(57)【要約】【課題】  ４機よりも少ない人工衛星から測位情報を受信し、実用上使用可能な誤差の範囲内で位置を測位する。【解決手段】  衛星方向検出部１０は、１機の準天頂衛星システム５００の存在する方向を検出する。抽出部３０は、前記１機の準天頂衛星システム５００の送信した測位情報の中から、前記衛星方向検出部１０が検出した前記方向に対応する衛星方向対応情報を抽出する。測位位置概算部６１は、検出した前記方向と抽出した前記衛星方向対応情報とにより、ユーザ粗位置を求める。レンジ方程式作成・算出部６２ａは、1機の準天頂衛星システム５００から送信された３つの異なる時刻における３つの測位情報を用いてレンジ方程式を作成し、ユーザ位置候補を算出する。比較決定部６２ｂは、レンジ方程式作成・算出部６２ａが算出したユーザ位置候補を前記ユーザ粗位置と比較することにより、ユーザ位置候補の中からユーザ位置を決定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する衛星方向検出部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する受信部と、
前記衛星方向検出部が前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記受信部の受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する抽出部と、
前記衛星方向検出部の検出した前記１機の人工衛星の方向と、前記抽出部が抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する測位位置概算部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信した前記受信部からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記位置概算部が概算した概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する位置決定部と
を備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記位置決定部は、
入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記異なる衛星時刻における前記１機の人工衛星の衛星位置と前記地球側・測位位置との距離の関係を示すレンジ方程式を前記３つの衛星位置・時刻情報に対応して作成し、作成したレンジ方程式から前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出することを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する衛星方向検出部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する受信部と、
前記衛星方向検出部が前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記受信部の受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する抽出部と、
前記衛星方向検出部の検出した前記１機の人工衛星の方向と、前記抽出部が抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する測位位置概算部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信した前記受信部からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記測位位置概算部が概算した概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する測位位置候補算出部と、
前記測位位置候補算出部の決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する統計処理部と、
前記統計処理部の作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する測位位置判定部とを備えたことを特徴とする測位装置。
【請求項４】
前記測位位置候補算出部は、
入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記異なる衛星時刻における前記１機の人工衛星の衛星位置と前記地球側・測位位置との距離の関係を示すレンジ方程式を前記４つ以上のそれぞれの衛星位置・時刻情報に対応して作成し、作成したレンジ方程式から前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出することを特徴とする請求項３記載の測位装置。
【請求項５】
前記統計処理部は、  
前記複数の選別後候補に対して、平均と標準偏差とを使用した統計処理を行うことを特徴とする請求項３または４記載の測位装置。
【請求項６】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する工程と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する工程と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する工程と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する工程と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する工程とを備えたことを特徴とする位置測位方法。
