(57)【要約】【課題】  衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法及びその装置に関し、特にユーザ受信機が動作開始後直ちに自身の位置情報を出力可能とする。【解決手段】  衛星軌道情報としてエフェメリスとアルマナックとを伝送している衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法において、衛星軌道情報伝送装置は、航法衛星からの測位信号を受信するとともに、この測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算し、この軌道情報差分量を、ユーザの視線方向成分とこの視線方向成分に直交する方向成分とに分解し、それぞれの成分に対して割り当てる情報量を変える。ユーザ受信機は、事前に取得したアルマナックと軌道情報差分量とから航法衛星の衛星位置を求め、ユーザ位置を計算する。【選択図】  図５
2008145363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星軌道情報としてエフェメリスとアルマナックとを伝送している衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法において、
衛星軌道情報伝送装置は、航法衛星からの測位信号を受信するとともに、この測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算し、
この軌道情報差分量を前記衛星軌道情報伝送装置から伝送し、
ユーザ受信機は、前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックと前記軌道情報差分量とからエフェメリスを計算し、
このエフェメリスから航法衛星の衛星位置を求め、
この衛星位置からユーザ位置を計算すること
を特徴とする衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法。
【請求項２】
前記差分量を、ユーザの視線方向成分とこの視線方向成分に直交する視線方向直交成分とに分解し、
それぞれの成分に対して割り当てる情報量を変えたこと
を特徴とする請求項１に記載の衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法。
【請求項３】
前記エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量と前記アルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量と、前記前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックから求めた衛星クロックの補正量とにより、前記衛星クロックを補正すること
を特徴とする請求項１〜請求項２にそれぞれ記載の衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法。
【請求項４】
前記衛星軌道情報伝送装置は、受信した前記測位信号から抽出したアルマナックを、ネットワークを介して伝送し、
前記ユーザ受信機は、記憶したアルマナックの代わりに前記ネットワークを介して受信したアルマナックを使用すること
を特徴とする請求項１〜請求項３にそれぞれ記載の衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法。
【請求項５】
前記衛星軌道情報伝送装置は、前記軌道情報差分量とエフェメリスの補正量を伝送し、
航法衛星の衛星位置は、前記計算されたエフェメリスと前記エフェメリスの補正量とから求めること
を特徴とする請求項１〜請求項４にそれぞれ記載の衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法。
【請求項６】
航法衛星からの測位信号を受信する手段と、
前記測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算する手段と、
この軌道情報差分量を伝送する手段と、を有すること
を特徴とする衛星軌道情報伝送装置。
【請求項７】
前記軌道情報差分量は、前記エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量と前記アルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量を含むこと
を特徴とする請求項６に記載の衛星軌道情報伝送装置。
【請求項８】
前記衛星軌道情報伝送装置は、前記測位信号から抽出したアルマナックを、ネットワークを介して伝送する手段を有すること
を特徴とする請求項６〜請求項７にそれぞれ記載の衛星軌道情報伝送装置。
