(57)【要約】【課題】  特定者間で通信チャンネルを占有させることなく、ＧＰＳによる測位時間を短縮する。【解決手段】  初期位置取得部Ｂ２は、地上波デジタル放送に基づいてその放送局の位置を特定し、その放送局の位置を測位部Ｂ１における測位時の初期位置として設定し、測位部Ｂ１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在地を測位する。【選択図】          図１
2005207941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星からの電波を受信して現在地を測位する測位手段と、
公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得する通信手段と、
前記取得手段により取得された情報に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定する初期位置設定手段とを備えることを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記初期位置設定手段は、
前記通信手段により取得された情報を記憶する第１記憶部と、
前記測位手段により測位された測位結果を記憶する第２記憶部と、
前回の測位時に前記通信手段により取得された情報と、今回の測位時に前記通信手段により取得された情報とを比較する比較手段と、
前記比較結果に基づいて、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定する推定手段とを備え、
今回の測位位置と前回の測位位置との距離が所定範囲内の場合、今回の測位に用いられる初期位置として前回の測位結果を用いることを特徴とする請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
前記推定手段は、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定する際に、受信可能な放送局のＩＤの種類、受信可能な放送局の数、受信された電波の電界強度または受信周波数のいずれか少なくとも１個を用いることを特徴とする請求項２記載の測位装置。
【請求項４】
前記公衆通信は、アナログラジオ放送、デジタルラジオ放送、アナログテレビ放送、デジタルテレビ放送あるいは道路交通情報通信であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の測位装置。
【請求項５】
前記デジタルテレビ放送は地上波デジタル放送であることを特徴とする請求項４記載の測位装置。
【請求項６】
前記公衆通信の発信位置を特定するための情報は、放送局の放送周波数または放送局のＩＤ情報であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の測位装置。
【請求項７】
放送局の放送周波数または放送局のＩＤ情報と、その放送局またはその放送局の中継基地の位置情報とを対応させた対応テーブルを備えることを特徴とする請求項６記載の測位装置。
【請求項８】
前記初期位置設定手段は、前記対応テーブルの参照結果に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定することを特徴とする請求項７記載の測位装置。
【請求項９】
衛星からの電波を受信して現在地を測位する測位手段と、
公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得する通信手段と、
前記取得手段により取得された情報に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定する初期位置設定手段と、
前記測位手段による測位結果を提示する提示手段とを備えることを特徴とする移動端末。
【請求項１０】
公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得するステップと、
前記取得された情報に基づいて初期位置を設定するステップと、
前記設定された初期位置を用いることにより、衛星からの電波を受信して現在地を測位するステップとを備えることを特徴とする測位方法。
【請求項１１】
公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得するステップと、
前記取得された情報に基づいて初期位置を設定するステップと、
前記設定された初期位置を用いることにより、衛星からの電波を受信して現在地を測位するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする測位プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測位装置、移動端末、測位方法および測位プログラムに関し、特に、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、地表位置確定システムとして、非特許文献１に開示されているように、アメリカ合衆国政府により運用されている“ＮＡＶＳＴＡＲ”と呼ばれるＧＰＳがある。このＧＰＳは、地表または地表付近の受信者に高度に正確な三次元位置情報が与えられるように計画された人口衛星を発信源とする無線ナビゲーションシステムである。
【０００３】
また、旧ソビエト社会主義共和国連邦政府は、“ＧＬＯＮＡＳＳ”として知られるＧＰＳを運用している。さらに、欧州は、“ＧＡＲＩＬＥＯ” として知られるシステムを開発中である。そして、近年、このようなＧＰＳ受信装置を車のナビゲーションシステムとして利用することが行われている。
【０００４】
また、例えば、特許文献１には、人間の歩行時に移動方向や移動距離を求めることができるようにするため、ＧＰＳ受信装置を小型化して携帯できるようにする方法が開示されている。
【０００５】
また、例えば、特許文献２には、ＧＰＳを利用して測位を行う時の初期位置として、ＰＨＳで通信した際に得られる基地局の位置情報を用いることにより、測位時間を短縮する方法が開示されている。
【０００６】
また、例えば、特許文献３には、ＧＰＳを利用して測位を行う時の初期位置として、移動体通信網における基地局の電界強度マップを用いることにより、測位時間を短縮する方法が開示されている。
