(57)【要約】【課題】  水平位置精度の劣化を防ぐことが可能なＧＰＳ測位システムを提供する。【解決手段】  ＧＰＳ信号処理部１８はＧＰＳアンテナ１９で受信されるＧＰＳ衛星からの信号を復調し、ＧＰＳ衛星が出力する航法メッセージを端末自身で取得して測位を行う自律測位方法及び航法メッセージ相当のアシスト情報をネットワーク上にあるサーバ等から取得して測位を行うネットワークアシスト方法に対応している。ＧＰＳ信号処理部１８はＣＰＵ１４からの指示あるいは高度情報の有無で自身で４衛星以上捕捉できた場合に３次元測位を実行し、３台の衛星しか捕捉できない場合に２次元測位での位置計算の実行可否を設定可能な機能を有している。【選択図】      図１                                                  
2005147720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムであって、
前記搭載機器の存在するエリアにおける地形的情報を基に高度情報を計算して提供する手段をサーバ装置に有し、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを前記高度情報を基に切替える切替手段を前記搭載機器に有することを特徴とするＧＰＳ測位システム。
【請求項２】
前記高度情報を計算して提供する手段は、前記搭載機器が捕捉している複数の基地局・セルの情報を取得する手段と、その基地局・セル内でそれらの複数の基地局・セルが受信可能なエリアを判別する手段と、そのエリア内の高度情報を計算する手段とからなることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項３】
前記地形的情報を基にエリア内の高度の分布を計算しかつその高度の分布を基に前記高度情報の精度・ばらつき情報を生成する手段を前記サーバ装置に含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項４】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の有無に応じて切替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項５】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の精度に応じて切替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項６】
前記切替手段は、前記高度情報の精度を予め設定された判定基準に基づいて判別してその判別結果に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項７】
前記判定基準として、前記搭載機器が存在する基地局・セル内の最大高度及び最小高度と前記高度情報として取得した値との差分を用いることを特徴とする請求項６記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項８】
前記ＧＰＳのみを用いる自律測位時に前記３次元測位固定として動作することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項９】
前記搭載機器は、少なくとも携帯電話機を含む携帯端末装置であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか記載のＧＰＳ測位システム。
【請求項１０】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を、４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とのいずれかで行うＧＰＳ測位システムに用いられるサーバ装置であって、
前記搭載機器の存在するエリアにおける地形的情報を基に前記搭載機器において前記３次元測位と前記２次元測位との切替えに用いられる高度情報を計算して提供する手段を有することを特徴とするサーバ装置。
【請求項１１】
前記高度情報を計算して提供する手段は、前記搭載機器が捕捉している複数の基地局・セルの情報を取得すると手段と、その基地局・セル内でそれらの複数の基地局・セルが受信可能なエリアを判別する手段と、そのエリア内の高度情報を計算する手段とからなることを特徴とする請求項１０記載のサーバ装置。
【請求項１２】
前記地形的情報を基にエリア内の高度の分布を計算しかつその高度の分布を基に前記高度情報の精度・ばらつき情報を生成する手段を含むことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載のサーバ装置。
【請求項１３】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行う携帯端末装置であって、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを自端末が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて切替える切替手段を有することを特徴とする携帯端末装置。
【請求項１４】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の有無に応じて切替えることを特徴とする請求項１３記載の携帯端末装置。
