(57)【要約】      （修正有）【課題】第１の発受信手段と第２の発受信手段との間で通信を行い、第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方の２次元もしくは３次元の位置を高精度で測位できる安価な無線測位装置を実現する。【解決手段】第１の発受信手段１０１から少なくとも測位信号を含む無線信号をバースト信号として間欠発信し、第２の発受信手段１０３において、上記無線信号を受信して、測位信号を周期的に切替える複数の指向性アンテナに対応して再生し、再生した測位信号の位相差を測定して第１の発受信手段１０１が位置する方向を測定し、測位信号の受信信号強度を測定して第１の発受信手段１０１までの距離を算出し、測定した方向と算出した距離とから、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３等の２次元もしくは３次元の位置を高精度でリアルタイムに測位する。【選択図】図１
2012145561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置であって、
前記無線信号を用いて一方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とを含み、
前記第１の発受信手段が、
前記無線信号をバースト信号として間欠発信するための第１の発信手段と、
前記第１の発信手段を制御するための第１の制御手段と、
前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナを周期的に切替えるための第１のアンテナ切替手段とを有し、
前記第２の発受信手段が、
前記無線信号を受信するための第２の受信手段と、
前記第２の受信手段を制御するための第２の制御手段と、
任意の数の指向性アンテナとを有し、
前記第１の制御手段が、
前記第１の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段を有し、
前記第２の制御手段が、
前記第２の受信手段によって受信される無線信号から、前記測位信号を再生するための測位信号再生手段と、
前記第１の発受信手段の複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から方向を測定するための方向測定手段と、
前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、
前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、
前記方向測定手段によって測定した前記第１の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第１の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する
ことを特徴とする無線測位装置。
【請求項２】
無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置であて、
前記無線信号を用いて一方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とを含み、
前記第１の発受信手段が、
前記無線信号を受信するための第１の受信手段と、
前記第１の受信手段を制御するための第１の制御手段と、
前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナを周期的に切替えるための第１のアンテナ切替手段とを有し、
前記第２の発受信手段が、
前記無線信号をバースト信号として間欠発信するための第２の発信手段と、
前記第２の受信手段を制御するための第２の制御手段と、
任意の数の指向性アンテナとを有し、
前記第２の制御手段が、
前記第２の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段を有し、
前記第１の制御手段が、
前記第１の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生するための測位信号再生手段と、
前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号の位相を測定して方向を測定するための方向測定手段と、
前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第２の発受信手段の指向性アンテナと、
前記第１の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、
前記方向測定手段によって測定した前記第２の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第２の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する
ことを特徴とする無線測位装置。
【請求項３】
無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置であって、
前記無線信号を用いて時分割のタイミングで双方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とを含み、
前記第１の発受信手段が、
前記無線信号を時分割のタイミングでバースト信号として発信するための第１の発信手段と、
前記無線信号を受信するための第１の受信手段と、
前記第１の発信手段と前記第１の受信手段とを制御するための第１の制御手段と、  
前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、
前記複数の指向性アンテナを周期的に切替え、あるいは前記第１の発信手段と前記第１の受信手段との間で、時分割で切替えるための第１のアンテナ切替手段とを有し、
前記第２の発受信手段が、
前記無線信号を時分割のタイミングでバースト信号として発信するための第２の発信手段と、
前記無線信号を受信するための第２の受信手段と、
前記第２の発信手段と前記第２の受信手段とを制御するための第２の制御手段と、
任意の数の指向性アンテナと、
前記任意の数の指向性アンテナを、前記第２の発信手段と前記第２の受信手段との間で、時分割で切替えあるいは周期的に切替えるための第２のアンテナ切替手段とを有し、
前記第１の制御手段が、
前記第１の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段と、
前記第１の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生するための測位信号再生手段と、
前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号の位相を測定して方向を測定するための方向測定手段と、
前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第２の発受信手段の指向性アンテナと、
前記第１の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、
