(57)【要約】【課題】本発明は、測位衛星の軌道データを取得するにあたり、省電力化を実現するとともに、初期補足時間を短縮することを目的とする。【解決手段】本発明は、測位衛星の軌道データを記憶しているアルマナックデータ記憶部４、エフェメリスデータ記憶部７、アルマナック衛星位置記憶部１２及びエフェメリス衛星位置記憶部１３と、アルマナックデータ記憶部４、エフェメリスデータ記憶部７、アルマナック衛星位置記憶部１２及びエフェメリス衛星位置記憶部１３の少なくともいずれかが記憶している軌道データの平均値又は現在への外挿値を、測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすアルマナックデータ推定部１４と、を備えることを特徴とする衛星測位受信装置Ｒである。【選択図】図１
2013228282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測位衛星の軌道データを記憶している軌道データ記憶部と、
前記軌道データ記憶部が記憶している軌道データの平均値又は現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなし、前記現在のアルマナックデータに基づいて衛星測位を実行するアルマナックデータ推定部と、
を備えることを特徴とする衛星測位受信装置。
【請求項２】
前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している過去のアルマナックデータの平均値又は現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする請求項１に記載の衛星測位受信装置。
【請求項３】
前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している現在及び過去のエフェメリスデータの少なくともいずれかの平均値、又は前記軌道データ記憶部が記憶している過去のエフェメリスデータの現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする請求項１に記載の衛星測位受信装置。
【請求項４】
前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している過去のアルマナックデータから前記軌道データ記憶部が記憶している過去のエフェメリスデータを減算したデータに、前記軌道データ記憶部が記憶している現在のエフェメリスデータを加算したデータを、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする請求項１に記載の衛星測位受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星の軌道データに基づいて、絶対位置を測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星の軌道データに基づいて、絶対位置を測定する移動体装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
移動体装置は、概略軌道データであるアルマナックデータに基づいて、可視衛星を捕捉して、詳細軌道データであるエフェメリスデータに基づいて、絶対位置を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０６９７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、各測位衛星のエフェメリスデータは、各測位衛星から３０秒の周期で受信することができる。しかし、全測位衛星のアルマナックデータは、各測位衛星から１２．５分の周期で受信するしかない。よって、移動体装置は、全測位衛星のアルマナックデータを受信するためには、電源ＯＮ時間を長時間（１２．５分）に設定する必要があり、省電力化を実現することができないとともに、初期捕捉時間を短縮することができない。
【０００６】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、測位衛星の軌道データを取得するにあたり、省電力化を実現するとともに、初期補足時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、既に記憶している軌道データに基づいて、現在のアルマナックデータを推定することとした。
【０００８】
具体的には、本発明は、測位衛星の軌道データを記憶している軌道データ記憶部と、前記軌道データ記憶部が記憶している軌道データの平均値又は現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなし、前記現在のアルマナックデータに基づいて衛星測位を実行するアルマナックデータ推定部と、を備えることを特徴とする衛星測位受信装置である。
【０００９】
この構成によれば、現在のアルマナックデータを取得するにあたり、省電力化を実現するとともに、初期補足時間を短縮することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している過去のアルマナックデータの平均値又は現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする衛星測位受信装置である。
【００１１】