【請求項７】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する工程と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する工程と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する工程と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する工程と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する工程と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する工程と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する工程と
を備えたことを特徴とする位置測位方法。
【請求項８】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする位置測位プログラム。
【請求項９】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する処理と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する処理と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする位置測位プログラム。
【請求項１０】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する処理とをコンピュータに実行させるための位置測位プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する処理と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する処理と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する処理と
をコンピュータに実行させるための位置測位プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１２】
１機の人工衛星の存在する方向と、前記１機の人工衛星の少なくとも３つの時刻におけるそれぞれの位置とを、自己が静止中に検出して、自己の位置を測位することを特徴とする測位装置。
【請求項１３】
少なくとも１機の人工衛星の異なる時刻における異なる位置を、自己が静止中に受信して自己の位置を測位することを特徴とする測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星から測位情報を受信して位置を測位する測位装置、測位方法に関する。例えば、１機の人工衛星から時間を異にして測位情報を受信することにより、位置を測位する測位装置、位置測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：グローバル・ポジショニング・システム)を使用した測位では、ＧＰＳ衛星のうち最低４機からの測位信号を、ＧＰＳ受信機により直接受信し、自分の時空間情報を認識する。あるいは、電子基準点で測位信号を受信後、利用者に補正値情報を送信する。あるいは、軌道上のＧＰＳ衛星が発射した電波を、例えばビルの屋上付近で受け、ビル陰等に再送信する擬似ＧＰＳ衛星方式といったものがある。
【０００３】
これらにおいては、ＧＰＳ衛星のうち最低４機から同時刻における測位信号を受信する必要がある。そのため、ＧＰＳ衛星を最低４機は捕捉できなければ測位をすることができない。一方、都市部においては、ビル等によりＧＰＳ衛星からの測位信号が遮断され（ブロッキング）、ＧＰＳ衛星４機から同時に測位信号を受信することが困難な場合が多い。さらに、高精度な測位を必要とする一方で、それほどの精度を必要とせず位置を測位したい場合も多い。そのような場合、ＧＰＳ衛星最低４機からの測位信号を受信することなく、測位できる手段が望まれる。
【０００４】
この点に関して、従来技術では、一つの非静止衛星を用いて時間経過後の複数軌道上でのドップラー周波数データを用いて等ドップラー線を算出し、その交点を受信機の位置データとしている。地表面上から前記非静止衛星に向けて電波を送信する手段が必要となっている（例えば、特許文献１）。しかし、位置の測位に関しては、衛星に向けて送信することなく、衛星からの測位信号を受信するのみで簡単に測位できる手段が望まれる。
【特許文献１】特開平９−３２９６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、４機よりも少ない人工衛星から測位信号を受信し、実用上使用可能な誤差の範囲内で位置を測位することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る測位装置は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する衛星方向検出部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する受信部と、
前記衛星方向検出部が前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記受信部の受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する抽出部と、
前記衛星方向検出部の検出した前記１機の人工衛星の方向と、前記抽出部が抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する測位位置概算部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信した前記受信部からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記位置概算部が概算した概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する位置決定部と
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記位置決定部は、
