(57)【要約】【課題】人工衛星を利用する移動体通信において、移動体の場所によらず高精度の測位が行えるようにする。【解決手段】移動体通信システム１は、端末装置３が低軌道衛星であるＧＰＳ衛星２ａから出力されるＧＰＳ信号を受信して測位を行うにあたり、補正データを高軌道衛星であるＨＥＯ衛星２ｂから取得することで測位の精度を向上させる。また、ＨＥＯ衛星２ｂがＧＰＳ信号を出力するようにしても良い。どちらの場合であっても擬似衛星４でＧＰＳ信号に準拠した信号や、補正データを出力すると、高精度で測位ができるエリアを拡大できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地球を周回する複数の第１の人工衛星から軌道情報を受けて測位する方法であって、所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む第２の人工衛星、及び、地上局の少なくとも一方からの信号を受信可能であり、前記測位においては、前記少なくとも一方の信号の情報を加えて測位することが選択可能である測位方法。
【請求項２】
請求項１において、前記第２の人工衛星からの信号は、前記第１の人工衛星からの軌道情報に基づく測位を補正するための信号であり、その信号は前記地上局により中継される測位方法。
【請求項３】
請求項１において、前記選択においては、第２の人工衛星からの情報と前記地上局の情報の両方の情報に基づいての測位が選択可能である測位方法。
【請求項４】
請求項３において、前記第２の人工衛星からの信号は、第１の人工衛星からの位置情報に基づく測位を補正する信号である測位方法。
【請求項５】
所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む第２の人工衛星からの情報に基づいて測位する方法であって、地上局からの電波を３以上受けて相対的に測位し、前記第２の人工衛星からの情報に基づいて、前記相対的な測位を補正して測位する測位方法。
【請求項６】
請求項５において、前記地上局の電波には、時間情報が含まれており、前記地上局の電波の情報は、他の地上局を介して、転送される測位方法。
【請求項７】
地球を周回する複数の第１の人工衛星から軌道情報を受けて測位する測位装置であって、所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む第２の人工衛星、及び、地上局の少なくとも一方からの信号を受信可能に構成され、前記測位において、前記少なくとも一方の信号を情報として加えて測位することを選択する選択手段を有することを特徴とする測位装置。
【請求項８】
請求項７において、前記第２の人工衛星からの信号は、前記第１の人工衛星からの軌道情報に基づく測位を補正するための信号であり、その信号は前記地上局により中継される測位装置。
【請求項９】
請求項７において、前記選択においては、第２の人工衛星からの情報と前記地上局の情報の両方の情報に基づいての測位が選択可能である測位装置。
【請求項１０】
請求項８において、前記第２の人工衛星からの信号は、第１の人工衛星からの位置情報に基づく測位を補正する信号である測位装置。
【請求項１１】
所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む第２の人工衛星からの情報に基づいて測位する測位装置において、地上局からの電波を３以上受けて相対的に測位するものであって、前記第２の人工衛星からの情報に基づいて、前記相対的な測位を補正する補正手段を有することを特徴とする測位装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記地上局の電波には、時間情報が含まれており、前記地上局の電波の情報は、他の地上局を介して、転送される測位装置。
【請求項１３】
複数の人工衛星から出力される軌道情報および時刻情報を含んでなる測位情報に基づいて移動体の測位を行うものであって、測位についての補正データであって、所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む人工衛星から出力されるデータ、もしくは、該データを中継する中継局から出力されるデータを取得し、前記測位情報に補正を行うことを特徴とする測位方法。
【請求項１４】