【非特許文献１】Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ，Ｂｒａｄｆｏｒｄ  Ｗ．Ｇｉｌｂｅｒｔ，Ｓｔｅｐｈｅｎ  Ｗ．“ＮＡＶＳＴＡＲ：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｔｅｎ  Ｙｅａｒｓ  Ｌａｔｅｒ”Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，Ｖｏｌ．７１，Ｎｏ．１０
【特許文献１】特開平６−１１８１５６号公報
【特許文献２】特開平２００１−１３３５３５号公報
【特許文献３】特開平２００１−２３５３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＧＰＳによる測位時間を短縮するために、移動体通信網における基地局の位置情報を初期位置として用いる方法では、基地局と通信を行なって位置情報を受信するか、基地局の位置情報をＧＰＳ受信機に記憶する必要がある。ここで、基地局の位置情報を取得するために、基地局と通信を行なう方法では、通信費用が発生し、利用者の負担が増加するという問題があった。また、基地局の位置情報をＧＰＳ受信機に記憶する方法では、基地局が数キロごとに存在すると、多数の基地局の位置情報を記憶する必要があり、膨大なメモリ容量が必要になるという問題があった。
【０００８】
さらに、移動体通信網における基地局の位置情報を初期位置として用いる方法では、測位時の初期位置として前回の測位位置をそのまま使用できる場合においても、基地局との通信を改めて行ってから基地局の位置情報を確認し、その基地局の位置情報を測位時の初期位置として使用する必要があり、無駄な通信が発生するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、特定者間で通信チャンネルを占有させることなく、ＧＰＳによる測位時間を短縮することが可能な測位装置、移動端末、測位方法および測位プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る測位装置によれば、衛星からの電波を受信して現在地を測位する測位手段と、公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得する通信手段と、前記取得手段により取得された情報に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定する初期位置設定手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
これにより、受信者を特定することなく受信可能な電波を用いることにより、自分の現在地を絞り込むことができ、特定者間で通信チャンネルを占有させることなく、測位に用いられる初期位置を自分の現在地に近づけることができる。このため、測位に用いられる初期位置を取得するために、移動体通信網における多数の基地局の位置情報を記憶する必要がなくなるとともに、受信者に占有チャンネルを割り当てる必要がなくなり、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することができる。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記初期位置設定手段は、前記通信手段により取得された情報を記憶する第１記憶部と、前記測位手段により測位された測位結果を記憶する第２記憶部と、前回の測位時に前記通信手段により取得された情報と、今回の測位時に前記通信手段により取得された情報とを比較する比較手段と、前記比較結果に基づいて、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定する推定手段とを備え、今回の測位位置と前回の測位位置との距離が所定範囲内の場合、今回の測位に用いられる初期位置として前回の測位結果を用いることを特徴とする。
【００１３】
これにより、受信者を特定することなく受信可能な電波を用いることにより、今回の測位位置が前回の測位位置からどの程度離れているかを推定することが可能となるとともに、今回の測位位置が前回の測位位置から離れていない場合、今回の測位に用いられる初期位置として前回の測位結果を用いることができる。このため、移動体通信網における基地局の位置情報を取得することなく、今回の測位に用いられる初期位置を自分の現在地に近づけることができ、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記推定手段は、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定する際に、受信可能な放送局のＩＤの種類、受信可能な放送局の数、受信された電波の電界強度または受信周波数のいずれか少なくとも１個を用いることを特徴とする。
【００１５】
これにより、受信者を特定することなく受信可能な電波を用いることにより、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記公衆通信は、アナログラジオ放送、デジタルラジオ放送、アナログテレビ放送、デジタルテレビ放送あるいは道路交通情報通信であることを特徴とする。
【００１７】
これにより、公衆通信に基づいて発信された電波を受信することにより、その発信位置を数百ｋｍ程度の精度で特定することができ、自分の現在地を数百ｋｍ程度の精度で絞り込むことができる。このため、衛星から送信されるＺカウントを受信することなく、衛星と受信機との間の距離を精度よく求めることが可能となり、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記デジタルテレビ放送は地上波デジタル放送であることを特徴とする。
【００１９】
