(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上若しくは水上の構造物に固定配置される複数の測位信号送信機が送信機側の時刻に基づいて送信する送信機測位信号を観測する第１の観測手段と、測位衛星が衛星側の時刻に基づいて送信する衛星測位信号を観測する第２の観測手段と、端末側の時刻を計時する端末側計時手段と、現在位置を示す３つの変数に、前記送信機側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第１の時刻差と、前記衛星側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第２の時刻差と、を加えた５つの変数の値を、前記送信機測位信号と前記衛星測位信号とを含む５つ以上の測位信号を観測して得られる観測情報に基づいて計算することによって現在位置を判別する判別手段と、を備える、位置が変化する、測位端末。
【請求項２】
前記判別手段は、
前記測位信号に基づいて、前記測位衛星までの観測距離及び前記測位信号送信機までの観測距離をそれぞれ算出し、
前記測位衛星を予め設定された基準に従って決められる仮想位置まで近づけたと仮定した場合の前記測位衛星までの仮想の観測距離である仮想観測距離を、前記測位衛星までの実際の観測距離に基づいて算出し、
前記仮想観測距離を含む５つ以上の観測距離の情報に基づいて前記５つの変数の値を計算することによって現在位置を判別する、
請求項１に記載の、位置が変化する、測位端末。
【請求項３】
前記測位衛星と前記測位端末との間の伝搬遅延情報が含まれる補正情報を取得する取得手段、を備え、
前記判別手段は、前記衛星測位信号を観測して得られる前記観測情報を前記補正情報に基づいて補正し、補正された前記観測情報に基づいて現在位置を判別する、
請求項１又は２に記載の、位置が変化する、測位端末。
【請求項４】
地上若しくは水上の構造物に配置される複数の測位信号送信機が送信機側の時刻に基づいて送信する送信機測位信号を観測する第１の観測手段と、
測位衛星が衛星側の時刻に基づいて送信する衛星測位信号を観測する第２の観測手段と、
端末側の時刻を計時する端末側計時手段と、
現在位置を示す３つの変数に、前記送信機側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第１の時刻差と、前記衛星側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第２の時刻差と、を加えた５つの変数の値を、前記送信機測位信号と前記衛星測位信号とを含む５つ以上の測位信号を観測して得られる観測情報に基づいて計算することによって現在位置を判別する判別手段と、を備え、
前記判別手段は、移動しながら判別した複数の現在位置の情報と、設置位置の判別対象となる前記測位信号送信機の複数の観測情報と、に基づいて、前記設置位置の判別対象となる前記測位信号送信機の位置を判別する、
測位端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施態様は、測位端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在位置を判別する装置（以下、測位端末という。）が知られている。測位端末の多くは、衛星測位システムが備える複数の測位衛星から送信される測位信号（以下、衛星測位信号という。）を観測して現在位置を判別する。一般的に、衛星測位システムを使った測位では、衛星測位信号を観測できない環境（例えば、屋内）で現在位置の判別はできない。屋内外を問わず位置を判別できるようにするため、一部の測位端末は、屋内に配置された複数の送信機からの信号に基づいて現在位置を判別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１０５９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、衛星測位システムを使った高精度な単独測位が可能になっている。しかしながら、屋内に配置された測位システムの場合、依然として、その測定誤差は大きい。測定誤差が大きいと、ユーザは、屋内で正確な位置を特定できない等、不便を強いられることになる。システムの設計者にとっても、許容誤差を大きくできないシステム（例えば、移動体の自動制御システム）の設計に測位結果を使用できない等、不便な設計を強いられる。
【０００５】
また、測位端末が現在位置を判別するためには、予め決められた数（例えば、４つ）の測位信号を一度に得る必要がある。しかしながら、屋内と屋外の境界付近では、屋内の測位システムからも、衛星測位システムからも、それぞれ必要な数の測位信号を得られないことが多い。このような環境では、測位端末は、現在位置を判別できないので、シームレスに現在位置の取得ができない。結果として、ユーザ（或いは装置設計者）は不便を強いられる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、利便性よく現在位置を取得できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点に係る測位端末は、地上若しくは水上の構造物に固定配置される複数の測位信号送信機が送信機側の時刻に基づいて送信する送信機測位信号を観測する第１の観測手段と、測位衛星が衛星側の時刻に基づいて送信する衛星測位信号を観測する第２の観測手段と、端末側の時刻を計時する端末側計時手段と、現在位置を示す３つの変数に、前記送信機側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第１の時刻差と、前記衛星側の時刻と前記端末側の時刻との差を示す第２の時刻差と、を加えた５つの変数の値を、前記送信機測位信号と前記衛星測位信号とを含む５つ以上の測位信号を観測して得られる観測情報に基づいて計算することによって現在位置を判別する判別手段と、を備える、位置が変化する、測位端末である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１の位置判別システムを示す図である。
【図２】実施形態１の測位信号送信機のブロック図である。
【図３】実施形態１の測位信号送信機が備える制御部の機能ブロック図である。
【図４】実施形態１の測位端末のブロック図である。
【図５】実施形態１の測位端末が備える制御部の機能ブロック図である。
【図６】実施形態１の信号送信処理を示すフローチャートである。
【図７】実施形態１の位置判別処理を示すフローチャートである。
【図８】測位端末が４台の測位信号送信機から測位信号を受信した様子を示す図である。
【図９】図８に示すタイミングでの測位端末付近の拡大図である。
【図１０】実施形態２の位置判別システムを示す図である。
【図１１】実施形態２の情報処理装置のブロック図である。
【図１２】実施形態２の情報処理装置が備える制御部の機能ブロック図である。
【図１３】実施形態２の情報通知処理を示すフローチャートである。
【図１４】実施形態２の位置判別処理を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態３の位置判別システムを示す図である。
【図１６】実施形態３の情報通知処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態３の位置判別処理を示すフローチャートである。
【図１８】実施形態４の位置判別システムを示す図である。
【図１９】実施形態４の測位端末が備える制御部の機能ブロック図である。
【図２０】実施形態３の位置判別処理を示すフローチャートである。
【図２１】測位端末が測位衛星を含む５台の装置から測位信号を受信した様子を示す図である。
【図２２】図２１に示す２台の測位衛星を仮想位置まで近づけた様子を示す図である。
【図２３】測位端末が、位置情報が分かっている４台の測位信号送信機と位置情報が分かっていない１台の測位信号送信機から測位信号を受信した様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１５】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の測位システム１０及び測位端末２０を備える位置判別システム１を示す図である。測位端末２０は、カーナビゲーション装置、スマートフォン等の現在位置判別機能を備えた装置である。測位システム１０は、測位端末２０に測位信号（測距信号、航法信号ともいう。）を送信するシステムである。
【００１６】
測位システム１０は、複数の測位信号送信機１１１〜１１Ｍを備える。測位信号送信機１１１〜１１Ｍは、それぞれ、構造物（Structure）に配置される。構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物には、建物のみならず、橋梁、塀、鉄柱等の構築物（Non-building structure）、及び、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物には、地上の構造物のみならず、桟橋、メガフロート、船舶等の水上の構造物も含まれる。
【００１７】
測位信号送信機１１１〜１１Ｍの配置場所は、構造物の内部（例えば、建物の内部）であってもよいし、外部であってもよい。なお、本実施形態において、符号に使用されるＭは任意の整数である。測位信号送信機１１１〜１１Ｍは略同じ構成である。以下、測位信号送信機１１１〜１１Ｍの構成として、測位信号送信機１１の構成を説明する。
【００１８】
測位信号送信機１１は、測位端末２０に対して無線で測位信号を送信する疑似衛星である。無線は、典型的には電波であるが、光（例えば、赤外線）もしくは音（例えば、超音波）であってもよい。測位信号送信機１１は、地上若しくは水上の構造物に配置される。本実施形態では、一例として、測位信号送信機１１は、ＩＭＥＳ（Indoor Messaging System）対応の送信機であるものとする。ＩＭＥＳは、屋内測位技術の一つである。ＩＭＥＳは、準天頂衛星システムユーザインタフェース仕様書（ＩＳ−ＱＺＳＳ）等で規定されている。
【００１９】
測位信号送信機１１は、測位端末２０に対してＩＭＥＳ信号等の地上波を送信する。地上波とは、地上を伝わる電波のことである。ＩＭＥＳ信号は、ＧＰＳ（Global Positioning System）の測位信号（例えば、ＧＰＳのＬ１信号）を模した測位信号である。測位信号送信機１１から送信される信号には、測位信号送信機１１自身の位置情報（例えば、経度、緯度、及び高度の情報）が含まれる。位置情報は、測位信号に航法メッセージとして重畳される。