前記測位情報に基づく前記移動体の測位とは、前記人工衛星から出力される前記軌道情報および前記時刻情報を用いて測位を行った中継手段が出力する前記中継手段についての位置情報および時刻情報を用いて測位を行うことを含むことを特徴とする請求項１３に記載の測位方法。
【請求項１５】
前記人工衛星が楕円軌道上を周回する高軌道衛星であることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の測位方法。
【請求項１６】
複数の人工衛星から出力される軌道情報および時刻情報に基づく測位情報と、擬似衛星から出力される前記測位情報を補正する補正データとを受信できる第一受信手段と、
所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む人工衛星から出力される前記測位情報を補正する補正データを受信できる第二受信手段と、
前記測位情報、もしくは前記測位情報を前記補正データで補正することで自身の位置を測定する測位手段と、
を含んで構成される測位装置。
【請求項１７】
前記人工衛星から出力される前記軌道情報および前記時刻情報を用いて測位を行った中継手段が出力する前記中継手段についての位置情報および時刻情報を受信する手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載の測位装置。
【請求項１８】
所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む人工衛星から出力される軌道情報および時刻情報を含んでなる測位情報と、前記測位情報を補正する補正データとを受信する手段と、
前記人工衛星から出力される前記位置情報および前記時刻情報を用いて測位を行った中継手段が出力する前記中継手段についての位置情報および時刻情報からなる測位情報を受信する手段と
前記測位情報、もしくは前記測位情報を前記補正データで補正することで自身の位置を測定する測位手段と、
を含んで構成される測位装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体にデータを送受信する技術、特に人工衛星を用いた測位方法、および測位装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人工衛星を利用した移動体通信に関する技術開発が行われている。このような技術の従来例としては、全地球測位システム（ＧＰＳ）用の複数の人工衛星（以下ＧＰＳ衛星とする）からの電波を受信し、各ＧＰＳ衛星と移動体との間で擬似距離を算出することで地球上での絶対位置（緯度、および経度）を計測するもの（例えば、特許文献１参照。）がある。ここで、電離層遅延誤差や対流圏遅延誤差などの様々な誤差要因により各ＧＰＳ衛星から受信される信号の信号到達時間が変化することがある。このような誤差は擬似距離の算出に影響を与えるので、特許文献１では、そのような誤差要因を補正するために、補正信号をＦＭ多重放送として送信することで移動体の移動位置を高精度に得るディファレンシャル式のＧＰＳ（以下、Ｄ−ＧＰＳとする）を用いている。
【０００３】
更に、上記のＧＰＳ機能を補強するものとして、地上に設置してＧＰＳから送信する測位情報と同様な情報を出力することで、ＧＰＳ衛星の模擬をさせる擬似衛星システムや、楕円軌道上に複数の衛星を周回させたり、静止軌道から傾けた複数の軌道面に衛星を周回させる準天頂衛星システムの研究開発が進んでいる。
一方、ＧＰＳ以外の測位システムについても、携帯電話の通信を用いる方式や無線ＬＡＮの通信を用いる方式など、幾つかの方式が提案されている。
【０００４】
ここで、ＧＰＳ衛星は、上空約２万ｋｍにある２４機の人工衛星であり、軌道傾斜角度５５度の６つの軌道面にそれぞれ４つずつ配置されている。また、準天頂衛星は、サービスエリア内で複数の衛星を切り換えることで約７０度以上の大きい仰角を実現できることを特徴とするものである。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７８３６０号公報（例えば、段落番号０００４〜０００５、００５７〜００６４、第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、都市部などの高層ビルが多い環境下ではＧＰＳ衛星からの電波が高層ビルに遮蔽されるので測位できない場所や時間帯が多くなることが課題の一つである。
