(57)【要約】【課題】  演算量を増加させたり、回路規模を増大させることなく、マルチパス信号の判定を適切に行うこと。【解決手段】相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合に、それらのプロット位置が閉曲線状に配列されているか否か、或いは直線状に配列されていないか否かを検出するといった簡単な方法で、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定する。更に、配列された閉曲線の広さに基づいて、測位に使用可能か否かを判定する。【選択図】      図９
2012127972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合のプロット位置に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を含むマルチパス信号判定方法。
【請求項２】
前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ＩＱ座標上に順次プロットしたプロット位置が閉曲線状に変化している場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含む請求項１に記載のマルチパス信号判定方法。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記閉曲線の広さに基づいて、前記受信信号の測位演算への使用適否を判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項４】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、
前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を含むマルチパス信号判定方法。
【請求項５】
前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルに対して、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと、前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとが、互いに逆向きに変位している場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含む請求項４に記載のマルチパス信号判定方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度に基づいて、前記受信信号の測位演算への使用適否を判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項７】
請求項４又は５に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、１）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、及び、２）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、の何れか又は両方が成立する場合には、前記受信信号の測位演算への使用が不適であると判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項８】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行う相関演算処理を、時間経過に従って複数回行うことと、
前記各サンプリング位相での相関値の中からピーク相関値を選択することを、前記複数回の相関演算処理それぞれについて行うことと、
前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を含むマルチパス信号判定方法。
【請求項９】
前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化が円弧状の位置変化である場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含む請求項８に記載のマルチパス信号判定方法。
【請求項１０】
請求項１，２，４，５，８及び９の何れか一項に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記受信信号の測位演算への使用が不適であると判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項１１】
受信した複数の測位用信号のうち、請求項３，６，７及び１０の何れか一項に記載の信号適否判定方法によって不適と判定された測位用信号を除外した残余の測位用信号に基づいて測位演算を行うことを含む測位演算方法。
【請求項１２】
測位装置に内蔵されたコンピュータに請求項１１に記載の測位演算方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１３】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合のプロット位置に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路。
【請求項１４】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、
前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路。
【請求項１５】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行う相関演算処理を、時間経過に従って複数回行うことと、
前記各サンプリング位相での相関値の中からピーク相関値を選択することを、前記複数回の相関演算処理それぞれについて行うことと、
前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定するための方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとして、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】
測位用信号を用いた測位に誤差が発生する主要な要因の１つとして、マルチパスがある。マルチパスが生じている環境のことはマルチパス環境と呼ばれる。マルチパス環境とは、測位用信号の発信源（ＧＰＳであればＧＰＳ衛星）からの直接波に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波が重畳してマルチパス信号として受信される環境のことであり、間接波がエラー信号となって符号の復号が困難となる現象である。
【０００４】
このマルチパスの影響を低減させるための技術として、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、受信信号と、１チップ毎に位相が異なるＣ／Ａコードの複数のレプリカコードそれぞれとの相関演算を行い、相関値がピークになると予想される位相範囲を求め、その位相範囲について、更に、受信信号と、０．１チップ毎に位相の異なる複数のレプリカコードとの相関演算を行って、コード位相を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１２１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的に受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することは難しい。そのために、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定せず、仮にマルチパス信号であったとしても、測位演算に与える影響を低減させる、いわば防御策的な方法を採るのが一般的である。例えば特許文献１の技術は、受信信号がマルチパス信号である場合であっても適切なコード位相を検出可能とするための技術である。このような防御策的な方法を採用しているために、演算量を増加させたり、回路規模を増大させる、といった種々の代償を払っているのが現状である。
【０００７】
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】
【０００８】
以上の課題を解決するための第１の発明は、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、前記各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合のプロット位置に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を含むマルチパス信号判定方法である。