【請求項９】
前記衛星軌道情報伝送装置は、前記エフェメリスの補正量を計算する手段と、
前記軌道情報差分量と前記エフェメリスの補正量とを伝送する手段とを有すること
を特徴とする請求項６〜請求項８にそれぞれ記載の衛星軌道情報伝送装置。
【請求項１０】
航法衛星からの測位信号を受信する手段と、
衛星軌道情報伝送装置からの軌道情報差分量を受信する手段と、
前記測位信号からアルマナックを抽出する手段と、
抽出されたアルマナックと前記軌道情報差分量とからエフェメリスを計算する手段と、
このエフェメリスから航法衛星の衛星位置を計算する手段と、
この衛星位置からユーザ位置を計算する手段と、を有すること
を特徴とするユーザ受信機。
【請求項１１】
前記軌道情報差分量は、エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量とアルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量を含み、
この衛星クロックの補正量との差分量と前記抽出されたアルマナックから求めた衛星クロックの補正量とにより、前記衛星クロックを補正すること
を特徴とする請求項１０に記載のユーザ受信機。
【請求項１２】
前記ユーザ受信機は、抽出されたアルマナックの代わりに前記衛星軌道情報伝送装置からネットワークを介して受信したアルマナックを使用すること
を特徴とする請求項１０〜請求項１１にそれぞれ記載のユーザ受信機。
【請求項１３】
前記ユーザ受信機は、衛星軌道情報伝送装置からの軌道情報差分量と前記エフェメリスの補正量とを受信する手段と、
前記計算されたエフェメリスと前記エフェメリスの補正量とから航法衛星の衛星位置を計算する手段とを有すること
を特徴とする請求項１０〜請求項１２にそれぞれ記載のユーザ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法及びそれらの装置に関し、特にユーザ受信機が動作開始後直ちに自身の位置情報を出力可能とする衛星軌道情報の伝送方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、衛星航法システムでユーザ位置の計算に用いられる衛星の軌道情報については、当該衛星自身が伝送する軌道情報が用いられる。又、衛星航法システムでは、ユーザ位置の計算に用いられる衛星軌道情報（以下、エフェメリスと記す。）と、数週間程度にわたり有効な衛星捕捉用の概略軌道情報（以下、アルマナックと記す。）と、を伝送している。ユーザ受信機は、アルマナックを不揮発性記憶素子に記憶しており、この記憶しているアルマナックを次回動作時に衛星捕捉までの時間を短縮する目的に使用するのが一般的である。
【０００３】
さらに、衛星航法システムにおいては、測位精度を改善させるためのシステムとして、衛星航法補強システム（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｂａｓｅｄ  Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：以下、ＳＢＡＳと記す。）が研究開発されている。ＳＢＡＳでは、既知点に設置された複数の地上局において、航法衛星からの測位信号により測定した当該航法衛星との距離と、航法衛星の位置情報と当該地上局の位置情報とから得られる距離との誤差を補正データとして静止衛星へ伝送し、これら補正データを静止衛星からユーザへ伝送している。ユーザは、この補正データを受信するとともに、この補正データにより、航法衛星からの測位信号に含まれる誤差を補正し、測位精度を改善している。
【特許文献１】特開２００３−１１４２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、航法衛星から伝送される衛星軌道情報の伝送速度は低速であって、伝送に一定の時間がかかり、原理的に伝送時間の短縮が見込めない欠点がある。図４に示すように、衛星軌道情報の内、ユーザ位置の計算に用いられるエフェメリスの取得には最低でも３０秒かかり、ユーザ受信機が動作を開始してから最初の位置情報を出力するまでの時間、即ち、初期位置算出時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）は、このエフェメリスの伝送時間により制約され、この時間より短くすることができないという問題がある。また、アルマナックを不揮発性記憶素子に記憶し、この記憶しているアルマナックを利用して次回動作時に衛星捕捉までの時間の短縮を図ったとしても、ＴＴＦＦは、前者よりは時間が短縮されるものの、やはりこのエフェメリスの伝送時間による制約からは逃れることはできず、エフェメリスの伝送時間より短くすることができないという問題がある。
【０００５】
