(57)【要約】【課題】ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が受信不可能な屋内や地下道等でも、正確な位置検出が可能な位置検出システムを提供する。【解決手段】航法メッセージ復調部２２にて復調したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージのうち、時計誤差補正に関する衛星時刻補正係数バイアス項を、電波到達不能空間に再送信する屋内アンテナの設置位置を模擬するように衛星時計補正パラメータ再計算処理部２３にて再計算し、再送信用の航法メッセージとして補正する。しかる後、補正した航法メッセージを航法メッセージ再変調部２４にてＩＦ信号に変調し、さらに、Ｌバンド周波数変換／増幅部２５にてＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位信号と同一の信号形式のＬバンドの補正ＧＰＳ信号にアップコンバートして、屋内アンテナから出力する。また、特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、前記補正ＧＰＳ信号と同等の擬似ＧＰＳ信号を生成して出力しても良い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星より送出されるＧＰＳ信号を屋外アンテナで受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを再送信装置にて電波到達不能空間に対する屋内再放送用として補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システムであって、前記補正ＧＰＳ信号が、前記航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成されることを特徴とする位置検出システム。
【請求項２】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、電波到達不能空間における正確な位置を検出可能な航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を擬似ＧＰＳ信号発生器にて生成して、生成した擬似ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システムであって、前記擬似ＧＰＳ信号が、ＧＰＳ衛星で扱われるＧＰＳ信号と同一形式の信号からなり、当該信号中の航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成されることを特徴とする位置検出システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の位置検出システムにおいて、前記搭載時計補正パラメータをオフセットする前記調整量が、前記屋外アンテナまたは前記特定位置と前記屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出されることを特徴とする位置検出システム。
【請求項４】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを、当該ＧＰＳ信号を受信した屋外アンテナと電波到達不能空間に対する屋内再放送用として設置された屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される調整量だけ、オフセットすることによって補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を生成して、前記屋内アンテナに出力することを特徴とする再送信装置。
【請求項５】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、受信したものと仮定した当該ＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを、当該ＧＰＳ信号を受信したものと仮定した前記特定位置と電波到達不能空間に対する屋内再放送用として設置された屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される調整量だけ、オフセットすることによって補正して、補正した航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を生成して、前記屋内アンテナに出力することを特徴とする擬似ＧＰＳ信号発生器。
【請求項６】
ＧＰＳ衛星より送出されるＧＰＳ電波を屋外アンテナで受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを再送信装置にて電波到達不能空間に対する屋内再放送用として補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出方法であって、前記補正ＧＰＳ信号が、前記航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成されることを特徴とする位置検出方法。
