(57)【要約】本開示は、概ね、衛星ナビゲーションシステムと無線通信システムとから受信した信号に基づいて移動体の位置決めの解を計算する技術に関する。この技術は、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間とを相互に制約する同期バイアスを見越して、解く。移動体は、環境における位置の解を計算するのに、定められた制約を使用するか、さもなければ、追加の独立の測定値を必要とする。移動体は、受信機自立保全監視（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM）機能を取入れて、各受信信号から求めた位置および時間の解を確認してもよい。ここに記載されている技術にしたがって、移動体は、定められた同期バイアスを利用して、環境にＲＡＩＭまたは同様の技術、さもなければ、不定の技術を適用する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星ナビゲーションシステムからの信号と無線通信システムからの信号とを受信することと、
移動体の位置の解を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスを使用して、受信信号の関数として判断することとを含む方法。
【請求項２】
位置の解を判断することが、
衛星ナビゲーションシステムのシステム時間を計算することと、
無線通信システムのシステム時間を、衛星ナビゲーションシステムの計算されたシステム時間と同期バイアスとの関数として計算することと、
位置の解を、受信信号と計算されたシステム時間との関数として計算することとを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
同期バイアスが、無線通信システムのシステム時間を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間からの時間の範囲内に制約する請求項１記載の方法。
【請求項４】
同期バイアスが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の予測時間ずれを定める請求項１記載の方法。
【請求項５】
位置の解を計算することが、移動体の緯度、経度、および高度を計算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
衛星ナビゲーションシステムが、全地球測位システム（Global Positioning System, GPS）を含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
位置の解を計算することが、ハイブリッド位置計算技術を利用して、位置の解を、衛星ナビゲーションシステムから受信した信号と無線通信システムから受信した信号との関数として計算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項８】
位置の解を計算することが、非同期技術を適用して、同期バイアスにしたがってシステム時間を計算することを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
無線通信システムの構成要素から、同期バイアスを定めるデータを受信することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
高度支援技術を適用して、位置の解を判断するのに使用される別の測定値を判断することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
無線通信システムおよび衛星ナビゲーションネットワークから全部でＭ個の信号を受信することと、
信号からＭ個の距離の測定値を生成することと、
Ｍ個の距離の測定値と同期バイアスとに基づいて、信号の１つ以上から、１つ以上の誤った距離の測定値の存在を検出することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
Ｍ≧４である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
位置の解が、Ｍ個の変数を含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
高度支援技術を適用して、別の測定値を判断することと、
別の測定値に少なくとも部分的に基づいて、誤った距離の測定値の存在を検出することとをさらに含む請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
衛星ナビゲーションシステムと無線通信システムとをもつ環境内で動作している移動体からの要求を受信することと、
要求に応答して、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間を、無線通信システムのシステム時間の関数として制約する同期バイアスデータを移動体へ通信することとを含む方法。
【請求項１６】
データベースから同期バイアスデータを検索することをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
データベースから検索することが、データベースから、要求移動体に特定の同期バイアスを検索することを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
データベースから検索することが、
要求移動体について無線通信システムの現在の領域を識別することと、