さらに、我が国が開発中の準天頂衛星を用いた衛星航法システムに対しては、ＴＴＦＦの短縮が強く要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、衛星軌道情報としてエフェメリスとアルマナックとを伝送している衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法において、衛星軌道情報伝送装置は、航法衛星からの測位信号を受信するとともに、この測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算し、この軌道情報差分量を衛星軌道情報伝送装置から伝送し、ユーザ受信機は、前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックと軌道情報差分量とからエフェメリスを計算し、このエフェメリスから航法衛星の衛星位置を求め、この衛星位置からユーザ位置を計算するようにしたものである。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、差分量を、ユーザ位置から航法衛星位置への視線方向成分とこの視線方向成分に直交する視線方向直交成分とに分解し、それぞれの成分に対して割り当てる情報量を変えるようにしたものである。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１〜請求項２に係る発明において、エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量とアルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量と、前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックから求めた衛星クロックの補正量とにより、衛星クロックを補正するようにしたものである。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項１〜請求項３に係る発明において、衛星軌道情報伝送装置は、受信した測位信号から抽出したアルマナックをネットワークを介して伝送し、ユーザ受信機は、記憶したアルマナックの代わりにネットワークを介して受信したアルマナックを使用するようにしたものである。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４に係る発明において、衛星軌道情報伝送装置は、軌道情報差分量とエフェメリスの補正量を伝送し、航法衛星の衛星位置は、計算されたエフェメリスとエフェメリスの補正量とから求めるようにしたものである。
【００１１】
請求項６に係る発明は、航法衛星からの測位信号を受信する手段と、測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算する手段と、この軌道情報差分量を伝送する手段とを有する衛星軌道情報伝送装置である。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、軌道情報差分量は、エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量とアルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量を含むようにしたものである。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項６〜請求項７に係る発明において、衛星軌道情報伝送装置は、測位信号から抽出したアルマナックをネットワークを介して伝送する手段を有するようにしたものである。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項６〜請求項８に係る発明において、衛星軌道情報伝送装置は、エフェメリスの補正量を計算する手段と、軌道情報差分量とエフェメリスの補正量とを伝送する手段とを有するようにしたものである。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、航法衛星からの測位信号を受信する手段と、衛星軌道情報伝送装置からの軌道情報差分量を受信する手段と、測位信号からアルマナックを抽出する手段と、抽出されたアルマナックと軌道情報差分量とからエフェメリスを計算する手段と、このエフェメリスから航法衛星の衛星位置を計算する手段と、この衛星位置からユーザ位置を計算する手段とを有するユーザ受信機である。
【００１６】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に係る発明において、軌道情報差分量は、エフェメリスから求めた衛星クロックの補正量とアルマナックから求めた衛星クロックの補正量との差分量を含み、この衛星クロックの補正量との差分量と抽出されたアルマナックから求めた衛星クロックの補正量とにより、衛星クロックを補正するようにしたものである。
