(57)【要約】【課題】低コストで、ＧＰＳ衛星の電波の受信が不可能な地域において正確かつ迅速な位置測位を可能にする。【解決手段】ＧＰＳを用いて位置測定を行うＧＰＳネットワークシステムにおいて、位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグ１００と、ＧＰＳタグ１００からの電波を受信し、位置が測定される移動局３００とを有する。ＧＰＳタグ１００は、ＧＰＳ位置測定のための補正データを設定・保持し、ＧＰＳタグ１００と補正データの整合性をとりつつ、移動局３００からの補正データ要求を中継する補正データ中継局２００をさらに有する。
2007119650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳを用いて位置測定を行うＧＰＳネットワークシステムにおいて、
位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグと、
前記ＧＰＳタグからの電波を受信し、位置が測定される移動局とを有することを特徴とするＧＰＳネットワークシステム。
【請求項２】
前記ＧＰＳタグは、位置測定のための補正データを設定・保持し、
前記ＧＰＳタグと前記補正データの一致整合性をとりつつ、前記移動局からの補正データ要求を中継する要求に応答するダミー補正データ中継局をさらに有することを特徴とする請求項１記載のＧＰＳネットワークシステム。
【請求項３】
前記ＧＰＳタグは、前記ＧＰＳタグが設置される場所を予め設定し保持する位置設定・保持装置と、
ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを前記ダミー補正データ中継局と整合一致をとりつつ、設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、
前記位置設定・保持装置と前記ダミー補正データ設定・保持装置から得た情報をもとに、その瞬間その地点で受信されるはずのＧＰＳ衛星群の信号を生成する衛星信号生成装置と、
前記衛星信号生成装置から送られてきた信号をＧＰＳ衛星が送信するのと同じ電波に乗せて前記移動局に送信する衛星電波送信装置と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳネットワークシステム。
【請求項４】
前記移動局は、該移動局の利用者又は該移動局上で稼働するソフトウェアからの指示を受け、ＧＰＳによる位置測位を行う測位装置と、
該測位装置からの指示を受け前記移動局を経由し、前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局から補正データを取得する補正データ要求受付装置と、
該補正データ要求装置からの補正データの要求を前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局に送信し、前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局から受信した補正データを補正データ要求装置に送る携帯電話通信装置と、
前記ＧＰＳタグ又はＧＰＳ衛星群からの電波を受け信号に変換し、前記測位装置に送るＧＰＳ電波受信装置と、を有することを特徴とする請求項３記載のＧＰＳネットワークシステム。
【請求項５】
前記ダミー補正データ中継局は、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを前記ＧＰＳタグと整合一致をとりつつ、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、
前記移動局からの補正データ要求を中継する携帯電話通信中継装置と、
該携帯電話通信中継装置によって中継された前記移動局からの補正データ要求に対して、前記ダミー補正データ設定・保持装置に保持されたダミーの補正データを返信する補正データ要求受付装置と、を有することを特徴とする請求項４記載のＧＰＳネットワークシステム。
【請求項６】
前記移動局はＧＰＳ機能付き携帯電話機であり、前記ダミー補正データ中継局は屋内用携帯電話基地局であることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項記載のＧＰＳネットワークシステム。
【請求項７】
位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグと、前記ＧＰＳタグからの電波を受信し位置が測定される移動局とを有するＧＰＳネットワークシステムのＧＰＳタグにおいて、
前記ＧＰＳタグが設置される場所を予め設定し保持する位置設定・保持装置と、
ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを前記ダミー補正データ中継局と整合一致をとりつつ、設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、
前記位置設定・保持装置と前記ダミー補正データ設定・保持装置から得た情報をもとに、その瞬間その地点で受信されるはずのＧＰＳ衛星群の信号を生成する衛星信号生成装置と、
前記衛星信号生成装置から送られてきた信号をＧＰＳ衛星が送信するのと同じ電波に乗せて前記移動局に送信する衛星電波送信装置と、を有することを特徴とするＧＰＳタグ。