識別された領域に基づいてデータベースからデータを検索することとを含む請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
移動体から、計算された同期バイアスを記述しているデータを受信することと、
受信データに基づいてデータベースを更新することとをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
計算された同期バイアスと閾値バイアスとを比較することと、
比較に基づいて、無線通信システム内の構成要素の機能状態を判断することとをさらに含む請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
計算された同期バイアスが、閾値バイアスを越えるとき、サービスメッセージを発行することをさらに含む請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
構成要素が、無線通信システム内の基地局を含む請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
構成要素が、無線通信システム内の移動体を含む請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
衛星ナビゲーションシステムおよび無線通信システムから信号を受信する１本以上のアンテナと、
移動体の位置の解を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスを使用して、受信信号の関数として判断するプロセッサとを含む装置。
【請求項２５】
衛星ナビゲーションシステムが、全地球測位システム（ＧＰＳ）を含み、無線通信システムが、符号分割多元接続（Code Division Multiple Access, CDMA）無線通信システムを含む請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
装置が、移動ＧＰＳ受信機を含む請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
同期バイアスが、無線通信システムのシステム時間を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間からの時間の範囲内に制約する請求項２４記載の装置。
【請求項２８】
同期バイアスが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の予測時間ずれを定める請求項２４記載の装置。
【請求項２９】
プロセッサが、受信機の緯度、経度、および高度を計算することを含む請求項２４記載の装置。
【請求項３０】
プロセッサが、ハイブリッド位置計算技術を適用して、衛星ナビゲーションシステムから受信した信号と無線通信システムから受信した信号との関数として、位置の解を計算する請求項２４記載の装置。
【請求項３１】
プロセッサが、非同期技術を適用して、同期バイアスにしたがってシステム時間を計算する請求項２４記載の装置。
【請求項３２】
プロセッサが、信号からＭ個の距離の測定値を生成し、受信機自立保全監視（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM）を適用して、Ｍ個の距離の測定値と同期バイアスとに基づいて、信号の１つ以上から、１つ以上の誤った距離の測定値の存在を検出する請求項２４記載の装置。
【請求項３３】
Ｎを位置の解の変数の数として、Ｍ＞Ｎである請求項３２記載の装置。
【請求項３４】
Ｎ＝４である請求項３２記載の装置。
【請求項３５】
プロセッサが、無線通信システムの構成要素から、同期バイアスを定めるデータを受信する請求項２４記載の装置。
【請求項３６】
プロセッサが、位置の解を判断するときに、無線通信システムおよび衛星ナビゲーションシステムの新しい同期バイアスを計算し、計算された同期バイアスを構成要素へ通信する請求項３５記載の装置。
【請求項３７】
プロセッサが、ディジタル信号プロセッサである請求項２４記載の装置。
【請求項３８】
衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスデータを記憶するサーバと、
サーバから同期バイアスデータを受信し、かつ同期バイアスデータと、衛星ナビゲーションシステムおよび無線通信システムから受信した信号との関数として、位置の解を判断するデバイスとを含むシステム。
【請求項３９】
サーバが、デバイスの識別子に基づいて、データベースから同期バイアスデータを選択的に検索する請求項３８記載のシステム。
【請求項４０】
サーバが、無線通信システムの各領域ごとに識別子にしたがって配列された同期バイアスの組を定めるデータを記憶するデータベースを維持する請求項３８記載のシステム。
【請求項４１】
衛星ナビゲーションシステムが、全地球測位システム（ＧＰＳ）を含み、無線通信システムが、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線通信システムを含む請求項３８記載のシステム。
【請求項４２】
デバイスが、移動ＧＰＳ受信機を含む請求項４１記載のシステム。
【請求項４３】
同期バイアスデータが、無線通信システムのシステム時間を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間からの時間の範囲内に制約する請求項３８記載のシステム。
【請求項４４】
同期バイアスデータが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の予測時間ずれを定める請求項３８記載のシステム。
【請求項４５】
