(57)【要約】【課題】移動局において精度の高い位置情報を取得できない場合であっても、位置情報の欠落を補完し、移動体測位システム全体の機能への影響を低減する。【解決手段】管制局１１は、移動局１３−１〜１３−３において、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、ブロードキャストメッセージに各基地局１２−１〜１２−３毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する送信時刻データを追加させる。基地局１２−１〜１２−３は、移動局１３−１〜１３−３に対し、送信時刻データを追加したブロードキャストメッセージの送信を行う。  従って、移動局１３−１〜１３−３は、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、送信時刻データに基づいて自己位置を算出する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ測位可能であるとともに、送信時刻データに基づいて自己位置を算出可能な複数の移動局と、
所定の無線プロトコルを用いた無線により前記移動局と通信を行うためのサービスエリアをそれぞれ有し、前記移動局に対するブロードキャストメッセージの送信を行う複数の基地局と、
前記基地局が接続された有線ネットワークと、
前記有線ネットワークに接続され、前記移動局および前記基地局を管理するとともに、前記移動局において、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記ブロードキャストメッセージに各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データを追加させる管制局と、
を備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１記載の無線ネットワークシステムにおいて、
前記ＧＰＳ測位は、ＤＧＰＳ測位法により行われるものであり、
前記ブロードキャストメッセージは、前記ＤＧＰＳ測位法に用いられる補正データを含んでいることを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の無線ネットワークシステムにおいて、
前記移動局は、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出することを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３記載の無線ネットワークシステムにおいて、
前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いることを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項５】
ＧＰＳ測位を行うＧＰＳ受信機と、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを検出する測位状態検出部と、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを外部の基地局を介して管制局に通知する通知部と、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記基地局から各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データが追加されたブロードキャストメッセージを受信し、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出する自己位置算出部と、
を備えたことを特徴とする移動局。
【請求項６】
請求項５記載の移動局において、
前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いることを特徴とする移動局。
【請求項７】
ＧＰＳ測位を行うＧＰＳ受信機を備えた移動局の制御方法において、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを検出する測位状態検出過程と、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを外部の基地局を介して管制局に通知する通知過程と、
前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記基地局から各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データが追加されたブロードキャストメッセージを受信し、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出する自己位置算出過程と、
を備えたことを特徴とする移動局の制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の移動局の制御方法において、
前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いることを特徴とする移動局の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線ネットワークシステム、移動局および移動局の制御方法に係り、特に移動局の自己位置の測定技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来においては、移動局で基地局からの補正データを利用してＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）測位を行い、高精度な測位を実現している。
【０００３】
測位された移動局の位置情報に相当する位置情報データは、基地局を介して管制局に集積され、運用管理されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして管制局および移動局においては、位置情報データに基づいて地図画面上に各移動局の位置および移動軌跡をディスプレイ上に表示していた。
【０００５】
従来の移動体測位システムは、大別すると、管制局、基地局、移動局を備えている。
【０００６】
管制局は、全ての基地局の有用管理を行い、かつ、各移動局の位置を表示する機能を実現するための表示装置を有している。
【０００７】
基地局は、管制局と有線ネットワークを介して接続され、基地局とは無線ネットワークを介して接続されている。そして基地局は、対応するサービスエリアに属する移動局へＤＧＰＳ測位を行うための補正データを無線ネットワークを介して配信したり、移動局からの測位情報を有線ネットワークを介して管制局へ通知するための機能を有している。