【００２０】
図２は、測位信号送信機１１のブロック図である。測位信号送信機１１は、計時部１１０と、送信部１２０と、通信部１３０と、制御部１４０と、を備える。
【００２１】
計時部１１０は、時刻を計時するタイマーである。計時部１１０は、例えば、水晶振動子、ルビジウム発振器、セシウム発振器等のクロック源からの信号を基準信号として時刻を計時する。計時部１１０は、測位信号送信機１１の計時手段（送信機側計時手段）として機能する。なお、以下の説明では、測位信号送信機１１が計時する時刻を「送信機側の時刻」と表現する。
【００２２】
送信部１２０は、測位信号を送信する送信ユニットである。送信部１２０は、例えば、情報を高周波信号に乗せる変調回路、高周波信号を増大させる増幅回路、及び、これら回路を制御する制御装置等により構成される。送信部１２０は、測位信号送信機１１の送信手段として機能する。
【００２３】
通信部１３０は、測位信号送信機１１が他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部１３０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェース等の外部機器接続インタフェースであってもよいし、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース等のネットワーク接続インタフェースであってもよい。また、通信部１３０は、有線インタフェースであってもよいし、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インタフェースであってもよい。勿論、通信部１３０は、タイミング信号を送受信するタイミングインタフェースであってもよい。タイミングインタフェースも通信インタフェースの一種である。通信部１３０は、測位信号送信機１１の通信手段（送信機側通信手段）として機能する。
【００２４】
制御部１４０は、プロセッサ等の処理装置で構成される。制御部１４０は、測位信号送信機１１の各部を制御する制御装置として機能する。制御部１４０は、１つのプロセッサで構成されていてもよいし、複数のプロセッサで構成されていてもよい。制御部１４０が複数のプロセッサで構成される場合、これら複数のプロセッサは、測位信号送信機１１内の離れた場所（例えば、別の基板）に配置されていてもよい。制御部１４０は、例えば制御部１４０内もしくは制御部１４０外のＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＲＡＭ（Random Access Memory）に格納されているプログラムに従って動作することで、後述の信号送信処理を含む種々の動作を実現する。なお、プログラムという概念には、マイクロコードを用いたマイクロプログラムも含まれる。
【００２５】
図３は、制御部１４０の機能ブロック図である。制御部１４０は、同期部１４１、送信制御部１４２としての機能を有している。これら機能ブロック（同期部１４１、送信制御部１４２）は、ソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。例えば、図３に示した各機能ブロックがそれぞれ１つのハードウェア（例えば、１つのプロセッサ、或いは、半導体チップ（ダイ）上の１つの回路ブロック）で構成されていてもよい。勿論、１つの機能ブロックが複数のプロセッサの協働により実現されていてもよい。また、制御部１４０を１つのプロセッサとし、各機能ブロックをソフトウェア（マイクロプログラムを含む。）で実現してもよい。なお、各機能ブロックをソフトウェアで実現する場合であっても、制御部１４０を複数のプロセッサで構成することは可能である。同期部１４１は測位信号送信機１１の同期手段として機能し、送信制御部１４２は測位信号送信機１１の送信制御手段として機能する。送信制御部１４２を測位信号送信機１１の送信手段と見なしてもよい。
【００２６】
次に、測位端末２０の構成について説明する。
【００２７】
測位端末２０は、現在位置を判別する装置である。測位端末２０は、携帯端末（例えば、スマートフォン、タブレット端末）であってもよいし、移動体に設置される装置（例えば、カーナビゲーション装置）であってもよい。測位端末２０は、ユーザの移動に伴って、若しくは移動体の移動に伴ってその位置が変化する。
【００２８】
図４は、測位端末２０のブロック図である。測位端末２０は、計時部２１０と、受信部２２０と、通信部２３０と、表示部２４０と、制御部２５０と、を備える。
【００２９】
計時部２１０は、時刻を計時するタイマーである。計時部２１０は、例えば、水晶振動子、ルビジウム発振器、セシウム発振器等のクロック源からの信号を基準信号として時刻を計時する。計時部１１０は、測位端末２０の計時手段（端末側計時手段）として機能する。なお、以下の説明では、測位端末２０が計時する時刻を「端末側の時刻」と表現する。
【００３０】
受信部２２０は、測位信号を受信する受信ユニットである。受信部２２０は、例えば、アンテナで受信した高周波信号を増大させる増幅回路、高周波信号から情報を取り出す復調回路、及び、これら回路を制御する制御装置等により構成される。受信部２２０は、測位端末２０の受信手段として機能する。
【００３１】
通信部２３０は、測位端末２０が他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部２３０は、ＵＳＢインタフェース等の外部機器接続インタフェースであってもよいし、ＬＡＮインタフェース等のネットワーク接続インタフェースであってもよい。また、通信部２３０は、有線インタフェースであってもよいし、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インタフェースであってもよい。通信部２３０は、測位端末２０の通信手段（端末側通信手段）として機能する。
【００３２】
表示部２４０は、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Electro-Luminescent Display）等の表示装置である。表示部２４０は、制御部２５０の制御に従って、ユーザに各種情報を表示する。
【００３３】
制御部２５０は、プロセッサ等の処理装置で構成される。制御部２５０は、測位端末２０の各部を制御する制御装置として機能する。制御部２５０は、１つのプロセッサで構成されていてもよいし、複数のプロセッサで構成されていてもよい。制御部２５０が複数のプロセッサで構成される場合、これら複数のプロセッサは、測位端末２０内の離れた場所（例えば、別の基板）に配置されていてもよい。制御部２５０は、例えば制御部２５０内もしくは制御部２５０外のＲＯＭ或いはＲＡＭに格納されているプログラムに従って動作することで、後述の位置判別処理を含む種々の動作を実現する。なお、プログラムという概念には、マイクロコードを用いたマイクロプログラムも含まれる。
【００３４】
図５は、制御部２５０の機能ブロック図である。制御部２５０は、観測部２５１、判別部２５２、取得部２５３、出力部２５４としての機能を有している。これら機能ブロック（観測部２５１〜出力部２５４）は、ソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。観測部２５１は測位端末２０の観測手段として機能し、判別部２５２は測位端末２０の判別手段として機能する。また、取得部２５３は測位端末２０の取得手段として機能し、出力部２５４は測位端末２０の出力手段として機能する。
【００３５】
次に、このような構成を有する位置判別システム１の動作について説明する。
【００３６】
位置判別システム１の動作は測位信号送信機１１の動作と測位端末２０の動作とに分けられる。最初に測位信号送信機１１の動作について説明する。
【００３７】
測位信号送信機１１に電源が投入されると、測位信号送信機１１の制御部１４０は信号送信処理を開始する。上述したように、制御部１４０は、同期部１４１、送信制御部１４２として機能する。以下、図６のフローチャートを参照して信号送信処理を説明する。
【００３８】
同期部１４１は、計時部１１０が計時する時刻を測位システム１０が備える他の測位信号送信機１１の時刻と同期させる（ステップＳ１０１）。時刻を同期させる方法は様々な方法を使用可能である。一例として以下の方法を使用できる。
【００３９】
システム設置者は、測位システム１０を設置する際に、測位信号送信機１１１〜１１Ｍの内の一台をマスター、他の測位信号送信機１１をスレーブに設定する。そして、同期部１４１は、通信部１３０を介してマスターと設定された測位信号送信機１１から時刻を取得し、その時刻に計時部１１０の時刻を一致させる。自身の測位信号送信機１１がマスターの場合は、同期部１４１は、他の測位信号送信機１１に、計時部１１０の時刻を送信するだけでよい。これにより、測位システム１０が備える全ての測位信号送信機１１の時刻が一致する。
【００４０】
次に、送信制御部１４２は、送信部１２０に測位信号を送信させる（ステップＳ１０２）。送信部１２０は、同期部１４１によって同期された時刻に基づいて測位信号を送信する。
【００４１】
続いて、同期部１４１は、前回、時刻を同期した時から一定時間が経過したか判別する（ステップＳ１０３）。一定時間は装置設計者或いはシステム設置者が任意に設定可能である。例えば、一定時間は、１０秒であってもよいし、１０分であってもよい。
【００４２】
一定時間が経過していない場合（ステップ１０３：Ｎｏ）、同期部１４１はステップＳ１０２に戻る。送信制御部１４２は、前回、ステップＳ１０１で同期した時刻のまま、送信部１２０に測位信号の送信を継続させる。
【００４３】
一定時間が経過している場合（ステップ１０３：Ｙｅｓ）、同期部１４１はステップＳ１０１に戻り、再び、計時部１１０が計時する時刻を他の測位信号送信機１１の時刻と同期させる。制御部１４０は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の動作を繰り返す。
【００４４】
次に測位端末２０の動作について説明する。
【００４５】
測位端末２０に電源が投入されると、測位端末２０の制御部２５０は位置判別処理を開始する。上述したように、制御部２５０は、観測部２５１、判別部２５２、取得部２５３、出力部２５４として機能する。以下、図７のフローチャートを参照して位置判別処理を説明する。
【００４６】