更に、ＧＰＳ衛星からの信号を十分に受信できる場所でも、測位精度を高めるために補正情報を利用しようとした場合、現時点ではＦＭ放送などの他の放送通信メディアから補正情報を入手することになるが、そのようなＦＭ放送をそもそも受信できない地域では補正データを得ることができない。さらに、高層ビルが隣立する市街地などでは電波が届きにくいときがある。これらの場合には高精度な測位を行うことができない。
また、建物内や地下にある移動体の測位をＧＰＳで行うことはできず、別の測位システムが必要となるが、それらの測位システムは別系統になっているため、ユーザが屋内外で位置情報を求める場合は、複数の端末を有する必要があった。
したがって、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、人工衛星を利用する移動体通信において、移動体の高精度の測位が行える範囲を広げることを第一の目的とする。更に、ＧＰＳなどの測位情報を用いる測位システムと異なる方式で位置を算出する別な測位システムと連係させることで、シームレスな測位情報をユーザに提供することを第二の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段としては、測位を行うにあたり、所定サービスエリア近傍上空に代わる代わる実質的に２４時間所定以上の仰角で臨む第２の人工衛星を用いることがあげられる。そのような人工衛星は、他の人工衛星からの軌道情報に基づく測位を補正するための信号を出力するようにしても良いし、そのような人工衛星からの擬似距離を算出することで測位を行うようにしても良い。さらに、第２の人工衛星からの信号を地上局を中継して送信するようにしても良い。このようにすると、ＧＰＳだけではカバーできなかった場所や時間帯に測位情報を送信し、従来の放送通信メディアだけではカバーできなかった場所に補正情報を送信することが可能となる。
【０００８】
さらに、ＧＰＳ以外の他の測位システムと連係するために、他の測位システムの基準となる基準局に上記で説明したようなＧＰＳや準天頂衛星、中継手段の測位情報を用いて自身の位置を算出する外部測位手段を含めることで、位置情報のシームレス化を実現することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように本実施形態における移動体通信システム１は、測位装置である端末装置３がＧＰＳ衛星２ａを利用して測位を行うにあたり、測位情報や補正情報を準天頂衛星２ｂから取得することで測位の精度を向上させるものである。
なお、端末装置３としては、ノート型のパーソナルコンピュータや、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などの携帯型の端末装置や、車載のオーディオ機器やナビゲーションシステムといった移動体があげられる。また、位置情報を他の端末装置３に提供する固定局（図１には不図示）や、擬似衛星４を移動体通信システム１に含んでも良い。なお、端末装置３や擬似衛星４、その他の固定局は、人工衛星に対して、地上局と呼ばれることもある。
【００１０】
第１の人工衛星に相当するＧＰＳ衛星２ａは軌道傾斜角５５度、軌道周期１２時間の円軌道（軌道周期が地球の自転周期と１／２同期）を採っている。緯度が５５度以下の場所では、仰角は最大９０度までであるが、軌道周期が１２時間であるため、準天頂衛星２ｂ（詳細後述）と比べて高仰角に見える時間長は短くなる。ＧＰＳ衛星２ａでは、軌道高度が１９，０００〜２５，０００ｋｍ（いわゆるＭＥＯ軌道）を周回し、移動体向けに測位信号を放送している衛星または衛星群、および静止軌道を利用し移動体向けに測位信号を放送している衛星または衛星群である。例えば、ＧＰＳ／ＮＡＶＳＴＡＲ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ／ＮＡＶｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｔｉｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ（欧州提案の全地球的航法システム）、運輸多目的衛星を含む。軌道高度が１９，０００〜２５，０００ｋｍのＭＥＯ軌道を周回し、移動体向けに測位信号を放送している衛星または衛星群の場合、ＭＥＯを利用しているため日本での衛星仰角は９０度以下に広く分布するが、高仰角に見える時間長は準天頂衛星に比べて短い。静止軌道を利用し移動体向けに測位信号を放送している衛星または衛星群の場合、日本からの仰角は場所によって変わるが最大５０度程度（東京の場合）であり、時間によって変化しない。
