(57)【要約】【課題】信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる測位装置等を提供すること。【解決手段】測位装置２０が発生するレプリカ測位基礎符号と測位基礎符号との相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、前回測位時の位相と、測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定手段と、現在の位相と予測位相との位相差が、位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、を有する。【選択図】図９
2008233103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、
前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、
前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、
前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定手段と、
現在の前記位相と前記予測位相との位相差が、前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記受信状態は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数を含むことを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記受信状態は、前記測位装置が受信している前記測位基礎符号の信号強度を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
前記受信状態は、前記測位装置の基準クロックのドリフトが、予め規定したドリフト許容範囲内か否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
前記受信状態は、前記相関処理を開始してからの経過時間を示す情報を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測位装置。
【請求項６】
前記位相差許容範囲決定手段は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が多いほど前記位相差許容範囲を狭く設定し、
前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が少ないほど前記位相差許容範囲を広く設定する構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の測位装置。
【請求項７】
前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測位装置。
【請求項８】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする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、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の軌道等を示す航法メッセージ（概略衛星軌道情報：アルマナック、精密衛星軌道情報：エフェメリス等を含む）に基づいて、ＧＰＳ衛星からの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ  ｒａｎｄｏｍ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つであるＣ／Ａ（Ｃｌｅａｒ  ａｎｄ  ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ  ａｎｄ  Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる符号である。
ＧＰＳ受信機は、そのＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、例えば、そのＣ／Ａコードの位相（コードフェーズ）に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている。例えば、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率で、コードの長さは１，０２３チップである。したがってＣ／Ａコードは、１ミリ秒（ｍｓ）間に電波が進む距離である約３００キロメートル（ｋｍ）ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のＧＰＳ衛星の位置と、ＧＰＳ受信機の概略位置からＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、Ｃ／Ａコードの１周期（１，０２３チップ）分（Ｃ／Ａコードの整数部分）を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（Ｃ／Ａコードの端数部分）を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、Ｃ／Ａコードの整数部分は、ＧＰＳ受信機の概略位置が一定の精度である例えば、１５０ｋｍ以内であれば推定可能である。このため、ＧＰＳ受信機は、Ｃ／Ａコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
ＧＰＳ受信機は、例えば、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機内部で生成したレプリカＣ／Ａコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、Ｃ／Ａコードの位相を特定する。このとき、ＧＰＳ受信機は、レプリカＣ／Ａコードの位相及び周波数をずらせながら相関処理を行っている。
ところが、Ｃ／Ａコードを乗せた衛星電波の電波強度が弱い場合には、十分な信号強度を得られず、Ｃ／Ａコードの位相を特定することが困難になる。
これに対して、受信信号のセグメントを処理した結果を、スレショルド信号雑音比（ＳＮＲ）が達成されるまで、コヒーレントに（同期的に）連続して組み合わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特表２００４−５０１３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機は相対的に移動するから、ＧＰＳ受信機に到達する衛星電波の到達周波数はドップラー偏移によって変化する。
ここで、信号強度が弱い場合には、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数を継続的に変化する到達周波数に同期することが困難な場合がある。
そして、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数が到達周波数と乖離している場合には、相関積算値が一定のレベルに達したとしても、そのときのＣ／Ａコードの位相の精度は劣化する。このため、その位相を使用して測位すると、測位位置の精度が劣化する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる測位装置、測位装置の制御方法、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、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定手段と、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が、前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、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、前記測位装置は、前記位相差許容範囲決定手段を有するから、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定することができる。
