(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星それぞれにおいて、当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差と、当該捕捉衛星の受信周波数の実測値と予測値との差とを観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値と前記受信周波数とを測定することと、
当該捕捉衛星信号それぞれについての前記受信周波数に関する第１の測定誤差を設定することと、
当該捕捉衛星信号それぞれの信号強度に基づいて前記距離相当値に関する第２の測定誤差の基準値を設定することと、
前記基準値が設定された第２の測定誤差を、当該捕捉衛星信号を前記捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更することと、
前記第１の測定誤差と前記変更した第２の測定誤差とを用いて前記補正処理を実行することと、
を含む測位方法。
【請求項２】
前記捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理を行い、
前記第２の測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理での積算時間に基づいて前記第２の測定誤差を変更することを少なくとも含む、
請求項１に記載の測位方法。
【請求項３】
前記捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理を行い、
前記第２の測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理の処理結果である積算相関値が所定の低信頼値条件を満たす場合に前記第２の測定誤差を変更することを少なくとも含む、
請求項１に記載の測位方法。
【請求項４】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星それぞれにおいて、当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差と、当該捕捉衛星の受信周波数の実測値と予測値との差とを観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、
当該捕捉衛星信号それぞれについての前記受信周波数に関する第１の測定誤差を設定することと、
当該捕捉衛星信号それぞれの信号強度に基づいて前記距離相当値に関する第２の測定誤差の基準値を設定することと、
前記基準値が設定された第２の測定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更することと、
前記第１の測定誤差と前記変更した第２の測定誤差とを用いて前記補正処理を実行することと、
を含む測位方法。
【請求項５】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星それぞれにおいて、当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差と、当該捕捉衛星の受信周波数の実測値と予測値との差とを観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、
当該捕捉衛星信号それぞれについての前記受信周波数に関する第１の測定誤差を設定することと、
当該捕捉衛星信号それぞれの信号強度に基づいて前記距離相当値に関する第２の測定誤差の基準値を設定することと、
前記基準値が設定された第２の測定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更することと、
前記第１の測定誤差と前記変更した第２の測定誤差とを用いて前記補正処理を実行することと、
を含む測位方法。
【請求項６】
前記測位用衛星からの衛星信号の受信環境を判定することと、
前記仰角に基づく前記第２の測定誤差の変更量を、前記判定された受信環境に応じて変更することと、
を更に含む請求項５に記載の測位方法。
【請求項７】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星それぞれにおいて、当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差と、当該捕捉衛星の受信周波数の実測値と予測値との差とを観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値と前記受信周波数とを測定することと、
前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づいて、捕捉衛星信号の信頼度を評価することと、
当該捕捉衛星信号それぞれについての前記受信周波数に関する第１の測定誤差を設定することと、
当該捕捉衛星信号それぞれの信号強度に基づいて前記距離相当値に関する第２の測定誤差の基準値を設定することと、
前記基準値が設定された第２の測定誤差を、前記評価された当該捕捉衛星信号の信頼度に基づいて変更することと、
前記第１の測定誤差と前記変更した第２の測定誤差とを用いて前記補正処理を実行することと、
を含む測位方法。
【請求項８】
前記測位用衛星からの衛星信号の受信環境を判定することと、
前記信頼度に基づく前記第２の測定誤差の変更量を、前記判定された受信環境に応じて変更することと、
を更に含む請求項７に記載の測位方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の測位方法を、測位装置に内蔵されたコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星それぞれにおいて、当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差と、当該捕捉衛星の受信周波数の実測値と予測値との差とを観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値と前記受信周波数とを測定する捕捉部と、
当該捕捉衛星信号それぞれについての前記受信周波数に関する第１の測定誤差を設定する周波数測定誤差設定部と、
当該捕捉衛星信号それぞれの信号強度に基づいて前記距離相当値に関する第２の測定誤差の基準値を設定する距離相当値測定誤差基準値設定部と、
前記基準値が設定された第２の測定誤差を、当該捕捉衛星信号を前記捕捉部が捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更する距離相当値測定誤差変更部と、
前記周波数測定誤差設定部からの前記第１の測定誤差と、前記距離相当値測定誤差変更部からの前記変更した第２の測定誤差とを用いて前記補正処理を実行する補正処理部と、
を備えた測位装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の測位装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位方法、プログラム、測位装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が
広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利
用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパ
ラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情
報に基づいて求める測位演算を行うことで、自機の現在位置を測位する。
【０００３】
しかし、測位用衛星からの衛星信号を用いた測位では、いわゆるマルチパスによる影響
等、種々の誤差要因が存在しており、測位誤差の発生を回避することが困難であるため、
測位誤差を低減させるための様々な技術が考案されている。その一例として、特許文献１
には、カルマンフィルタを用いた測位処理に関する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カルマンフィルタは、測定誤差を含む観測値を利用して、時々刻々と変化する状態量を
推定する確率理論に基づく推定方法である。カルマンフィルタを用いた測位処理では、例
えばＧＰＳ衛星と測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値と
することによって、測位装置の現在位置を推定する。
【０００５】
しかし、観測値に含まれる測定誤差を正確に知ることはできないため、従来は、測定誤
差を固定値とするなどして計算を行っていた。しかし、この場合、測定誤差が真値から大
きく外れているために、測位処理で得られた測位位置に位置飛びや位置遅れが発生し、測
位精度が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自
測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎
に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値
として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、
現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星信
号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定することと、捕捉衛星信号の信号
強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定す
ることと、前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉
処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更することと、を含む測位方法である。
【０００８】
また、第１０の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
前記距離相当値を測定する捕捉部と、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星に
ついての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前
記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉部が捕捉処理