デバイスが、緯度、経度、および高度を計算する請求項３８記載のシステム。
【請求項４６】
デバイスが、移動体、位置特定サーバ、位置判断エンティティ（Position Determination Entity, PDE）、位置特定測定ユニット（Location Measuring Unit, LMU）、実行中の移動位置特定局（Serving Mobile Location Center, SMLC）、無線位置特定ゲートウエイ（Wireless Location Gateway, WLG）、移動位置特定局（Mobile Location Center, MLC）の中の１つを含む請求項３８記載のシステム。
【請求項４７】
同期するシステム時間をもつ複数のシステムから、デバイスにおいて信号を受信することと、
デバイスの位置の解を、信号と、システム時間の差を定める同期バイアスとの関数として判断することとを含む方法。
【請求項４８】
位置の解を判断することが、
システムの中の第１のシステムの時間を計算することと、
システムの中の第２のシステムの時間を、第１のシステムの計算された時間と同期バイアスとの関数として計算することと、
位置の解を、信号と、第１および第２のシステムの計算された時間との関数として計算することとを含む請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
同期バイアスが、システムの中の第１のシステムのシステム時間を、システムの中の第２のシステムのシステム時間からの定められた範囲内に制約する請求項４７記載の方法。
【請求項５０】
衛星ナビゲーションシステムから受信した信号と、無線通信システムから受信した信号と、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスとの関数として、移動体の位置の解をプロセッサに判断させる命令を含むコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５１】
同期バイアスが、無線通信システムのシステム時間を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間からの時間の範囲内として定める請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５２】
同期バイアスが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の時間ずれを定める請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５３】
プロセッサに位置の解を計算させる命令が、受信機の緯度、経度、および高度を計算することを含む請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５４】
衛星ナビゲーションシステムが、全地球測位システム（ＧＰＳ）を含む請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５５】
命令により、プロセッサが、ハイブリッド位置計算技術を適用して、位置の解を、衛星ナビゲーションシステムから受信した信号と無線通信システムから受信した信号との関数として計算する請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５６】
命令により、プロセッサが、非同期技術を適用して、同期バイアスにしたがってシステム時間を計算する請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５７】
命令により、プロセッサが、無線通信システムの構成要素から、同期バイアスを定めるデータを受信する請求項５０記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５８】
１つ以上の移動体の位置の解を計算するための１つ以上同期バイアスを記憶するデータ構造を含むコンピュータ読み出し可能媒体であって、各同期バイアスが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定めるコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項５９】
データ構造が、移動体の識別子にしたがって同期バイアスを配列している請求項５８記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項６０】
データ構造が、無線通信システム内の各領域の識別子にしたがって同期バイアスを配列している請求項５８記載のコンピュータ読み出し可能媒体。
【請求項６１】
デバイスの位置に関係する測定値の組を受信し、各組の測定値が、他の組の測定値に対して共通のバイアスをもつことと、
デバイスの位置の解を、測定値と共通のバイアスとの関数として判断することとを含む方法。
【請求項６２】
位置に関係する測定値の組を受信することが、衛星ナビゲーションシステムからの位置に関係する測定値の第１の組と、無線通信システムからの位置に関係する測定値の第２の組とを受信することを含む請求項６１記載の方法。
【請求項６３】
共通のバイアスが、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を表わす請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
複数のシステムから、デバイスの位置に関係する測定値の組を受信することと、
各システムごとに異なるシステム時間を判断することと、