【請求項１５】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の精度に応じて切替えることを特徴とする請求項１３記載の携帯端末装置。
【請求項１６】
前記切替手段は、前記高度情報の精度を予め設定された判定基準に基づいて判別してその判別結果に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えることを特徴とする請求項１３記載の携帯端末装置。
【請求項１７】
前記判定基準として、前記搭載機器が存在する基地局・セル内の最大高度及び最小高度と前記高度情報として取得した値との差分を用いることを特徴とする請求項１６記載の携帯端末装置。
【請求項１８】
前記ＧＰＳのみを用いる自律測位時に前記３次元測位固定として動作することを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれか記載の携帯端末装置。
【請求項１９】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ受信機であって、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを自端末が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて切替える切替手段を有することを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項２０】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の有無に応じて切替えることを特徴とする請求項１９記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２１】
前記切替手段は、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の精度に応じて切替えることを特徴とする請求項１９記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２２】
前記切替手段は、前記高度情報の精度を予め設定された判定基準に基づいて判別してその判別結果に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えることを特徴とする請求項１９記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２３】
前記判定基準として、前記搭載機器が存在する基地局・セル内の最大高度及び最小高度と前記高度情報として取得した値との差分を用いることを特徴とする請求項２２記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２４】
前記ＧＰＳのみを用いる自律測位時に前記３次元測位固定として動作することを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれか記載のＧＰＳ受信機。
【請求項２５】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを切替える測位モード切替え方法であって、前記搭載機器側に、前記搭載機器が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えるステップを有することを特徴とする測位モード切替え方法。
【請求項２６】
前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えるステップは、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の有無に応じて切替えることを特徴とする請求項２５記載の測位モード切替え方法。
【請求項２７】
前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えるステップは、前記３次元測位と前記２次元測位とを前記高度情報の精度に応じて切替えることを特徴とする請求項２５記載の測位モード切替え方法。
【請求項２８】
前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えるステップは、前記高度情報の精度を予め設定された判定基準に基づいて判別してその判別結果に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えることを特徴とする請求項２５記載の測位モード切替え方法。
【請求項２９】
前記判定基準として、前記搭載機器が存在する基地局・セル内の最大高度及び最小高度と前記高度情報として取得した値との差分を用いることを特徴とする請求項２８記載の測位モード切替え方法。
【請求項３０】
前記搭載機器を前記ＧＰＳのみを用いる自律測位時に前記３次元測位固定として動作させることを特徴とする請求項２５から請求項２９のいずれか記載の測位モード切替え方法。