【００１７】
請求項１２に係る発明は、請求項１０〜請求項１１に係る発明において、ユーザ受信機は、抽出されたアルマナックの代わりに衛星軌道情報伝送装置からネットワークを介して受信したアルマナックを使用するようにしたものである。
【００１８】
請求項１３に係る発明は、請求項１０〜請求項１２に係る発明において、ユーザ受信機は、衛星軌道情報伝送装置からの軌道情報差分量とエフェメリスの補正量とを受信する手段と、計算されたエフェメリスとエフェメリスの補正量とから航法衛星の衛星位置を計算する手段とを有するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、請求項３、請求項５〜請求項７、請求項９〜請求項１１に係る発明は、上記のようにしたので、ユーザ受信機は、事前にアルマナックを取得しておけば、エフェメリスを受信しなくてもユーザ位置を計算することができ、また、ＴＴＦＦを短縮して受信機の動作開始後直ちにユーザ位置を出力することが出来る。
【００２０】
請求項２に係る発明は、上記のようにしたので、必要な情報量をさらに削減可能であり、請求項１に記載の効果に加えて、さらにＴＴＦＦを短縮して受信機の動作開始後直ちにユーザ位置を出力することが出来る。
【００２１】
請求項４、請求項８及び請求項１２に係る発明は、上記のようにしたので、エフェメリスやアルマナックを復調せずとも測位可能となる。また、携帯情報端末においても測位可能となり、請求項１に記載の効果に加えて、さらに受信機の高感度化や低消費電力化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
衛星軌道情報としてエフェメリスとアルマナックとを伝送している衛星航法システムにおける衛星軌道情報の伝送方法において、衛星軌道情報伝送装置は、航法衛星からの測位信号を受信するとともに、この測位信号からエフェメリスとアルマナックとを抽出してその軌道情報差分量を計算し、この軌道情報差分量を、ユーザの視線方向成分とこの視線方向成分に直交する方向成分とに分解し、それぞれの成分に対して割り当てる情報量を変える。衛星軌道情報伝送装置の位置情報とエフェメリスにより得られる航法衛星の衛星位置情報とから計算した距離と、測位信号により測定された衛星軌道情報伝送装置と航法衛星との距離との差からエフェメリスの補正量を計算する。このエフェメリスの補正量と軌道情報差分量とを衛星軌道情報伝送装置から伝送する。
【００２３】
ユーザ受信機は、前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックを、不揮発性記憶素子に記憶し、この不揮発性記憶素子に記憶したアルマナックと差分量とからエフェメリスを計算する。このエフェメリスとエフェメリスの補正量とから航法衛星の衛星位置を求め、この衛星位置からユーザ位置を計算する。
【実施例１】
【００２４】
この発明の第１の実施例を、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。
図１〜図４は、この発明の第１の実施例を示すもので、図１は衛星軌道情報伝送装置１を衛星航法システムで用いたときの原理を示す模式図、図２は衛星軌道情報伝送装置１の構成を示すブロック図、図３はユーザ受信機５の構成を示すブロック図、図４は従来及び本願の軌道情報の伝送を説明する為のタイムチャート図である。
【００２５】
図１において、１は衛星軌道情報伝送装置であり、航法衛星２が伝送した測位信号３を受信し、後述する軌道情報差分量のデータやエフェメリスの補正量のデータを、静止衛星（図示せず）を介して、ユーザ受信機５や各種のユーザの端末に伝送する。衛星軌道情報伝送装置１は、ネットワーク６を介して他の衛星軌道情報伝送装置と接続されており、必要に応じてデータ通信が行われる。ユーザ受信機５は、衛星軌道情報伝送装置１から伝送された軌道情報差分量のデータやエフェメリスの補正量のデータの他に、航法衛星２が伝送した測位信号３をも受信する。航法衛星２は、アメリカのＧＰＳ衛星やロシアのＧＬＯＮＡＳＳ衛星、日本の準天頂衛星など、航法に利用可能な信号を伝送している衛星である。
【００２６】
測位信号３には、エフェメリス７とアルマナック８とが含まれている。エフェメリス７は、航法衛星２の軌道情報であり、ユーザ受信機５自身の位置計算の際に用いられる。アルマナック８は、航法衛星２をはじめとした衛星の概略の軌道情報であり、これらの衛星の捕捉用に用いられ、数週間程度にわたり有効に使用可能である。
【００２７】