そして、前記測位装置は、前記位相差評価手段を有するから、前記位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断することができる。このため、前記測位装置は、前記位相の精度を検証することができる。
また、前記測位装置は、前記測位手段を有するから、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記受信状態は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数を含むことを特徴とする測位装置である。
【０００８】
第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、例えば、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が多いほど前記位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の高い前記位相のみを測位に使用することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高い前記位相を使用して測位することができる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記受信状態は、前記測位装置が受信している前記測位基礎符号の信号強度を含むことを特徴とする測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、例えば、前記測位装置が受信している前記測位基礎符号の信号強度が強い前記発信源の数が多いほど、前記位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の高い前記位相のみを測位に使用することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高い前記位相を使用して測位することができる。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの構成において、前記受信状態は、前記測位装置の基準クロックのドリフトが、予め規定したドリフト許容範囲内か否かを示す情報を含むことを特徴とする測位装置である。
【００１２】
前記測位装置は、前記ドリフトが小さいほど、前記位相を精度良く算出することができる。
この点、第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、例えば、前記ドリフトが前記ドリフト許容範囲内である場合に、前記位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の高い前記位相のみを測位に使用することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高い前記位相を使用して測位することができる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明の構成において、前記受信状態は、前記相関処理を開始してからの経過時間を示す情報を含むことを特徴とする測位装置である。
【００１４】
前記経過時間が長いほど、前記測位基礎符号の前記位相を精密に特定することができる。この点、第５の発明の構成によれば、前記測位装置は、例えば、前記経過時間が長いほど、前記位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の高い前記位相のみを測位に使用することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高い前記位相を使用して測位することができる。
【００１５】
第６の発明は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかの構成において、前記位相差許容範囲決定手段は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が多いほど前記位相差許容範囲を狭く設定し、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が少ないほど前記位相差許容範囲を広く設定する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が多いほど前記位相差許容範囲を狭く設定するから、精度の高い前記位相を使用して測位することができる。
また、前記測位装置は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信している前記発信源の数が少ないほど前記位相差許容範囲を広く設定するから、測位位置を算出することができる可能性を高くすることができる。
【００１７】
第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明のいずれかの構成において、前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であることを特徴とする測位装置である。
【００１８】
前記目的は、第８の発明によれば、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００１９】
前記目的は、第９の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００２０】
前記目的は、第１０の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする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って達成される。
【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、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８を受信することができる。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、発信源の一例でもある。なお、発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であればよく、ＧＰＳ衛星に限らない。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／ＡコードＳｃａである。このＣ／ＡコードＳｃａは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／ＡコードＳｃａは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このＣ／Ａコードを使用して現在位置の測位を行う。このＣ／ＡコードＳｃａは、測位基礎符号の一例である。
【００２３】
また、電波Ｓ１等に乗せられる情報として、アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈがある。アルマナックＳａｌはすべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスＳｅｈは各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈを総称して航法メッセージと呼ぶ。
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードの位相を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。