【請求項３１】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを切替える測位モード切替え方法のプログラムであって、前記搭載機器側のコンピュータに、前記搭載機器が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替える処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＧＰＳ測位システム、サーバ装置、携帯端末装置、ＧＰＳ受信機及びそれらに用いる測位モード切替え方法並びにそのプログラムに関し、特にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を使用した測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳを使用した測位を利用するものとしては、カーナビゲーションや測量等の基本的に屋外で使用される装置以外に、携帯電話機等に搭載されるようになり、より高感度・高精度が求められている。
【０００３】
そのため、従来のＧＰＳを使用した測位方法では、ＧＰＳのみを使用して測位を行う自律測位に対し、ネットワークから衛星の航法メッセージ等の補助データ（アシスト情報）を取得して測位を行う手法が用いられてきている。
【０００４】
また、携帯電話機等の小型機器にＧＰＳが搭載されるた場合には、屋内やビル等で遮蔽された環境等、衛星が見えなくなる環境で測位されることが多くなり、これら捕捉できる衛星が少ない環境でも測位できるようにすることが必要となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５１７６７号公報
【特許文献２】特開平４−３７０７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、通常のＧＰＳを使用した測位方法では、４衛星以上の測位以外に、高度情報がアシストされた３台の衛星での測位の重要度が増してくるが、高度情報の誤差が測位誤差に大きく影響するという問題がある。
【０００７】
従来の自律測位しかできないＧＰＳでは、推定高度情報を取得するすべがないため、３台の衛星しか捕捉できないような場合に、高度をある固定値として扱い、２次元（２Ｄ：２−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）測位を行っている。そのため、このＧＰＳでは実際の測位を行う位置と固定値で持っている高度情報との誤差が大きいと、水平位置精度への影響が大きくなり、測位誤差が大きくなる。
【０００８】
また、近年、ネットワーク上にあるサーバから補助情報を取得して測位の高速化を行う手法（特許文献１参照）が実用化されているが、高度情報は基地局・セル内で固定であったりするため、地形によっては実際の高度とかけ離れた値である可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、水平位置精度の劣化を防ぐことができるＧＰＳ測位システム、サーバ装置、携帯端末装置、ＧＰＳ受信機及びそれらに用いる測位モード切替え方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるＧＰＳ測位システムは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムであって、
前記搭載機器の存在するエリアにおける地形的情報を基に高度情報を計算して提供する手段をサーバ装置に備え、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを前記高度情報を基に切替える切替手段を前記搭載機器に備えている。
【００１１】
本発明によるサーバ装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を、４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とのいずれかで行うＧＰＳ測位システムに用いられるサーバ装置であって、
前記搭載機器の存在するエリアにおける地形的情報を基に前記搭載機器において前記３次元測位と前記２次元測位との切替えに用いられる高度情報を計算して提供する手段を備えている。
【００１２】
本発明による携帯端末装置は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行う携帯端末装置であって、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを自端末が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて切替える切替手段を備えている。
【００１３】
本発明によるＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載し、前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ受信機であって、
４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを自端末が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて切替える切替手段を備えている。
【００１４】