前記方向測定手段によって測定した前記第２の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第２の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有し、
前記第２の制御手段が、
前記第２の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段と、
前記第２の受信手段によって受信される無線信号から、前記測位信号を再生するための測位信号再生手段と、
前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から方向を測定するための方向測定手段と、
前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、
前記方向測定手段によって測定した前記第１の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第１の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する
ことを特徴とする無線測位装置。
【請求項４】
前記第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方から発信される測位信号が、単一もしくは複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組合わせであることを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項５】
前記指向性アンテナが、９０°以上の広い指向性ビーム幅を有する円偏波指向性アンテナであり、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとが、お互いに対向して設けられていることを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項６】
前記指向性アンテナが、１２０°以上の指向性ビーム幅を有する渦巻きアンテナもしくは円すい渦巻きアンテナであることを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項７】
前記第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、かつ立体的に配置された複数の指向性アンテナを有し、かつ前記複数の指向性アンテナを周期的に切換えながら発信しあるいは受信し、前記複数の指向性アンテナに対応して前記測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行い、位置を測位することを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項８】
前記第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、かつ立体的に配置された任意の数の指向性アンテナを内蔵する複数組の発受信手段を有し、かつ前記複数組の発受信手段が任意のタイミングで間欠発信しあるいは受信し、前記複数組の発受信手段の任意の数の指向性アンテナに対応して前記測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行い、位置を測位することを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項９】
前記統計処理が、少なくとも規定値内の範囲に分布する測定値の平均値を求めるステップを含むことを特徴とする請求項第７項から第８項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項１０】
前記任意の数の指向性アンテナの指向性ビームの方向が、０°〜４５°の範囲内に分布していることを特徴とする請求項第７項から第８項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項１１】
前記距離測定手段による結合損の算出が、前記無線信号の、送信出力、アンテナ利得、実効放射電力、実効受信入力、受信信号強度、もしくはこれらの組合せに関する情報もしくは測定結果を用いて行なわれることを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【請求項１２】
前記第１の発受信手段、前記第２の発受信手段、もしくはこれらの両方の筐体が、少なくとも、前記指向性アンテナの指向性の方向を覆うレドームと、前記レドーム以外の部分を覆うシールドケースとを有することを特徴とする請求項第１項から第３項までの何れかに該当する無線測位装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、第１の発受信手段と第２の発受信手段との間で、無線信号を用いて一方向通信もしくは時分割で双方向通信を行うことで、第１の発受信手段、第２の発受信手段、あるいはこれらの両方の２次元もしくは３次元の位置を高精度で測位するための無線測位装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線信号を用いて測位を行うシステムが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０８３８８８号公報
【特許文献２】特開２００６−０２３２６１号公報
【特許文献３】特開２００７−０１０６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は、特許文献１に記載されている従来の「ＲＴＫ測位システム及びその測位方法」の実施例である。同図において、符号１はＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）測位を利用して利用者の測位を行うＲＴＫ測位システムである。このＲＴＫ測位システム１は、４基のスードライト２と、固定基準局受信手段３と移動基準局受信手段４とからなる２基の基準局受信手段と、ローバー受信手段５と、利用者処理ユニット６と、データリンク７とにより構成されている。ここでスードライト２は、衛星の代わりの信号源として使用され、利用者の３次元測位を行う場合は、少なくとも４基必要であり、２次元測位を行う場合は、少なくとも３基が必要であるとされている。
【０００５】
上記のように、従来の「ＲＴＫ測位システム及びその測位方法」では、３次元の測位を行うために少なくとも４基のスードライト（擬似衛星局）が必要であり、更に、利用者処理ユニット６の他に、固定基準局受信手段３と移動基準局受信手段４とからなる２基の基準局受信手段と、ローバー受信機５と、データリンク７が必要であることから、システムが複雑であり、取り扱いが煩雑であり、高価となる問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２に記載されている従来の「アクティブタグ装置」では、発信手段1の指向性アンテナの方向３１に対向して受信手段２の指向性アンテナ２１ａと２１ｂを向け、発信手段１が高周波信号を発信中に指向性アンテナ２１ａと２１ｂを切替えた時に受信した高周波信号のタイミングあるいは振幅あるいは周波数あるいは位相あるいはこれらの組み合わせの変化をリアルタイムで検知し、当該発信手段1が位置する方向を検知し、当該発信手段１と受信手段２の距離を検知するとされているが、当該発信手段１と受信手段２の距離を検知する手段あるいは方法は明確にされていない。また、当該文献では受信手段２の３次元の位置を測位することについては言及されていない。