観測部２５１は、測位信号送信機１１から送信される測位信号を観測（検出）する（ステップＳ１１１）。例えば、観測部２５１は、受信部２２０によって復調された信号に含まれる測距コード（例えばＣ／Ａコード）を測位信号として検出する。測距コードは、航法メッセージを変調することにより生成されるコードである。測距コードは、測位端末２０が信号を発信した測位信号送信機１１を識別するための識別符号として機能するとともに、送信元の測位信号送信機１１までの距離を測定するためのタイムマークとして機能する。測距コードを復調して得られる航法メッセージには、測位信号の送信元の測位信号送信機１１の位置情報が含まれている。
【００４７】
観測部２５１は、検出した測位信号に基づいて、測位信号送信機１１が測位信号を送信してから受信部２２０が測位信号を受信するまでの時間差を取得する。また、観測部２５１若しくは受信部２２０は、判別部２５２が高精度に現在位置を判別できるように、測位信号の搬送波位相を観測してもよい。
【００４８】
次に、観測部２５１は、４つ以上の異なる測位信号送信機１１から一度に測位信号を受信したか判別する（ステップＳ１１２）。判別部２５２が現在位置を算出するにあたり、４つの求めるべき変数がある。具体的には、判別部２５２は、測位端末２０の位置を示す３つの変数ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、及び、端末側時刻と送信機側時刻との時刻差δｔｎを求める必要がある。そのため、判別部２５２が現在位置を算出するには、測位信号が少なくとも４つ必要である。４以上の測位信号を受信していない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、観測部２５１は、４以上の測位信号を受信するまでステップＳ１１１とステップＳ１１２を繰り返す。
【００４９】
４以上の測位信号を受信している場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、取得部２５３は、受信した測位信号に基づいて観測情報を取得する（ステップＳ１１３）。観測情報は、例えば、測位信号送信機１１の位置情報、及び測位信号送信機１１までの観測距離である。位置情報は測位信号を復調して得られる航法メッセージに含まれている。観測距離は、測位信号送信機１１１〜１１４それぞれと測位端末２０との距離である。この観測距離には、送信機側の時刻と端末側の時刻との時刻差による誤差が含まれている。
【００５０】
以下、観測距離について詳細に説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするため、測位端末２０は、測位信号送信機１１１〜１１４の４台から測位信号を受信したものとする。図８は、測位端末２０が測位信号送信機１１１〜１１４の４台から測位信号を受信した様子を示す図であり、図９は、その時の測位端末２０付近の拡大図である。
【００５１】
図８に示すＬ１〜Ｌ４は、測位信号送信機１１と測位端末２０との観測距離を示している。Ｌ１が測位信号送信機１１１と測位端末２０との観測距離である。Ｌ２が測位信号送信機１１２と測位端末２０との観測距離である。Ｌ３が測位信号送信機１１３と測位端末２０との観測距離である。Ｌ４が測位信号送信機１１４と測位端末２０との観測距離である。
【００５２】
観測距離には誤差（特に、送信機側の時刻と端末側の時刻との時刻差δｔｎによる誤差）が不可避的に含まれる。そのため、観測距離（図８に示すＬ１〜Ｌ４）は、測位信号送信機１１と測位端末２０との実際の距離（図８に示すρ１〜ρ４）とは一致しない。観測距離Ｌ１〜Ｌ４の観測モデルは以下の式（１−１）〜式（１−４）で表現される。
【００５３】
Ｌ１＝ρ１＋Ｃδｔｎ＋ε１        （１−１）
Ｌ２＝ρ２＋Ｃδｔｎ＋ε２        （１−２）
Ｌ３＝ρ３＋Ｃδｔｎ＋ε３        （１−３）
Ｌ４＝ρ４＋Ｃδｔｎ＋ε４        （１−４）
【００５４】
ここで、ε１〜ε４はマルチパスを含む観測誤差であり、Ｃは光速（およそ３０万ｋｍ／ｓ）である。また、δｔｎは測位端末２０と測位信号送信機１１との時刻差であり、以下の式（２）で示される。式（２）において、ｔＵは端末側の時刻であり、ｔは送信機側の時刻である。なお、本実施形態では、測位信号送信機１１１〜１１Ｍの時刻は、同期部１４１によって同期されている。従って、送信機側の時刻ｔは全ての測位信号送信機１１で略同じである。
【００５５】
δｔｎ＝ｔＵ−ｔ                  （２）
【００５６】
また、式（１−１）〜式（１−４）において、ρ１〜ρ４は、測位信号送信機１１１〜１１４のアンテナ位相中心位置と測位端末２０のアンテナ位相中心位置との間の幾何距離を示している。幾何距離とは実際の距離（幾何学的距離）のことである。ρ１〜ρ４は、以下の式（３−１）〜式（３−４）で示される。式（３−１）〜式（３−４）において、（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）は測位端末２０のアンテナ位相中心位置である。また、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ４、ｙ４、ｚ４）は測位信号送信機１１１〜１１４のアンテナ位相中心位置である。
【００５７】
【数１】
0006374440.tif 000002
【００５８】
観測距離Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ、疑似距離であってもよいし、搬送波位相距離であってもよい。また、観測距離Ｌ１〜Ｌ４は、疑似距離或いは搬送波位相距離を独自に補正して算出される距離であってもよい。疑似距離ＬＰ及び搬送波距離ＬΦの観測モデルを以下の式（Ａ１）及び式（Ａ２）に示す。式（Ａ１）及び式（Ａ２）において、εＰはマルチパスを含む疑似距離観測ノイズであり、εΦはマルチパスを含む搬送波距離観測ノイズである。Ｎはアンビギュイティであり、λは測位信号の搬送波の波長である。
【００５９】
ＬＰ＝ρ＋Ｃδｔｎ＋εＰ          （Ａ１）
ＬΦ＝ρ＋Ｃδｔｎ＋Ｎλ＋εΦ    （Ａ２）
【００６０】
取得部２５３は、測位信号を受信して得た情報に基づいて、観測距離Ｌ１〜Ｌ４を計算する。この計算に使用する情報は、例えば、測位信号が送信されてから測位端末２０がその測位信号を受信するまでの時間差、及び、測位信号の搬送波位相である。疑似距離をそのまま観測距離とすることも可能である。しかしながら、測位精度を考慮すると、観測距離の算出には搬送波距離も使用することが望ましい。
【００６１】
また、取得部２５３は、測位信号を復調して得られる航法メッセージから測位信号送信機１１１〜１１４それぞれの位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ４、ｙ４、ｚ４）を取得する。取得部２５３は、４つの位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ４、ｙ４、ｚ４）と、それらに対応する４つの観測距離Ｌ１〜Ｌ４と、を観測情報として取得する。
【００６２】
なお、上記では測位信号が４つの例を示したが、測位信号は４つより多くてもよい。例えば、観測部２５１が同時に５つの測位信号を受信したのであれば、取得部２５３は５つの位置情報と、それらに対応する５つの観測距離と、を観測情報として取得してもよい。
【００６３】
次に、判別部２５２は、観測情報に基づいて測位端末２０の現在位置を判別する（ステップＳ１１４）。例えば、取得部２５３が観測情報として４つの観測距離Ｌ１〜Ｌ４と４つの位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ４、ｙ４、ｚ４）とを取得したとする。このとき、判別部２５２は、これら４つの観測距離と４つの位置情報とに基づいて、４つの変数（ｘＵ、ｙＵ，ｚＵ、δｔｎ）の値を算出する。上述したように、（ｘＵ、ｙＵ，ｚＵ）は測位端末２０のアンテナ位相中心位置であり、δｔｎは測位端末２０と測位信号送信機１１との時刻差である。
【００６４】
このとき、判別部２５２は、４つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ）の値を最小二乗法により算出してもよい。例えば、取得部２５３が観測情報として４つの観測距離Ｌ１〜Ｌ４と４つの位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）〜（ｘ４、ｙ４、ｚ４）とを取得したとする。このとき、判別部２５２は、上記式（１−１）〜式（１−４）に示す観測誤差ε１〜ε４の二乗和ｆが最小となるように４つの変数の値を定める。二乗和ｆは以下の式（４）で示される。式（４）に示す各項には重みが付与されていてもよい。
【００６５】
ｆ＝ε１２＋ε２２＋ε３２＋ε４２      （４）
【００６６】
なお、観測誤差ε１〜ε４は、図９に示すように、観測距離Ｌ１〜Ｌ４からＣδｔｎを減じた残りの誤差である。Ｃδｔｎは、測位端末２０と測位信号送信機１１との時刻差δｔｎに光速Ｃを乗じたものであり、送信機側の時刻と端末側の時刻との時刻差による誤差を示している。なお、図９は、Ｃδｔｎがプラスの値となることとを想定した図である。時刻差δｔｎがマイナスの値となれば、当然、Ｃδｔｎもマイナスの値となる。
【００６７】
判別部２５２は、４つの変数のうちの３つの変数ｘＵ、ｙＵ、ｚＵを測位端末２０の現在位置として取得する。その後、出力部２５４は、判別部２５２が取得した現在位置を表示部２４０に出力する（ステップＳ１１５）。出力部２５４はマップに現在位置を表示してもよい。出力が完了したら、制御部２５０は、ステップＳ１１１に戻り、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１５の処理を繰り返す。
【００６８】
本実施形態によれば、測位信号送信機１１１〜１１Ｍは、それぞれ、内部の時刻を他の測位信号送信機の時刻と同期させる同期部１４１を有している。測位端末２０は現在位置の判別にあたり、送信機の時刻と端末側の時刻との時刻差δｔｎも算出する。測位信号送信機１１１〜１１Ｍ間の時刻差が大きいと、時刻差δｔｎの値も送信機毎に大きく変化することになるので、測位端末２０は高精度に現在位置の判別ができない。しかしながら、本実施形態の測位システム１０は、同期部１４１によって、計時部１１０が計時する時刻が他の測位信号送信機の時刻と同期している。そのため、測位信号送信機間の時刻差が小さくなるので、測位端末２０は高精度に現在位置を判別できる。
【００６９】
（実施形態２）