【０００９】
また、他の発明として、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、前記各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合のプロット位置に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路を構成することとしてもよい。
【００１０】
詳細は後述する通り、間接波の伝播経路長は直接波の伝播経路長より長い。また、本願発明者は、間接波信号のみのピーク相関値のＩＱ座標上の位置ベクトルが、直接波信号のみのピーク相関値の位置ベクトルに対して変位していることを発見した。更に、直接波信号のみについて相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上にプロットした場合には、それらのプロット位置が直線状に配列されることを発見した。そして、直接波に間接波が重畳したマルチパス信号について相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合には、それらのプロット位置が直線状には配列されず、非直線状の某かの形状を描くことが分かった。第１の発明等によれば、以上の原理に立脚するマルチパス信号の判定方法を実現することができ、簡単な方法でマルチパス信号を判定することが可能となる。
【００１１】
より具体的な内容の発明としては、例えば、第２の発明として、第１の発明のマルチパス信号判定方法であって、前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ＩＱ座標上に順次プロットしたプロット位置が閉曲線状に変化している場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含むマルチパス信号判定方法を構成することとしてもよい。
【００１２】
また、マルチパス信号の判定方法を応用して、測位演算に使用可能な信号であるか否かの適否を判定する方法を実現することも可能である。例えば、第３の発明として、第２の発明のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記閉曲線の広さに基づいて、前記受信信号の測位演算への使用適否を判定することを含む信号適否判定方法を構成することとしてもよい。
【００１３】
第４の発明は、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を含むマルチパス信号判定方法である。
【００１４】
また、他の発明として、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路を構成することとしてもよい。
【００１５】
詳細は後述する通り、本願発明者は、直接波信号のみについて相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上にプロットした場合には、それらのプロット位置が直線状に配列されることを発見した。そして、直接波に間接波が重畳したマルチパス信号について相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合には、それらのプロット位置が直線状には配列されず、閉曲線状の形状を描くことが分かった。このため、マルチパス信号においては、ピーク相関値と、ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づけば、マルチパス信号を簡単に判定することが可能となる。第４の発明等によれば、以上の原理に立脚するマルチパス信号の判定方法を実現することができる。
【００１６】
より具体的な内容の発明としては、例えば、第５の発明として、第４の発明のマルチパス信号判定方法であって、前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルに対して、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと、前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとが、互いに逆向きに変位している場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含むマルチパス信号判定方法を構成することとしてもよい。
【００１７】
また、第４又は第５の発明のマルチパス信号の判定方法を応用して、測位演算に使用可能な信号であるか否かの適否を判定する方法を実現することも可能である。例えば、第６の発明として、第４又は第５の発明のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度に基づいて、前記受信信号の測位演算への使用適否を判定することを含む信号適否判定方法を構成することとしてもよい。
【００１８】
或いは、例えば、第７の発明として、第４又は第５の発明のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、１）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、及び、２）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、の何れか又は両方が成立する場合には、前記受信信号の測位演算への使用が不適であると判定することを含む信号適否判定方法を構成することとしてもよい。
【００１９】
第８の発明は、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行う相関演算処理を、時間経過に従って複数回行うことと、前記各サンプリング位相での相関値の中からピーク相関値を選択することを、前記複数回の相関演算処理それぞれについて行うことと、前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を含むマルチパス信号判定方法である。
【００２０】
また、他の発明として、拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行う相関演算処理を、時間経過に従って複数回行うことと、前記各サンプリング位相での相関値の中からピーク相関値を選択することを、前記複数回の相関演算処理それぞれについて行うことと、前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路を構成することとしてもよい。
【００２１】
詳細は後述する通り、間接波の伝播経路長は直接波の伝播経路長より長い。また、本願発明者は、間接波信号のみのピーク相関値のＩＱ座標上の位置ベクトルが、直接波信号のみのピーク相関値の位置ベクトルに対して変位していることを発見した。そして、直接波に間接波が重畳したマルチパス信号について相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合には、非直線状の某かの形状を描くことが分かった。更に、１回の相関演算処理ではなく、複数回の相関演算処理の結果をもとに、時系列的な変化を検証したところ、マルチパス信号のピーク相関値は、ＩＱ座標上を位置変化することが分かった。第８の発明等によれば、以上の原理に立脚するマルチパス信号の判定方法を実現することができる。
【００２２】
より具体的な内容の発明としては、例えば、第９の発明として、第８の発明のマルチパス信号判定方法であって、前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ピーク相関値の前記時間経過に従ったＩＱ座標上の位置変化が円弧状の位置変化である場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含むマルチパス信号判定方法を構成することとしてもよい。
【００２３】
また、第１，第２，第４，第５，第８及び第９の何れかの発明のマルチパス信号判定方法を応用して、測位演算に使用可能な信号であるか否かの適否を判定する方法を実現することも可能である。例えば、第１０の発明として、第１，第２，第４，第５，第８及び第９の何れかの発明のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記受信信号の測位演算への使用が不適であると判定することを含む信号適否判定方法を構成することとしてもよい。
【００２４】
