(57)【要約】【課題】衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる測位装置等を提供すること。【解決手段】測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置２０であって、第１周波数を含む少なくとも３つの周波数において、推定位相における相関値を示す第２相関情報とに基づいて、第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成手段と、第１周波数情報と第２周波数情報との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成手段と、第１周波数に対する周波数差分の割合である周波数差分割合情報に基づいて、第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成手段と、第１位相誤差情報に基づいて、第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成手段等を有する。【選択図】図４
2007163371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、
前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成手段と、
前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得手段と、
前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成手段と、
前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成手段と、
前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成手段と、
前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成手段と、
前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成手段と、
前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成手段と、
前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成手段と、
前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成手段と、
少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記第１周波数情報生成手段は、前記測位衛星の軌道を示す軌道情報と、予め記憶している前記測位装置の概略位置情報に基づいて、前記第１周波数情報を生成する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記推定位相取得手段は、前記測位衛星の軌道を示す軌道情報と、予め記憶している前記測位装置の概略位置情報に基づいて、前記推定位相情報を生成する構成となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
前記推定位相取得手段は、前回測位時の位相を取得する構成となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
前記第１周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記測位基礎符号と前記レプリカ測位基礎符号との前記推定位相における相関値を示す予備相関情報を生成する予備相関情報生成手段を有し、
前記第１周波数情報生成手段は、前記予備相関情報に基づいて、前記第１周波数情報を生成する構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測位装置。
【請求項６】
複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、
前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、
前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、衛星航法システムである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
このＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星の軌道等を示す航法メッセージ（概略衛星軌道情報：アルマナック、精密衛星軌道情報：エフェメリス等を含む）に基づいて、ＧＰＳ衛星からの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ  ｒａｎｄｏｍ  ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つであるＣ／Ａ（Ｃｌｅａｒ  ａｎｄ  ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ  ａｎｄ  Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる符号である。
ＧＰＳ受信機は、そのＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、そのＣ／Ａコードの発信時刻と受信時刻に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
上述のＧＰＳ受信機においては、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機が有しているレプリカのＣ／Ａコードとの間で符号同期を行い、最大の相関値を示す位相（以下、コードフェーズと呼ぶ）を算出する。ＧＰＳ受信機は、このコードフェーズを利用して、上述の擬似距離を算出するようになっている。
上述のＣ／Ａコードは衛星電波に乗せられているから、上述の符号同期を正確に行うためには、符号同期と、受信した衛星電波のキャリア周波数とＧＰＳ受信機内部の周波数の同期（以下「周波数同期」と呼ぶ）を行う必要がある。
衛星電波の電波強度が強く、例えば、１ミリ秒（ｍｓ）という短時間ごとに測位に使用し得る相関結果を出力することができる場合には、その相関結果に基づいて周波数を修正するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を構成することによって、周波数同期を行うことができる。
しかし、衛星電波の強度が弱い場合には、ＰＬＬによる周波数同期ができず、いずれ符号同期もできなくなる。