【００１１】
一方、第２の人工衛星に相当する準天頂衛星２ｂは、軌道周期が２４時間で（あるいは、軌道周期が地球の自転周期と同期しており）、日本から見て高仰角に長い時間滞空して見える衛星（長楕円軌道衛星、８の字軌道衛星を含む）全般を準天頂衛星と呼ぶ。例えば、ＨＥＯ（長楕円（Ｈｉｇｈｌｙ  Ｅｌｌｉｐｔｉｃ  Ｏｒｂｉｔ）の略）を含んでおり、衛星３機でコンステレーションを構成した場合、日本本土四島及び沖縄から見て運用中の衛星はほぼ仰角７０度以上に常時見える軌道を想定する。
日本の端部（最北端など）を考えると、運用衛星の最低仰角は６５度程度になる。また、準天頂衛星２ｂは、いわゆる８の字軌道衛星でも良く、この場合は、衛星３機でコンステレーションを構成すると、日本本土四島及び沖縄から見て運用中の衛星はほぼ仰角６０度以上に常時見える軌道を想定する。同様に日本の端部（最北端など）を考えると、運用衛星の最低仰角は５０度程度になる。測位用の信号の種類としては、ＧＰＳ信号と同一のもの、並びにＤ−ＧＰＳ信号の二種類が想定される。
【００１２】
したがって、準順天頂衛星とは、日本本土４島及び沖縄をサービスエリアとした場合、例えば３機（或いは、４機）の人工衛星が代わる代わるサービスエリア近傍上空に可視となるものであり（まず、１機目の人工衛星がサービスエリア近傍上空で可視となり、１機目の人工衛星がサービスエリア上空から離れていくと２機目の人工衛星がサービスエリア近傍上空で可視となり、２機目の人工衛星がサービスエリア上空から離れていくと３機目の人工衛星がサービスエリア近傍上空で可視となり、３機目の人工衛星がサービスエリア上空から離れていくと再び１機目の人工衛星がサービスエリア近傍上空で可視となる。なお、４機の人工衛星で構成されても、同様である）、２４時間、好ましくは、仰角が７０度以上、少なくとも、仰角が略５０度以上（４５度以上）の人工衛星群を意味する。
【００１３】
ＧＰＳ衛星２ａは、擬似雑音符号、軌道情報および時刻補正情報からなるＧＰＳ信号（測位情報）を出力するように構成されており、端末装置３は３つ以上のＧＰＳ信号を受信すると移動体の緯度および経度を測定することができる。また、４つ以上のＧＰＳ信号を受信すれば海抜を加えた３次元の測位を行うことができる。
【００１４】
準天頂衛星２ｂは、ＧＰＳ信号と同様な測位情報やＧＰＳ信号が重畳された電波が電離層を通過する際に発生する誤差などを除去して測位精度を向上させるための補正情報を多重放送する。本実施形態では、このような衛星波を用いて測位情報を送信することで、捕捉可能なＧＰＳ信号を出力する衛星数を増やすことで測位可能な場所と時間を広げ、また、補正情報を送信することで、ＦＭ放送などの地上波を用いて補正情報を送信する場合に比べて、カバーエリアを広くすることができる。また、高層ビル群の谷間など電波が届き難いところであっても補正情報を受けやすくなる。
【００１５】
図２および図３に日本全土をサービス対象とした場合に２４時間周期の楕円軌道を周回する三機の準天頂衛星２ｂ（衛星番号１、２、３）でサービスを行う際の各準天頂衛星２ｂの軌道要素と軌道配置例を示す。なお、人工衛星の軌道は地球重力場、月・太陽の引力などの影響で常時変動するものであり、ある程度の許容範囲をもって軌道制御されるのが一般的である。この図においてΩ１およびθ１は基準時刻に応じて設定される、衛星番号１の準天頂衛星２ｂの昇交点赤経及び真近点離角である。
【００１６】
このように、準天頂衛星２ｂを用いて測位情報や補正情報を送信する場合には、端末装置３からみた仰角が常に一定角度以上になるように準天頂衛星２ｂを順次切り替えてゆく必要がある。このため、準天頂衛星２ｂ同士の間でハンドオーバを行うことで同じ位置から常に準天頂衛星２ｂが高仰角に可視となるようにしている。なお、端末装置３が指向性の高い衛星追尾アンテナを用いる場合、サービスを引き継ぐ準天頂衛星２ｂを追尾するために衛星追尾アンテナの向きを変える必要がある。このハンドオーバは、不図示の衛星管理局からの指示により実行され、例えば、ある地域における衛星仰角を基準として準天頂衛星２ｂの切り替えのタイミングを定めて、サービスエリア全域において一斉に行ったりする。このタイミングは衛星管理局から前もって準天頂衛星２ｂを通じて端末装置３にも通知される。