【００２４】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズと呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。
【００２５】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスＳｅｈを使用して算出可能である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２６】
そして、図２に示すように、レプリカＣ／Ａコードの位相を例えば、矢印Ｘ１方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末２０は、同期用周波数も変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０は、例えば、携帯電話の通信基地局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、本実施の形態とは異なり、端末２０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）から電波を受信して、測位を行うようにしてもよい。
【００２７】
図３は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。レプリカＣ／Ａコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
例えば、図３に示すように、コヒーレント時間が１０ｍｓｅｃであれば、１０ｍｓｅｃの時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相（コードフェーズ）と、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。
【００２８】
図４は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
図４の相関積算値の最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、レプリカＣ／Ａコードのコードフェーズ、すなわち、Ｃ／Ａコードのコードフェーズである。
そして、端末２０は、例えば、コードフェーズＣＰ１から２分の１チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅとする。
端末２０は、ＰｍａｘとＰｎｏｉｓｅとの差分をＰｍａｘで除した値を信号強度ＸＰＲとして規定する。信号強度ＸＰＲは、信号強度の一例である。
そして、端末２０は、ＸＰＲが例えば、０．２以上である場合に、コードフェーズＣＰ１を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補コードフェーズ」とも呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末２０が実際に測位に使用するとは限らない。
【００２９】
図５及び図６は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
図５は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいている状態を示している。
ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づくと、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との距離が短くなるから、候補コードフェーズＣ１は時間経過とともに、０に近づく。
また、同期用周波数Ｆ１は、時間経過とともに、高くなるように設定されている。これは、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいているために生じるドップラー偏移によって、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの到達周波数が高くなることに対応するためである。
【００３０】
端末２０は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図６に示すように、例えば、３つの周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３を使用する。周波数系列Ｆ１等は周波数系列の一例である。周波数系列Ｆ１とＦ２は５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。また、周波数系列Ｆ１とＦ３は５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末２０が実施する相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定されている。例えば、周波数サーチのステップ間隔が１００ヘルツ（Ｈｚ）であれば（図１１（ｂ）参照）、１００ヘルツ（Ｈｚ）未満において規定される。
なお、周波数系列Ｆ１等は複数であればよく、本実施の形態とは異なり、例えば、４個以上でもよい。
図６に示すように、各周波数系列Ｆ１等は、到達周波数のドップラー偏移を予想して時間経過とともに変化するように設定される。
そして、各周波数系列Ｆ１等のいずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精度良く追随しているはずである。
【００３１】
周波数系列Ｆ１においてはコードフェーズＣ１が算出される。そして、周波数系列Ｆ２においてはコードフェーズＣ２が算出される。そして、周波数系列Ｆ３においてはコードフェーズＣ３が算出される。
このように、３つのコードフェーズＣ１等が並行して算出されるのであるが、信号強度ＸＰＲが最も高い状態で算出された候補コードフェーズが最も信頼度が高いと仮定することができる。
ところが、ＸＰＲが最も高い周波数系列Ｆ１等が維持されるとは限らない。例えば、図６に示すように、例えば、時刻ｔ１とｔ２との間においては周波数系列Ｆ１で算出した候補コードフェーズＣ１のＸＰＲが最も高く、時刻ｔ２とｔ３との間においては周波数系列Ｆ２で算出した候補コードフェーズＣ２のＸＰＲが最も高い。
予想されるドップラー偏移に基づいて、各周波数系列Ｆ１等の周波数を変更しているのであるから、いずれか１つの周波数系列で算出した候補コードフェーズは、継続的に、他の周波数系列で算出した候補コードフェーズよりも精度が高いはずである。言い換えると、例えば、周波数系列Ｆ１が、他の周波数系列Ｆ２及びＦ３に比べて、実際の到達周波数に最も精度良く追随し続けているはずである。
このため、時間経過によって周波数系列が変わる場合には、ＸＰＲが高い状態で算出された候補コードフェーズが、精度が最も高いとは限らない。
この点、端末２０は、以下のハードウエア構成及びソフトウエア構成によって、弱電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００３２】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図７は、端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図７に示すように、端末２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、入力装置２８、電源装置３０、ＧＰＳ装置３２、表示装置３４、通信装置３６及び時計３８が接続されている。
【００３３】
（ＧＰＳ装置３２の構成について）
図３は、ＧＰＳ装置３２の構成を示す概略図である。
図３に示すように、ＧＰＳ装置３２は、ＲＦ部３２ａとベースバンド部３２ｂで構成される。
