイルの間の無線通信に基づいて得るステップと、
少なくとも所定数の視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルと、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルにとって可視のリモートに位置する位置決め情報信号ソースの間で確立するステップと、
前記各第１および第２のモバイルの前記絶対位置を、前記第１-第２のモバイル位置情報、および、前記第１のモバイルまたは第２のモバイルにとって可視の前記ソースによって前記所定数のＬＯＳパスを介して送信され、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルで受信された位置決め情報信号に基づいて、計算するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記第１-第２のモバイル情報は、前記第２のモバイルに相対的な前記第１のモバイルの位置を含み、前記第１および第２のモバイルは結合して、(i)わずか３つの可視のリモート位置決め情報信号ソースから送信された位置決め情報信号を受信することができ、(ii)前記わずか３つの可視のリモート・ソースへの少なくとも５つのＬＯＳパスを確立することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１-第２のモバイル情報は、前記第１のモバイルと前記第２のモバイルの間のレンジおよび相対クロック・バイアスを含み、前記第１および第２のモバイルは結合して、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルにとって可視のリモート位置決め情報信号ソースへの少なくとも６つのＬＯＳパスを確立することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
各第１および第２の全地球測位システム(「ＧＰＳ」)モバイル通信デバイスの絶対位置を決定する方法であって、前記第１および第２のモバイルの各々は、十分な数の可視のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ位置決め情報信号を受信して、その絶対位置を、前記受信されたＧＰＳ位置決め情報信号のみに基づいて決定することはできず、
(a)前記第１および第２のモバイルは結合して、ＧＰＳ情報位置決め信号をわずか３つの可視のＧＰＳ衛星から受信することができること、および、少なくとも５つの視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを、前記わずか３つのＧＰＳ衛星と前記第１および第２のモバイルの間で確立することができることに備えるステップと、
(b)前記第１のモバイルで、第１-第２のモバイル相対位置情報を、前記第１および第２のモバイルの間の無線通信に基づいて得るステップと、
(c)前記第１のモバイルで、前記第１のモバイルのための位置を仮定し、前記第２のモバイルのための仮定された位置を、前記相対位置情報に基づいて計算するステップと、
(d)前記第１および第２のモバイルの各々で、ＧＰＳレンジ推定値を、前記５つのＬＯＳパス上で送信された前記ＧＰＳ位置決め情報信号に基づいて計算するステップと、
(e)前記第２のモバイルで計算された前記ＧＰＳレンジ推定値を前記第１のモバイルへ無線通信するステップと、
(f)前記各第１および第２のＧＰＳモバイルの絶対位置を、少なくとも５つの擬似距離方程式を含む擬似距離方程式のシステムを使用して計算するステップであって、前記５つの方程式は前記５つのＬＯＳパスにそれぞれ対応し、前記各第１および第２のモバイルの前記仮定された位置を含むステップとを備える方法。
【請求項５】
(g)前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根誤差(「ＲＭＳ」)を計算するステップと、
(h)前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超える場合、前記第１のモバイルのための仮定された値を更新するステップと、
(i)ステップ(d)、(e)および(f)を繰り返すステップとをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
(g)前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根誤差を計算するステップと、
(h)前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超えない場合、前記第１および第２のモバイルの前記絶対位置を前記第１のモバイルから前記第２のモバイルへ通信するステップとをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
各第１および第２の全地球測位システム(「ＧＰＳ」)モバイル通信デバイスの絶対位置を決定する方法であって、前記第１および第２のモバイルの各々は、十分な数の可視のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ位置決め情報信号を受信して、その絶対位置を、前記受信されたＧＰＳ位置決め情報信号のみに基づいて決定することはできず、
(a)前記第１および第２のモバイルは共に、可視のＧＰＳ衛星との少なくとも６つの視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを確立することができることに備えるステップと、
(b)前記各第１および第２のモバイルのための公称位置、および前記第１のモバイルのためのＧＰＳクロック・オフセットを仮定するステップと、
(c)前記第１のモバイルで、前記第１のモバイルと前記第２のモバイルの間の信号伝播時間を、前記第１のモバイルから前記第２のモバイルへの無線通信信号の送信に基づいて測定するステップと、
(d)前記第２のモバイルで、前記第１のモバイルと前記第２のモバイルの間の信号伝播時間を、前記第２のモバイルから前記第１のモバイルへの通信信号の送信に基づいて測定し、前記第２のモバイルで前記測定された伝播時間を前記第１のモバイルへ無線送信するステップと、
(e)前記第１のモバイルで、前記第１および第２のモバイルの間のレンジを、前記第１および第２のモバイルで測定された前記信号伝播時間に基づいて決定するステップと、
(f)前記第１および第２のモバイルの各々で、ＧＰＳレンジ推定値を、前記６つのＬＯＳパス上で送信された前記ＧＰＳ位置決め情報信号に基づいて計算するステップと、
(g)前記第２のモバイルで計算された前記ＧＰＳレンジ推定値を前記第１のモバイルへ無線通信するステップと、
(h)前記第１および第２のＧＰＳモバイルの絶対位置を、少なくとも６つの擬似距離方程式を含む擬似距離方程式のシステムを使用して計算するステップであって、前記６つの方程式は前記６つのＬＯＳパスにそれぞれ対応し、前記各第１および第２のモバイルの前記仮定された位置を含むステップとを備える方法。
【請求項８】
(i)前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根(「ＲＭＳ」)誤差を計算するステップと、
(j)前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超える場合、前記第１のモバイルのための仮定された値を更新するステップと、
(k)ステップ(h)を繰り返すステップとをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
(i)前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根(「ＲＭＳ」)誤差を計算するステップと、
(j)前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超えない場合、前記第１および第２のモバイルの前記絶対位置を前記第１のモバイルから前記第２のモバイルへ通信するステップとをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ステップ(h)は、前記第１のモバイルで、
(1)前記第１のモバイルにとって可視の各ＧＰＳ衛星と前記第１のモバイルの前記仮定された位置の間、および、(2)前記第２のモバイルにとって可視の各ＧＰＳ衛星と前記第２のモバイルの前記仮定された位置の間の擬似距離を計算するステップと、
前記第１のモバイルの前記仮定された位置と前記第２のモバイルの前記仮定された位置の間の擬似距離を計算するステップとをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも２つのモバイル通信デバイスの絶対位置を決定するためのシステムであって、
位置処理モジュールに結合された測距トランシーバ・モジュールをそれぞれ含む、少なくとも第１および第２のモバイル通信デバイスを備え、前記第１および第２のモバイルの各々の前記測距トランシーバ・モジュールは、十分な数の可視のリモートに位置する位置決め情報信号ソースから送信された位置決め情報信号を受信して、前記第１および第２のモバイルの各々における前記位置処理モジュールがその絶対位置を、前記受信された位置決め情報信号のみに基づいて決定することができることに備えることはできず、
前記第１および第２のモバイルの各々は、前記位置処理モジュールに結合された、前記第１および第２のモバイルの間で送信された無線通信信号上で搬送された第１-第２のモバイル位置情報を受信するための、無線データ・トランシーバ・モジュールを含み、
前記第１および第２のモバイルの各々の前記測距トランシーバ・モジュールは、少なくとも所定数の視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルと、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルにとって可視のリモートに位置する位置決め情報信号ソースの間で確立するためのものであり、
前記第１および第２のモバイルの各々の前記位置処理モジュールは、前記各第１および第２のモバイルの前記絶対位置を、前記第１-第２のモバイル位置情報、および、前記第１のモバイルまたは第２のモバイルにとって可視の前記ソースによって前記所定数のＬＯＳパスを介して送信され、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルで受信された位置決め情報信号に基づいて、計算するためのものであるシステム。