【０００７】
また、特許文献３に記載されている従来の「アクティブタグ装置」では、固定される側の発信手段に複数のアンテナを接続し、当該アンテナから個別のシステム同期信号と同期しあるいは直交する複数の測定用信号を周期的に発信し、移動体が携帯する受信手段において当該システム同期信号を受信して相対距離と方向を検知し、相対距離が短いものの平均値から方向を検知することで高い精度で方向を検知するとされているが、相対距離と方向を高精度で検知するための当該システム同期信号あるいは個別の同期信号の役割については記述されていない。また、当該文献に記載された装置では、一方向通信によって距離を測定することによっては十分な測位精度が得られないという問題がある。また、当該文献では受信手段の３次元の位置を測位することについては言及されていない。
【０００８】
この発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方の２次元もしくは３次元の位置を高精度で、しかも短時間で測位するための無線測位装置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】
【０００９】
この発明に係わる無線測位装置は、無線信号を用いて一方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とを含み、前記第１の発受信手段が、前記無線信号の１波長以下の間隔で配置された複数の指向性アンテナを周期的に切替えながら、測位信号を含む無線信号を間欠発信し、前記第２の発受信手段が前記無線信号を受信して測位信号を再生し、前記第１の発受信手段の、複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から前記第１の発受信手段が位置する方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、前記第１の発受信手段からの距離を測定するための距離測定手段とを有し、前記方向測定手段によって測定した方向と、前記距離測定手段によって測定した距離とから、第２の発受信手段が自局もしくは前記第１の発受信手段の２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【００１０】
あるいは、前記第２の発受信手段が測位信号を含む無線信号を間欠発信し、前記第１の発受信手段が、前記無線信号の１波長以下の間隔で配置された複数の指向性アンテナを周期的に切替えながら、前記無線信号を受信して測位信号を再生し、前記第１の発受信手段の複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から前記第２の発受信手段が位置する方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、前記第２の発受信手段がからの距離を測定するための距離測定手段とを有し、前記方向測定手段によって測定した方向と、前記距離測定手段によって測定した距離とから、第１の発受信手段が自局もしくは前記第２の発受信手段の２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【００１１】
あるいは、無線信号を用いて時分割で双方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とを含み、前記第１の発受信手段から少なくとも測位信号を含む無線信号を複数の指向性アンテナを周期的に切替えながらバースト信号として間欠発信し、前記第２の発受信手段が、前記第１の発受信手段から発信される無線信号を受信して前記測位信号を再生し、前記複数のアンテナに対応して再生した測位信号の位相差から前記第１の発受信手段が位置する方向を測定し、前記複数のアンテナに対応して再生した測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、前記第２の発受信手段がからの距離を測定し、前記測定した方向と距離とから、前記第２の発受信手段が自局もしくは前記第１の発受信手段の２次元もしくは３次元の位置を測位するとともに、時分割のタイミングで、前記第２の発受信手段が測位信号を含む無線信号を間欠発信し、前記第１の発受信手段が、前記無線信号の１波長以下の間隔で配置された複数の指向性アンテナを周期的に切替えながら、前記無線信号を受信して測位信号を再生し、前記第１の発受信手段の複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から前記第２の発受信手段が位置する方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、前記第２の発受信手段がからの距離を測定するための距離測定手段とを有し、前記方向測定手段によって測定した方向と、前記距離測定手段によって測定した距離とから、第１の発受信手段が自局もしくは前記第２の発受信手段の２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の発受信手段、第２の発受信手段、あるいはこれらの両方の２次元もしくは３次元の位置を高精度かつリアルタイムに測位することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による無線測位装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による無線測位装置の他の構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態による制御手段の構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態による制御手段の他の構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態による制御手段の他の構成図である。
【図６】本発明の無線信号の構成例を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態による無線測位装置の断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による無線測位装置の他の断面図である。
【図９】従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係わる無線測位装置は、第１実施形態、第２実施形態、図１、図２、図３、図４、及び請求項１に示すように、無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置において、前記無線信号を用いて一方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とから構成され、前記第１の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号をバースト信号として間欠発信するための第１の発信手段と、前記第１の発信手段を制御するための第１の制御手段と、前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナを周期的に切替えるための第１のアンテナ切替手段とを有し、前記第２の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号を受信するための第２の受信手段と、前記第２の受信手段を制御するための第２の制御手段と、任意の数の指向性アンテナとを有する。