実施形態１の測位システム１０は、測位信号送信機１１の時刻を他の測位信号送信機１１の時刻と同期させた。実施形態２では、測位信号送信機１１間の時刻が同期していなくても、測位端末２０が高精度に現在位置を判別できるようにする。
【００７０】
図１０は、実施形態２の位置判別システム２を示す図である。位置判別システム２は、測位システム１０と、測位端末２０と、測位信号受信機３０と、を備える。測位端末２０の構成は、図４及び図５に示す実施形態１の測位端末２０の構成と略同じである。
【００７１】
測位システム１０は、測位信号送信機１１１〜１１Ｍを有している。測位信号送信機１１１〜１１Ｍの構成は、図２及び図３に示した実施形態１の測位信号送信機１１と略同じであるが、同期部１４１は必ずしも必要ない。また、測位システム１０は、測位信号送信機１１１〜１１Ｍに加えて情報処理装置１２を備えている。
【００７２】
図１１は、情報処理装置１２のブロック図である。情報処理装置１２は、計時部１５０と、制御部１６０と、通信部１７０と、を備える。
【００７３】
計時部１５０は、時刻を計時するタイマーである。計時部１５０は、例えば、水晶振動子、ルビジウム発振器、セシウム発振器等のクロック源からの信号を基準信号として時刻を計時する。
【００７４】
制御部１６０は、プロセッサ等の処理装置で構成される。制御部１６０は、情報処理装置１２の各部を制御する制御装置として機能する。制御部１６０は、１つのプロセッサで構成されていてもよいし、複数のプロセッサで構成されていてもよい。制御部１６０が複数のプロセッサで構成される場合、これら複数のプロセッサは、情報処理装置１２内の離れた場所（例えば、別の基板）に配置されていてもよい。制御部１６０は、例えば制御部１６０内もしくは制御部１６０外のＲＯＭ或いはＲＡＭに格納されているプログラムに従って動作することで、後述の情報通知処理を含む種々の動作を実現する。なお、プログラムという概念には、マイクロコードを用いたマイクロプログラムも含まれる。
【００７５】
図１２は、制御部１６０の機能ブロック図である。制御部１６０は、情報取得部１６１、情報生成部１６２、情報通知部１６３、としての機能を有している。これら機能ブロック（情報取得部１６１〜情報通知部１６３）は、ソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。情報取得部１６１は情報処理装置１２の情報取得手段として機能し、情報生成部１６２は情報処理装置１２の情報生成手段として機能し、情報通知部１６３は情報処理装置１２の情報通知手段として機能する。
【００７６】
図１１に戻り、通信部１７０は、測位端末２０が他の装置と通信するための通信インタフェースである。通信部１７０は、ＵＳＢインタフェース等の外部機器接続インタフェースであってもよいし、ＬＡＮインタフェース等のネットワーク接続インタフェースであってもよい。また、通信部１７０は、有線インタフェースであってもよいし、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線インタフェースであってもよい。通信部１７０は、タイミング信号を送受信するタイミングインタフェースを有していてもよい。情報処理装置１２は、図１０に示すように、測位信号送信機１１１〜１１Ｍと通信するとともに、測位信号受信機３０とも通信する。
【００７７】
測位信号受信機３０は、測位信号送信機１１間の測位信号の送信タイミングのズレ（以下、時刻ズレという。）を判別する装置である。測位信号受信機３０は、測位信号送信機１１から送信される測位信号を受信可能に構成されている。測位信号受信機３０の構成は測位端末２０と略同じであるが、測位信号受信機３０は、測位端末２０とは異なり、地上若しくは水上の構造物に固定されている。
【００７８】
測位信号受信機３０には、各測位信号送信機１１１〜１１Ｍまでの幾何距離が予め記憶されている。測位信号受信機３０は、この幾何距離と、測位信号を受信して得られる観測距離と、に基づいて、基準時刻（例えば、自身が計時する時刻）と測位信号送信機送信機それぞれの時刻との時刻差を判別する。基準時刻は必ずしも測位信号受信機３０が計時する時刻である必要はない。各測位信号送信機１１の時刻が同期している場合、これら複数の時刻差の値は略同じ値となる。しかしながら、各測位信号送信機１１の時刻が同期していない場合、時刻差の値は測位信号送信機１１毎に異なる値となる。測位信号受信機３０は、判別した時刻差を情報処理装置１２に送信する。
【００７９】
次に、このような構成を有する位置判別システム２の動作について説明する。
【００８０】
位置判別システム１の動作は、測位信号送信機１１の動作と、情報処理装置１２の動作と、測位端末２０の動作と、に分けられる。測位信号送信機１１の動作は、時刻の同期が行われない点を除いては実施形態１と同じであるので説明を省略する。最初に、情報処理装置１２の動作について説明する。
【００８１】
情報処理装置１２に電源が投入されると、情報処理装置１２の制御部１６０は情報通知処理を開始する。上述したように、制御部１６０は、情報取得部１６１、情報生成部１６２、情報通知部１６３として機能する。以下、図１３のフローチャートを参照して情報通知処理を説明する。
【００８２】
情報取得部１６１は、測位信号受信機３０から測位信号送信機１１の時刻差の情報を取得する（ステップＳ２０１）。情報取得部１６１が取得する時刻差は、基準時刻（例えば、測位信号受信機３０が計時する時刻）と測位信号送信機１１それぞれの時刻との差分である。
【００８３】
次に、情報生成部１６２は、ステップＳ２０１で取得した複数の時刻差の情報に基づいて補正情報を生成する（ステップＳ２０２）。補正情報は、測位信号送信機１１間の測位信号の送信タイミングのズレ（時刻ズレ）の情報が含まれているのであれば、どのようなフォーマットであってもよい。
【００８４】
このとき、補正情報に含まれる時刻ズレ情報は、複数の時刻差の基準時刻を、他の時刻に置き換えたものであってもよい。例えば、時刻ズレの情報は、複数の時刻差それぞれを、複数の時刻差の平均値からの差分に置き換えたものであってもよい。この場合、時刻ズレ情報の基準時刻ｔＴは、複数の時刻差の基準時刻（例えば、測位信号受信機３０が計時する時刻）に平均値を加えた時刻となる。時刻ズレ情報の基準時刻ｔＴは平均値に限られず、他の時刻（例えば、情報処理装置１２が計時する時刻）であってもよい。ステップＳ２０１で取得した複数の時刻差をそのまま時刻ズレ情報とするのであれば、基準時刻ｔＴは複数の時刻差の基準時刻そのものとなる。
【００８５】
次に、情報通知部１６３は、ステップＳ２０２で生成した補正情報を測位端末２０に通知する（ステップＳ２０３）。通知の方法は様々な方法を使用可能である。例えば、情報通知部１６３は、通信部１７０を制御し、測位信号送信機１１を介して測位端末２０に補正情報を通知してもよい。このとき、測位信号送信機１１は、測位信号に重畳させる航法メッセージに補正情報を含ませることにより、補正情報を測位端末２０に通知してもよい。
【００８６】
補正情報の通知が完了したら、制御部１６０は、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３の処理を繰り返す。
【００８７】
次に測位端末２０の動作について説明する。
【００８８】
測位端末２０に電源が投入されると、測位端末２０の制御部２５０は位置判別処理を開始する。以下、図１４のフローチャートを参照して位置判別処理を説明する。
【００８９】
観測部２５１は、測位信号送信機１１から送信される測位信号を観測する（ステップＳ２１１）。そして、取得部２５３は、情報処理装置１２が通知する補正情報を取得する（ステップＳ２１２）。補正情報が航法メッセージに含まれるのであれば、取得部２５３は、測位信号を復調して得られる航法メッセージから補正情報を抽出する。上述したように、補正情報には、時刻ズレ情報が含まれている。時刻ズレ情報は、測位信号送信機１１１〜１１Ｍそれぞれの時刻の、基準時刻ｔＴまでの時刻差を示す情報である。
【００９０】
次に、観測部２５１は、４つ以上の異なる測位信号送信機１１から一度に測位信号を受信したか判別する（ステップＳ２１３）。４以上の測位信号を受信していない場合（ステップＳ２１３：Ｎｏ）、制御部２５０は、４以上の測位信号を受信するまでステップＳ２１１からステップＳ２１３までの処理を繰り返す。
【００９１】
４以上の測位信号を受信している場合（ステップＳ２１３：Ｙｅｓ）、取得部２５３は、受信した測位信号に基づいて観測情報を取得する（ステップＳ２１４）。観測情報は、例えば、測位信号送信機１１の位置情報、及び測位信号送信機１１までの観測距離である。ステップＳ２１２で取得した観測距離には、測位信号送信機１１側の時刻と測位端末２０側の時刻との時刻差による誤差が含まれている。
【００９２】
測位信号送信機１１１〜１１Ｍの時刻が同期していない場合、測位信号送信機１１側の時刻が送信機毎に異なる。そのため、判別部２５２が求めるべき４つの変数の１つである時刻差δｔｎが送信機毎に大きく異なることになる。このままでは、判別部２５２は、測位端末２０の現在位置（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）を精度よく計算できない。
【００９３】
そこで、判別部２５２は、ステップＳ２１２で取得した補正情報に基づいて、観測距離を補正する（ステップＳ２１５）。より具体的には、判別部２５２は、各観測距離にそれぞれ対応する時刻ズレ分だけ距離を加算する。これにより、測位信号送信機１１１〜１１Ｍの時刻がすべて基準時刻ｔＴとなったものとみなすことができ、判別部２５２は、測位端末２０の現在位置（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）を精度よく計算することが可能になる。以下の説明では、基準時刻ｔＴのことを「送信機側の時刻」ともいう。
【００９４】
次に、判別部２５２は、観測情報に基づいて測位端末２０の現在位置を判別する（ステップＳ２１６）。判別手順は実施形態１のステップＳ１１４で説明した方法と略同じであるが、計算に使用する観測距離はステップＳ２１５で補正された観測距離とする必要がある。例えば、取得部２５３が、図８に示すように、観測情報として４つの観測距離と４つの位置情報を取得したとする。このとき、判別部２５２は、実施形態１の式（１−１）〜（１−４）で示した観測距離Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれステップＳ２１５で補正された観測距離とする必要がある。
【００９５】
また、実施形態１で示した式（２）は以下の式（２Ａ）に置き換える必要がある。式（２Ａ）において、ｔＴは送信機側の時刻、すなわち時刻ズレ情報の基準時刻である。