【請求項１２】
前記第１-第２のモバイル情報は、前記第２のモバイルに相対的な前記第１のモバイルの位置を含み、前記各第１および第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールは結合して、(i)わずか３つの可視のリモート位置決め情報信号ソースから送信された位置決め情報信号を受信することができ、(ii)前記わずか３つの可視のリモート・ソースへの少なくとも５つのＬＯＳパスを確立することができる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１および第２のモバイルの各々の前記測距トランシーバ・モジュールは時刻クロックを含み、前記第１-第２のモバイル情報は、前記第１のモバイルおよび前記第２のモバイルの前記各クロックの間のレンジおよび相対クロック・バイアスを含み、前記各第１および第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールは結合して、前記第１のモバイルまたは前記第２のモバイルにとって可視のリモート位置決め情報信号ソースへの少なくとも6つのLOSパスを確立することができる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
少なくとも２つの全地球測位システム(「ＧＰＳ」)モバイル通信デバイスの絶対位置を決定するためのシステムであって、
位置処理モジュールに結合された測距トランシーバ・モジュールをそれぞれ含む、少なくとも第１および第２のＧＰＳモバイルを備え、前記第１および第２のＧＰＳモバイルの各々の前記測距トランシーバ・モジュールは、十分な数の可視のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ位置決め情報信号を受信して、前記第１および第２のモバイルの各々における前記位置処理モジュールがその絶対位置を、前記受信されたＧＰＳ位置決め情報信号のみに基づいて決定することができることに備えることはできず、
各前記第１および第2のＧＰＳモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールは結合して、ＧＰＳ情報位置決め信号をわずか３つの可視のＧＰＳ衛星から受信することができ、少なくとも５つの視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを、前記わずか３つのＧＰＳ衛星と前記第１および第２のモバイルの間で確立することができ、
前記第１および第２のＧＰＳモバイルはそれぞれ、前記位置処理モジュールに結合された、前記第１および第２のモバイルの間で送信された無線通信上で搬送された第１-第２のモバイル相対位置情報を受信するための、データ・トランシーバ・モジュールを含み、
前記各第１および第２のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは以下の処理ステップ、すなわち、
(a)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１-第２のモバイル相対位置情報を、前記第１および第２のモバイルの間の無線通信に基づいて得るステップと、
(b)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１のモバイルのための位置を仮定し、前記第２のモバイルのための仮定された位置を、前記相対位置情報に基づいて計算するステップと、
(c)前記各第１および第２のモバイルでの前記位置処理モジュールは、ＧＰＳレンジ推定値を、前記５つのＬＯＳパス上で前記各第１および第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールに送信された前記ＧＰＳ位置決め情報信号に基づいて計算するステップと、
(d)前記第２のＧＰＳモバイルでの前記データ・トランシーバ・モジュールは、前記第２のモバイルで計算された前記ＧＰＳレンジ推定値を前記第１のモバイルの前記データ・トランシーバ・モジュールへ無線通信するステップと、
(e)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記各第１および第２のＧＰＳモバイルの絶対位置を、少なくとも５つの擬似距離方程式を含む擬似距離方程式のシステムを使用して計算するステップであって、前記５つの方程式は前記５つのＬＯＳパスにそれぞれ対応し、前記各第１および第２のモバイルの前記仮定された位置を含むステップとを実行するシステム。
【請求項１５】
前記第１のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは、前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根誤差(「ＲＭＳ」)を計算し、前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超える場合、前記第１のモバイルのための仮定された値を更新し、
前記各第１および第２のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは、ステップ(c)、(d)および(e)を繰り返す、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは、前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根誤差を計算し、
前記第１のＧＰＳモバイルの前記データ・トランシーバ・モジュールは、前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超えない場合、前記第１および第２のモバイルの前記絶対位置を前記第１のモバイルから前記第２のモバイルへ通信する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも２つの全地球測位システム(「ＧＰＳ」)モバイル通信デバイスの絶対位置を決定するためのシステムであって、
位置処理モジュールに結合された測距トランシーバ・モジュールをそれぞれ含む、第１および第２のＧＰＳモバイルを備え、前記第１および第２のモバイルの各々の前記測距トランシーバ・モジュールは、十分な数の可視のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ位置決め情報信号を受信して、前記第１および第２のモバイルの各々における前記位置処理モジュールがその絶対位置を、前記受信されたＧＰＳ位置決め情報信号のみに基づいて決定することができることに備えることはできず、
各前記第１および第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールは時刻クロックを含み、共に、可視のＧＰＳ衛星との少なくとも６つの視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを確立することができ、
前記各第１および第２のＧＰＳモバイルの前記モジュールは以下のステップ、すなわち、
(a)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記各第１および第２のモバイルのための公称位置、および前記第１のモバイルのためのＧＰＳクロック・オフセットを仮定するステップと、
(b)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１のモバイルと前記第２のモバイルの間の信号伝播時間を、前記第１のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールから前記第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールへの無線通信信号の送信に基づいて決定するステップと、
(c)前記第２のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１のモバイルと前記第２のモバイルの間の信号伝播時間を、前記第２のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールから前記第１のモバイルの前記測距トランシーバ・モジュールへの無線通信信号の送信に基づいて決定するステップと、
(d)前記第２のＧＰＳモバイルのデータ・トランシーバ・モジュールは、前記第２のモバイルで決定された前記伝播時間を前記第１のモバイルのデータ・トランシーバ・モジュールへ無線送信するステップと、
(e)前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１および第２のモバイルの間のレンジを、前記第１および第２のモバイルで測定された前記信号伝播時間に基づいて決定するステップと、
(f)前記各第１および第２のＧＰＳモバイルでの前記測距トランシーバ・モジュールは、ＧＰＳレンジ推定値を、前記６つのＬＯＳパス上で送信された前記ＧＰＳ位置決め情報信号に基づいて計算するステップと、
(g)前記第２のモバイルでの前記データ・トランシーバ・モジュールは、前記第２のモバイルで計算された前記ＧＰＳレンジ推定値を前記第１のモバイルの前記データ・トランシーバ・モジュールへ無線通信するステップと、
(h)前記第１のＧＰＳモバイルでの前記位置処理モジュールは、前記第１および第２のＧＰＳモバイルの絶対位置を、少なくとも６つの擬似距離方程式を含む擬似距離方程式のシステムを使用して計算するステップであって、前記６つの方程式は前記６つのＬＯＳパスにそれぞれ対応し、前記各第１および第２のモバイルの前記仮定された位置を含むステップとを実行するシステム。
【請求項１８】