なお、衛星軌道情報伝送装置１から伝送された軌道情報差分量のデータやエフェメリスの補正量のデータは、この実施例では静止衛星（図示せず）を介してユーザに提供されているが、これに限定されるものではなく、直接ユーザに伝送してもよい。又、ユーザへは、ネットワーク６、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、携帯通信回線を介して提供するようにしてもよい。ネットワーク６は、インターネットも含む通信ネットワークである。９は軌道情報差分量で、航法衛星２が伝送した測位信号３に含まれるエフェメリス７とアルマナック８との三次元位置及び衛星クロックの補正量の差分量である。
【００２８】
図２において、衛星軌道情報伝送装置１は、航法衛星２が伝送した測位信号３を受信するためのＧＰＳ受信部１２と、そのアンテナであるＧＰＳ受信用アンテナ１１と、軌道情報差分量９、即ち、エフェメリス７とアルマナック８の差分量を計算する軌道情報差分量計算部１３と、エフェメリス７の補正量を計算する軌道情報データ計算部１４と、このエフェメリス７の補正量と軌道情報差分量計算部１３で計算された軌道情報差分量９とを併せて伝送するための軌道情報データ送信部１５と、そのアンテナである軌道情報データ送信用アンテナ１６とから構成されている。
【００２９】
軌道情報差分量計算部１３は、軌道情報差分量９、即ち、航法衛星２が伝送した測位信号３に含まれるエフェメリス７とアルマナック８との差分量を計算し、軌道情報差分量のデータとして軌道情報データ計算部１４へ送る。それぞれの衛星軌道情報伝送装置の位置は既知である。従って、軌道情報データ計算部１４では、航法衛星２の測位信号３により測定した距離と、エフェメリス７により得られる航法衛星２の衛星位置情報及び衛星軌道情報伝送装置１の位置情報から得られる距離との差からエフェメリス７の補正量が計算されるとともに、この補正量は、軌道情報差分量計算部１３で計算された軌道情報差分量９のデータと併せて軌道情報データ送信部１５へ送られる。
【００３０】
軌道情報データ送信部１５は、軌道情報データ送信用アンテナ１６を介して軌道情報差分量９のデータとエフェメリス７の補正量とをユーザ受信機５や各種のユーザの端末に伝送する。
【００３１】
図３において、ユーザ受信機５は、航法衛星２が伝送した測位信号３を受信するためのＧＰＳ受信部２２と、そのアンテナであるＧＰＳ受信用アンテナ２１と、アルマナック記憶部２３と、軌道情報補強データ受信部２５と、そのアンテナである軌道情報補強データ受信用アンテナ２４と、衛星位置計算部２６と、ユーザ位置計算部２７と、ユーザ位置出力部２８とから構成される。
【００３２】
アルマナック記憶部２３は、不揮発性記憶素子で構成され、航法衛星２が伝送した測位信号３に含まれるアルマナック８を記憶する。軌道情報データ受信部２５は、軌道情報データ受信用アンテナ２４を介して衛星軌道情報伝送装置１が伝送したエフェメリス７の補正量と軌道情報差分量９とを受信する。衛星位置計算部２６は、ＧＰＳ受信部２２により受信した測位信号３に含まれるエフェメリス７か、あるいは、アルマナック記憶部２３に記憶されたアルマナック８と、軌道情報データ受信部２５により受信した軌道情報差分量９のデータとからエフェメリス７を計算し、この受信若しくは計算したエフェメリス７と軌道情報データ受信部２５により受信したエフェメリス７の補正量とから航法衛星２の衛星位置情報を計算する。
【００３３】
ユーザ位置計算部２７は、衛星位置計算部２６により計算された航法衛星２の衛星位置情報を用いて、ユーザの位置を計算する。このユーザの位置はユーザ位置出力部２８に出力される。なお、この実施例では、ユーザ位置出力部２８は、ディスプレイなどの表示装置であるが、外部の表示装置やコンピュータなどの外部機器へ出力するための出力装置であってもよい。又、この実施例では、軌道情報データ計算部１４で計算されたエフェメリス７の補正量と軌道情報差分量計算部１３で計算された軌道情報差分量９とは、衛星軌道情報伝送装置１から静止衛星（図示せず）を介して提供されており、ＧＰＳ受信用アンテナ２１と軌道情報補強データ受信用アンテナ２４とは共用することが可能である。
【００３４】
次に、作用動作について、図１〜図４に基づいて説明する。
【００３５】
まず、ユーザは、ユーザ受信機５の前回の使用時の際に、若しくは、ユーザ受信機５の次回動作時における衛星捕捉を早める目的で、事前に測位信号３をユーザ受信機５のＧＰＳ受信用アンテナ２１を介してＧＰＳ受信部２２で受信し、測位信号３に含まれるアルマナック８をアルマナック記憶部２３に記憶する。
【００３６】
次に、衛星軌道情報伝送装置１では、航法衛星２から伝送される測位信号３をＧＰＳ受信用アンテナ１１を介してＧＰＳ受信部１２において受信する。ＧＰＳ受信部１２で受信された測位信号３は、この測位信号３に含まれる航法衛星２のエフェメリス７の情報とアルマナック８の情報とが抽出され、軌道情報差分量計算部１３へ送られる。
【００３７】