【００９６】
δｔｎ＝ｔＵ−ｔＴ                  （２Ａ）
【００９７】
判別部２５２が測位端末２０の現在位置を判別したら、出力部２５４は、判別部２５２が判別した現在位置を表示部２４０に出力する（ステップＳ２１７）。出力が完了したら、制御部２５０は、ステップＳ２１１に戻り、ステップＳ２１１〜ステップＳ２１７の処理を繰り返す。
【００９８】
本実施形態によれば、情報処理装置１２は測位信号送信機１１間の時刻ズレの情報が含まれる補正情報を測位端末２０に通知するよう構成されている。測位端末２０は、補正情報に基づいて観測情報を補正できるので、測位信号送信機１１間の時刻が同期していなくても、高精度に現在位置を判別できる。
【００９９】
（実施形態３）
実施形態１、２では、測位端末２０は受信した測位信号をそのまま使用したが、信頼性の低い測位信号を使用しないよう構成されていてもよい。以下、実施形態３の位置判別システム３について説明する。
【０１００】
図１５は、実施形態３の位置判別システム３を示す図である。位置判別システム３は、測位システム１０と、測位端末２０と、を備える。測位端末２０の構成は実施形態１或いは実施形態２の測位端末２０と略同じ構成である。
【０１０１】
測位システム１０は、測位信号送信機１１１〜１１Ｍを有している。測位信号送信機１１１〜１１Ｍは、実施形態１或いは実施形態２の測位信号送信機１１と略同じ構成である。また、測位システム１０は、測位信号送信機１１１〜１１Ｍに加えて情報処理装置１２を備えている。情報処理装置１２は、実施形態２の情報処理装置１２と略同じ構成であるが、測位信号送信機１１１〜１１Ｍに関する周知情報を取得するよう構成されている。周知情報は、複数の測位端末２０に周知させる情報である。情報処理装置１２はネットワークを介して他の装置（例えば、測位システム１０を管理するサーバ）から周知情報を取得する。
【０１０２】
次に、このような構成を有する位置判別システム３の動作について説明する。
【０１０３】
位置判別システム１の動作は、測位信号送信機１１の動作と、情報処理装置１２の動作と、測位端末２０の動作と、に分けられる。測位信号送信機１１の動作は、実施形態１或いは実施形態２の測位信号送信機１１と同じであるので説明を省略する。最初に、情報処理装置１２の動作について説明する。
【０１０４】
情報処理装置１２に電源が投入されると、情報処理装置１２の制御部１６０は情報通知処理を開始する。上述したように、制御部１６０は、情報取得部１６１、情報生成部１６２、情報通知部１６３として機能する。以下、図１６のフローチャートを参照して情報通知処理を説明する。
【０１０５】
情報取得部１６１は、通信部１７０を制御して、他の装置から周知情報を取得する（ステップＳ３０１）。周知情報には、信頼性の低い測位信号送信機１１を特定するための送信機情報が含まれる。信頼性の低い測位信号送信機１１は、例えば、故障、メンテナンス等により、信頼性の低い測位信号を出力している測位信号送信機１１のことである。信頼性の低い測位信号送信機１１には、付近への構造物の新設のため、マルチパスによる誤差が著しく大きくなってしまった測位信号送信機１１が含まれていてもよい。信頼性の低い測位信号送信機か否かは、例えば、自身の現在位置がすでに分かっている固定の測位信号受信機が、受信した測距信号に基づいて計算される自身の現在位置と、すでに分かっている自身の現在位置（以下、保持現在位置という。）と、を比較することによって判別する。一例として、固定の測位信号受信機は、以下に示す方法で信頼性の低い測位信号送信機１１を特定する。
【０１０６】
例えば、固定の測位信号受信機は、受信した複数の測位信号に基づき現在位置を計算する。そして、固定の測位信号受信機は、計算した現在位置が保持現在位置を中心として予め設定された範囲内にない場合、その複数の測位信号の中に信頼性の低い測位信号が含まれていると判別する。固定の測位信号受信機は、複数の測位信号の組み合わせを変えて現在位置の計算を繰り返し、最終的に信頼性の低い測位信号を発信している測位信号送信機１１を特定する。
【０１０７】
次に、情報通知部１６３は、ステップＳ３０２で取得した送信機情報を測位端末２０に通知する（ステップＳ３０２）。通知の方法は様々な方法を使用可能である。例えば、情報通知部１６３は、測位信号送信機１１を介して測位端末２０に補正情報を通知してもよい。このとき、測位信号送信機１１は、測位信号に重畳させる航法メッセージに補正情報を含ませることにより、補正情報を測位端末２０に通知してもよい。
【０１０８】
送信機情報の通知が完了したら、制御部１６０は、ステップＳ３０１に戻り、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０２の処理を繰り返す。
【０１０９】
次に測位端末２０の動作について説明する。
【０１１０】
測位端末２０に電源が投入されると、測位端末２０の制御部２５０は位置判別処理を開始する。以下、図１７のフローチャートを参照して位置判別処理を説明する。
【０１１１】
観測部２５１は、測位信号送信機１１から送信される測位信号を観測する（ステップＳ３１１）。そして、取得部２５３は、情報処理装置１２が通知する送信機情報を取得する（ステップＳ３１２）。送信機情報が航法メッセージに含まれるのであれば、取得部２５３は、測位信号を復調して得られる航法メッセージから送信機情報を抽出する。このとき、取得部２５３は、実施形態２のステップＳ２１２で説明したように、観測情報を補正するための補正情報を取得してもよい。
【０１１２】
次に、判別部２５２は、送信機情報に基づいて信頼性の低い測位信号送信機１１を特定する（ステップＳ３１３）。そして、判別部２５２は、４つ以上の異なる測位信号送信機１１から一度に測位信号を受信したか判別する（ステップＳ３１４）。このとき、判別部２５２は、受信した測位信号の中に信頼性の低い測位信号送信機１１からの測位信号が含まれていた場合は、その測位信号は除いて測位信号の数をカウントする。４以上の測位信号を受信していない場合（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、制御部２５０は、４以上の測位信号を受信するまでステップＳ３１１からステップＳ３１４までの処理を繰り返す。
【０１１３】
４以上の測位信号を受信している場合（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、取得部２５３は、受信した測位信号に基づいて観測情報を取得する（ステップＳ３１５）。観測情報は、例えば、測位信号送信機１１の位置情報、及び測位信号送信機１１までの観測距離である。このとき、判別部２５２は、信頼性の低い測位信号送信機１１からの測位信号は観測情報の取得に使用しない。判別部２５２は、補正情報によって観測距離を補正してもよい。
【０１１４】
次に、判別部２５２は、観測情報に基づいて測位端末２０の現在位置を判別する（ステップＳ３１６）。判別手順は、実施形態１のステップＳ１１４、及び実施形態２のステップＳ２１６で説明した方法と略同じである。
【０１１５】
判別部２５２が測位端末２０の現在位置を判別したら、出力部２５４は、判別部２５２が判別した現在位置を表示部２４０に出力する（ステップＳ３１７）。出力が完了したら、制御部２５０は、ステップＳ３１１に戻り、ステップＳ３１１〜ステップＳ３１７の処理を繰り返す。
【０１１６】
本実施形態によれば、情報処理装置１２は信頼性の低い測位信号送信機１１を特定するための送信機情報が含まれる送信機情報を測位端末２０に通知するよう構成されている。測位端末２０は、送信機情報に基づいて信頼性の低い測位信号を使用しないようにできるので、高精度に現在位置を判別できる。
【０１１７】
（実施形態４）
実施形態１〜３では、測位端末２０が受信する測位信号は測位信号送信機１１からの信号であった。しかし、測位端末２０が受信する測位信号には、測位衛星からの信号が含まれていてもよい。以下、実施形態４の位置判別システム４について説明する。
【０１１８】
図１８は、実施形態４の位置判別システム４を示す図である。位置判別システム４は、測位システム１０と、測位端末２０と、測位システム４０と、を備える。測位システム１０の構成は実施形態１、２、或いは３の測位システム１０と略同じ構成である。なお、図１８に示す測位システム１０には情報処理装置１２が含まれていないが、含まれていてもよい。
【０１１９】
測位システム４０は、航法衛星システム（ＮＳＳ）である。測位システム４０は、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）であってもよいし、地域航法衛星システム（ＲＮＳＳ）であってもよい。航法衛星システムは、衛星測位システム（ＳＰＳ）と呼ばれることもある。全地球航法衛星システムの例として、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｃｏｍｐａｓｓ等が挙げられる。また、地域航法衛星システムの例として、ＱＺＳＳ（準天頂衛星システム）、ＤＯＲＩＳ（Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite）、ＩＲＮＳＳ（Indian Regional Navigation Satellite System）等が挙げられる。
【０１２０】
測位システム４０は、複数の測位衛星４１１〜４１Ｍを備える。測位衛星４１１〜４１Ｍは、それぞれ、航法衛星システムが備える航法衛星である。航法衛星システムの時刻（以下、衛星側の時刻という。）に同期しており、衛星側の時刻に基づいて測位信号を送信する。なお、本実施形態において、符号に使用されるＭは任意の整数であるものとする。１１ＭのＭと４１ＭのＭは異なる数であってもよい。以下の説明では、測位衛星４１１〜４１Ｍを総称して測位衛星４１という。
【０１２１】
測位端末２０は、測位信号に基づいて現在位置を判別する装置である。測位端末２０の構成は、実施形態１〜３の測位端末２０と略同じ構成であるが、測位端末２０の受信部２２０は測位衛星４１からも測位信号を受信可能である。また、制御部２５０の構成が一部異なっている。
【０１２２】
図１９は、制御部２５０の機能ブロック図である。制御部２５０は、観測部２５１ａ、観測部２５１、判別部２５２、取得部２５３、出力部２５４としての機能を有している。これら機能ブロック（観測部２５１ａ〜出力部２５４）は、ソフトウェアブロックであってもよいし、ハードウェアブロックであってもよい。観測部２５１ａは測位端末２０の第１の観測手段として機能し、観測部２５１ｂは測位端末２０の第２の観測手段として機能し、判別部２５２は測位端末２０の判別手段として機能し、取得部２５３は測位端末２０の取得手段として機能し、出力部２５４は、測位端末２０の出力手段として機能する。