これに対して、同期保持用の受信チャンネルを使用して算出した相関結果を利用してキャリア周波数の検出を行い、周波数同期を保持する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２５５０３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、衛星電波の電波強度が極めて弱い場合には、Ｃ／Ａコードの積算時間（コヒーレントとインコヒーレントをあわせた時間で、積算を始めてから相関結果が出るまでの時間）を、例えば、１秒（ｓ）以上という、長時間確保する必要がある。
ここで、上述の技術のように、相関結果を次の相関処理にフィードバックすると、大きな時間的なずれが生じるから、周波数の追従性が劣化する。
このため、符号同期の精度も劣化し、測位精度が劣化したり、測位ができなくなる場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成手段と、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得手段と、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成手段と、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成手段と、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成手段と、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成手段と、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成手段と、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成手段と、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成手段と、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成手段と、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記第１相関情報生成手段によって、前記測位基礎符号と前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成することができる。なお、「相関値」は、前記測位基礎符号と前記レプリカ測位基礎符号の相関値を意味するものとする。
そして、前記測位装置は、前記第１位相情報生成手段によって、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相を示す第１位相情報を生成することができる。
ここで、前記測位基礎符号は前記衛星電波に乗せられているから、前記第１周波数が真の受信周波数と乖離している場合には、その乖離割合に応じて、前記第１相関情報の精度が劣化する。この結果、前記第１位相情報の精度も劣化する。  
この点、以下のように、前記測位装置は、前記第１周波数と真の受信周波数の乖離に基づいて、前記第１位相情報を補正することができる。
一定の位相における相関値と受信周波数との関係は、相関値の最大値、相関値の最大値に対応する周波数、及び１つの変数という３つの未知数を含む数式で表現できる。このため、少なくとも３つの周波数において相関値を算出することによって上述の数式を解くことができ、相関値の最大値に対応する周波数を算出することができる。
この点、前記測位装置の第２相関情報生成手段は、前記第１周波数、前記第１低周波数及び前記第１高周波数の３つの周波数において前記第２相関情報を生成する構成となっている。そして、前記測位装置は、前記第２周波数情報生成手段によって、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数を示す第２周波数を示す第２周波数情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記周波数差分情報生成手段によって、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成することができ、前記周波数差分割合情報生成手段によって、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合である周波数差分割合を示す周波数差分割合情報を生成することができる。
ここで、前記測位基礎符号は前記衛星電波に乗せられているから、前記周波数差分の割合は、前記測位基礎符号の真の位相に対する前記第１位相の誤差の割合に等しい。このため、前記測位装置は、前記第１位相誤差情報生成手段によって、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相情報の誤差を示す第１位相誤差情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記第２位相情報生成手段によって、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相情報を生成することができる。
そして、前記測位装置は、前記測位手段によって、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行うことができる。
以上のように、前記測位装置は、前記第１位相情報を前記第１位相誤差情報によって補正して生成した前記第２位相情報に基づいて測位を行う。ここで、前記第１位相誤差情報は、前記第１位相情報に基づいて生成された情報ではない。これは、前記第１位相情報を生成するための相関処理と、前記第１位相誤差情報を生成するための相関処理を、同時並行的に行うことができることを意味する。このため、所定のタイミングで複数の相関処理を同時に行えば、時間をずらせて次の相関処理を行うことなく測位を行うことができる。言い換えると、時間差（タイムラグ）がある情報によって、後続の相関処理を修正するのではなくて、同時並行的に生成した相関結果に基づいて測位を行うことができる。
これにより、衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記第１周波数情報生成手段は、前記測位衛星の軌道を示す軌道情報と、予め記憶している前記測位装置の概略位置情報に基づいて、前記第１周波数情報を生成する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【０００８】