入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記異なる衛星時刻における前記１機の人工衛星の衛星位置と前記地球側・測位位置との距離の関係を示すレンジ方程式を前記３つの衛星位置・時刻情報に対応して作成し、作成したレンジ方程式から前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出することを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る測位装置は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する衛星方向検出部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する受信部と、
前記衛星方向検出部が前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記受信部の受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する抽出部と、
前記衛星方向検出部の検出した前記１機の人工衛星の方向と、前記抽出部が抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する測位位置概算部と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信した前記受信部からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記測位位置概算部が概算した概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する測位位置候補算出部と、
前記測位位置候補算出部の決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する統計処理部と、
前記統計処理部の作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する測位位置判定部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記測位位置候補算出部は、
入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記異なる衛星時刻における前記１機の人工衛星の衛星位置と前記地球側・測位位置との距離の関係を示すレンジ方程式を前記４つ以上のそれぞれの衛星位置・時刻情報に対応して作成し、作成したレンジ方程式から前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出することを特徴とする。
【００１０】
前記統計処理部は、  
前記複数の選別後候補に対して、平均と標準偏差とを使用した統計処理を行うことを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る位置測位方法は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する工程と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する工程と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する工程と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する工程と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る位置測位方法は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する工程と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する工程と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する工程と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する工程と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する工程と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する工程と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る位置測位プログラムは、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る位置測位プログラムは、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する処理と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する処理と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・測位位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補から１つを前記地球側・測位位置として決定する処理と
をコンピュータに実行させるための位置測位プログラムを記録したことを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
衛星位置と前記衛星位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を地球に向けて送信する１機の人工衛星について、測位しようとする地球側・測位位置から前記人工衛星に向かう方向を検出する処理と、
前記１機の人工衛星から衛星位置・時刻情報を順次受信する処理と、
前記１機の人工衛星の方向を検出した場合に、検出した前記１機の人工衛星の方向に対応する衛星位置・時刻情報を前記１機の人工衛星から受信した衛星位置・時刻情報から衛星方向対応情報として抽出する処理と、
検出した前記１機の人工衛星の方向と、抽出した前記衛星方向対応情報とを用いて、前記地球側・測位位置の概算位置を概算する処理と、
