(57)【要約】【課題】  ＧＰＳ用の人工衛星が見通すことが困難なビルの谷間や室内等においても、ユーザ受信点の正確な位置を検出することが可能であり、建物外では通常のＧＰＳ受信機として使用され、建物内では光ＧＰＳ受信機として使用することができる、空間位置決めシステムを提供する。【解決手段】  互いに異なるＧＰＳ疑似信号で変調された光信号を発生する手段を備え、前述の変調された光信号を放射するために互いに離間した地点に配置された３以上の放射器よりなる信号送信手段と、前記の複数の放射器から放射された光信号を受信する受光器と、該受光器から受光した光信号を電気信号に変換する手段、及び受信点の位置決めをするためのＧＰＳ受信機よりなる信号受信手段から構成される位置決めシステムを用い、前記の光信号から変換された電気信号をＧＰＳ受信機に導入することにより受信点の位置決めを行う。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）屋内及び屋外における位置決めシステムであって、
（ｂ）互いに異なるＧＰＳ疑似信号で変調された光信号を発生する手段を備え、前述の変調された光信号を放射するために互いに離間した地点に配置された３以上の放射器よりなる信号送信手段と、
（ｃ）上記の複数の放射器から放射された光信号を受信する受光器と、該受光器から受光した光信号を電気信号に変換する手段、及び受信点の位置決めをするためのＧＰＳ受信機よりなる信号受信手段から構成され、
（ｄ）該電気信号を前記のＧＰＳ受信機に導入することにより受信点の位置決めすることを特徴とする、三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項２】
（ａ）屋内及び屋外における位置決めシステムであって
（ｂ）互いに異なるＧＰＳ疑似信号で変調された光信号を発生する手段を備え、前述の変調された光信号を放射するために互いに離間した地点に配置された３以上の放射器よりなる信号送信手段と、
（ｃ）上記の複数の放射器から放射された光信号を受信する受光器と、該受光器から受光した光信号をＧＰＳ受信機の受信帯域の周波数の電波信号に変換する手段、及び受信点の位置決めをするためのＧＰＳ受信機よりなる信号受信手段から構成され、
（ｄ）該電波信号を前記のＧＰＳ受信機で受信することにより受信点の位置決めすることを特徴とする、三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項３】
光信号を変調するＧＰＳ疑似信号は、基準受信点で受信されたＧＰＳ疑似信号の位相に基づいて変調信号タイミングが制御されることを特徴とする、請求項１若しくは２に記載の三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項４】
各放射器から放射される光信号を変調するＧＰＳ疑似信号の位相が、基準受信点において同一タイミングで受信されるように制御されることを特徴とする、請求項１若しくは２に記載の三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項５】
屋内及び屋外における位置決めシステムであって、
屋外において、各部屋に配置された光放射器の位置に関する情報を用いて各部屋に設定された光放射器の位置を決定し、屋内における前記放射器から光信号を変調するのに使用する識別コードとして、ＧＰＳ衛星からの信号で使用される識別コードと異なるものを使用することにより、屋内における位置決め方法と屋外における位置決め方法を切り替え可能としたことを特徴とする、請求項１若しくは２に記載の三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項６】
受光した光信号を電気信号に変換し、該電気信号をアンテナから中間周波数増幅回路までのいずれかの部位に導入することを特徴とする、請求項１に記載の三次元空間光電波位置決めシステム。
【請求項７】