した際の捕捉時諸量に基づいて変更する第１の変更部と、を備えた測位装置を構成しても
よい。
【０００９】
この第１の発明等によれば、測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
距離相当値が測定される。そして、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、初期値が設定
された測定誤差は、当該捕捉衛星からの衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づい
て変更される。
【００１０】
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて、観測値に含まれる測定誤差の大凡の値を予想して
初期値とした上で、捕捉時諸量に基づいて測定誤差の初期値を変更することで、測定誤差
に適切な値を設定することが可能となり、ひいては、測位精度を向上させることが可能と
なる。
【００１１】
また、第２の発明として、第１の発明の測位方法における前記捕捉処理では所定の相関
処理及び相関値積算処理を行い、前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理で
の積算時間に基づいて前記測定誤差を変更することを少なくとも含む、測位方法を構成し
てもよい。
【００１２】
この第２の発明によれば、捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理が行われ、
相関値積算処理での積算時間に基づいて測定誤差が変更される。一般的には、衛星信号の
受信環境が悪いほど、相関値積算処理の処理結果である積算相関値のピークを判別するこ
とが困難であるため、相関値積算処理での積算時間を長くして衛星信号の捕捉処理が行わ
れる。従って、例えば、積算時間が長いほど測定誤差をより大きくすることで、衛星信号
の受信環境に応じた適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【００１３】
また、第３の発明として、第１の測位方法における前記捕捉処理では所定の相関処理及
び相関値積算処理を行い、前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理の処理結
果である積算相関値が所定の低信頼値条件を満たす場合に前記測定誤差を変更することを
少なくとも含む、測位方法を構成してもよい。
【００１４】
この第３の発明によれば、捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理が行われ、
相関値積算処理の処理結果である積算相関値が所定の低信頼値条件を満たす場合に測定誤
差が変更される。積算相関値の信頼性が低い場合は、衛星信号の捕捉に失敗した可能性が
高いため、この場合には例えば測定誤差を大きくするといった処理が好適である。
【００１５】
第４の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初期値が設定された測
定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更することと、を含む測位方法で
ある。
【００１６】
また、第１１の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前
記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前記初期値が
設定された測定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更する第２の変更部
と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００１７】
この第４の発明等によれば、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて、当該捕捉衛星につい
ての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定される。そして、当該初期
値が設定された測定誤差が、当該捕捉衛星に係る観測値に基づいて変更される。観測値が
大きいほど、捕捉衛星と自測位装置間の距離相当値の予測値が実測値からずれていること
になるため、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【００１８】
第５の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初期値が設定された測
定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更することと、を含
む測位方法である。
【００１９】
また、第１２の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前
記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前記初期値が
設定された測定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更する
第３の変更部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００２０】
この第５の発明等によれば、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定され、当該初期値が設定され
た測定誤差が、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更される。捕捉
衛星の仰角が低いほど、当該捕捉衛星からの衛星信号はマルチパス等の影響を受け易いた
め、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【００２１】
また、第６の発明として、第５の発明の測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星
信号の受信環境を判定することと、前記仰角に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判定
された受信環境に応じて変更することと、を更に含む測位方法を構成してもよい。
【００２２】
この第６の発明によれば、測位用衛星からの衛星信号の受信環境が判定され、仰角に基
づく測定誤差の変更量が、判定された受信環境に応じて変更される。例えば、衛星信号の
受信環境が悪いほど、同一の仰角に対する測定誤差の加算量を大きくすることで、衛星信
号の受信環境を考慮したより適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【００２３】
第７の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行
して前記距離相当値を測定することと、前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基
づいて、捕捉衛星信号の信頼度を評価することと、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当
該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初
期値が設定された測定誤差を、前記評価された当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基
づいて変更することと、を含む測位方法である。
【００２４】
また、第１３の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
前記距離相当値を測定する捕捉部と、前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づ
いて、捕捉衛星信号の信頼度を評価する信頼度評価部と、捕捉衛星信号の信号強度に基づ
いて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差
初期値設定部と、前記初期値が設定された測定誤差を、前記信頼度評価部により評価され
た当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基づいて変更する第４の変更部と、を備えた測
位装置を構成してもよい。
【００２５】
この第７の発明等によれば、測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
距離相当値が測定されるとともに、捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づいて、
捕捉衛星信号の信頼度が評価される。そして、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕
捉衛星についての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定され、当該初
期値が設定された測定誤差が、評価された当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基づい
て変更される。捕捉衛星信号の信頼度が低いほど、測位精度が劣化する可能性が高いため
、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【００２６】
また、第８の発明として、第７の発明の測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星
信号の受信環境を判定することと、前記信頼度に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判
定された受信環境に応じて変更することと、を更に含む測位方法を構成してもよい。
【００２７】
この第８の発明によれば、測位用衛星からの衛星信号の受信環境が判定され、信頼度に
基づく測定誤差の変更量が、判定された受信環境に応じて変更される。例えば、衛星信号
の受信環境が悪いほど、同一の信頼度に対する測定誤差の加算量を大きくすることで、衛
星信号の受信環境を考慮したより適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【００２８】
また、第９の発明として、第１〜第８の何れかの発明の測位方法を、測位装置に内蔵さ