この構成によれば、新たに現在の軌道データを測位衛星から受信する必要なく、現在のアルマナックデータを推定することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している現在及び過去のエフェメリスデータの少なくともいずれかの平均値、又は前記軌道データ記憶部が記憶している過去のエフェメリスデータの現在への外挿値を、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする衛星測位受信装置である。
【００１３】
過去のエフェメリスデータのみ利用する現在のアルマナックデータの推定では、新たに現在の軌道データを測位衛星から受信する必要なく、現在のアルマナックデータを推定することができる。現在のエフェメリスデータを利用する現在のアルマナックデータの推定では、新たに現在のエフェメリスデータを測位衛星から受信する必要があるが、電源ＯＮ時間を短時間（３０秒）に設定するのみでよい。
【００１４】
また、本発明は、前記アルマナックデータ推定部は、前記軌道データ記憶部が記憶している過去のアルマナックデータから前記軌道データ記憶部が記憶している過去のエフェメリスデータを減算したデータに、前記軌道データ記憶部が記憶している現在のエフェメリスデータを加算したデータを、前記測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなすことを特徴とする衛星測位受信装置である。
【００１５】
この構成によれば、新たに現在のエフェメリスデータを測位衛星から受信する必要があるが、電源ＯＮ時間を短時間（３０秒）に設定するのみでよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、測位衛星の軌道データを取得するにあたり、省電力化を実現するとともに、初期補足時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】衛星測位受信装置の構成を示す図である。
【図２】実施形態１における現在のアルマナックデータの推定方法を示す図である。
【図３】実施形態２における現在のアルマナックデータの推定方法を示す図である。
【図４】実施形態３における現在のアルマナックデータの推定方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。
【００１９】
（本発明の概要）
衛星測位受信装置の構成を図１に示す。衛星測位受信装置Ｒは、アンテナ１、受信処理部２、データ復調部３、アルマナックデータ記憶部４、アルマナック衛星位置算出部５、可視衛星選択部６、エフェメリスデータ記憶部７、エフェメリス衛星位置算出部８、擬似距離測定部９、受信位置算出部１０、表示部１１、アルマナック衛星位置記憶部１２、エフェメリス衛星位置記憶部１３及びアルマナックデータ推定部１４から構成される。
【００２０】
アンテナ１は、測位衛星からデータ信号を受信し、受信処理部２は、データ信号に対して受信処理を行ない、データ復調部３は、データ信号に対してデータ復調を行なう。
【００２１】
まず、可視衛星の捕捉について説明する。アルマナックデータ記憶部４は、データ復調部３からアルマナックデータを入力し記憶している。アルマナック衛星位置算出部５は、アルマナックデータ記憶部４からアルマナックデータを入力し、入力したアルマナックデータに基づいて、全測位衛星の概略位置を算出する。
【００２２】
可視衛星選択部６は、アルマナック衛星位置算出部５から全測位衛星の概略位置の情報を入力し、後述の受信位置算出部１０から受信位置の情報つまり衛星測位受信装置Ｒの現在位置の情報を入力し、入力した全測位衛星の概略位置の情報及び受信位置の情報に基づいて、可視衛星を選択する。受信処理部２は、可視衛星選択部６から可視衛星の情報を入力し、可視衛星のエフェメリスデータの受信処理に備える。
【００２３】
次に、絶対位置の測定について説明する。エフェメリスデータ記憶部７は、データ復調部３からエフェメリスデータを入力し記憶している。エフェメリス衛星位置算出部８は、エフェメリスデータ記憶部７からエフェメリスデータを入力し、入力したエフェメリスデータに基づいて、各可視衛星の詳細位置を算出する。
【００２４】
擬似距離測定部９は、受信処理部２からＣ／Ａコードを入力し、入力したＣ／Ａコードに基づいて、各可視衛星の擬似距離を測定する。受信位置算出部１０は、エフェメリス衛星位置算出部８から各可視衛星の詳細位置の情報を入力し、擬似距離測定部９から各可視衛星の擬似距離の情報を入力し、入力した各可視衛星の詳細位置の情報及び各可視衛星の擬似距離の情報に基づいて、受信位置つまり衛星測位受信装置Ｒの現在位置を算出する。表示部１１は、受信位置算出部１０から受信位置の情報を入力し表示する。
【００２５】
アルマナック衛星位置記憶部１２は、アルマナック衛星位置算出部５から全測位衛星の概略位置の情報を入力し記憶している。エフェメリス衛星位置記憶部１３は、エフェメリス衛星位置算出部８から各可視衛星の詳細位置の情報を入力し記憶している。
【００２６】
アルマナックデータ記憶部４、エフェメリスデータ記憶部７、アルマナック衛星位置記憶部１２及びエフェメリス衛星位置記憶部１３は、測位衛星の軌道データを記憶している軌道データ記憶部に対応している。アルマナックデータ推定部１４は、アルマナックデータ記憶部４、エフェメリスデータ記憶部７、アルマナック衛星位置記憶部１２及びエフェメリス衛星位置記憶部１３の少なくともいずれかが記憶している軌道データの平均値又は現在への外挿値を、測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなす。