【請求項７】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、電波到達不能空間における正確な位置を検出可能な航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を擬似ＧＰＳ信号発生器にて生成して、生成した擬似ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出方法であって、前記擬似ＧＰＳ信号が、ＧＰＳ衛星で扱われるＧＰＳ信号と同一形式の信号からなり、当該信号中の航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成されることを特徴とする位置検出方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の位置検出方法において、前記搭載時計補正パラメータをオフセットする前記調整量が、前記屋外アンテナまたは前記特定位置と前記屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出されることを特徴とする位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出システム、再送信装置、擬似ＧＰＳ信号発生器および位置検出方法に関し、特に、ＧＰＳ信号を利用しつつ、ＧＰＳ衛星からの電波が受信できない電波到達不能空間（屋内、地下道内、トンネル内等）においても、位置検出が可能な位置検出システム、再送信装置、擬似ＧＰＳ信号発生器および位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：グローバル・ポジショニング・システム）は、地球上空を高速で飛行する人工衛星（ＧＰＳ衛星）を利用して、このＧＰＳ衛星から送出されるＬバンド（１．５７５ＧＨz、１．２２７ＧＨz）の電波を、ＧＰＳ受信機にて受信することにより、自己の位置（ＧＰＳ受信機の位置）を高精度で測位することができる位置検出システムである。ＧＰＳシステムの完成時には、合計２４個のＧＰＳ衛星が、地球上空約２万ｋｍの６つの円軌道上に、４機ずつ配置され、地球上の如何なる場所においても、常に数個のＧＰＳ衛星からの電波を受信することができ、これら数個のＧＰＳ衛星から同時にＧＰＳ電波を受信することにより、位置検出装置側では自己の正確な位置を確認できるようになっている。
【０００３】
近年、このようなＧＰＳ技術を利用した位置検出システムが、自動車専用の経路誘導装置等に積極的に利用されている。地球上の円軌道上に配置されたＧＰＳ衛星は、時間情報や軌道情報などをＧＰＳ電波として送信している。位置検出装置の側では、ＧＰＳ衛星の送信データ中に含まれる時間情報が示す送信時刻と当該送信データを受信したときの受信時刻との差から、送信元のＧＰＳ衛星との距離を計算することができる。
【０００４】
そして、計算したＧＰＳ衛星までの距離とＧＰＳの衛星の軌道とから、当該ＧＰＳ衛星を中心とした球面が求まり、別のＧＰＳ衛星からの送信データを受信すれば、位置検出装置の位置（緯度、経度、高度）を計算することができる。ところで、このような位置検出システムでは、位置検出装置が、電波の受信環境が悪い屋内（地下やトンネルなどを含む電波の受信困難な空間）に移動したりすると、ＧＰＳ衛星からの電波の受信レベルが低下してしまい、ＧＰＳ電波を受信することができなくなる。
【０００５】
このため、ＧＰＳ電波が受信することができない屋内などであっても、ＧＰＳ電波を受信可能とするための工夫が種々提案されている。例えば、特許文献１の特開０７−２８０９１７号公報「ＧＰＳ電波受信不能空間へのＧＰＳ電波再送信方法」では、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を屋外に設置した外部アンテナで受信して、この受信電波を、再送信装置を介して、建物内やトンネル内などの電波受信不能空間内に再送信する仕組みが提案されている。
【０００６】
また、特許文献２の特開平１０−４８３１７号公報「位置検出システム」では、固定受信局がＧＰＳ衛星からの送信データを施設内など電波受信不能空間内へ送信するとともに、当該固定受信局の位置情報も合わせて電波受信不能空間内へ送信することにより、当該電波受信不能空間内の移動受信局が、ＧＰＳ衛星からの送信データと固定受信局の位置情報とに基づいて、各固定受信局との距離を算出して、電波受信不能空間内の移動受信局でも、当該移動受信局の位置を検出することができる仕組みが提案されている。
【特許文献１】特開平０７−２８０９１７号公報（第２−３頁）
【特許文献２】特開平１０−４８３１７号公報（第２−３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に示すような従来のＧＰＳ信号の再放送システムでは、屋内でＧＰＳ測位端末を使用した場合に、当該ＧＰＳ測位端末の位置ではなく、屋外に設置した外部アンテナの位置が検出され、屋内などの電波受信不能空間内におけるＧＰＳ測位端末の正確な位置を算出して、表示することができないという欠点があった。その理由は、ＧＰＳ衛星からの送信データをそのまま再送信するものであり、屋内で再送信データを受信した場合でも各ＧＰＳ衛星の擬似距離観測データの衛星間距離差が、屋外アンテナで受信したものと同一になっているためである。