れたコンピュータに実行させるためのプログラムを構成してもよいし、さらには、第１４
の発明として、第１０〜第１３の何れかの発明の測位装置を備えた電子機器を構成しても
よい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態を説明する。尚、以下では、測位装置
を備えた電子機器として携帯型電話機を例に挙げ、測位システムとしてＧＰＳを用いた場
合について説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００３０】
１．原理
携帯型電話機１は、測位用衛星であるＧＰＳ衛星から発信（送出）されている測位用信
号としてのＧＰＳ衛星信号を受信し、受信したＧＰＳ衛星信号に重畳されているＧＰＳ衛
星の軌道情報（エフェメリスデータやアルマナックデータ）等の航法メッセージに基づい
て、ＧＰＳ衛星の位置、移動方向、速度等の衛星情報を算出する。ＧＰＳ衛星信号は、Ｃ
／Ａ（Coarse and Acquisition）コードと呼ばれるスペクトラム拡散変調された信号であ
り、１．５７５４２［ＧＨｚ］を搬送波周波数とするＬ１帯の搬送波に重畳されている。
【００３１】
尚、ＧＰＳ衛星は、６つの周回軌道面それぞれに４機ずつ配置され、原則、地球上のど
こからでも常時４機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている
。以下では、捕捉したＧＰＳ衛星信号を発信したＧＰＳ衛星を、他のＧＰＳ衛星と区別す
るために「捕捉衛星」と称する。
【００３２】
また、携帯型電話機１は、内蔵している水晶時計により特定されるＧＰＳ衛星信号の受
信時刻と、当該受信したＧＰＳ衛星信号のＧＰＳ衛星からの送信時刻との差に基づいて、
捕捉衛星から自機までの電波伝搬時間を計算する。そして、計算した電波伝搬時間に光速
度を乗算することで、捕捉衛星から自機までの距離（疑似距離）を計算する。
【００３３】
携帯型電話機１は、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメー
タの値を、複数の捕捉衛星の衛星情報や各捕捉衛星から自機までの距離（擬似距離）等の
情報に基づいて算出する測位演算を行うことで、自機の現在位置を測位する。
【００３４】
本実施形態では、携帯型電話機１は、ＧＰＳ起動後の１回目の測位では最小二乗法を用
いた測位処理（以下、「ＬＳ（Least Square）測位処理」と称す。）を行い、２回目以降
の測位ではカルマンフィルタを用いた測位処理（以下、「ＫＦ（Kalman Filter）測位処
理」と称す。）を行って現在位置を測位する。ＬＳ測位処理は周知の処理であるため説明
を省略し、ここでは本実施形態におけるＫＦ測位処理について詳細に説明する。
【００３５】
カルマンフィルタは、誤差を含む観測値を利用して、時々刻々と変化する状態量を推定
する確率理論に基づく推定方法である。本実施形態では、携帯型電話機１の状態を状態ベ
クトル「Ｘ」で表し、状態ベクトル「Ｘ」と真値との誤差の共分散を誤差共分散行列「Ｐ
」で表す。
【００３６】
状態ベクトル「Ｘ」は、携帯型電話機１の３次元の位置ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）、クロ
ックバイアス（ｂ）、３次元の速度ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）及びクロックドリフト（ｄ）
を成分とする８次元のベクトルである。また、誤差共分散行列「Ｐ」は、状態ベクトル「
Ｘ」の各成分の誤差の共分散を示す８×８の行列である。
【００３７】
ＫＦ測位処理では、状態ベクトル「Ｘ」及び誤差共分散行列「Ｐ」の予測処理（Predic
tion）及び補正処理（Correction）を行う。以下説明においては、この計算処理上の時間
経過（計算処理上の所定時間間隔）を表す単位を「１時刻」と称し、時刻１つ１つを進め
ながら、各時刻毎に携帯型電話機１の現在位置を測位する。
【００３８】
図１は、本実施形態におけるＫＦ測位処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、携帯型電話機１の速度を予測する速度予測処理を行う（ステップＡ１）。具体的
には、式（１）及び式（２）に従って、現在の状態ベクトル「Ｘ」及び誤差共分散行列「
Ｐ」の予測値を算出する。
【数１】
0005186873.tif 000002
【数２】
0005186873.tif 000003
【００３９】
ここで、各式における下付きの添え字「ｔ」は時刻を示しており、上付きの添え字「−
」は予測値、「＋」は補正値、「Ｔ」は転置行列をそれぞれ示している。また、「φ」は
、状態遷移行列と呼ばれる８×８の行列であり、「Ｑ」は、プロセスノイズと呼ばれる８
×８の行列である。状態遷移行列「φ」及びプロセスノイズ「Ｑ」の行と列の並びは、状
態ベクトル「Ｘ」の８次元の成分（ｘ，ｙ，ｚ，ｂ，ｕ，ｖ，ｗ，ｄ）にそれぞれ対応し
ている。
【００４０】
本実施形態では、次式（３）で表される状態遷移行列「φ」を用いて計算を行う。
【数３】
0005186873.tif 000004
但し、「ｄｔ」は、前回のＫＦ測位処理時の時刻と現在（今回）の時刻との時刻差であ
る。
【００４１】
式（１）からわかるように、速度予測処理では、１時刻前の状態ベクトル「Ｘ」の補正
値を現在の状態ベクトル「Ｘ」の予測値とする。すなわち、携帯型電話機１の現在の速度
が、１時刻前に求められた速度と同一であると予測する。速度予測処理を行った後、予測
速度を補正する速度補正処理を行う（ステップＡ３）。
【００４２】
図２は、速度補正処理の流れを示すフローチャートである。
速度補正処理では、各捕捉衛星について、ループＡの処理を繰り返し実行する（ステッ
プＢ１〜Ｂ１９）。ループＡでは、先ず当該捕捉衛星の位置、移動方向及び速度の情報（
衛星情報）と、状態ベクトル「Ｘ」の予測値から得られる携帯型電話機１の位置、移動方
向及び速度の情報（以下、包括的に「自機情報」と称す。）とに基づいて、携帯型電話機
１から当該捕捉衛星への視線方向を示す視線方向行列「Ｈ」を算出する（ステップＢ３）
。
【００４３】
次いで、当該捕捉衛星からのＧＰＳ衛星信号を受信した受信周波数を取得して、受信周
波数に関する実測値（以下、受信したＧＰＳ衛星信号に関する実測値のことを「メジャメ
ント実測値」と称す。）とする（ステップＢ５）。ＧＰＳ衛星信号の周波数は、１．５７
５４２［ＧＨｚ］に規定されているが、ＧＰＳ衛星と携帯型電話機１との相対的な移動方
向・移動速度の変化に応じて携帯型電話機１での受信周波数が変化する。この周波数偏移
がいわゆるドップラー周波数であり、受信周波数はドップラー周波数による偏移後の周波
数である。
【００４４】
また、当該捕捉衛星の衛星情報と自機情報とに基づいて、当該ＧＰＳ衛星信号の受信周
波数を予測して、受信周波数に関する予測値（以下、メジャメント実測値を予測した値の
ことを「メジャメント予測値」と称す。）とする（ステップＢ７）。そして、受信周波数
に関して、ステップＢ５で取得したメジャメント実測値と、ステップＢ７で算出したメジ
ャメント予測値との差を算出して、当該捕捉衛星の観測値「Ｚ」とする（ステップＢ９）
。
【００４５】
ＧＰＳ衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差をカルマンフィルタの入力値とす
ることで、状態ベクトル「Ｘ」の３次元の速度ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）及びクロックドリ
フト（ｄ）の変化量を求めることができる。尚、この場合、状態ベクトル「Ｘ」の３次元
の位置ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）及びクロックバイアス（ｂ）の変化量は「０」である。
【００４６】
その後、カルマンフィルタの入力値となる観測値「Ｚ」の測定誤差を示す行列として、
所定の測定誤差行列「Ｒ」を設定する（ステップＢ１１）。具体的には、速度補正処理で
用いる観測値「Ｚ」の測定誤差の値（「速度Ｒ値」と称す。）として所定値を設定した測
定誤差行列「Ｒ」を設定する。
【００４７】
次いで、速度予測処理で算出された誤差共分散行列「Ｐ」の予測値と、視線方向行列「
Ｈ」と、測定誤差行列「Ｒ」とを用いて、次式（４）に従ってカルマンゲイン「Ｋ」を算
出する（ステップＢ１３）。
【数４】
0005186873.tif 000005
【００４８】
そして、カルマンゲイン「Ｋ」と、観測値「Ｚ」と、視線方向行列「Ｈ」とを用いて、
次式（５）に従って状態ベクトルの差分「ΔＸ」を算出する（ステップＢ１５）。
【数５】
0005186873.tif 000006
【００４９】
また、カルマンゲイン「Ｋ」と、視線方向行列「Ｈ」と、誤差共分散行列「Ｐ」の予測
値とを用いて、次式（６）に従って誤差共分散行列「Ｐ」を補正する（ステップＢ１７）
。
【数６】
0005186873.tif 000007
但し、「Ｉ」は単位行列である。
【００５０】
ステップＢ３〜Ｂ１７の処理を全捕捉衛星について順次行い、状態ベクトルの差分「Δ
Ｘ」及び誤差共分散行列「Ｐ」を更新していく。そして、次式（７）に従って、速度予測
処理で算出された状態ベクトル「Ｘ」の予測値に、状態ベクトルの差分「ΔＸ」を加算し
て状態ベクトル「Ｘ」を補正することで、携帯型電話機１の速度を決定する（ステップＢ
２１）。
【数７】
0005186873.tif 000008
【００５１】
ステップＢ２１で得られた状態ベクトル「Ｘ」は、３次元の速度ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ
）及びクロックドリフト（ｄ）が、それぞれ予測値から補正されたものとなっている。こ
れは、上述したように、ＧＰＳ衛星信号の受信周波数に関するメジャメント実測値とメジ
ャメント予測値との差を観測値「Ｚ」として、状態ベクトルの差分「ΔＸ」を算出したこ
とによるものである。補正後の状態ベクトル「Ｘ」の３次元の速度ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ
）で表される速度が、現在の時刻の速度となる。
【００５２】
図１のＫＦ測位処理に戻って、速度補正処理を行った後、携帯型電話機１の位置を予測
する位置予測処理を行う（ステップＡ５）。具体的には、次式（８）に従って、速度補正
処理で得られた状態ベクトル「Ｘ」の補正値に状態遷移行列「φ」を乗算することで、状
態ベクトル「Ｘ」の予測値を算出する。
【数８】
0005186873.tif 000009