【００１５】
また、前記第１の制御手段が、少なくとも、前記第１の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段を有し、かつ、前記第２の制御手段が、少なくとも、前記第２の受信手段によって受信される無線信号から、前記測位信号を再生するための測位信号再生手段と、前記第１の発受信手段の複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、前記方向測定手段によって測定した前記第１の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第１の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する。
【００１６】
また、第１実施形態、第２実施形態、図１、図２、図３、図４、及び請求項２に示すように、無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置において、前記無線信号を用いて一方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とから構成され、前記第１の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号を受信するための第１の受信手段と、前記第１の受信手段を制御するための第１の制御手段と、前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナを周期的に切り替えるための第１のアンテナ切替手段とを有し、前記第２の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号をバースト信号として間欠発信するための第２の発信手段と、任意の数の指向性アンテナとを有し、前記第２の制御手段が、少なくとも、前記第２の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段を有する。
【００１７】
また、前記第１の制御手段が、少なくとも、前記第１の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生するための測位信号再生手段と、前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号の位相を測定して方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第２の発受信手段の指向性アンテナと、前記第１の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、前記方向測定手段によって測定した前記第２の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第２の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する。
【００１８】
また、第１実施形態、第２実施形態、図１、図２、図３、図５、及び請求項３に示すように、無線信号を用いて２次元もしくは３次元の位置を測位するための無線測位装置において、前記無線信号を用いて時分割のタイミングで双方向通信を行うための、第１の発受信手段と、第２の発受信手段とから構成され、前記第１の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号を時分割のタイミングでバースト信号として発信するための第１の発信手段と、前記無線信号を受信するための第１の受信手段と、前記第１の発信手段と前記第１の受信手段とを制御するための第１の制御手段と、前記無線信号の1波長以下の間隔で設置された複数の指向性アンテナと、前記複数の指向性アンテナを、周期的に切り替え、あるいは前記第１の発信手段と前記第１の受信手段との間で、時分割で切替えるための第１のアンテナ切替手段とを有する。
【００１９】
また、前記第２の発受信手段が、少なくとも、前記無線信号を時分割のタイミングでバースト信号として発信するための第２の発信手段と、前記無線信号を受信するための第２の受信手段と、前記第２の発信手段と前記第２の受信手段とを制御するための第２の制御手段と、任意の数の指向性アンテナと、前記任意の数の指向性アンテナを、前記第２の発信手段と前記第２の受信手段との間で、時分割で切替え、あるいは周期的に切替えるための第２のアンテナ切替手段とを有する。
【００２０】
また、前記第１の制御手段が、少なくとも、前記第１の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段と、前記第１の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生するための測位信号再生手段と、前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号の位相を測定して方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第２の発受信手段の指向性アンテナと、前記第１の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、前記方向測定手段によって測定した前記第２の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第２の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する。
【００２１】
かつ、前記第２の制御手段が、少なくとも、前記第２の発信手段から発信される無線信号に含まれる測位信号を生成するための測位信号生成手段と、前記第２の受信手段によって受信される無線信号から、前記測位信号を再生するための測位信号再生手段と、前記複数の指向性アンテナに対応して再生された測位信号から方向を測定するための方向測定手段と、前記再生された測位信号の受信信号強度から、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとの間の結合損を算出して、距離を測定するための距離測定手段と、前記方向測定手段によって測定した前記第１の発受信手段が位置する方向と、前記距離測定手段によって測定した前記第１の発受信手段までの距離とから、前記第１の発受信手段の位置、前記第２の発受信手段の位置、前記第１の発受信手段と前記第２の発受信手段との間の相対位置、あるいはこれらの組合せを測位するための測位手段とを有する。
【００２２】