第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、相関処理をすることなく前記第１周波数情報を生成することができる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記推定位相取得手段は、前記測位衛星の軌道を示す軌道情報と、予め記憶している前記測位装置の概略位置情報に基づいて、前記推定位相情報を生成する構成、又は、前回測位時の位相を取得する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置の前記推定位相取得手段は、前記測位衛星の軌道を示す軌道情報と、予め記憶している前記測位装置の概略位置情報に基づいて、前記推定位相情報を生成する構成となっているから、相関処理をすることなく前記推定位相情報を取得することができる。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記推定位相取得手段は、前回測位時の位相を取得する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置の前記推定位相取得手段は、前回測位時の位相を取得する構成となっているから、新たな測位において、相関処理をすることなく前記推定位相情報を取得することができる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかの構成において、前記第１周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記測位基礎符号と前記レプリカ測位基礎符号との前記推定位相における相関値を示す予備相関情報を生成する予備相関情報生成手段を有し、前記第１周波数情報生成手段は、前記予備相関情報に基づいて、前記第１周波数情報を生成する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１４】
第５の発明の構成によれば、前記第１周波数情報は、実際に相関処理を行って生成された前記予備相関情報に基づいて生成されているから、より精度が高い情報である。このため、前記第１位相情報の精度も高くなる。
前記第１位相情報は、補正前に既に精度が高い情報であるから、前記第１位相誤差情報に基づいて補正されて生成された第２位相情報は、一層精度が高い情報となる。
【００１５】
前記目的は、第６の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる。
【００１７】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１８】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記衛星電波の受信周波数の予測値である第１周波数を示す第１周波数情報を生成する第１周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記測位衛星から受信した前記測位基礎符号と、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号との相関値の最大値に対応すると推定される前記測位基礎符号の推定位相を取得する推定位相取得ステップと、前記測位装置が、前記測位基礎符号と、前記レプリカ測位基礎符号との前記第１周波数における相関値を示す第１相関情報を生成する第１相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１相関情報に基づいて、前記第１周波数における前記相関値の最大値に対応する前記測位基礎符号の位相である第１位相を示す第１位相情報を生成する第１位相情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と、前記第１周波数に対して予め規定した規定周波数だけ低い周波数である第１低周波数と、前記第１周波数に対して前記規定周波数だけ高い周波数である第１高周波数を含む少なくとも３つの周波数において、前記推定位相における相関値を示す第２相関情報を生成する第２相関情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第２相関情報に基づいて、前記推定位相における前記相関値の最大値に対応する周波数である第２周波数を示す第２周波数情報を生成する第２周波数情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数と前記第２周波数との周波数差分を示す周波数差分情報を生成する周波数差分情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１周波数に対する前記周波数差分の割合を示す周波数差分割合情報を生成する周波数差分割合情報生成ステップと、前記測位装置が、前記周波数差分割合情報に基づいて、前記第１位相の誤差を示す第１位相誤差情報を生成する第１位相誤差情報生成ステップと、前記測位装置が、前記第１位相誤差情報に基づいて、前記第１位相情報を補正して、第２位相を示す第２位相情報を生成する第２位相情報生成ステップと、前記測位装置が、少なくとも３個の前記測位衛星についての前記第２位相情報に基づいて、現在位置の測位を行う測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。  
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、複数の測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３及びＧ４を受信することができる。電波Ｇ１等は衛星電波の一例である。
電波Ｇ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／Ａコードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このＣ／Ａコードは、測位基礎符号の一例である。そして、端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例である。
端末２０は、自動車１５に搭載されており、自動車１５の移動に連れて移動しつつ、現在位置を測位するようになっている。
【００２１】
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。
端末２０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、端末２０は、相関処理によって、受信したＣ／Ａコードの位相（以下「コードフェーズ」と呼ぶ）を算出する。続いて、端末２０は、そのコードフェーズを使用して、Ｃ／Ａコードの送信時刻と受信時刻を算出し、さらに、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
Ｃ／Ａコードは、電波Ｇ１等に乗せられているから、端末２０が、電波Ｇ１等を受信するときの受信周波数が不正確であると、相関処理によって算出するコードフェーズの精度も劣化する。ＧＰＳ衛星１２ａ等はその衛星軌道上を移動しているから、この受信周波数は変化し続けているが、電波Ｇ１等の電波強度が強い場合には、例えば、ＰＬＬによって周波数同期を確保し続けることができる。
ところが、電波Ｇ１等の電波強度が極めて弱い場合には、ＰＬＬは有効に機能しない。また、前回の相関結果を、次回の相関処理における周波数の修正に利用する方法は、長時間の積算時間が必要な場合には時間差があるため、周波数誤差の解消に有効ではない。