【００５３】
式（３）からわかるように、状態遷移行列「φ」のうち、３次元の速度ベクトル（ｕ，
ｖ，ｗ）に対応する３×３の行列部分の対角成分は、前回の時刻と現在の時刻との時刻差
「ｄｔ」となっている。従って、状態ベクトル「Ｘ」の補正値に状態遷移行列「φ」を乗
算した場合、その位置成分に着目すると、１時刻前の測位位置に予測移動距離が加算され
ることになり、携帯型電話機１の現在の予測位置が算出される。位置予測処理を行った後
、予測位置を補正する位置補正処理を行う（ステップＡ７）。
【００５４】
図３は、位置補正処理の流れを示すフローチャートである。
位置補正処理の流れは速度補正処理の流れとほぼ同一であるため、異なる部分を中心に
説明する。位置補正処理では、当該捕捉衛星から受信したＧＰＳ衛星信号のコード位相を
取得してコード位相に関するメジャメント実測値とし（ステップＣ５）、当該ＧＰＳ衛星
信号のコード位相を予測してコード位相に関するメジャメント予測値とする（ステップＣ
７）。そして、このコード位相に関するメジャメント実測値とメジャメント予測値との差
を算出して、カルマンフィルタの入力値である観測値「Ｚ」とする（ステップＣ９）。
【００５５】
ここで、コード位相とは、ＧＰＳ衛星信号に変調されているＣ／Ａコードの位相のこと
であり、当該ＧＰＳ衛星と携帯型電話機１間の距離を示す距離相当値である。観念的には
、ＧＰＳ衛星と携帯型電話機１との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると考える
ことができるが、ＧＰＳ衛星から携帯型電話機１までの距離がＣ／Ａコードの長さの整数
倍になるとは限らない。この場合、Ｃ／Ａコードの長さの整数倍に端数部分を加えた長さ
がＧＰＳ衛星と携帯型電話機１間の距離になるが、この端数部分に相当する位相がコード
位相である。
【００５６】
尚、コード位相は距離に換算して表すことも可能であるため、コード位相に関するメジ
ャメント実測値とメジャメント予測値との差を観測値「Ｚ」として位置補正処理を行うこ
とは、捕捉衛星と携帯型電話機１間の距離（Ｃ／Ａコードの長さの整数倍に端数部分を加
えた長さ）の実測値と予測値との差を観測値「Ｚ」として位置補正処理を行うことと等価
である。このため、コード位相は、捕捉衛星と携帯型電話機１間の距離に相当する値とい
える。
【００５７】
ＧＰＳ衛星信号のコード位相に関するメジャメント実測値とメジャメント予測値との差
をカルマンフィルタの入力値とすることで、状態ベクトル「Ｘ」の３次元の位置ベクトル
（ｘ，ｙ，ｚ）及びクロックバイアス（ｂ）の変化量を求めることができる。尚、この場
合、３次元の速度ベクトル（ｕ，ｖ，ｗ）及びクロックドリフト（ｄ）の変化量は「０」
である。
【００５８】
また、位置補正処理では、ステップＣ１０において、位置補正処理で用いる観測値「Ｚ
」の測定誤差の値（以下、「位置Ｒ値」と称す。）を決定する処理である位置Ｒ値決定処
理を行う。
【００５９】
位置Ｒ値決定処理は、当該捕捉衛星から受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて
設定した位置Ｒ値の初期値（以下、「基準位置Ｒ値」と称す。）を、（１）当該ＧＰＳ衛
星信号を捕捉処理した際の諸量（以下、「捕捉時諸量」と称す。）、（２）ステップＣ９
で算出した観測値「Ｚ」、（３）当該捕捉衛星の仰角、（４）当該ＧＰＳ衛星信号の信頼
度等に基づいて変更することで位置Ｒ値を決定する処理であり、本実施形態における特徴
的な処理の１つである。この位置Ｒ値の決定に係る処理については、詳細に後述する。
【００６０】
ステップＣ３〜Ｃ１７の処理を全捕捉衛星について順次行い、状態ベクトルの差分「Δ
Ｘ」及び誤差共分散行列「Ｐ」を更新していく。そして、式（７）に従って、位置予測処
理で算出された状態ベクトル「Ｘ」の予測値に、状態ベクトルの差分「ΔＸ」を加算して
状態ベクトル「Ｘ」を補正することで、携帯型電話機１の測位位置を決定する（ステップ
Ｃ２１）。
【００６１】
ステップＣ２１で得られた状態ベクトル「Ｘ」は、３次元の位置ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ
）及びクロックバイアス（ｂ）が、それぞれ予測値から補正されたものとなっている。こ
れは、上述したように、ＧＰＳ衛星信号のコード位相の実測値と予測値との差を観測値「
Ｚ」として、状態ベクトルの差分「ΔＸ」を算出したことによるものである。補正後の状
態ベクトル「Ｘ」の３次元の位置ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）で表される位置が、最終的に求
めた現在の時刻における測位位置となる。
【００６２】
２．機能構成
図４は、携帯型電話機１の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機１は、ＧＰ
Ｓアンテナ１０と、ＧＰＳ受信部２０と、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal 
Oscillator）４０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、操作部６０と
、表示部７０と、携帯電話用アンテナ８０と、携帯電話用無線通信回路部９０と、ＲＯＭ
（Read Only Memory）１００と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１０とを備えて構成
される。
【００６３】
ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ信号
を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部２０に出力する。
【００６４】
ＧＰＳ受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０から出力された信号に基づいて携帯型電話機
１の現在位置を測位する測位部であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックで
ある。ＧＰＳ受信部２０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部２１と、ベースバンド
処理回路部３０とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部２１と、ベースバンド処理回
路部３０とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも
、１チップとして製造することも可能である。
【００６５】
ＲＦ受信回路部２１は、高周波信号（ＲＦ信号）の回路ブロックであり、ＴＣＸＯ４０
により生成された発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生
成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ１０から出力されたＲＦ信号に乗
算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）
信号」と称す。）にダウンコンバートし、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ変換器でデジ
タル信号に変換して、ベースバンド処理回路部３０に出力する。
【００６６】
ベースバンド処理回路部３０は、ＲＦ受信回路部２１から出力されたＩＦ信号に対して
相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、データを復号して航法メッセージや
時刻情報等を取り出して測位演算を行う回路部である。ベースバンド処理回路部３０は、
演算制御部３１と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３７とを備えて構成される。また、演算制御部
３１は、メジャメント取得演算部３２と、測位演算部３３とを備えて構成される。
【００６７】
尚、メジャメント取得演算部３２と、測位演算部３３とは、それぞれ別のＬＳＩとして
製造することも、１チップとして製造することも可能である。また、本実施形態において
は現在位置の測位演算そのものは測位演算部３３で実行することとして説明するが、測位
演算部３３で実行する処理全てをホストＣＰＵ５０で実行することとしてもよいのは勿論
である。
【００６８】
メジャメント取得演算部３２は、ＲＦ受信回路部２１から出力された受信信号（ＩＦ信
号）から、ＧＰＳ衛星信号の捕捉・追尾を行う回路部であり、相関演算部３２１を備えて
構成されている。メジャメント取得演算部３２は、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星信号の受信
周波数やコード位相等の情報を取得し、メジャメント実測値として測位演算部３３に出力
する。
【００６９】
相関演算部３２１は、受信信号に含まれるＣ／Ａコードとレプリカコードとの相関を、
例えばＦＦＴ演算を用いて算出するコヒーレント処理（相関処理）を行い、このコヒーレ
ント処理の結果である相関値を積算して積算相関値を算出するインコヒーレント処理（相
関値積算処理）を行うことで、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。レプリカコードは、擬似的に
発生させた捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号に含まれるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）
コードの一種であるＣ／Ａコードを模擬した信号である。Ｃ／Ａコードは、１０２３チッ
プで構成されている。
【００７０】
捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号が間違いなければ、そのＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ
／Ａコードとレプリカコードとは一致し（捕捉成功）、間違っていれば一致しない（捕捉
失敗）。そのため、算出された積算相関値のピークを判定することによってＧＰＳ衛星信
号の捕捉が成功したか否かを判定でき、レプリカコードを次々に変更して、同じ受信信号
との相関演算を行うことで、ＧＰＳ衛星信号を捕捉することが可能となる。
【００７１】
また、相関演算部３２１は、上述したコヒーレント処理及びインコヒーレント処理を、