本発明による測位モード切替え方法は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを切替える測位モード切替え方法であって、前記搭載機器側に、前記搭載機器が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替えるステップを備えている。
【００１５】
本発明による測位モード切替え方法のプログラムは、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を搭載する搭載機器において前記ＧＰＳを使用して自端末の測位を行うＧＰＳ測位システムにおいて４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元測位と３台の衛星しか捕捉できない環境下で位置計算を行う２次元測位とを切替える測位モード切替え方法のプログラムであって、前記搭載機器側のコンピュータに、前記搭載機器が存在するエリアにおける地形的情報に基づいて計算された高度情報に応じて前記３次元測位と前記２次元測位とを切替える処理を実行させている。
【００１６】
すなわち、本発明のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）測位システムは、ネットワークアシスト及び自律測位の測位モードで測位可能なＧＰＳ機能を搭載した携帯端末装置において、アシスト情報に含まれる高度情報の精度によって、３台の衛星しか捕捉できない環境下での２次元（２Ｄ：２−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）測位を制限することで、高度誤差による大きな位置算出誤差を含む２次元測位の発生を低減させることが可能となる。
【００１７】
本発明のＧＰＳ測位システムでは、端末装置がいるセルの地形情報から、推定高度情報として高精度の値が期待できる場合のみ、３台の衛星しか捕捉できない環境下での推定高度情報を使用した２次元測位を可能とすることで、推定高度情報とＧＰＳを搭載した携帯端末装置等で実際に測位をする場所の高度との誤差に起因する測位誤差を低減することが可能となり、３台の衛星しか捕捉できない環境下での２次元測位での位置精度の劣化を防ぐことが可能となる。
【００１８】
また、本発明のＧＰＳ測位システムでは、推定高度情報が取得できない、あるいは取得できた場合でも、許容範囲を設けることで、２次元測位可能とするか、３次元（３Ｄ：３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）測位固定かを切替えることで、水平位置精度の劣化を防ぐことが可能となる。
【００１９】
さらに、本発明のＧＰＳ測位システムでは、地理的情報によって推定高度情報の精度を判別し、２次元測位可能とするか、３次元測位固定とするかを切替えることによって、高度誤差による精度劣化を低減することが可能となる。
【００２０】
さらにまた、本発明のＧＰＳ測位システムでは、携帯端末装置等で捕捉している基地局・セルの情報からさらにセル内のエリアを限定し、そのエリアでの地理的情報から高度情報の推定することで、高度情報の精度を向上させ、位置精度の劣化を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、水平位置精度の劣化を防ぐことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例によるＧＰＳ測位システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施例によるＧＰＳ測位システムは、携帯電話機１と、無線基地局２と、移動機情報サーバ３と、アシスト情報サーバ４と、地形情報データベース５とから構成され、無線基地局２と移動機情報サーバ３とアシスト情報サーバ４と地形情報データベース５とはそれぞれ通信網（公衆網またはインタネット）１００を介して接続可能となっている。
【００２３】
携帯電話機１はＧＰＳ機能を有し、無線網を通じて基地局２との通信を行う。携帯電話機１は上位プロトコルにおいて、通信網１００を通してＧＰＳ測位に必要なアシスト情報（補助データ）を供給するアシスト情報サーバ４と通信を行い、必要なアシスト情報を取得する。また、地形情報データベース５はアシスト情報サーバ４へ、携帯電話機１が登録している基地局及びセル情報から概略位置及び高度情報を供給する。
【００２４】
ここで、本実施例では、無線網としてＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）／ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）／ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）／Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）／ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）等の携帯電話のシステムを想定しているが、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、赤外線通信やその他の有線を含めた様々な通信手段に適用可能であり、本実施例ではそれら全ての通信手段を用いた装置に適用可能である。
【００２５】