前記１機の人工衛星から順次受信した衛星位置・時刻情報からそれぞれ異なる衛星時刻を有する４つ以上の衛星位置・時刻情報を入力し、入力した前記４つ以上の衛星位置・時刻情報に基づいて前記地球側・測位位置の候補を示す複数の測位位置候補を算出し、算出した前記複数の測位位置候補と前記地球側・位置の概算により得た概算位置とを比較することにより前記複数の測位位置候補を選別し選別後における前記測位位置候補を示す複数の選別後候補を決定する処理と、
決定した前記複数の選別後候補に統計処理を行うことにより、統計処理後における前記測位位置候補を示す１つの統計処理後候補を作成する処理と、
作成した前記１つの統計処理後候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定し、所定の誤差の範囲である場合に前記統計処理後候補を前記地球側・測位位置として決定する処理と
をコンピュータに実行させるための位置測位プログラムを記録したことを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る測位装置は、
１機の人工衛星の存在する方向と、前記１機の人工衛星の少なくとも３つの時刻におけるそれぞれの位置とを、自己が静止中に検出して、自己の位置を測位することを特徴とする。
【００１８】
この発明に係る測位装置は、
少なくとも１機の人工衛星の異なる時刻における異なる位置を、自己が静止中に受信して自己の位置を測位することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、測位の可能性を格段に高めることができる。また、本発明によれば、複数の人工衛星から測位信号を受信することなく、位置を測位することができる。また、本発明によれば、現在位置の推定を１機の人工衛星で行うことにより、他のＧＰＳ衛星あるいは静止衛星が捕捉できない状況でも、測位できる可能性を格段に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
図１〜図４を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１は、地球側の所望の位置（地上、海上、上空等)を測位するための情報である測位情報（後述の衛星位置・時刻情報を含む）を送信する人工衛星（以下、測位衛星ともいう）１機から測位情報を受信し、測定中は静止して位置を測位する実施形態である。従来では、測位衛星としてＧＰＳ衛星を使用し、かつ、４機のＧＰＳ衛星を使用して測位を行っていたのに対して、１機の測位衛星からの測位情報により測位することが特徴である。以下では、測位衛星として準天頂衛星システムを例にとり説明する。「準天頂衛星システム」については後述する。なお、「測位衛星」とは、前述のように測位情報を送信する人工衛星を意味し、ＧＰＳ衛星、準天頂衛星システムを含むものであり、以下では、測位衛星の一例として、準天頂衛星システムで説明する。
【００２１】
図１は実施の形態１に係る測位システムを示す図である。実施の形態１に係る測位装置１００は、１機の準天頂衛星システム５００から測位情報を受信して測位を行う。準天頂衛星システム５００は準天頂衛星軌道５１０を移動する。
【００２２】
次に、準天頂衛星システムについて説明する。「準天頂衛星システム」とは、通常の人工衛星に比べて高い仰角の人工衛星をいう。例えば、仰角は６０度以上を確保することができる。実施の形態１の測位システムでは、測位に必要な情報を１機の準天頂衛星システムから取得する。準天頂衛星システムは、赤道面から約４５度の傾斜角になるように地球の上空を、地球の自転に合わせて１日に１周回する。準天頂衛星システムは３機が配置され、配置される３機の準天頂衛星システムは、その軌道面を異にし、８時間ずつ交代するように日本上空に位置する。したがって、日本の上空には前記３機の準天頂衛星システムのうちいずれか１機が存在する。このように、仰角が６０度以上の準天頂衛星システムが日本の上空に存在することによって、測位装置１００が地上側で準天頂衛星システムから測位情報を受ける場合には、都市部におけるビルの谷間等でも測位情報が遮断されにくい。従来では最低４機のＧＰＳ衛星から測位情報を受信することで測位するが、これらのＧＰＳ衛星はいずれも仰角が低い。このため、これら４機のＧＰＳ衛星からの測位情報は前記のようにビル等により遮断されやすく、４機すべての測位情報を受信できないことも多い。また、従来では、ビル等による遮断がない場合でも、４機のＧＰＳ衛星を捕捉できない場合も多かった。これに対して、準天頂衛星システムでは３機のうち１機は必ず日本上空に位置する。よって、準天頂衛星システムから確実に測位情報を得ることができる。これに対して、測位に必要な測位情報を１機の測位衛星から得て測位し、かつ、前記測位情報を高仰角の準天頂衛星システムから得るとすれば、測位情報を受信できる確率は格段に大きくなる。このように準天頂衛星システムは、高仰角であることと、３機の準天頂衛星システムのうち１機は日本上空に存在することにより、測位の確実性を高める。
【００２３】
図１において、準天頂衛星システム５００は、準天頂衛星軌道５１０を移動する。各時刻ｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３において、それぞれの時刻における準天頂衛星軌道５１０での位置であるＸ（ｔ０)、Ｘ（ｔ１)、Ｘ（ｔ２)、Ｘ（ｔ３)に位置する様子を示している。ここでは、Ｘ（ｔ０)、Ｘ（ｔ１)、Ｘ（ｔ２)、Ｘ（ｔ３)等は、地心（地球の中心）を原点とした座標系（以下、第１座標系という。）における座標である。とくにことわらない限り、以下で用いる座標は、地心を原点とする第１座標系における座標である。また、時刻ｔｉにおける準天頂衛星システム５００の位置（第１座標系における座標位置）をＸ（ｔｉ)＝（Ｘｉ１、Ｘｉ２、Ｘｉ３)と表記する。
【００２４】
測位装置１００は、準天頂衛星システム５００が送信する測位情報を受信して位置を測位する。測位装置１００は、各構成要素として、衛星方向検出部１０、受信部２０、抽出部３０、記憶部４０、装置内時計５０、測位部６０、表示部７０、及び受信アンテナ７５を備える。また、測位部６０は、測位位置概算部６１、位置決定部６２を備え、位置決定部６２はレンジ方程式作成・算出部６２ａと比較決定部６２ｂとを備える。これらの各構成要素（各部）の機能については後述する。