この点、端末２０は、以下に説明するように、電波Ｇ１等の電波強度が極めて弱い場合であっても、精度よく現在位置を測位することができるようになっている。  
【００２２】
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。
【００２３】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図２は、端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図２に示すように、端末２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、外部記憶装置２８が接続されている。外部記憶装置２８は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）である。
また、バス２２には、電源装置３０、入力装置３２、ＧＰＳ装置３４、表示装置３６、時計４８が接続されている。
【００２４】
（ＧＰＳ装置３４の構成について）
図３は、ＧＰＳ装置３４の構成を示す概略図である。
図３に示すように、ＧＰＳ装置３４は、ＲＦ部３５とベースバンド部３６で構成される。
ＲＦ部３５は、アンテナ３５ａで電波Ｇ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３５ｂが、電波Ｇ１に乗せられているＣ／Ａコード等の信号を増幅する。そして、ミキサー３５ｃが、信号の周波数を中間（ＩＦ）周波数にダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３５ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、Ａ／Ｄコンバータ３５ｅ１及び３５ｅ２が、ＩＱ分離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
ベースバンド部３６は、ＲＦ部３５からデジタル信号に変換されたＩＦ周波数の信号を受信する。
ベースバンド部３６の相関部３７は、入力したデジタル信号とレプリカＣ／Ａコードを、例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）積算し、相関処理（コヒーレント）を行う。相関部３７は、ＮＣＯ３８、コードジェネレータ３９及び相関器４０から構成される。コードジェネレータ３９は、ＮＣＯ３８が発生するクロックのタイミングでレプリカＣ／Ａコードを発生する。相関器４０は信号の各チップ（図示せず）をサンプリングして積算し、レプリカＣ／Ａコードとの相関をとる。相関部３７には、周波数及びレプリカＣ／Ａコードの位相を設定することができる。
電波Ｇ１等の電波強度が十分に強い場合には、位相検出器４３が相関器４０から位相情報を取得して、ＮＣＯ３８に供給し、ＰＬＬを構成することができる。
【００２５】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図４は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図４に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２のＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０２、時計４８に対応する計時部１０４、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００２６】
図４に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示す情報である。エフェメリス１５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。  
端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、測位のために使用する。
【００２７】
図４に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、概略位置情報１５４を格納している。概略位置情報１５４は、端末２０の現在の概略位置Ｔ０を示す情報である。概略位置Ｔ０は、例えば、前回測位時の測位位置である。この概略位置情報１５４は、概略位置情報の一例である。
【００２８】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、観測可能衛星算出プログラム１１２を格納している。観測可能衛星算出プログラム１１２は、制御部１００が、アルマナック１５２ａを参照して、計時部１０４によって計測した現在時刻において概略位置Ｔ０から観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を示す観測可能衛星情報１５６を生成するためのプログラムである。
制御部１００は、生成した観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。
【００２９】
図４に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、概略コードフェーズ情報１５８を格納している。概略コードフェーズ情報１５８は、各ＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードの概略のコードフェーズを示す情報である。
なお、コードフェーズは、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードとの相関値の最大値に対応するＣ／Ａコードの位相を意味する。
そして、概略コードフェーズｃｐ０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと、レプリカＣ／Ａコードとの相関値の最大値に対応すると推定されるＣ／Ａコードの位相である。概略コードフェーズ情報１５８は、例えば、前回測位時に使用した各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのコードフェーズである。この概略コードフェーズｃｐ０は推定位相の一例である。
【００３０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、概略コードフェーズ読み出しプログラム１１４を格納している。概略コードフェーズ読み出しプログラム１１４は、制御部１００が、第２記憶部から、観測可能衛星情報１５６に示される各ＧＰＳ衛星１２ａ等に対応する概略コードフェーズｃｐ０を取得するためのプログラムである。この概略コードフェーズ読み出しプログラム１１４と制御部１００は、推定位相取得手段の一例である。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、エフェメリス１５２ｂと概略位置位置情報１５４に基づいて、概略コードフェーズｃｐ０を算出するようにしてもよい。