【０００８】
移動局は、基地局からの補正データを用いて、自己のＧＰＳ受信機においてＤＧＰＳ測位を行い、測位情報を取得する。
【０００９】
上記従来の移動体測位システムにおいては、測位された移動局の位置情報データは、基地局を介して管制局に集積され、運用管理されている。
【００１０】
そして得られた位置情報データに基づいて、管制局の表示装置および移動局の表示装置において、地図上に各移動局の位置および移動軌跡（例えば、車両の走行軌跡）を表示するようになっていた。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−３５５３１５号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、移動局においては、建造物の陰などに位置する場合など、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信できない環境になると当該移動局の測位が不能となるため、当該移動局の位置および移動軌跡をディスプレイ上に表示することはできなくなってしまい、移動体測位システムを車両管理などに使用している場合には、影響が大きいという問題点があった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、移動局において精度の高い位置情報を取得できない場合であっても、位置情報の欠落を補完し、移動体測位システム全体の機能への影響を低減することができる無線ネットワークシステム、移動局および移動局の制御方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、無線ネットワークシステムは、ＧＰＳ測位可能であるとともに、送信時刻データに基づいて自己位置を算出可能な複数の移動局と、所定の無線プロトコルを用いた無線により前記移動局と通信を行うためのサービスエリアをそれぞれ有し、前記移動局に対するブロードキャストメッセージの送信を行う複数の基地局と、前記基地局が接続された有線ネットワークと、前記有線ネットワークに接続され、前記移動局および前記基地局を管理するとともに、前記移動局において、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記ブロードキャストメッセージに各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データを追加させる管制局と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、管制局は、移動局において、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、ブロードキャストメッセージに各基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する送信時刻データを追加させる。
【００１６】
基地局は、前記移動局に対し、送信時刻データを追加したブロードキャストメッセージの送信を行う。
【００１７】
従って、移動局は、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、送信時刻データに基づいて自己位置を算出する。
【００１８】
この場合において、前記ＧＰＳ測位は、ＤＧＰＳ測位法により行われるものであり、前記ブロードキャストメッセージは、前記ＤＧＰＳ測位法に用いられる補正データを含んでいるようにしてもよい。
【００１９】
また、前記移動局は、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出するようにしてもよい。
【００２０】
さらに前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いるようにしてもよい。
【００２１】
また、移動局は、ＧＰＳ測位を行うＧＰＳ受信機と、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを検出する測位状態検出部と、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを外部の基地局を介して管制局に通知する通知部と、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記基地局から各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データが追加されたブロードキャストメッセージを受信し、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出する自己位置算出部と、を備えたことを特徴としている。
【００２２】
上記構成によれば、測位状態検出部は、ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下したことを検出する。
【００２３】
通知部は、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下したことを外部の基地局を介して管制局に通知する。
【００２４】
自己位置算出部は、ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいはＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、基地局から各基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データが追加されたブロードキャストメッセージを受信し、複数の基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて自己位置を算出する。
【００２５】
この場合において、前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いるようにしてもよい。
【００２６】
また、ＧＰＳ測位を行うＧＰＳ受信機を備えた移動局の制御方法は、  前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを検出する測位状態検出過程と、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下したことを外部の基地局を介して管制局に通知する通知過程と、前記ＧＰＳ測位が不能状態となりあるいは前記ＧＰＳ測位の精度が低下した場合に、前記基地局から各前記基地局毎の当該ブロードキャストの送信時刻に相当する前記送信時刻データが追加されたブロードキャストメッセージを受信し、複数の前記基地局からの前記送信時刻データに対応する前記ブロードキャストメッセージの送信時刻と、当該ブロードキャストメッセージの実際の受信時刻と、の差に基づいて前記自己位置を算出する自己位置算出過程と、を備えたことを特徴としている。