【請求項８】
位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグと、前記ＧＰＳタグからの電波を受信し位置が測定される移動局とを有するＧＰＳネットワークシステムの移動局において、
該移動局の利用者又は該移動局上で稼働するソフトウェアからの指示を受け、ＧＰＳによる位置測位を行う測位装置と、
該測位装置からの指示を受け前記移動局を経由し、前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局から補正データを取得する補正データ要求受付装置と、
該補正データ要求装置からの補正データの要求を前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局に送信し、前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局から受信した補正データを補正データ要求装置に送る携帯電話通信装置と、
前記ＧＰＳタグ又はＧＰＳ衛星群からの電波を受け信号に変換し、前記測位装置に送るＧＰＳ電波受信装置と、を有することを特徴とする移動局。
【請求項９】
位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグと、前記ＧＰＳタグからの電波を受信し位置が測定される移動局と、ＧＰＳ位置測定のための補正データを前記ＧＰＳタグと整合性一致をとりつつ、前記移動局からの補正データ要求を中継するダミー補正データ中継局とを有するＧＰＳネットワークシステムのダミー補正データ中継局において、
ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、
前記移動局からの補正データ要求を中継する携帯電話通信中継装置と、
該携帯電話通信中継装置によって中継された前記移動局からの補正データ要求に対して、前記ダミー補正データ設定・保持装置に保持されたダミーの補正データを返信する補正データ要求受付装置と、を有することを特徴とするダミー補正データ中継局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳネットワークシステム、ＧＰＳタグ、移動局及びダミー補正データ中継局に関し、特に、ＧＰＳ衛星からの電波が不感な地域におけるＧＰＳ位置測定を行うＧＰＳネットワークシステム、ＧＰＳタグ、移動局及びダミー補正データ中継局に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話による緊急通報の割合が急増するにつれ、通報者の位置が特定できないことが大きな問題となり携帯電話へのＧＰＳ機能の搭載が義務化されようとしている。【０００３】
携帯電話のＧＰＳ機能は緊急通報以外にも歩行者ナビゲーションや緊急時の経路案内など様々な可能性がある。【０００４】
ＧＰＳ測位では、各衛星の位置と正確な時刻の他に様々な補正データが利用される。【０００５】
この補正データはＧＰＳ衛星の電波自体からも取得でき、そのようにして測位を始める方法をコールドスタートと呼ぶ。【０００６】
ＧＰＳ衛星の電波のデータ転送速度は非常に遅いので、コールドスタートには１０分以上の時間を要する。【０００７】
測位開始に時間のかかるコールドスタートの不便さを解消するために、前回の測位時に得られた補正データを測位を行う端末に保持しておいたり、測位を行う直前に何らかの通信手段を用いて別の場所から入手したりする方法がある。【０００８】
これらはウォームスタートやホットスタートと呼ばれる。通信機能を持った携帯電話では、補正データを携帯電話の基地局が提供しウォームスタートやホットスタートを行う方法が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。これらは一般的にはネットワークアシスト型ＧＰＳ測位と呼ばれ、現在普及しているＧＰＳ機能付き携帯電話はほぼすべてこの方式、あるいは、この方式に類似した方式を採用している。
【特許文献１】特開平１０−３８９９６号公報
【特許文献２】特開２００３−４３１２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１５６９９８号公報
【特許文献４】特開２００４−１５６９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＧＰＳで測位を行う場合には最低でも衛星を三つ以上補足する必要がある。【００１０】
しかし、高いビルが立ち並ぶ都市部では補足できる衛星の方角の偏りや衛星の数の不足から、測位の精度が非常に低い場合や測位が完全にできない場合がしばしばみられる。【００１１】
また、ＧＰＳの電波が届かない屋内や地下街ではＧＰＳでの測位は不可能である。【００１２】
ＧＰＳ衛星の電波を補うために擬似衛星（スードライト）の利用も考えられている。（特許文献３及び特許文献４）。【００１３】
これらは一つのＧＰＳ衛星と同じ機能を持つ仮想衛星を地上に設置するものである。【００１４】
しかし、擬似衛星はその製造コストが高く、非常に高精度な時刻同期が必要であり、設置も難しく、測位を行う端末側のソフトウェアの修正も必要なため普及には至っていない。【００１５】