【０００８】
また、前記特許文献２に示すような屋内用の位置検出システムでは、移動受信局つまり位置検出端末が屋内に存在している場合に、当該位置検出端末（ＧＰＳ測位端末）にて正確な位置を算出することができるものの、異なるＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するための固定受信局を、複数台設置するとともに、さらには、各固定受信局の相互間の双方向データ通信機能を必要とし、なおかつ、位置検出端末では、通常のＧＰＳ信号による測位アルゴリズムとは異なるアルゴリズムによって位置計算を行うことを必要とし、移動受信局つまり位置検出端末の負荷が大きく、消費電力や軽量化の点で、不利であるという欠点があった。その理由は、移動受信局つまり位置検出端末の位置を測位する方式が、屋内に設置した複数の固定受信局からの３角測量に基づくものであるからである。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、屋外で使用する通常のＧＰＳ端末（位置検出端末）と同等の機能を有する位置検出端末を用いて、ＧＰＳ衛星からの電波が受信不可能な屋内（建物内や地下道内やトンネル内などの電波到達不能空間）においても、当該位置検出端末において正確な位置の検出を可能にすることを、その目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するため、本発明による位置検出システム、再送信装置、擬似ＧＰＳ信号発生器および位置検出方法は、次のような特徴的な構成を採用している。
【００１１】
（１）ＧＰＳ衛星より送出されるＧＰＳ信号を屋外アンテナで受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを再送信装置にて電波到達不能空間に対する屋内再放送用として補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システムであって、前記補正ＧＰＳ信号が、前記航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成される位置検出システム。
（２）ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、電波到達不能空間における正確な位置を検出可能な航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を擬似ＧＰＳ信号発生器にて生成して、生成した擬似ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システムであって、前記擬似ＧＰＳ信号が、ＧＰＳ衛星で扱われるＧＰＳ信号と同一形式の信号からなり、当該信号中の航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成される位置検出システム。
（３）上記（１）または（２）の位置検出システムにおいて、前記搭載時計補正パラメータをオフセットする前記調整量が、前記屋外アンテナまたは前記特定位置と前記屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される位置検出システム。
（４）ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを、当該ＧＰＳ信号を受信した屋外アンテナと電波到達不能空間に対する屋内再放送用として設置された屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される調整量だけ、オフセットすることによって補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を生成して、前記屋内アンテナに出力する再送信装置。
（５）ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、受信したものと仮定した当該ＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを、当該ＧＰＳ信号を受信したものと仮定した前記特定位置と電波到達不能空間に対する屋内再放送用として設置された屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される調整量だけ、オフセットすることによって補正して、補正した航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を生成して、前記屋内アンテナに出力する擬似ＧＰＳ信号発生器。
（６）ＧＰＳ衛星より送出されるＧＰＳ電波を屋外アンテナで受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを再送信装置にて電波到達不能空間に対する屋内再放送用として補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出方法であって、前記補正ＧＰＳ信号が、前記航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成される位置検出方法。