【００１７】
なお、補正情報は、図１に示す電子基準局７を用いて算出する。電子基準局７は、アンテナ、受信機、通信用機器を備え、ＧＰＳ衛星２ａから出されたＧＰＳ信号を受信し、ＧＰＳ衛星２ａとアンテナ７との間の距離を計算し、電子基準局７の位置を求める。このような電子基準局７は国内に多数設けられており、各電子基準局７の測位結果は通信回線７ａで補正データ算出部８に集められる。補正情報算出部８では実際の電子基準局７の位置と測位結果との誤差を多重平均するなどして日本全国についての補正情報を求める。このようにして算出された補正データは、ＲＴＣＭ（Ｒａｄｉｏ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  Ｍａｒｉｎｅ）フォーマットでアップリンク施設９から準天頂衛星２ｂにアップリンクされて、端末装置３に向けて多重放送される。
【００１８】
擬似衛星４は、都市部などの電波が受け難い環境下において、あたかもＧＰＳ衛星２ａが存在するかのように振る舞い、人工衛星２の電波に類似する電波を送信する固定局で、屋外に固定されている。この擬似衛星４は、図４に示すようにＣＰＵや時計などからなる信号生成手段４１と、送信手段４２と、擬似衛星４の位置や時刻を補正するための情報や、補正情報を準天頂衛星２ｂから取得するための受信手段４３とを有している。信号生成手段４１は、ＧＰＳ信号の形式に準拠した擬似衛星信号を生成する。受信手段４３は、アンテナと、受信機と、準天頂衛星のハンドオーバ時にアンテナの向きを切り替える方向制御部とからなる。
【００１９】
ここで、擬似衛星４が準天頂衛星２ｂから受信した補正情報から必要な情報を抽出して送信する場合は、擬似衛星や準天頂衛星と同じ通信方式を用いる場合と、例えば無線ＬＡＮなどの別の通信方式を用いる場合を実施することが可能である。更には、特に擬似衛星が送信する測位情報と補正情報が異なる通信方式を用いて出力される場合などは、この二つの情報は別の場所に設置された異なる装置から出力される構成も可能である。つまり、擬似衛星は測位情報のみを出力し、補正情報は準天頂衛星からの補正情報を受信し、必要な情報を抽出して送信する別の補正情報出力装置として分離しても同じ効果を得ることができる。
【００２０】
なお、ここでは擬似衛星４を屋外に設置される固定局として説明したが、仮設として一時的に設置したり、車両に搭載してその場所を自由に変えられる移動擬似衛星として実現することも可能である。この移動擬似衛星を用いる場合は、その位置を精度高く速やかに設定する必要がある。それを実現する方法として、後述するような、ＧＰＳ衛星、準天頂衛星からの測位情報・補正情報を受信して自身の位置を算出する装置をこの移動擬似衛星に組込み、もしくは接続し、そこからの位置情報を自動的に移動擬似衛星の基準位置に設定する方式があげられる。
【００２１】
端末装置３は、図４のブロック図に示すように受信手段３１と、その受信手段３１から受信した複数の情報に基づいて自己の位置を算出する測位手段３２と、所定の情報やアプリケーションが記憶される記憶手段３４と、全体を制御する制御手段３３と、ユーザの操作を受け付ける操作部３６と、操作結果などが表示される表示部３５と、を含んで構成される。受信手段３１と測位手段３２と制御手段３３と記憶手段３４をまとめて内部処理部３０とする。
【００２２】
ここで、図５に示すように、受信手段３１は、ＧＰＳ衛星２ａからの測位情報を受信する第１受信手段３１ａ、準天頂衛星２ｂからの測位情報を受信する第２受信手段３１ｂ、擬似衛星４からの測位情報を受信する第３受信手段３１ｃ、準天頂衛星２ｂからの補正情報を受信する第４受信手段３１ｄ、擬似衛星４からの補正情報を受信する第５受信手段３１ｅから構成される。これらの受信手段は、それぞれ、アンテナと、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、フィルタ，Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータおよびＤ／Ａコンバータなどからなる受信機とからなる。第２受信手段３１ｂや第４通信手段３１ｄには準天頂衛星２ｂのハンドオーバ時にアンテナの向きを変える方向制御部（不図示）を備える場合がある。ここでこれらの手段は通信に用いる周波数などが共用化できれば複数の手段を一つにまとめることが可能である。