これにより、クリフ効果を利用して放送中継局より１５０ｋｍを超えるエリアでは電波の受信を困難にすることができ、自分の現在地を１５０ｋｍ程度の精度で絞り込むことができる。このため、測位に用いられる初期位置と自分の現在地との距離を３００ｋｍ程度以下に抑えることが可能となり、衛星から送信されるＺカウントを受信することなく、衛星と受信機との間の距離を精度よく求めることが可能となる。この結果、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することが可能となるとともに、Ｚカウントが受信できない場合においても、測位精度を向上させることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記公衆通信の発信位置を特定するための情報は、放送局の放送周波数または放送局のＩＤ情報であることを特徴とする。
【００２１】
これにより、公衆通信にて送信される電波を受信することにより、公衆通信の発信位置を容易に特定することが可能となり、受信者に占有チャンネルを割り当てることなく、自分の現在地を絞り込むことができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、放送局の放送周波数または放送局のＩＤ情報と、その放送局またはその放送局の中継基地の位置情報とを対応させた対応テーブルを備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、公衆通信にて送信される電波に放送局の位置情報を直接乗せることなく、公衆通信の発信位置を容易に特定することが可能となり、自分の現在地の近くに初期位置を設定することができる。
【００２４】
また、本発明の一態様に係る測位装置によれば、前記初期位置設定手段は、前記対応テーブルの参照結果に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定することを特徴とする。
【００２５】
これにより、公衆通信を介して放送局の位置情報が直接得られない場合においても、放送局の位置を特定することが可能となり、自分の現在地を容易に絞り込むことができる。
【００２６】
また、本発明の一態様に係る移動端末によれば、衛星からの電波を受信して現在地を測位する測位手段と、公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得する通信手段と、前記取得手段により取得された情報に基づいて前記測位に用いられる初期位置を設定する初期位置設定手段と、前記測位手段による測位結果を提示する提示手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
これにより、特定者間で通信チャンネルを占有させることなく、自分の現在地の近くに初期位置を設定することができ、コストの負担を抑制しつつ、測位結果を迅速に提示することができる。
【００２８】
また、本発明の一態様に係る測位方法によれば、公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得するステップと、前記取得された情報に基づいて初期位置を設定するステップと、前記設定された初期位置を用いることにより、衛星からの電波を受信して現在地を測位するステップとを備えることを特徴とする。
【００２９】
これにより、受信者を特定することなく受信可能な電波を用いることにより、自分の現在地の近くに初期位置を設定することができ、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することができる。
【００３０】
また、本発明の一態様に係る測位プログラムによれば、公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得するステップと、前記取得された情報に基づいて初期位置を設定するステップと、前記設定された初期位置を用いることにより、衛星からの電波を受信して現在地を測位するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３１】
これにより、測位プログラムをコンピュータに実行させることで、自分の現在地の近くに初期位置を設定することができ、コストの負担を抑制しつつ、測位時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態に係る測位装置および測位方法について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係る測位装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１において、測位装置には、測位部Ｂ１および初期位置取得部Ｂ２が設けられている。ここで、測位部Ｂ１にはＧＰＳ受信機が設けられ、測位部Ｂ１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在地を測位することができる。また、初期位置取得部Ｂ２は、公衆通信に基づいてその発信位置を示す情報またはその発信位置を特定するための情報を取得し、測位部Ｂ１における測位時の初期位置として設定することができる。なお、公衆通信の発信位置を特定するための情報としては、例えば、放送局の放送周波数または放送局のＩＤ情報などを挙げることができる。
【００３５】
ここで、公衆通信とは、公衆によって直接受信されることを目的として無線通信が行われることを言い、公衆通信には、放送が含まれる。また、ここで言う公衆とは、不特定多数のもの言う。また、放送とは、公衆によって同一の内容の送信が同時に受信されることを目的として無線通信が行われることを言う。また、放送の例として、例えば、ＦＭ放送やＡＭ放送などのアナログラジオ放送、デジタルラジオ放送、アナログテレビ放送あるいはデジタルテレビ放送などを挙げることができる。ここで、デジタルテレビ放送には、地上波デジタル放送が含まれる。また、放送以外の公衆通信の例として、例えば、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）に代表されるように、各道路上に設けられたビーコンなどから発信される情報の受信などを挙げることができる。
【００３６】
なお、以下の説明では、測位に用いるＧＰＳとしてＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳ、公衆通信の具体例として地上波デジタル放送を例にとって説明する。
【００３７】