【００２５】
次に、動作を説明する。以下に説明する位置について、「Ｘ」は準天頂衛星システム５００の位置を示すものとし、「Ｕ」は測位しようとする測位装置１００の位置（以下、ユーザ位置ともいう）を示すものとする。図２は、測位装置１００が準天頂衛星システム５００から測位情報を受信して位置を測位する過程を示すフローチャートである。なお測位装置１００は測位中は位置を移動することなく、静止して測位を行う。図２を参照しながら、動作を説明する。
【００２６】
Ｓ１０１において、衛星方向検出部１０は、ユーザ位置（地球側・測位位置）から準天頂衛星システム５００に向かう準天頂衛星システム５００の方向を検出する。図３と図４を用いて方向の検出を説明する。図３は、方向を検出する様子を示す概念図である。例えば、準天頂衛星システム５００の方向を検出するための入力を要求するメッセージが表示部７０に表示される。表示にしたがい、キー入力部１０２から、入力を行う。これにより検出処理が開始される。準天頂衛星システム５００は、準天頂衛星システム５００からの送信時刻を含むビーコンを送信する。衛星方向検出部１０は、受信アンテナ７５によりビーコン（準天頂衛星システム５００の方向を検出するための衛星方向検出信号として用いる)の受信強度がもっとも強い方向を検出する。衛星方向検出部１０は、検出した方向を準天頂衛星システム５００の方向とし、また、このときの受信強度がもっとも強いビーコンに含まれている前述の送信時刻を検出し、この時刻をｔ０とする。すなわち、これにより、準天頂衛星システム５００がビーコンを送信した時刻ｔ０における、準天頂衛星システム５００の方向が検出される。図４は、準天頂衛星システム５００の位置を表す座標系を示す図である。衛星方向検出部１０は、図４に示すように、ユーザ位置を原点とする第２座標系（極座標表示）により、準天頂衛星システム５００の方向を検出する。衛星方向検出部１０は、時刻ｔ０における準天頂衛星システム５００の検出方向として、前記第２座標系におけるθ０、φ０を取得する。なお、以下において第２座標系を用いて表示するのは、時刻ｔ０における準天頂衛星システム５００の方向（後述するＸ２（ｔ０))だけである。その他の準天頂衛星システム５００の位置、及びユーザ位置は、いずれも地心を原点とする第１座標系における座標である。
【００２７】
Ｓ１０２において、測位装置１００は，地心を原点とした第１座標系における時刻ｔ０での準天頂衛星システム５００の位置であるＸ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）を取得する。すなわち、準天頂衛星システム５００は、自己の位置を示す衛星位置と、その位置における時刻を示す衛星時刻とを含む衛星位置・時刻情報を送信している。ここで「衛星時刻」とは、準天頂衛星システム５００が備える衛星内時計による時刻をいう。受信部２０は、この衛星位置・時刻情報を受信し、記憶部４０に格納する。抽出部３０は、衛星方向検出部１０が準天頂衛星システム５００の方向を検出した場合に、準天頂衛星システム５００がビーコンを送信した時刻である前記時刻ｔ０を示す衛星時刻を有する衛星位置・時刻情報を、記憶部４０を参照し衛星方向対応情報として抽出する。この抽出した衛星方向対応情報は、時刻ｔ０と、衛星時刻ｔ０における準天頂衛星システム５００の位置であるＸ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）とを含んでいる。このように、抽出部３０は、衛星時刻ｔ０における準天頂衛星システム５００の位置Ｘ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）を抽出する。
【００２８】
Ｓ１０３において、測位部６０の測位位置概算部６１は、測位しようとする測位装置１００の位置であるユーザ位置（地球側・測位位置）の概略の位置を示すユーザ粗位置（概算位置）を概算する。「概算」とは、時刻ｔ０での第２座標系における準天頂衛星システム５００の方向と、時刻ｔ０での第１座標系における準天頂衛星システム５００の位置とから、ユーザ位置を間接的に算出することをいう。以下に図４により詳しく説明する。測位位置概算部６１は、装置内時計５０により、準天頂衛星システム５００の衛星方向対応情報について、準天頂衛星システム５００から衛星方向対応情報が送信された時刻ｔ０と、受信部２０が受信した時刻ｔ０＋Δｔとの時間差Δｔを算出する。測位位置概算部６１は、このΔｔに光速を乗じて、時刻ｔ０における準天頂衛星システム５００とユーザ位置との距離ｒ０を算出する。測位位置概算部６１は、このｒ０により、第２座標系における時刻ｔ０の準天頂衛星システム５００の位置（極座標表示）として、Ｘ２（ｔ０)＝（ｒ０、θ０、φ０）を決定する。すなわち図４において、第２座標系の原点であるユーザ位置から準天頂衛星システム５００に向かうベクトルＸ２（ｔ０)が確定する。また、地心を原点とした第１座標系における時刻ｔ０での準天頂衛星システム５００の位置は、前記のように衛星方向対応情報に含まれ、Ｘ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）として既知である。よって、図４において、地心から準天頂衛星システム５００に向かうベクトルＸ（ｔ０)として確定する。測位位置概算部６１は、第２座標系での位置Ｘ２（ｔ０)＝（ｒ０、θ０、φ０）と、第１座標系での位置Ｘ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）とが既知であることにより、地心からユーザ位置に向かうベクトルＵ０＝（Ｕ０１、Ｕ０２、Ｕ０３）を、ユーザ位置の概算の位置を示すユーザ粗位置（概算位置）として算出する。
【００２９】