【０１２３】
次に、このような構成を有する位置判別システム１の動作について説明する。
【０１２４】
位置判別システム１の動作は、測位信号送信機１１の動作と、測位衛星４１の動作と、測位端末２０の動作と、に分けられる。測位信号送信機１１及び測位衛星４１の動作は、実施形態１、２、或いは３の測位信号送信機１１と略同じであるので説明を省略する。以下、測位端末２０の動作について説明する。
【０１２５】
測位端末２０に電源が投入されると、測位端末２０の制御部２５０は位置判別処理を開始する。以下、図２０のフローチャートを参照して位置判別処理を説明する。
【０１２６】
観測部２５１ａ、測位信号送信機１１から送信される測位信号を観測する。また、観測部２５１ｂは、測位衛星４１から送信される測位信号を観測する（ステップＳ４１１）。なお、以下の説明では、測位信号送信機１１から送信される測位信号のことを送信機測位信号、測位衛星４１から送信される測位信号のことを衛星測位信号と呼ぶ。
【０１２７】
次に、取得部２５３は、補正情報を取得する（ステップＳ４１２）。補正情報は、例えば、測位システム１０或いは測位システム４０が備える情報処理装置より送信される。補正情報が航法メッセージに含まれるのであれば、取得部２５３は、測位信号を復調して得られる航法メッセージから補正情報を抽出する。補正情報は、測位信号送信機１１の航法メッセージに含まれていてもよいし、測位衛星４１の航法メッセージに含まれていてもよい。
【０１２８】
補正情報には、測位衛星４１それぞれが送信する測位信号の伝搬遅延等を補正するための情報が含まれている。例えば、補正情報には、測位衛星４１それぞれについての伝搬遅延情報（電離層伝搬遅延量、対流圏伝搬遅延量）、精密暦等の情報が含まれている。
【０１２９】
次に、判別部２５２は、５つ以上の異なる測位信号送信機１１及び測位衛星４１から一度に測位信号を受信したか判別する（ステップＳ４１３）。判別部２５２が現在位置を算出するにあたり、５つの求めるべき変数がある。具体的には、判別部２５２は、測位端末２０の現在位置を示す３つの変数ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、端末側の時刻と送信機側の時刻との差である時刻差δｔｎ（第１の時刻差）、及び、端末側の時刻と衛星側の時刻との差である時刻差δｔｓ（第２の時刻差）、を求める必要がある。そのため、判別部２５２が現在位置を算出するには、測位信号が少なくとも５つ必要である。５以上の測位信号には、送信機測位信号と衛星測位信号とが混ざっていてもよい。
【０１３０】
５以上の測位信号を受信していない場合（ステップＳ４１３：Ｎｏ）、制御部２５０は、５以上の測位信号を受信するまでステップＳ４１１からステップＳ４１３までの処理を繰り返す。なお、判別部２５２は、測位信号の数をカウントするにあたり、信頼性の低い測位信号送信機１１或いは測位衛星４１からの測位信号が含まれていた場合は、その測位信号は除いて測位信号の数をカウントしてもよい。信頼性の低い測位信号送信機１１或いは測位衛星４１の判別方法は実施形態２に示した方法と同様であってもよい。
【０１３１】
５以上の測位信号を受信している場合（ステップＳ４１３：Ｙｅｓ）、取得部２５３は、受信した測位信号に基づいて観測情報を取得する（ステップＳ４１４）。観測情報は、例えば、測位信号送信機１１或いは測位衛星４１の位置情報、及び測位信号送信機１１或いは測位衛星４１までの観測距離である。位置情報は測位信号を復調して得られる航法メッセージに含まれている。測位衛星４１までの観測距離は、実施形態１で説明したとおり、測位信号側の時刻と端末側の時刻との時刻差δｔｎによる誤差Ｃδｔｎが含まれている。また、測位衛星４１までの観測距離には、衛星側の時刻と端末側の時刻との時刻差δｔｓによる誤差Ｃδｔｓに加えて、測位信号の伝搬遅延等による誤差が含まれている。
【０１３２】
以下、観測距離について詳細に説明する。なお、以下の説明では、理解を容易にするため、測位端末２０は、測位端末２０が測位衛星４１１、４１２の２台、測位信号送信機１１１〜１１３の３台、合わせて５台の装置から同時に測位信号を受信したものとする。図２１は、測位端末２０が５台の装置から測位信号を受信した様子を示す図である。
【０１３３】
図２１に示すＬＳ１、ＬＳ２は、測位衛星４１と測位端末２０との観測距離を示している。ＬＳ１が測位衛星４１１と測位端末２０との観測距離であり、ＬＳ２が測位衛星４１２と測位端末２０との観測距離である。また、図２１に示すＬ３〜Ｌ５は、測位信号送信機１１と測位端末２０との観測距離を示している。Ｌ３が測位信号送信機１１３と測位端末２０との観測距離であり、Ｌ４が測位信号送信機１１４と測位端末２０との観測距離である。また、Ｌ５が測位信号送信機１１５と測位端末２０との観測距離である。
【０１３４】
観測距離には誤差が不可避的に含まれる。そのため、観測距離（図２１に示すＬＳ１、ＬＳ２、Ｌ３〜Ｌ５）は、測位衛星４１或いは測位信号送信機１１と測位端末２０との実際の距離（図２１に示すρＳ１、ρＳ２、ρ３〜ρ５）とは一致しない。観測距離ＬＳ１、ＬＳ２、Ｌ３〜Ｌ５の観測モデルは以下の式（１Ｂ−１）〜式（１Ｂ−５）で表現される。
【０１３５】
ＬＳ１＝ρＳ１＋Ｃδｔｓ＋εＳ１        （１Ｂ−１）
ＬＳ２＝ρＳ２＋Ｃδｔｓ＋εＳ２        （１Ｂ−２）
Ｌ３  ＝ρ３  ＋Ｃδｔｎ＋ε３          （１Ｂ−３）
Ｌ４  ＝ρ４  ＋Ｃδｔｎ＋ε４          （１Ｂ−４）
Ｌ５  ＝ρ５  ＋Ｃδｔｎ＋ε５          （１Ｂ−５）
【０１３６】
ここで、εＳ１、εＳ２、ε３〜ε５はマルチパスを含む観測誤差であり、Ｃは光速である。また、δｔｎは測位端末２０と測位信号送信機１１との時刻差であり、実施形態１の式（２）或いは実施形態２の式（２Ａ）で示される。また、δｔｓは測位衛星４１と測位信号送信機１１との時刻差であり、以下の式（２Ｂ）で示される。式（２Ｂ）において、ｔＵは端末側の時刻であり、ｔＳは衛星側の時刻である。
【０１３７】
δｔｓ＝ｔＵ−ｔＳ                  （２Ｂ）
【０１３８】
また、式（１Ｂ−１）、式（１Ｂ−２）において、ρＳ１、ρＳ２は、測位衛星４１１、４１２のアンテナ位相中心位置と測位端末２０のアンテナ位相中心位置との間の幾何距離を示している。また、式（１Ｂ−３）〜式（１Ｂ−５）において、ρ３〜ρ５は、測位信号送信機１１３〜１１５のアンテナ位相中心位置と測位端末２０のアンテナ位相中心位置との間の幾何距離を示している。ρＳ１、ρＳ２、ρ３〜ρ５は、以下の式（３Ｂ−１）〜式（３Ｂ−５）で示される。ここで（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）は測位端末２０のアンテナ位相中心位置である。また、（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）と（ｘＳ２、ｙＳ２、ｚＳ２）は測位衛星４１１、４１２のアンテナ位相中心位置である。また、（ｘ３、ｙ３、ｚ３）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）は測位信号送信機１１３〜１１５のアンテナ位相中心位置である。
【０１３９】
【数２】
0006374440.tif 000003
【０１４０】
観測距離Ｌ３〜Ｌ５は、それぞれ、疑似距離であってもよいし、搬送波位相距離であってもよい。また、観測距離Ｌ３〜Ｌ５は、疑似距離或いは搬送波位相距離を独自に補正して算出される距離であってもよい。また、観測距離Ｌ３〜Ｌ５は、送信機間の時刻ズレの情報に基づいて補正された距離であってもよい。疑似距離ＬＰと搬送波距離ＬΦの観測モデルは実施形態１の式（Ａ１）及び式（Ａ２）に示した通りである。
【０１４１】
観測距離Ｌ３〜Ｌ５と同様に、観測距離ＬＳ１、ＬＳ２も、それぞれ、疑似距離であってもよいし、搬送波位相距離であってもよい。また、観測距離ＬＳ１、ＬＳ２は、疑似距離或いは搬送波位相距を独自に補正して算出される距離であってもよい。疑似距離ＬＳＰと搬送波距離ＬＳΦの観測モデルを以下の式（Ｂ１）及び式（Ｂ２）に示す。ここでεＳＰはマルチパスを含む疑似距離観測ノイズであり、εＳΦはマルチパスを含む搬送波距離観測ノイズである。Ｉは電離層伝搬遅延であり、Ｔは対流圏伝搬遅延であり、Ｗは位相ワインドアップ効果である。また、Ｎはアンビギュイティであり、λＳは衛星測位信号の搬送波の波長である。
【０１４２】
ＬＳＰ＝ρＳ＋Ｃδｔｓ＋Ｉ＋Ｔ＋εＳＰ                （Ｂ１）
ＬＳΦ＝ρＳ＋Ｃδｔｓ−Ｉ＋Ｔ＋Ｗ＋ＮλＳ＋εＳΦ    （Ｂ２）
【０１４３】
取得部２５３は、測位信号を受信して得た情報に基づいて、観測距離ＬＳ１、ＬＳ２、Ｌ３〜Ｌ５を計算する。この計算に使用する情報は、例えば、測位信号が送信されてから測位端末２０がその測位信号を受信するまでの時間差、及び、測位信号の搬送波位相である。疑似距離をそのまま観測距離とすることも可能である。しかしながら、測位精度を考慮すると、観測距離の算出には搬送波距離も使用することが望ましい。
【０１４４】
また、取得部２５３は、測位信号を復調して得られる航法メッセージから測位衛星４１１、４１２それぞれの位置情報（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）と（ｘＳ２、ｙＳ２、ｚＳ２）を取得する。また、取得部２５３は、測位信号送信機１１３〜１１５それぞれの位置情報（ｘ３、ｙ３、ｚ３）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）を取得する。取得部２５３は、５つの位置情報（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）と、それらに対応する５つの観測距離ＬＳ１〜Ｌ５と、を観測情報として取得する。
【０１４５】
なお、測位衛星４１までの観測距離には、衛星特有の誤差（例えば、電離層伝搬遅延、対流圏伝搬遅延、位相ワインドアップ効果）が含まれている。これらの誤差は測位信号送信機１１までの観測距離にはほとんど含まれていない。高精度な測位を実現するためには、衛星特有の誤差は観測距離から取り除かれる方が望ましい。特に、位置判別に使う複数の測位信号の中に送信機測位信号と衛星測位信号とが混ざっている場合は、両者の観測距離に含まれる誤差レベルを同レベルにするためにも、衛星特有の誤差は測位衛星４１までの観測距離の中に含まれていない方が望ましい。