そこで、本発明は、低コストで、ＧＰＳ衛星の電波の受信が不可能な地域において正確かつ迅速な位置測位を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、ＧＰＳを用いて位置測定を行うＧＰＳネットワークシステムにおいて、位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグと、前記ＧＰＳタグからの電波を受信し、位置が測定される移動局とを有することを特徴とする。【００１７】
また、本発明は、前記ＧＰＳタグは、前記ＧＰＳ位置測定のための補正データを設定・保持し、前記ＧＰＳタグと前記補正データの整合性一致をとりつつ、前記移動局からの補正データ要求を中継する要求に応答するダミー補正データ中継局をさらに有することを特徴とする。【００１８】
また、本発明は、前記ＧＰＳタグは、前記ＧＰＳタグが設置される場所を予め設定し保持する位置設定・保持装置と、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを前記ダミー補正データ中継局と整合一致をとりつつ、設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、前記位置設定・保持装置と前記ダミー補正データ設定・保持装置から得た情報をもとに、その瞬間その地点で受信されるはずのＧＰＳ衛星群の信号を生成する衛星信号生成装置と、前記衛星信号生成装置から送られてきた信号をＧＰＳ衛星が送信するのと同じ電波に乗せて前記移動局に送信する衛星電波送信装置と、を有することを特徴とする。【００１９】
また、本発明は、前記移動局は、該移動局の利用者又は該移動局上で稼働するソフトウェアからの指示を受け、ＧＰＳによる位置測位を行う測位装置と、該測位装置からの指示を受け前記移動局を経由し、前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局から補正データを取得する補正データ要求受付装置と、該補正データ要求装置からの補正データの要求を前記ダミー補正データ中継局又は正規補正データ中継局に送信し、前記ダミー補正データ中継局から受信した補正データを補正データ要求装置に送る携帯電話通信装置と、前記ＧＰＳタグ又はＧＰＳ衛星群からの電波を受け信号に変換し、前記測位装置に送るＧＰＳ電波受信装置と、を有することを特徴とする。【００２０】
また、本発明は、前記ダミー補正データ中継局は、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを前記ＧＰＳタグと整合一致をとりつつ、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを設定・保持するダミー補正データ設定・保持装置と、前記移動局からの補正データ要求を中継する携帯電話通信中継装置と、該携帯電話通信中継装置によって中継された前記移動局からの補正データ要求に対して、前記ダミー補正データ設定・保持装置に保持されたダミーの補正データを返信する補正データ要求受付装置と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、本来ＧＰＳによる測位が行えない屋内や地下街においてもＧＰＳによる測位が可能となる。【００２２】
また、本発明によれば、ＧＰＳタグは一つで複数のＧＰＳ衛星の電波を再現し、測位するのに本物のＧＰＳ衛星との連携を必要としない。よって、高精度な時刻同期や補正データの更新などを必要とせず低コストで製造・運用が可能である。【００２３】
また、本発明によれば、ＧＰＳ機能付き携帯電話は自身がＧＰＳタグからの電波を受けているのか、ＧＰＳ衛星からの電波を受けているのか判断する必要がない。【００２４】
ＧＰＳタグに対応するために必要なのは、基地局が変わった場合に保持している補正データを破棄する処理のみであり、コストの増加は非常にわずかである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態としてのＧＰＳ通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態としてのＧＰＳタグの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態としての屋内用携帯電話基地局２００の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態としてのＧＰＳ機能付き携帯電話３００の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態としてのＧＰＳタグの動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態としての屋内携帯電話基地局２００の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態としてのＧＰＳ機能付き携帯電話３００の動作を示すフローチャートである。
【図８】アルマナックの例を示す図である。
【図９】エフェメリスの例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  ＧＰＳタグ
２００  屋内用携帯電話基地局
３００  ＧＰＳ機能付き携帯電話
４００  屋外用携帯電話基地局
５００  ＧＰＳ衛星群
１０１  位置設定・保持装置
１０２  ダミー補正データ設定・保持装置
１０３  衛星信号生成装置