図２は図１の携帯電話機１の構成を示すブロック図である。図２において、携帯電話機１はデータ通信用アンテナ１１と、変復調を行う送受信器１２と、通信の制御を行う通信制御部１３と、表示・ユーザ操作等を制御するＣＰＵ（中央処理装置）１４と、送受信データ及びプログラム等を格納するメモリ１５と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示部１６と、ユーザが操作を行うダイヤルキー・スイッチ等の操作部１７と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号の処理を行うＧＰＳ信号処理部１８と、ＧＰＳ衛星（図示せず）からの信号を受信するＧＰＳアンテナ１９とから構成されている。
【００２６】
ここで、ＧＰＳ信号処理部１８はＧＰＳアンテナ１９で受信されるＧＰＳ衛星からの信号を復調し、ＧＰＳ衛星が出力する航法メッセージを端末自身で取得して測位を行う自律測位方法及び航法メッセージ相当のアシスト情報（補助データ）をネットワーク上にあるサーバ等から取得して測位を行うネットワークアシスト方法（以下、Ａ−ＧＰＳ方法とする）に対応しているものとする。
【００２７】
自律測位方法では航法メッセージを衛星が出力する信号から復調しなければならないため、位置算出を行うまでに最低でも３０秒以上の時間が必要である。Ａ−ＧＰＳ方法では航法メッセージ相当のアシスト情報をサーバとの通信によって取得するため、衛星信号を復調する必要はなく、通信時間を含めて数秒で位置算出が可能である。
【００２８】
また、ＧＰＳ信号処理部１８は４台以上の衛星を使用して位置計算を行う３次元（３Ｄ：３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）測位と、高度情報をある値に固定して３台の衛星でも位置計算を行う２次元（２Ｄ：２−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）測位とを行うことができる。
【００２９】
ＧＰＳ信号処理部１８はＣＰＵ１４からの指示あるいは高度情報の有無で自身で４衛星以上捕捉できた場合に３次元測位を実行し、３台の衛星しか捕捉できない場合に２次元測位での位置計算の実行可否を設定可能な機能を有している。
【００３０】
図３は図１のアシスト情報サーバ４の構成を示すブロック図である。図３において、アシスト情報サーバ４はＧＰＳ搭載の携帯電話機１の存在するエリアにおける地形的情報を基に高度情報を計算する高度情報計算部４１と、通信網１００を介して地形的情報を取得しかつ高度情報計算部４１で計算した高度情報を通信網１００に送出するデータ入出力部４２とから構成されている。
【００３１】
図４は本発明の第１の実施例におけるセル構成を示す図であり、図５は図４に示す各地点の高度を示す図であり、図６は図１の携帯電話機１の動作を示すフローチャートである。これら図１〜図６を参照して本発明の第１の実施例の動作について説明する。尚、図６に示す動作はＣＰＵ１４がメモリ１５のプログラム（コンピュータで実行可能なプログラム）を実行することで実現される。
【００３２】
携帯電話機１のユーザが表示部１６に表示されるメニュー等から操作部１７を操作する、予め設定した時間になる、予め設定した送信元から着呼する等のイベントが発生すると、携帯電話機１のＣＰＵ１４には測位開始が指示される。
【００３３】
この場合、測位モードは測位開始時にユーザから指示されるか、あるいは事前に設定されているものとする。また、測位モードとは４衛星以上が必要な３次元測位のみ実行可能な自律測位モードと、４衛星以上捕捉時に３次元測位、３台の衛星しか捕捉できない場合に２次元測位の実行を可能とする切替え測位モードとの２つの動作モードのことである。
【００３４】
ＣＰＵ１４は測位開始指示を受けると、その測位開始指示を基に測位モードを判別する（図６ステップＳ１）。ＣＰＵ１４は自律測位設定時に３次元測位固定設定を行い（図６ステップＳ５）、ＧＰＳ信号処理部１８に対して測位の開始を指示する（図６ステップＳ６）。ＣＰＵ１４は測位開始指示後、測位結果として位置情報（緯度、経度、高度、速度等位置計算の結果）がＧＰＳ信号処理部１８から報告されるのを待つ。
【００３５】
ＣＰＵ１４はＡ−ＧＰＳ設定時に（図６ステップＳ１）、アシスト情報を取得する（図６ステップＳ２）。この場合、携帯電話機１のＣＰＵ１４は通信制御部１３、送受信器１２、アンテナ１１、無線基地局２をそれぞれ介して、通信網１００を経てアシスト情報サーバ４に接続し、アシスト情報サーバ４から必要なアシスト情報を取得する。
【００３６】
アシスト情報にはＥｐｈｅｍｅｒｉｓやＡｌｍａｎａｃ、ＨｅａｌｔｈといったＧＰＳ衛星の航法メッセージに含まれるもの以外に、携帯電話機１が登録している無線基地局２やセル情報を基に求められる概略位置（緯度・経度）やリファレンスとなるＧＰＳ時間等も含まれている。
【００３７】
上記の概略位置には緯度・経度の２次元情報以外に、推定高度情報も含まれている。概略位置に関しては、アシスト情報を要求されたアシスト情報サーバ４が携帯電話機１の登録されているセル情報をコアネットワーク内にある移動機情報サーバ３から取得する。
【００３８】
アシスト情報サーバ４は取得したセル情報から携帯電話機１の概略位置を地形情報データベース５から取得する。一般に、概略位置、推定高度情報は無線基地局２の位置あるいはセルの中心位置等の代表値が用いられる。
【００３９】