Ｓ１０４において、位置決定部６２は、測位しようとするユーザ位置を求めるためのレンジ方程式を作成する。位置決定部６２のレンジ方程式作成・算出部６２ａは、準天頂衛星システム５００から受信部２０が順次受信した、それぞれ異なる衛星時刻を有する３つの衛星位置・時刻情報を入力する。すなわち、図１において、受信部２０は、各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３における衛星位置・時刻情報である（ｔ１、Ｘ（ｔ１)）、（ｔ２、Ｘ（ｔ２)）、（ｔ３、Ｘ（ｔ３)）を順次受信する。受信部２０は、受信したこれらの情報を記憶部４０に記憶させる。レンジ方程式作成・算出部６２ａは、記憶部４０からこれらの情報を読み込む。あるいは記憶部４０に記憶させることなく、受信部２０からレンジ方程式作成・算出部６２ａに直接入力しても構わない。そして、レンジ方程式作成・算出部６２ａは、入力した前記３つの衛星位置・時刻情報である（ｔ１、Ｘ（ｔ１)）、（ｔ２、Ｘ（ｔ２)）、（ｔ３、Ｘ（ｔ３)）を用いて、各時刻における準天頂衛星システム５００とユーザ位置との距離の関係を示すレンジ方程式を各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３における準天頂衛星システム５００とユーザ位置との距離を示すｒ１、ｒ２、ｒ３について作成する。すなわち、ユーザ位置を未知数としてユーザ位置Ｕ＝（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）とおく。未知数であるユーザ位置Ｕ＝（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）と、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３における準天頂衛星システム５００の各衛星位置の座標であるＸ（ｔ１)＝（Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ１３)、Ｘ（ｔ２)＝（Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ２３)、Ｘ（ｔ３)＝（Ｘ３１、Ｘ３２、Ｘ３３)とから、準天頂衛星システム５００とユーザ位置との距離ｒ１、ｒ２、ｒ３についてレンジ方程式を作成する。すなわち、
（Ｕ１−Ｘ１１）２＋（Ｕ２−Ｘ１２）２＋（Ｕ３−Ｘ１３）２＝ｒ１（式１）
（Ｕ１−Ｘ２１）２＋（Ｕ２−Ｘ２２）２＋（Ｕ３−Ｘ２３）２＝ｒ２（式２）
（Ｕ１−Ｘ３１）２＋（Ｕ２−Ｘ３２）２＋（Ｕ３−Ｘ３３）２＝ｒ３（式３）
を作成する。レンジ方程式作成・算出部６２ａは、ｒ１〜ｒ３について、前記でｒ０を求めた場合と同様に、装置内時計５０により衛星位置・時刻情報が準天頂衛星システム５００から送信された時刻と、受信部２０が受信した時刻との時間差Δｔを算出し、時間差Δｔに光速を乗じて、ｒ１〜ｒ３を算出する。よって（式１）〜（式３）では、未知数はユーザ位置Ｕ＝（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）のみである。よって（式１）〜（式３）を連立することによりユーザ位置Ｕを求める。
【００３０】
Ｓ１０５において、レンジ方程式作成・算出部６２ａは、（式１）〜（式３）を連立し、２つの解として２つのユーザ位置候補（測位位置候補）を求める。すなわち、（式１）〜（式３）を連立して解を算出した場合には、２次方程式であるので、２つの解が得られ、２つの解に相当する２つのユーザ位置候補（測位位置候補）が得られる。
【００３１】
Ｓ１０６において、比較決定部６２ｂは、測位しようとするユーザ位置を決定する。比較決定部６２ｂは、２つのユーザ位置候補を、Ｓ１０３で求めたユーザ粗位置であるＵ０＝（Ｕ０１、Ｕ０２、Ｕ０３）と比較する。比較決定部６２ｂは、比較の結果、２つのユーザ位置候補のうち、ユーザ粗位置Ｕ０に近いほうのユーザ位置候補を、ユーザ位置（地球側・測位位置）として決定する。決定後は、例えば、比較決定部６２ｂは、決定したユーザ位置を表示部７０に送り、表示部７０はユーザ位置を表示し、処理を終了する。
【００３２】
以上実施の形態１においては、測位装置１００は、１機の準天頂衛星システム５００からの測位情報により位置を測位し、複数の測位衛星を必要としないので、必要数の測位衛星からの測位情報が得られず測位できないという状況を解消することができる。
【００３３】
以上実施の形態１においては、１機の準天頂衛星システム５００から異なる３つの時刻における測位情報を受信して、受信した前記測位情報に基づき３つのレンジ方程式を作成することにより測位しようとする位置を決定するので、求めたい位置を容易に測位することが可能となる。
【００３４】
以上実施の形態１においては、測位装置１００は、１機の準天頂衛星システム５００からの測位情報により位置を測位するので、都市部においても測位情報が建物等に遮断されにくく、確実に測位できる可能性を向上することができる。
【００３５】
実施の形態２．
図５、図６を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態１が時刻ｔ１〜ｔ３の３つの測位情報をもとに３つのレンジ方程式を作成してユーザ位置を求めたのに対して、実施の形態２は、異なる４つ以上のｎ個（ｎ≧４）の測位情報をもとにユーザ位置の候補を求めること、及び求めたユーザ位置の候補に統計処理を行なうことによりユーザ位置を最終的に決定する点が実施の形態１と異なる。
【００３６】
図５は、実施の形態２に係る位置測位システムを示す図である。準天頂衛星システム５００は、実施の形態１と同様である。実施の形態２に係る測位装置２００は、実施の形態１に係る測位装置１００の各構成要素に対して、測位部６０において、測位位置概算部６１、測位位置候補算出部６３、統計処理を行なう統計処理部６６と、統計処理の結果得たユーザ位置の候補が所定の誤差の範囲かどうかを判定する測位位置判定部６７とを備えている。また、測位位置候補算出部６３は、レンジ方程式作成・算出部６４と選別部６５とを備えている。各構成要素（各部）の機能については以下で説明する。
【００３７】
次に、動作を説明する。図６は、実施の形態２に係る測位装置２００が、準天頂衛星システム５００から測位情報を受信してユーザ位置を測位する過程を示すフローチャートである。なお測位装置２００は、測位中は位置を移動することなく、静止して測位を行う。図６を参照しながら、動作を説明する。