受光した光信号をＧＰＳ受信機の受信帯域の周波数を有する電波信号に変換し、該電波信号をアンテナに導入することを特徴とする、請求項２に記載の三次元空間光電波位置決めシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ用の人工衛星を見通せない所でも、ユーザ受信点の正確な位置を検出することが可能な、光信号を用いた空間位置決めシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上で位置を正確にしかも容易に知ることができることから、ＧＰＳ（global positioning system）は、自動車等によく利用されている。このシステムは、複数の人工衛星に積載された正確な時計の時刻データを載せたマイクロ波信号をもとに、位置を導出するものである。そのため、人工衛星からのマイクロ波の届かない所では利用できない。
【０００３】
また、ＧＰＳ衛星から出力される信号を擬似的に地上で発生させる擬似衛星（Pseudolite）と呼ばれるシステムがある。このシステムでは、複数の擬似ＧＰＳ信号送信局を、例えば作業室内に設け、それを基準として室内の位置決めを行うものである。このシステムの信号形態は、ＧＰＳと同様であり、ＧＰＳ受信機を用いて測定できる利点がある。
【０００４】
図１は、この擬似衛星システムを示す模式図である。図１に示す様に、部屋の４隅に置いたアンテナから擬似ＧＰＳ信号を出力する。この信号は、信号中に記載された擬似ＧＰＳ衛星位置から送信アンテナ位相中心までの信号位相に矛盾の無いように処理されたものであり、あたかも部屋の壁が無く室外で衛星の受信をしている様な擬似空間を作り上げている。
【０００５】
しかし、この方式では、信号はマイクロ波であり、室内のマルチパス、回折の影響が避けられないため、位置誤差を発生し易い。これらの誤差を抑制するには、送信アンテナを大きくするとよいことが知られている。特にマルチパスを減らす為には、指向性の高いアンテナが必要になる。しかし、指向性を高くすると部屋の一部、例えば中心部のみの位置決めしかできなくなる、などの問題がある。また、人体に対するマイクロ波の影響も懸念される。このため、このシステムは、主に屋外の露天掘り鉱山、山間部等での位置決めに使用されている。
【０００６】
そこで、電波反射物で囲まれた領域内でマルチパスの影響を軽減し、かつ適切な覆域を確保できるようにしたシュードライトを利用したＧＰＳ測位システムが特許文献１に開示されている。このシステムは、トンネル壁面等の電波反射物に囲まれた領域に、複数のシュードライト送信アンテナを対向配置し、前記シュードライト送信アンテナの送信電力が、それぞれの対向する電波反射物の近傍でＧＰＳ受信機が距離を計測できる最小の受信電力となるように設定するものである。しかし、このシステムでは、ＧＰＳ受信機の性能に応じてシュードライト送信アンテナの送信電力を調整する必要があるので、あるＧＰＳ受信機では正確に位置決めすることができても、他のＧＰＳ受信機では室内のマルチパス、回折の影響により正確な位置決めができない場合がある。また、このシステムは、マイクロ波を利用したものであるから、上記のマイクロ波の影響を根本的に解決したものではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１８０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の様に、擬似衛星システムによる従来の位置決めでは、室内のマルチパス、回折の影響が避けられないため、位置誤差を発生し易い。これらの誤差を抑制するために指向性の高いアンテナを用いると部屋の中心部のみの位置決めに限られるなどの問題がある。また、人体に対するマイクロ波の影響も懸念される。
【０００９】
上記発明は上記に鑑み提案されたもので、ＧＰＳ用の人工衛星の見通せない、ビルの谷間や室内等においても、ユーザ受信点の正確な位置を検出することが可能な、建物外では通常のＧＰＳ受信機として使用され、建物内では光ＧＰＳ受信機として使用することができる、空間位置決めシステムを提案することを目的とする。ここで、上述の「光ＧＰＳ受信機」とは、ＧＰＳ疑似信号で変調された光信号により、屋内におけるユーザ受信点の正確な位置を検出するために使用されるＧＰＳ受信機をいう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、指向性が高く、送信器や受信器を小型の構成とすることができることから光信号を用いる。また、光信号の送信には、放射器を用いる。この放射器は、レーザーダイオードや発光ダイオード、あるいは、光回路の出力部に設けられた光拡散のレンズや反射器などである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＧＰＳ疑似信号で変調された光信号を電気信号に変換し、ユーザのＧＰＳ受信機に直接導入することで、屋内において、本装置を用いた光変調信号による位置決めが行われ、屋外では通常の電波のＧＰＳ信号による位置決めが行われる。このように、屋外、屋内を通じたシームレスな位置決めが可能である。