図４はある無線基地局２とセル３１，３２との構成例を示している。また、図４の無線基地局２を通る軸３３上で、無線基地局２の距離毎の地形の起伏状況の例を図５に示す。例えば、平野に面した山の麓等に無線基地局２がある場合、平野方向に面したセル３１側にはセル内の軸３３上のどこでもほぼ無線基地局２の高度あるいは平均高度を推定高度情報として使用しても問題はない。
【００４０】
一方、山に面したセル３２側は場所（地点３５，３６，３７）で大きく高度が異なる。無線基地局２の高度を推定高度とすれば、地点３６，３７では大きな誤差を含み、平均高度を推定高度とすれば、地点３５，３７で大きな誤差を含む。
【００４１】
このように、単純にセル内の代表値を推定高度情報としてしまうと、３台の衛星しか捕捉できないような状況では大きく誤差を含んだ推定高度情報によって２次元測位をしてしまうことがあり、この場合には大きな水平位置精度（緯度・経度）の誤差が含まれてしまう。
【００４２】
よって、３台の衛星しか捕捉できないような場合には、ユーザやアプリケーションに応じて精度の低い高度情報を使い、大きな位置誤差が含まれる２次元測位の結果よりも、測位時間や測位可能な領域（場所）が狭くなってしまうこともあるが、推定高度情報を使わずに３次元測位ができるまで測位を継続したほうが良い場合がある。
【００４３】
地形情報データベース５は携帯電話機１が、図５に示すように、セル内のどの位置でも起伏差が少なく、平均的な高度情報が推定高度情報として扱える場合には概略位置と推定高度情報とを返す。携帯電話機１が、図５に示すような、セル内の起伏差が大きく、セル内の平均高度を推定位置情報とすると、場所によって大きな誤差を含んでしまうセル３２のようなセルにいる場合には、概略位置のみを返し、推定高度を返さない、あるいは高度は返すが、無効データを示すＦｌａｇを設定して返す。
【００４４】
アシスト情報サーバ４は概略位置を取得すると、その他のアシスト情報とともに概略位置、または推定高度があればそれを含めて携帯電話機１に送信する。携帯電話機１内のＣＰＵ１４はアシスト情報を取得すると、メモリ１５にアシスト情報を格納し、ＧＰＳ信号処理部１８に対して設定する。この時、ＣＰＵ１４は推定高度情報の判定を行う（図６ステップＳ３）。
【００４５】
ＣＰＵ１４は推定高度情報がアシスト情報内にある、または有効のＦｌａｇがセットされている場合、２次元測位可能の測位モード設定を行い（図６ステップＳ４）、推定高度情報がアシスト情報内にない、または無効のＦｌａｇがセットされている場合、３次元測位固定の設定を行う（図６ステップＳ５）。
【００４６】
その後、ＣＰＵ１４はＧＰＳ信号処理部１８に対して測位の開始を指示する（図６ステップＳ６）。ＣＰＵ１４は測位開始指示後、測位結果として位置情報（緯度、経度、高度、速度等位置計算の結果）がＧＰＳ信号処理部１８から報告されるのを待つ。
【００４７】
このように、本実施例では、地形情報によって推定高度情報の精度を判断し、セル内での高度差が大きく、推定精度情報が実際の高度情報と大きくばらつく場合に、推定精度情報を用いずに、３台の衛星しか捕捉できない時の２次元測位を不可能な設定とし、３次元測位のみで位置算出を行うようにしているので、位置精度の劣化を防ぐことができる。
【００４８】
図７及び図８は本発明の第２の実施例における携帯電話機の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施例によるＧＰＳ測位システム、携帯電話機、アシスト情報サーバはそれぞれ図１に示すＧＰＳ測位システム、図２に示す携帯電話機１、図３に示すアシスト情報サーバと同様の構成となっているので、その説明については省略する。
【００４９】
上述した本発明の第１の実施例ではアシスト情報サーバ４側で推定高度精度を判断しているが、本発明の第２の実施例ではアシスト情報サーバ４から取得した推定高度情報によって、ユーザ設定あるいはアプリケーションによって求められる精度を満たすように２次元測位の可否判定をＧＰＳ信号処理部１８で行うようにしている。
【００５０】
すなわち、携帯電話機１のＣＰＵ１４は測位開始が指示されると、測位モードを判定し（図７ステップＳ１１）、自律測位であれば測位開始指示をＧＰＳ信号処理部１８に対して行う。
【００５１】
ＣＰＵ１４はＡ−ＧＰＳ測位であれば、アシスト情報をアシスト情報サーバ４から取得し（図７ステップＳ１２）、ＧＰＳ信号処理部１８にアシスト情報を設定した後（図７ステップＳ１３）、測位開始指示を行う（図７ステップＳ１４）。
【００５２】
ＣＰＵ１４は測位開始指示を行った後、処理を終了し、測位結果として位置情報（緯度、経度、高度、速度等位置計算の結果）がＧＰＳ信号処理部１８から報告されるのを待つ。
【００５３】
ＧＰＳ信号処理部１８は測位開始が指示されると、推定高度情報の有無を判断し（図８ステップＳ２１）、推定高度情報がなければ、３次元測位固定で位置計算を開始する（図８ステップＳ２５）。
【００５４】
ＧＰＳ信号処理部１８は推定高度情報があれば、その推定高度情報が有効か無効かをＦｌａｇ等によって判断し（図８ステップＳ２３）、無効と判断すると、３次元測位固定で位置計算を開始し（図８ステップＳ２５）、有効と判断すると、さらに精度を判定する。
【００５５】