【００２７】
この場合において、前記自己位置の算出時に双曲線航法を用いるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、実施形態の移動体測位システムの概要構成図である。
【００３０】
移動体測位システム１０は、大別すると、管制局１１、基地局１２−１〜１２−３、移動局１３−１〜１３−３を備えている。なお、図１においては、各基地局１２−１〜１２−３、移動局１３−１〜１３−３のいずれかと一対一対応しているが、実際には、一つの基地局に対し、複数の移動局を対応させることが可能となっている。
【００３１】
管制局１１は、移動体測位システム１０全体を管理しており、全ての基地局の運用管理を行い、かつ、各移動局の位置を表示する機能を実現するための表示装置を有している。
【００３２】
図２は管制局におけるデータ通信機の構成例を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、データ通信機５１は、有線ネットワーク通信部５２、メモリ部５３、制御部５４を備えている。
【００３４】
有線ネットワーク通信部５２は、有線ＬＡＮ２７の通信を行う。
【００３５】
メモリ部５３は、有線ネットワーク通信部５２のデータを記憶・中継する。
【００３６】
制御部５４は、有線ネットワーク通信部５２およびメモリ部５３を制御し定められたプロトコルによりデータの中継を行う。
【００３７】
管制局１１は、図１に示したように、基地局１２−１〜１２−３と同じネットワーク上に有線ＬＡＮ１４で接続されており、それぞれの基地局１２−１〜１２−３と有線ＬＡＮ２７上で制御パケットを交換することによって、各基地局１２−１〜１２−３および、移動局１３−１〜１３−３の管理運用を実現している。
【００３８】
基地局１２−１〜１２−３は、管制局１１と有線ネットワークを介して接続され、基地局とは無線ネットワークを介して接続されている。そして基地局は、対応するサービスエリアＳＡ１〜ＳＡ３に属する移動局へＤＧＰＳ測位を行うための補正データを無線ネットワークを介して配信したり、移動局からの測位情報を有線ネットワークを介して管制局１１へ通知するための機能を有している。図１において、サービスエリアＳＡ１〜ＳＡ３は、各基地局１２−１〜１２−３における無線通信エリアと同義ではなく、実効的な無線通信エリアは、いずれかの基地局が障害のために停止した場合であっても、他の基地局が当該停止している基地局のサービスエリアをカバーできるように構成されている。すなわち、無線通信エリアは、サービスエリアを包含するような構成となっている。
【００３９】
従って、各移動局１３−１〜１３−３は、サービスエリアＳＡ１〜ＳＡ３のいずれに居ても近接する基地局１２−１〜１２−３からの電波を受信することが可能となっている。
【００４０】
図３は基地局１２−１におけるＳＳ通信機の構成例を示すブロック図である。なお、基地局１２−１〜１２−３は同一構成である。
【００４１】
図３において、このＳＳ通信機は、大別すると、有線系通信部３１、ＳＳ無線通信部３２、メモリ部３３、制御部３４を備えている。
【００４２】
有線系通信部３１は、有線ＬＡＮ２７との通信を行う。例えば、イサーネット等に代表されるものである。
【００４３】
ＳＳ無線通信部３２はＳＳ変調／復調を司る。
【００４４】
メモリ部３３は、有線系通信部３１とＳＳ無線通信部３２とのデータを記憶・中継する。
【００４５】
制御部３４は、有線系通信部３１、ＳＳ無線通信部３２およびメモリ部３３を制御し定められた手順（プロトコル）によりデータの中継を行う。
【００４６】
図４は移動局１３−１におけるＳＳ通信機の構成例を示すブロック図である。なお、移動局１３−１〜１３−３は同一構成である。
【００４７】
図４において、移動局１３−１は、基地局１２−１、１２−２側のＳＳ通信機と無線でデータを授受するＳＳ通信機４１と、ＧＰＳアンテナ４６を有し、ＳＳ通信機４１に対してＲＳ−２３２Ｃなどのシリアル方式を用いて接続されたＧＰＳ側位装置４５と、を備えている。
【００４８】
ＳＳ通信機４１は、ＳＳ無線通信部４２、メモリ部４３および制御部４４を備えているから構成されている。
【００４９】
ＳＳ無線通信部４２は、ＳＳ復調／変調を司る。当然のことであるが基地局２１、２２の無線通信部３２と端末局のＳＳ無線通信部４２とのＳＳ変調及びＳＳ復調方式は同じものでなければならない。
【００５０】
メモリ部４３は、ＳＳ無線通信部４２のデータを記憶・中継する。
【００５１】
制御部４４は、ＳＳ無線通信部４２およびメモリ部４３を制御し、定められたプロトコルによりデータの中継を行う。
【００５２】
図５は、動作シーケンスチャートである。
【００５３】
各基地局１２−１〜１２−３は、ポーリング方式の通信プロトコルに基づいて、全移動局１３−１〜１３−３に共通するデータをブロードキャストにより配信する。
【００５４】
その後、当該基地局に対応するサービスエリアに属する移動局とポーリングにより、各移動局毎に独立して位置情報データを含む各種データの送受信動作を行う。
【００５５】
この場合において、ブロードキャストは、管制局１１により一括管理されており、各移動局１３−１〜１３−３は、自己の属するサービスエリアに対応する複数の基地局からの複数のブロードキャストのメッセージを受信することとなる。
【００５６】
具体的には、基地局１２−１のブロードキャストについては、管制局１１の管理下で、基準時刻ｔ１に送信されるが、例えば、移動局１３−１は、当該移動局１３−１と基地局１２−１との距離に応じて基準時刻ｔ１から時間Δ１  経過した時点でブロードキャストのメッセージを受信することとなる。
【００５７】
同様に基地局１２−２  のブロードキャストについては、管制局１１の管理下で、基準時刻ｔ２に送信されるが、例えば、移動局１３−１は当該移動局１３−１と基地局１２−２  との距離に応じて、基準時刻ｔ２  から時間Δ２    経過した時点でブロードキャストのメッセージを受信することとなる。
【００５８】
さらに基地局１２−３  のブロードキャストについては、管制局１１の管理下で、基準時刻ｔ３  に送信されるが、例えば、移動局１３−１は当該移動局１３−１と基地局１２−３との距離に応じて、基準時刻ｔ３  から時間Δ３  経過した時点でブロードキャストのメッセージを受信することとなる。
【００５９】
そして通常の動作モード（通常モード）においては、各移動局１３−１〜１３−３は、基地局１２−１〜１２−３からブロードキャストにより配信される補正データを用いてＤＧＰＳ測位を行う。