【０１４６】
そこで、判別部２５２は、ステップＳ４１２で取得した補正情報に基づいて、観測距離を補正する（ステップＳ４１５）。測位衛星４１までの観測距離としてＬＳ１、ＬＳ２を取得したのであれば、判別部２５２は、その双方から衛星特有の誤差を取り除く。以下、補正された観測距離ＬＳ１、ＬＳ２も単に観測距離ＬＳ１、ＬＳ２と呼ぶ。
【０１４７】
次に、判別部２５２は、観測情報に基づいて測位端末２０の現在位置を判別する（ステップＳ４１６）。例えば、取得部２５３が観測情報として、図２１に示す５つの観測距離ＬＳ１〜Ｌ５と５つの位置情報（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）とを取得したとする。このとき、判別部２５２は、これら５つの観測距離と５つの位置情報に基づいて、５つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ、δｔｓ）の値を算出する。判別部２５２は、実施形態１で示した手法、例えば、最小二乗法を使用して５つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ、δｔｓ）の値を算出してもよい。例えば、判別部２５２は、式（１Ｂ−１）〜式（１Ｂ−５）で示した５つの観測誤差εＳ１〜ε５の二乗和が最小となるように、５つの変数の値を定める。
【０１４８】
なお、位置判別に使う複数の測位信号の中に送信機測位信号と衛星測位信号とが混ざっている場合、判別部２５２は、精度よく現在位置を判別できない恐れがある。測位信号送信機１１がせいぜい測位端末２０から数ｍ〜数ｋｍの範囲に位置しているのに対し、測位衛星４１は遥か上空（およそ地上２万ｋｍ）に位置しているからである。複数の測位信号の中に送信機測位信号と衛星測位信号とが混ざっている場合、測位信号の複数の発信元の幾何配置があまりに悪く、場合によっては、計算で現在位置が求まらない。例えば、判別部２５２が最小二乗法を使って現在位置を算出する場合、観測モデルが非線形であるために判別部２５２は近似解を反復計算する必要があるが、最終的に近似解が収束しない恐れがあるためである。例え判別部２５２が解を算出できたとしても、その精度はあまり良くない恐れがある。
【０１４９】
そこで、判別部２５２は、測位信号送信機１１までの距離スケールに合うように測位衛星４１の位置を測位端末２０に仮想的に近づけ、そして、その近づけた位置（以下、仮想位置という。）に測位衛星４１があるものと仮定して測位端末２０の現在位置を計算する。図２２は、図２１に示す測位衛星４１１、４１２を仮想位置ＰＶ１ＰＶ２まで仮想的に近づけた様子を示す図である。以下、図２２を参照しながら、判別部２５２の現在位置の判別方法について説明する。
【０１５０】
まず、判別部２５２は、予め設定された基準に従って測位衛星４１それぞれについて仮想位置を決める。図２２の例であれば、測位端末２０と測位衛星４１１とを結ぶ直線上に測位衛星４１１の仮想位置ＰＶ１を定める。また、測位端末２０と測位衛星４１２とを結ぶ直線上に測位衛星４１２の仮想位置ＰＶ２を定める。このとき、仮想位置は予め決められた距離範囲の中から定める。予め決められた距離範囲は、測位端末２０の距離スケールにあわせ、装置設計者が任意に設定可能である。例えば、予め決められた距離範囲は、数ｍ〜数ｋｍの範囲である。
【０１５１】
なお、判別部２５２が仮想位置を決定する時点で、測位端末２０の正確な位置は求まってない。そのため、仮想位置の決定に使用する測位端末２０の位置は仮の位置でよい。例えば、仮の位置は、測位端末２０の移動中に求まった直近の測位端末２０の位置であってもよい。判別部２５２は、直近の位置情報を、測位端末２０の移動速度および移動方向等の情報に基づいて補正した、尤もらしい位置を測位端末２０の仮の位置としてもよい。
【０１５２】
また、測位端末２０から仮想位置までの距離は、測位端末２０から測位信号送信機１１までの距離に基づいて決められてもよい。例えば、判別部２５２は、測位信号送信機１１までの複数の観測距離の平均値を算出する。そして、判別部２５２は、測位端末２０の仮の位置と測位衛星４１の位置とを結ぶ直線上、かつ、測位端末２０の仮の位置から平均値ほど離れた位置を測位衛星４１の仮想位置としてもよい。仮想位置の決定方法はこれに限定されず、システム設計者が任意に定めてよい。
【０１５３】
続いて、判別部２５２は、測位衛星までの実際の観測距離に基づいて、測位衛星４１までの仮想観測距離を計算する。仮想観測距離は、測位衛星４１が仮想位置にあると仮定した場合の測位衛星４１までの仮想の距離である。図２２の例であれば、ＬＶ１が測位衛星４１１までの仮想観測距離であり、ＬＶ２が測位衛星４１２までの仮想観測距離である。仮想観測距離ＬＶ１、ＬＶ２は以下の式（１Ｂ’−１）、式（１Ｂ’−２）で表現される。理解を容易にするため、測位信号送信機１１３〜１１５までの観測距離Ｌ３〜Ｌ５を示す式（１Ｂ−３）〜式（１Ｂ−５）も転記する。
【０１５４】
ＬＶ１＝ＬＳ１−Ｖ１＝ρＶ１＋Ｃδｔｓ＋εＳ１      （１Ｂ’−１）
ＬＶ２＝ＬＳ２−Ｖ２＝ρＶ２＋Ｃδｔｓ＋εＳ２      （１Ｂ’−２）
Ｌ３  ＝ρ３＋Ｃδｔｎ＋ε３                        （１Ｂ−３）
Ｌ４  ＝ρ４＋Ｃδｔｎ＋ε４                        （１Ｂ−４）
Ｌ５  ＝ρ５＋Ｃδｔｎ＋ε５                        （１Ｂ−５）
【０１５５】
式（１Ｂ’−１）、式（１Ｂ’−２）において、ρＶ１、ρＶ２は、測位衛星４１１、４１２の仮想位置ＰＶ１、ＰＶ２と測位端末２０のアンテナ位相中心位置との間の幾何距離を示している。ρＶ１、ρＶ２は、以下の式（３Ｂ’−１）、式（３Ｂ’−２）で示される。ここで（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）は測位端末２０のアンテナ位相中心位置である。また、（ｘＶ１、ｙＶ１、ｚＶ１）と（ｘＶ２、ｙＶ２、ｚＶ２）は測位衛星４１１、４１２の仮想位置である。理解を容易にするため、測位信号送信機１１３〜１１５までの幾何距離ρ３〜ρ５を示す式（３Ｂ−３）〜式（３Ｂ−５）も転記する。
【０１５６】
【数３】
0006374440.tif 000004
【０１５７】
式（１Ｂ’−１）、式（１Ｂ’−２）において、Ｖ１、Ｖ２は、測位衛星４１１、４１２のアンテナ位相中心位置と測位端末２０の仮想位置ＰＶ１、ＰＶ２との間の幾何距離を示している。Ｖ１、Ｖ２は、以下の式（４−１）、式（４−２）で示される。ここで、（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）と（ｘＳ２、ｙＳ２、ｚＳ２）は測位衛星４１１、４１２のアンテナ位相中心位置である。また（ｘＶ１、ｙＶ１、ｚＶ１）と（ｘＶ２、ｙＶ２、ｚＶ２）は測位衛星４１１、４１２の仮想位置である。
【０１５８】
【数４】
0006374440.tif 000005
【０１５９】
判別部２５２は、仮想観測距離を含む５つ以上の観測距離の情報と測位衛星の仮想位置の情報を含む５つ以上の位置情報とに基づいて、５つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ、δｔｓ）の値を計算する。例えば、取得部２５３が、図２２に示すように、仮想観測距離ＬＶ１、ＬＶ２を含む５つの観測距離ＬＶ１〜Ｌ５と、仮想位置ＰＶ１、ＰＶ２を含む５つの位置情報（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）と、を取得したとする。このとき、判別部２５２は、これら５つの観測距離と５つの位置情報とに基づいて、５つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ、δｔｓ）の値を算出する。
【０１６０】
このとき、判別部２５２は、実施形態１で示した手法、例えば、最小二乗法を使用して５つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎ、δｔｓ）の値を算出してもよい。例えば、取得部２５３が５つの観測距離ＬＶ１〜Ｌ５と５つの位置情報（ｘＳ１、ｙＳ１、ｚＳ１）〜（ｘ５、ｙ５、ｚ５）とを取得したとする。このとき、判別部２５２は、上記式（１Ｂ’−１）〜式（１Ｂ−４）に示す観測誤差εＳ１〜ε５の二乗和ｆＢが最小となるように４つの変数の値を定める。二乗和ｆＢは以下の式（４Ｂ）で示される。
【０１６１】
ｆＢ＝εＳ１２＋εＳ２２＋ε３２＋ε４２＋ε５２      （４Ｂ）
【０１６２】
なお、式（４Ｂ）に示す各項には重みが付与されていてもよい。各項に付与される重みの大きさの範囲は、誤差レベルを考慮して変化させてもよい。例えば、各項に付与される重みの大きさの範囲は、測位衛星４１に関する観測誤差の項（式（４Ｂ）の例であればεＳ１２、εＳ２２）と、測位信号送信機１１に関する観測誤差に関する項（式（４Ｂ）の例であれば、ε３２、ε４２、ε５２）と、で異なっていてもよい。例えば、測位衛星４１に関する観測誤差の項に付与される重みは、測位信号送信機１１に関する観測誤差に関する項に付与される複数の重みのうちの最小の重みより小さなものであってもよい。
【０１６３】
判別部２５２は、算出した５つの変数のうちの３つの変数（ｘＵ、ｙＵ、ｚＵ）を測位端末２０の現在位置とする。なお、判別部２５２が最小二乗法を使って現在位置を算出する場合、５つの変数の解が収束するまで、５つの変数の近似解（測位端末２０の近似位置）が繰り返し求まる。より正確に測位端末２０の現在位置を算出するため、判別部２５２は近似解が求まるたびに、その近似解に基づいて測位衛星４１の仮想位置を計算し直してもよい。
【０１６４】
判別部２５２が測位端末２０の現在位置を判別したら、出力部２５４は、判別部２５２が判別した現在位置を表示部２４０に出力する（ステップＳ４１７）。出力が完了したら、制御部２５０は、ステップＳ４１１に戻り、ステップＳ４１１〜ステップＳ４１７の処理を繰り返す。
【０１６５】
本実施形態によれば、測位端末２０は、送信機測位信号と衛星測位信号とを含む５つ以上の測位信号を観測して得られる観測情報に基づいて現在位置を計算している。したがって、測位端末２０は、測位システム１０からも測位システム４０からもそれぞれ必要な数（例えば、４つ）の測位信号を一度に得られない環境（例えば、屋内と屋外の境界付近
）であっても、現在位置を判別できる。結果として、測位端末２０はシームレスに現在位置を取得できる。
【０１６６】