また、第１１の発明として、受信した複数の測位用信号のうち、第３，第６，第７及び第１０の何れかの発明の信号適否判定方法によって不適と判定された測位用信号を除外した残余の測位用信号に基づいて測位演算を行うことを含む測位演算方法を構成することとしてもよい。
【００２５】
また、第１２の発明として、測位装置に内蔵されたコンピュータに第１１の発明の測位演算方法を実行させるためのプログラムを構成することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】直接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図２】直接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図３】直接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図４】間接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図５】間接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図６】間接波信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図７】マルチパス信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図８】マルチパス信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図９】マルチパス信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図１０】マルチパス信号に対する相関結果の一例を示す図。
【図１１】マルチパス信号判定の原理の説明図。
【図１２】マルチパス信号判定の原理の説明図。
【図１３】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図１４】ベースバンド処理回路部の回路構成の一例を示す図。
【図１５】ＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１６】ＲＡＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１７】捕捉対象衛星別相関値履歴データのデータ構成の一例を示す図。
【図１８】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】第１受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】第２受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】第３受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャート。
【図２２】メジャメント情報決定の原理の説明図。
【図２３】メジャメント情報決定の原理の説明図。
【図２４】メジャメント情報決定の原理の説明図。
【図２５】メジャメント情報決定処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。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。
【００２８】
１．原理
先ず、本実施形態において最も特徴的な処理の１つであるマルチパス信号の判定方法について説明する。
【００２９】
１−１．相関値の閉曲線状の変化を検出する方法
携帯型電話機１は、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号と、携帯型電話機１内部で擬似的に発生させた捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号を模擬したレプリカ信号との相関演算を、レプリカ信号の周波数と位相とを変更しつつ行う。より具体的には、ＧＰＳ衛星が発信するＧＰＳ衛星信号のＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）コードは、ＧＰＳ衛星毎に予め規定されている。従い、受信したＧＰＳ衛星信号のＣ／Ａコードと、捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号のＣ／Ａコードを模擬したレプリカコードとの相関演算を行うのである。
【００３０】
そして、この際、レプリカコード（レプリカ信号）の周波数及び位相を変更しながら相関演算を行うのである。レプリカ信号の周波数と受信信号の周波数とが一致し、且つ、ＧＰＳ衛星信号とレプリカ信号との相関演算時の位相が一致した場合に、相関演算により得られる相関値が最大となる。
【００３１】
以下の説明では、レプリカ信号の周波数と受信信号の周波数とが一致した状態において、レプリカ信号の位相を変更しながら受信信号との相関演算を行う場合について説明する。また、相関演算を行う際の周波数及び位相の変更間隔のことを「サンプリング間隔」と称し、サンプリングした各位相それぞれのことを「サンプリング位相」と称する。
【００３２】
図１〜図３は、ＧＰＳ衛星からの直接波の信号のみでなる直接波信号とレプリカ信号との相関結果の一例を示す図である。図１は、横軸がコード位相「ＣＰ」、縦軸が相関値「Ｐ」を示しており、各サンプリング位相での相関値をプロットした図である。この図を見ると、サンプリング位相「ＣＰ１」において、相関値は最大相関値であるピーク相関値「Ｐ１」となっている。また、相関値の変化は、ピーク相関値「Ｐ１」を頂点とする略三角形の形状で表されていることがわかる。
【００３３】
図２は、直接波信号をＩＱ分離し、レプリカ信号のＩＱ信号とそれぞれ相関演算を行った場合の相関値を、コード位相「ＣＰ」、相関値のＩ成分「Ｉ」及び相関値のＱ成分「Ｑ」を３軸とする座標上に３次元プロットしたグラフである。また、図３は、図２のグラフをコード位相軸「ＣＰ」の正方向から見た図である。これらのグラフを見ると、ＩＱ座標上において、相関値はＱ軸とほぼ重なっており、略直線状の軌跡を描いていることがわかる。原点「Ｏ」から最も遠くに位置する点「Ａ１」が、図１のピーク相関値「Ｐ１」に対応する点である。
【００３４】
尚、相関値がＱ軸上に分布しているのは、一例として、分かり易いグラフを採用したことによる。すなわち、ＩＱ座標軸の取り方は任意であるためである。そのため、ＩＱ座標軸の取り方によっては、相関値がＱ軸上に分布しない場合も有り得るが、その場合であっても、相関値の分布は図３の原点を一端として略直線状に配列されることは間違いない。
【００３５】
図４〜図６は、間接波の信号のみでなる間接波信号とレプリカ信号との相関結果の一例を示す図であり、それぞれ図１〜図３と同一の座標系における相関値の変化を示している。図４を見ると、サンプリング位相「ＣＰ２」での相関値がピーク相関値「Ｐ２」となっているが、ピーク相関値「Ｐ２」は、図１のピーク相関値「Ｐ１」よりも小さくなっている（Ｐ１＞Ｐ２）。これは、ＧＰＳ衛星から発信された信号が、建物や地面等に反射したり、障害物を透過することで、信号強度が弱められ、その結果、相関演算により得られる相関値が全体として小さくなったことによるものである。
【００３６】
また、サンプリング位相「ＣＰ２」は、図１のサンプリング位相「ＣＰ１」よりも遅れていることがわかる（ＣＰ１＜ＣＰ２）。これは、ＧＰＳ衛星から発信された信号が、建物や地面等に反射したり、障害物を回折することで、ＧＰＳ衛星から携帯型電話機１までの信号の伝播経路長が長くなったことによるものである。
【００３７】
図５は、間接波信号の相関値を３次元プロットしたグラフであり、図６は、図５のグラフをコード位相軸「ＣＰ」の正方向から見た図であって、それぞれ図２の座標軸と同じ方向に座標系を構成している。この図を見ると、相関値の軌跡はＩＱ座標の第３象限において、Ｉ軸に対してやや傾いた略直線状の軌跡を描いていることがわかる。原点「Ｏ」から最も遠くに位置する点「Ａ２」が、図４のピーク相関値「Ｐ２」に対応する点である。
【００３８】
図７〜図９は、上述した直接波信号と間接波信号とが重畳されたマルチパス信号とレプリカ信号との相関結果の一例を示す図であり、それぞれ図１〜図３と同一の座標系における相関値の変化を示している。図７及び図８を見ると、直接波信号に間接波信号が重畳されたことで、三角形の形状に歪みが生じていることがわかる。
【００３９】
また、図９を見ると、ＩＱ座標上にプロットした相関値が閉曲線の軌跡を描いていることがわかる。すなわち、ＣＰ軸の負方向から正方向にかけて（例えばピーク位相から１チップ前から１チップ後にかけて）のサンプリング位相それぞれの相関値は、ピーク位相から十分（例えば１チップ）離れている場合には、Ｉ値及びＱ値がゼロであるため図９における原点にプロットされる。