レプリカコードの発生信号の周波数と、Ｃ／Ａコードとレプリカコードとを相関演算する
際の位相とを変更しつつ行っている。レプリカコードの発生信号の周波数と受信信号の周
波数とが一致し、且つＣ／Ａコードとレプリカコードとの相関演算時の位相が一致した場
合に、積算相関値が最大となる。
【００７２】
より具体的には、捕捉対象のＧＰＳ衛星信号に応じた所定の周波数及びコード位相の範
囲をサーチ範囲として設定し、このサーチ範囲内で、Ｃ／Ａコードの開始位置（コード位
相）を検出するための位相方向の相関演算と、周波数を検出するための周波数方向の相関
演算とを行う。サーチ範囲は、周波数についてはＧＰＳ衛星信号の搬送波周波数である１
．５７５４２［ＧＨｚ］を中心とする所定の周波数掃引範囲、コード位相についてはＣ／
Ａコードのチップ長である１０２３チップのコード位相範囲内に定められる。
【００７３】
メジャメント取得演算部３２は、メジャメント実測値とは別に、当該捕捉衛星からのＧ
ＰＳ衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量を、測位演算部３３に出力する。捕捉時諸量
には、相関演算部３２１のインコヒーレント処理による積算時間（以下、「積算時間」と
称す。）と、ＧＰＳ衛星信号のメジャメント実測値を取得した時刻から現在までの経過時
間（以下、「メジャメント取得基準時刻経過時間」と称す。）と、コヒーレント処理及び
インコヒーレント処理における周波数の掃引間隔（以下、「周波数掃引間隔」と称す。）
と、積算相関値のピークの有無（以下、「積算相関値ピーク有無」と称す。）とが含まれ
る。
【００７４】
相関演算部３２１は、強い信号強度のＧＰＳ衛星信号を受信することができる環境（強
電界環境）では、積算時間を短くしてインコヒーレント処理を行うが、中程度や弱い信号
強度のＧＰＳ衛星信号しか受信することができない環境（中電界環境や弱電界環境）では
、積算時間を長くしてインコヒーレント処理を行う。これは、積算時間を長くすることに
よって、積算相関値のピークの判別を容易にするためである。
【００７５】
尚、本実施形態では、ＧＰＳ衛星信号の受信環境として、「弱電界環境」、「中電界環
境」、「強電界環境」の３種類が存在するものとして説明する。受信環境は、例えば捕捉
されたＧＰＳ衛星信号の信号強度や衛星配置の指標値であるＰＤＯＰ（Position Dilutio
n Of Precision）値に基づいて判定することが可能であるが、その詳細については公知で
あるため、説明を省略する。
【００７６】
また、周波数掃引間隔が狭いほど、高い精度でＧＰＳ衛星信号を捕捉することが可能で
あるが、ＧＰＳ衛星信号の捕捉に要する時間は長くなる。相関演算部３２１は、強電界環
境では、最初は広い周波数掃引間隔（例えば「４Ｈｚ」）で相関演算を行うが、徐々に周
波数掃引間隔を狭くしていき、最終的には非常に狭い周波数掃引間隔（例えば「０．２Ｈ
ｚ」）で相関演算を行う。すなわち、最初のうちはＧＰＳ衛星信号の周波数を荒く探索す
るが、徐々に精細な周波数の探索に切り替えていく。また、中電界環境や弱電界環境では
、例えば５０［Ｈｚ］といった非常に広い周波数掃引間隔で相関演算を行う。
【００７７】
図５は、積算相関値のピーク有無の判定方法を説明するための図である。図５では、横
軸をコード位相ＣＰ、縦軸を積算相関値Ｐとし、ある周波数におけるコード位相と積算相
関値との対応関係を模式的に示している。
【００７８】
相関演算部３２１は、相関値を積算するが、回路的（メモリ容量的）に積算可能な値に
限りがあるため、この限界値を超える積算はできない。図５は、この積算限界値Ｐθを超
える積算を実行した場合の一例である。積算限界値Ｐθを超えた部分は積算限界値Ｐθと
なっている。この結果、最大の積算相関値（積算限界値Ｐθ）をとるコード位相ＣＰは複
数存在することとなり、ピークの判定ができない。そこで、メジャメント取得演算部３２
は、相関演算部３２１により演算された最大の積算相関値が、積算限界値Ｐθに達してい
る場合にはピーク無しと判定し、達していなければピーク有りと判定することでピークの
有無を判定する。
【００７９】
また、メジャメント取得演算部３２は、メジャメント実測値、捕捉時諸量とは別に、捕
捉衛星のＧＰＳ衛星信号の信頼度を評価し、評価した信頼度を測位演算部３３に出力する
。具体的には、相関演算部３２１による相関演算の結果に基づいて信頼度指標ＸＰＲ（以
下、単に「ＸＰＲ」と称す。）を算出し、当該ＸＰＲを５段階の評価レベルに分類する。
そして、ＸＰＲと評価レベルとを対応付けた捕捉衛星信号信頼度情報を、測位演算部３３
に出力する。
【００８０】
図６は、ＸＰＲの算出方法を説明するための図である。図６では、図５と同様に、横軸
をコード位相ＣＰ、縦軸を積算相関値Ｐとし、ある周波数におけるコード位相と積算相関
値との対応関係を模式的に示している。
【００８１】
メジャメント取得演算部３２は、相関演算部３２１の相関演算により得られた積算相関
値の最大値「Ｐ1」と、当該積算相関値が最大となったコード位相ＣＰ１から１／２チッ
プ離れたコード位相における積算相関値のうち、値が小さい方の積算相関値「Ｐ2」とを
取得する。そして、次式（９）に従ってＸＰＲを算出する。
ＸＰＲ＝（Ｐ1−Ｐ2）／Ｐ1    ・・・（９）
【００８２】
測位演算部３３は、メジャメント取得演算部３２から入力したメジャメント実測値に基
づいて携帯型電話機１の現在位置を測位する測位演算を行う。また、メジャメント取得演
算部３２から入力したＧＰＳ衛星信号の捕捉時諸量及び捕捉衛星信号信頼度情報や、算出
したカルマンフィルタの観測値「Ｚ」及び捕捉衛星の仰角等の情報に基づいて、ＫＦ測位
処理に用いる位置Ｒ値を決定する処理を行う。
【００８３】
図７は、ＲＯＭ３５に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３５には、測位
演算部３３により読み出され、ベースバンド処理（図２０参照）として実行されるベース
バンド処理プログラム３５１と、基準位置Ｒ値設定用データ３５２と、ＸＰＲ評価用デー
タ３５３と、ＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４と、捕捉時所用時間対応位置Ｒ
値変更用データ３５５と、観測値対応位置Ｒ値変更用データ３５６と、仰角対応位置Ｒ値
変更用データ３５７とが記憶されている。
【００８４】
また、ベースバンド処理プログラム３５１には、ＬＳ測位処理として実行されるＬＳ測
位プログラム３５１１と、ＫＦ測位処理（図１〜図３参照）として実行されるＫＦ測位プ
ログラム３５１２と、位置Ｒ値決定処理（図２１参照）として実行される位置Ｒ値決定プ
ログラム３５１３とがサブルーチンとして含まれている。
【００８５】
ベースバンド処理とは、測位演算部３３が、１回目の測位ではＬＳ測位処理を行って携
帯型電話機１の現在位置を測位し、２回目以降の測位ではＫＦ測位処理を行って携帯型電
話機１の現在位置を測位して出力する処理である。ベースバンド処理については、フロー
チャートを用いて詳細に後述する。
【００８６】
ＬＳ測位処理とは、測位演算部３３が、複数の捕捉衛星について最小二乗法を用いた測
位演算を行うことで、携帯型電話機１の現在位置を測位する処理である。ＬＳ測位処理に
ついては公知の処理内容であるため、詳細な説明を省略する。
【００８７】
ＫＦ測位処理とは、測位演算部３３が、複数の捕捉衛星についてカルマンフィルタを用
いた測位演算を行うことで、携帯型電話機１の現在位置を測位する処理である。ＫＦ測位
処理については、図１〜図３を参照して説明した通りである。
【００８８】
位置Ｒ値決定処理とは、測位演算部３３が、捕捉衛星から受信したＧＰＳ衛星信号の信
号強度に基づいて基準位置Ｒ値を設定し、当該基準位置Ｒ値を、ＧＰＳ衛星信号の捕捉時
諸量、カルマンフィルタの観測値「Ｚ」、捕捉衛星の仰角、捕捉衛星信号信頼度情報等に
基づいて変更することで位置Ｒ値を決定する処理である。位置Ｒ値決定処理については、
フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８９】
図９は、基準位置Ｒ値設定用データ３５２のデータ構成例を示す図である。基準位置Ｒ
値設定用データ３５２には、捕捉されたＧＰＳ衛星信号の信号強度が含まれる範囲を定め
た信号強度３５２１と、基準位置Ｒ値３５２３とが対応付けて記憶されている。例えば、
信号強度が「−１４０ｄＢｍ〜−１４２ｄＢｍ」の範囲に含まれる場合の基準位置Ｒ値は
「５０ｍ」である。
【００９０】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、基準位置Ｒ値設定用データ３５２を参
照し、当該捕捉衛星から受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度が含まれる範囲に対応する基
準位置Ｒ値を読み出すことで、基準位置Ｒ値を設定する。
【００９１】
図１０は、ＸＰＲ評価用データ３５３のデータ構成例を示す図である、ＸＰＲ評価用デ
ータ３５３には、ＸＰＲが含まれる範囲を定めたＸＰＲ３５３１と、５段階の評価レベル
３５３３とが対応付けて記憶されている。例えば、ＸＰＲが「０．３〜０．５」の範囲に
含まれる場合の評価レベルは「Ｃ」である。
【００９２】
メジャメント取得演算部３２は、ＸＰＲ評価用データ３５３を参照し、式（９）に従っ
て算出したＸＰＲが含まれる範囲に対応する評価レベルを読み出す。そして、算出したＸ
ＰＲと読み出した評価レベルとを対応付けた捕捉衛星信号信頼度情報を、測位演算部３３
に出力する。
【００９３】
図１１は、ＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４のデータ構成例を示す図である
。ＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４には、ＧＰＳ衛星信号の受信環境それぞれ
について、ＸＰＲ評価用データ３５３に定義されている評価レベル３５３３別に、位置Ｒ
値への加算量（以下、「位置Ｒ値加算量」と称す。）が記憶されている。例えば、受信環
境が「弱電界環境」であり、評価レベルが「Ｅ」である場合の位置Ｒ値加算量は「１２０
」である。
【００９４】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境に応じて、
弱電界環境用位置Ｒ値変更処理、中電界環境用位置Ｒ値変更処理、強電界環境用位置Ｒ値
変更処理の何れかの処理を行う。この際、ＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４を
参照し、当該受信環境及び捕捉衛星信号信頼度情報に含まれる評価レベルに対応する位置