本発明を用いることにより、従来のマイクロ波を用いたシステムを用いた場合に比べ、マルチパス、回折の影響が少なく、放射器の位相原点も点源とみなすことが可能であり、高精度測位が望める。光信号を用いることで広帯域データ通信も容易に行える。また、空間の３次元地図情報を載せた情報通信を同時に行えば、複雑な形状の室内、例えば、地下街においても、ユーザの３次元位置を同定することができる。また、使用する光源は非常に微弱であるが、更にアイセーフ光を用いれば、マイクロ波で問題になる可能性のある人体への影響等の心配も解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
各放射器からは、ＧＰＳ疑似信号で変調された光信号が放射される。この光信号は、空間を伝搬して、ユーザ受信点に設けられた受光器で受信される。ここで、複数の放射器にそれぞれ異なった変調波形を割り当てておく。この変調波形は、識別コードを基に擬似雑音信号（ＰＲＮ: Pseudo Random Noise）として発生される。各ＰＲＮには、直交した信号が選ばれる（例えばM系列、ゴールドコード等）。変調された光信号を放射する場合において、必要に応じ、光パルスを随伴することもできる。変調された光信号が、各放射器から一斉に放射される場合には、受信側で相関器を用いて該信号を分離する。あるいは、変調された光信号を分離する相関器を用いない場合、光信号が順次放射されるように制御する。但し、この場合も、他の相関器を用いることによって、放射器の特定、或いは遅延時間の計測等をすることができるのは、当然のことである。
【００１３】
この放射は、放射する光信号を各光信号放射器で用意して放射器で放射するもの、あるいは、基準受信点から放射器に対して電気信号あるいは電波で放射を促す信号を送り、放射器で光信号を用意するもので実現できる。各放射器は、天井や部屋の隅等に相互に離間した地点に配置される。
【００１４】
ユーザ受信点では、各放射器の変調コードを基に受信信号を光・電気変換後、ＧＰＳ受信機により逆拡散もしくは相関処理により分離し遅延測定を行う。
【００１５】
更に高精度を必要とする場合、これらの光変調信号位相は、基準受信点で受信された位相を基に変調信号タイミングが制御され、例えば信号位相が０になるように制御される。そして、基準受信点の受信部及びユーザ側の受信部において、基準受信点で受信した信号とユーザ受信点で受信した信号との相関をとり、ユーザ受信点と放射器との伝搬にかかる時間以外のオフセット時間を差し引いて、ユーザ受信点と放射器との距離を求める。さらに、複数の放射器の位置情報と、前記のように求めた距離情報とにより、ユーザ受信点の位置を検出するものである。
【００１６】
ここで、放射器から放射する光信号として、放射器ごとに異なる信号を用いるのは、受信した信号から変調信号を得て、上記した通り、位置の検出に用いるためである。放射器の数は最低限３個あれば良いが、より正確な位置を知るためには、さらに多くの放射器とその位置情報を用いる事が望ましい。
【００１７】
本発明の空間位置決めシステムでは、従来のマイクロ波を用いたシステムに比べマルチパス、回折の影響が少なく、放射器の位相原点も点源とみなすことが可能であり、高精度測位が望める。光信号に空間の３次元地図を載せた通信を同時に行えば、ユーザの３次元位置を屋内においても同定できる。或いは、屋内の構造物の配置等の付加情報を載せることにより、屋内における詳細な位置決めをすることができる。
【００１８】