【００３１】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１ＩＦ周波数算出プログラム１１６を格納している。第１ＩＦ周波数算出プログラム１１６は、制御部１００が、電波G1等ごとのＩＦ周波数の予測値である第１ＩＦ周波数ｆ１を示す第１ＩＦ周波数情報１６０を生成するためのプログラムである。第１ＩＦ周波数ｆ１は、端末２０が、例えば、現在時刻においてＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｇ１を受信するときの電波Ｇ１のＩＦ周波数の予測値である。この第１ＩＦ周波数ｆ１は第１周波数の一例であり、第１ＩＦ周波数算出プログラム１１６と制御部１００は第１周波数情報生成手段の一例である。
【００３２】
図５は、第１ＩＦ周波数算出プログラム１１６の説明図である。
図５に示すように、第１ＩＦ周波数ｆ１は、基本ＩＦ周波数Ａｆからドップラー偏移Bfを減じた周波数である。基本ＩＦ周波数Ａｆは、電波Ｇ１等がＧＰＳ衛星１２ａ等から発信されるときに周波数である例えば、１．５ＧＨｚと、ミキサー３５ｃによるダウンコバート率によって決定される既知の値である。ドップラー偏移Ｂｆは、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０の相対移動によって生じる周波数偏移であり、常に変動している。ドップラー偏移Ｂｆは、端末２０の概略位置Ｔ０とエフェメリス１５２ｂによって、算出することができる。
ただし、端末２０の位置が正確な位置ではなくて概略位置Ｔ０であること、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０は常に相対移動を行っていることによって、算出したドップラー偏移Ｂｆは真のドップラー偏移とは乖離する可能性がある。
このため、第１ＩＦ周波数ｆ１は、真のＩＦ周波数とは乖離する可能性がある。
【００３３】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、相関条件設定プログラム１１８を格納している。相関条件設定プログラム１１８は、制御部１００が、相関部３７（図３参照）に条件を設定するためのプログラムである。
【００３４】
図６は、相関条件設定プログラム１１８の説明図である。
図６に示すように、相関条件は、端末側コードフェーズと端末側IF周波数である。端末側コードフェーズは、レプリカＣ／Ａコードの開始点である。端末側ＩＦ周波数は、電波G１等のＩＦ周波数と同期するために生成する端末側の周波数である。
制御部１００は、端末側コードフェーズとして、概略コードフェーズｃｐ０から２分の１チップ早めた”ｅａｒｌｙ”、概略コードフェーズｃｐ０と等しい”ｎｏｒｍａｌ”及び、概略コードフェーズｃｐ０から２分の１チップ遅らせた”ｌａｔｅ”を設定する。
また、制御部１００は、端末側ＩＦ周波数として、第１ＩＦ周波数ｆ１からｆｓ（Ｈｚ）低くした周波数である”ｌｏｗ”、第１ＩＦ周波数ｆ１と等しい周波数である”ｍｉｄｄｌｅ”、及び第１ＩＦ周波数ｆ１からｆｓ（Ｈｚ）高くした周波数である”ｈｉｇｈ”を設定する。上述のｆｓは、予め規定した規定周波数の一例である。そして、上述のｌｏｗは第１低周波数の一例であり、ｈｉｇｈは第１高周波数の一例である。
【００３５】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１相関情報生成プログラム１２０を格納している。第１相関情報生成プログラム１２０は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと、レプリカＣ／Ａコードとの予測ＩＦ周波数ｆ１における相関値を示す第１相関情報１６２を生成するためのプログラムである。この第１相関情報生成プログラム１２０と制御部１００は、第１相関情報生成手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、第１ＩＦ周波数ｆ１において、上述の”ｅａｒｌｙ”、”ｎｏｒｍａｌ”及び、”ｌａｔｅ”における相関値を算出する。
制御部１００は、生成した第１相関情報を第２記憶部１５０に格納する。
【００３６】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１コードフェーズ算出プログラム１２２を格納している。第１コードフェーズ算出プログラム１２２は、制御部１００が、第１相関情報１６２に基づいて、第１ＩＦ周波数ｆ１における相関値の最大値に対応するＣ／Ａコードの位相である第１コードフェーズｃｐ１を示す第１コードフェーズ情報１６４を生成するためのプログラムである。この第１コードフェーズｃｐ１は第１位相の一例であり、第１コードフェーズ情報１６４は第１位相情報の一例である。そして、第１コードフェーズ算出プログラム１２２と制御部１００は、第１位相情報生成手段の一例である。
【００３７】
図７及び図８は、第１コードフェーズ算出プログラム１２２の説明図である。
まず、図７（ａ）に示すように、コードフェーズＣＰを示すｘ軸、相関値Ｐを示すｙ軸で構成される座標において、相関値は、相関値の最大値に対応する点Ｐ０（ｘ０，ｙ０）を頂点として、ｘ軸上の点ＰＢ１（ｘ０−１ｃｈｉｐ，０）及びＰＢ２（ｘ０＋１ｃｉｐ，０）を結ぶ辺を底辺とする二等辺三角形を形成することがわかっている。このとき、点ＰＢ１と頂点Ｐ０を結ぶ直線の傾きをａ（ａは正の数）とすれば、頂点Ｐ０と点ＰＢ２を結ぶ直線の傾きは−ａとなる。
相関値を示す上述の三角形は、式１で示す数式で表すことができる。式１において、未知数はｘ０，ｙ０及びａの３個である。
【００３８】
図７（ｂ）は、３個の測定結果から、上述の式１の未知数を算出するための一例を示す説明図である。
まず、測定するコードフェーズＣＰを、ｘ２から２分の１チップ早めたｘ１、ｘ２及び、ｘ２から２分の１チップ遅らせたｘ３として設定する。
そして、測定結果が、Ｐ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２），Ｐ３（ｘ３，ｙ３）であり、ｙ１がｙ３よりも小さいとする。
この場合、Ｐ１とＰ２は頂点Ｐ０（図７（ａ）参照）の左側に位置し、Ｐ３は頂点Ｐ０の右側に位置することは明らかである。すなわち、Ｐ１とＰ２は傾きａの同一直線上にあり、Ｐ３は傾き−ａの直線上にある。
このため、３つの式から構成される連立方程式２を生成することができ、連立方程式２を解くと、未知数ｘ０，ｙ０及びａを算出することができる。
【００３９】
図８（ａ）は、図７における説明を、本実施の形態にあてはめた説明図である。
本実施の形態においては、Ｐ１はｅａｒｌｙの位相及び相関値を示し、Ｐ２はｎｏｒａｍａｌの位相及び相関値を示し、Ｐ３はｌａｔｅの位相及び相関値を示している。ここで、ｙ１がｙ３よりも小さい場合には、図７（ｂ）の連立方程式２が成立し、ｘ０を算出することができる。