Ｒ値加算量を読み出して位置Ｒ値に加算することによって、位置Ｒ値を変更する。
【００９５】
図１２は、捕捉時所用時間対応位置Ｒ値変更用データ３５５のデータ内容を説明するた
めの図である。同図では、横軸を捕捉時所用時間、縦軸を位置Ｒ値加算量とし、捕捉時所
用時間と位置Ｒ値加算量との対応関係を定性的に示している。
【００９６】
捕捉時所用時間は、メジャメント取得演算部３２から入力した捕捉時諸量に含まれる積
算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間との和で表される時間である。捕捉時所用時
間対応位置Ｒ値変更用データ３５５には、捕捉時所用時間が長くなるほど位置Ｒ値に大き
な値が加算されるように、捕捉時所用時間と位置Ｒ値加算量との対応関係が定められてい
る。
【００９７】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、メジャメント取得演算部３２から入力
した捕捉時諸量に含まれる積算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間とを合算して捕
捉時所用時間を算出する。そして、捕捉時所用時間対応位置Ｒ値変更用データ３５５を参
照し、算出した捕捉時所用時間に対応する位置Ｒ値加算量を読み出して位置Ｒ値に加算す
ることによって、位置Ｒ値を変更する。
【００９８】
図１３は、観測値対応位置Ｒ値変更用データ３５６のデータ内容を説明するための図で
ある。同図では、横軸をカルマンフィルタの観測値「Ｚ」、縦軸を位置Ｒ値加算量とし、
観測値「Ｚ」と位置Ｒ値加算量との対応関係を定性的に示している。
【００９９】
観測値対応位置Ｒ値変更用データ３５６には、観測値「Ｚ」が大きくなるほど位置Ｒ値
に大きな値が加算されるように、観測値「Ｚ」と位置Ｒ値加算量との対応関係が定められ
ている。具体的には、位置Ｒ値加算量は、観測値「Ｚ」の２乗で与えられる。
【０１００】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、観測値対応位置Ｒ値変更用データ３５
６を参照し、位置補正処理（図３）のステップＣ９で算出した観測値「Ｚ」に対応する位
置Ｒ値加算量を読み出す。そして、読み出した位置Ｒ値加算量を位置Ｒ値に加算すること
によって、位置Ｒ値を変更する。
【０１０１】
図１４は、仰角対応位置Ｒ値変更用データ３５７のデータ内容を説明するための図であ
る。同図では、横軸を捕捉衛星の仰角、縦軸を位置Ｒ値加算量とし、各受信環境における
仰角と位置Ｒ値加算量との対応関係を定性的に示している。
【０１０２】
何れの受信環境においても、仰角が「９０°」に近付くにつれて位置Ｒ値加算量が「０
」に近付くことに変わりはないが、受信環境毎に直線の傾きが異なっている。具体的には
、仰角が「０°」である場合の位置Ｒ値加算量は、弱電界環境の場合が最も大きく、強電
界環境の場合が最も小さい。
【０１０３】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境に応じて、
弱電界環境用位置Ｒ値変更処理、中電界環境用位置Ｒ値変更処理及び強電界環境用位置Ｒ
値変更処理の何れかの処理を行う。この際、仰角対応位置Ｒ値変更用データ３５７を参照
し、当該受信環境及び当該捕捉衛星の仰角に対応する位置Ｒ値加算量を読み出して位置Ｒ
値に加算することによって、位置Ｒ値を変更する。
【０１０４】
図８は、ＲＡＭ３７に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ３７には、ＫＦ
パラメータデータ３７１と、捕捉衛星別メジャメントデータ３７２と、捕捉衛星別捕捉時
諸量データ３７３と、捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４と、捕捉衛星別仰
角データ３７５と、測位履歴データ３７６とが記憶される。
【０１０５】
ＫＦパラメータデータ３７１は、ＫＦ測位処理において用いられるカルマンフィルタの
各種パラメータの値が記憶されたデータであり、ＫＦ測位処理において測位演算部３３に
より随時更新される。
【０１０６】
図１５は、捕捉衛星別メジャメントデータ３７２のデータ構成例を示す図である。捕捉
衛星別メジャメントデータ３７２には、捕捉衛星３７２１と、メジャメント実測値３７２
３と、メジャメント予測値３７２５とが対応付けて記憶される。捕捉衛星３７２１には、
当該捕捉衛星の番号が記憶され、メジャメント実測値３７２３及びメジャメント予測値３
７２５には、当該捕捉衛星から受信したＧＰＳ衛星信号の受信周波数やコード位相の実測
値及び予測値がそれぞれ記憶される。
【０１０７】
例えば、捕捉衛星「Ｓ１」についてのメジャメント実測値は、受信周波数が「ＳＦｒｅ
ｑ１」、コード位相が「ＳＣＰ１」であり、メジャメント予測値は、受信周波数が「ＥＦ
ｒｅｑ１」、コード位相が「ＥＣＰ１」である。ＫＦ測位処理では、測位演算部３３は、
メジャメント実測値とメジャメント予測値との差を観測値「Ｚ」として、速度補正処理及
び位置補正処理を行う。
【０１０８】
図１６は、捕捉衛星別捕捉時諸量データ３７３のデータ構成例を示す図である。捕捉衛
星別捕捉時諸量データ３７３には、捕捉衛星３７３１と、捕捉時諸量３７３３とが対応付
けて記憶される。また、捕捉時諸量３７３３には、積算時間及びメジャメント取得基準時
刻経過時間でなる捕捉時所用時間と、周波数掃引間隔と、積算相関値ピーク有無とが記憶
される。
【０１０９】
例えば、捕捉衛星「Ｓ３」の積算時間は「２．０秒」、メジャメント取得基準時刻経過
時間は「０秒」、周波数掃間隔は「５０Ｈｚ」、積算相関値ピーク有無は「無し」である
。捕捉衛星別捕捉時諸量データ３７３は、測位演算部３３がメジャメント取得演算部３２
から捕捉時諸量を入力することで随時更新される。
【０１１０】
図１７は、捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４のデータ構成例を示す図で
ある。捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４には、捕捉衛星３７４１と、捕捉
衛星信号信頼度情報３７４３とが対応付けて記憶される。また、捕捉衛星信号信頼度情報
３７４３には、ＸＰＲと評価レベルとが記憶される。
【０１１１】
例えば、捕捉衛星「Ｓ３」のＸＰＲは「０．７８」であり、評価レベルは「Ａ」である
。捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４は、測位演算部３３がメジャメント取
得部３２から捕捉衛星信号信頼度情報を入力することで随時更新される。
【０１１２】
図１８は、捕捉衛星別仰角データ３７５のデータ構成例を示す図である。捕捉衛星別仰
角データ３７５には、捕捉衛星３７５１と、当該捕捉衛星の仰角３７５３とが対応付けて
記憶される。例えば、捕捉衛星「Ｓ３」の仰角は「３５°」である。捕捉衛星別仰角デー
タ３７５は、測位演算部３３により仰角が算出されることで随時更新される。
【０１１３】
図１９は、測位履歴データ３７６のデータ構成例を示す図である。測位履歴データ３７
６には、測位位置が決定された時刻３７６１と、その測位位置３７６３とが対応付けて測
位された新しい順に記憶されていく。測位履歴データ３７６のうち、最も新しい時刻３７
６１に対応する測位位置３７６３を「最新測位位置」と称する。例えば、図１９における
最新測位位置は時刻「ｔ１」における測位位置（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）である。測位履歴デ
ータ３７６は、測位演算部３３により測位処理が行われることで随時更新される。
【０１１４】
ＴＣＸＯ４０は、所定の発振周波数で発振信号を生成する温度補償型水晶発振器であり
、生成した発振信号をＲＦ受信回路部２１及びベースバンド処理回路部３０に出力する。
【０１１５】
ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されているシステムプログラム等の各種プロ
グラムに従って携帯型電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰ
Ｕ５０は、測位演算部３３から入力した最新測位位置をプロットしたナビゲーション画面
を、表示部７０に表示させる。
【０１１６】
操作部６０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であ
り、押下されたキーやボタンの信号をホストＣＰＵ５０に出力する。この操作部６０の操
作により、通話要求やメールの送受信要求等の各種指示入力がなされる。
【０１１７】
表示部７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ５
０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部７０には、
ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【０１１８】
携帯電話用アンテナ８０は、携帯型電話機１の通信サービス事業者が設置した無線基地
局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【０１１９】
携帯電話用無線通信回路部９０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構
成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで
、通話やメールの送受信等を実現する。
【０１２０】
ＲＯＭ１００は、ホストＣＰＵ５０が携帯型電話機１を制御するためのシステムプログ
ラムや、ナビゲーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している
。
【０１２１】
ＲＡＭ１１０は、ホストＣＰＵ５０により実行されるシステムプログラム、各種処理プ
ログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形
成している。
【０１２２】
３．処理の流れ
図２０は、測位演算部３３によりＲＯＭ３５に記憶されているベースバンド処理プログ
ラム３５１が読み出されて実行されることで、携帯型電話機１において実行されるベース
バンド処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２３】
ベースバンド処理は、ＲＦ受信回路部２１によるＧＰＳ衛星信号の受信と併せて、測位