ここで、初期位置取得部Ｂ２には対応テーブル３９ａが設けられ、対応テーブル３９ａには、全国の地上波デジタル放送エリアにおける放送局ＩＤや放送周波数などの放送局情報と、放送局の位置情報との対応関係を登録することができる。
【００３８】
図２は、本発明の一実施形態に係る放送局情報と位置情報との対応関係が登録された対応テーブル３９ａの構成例を示す図である。
【００３９】
図２において、対応テーブル３９ａには、放送局情報として、放送局ＩＤおよび放送周波数が地域番号（地上波放送エリア番号）ごとに登録されている。また、各放送局ＩＤに対応して、放送局の位置情報が登録されている。ここで、放送局の位置情報には、例えば、放送局またはその放送局の中継基地の位置を示す経度、緯度および高度を含めることができる。
【００４０】
そして、ＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳでは、６つの分離した円形軌道内に４個のＧＰＳ衛星がそれぞれ存在し、合計２４個のＧＰＳ衛星が地球の周囲を周回している。これら２４個のＧＰＳ衛星のうち２１個のＧＰＳ衛星が稼動し、残り３個のＧＰＳ衛星は予備である。また、衛星軌道は極軌道または赤道軌道ではなく、互いに直交する傾斜面内にある。
【００４１】
各ＧＰＳ衛星はほぼ１２時間で地球を１回だけ周回する。また、地球は地軸を中心として２４時間で１回転する。このため、各ＧＰＳ衛星は、地球が１回転する間に正確に地球を２回だけ周回する。
【００４２】
任意の時刻における各ＧＰＳ衛星の位置は正確に知られており、各ＧＰＳ衛星の位置情報は絶えず地球に送信されている。ＧＰＳ時に対する宇宙空間のＧＰＳ衛星の位置を表す位置情報は、天体暦データ（アルマナック（軌道暦）およびエフェメリス（衛星暦））として知られている。
【００４３】
各ＧＰＳ衛星から送信されるナビゲーション信号には、アルマナックおよびエフェメリスを含む天体暦データの他に、その信号の精密な送信時刻が含まれている。ＧＰＳ受信機から各ＧＰＳ衛星までの距離は、各ナビゲーション信号内に含まれるこの送信時刻から決定することができる。すなわち、ナビゲーション信号の送信時刻と、ＧＰＳ受信機がナビゲーション信号を受信した受信時刻を用いることにより、ナビゲーション信号の伝播遅延時間を計算することができる。そして、ナビゲーション信号の伝播遅延時間にナビゲーション信号の伝播速度を乗じることにより、ナビゲーション信号を送信中のＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの擬似距離を求めることができる。
【００４４】
ここで、ＧＰＳ受信機の時計はＧＰＳ時に完全に同期されていないため、ナビゲーション信号の伝播遅延時間には一定のオフセット時間が含まれている。また、ナビゲーション信号が大気圏を通ることにより、信号伝播時間が遅延する。このため、擬似距離には、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの真の距離に、ＧＰＳ受信機のオフセット時間、ナビゲーション信号伝播遅延時間および各ＧＰＳ衛星に搭載された時計のＧＰＳ時からの誤差が含まれている。
【００４５】
ここで、地球の中心に対するＧＰＳ受信機の３次元的な位置（ｘ、ｙ、ｚ）は３つの未知数があるため、ＧＰＳ受信機の３次元的な位置を求めるためには、少なくとも３個のＧＰＳ衛星を捕捉する必要がある。そして、これら少なくとも３個のＧＰＳ衛星からの２つの情報（ＧＰＳ衛星の位置情報と擬似距離）を用いることにより、ＧＰＳ受信機の位置を三角測量法にて決定することができる。
【００４６】
この三角測量法を用いてＧＰＳ受信機の現在の位置を決定するには、３つのステップが必要である。第１に、地球の周囲を周回している２４個のＧＰＳ衛星の中から、ＧＰＳ受信機の視野内の少なくとも３個のＧＰＳ衛星の位置を決定しなければならない。第２に、ＧＰＳ受信機から各ＧＰＳ衛星までの距離を決定しなければならない。第３に、第１および第２のステップで得られた情報から、地球の中心に対するＧＰＳ受信機の位置を幾何学的に決定しなければならない。
【００４７】
ＧＰＳ受信機の位置の推定精度は、選択するＧＰＳ衛星の数および天空でのＧＰＳ衛星の幾何学的な配置によって左右される。より多くのＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機の位置計算に使用することで、地球の中心に対するＧＰＳ受信機の位置の推定精度を高めることができる。
【００４８】
しかし、上述したように、実際には、ＧＰＳ受信機の時計がＧＰＳ時に対して一定のオフセット時間を持っているため、そのオフセット時間がＧＰＳ受信機の位置以外に４番目の未知数となる。このため、ＧＰＳ受信機の位置を精度よく求めるためには、４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉する必要がある。
【００４９】
ＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳでは、ナビゲーション信号を送信するために、単一の搬送波周波数を使用する電磁信号が用いられている。しかし、各ＧＰＳ衛星は、異なる変調ゴールドコードを使用しているので、４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉した場合においても、各ＧＰＳ衛星から送信されるナビゲーション信号を区別することができる。また、搬送波周波数は、各ＧＰＳ衛星に独自の擬似乱数信号を使用して変調されている。従って、各ＧＰＳ衛星から送信されるナビゲーション信号を復調すれば、地球の周囲を周回しているＧＰＳ衛星を識別することができる。
【００５０】
さらに、ＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳでは、擬似乱数信号を使用して行う搬送波の変調に２つのモードが用意されている。
【００５１】
第１の変調モードでは、搬送波はＣ／Ａ信号によって変調され、粗／取得モードまたはＣ／Ａモードと呼ばれている。粗／取得モードまたはＣ／Ａモードは、標準位置確定サービスとしても知られている。
【００５２】