ＲＦ部３２ａは、アンテナ３３ａで電波Ｓ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３３ｂが、電波Ｓ１に乗せられているＣ／Ａコード等の信号を増幅する。そして、ミキサ３３ｃが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３３ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、Ａ／Ｄコンバータ３３ｅ１及び３３ｅ２が、ＩＱ分離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
【００３４】
ベースバンド部３２ｂは、ＲＦ部３２ａからデジタル信号に変換された信号を受信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部３２ｂが保持しているＣ／Ａコードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部３２ｂは、例えば、１２８個の相関器（図示せず）及び積算器（図示せず）を有し、同時に１２８の位相において、相関処理を行うことができるようになっている。相関器は前述のコヒーレント処理を行うための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
【００３５】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図９は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図９に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図７のＧＰＳ装置３２に対応するＧＰＳ部１０２、時計３８に対応する計時部１０４等を有している。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３６】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、航法メッセージ１５２を格納している。航法メッセージ１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、測位のために使用する。
【００３７】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置Ｑ０は、例えば、前回の測位位置である。
【００３８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、観測可能衛星算出プログラム１１２を格納している。観測可能衛星算出プログラム１１２は、制御部１００が、初期位置情報１５４に示される初期位置Ｑ０を基準として、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出するためのプログラムである。
具体的には、制御部１００は、アルマナック１５２ａを参照して、計時部１０４によって計測した現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断する。制御部１００は、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等（以下、「観測可能衛星」と呼ぶ）を示す観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。本実施の形態においては、観測可能衛星は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈである（図１及び図９参照）。
【００３９】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、推定周波数算出プログラム１１４を格納している。推定周波数算出プログラム１１４は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等の受信周波数を推定するためのプログラムである。
この受信周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの到達周波数である。より詳細には、この受信周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達し、さらに端末２０においてダウンコンバートされたときの中間（ＩＦ）周波数である。
【００４０】
図１０は、推定周波数算出プログラム１１４の説明図である。
図１０に示すように、制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１にドップラー偏移Ｈ２を加えて、推定周波数Ａを算出する。ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１は既知であり、例えば、１，５７５．４２ＭＨｚである。
ドップラー偏移Ｈ２は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との相対移動によって生じる。制御部１００は、エフェメリス１５２ｂと初期位置Ｑ０によって現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の視線速度（端末２０の方向に対する速度）を算出する。そして、その視線速度に基づいて、ドップラー偏移Ｈ２を算出する。
制御部１００は、観測可能衛星であるＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、推定周波数Ａを算出する。
なお、推定周波数Ａには、端末２０のクロック（基準発振器：図示せず）のドリフト分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
このため、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、所定の幅の周波数において電波Ｓ１等をサーチする。例えば、（Ａ−１００）ｋＨｚの周波数から（Ａ＋１００）ｋＨｚの周波数の範囲を、１００Ｈｚごとの周波数で電波Ｓ１等をサーチする。
【００４１】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント算出プログラム１１６を格納している。メジャメント算出プログラム１１６は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと端末２０が生成したレプリカＣ／Ａコードとの相関処理を行って、相関積算値の最大値Ｐｍａｘ、ノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅ、候補コードフェーズ及び受信周波数を含むメジャメントを算出するためのプログラムである。メジャメント算出プログラム１１６と制御部１００は、位相算出手段の一例であり、受信周波数特定手段の一例でもある。
【００４２】
図１１は、メジャメント算出プログラム１１６の説明図である。
図１１（ａ）に示すように、制御部１００はベースバンド部３２ｂによって、Ｃ／Ａコードの１チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。Ｃ／Ａコードの１チップは、例えば、３２等分される。すなわち、３２分の１チップの位相幅（第１位相幅Ｗ１）間隔で相関処理を行う。そして、制御部１００が相関処理を行うときの第１位相幅Ｗ１間隔の位相を第１サンプリング位相ＳＣ１と呼ぶ。
第１位相幅Ｗ１は、電波Ｓ１等が端末２０に到達するときの信号強度が−１５５ｄＢｍ以上である場合に、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができる位相幅として規定されている。３２分の１チップの位相幅であれば、信号強度が−１５５ｄＢｍ以上であれば弱電界であっても、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができることがシミュレーションによって明らかになっている。