デバイスの位置の解を、測定値とシステム時間との関数として判断することとを含む方法。
【請求項６５】
各組の測定値が、他の組の測定値に対して共通のバイアスをもつ請求項６４記載の方法。
【請求項６６】
位置に関係する測定値の組を受信することが、衛星ナビゲーションシステムからの位置に関係する測定値の第１の組と、無線通信システムからの位置に関係する測定値の第２の組とを受信することを含む請求項６４記載の方法。
【請求項６７】
位置に関係する測定値の組を受信することが、第１の地上ベースの無線通信システムからの位置に関係する測定値の第１の組と、第２の地上ベースの無線通信システムからの位置に関係する測定値の第２の組とを受信することを含む請求項６４記載の方法。
【請求項６８】
各組の測定値が、他の組の測定値に対して共通のバイアスをもち、位置の解を判断することが、共通のバイアスにしたがって、システム時間に対する制約を使用して、位置の解を判断することを含む請求項６４記載の方法。
【請求項６９】
共通のバイアスが、システムのシステム時間の差を表わす請求項６８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、2002年9月5日に出願された米国仮出願第60/408,614号に対して優先権を主張している。
技術分野
この開示は、測位システム、とくに、移動受信機の位置の解の計算に関する。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム（Global Positioning System, GPS）は、ほぼ世界中のどこでも、位置、速度、および時間の情報を与えるように設計された衛星ナビゲーションシステムである。ＧＰＳは、米国国防総省によって開発され、現在、２４個の動作衛星の一群を含む。他のタイプの衛星ナビゲーションシステムは、広域オーグメンテーションシステム（Wide Area Augmentation System, WAAS）、ロシア連邦によって開発されたグローバルナビゲーション衛星システム（Global Navigation Satellite System, GLONASS）、および欧州連合によって設計されたガリレオシステム(Galileo system)を含む。
【０００３】
種々の受信機が、位置、速度、または時間を判断するために、衛星から伝送された信号を復号するように設計されてきた。概して、信号を解読して、最後の位置を計算するために、受信機は、視界内の衛星から信号を捕捉し、受信信号を測定し、追跡し、信号からナビゲーションデータを回復しなければならない。受信機は、３つの異なる衛星からの距離を正確に測定することによって、その位置を三角測量する。すなわち、緯度、経度、および高度を解く。とくに、受信機は、各信号が各衛星から受信機へ伝わるのに必要な時間を測定することによって、距離を測定する。これは、精密な時間情報を必要とする。この理由から、時間測定値の誤差（例えば、受信機内のタイミング回路が不正確であることにより発生する誤差）を解くのを助けるのに、一般に、４つの衛星からの測定値が必要とされる。
【０００４】
ある特定の場所（例えば、高層ビルのある都市環境）では、受信機は、３つ以下の衛星からの信号のみを捕捉することができる。これらの状況では、受信機は、位置の解の４つの変数の全て（すなわち、緯度、経度、高度、および時間）を解くことができない。受信機は、３つの衛星からの信号を捕捉できるとき、例えば、高度の計算を先に行って、緯度、経度、および時間を解いてもよい。使用可能な信号が２つ以下であるときは、受信機は、その位置を計算することができない。
【０００５】
この限界に対処するために、多くの受信機は、無線通信システムの基地局からの信号を使用するハイブリッド位置特定技術を採用している。ハイブリッド受信機は、衛星信号に関して、無線信号の時間遅延を測定して、ネットワークの基地局からの距離を測定する。ハイブリッド受信機は、基地局からの信号と、ＧＰＳ衛星からの捕捉信号とを使用して、位置および時間の変数を解く。ハイブリッド位置特定技術は、受信機が、従来の位置特定技術では失敗したであろう様々な場所における位置の解を計算することを多くの場合に可能にする。符号分割多元接続（code division multiple access, CDMA）システムでは、例えば、このハイブリッド技術のこの基地局の測定部は、高度順方向リンク三辺測量（Advanced Forward Link Trilateration, AFLT）と呼ばれる。
【０００６】
受信機によって判断される位置の解の正確さは、システム内の時間精度の程度によって影響される。既存のＣＤＭＡシステムのような同期システムでは、セルラ基地局によって伝えられるタイミング情報と、ＧＰＳ衛星からのタイミング情報とを同期させて、精密な時間をシステム全体で使用可能にする。移動通信用グローバルシステム(Global System for Mobile Communications, GSM)のような、いくつかのシステムでは、基地局のタイミング情報とＧＰＳ衛星のタイミング情報とは同期しない。これらのシステムでは、位置特定測定ユニット（Location Measurement Unit, LMS）を既存のインフラストラクチャに加えて、無線ネットワークの精密なタイミング情報を与える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
概して、この開示は、移動体の位置決めの解を計算する技術に関する。とくに、この技術は、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスを見越して、解く。この技術は、ここで“同期バイアス”と呼ばれる時間バイアスを使用して、移動体によって与えられる位置の解の正確さおよび信頼性を向上する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