１０４  衛星電波送信装置
２０１  ダミー補正データ設定・保持装置
２０２  携帯電話通信中継装置
２０３  補正データ要求受付装置
３０１  測位装置
３０２  補正データ要求装置
３０３  携帯電話通信装置
３０４  ＧＰＳ電波受信装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。【００２８】
［構成の説明］
図１は、本発明の一実施形態としてのＧＰＳネットワークシステムの構成を示すブロック図である。【００２９】
図１に示すように、本実施の形態は、位置測定のための電波を発信するＧＰＳタグ１００と、前記ＧＰＳタグと前記補正データの整合性一致をとりつつ、前記移動局からの補正データ要求を中継する要求に応答するダミー補正データ中継局としての屋内用携帯電話基地局２００と、前記移動局からの補正データ要求に応答する正規補正データ中継局としての屋外用携帯電話基地局４００と、ＧＰＳタグ１００からの電波を受信し、位置が測定される移動局としてのＧＰＳ機能付き携帯電話３００と、ＧＰＳ衛星群５００とを有している。【００３０】
図２は、本発明の一実施の形態としてのＧＰＳタグの構成を示すブロック図である。【００３１】
図２に示すように、ＧＰＳタグ１００は、位置設定・保持装置１０１と、ダミー補正データ設定・保持装置１０２と、衛星信号生成装置１０３と、衛星電波送信装置１０４とを有している。【００３２】
位置設定・保持装置１０１とは、ＧＰＳタグが設置される場所を予め設定し保持する装置である。ここで設定・保持された位置が現在位置としてＧＰＳ機能付き携帯電話３００に送信される。これらは例えば、テンキーによる入力装置とフラッシュメモリ等で構成される。【００３３】
ダミー補正データ設定・保持装置１０２とは、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを設定・保持する装置である。この情報は屋内用携帯電話基地局２００が保持するダミーの補正データと整合性一致がとられている。これらは例えば、テンキーによる入力装置とフラッシュメモリ等で構成される。【００３４】
補正データとは、ＧＰＳの電波そのものに含まれる補正データのことをいう。ＧＰＳの電波には、さまざまな補正データが載っているが、代表的なものはアルマナックとエフェメリスである。アルマナックは全衛星の大まかな軌道予測に使う情報で、エフェメリスは個々の衛星の詳細な位置特定に使う情報である。【００３５】
図８はアルマナックの例を示す図であり、図９はエフェメリスの例を示す図である。【００３６】
衛星信号生成装置１０３とは、位置設定・保持装置１０１とダミー補正データ設定・保持装置１０２から得た情報をもとに、その瞬間その地点で受信されるはずのＧＰＳ衛星群の信号を生成する装置である。生成された信号は衛星電波送信装置１０４に送られる。これらは例えば、電子信号処理によって様々な周波数の信号を発生・合成し、任意の情報を含む信号を生成することができるソフトウェア・シンセサイザー等である。【００３７】
衛星電波送信装置１０４とは、衛星信号生成装置１０３から送られてきた信号をＧＰＳ衛星が送信するのと同じ電波に乗せてＧＰＳ機能付き携帯電話３００に送信する装置である。これらは例えば、信号変調・増幅装置及びアンテナ等で構成される。【００３８】
図３は、本発明の一実施の形態としての屋内用携帯電話基地局２００の構成を示すブロック図である。【００３９】
屋内用携帯電話基地局２００は、ダミー補正データ設定・保持装置２０１と、携帯電話通信中継装置２０２と、補正データ要求受付装置２０３とを有している。【００４０】
ダミー補正データ設定・保持装置２０１とは、ダミーのＧＰＳ位置測位のための補正データを設定・保持する装置である。この情報はＧＰＳタグ１００が保持するダミーの補正データと整合性一致がとられている。【００４１】
携帯電話通信中継装置２０２とは、ＧＰＳ機能付き携帯電話３００からの補正データ要求を補正データ要求受付装置２０３に中継する装置である。【００４２】
また、ＧＰＳ機能付き携帯電話３００からのその他の通信（音声通話、インターネットアクセス等）を、携帯電話サービスを提供する事業者のネットワークへ中継する装置である。【００４３】
補正データ要求受付装置２０３とは、携帯電話通信中継装置２０２によって中継されたＧＰＳ機能付き携帯電話３００からの補正データ要求に対して、ダミー補正データ設定・保持装置２０１に保持されたダミーの補正データを返信する装置である。【００４４】
屋外用携帯電話基地局４００も屋内用携帯電話基地局２００と同様の構成である。基本的な機能構成は屋内用携帯電話基地局２００と同様であるが、携帯電話３００に対して提供する補正データがダミーではなく、ＧＰＳ衛星群５００から得られる正規の補正データである点が異なる。屋外用携帯電話基地局４００は正規補正データ中継局としての機能を持つ。【００４５】
図４は、本発明の一実施形態としてのＧＰＳ機能付き携帯電話３００の構成を示すブロック図である。【００４６】
ＧＰＳ機能付き携帯電話３００は、測位装置３０１と、補正データ要求装置３０２と、携帯電話通信装置３０３と、ＧＰＳ電波受信装置３０４とを有している。【００４７】
測位装置３０１とは、ＧＰＳ機能付き携帯電話３００の利用者又はＧＰＳ機能付き携帯電話３００上で稼動するソフトウェアからの指示を受け、ＧＰＳによる位置測位を行う装置である。測位には補正データ要求装置３０２によって得られる補正データとＧＰＳ電波受信装置３０４によって得られるＧＰＳ信号が用いられる。【００４８】