【００６０】
そして各移動局１３−１〜１３−３は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を全く受信できない状態あるいは高精度測位に必要な数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信できない状態となると、ＧＰＳ測位が不能あるいは精度低下となるため、測位停止あるいは測位精度悪化を通知する測位状態悪化情報を自己が属するサービスエリアに対応する基地局に対して通知する。この測位状態悪化情報は、基地局１２−１〜１２−３を介して管制局１１に通知される。
【００６１】
図６に移動体測位システムの状態遷移図を示す。
【００６２】
測位状態悪化情報が通知されると、管制局１１は、移動体測位システム１０を高精度測位を行っている通常モードＳＴ１から低精度測位を行う異常モードＳＴ２へと遷移処理ＴＲ１を行って遷移させる。
【００６３】
移動体測位システム１０は、異常モードに遷移すると、管制局１１の制御下で基地局１２−１〜１２−３から配信されるブロードキャストのメッセージ中に、各基地局１２−１〜１２−３において、当該基地局１２−１〜１２−３においてブロードキャストのメッセージの送信開始時間が埋め込まれる。
【００６４】
この場合において、各基地局１２−１〜１２−３においてブロードキャストのメッセージの送信開始時間が埋め込まれる前のブロードキャストのメッセージは共通でありＧＰＳ補正データが含まれているので、メッセージの送信を行う基地局毎に異なる送信開始時間データが追加された状態で、各移動局１３−１〜１３−３は、メッセージを受信することとなる。
【００６５】
すなわち、各移動局１３−１〜１３−３は、ブロードキャストのメッセージを受信することにより、ＧＰＳ補正データおよび当該メッセージを送信した基地局に対応する送信開始時間データを受信することとなる。
【００６６】
従って、各移動局１３−１〜１３−３は、送信開始時間データおよび実際にブロードキャストのメッセージを受信した時間に基づいて、上述した時間差Δ１〜Δ３を算出する。
【００６７】
そして各移動局１３−１〜１３−３は、あらかじめ保持している各基地局１２−１〜１２−３の位置座標データおよび算出した時間差Δ１〜Δ３に基づいて、例えば、双曲線航法による位置決定手法により、図７に示すように当該移動局の現在位置座標Ｐを算出する。これにより算出される現在位置座標Ｐは、低精度ではあるが、誤差の累積があまり大きくならない時間範囲内であれば、十分実用に耐える精度を得ることができる。
【００６８】
従って、管制局１１の表示装置の表示画面上あるいは各移動局に搭載された表示装置の表示画面上に移動局の現在位置を簡易的ながら表示することができ、サービスを継続することができる。
【００６９】
その後、各移動局１３−１〜１３−３は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を完全に受信できる状態あるいは高精度測位に必要な数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信できる状態となると、ＧＰＳ測位が可能あるいは精度向上できるため、測位再開を通知すべく、測位状態悪化情報の通知を中断する。
【００７０】
この測位状態悪化情報の通知の中断は、基地局１２−１〜１２−３を介して管制局１１に通知される。
【００７１】
この結果、管制局１１は、移動体測位システム１０を低精度測位を行う異常モードＳＴ２から高精度測位を行っている通常モードＳＴ１へと遷移処理ＴＲ２を行って遷移させる。
【００７２】
これにより管制局１１の制御下で基地局１２−１〜１２−３から配信されるブロードキャストのメッセージ中に、各基地局１２−１〜１２−３において、当該基地局１２−１〜１２−３においてブロードキャストのメッセージの送信開始時間が埋め込まれることは無くなるので、各移動局１３−１〜１３−３は、再び基地局１２−１〜１２−３からブロードキャストにより配信される補正データを用いてＤＧＰＳ測位を行うこととなる。
【００７３】
上述したように、通常モードＳＴ１において、各基地局１２−１〜１２−３から配信されるブロードキャストのメッセージには、送信開始時間データは含まれないので、通常モードＳＴ１におけるブロードキャストのメッセージの送信期間を短くすることができるとともに、送信開始時間データの組み込み処理が不要となり、移動体測位システム１０の負荷を低減することができる。
【００７４】
以上の説明においては、限られた通信帯域を有効利用するために、システムは通常モードＳＴ１と異常モードＳＴ２との間でモード切換を行っていたが、高速なデータリンクシステム下で十分な通信帯域幅の利用が可能な場合には、モード切換を行わず、両モードを任意に選択できるように構成することも可能である。
【００７５】
以上の説明のように、本実施形態によれば、移動局が建物の陰に入ってしまったような場合のように、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信できないような環境においても、低精度ながら測位を継続することができ、システム全体の信頼性向上に寄与することができる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、移動局が建物の陰に入ってしまったような場合のように、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ電波を受信できないような環境においても、低精度ながら測位を継続することができ、移動体測位システム全体の信頼性向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る移動体測位システムの概要構成図である。
【図２】管制局の概要構成ブロック図である。
【図３】基地局の概要構成ブロック図である。
【図４】移動局の概要構成ブロック図である。
【図５】ブロードキャスト時の動作タイミングチャートである。
【図６】動作モード遷移図である。
【図７】移動局の位置算出方法の説明図である。
【符号の説明】
図１は、である。
１０  移動体測位システム
１１  管制局
１２−１〜１２−３  基地局
１３−１〜１３−３  移動局
１４  有線ＬＡＮ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004172899.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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