この位相ｘ０が、第１位相ｃｐ１である。
制御部１００は、生成した第１コードフェーズ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。  
【００４０】
上述の第１位相ｃｐ１は、第１ＩＦ周波数ｆ１を前提として、概略コードフェーズｃｐ０を修正した位相である。しかし、第１位相ｃｐ１を算出するときに使用した第１ＩＦ周波数ｆ１が正確でない可能性があるから、第１位相ｃｐ１は、真のＩＦ周波数に対する第１ＩＦ周波数ｆ１の誤差に対応して、誤差を含む。すなわち、第１位相ｃｐ１は、特定のＧＰＳ衛星１２ａ等のＣ／Ａコードの位相を正確には表していない可能性がある。
第１ＩＦ周波数ｆ１が正確ではない場合には、図８（ｂ）に一例を示すように、第１位相ｘ０は、真のコードフェーズｘｒに対してコードフェーズＣＰ方向にずれる。このため、第１位相ｘ０を前提にして、擬似距離の算出及び測位を行うと、測位結果の精度が劣化する。
【００４１】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２相関情報生成プログラム１２４を格納している。第２相関情報生成プログラム１２４は、制御部１００が、第１ＩＦ周波数ｆ１と等しい周波数である”ｍｉｄｄｌｅ”、第１ＩＦ周波数ｆ１からｆｓ（Ｈｚ）低くした周波数である”ｌｏｗ”、及び第１ＩＦ周波数ｆ１からｆｓ（Ｈｚ）高くした周波数である”ｈｉｇｈ”において、概略コードフェーズｃｐ０における相関値を示す第２相関情報１６６を生成するためのプログラムである。この第２相関情報１６６は第２相関情報の一例である。そして、第２相関情報生成プログラム１２４と制御部１００は、第２相関情報生成手段の一例である。
【００４２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２ＩＦ周波数算出プログラム１２６を格納している。第２ＩＦ周波数算出プログラム１２６は、制御部１００が、概略コードフェーズｃｐ０における相関値の最大値に対応する周波数である第２ＩＦ周波数ｆ２を示す第２ＩＦ周波数情報１６８を生成するためのプログラムである。この第２ＩＦ周波数ｆ２は第２周波数の一例であり、第２ＩＦ周波数情報１６８は第２周波数情報の一例である。そして、第２ＩＦ周波数算出プログラム１２６と制御部１００は、第２周波数情報生成手段の一例である。
【００４３】
図９は、第２ＩＦ周波数算出プログラム１２６の説明図である。
周波数ｗと相関値Ｐとの関係は、図９（ａ）に示すような曲線を描くことがわかっている。頂点Ｑ０（ｗｏ，ｙ０）に対応する周波数ｗ０が、真のＩＦ周波数である。
図９（ａ）の曲線は数式としては、図９（ｂ）の式３で示される。式３において、未知数は、ｂ、ｗ０及びｙ０の３個である。
従って、３つの周波数に対応する相関値を示す第２相関情報１６６によって、図９（ｃ）の連立方程式４を生成すれば、未知数ｂ、ｗ０及びｙ０を算出することができる。
このｗ０が、第２ＩＦ周波数ｆ２である。この第２ＩＦ周波数ｆ２は、真のＩＦ周波数を示している。
【００４４】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、周波数誤差算出プログラム１２８を格納している。周波数誤差算出プログラム１２８は、制御部１００が、第１ＩＦ周波数ｆ１と第２ＩＦ周波数ｆ２との周波数差分である周波数誤差ｄｆ１を示す周波数誤差情報１７０を生成するためのプログラムである。この周波数誤差ｄｆ１は周波数差分の一例であり、周波数誤差情報１７０は周波数差分情報の一例である。そして、周波数誤差算出プログラム１２８と制御部１００は、周波数差分情報生成手段の一例である。
【００４５】
図１０は、周波数誤差算出プログラム１２８の説明図である。
図１０に示すように、制御部１００は、第１ＩＦ周波数ｆ１から第２ＩＦ周波数ｆ２を減じる式５によって、周波数誤差ｄｆ１を算出する。
制御部１００は生成した周波数誤差情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００４６】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、周波数誤差率算出プログラム１３０を格納している。周波数誤差率算出プログラム１３０は、制御部１００が、第１ＩＦ周波数ｆ１に対する周波数誤差ｄｆ１の割合である周波数誤差率αを示す周波数誤差率情報１７２を生成するためのプログラムである。この周波数誤差率情報１７２は周波数差分割合情報の一例である。そして、周波数誤差率算出プログラム１３０と制御部１００は、周波数差分割合情報生成手段の一例である。
【００４７】
図１１は、周波数誤差率算出プログラム１３０の説明図である。
図１１に示すように、制御部１００は、周波数誤差ｄｆ１を、第１ＩＦ周波数ｆ１で除する式６によって周波数誤差率αを算出する。
制御部１００は、生成した周波数誤差率情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
【００４８】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ誤差算出プログラム１３２を格納している。コードフェーズ誤差算出プログラム１３２は、制御部１００が、周波数誤差率情報１７２に基づいて、第１コードフェーズｃｐ１の真のコードフェーズに対する誤差であるコードフェーズ誤差ｄｃｐ１を示すコードフェーズ誤差情報１７４を生成するためのプログラムである。このコードフェーズ誤差情報１７４は第１位相誤差情報の一例である。そして、コードフェーズ誤差算出プログラム１３２と制御部１００は、第１位相誤差情報生成手段の一例である。
【００４９】
図１２は、コードフェーズ誤差算出プログラム１３２の説明図である。
図１２に示すように、制御部１００は、周波数誤差率αにコードフェーズレンジＲ（１０２３チップ）及び積算回数（インコヒーレント回数）ｎを乗じる式７によって、コードフェーズ誤差ｄｃｐ１を算出する。
ここで、Ｃ／Ａコードは電波Ｇ１等に乗せられているから、コードフェーズの誤差率は周波数誤差率αに等しい。そのため、上述の式７によって、コードフェーズ誤差ｄｃｐ１を算出することができる。
制御部１００は、生成したコードフェーズ誤差情報１７４を第２記憶部１５０に格納する。
【００５０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２コードフェーズ算出プログラム１３４を格納している。第２コードフェーズ算出プログラム１３４は、制御部１００が、コードフェーズ誤差情報１７４に基づいて、第１コードフェーズ情報１６４を補正して、第２コードフェーズｃｐ２を示す第２コードフェーズ情報１７６を生成するためのプログラムである。第２コードフェーズｃｐ２は第２位相の一例であり、第２コードフェーズ情報１７６は第２位相情報の一例である。そして、第２コードフェーズ算出プログラム１３４と制御部１００は、第２位相情報生成手段の一例である。
【００５１】
図１３は、第２コードフェーズ算出プログラム１３４の説明図である。