【００２３】
ここで、図６に示すように、測位手段３２は、ＧＰＳ衛星２ａからの測位情報（ＧＰＳ測位情報）のみを用いて位置を算出する第１測位手段３２ａ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星２ｂからの測位情報（準天頂衛星測位情報）を用いて位置を算出する第２測位手段３２ｂ、ＧＰＳ測位情報と擬似衛星４からの測位情報（擬似衛星測位情報）を用いて位置を算出する第３測位手段３２ｃ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星測位情報と擬似衛星測位情報を用いて位置を算出する第４測位手段３２ｄ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星２ｂからの補正情報（準天頂衛星補正情報）を用いて位置を算出する第５測位手段３２ｅ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星測位情報と準天頂衛星補正情報を用いて位置を算出する第６測位手段３２ｆ、ＧＰＳ測位情報と擬似衛星測位情報と準天頂衛星補正情報を用いて位置を算出する第７測位手段３２ｇ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星測位情報と擬似衛星測位情報と準天頂衛星補正情報を用いて位置を算出する第８測位手段３２ｈ、ＧＰＳ測位情報と擬似衛星４からの補正情報（擬似衛星補正情報）を用いて位置を算出する第９測位手段３２ｉ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星測位情報と擬似衛星補正情報を用いて位置を算出する第１０測位手段３２ｊ、ＧＰＳ測位情報と擬似衛星測位情報と擬似衛星補正情報を用いて位置を算出する第１１測位手段３２ｋ、ＧＰＳ測位情報と準天頂衛星測位情報と擬似衛星測位情報と擬似衛星補正情報を用いて位置を算出する第１２測位手段３２ｌ、前記の測位手段の中から一つの手段を選択する切り換え手段３２ｍから構成される。ここで、３２ａから３２ｌまでの測位手段は複数の手段を組合せてまとめることが可能である。
【００２４】
また、切り換え手段３２ｍを実現する具体的な方法としては、測位情報利用の優先度付けをあげることができる。位置を算出するために必要な測位情報の数は４であり、それを実現する組合せには、４つのＧＰＳ衛星測位情報、３つのＧＰＳ衛星測位情報と準天頂衛星測位情報、３つのＧＰＳ衛星測位情報と擬似衛星測位情報、２つのＧＰＳ衛星測位情報と準天頂衛星測位情報と擬似衛星測位情報、などが想定される。ここで、準天頂衛星測位情報は衛星切り替え時を除いて入手可能な確率が最も高く、一方、擬似衛星は設置されている箇所が限定されるが精度は高いという特長を持つ。よって、まず準天頂衛星測位情報は第一に利用することとし、次に擬似衛星測位情報が利用できる場合はこれを利用する。そして、残りの測位情報をＧＰＳ測位情報から選択して用いることとする。ただし、準天頂衛星の切り換え時には、これを除いた測位情報から位置を算出することとする。一方、補正情報に関しては、擬似衛星補正情報が利用できる場合はこれを第一に用いることとし、それ以外は準天頂衛星補正情報を用いることとする。いずれの補正情報も利用できない場合は測位情報のみから位置を算出することとする。以上説明したルールに基づいて測位方法を切り換えるのである。
【００２５】
また、表示部３５には地図のデータに測位結果を重ねて表示させる液晶画面などを用いることができる。地図のデータはあらかじめ端末装置３に記憶させておくか、必要に応じて準天頂衛星２ｂなどからダウンロードしても良い。さらに、操作部３６は、地図やカーソルなどを上下左右の４方向に移動させるためのキーや、電源ボタン、キャンセルボタン、アプリケーションの機能を選択するボタンなどからなる。端末装置３の側面や上面にボタンや、ダイヤル式に選択手段を配置しても良いし、表示部３５の画面をタッチパネル式にして表示部３５が操作部３６を兼ねても良い。