前記第１のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは、前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根(「ＲＭＳ」)誤差を計算し、前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超える場合、前記第１のモバイルのための仮定された値を更新し、再度ステップ(h)を実行する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１のＧＰＳモバイルの前記位置処理モジュールは、前記第１のＧＰＳモバイルの推定された絶対位置に関連付けられた２乗平均平方根(「ＲＭＳ」)誤差を計算し、
前記第１のモバイルの前記データ・トランシーバ・モジュールは、前記ＲＭＳ誤差が所定のしきい値を超えない場合、前記第１および第２のモバイルの前記絶対位置を前記第１のモバイルから前記第２のモバイルへ通信する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のモバイルでの前記位置処理モジュールは、ステップ(h)において、
(1)前記第１のモバイルにとって可視の各ＧＰＳ衛星と前記第１のモバイルの前記仮定された位置の間、および、(2)前記第２のモバイルにとって可視の各ＧＰＳ衛星と前記第２のモバイルの前記仮定された位置の間の擬似距離を計算し、
前記第１のモバイルの前記仮定された位置と前記第２のモバイルの前記仮定された位置の間の擬似距離を計算する、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている、2002年8月13日に出願した米国特許仮出願60/402963の権利を主張するものである。
【０００２】
本発明は一般に目標物の位置を決定することに関し、より詳細には、リモートの場所から送信された位置決め情報信号およびモバイルの無線通信機能を使用して、複数の無線ネットワーク・モバイル通信デバイスの絶対位置をモバイル自体で決定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
警察官、消防士、救助隊員または軍人などの個人のグループはしばしば、密集した市街地で業務を行う必要がある。このような地域で活動している間、これらの個人はしばしば、互いの場所の正確かつ最新の知識を維持することが困難または不可能であることに気付き、これは、市街地の構造により個人の間の視覚的接触が妨げられるからである。視覚的接触を確立することができない結果として、都市環境における軍人はしばしば味方の誤射の犠牲者になる。同様に、警察官、消防士および軍人は、すぐ付近にいる可能性があるがなお視覚的に気付かれない可能性がある、倒れた同僚を助けることができない。
【０００４】
現在の電子位置標定システムは、グループの個人が都市環境内に位置しており、グループの個人の間の視覚的接触が困難または不可能であるときに、個人のグループの一員である一個人にグループ内の他の個人の絶対位置についての現在情報を提供する問題に対する、満足できる解決策を提供しない。例えば、周知の全地球測位システム(「ＧＰＳ」)は、陸上のＧＰＳ使用可能通信デバイスによる受信のために位置決め情報信号を送信する、軌道を周回するＧＰＳ衛星を含み、ＧＰＳ使用可能通信デバイスがその絶対位置(「ＧＰＳ固定点」)を、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号の受信に基づいて、緯度、経度および高度に関して計算することができることに備える。しかし、現在使用可能なＧＰＳ固定点計算技術に基づくと、ＧＰＳ使用可能通信デバイスは、少なくとも４つのＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を受信することができる場合にのみ、そのＧＰＳ固定点を計算することができる。
【０００５】
市街地では、ＧＰＳ使用可能デバイスを携行する個人はしばしば、ＧＰＳ使用可能デバイスが少なくとも４つのＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を受信することが可能にならない場所に移動する。例えば、都市環境内の自然の地形または人工の構造はしばしば、ＧＰＳ衛星から送信された信号を減衰させ、あるいは妨害する。したがって、各々がＧＰＳ使用可能デバイスを携行する個人のグループは、グループの各個人でのＧＰＳ固定点の計算、および、無線手段などによるグループのある個人から他の個人へのＧＰＳ固定点の通信に依拠して、グループの各個人がグループ内の他の個人の絶対位置を継続的に承知することを保証することが、常にできるとは限らない。
【０００６】
したがって、グループの個人の誰もが、十分な数のＧＰＳ衛星などのリモート位置決め情報信号送信ソースから送信されたリモート位置決め情報信号を受信して、グループの個人によって携行された通信デバイスがその絶対位置を、それが受信することができるリモート位置決め情報信号のみに基づいて決定することを可能にすることができないところで、グループの一員である個人の絶対位置を決定するためのシステムおよび方法についての必要性が存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明によれば、第１および第２のモバイル通信デバイスの各々が、第１および第２のモバイルからリモートに位置する十分な数の位置決め情報信号送信ソースから送信された位置決め情報信号を受信して、他のいずれかの位置決め情報の不在においてその絶対位置を決定することができないところで、第１のモバイルはその絶対位置および第２のモバイルの絶対位置を、(i)第１および第２のモバイルの間の無線通信から得られた情報、および(ii)第１および第２のモバイルが結合して、第１のモバイルまたは第２のモバイルにとって可視であるリモート位置決め情報信号ソースと共に確立される所定数の視線(「ＬＯＳ」)通信信号受信パスを介して送信された位置決め情報信号を受信することに基づいて決定する。第１のモバイルは、第１および第２のモバイルの計算された絶対位置を第２のモバイルに無線通信し、第１および第２のモバイルをそれぞれ携行する個人がそれらの各絶対位置を承知するようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、第１のモバイル通信デバイスはその絶対位置および第２のモバイル通信デバイスの絶対位置の計算を、(i)第１および第２のモバイルの各々が全地球測位システム(「ＧＰＳ」)および無線通信信号受信機能、時刻クロックならびにデータおよび信号処理機能を有し、(ii)第１および第２のモバイルが結合して、わずか3つのＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を受信することができ、(iii)第１および第２のモバイルがわずか３つのＧＰＳ衛星への少なくとも５つのＬＯＳパスを確立することができ、(iii)第１および第２のモバイルがそれらの無線通信機能を使用して、それらの相対位置を表す情報を決定するか、あるいは得ることができるところで行う。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、第１のモバイル通信デバイスはその絶対位置および第２のモバイル通信デバイスの絶対位置の計算を、(i)第１および第２のモバイルの各々がＧＰＳおよび無線通信信号受信機能、時刻クロックならびにデータおよび信号処理機能を有し、(ii)第１および第２のモバイルが結合して、それらの無線通信機能を使用して、少なくとも６つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳ通信パスを確立することができ、(ii)第１および第２のモバイルの各々がそれらの無線通信機能を使用して、互いが離れた距離(「レンジ」)を決定することができ、(iii)第１または第２のモバイルがそれらの相対クロック・バイアスを決定することができるところで行う。
【００１０】
好ましい実施形態では、ＧＰＳ使用可能モバイルは、無線データ・トランシーバ・モジュールならびにＧＰＳおよび無線通信信号測距トランシーバ・モジュールに結合された、位置処理モジュールを含む。測距トランシーバ・モジュールは、好ましくは同じ無線ネットワーク・グループの一部である第２のＧＰＳ使用可能モバイルの測距トランシーバ・モジュールと無線通信して、これらのモバイルの間のレンジを計算するための情報を得る。加えて、測距トランシーバ・モジュールは各可視のＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立し、ＧＰＳ衛星からこれらのＬＯＳパス上で送信されたＧＰＳ位置決め情報信号を受信する。無線データ・トランシーバ・モジュールは、第２のモバイルとの無線通信から得られた相対位置情報、またはオプショナルでレンジ情報を、第2のモバイルのデータ・トランシーバから受信する。位置処理モジュールは、時刻クロックおよびＧＰＳ衛星軌道位置データを含む。位置処理モジュールはその絶対位置(「ＧＰＳ固定点」)およびまた第２のモバイルのＧＰＳ固定点をも、格納されたＧＰＳ衛星軌道情報、受信されたＧＰＳ信号から得られた位置決め情報、ならびに、第２のモバイルについてのレンジおよび相対位置情報のうち少なくとも１つに基づいて計算する。
【００１１】
好ましい実施形態では、モバイルは、計算されたＧＰＳ固定点をグループの他のモバイルへ、あるいはリモート通信デバイスへ無線送信する。
【００１２】
本発明の他の目的および利点は、以下の現在好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになり、その説明は添付の図面と共に考慮されるべきであり、図面において同様の参照は類似の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の特徴を強調するため、ＧＰＳ信号受信機能を有する通信デバイスの絶対位置(「ＧＰＳ固定点」)を、少なくとも４つのＧＰＳ衛星からそのデバイスで受信されたＧＰＳ位置決め情報信号に基づいて計算するための従来技術の要約を、最初に以下で図１および２に関して説明する。
【００１４】