概略位置及び推定高度情報としては、一般的に、「緯度（Ｌａｔｉｔｕｄｅ）」、「経度（Ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ）」、「水平位置精度（Ｑｕａｌｉｔｙ）」、「推定高度（Ａｌｔｉｔｕｄｅ）」、「高度精度（Ｑｕａｌｉｔｙ）」というような情報が用いられる。
【００５６】
２次元測位時の精度は推定高度情報の正確さに大きく影響され、この推定高度の精度を示す指標として高度精度情報が用いられる。本実施例ではこの高度精度情報値を２次元測位を可能とするか、３次元測位固定とするかの判定基準としている。
【００５７】
また、本実施例では、地形情報データベース５に推定高度情報として携帯電話機１の存在するセル内の平均高度（ＡＬＴａｖｅ）を用いることとし、同一セル内での最高高度（ＡＬＴｍａｘ）と最低高度（ＡＬＴｍｉｎ）とから、精度（ＡＬＴｑｕａ）は、
ＩＦ（ＡＢＳ（ＡＬＴｍａｘ−ＡＬＴａｖｅ）
≧ＡＢＳ（ＡＬＴａｖｅ−ＡＬＴｍｉｎ））
ＡＬＴｑｕａ＝ＡＢＳ（ＡＬＴｍａｘ−ＡＬＴａｖｅ）
ＥＬＳＥ
ＡＬＴｑｕａ＝ＡＢＳ（ＡＬＴａｖｅ−ＡＬＴｍｉｎ）
というようにして求められる。ここで、ＡＢＳ（）は絶対値を求める関数とする。つまり、推定高度情報（ＡＬＴａｖｅ）とセル内の位置との誤差の最大値を高度位置精度ＡＬＴｑｕａとする。
【００５８】
精度判定において、予め許容される精度（Ｑｕａ）は設定されているものとする。ここで、
ＩＦ（ＡＬＴＱｕａ＜Ｑｕａ）
２Ｄ測位
ＥＬＳＥ
３Ｄ測位
と、高度位置精度が許容精度（Ｑｕａ）以下であれば２次元測位可能とし、許容精度（Ｑｕａ）より大きければ３次元測位固定とする。
【００５９】
許容精度（Ｑｕａ）は携帯電話機１のユーザあるいは携帯電話機１上のアプリケーションの求める位置精度によって定めることが可能である。高精度の位置情報が必要なユーザまたはアプリケーションは許容精度（Ｑｕａ）を小さく設定し、３次元測位が行われるエリア・機会を増やし、低精度でも測位可能なエリア・機会を増やしたいユーザまたはアプリケーションは２次元測位でも位置算出が可能なように許容精度（Ｑｕａ）を大きくすることが可能である。
【００６０】
このように、本実施例では、ＧＰＳ信号処理部１８のみで２次元測位可能とするか、３次元測位固定とするかの切替えが可能である。また、本実施例では、セル内の平均高度と最大高度、最小高度との差が大きい方を精度として、判定基準として用いているが、標準偏差等分散が分かる他の統計的値を用いることができるのは明白であり、それらの値を用いる場合も本発明に含まれる。
【００６１】
図９は本発明の第３の実施例におけるセル構成と基地局捕捉状況とを示す図である。本発明の第３の実施例は上述した本発明の第１の実施例の地形情報データベース５で生成する推定高度情報の精度向上を図ったものである。本発明の第３の実施例においては、アシスト情報取得の際に、携帯電話機１自身が捕捉している基地局情報をアシスト情報サーバ４に送信している。
【００６２】
図９において、本実施例ではセル内の位置によって、捕捉する基地局・セルが異なり、またそれらを考慮することでより狭いエリアでの推定高度情報を生成することが可能となる。図９に示す例では、基地局Ａに位置登録する端末がセルＡ−１にいる例を示している。
【００６３】
ａの領域では基地局ＡのセルＡ−１、基地局ＢのセルＢ−１が捕捉去れる。ｂの領域では基地局ＡのセルＡ−１、基地局ＢのセルＢ−１、基地局ＣのセルＣ−１が捕捉される。ｃの領域では基地局ＡのセルＡ−１、基地局ＢのセルＢ−２、基地局ＣのセルＣ−１が捕捉される。
【００６４】
ｄの領域では基地局ＡのセルＡ−１、基地局ＣのセルＣ−１が捕捉される。ｅの領域では基地局ＡのセルＡ−１、基地局ＣのセルＣ−２が捕捉される。ｆの領域では基地局ＡのセルＡ−１が捕捉される。
【００６５】
地形情報データベース５ではこれらの基地局・セルが捕捉される組合せについて、地形からより高精度の推定高度情報を生成し、データベースとして持つことができ、２次元測位で高度誤差による位置誤差を小さく抑えることができる。
【００６６】
図１０は本発明の第４の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。図１０において、本発明の第４の実施例によるアシスト情報サーバ４ａは精度・ばらつき情報生成部４３を設けた以外は図３に示す本発明の第４の実施例によるアシスト情報サーバ４と同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００６７】
精度・ばらつき情報生成部４３は地形情報データベース５からの地理的情報に基づいてエリア内の高度の分布を計算し、その計算結果から高度情報の精度・ばらつき情報を生成する。データ入出力部４２は高度情報計算部４１で計算されたＧＰＳ搭載の携帯電話機１の存在するエリアにおける地形的情報と、精度・ばらつき情報生成部４３で生成された高度情報の精度・ばらつき情報とを通信網１００に送出する。
【００６８】
これによって、本実施例では、地形情報によって推定高度情報の精度を生成することによって、セル内での高度差が大きく、推定精度情報が実際の高度情報と大きくばらつくかを容易に判定することができる。
【００６９】
図１１は本発明の第５の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。図１１において、本発明の第５の実施例によるアシスト情報サーバ４ｂはデータ入出力部４２と、基地局セル情報取得部４４と、受信エリア判別部４５と、エリア内高度情報計算部４６とから構成されている。