請求項１及び２に記載の発明は、基本的な構成に関するものであり、まず、放射器ごとに異なるＧＰＳ疑似信号で変調された光信号を放射する放射器を用いる。該光信号は、通常は、ＰＲＮ信号であるが、繰返し信号でも動作する。また、このような放射器が複数あり、それらは、それぞれ離間した地点に配置されている。
【００１９】
本発明では、指向性が高く、送信器や受信器を小型の構成とすることができることから光信号を用いる。また、光信号の送信には、放射器を用いる。この放射器は、レーザーダイオードや発光ダイオード、あるいは、光回路の出力部に設けられた光拡散のレンズや反射器などである。
【００２０】
各放射器からは、ＧＰＳ疑似信号で変調された光信号が放射される。該光信号は、空間を伝搬して、ユーザー受信点に設けられた受光器で受信される。ここで、複数の放射器にそれぞれ異なった変調波形を割り当てておく。この変調波形は、識別コードを基に擬似雑音信号（ＰＲＮ: Pseudo Random Noise）として発生される。各ＰＲＮは、直交した信号が選ばれる（例えばM系列、ゴールドコード等）。この光信号を放射するが、必要に応じて光パルスを随伴するようにしても良い。この際、放射器から一斉に光信号を放射する場合には、受信側で相関器を用いて信号を分離する。あるいはまた、分離するための相関器を用いない様にするためには、光信号は、順次放射されるようにする。但し、この場合も、相関器を用いることによって、放射器を特定することや、遅延時間を計測することを行なうことが出来るのは、当然のことである。
【００２１】
一方、その放射器からの光信号を受信するのは、主にユーザ側に設けられた受光器である。受信した複数の放射器からの光信号と、受信器内でそれぞれの放射器に割り当てられたコードを基に発生したＰＲＮ信号との相関をとることにより、信号の分離を行う。このような相関器を用いて、それぞれの放射器からの信号を分離すると同時に、それらの信号間の時間差を導くことができる。この時間差は、各放射器と受信点位置の直線距離差に比例している。この相関の計算は、ハードウエア、デジタル計算機によってもよいし、アナログ計算機によってもよい。この時間差を距離の差に換算することは、（距離＝光速×時間）の関係より容易である。このように、得られた距離の差と、放射器の位置とから、そのユーザ受信点の位置を算出することは、従来のＧＰＳに習って容易にできる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明では、上記の受光器から受光した光信号を電気信号に変換する手段の代わりに、ＧＰＳ受信機の受信帯域の周波数の電波信号に変換する手段を有するものであり、既存のＧＰＳ受信機の回路を新たに設計変更或いは改造することなくそのまま使用できる。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明は、上記した請求項１若しくは２に記載の発明で、特に、光信号を変調するＧＰＳ疑似信号の変調信号タイミングが、基準受信点で受信された光信号の位相に基づいて制御されることを特徴としている。更に、請求項４に記載の発明では、各放射器から放射される光信号の位相が、基準受信点において同一タイミングで受信されるように制御されることで、高精度にユーザ受信点を位置決めすることができる。
【００２４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、特に、受光した光信号を変換することにより得られた電気信号をアンテナから中間周波信号増幅回路までのいずれかの部位に導入することにより、電波反射物で囲まれた領域内においても、高精度にユーザ受信点を位置決めすることができる。
或いは、ＧＰＳ受信機の受信帯域の周波数の電波信号に変換する手段を使用した場合、請求項６に記載の発明のように該電波信号をアンテナに導入すれば、既存のＧＰＳ受信機の回路を新たに設計変更或いは改造することなくそのまま使用できる。
【実施例】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。先ず第１の実施形態を図２と図３を用いて説明する。以下の説明においては、同様の装置あるいは同様の機能を有する装置については、特別に区別する必要のない場合には、同じ符号を用いるものとする。
【００２６】