また、請求項４に示すように、第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方から発信される測位信号が、単一もしくは複数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組み合わせである。
【００２３】
また、請求項５に示すように、前記指向性アンテナが、９０°以上の広い指向性ビーム幅を有する円偏波指向性アンテナであり、前記第１の発受信手段の指向性アンテナと、前記第２の発受信手段の指向性アンテナとが、お互いに対向して設けられている。
【００２４】
また、請求項６に示すように、前記指向性アンテナが、１２０°以上の指向性ビーム幅を有する渦巻きアンテナもしくは円すい渦巻きアンテナである。
【００２５】
また、図７および請求項７に示すように、前記第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、かつ立体的に配置された複数組の指向性アンテナを有し、かつ前記複数の指向性アンテナを周期的に切換えながら発信しあるいは受信し、前記複数組の指向性アンテナに対応して前記測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行い、位置を測位する。
【００２６】
また、図７および請求項８に示すように、前記第１の発受信手段、第２の発受信手段、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものと組合せであり、かつ立体的に配置された任意の数の指向性アンテナを内蔵する複数組の発受信手段を有し、かつ前記複数組の発受信手段が任意のタイミングで間欠発信しあるいは受信し、前記複数組の発受信手段の任意の数の指向性アンテナに対応して前記測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行い、位置を測位する。
【００２７】
また、請求項９に示すうに、前記統計処理が、少なくとも規定値内の範囲に分布する測定値の平均値を求めるステップを含む。
【００２８】
また、請求項１０に示すように、前記任意の数の指向性アンテナの指向性ビームの方向が、０°〜４５°の範囲内に分布している。
【００２９】
また、請求項１１に示すうに、前記距離測定手段による結合損の算出が、前記無線信号の、送信出力、アンテナ利得、実効放射電力、実効受信入力、受信信号強度、もしくはこれらの組合せに関する情報もしくは測定結果を用いて行なわれる。
また、請求項１２に示すように、前記第１の発受信手段、前記第２の発受信手段、もしくはこれらの両方の筐体が、少なくとも、前記指向性アンテナの指向性ビームの方向を覆うレドームと、前記レドーム以外の部分を覆うシールド手段とを有する。
【００３０】
[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態による無線測位装置の構成図である。同図において、符号１０１は第１の発受信手段、符号１５ａ−１〜１５ａ−４は複数の指向性アンテナ、符号１０３は第２の発受信手段、符号１０４は第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間の距離Ｄ（ｍ）、符号１０５は第１の発受信手段１０１の指向性アンテナからみた第２の発受信手段１０３の方向（α（Ｘ），α（Ｙ））、符号１０６は第１の発受信手段１０１の指向性アンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４の傾き角度（β（Ｘ），β（Ｙ））である。
【００３１】
ここで第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、もしくはこれらの双方は、例えば、９０°以上の広い指向性ビーム幅を有する指向性アンテナ、円偏波指向性アンテナ、１２０°以上の広い指向性ビーム幅を有する渦巻きアンテナ、円すい渦巻きアンテナ、類似のアンテナを備えている。これらのアンテナは、例えば、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間で、指向性の方向を、片方向通信あるいは双方向通信を行う相手の方向に向けて互いに対向させるようにして設けられている。
【００３２】
第２の発受信手段１０３は、システム同期信号、識別信号、及び測位信号を含んだ無線信号を時間占有率２０％以下のバースト信号として間欠発信する。
【００３３】
第１の発受信手段１０１は、複数の指向性アンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４を周期的に切替えながら測位信号を再生し、複数の指向性アンテナに対応し再生した測位信号の位相差を測定して第２の発受信手段１０３が位置する方向を測定し、無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定して第２の発受信手段１０３からの距離を測定する。
【００３４】
第１の発受信手段１０１は、方向と距離の測定結果から、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間、あるいはこれらの組合せの２次元もしくは３次元の位置を、高精度かつリアルタイムに測位することができる。
【００３５】
あるいは、第１の発受信手段１０１は、システム同期信号、識別信号、及び測位信号を含んだ無線信号を、複数の指向性アンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４を周期的に切替えながら時間占有率２０％以下のバースト信号として間欠発信する。
【００３６】
測位信号を受信した第２の発受信手段１０３は、第１の発受信手段１０１の複数の指向性アンテナに対応して再生した測位信号の位相差を測定して第２の発受信手段１０３が位置する方向を測定し、無線信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定して第１の発受信手段１０１からの距離を測定する。
【００３７】
第２の発受信手段１０３は、方向と距離の測定結果から、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間、あるいはこれらの組合せの２次元もしくは３次元の位置を、高精度かつリアルタイムに測位することができる。
【００３８】
あるいは、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間で、時分割で双方向通信を行うことによって、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３の両側において方向と距離を測定し、方向と距離の測定結果から、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間、あるいはこれらの組合せの２次元もしくは３次元の位置を、高精度かつリアルタイムに測位することができる。
【００３９】
また発信手段と受信手段の指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナの指向性ビームを相対させて無線信号の直接波を受信し、あるいは前記発信手段と受信手段に複数の指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナを接続して指向性ビームを相対させて周期的に切替えながら無線信号の直接波、反射波、あるいはこれらの混合波を受信することにより、周辺からの反射波の影響あるいはマルチパスの影響を抑えることができる。