（７）ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、電波到達不能空間における正確な位置を検出可能な航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を擬似ＧＰＳ信号発生器にて生成して、生成した擬似ＧＰＳ信号を、屋内アンテナを介して、前記電波到達不能空間に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出方法であって、前記擬似ＧＰＳ信号が、ＧＰＳ衛星で扱われるＧＰＳ信号と同一形式の信号からなり、当該信号中の航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけオフセットすることによって生成される位置検出方法。
（８）上記（６）または（７）の位置検出方法において、前記搭載時計補正パラメータをオフセットする前記調整量が、前記屋外アンテナまたは前記特定位置と前記屋内アンテナとの相対位置差に基づいて算出される位置検出方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の位置検出システム、再送信装置、擬似ＧＰＳ信号発生器および位置検出方法によれば、次のような効果を奏することができる。
【００１３】
第１の効果は、ＧＰＳ衛星からの電波が到達不可能な屋内（建物内のみならず、地下道やトンネル内等も含む）においても、位置検出端末にて正確な測位を行うことができることである。その理由は、ＧＰＳ衛星から放送されるＧＰＳ航法メッセージ中の時計誤差に関する補正パラメータとして、屋内の測位場所に適合するように、ＧＰＳ衛星ごとに異なったオフセット処理を適切に施して、位置検出端末に入力する仕組みとしているためである。
【００１４】
第２の効果は、従来の屋内測位方式に比較して、電波が受信困難な屋内での位置検出を行う位置検出端末の小型化・軽量化が可能なことである。その理由は、本発明においては、位置検出端末として、現在屋外で使用されている例えばＧＰＳ受信機能を内蔵した小型・軽量な携帯電話機やＰＨＳ端末などをそのまま利用することができるためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明による位置検出システム、再送信装置、擬似ＧＰＳ信号発生器および位置検出方法の好適実施形態例について添付図を参照して説明する。
【００１６】
（本発明の実施例の概要）
本発明の一実施例を示す位置検出システムは、図１に示すような構成からなっている。図１は、本発明による位置検出システムの概要を説明するための一構成例を示すシステム構成図である。
【００１７】
図１に示す位置検出システム１００においては、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する屋外設置のＧＰＳ用の屋外アンテナ１０と、屋外アンテナ１０からのＧＰＳ信号を、当該ＧＰＳ信号の受信が不可能な屋内（建物内のみならず、地下道内やトンネル内などの電波到達不能空間のこと）における再放送位置に適合させるように変換補正して、変換補正した補正ＧＰＳ信号を増幅して屋内に再放送する再送信装置２０と、当該屋内で、再送信装置２０にて変換補正された再送信用のＧＰＳ信号を再放送するための再送信用の屋内アンテナ３０と、屋外で使用する場合とほぼ同様のＧＰＳ測位機能（すなわち、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づく測位動作を実施する通常のＧＰＳ測位機能）を有する位置検出端末４０と、を少なくとも含んで構成されている。ここで、位置検出端末４０としては、通常のＧＰＳ機能付きの携帯電話機、ＰＨＳ端末やＰＤＡ端末、あるいは、携帯型ノートＰＣなどであっても良い。
【００１８】
一般に、ＧＰＳ受信機で計測される擬似距離ＰＲ［ｍ］は、次の式（１）のように表される。
ＰＲ＝ρ＋c・（dts−dtr）＋Ｔrs＋Ｉrs＋c・trs＋Ｎsr,i      …（１）
ここで、
ρ：幾何学的距離［ｍ］
dts：衛星時計誤差［ｓ］
dtr：受信機時計誤差［ｓ］
c：光速［ｍ／ｓ］
Ｔrs：対流圏遅延量［ｍ］
Ｉrs：電離層遅延量［ｍ］
trs：マルチパスによる誤差［ｓ］
Ｎsr,i：観測ノイズ［ｍ］
【００１９】
屋外アンテナ１０にＧＰＳ受信機が直接接続された場合に測定される擬似距離と、屋内においてＧＰＳ受信機すなわち位置検出端末４０でＧＰＳ信号が仮に受信できた場合の擬似距離とは、ＧＰＳ衛星との間の真の幾何学的距離ρが異なる分だけ差が生じる。しかし、仮に、屋外アンテナ１０で受信されたＧＰＳ測位信号を用いて屋内で測位を行う場合であっても、式（１）に示す衛星時計誤差dtsを、屋内におけるＧＰＳ受信機すなわち位置検出端末４０へ再送信する屋内アンテナ３０の位置と屋外アンテナ１０の位置との間の幾何学的距離分だけ、意図的に、補正（オフセット）して与えれば、屋内のＧＰＳ受信機すなわち位置検出端末４０における測位計算では、屋外においてＧＰＳ衛星との幾何学的距離が変わった場合と全く等価になり、その屋内アンテナ３０の位置が正しく算出されることになる。
【００２０】