このＣ／Ａ信号は、１．０２３ＭＨｚのチップ周波数を有するゴールドコードシーケンスである。また、チップは、擬似乱数コードの１つの個々のパルスである。擬似乱数コードシーケンスのチップ周波数は、シーケンス内でチップが生成される周波数である。従って、チップ周波数は、コード繰り返し周波数をコード内のメンバーの数で徐したものに等しい。ＮＡＶＳＴＡＲ  ＧＰＳのＣ／Ａモードでは、各ゴールドコードシーケンス内に１０２３チップだけ存在し、シーケンスは１ミリ秒ごとに繰り返される。
【００５３】
一方、第２の変調モードは、精密モードまたは保護モードあるいはＰ（Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ）モードとも呼ばれている。このＰモードでは、擬似乱数コードは、１０．２３ＭＨｚのチップ周波数を有している。さらに、Ｐモードシーケンスは極めて長く、１回の繰り返しが２６７日以下になることはない。その結果、いかなるＧＰＳ受信機の地表位置も概ね１６メートルの精度（球形誤差範囲）以内で決定することができる。Ｐモードは、精密位置確定サービスとしても知られている。Ｐモードシーケンスは合衆国政府によって機密を保たれており、公共の利用には供されない。Ｐモードは合衆国政府が特別に許可したＧＰＳ受信機のみが使用することができる。
【００５４】
このため、Ｐモード変調されたデータは一般には使用できず、多くのＧＰＳユーザは、Ｃ／Ａ変調モードによって与えられるＧＰＳデータのみを用いることができる。
【００５５】
ＧＰＳ衛星の送信周波数には、１．５７５４２ＧＨｚのＬ１と１．２２７６０ＧＨｚのＬ２の２つがあり、一般的な測位には、Ｌ１が用いられる。Ｌ１は、ＧＰＳ衛星を識別するＣ／Ａコードと、ＧＰＳ衛星の軌道情報および時刻情報などの航法データとの合成波からなる擬似雑音符号でＰＳＫ（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）変調され、スペクトラム拡散されてＧＰＳ衛星から送信される。
【００５６】
そして、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号は、アンテナ１を介して受信される。そして、アンテナ１にて受信されたＧＰＳ信号はローノイズアンプ２に入力され、ローノイズアンプ２にて増幅される。そして、ローノイズアンプ２にて増幅されたＧＰＳ信号は、バンドパスフィルタ３に入力され、バンドパスフィルタ３にて所望の周波数が抽出された後、混合器４に出力される。
【００５７】
一方、基準発振器１６から出力される基準信号はＰＬＬ回路１７に入力され、基準発振器１６から出力された基準信号がＰＬＬ回路１７にて分周されて、一定の周波数を持つ周波数信号が生成される。なお、ＰＬＬ回路１７はＣＰＵ１４により制御され、ＰＬＬ回路１７における分周比などを制御することで、ＰＬＬ回路１７にて生成される周波数信号の周波数を変化させることができる。
【００５８】
そして、ＰＬＬ回路１７にて生成された周波数信号は混合器４に出力され、ＰＬＬ回路１７にて生成された周波数信号がバンドパスフィルタ３から出力されたＧＰＳ信号に混合されることで、所定の周波数（１．５ＧＨｚ帯）のＧＰＳ信号が第１中間周波数信号にダウンコンバート（周波数変換）される。
【００５９】
そして、混合器４から出力された第１中間周波数信号はオートゲインコントロールアンプ５に入力され、所定の振幅に増幅される。なお、オートゲインコントロールアンプ５はＣＰＵ１４により制御され、復調回路１０の状況に応じてオートゲインコントロールアンプ５の増幅率を調整することができる。そして、オートゲインコントロールアンプ５にて増幅された第１中間周波数信号はバンドパスフィルタ６に入力され、バンドパスフィルタ６にて所望の周波数が抽出された後、混合器７に出力される。
【００６０】
そして、ＰＬＬ回路１７にて生成された周波数信号が混合器７に出力され、ＰＬＬ回路１７にて生成された周波数信号がバンドパスフィルタ６から出力された第１中間周波数信号に混合されることで、第１中間周波数信号が第２中間周波数信号にダウンコンバートされる。なお、ＰＬＬ回路１７は、混合器４に出力した基準信号よりも周波数の低い基準信号を混合器７に出力することができる。
【００６１】
そして、混合器７から出力された第２中間周波数信号はローパスフィルタ８に入力され、ローパスフィルタ８にて高周波成分が除去された後、Ａ／Ｄコンバータ９に出力される。そして、ローパスフィルタ８から出力された第２中間周波数信号がＡ／Ｄコンバータ９にてデジタル化された後、復調回路１０に出力される。そして、復調回路１０は、第２中間周波数信号が入力されると、ＣＰＵ１４からの制御に基づいて、ＧＰＳ信号の復調処理を行うことができる。
【００６２】
この復調回路１０では、デジタル化された第２中間周波数信号にＰＮ符号（擬似ランダム符号）を乗算して、スペクトラム逆拡散処理を行うとともに、このスペクトラム逆拡散処理された信号をＢＰＳＫ復調して、ＧＰＳ信号の復調処理を行うことにより、ＧＰＳ衛星から送信されたアルマナックデータ、エフェメリスデータおよびＧＰＳタイムデータなどを得ることができる。
【００６３】
ここで、スペクトラム逆拡散処理に使用されるＰＮ符号は、各ＧＰＳ衛星ごとに決められた値をとり、このＰＮ符号を選択することでＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ衛星を選択することができる。なお、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ衛星は、ＣＰＵ１４からの制御に基づいて選択することができる。また、復調回路１０は、８チャンネルから最大１６チャンネルまで同時に復調処理を行うことができ、複数のＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を同時に復調することができる。
【００６４】
次に、復調回路１０にて復調された伝送データは演算処理部１１に送られ、各ＧＰＳ衛星から送られたＧＰＳ信号の伝播時間が計算されるとともに、各ＧＰＳ衛星の位置および各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離を計算するために必要な補正値（対流圏補正値、電離層補正値、ＧＰＳタイム補正値）に関する情報を得る。そして、演算処理部１１は、これら得られた情報に基づいてＧＰＳ受信機の現在位置とＧＰＳ受信機のＧＰＳタイムの補正時間とを求めることができる。
【００６５】