【００２６】
測位手段３２は、複数の擬似距離を算出し、それらの差の絶対値が最小となる位置を計算することにより測位を行う。一般的には，時間を未知変数にして４つ以上ＧＰＳ衛星２ａからの擬似距離をもとに位置を算出する。しかしながら，３つしかＧＰＳ衛星２ａが捕捉できない場合，高度を既知として３つの擬似距離で２次元的な位置を算出する。
ＧＰＳ衛星２ａとの擬似距離を算出する際には、端末装置３の受信手段３１内の第１受信手段３１ａが電波を受信し、電波の帯域以外の除去やデジタル化などを行ない、この電波を信号化し、電波に含まれている人工衛星の測位情報を検出し、測位手段３２にこれらの情報を送る。すなわち、ＧＰＳ衛星２ａを利用した通信ではスペクトル拡散方式を用いており、信号は雑音に埋もれてやすいが、電波の帯域以外の除去やデジタル化などを行なうと、帯域の雑音を除去に耐えて、信号検出精度の向上が可能となる。測位手段３２は、ＧＰＳ衛星２ａの位置を計算するための情報をもとに人工衛星の位置を計算し、必要に応じて準天頂衛星２ｂからの補正情報や擬似衛星４からの補正情報により算出位置を補正して、ＧＰＳ衛星２ａからの自身までの擬似距離（見かけの電波の伝送時間×光速）を算出する。
【００２７】
準天頂衛星２ｂや擬似衛星４との擬似距離を算出する際には、ＧＰＳ衛星２ａからの測位情報に加えて、準天頂衛星２ｂや擬似衛星４から送信された測位情報を受信手段３１内の第２受信手段３１ｂや第３受信手段３１ｃで検出し、測位手段３２にこれらの情報を送る。測位手段３２は、準天頂衛星２ｂや擬似衛星４の測位情報と、必要に応じて準天頂衛星２ｂからの補正情報や擬似衛星４からの補正情報により算出位置を補正して、準天頂衛星２ｂや擬似衛星４から自身までの擬似距離を算出する。なお、補正情報には擬似距離の補正データもあり，また、補正方法として擬似衛星４を補正する手段がある。
【００２８】
ここで、準天頂衛星２ｂから測位情報や補正情報を受信しつつ測位処理をしているときに、準天頂衛星２ｂのハンドオーバが発生すると、端末装置３がサービスを引き継ぐ準天頂衛星２ｂに受信手段３１内の第２受信手段３１ｂや第４通信手段３１ｄのアンテナの向きを合わせるまでの間は、測位情報や補正情報が取得できないので、その時点でのＧＰＳ衛星の配置によっては位置精度が相対的に低くなる可能性がある。このまま表示部３５に表示結果を表示させても良いが、測位手段３２から測位結果を出力すると共に測位情報あるいは補正情報が取得できないことを示す信号を出力させて、表示部３５で測位結果と共にその旨を表示させると良い。この場合は、測位情報あるいは補正情報を取得できない間であっても、精度が低いことをユーザに通知した上で、測位結果を利用することができる。また、高い位置精度が要求される端末装置３の場合は、測位情報あるいは補正情報が取得できない間は、表示部３５が測位結果を全く表示しないか、最後に測位情報あるいは補正情報を用いて測位した結果の画面を、次に測位情報あるいは補正情報を用いた測位結果が得られるまで表示しつづける。どちらの場合であっても、測位情報あるいは補正情報が取得できないため現在位置が算出できないことを表示でユーザに知らせることが望ましい。
【００２９】
（第二実施形態）
本実施形態では、これまで説明してきたＧＰＳ測位情報、準天頂衛星測位情報や補正情報、擬似衛星測位情報や補正情報を用いる測位システム１（ここではＧＰＳベース測位システムと呼ぶ）と、それとは異なる方式を用いる測位システムを組合せて位置情報のシームレス化を実現する方式について説明する。
【００３０】
まず、ＧＰＳベース測位システムと異なる測位システムとして、無線ＬＡＮを用いた方式（ここでは無線ＬＡＮベース測位システムと呼ぶ）を図７および図８を用いて説明する。図８に詳細に示すように無線ＬＡＮベース測位システム６は、複数の無線基地局６１と移動局１２、そして位置情報を算出する位置算出手段６２から構成される。測位の原理は、移動局１２から発信した情報を、位置の基準としての役割を担う複数の無線基地局６１でそれぞれ受信した際の到達時間を位置算出手段６２で求め、そこから移動局１２の位置を推定するのである。この時、移動局１２は、無線通信手段１２ａと、表示部３５と、操作部３６とを含んで構成される。ただし、アプリケーションによっては表示部３５と操作部３６が不要となる構成でも実現可能である。また、無線基地局６１は移動局１２のために用いられる移動局用無線通信手段６１ａと、位置算出手段６２との位置算出手段用通信手段６１ｂとを含んで構成され、位置算出手段６２は、複数の無線基地局６１のために用いられる無線基地局用通信手段６２ａと、算出手段６２ｂとを含んで構成される。