図２は、第１の実施の形態を示す模式図である。図２の空間位置決めシステムにおいて、部屋等の空間の隅に置かれた複数の各放射器２から、変調された光信号がユーザ受信点に送られる。この光信号は、それぞれ異なったコード（識別コード）で発生された擬似信号（ＰＲＮ）で変調されており、それぞれの放射器に光ファイバ４で送られる。尚、ユーザ受信点が、部屋等から外部に出たときは、通常の電波のＧＰＳ信号による位置決めが行われる。このように、屋外、屋内を通じたシームレスな位置決めが可能である。
【００２７】
ここで、屋内における位置決め方法と、屋外における位置決め方法はそれぞれ異なるので、屋外、屋内を通じたシームレスな位置決めを実現するためには、ユーザ受信器が屋内と屋外を出入りする際において、それぞれの位置決め方法による位置決めの整合性を図る必要がある。そのような位置決めの整合性を図る方法として、次の方法を挙げることができる。まず、屋外側から、通常のＧＰＳ信号による位置決めを行い、屋内と屋外の境界（例えば、各ビルの外壁隅等）の位置を測定する。次いで、該位置より、各部屋に配置された光放射器の位置に関する情報（建物の設計図面等も含む）を用いて、各部屋に設定された光放射器の位置を決定し、屋内の光放射器情報を作り出すことにより、屋外と屋内を通じて位置決めのシームレス化を図ることができる。
【００２８】
また、上記したように、ユーザ受信器に位置情報を与える信号は、屋外と屋内とではそれぞれ異なるが、光信号を変調するのに使用する識別コードとして、通常のＧＰＳ信号で使用される識別コードと異なるものを使用すれば、ユーザ受信器の位置が屋外にあるか屋内にあるかを問わず、位置情報を得るための受信すべき信号を切り替える必要がなく、両方の信号を同時に受信しても性能に悪影響を与えることはない。実際のＧＰＳ衛星からの信号には、初期状態を補足するための情報が載せられているが、屋内の光放射器に関する情報は含まれていないので、ユーザ受信器側は、屋外においては、光放射器から放射される光信号を受信できないものと認識する。やがて屋外から屋内へと、ユーザ受信器が進入してくると、ＧＰＳ衛星からの信号が途絶え、ユーザ受信器は、一瞬測位不能状態になった後、再サーチモードが自動的に行われる。その際、屋内において、光放射器から放射される光信号は十分強いので、該光信号に基づく位置決めが自動的に行われる。
【００２９】
図３に光信号の例(ＲＺパルス変調)を示す。なお本方式は、光信号の変調方式に関係しないため、強度変調、位相変調、周波数変調、偏波変調、あるいは符号化を伴った変調でも用いることができる。光ファイバの配線は、床面に沿う必然性がなく、天井に配線する方が望ましい場合もある。光ファイバにより導かれた光信号は、光ファイバの先端につけられたレンズによりビームの拡散方向の立体角が広げられる。レンズが使えない場合は、球面の反射鏡でもよい。ここで放射器は、少なくとも３個必用である。しかし、光信号を受けるユーザ受信器が物陰に入るなどして、一部の光信号を受けられなくなる場合があるので、状況に応じて、放射器はさらに多数あるほうが望ましい場合もある。
【００３０】
図４は、高精度を必要とする場合における、第２の実施の形態を示す模式図である。図４の空間位置決めシステムでは、部屋の中心に基準受信器１が配置されており、その受光点が真の基準受信点１０である。各放射器から放射される光信号を変調する電気信号の変調信号タイミングは、基準受信点で受信された光信号の位相に基づいて制御される。また、基準受信点からは、疑似ＧＰＳ信号発生部へ電気信号あるいは電波で放射を促す信号を送り、該疑似ＧＰＳ信号発生部で光信号を用意するものである。尚、ユーザ受信点では、各放射器の変調コードを基に受信信号を光・電気変換後、ＧＰＳ受信機により逆拡散もしくは相関処理により分離し遅延測定を行う。尚、図４の実施形態においても、屋外、屋内を通じたシームレスな位置決めが可能である。
【００３１】
高精度を必要とする場合における本発明の他の実施形態として、基準受信部と信号源が同一筐体に設置された形態を図５に示す。図５の空間位置決めシステムでは、各放射器から放射される光信号は、それぞれ異なったコード（識別コード）で発生される擬似信号（ＰＲＮ）で変調されたものであり、基準受信部にある信号源からそれぞれの放射器に光ファイバ４で送られる。但し、各放射器から放射される光信号の光変調信号位相は、基準受信点で受信された位相を基に変調信号タイミングが制御され、例えば信号位相が０になるように制御される。このように、各放射器から放射される光信号の位相が、基準受信点において同一タイミングで受信されるように制御されることで、高精度にユーザ受信点を位置決めすることができる。尚、図５の実施形態においても、屋外、屋内を通じたシームレスな位置決めが可能である。