この場合、ＧＰＳ受信機の位置には、（ｘ、ｙ、ｚ）は３つの未知数があるため、ＧＰＳ受信機のＧＰＳタイムの補正時間ｔと合わせて４つの未知数を求める必要がある。このため、ＧＰＳ受信機の測位計算を行うためには、通常は４個以上のＧＰＳ衛星から送られたＧＰＳ信号が必要となる。なお、測位計算に用いられるＧＰＳ衛星が４個の場合、各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の補正された距離データと、各ＧＰＳ衛星の位置データに基づいて、４個の連立方程式が作成される。そして、これら４個の連立方程式を解くことにより、ＧＰＳ受信機の現在位置とＧＰＳ受信機のＧＰＳタイムの補正時間（ＧＰＳ時に対するオフセット値）とを求めることができる。
【００６６】
ここで、メモリ１２には、演算処理部１１で行われる測位計算の初期位置として用いられる位置情報１２ａが記憶され、演算処理部１１は、この位置情報１２ａを初期位置として測位計算を行うことができる。そして、ＣＰＵ１４は、演算処理部１１にてＧＰＳ受信機の現在位置が算出されると、その測位結果１２ｂをメモリ１２に記憶することができる。
【００６７】
また、演算処理部１１にて測位計算を行う場合、基準発振器１６の周波数ドリフト量を測定することができる。すなわち、基準発振器１６の近傍にはＴＣＯ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｃｏｍｐｌｉｍｅｎｔｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１５が設けられている。このＴＣＯ１５は温度センサとして機能し、温度変化により抵抗値が変化するサーミスタと呼ばれる抵抗が用いられたＲＣ発振回路を構成し、温度により発振周波数を変化させることができる。
【００６８】
そして、ＴＣＯ１５にて生成された周波数信号は周波数カウンタ１３に入力され、基準発振器１６の周波数が測定される。そして、周波数カウンタ１３にて測定された周波数測定データはＣＰＵ１４に入力され、ＣＰＵ１４は、周波数カウンタ１３から出力された周波数測定データと、ＧＰＳ測位により測定された基準発振器１６の周波数ドリフト量を用いることにより、ＴＣＯ１５の発振周波数と基準発振器１６の周波数ドリフト量との関係を示す多項式を求めることができる。そして、ＣＰＵ１４は、この求めた多項式の係数をメモリ１２に記憶することができる。
【００６９】
一方、地上波デジタル放送は、地上波デジタル放送用アンテナ３１を介して受信され、選局部３２に入力される。そして、選局部３２は、地上波デジタル放送用アンテナ３１にて受信された放送信号が選局部３２に入力されると、受信制御部３６による制御に基づいて、所望の周波数の放送信号を選択することができる。なお、受信制御部３６は、選局部３２に放送信号を選択させる場合、受信周波数をスイープさせ、どの放送局が受信できるかを判定させることができる。あるいは、受信制御部３６は、情報格納手段３９に格納されている選局情報３９ｂに基づいて放送信号を選択させるようにしてもよい。
【００７０】
そして、選局部３２にて選択された放送信号はＯＦＤＭ（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）復調部３３に入力され、復調部３３は、選局部３２にて選択された放送信号を復調することにより、ＴＳ（トランスポート）信号を生成することができる。
【００７１】
そして、ＯＦＤＭ復調部３３にて生成されたＴＳ信号は、デマルチプレックス処理部３４に入力され、デマルチプレックス処理部３４にてデマルチプレックス処理されることにより、映像信号、音声信号、データ信号およびＳＩ・ＰＳＩ信号に分離される。そして、デマルチプレックス処理部３４にて分離された映像信号および音声信号はデコーダ３５に入力され、デコーダ３５にてデコードされた映像信号は、スクリーン制御回路４１を介して出力される。
【００７２】
一方、情報取得手段３７には、ＯＦＤＭ復調部３３にて生成されたＴＳ信号が入力され、情報取得手段３７は、選局部３２にて選局された放送局の放送局ＩＤおよび選局された電波の強度をＴＳ信号から取得することができる。そして、情報取得手段３７は、取得した放送局ＩＤおよび選局された電波の強度を情報比較手段３８に送るとともに、地域番号、放送局ＩＤおよび周波数を選局情報３９ｂとして情報格納手段３９に登録することができる。
【００７３】
そして、情報比較手段３８は、放送局の放送局ＩＤおよび選択された電波の強度を取得すると、情報格納手段３９に格納されている対応テーブル３９ａを参照することにより、情報取得手段３７で取得された放送局ＩＤが対応テーブル３９ａに登録されているかどうかを確認する。そして、情報判定手段４０は、情報取得手段３７で取得された放送局ＩＤが対応テーブル３９ａに登録されている場合、対応テーブル３９ａを参照することにより、その放送局ＩＤに対応した放送局の位置情報を取得し、測位計算の初期位置として用いられる位置情報１２ａとしてメモリ１２に記憶させることができる。
【００７４】
なお、情報判定手段４０は、選局部３２にて選局された放送局が複数ある場合、選局部３２にて選局された電波の強度を比較し、電波の強度が最も強い放送局の位置情報を対応テーブル３９ａから取得することができる。あるいは、電波の強度が強い順にいくつかの放送局を選択し、これらの放送局の位置関係などを考慮して放送局を１つに絞り込むようにしてもよい。例えば、選局された放送局の中で最も電波の強度が強い放送局のＩＤが“１１２”であるとすると、緯度３７．４５、経度１４０．２８、高度４５０を位置情報１２ａとしてメモリ１２に記憶させることができる。
【００７５】
これにより、地上波デジタル放送用アンテナ３１を介して地上波デジタル放送を受信することで、ＧＰＳ受信機の現在地を絞り込むことができ、特定のＧＰＳ受信機に通信チャンネルを占有させることなく、測位に用いられる初期位置をＧＰＳ受信機の現在地に近づけることができる。このため、測位に用いられる初期位置を取得するために、移動体通信網における多数の基地局の位置情報を記憶する必要がなくなるとともに、ＧＰＳ受信機と基地局との間で占有チャンネルを割り当てる必要がなくなり、コストの負担を抑制しつつ、ＧＰＳ受信機による測位時間を短縮することができる。
【００７６】
図３は、図１の測位装置の初期位置設定動作を示すフローチャートである。