【００３１】
そして、ＧＰＳベース測位システムと無線ＬＡＮベース測位システム６とをシームレスに接続するために、まず、無線基地局６１の構成に図４の端末装置３で説明した内部処理部３０を含めることで、自身の位置を自ら算出することが可能となる。無線基地局６１が固定であれば一度位置決めをしてしまえば、内部処理部３０の機能を停止させるか、取り外すことも可能であるが、その機能を生かしておくことで、容易に移動可能な無線基地局として位置付けることが可能となる。
【００３２】
更に、図７と、図９のブロック図とに示すように、移動局１２の構成と図４の端末装置３の構成を組合せることで、二つの測位システムを一つの装置で切り換えることができる移動端末１０となる。測位システムの切り換えは、操作部３６からのユーザ指定による方法や、二つの測位システムの測位機能を同時に起動しておいて、所定の条件を満たした測位システムの方に自動的に切り換える方法、さらには、二つの測位システムが同時に測位可能な条件を満たした場合、それまでの移動履歴情報を用いて優先的に選択する方式や二つの測位結果を重み付けして一つの位置情報を生成する方式などが実現可能である。
【００３３】
更には、図７と、図１０のブロック図とに示すように、前記の移動局１２と端末装置３の組合せに無線基地局６１と位置算出手段６２の機能を追加することにより、固定の無線基地局６１の通信範囲外の移動局に対して、無線基地局の役割を担う移動端末１１を構成することが可能となる。
【００３４】
これにより、ショッピングセンタなどの大型店舗内や、大規模な美術館や展示会場のように、屋内と屋内が混在した場所において、移動局を有するユーザはシームレスに現在位置を知ることができ、自己の目的地に速やかに到達することが可能になる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ＧＰＳ衛星に加えて、準天頂衛星や擬似衛星からの情報を利用することで精度の高い測位を適切に選択することが可能になる。また、他の測位システムと組合せることで、屋内外などの測位システムが変わる地点においてもシームレスに位置情報をユーザに提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における移動体通信システムの構成図である。
【図２】高軌道衛星の軌道要素と軌道配置の例を示す図である。
【図３】高軌道衛星の軌道要素と軌道配置の例を示す図である。
【図４】擬似衛星と端末装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態における受信手段の構成図である。
【図６】本発明の実施形態における測位手段の構成図である。
【図７】無線ＬＡＮベース測位システムの構成図である。
【図８】本発明の実施形態における移動体通信システムの構成図である。
【図９】二つの測位システムに利用可能な移動端末の構成を示すブロック図である。
【図１０】無線基地局機能を有する二つの測位システムに利用可能な移動端末の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    移動体通信システム
２ａ  ＧＰＳ衛星
２ｂ  準天頂衛星
３    端末装置（測位装置）
４    擬似衛星
５    無線ネットワーク
６    無線ＬＡＮベース測位システム
１０    二つの測位システムに利用可能な移動端末
１１    無線基地局機能を有する二つの測位システムに利用可能な移動端末
１２    無線ＬＡＮベース測位システムの移動局
３１    受信手段
３２    測位手段
３３    制御手段
３４    記憶手段
３５    表示部
３６    操作部
４１    信号生成手段
４２    送信手段
４３    受信手段
６１    無線基地局
６２    位置算出手段
【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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