また、測位端末２０は、測位信号送信機１１までの距離スケールに合うように測位衛星４１の位置を測位端末２０に仮想的に近づけ、そして、その近づけた位置に測位衛星４１があるものとして測位端末２０の現在位置を計算している。現在位置の計算に使用する複数の観測距離の距離スケールが全て同じとなるので、測位端末２０は、精度よく現在位置を判別できる。
【０１６７】
上述の各実施形態はそれぞれ一例を示したものであり、種々の変更及び応用が可能である。
【０１６８】
例えば、実施形態１〜４では、測位端末２０は複数の測位信号送信機１１からの測位信号を観測して得られる観測情報に基づいて測位端末２０の判別部２５２は、測位端末２０の現在位置を判別した。しかしながら、判別部２５２は、測位端末２０の現在位置に加えて、測位信号送信機１１の配置位置を判別するように構成されていてもよい。より具体的には、判別部２５２は、移動しながら判別した測位端末２０の複数の現在位置の情報と、設置位置の判別対象となる測位信号送信機１１の複数の観測情報と、に基づいて、設置位置の判別対象となる測位信号送信機１１の位置を判別するように構成されていてもよい。
【０１６９】
例えば、測位端末２０が、図２３に示すように、位置情報が分かっている４台の測位信号送信機１１１〜１１４と、位置情報が分かっていない１台の測位信号送信機１１ｎ（設置位置の判別対象となる測位信号送信機１１）と、から測位信号を受信したとする。このとき、測位端末２０は測位信号送信機１１１〜１１４の測位信号に基づいて自身の現在位置を特定するとともに、測位信号送信機１１ｎから測位信号を受信する。そして、測位端末２０は移動しながら観測を重ね、複数の自身の位置情報（例えば、図２３に示す位置（ｘＵ１、ｙＵ１、ｚＵ１）〜（ｘＵ１、ｙＵ１、ｚＵ１））と、測位信号送信機１１ｎからの複数の観測情報（例えば、図２３に示す観測距離Ｌｎ１〜Ｌｎ４）と、を取得する。そして、測位端末２０の判別部２５２はこれら複数の位置情報と複数の観測情報とに基づいて、測位信号送信機１１ｎの位置（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）を計算する。測位端末２０の時刻と測位信号送信機１１ｎの時刻との時刻差が分かっているのであれば、その時刻差の情報も測位信号送信機１１ｎの位置の計算に使用してよい。測位端末２０は特定した位置（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）を外部の装置（測位システム１０の管制のためのサーバ）に送信する。
【０１７０】
これにより、新たな測位信号送信機１１の設置が容易になる。なお、上記の例では１台の測位端末２０で設置位置が未知の測位信号送信機１１の位置を特定したが、複数台の測位端末を使って未知の測位信号送信機１１の位置を特定してもよい。例えば、測位端末２０をもう一台加えて、２重差による干渉測位と同じ方式を使って未知の測位信号送信機１１の位置を特定してもよい。
【０１７１】
また、実施形態１〜４では、測位信号送信機１１は、ＩＭＥＳ対応の送信機であるものとしたが、測位信号送信機１１は、ＩＭＥＳ対応の送信機に限定されない。測位信号送信機１１は、例えば、ＵＷＢ通信機（例えば、ＵＷＢアクセスポイント）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）通信機、携帯電話基地局、レーザー出力装置、音波／超音波出力装置であってもよい。測位端末２０の受信部２２０はこれらの装置から信号を受信するよう構成されていてもよい。また、測位信号送信機１１が送信する測位信号は、ＧＰＳのＬ１信号を模した信号に限られず、他の方式の信号であってもよい。
【０１７２】
また、実施形態１〜３では、測位端末２０が４つの測位信号に基づいて現在位置を判別する例を示したが、測位信号は４つより多くてもよい。例えば、測位端末２０の観測部２５１が同時に５つの測位信号を受信したのであれば、測位端末２０の取得部２５３は５つの位置情報と、それらに対応する５つの観測距離と、を取得してもよい。そして、測位端末２０の判別部２５２はこれら５つの位置情報と５つの観測距離とに基づいて現在位置を判別してもよい。
【０１７３】
また、実施形態４では、測位端末２０が、２つの衛星測位信号および３つの送信機測位信号、合わせて５つの測位信号に基づいて現在位置を判別する例を示した。しかしながら、測位信号は５つより多くてもよい。測位信号の数が５つ以上なのであれば、衛星測位信号の数は２つより多くてもよいし少なくてもよい。また、測位信号の数が５つ以上なのであれば、送信機測位信号の数は３つより多くてもよいし少なくてもよい。これらの場合も、測位端末２０の判別部２５２は、実施形態４に例示した方法と同様の方法で現在位置を判別できる。
【０１７４】
また、実施形態１〜３では、求める変数をｘＵ、ｙＵ、ｚＵ、δｔｎの４つとし、測位信号が少なくとも４つ必要であるとした。しかしながら、位置を示す３つの変数のうち、高度は比較的特定しやすい。特に、屋内は高度が特定しやすい。そのため、高度を仮定する二次元測位も可能である。そのため、求める変数を高度ｚＵを除いたｘＵ、ｙＵ、δｔｎの３つとすることで、測位信号は４つより少ない３つとすることが可能である。例えば、測位端末２０の観測部２５１が同時に３つの測位信号を受信したのであれば、測位端末２０の取得部２５３は３つの位置情報と、それらに対応する３つの観測距離と、を取得する。そして、測位端末２０の判別部２５２はこれら３つの位置情報と３つの観測距離とに基づいて現在位置（ｘＵ、ｙＵ）を判別する。なお、実施形態４についても上記と同様の変形が可能である。すなわち、求める変数を高度ｚＵを除いたｘＵ、ｙＵ、δｔｎ、δｔｓの４つとすることで、測位信号は５つより少ない４つとすることが可能である。
【０１７５】
また、実施形態１〜４では、測位端末２０の取得部２５３が取得する観測情報は、測位信号送信機１１或いは測位衛星４１の位置情報、及び測位信号送信機１１或いは測位衛星４１までの観測距離であるものとした。しかしながら、観測情報は位置情報と観測距離に限られない。例えば、観測情報は、観測距離を算出するための情報と位置情報であってもよい。観測距離を算出するための情報は、例えば、測位信号が送信されてから測位端末２０がその測位信号を受信するまでの時間差、及び、測位信号の搬送波位相である。
【０１７６】
また、実施形態３では、情報処理装置１２が測位端末２０に通知する周知情報には送信機情報が含まれるものとした。しかし、周知情報に含まれる情報は送信機情報に限定されない。例えば、周知情報には、精度劣化情報もしくは不審測位信号情報が含まれていてもよい。精度劣化情報は、観測情報を補正するための補正情報に精度劣化が生じているということを判別するための情報である。また、不審測位信号情報は、システムの成立に影響を与える不審な測位信号を特定するための情報である。不審な測位信号の例としては、システムを混乱させようとする攻撃者が測位信号を模して発する信号等が挙げられる。
【０１７７】
本実施形態の測位信号送信機１１、情報処理装置１２、或いは測位端末２０を制御する制御装置は、専用のコンピュータシステムによって実現してもよいし、通常のコンピュータシステムにより実現してもよい。例えば、上述の動作を実行するためのプログラムを、光ディスク、半導体メモリ、磁気テープ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、該プログラムをコンピュータにインストールし、上述の処理を実行することによって制御装置を構成してもよい。制御装置は、測位信号送信機１１、情報処理装置１２、或いは測位端末２０の外部の装置（例えば、パーソナルコンピュータ）であってもよいし、これらの内部の装置（例えば、制御部１４０、１６０、２５０）であってもよい。また、上記プログラムをインターネット等のネットワーク上のサーバ装置が備えるディスク装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。また、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）とアプリケーションソフトとの協働により実現してもよい。この場合には、ＯＳ以外の部分を媒体に格納して配布してもよいし、ＯＳ以外の部分をサーバ装置に格納しておき、コンピュータにダウンロード等できるようにしてもよい。
【０１７８】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７９】
１〜４…位置判別システム
１０、４０…測位システム
１１、１１１〜１１Ｍ…測位信号送信機
１２…情報処理装置
２０…測位端末
３０…測位信号受信機
４１、４１１〜４１Ｍ…測位衛星
１１０、１５０、２１０…計時部
１２０…送信部
１３０、２３０…通信部
１４０、１６０、２５０…制御部
１７０…通信部
２２０…受信部
２４０…表示部
１４１…同期部
１４２…送信制御部
１６１…情報取得部
１６２…情報生成部
１６３…情報通知部
２５１、２５１ａ、２５１ｂ…観測部
２５２…判別部
２５３…取得部
２５４…出力部
Ｌ１〜Ｌ５、ＬＳ１、ＬＳ２…観測距離
ＬＶ１、ＬＶ２…仮想観測距離
ＰＶ１、ＰＶ２…仮想位置
ρ１〜ρ５、ρＳ１、ρＳ２、ρＶ１、ρＶ２、Ｖ１、Ｖ２…幾何距離
ε１〜ε４…観測誤差
【図１】
0006374440.tif 000006
【図２】
0006374440.tif 000007
【図３】
0006374440.tif 000008
【図４】
0006374440.tif 000009
【図５】
0006374440.tif 000010
【図６】
0006374440.tif 000011
【図７】
0006374440.tif 000012
【図８】
0006374440.tif 000013
【図９】
0006374440.tif 000014
【図１０】
0006374440.tif 000015
【図１１】
0006374440.tif 000016
【図１２】
0006374440.tif 000017
【図１３】
0006374440.tif 000018
【図１４】
0006374440.tif 000019
【図１５】
0006374440.tif 000020
【図１６】
0006374440.tif 000021
【図１７】
0006374440.tif 000022
【図１８】
0006374440.tif 000023
【図１９】
0006374440.tif 000024
【図２０】
0006374440.tif 000025
【図２１】
0006374440.tif 000026
【図２２】
0006374440.tif 000027
【図２３】
0006374440.tif 000028