【００７７】
図３において、図１の受信制御部３６は、過去の選局情報３９ｂが情報格納手段３９に記憶されているかどうかを判断する（ステップＳ１）。そして、過去の選局情報３９ｂが情報格納手段３９に記憶されていない場合、選局部３２に受信周波数をスイープさせることにより、どの放送局が受信可能かを確認させる（ステップＳ２）。なお、受信制御部３６は、選局部３２に受信周波数をスイープさせる場合、周波数の低い方から高い方に向けて適当な間隔で周波数を順次上げるようにしてもよいし、情報格納手段３９に格納されている放送局ＩＤに対応した周波数を順次選局させるようにしてもよい。
【００７８】
そして、選局部３２は、放送局が選局されると、選局部３２にて選択された放送信号をＯＦＤＭ復調部３３にて復調させ、復調により得られたＴＳ信号を情報取得手段３７に入力させる。そして、情報取得手段３７は、ＯＦＤＭ復調部３３にて生成されたＴＳ信号が入力されると、放送局ＩＤおよび電波の強度をＴＳ信号から取得し（ステップＳ３）、地域番号、放送局ＩＤおよび周波数を選局情報３９ｂとして情報格納手段３９に登録するとともに、選局情報３９ｂを情報比較手段３８に送る。
【００７９】
次に、情報比較手段３８は、選局情報３９ｂが情報取得手段３７から送られると、情報取得手段３７から送られた選局情報３９ｂと、対応テーブル３９ａに登録されている放送局情報とを比較する（ステップＳ４）。
【００８０】
次に、情報判定手段４０は、情報比較手段３８による比較結果に基づいて、位置情報の取得対象となる放送局を確定し、対応テーブル３９ａを参照することにより、確定された放送局の位置情報を取得する（ステップＳ５）。そして、情報判定手段４０は、放送局の位置情報を対応テーブル３９ａから取得すると、測位計算の初期位置として用いられる位置情報１２ａとしてメモリ１２に記憶させる。
【００８１】
そして、演算処理部１１は、メモリ１２に記憶された位置情報１２ａを初期位置として測位計算を行うことができる（ステップＳ６）。そして、ＣＰＵ１４は、演算処理部１１にてＧＰＳ受信機の現在位置が算出されると、その測位結果１２ｂをメモリ１２に記憶する（ステップＳ７）。
【００８２】
一方、過去の選局情報３９ｂが情報格納手段３９に記憶されている場合、受信制御部３６は、情報格納手段３９に記憶されている前回の選局情報３９ｂに基づいて選局部３２に選局させる（ステップＳ８）。そして、情報取得手段３７にて取得された今回の選局情報３９ｂが、情報格納手段３９に記憶されている前回の選局情報３９ｂと一致する場合（ステップＳ９）、情報判定手段４０は、ＧＰＳ受信機が前回の測位時と同一エリアにいる（すなわち、ＧＰＳ受信機が前回の測位位置から３００ｋｍ以内に存在している）と判断し、今回選局された放送局の位置情報１２ａをメモリ１２に記憶させないようにする。
【００８３】
そして、演算処理部１１は、メモリ１２に既に記憶されている位置情報１２ａを初期位置として測位計算を行うことができる（ステップＳ１０）。そして、ＣＰＵ１４は、演算処理部１１にてＧＰＳ受信機の現在位置が算出されると、その測位結果１２ｂをメモリ１２に記憶する
一方、情報取得手段３７にて取得された今回の選局情報３９ｂが、情報格納手段３９に記憶されている前回の選局情報３９ｂと一致しない場合（ステップＳ９）、受信制御部３６は、選局部３２に受信周波数をスイープさせ、どの放送局が受信可能かを確認させながら、選局部３２に放送局を選局させることができる（ステップＳ２）。
【００８４】
例えば、前回では、放送局ＩＤ“１１０”および“１１２”の放送局が選局されたが、今回は、その放送局ＩＤ“１１０”および“１１２”の放送局が選局されなかった場合、選局部３２に受信周波数をスイープさせることにより、情報取得手段３７は選局情報を得ることができる。そして、情報比較手段３８にて得られた今回の放送局ＩＤが“３１０”および“３４０”であった場合、情報判定手段４０は、これらの放送局ＩＤ“３１０”および“３４０”の放送局から送信された電波の強度を互いに比較する。
【００８５】
そして、放送局ＩＤ “３４０”の放送局から送信された電波の強度の方が、放送局ＩＤ“３１０”の放送局から送信された電波の強度よりも強い場合、情報判定手段４０は、地域番号“１”の放送エリアから地域番号“３”の放送エリアにＧＰＳ受信機が移動したと判断することができる。そして、情報判定手段４０は、放送局ＩＤ“３４０”の放送局の位置情報を対応テーブル３９ａから取得し、測位計算の初期位置として用いられる位置情報１２ａとしてメモリ１２に記憶させることができる。
【００８６】
これにより、地上波デジタル放送を受信することで、今回の測位位置が前回の測位位置からどの程度離れているかを推定することが可能となるとともに、今回の測位位置が前回の測位位置から離れていない場合、今回の測位に用いられる初期位置として前回の測位結果を用いることができる。このため、移動体通信網における基地局の位置情報を取得することなく、今回の測位に用いられる初期位置をＧＰＳ受信機の現在地に近づけることができ、コストの負担を抑制しつつ、ＧＰＳ受信機による測位時間を短縮することができる。
【００８７】
なお、今回の測位位置と前回の測位位置との距離を推定する場合、受信可能な放送局のＩＤの種類、受信可能な放送局の数、受信された電波の電界強度または受信周波数のいずれか少なくとも１個を用いるようにしてもよい。
【００８８】
図４は、ＧＰＳにおけるＣ／Ａコードの多重解を説明する図である。
【００８９】
図４において、一般の単独測位にはＣ／Ａコードで変調された擬似距離が用いられる。このＣ／Ａコードは、１，０２３Ｍｂｐｓのビット率で、コードの長さ、すなわち、コードの繰り返しビット数は１０２３ビット、時間に換算すると丁度１ｍｓである。このため、ＧＰＳ衛星５１とＧＰＳ受信機５２とを結ぶ視線上では、電波が１ｍｓの間に進む距離に相当する３００ｋｍごとに、同一パターンのＣ／Ａコードが並んだ状態で送られる。
【００９０】
このため、Ｃ／Ａコードの到達時刻を測定する際に、どのＣ／Ａコードを用いればよいかの判定ができなくなり、測定された擬似距離には、時計の不正確性による分の他に、３００ｋｍごとの不確定性が発生する。しかし、地上や航空でのＧＰＳ受信機５２の利用方法では、ユーザの概略位置が判っているので（地球中心から地球表面までの距離は約６３７０ｋｍ、ＧＰＳ受信機５２までの距離は約２６６００ｋｍなので、地表のＧＰＳ受信機５２までの距離Ｒは、６３７０ｋｍ＜Ｒ＜（６３７０＋３００）ｋｍの範囲にある）、ＧＰＳ衛星５１からの概略の距離も３００ｋｍの範囲内では既知である。