【００４０】
一方、ピーク位相に近いサンプリング位相においては、Ｉ値及びＱ値がゼロではなく、原点から離れた位置にプロットされ、各プロット位置は、図９の例ではＩＱ座標の第２象限に閉曲線状の配列として表されている。原点「Ｏ」から最も遠くに位置する点「Ａ３」が、図７のピーク相関値「Ｐ３」に対応する点である。
【００４１】
尚、相関値の軌跡（プロット位置の配列）が必ずしも完全な閉曲線になるとは限らないが、ほぼ閉曲線になると言えるため、これらの場合を包括して、以下相関値が「閉曲線状」に変化したと表現する。
【００４２】
このＩＱ座標上における閉曲線状の相関値の変化（軌跡）は、ＩＱ座標上において略直線状の軌跡を描く直接波信号のみの場合、或いは、間接波信号のみの場合とは大きく異なる。従って、ＩＱ座標上にプロットした相関値が閉曲線状に変化したか否かを判定するといった簡単な方法により、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することが可能となる。
【００４３】
１−２．ピーク相関値の前後の相関値の変位を検出する方法
次に、ピーク相関値と、ピーク相関値の位相であるピーク位相から所定距離（位相方向に所定の位相幅分）進んだサンプリング位相（以下、「進み位相」と称す。）での相関値と、所定距離遅れたサンプリング位相（以下、「遅れ位相」と称す。）での相関値とを用いて、マルチパス信号の判定を行う方法について説明する。
【００４４】
図１０は、図７と同様にマルチパス信号に対する相関値「Ｐ」の一例を示している。ピーク相関値「Ｐ３」のサンプリング位相であるピーク位相「ＣＰ３」から１／２チップ進んだサンプリング位相を進み位相「ＣＰ４」、１／２チップ遅れたサンプリング位相を遅れ位相「ＣＰ５」とし、進み位相「ＣＰ４」での相関値を進み相関値「Ｐ４」、遅れ位相「ＣＰ５」での相関値を遅れ相関値「Ｐ５」とする。
【００４５】
この場合、上述した３つの相関値をＩＱ座標上にプロットすると、図１１のようになる。図１１において、点「Ａ３」、「Ａ４」及び「Ａ５」は、ピーク相関値「Ｐ３」、遅れ相関値「Ｐ４」及び進み相関値「Ｐ５」をそれぞれ示している。また、原点「Ｏ」から点「Ａ３」、「Ａ４」及び「Ａ５」に向かう位置ベクトルを、それぞれ「ピーク相関ベクトル」、「進み相関ベクトル」及び「遅れ相関ベクトル」と称する。
【００４６】
図１１を見ると、ピーク相関ベクトルに対して、進み相関ベクトルと遅れ相関ベクトルとが逆向きに変位していることがわかる。具体的には、進み相関ベクトルは、ピーク相関ベクトルに対して時計回りに変位しており、その変位角は「θ１」となっている。また、遅れ相関ベクトルは、ピーク相関ベクトルに対して反時計回りに変位しており、その変位角は「θ２」となっている。
【００４７】
従って、ＩＱ座標上において、ピーク相関ベクトルに対して進み相関ベクトルと遅れ相関ベクトルとが逆向きに変位していることを検出するといった簡単な方法により、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することが可能となる。例えば、変位角「θ１」と変位角「θ２」との絶対値の和を算出し、算出した和が所定の閾値角度（例えば「１５°」）以上である場合に、受信信号はマルチパス信号であると判定したり、変位角「θ１」及び変位角「θ２」の絶対値のどちらか或いは両方が所定の閾値角度（例えば「７．５°」）以上である場合に、受信信号はマルチパス信号であると判定するといった方法が考えられる。
【００４８】
１−３．時間変化に伴うピーク相関値の円弧状の位置変化を検出する方法
上述したマルチパス信号の判定方法は、ある時刻における相関値の変化に着目した場合の判定方法であるが、ピーク相関値の時間変化に着目することによっても、マルチパス信号の判定を行うことが可能である。
【００４９】
図１２は、携帯型電話機１が移動している際に、連続する複数の時刻においてマルチパス信号に対する相関演算を行った場合の各時刻における相関値をＩＱ座標上にプロットした図である。携帯型電話機１が移動すると、ＧＰＳ衛星から携帯型電話機１までの信号の伝播経路長及び信号強度が変化する。そのため、各時刻において相関値がＩＱ座標上において閉曲線状に変化することに変わりはないが、ピーク相関値の大きさや、ピーク相関値をとるサンプリング位相が変化するため、閉曲線の向きや大きさが変化する。
【００５０】
その結果、各時刻においてＩＱ座標上にプロットされた相関値のうち、原点「Ｏ」から最も遠くに位置する点、すなわちピーク相関値に対応する点同士を結ぶと、円弧状の軌跡を描くことが判明した。図１２では、最も理想的な状態として、ピーク相関値に対応する点を結んだ軌跡が、円形状の軌跡「Ｋ」を描く場合を例示している。
【００５１】
従って、各時刻において相関演算を行った結果をＩＱ座標上にプロットし、ピーク相関値に対応する点同士を結んでいった場合に円弧状に位置変化することを検出することで、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することが可能となる。
【００５２】
２．実施例
２−１．第１実施例
図１３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、ＧＰＳアンテナ１０と、ＲＦ受信回路部２０と、ベースバンド処理回路部３０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、操作部５０と、表示部６０と、携帯電話用アンテナ７０と、携帯電話用無線通信回路部８０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００とを備えて構成される。
【００５３】
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（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＲＦ受信回路部２０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、Ｃ／Ａ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。
【００５４】
ＲＦ受信回路部２０は、高周波信号（ＲＦ信号）を処理する回路ブロックであり、外力構成として、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ２２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）２３と、局部発振信号生成部２４と、乗算部２５と、増幅部２６と、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換部２７とを備えて構成される。
【００５５】
ＲＦ受信回路部２０は、入力段にバンドパスフィルタとしてのＳＡＷフィルタ２２を備え、いわゆるスーパーヘテロダイン方式によって信号受信を行う受信システムである。尚、本実施形態では、受信信号を同相成分（Ｉ成分）及び直交成分（Ｑ成分）の信号（Ｉ信号及びＱ信号）に分離して処理を行うが、ＩＱ信号への分離方法は公知の方法であるため詳細な説明を省略し、図１３のＲＦ受信回路部２０では包括的に図示する。
【００５６】
ＳＡＷフィルタ２２は、ＧＰＳアンテナ１０で受信された信号から所定の周波数帯域成分を通過させるバンドパスフィルタであり、通過させた信号をＬＮＡ２３に出力する。
【００５７】
ＬＮＡ２３は、ＳＡＷフィルタ２２を通過した信号を増幅するローノイズアンプであり、増幅した信号を乗算部２５に出力する。
【００５８】
局部発振信号生成部２４は、ＬＯ（Local Oscillator）等の発振器で構成されるＲＦ信号乗算用の局部発振信号を生成する回路部であり、生成した局部発振信号を乗算部２５に出力する。
【００５９】
乗算部２５は、ＬＮＡ２３で増幅された信号に、局部発振信号生成部２４で生成された局部発振信号を乗算する乗算器を有して構成され、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバージョンした後、増幅部２６に出力する。詳細図示していないが、この乗算部２５は、位相が９０度ずらされた局部発振信号それぞれと、受信信号とを乗算することによって、受信信号をＩＦ信号へダウンコンバージョンするとともに、受信信号をＩ信号とＱ信号とに分離する。
【００６０】
増幅部２６は、乗算部２５から出力されたＩＦ信号を所定の増幅率で増幅する増幅器を有して構成され、増幅した信号をＡ／Ｄ変換部２７に出力する。
【００６１】
Ａ／Ｄ変換部２７は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を有して構成され、増幅部２６で増幅された信号をデジタル信号に変換した後、ベースバンド処理回路部３０に出力する。従って、ＲＦ受信回路部２０からは、ＩＦ信号のＩ信号とＱ信号とが出力される。