図１は、３つのＧＰＳ衛星11、12および13へのＬＯＳパスを確立することができるように位置決めされたＧＰＳ使用可能受信器Ａを含む、例示的ＧＰＳ構成10を例示する。参照を容易にするため、後述の図面に示すＧＰＳモバイルおよびＧＰＳ衛星の位置を識別するために使用される記号は、ＧＰＳ信号受信器およびＧＰＳ衛星自体を識別するために使用される参照番号と同じである。当技術分野で周知のように、ＧＰＳ衛星11、12、13の各々は時刻クロックを含み、既知の擬似ランダム(「ＰＮ」)パターンを各所定の時刻に送信する。簡単にするために、ＧＰＳ衛星11、12および13のクロックは互いに十分に同期化されており、厳密に同期化されると見なすことができるものと仮定される。ＧＰＳ受信器Ａは軌道暦データをそのメモリ内に含み、そこから非常に正確に、所定の時間のＧＰＳ衛星11、12および13の軌道位置を計算することができる。ＧＰＳ受信器もまた時刻クロックを含み、所定のＰＮパターンを所定の時間に特定のＧＰＳ衛星から受信することを期待する。ＧＰＳ受信器Ａは、期待されたＰＮパターンおよび受信されたＰＮパターンを相関させて、いつＰＮパターンがＧＰＳ衛星から受信されたかを正確に決定する。各ＧＰＳ衛星内およびＧＰＳ受信器内の各時刻クロックが厳密に同期化される場合、ＧＰＳ衛星11、12および13の各々からＧＰＳ受信器Ａに送信されたＧＰＳ信号についての伝播遅延を容易に計算することができる。無線周波数信号は等速で伝わるので、ＧＰＳ衛星11、12および13の各々からＧＰＳ受信器Ａまでのレンジを伝播遅延から、周知の技術を使用して計算することができる。３つの測定されたレンジA-11、A-12およびA-13は常に一意の点Ａを定義する。ＧＰＳ受信器Ａは所定の時間のＧＰＳ衛星の既知の軌道位置を、そのメモリ内に格納された軌道データに基づいて計算することができるので、それぞれ３つのＧＰＳ衛星1、2および3とＧＰＳ受信器Ａの間のレンジを、図１に示す４面体構成10として表現することができる。
【００１５】
しかし、実際には、未知のオフセット誤差またはバイアスがＧＰＳ受信器ＡとＧＰＳ衛星11、12および13の各々のクロックの間に存在する。図２は構成20を例示し、この構成20はＧＰＳ受信器ＡおよびＧＰＳ衛星11、12および13を含み、クロック・バイアスが図１の構成10において有する影響を示す。図１および２を参照すると、ＧＰＳ受信器Ａの位置は４面体10の頂点を構成し、クロック・バイアスに基づいて、真のＧＰＳ受信器Ａの位置Ａ'からある未知の量だけ移動される。図２を参照すると、ＧＰＳ受信器Ａが第４のＧＰＳ衛星14へのＬＯＳパスを確立することができ、ＧＰＳ受信器ＡからＧＰＳ衛星14までのレンジを決定することができる場合、この測定されたレンジは一般に、ＧＰＳ衛星14の既知の位置と、ＧＰＳ衛星11、12および13までのレンジによって定義されたＡの一意の場所の間で計算することができる距離に、厳密に一致しないようになる。当技術分野で知られているように、最小２乗技術を使用して、推定されたＧＰＳ受信器Ａ位置(ｘ,ｙ,ｚ)、および、最小２乗誤差の意味において、４つのレンジ測定値のセットとの最良適合を生じるクロック・オフセットｓを計算することができる。一般に、より多くのＧＰＳ衛星へのレンジが計算に追加されるにつれて、最良適合は改善し続ける。４つのレンジ測定値のみのセットが、ＧＰＳ受信器Ａの位置の有用な推定値を計算するために必要とされることに留意されたい。
【００１６】
したがって、ＧＰＳ使用可能受信器Ａを携行する個人など、ＧＰＳ受信およびデータ処理機能を有する目標物の絶対位置を、ＧＰＳ位置決め情報信号を使用して計算することができ、これにより、地球の周りを回るＧＰＳ衛星と、地球の地表上またはその付近に位置決めされるＧＰＳ受信器の間のレンジ(距離)の測定が、無線信号がＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信器へと伝播するために要する時間の決定に基づいて可能となる。ＧＰＳ受信器は、各衛星ｉのための測定された距離または測定された擬似距離を以下のように計算する。
【数１】
2005535908.tif 000003
【００１７】
ただし、ｃは光の速度であり、ｔＴｉは、衛星ｉがＧＰＳ信号を送信する時間であり、ｔＲは、衛星ｉによって送信された信号をＧＰＳ受信器が受信する時間であり、ｓは、ＧＰＳ衛星のクロックとＧＰＳ受信器のクロックの間のオフセットによる誤差である。ＧＰＳ衛星がある位置(ｘｉ,ｙｉ,ｚｉ)に位置し、ＧＰＳ受信器が位置(ｘ,ｙ,ｚ)にあるという仮定に基づいて、ＧＰＳ受信器はこの距離を位置に関係付け、衛星ｉの各々について計算された擬似距離を以下の方程式から計算する。
【数２】
2005535908.tif 000004
【００１８】
距離ρｉおよび位置(ｘｉ,ｙｉ,ｚｉ)が少なくとも４つの異なるＧＰＳ衛星について知られている場合、ＧＰＳ受信器はＧＰＳ受信器位置(ｘ,ｙ,ｚ)およびクロック・オフセット誤差ｓについて、方程式(2)から得られた方程式のシステムに基づいて、ｉ＝１，２，３および４について解くことができる。
【００１９】
方程式(2)によってｉ＝１，２，３，４について作成されるものなど、非線形方程式の解決システムは非常に困難になる傾向があるので、方程式(2)は通常、ｘ，ｙ，ｚおよびｓのための値を仮定し、点(ｘ,ｙ,ｚ,ｓ)についての方程式(2)のテイラー級数展開を実行することによって線形化されて、以下がもたらされる。
【数３】
2005535908.tif 000005
【００２０】
方程式の線形化システムを次いで以下の行列の形式で表現することができる。
【数４】
2005535908.tif 000006
【００２１】
ＧＰＳ受信器は、４つの未知の値(ｘ,ｙ,ｚ,ｓ)についての方程式の線形化システムを、後述のような反復法を使用して解く。
【００２２】
まず、ＧＰＳ受信器は公称開始位置(ｘ,ｙ,ｚ)およびクロック・オフセット誤差ｓを仮定し、最初にこれらの４つの値のすべてをゼロに設定する。ＧＰＳ受信器は、それに対してＬＯＳパスを確立することができる可視の各ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信器までの推定レンジｒｉを、ＰＮパターンの相関および搬送波位相の推定を使用して計算する。次いでＧＰＳ受信器は、各ＧＰＳ衛星から、推定されたＧＰＳ受信器位置までの擬似距離を、以下のように計算する。
【数５】
2005535908.tif 000007
【００２３】
ただし、(ｘｉ,ｙｉ,ｚｉ)はＧＰＳ衛星ｉの位置である。
【００２４】
４つの未知数を解くために、線形方程式のシステムは少なくとも４つの方程式を含まなければならない。ＧＰＳ受信器が少なくとも４つのＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができるとき、４つの方程式を得ることができる。このような状況で、次いでＧＰＳ受信器はレンジ・デルタ・ベクトルΔを以下のように形成することができる。
【数６】
2005535908.tif 000008
【００２５】
また、ＧＰＳ受信器は方程式(4)を使用して、α行列を形成することができる。
【数７】
2005535908.tif 000009
【００２６】
次いで、ＧＰＳ受信器は位置修正ベクトルｄ＝[δx  δy  δz  δs]Ｔを、周知の正規方程式を使用して計算する。
【数８】
2005535908.tif 000010
【００２７】
また、ＧＰＳ受信器は２乗平均平方根(「ＲＭＳ」)誤差を以下のように計算する。
【数９】
2005535908.tif 000011
【００２８】
ＧＰＳ受信器が、ＲＭＳ誤差がある所定のしきい値より小さいと判断する場合、ＧＰＳ受信器は現在の(x,y,z)の値を、ＧＰＳ受信器の最終的な推定位置として受け入れる。ＲＭＳ誤差がしきい値より大きい場合、ＧＰＳ受信器は修正(δx,δy,δz,δs)を加えることによって、仮定された値(ｘ,ｙ,ｚ,ｓ)を更新し、次いで、方程式(6)を使用して擬似距離を計算するステップから開始して反復プロセスを繰り返す。
【００２９】
厳密に４つの方程式があるとき、線形方程式のシステムを、αの逆行列を発見することおよび以下を使用することによって解くことができることに留意されたい。
【数１０】
2005535908.tif 000012
【００３０】
さらに、ＧＰＳ使用可能受信器が、Ｎ＞４など、４つより多いＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができるとき、このシステムは過剰に特定され、反復法は方程式(5)のための最小２乗解を生じることに留意されたい。４つより多い衛星が可視であり、よって４つより多い擬似距離方程式を生成することができるとき、システムは、方程式(7)を使用して解かれなければならず、方程式(7)は暗示的にαの擬似逆行列を発見して使用する。
【００３１】
本発明によれば、ＧＰＳ受信器のグループが集合的にＧＰＳ情報信号を所定数のＧＰＳ衛星から受信することができるところで、グループの１つのＧＰＳ受信器が、十分な数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を受信して、受信されたＧＰＳ情報信号のみに基づいてＧＰＳ固定点を計算することができるようにすることが可能ではなくても、２つのＧＰＳ受信器に関する相対位置またはレンジ情報が使用可能である場合、ＧＰＳ固定点をＧＰＳ受信器の２つで計算することができる。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態によれば、複数のＧＰＳモバイルを含む無線ネットワーク・グループの各ＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイス(「ＧＰＳモバイル」)は、そのグループのモバイルのいずれもが３つより多いＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができないところで、そのＧＰＳ固定点、および、そのグループの別のＧＰＳモバイルのＧＰＳ固定点を計算することができ、この計算は、(i)２つのＧＰＳモバイルのいずれかにとって可視である所定数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ位置決め情報信号の受信、および、(ii)レンジまたは相対位置決めデータをグループの別のモバイルと共に、これらのモバイルの無線通信機能を使用して決定または交換することに基づく。参照を容易にするため、本発明の好ましい実施形態による、ネットワーク・モバイルのグループのＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスを概してモバイル101と称し、グループの個々のモバイルをモバイル101A、101Bなどと称し、各モバイル内のモジュールもまた接尾辞A、Bなどを使用して称する。