軌道情報差分量計算部１３では、エフェメリス７とアルマナック８との差分量、即ち、エフェメリス７とアルマナック８との三次元位置及び衛星クロックの補正量の差分量である軌道情報差分量９が計算され、この軌道情報差分量９のデータは軌道情報データ計算部１４へ送られる。
【００３８】
一方、それぞれの衛星軌道情報伝送装置の位置は既知であるので、エフェメリス７の補正量は、この衛星軌道情報伝送装置１の位置情報とエフェメリス７により得られる航法衛星２の衛星位置情報とから計算される距離と、航法衛星２の測位信号３により測定された衛星軌道情報伝送装置１と航法衛星２との距離との差から計算することができる。軌道情報データ計算部１４は、この補正量を計算して、軌道情報差分量計算部１３で計算された軌道情報差分量のデータと併せて軌道情報データ送信部１５へ送られる。
【００３９】
この軌道情報データ計算部１４で計算されたエフェメリス７の補正量と軌道情報差分量計算部１３で計算された軌道情報差分量９とは、軌道情報データ送信用アンテナ１６を介して、静止衛星（図示せず）に伝送され、この静止衛星からユーザ受信機５や各種のユーザの端末に伝送される。この伝送される軌道情報差分量９のデータの内、衛星の三次元位置の差分量については、規格により数ｋｍ程度以内であるため、軌道情報の表現に必要な情報量を削減することができる。また、衛星クロックの補正量については、その差分量が数μ秒程度以内であるため、軌道情報の表現に必要な情報量を削減することができる。衛星軌道情報伝送装置１から伝送されるエフェメリスの補正量のデータや軌道情報差分量のデータの伝送時間は、図４に示すように、エフェメリスの伝送時間３０秒に対し、発明者の試算では５秒程度であった。
【００４０】
ユーザがユーザ受信機５の動作を開始させると、ユーザ受信機５は、ＧＰＳ受信用アンテナ２１を介してＧＰＳ受信部２２において航法衛星２からの測位信号３を受信するとともに、軌道情報データ受信用アンテナ２４を介して軌道情報データ受信部２５において衛星軌道情報伝送装置１が伝送したエフェメリス７の補正量と軌道情報差分量９とを受信する。
【００４１】
衛星位置計算部２６では、軌道情報データ受信部２５において受信した軌道情報差分量９のデータと、アルマナック記憶部２３に記憶されたアルマナック８とからエフェメリス７が計算され、この計算したエフェメリス７と軌道情報データ受信部２５において受信したエフェメリス７の補正量とから航法衛星２の衛星位置情報が計算される。
【００４２】
このようにして航法衛星２の衛星位置情報が計算されると、ユーザ位置計算部２７では、この衛星位置情報を用いてユーザの位置が計算され、次いで、ユーザ位置出力部２８にユーザの位置が出力される。
【００４３】
以上述べたように、この発明によれば、ユーザ受信機５を動作させてから、測位信号３に含まれるエフェメリス７の受信が完了する前に、衛星軌道情報伝送装置１から伝送されるエフェメリスの補正量のデータや軌道情報差分量のデータの受信に要する５秒程度の時間で、ユーザの最初の位置を出力することができる。なお、ＧＰＳ受信部２２において測位信号３に含まれるエフェメリス７を受信した後は、衛星位置計算部２６において、測位信号３から抽出されたエフェメリス７と軌道情報データ受信部２５において受信したエフェメリス７の補正量とから航法衛星２の衛星位置情報が計算される。ユーザ位置計算部２７において、同様にユーザの位置が計算され、ユーザ位置出力部２８にユーザの位置が出力される。
【実施例２】
【００４４】
この発明の第２の実施例は、第１の実施例で述べたエフェメリス７とアルマナック８との差分量、即ち、軌道情報差分量９の表現方法を変更した場合の実施例である。以下、この発明の第２の実施例を、図５に基づいて詳細に説明する。なお、第１の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。図５は、この発明の第２の実施例を示すもので、衛星軌道情報伝送装置１を衛星航法システムで用いたときの原理を示す模式図である。
【００４５】
この実施例では、図５に示すように、実施例１で述べた軌道情報差分量９を、ユーザの視線方向成分とユーザの視線方向成分に直交する視線方向直交成分とに分解したものである。視線方向成分とは、ユーザからアルマナック８における航法衛星２の位置への方向に関する成分である軌道情報差分量視線方向成分３１であり、視線方向成分に直交する視線方向直交成分とは、ユーザの視線方向成分に直交する方向に関する成分である軌道情報差分量直交方向成分３２である。
【００４６】