演算部３３が、操作部６０に測位開始指示の操作がなされたことを検出した場合に実行を
開始する処理であり、各種アプリケーションの実行といった各種の処理と並行して行われ
る処理である。尚、携帯型電話機１の電源のＯＮ／ＯＦＦとＧＰＳの起動／停止とを連動
させ、携帯型電話機１の電源投入操作を検出した場合に処理の実行を開始させることにし
てもよい。原則として、測位演算は「１秒」毎に行われるものとする。
【０１２４】
また、特に説明しないが、以下のベースバンド処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ１０に
よるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部２１によるＩＦ信号へのダウンコンバート、メジ
ャメント取得演算部３２によるメジャメント実測値や捕捉時諸量、捕捉衛星信号信頼度情
報の取得・算出等が随時行われている状態にあるものとする。
【０１２５】
先ず、測位演算部３３は、測位が１回目であるか否かを判定し（ステップＳ１）、１回
目であると判定した場合は（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ＲＯＭ３５に記憶されているＬＳ
測位プログラム３５１１を読み出して実行することで、ＬＳ測位処理を行う（ステップＳ
３）。
【０１２６】
ＬＳ測位処理では、測位演算部３３は、複数の捕捉衛星について最小二乗法を用いた測
位演算を行うことで、携帯型電話機１の現在位置を測位する。そして、時刻３７６１と、
測位位置３７６３とを対応付けて、ＲＡＭ３７の測位履歴データ３７６に記憶させる。
【０１２７】
次いで、測位演算部３３は、カルマンフィルタの初期設定を行う（ステップＳ５）。具
体的には、ＬＳ測位処理で得られた測位位置を、カルマンフィルタの状態ベクトル「Ｘ」
の位置成分に設定する。また、状態ベクトル「Ｘ」の他の成分や誤差共分散行列「Ｐ」の
各成分に所定値を設定して、ＲＡＭ３７のＫＦパラメータデータ３７１に記憶させる。
【０１２８】
次いで、測位演算部３３は、ＲＡＭ３７の測位履歴データ３７６に記憶されている最新
測位位置をホストＣＰＵ５０に出力する（ステップＳ７）。そして、操作部６０に対して
ユーザによる測位終了指示がなされたか否かを判定し（ステップＳ９）、なされなかった
と判定した場合は（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。また、測位終了指示が
なされたと判定した場合は（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。
【０１２９】
一方、ステップＳ１において測位が２回目以降であると判定した場合は（ステップＳ１
；Ｎｏ）、測位演算部３３は、ＲＯＭ３５に記憶されているＫＦ測位プログラム３５１２
を読み出して実行することで、ＫＦ測位処理を行う（ステップＳ１１）。そして、測位演
算部３３は、ステップＳ７へと処理を移行する。
【０１３０】
ＫＦ測位処理では、測位演算部３３は、図１〜図３のフローチャートに従って処理を実
行する。この際、図３の位置補正処理のステップＣ１０において、測位演算部３３は、Ｒ
ＯＭ３５に記憶されている位置Ｒ値決定プログラム３５１３を読み出して実行することで
、位置Ｒ値決定処理を行う。
【０１３１】
図２１は、位置Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、測位演算部３３は、ＲＯＭ３５に記憶されている基準位置Ｒ値設定用テーブル３
５２を参照して、当該捕捉衛星のＧＰＳ衛星信号の信号強度３５２１に対応する基準位置
Ｒ値３５２３を求め、位置Ｒ値の初期値として設定する（ステップＴ１）。
【０１３２】
次いで、測位演算部３３は、捕捉時諸量に基づく位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ
３）。具体的には、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別捕捉時諸量データ３７３に記憶されている当
該捕捉衛星の捕捉時諸量３７３３の積算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間とを合
算して捕捉時所用時間を算出する。そして、ＲＯＭ３５に記憶されている捕捉時所用時間
対応位置Ｒ値変更用データ３５５を参照し、算出した捕捉時所用時間に対応する位置Ｒ値
加算量を読み出して基準位置Ｒ値に加算することで、位置Ｒ値を変更する。
【０１３３】
また、測位演算部３３は、受信環境が強電界環境である場合に、当該捕捉衛星の捕捉時
諸量３７３３の周波数掃引間隔が「０．８Ｈｚ」以上であるか、若しくは、積算相関値ピ
ーク有無が「無し」であるか否かを判定する。そして、当該条件を満たすと判定した場合
は、位置Ｒ値に「５０」を加算する。
【０１３４】
次いで、測位演算部３３は、観測値「Ｚ」に基づく位置Ｒ値変更処理を行う（ステップ
Ｔ５）。具体的には、ＲＯＭ３５に記憶されている観測値対応位置Ｒ値変更用データ３５
６を参照し、ＲＡＭ３７のＫＦパラメータデータ３７１に記憶されている当該捕捉衛星の
コード位相に関する観測値「Ｚ」に対応する位置Ｒ値加算量を読み出す。そして、読み出
した位置Ｒ値加算量を位置Ｒ値に加算することで、位置Ｒ値を変更する。
【０１３５】
その後、測位演算部３３は、位置予測処理（図１のステップＡ５）で得られた携帯型電
話機１の予測位置を基準とする当該捕捉衛星の仰角を算出して、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別
仰角データ３７５に記憶させる（ステップＴ７）。
【０１３６】
次いで、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であり、且つ
、速度補正処理（図１のステップＡ３、図２）で得られた携帯型電話機１の速度が「２ｍ
／ｓ」未満であるか否かを判定し（ステップＴ９）、当該条件を満たすと判定した場合は
（ステップＴ９；Ｙｅｓ）、弱電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ１１）。
【０１３７】
具体的には、ＲＯＭ３５に記憶されているＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４
を参照し、受信環境が弱電界環境であって、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度
情報データ３７４に記憶されている捕捉衛星信号信頼度情報３７４３の評価レベルに対応
する位置Ｒ値加算量を読み出す。そして、読み出した位置Ｒ値加算量を位置Ｒ値に加算す
ることで、位置Ｒ値を変更する。
【０１３８】
また、測位演算部３３は、ＲＯＭ３５に記憶されている仰角対応位置Ｒ値変更用データ
３５７を参照し、受信環境が弱電界環境であって、ステップＴ７で算出した仰角に対応す
る位置Ｒ値加算量を読み出す。そして、読み出した位置Ｒ値加算量を位置Ｒ値に加算する
ことで、位置Ｒ値を変更する。
【０１３９】
一方、ステップＴ９において条件を満たさないと判定した場合は（ステップＴ９；Ｎｏ
）、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が「強電界環境」であるか否かを判定
し（ステップＴ１３）、「強電界環境」であると判定した場合は（ステップＴ１３；Ｙｅ
ｓ）、強電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ１５）。また、ステップＴ１３
において「強電界環境」ではないと判定した場合は（ステップＴ１３；Ｎｏ）、中電界環
境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ１７）。
【０１４０】
強電界環境用位置Ｒ値変更処理及び中電界環境用位置Ｒ値変更処理では、測位演算部３
３は、ＲＯＭ３５に記憶されているＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データ３５４及び仰角
対応位置Ｒ値変更用データ３５７のうち、受信環境が、強電界環境用位置Ｒ値変更処理で
あれば「強電界環境」、中電界環境用位置Ｒ値変更処理であれば「中電界環境」である位
置Ｒ値加算量の中から、当該捕捉衛星の評価レベル及び仰角に対応する位置Ｒ値加算量を
読み出して位置Ｒ値に加算することで、位置Ｒ値を変更する。
【０１４１】
ステップＴ１１、Ｔ１５．Ｔ１７の何れかの処理を行った後、測位演算部３３は、携帯
型電話機１が停止状態であるか否かを判定する（ステップＴ１９）。具体的には、速度補
正処理（図１のステップＡ３、図２）で得られた携帯型電話機１の速度が「１ｍ／ｓ」未
満である場合に、携帯型電話機が停止状態であると判定する。
【０１４２】
そして、停止状態であると判定した場合は（ステップＴ１９；Ｙｅｓ）、測位演算部３
３は、位置Ｒ値が「１０」未満であるか否かを判定し（ステップＴ２１）、「１０」未満
であると判定した場合は（ステップＴ２１；Ｙｅｓ）、位置Ｒ値を「１０」に設定する（
ステップＴ２３）。
【０１４３】
携帯型電話機１が停止していると判定した場合に、位置Ｒ値が小さ過ぎると、位置の補
正が強くかかる結果、携帯型電話機１の動き出し時における測位位置の追従性が悪くなる
。このため、携帯型電話機１が停止していると判定した場合の位置Ｒ値の最低値を「１０
」にすることで、測位位置の追従性の向上を図っている。
【０１４４】
一方、ステップＴ１９において停止状態ではないと判定した場合（ステップＴ１９；Ｎ
ｏ）、又は、ステップＴ２１において位置Ｒ値が「１０」以上であると判定した場合は（
ステップＴ２１；Ｎｏ）、測位演算部３３は、ステップＴ２５へと処理を移行する。
【０１４５】
次いで、測位演算部３３は、位置Ｒ値が「１」未満であるか否かを判定し（ステップＴ
２５）、「１」以上であると判定した場合は（ステップＴ２５；Ｎｏ）、ステップＴ２９
へと処理を移行し、「１」未満であると判定した場合は（ステップＴ２５；Ｙｅｓ）、位
置Ｒ値を「１」に設定する（ステップＴ２７）。位置Ｒ値の最低値を「１」としたのは、
位置の補正が弱くかかることによって、測位位置に位置飛びが発生することを防止するた
めである。
【０１４６】
その後、測位演算部３３は、前回出力した測位位置がＫＦ測位処理による測位位置であ
るか否かを判定し（ステップＴ２９）、ＫＦ測位処理による測位位置ではないと判定した
場合は（ステップＴ２９；Ｎｏ）、位置Ｒ値が「１０」未満であるか否かを判定する（ス
テップＴ３１）。
【０１４７】