【００３３】
図３は、本発明によるモバイル101の好ましい実施形態を例示する。図３を参照すると、モバイル101は、ＧＰＳおよび無線測距トランシーバ・モジュール102、データ・トランシーバ・モジュール104、位置処理モジュール105および位置表示モジュール106を含む。データ・トランシーバ・モジュール104は、測距トランシーバ・モジュール102および位置処理モジュール105に結合される。位置処理モジュール105は、位置表示モジュール106および測距トランシーバ・モジュール102に結合される。測距トランシーバ・モジュール102はアンテナ120に結合され、データ・トランシーバ・モジュール104はアンテナ122に結合される。本発明のモバイル101のモジュールの各々は、データ処理オペレーションを実行するとして後述されるが、ソフトウェア・モジュール、または別法として、ハードウェア・モジュール、またはハードウェア/ソフトウェアの組合せのモジュールを構成することを理解されたい。加えて、各モジュールは、ＲＡＭなど、本発明による処理オペレーションを実行するためのデータおよび命令の格納のためのメモリ・ストレージ・エリアを適当に含む。別法として、処理オペレーションを実行するための命令を、モジュールの１つまたは複数におけるハードウェア内に格納することができる。さらに、本発明によれば、モバイル101のモジュールを適切なように複合モジュールに結合することができることを理解されたい。また、アンテナ120および122は、従来技術において周知の従来のデバイスであり、単一の統合アンテナに結合することができ、これもまた当技術分野で周知である。
【００３４】
測距トランシーバ・モジュール102は、無線周波数(「ＲＦ」)信号など、従来の無線の受信器および送信器を含み、その測距トランシーバ・モジュール102が含まれるモバイルと、ネットワーク・グループ内の他のモバイルの別のものの間の距離を決定するためのデータを収集する。加えて、測距トランシーバ・モジュール102は、時刻クロックおよびＧＰＳ衛星データを含み、そこからいずれかの時刻でのＧＰＳ衛星の軌道位置を正確に計算することができる。さらに、測距トランシーバ・モジュール102は、モバイル101にとって可視のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を、周知のＧＰＳ技術によって受信および処理し、これは、測距トランシーバ・モジュール102のクロックで指示された現在時刻を使用することを伴う。次いで、トランシーバ・モジュール102は、時間指標付きの処理済ＧＰＳ情報を位置処理モジュール105にルーティングする。
【００３５】
好ましい実施形態では、トランシーバ・モジュール102は、アンテナ120を介して、それ自体とグループの別のモバイルのトランシーバ・モジュール102の間で無線測距リンク107を確立する。無線測距リンクに基づいて、トランシーバ102は、それ自体と他のモバイルの測距トランシーバ・モジュールの間の信号通過時間を測定する。信号時間通過データから、これらのモバイルのいずれの測距トランシーバ・モジュール102も、周知の技術を使用して、２つのモバイルの間のレンジを容易に計算することができる。
【００３６】
好ましい実施形態では、測距トランシーバ・モジュール102は、別のモバイルまでの測距のために、ハイ・レートの擬似ランダム(「ＰＮ」)パターンによって変調されたＲＦ搬送波を使用する。もう１つの好ましい実施形態では、測距のために使用される信号は、超広帯域(「ＵＷＢ」)信号である。ＵＷＢは有利であり、これは、(1)ＵＷＢは実質的に無限の周波数ダイバーシティを提供し、したがって、測距信号が幅広い種類の一般の建築材料を通過することができることを保証するため、(2)ＵＷＢ信号は検出および傍受の確率が低いため、(3)ＵＷＢで使用される狭いパルス幅(500ピコ秒)により、１フィート未満までの測距精度が可能となるため、(4)ＵＷＢ信号を世界中のどこでも、地域の民間および軍用周波数割り振りプランに適合するか、あるいはそのプランに合わせて調整する必要なしに、使用することができるためである。
【００３７】
データ・トランシーバ・モジュール104は、ＲＦ信号など、従来の無線の受信器および送信器を含み、アンテナ122を介して、それ自体とグループの別のモバイルのデータ・トランシーバ・モジュールの間で情報を無線で交換する。データ・モジュール104は、他のモバイルに対するその相対位置を、それ自体と他のモバイルのデータ・トランシーバ・モジュールの間で確立された無線データ・リンク108を介して送信する。相対位置は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれている、2003年8月11日に出願した「METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING RELATIVE POSITIONS OF NETWORKED MOBILE COMMUNICATION DEVICES」という名称の米国特許出願          で論じられるように決定されている可能性がある。加えて、データ・トランシーバ104は、計算されたＧＰＳ固定点情報を他のモバイルへ、または、グループの他のいずれかのモバイルへ、適切なように、そのデータ・トランシーバ・モジュールと他のモバイルのデータ・トランシーバ・モジュールの間で確立された無線データ・リンク108を介して送信する。
【００３８】
位置処理モジュール105は、測距トランシーバ・モジュール102からのＧＰＳ情報データおよびいかなる測距データ、ならびに、そのデータ・トランシーバ・モジュール104で受信されたいかなるレンジおよびまたは相対位置データをも検索し、検索されたデータを使用して、以下で詳述するように、それ自体のための、およびまた、測距または相対位置データが関係する他のモバイルのためのＧＰＳ固定点を計算する。
【００３９】
位置表示モジュール106は、それが含まれるモバイルの絶対位置を表示し、これはモバイルの位置処理モジュール105で計算されたものであり、また、位置処理モジュール105が計算したか、あるいはデータ・トランシーバ・モジュール104により確立されたデータ・リンク108上で受信された、別のモバイルの絶対位置をも表示する。好ましい実施形態では、モジュール106は、大型の高耐久性ＰＤＡに似た表示ユニットを含む。さらに好ましい実施形態では、モジュール106は、グループの選択されたモバイル内に含まれない。
【００４０】
好ましい実施形態では、モバイル101は第１のコンポーネント構造を含み、これにはアンテナ120および122は含まれず、ほぼコードレス電話の受話器のサイズであり、身に付けられるか、あるいは衣料品に取り付けられるように構成される。アンテナ120および122は第２のコンポーネント構造として実施され、好ましくはシャツ・カラーに容易に取り付け可能である。モバイル101の第１および第２のコンポーネント構造は、互いに電子的に結合される。さらに好ましい実施形態では、モバイル101のコンポーネント構造は、使用のために取り外しやすくするように、ホルスター内で携行されるように構成される。
【００４１】
本発明の第１の態様によれば、ＧＰＳ使用可能モバイル101Aおよび101Bの各々は、その無線通信信号機能を協調的に使用することによって、(i)モバイル101Aおよび101Bが結合して、わずか３つのＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ情報信号を受信することができ、(ii)少なくとも５つの別個のＬＯＳ通信パスを、モバイル101Aおよび101Bとわずか３つのＧＰＳ衛星の間で確立することができ、(iii)モバイル101Aおよび101Bがそれらの相対位置を表す情報を決定または得ることができるとき、それ自体のためのＧＰＳ固定点および他のモバイルのためのＧＰＳ固定点を計算する。
【００４２】
本発明の第１の態様の好ましい実施形態では、相対位置情報が位置処理モジュール105Aのメモリ内に格納され、以下のように値ｘＡＯＢ，ｙＡＯＢおよびｚＡＯＢの形式で表現される。
【数１１】
2005535908.tif 000013
【００４３】
モバイル101AがＧＰＳ情報信号をいくつかのＧＰＳ衛星から受信することができ、モバイル101BがＧＰＳ情報信号をいくつかのＧＰＳ衛星から受信することができると仮定すると、２つのモバイル101Aおよび101Bのいずれについても、合計５つの未知数が存在する。これらの未知数は、モバイル101Aのための３つの未知の位置座標(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)またはモバイル101Bのための(ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ)、ならびに、２つのモバイル101Aおよび101Bのクロック・バイアスが独立しているので、２つの追加の未知のクロック・バイアスｓＡおよびｓＢである。
【００４４】
従来技術のＧＰＳ計算技術の上記の考察を参照すると、５つの未知数を解くために、αのための逆行列を計算することができるように、５つの擬似距離方程式が必要とされる。１つの擬似距離方程式を、モバイル101Aおよび101Bのいずれかと可視のＧＰＳ衛星の１つの間で確立された各ＬＯＳパスから生成することができる。２つのＧＰＳモバイル、および、その２つのＧＰＳモバイルの組合せにとって可視である３つのＧＰＳ衛星を含む、好ましい構成では、最低５つの方程式を、１つのＧＰＳモバイルにとって可視である３つのＧＰＳ衛星、および、他のモバイルにとって可視である２つのＧＰＳ衛星に基づいて生成することができる。しかし、この２つのグループは別個である必要はない。例えば、第１のモバイルは３つの衛星へのＬＯＳパスを確立することができ、第２のモバイルは、第１のモバイルがそれへのＬＯＳパスを確立することができる同じＧＰＳ衛星のうち、２つへのＬＯＳパスを確立することができる。代替の好ましい実施形態では、本発明の第１の態様は、第１のモバイルが４つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができ、第２のモバイルがただ１つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができる構成について、ＧＰＳ固定点の計算を可能にするが、この構成では、第１のモバイルがＧＰＳ固定点を、上述の従来技術を使用して計算することが可能となる。