かくのごとき原理を利用して、図１に示す位置検出システム１００における再送信装置２０は、ＧＰＳ衛星から放送された航法メッセージの中の衛星時計のパラメータに対して、屋内アンテナ３０すなわち屋内再放送場所の位置に合わせて定まるオフセット値を加えるようにして、再送信用の屋内アンテナ３０を介して、位置検出端末４０に送信するようにすれば、屋内に存在している場合でも、屋内アンテナ３０の位置を正確に検出することができる。したがって、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の再放送であっても、屋内に設置した再送信用の屋内アンテナ３０の近隣に存在している場合には、正確な位置を算出することが可能になるという効果をもたらす。
【００２１】
ここで、通常、衛星時計誤差dtsの補正値Δtsvは、ＧＰＳ衛星からの測位信号に重畳されている航法メッセージ中のパラメータから、次の式（２）ないし式（４）に示すような演算を行うことによって算出することができる。
tc＝tRCV−toc                                …（２）
Δtr＝Ｆ・e・Ａ１／２・sinＥｋ                …（３）
Δtsv＝ａf0＋ａf1・tc＋ａf2・tc２＋Δtr−ＴＧＤ  …（４）
ここで、
ｔｃ：時計元期からの経過時間［ｓ］
なお、ｔｃ＞+３０２，４００の場合、ｔｃ＝ｔｃ−６０４，８００
ｔｃ＜-３０２，４００の場合、ｔｃ＝ｔｃ＋６０４，８００
Δｔr：相対論効果補正項［ｓ］
Δｔsv：衛星時計誤差の補正値［ｓ］
ｔRCV：受信元期［ｓ］
ｔoc：時計元期［ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
ａf0：衛星時刻補正係数バイアス項［ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
ａf1：衛星時刻補正係数ドリフト項［ｓ/ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
ａf2：衛星時刻補正係数ドリフトレート項［ｓ/ｓ２］
（航法メッセージ中のデータ）
ｔoe：軌道元期［ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
Ｆ：平均運動補正量［rad/ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
Ｅk：離心近点角［rad］（航法メッセージパラメータより計算）
e：離心率［dimensionless］（航法メッセージ中のデータ）
Ａ1/2：軌道長半径の平方根［ｍ１／２］（航法メッセージ中のデータ）
ＴＧＤ：群遅延補正量［ｓ］（航法メッセージ中のデータ）
【００２２】
ここで、式（４）のΔｔSVで表される衛星時計誤差dtsに対する補正量は、屋外アンテナ１０と屋内アンテナ３０との相対位置差から計算された、ＧＰＳ衛星毎のアンテナ間の受信時刻差分だけ、各ＧＰＳ衛星に搭載の時計誤差dtsをオフセットするように、航法メッセージ中の衛星時刻補正係数バイアス項ａf0を補正することによって、屋外アンテナ１０で受信された測位信号を用いても、屋内アンテナ３０の位置計算を行うことが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態と構成とについて、図２を参照しながらさらに詳細に説明する。図２は、図１に示す位置検出システム１００の再送信装置２０を構成する機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。再送信装置２０は、信号捕捉追尾部２１、航法メッセージ復調部２２、衛星時計補正パラメータ（ａf0）再計算処理部２３、航法メッセージ再変調部２４、Ｌバンド周波数変換／増幅部２５、を少なくとも含んで構成されている。
【００２４】
ここで、図１にて説明したように、本実施例においては、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波（ＧＰＳ信号・測位信号）を受信できない屋内（建物内のみならず地下道、トンネルなども含むＧＰＳ電波受信不能空間を意味する）であっても、当該屋内に設けた屋内アンテナ３０から各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号の代用となる補正ＧＰＳ信号を当該屋内に送信することにより、位置検出端末４０による位置検出を可能にした位置検出システム１００であって、各ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を、当該ＧＰＳ信号の受信が可能な場所に設けられた屋外アンテナ１０で受信し、再送信装置２０において、受信した各ＧＰＳ衛星ごとのＧＰＳ信号中に含まれている航法メッセージの衛星搭載時計補正パラメータすなわち衛星時刻補正係数バイアス項ａf0に対して、屋内への送信位置である屋内アンテナ３０の位置に対応したオフセットを与えて、再送信用の補正ＧＰＳ信号を生成し、屋内アンテナ３０から再送信する例を示すものである。
【００２５】