【００４０】
距離１０４（Ｄｍ）は、例えば、第１の発受信手段１０１のアンテナの指向性ビームと、第２の発受信手段１０３のアンテナの指向性ビームが相対している場合、受信電界強度もしくは受信信号強度（ＲＳＳＩ）を測定し、下記に示す「比較的に近距離で相対するアンテナ間の結合損失の実験式」によって近似計算することにより取得することができる。
【００４１】
結合損失（ＬｄＢ）＝２２＋２０ＬＯＧ（Ｄ／λ）≒第２の発受信手段１０３からの実効放射電力値−第１の発受信手段１０１への実効受信信号強度  −−−（１）
ここで、λ＝無線信号の波長とする。（１）式から、
距離（Ｄｍ）≒λ＊ａｒｋＬＯＧ｛（Ｌ−２２）／２０｝  −−−（２）
となる。
ここで実効放射電力値を、例えば第２の発受信手段１０３から発信される無線信号の中に情報として含ませることで、実効放射電力値を第２の発受信手段１０３から第１の発受信手段１０１に伝えることができる。
【００４２】
無線信号の周波数が２．４ＧＨｚ帯であり、アンテナ間の間隔が６ｍであり、受信信号強度の測定誤差が±３ｄＢである場合、距離の測定誤差±δＤｍは、δＤ＝６ｍ×（３ｄＢ／５６ｄＢ）≒３２ｃｍとなる。またアンテナ間の間隔を３ｍとした場合はδＤ≒１８ｃｍとなり、アンテナ間の間隔を１．２ｍとした場合はδＤ≒８．５ｃｍとなる。このように間隔が狭くなるほど測定誤差が改善され、周辺の障害物による反射あるいはマルチパスの影響を受けにくくなる。尚、受信信号強度の測定誤差が±１ｄＢであれば、距離Ｄ（ｍ）の測定誤差±δＤｍは１／３に改善される。
【００４３】
第１の発受信手段１０１において距離１０４（Ｄｍ）と方向１０５（α（Ｘ）、α（Ｙ））を測定した場合、距離１０４および方向１０５とアンテナの傾斜角１０６とに基づき、次式により第２の発受信手段１０３の２次元もしくは３次元の位置を求めることができる。
【００４４】
（１）第１の発受信手段１０１の複数のアンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４がいずれも真下方向を向いている場合
Ｘｘ＝Ｘ０−Ｄ＊Sin(α(X))    −−−−(３)
Ｙｙ＝Ｙ０−Ｄ＊Sin(α(Y))    −−−−(４)
Ｚｚ＝Ｚ０−Ｄ＊√(１−Sin^２(α(X))−Sin^２(α(Y)))−−−−(５)
【００４５】
（２）第１の発受信手段１０１の複数のアンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４が（β(X)、β(Y)）だけ傾いている場合
Ｘｘ＝Ｘ０−Ｄ＊Sin(γ(X))    −−−−(６)
Ｙｙ＝Ｙ０−Ｄ＊Sin(γ(Y))    −−−−(７)
Ｚｚ＝Ｚ０−Ｄ＊√(１−Sin^２(γ(X))−Sin^２(γ(Y)))−−−−(８)
ただし、γ(X)＝α(X)＋β(X)＜９０°、γ(Y)＝α(Y)＋β(Y)＜９０°とする。
【００４６】
ここで第１の発受信手段１０１が固定局もしくは無線マーカであり、かつ常時受信待受け状態であり、第２の発受信手段１０３が電池で駆動される携帯端末あるいはＲＦＩＤタグであり、かつ常時は休止状態である場合には、第２の発受信手段１０３が、第１の発受信手段１０１に対して、少なくとも測位信号を含む無線信号を、ＣＲ発振器などの自励発振器で生成される所定の周期で間欠発信することによって、携帯端末の電池の消耗を軽減することができ、複数の携帯端末が近接して存在する場合でも、間欠発信の衝突を回避することができる。
【００４７】
また第２の発受信手段１０３に複数の指向性アンテナを設けて周期的に切替えることによって、前記のとおりマルチパスの影響を軽減できるほか、第２の発受信手段１０３の２次元の位置、あるいは第２の発受信手段１０３が向かっている方向を含めて測位することも可能となる。
【００４８】
また第１の発受信手段１０１に単一の指向性アンテナを接続し、第２の発受信手段１０３に複数のアンテナを接続した場合も同様の効果を得ることができる。
【００４９】
また第１の発受信手段１０１が擬似衛星局（スードライト）であり、擬似衛星局から発信される無線信号が時間率２０％以下の短いバースト信号である場合は、既存のＧＰＳ衛星局との間で遠近問題が生じないので、発信可能な電力を１ｍＷ程度まで高めることができる。
【００５０】
また単一の擬似衛星局を利用して２次元もしくは３次元の位置の測位が可能なことから、従来の擬似衛星局４局を利用して双曲線航法により２次元もしくは３次元の位置の測位を行う場合に比較すればマルチパスによる影響を飛躍的に軽減することができる。
【００５１】
図２は本発明の第１実施形態として示す無線測位装置の構成図である。同図において、符号１０１は第１の発受信手段、符号１１ａは第１の制御手段、符号１２ａは第１の発信手段、符号１３ａは第１の受信手段、符号１４ａは第１のアンテナ切替手段、符号１５ａ−１〜１５ａ−４は複数の指向性アンテナであり、符号１０３は第２の発受信手段、符号１１ｂは第２の制御手段、符号１２ｂは第２の発信手段、符号１３ｂは第２の受信手段、符号１４ｂは第２のアンテナ切替手段、符号１５ｂは任意の数の指向性アンテナ、符号３１は無線の伝搬路である。
【００５２】
第１の発受信手段１０１は、第１の制御手段１１ａによって制御される第１の発信手段１２ａ、第１の受信手段１３ａ、もしくはこれらの両方と、第１のアンテナ切替手段１４ａによって周期的に切替えられ、あるいは時分割で切替えられる複数のアンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４とを含む。尚、マルチパスによる測位精度が劣化するのを防ぐために、複数のアンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４としては、例えば、指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナが用いられる。
【００５３】
一方、第２の発受信手段１０３は、第２の制御手段１１ｂによって制御される第２の発信手段１２ｂ、第２の受信手段１３ｂ、もしくはこれらの両方と、単一のアンテナ１５ｂ、あるいは第２のアンテナ切替手段１４ｂによって時分割で切替えられる任意の数（単一もしくは複数）のアンテナ１５ｂとを含む。尚、マルチパスによる測位精度が劣化するのを防ぐために、アンテナ１５ｂとしては、例えば、指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナが用いられる。
【００５４】
またアンテナ１５ｂは、複数のアンテナ１５ａ−１〜１５ａ−４の指向性の方向と、アンテナ１５ｂの指向性の方向とが規定値内の間隔でお互いが対向するように設けられる。
【００５５】
[第２実施形態]
図３は本発明の第２実施形態として説明する制御手段の構成図である。同図において、符号１１−１は制御手段の第１の構成例、符号４１ａは基準発振器、符号４２は測位信号生成手段、符号５１ａは接続端子である。
【００５６】