補正データ要求装置３０２とは、測位装置３０１からの指示を受け携帯電話通信装置３０３を経由し、屋内用携帯電話基地局２００又は屋外用携帯電話基地局４００から補正データを取得する装置である。【００４９】
携帯電話通信装置３０３とは、補正データ要求装置３０２からの補正データの要求を屋内用携帯電話基地局２００又は屋外用携帯電話基地局４００に送信し、屋内用携帯電話基地局２００又は屋外用携帯電話基地局４００から受信した補正データを補正データ要求装置３０２に送る装置である。【００５０】
また、その他の通信（音声通話、インターネットアクセス等）のために屋内用携帯電話基地局２００又は屋外用携帯電話基地局４００と通信する装置である。【００５１】
ＧＰＳ電波受信装置３０４とは、ＧＰＳタグ１００又はＧＰＳ衛星群５００からの電波を受け信号に変換し、測位装置３０１に送る装置である。【００５２】
［動作の説明］
図５は、本発明の一実施形態としてのＧＰＳタグの動作を示すフローチャートである。【００５３】
図５に示すように、まず、ＧＰＳタグ１００は、初期設定としてＧＰＳタグの設置位置とダミーの補正データがセットされる（ステップＳ１１０）。【００５４】
その後、ＧＰＳタグの設置位置とダミーの補正データを用いて衛星信号生成１２０と衛星信号送信１３０を常時行う（ステップＳ１２０、１３０）。【００５５】
図６は、本発明の一実施形態としての屋内携帯電話基地局２００の動作を示すフローチャートである。【００５６】
図６に示すように、まず、屋内携帯電話基地局２００は初期設定として、ダミーの補正データがセットされる（ステップＳ２１０）。【００５７】
その後、通常の携帯電話との接続（音声通話、インターネットなど）の他に、ＧＰＳ機能付き携帯電話３００からの補正データの要求を待つ（ステップＳ２２０）。【００５８】
ＧＰＳ機能付き携帯電話３００から補正データの要求があった場合には、ダミーの補正データを送信する（ステップＳ２３０）。【００５９】
図７は、本発明の一実施形態としてのＧＰＳ機能付き携帯電話３００の動作を示すフローチャートである。【００６０】
図７に示すように、ＧＰＳ機能付き携帯電話３００が測位を行う場合、まず、前回測位を行った時から接続されている基地局が変更されているか確認する（ステップＳ３１０）。【００６１】
基地局が変更されていれば、保持している補正データを破棄し新たな補正データの取得を試み（ステップＳ３３０）、得られた補正データとＧＰＳ受信装置からの信号で測位を行う(ステップＳ３４０)。ここで、補正データは、接続されている基地局が屋内用携帯電話基地局２００であるならダミーの補正データが、接続されている基地局が屋外用携帯電話基地局４００であるならＧＰＳ衛星群５００から取得される正規の補正データが取得される。【００６２】
基地局が変更されていなければ、補正データの内容の有効性を確認する(ステップＳ３２０)。【００６３】
内容が古過ぎるなどの理由で無効と判断された場合は、保持している補正データを破棄し新たな補正データの取得を試み（ステップＳ３３０）、得られた補正データとＧＰＳ受信装置からの信号で測位を行う(ステップＳ３４０)。ここで、ＧＰＳ受信装置で受信される信号は、接続されている基地局が屋内用携帯電話基地局２００であるならＧＰＳタグ１００からの信号が、接続されている基地局が屋外用携帯電話基地局４００であるならＧＰＳ衛星群５００からの信号が受信されることとする。【００６４】
保持している補正データの内容が有効な場合は、その補正データとＧＰＳ受信装置からの信号で測位を行う（ステップＳ３４０）。【００６５】
測位で用いた補正データは次回の測位のために保持しておく。【００６６】
ステップＳ３１０の基地局の変更確認に関しては、基地局ＩＤなどの情報により屋内基地局から別の屋内基地局への変更又は屋外基地局から別の屋外基地局への変更など、同種の基地局間での変更と確認できるならば基地局の変更と見なさない場合もある。【００６７】
逆に、屋内基地局から屋外基地局への変更又は屋外基地局から屋内基地局への変更の場合には必ず基地局の変更と見なす。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、ＧＰＳを用いて位置測定を行うネットワークシステムに利用可能である。
【図１】
2007119650.tif 000003
【図２】
2007119650.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007119650.tif 000006
【図５】
2007119650.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007119650.tif 000009
【図８】
2007119650.tif 000010
【図９】
2007119650.tif 000011
【国際調査報告】
2007119650.tif 000012
2007119650.tif 000013
2007119650.tif 000014
2007119650.tif 000015
2007119650.tif 000016
2007119650.tif 000017
2007119650.tif 000018
2007119650.tif 000019