【００３２】
図６は、図５に示した本発明に使用される基準受信部と信号源の構成を表すものであり、基準受信部と光信号変調検出部の入った信号源と、各光放射器とを示す。これらの装置は、個々に独立してあるのでなく、基準受信部１へは、光放射器の識別コードが渡され、光電気変換処理により各放射器からの信号分離と同時に光の空間伝搬以外の遅延量（位相差も含む）の測定が行われ、この遅延量は信号源に戻される。この遅延量を測定値から取り除くには、次の2つの方法がある。
（１）  信号源の遅延や移相器での遅延等を補正することによって基準受信点（基準受信部受信点）での各放射器の遅延時間差を解消して放射される信号の位相を揃える、もしくは、
（２）  上記の遅延量を、基準受信部から信号源へ遅延データとして渡し、このデータも光信号として放射する。
【００３３】
これら、いずれの方法でも信号源の遅延や移相器での遅延等を補正でき、基準受信点を測位原点と定義することが可能となる。ただし、ユーザ受信点の3次元位置を出すためには、それぞれの放射器位置を基に基準点位置を、図面等で測定するか、一度基準受信点で各放射器局内遅延を測定後、各放射器位置までずらし相対遅延量を求める必要がある。
【００３４】
光変調された信号位相は、空間中央に置かれた基準受信点１０（測位原点）で受信された位相を基に変調信号タイミングを調整する。例えば、上記の（１）の場合は、基準受信点で受信される各放射器からの変調信号の信号位相がゼロ、つまり同一タイミングになる様に制御する。この基準受信点、及び信号を受信するユーザ受信点５では、各放射器の変調コードを基に受信信号を相関により分離し遅延測定を行う。相関器の一例を図７に示す。図７のY-dataに各放射器から受信された信号が入る。この信号は、クロック毎に１ビットづつシフトする。また、X-dataには、各放射器に割り当てられたコードを基に各放射器での放射信号（通常は、ＰＲＮ）を受信器内部で発生し入力する。このX-data信号用にはシフトレジスタはなく、Yのシフトレジスタによる時間ずらしデータとX-dataの相関をとるものである。この時、コードが異なるとＰＲＮ信号が異なり、それぞれが直交関係にあることから、違ったコード間では、相関がない。この様に、各放射器の信号の分離ができる。相関は、積分時間での全ビットで規格化し、”1”から”-1”の間の値で表すことができる。このとき、相関が無ければ”0”である。ここで、受信信号に振幅の減衰が無い場合で、例えばシフトレジスタの４番目の位置（ラグ３と称す）で、XとYで位相差が０度の時”1”、180度の位相差がある場合”-1”となる。信号帯域とサンプリング周波数がナイキストの定理を満たす時、４番目のラグ以外での相関値は”0”であり、信号の位相差がこれ以外の場合、相関の振幅は、ラグ４のビット以外にも漏れ込むことが起る。この漏れこみ量から逆に信号位相差を測定することができる。相関器で得られた時間軸の相関データをＦＦＴ（高速フーリエ変換）で周波数軸に変換し、その実数部の値（Real）と虚数部の値（Imag）とを用いて、ATAN(Imag/Real)で位相を計算する。また、遅延量は、どのラグに相関が出るかによって測定することができる。この遅延量に上記の位相差分を加えたものが正確な遅延量となる。また、実際に図の相関を行う場合には、遅延”0”で得られる相関の位置をラグ”0”にしない方が望ましい。これは、ラグ”0”の位置では位相差があった場合、ラグ”-1”の位置にも相関が漏れこみ、正しい位相測定ができないためで、このため通常は、僅かにオフセットを持たせた位置で相関が得られる様にすることが望ましい。
【００３５】
ユーザ受信点に搭載された受信システムは、図８に示す構成の受信システムである。ユーザ受信点のＧＰＳ受信機内部に相関器があり、該相関器は、信号源から各放射器の識別コードを入手している。まず、光受信器２１で受光された光信号は、光復調器２２によって電気信号或いは電波信号に変換される。光信号を放射した放射器がどれであるかは、ユーザ受信点のＧＰＳ受信機内部にあるコード記憶部からの識別コードを基にコード発生部で発生されるＰＲＮ信号と相関器で相関をとることで分離される。