【００４３】
図１１（ｂ）に示すように、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、±１００ｋＨｚの周波数範囲を第１位相幅ｗ１ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を１００Ｈｚずつずらしながら、相関処理を行う。
図１１（ｃ）に示すように、ベースバンド部３２ｂからは、２チップ分の位相Ｃ１乃至Ｃ６４に対応する相関値積算Ｐが出力される。各位相Ｃ１乃至Ｃ６４が、第１サンプリング位相ＳＣ１である。
【００４４】
制御部１００はメジャメント算出プログラム１１６に基づいて、例えば、Ｃ／Ａコードの第１チップから第１，０２３チップまでをサーチする。
制御部１００は、Ｐｍａｘ及びＰｎｏｉｓｅに基づいてＸＰＲを算出し、最もＸＰＲが大きい状態に対応するコードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を現在メジャメント情報１６０とする。コードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を総称して、メジャメントと呼ぶ。端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとにメジャメントを算出する。
なお、コードフェーズＣＰ１は、距離に換算されている。上述のように、Ｃ／Ａコードのコード長は、例えば、３００キロメートル（ｋｍ）であるから、Ｃ／Ａコードの端数部分であるコードフェーズも距離に換算することができる。
【００４５】
制御部１００は、観測可能衛星のうち、例えば、６個のＧＰＳ衛星１２ａ等について、それぞれメジャメントを算出する。なお、同一のＧＰＳ衛星１２ａ等についてのメジャメントを、対応するメジャメントと呼ぶ。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズＣＰ１とＧＰＳ衛星１２ａについての周波数ｆ１は対応するメジャメントである。周波数ｆ１は、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信したときの受信周波数である。
なお、本実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ（例えば、特開２０００−３１２１６３号公報参照）を採用してもよい。
【００４６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント保存プログラム１１８を格納している。メジャメント保存プログラム１１８は、制御部１００が、メジャメントを第２記憶部１５０に保存するためのプログラムである。
制御部１００は、新たなメジャメントを現在メジャメント情報１６０として第２記憶部１５０に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報１６０を前回メジャメント情報１６２として第２記憶部１５０に格納する。前回メジャメント情報１６２は、前回測位時のコードフェーズＣＰ０、周波数ｆ０、Ｐｍａｘ０及びＰｎｏｉｓｅ０を含む。
【００４７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、周波数評価プログラム１２０を格納している。周波数評価プログラム１２０は、制御部１００が、前回測位時の受信周波数ｆ０と現在測位時の受信周波数ｆ１との周波数差が周波数閾値α以内であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値α以内の範囲は、周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されている。上述のように、周波数間隔が５０ヘルツ（Ｈｚ）であれば、周波数閾値αは、例えば、３０ヘルツ（Ｈｚ）である。上述の周波数評価プログラム１２０及び制御部１００は、周波数差評価手段の一例である。そして、周波数閾値α以内の範囲は、予め規定した周波数差許容範囲内の一例である。
【００４８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、予測コードフェーズ算出プログラム１２２を格納している。予測コードフェーズ算出プログラム１２２は、制御部１００が、前回測位時のコードフェーズＣＰ０と、電波Ｓ１等のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間ｄｔに基づいて、現在の位相を予測して予測コードフェーズＣＰｅを算出するためのプログラムである。予測コードフェーズＣＰｅは、予測位相の一例である。予測コードフェーズ算出プログラム１２２と制御部１００は、予測位相算出手段の一例である。
なお、予測コードフェーズＣＰｅは、距離に換算されている。
【００４９】
図１２は、予測コードフェーズ算出プログラム１２２の説明図である。
図１２に示すように、制御部１００は、例えば、式１によって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
制御部１００は、式１に示すように、前回測位時のコードフェ−ズＣＰ０から、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０の相対移動速度に前回測位時からの経過時間ｄｔを乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
なお、式１において、予測コードフェーズＣＰｅ、前回コードフェーズＣＰ０は、距離に換算されている。
【００５０】
ここで、電波Ｓ１等は、光速で伝播する。このため、光速を電波Ｓ１等の発信周波数Ｈ１で除することによって、ドップラー偏移１ヘルツ（Ｈｚ）に対応する概略の速度を算出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（＋）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０に近づいているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分である。
【００５１】
これに対して、ドップラー偏移がマイナス（−）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０から遠ざかっているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも長くなる。
なお、式１は、前回測位時からの経過時間が短時間であるという条件において成立するものである。言い換えると、式１は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上で直線として示せる限りにおいて成立する。
また、本実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分と、現在測位時の周波数ｆ１と発信周波数Ｈ１との差分との平均値を、ドップラー偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズＣＰｅを一層正確に算出することができる。
【００５２】
制御部１００は、算出した予測コードフェーズＣＰｅを示す予測コードフェーズ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００５３】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ評価プログラム１２４を格納している。コードフェーズ評価プログラム１２４は、制御部１００が、現在のコードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差がコードフェーズ閾値β（以下、「閾値β」と呼ぶ）以下か否かを判断するためのプログラムである。閾値β以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ評価プログラム１２４と制御部１００は、位相差評価手段の一例である。