衛星航法システムでは、その性質上、衛星位置誤差のうち、ユーザ受信機から見た視線方向成分、即ち、軌道情報差分量視線方向成分３１に対しては敏感であるが、視線方向直交成分、即ち、軌道情報差分量直交方向成分３２については、ユーザ測位誤差となって現れない。このことを利用して、実施例１における軌道情報差分量９について、ユーザの視線方向成分である軌道情報差分量視線方向成分３１とユーザの視線方向成分に直交する視線方向直交成分である軌道情報差分量直交方向成分３２とに分解したうえで、それぞれに対して割り当てる情報量を変えることにより、実施例１に比べてより少ない情報量にすることができる。従って、衛星軌道情報伝送装置１から伝送されるエフェメリスの補正量のデータや軌道情報差分量のデータの伝送に必要な時間をさらに短縮することができ、結果としてユーザ受信機５が動作を開始してからより短い時間で、ユーザの最初の位置を出力することができる。また、それぞれの成分に割り当てる情報量を変えられることから、ユーザの測位の精度を可変にすることができる。
【実施例３】
【００４７】
この発明の第３の実施例は、第１及び第２の実施例において行われているように、エフェメリス７を復調し、測位信号３から抽出してユーザの位置計算に利用する方法とは異なる。衛星軌道情報伝送装置１から提供されるエフェメリスの補正量のデータや軌道情報差分量のデータとアルマナック８とからユーザの位置計算を行う場合の実施例である。なお、第１及び第２の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。
【００４８】
この実施例では、ユーザ受信機５は、エフェメリス７とアルマナック８とを復調し、測位信号３から抽出して利用する必要はない。アルマナック８は、ネットワーク６を介して衛星軌道情報伝送装置１から提供を受ける。航法衛星２や静止衛星からの伝送と違い、ネットワーク６では、高速に伝送可能なため、アルマナック８の受信には時間がかからない。さらに、エフェメリス７の補正量のデータや軌道情報差分量９のデータも、ネットワーク６を介して衛星軌道情報伝送装置１から提供される。このネットワーク６を介して提供されたアルマナック８とエフェメリス７の補正量のデータと軌道情報差分量９のデータとを利用して、衛星位置情報が計算され、第１の実施例と同様にユーザの位置が計算され、出力される。なお、この実施例では、上述のように、前回使用した際のアルマナックあるいは事前に取得したアルマナックを記憶しておく必要がないので、アルマナック記憶部２３を省略してもよい。
【００４９】
このように、エフェメリス７やアルマナック８を復調せずとも測位可能なので、携帯情報端末においても測位可能となり、受信機の高感度化や低消費電力化を図ることができる。
【００５０】
なお、この発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、補正データを利用しない航法システムにおいても採用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
この発明による衛星軌道情報伝送装置は、ユーザ受信機の動作開始後直ちに自身の位置情報を出力可能な衛星航法システムを補強するシステムとして利用可能である。また、ユーザの測位の精度を可変とすることができ、ユーザの様々な測位精度の要求にも対応可能である。エフェメリスやアルマナックを復調せずとも測位可能なので、携帯情報端末においても測位可能となり、受信機の高感度化や低消費電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の第１の実施例を示すもので、衛星軌道情報伝送装置１を衛星航法システムで用いたときの原理を示す模式図である。
【図２】この発明の実施例を示すもので、衛星軌道情報伝送装置１の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施例を示すもので、ユーザ受信機５の構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施例を示すもので、従来及び本願の軌道情報の伝送を説明する為のタイムチャート図である。
【図５】この発明の第２の実施例を示すもので、衛星軌道情報伝送装置１を衛星航法システムで用いたときの原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    衛星軌道情報伝送装置
２    航法衛星
３    測位信号
５    ユーザ受信機
７    エフェメリス
８    アルマナック
９    軌道情報差分量
１２  ＧＰＳ受信部
１３  軌道情報差分量計算部
１４  軌道情報データ計算部
１５  軌道情報データ送信部
２２  ＧＰＳ受信部
２３  アルマナック記憶部
２５  軌道情報データ受信部
２６  衛星位置計算部
２７  ユーザ位置計算部
【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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