【００６２】
ベースバンド処理回路部３０は、ＲＦ受信回路部２０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測位回路である。また、本実施形態では、ベースバンド処理回路部３０は、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定するマルチパス信号判定回路や、受信信号の測位演算への使用適否を判定する信号適否判定回路として機能する。
【００６３】
図１４は、ベースバンド処理回路部３０の回路構成の一例を示す図である。ベースバンド処理回路部３０は、メモリ３２（３２−１，３２−２）と、相関演算処理部３３（３３−１，３３−２）と、レプリカ信号生成部３４と、ＣＰＵ３５と、ＲＯＭ３６と、ＲＡＭ３７とを備えて構成される。
【００６４】
メモリ３２は、ＲＦ受信回路部２０から入力したＩＦ信号を、ＣＰＵ３５からの制御信号に従って所定時間間隔でサンプリングして格納する。メモリ３２は、Ｉ信号のサンプリングデータを格納する第１メモリ３２−１と、Ｑ信号のサンプリングデータを格納する第２メモリ３２−２とを備えて構成される。
【００６５】
相関演算処理部３３は、メモリ３２に格納されているＩＦ信号のサンプリングデータと、レプリカ信号生成部３４から入力したレプリカ信号との相関演算を行い、相関結果をＣＰＵ３５に出力する。この際、相関演算処理部３３は、レプリカ信号の位相をずらしながら相関演算を行い、各サンプリング位相における相関値を算出する。相関演算処理部３３は、Ｉ信号に対する相関演算を行う第１相関演算処理部３３−１と、Ｑ信号に対する相関演算を行う第２相関演算処理部３３−２とを備えて構成され、相関値のＩ成分及びＱ成分を、それぞれＣＰＵ３５に出力する。
【００６６】
レプリカ信号生成部３４は、ＣＰＵ３５からの制御信号に従って、捕捉対象のＧＰＳ衛星（以下、「捕捉対象衛星」と称す。）のＧＰＳ衛星信号を模擬したレプリカ信号を生成し、生成したレプリカ信号を相関演算処理部３３に出力する。レプリカ信号生成部３４は、生成したレプリカ信号のＩ成分を第１相関演算処理部３３−１に出力し、レプリカ信号のＱ成分を第２相関演算処理部３３−２に出力する。
【００６７】
ＣＰＵ３５は、測位演算を行って携帯型電話機１の現在位置を測位するプロセッサである。具体的には、ＣＰＵ３５は、相関演算処理部３３から出力された相関結果を基に、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコード及びコード位相を検出してＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾する。そして、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星信号のデータを復号して航法メッセージを取り出し、当該航法メッセージに含まれるＧＰＳ衛星の軌道情報や時刻情報等を基に擬似距離の演算や測位演算等を行って、携帯型電話機１の現在位置を測位する。
【００６８】
尚、本実施形態においては現在位置の測位演算そのものはＣＰＵ３５で実行することとして説明するが、ＣＰＵ３５で実行する処理の一部又は全てをホストＣＰＵ４０で実行することとしてもよいのは勿論である。
【００６９】
図１５は、ＲＯＭ３６に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３６には、ＣＰＵ３５により読み出され、ベースバンド処理（図１８参照）として実行されるベースバンド処理プログラム３６１が記憶されている。また、ベースバンド処理プログラム３６１には、第１受信信号適否判定処理（図１９参照）として実行される第１受信信号適否判定プログラム３６１１がサブルーチンとして含まれている。
【００７０】
第１受信信号適否判定処理とは、ＣＰＵ３５が、捕捉対象衛星それぞれについて、当該捕捉対象衛星の受信信号が測位に好適な信号（以下、「測位好適信号」と称す。）であるか、測位に不適な信号（以下、「測位不適信号」と称す。）であるかを判定する処理である。第１受信信号適否判定処理によって受信信号が測位好適信号であると判定した場合は、当該受信信号に対する相関結果に基づいて測位演算用のメジャメント情報を決定し、当該メジャメント情報に基づいて測位演算を行って、携帯型電話機１の現在位置を測位する。
【００７１】
ここで、メジャメント情報とは、ＣＰＵ３５が測位演算において使用する受信信号に関する情報であり、例えば受信信号の受信周波数やコード位相の情報がこれに含まれる。受信周波数の情報は、主に携帯型電話機１の速度や移動方向を演算するために用いられ、コード位相の情報は、主に携帯型電話機１の位置を演算するために用いられる。また、測位演算としては、例えば最小二乗法を用いた測位演算や、カルマンフィルタを用いた測位演算を適用することができる。
【００７２】
また、第１受信信号適否判定処理では、ＣＰＵ３５は、相関演算処理部３３から出力された各サンプリング位相毎の相関値をＩＱ座標上にプロットし、プロットした相関値が閉曲線状に変化することを検出した場合に、受信信号がマルチパス信号であると判定する。そして、閉曲線で囲まれる領域の面積が所定の閾値を超えた場合は、当該受信信号は測位不適信号であると判定する。以上の第１受信信号適否判定処理及び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。
【００７３】
図１６は、ＲＡＭ３７に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ３７には、捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１と、捕捉衛星データ３７３と、測位データ３７５とが記憶される。
【００７４】
図１７は、捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１（３７１−１，３７１−２，３７１−３，・・・）のデータ構成例を示す図である。捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１には、捕捉対象衛星の番号３７１１と、相関値の履歴についてのデータである相関値履歴データ３７２（３７２−１，３７２−２，３７２−３，・・・）とが対応付けて、各捕捉対象衛星毎に記憶される。
【００７５】
また、相関値履歴データ３７２には、相関演算処理部３３により相関演算が行われた各時刻３７２１毎に、サンプリング位相３７２３と、Ｉ成分及びＱ成分それぞれについての相関値３７２５とが対応付けて記憶される。
【００７６】
例えば、捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１−１は、捕捉対象衛星「Ｓ１」についてのデータである。また、時刻「ｔ１」において、相関演算により得られたサンプリング位相「ＣＰ１」での相関値のＩ成分は「ＰＩ１」であり、Ｑ成分は「ＰＱ１」である。捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１は、ＣＰＵ３５が、相関演算処理部３３から相関値を取り込む毎に更新される。
【００７７】
捕捉衛星データ３７３は、ＧＰＳ衛星信号の捕捉に成功した衛星（以下、「捕捉衛星」と称す。）の番号が記憶されたデータであり、ベースバンド処理においてＣＰＵ３５により更新される。
【００７８】
測位データ３７５は、測位演算により求められた測位位置が記憶されたデータであり、ベースバンド処理においてＣＰＵ３５により更新される。
【００７９】
ホストＣＰＵ４０は、ＲＯＭ９０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ＣＰＵ４０は、ＣＰＵ３５から入力した測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部６０に表示させる。
【００８０】
操作部５０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ＣＰＵ４０に出力する。この操作部５０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。
【００８１】
表示部６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４０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６０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００８２】