すなわち、図２に示す再送信装置２０において、屋外アンテナ１０から入力されたＧＰＳ測位信号は、各ＧＰＳ衛星ごとに、信号捕捉追尾部２１にて捕捉追尾され、それぞれの衛星の航法メッセージは航法メッセージ復調部２２にて復調される。復調された航法メッセージのうち、時計誤差補正に関するデータすなわち衛星時刻補正係数バイアス項ａf0のデータは、屋内アンテナ３０の設置位置を模擬するように、衛星時計補正パラメータ再計算処理部２３にて再計算され、屋内への再送信用の航法メッセージとして補正変更される。しかる後、補正変更された航法メッセージは、航法メッセージ再変調部２４にてＩＦ信号に変調され、さらに、当該ＩＦ信号は、Ｌバンド周波数変換／増幅部２５にてＬバンドにアップコンバートされた後、増幅されて、屋内アンテナ３０に対して、再送信用の補正ＧＰＳ測位信号（ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位信号と同一の信号形式の信号）として出力される。
【００２６】
かくのごとき再送信装置２０を用いる位置検出システム１００においては、例えば、ＧＰＳ測位信号の受信が不可能な地下の店舗Ａに再送信装置２０を設置し、地上に設置された低雑音増幅器内蔵のＬバンドの屋外アンテナからケーブルを用いて、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ測位信号を再送信装置２０に引き込む。ＧＰＳ測位信号の再送信用の再送信装置２０は、屋内用の衛星時間補正を施したＬバンドの補正ＧＰＳ信号を、屋外で使用される通常の位置検出端末（ＧＰＳ測位端末）のダイナミックレンジに収まるようなレベルにまで増幅して、地下の店舗Ａ付近に設置された再送信用の屋内アンテナ３０に給電する。ＧＰＳ衛星からの通常のＧＰＳ信号と全く同一の信号形式で屋内アンテナ３０から再送信される補正ＧＰＳ信号は、屋内に存在する位置検出端末４０（通常のＧＰＳ機能付き携帯電話機のようなＧＰＳ受信機）によって受信され、位置算出処理が実施される。
【００２７】
而して、屋内にいるユーザが所持する位置検出端末４０は、屋外と同様の位置検出端末（ＧＰＳ測位端末）をそのまま利用することができるので、店舗Ａの位置を屋外における通常の測位と同様に検出して表示したり、さらには、位置検出端末４０内にインストールされているアプリケーションソフトウェア等を用いて、周辺地図等と組み合わせた位置サービスを行ったりすることができる。
【００２８】
さらに、図１の位置検出システム１００の動作を補足して説明すると、次の通りである。図１において、屋外アンテナ１０で受信されたＧＰＳ衛星からのＬバンド測位信号は、屋外アンテナ１０に内蔵された低雑音増幅器によって、一定のレベルまで増幅された後、再送信装置２０に入力される。
【００２９】
再送信装置２０は、受信したＧＰＳ測位信号に含まれている航法メッセージを復調し、その中の衛星搭載時計の補正パラメータのうち、定数部分を表す衛星時刻補正係数バイアス項ａf0の部分のみを書き換えて再変調する。この衛星時刻補正係数バイアス項ａf0の値の補正量は、屋外アンテナ１０と屋内への再送信用の屋内アンテナ３０との位置ベクトルの差分を基にして計算される。
【００３０】
補正された衛星時刻補正係数バイアス項ａf0を含む航法メッセージを変調した補正ＧＰＳ測位信号は、再送信用の屋内アンテナ３０によって屋内へ再送信され、ユーザが所持する位置検出端末４０によって受信される。
【００３１】
ユーザが所持する位置検出端末４０における測位計算では、ＧＰＳ衛星から放送されたＬバンドのＧＰＳ測位信号に重畳されている航法メッセージ中の衛星時刻補正パラメータではなく、再送信装置２０にて補正された衛星時刻補正パラメータを利用して、測位計算が実施されることによって、屋外アンテナ１０の位置ではなく、屋内再送信用の屋内アンテナ３０付近の位置を算出することができる。
【００３２】
（本実施例による効果）
以上に説明したように、本実施例により、次のような効果が得られる。まず、第１の効果は、ＧＰＳ衛星からの電波が到達不可能な屋内（建物内のみならず、地下道やトンネル内も含む）においても、位置検出端末４０にて正確な測位を行うことができることである。その理由は、ＧＰＳ衛星から放送されるＧＰＳ航法メッセージ中の時計誤差に関する補正パラメータとして、屋内の測位場所に適合するように、ＧＰＳ衛星ごとに異なったオフセット処理を適切に施して、位置検出端末４０に入力する仕組みとしているためである。
【００３３】
第２の効果は、従来の屋内測位方式に比較して、電波が受信困難な屋内での位置検出を行う位置検出端末４０の小型化・軽量化が可能なことである。その理由は、本実施例においては、位置検出端末４０として、現在屋外で使用されている例えばＧＰＳ受信機能を内蔵した小型・軽量な携帯電話機やＰＨＳ端末などをそのまま利用することができるためである。
【００３４】
（他の実施例）
前述の実施例においては、屋外で受信したＧＰＳ測位信号を再放送する方式について説明したが、ここで説明する実施例は、ＧＰＳ衛星からの実際のＧＰＳの信号を受信せずに、全く独自にＧＰＳ受信不能の場所に適合した状態の擬似ＧＰＳ信号を生成して、前述の実施例における補正ＧＰＳ信号と同様に、屋内に放送する場合について説明するものである。
【００３５】
本実施例においては、図３に示す位置検出システム１００Ａのように、図１に示したような屋外アンテナ１０や再送信装置２０は不要となり、その代わりに、擬似ＧＰＳ信号発生器５０が新たな構成要素となる。ここに、図３は、本発明による位置検出システムの概要を説明するための異なる構成例を示すシステム構成図である。