測位信号生成手段４５によって、基準発振器４１に同期して、任意の数（単一もしくは複数）の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組み合わせが生成される。例えば、制御手段１１−１が第１の発受信手段１０１に組み込まれた場合、第１の発受信手段１０１から一方向通信によって、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位信号とを含む無線信号が間欠発信される。また例えば、制御手段１１−１が第２の発受信手段１０３に組み込まれた場合には、第２の発受信手段１０３から一方向通信によって、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位信号とを含む無線信号が間欠発信される。
【００５７】
図４は第２実施形態として説明する制御手段の他の構成図である。同図において、符号１１−２は制御手段の第２の構成例、符号４１ｂは基準発振器、符号４３は測位信号再生手段、符号４４は方向測定手段、符号４５は測位手段、符号４６は距離測定手段、符号５１ｂは接続端子である。
【００５８】
測位信号再生手段４３は、制御手段１１−２の前段の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生する。方向測定手段４４は、複数のアンテナに対応して再生された測位信号の位相差を測定して方向を測定する。距離測定手段４６は、無線信号の受信電界強度もしくは受信信号強度（ＲＳＳＩ）から距離を測定する。測位手段４５は、方向測定手段によって測定した方向と距離測定手段４５によって測定した距離とから、２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【００５９】
例えば、制御手段１１−２が第１の発受信手段１０１に組み込まれた場合には、第１の発受信手段１０１から一方向通信によって間欠発信される、少なくとも、システム同期信号と、識別信号と、測位信号とを含む無線信号を受信手段によって受信し、測位信号再生手段４３が測位信号を再生し、測位手段４５が、方向測定手段４４が測定した方向と距離測定手段４６が測定した距離から、第２の発受信手段１０３あるいは第１の発受信手段１０１（自局）の２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【００６０】
図５は本発明の第２実施形態として説明する制御手段の他の構成図である。同図において、符号１１−３は制御手段の第３の構成例、符号４１は基準発振器、符号４２は測位信号生成手段、符号４３は測位信号再生手段、符号４４は方向測定手段、符号４５は測位手段、符号４６は距離測定手段、符号５１ｃ，５２ｃは接続端子である。
【００６１】
測位信号生成手段４２は、基準発振器４１に同期して、任意の数の、搬送波信号、副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらの組み合わせを生成する。測位信号再生手段４３は、前段の受信手段によって受信される無線信号から測位信号を再生する。方向測定手段４４は、複数のアンテナに対応して再生された測位信号の位相を測定して方向を測定する。距離測定手段４６は、無線信号の受信電界強度もしくは受信信号強度（ＲＳＳＩ）から距離を測定する。測位手段４５は、方向測定手段によって測定した方向と距離測定手段４５によって測定した距離とから、２次元もしくは３次元の位置を測位する。
【００６２】
例えば、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３とが第３の構成例の制御手段１１−３を有している場合には、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間の双方向通信によって、第１の発受信手段１０１において第２の発受信手段１０３あるいは第１の発受信手段１０１（自局）の２次元もしくは３次元の位置を測位し、かつ第２の発受信手段１０３において第１の発受信手段１０１あるいは第２の発受信手段１０３（自局）の２次元もしくは３次元の位置を測位することができる。
【００６３】
図６は、本発明の無線信号の構成例を示す図である。同図において、符号６１はシステム同期信号、符号６２はＭＡＣレイヤ、符号６３−１〜６３−ｎは測位信号である。
【００６４】
システム同期信号６１は、例えば、複数ビットのユニークワードである。このシステム同期信号６１によって、第１の発受信手段１０１と第２の発受信手段１０３との間の制御タイミングを±１００ナノ秒程度の精度で合わせることができる。
【００６５】
ＭＡＣレイヤ６２は、例えば、識別番号、相手先番号、データ情報、誤り訂正符号、もしくはこれらの組合せから構成され、前記システム同期信号６１とともに生成される。
【００６６】
測位信号は、任意の数（単一もしくは複数）の、無変調の搬送波信号、無変調の副搬送波信号、変調信号、スペクトル拡散符号、もしくはこれらを組み合わせた信号が用いられる。なお、変調信号もしくはスペクトル拡散符号が用いられる場合には、受信側において搬送波信号もしくは副搬送波信号を再生して用いることができる。
【００６７】
ここでＭＡＣレイヤ６２の継続時間を１ｍｓ程度とし、測位信号の継続時間を１ｍｓ程度とすれば、一方向通信の合計で２ｍｓ程度の継続時間になるので、間欠発信の間隔をＣＲ発振器などの自励発振器で制御することで複数の発受信手段の間で相互間の同期を取ることなく（非同期で）間欠発信でき、経済的なシステム運用が可能となり、例えば、間欠発信の周期が５秒程度の場合、３０台を超える発信手段が１か所に存在する場合でも衝突の確率が少なく、確実に位置の測位を行うことが可能である。
【００６８】
[第３実施形態]
図７は第３実施形態として説明する無線測位装置の断面図である。同図において、符号７１ａ〜７１ｅは複数の発受信手段もしくは発信手段、符号７２ａ〜７２ｅは内蔵する指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナ、符号７３は支持筐体、符号７４は支持筐体と指向性アンテナ７２ｅとの傾斜角であり、全体として第１の発受信手段１０１又は第２の発受信手段１０３を構成している。同図に示す構成とすることで、指向性アンテナの指向性ビーム幅を等価的に広くことができ、またマルチパスが発生する環境において位置の測位精度を改善することができる。
【００６９】
支持筐体７３と複数の指向性アンテナ７２ａ〜７２ｅとの傾斜角は、例えば０°〜４５°程度の範囲であり、指向性アンテナの指向性ビーム幅が９０°であれば指向性ビームの幅を等価的に９０°〜１８０°に拡大することができる。
【００７０】
また内蔵する複数の指向性アンテナを、例えば、立方体もしくは多面体の支持筐体の一部あるいは全部の面に設けることにより、指向性ビーム幅を等価的に９０°〜３６０°に拡大することができる。
【００７１】
また第２の発受信手段１０３が、物流管理に用いられるアクティブタグ等である場合のように設置位置が一定でなく広範囲を移動する場合や、携帯端末等である場合のようにアンテナの指向性ビームの方向が左右前後に変化する場合には、例えば、複数の第２の発受信手段１０３を立体的に配置し、かつ、アンテナの指向性ビームの方向が傾斜角を持つように配置し、測位信号を含む無線信号をランダムに間欠発信させ、第１の発受信手段１０１において、規定値内の範囲に分布する測定値を用い、少なくとも平均値を求めるステップを含む、統計処理を行って位置を測位することで、マルチパスの影響を軽減して位置の測位精度を改善することができる。