【００３８】
Ｓ２０１〜Ｓ２０３は、Ｓ１０１〜Ｓ１０３と同様である。すなわち、Ｓ２０１ではＳ１０１と同様に、準天頂衛星システム５００の方向を検出する。Ｓ２０２ではＳ１０２と同様に、準天頂衛星システム５００の第１座標系における位置であるＸ（ｔ０)＝（Ｘ０１、Ｘ０２、Ｘ０３）を取得する。Ｓ２０３ではＳ１０３と同様に、ユーザ粗位置であるＵ０＝（Ｕ０１、Ｕ０２、Ｕ０３）を算出する。
【００３９】
Ｓ２０４において、レンジ方程式作成・算出部６４は３つの異なる各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、における衛星位置・時刻情報である（ｔ１、Ｘ（ｔ１)）、（ｔ２、Ｘ（ｔ２)）、（ｔ３、Ｘ（ｔ３)）を入力する。これらは受信部２０から直接入力してもよいし、受信部２０が受信した衛星位置・時刻情報を記憶部４０に記憶させ、レンジ方程式作成・算出部６４が記憶部４０から読み込んでもよい。
【００４０】
次に、Ｓ２０５からＳ２０８に至り、Ｓ２０８からＳ２０９を経てＳ２０５に戻るループの過程について説明する。
【００４１】
まず、Ｓ２０５においてレンジ方程式を作成する。ユーザ位置を未知数として、ユーザ位置Ｕ＝（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）とおく。また、衛星時刻ｔｉにおける準天頂衛星システム５００の各衛星位置の座標を、Ｘ（ｔｉ)＝（Ｘｉ１、Ｘｉ２、Ｘｉ３)とおく。また、時刻ｔｉにおける準天頂衛星システム５００とユーザ位置との距離（レンジ測距）をｒｉとする。レンジ方程式は、次の（式４）で与えられる。レンジ方程式作成・算出部６４は、（式４）を作成する。なお、ループ前は、（式４）においては、Ｓ２０４で述べたように、ｎ＝３である。
【００４２】
【数１】
2005106568.tif 000003
【００４３】
Ｓ２０６において、レンジ方程式作成・算出部６４は、（式４）によるｎ本のレンジ方程式から３本を選んで一組の連立方程式をつくり解を求める。ここでｎ本のレンジ方程式から３本を選ぶ組み合わせは、ｎＣ３＝ｎ！／｛６（ｎ−３）！｝通りある。レンジ方程式作成・算出部６４は、このｎＣ３通りの連立方程式の組を作成し、作成した各連立方程式を解く。この連立方程式の解のすべてがユーザ位置候補（複数の測位位置候補）となる。各連立方程式の一つの組から２つのユーザ位置候補が得られる（２次方程式の２つの解に対応）。選別部６５は、前記２つのユーザ位置候補について、前記ユーザ粗位置Ｕ０＝（Ｕ０１、Ｕ０２、Ｕ０３）と比較して、２つのユーザ位置候補うち、ユーザ粗位置に近いほうを選別して、選別後候補とする。すなわち、選別部６５は、各連立方程式の組から得られる２つのユーザ位置候補のうちユーザ粗位置Ｕ０に近い一方を選別し、全部でｍ＝ｎＣ３（個）の選別後候補を決定する。ユーザ位置の候補である選別後候補の座標を
Ｕｋ＝（Ｕｋ１、Ｕｋ２、Ｕｋ３）    （ｋ＝１、２、３…ｍ）
と置く。
【００４４】
Ｓ２０７において、統計処理部６６は、Ｓ２０６で得られたｍ個の選別後候補に対して統計処理を行う。具体的には、選別後候補Ｕｋ＝（Ｕｋ１、Ｕｋ２、Ｕｋ３）（ｋ＝１、２、３…ｍ）対して、下記に示す座標の平均、分散、標準偏差を求める統計処理を行う。座標の平均値を＜Ｕｊ＞とする。また、σは標準偏差を表し、σ２は分散を表す。
【００４５】
【数２】
2005106568.tif 000004
【００４６】
統計処理部６６は、求めるべきユーザ位置Ｕ＝（Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３）について、
Ｕ＝（＜Ｕ１＞＋σ１、＜Ｕ２＞＋σ２、＜Ｕ３＞＋σ３）を、統計処理後におけるユーザ位置候補である統計処理後候補として作成する。
【００４７】
Ｓ２０８において、測位位置判定部６７は、統計処理後候補であるＵ＝（＜Ｕ１＞＋σ１、＜Ｕ２＞＋σ２、＜Ｕ３＞＋σ３）が所定の誤差範囲かどうかを判定する。誤差の範囲かどうかは、前述のレンジ方向の標準偏差σｒ＝[（１／ｍ）・｛Σ（Σ（∂ｆ／∂Ｕｊ）（Ｕｋｊ−＜Ｕｊ＞））２｝]１／２と、レンジ測距誤差δｒとを比較して判定を行う。ここで、「レンジ測距誤差δｒ」は、あらかじめ判定対象として記憶部４０に記憶している既知の値である。レンジ方向の標準偏差σｒがレンジ測距誤差δｒ以下の場合、すなわち、「σｒ≦δｒ」の場合は、測位位置判定部６７は許容できる誤差の範囲と判定して、統計処理後候補であるＵ＝（＜Ｕ１＞＋σ１、＜Ｕ２＞＋σ２、＜Ｕ３＞＋σ３）をユーザ位置（地球側・測位位置）として決定し処理を終了する。一方、レンジ方向の標準偏差σｒがレンジ測距誤差δｒよりも大きい場合、すなわち、「σｒ＞δｒ」の場合は、測位位置判定部６７は誤差を許容できないと判定し、Ｓ２０９へ進む。
【００４８】
Ｓ２０９において、レンジ方程式作成・算出部６４は、次の時刻における衛星位置・時刻情報を入力する。すなわち、前記のＳ２０５〜Ｓ２０７においては、時刻ｔ１〜ｔｎのｎ個の衛星位置・時刻情報をもとにレンジ方程式を作成し位置を求める処理を行ったが、さらにＳ２０９においては、レンジ方程式作成・算出部６４は、時刻ｔｎの次の時刻ｔｎ＋１の衛星位置・時刻情報を入力する。そして、Ｓ２０５に進み、時刻ｔｎ＋１の衛星位置・時刻情報時刻におけるレンジ方程式を更に加える。Ｓ２０６では、時刻ｔｎ＋１の衛星位置・時刻情報時刻におけるレンジ方程式を加えたｎ＋１（本）のレンジ方程式から３本を選び解く。すなわちｎ＋１Ｃ３通りの連立方程式の組から解を算出して、以下、前記のＳ２０６〜Ｓ２０８同様の処理を繰り返す。Ｓ２０８における判定において、測位位置判定部６７が誤差の範囲内ではないと判定（σｒ＞δｒと判定）した場合は、さらにＳ２０９に進み時刻ｔｎ＋２における衛星位置・時刻情報を入力して、前記の処理を繰り返す。
【００４９】
以上のように実施の形態１に係る測位装置１００、及び実施の形態２に係る測位装置２００は、１機の準天頂衛星システム５００の存在する方向と、１機の準天頂衛星システム５００の少なくとも３つの時刻におけるそれぞれの位置とを静止中に検出して、自己の位置を測位することを特徴とする。
【００５０】