例えば、１つの実施形態では、方法は、衛星ナビゲーションシステムからの信号と無線通信システムからの信号とを受信することと、移動体の位置の解を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスを使用して、信号の関数として判断することとを含む。
【０００９】
別の実施形態では、方法は、デバイスの位置に関係する測定値の組を受信することを含み、各組の測定値は、他の組の測定値に対して共通のバイアスをもつ。方法は、デバイスの位置の解を、測定値と共通のバイアスとの関数として判断することも含む。
別の実施形態では、方法は、衛星ナビゲーションシステムと無線通信システムとをもつ環境内で動作している移動体からの要求を受信することと、要求に応答して、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間を、無線通信システムのシステム時間の関数として制約する同期バイアスデータを移動体へ通信することとを含む。
【００１０】
別の実施形態では、システムは、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスデータを記憶するサーバを含む。システムは、サーバから同期バイアスデータを受信し、かつ位置の解を、同期バイアスデータと、衛星ナビゲーションシステムおよび無線通信システムから受信した信号との関数として判断する移動体をさらに含む。
【００１１】
別の実施形態では、装置は、衛星ナビゲーションシステムおよび無線通信システムからの信号を受信する１本以上のアンテナを含む。装置は、移動体の位置の解を、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスを使用して、信号の関数として判断するプロセッサをさらに含む。
【００１２】
別の実施形態では、コンピュータ読み出し可能媒体は、衛星ナビゲーションシステムから受信した信号と、無線通信システムから受信した信号と、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める同期バイアスとの関数として、移動体の位置の解をプログラマブルプロセッサに判断させる命令を含む。
【００１３】
別の実施形態では、コンピュータ読み出し可能媒体は、１つ以上の移動体の位置の解を計算するための１つ以上の同期バイアスを記憶するデータ構造を含み、各同期バイアスは、衛星ナビゲーションシステムのシステム時間と無線通信システムのシステム時間との間の差を定める。
【００１４】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面および以下の記述に示される。本発明の他の特徴、目的、および長所は、記述、図面、および特許請求項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、移動体４が“同期バイアス”を使用して、所在位置を計算する例示的な同期環境２を示すブロック図である。環境２は、同期環境と呼ばれ、衛星ナビゲーションシステム５および通信ネットワーク７が同期するシステム時間をもつように設計されている。言い換えると、衛星６および基地局８は、精密に同期したタイミング情報を生成するように設計されている。それにも関らず、移動体４は、衛星ナビゲーションシステム５のシステム時間と無線通信システム７のシステム時間との間の差を定める同期バイアスを見越して、解く。衛星ナビゲーションシステム５の例は、米国国防総省によって開発された全地球測位システム（ＧＰＳ）である。他のタイプの衛星ナビゲーションシステムは、広域オーグメンテーションシステム（ＷＡＡＳ）、ロシア連邦によって開発されたグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、欧州連合によって設計されたガリレオシステムを含む。
【００１６】
移動体４は、それぞれ衛星６および基地局８から受信した信号10、12に基づいて位置決めの解を計算する技術を採用している。移動体４は、視界内の衛星６からの信号10を捕捉し、各信号が各衛星から移動体４へ伝わるのに必要な時間を測定することによって、各衛星からの距離を測定する。同様に、移動体４は、無線通信システム７の基地局８からの信号12を受信し、各無線信号が基地局から移動体へ伝わるのに必要な時間に基づいて、基地局８からの距離を測定する。移動体４は、測定値に基づいて位置および時間の変数を解く。
【００１７】
移動体４が採用する技術は、同期環境２においてでさえ、同期誤差、すなわち、同期バイアスが、衛星ナビゲーションシステム５のシステム時間と無線通信システム７のシステム時間との間に存在することがあるという認識に基づいている。この時間差は、多数の要因から生じ、例えば、移動体４が採用しているタイミング回路において、異なるタイプの信号10、12を処理するのに、伝搬遅延が異なるといったことである。同期バイアスの他の原因には、基地局８の送信機内の通常の伝搬遅延、および基地局８からの信号12が、衛星６からの信号10よりも相当に低い仰角で移動体４に到達する傾向があるという事実が含まれる。このより低い仰角が原因で、基地局８からの信号12は、衛星６からの信号10よりも、環境２内のより多くの物体（図示されていない）にはね返り、移動局４が基地局８について計算したタイミング情報における信号経路長の測定値を越えることにつながる。
【００１８】