図１３に一例を示すように、制御部１００は、第１コードフェーズｃｐ１からコードフェーズ誤差ｄｃｐ１を減じる式８によって、第２コードフェーズｃｐ２を算出する。第２コードフェーズｃｐ２においては、第１IF周波数ｆ１の誤差による誤差が解消されている。すなわち、第２コードフェーズｃｐ２は、真のコードフェーズと同視することができる。
制御部１００は、生成した第２コードフェーズ情報１７６を第２記憶部１５０に格納する。
【００５２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１３６を格納している。測位プログラム１３６は、制御部１００が、少なくとも３個のＧＰＳ衛星１２ａ等についての第２コードフェーズ情報１７６に基づいて、現在位置を測位するためのプログラムである。この測位プログラム１３６と制御部１００は、測位手段の一例である。
制御部１００は、第２コードフェーズｃｐ２を使用して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに端末２０との擬似距離を求め、各ＧＰＳ衛星１２ａ等のエフェメリス１５２ｂを利用して現在位置の測位を行う。測位方法の詳細については、周知であるから、説明を省略する。
【００５３】
端末２０は、上述のように構成されている。
端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの第１ＩＦ周波数ｆ１における相関値を示す第１相関情報１６２（図４参照）を生成することができる。
そして、端末２０は、第１相関情報１６２に基づいて、第１コードフェーズ情報１６４を生成することができる。
ここで、Ｃ／Ａコードは電波Ｇ１等に乗せられているから、第１ＩＦ周波数ｆ１が真のＩＦ周波数と乖離している場合には、その乖離割合に応じて、第１相関情報１６２の精度が劣化する。この結果、第１コードフェーズ情報１６４の精度も劣化する。  
この点、以下のように、端末２０は、第１ＩＦ周波数ｆ１と真のＩＦ周波数の乖離に基づいて、コードフェーズ１６４を補正することができる。
一定の位相におけるＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードの相関値は、相関値の最大値、相関値の最大値に対応する周波数、及び１つの変数という３つの未知数の数式３（図９（ｂ）参照）で表現できる。このため、少なくとも３つの周波数において相関値を算出することによって上述の数式３を解くことができ、相関値の最大値に対応する周波数を算出することができる。
この点、端末２０は、ｍｉｄｄｌｅの周波数（図６参照）である第１周波数ｆ１、ｌｏｗの周波数、及びｈｉｇｈの周波数の３つの周波数において第２相関情報１６６（図４参照）を生成する構成となっている。そして、端末２０は、第２相関情報１６６に基づいて、概略コードフェーズｃｐ０における相関値の最大値に対応する第２ＩＦ周波数ｆ２を示す第２ＩＦ周波数情報１６８（図４参照）を生成することができる。
そして、端末２０は、第１ＩＦ周波数ｆ１と第２ＩＦ周波数ｆ２との周波数差分を示す周波数誤差情報１７０（図４参照）を生成することができ、さらに、第１ＩＦ周波数ｆ１に対する周波数誤差ｄｆ１の割合である周波数誤差率αを算出することができる。
ここで、Ｃ／Ａコードは電波Ｇ１等に乗せられているから、周波数誤差率αは、Ｃ／Ａコードの真の位相に対する第１コードフェーズｃｐ１位相の誤差の割合に等しい。
このため、端末２０は、周波数誤差率情報１７２に基づいて、第１ＩＦコードフェーズｃｐ１の誤差を示すコードフェーズ誤差情報１７４を生成することができる。
そして、端末２０は、コードフェーズ誤差情報１７４に基づいて、第１コードフェーズｃｐ１を補正して、第２コードフェーズｃｐ２を算出することができる。
そして、端末２０は、少なくとも３個のＧＰＳ衛星１２ａ等についての第２コードフェーズｃｐ２に基づいて、現在位置の測位を行うことができる。
以上のように、端末２０は、第１コードフェーズｃｐ１をコードフェーズ誤差情報１７４によって補正して生成した第２コードフェーズｃｐ２に基づいて測位を行う。ここで、コードフェーズ誤差情報１７４は、第１コードフェーズ情報１６４に基づいて生成された情報ではない。これは、第１コードフェーズ情報１６４を生成するための相関処理と、コードフェーズ誤差情報１７４を生成するための相関処理を、同時並行的に行うことができることを意味する。このため、所定のタイミングで複数の相関処理を同時に行えば、時間をずらせて次の相関処理を行うことなく測位を行うことができる。言い換えると、時間差（タイムラグ）がある情報によって、後続の相関処理を修正するのではなくて、所定のタイミングで生成した相関結果に基づいて測位を行うことができる。
これにより、衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる。
【００５４】
また、端末２０は、エフェメリス１５２ｂ（図４参照）と、予め記憶している概略位置情報１５４に基づいて、第１ＩＦ周波数情報１６０を生成する構成となっているから、相関処理をすることなく第１ＩＦ周波数情報１６０を生成することができる。
【００５５】
また、端末２０は、前回測位時の位相である概略コードフェーズｃｐ０を取得する構成となっているから、新たな測位において、相関処理をすることなく概略コードフェーズｃｐ０を取得することができる。
【００５６】
以上が本実施の形態に係る端末２０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１４を使用して説明する。
図１４は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００５７】
まず、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、概略コードフェーズｃｐ０（図４参照）を取得し、第１ＩＦ周波数ｆ１（図４参照）を算出する（図１４のステップＳＴ１）。このステップSＴ１は、第１周波数情報生成ステップの一例であり、推定位相取得ステップの一例でもある。
【００５８】
続いて、端末２０は、相関部３７（図３参照）に端末側コードフェーズとしてｅａｒｌｙ，ｎｏｒｍａｌ及びｌａｔｅを設定する。また、端末２０は、端末側ＩＦ周波数としてｌｏｗ，ｍｉｄｄｌｅ，ｈｉｇｈを設定する（ステップＳＴ２）。
【００５９】
続いて、端末２０は、相関動作を実施する（ステップＳＴ３）。ステップＳT３においては、第１相関情報１６２（図４参照）及び第２相関情報１６６（図４参照）が生成される。このステップＳＴ３は、第１相関情報生成ステップの一例であり、第２相関情報生成ステップの一例でもある。
【００６０】
続いて、端末２０は、第１相関情報１６２に基づいて、第１コードフェーズ情報１６４（図４参照）を生成する（ステップST４）。このステップＳＴ４は、第１位相情報生成ステップの一例である。
端末２０は、ステップST４と並行して、ステップＳＴ５，ステップＳＴ６，ステップＳＴ７及びステップＳＴ８を実施する。