【００９１】
しかし、ＧＰＳ受信機５２では、Ｃ／Ａコードの整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を除いて、Ｃ／Ａコードの３００ｋｍ以内の部分をｃｏｄｅｐｈａｓｅとして求めることができるが、整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）は直接求めることができない。このため、擬似距離を算出するには、何らかの方法で、擬似距離に含まれる３００ｋｍごとの整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を求める必要がある。
【００９２】
Ｃ／Ａコードの整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を求める方法として、ＧＰＳ衛星５１から送信されるＺカウントを解読計算してＧＰＳ時を求め、そのＧＰＳ時により整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を決定する方法がある。この場合、求めた整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を以下の（１）式に代入することにより、擬似距離を算出することができる。
【００９３】
ｉｎｔＭｓｅｃ×（光速）／１０００＋ｃｏｄｅｐｈａｓｅ            ・・・（１）
しかし、Ｚカウントを受信するためには、平均６秒必要であり、時間がかかる。また、ＧＰＳ衛星５１からの電波の受信状況によっては、Ｚカウントを正しく受信できない場合がある。この場合には、ＧＰＳ受信機５２の初期位置を仮定し、仮定した初期位置とＧＰＳ衛星５１の位置から擬似距離を算出し、ＧＰＳ受信機５２で求めたｃｏｄｅｐｈａｓｅを（１）式に代入することにより、Ｃ／Ａコードの整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）を求めることができる。
【００９４】
しかし、ＧＰＳ受信機５２の初期位置が実際のＧＰＳ受信機５２の位置と３００ｋｍ程度以上の誤差がある場合、Ｃ／Ａコードが３００ｋｍごとに同一パターンとなるため、整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）の値が間違えて算出される。従って、Ｃ／Ａコードの整数部（ｉｎｔＭｓｅｃ）の値を間違えないようにするためには、ＧＰＳ受信機５２から３００ｋｍのエリア内に初期位置を設定する必要がある。
【００９５】
ここで、測位に用いられる初期位置を取得するために地上波デジタル放送を用いることにより、放送中継局から１５０ｋｍを超えるエリアではクリフ効果によって電波の受信を困難にすることができ、ＧＰＳ受信機の現在地を１５０ｋｍ程度の精度で絞り込むことができる。このため、測位に用いられる初期位置とＧＰＳ受信機の現在地との距離を３００ｋｍ程度以下に抑えることが可能となり、衛星から送信されるＺカウントを受信することなく、衛星と受信機との間の距離を精度よく求めることが可能となる。この結果、コストの負担を抑制しつつ、ＧＰＳ受信機による測位時間を短縮することが可能となるとともに、Ｚカウントが受信できない場合においても、ＧＰＳ受信機による測位精度を向上させることが可能となる。
【００９６】
なお、上述した実施形態では、測位に用いられる初期位置を取得するために、地上波デジタル放送を用いる方法を例にとって説明したが、地上波デジタル放送以外の放送を用いるようにしてもよい。この場合、放送用電波の中に放送局ＩＤが入っていない場合、放送用電波の周波数を選局情報として用いるようにしてもよい。また、地上波デジタル放送の場合、データパケットの中の空いている領域に中継局のＩＤ情報を入れることにより、中継局の位置が特定されるようにしてもよい。
【００９７】
また、地上波デジタル放送のデータパケットの中に放送局または中継局の位置情報（緯度、経度、高度）を直接挿入することにより、対応テーブル３９ａを参照することなく、地上波デジタル放送から直接放送局または中継局の位置情報を取得できるようにしてもよい。
【００９８】
また、ＦＭ放送の場合、放送局または中継局の位置情報を文字放送のパケットの中に挿入し、ＧＰＳ受信機は、その位置情報を測位時の初期位置として使用するようにしてもよい。また、ＦＭ放送の場合、ＦＭサブキャリア情報に乗っている放送局の情報に基づいて放送局を特定し、その放送局の存在する都市の位置情報を測位時の初期位置として使用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に係る測位装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る対応テーブルの構成例を示す図。
【図３】図１の測位装置の動作を示すフローチャート。
【図４】ＧＰＳにおけるＣ／Ａコードの多重解を説明する図。
【符号の説明】
【０１００】
Ｂ１  測位部、Ｂ２、初期位置取得部、１  アンテナ、２  ローノイズアンプ、３、６  バンドパスフィルタ、４、７  混合器、５  オートゲインコントロールアンプ、８  ローパスフィルタ、９  Ａ／Ｄコンバータ、１０  復調回路、１１  演算処理部、１２  メモリ、１２ａ  位置情報、１２ｂ  測位結果、１３  周波数カウンタ、１４  ＣＰＵ、１５  ＴＣＯ、１６  基準発信器、１７  ＰＬＬ回路、３１  地上波デジタル放送用アンテナ、３２  選局部、３３  ＯＦＤＭ復調部、３４  デマルチプレックス処理部、３５  デコーダ、３６  受信制御部、３７  情報取得手段、３８  情報比較手段、３９  情報格納手段、３９ａ  対応テーブル、３９ｂ  選局情報、４０  情報判定手段、４１  スクリーン制御回路、５１  ＧＰＳ衛星、５２  ＧＰＳ受信機
【図１】
2005207941.tif 000003
【図２】
2005207941.tif 000004
【図３】
2005207941.tif 000005
【図４】
2005207941.tif 000006