したがって、同期バイアスは、２つのシステム間、すなわち、それぞれ衛星６および基地局８が属している衛星ナビゲーションシステム５と無線通信システム７との間の共通のバイアスと捉えることができる。言い換えると、移動体４の観点からは、システム５、７が時間上で同期して動作するように設計されていたとしても、２つのシステム５、７間には共通の同期バイアスが存在する。
【００１９】
システム５、７が非常によく同期していると考えられる場合は、１つの受信機の時間を、緯度、経度、および高度に加えて、解くために、ハイブリッド位置決め技術を使用することができる。２つのシステムの時間が十分に同期していない場合（ここでは、非同期環境と呼ばれる）は、非同期技術を使用して、独立のシステム時間を解くが、移動体４は、正確な結果を出すために、追加の測定値を必要とする。例えば、非同期技術は、５つの独立変数を解くための少なくとも５つの測定値（すなわち、緯度、経度、高度、衛星の精密な時間、および無線ネットワークの精密な時間）を必要とする。位置の解を計算するのに使用される別の測定値を与えるために、高度支援技術を使用し、必要な測定値の数を低減してもよい。高度支援を使用する同期技術では、必要な測定値は３つであるが、一方で、非同期技術は、正確な位置の解を計算するのに、追加の４つ目の測定値を必要とする。
【００２０】
それにもかかわらず、これらの状況において、移動体４は、システム時間に関係する定められた制約を利用し、それによって追加の独立の測定値を必要とすることなく、非同期技術を使用して、位置の解を解くことができるようにすることによって、正確な位置の解を計算する。とくに、システム５、７間のこの同期誤差を補償するために、移動体４は、同期バイアスが、同期環境２のシステム５、７の一方の時間を、他方のシステムの時間の関数として表わすのを可能にする位置特定技術を採用する。１つの例として、同期バイアスは、システム５、７の一方のシステム時間を、他方のシステムのシステム時間からの定められた範囲内であると定める。例えば、移動体４は、ネットワーク通信システム７のシステム時間を、衛星ナビゲーションシステム５のシステム時間から時間デルタ（例えば、±１マイクロ秒）内にあると定めるように構成される。別の例として、同期バイアスは、システム５、７の一方のシステム時間を、他方のシステムのシステム時間からの時間ずれとして定める。このようにして、この技術は、同期バイアスを制約すること、および追加の測定値の代わりに使用される１つの式にしたがって、システムの時間を関係付けて、正確な位置の解を計算できるようにする。
【００２１】
別途詳しく記載するように、移動体４は、この追加の制約を使用して、位置の解を計算してもよい。とくに、移動体４は、環境２が非同期環境である、すなわち、衛星ナビゲーションシステム５の時間と無線通信ネットワーク７の時間とが異なる環境であるかのように、位置の解を計算してもよいが、定められた同期バイアスにしたがって、システム時間を制約する。したがって、ここでは、移動体４は、同期環境２において位置の解を計算するために、“半同期”モードで動作できるとされる。この技術は、移動体４が、従来の位置計算技術では失敗またはより低い正確さの結果を出していたであろう様々な場所における位置の解を、より高い正確さで計算することを可能にする。
【００２２】
さらに加えて、移動体４は、受信機自立保全監視（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM）機能を取入れて、移動体が、各受信信号10、12から求めた位置および時間の解を確認できるようにしてもよい。既に記載したように、移動体４が完全な位置の解を計算するには、通常、少なくとも４つの源からの信号10、12の捕捉に成功することが必要とされる。５つ以上の信号10、12を捕捉すると、冗長の測定値を与え、多くの場合に、移動体４が、捕捉信号の合計数に依存して、１つ以上の信号から、誤った測定値の存在を検出するのを可能にする。移動体４は、冗長の測定値を利用して、ＧＰＳシステムまたは無線通信システムの何れかからの１つ以上の信号から、誤った測定値を検出し、その測定値を位置の解の計算から切り離す。
【００２３】
ここに記載されている技術にしたがって、移動体４は、定められた同期バイアスを使用して、ＲＡＩＭまたは同様の技術（このような技術は、不定であろう）を環境に適用することができる。例えば、捕捉信号が４つのみであるとき、同期バイアスによって定められる追加の制約により、移動体４はＲＡＩＭを適用することができる。この環境において、追加の制約を使用して、５番目の衛星信号によって与えられたであろう冗長を与えることができる。移動体４は、６つ以上の信号を捕捉するとき、従来のＲＡＩＭ技術を適用し、制約する同期バイアスを確認処理に取り入れてもよい。
【００２４】
移動体４は、基地局８の１つのような、無線通信システム７の構成要素から、同期バイアスデータを受信する。とくに、無線通信システム７は、同期バイアスデータを維持し、記憶するために、１つ以上のサーバ14を含む。サーバ14は、システム全体の同期バイアスを定めるデータを記憶する。さらに加えて、サーバ14は、同期バイアスの組を定めるデータを記憶し、同期バイアスを複数の移動体４の識別子と関係付ける。言い換えると、サーバ14は、個々の移動体４に特定の同期バイアスデータを維持する。このようにして、同期バイアスデータは、移動体４間のタイミング回路、タイミング較正、および他の変数における細かい差を補償する。さらに加えて、サーバ14は、無線ネットワーク７内の異なる領域（例えば、セルのグループ）の同期バイアスデータを記憶する。したがって、サーバ14は、無線通信システムの各領域の識別子にしたがって、同期バイアスデータを配列する。
【００２５】