【００７０】
基地局セル情報取得部４４はＧＰＳ搭載の携帯電話機１の捕捉している複数の基地局・セルの情報を取得し、受信エリア判別部４５は基地局・セル内でそれらの複数基地局・セルが受信できるエリアを判別し、エリア内高度情報計算部４６はそのエリア内の高度情報を計算する。
【００７１】
これによって、本実施例では、本発明の第３の実施例において、地形情報データベース５で生成されているより高精度の推定高度情報をアシスト情報サーバ４ｂで生成することで、２次元測位で高度誤差による位置誤差を小さく抑えることができる。
【００７２】
図１２は本発明の第６の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。図１２において、本発明の第６の実施例によるアシスト情報サーバ４ｃは精度・ばらつき情報生成部４３を設けた以外は図１１に示す本発明の第５の実施例によるアシスト情報サーバ４ｂと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００７３】
従来、自律測位しかできないＧＰＳでは、推定高度情報を取得するすべがないため、３台の衛星しか捕捉することができないような場合、高度をある固定値として扱い、２次元測位を行っている。そのため、実際の測位を行う位置と固定値で持っている高度情報との誤差が大きいと、水平位置精度への影響が大きくなり、測位誤差が大きくなる。
【００７４】
本発明では、推定高度情報が取得できない、あるいは取得できた場合でも、許容範囲を設けることで、２次元測位可能とするか、３次元測位固定かを切替えることで、水平位置精度の劣化を防ぐことができる。
【００７５】
また、近年、ネットワーク上にあるサーバから補助情報を取得して測位の高速化を行う手法が実用化されているが、高度情報は基地局・セル内で固定であったりするため、地形によっては実際の高度とかけ離れた値である可能性がある。
【００７６】
本発明では、地理的情報によって推定高度情報の精度を判別し、２次元測位可能とするか、３次元測位固定とするかを切替えることによって、高度誤差による精度劣化を低減することができる。
【００７７】
さらに、本発明では、携帯電話機１等で捕捉している基地局・セルの情報からさらにセル内のエリアを限定し、そのエリアでの地理的情報から高度情報の推定することで、高度情報の精度を向上させることができ、位置精度の劣化を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は上述した携帯電話機のみならず、ＧＰＳを備えるＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯端末装置、あるいは車載のＧＰＳ受信機等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施例によるＧＰＳ測位システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の携帯電話機の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるセル構成を示す図である。
【図５】図４に示す各地点の高度を示す図である。
【図６】図１の携帯電話機の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例における携帯電話機の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施例における携帯電話機の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施例におけるセル構成と基地局捕捉状況とを示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第６の実施例によるアシスト情報サーバの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１  携帯電話機
２  無線基地局
３  移動機情報サーバ
４，４ａ〜４ｃ  アシスト情報サーバ
５  地形情報データベース
１１  データ通信用アンテナ
１２  送受信器
１３  通信制御部
１４  ＣＰＵ
１５  メモリ
１６  表示部
１７  操作部
１８  ＧＰＳ信号処理部
１９  ＧＰＳアンテナ
４１  高度情報計算部
４２  データ入出力部
４３  精度・ばらつき情報生成部
４４  基地局セル情報取得部
４５  受信エリア判別部
４６  エリア内高度情報計算部
１００  通信網
【図１】
2005147720.tif 000003
【図２】
2005147720.tif 000004
【図３】
2005147720.tif 000005
【図４】
2005147720.tif 000006
【図５】
2005147720.tif 000007
【図６】
2005147720.tif 000008
【図７】
2005147720.tif 000009
【図８】
2005147720.tif 000010
【図９】
2005147720.tif 000011
【図１０】
2005147720.tif 000012
【図１１】
2005147720.tif 000013
【図１２】
2005147720.tif 000014