携帯電話用アンテナ７０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。
【００８３】
携帯電話用無線通信回路部８０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。
【００８４】
ＲＯＭ９０は、ホストＣＰＵ４０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。
【００８５】
ＲＡＭ１００は、ホストＣＰＵ４０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。
【００８６】
図１８は、ＣＰＵ３５によりＲＯＭ３６に記憶されているベースバンド処理プログラム３６１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。
【００８７】
ベースバンド処理は、ＲＦ受信回路部２０によるＧＰＳ衛星信号の受信と併せて、ＣＰＵ３５が、操作部５０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。
【００８８】
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２０によるＩＦ信号へのダウンコンバージョン、相関演算処理部３３による相関値の演算等が随時行われている状態にあるものとする。
【００８９】
先ず、ＣＰＵ３５は、アルマナック等のＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、捕捉対象衛星を選定する（ステップＡ１）。そして、選定した各捕捉対象衛星について、ループＡの処理を実行する（ステップＡ３〜Ａ１３）。ループＡでは、ＣＰＵ３５は、レプリカ信号生成部３４に対して、当該捕捉対象衛星に対応するレプリカ信号の生成指示を与える（ステップＡ５）。そして、ＲＯＭ３６に記憶されている第１受信信号適否判定プログラム３６１１を読み出して実行することで、第１受信信号適否判定処理を行う（ステップＡ７）。
【００９０】
図１９は、第１受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３５は、第１マルチパス信号判定処理として、ステップＢ１〜Ｂ５の処理を行う。具体的には、ＲＡＭ３７の捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１を参照し、当該捕捉対象衛星について記憶されている各サンプリング位相毎の相関値のＩＱ成分を、ＩＱ座標上にプロットする（ステップＢ１）。
【００９１】
次いで、ＣＰＵ３５は、ＩＱ座標上にプロットした相関値が描く閉曲線を検出する閉曲線検出処理を行う（ステップＢ３）。具体的には、各サンプリング位相それぞれの相関値のプロット位置を順次結ぶとともに、サンプリング位相のうちの最も進んだ位相と最も遅れた位相それぞれに対応する相関値のプロット位置を結ぶ。この結果描かれた形状を所定の画像処理によって解析することで閉曲線が描かれているか否かを判定する。この画像処理については公知の手法を適用可能であり、例えば予め定められた様々な形状の閉曲線とのマッチングを行って閉曲線が形成されたか否かを判定したり、描かれた形状の内部の面積を計算することで閉曲線が形成されたか否かを判定する方法が挙げられる。
【００９２】
尚、厳密な意味での完全な閉曲線（例えば単一閉曲線）である必要は無く、閉曲線状の形状であればよい。そのため、プロット位置の配列が直線状の形状か否かを判定し、それ以外の場合を閉曲線が形成されたと判定してもよい。
【００９３】
閉曲線が検出されなかった場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号ではなく、測位好適信号であると判定して（ステップＢ７）、第１受信信号適否判定処理を終了する。また、閉曲線が検出された場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号であると判定し、検出された閉曲線で囲まれた領域内部の面積を算出する（ステップＢ９）。
【００９４】
次いで、ＣＰＵ３５は、ステップＢ９で算出した面積が所定の閾値を超えたか否かを判定し（ステップＢ１１）、閾値以下であると判定した場合は（ステップＢ１１；Ｎｏ）、ステップＢ７へと処理を移行する。また、閾値を超えたと判定した場合は（ステップＢ１１；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星からの受信信号を測位不適信号と判定して（ステップＢ１３）、第１受信信号適否判定処理を終了する。
【００９５】
図１８のベースバンド処理に戻って、第１受信信号適否判定処理を行った後、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号が測位好適信号ではない、すなわち測位不適信号であると判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。また、測位好適信号であると判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星を捕捉衛星に加えてＲＡＭ３７の捕捉衛星データ３７３を更新した後（ステップＡ１１）、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。
【００９６】
全ての捕捉対象衛星についてステップＡ５〜Ａ１１の処理を行った後、ＣＰＵ３５は、ループＡを終了する。その後、ＣＰＵ３５は、捕捉衛星データ３７３に記憶されている各捕捉衛星の受信信号の相関結果に基づいて、測位演算用のメジャメント情報を決定する（ステップＡ１５）。具体的には、相関値がピーク相関値をとる受信周波数及びサンプリング位相を特定して、当該捕捉衛星についてのメジャメント情報とする。
【００９７】
次いで、ＣＰＵ３５は、ステップＡ１５で決定したメジャメント情報を用いて、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算を実行して携帯型電話機１の現在位置を測位し（ステップＡ１７）、その測位位置をＲＡＭ３７の測位データ３７５に記憶させる。そして、測位位置をホストＣＰＵ４０に出力する（ステップＡ１９）。
【００９８】
その後、ＣＰＵ３５は、操作部５０に対してユーザにより測位終了指示がなされたか否かを判定し（ステップＡ２１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ２１；Ｎｏ）、ステップＡ１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Ａ２１；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。
【００９９】
本実施例によれば、相関演算を行った各サンプリング位相の相関値それぞれをＩＱ座標上に順次プロットした場合に、それらのプロット位置が閉曲線状に配列されているか否か、或いは直線状に配列されていないか否かを検出するといった簡単な方法で、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することができる。更に、配列された閉曲線の広さに基づいて、測位に使用可能か否かを判定することができる。尚、ステップＢ９及びＢ１１の処理を行わず、マルチパス信号であると判定された場合には測位に使用できないと判定してもよいことは勿論である。
【０１００】
２−２．第２実施例
第２実施例は、第１実施例の第１受信信号適否判定プログラム３６１１の代わりに、ＲＯＭ３６に第２受信信号適否判定プログラムが格納された実施例である。ＣＰＵ３５は、図１８のベースバンド処理のステップＡ７において、第２受信信号適否判定プログラムを読み出して実行することで、第２受信信号適否判定処理を行う。
【０１０１】
図２０は、第２受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャートである。
ＣＰＵ３５は、第２マルチパス信号判定処理として、ステップＣ１〜Ｃ９の処理を行う。先ず、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１を参照し、当該捕捉対象衛星について記憶されている各サンプリング位相毎の相関値のＩＱ成分を、ＩＱ座標上にプロットする（ステップＣ１）。
【０１０２】
次いで、ＣＰＵ３５は、ＩＱ座標上にプロットした相関値に基づいて、ピーク相関ベクトル、進み相関ベクトル及び遅れ相関ベクトルを判定する（ステップＣ３）。具体的には、ＩＱ座標上において、原点からピーク相関値のプロット位置に向かう位置ベクトルをピーク相関ベクトル、原点から進み相関値のプロット位置に向かう位置ベクトルを進み相関ベクトル、原点から遅れ相関値のプロット位置に向かう位置ベクトルを遅れ相関ベクトルと判定する。