サーバ14は、データ記憶ファイル、または１つ以上のデータベースサーバ上で実行される１つ以上のデータベース管理システム（database management system, DBMS）を含む種々の形で、同期バイアスデータを記憶する。データベース管理システムは、関係データベース管理システム（relational database management system, RDBMS）、階層型データベース管理システム（hierarchical database management system, HDBMS）、多次元データベース管理システム（multidimentional database management system, MDBMS）、オブジェクト指向データベース管理システム（object oriented database management system, ODBMSまたはOODBMS）、あるいはオブジェクト関係データベース管理システム（object relational database management system, ORDBMS）である。データは、例えば、Microsoft社からのSQL Server（商標）のような、1つの関係データベース内に記憶することができる。
【００２６】
移動体４は、位置の解を計算するために、衛星ナビゲーション信号10および無線通信信号12を受信することができる種々の移動受信機の1つの形態をとる。例えば、使用可能な移動電話；ハンドヘルド受信機；および飛行機、自動車、トラック、戦車、船舶、等のような乗り物内に搭載された受信機を含む。基地局８は、同期環境において、多数の無線通信プロトコルの1つにしたがって、移動体４と通信する。１つの一般的な無線通信プロトコルは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）であり、ＣＤＭＡでは、多数の通信が無線周波数（radio-frequency, RF）スペクトラム上で同時に行われる。ＣＤＭＡ環境において、この技術は、向上した高度順方向リンク三辺測量（ＡＦＬＴ）のための機構として捉えられる。他の例は、データ通信に狭帯域の時分割多元接続を使用する移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、および汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service, GPRS）を含む。いくつかの実施形態において、移動体４は、音声またはデータ通信のために、ＧＰＳ受信機と無線通信デバイスとの両者を統合する。
【００２７】
図２は、例示的な移動体４をさらに詳しく示すブロック図である。概ね、移動体４は、それぞれ衛星６および基地局８から信号10、12を受信し、捕捉するために、衛星測位システム（satellite positioning system, SPS）アンテナ20、ＲＦアンテナ34、ダウンコンバータ22、32、アナログ対ディジタルコンバータ（analog-to-digital converter, ADC）26、メモリ28、およびディジタル信号プロセッサ（digital signal processor, DSP）30を含む。
【００２８】
ダウンコンバータ22は、衛星８からＳＰＳアンテナ20を介して信号10を受信し、処理のために信号をＳＰＳ搬送周波数からベースバンド周波数へ変換する。ダウンコンバータ22は、最初に、調整のために信号10を中間周波数へ変換し、次に、調整された信号をベースバンド周波数へ変換する。その代りに、ダウンコンバータ22は、ベースバンドに直接変換するためのゼロ中間周波数（zero intermediate frequency, ZIF）アーキテクチャを構成してもよい。同様に、ダウンコンバータ32は、ＲＦアンテナ34から受信した信号12をベースバンド周波数へ変換する。衛星およびセルラ通信に共通のアンテナを使用してもよいが、セルラ信号12と衛星信号10とは、通常、異なるＲＦ帯域を使用するので、別々のアンテナが好ましい。
【００２９】
ＡＤＣ26は、ベースバンド信号をサンプリングして、信号のディジタル表現を生成し、ディジタル表現をメモリ28に記憶する。例えば、メモリ28は、捕捉処理中にＤＳＰ30が使用するベースバンド信号のディジタルデータの一連の組（一般に、約１００ミリ秒ないし１秒の期間、またはそれ以上に相当する）を記憶する。
【００３０】
ＤＳＰ30は、信号のディジタル表現、および追加の制約としての同期バイアスを使用して、位置の解を計算する。とくに、ＤＳＰ30は、非同期の位置の解の技術を適用して、衛星ナビゲーションシステム５および無線通信ネットワーク７のシステム時間を計算してもよいが、定められた同期バイアスにしたがってシステム時間を制約する。したがって、ＤＳＰ30は、半同期モードで動作して、同期環境２における位置の解を計算する。
【００３１】
ＤＳＰ30は、同期バイアスを定めるデータを、メモリ28、内部オンチップメモリ、または他の適切なコンピュータ読み出し可能媒体内に記憶する。言い換えると、同期バイアスは、移動体４内でハードコード化される。その代りに、ＤＳＰ30は、基地局制御装置（図示されていない）のような無線通信システム７の構成要素から、ＲＦアンテナ34を介して、同期バイアスデータを受信してもよい。
【００３２】