【００４５】
したがって、そこからモバイル101AがＧＰＳ情報信号を受信することができる各ＧＰＳ衛星について、位置処理モジュール105Aは線形方程式を方程式(3)の形式で以下のように構成する。
【数１２】
2005535908.tif 000014
【００４６】
位置処理モジュール105Aは方程式(8)を使用して、そこからモバイル101BがＧＰＳ情報信号を受信することができる各ＧＰＳ衛星について、以下の形式の線形方程式を構成する。
【数１３】
2005535908.tif 000015
【００４７】
モバイル101AがＧＰＳ情報信号をＮ個のＧＰＳ衛星から受信することができ、モバイル101BがＧＰＳ情報信号をＭ個のＧＰＳ衛星から受信することができる場合、モバイル101Aは方程式(9)および(11)を使用して、５つの未知数ｘＡ，ｙＡ，ｚＡ，ｓＡおよびｓＢを有するＮ＋Ｍ方程式のシステムを形成することができる。Ｎ＋Ｍ≧５であるすべての場合について、このシステムを、反復法を使用して解くことができる。
【００４８】
好ましい実施形態では、モバイル101Aおよびモバイル101BがＧＰＳ測距のために使用するクロックの間のバイアスの推定値を、モバイル101Aおよび101Bの相対位置を決定するための周知の従来技術によって計算することができる。このバイアス推定値に基づいて、位置決め処理モジュール105Aは、モバイル101Aおよび101BのＧＰＳクロック・バイアスを明確に関係付けて、未知数の総数を５から４に減らすことができる。その結果として、相対位置情報が使用可能であるところで、２つのＧＰＳモバイルが共にＧＰＳ情報をわずか３つの衛星から受信することができ、少なくとも４つのＬＯＳパスをこの２つのＧＰＳ受信器とこの３つのＧＰＳ衛星の間で確立することができるとき、ＧＰＳ固定点を２つのＧＰＳモバイルについて計算することができる。
【００４９】
図４は、ブロッキング構造115によって分離されたモバイル101Aおよび101B、ならびに、モバイル101Aおよび101Bならびにブロッキング構造115に対して位置決めされたＧＰＳ衛星121、122、123、124および125の例示的構成120であって、モバイル101AはＧＰＳ衛星121、122および123のみへのＬＯＳパスを確立することができ、モバイル101BはＧＰＳ衛星123、124および125のみへのＬＯＳパスを確立することができるような構成を例示する。このように、構成120では、モバイル101Aおよび101Bの各々は、受信されたＧＰＳ情報信号のみに基づいて、従来技術のＧＰＳ技術を使用してＧＰＳ固定点を計算することはできず、これは、モバイル101Aおよび101Bのいずれも、少なくとも４つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができないからである。
【００５０】
図５は、本発明の第１の態様による、モバイル101AのためのＧＰＳ固定点およびモバイル101BのためのＧＰＳ固定点を計算するための好ましいプロセス150を例示し、ただし、モバイル101Aおよび101Bは、モバイル101Aおよび101Bの相対位置、ならびに、モバイル101Aおよび101BがＧＰＳ衛星121，122，123，124および125から受信することができるＧＰＳ情報信号に基づいて、図４に示す構成120内で互いおよびＧＰＳ衛星121〜125に対して位置決めされる。好ましい実施形態では、モバイル101Aおよび101Bは、それらの各データ・トランシーバ・モジュール104を使用して互いに無線で通信して、直接通信リンク108を確立し、この通信リンクにはリレー・サイトを介した間接通信リンクが含まれる可能性があり、これを通じて、モバイル101Aおよび101Bの互いに相対的な位置を表す情報を得ることができる。好ましい実施形態では、モバイル101Aは好ましくはモバイル101Bに相対的なその位置を決定し、あるいは、モバイル101Bは相対位置情報をモバイル101Aに無線で送信する。
【００５１】
図５を参照すると、ステップ152で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Aのための公称開始位置(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)、ならびに、各測距トランシーバ・モジュール102Aおよび102B内に含まれたクロックのためのクロック・オフセット誤差ｓＡおよびｓＢを仮定する。ステップ154で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Bのための仮定された位置(ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ)を、方程式(8)を使用して計算する。
【００５２】
ステップ156で、ＧＰＳ受信器実施のための通常かつ周知の従来技術に従って、位置処理モジュール105Aは、測距トランシーバ・モジュール102Aで受信されたＰＮパターンと期待されたＰＮパターンとの相関、および、モジュール101Aでの推定された搬送波位相の結果を使用して、モバイル101Aと、モバイル101Aにとって可視であるＧＰＳ衛星121，122および123の各々の間のレンジｒＡｉを推定する。加えて、ＧＰＳ受信器実施のための通常かつ周知の従来技術に従って、位置処理モジュール105Bは、測距トランシーバ・モジュール102Bで受信されたＰＮパターンと期待されたＰＮパターンとの相関、および、モバイル101Bでの推定された搬送波位相の結果を使用して、モバイル101Bと、モバイル101Bにとって可視であるＧＰＳ衛星123、124および125の各々の間のレンジｒＢｊを推定する。
【００５３】
ステップ158で、モバイル101Bは、各データ・トランシーバ・モジュール104Aおよび104Bの間でリンク108を確立することによって、推定レンジｒＢｊをモバイル101Aに通信する。
【００５４】
ステップ160で、位置処理モジュール105Aは、それへのＬＯＳパスをモバイル101Aにより確立することができる各ＧＰＳ衛星、すなわち、ＧＰＳ衛星121、122および123について、可視の衛星と、モバイル101Aの仮定された位置の間の擬似距離を、以下のように計算する。
【数１４】
2005535908.tif 000016
【００５５】
さらにステップ160で、位置処理モジュール105Aは、それへのＬＯＳパスをモバイル101Bへ確立することができる各ＧＰＳ衛星、すなわち、ＧＰＳ衛星123、124および125について、可視の衛星と、モバイル101Bの仮定された位置の間の擬似距離を、以下のように計算する。
【数１５】
2005535908.tif 000017
【００５６】
ステップ162で、位置処理モジュール105Aはレンジ・デルタ・ベクトルΔを以下のように形成する。
【数１６】
2005535908.tif 000018
【００５７】
さらにステップ162で、位置処理モジュール105Aは、方程式(10)および(12)に従って、α行列を形成する。
【数１７】
2005535908.tif 000019
【００５８】
また、位置修正ベクトルｄ＝[δx  δy  δz  δs]Ｔを、周知の正規方程式を使用して計算する。
【数１８】
2005535908.tif 000020
【００５９】
ステップ164で、位置処理モジュール105AはＲＭＳ誤差を以下のように計算する。
【数１９】
2005535908.tif 000021
【００６０】
ステップ166で、位置処理モジュール105Aは、ＲＭＳ誤差が１フィートなど所定のしきい値より小さいかどうかを判断する。そうである場合、ステップ168で、位置処理モジュール105Aは現在の位置の値(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)を、ＧＰＳモバイル101Aの最終的な推定絶対位置として受け入れ、ステップ172に進む。そうでない場合、ステップ170で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Aについて仮定された値(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ,ｓＡ)を、修正(δx,δy,δz,δs)を加えることによって更新し、ステップ160に進む。
【００６１】
ステップ172で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Aのための最終的な絶対位置の値(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)を方程式(8)に代入することによって、(ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ)を計算し、次いでデータ・トランシーバ・モジュール102Aは、各モバイル101Aおよび101Bについて計算されたＧＰＳ固定点をデータ・トランシーバ・モジュール102Bに送信する。
【００６２】
好ましい実施形態では、ＧＰＳモバイルのすべての相対位置が知られており、ＧＰＳモバイルのすべてに提供することができ、それにより、関係するＧＰＳモバイルの数にかかわらず３つの未知の位置座標のみが存在することが保証される限り、本発明の第１の態様は２つより多いＧＰＳモバイルがある状況にも適用可能である。しかし、各追加のＧＰＳモバイルは、追加の未知のクロック・バイアスを追加し、ＧＰＳ受信器とＧＰＳ衛星の間の最小数のＬＯＳパス(「Ｎｌｉｎｋｓ」)がＧＰＳ受信器の数(「Ｎｒｃｖｒ」)より３つ多くなければならないようになり、すなわち以下の通りである。
【数２０】
2005535908.tif 000022
【００６３】