閾値βは、予め規定されている。閾値βは、例えば、８０メートル（ｍ）である。
制御部１００は、上述の周波数評価プログラム１２０によって閾値α以下の周波数差分であると判断したコードフェーズＣＰ１を、コードフェーズ評価プログラム１２４に基づく判断の対象とする。
【００５４】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位使用コードフェーズ決定プログラム１２６を格納している。測位使用コードフェーズ決定プログラム１２６は、制御部１００が、周波数閾値α以内の周波数差であって、かつ、閾値β以下のコードフェーズ差であるＧＰＳ衛星１２ａ等のコードフェーズＣＰ１等を、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして決定するためのプログラムである。
周波数閾値α以内ではない周波数差に対応するＧＰＳ衛星１２ａ等のコードフェーズＣＰ１等を測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして決定せず、測位から排除する。そして、周波数閾値α以内の周波数差に対応し、かつ閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用するのである。すなわち、測位使用コードフェーズ決定プログラム１２６と制御部１００は、位相排除手段の一例である。
本実施の形態においては、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆは、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄにそれぞれ対応するＣＰ１ｆａ，ＣＰ１ｆｂ，ＣＰ１ｆｃ及びＣＰ１ｆｄとする。
制御部１００は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを示す測位使用コードフェーズ情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
なお、本明細書において、コードフェーズＣＰ１を測位に使用することと、コードフェーズＣＰ１を測位使用コードフェーズＣＰ１ｆにすることは、同義である。
【００５５】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１２８を格納している。測位プログラム１２８は、制御部１００が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して現在位置を測位するためのプログラムである。測位プログラム１２８と制御部１００は、測位手段の一例である。
測位使用コードフェーズＣＰ１ｆは、上述の閾値β以内のコードフェーズＣＰ１等である。すなわち、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して現在位置を測位することは、閾値β以内のコードフェーズＣＰ１等を使用して現在位置を測位することと同義である。
制御部１００は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上ある場合には、それらの測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して現在位置を測位し、測位位置Ｑ１を算出する。
制御部１００は、算出した測位位置Ｑ１を示す測位位置情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
【００５６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１３０を格納している。測位位置出力プログラム１３０は、制御部１００が、測位位置Ｑ１を表示装置３４（図７参照）に表示するためのプログラムである。
【００５７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ閾値設定プログラム１３２を格納している。コードフェーズ閾値設定プログラム１３２は、制御部１００が、Ｃ／Ａコードの受信状態に基づいて、閾値βを決定するためのプログラムである。このコードフェーズ閾値設定プログラム１３２と制御部１００は、位相差許容範囲決定手段の一例である。
【００５８】
図１３は、コードフェーズ閾値設定プログラム１３２の説明図である。
図１３の表を、条件表と呼ぶ。
条件表は、ドリフト確定性１３０ｂ、追尾中衛星数１３０ｃ、強衛星存在性１３０ｄ、弱衛星存在性１３０ｅ、強衛星割合１３０ｆ、弱衛星割合１３０ｇ及び経過積算時間１３０ｈ及びコードフェーズ閾値βを含む。
上述のドリフト確定性１３０ｂ、追尾中衛星数１３０ｃ、強衛星存在性１３０ｄ、弱衛星存在性１３０ｅ、強衛星割合１３０ｆ、弱衛星割合１３０ｇ及び経過積算時間１３０ｈは、Ｃ／Ａコードの受信状態の一例である。ドリフト確定性１３０ｂ等を総称して受信状態と呼ぶ。
【００５９】
上述のように、条件表は、測位モード１３０ａを含む。測位モード１３０ａは、通常モード、高感度モード及び移動モードを含む。
通常モードは、積算時間（インコヒーレント時間）の初期設定が１秒（ｓ）であり、Ｃ／Ａコードの信号強度が弱い場合に、積算時間を４秒（ｓ）、８秒（ｓ）、２４秒（ｓ）というように段階的に長くしていく測位モードである。通常モードは、ＧＰＳ装置３２のアンテナ３３ａへ入力する信号強度が例えば、マイナス（−）１５０ｄＢＭ以上の場合に好適な測位モードである。
高感度モードは、積算時間の初期設定が１秒（ｓ）であり、Ｃ／Ａコードの信号強度が弱い場合に、積算時間を２４秒（ｓ）に直ちに長くする測位モードである。高感度モードは、ＧＰＳ装置３２のアンテナ３３ａへ入力する信号強度が例えば、マイナス（−）１５０ｄＢＭ未満の場合に好適な測位モードである。
移動モードは、積算時間の初期設定が１秒（ｓ）で固定する測位モードである。移動モードは、端末２０が移動中に好適な測位モードである。
【００６０】
上述のように、条件表は、ドリフト確定性１３０ｂを含む。ドリフトとは、端末２０の基準クロック（図示せず）の温度変化による周波数変化である。ドリフトが小さいほど、端末２０が算出するメジャメントの精度は高くなる。このドリフトは、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等を使用して予備測位することによって算出することができる。予備測位によって端末２０の時刻誤差を算出することができる。そして、この時刻誤差に基づいて、ドリフトを算出することができる。
ドリフト確定性１３０ｂは、端末２０は、周波数の設定値に対する周波数誤差が、プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）以内か否かを示す情報である。
端末２０は、周波数の設定値に対する周波数誤差が、プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）以内の場合に、ドリフトが確定している（ドリフト確定性あり）と判断する。
これに対して、端末２０は、周波数誤差が、プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）よりも大きい場合に、ドリフトが確定している（ドリフト確定性あり）と判断する。
プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）以内の周波数範囲は、予め規定したドリフト許容範囲の一例である。
上述のように、端末２０は、周波数の設定値に対する周波数誤差が、プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）以内である場合にドリフト確定性ありと判断するが、この誤差範囲は、メジャメント算出における周波数ステップ（図１１（ｂ）参照）未満の範囲において規定されている。
【００６１】