【０１０３】
その後、ＣＰＵ３５は、ピーク相関ベクトルに対する進み相関ベクトルの変位角「θ１」及び変位方向を算出する（ステップＣ５）。また、ピーク相関ベクトルに対する遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」及び変位方向を算出する（ステップＣ７）。
【０１０４】
そして、ＣＰＵ３５は、ステップＣ５及びＣ７で算出した結果に基づいて、マルチパス信号条件が成立したか否かを判定する（ステップＣ９）。具体的には、進み相関ベクトルの変位方向と遅れ相関ベクトルの変位方向が逆方向であり、且つ、進み相関ベクトルの変位角「θ１」と遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」との絶対値の和が第１閾値角度（例えば「１５°」）以上である場合に、マルチパス信号条件が成立したものと判定する。
【０１０５】
尚、進み相関ベクトルの変位角「θ１」と遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」との絶対値の和の大きさに基づいて判定するのではなく、（１）進み相関ベクトルの変位角「θ１」の絶対値が所定角度（例えば「７．５°」）以上であること、（２）遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」の絶対値が所定角度（例えば「７．５°」）以上であること、の何れか又は両方が成立した場合に、マルチパス信号条件が成立したと判定することにしてもよい。
【０１０６】
そして、ステップＣ９においてマルチパス信号条件が成立しなかったと判定した場合は（ステップＣ９；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号ではなく、測位好適信号であると判定して（ステップＣ１１）、第２受信信号適否判定処理を終了する。
【０１０７】
また、ステップＣ９においてマルチパス信号条件が成立したと判定した場合は（ステップＣ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３５は、受信信号はマルチパス信号であると判定した上で、測位不適信号条件が成立したか否かを判定する（ステップＣ１３）。具体的には、進み相関ベクトルの変位角「θ１」と遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」との絶対値の和が、第１閾値角度よりも大きな角度として定められた第２閾値角度（例えば「３０°」）以上である場合に、測位不適信号条件が成立したものと判定する。
【０１０８】
尚、マルチパス信号条件の判定と同様に、（１）進み相関ベクトルの変位角「θ１」の絶対値が所定角度（例えば「１５°」）以上であること、（２）遅れ相関ベクトルの変位角「θ２」の絶対値が所定角度（例えば「１５°」）以上であること、の何れか又は両方が成立した場合に、測位不適信号条件が成立したと判定することにしてもよい。
【０１０９】
そして、測位不適条件が成立しなかったと判定した場合は（ステップＣ１３；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、ステップＣ１１へと処理を移行する。また、測位不適条件が成立したと判定した場合は（ステップＣ１３；Ｙｅｓ）、当該捕捉衛星からの受信信号を測位不適信号と判定して（ステップＣ１５）、第２受信信号適否判定処理を終了する。
【０１１０】
本実施例によれば、ピーク相関値と、ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、受信信号がマルチパス信号であるか否かの判定を行うことが可能となる。また、位置ベクトルの相互のなす角度に基づいて、受信信号が測位に使用可能か否かを判定することができる。尚、ステップＣ１３の処理を行わず、マルチパス信号であると判定された場合には測位に使用できないと判定してもよいことは勿論である。
【０１１１】
２−３．第３実施例
第３実施例は、第１実施例の第１受信信号適否判定プログラム３６１１の代わりに、ＲＯＭ３６に第３受信信号適否判定プログラムが格納された実施例である。ＣＰＵ３５は、図１８のベースバンド処理のステップＡ７において、第３受信信号適否判定プログラムを読み出して実行することで、第３受信信号適否判定処理を行う。
【０１１２】
図２１は、第３受信信号適否判定処理の流れを示すフローチャートである。
ＣＰＵ３５は、第３マルチパス信号判定処理として、ステップＤ１〜Ｄ１１の処理を行う。先ず、ＣＰＵ３５は、受信信号適否の判定を行うことが可能であるか否かを判定する（ステップＤ１）。具体的には、ＲＡＭ３７の捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１に記憶されている当該捕捉対象衛星についての相関値履歴データ３７２を参照し、十分な期間（例えば、「６０秒分」）の相関値が得られている場合に、受信信号適否の判定を行うことが可能であると判定する。
【０１１３】
そして、受信信号適否の判定を行うことが不可能であると判定した場合は（ステップＤ１；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、第３受信信号適否判定処理を終了する。また、受信信号適否の判定を行うことが可能であると判定した場合は（ステップＤ１；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星についての相関値履歴データ３７２に記憶されている各時刻３７２１について、ループＢの処理を実行する（ステップＤ３〜Ｄ９）。
【０１１４】
ループＢでは、ＣＰＵ３５は、相関値履歴データ３７２に記憶されている相関値３７２５に基づいて、ピーク相関値を判定する（ステップＤ５）。具体的には、各サンプリング位相３７２３について、相関値のＩ成分及びＱ成分の二乗和の平方根（＝（Ｉ２＋Ｑ２）１／２）を算出し、算出した値が最も大きいサンプリング位相３７２３に対応する相関値３７２５を、ピーク相関値と判定する。そして、ＣＰＵ３５は、判定したピーク相関値をＩＱ座標上にプロットして（ステップＤ７）、次の時刻３７２１へと処理を移行する。
【０１１５】
全ての時刻３７２１においてステップＤ５及びＤ７の処理を行った後、ＣＰＵ３５は、ループＢを終了する。次いで、ＣＰＵ３５は、全ての時刻３７２１についてＩＱ座標上にプロットされたピーク相関値のプロット位置が、円弧状に位置変化（円弧状に配列）しているか否かを判定する（ステップＤ１１）。円弧状に位置変化しているか否かの判定は、所定の形状認識処理による公知の方法で実現可能であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１６】
そして、円弧状に位置変化しなかったと判定した場合は（ステップＤ１１；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号ではなく、測位好適信号であると判定して（ステップＤ１３）、第３受信信号適否判定処理を終了する。また、円弧状に位置変化したと判定した場合は（ステップＤ１１；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号であり、測位不適信号であると判定して（ステップＤ１５）、第３受信信号適否判定処理を終了する。
【０１１７】
本実施例によれば、１回の相関演算処理ではなく、複数回の相関演算処理の結果をもとに、ピーク相関値の時系列的な変化を検証し、ピーク相関値が円弧状に位置変化するか否かを判定するといった簡単な方法により、受信信号がマルチパス信号であるか否かの判定、ひいては測位演算に使用可能な信号であるか否かの判定を行うことが可能となる。
【０１１８】
３．他の実施例
３−１．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。
【０１１９】
３−２．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、ＷＡＡＳ（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。
【０１２０】
３−３．処理の分化
ＣＰＵ３５が実行する処理の一部又は全部を、ホストＣＰＵ４０が実行することにしてもよい。例えば、ホストＣＰＵ４０が受信信号適否判定処理を行い、その判定結果に基づいて、ＣＰＵ３５が測位演算を行うようにする。また、測位演算も含めて、ＣＰＵ３５が実行する処理全てをホストＣＰＵ４０が実行することにしてもよい。
【０１２１】
３−４．メジャメント情報の決定
第３実施例において、ピーク相関値がＩＱ座標上において円弧状の位置変化をすると判定した場合に、当該円弧状の位置変化から相関結果の直接波成分を抽出し、当該相関結果の直接波成分から、メジャメント情報を取得・決定することにしてもよい。