【００３６】
識別コードから作られたＰＲＮ信号と受信した該ＰＲＮとの差は、基準受信点で位相が揃えられている場合（遅延・移相器を使用した場合）、基準受信点との位置の差に相当する遅延量となり、これは、ユーザ受信点のＧＰＳ受信機内部にある遅延検出部で検出される。この値と放射器位置と基準受信点を基に、ユーザ受信点の位置を算出する。
【００３７】
基準受信点で位相が揃えられていない場合（遅延・移相器を使用しない場合）、各放射器固有の量として、光信号に載せた通信を行うことにより、ユーザ受信点の位置を特定するためのデータとして、ユーザ受信点のＧＰＳ受信機内部にあるデータ受信部に知らされる。ここで言う各放射器固有の量とは、装置内部の遅延時間と光ファイバでの伝搬遅延時間と放射器での遅延時間と放射器から光検出器などでの伝播遅延時間等の遅延時間の和に相当する時間遅れのことであり、この量を補正することで基準受信点との位置の差に相当する遅延量が求められ、この遅延量と放射器位置と基準受信点を基にユーザ受信点のＧＰＳ受信機内部にある位置算出部でユーザ受信点の位置ベクトルを求める。
【００３８】
また、ユーザ受信点では、与えられたコード（識別コード）で発生されるＰＲＮ（擬似雑音信号）を内部で作成し、各放射器からの受信信号位相差を計測する。ユーザ受信点内部で発生されるＰＲＮ信号タイミングは、本装置の放射するＰＲＮタイミングとは無関係であるが、二重差（ある放射器ＰＲＮ信号とユーザ受信点内部ＰＲＮ信号タイミング差）と（別の放射器ＰＲＮ信号とユーザ受信点内部ＰＲＮ信号タイミング差）との差には、ユーザ受信点固有のタイミング量は入り込まない。この位相差を基にユーザ受信点の位置を計算することができる。つまり、測定量の二重差を用いることでユーザ受信点側のＧＰＳ受信機に要求される性能は極めて軽減される。
【００３９】
上記の形態では、放射器からの光信号の放射は、一度に複数の放射器からの光信号であり、これを受信するものであったが、順次光信号を放射して受信することを行なう構成にしても、位置を認識することは可能である。このような構成では、信号の識別をする必要が無く、相関器を用いず、より簡便なタイミング測定（タイムインターバル測定）でも位置の検出を行なうことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来例の擬似衛星システムを示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態（実施例１）を示す模式図である。
【図３】放射器から放射される光信号の例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態（実施例２）を示す模式図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態（実施例３）を示す模式図である。
【図６】信号源と基準受信部とを示す図である。
【図７】相関器の一例を示す図である。
【図８】ユーザ受信点に搭載された受信システムを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    基準受信部
２    放射器
３    信号源
４    光ファイバ
５    ユーザ受信点
５’  ユーザ受信点
１０  基準受信点
１１  光検出器
１２  光電気変換器（若しくは相関器）
１３  ＧＰＳ受信機
１４  遅延、位相器等
１５  光源および変調器
１８  光源
１９  光変調器
２０  ＧＰＳ疑似信号発生部
２１  光受信器
２２  光復調器
２３  ＧＰＳ受信機
【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】
2005077172.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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