まず、端末２０は、第２相関情報１６６に基づいて、第２ＩＦ周波数情報１６８（図４参照）を生成する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、第２周波数情報生成ステップの一例である。
【００６１】
続いて、端末２０は、第１ＩＦ周波数情報１６０と第２ＩＦ周波数情報１６８に基づいて、周波数誤差情報１７０（図４参照）を生成する（ステップST６）。このステップＳＴ６は、周波数差分情報生成ステップの一例である。
【００６２】
続いて、端末２０は、周波数誤差率情報１７２（図４参照）を生成する（ステップST7）。このステップST７は、周波数差分割合情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、周波数誤差率αに基づいて、コードフェーズ誤差ｄｃｐ１（図４参照）を算出する（ステップST８）。このステップST８は、第１位相誤差情報生成ステップの一例である。
【００６３】
続いて、端末２０は、第１コードフェーズｃｐ１をコードフェーズ誤差情報１７４によって補正して、第２コードフェーズｃｐ２（図４参照）を算出する（ステップST９）。このステップST９は、第２位相情報生成ステップの一例である。
【００６４】
続いて、端末２０は、第２コードフェーズｃｐ２に基づいて、測位を行う（ステップＳT１０）。このステップST１０は、測位ステップの一例である。
端末２０は、また、ステップST１０において、第２コードフェーズｃｐ２を新たな概略コードフェーズｃｐ０として保存し、第２周波数ｆ１を新たな第１ＩＦ周波数ｆ１として保存する。これにより、概略コードフェーズｃｐ０を更新することができる。また、次回の測位時には、第１ＩＦ周波数ｆ１を計算により算出せずに、読み出すことができる。
【００６５】
以上で説明したように、端末２０は、前回の相関結果を次回の相関処理に利用するのではなくて、ステップＳＴ４と、ステップＳＴ５乃至ステップSＴ８を並行して実施することができ、ステップSＴ４で生成した第１コードフェーズｃｐ１をステップＳＴ５乃至ステップSＴ８で生成したコードフェーズ誤差情報１７４で補正して第２コードフェーズｃｐ２を算出することができる。これは、端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等の電波Ｇ１等のサーチが完了し、一度電波Ｇ１等の捕捉を行えば、電波Ｇ１等を追尾（トラッキング）することができない場合でも測位することができることを意味する。
このため、衛星電波の電波強度が極めて弱く、測位符号の積算時間を長時間確保する必要がある場合において、精度良く測位することができる。
【００６６】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態における端末２０Ａ（図１参照）の構成は、上記第１の実施の形態の端末２０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００６７】
図１５は、端末２０Ａの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１５に示すように、端末２０Ａは、第１記憶部１１０に、予備相関情報生成プログラム１３８を格納している。
予備相関情報生成プログラム１３８は、制御部１００が、第１ＩＦ周波数ｆ１であるｍｉｄｄｌｅ，ｌｏｗ及びｈｉｇｈ（図６参照）の３つの周波数において、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードの概略コードフェーズｃｐ０における相関値を示す予備相関情報１８０を生成するためのプログラムである。予備相関情報１８０は予備相関情報の一例である。そして、予備相関情報生成プログラム１３８と制御部１００は、予備相関情報生成手段の一例である。
制御部１００は、生成した予備相関情報１８０を第２記憶部１５０に格納する。
【００６８】
端末２０Ａの第１ＩＦ周波数算出プログラム１１６Ａは、予備相関情報１８０に基づいて、第１ＩＦ周波数情報１６０Ａを生成するようになっている。
【００６９】
第１周波数情報１６０Ａは、実際に相関処理を行って生成された予備相関情報１８０に基づいて生成されているから、より精度が高い情報である。このため、第１コードフェーズ情報１６４の精度も高くなる。
第１コードフェーズ情報１６４は、補正前に既に精度が高い情報であるから、コードフェーズ誤差情報１７４に基づいて補正されて生成された第２コードフェーズ情報１７６は、一層精度が高い情報となる。
【００７０】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】ＧＰＳ装置３４の構成を示す概略図である。
【図４】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図５】第１ＩＦ周波数算出プログラムの説明図である。
【図６】相関条件設定プログムの説明図である。
【図７】第１コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図８】第１コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図９】第２ＩＦ周波数算出プログラムの説明図である。
【図１０】周波数誤差算出プログラムの説明図である。
【図１１】周波数誤差率算出プログラムの説明図である。
【図１２】コードフェーズ誤差算出プログラムの説明図である。
【図１３】第２コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図１４】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１５】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７２】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０，２０Ａ・・・端末、３４・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・概略コードフェーズ読み出しプログラム、１１６、１１６A・・・第１ＩＦ周波数算出プログラム、１１８・・・相関条件設定プログラム、１２０・・・第１相関情報生成プログラム、１２２・・・第１コードフェーズ算出プログラム、１２４・・・第２相関情報生成プログラム、１２６・・・第２ＩＦ周波数算出プログラム、１２８・・・周波数誤差算出プログラム、１３０・・・周波数誤差率算出プログラム、１３２・・・コードフェーズ誤差算出プログラム、１３４・・・第２コードフェーズ算出プログラム、１３６・・・測位プログラム、１３８・・・予備相関情報生成プログラム
【図１】
2007163371.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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