【０１２２】
具体的に図を参照して説明する。図２２〜図２４は、この場合のメジャメント情報決定の原理を説明するための図である。図２２に示すように、ＩＱ座標上においてピーク相関値が円弧状の軌跡「Ｋ１」を描くことが検出されたとする。この場合、ＩＱ座標上の原点「Ｏ」から、円弧成分に基づいて特定される円形状の中心「Ｃ１」に向かう方向を直接波方向とする。そして、円形状の中心「Ｃ１」を通り、直接波方向に直交する直線「Ｌ１」に最近接するピーク相関値のプロット位置「Ｐ１」を選択する。
【０１２３】
次いで、求めた直接波方向をＱ´軸とするＩ´Ｑ´座標系を構築し、ＩＱ座標系をＩ´Ｑ´座標系に変換する。この座標変換は公知の行列演算で実現可能である。この結果、Ｉ´Ｑ´座標系においては、図２３に示すように、ＩＱ座標系におけるピーク相関値「Ｐ１」に相当するピーク相関値がＩ´Ｑ´座標系で「Ｐ１´」となるように、プロット位置が変換される。また、相関値履歴データ３７２の中から、ピーク相関値「Ｐ１」を格納している時刻３７２１の相関結果の相関値それぞれを、Ｉ´Ｑ´座標系に変換してプロットする。
【０１２４】
そして更に、これをＣＰ軸（位相方向の軸）を考慮した３次元の軸で考え、図２４に示すように、Ｉ´−Ｑ´−ＣＰ座標上のプロット位置を、Ｑ´−ＣＰ平面に投影する（Ｉ´軸方向から見る）。すると、受信信号の間接波成分はＩ´軸方向であることから間接波成分が除去されて、相関結果の直接波成分のみを抽出することができる。すなわち、抽出した相関結果の直接波成分から、メジャメント情報を取得・決定することができる。
【０１２５】
この場合は、携帯型電話機１のＲＯＭ３６にベースバンド処理プログラム３６１のサブルーチンとしてメジャメント情報決定プログラムを格納しておく。そして、ＣＰＵ３５が、ベースバンド処理において、メジャメント情報決定プログラムを読み出して実行することでメジャメント情報決定処理を行い、決定したメジャメント情報を用いて測位演算を行うことで、現在位置を測位するようにする。
【０１２６】
図２５は、メジャメント情報決定処理の流れを示すフローチャートである。尚、図２１の第３受信信号適否判定処理と同一のステップについては同一の符号を付し、第３受信信号適否判定処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１２７】
先ず、ＣＰＵ３５は、第３マルチパス信号判定処理を行い（ステップＤ１〜Ｄ１１）、ステップＤ１１においてピーク相関値が円弧状の位置変化をしなかったと判定した場合は（ステップＤ１１；Ｎｏ）、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号ではないと判定する。
【０１２８】
そして、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１に記憶されている当該捕捉対象衛星についての相関値履歴データ３７２のうち、最新の時刻３７２１の相関結果から測位演算用のメジャメント情報を決定して（ステップＥ１）、メジャメント情報決定処理を終了する。尚、最新の時刻の相関結果から測位演算用のメジャメント情報を決定するのではなく、任意の時刻の相関結果から測位演算用のメジャメント情報を決定することとしてもよい。
【０１２９】
また、ステップＤ１１においてピーク相関値が円弧状の位置変化をしたと判定した場合は（ステップＤ１１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３５は、当該捕捉対象衛星からの受信信号はマルチパス信号であると判定した上で、円弧成分から円形状の中心を推定する（ステップＥ３）。この推定演算は公知の幾何演算により実現可能である。そして、ＩＱ座標上の原点から円形状の中心に向かう方向を、直接波方向に決定する（ステップＥ５）。
【０１３０】
その後、ＣＰＵ３５は、円形状の中心を通り、ステップＥ５で決定した直接波方向に直交する直線を求め（ステップＥ７）、当該直線に最近接するピーク相関値を選択する（ステップＥ９）。そして、捕捉対象衛星別相関値履歴データ３７１に記憶されている当該捕捉対象衛星についての相関値履歴データ３７２の中から、ステップＥ９で選択したピーク相関値に対応する時刻３７２１の相関結果を選択する（ステップＥ１１）。
【０１３１】
その後、ＣＰＵ３５は、ＩＱ座標系をＩ´Ｑ´座標系に変換する（ステップＥ１３）。具体的には、ステップＥ５で決定した直接波方向をＱ´軸方向とする座標系を求め、座標系の変換式を構築する。そして、ステップＥ１１で選択した相関結果の相関値それぞれをＩ´−Ｑ´−ＣＰ座標系の位置座標に変換する。そして、変換したプロット位置をＱ´−ＣＰ平面に投影し（ステップＥ１５）、投影後のプロット位置から測位演算用のメジャメント情報を決定して（ステップＥ１７）、メジャメント情報決定処理を終了する。
【０１３２】
上述した方法によれば、受信信号がマルチパス信号であると判定された場合であっても、座標変換や相関結果の投影といった簡単な方法により、相関結果の直接波成分のみを抽出することができる。そして、抽出した直接波成分から取得・決定したメジャメント情報を用いて測位演算を行うことで、携帯型電話機１がマルチパス環境に位置している場合であっても、測位精度を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【０１３３】
１  携帯型電話機  、  １０  ＧＰＳアンテナ、  ２０  ＲＦ受信回路部、
２２  ＳＡＷフィルタ、  ２３  ＬＮＡ、  ２４  局部発振信号生成部、
２５  乗算部、  ２６  増幅部、  ２７  Ａ／Ｄ変換部、
３０  ベースバンド処理回路部、  ３２  メモリ、  ３３  相関演算処理部、
３４  レプリカ信号生成部、  ３５  ＣＰＵ、  ３６  ＲＯＭ、  ３７  ＲＡＭ、
４０  ホストＣＰＵ、  ５０  操作部、  ６０  表示部、  ７０  携帯電話用アンテナ、８０  携帯電話用無線通信回路部、  ９０  ＲＯＭ、  １００  ＲＡＭ
【図１】
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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、
前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を含むマルチパス信号判定方法。
【請求項２】
前記マルチパス信号であるか否かの判定は、前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルに対して、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと、前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとが、互いに逆向きに変位している場合に、前記受信信号がマルチパス信号であると判定することを含む請求項１に記載のマルチパス信号判定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度に基づいて、前記受信信号の測位演算への使用適否を判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のマルチパス信号判定方法によって前記受信信号がマルチパス信号であると判定された場合に、１）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記進み位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、及び、２）前記ピーク相関値をプロットした位置ベクトルと前記遅れ位相の相関値をプロットした位置ベクトルとの成す角度が所定角度以上であること、の何れか又は両方が成立する場合には、前記受信信号の測位演算への使用が不適であると判定することを含む信号適否判定方法。
【請求項５】
拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号と、前記拡散符号のレプリカ信号とを、ＩＱ成分それぞれについて所定のサンプリング位相間隔で相関演算を行うことと、
前記各サンプリング位相の相関値の中からピーク相関値を選択することと、
前記ピーク相関値と、前記ピーク相関値の位相であるピーク位相から進み及び遅れ方向それぞれに同距離離れた進み位相及び遅れ位相それぞれの相関値とをＩＱ座標上にプロットした場合の相互の位置関係に基づいて、前記受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することと、
を実行するプロセッサを備えたマルチパス信号判定回路。