ＤＳＰ30は、通常、コンピュータ読み出し可能媒体からフェッチされた実行可能命令にしたがって動作する。このような媒体の例は、ランダムアクセスメモリ（random access memory, RAM）、読み出し専用メモリ（read-only memory, ROM）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（non-volatile random access memory, NVRAM）、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（electrically erasable programmable read-only memory, EEPROM）、フラッシュメモリ、等を含む。ディジタル信号プロセッサに関して記載したが、移動体４内では、他の形の埋め込み型プロセッサまたは制御装置を使用することができる。
【００３３】
図３は、移動体４の例示的な動作をさらに示すフローチャートである。移動体４は、位置の解を計算するために、衛星ナビゲーションシステム５からＳＰＳアンテナ20を介して衛星信号10を受信し（42）、無線通信システム７から無線モデム32およびＲＦアンテナ34を介してＲＦ信号12を受信する（44）。
【００３４】
さらに加えて、移動体４は、衛星通信システム５のシステム時間と無線通信システム７のシステム時間との間の差を定める同期バイアスデータを受信する（46）。既に記載したように、同期バイアスは、システム５、７の一方のシステム時間を、他方のシステムのシステム時間からの定められた範囲内であると定める。別の例として、同期バイアスは、システム５、７の一方のシステム時間を、他方のシステムのシステム時間からの時間ずれとして定める。移動体４は、基地局８の１つのような、無線通信システム７の構成要素からデータを受信し、中央データベースから同期バイアスデータを検索する。その代わりに、移動体４は、図２を参照して既に記載したように、内部メモリから、同期バイアスデータを検索してもよい。
【００３５】
移動体４は、受信信号と定められた同期バイアスとに基づいて、システム５、７のシステム時間と位置の解とを計算する（48）。例えば、移動体４は、システム時間、移動体４の緯度、経度、および高度を、捕捉信号と、同期バイアスデータによって定められた制約との関数として判断してもよい。移動体４は、非同期技術を適用して、同期バイアスに基づく、衛星ナビゲーションシステム５のシステム時間と無線通信システム７のシステム時間との間の定められた制約関係を使用して、位置を計算してもよい。
【００３６】
図４は、サーバ14の例示的な動作モードをさらに示すフローチャートである。最初に、サーバ14は、移動体４からの同期データの要求を、通常は１つ以上の基地局８を介して受信する（60）。応答して、サーバ14は、要求移動体４と、移動体が現在動作している無線通信ネットワーク７の領域とを識別する（62）。次に、サーバ14は、同期バイアスデータを、例えば、データベースから検索し、データを移動体４へ通信する（64,66）。既に記載したように、サーバ14は、システム全体の同期バイアス、要求移動体に特定の同期バイアス、現在の領域に特定の同期バイアス、またはその組み合わせを検索し、通信する。
【００３７】
さらに加えて、移動体４が位置の解を計算すると、サーバ14は、計算された同期バイアスを記述したデータを受信する（68）。言い換えると、移動体４は、同期バイアス（例えば、システム時間の差の範囲）を使用して、システム５、７の実際のシステム時間を解く。サーバ14は、計算された同期バイアスを定めたデータを受信し、受信したデータに基づいてデータベースを更新する（70）。サーバ14は、計算された同期バイアスを所定の閾値（例えば、同期環境２におけるシステム時間の閾値の差）と比較し（72）、比較に基づいて、サービスメッセージを、製造者または無線通信システム７のサービスプロバイダへ発行する（74）。サービスメッセージは、無線通信システム７内の１つ以上の構成要素の所定の機能状態を記述する。
【００３８】
全体的に、移動体（例えば、図１の移動体４）による位置の解の計算に関して、技術を記載したが、この技術は他のデバイスの位置決めエンジンによって容易に適用される。例えば、他のデバイスがこの技術を適用して、移動体が位置の解を計算するのを支援してもよい。他のデバイスは、例えば、分散形位置特定サーバ、位置判断エンティティ（Position Determination Entity, PDE）、位置特定測定ユニット（Location Measuring Unit, LMU）、実行中の移動位置特定局（Serving Mobile Location Center, SMLC）、無線位置特定ゲートウエイ（Wireless Location Gateway, WLG）、移動位置特定局（Mobile Location Center, MLC）、等である。
【００３９】
種々の実施形態が記載されている。これらの、および他の実施形態は、特許請求項の技術的範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】移動体が、無線通信システムのシステム時間を衛星ナビゲーションシステムのシステム時間に対して制約する同期バイアスを使用して、位置の解を計算する例示的システムを示すブロック図。
【図２】移動体の例示的な実施形態を示すブロック図。
【図３】移動体の例示的な動作モードを示すフローチャート。
【図４】ここに記載されている技術にしたがって所与の衛星の疑似範囲を計算する例示的な処理をさらに示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４１】
２・・・同期環境、４・・・移動体、６・・・衛星、８・・・基地局、10，12・・・信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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