【００２７】
ここで、アルマナックデータ記憶部４は、受信された現在のアルマナックデータをデータ復調部３から入力し記憶していてもよく、推定された現在のアルマナックデータをアルマナックデータ推定部１４から入力し記憶していてもよい。つまり、可視衛星の捕捉は、受信された現在のアルマナックデータに基づいて行なってもよく、推定された現在のアルマナックデータに基づいて行なってもよい。そして、受信された現在のアルマナックデータではなく、推定された現在のアルマナックデータに基づいて、可視衛星の捕捉を行なうときには、省電力化を実現するとともに、初期補足時間を短縮することができる。
【００２８】
（実施形態１）
実施形態１における現在のアルマナックデータの推定方法を図２に示す。実施形態１では、アルマナックデータ推定部１４は、既に記憶された過去のアルマナックデータの平均値又は現在への外挿値を、測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなす。
【００２９】
アルマナックデータ記憶部４は、測位衛星の過去のアルマナックデータとして、時刻Ｔ１におけるＡ１、時刻Ｔ１より前の時刻Ｔ２におけるＡ２、及び時刻Ｔ２より前の時刻Ｔ３におけるＡ３を記憶している。アルマナックデータ推定部１４は、当該測位衛星の現在（時刻Ｔｐ）の推定アルマナックデータとして、Ａ１、Ａ２、Ａ３の平均値であるＡｐ＝（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）／３を算出し、アルマナックデータ記憶部４に書き込む。
【００３０】
なお、アルマナックデータ推定部１４は、現在時刻ＴｐにおけるＡｐとして、時間の多項式等によるＡ１、Ａ２、Ａ３の外挿値を算出してもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ａ１、Ａ２、Ａ３の平均値又は外挿値を算出するとき、最近のデータほど誤差が少ないことを考慮して、最近のデータほど重み付けを大きくしてもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ａ１、Ａ２、Ａ３の情報を、以上のようにアルマナックデータ記憶部４から入力してもよく、変形例としてアルマナック衛星位置記憶部１２が記憶している衛星位置の履歴情報に基づいて取得してもよい。
【００３１】
以上のように、実施形態１では、新たに現在の軌道データを測位衛星から受信する必要なく、現在のアルマナックデータを推定することができる。
【００３２】
（実施形態２）
実施形態２における現在のアルマナックデータの推定方法を図３に示す。実施形態２では、アルマナックデータ推定部１４は、既に記憶された現在及び過去のエフェメリスデータの少なくともいずれかの平均値、又は既に記憶された過去のエフェメリスデータの現在への外挿値を、測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなす。
【００３３】
エフェメリスデータ記憶部７は、測位衛星の現在及び過去のエフェメリスデータとして、現在時刻ＴｐにおけるＥｐ、現在時刻Ｔｐより前の時刻Ｔ１におけるＥ１、時刻Ｔ１より前の時刻Ｔ２におけるＥ２、及び時刻Ｔ２より前の時刻Ｔ３におけるＥ３を記憶している。アルマナックデータ推定部１４は、当該測位衛星の現在の推定アルマナックデータとして、Ｅｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の平均値であるＡｐ＝（Ｅｐ＋Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）／４を算出し、アルマナックデータ記憶部４に書き込む。
【００３４】
アルマナックデータ推定部１４は、当該測位衛星の現在の推定アルマナックデータとして、過去のエフェメリスデータＥ１、Ｅ２、Ｅ３の平均値であるＡｐ＝（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）／３を算出してもよく、現在のエフェメリスデータＥｐをそのまま採用してもよい。
【００３５】
なお、アルマナックデータ推定部１４は、現在時刻ＴｐにおけるＡｐとして、時間の多項式等によるＥ１、Ｅ２、Ｅ３の外挿値を算出してもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ｅｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の平均値を算出するとき、又はＥ１、Ｅ２、Ｅ３の外挿値を算出するとき、最近のデータほど誤差が少ないことを考慮して、最近のデータほど重み付けを大きくしてもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ｅｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の情報を、以上のようにエフェメリスデータ記憶部７から入力してもよく、変形例としてエフェメリス衛星位置記憶部１３が記憶している衛星位置の履歴情報に基づいて取得してもよい。
【００３６】