なお、実施の形態１、及び実施の形態２では、１機の準天頂衛星システム５００から測位情報を受信したが、少なくとも１機の準天頂衛星システム５００の異なる時刻における異なる位置を静止中に受信して自己（測位装置)の位置を測位しても構わない。
【００５１】
以上実施の形態２においては、測位装置２００は、１機の準天頂衛星システム５００からの衛星位置・時刻情報を用いて測位しようとする位置の測位位置候補を算出し、この算出した測位位置候補に統計処理を行って測位位置を決定するので、所定の誤差範囲の測位位置を取得することができる。
【００５２】
以上実施の形態２においては、測位装置２００は、１機の準天頂衛星システム５００からの複数の時刻における衛星位置・時刻情報を受信して、受信した衛星位置・時刻情報に対応して４つ以上のレンジ方程式を作成することにより測位位置を算出するので、簡単に測位位置を求めることができる。
【００５３】
以上実施の形態２においては、測位装置２００は、レンジ方程式から得た複数の測位位置候補に対して、平均と標準偏差を使用した統計処理を行うので、統計処理を迅速に処理することができる。
【００５４】
実施の形態３．
図７を用いて実施の形態３を説明する。実施の形態３は、前記の実施の形態１に係る測位装置１００及び実施の形態２に係る測位装置２００の各構成要素の動作を、方法、プログラム及びプログラムを記録した記録媒体とした実施形態である。
【００５５】
前記の実施の形態１、実施の形態２においては、測位装置１００、測位装置２００の各構成要素の各動作は、互いに関連しており、各構成要素の動作は、前記に示した動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このように置き換えることにより、方法の発明の実施形態とすることができる。
【００５６】
また、上記各構成要素の動作を、各構成要素の処理と置き換えることにより、プログラムの実施形態とすることができる。
【００５７】
また、プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録させることで、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態とすることができる。
【００５８】
プログラムの実施の形態及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。
【００５９】
図７は、実施の形態１に係る測位装置１００の動作、または実施の形態２に係る測位装置２００の動作をプログラムにより実行する場合を示す、実施の形態３に係る測位装置３００を示す。図７において、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８０は、バス９８を介して、磁気記憶装置９０、外部装置接続部９４、表示部７０、キー入力部１０２、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９５等と接続されている。磁気記憶装置９０には、オペレーティングシステム（ＯＳ）９１、プログラム群９２、ファイル群９３が記憶されている。プログラム群９２は、ＣＰＵ８０、ＯＳ９１により実行される。また、外部装置接続部９４には、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）ドライブが接続可能である。プログラムを記録したＤＶＤ９７（プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例）をＤＶＤドライブ９６にセットして、このプログラムをプログラム群９２の一つとして記憶させることができる。
【００６０】
プログラムの実施の形態及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態における各処理は、プログラムで実行されるが、このプログラムは、磁気記憶装置９０に記録されていて、磁気記憶装置９０からＣＰＵ８０に読み込まれ、ＣＰＵ８０によって各動作が実行される。また、各実施の形態のソフトウェアやプログラムは、ＲＯＭ９５に記憶されたファームウェアで実行されても構わない。あるいは、ソフトウェアとファームウェアとハードウェアの組み合わせで前述したプログラムを実現しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】実施の形態１に係る測位システムを示す図である。
【図２】測位装置１００が準天頂衛星システム５００から測位情報を受信してユーザ位置を測位する過程を示すフローチャートである。
【図３】方向を検出する様子を示す概念図である。
【図４】準天頂衛星システム５００の位置を表す座標系を示す図である。
【図５】実施の形態２に係る位置測位システムを示す図である。
【図６】測位装置２００が準天頂衛星システム５００から測位情報を受信してユーザ位置を測位する過程を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態３に係る測位装置３００を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  衛星方向検出部、２０  受信部、３０  抽出部、４０  記憶部、５０  装置内時計、６０  測位部、６１  測位位置概算部、６２  位置決定部、６２ａ  レンジ方程式作成・算出部、６２ｂ  比較決定部、６３  測位位置候補算出部、６４  レンジ方程式作成・算出部、６５  選別部、６６  統計処理部、６７  測位位置判定部、７０  表示部、７５  受信アンテナ、８０  ＣＰＵ、９０  磁気記憶装置、９１  ＯＳ、９２  プログラム群、９３  ファイル群、９４  外部装置接続部、９５  ＲＯＭ、９６  ＤＶＤドライブ、９７  ＤＶＤ、９８  バス、１００，２００，３００  測位装置、１０２  キー入力部、５００  準天頂衛星システム、５１０  準天頂衛星軌道。
【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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