上述のように、条件表は、追尾中衛星数１３０ｃを含む。追尾中衛星数１３０ｃは、端末２０が継続的に電波Ｓ１等を受信しているＧＰＳ衛星１２ａ等の数である。
【００６２】
上述のように、条件表は、強衛星存在性１３０ｄを含む。強衛星存在性１３０ｄは、信号強度ＸＰＲが０．７以上のＧＰＳ衛星１２ａ等（以下、「強衛星」と呼ぶ）が存在するか否かを示す。
端末２０は、強衛星が１個でも存在する場合に、強衛星有りと判断する。
これに対して、端末２０は、強衛星が１個も存在しない場合に、強衛星無しと判断する。
【００６３】
上述のように、条件表は、弱衛星存在性１３０ｅを含む。弱衛星存在性１３０ｅは、信号強度ＸＰＲが０．４以下のＧＰＳ衛星１２ａ等（以下、「弱衛星」と呼ぶ）が存在するか否かを示す。
端末２０は、弱衛星が１個でも存在する場合に、弱衛星有りと判断する。
これに対して、端末２０は、弱衛星が１個も存在しない場合に、弱衛星無しと判断する。
【００６４】
上述のように、条件表は、強衛星多数性１３０ｆを含む。強衛星多数性１３０ｆは、端末２０が追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等がすべて強衛星が否かを示す。
端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等がすべて強衛星である場合に、「ＹＥＳ」と判断する。
これに対して、端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の１個以上が強衛星ではない場合に、「ＮＯ」と判断する。
【００６５】
上述のように、条件表は、弱衛星多数性１３０ｇを含む。弱衛星多数性１３０ｇは、端末２０が追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等がすべて弱衛星が否かを示す。
端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等がすべて弱衛星である場合に、「ＹＥＳ」と判断する。
これに対して、端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の１個以上が弱衛星ではない場合に、「ＮＯ」と判断する。
【００６６】
上述のように、条件表は、経過積算時間１３０ｈを含む。経過積算時間１３０ｈは、インコヒーレントの開始から現在時刻までの経過時間（以下、「経過積算時間」と呼ぶ）が、時間閾値である例えば、１２秒（ｓ）以下か否かを示す。なお、インコヒーレントの開始から現在時刻までの経過時間は、相関処理を開始してからの経過時間と同義である。
端末２０は、経過積算時間が１２秒（ｓ）以下であれば、「ＹＥＳ」と判断する。
これに対して、端末２０は、経過積算時間が１２秒（ｓ）より長い場合には、「ＮＯ」と判断する。
なお経過積算時間が長いほど、一般的に、信号強度ＸＰＲが大きくなり、コードフェーズＣＰ１の精度も向上する。このため、時間閾値は、測位精度に対応して必要なコードフェーズＣＰ１の精度に応じて規定される。
【００６７】
制御部１００は、上述の条件表に含まれる測位モード１３０ａ等の条件に基づいて、コードフェーズ閾値βを設定する。
例えば、通常モードであって、ドリフト確定性１３０ｂが「有り」であって、追尾中衛星数１３０ｃが８個以上であって、強衛星存在性１３０ｄが「有り」であって、強衛星多数性１３０ｆが「ＹＥＳ」であって、経過積算時間１３０ｈが「ＹＥＳ」である場合（Ｃｏｎｄ１）には、コードフェーズ閾値βを最小値である例えば、１９メートル（ｍ）に設定する。
Ｃｏｎｄ１においては、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が十分に多く、また、信号強度ＸＰＲも良好であるから、コードフェーズ閾値βを小さく設定することによって、測位精度を向上させるのである。
また、Ｃｏｎｄ７は、Ｃｏｎｄ１と比べて追尾中衛星数が少ない。この場合、端末２０は、コードフェーズ閾値βをＣｏｎｄ１よりも大きい例えば、５２メートル（ｍ）に設定する。これにより、Ｃｏｎｄ１に比べて測位精度は劣化するが、測位に使用することができるＧＰＳ衛星の数をできるだけ多く確保することができる。
このように、端末２０は、同じ受信状態であれば、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が多いほどコードフェーズ閾値βを小さく設定し、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が少ないほどコードフェーズ閾値βを大きく設定するようになっている。
【００６８】
また、例えば、Ｃｏｎｄ３においては、経過積算時間１３０ｈが「ＮＯ」であるから、Ｃｏｎｄ１に比べてコードフェーズＣＰ１の精度が悪い。このため、端末２０は、コードフェーズ閾値βをＣｏｎｄ１よりもやや大きい例えば、２５メートル（ｍ）に設定することによって、測位精度の劣化を最小限度にしつつ、測位可能な数のコードフェーズＣＰ１を確保することができる。
【００６９】
また、例えば、Ｃｏｎｄ１１においては、追尾中衛星数が、測位をするための最少数である３個である場合があり、しかも、弱衛星多数性１３０ｇが「ＹＥＳ」であるから、コードフェーズ閾値βを小さく設定すると、ＧＰＳ衛星１２ａ等の数が測位可能な数に達しない場合がある。このため、端末２０は、Ｃｏｎｄ１やＣｏｎｄ４等よりも大きい例えば、８０メートル（ｍ）に設定することによって、測位精度の劣化を許容限度に確保しつつ、測位可能な数のコードフェーズＣＰ１を確保するようになっている。
なお、本実施の形態において、コードフェーズβの最大値は８０メートル（ｍ）と設定している。この８０メートル（ｍ）という長さは、端末２０が、高速移動手段である例えば、新幹線に搭載されて移動しつつ、１秒（ｓ）間隔で測位している場合において、前回測位時と現在時刻との間に、コードフェーズが変化する距離以下の長さとして規定されている。
【００７０】
また、例えば、Ｃｏｎｄ２３においては、移動モードであるから、端末２０が移動するために端末２０に到達する電波Ｓ１等の到達周波数が継続的に変動する。しかも、その到達周波数の変動を算出することは困難である。このため、端末２０は、コードフェーズ閾値βをＣｏｎｄ１やＣｏｎｄ４等よりも大きい例えば、８０メートル（ｍ）に設定することによって、測位精度を許容限度まで劣化させても、測位可能な数のコードフェーズＣＰ１を確保するようになっている。
【００７１】
端末２０は、上述のように構成されている。
端末２０は、現在のコードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差が予め規定した閾値β以下か否かを判断することができる。このため、端末２０は、コードフェーズＣＰ１の精度を検証することができる。
また、端末２０は、閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号のコードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００７２】
また、端末２０は、周波数閾値α以内の範囲外の周波数ｆ１に対応するコードフェーズＣＰ１を測位から排除することができる。
これは、端末２０が、Ｃ／ＡコードのコードフェーズＣＰ１の精度を検証するのみならず、コードフェーズＣＰ１を算出したときの受信周波数ｆ１の精度も検証することができることを意味する。
これにより、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号のコードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる。
【００７３】
また、端末２０は、例えば、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が多いほど、コードフェーズ閾値βを小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズＣＰ１のみを測位に使用することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高いコードフェーズＣＰ１を使用して測位することができる。