以上のように、実施形態２では、過去のエフェメリスデータのみ利用する現在のアルマナックデータの推定では、新たに現在の軌道データを測位衛星から受信する必要なく、現在のアルマナックデータを推定することができる。現在のエフェメリスデータを利用する現在のアルマナックデータの推定では、新たに現在のエフェメリスデータを測位衛星から受信する必要があるが、電源ＯＮ時間を短時間（３０秒）に設定するのみでよい。
【００３７】
（実施形態３）
実施形態３における現在のアルマナックデータの推定方法を図４に示す。実施形態３では、アルマナックデータ推定部１４は、既に記憶された過去のアルマナックデータから既に記憶された過去のエフェメリスデータを減算したデータに、既に記憶された現在のエフェメリスデータを加算したデータを、測位衛星から受信された現在のアルマナックデータとみなす。
【００３８】
アルマナックデータ記憶部４は、測位衛星の過去のアルマナックデータとして、現在時刻Ｔｐより前の時刻Ｔ１におけるＡ１、時刻Ｔ１より前の時刻Ｔ２におけるＡ２、及び時刻Ｔ２より前の時刻Ｔ３におけるＡ３を記憶している。エフェメリスデータ記憶部７は、測位衛星の現在及び過去のエフェメリスデータとして、現在時刻ＴｐにおけるＥｐ、時刻Ｔ１におけるＥ１、時刻Ｔ２におけるＥ２、及び時刻Ｔ３におけるＥ３を記憶している。
【００３９】
アルマナックデータ推定部１４は、過去のアルマナックデータから過去のエフェメリスデータを減算したデータとして、（Ａ１−Ｅ１）、（Ａ２−Ｅ２）、（Ａ３−Ｅ３）の平均値である｛（Ａ１−Ｅ１）＋（Ａ２−Ｅ２）＋（Ａ３−Ｅ３）｝／３を算出する。そして、アルマナックデータ推定部１４は、当該測位衛星の現在の推定アルマナックデータとして、過去のアルマナックデータから過去のエフェメリスデータを減算したデータに現在のエフェメリスデータを加算したデータであるＡｐ＝Ｅｐ＋｛（Ａ１−Ｅ１）＋（Ａ２−Ｅ２）＋（Ａ３−Ｅ３）｝／３を算出し、アルマナックデータ記憶部４に書き込む。
【００４０】
なお、アルマナックデータ推定部１４は、過去のアルマナックデータから過去のエフェメリスデータを減算したデータとして、時間の多項式等による（Ａ１−Ｅ１）、（Ａ２−Ｅ２）、（Ａ３−Ｅ３）の外挿値を算出してもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、（Ａ１−Ｅ１）、（Ａ２−Ｅ２）、（Ａ３−Ｅ３）の平均値又は外挿値を算出するとき、最近のデータほど誤差が少ないことを考慮して、最近のデータほど重み付けを大きくしてもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ａ１、Ａ２、Ａ３の情報を、以上のようにアルマナックデータ記憶部４から入力してもよく、変形例としてアルマナック衛星位置記憶部１２が記憶している衛星位置の履歴情報に基づいて取得してもよい。また、アルマナックデータ推定部１４は、Ｅｐ、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の情報を、以上のようにエフェメリスデータ記憶部７から入力してもよく、変形例としてエフェメリス衛星位置記憶部１３が記憶している衛星位置の履歴情報に基づいて取得してもよい。
【００４１】
以上のように、実施形態３では、新たに現在のエフェメリスデータを測位衛星から受信する必要があるが、電源ＯＮ時間を短時間（３０秒）に設定するのみでよい。
【００４２】
（変形例）
実施形態１、２、３は、以上のようにそれぞれ単独で実施してもよく、変形例として組み合わせで実施してもよい。例えば、実施形態１、２、３のそれぞれにおける現在の推定アルマナックデータを平均することにより、変形例における最終的な現在の推定アルマナックデータを算出してもよい。或いは、アルマナックデータは長時間に渡り有効な概略軌道データであり、一方で、エフェメリスデータは短時間のみで有効な詳細軌道データであり、このことを考慮したうえで、実施形態１、２、３のそれぞれにおける現在の推定アルマナックデータの重み付けをそれぞれに異なるものとすることにより、変形例における最終的な現在の推定アルマナックデータを算出してもよい。
【００４３】
ところで、エフェメリスデータには含まれるが、アルマナックデータには含まれない情報が存在する。さらに、エフェメリスデータにもアルマナックデータにも含まれるが、アルマナックデータではエフェメリスデータよりビット数が少ない情報も存在する。そこで、現在のエフェメリスデータに対して、不必要な情報を削除するとともに、必要な情報のビット数を削減することにより、現在のアルマナックデータを推定してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る衛星測位受信装置は、ＧＰＳ衛星の軌道データに基づいて絶対位置を測定する移動体装置などに対して、適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ｒ：衛星測位受信装置
１：アンテナ
２：受信処理部
３：データ復調部
４：アルマナックデータ記憶部
５：アルマナック衛星位置算出部
６：可視衛星選択部
７：エフェメリスデータ記憶部
８：エフェメリス衛星位置算出部
９：擬似距離測定部
１０：受信位置算出部
１１：表示部
１２：アルマナック衛星位置記憶部
１３：エフェメリス衛星位置記憶部
１４：アルマナックデータ推定部
【図１】
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【図２】
2013228282.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013228282.tif 000006