本発明の第１の態様をいかなる数のＧＰＳ使用可能モバイルに適用することもできるが、３つより多いＧＰＳモバイルが構成内にあるとき、追加の値は得られない。２つのＧＰＳモバイルを有する構成では、ＬＯＳパスの数を２つのＧＰＳモバイルの間で3-2または4-1に分割することができる。4-1分割は、従来技術を使用したＧＰＳ固定点の計算を可能とし、本発明の第１の態様は3-2分割の場合にのみ付加価値を付けるようになる。３つのＧＰＳモバイルを有する構成では、必要とされるＬＯＳパスの数は６であり、2-2-2または3-2-1に分割することができる。3-2-1分割は、２つのＧＰＳモバイル構成についての3-2分割に対応し、ただ１つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができる追加のＧＰＳモバイルが追加される。ＧＰＳ固定点を、ＬＯＳパスの５つを占める２つのＧＰＳモバイルのみを使用して計算することができる。2-2-2分割は、各ＧＰＳモバイルが２つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができ、いずれのＧＰＳモバイルも３つ以上のＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができない構成で、付加価値を付ける。４つのＧＰＳモバイルの構成では、必要とされるＬＯＳパスの数は７であり、3-2-1-1または2-2-2-1に分割することができる。この４つのＧＰＳモバイル構成では付加価値はなく、これは、3-2-1-1分割を、２つのＧＰＳモバイル構成内のように3-2分割により解くことができ、2-2-2-1分割を、３つのＧＰＳモバイル構成のように2-2-2分割により解くことができるからである。
【００６４】
本発明の第２の態様によれば、少なくとも４つのＧＰＳ衛星が可視であることを必要とし、各モバイルが他のモバイルに相対的なその位置についての情報を有しておらず、他のモバイルに相対的なその位置を計算することができない、従来技術を使用して、各モバイルがそのＧＰＳ固定点を計算することができない構成内に、第１および第２のＧＰＳモバイル101Aおよび101Bの各々が存在する可能性があるが、モバイル101Aおよび101Bの各々は、それらの各無線通信機能を使用して協調的に動作し、(i)少なくとも６つのＬＯＳパスをモバイル101Aおよび101Bと可視のＧＰＳ衛星の間で確立することができ、かつ、(ii)モバイル101Aおよび101Bの各々が互いの間の距離(レンジ)ならびにモバイル101Aおよび101Bの間の相対クロック・バイアスを計算することができるとき、それ自体のためのＧＰＳ固定点および他のモバイルのためのＧＰＳ固定点を得ることができる。
【００６５】
好ましい実施形態では、モバイル101Aおよび101Bのうち一方での位置処理モジュールは、モバイル101Aおよび101Bの間のレンジｒＡＢを、各モバイル101Aおよび101Bの測距トランシーバ・モジュールの間で送信された通信信号の伝播時間の測定値に基づいて計算する。位置処理モジュール105Aは好ましくは、モバイル101Aからモバイル101Bまで、およびモバイル101Bからモバイル101Aまでの見かけの伝播時間の平均に基づいて、以下のようにレンジｒＡＢを計算する。
【数２１】
2005535908.tif 000023
【００６６】
伝播時間が平均されて、モバイル101Aおよび101Bの間のいかなるクロック・バイアスの影響をも除去しようと試みられる。位置処理モジュール105Aはクロック・バイアスｂＡＢを、モバイル101Aからモバイル101Bへの伝播時間とモバイル101Bからモバイル101Aへの伝播時間の間の差の半分として計算し、すなわち以下の通りである。
【数２２】
2005535908.tif 000024
【００６７】
相対バイアス誤差ｓＡＢ＝ｂＡＢcが使用されて、ｓＢがｓＡに関して表され、すなわち以下の通りである。
【数２３】
2005535908.tif 000025
【００６８】
したがって、モバイル101Aおよび101Bのための伝播時間測定値は、モバイル101Bのクロック・バイアスをモバイル101Aのクロック・バイアスの関数として表して、クロック・バイアスについてただ１つの未知数のみがあるようにすることができることに備える。
【００６９】
モバイル101Aおよび101Bの相対位置が知られていないので、未知のクロック・バイアスｓＢに加えて、６つの未知の位置の値ｘＡ，ｙＡ，ｚＡ，ｘＢ，ｙＢおよびｚＢがある。したがって、合計７つの未知数を決定する必要があり、これには最低でも７つの擬似距離方程式が作成されることが必要である。擬似距離方程式は以下のように得られる。モバイル101AがそれへのＬＯＳパスを確立することができる各ＧＰＳ衛星について、位置処理モジュール105Aは、以下のように方程式(3)の形式に従って線形方程式を生成する。
【数２４】
2005535908.tif 000026
【００７０】
加えて、モバイル101BがそれへのＬＯＳパスを確立することができる各ＧＰＳ衛星について、位置処理モジュール105Aは、以下のように方程式(3)の形式に従って線形方程式を生成する。
【数２５】
2005535908.tif 000027
【００７１】
位置処理モジュール105Aはまた、以下の形式の補足的な方程式も構成する。
【数２６】
2005535908.tif 000028
【００７２】
モバイル101AがＮ個のＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができ、モバイル101BがＭ個のＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができる場合、モバイル101Aは、方程式(19)、(20)および(21)に基づいて、７つの未知数を有するＮ＋Ｍ＋１方程式のシステムを形成することができ、ただし、これらの未知数はｘＡ，ｙＡ，ｚＡ，ｘＢ，ｙＢ，ｚＢおよびｓＡである。ＧＰＳ衛星と共に確立されるＬＯＳパスに基づいて作成されない擬似距離方程式である、方程式(21)を参照すると、２つのモバイル101Aおよび101Bは、少なくとも６つのＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することのみが必要である。Ｎ＋Ｍ≧６であるすべての場合について、方程式のシステムを、反復最小２乗法を使用して未知数について解くことができる。
【００７３】
図６は、２つのモバイルがＧＰＳ衛星との少なくとも６つのＬＯＳパスを確立することができ、２つのモバイルのいずれもが少なくとも４つのＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができないところで、２つのモバイルの間の無線通信に基づいて決定される、２つのモバイルの間で測定されたレンジに基づいて、本発明の第２の態様により、第１および第２のＧＰＳモバイルの各々についてＧＰＳ固定値を計算するための好ましいプロセス200を例示する。本発明の第２の態様の特徴を強調するために、プロセス200を、図７に示す構成190を参照して以下に説明する。図７を参照すると、構成190は、ＧＰＳ衛星121〜124に関して位置付けられたＧＰＳモバイル101Aおよび101Bを含み、(i)ＧＰＳモバイル101AがＧＰＳ衛星121〜124の各々へのＬＯＳパスを確立することができ、これによりモバイル101AがそのＧＰＳ固定点を、従来技術のＧＰＳ技術を使用して計算することができることに備えるようにし、(ii)ＧＰＳモバイル101BがＧＰＳモバイル101Aの無線通信近接内に位置し、ＧＰＳモバイル101Aおよび101Bの各々が、従来のＲＦ信号測距技術を使用してこれらのモバイルの間のレンジを計算することができるようにし、(iii)ＬＯＳパスをＧＰＳモバイル101BとＧＰＳ衛星121および124の各々の間でのみ確立することができ、ＧＰＳモバイル101BがそのＧＰＳ固定点を、少なくとも４つのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報信号の受信を必要とする従来技術を使用して、決定することができないようにする。
【００７４】
図６を参照すると、ステップ202で、位置処理モジュール105Aは、それぞれモバイル101Aおよび101Bのための公称開始位置(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)および(ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ)、ならびに、測距トランシーバ・モジュール102Aにおけるクロックのためのクロック・オフセット誤差ｓＡを仮定する。ステップ204で、測距トランシーバ・モジュール102Aおよび102Bは、いずれかの適切な従来技術の無線測距技術を使用して、モバイル101Aから送信された信号がモバイル101Bに到達するまでに要する時間、または伝播時間τＡＢ、および、モバイル101Bから送信された信号がモバイル101Bに到達するまでに要する時間、または伝播時間τＢＡを、それぞれ測定する。
【００７５】
好ましい実施形態では、測距トランシーバ・モジュール102Aは、ＲＦ信号など、時間符号化された無線信号を測距トランシーバ・モジュール102Bに送信する。この送信に基づいて、測距トランシーバ・モジュール102Bは、ＲＦ信号がモバイル101Aからモバイル101Bへ伝播するために要する時間を決定することができる。
【００７６】
ステップ206で、データ・トランシーバ・モジュール104Bは伝播時間τＡＢを測距トランシーバ・モジュール102Bから検索し、このデータを無線リンク108上でモバイル101Aのデータ・トランシーバ・モジュール104Aにルーティングする。次いで、データ・トランシーバ104Aは、受信された伝播時間情報を位置処理モジュール105Aへ、その中に格納するためにルーティングする。したがって、モバイル101Aはそのメモリ内に、モバイル101Aおよび101Bの間のＲＦ信号伝播時間の測定値を含み、この測定値はモバイル101Aおよびモバイル101Bで作成されたものである。すなわち、モバイル101Aおよび101Bは、ステップ204および206で協調的に動作して、互いの間のレンジを決定するために必要な伝播時間データを収集する。
【００７７】
ステップ208で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Bへのレンジを以下のように計算する。
【数２７】
2005535908.tif 000029
【００７８】
また、相対クロック・オフセット誤差ｓＡＢを以下のように計算する。
【数２８】
2005535908.tif 000030
【００７９】
ステップ210で、位置処理モジュール105Aは、プロセス150のステップ156および158で述べたものと同じ計算および動作を実行し、これは、推定レンジｒＡｉおよびｒＢｊを計算するため、および、モバイル101Aからモバイル101Bへの推定レンジｒＢｊを無線リンク108上で送信するためである。