【００７４】
また、端末２０は、例えば、受信しているＣ／Ａコードの信号強度ＸＰＲが大きいＧＰＳ衛星１２ａ等の数が多いほど、コードフェーズ閾値βを小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズＣＰ１のみを測位に使用することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高いコードフェーズＣＰ１を使用して測位することができる。
【００７５】
また、端末２０は、例えば、ドリフトが例えば、プラスマイナス（±）５０ヘルツ（Ｈｚ）以内である場合に、コードフェーズ閾値βを小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズＣＰ１のみを測位に使用することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高いコードフェーズＣＰ１を使用して測位することができる。
【００７６】
また、端末２０は、例えば、経過積算時間が長いほど、コードフェーズ閾値βを小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズＣＰ１のみを測位に使用することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が高いコードフェーズＣＰ１を使用して測位することができる。
【００７７】
また、端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が多いほどコードフェーズ閾値βを小さく設定するから、精度の高いコードフェーズＣＰ１を使用して測位することができる。
また、端末２０は、追尾中のＧＰＳ衛星１２ａ等の数が少ないほどコードフェーズ閾値βを大きく設定するから、測位位置を算出することができる可能性を高くすることができる。
【００７８】
以上が本実施の形態に係る端末２０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１４を使用して説明する。
図１４は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００７９】
まず、端末２０は、電波Ｓ１等を受信し、メジャメントを算出する（図１３のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、位相算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、メジャメントを保存する（ステップＳＴ２）。
続いて、端末２０は、現在周波数ｆ１と前回周波数ｆ０との周波数差分の絶対値が、周波数閾値α以下か否かを判断する（ステップＳＴ３）。
【００８０】
端末２０は、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下ではないと判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用しない（ステップＳＴ１０）。すなわち、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとはしない。
【００８１】
これに対して、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下であると判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１については、対応する予測コードフェーズＣＰｅを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、予測位相算出ステップの一例である。
【００８２】
続いて、端末２０は、コードフェーズ閾値βを維持又は変更する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、位相差許容範囲決定ステップの一例である。
【００８３】
続いて、端末２０は、コードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差の絶対値が閾値β以下か否かを判断する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、位相評価ステップの一例である。端末２０は、コードフェーズ差の絶対値が閾値β以下であると判断したコードフェーズＣＰ１を測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとする。
続いて、端末２０は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上あるか否かを判断する（ステップＳＴ７）。
ステップＳＴ７において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個未満であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。
【００８４】
これ対して、ステップＳＴ７において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して測位する（ステップＳＴ８）。このステップＳＴ８は、測位ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１（図９参照）を出力する（ステップＳＴ９）。
【００８５】
以上のステップによって、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００８６】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】測位方法を示す概念図である。
【図３】相関処理の説明図である。
【図４】相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
【図５】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図６】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図７】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図８】ＧＰＳ装置の構成の一例を示す概略図である。
【図９】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１０】推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１１】メジャメント算出プログラムの説明図である。
【図１２】予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図１３】コードフェーズ閾値設定プログラムの説明図である。
【図１４】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３２・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・推定周波数算出プログラム、１１６・・・メジャメント算出プログラム、１１８・・・メジャメント保存プログラム、１２０・・・周波数評価プログラム、１２２・・・予測コードフェーズ算出プログラム、１２４・・・コードフェーズ評価プログラム、１２６・・・測位使用コードフェーズ決定プログラム、１２８・・・測位プログラム、１３０・・・測位位置出力プログラム、１３０・・・コードフェーズ閾値設定プログラム
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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