そして、位置Ｒ値が「１０」未満であると判定した場合は（ステップＴ３１；Ｙｅｓ）
、測位演算部３３は、位置Ｒ値を「１０」に設定して（ステップＴ３３）、位置Ｒ値決定
処理を終了する。ＬＳ測位処理からＫＦ測位処理に移行した直後は、測位位置の追従性を
良くするために、位置Ｒ値の最低値を「１０」にしている。
【０１４８】
また、ステップＴ２９においてＫＦ測位処理による測位位置であると判定した場合（ス
テップＴ２９；Ｙｅｓ）、又は、ステップＴ３１において位置Ｒ値が「１０」以上である
と判定した場合は（ステップＴ３１；Ｎｏ）、測位演算部３３は、位置Ｒ値決定処理を終
了する。
【０１４９】
４．実験結果
図２２は、従来の処理で測位を行った場合の実験結果の一例を示す図であり、図２３は
、本実施形態の処理で測位を行った場合の実験結果の一例を示す図である。携帯型電話機
１を携行したユーザが、図中左下から歩行開始し、予め定められた道路上を周回して同じ
位置に戻ってきた場合の各時刻における測位位置を太い実線で結んだ結果を示している。
【０１５０】
図２２と図２３とから明らかな通り、本実施形態の処理によってより精確な測位位置が
算出されていることがわかる。例えば、従来の処理では、破線で示した部分Ｐ１において
測位位置が大きく変動しており、測位位置の軌跡が道路上に適切に描かれていないことが
わかる。一方、本実施形態の処理では、同じ部分Ｐ１において測位位置の軌跡が道路上に
あることがわかる。これは、図２１の位置Ｒ値決定処理のステップＴ３における捕捉時諸
量に基づく位置Ｒ値変更処理と、ステップＴ１１における弱電界環境用位置Ｒ値変更処理
とにおいて位置Ｒ値が変更されたことで、測位精度が改善されたことによるものである。
【０１５１】
また、従来の手法では、破線で示した部分Ｐ２において測位位置が道路上に直線的な軌
跡を描いていないが、本実施形態の手法では、ほぼ直線的な軌跡を描いている。これは、
図２１の位置Ｒ値決定処理のステップＴ３における捕捉時諸量に基づく位置Ｒ値変更処理
と、ステップＴ１５における強電界環境用位置Ｒ値変更処理とにおいて位置Ｒ値が変更さ
れたことで、測位精度が改善されたことによるものである。
【０１５２】
５．作用効果
本実施形態によれば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号を捕捉する捕捉処理が実行され
て、当該ＧＰＳ衛星信号のコード位相が測定される。そして、捕捉したＧＰＳ衛星信号の
信号強度に基づいて、当該捕捉衛星についての状態ベクトル「Ｘ」の位置補正処理で用い
る測定誤差としての位置Ｒ値の初期値が設定され、当該初期値が設定された位置Ｒ値が、
当該捕捉衛星からのＧＰＳ衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更される
。
【０１５３】
ここで、捕捉時諸量には、相関演算部３２１がインコヒーレント処理を行った際の積算
時間（積算時間）と、メジャメント実測値を取得した時刻から現在までの経過時間（メジ
ャメント取得基準時刻経過時間）と、コヒーレント処理及びインコヒーレント処理を行う
際の周波数の掃引間隔（周波数掃引間隔）と、インコヒーレント処理で得られた積算相関
値のピークの有無（ピーク有無）とが含まれる。
【０１５４】
捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて、観測値「Ｚ」に含まれる測定誤差であ
る位置Ｒ値の大凡の値を予想して初期値とした上で、上述した捕捉時諸量に基づいて位置
Ｒ値の初期値を変更することで、位置Ｒ値に適切な値を設定することが可能となり、ひい
ては、測位精度を向上させることが可能となる。
【０１５５】
また、本実施形態では、カルマンフィルタの観測値「Ｚ」に基づいて、位置Ｒ値を変更
することにしている。観測値「Ｚ」が大きいほど、捕捉したＧＰＳ衛星信号のコード位相
の実測値と予測値との差が大きくなり、位置補正処理により得られた測位位置は精度の低
いものとなる。しかし、観測値「Ｚ」が大きいほど位置Ｒ値に大きな値を加算することで
、位置Ｒ値に適切な値が設定され、位置補正が適切に行われるようになる。
【０１５６】
さらに、本実施形態では、捕捉衛星の仰角と、ＸＰＲから決定されるＧＰＳ衛星信号の
評価レベルとに基づいて、位置Ｒ値を変更する処理が行われる。そして、この場合の位置
Ｒ値の加算量が、ＧＰＳ衛星信号の受信環境に応じて可変される。具体的には、受信環境
が弱電界環境である場合は、同一の仰角及び評価レベルに対する位置Ｒ値の加算量を大き
くし、受信環境が強電界環境である場合は、同一の仰角及び評価レベルに対する位置Ｒ値
の加算量を小さくする。
【０１５７】
このように、ＧＰＳ衛星信号の受信環境に応じて位置Ｒ値の変更量を可変することで、
ＧＰＳ衛星信号の受信環境を考慮したより適切な位置Ｒ値を設定することができ、測位精
度をより一層向上させることが可能となる。
【０１５８】
６．変形例
６−１．電子機器
本発明は、測位装置を備えた電子機器であれば何れの電子機器にも適用可能である。例
えば、ノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション
装置等についても同様に適用可能である。
【０１５９】
６−２．衛星測位システム
上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡ
ＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）
、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛
星測位システムであってもよい。
【０１６０】
６−３．処理の分化
測位演算部３３が実行する処理の一部又は全部を、ホストＣＰＵ５０が実行することに
してもよい。例えば、ホストＣＰＵ５０が位置Ｒ値決定処理を行い、決定された位置Ｒ値
を用いて、測位演算部３３が測位処理を行うようにする。また、ＬＳ測位処理及びＫＦ測
位処理も含めて、測位演算部３３が実行する処理全てをホストＣＰＵ５０が実行すること
にしてもよい。
【０１６１】
６−４．評価レベルの決定
上述した実施形態では、ＸＰＲの算出及び評価レベルの決定をメジャメント取得演算部
３２が行うものとして説明したが、メジャメント取得演算部３２が算出したＸＰＲに基づ
いて、測位演算部３３が評価レベルを決定することにしてもよい。
【０１６２】
６−５．捕捉衛星信号の信頼度に基づく位置Ｒ値の変更
上述した実施形態では、ＸＰＲから決定した評価レベルに基づいて位置Ｒ値を変更する
ものとして説明したが、評価レベルを用いずに、ＸＰＲに基づいて直接位置Ｒ値を変更す
ることにしてもよい。この場合は、ＸＰＲと位置Ｒ値加算量との対応関係を定めたＸＰＲ
対応位置Ｒ値変更用データをＲＯＭ３５に格納しておき、当該ＸＰＲ対応位置Ｒ値変更用
データから読み出した位置Ｒ値加算量を位置Ｒ値に加算することで、位置Ｒ値を変更する
ようにする。
【０１６３】
６−６．位置Ｒ値の加減算
また、上述した実施形態では、基準位置Ｒ値に値を加算していくことで位置Ｒ値を変更
するものとして説明したが、加算の他に、基準位置Ｒ値から値を減算していくことで位置
Ｒ値を変更することにしてもよい。この場合は、ＲＯＭ３５に格納されている位置Ｒ値変
更用データそれぞれについて、位置Ｒ値加算量の代わりに位置Ｒ値加減算量を定めておき
、基準位置Ｒ値に位置Ｒ値加算量を加算又は基準位置Ｒ値から位置Ｒ値減算量を減算して
いくことによって、位置Ｒ値を変更する。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】ＫＦ測位処理の流れを示すフローチャート。
【図２】速度補正処理の流れを示すフローチャート。
【図３】位置補正処理の流れを示すフローチャート。
【図４】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図５】積算相関値のピーク有無の判定方法の説明図。
【図６】ＸＰＲの算出方法の説明図。
【図７】ＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図８】ＲＡＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図９】基準位置Ｒ値設定用データのデータ構成例を示す図。
【図１０】ＸＰＲ評価用データのデータ構成例を示す図。
【図１１】ＸＰＲ評価対応位置Ｒ値変更用データのデータ構成例を示す図。
【図１２】捕捉時所用時間対応位置Ｒ値変更用データのデータ内容を示す図。
【図１３】観測値対応位置Ｒ値変更用データのデータ内容を示す図。
【図１４】仰角対応位置Ｒ値変更用データのデータ内容を示す図。
【図１５】捕捉衛星別メジャメントデータのデータ構成例を示す図。
【図１６】捕捉衛星別捕捉時諸量データのデータ構成例を示す図。
【図１７】捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データのデータ構成例を示す図。
【図１８】捕捉衛星別仰角データのデータ構成例を示す図。
【図１９】測位履歴データのデータ構成例を示す図。
【図２０】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】位置Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図２２】従来の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【図２３】本実施形態の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１６５】
１  携帯型電話機  、  １０  ＧＰＳアンテナ、  ２０  ＧＰＳ受信部、  ２１  ＲＦ受
信回路部、  ３０  ベースバンド処理回路部、  ３１  演算制御部、  ３２  メジャメン
ト取得演算部、  ３３  測位演算部、  ３５  ＲＯＭ、  ３７  ＲＡＭ、  ４０  ＴＣＸ
Ｏ、  ５０  ホストＣＰＵ、  ６０  操作部、  ７０  表示部、  ８０  携帯電話用アン
テナ、  ９０  携帯電話用無線通信回路部、  １００  ＲＯＭ、  １１０  ＲＡＭ
【図１】
0005186873.tif 000010
【図２】
0005186873.tif 000011
【図３】
0005186873.tif 000012
【図４】
0005186873.tif 000013
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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