【００３６】
つまり、図３の位置検出システム１００Ａにおいては、建物内や地下道など、ＧＰＳ衛星からの電波（ＧＰＳ信号・測位信号）を受信できない場所（屋内）でも、当該場所に設けたアンテナ（屋内アンテナ３０）から、ＧＰＳ信号の代用となる擬似ＧＰＳ信号を送信することにより、ＧＰＳ受信端末による位置検出を可能にした位置検出システムにおいて、擬似ＧＰＳ信号発生器５０に、各ＧＰＳ衛星から受信されるはずのＧＰＳ信号と等価なデータを保持し、保持した衛星ごとのデータ中の航法メッセージの搭載時計補正パラメータに対して送信位置に対応したオフセットを与えて、擬似ＧＰＳ信号を生成し、屋内アンテナ３０から送信する例を示している。
【００３７】
すなわち、図１に前述した実施例の場合には、ＧＰＳ衛星より送出される実際のＧＰＳ信号を屋外アンテナ１０で受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを再送信装置２０にて建物内や地下道等の電波到達不能空間に対する屋内再放送用として補正し、補正した航法メッセージを含む補正ＧＰＳ信号を屋内に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システム１００であって、前記補正ＧＰＳ信号が、前記航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけ適切にオフセットすることによって生成されている場合について説明した。
【００３８】
これに対して、図３に示す本実施例の場合は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する代わりに、あらかじめ定めた特定位置にてＧＰＳ信号を受信したものと仮定して、建物内や地下道等の電波到達不能空間における正確な位置を検出可能な航法メッセージを含む擬似ＧＰＳ信号を擬似ＧＰＳ信号発生器５０にて生成して、前記補正ＧＰＳ信号と同様に、生成した擬似ＧＰＳ信号を屋内アンテナ３０から屋内に送信することにより、正確な位置を算出することを可能にする位置検出システム１００Ａであって、前記擬似ＧＰＳ信号が、ＧＰＳ衛星で扱われるＧＰＳ信号と同一形式の信号からなり、当該信号中の航法メッセージに含まれる搭載時計補正パラメータを、あらかじめ設定された調整量だけ適切にオフセットすることによって生成されている場合について示している。
【００３９】
なお、擬似ＧＰＳ信号の航法メッセージに含まれる前記搭載時計補正パラメータをオフセットする際に用いる前記調整量は、前述した実施例において補正ＧＰＳ信号の搭載時計補正パラメータをオフセットする場合に用いた調整量と同様に、搭載時計の補正パラメータのうち、定数部分を表す衛星時刻補正係数バイアス項ａf0を、図１に前述した実施例の屋外アンテナ１０に相当するものとしてあらかじめ設定された前記特定位置と屋内アンテナ３０との相対位置差に基づいて算出されるようにすれば良い。
【００４０】
（産業上の利用可能性）
本発明の活用例として、地下道やビル内等、通常、ＧＰＳ測位信号が受信できない場所においても、店舗や駐車場位置を、ＧＰＳ機能付き携帯電話機やＧＰＳ受信端末などの位置検出端末を用いて算出・表示することが可能となるので、位置サービスや時刻配信サービスなど、サービス範囲の拡大を図ることが可能になる。このような場合でも、従来の屋内の位置検出システムに比し、より小型・軽量な端末を用いて、より正確な位置を検知することができるため、利用率の拡大を図ることが可能になる。
【００４１】
以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることは、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による位置検出システムの概要を説明するための一構成例を示すシステム構成図である。
【図２】図１に示す位置検出システムの再送信装置を構成する機能ブロックの一例を示すブロック構成図である。再送信装置の内部のデータ処理ブロック図を示す
【図３】本発明による位置検出システムの概要を説明するための異なる構成例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０          屋外アンテナ（ＧＰＳ用屋外アンテナ）
２０          再送信装置
２１          信号捕捉追尾部
２２          航法メッセージ復調部
２３          衛星時計補正パラメータ（ａf0）再計算処理部
２４          航法メッセージ再変調部
２５          Ｌバンド周波数変換／増幅部
３０          屋内アンテナ（再送信用屋内アンテナ）
４０          位置検出端末（ＧＰＳ受信機）
５０          擬似ＧＰＳ信号発生器
１００        位置検出システム
１００Ａ      位置検出システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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