【００８０】
ステップ212で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101AがそれへのＬＯＳパスを確立することができる各ＧＰＳ衛星、すなわちＧＰＳ衛星121〜124と、モバイル101Aの仮定された位置の間の擬似距離を、以下のように計算する。
【数２９】
2005535908.tif 000031
【００８１】
さらにステップ212で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101BがそれへのＬＯＳパスを確立することができる各ＧＰＳ衛星、すなわちＧＰＳ衛星121および124と、モバイル101Bの仮定された位置の間の擬似距離を、以下のように計算する。
【数３０】
2005535908.tif 000032
【００８２】
ステップ214で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Aのための仮定された位置とモバイル101Bのための仮定された位置の間の擬似距離を、以下のように計算する。
【数３１】
2005535908.tif 000033
【００８３】
ステップ216で、位置処理モジュール105Aはレンジ・デルタ・ベクトルΔを以下のように計算する。
【数３２】
2005535908.tif 000034
【００８４】
さらにステップ216で、位置処理モジュール105Aは、方程式(10)および(21)に従って、α行列を以下のように形成する。
【数３３】
2005535908.tif 000035
【００８５】
また、位置修正ベクトルｄ＝[δx  δy  δz  δs]Ｔを、周知の正規方程式を使用して計算する。
【数３４】
2005535908.tif 000036
【００８６】
ステップ218で、位置処理モジュール105AはＲＭＳ誤差を以下のように計算する。
【数３５】
2005535908.tif 000037
【００８７】
ステップ220で、位置処理モジュール105Aは、ＲＭＳ誤差が所定のしきい値より小さいかどうかを判断する。そうである場合、ステップ222で、位置処理モジュール105Aは(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)についての現在の値を、ＧＰＳモバイル101Aの最終的な絶対位置として受け入れ、ステップ226に進む。そうでない場合、ステップ224で、位置処理モジュール105Aは、仮定された値(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ,ｓＡ)を、修正(δx,δy,δz,δs)を加えることによって更新し、ステップ212に進む。ステップ226で、位置処理モジュール105Aは、モバイル101Aのための最終的な値(ｘＡ,ｙＡ,ｚＡ)を方程式(8)に代入することによって、(ｘＢ,ｙＢ,ｚＢ)を計算し、次いでデータ・トランシーバ・モジュール102Aは、各モバイル101Aおよび101Bについて計算されたＧＰＳ固定点をデータ・トランシーバ・モジュール102Bに送信する。
【００８８】
このように、図７を参照すると、本発明の第２の態様は、第１および第２のＧＰＳモバイルについて、ＧＰＳモバイル101Aが４つのＧＰＳ衛星とのＬＯＳパスを確立することができ、構成120ではＬＯＳパスにおける4-2分割があるようにし、モバイル101Aおよび101Bの間のレンジについての情報のみが使用可能であるか、あるいは計算することができ、モバイル101Aおよび101Bの相対位置は使用可能ではなく、あるいは計算することができないところで、各ＧＰＳモバイル101Aおよび101BのためのＧＰＳ固定点を計算することができることに備える。
【００８９】
２つのＧＰＳモバイル101Aおよび101BがＬＯＳパスにおける5-1分割を有し、１つのＬＯＳパスＧＰＳモバイルの実際の位置を、従来技術のＧＰＳ技術を使用して決定することができないような代替構成では、第３のＧＰＳモバイル101Cを追加すると、結果としてρＡＣおよびρＢＣのための２つの新しいＧＰＳモバイルからＧＰＳモバイルへの擬似距離方程式、ならびに３つの新しい未知数(ｘｃ，ｙｃおよびｚｃ)となり、１つの追加のＬＯＳパスが、３つのＧＰＳモバイルの各々のＧＰＳ固定点を計算するために必要となるようになる。したがって、少なくとも７つのＬＯＳパスを３つのＧＰＳモバイルについて確立することができ、ＬＯＳパスを3-3-1，3-2-2または4-2-1に分割することができる場合、３つのＧＰＳモバイルの絶対位置を計算することができる。第４のＧＰＳモバイル101Dが３つのＧＰＳモバイル101A，101Bおよび101Cの構成に追加される場合、ρＡＤ，ρＢＤおよびρＣＤのための３つの新しい擬似距離方程式の結果および３つの新しい未知数(ｘＤ，ｙＤおよびｚＤ)が導入される。したがって、複合グループの４つのＧＰＳモバイルの各々のためのＧＰＳ固定点を計算するために、さらなるＬＯＳパスは必要とされず、これは、ＧＰＳモバイル101DのＧＰＳ固定点をＧＰＳモバイル101A，101Bおよび101Cへのレンジからのみ、周知の従来技術を使用して計算することができるからである。
【００９０】
図７を参照して、本発明の第２の態様を、モバイル101Aおよび101Bが計算することができるレンジに基づいて例示する。ＧＰＳモバイル101AとＧＰＳ衛星121の間、ＧＰＳモバイル101BとＧＰＳ衛星121の間、およびＧＰＳモバイル101AとＧＰＳモバイル101Bの間のレンジを、長さ101A-121，101B-121および101A-101Bを有する三角形が定義されるように決定することができるが、モバイル101Bの位置を、このレンジ情報からのみ計算することはできない。三角形101A/101B/121が、101Aおよび121を通過する軸の周りで回転されるとき、モバイル101Bは円ＣＬをたどり、モバイル101Bの実際の場所は円ＣＬ上のどこかである。円ＣＬの中心Ｘは点101Aではなく、正しくは、点101Bを通過する101A-121に垂直な線の端である。すなわち、ＧＰＳ衛星121からの固定距離はＧＰＳ衛星121を中心とする球形を定義し、点101Aからの固定距離は点101Aを中心とする球形を定義する。２つの球形の交差は円ＣＬである。
【００９１】
図７の構成190についてのさらなるレンジ測定を例示する図８を参照すると、モバイル101BはＧＰＳ衛星124へのそのレンジを決定することができるので、点101A，101B，121および124は、６つの既知の辺の長さおよび３つの固定の既知の頂点による４面体の頂点である。この４面体は、４面体の第４の頂点であるＧＰＳモバイル101Bのための一意の場所を定義する。したがって、２つのＧＰＳモバイルが既知の距離によって離される場合、これらのＧＰＳモバイルの両方の絶対位置は、少なくとも６つのＬＯＳパスを２つのＧＰＳモバイルと４つのＧＰＳ衛星の間で確立することができる場合、決定することができる。
【００９２】
好ましい実施形態では、ＧＰＳモバイル101は継続的にその絶対位置およびグループの別のモバイルの絶対位置を計算し、これらの絶対位置を、大型のＰＤＡに似たハンドヘルド・デバイス上に表示する。
【００９３】
さらに好ましい実施形態では、本発明のモバイル101は、当技術分野で知られているような、データ・トランシーバ・モジュールでの長距離無線通信機能を含み、計算された絶対位置情報を、リモートに位置する通信デバイスまたはグループ内の別のモバイルなど、別の通信デバイスに通信する。
【００９４】
本発明の好ましい実施形態を説明および例示したが、本発明の原理から逸脱することなく様々な修正を作成することができることは、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】ＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスと３つのＧＰＳ衛星の間で測定されたレンジによって定義された、幾何学的形状の例示の図である。
【図２】図１の幾何学的形状の例示であって、４つのＧＰＳ衛星を含み、ＧＰＳモバイルの仮定された位置における仮定されたＧＰＳクロック・バイアスの影響を示す図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態によるＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスの機能ブロック図である。
【図４】ＬＯＳパスを５つのＧＰＳ衛星のみへと確立することができるように位置決めされた、本発明による２つのＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスの例示の図である。
【図５】２つのＧＰＳモバイルの相対位置が知られているところで、本発明による２つの各ＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスのためのＧＰＳ固定点を計算するための流れ図である。
【図６】２つのＧＰＳモバイルが互いの間のレンジおよびそれらの相対ＧＰＳクロック・バイアスを決定することができるところで、本発明による２つの各ＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスのためのＧＰＳ固定点を計算するための流れ図である。
【図７】第１のモバイルが４つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができ、第２のモバイルが４つのＧＰＳ衛星へのＬＯＳパスを確立することができないところで、本発明による第１および第２のＧＰＳ使用可能モバイル通信デバイスを含む構成の例示の図である。
【図８】図７の構成の例示であって、本発明による、第１および第２のモバイルのためのＧＰＳ固定点を計算するために使用されたレンジを強調表示する図である。
【図１】
2005535908.tif 000038
【図２】
2005535908.tif 000039
【図３】
2005535908.tif 000040
【図４】
2005535908.tif 000041
【図５】
2005535908.tif 000042
【図６】
2005535908.tif 000043
【図７】
2005535908.tif 000044
【図８】
2005535908.tif 000045
【国際調査報告】
2005535908.tif 000046