【００７２】
また例えば、単一の第２の発受信手段１０３に複数の指向性アンテナを立体的に配置し、これらを周期的に切替えながら測位信号を含む無線信号を間欠発信しあるいは受信するようにすることで、位置の測位精度を改善することができる。
【００７３】
また例えば、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、かつ、立体的に配置された複数の指向性アンテナを有し、かつ複数の指向性アンテナを周期的に切換えながら発信しあるいは受信し、複数の指向性アンテナに対応して測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行って位置を測位するようにすることで、位置の測位精度を改善することができる。
【００７４】
また例えば、複数組の第１の発受信手段１０１を、規定値内の間隔をおいて配置し、かつ、各組の複数の指向性アンテナの指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、かつ規定値内の範囲に分布する測定値を用いて平均値を求めるなどの統計処理を行って位置を測位することで、複数組の第１の発受信手段１０１全体としてサービスエリアを拡大することができる。
【００７５】
また例えば、第２の発受信手段１０３の内部に複数の指向性アンテナを設け、かつ、各指向性アンテナの指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せであり、アンテナ切換手段によって複数の指向性アンテナを周期的に切替えることによって、小型化と低コスト化を実現することができる。
【００７６】
また例えば、第１の発受信手段１０１、第２の発受信手段１０３、もしくはこれらの両方が、指向性ビームの方向が同一でありあるいは異なるものとの組合せでありかつ立体的に配置された任意の数の指向性アンテナを内蔵する複数組の発受信手段を有し、かつ、これら複数組の発受信手段が任意のタイミングで間欠発信しあるいは受信し、これら複数組の発受信手段の任意の数の指向性アンテナに対応して測位信号の位相差および受信信号強度を測定し、規定値内の範囲に分布する測定値を用いて統計処理を行って位置を測位するようにしても、位置の測位精度を改善することができる。なお、前記規定値内の範囲には、少なくとも、測定時の受信信号強度（ＲＳＳＩ）に対応し、測定値の分布状態に対応し、測定値の偏差値に対応し、測定値の上限値と下限値とに対応し、測定値の時間変動率に対応し、あるいはこれらの組合せに対応して設定されるものを含むものとする。
【００７７】
図８は第３実施形態として説明する無線測位装置の断面図である。符号８１は広い指向性ビームを有する指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナ、符号８２は発受信手段もしくは発信手段、符号８３は内蔵する電池、符号８４はレドーム、符号８５は円偏波指向性アンテナ８１以外の部分からの無線信号の輻射を防止し、測位精度を向上させるためのシールド手段、符号８６は電池を交換するための蓋、符号８７はストラップの取り付け部であり、全体として第１の発受信手段１０１又は第２の発受信手段１０３を構成している。
【００７８】
同図に示すような構成とすることで、無線測位装置を移動体に取り付けて用いる場合や人が携帯して用いる場合に、指向性アンテナもしくは円偏波指向性アンテナ８１の指向性ビームの方向が上方向に自然に向くようにすることができる。尚、発信手段８２は、水晶発振器とＩＣチップなどの少数の部品で構成することができ、小型化は容易である。
【００７９】
以上に説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【００８０】
例えば以上の説明は、無線信号として高周波信号を用いることを前提としているが、無線信号として超音波信号や光信号を用いてもよい。尚、無線信号として超音波信号や光信号を用いた場合は、アンテナに代えて所定の送受波器を用いる。とくに光信号を用いた場合は、高い周波数の副搬送波信号、あるいは高いチップレートの拡散符号を用いて変調することができる。
【００８１】
例えば第１の発受信手段１０１が擬似衛星局であり、複数のアンテナを周期的に切替えながら擬似ＧＰＳ信号を発信する場合は、コスタスループなどによって搬送波信号を再生し、方向と距離を測定することによってＧＰＳ携帯端末の位置を測位することができる。
【００８２】
また擬似衛星局からは、時間率１０％を越えない時間内で、複数のアンテナを周期的に切替えながら擬似ＧＰＳ信号を発信することによって、既存のＧＰＳ信号に与える妨害を軽減することができる。
【００８３】
またＭＡＣレイヤには、少なくとも発信手段の識別符号あるいは識別番号が含まれ、あるいは局情報が含まれ、あるいはテキスト情報が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の第１の発受信手段１０１を固定局、基地局、あるいは無線マーカとして固定して設置し、また第２の発受信手段１０３をＲＦＩＤタグ、携帯端末、あるいは移動端末として移動体に設置することで、移動側、固定側、もしくはこれらの両側で２次元あるいは３次元の位置を高精度な高精度で測位可能な無線測位装置を安価に実現することができ、また多様なシステムに応用することができる。
【００８５】
また第１の発受信手段１０１を擬似衛星局として屋内、屋外、あるいはこれらの両方に設置し、第２の発受信手段１０３をＧＰＳ携帯端末することで、屋外と屋内でＧＰＳをシームレスにつなぐことが可能な無線測位装置を経済的な方法で実現することができる。
【００８６】
また本発明の無線測位装置を物流管理に応用した場合には、倉庫内の物品管理がどの場所のどの棚の何段目に収納しているかを正確に記録することができ、物流管理の効率化に役立てることができる。
【００８７】
また第１の発受信手段１０１を屋外あるいは屋内を問わず離散的に配置し、第２の発受信手段１０３を歩行者あるいはロボットなどによって携帯させるようにすれば、歩行者の自律移動支援システム、歩行者ナビゲーションシステム、児童の見守りシステム、ロボットの自律歩行などに本発明を応用することができる。
【００８８】
また本発明の高精度測位技術は基盤技術として位置づけられるため、他の多くの分野での活用を期待することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  ＲＴＫ測位システム
２  発信手段または擬似衛星局
３  固定基準局受信手段
４  移動基準局受信手段
５  ローバー受信手段
６  利用者処理ユニットまたは受信手段
７  データリンク
１０１  第１の発受信手段
１５ａ−１〜１５ａ−４  指向性アンテナ
１０３  第２の発受信手段
１０４  第１の発受信手段と第２の発受信手段との間の距離
１０５  第２の発受信手段のアンテナから見た方向
１０６  第１の発受信手段のアンテナが向いている方向
【図１】
2012145561.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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