(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工衛星からの情報を受信する無線基地局が、電子基準点を付設し、該電子基準点による前記受信情報から位置補正情報を生成する位置補正情報生成装置と、通信網内の移動局に向けて当該位置補正情報を配信する配信装置とを備え、前記無線基地局は、前記電子基準点の測位結果を所定期間保存する記憶部と、該測位結果から測位状況を解析する解析手段と、該解析結果に異常が発生した場合に監視サーバに異常を発報する発報装置と、該異常が発生した前後の測位結果を監視サーバに送信する送信手段を有することを特徴とする位置補正情報配信システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記無線基地局は、自局の通信エリア内に対し、無線の周波数帯域の一部を利用し前記位置補正情報を提供することを特徴とする位置補正情報配信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System），GLONASS,Galileo等の測位衛星を用いた位置測位システム、特に位置補正情報配信による高精度位置測位システムとその利用方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に衛星測位システムとは、航空機や船舶，自動車などの位置を特定(測位)する航法システムである。測位には宇宙空間に浮かぶ測位衛星からの電波を受信することで実現される。測位方式は、▲１▼単独測位方式，▲２▼相対測位方式の２種類に大きく大別することができる。
【０００３】
▲１▼の単独測位方式は、単独の衛星電波受信装置を用いて少なくとも同時に４個以上の測位衛星から電波を受信し、各々の衛星と受信装置との距離から絶対位置（緯度，経度，高さ）を決定する。具体的な測位方法としては、まず各々の衛星からの電波の到達時間に高速を乗じることにより受信装置から各測位衛星までの距離を求める。しかし、測位衛星には誤差が非常に少ない原子時計が用いられているので電波の発射時刻は正確なのだが、受信装置側では測位衛星から送られてくる時刻信号によって時刻を合わせているものの測位衛星程の時刻精度を持ってはいない。
【０００４】
また、電波が受信装置に到達する迄に電離層や対流圏，マルチパス等の影響を受けるため誤差が生じる。これらの誤差要因のため、受信装置から各測位衛星までの正確な距離は分からない。その為、受信装置から各測位衛星までの距離を一般に疑似距離と呼ぶ。未知の変数は、絶対位置（緯度，経度，高さ）に時刻を加えた４個となるため、少なくとも４個以上の測位衛星の観測量により位置が決定される。
【０００５】
単独測位による精度は、２０００年５月にＳＡ（Selectable Averabirity）が解除されるまで数十ｍの誤差があり、ＳＡが解除された現在でも数ｍから５ｍ程度の誤差がある。
【０００６】
一方、▲２▼の相対測位方式は複数の衛星電波受信装置を用いる方式であり、原理的には、複数地点で同時刻の単独測位を行い、各々の地点で得られた位置情報を差し引くことで相対いちを求める方式である。この方法では、共通誤差要因として考えられる衛星軌道の誤差や電離層，対流圏等による電波遅延誤差等を相殺されることになるため、単独測位よりも精度良く測位する事が可能となる。相対測位方式は、ａ．ディファレンシャル測位方式（ＤＧＰＳ），ｂ．干渉測位方式の２方式に大別できる。
【０００７】
ａのディファレンシャル測位の基本原理は、基準点と呼ばれる参照点に衛星電波受信装置を設置した受信装置で測位した絶対位置と既知の絶対位置との差を算出し、それを補正量として放送波や通信網を利用して位置補正情報を提供することで測位精度を向上させるものである。国内では、ＭＣＡ（Multi Channel Access）無線により補正情報を提供する方法とＦＭ放送波により位置補正情報を提供する方法が一般的であり、衛星通信を利用した補正情報配信方法も存在する。
【０００８】
尚、ＤＧＰＳによる測位精度は、５０cmから数ｍ程度の誤差がある。ディファレンシャル測位方式の詳細については、例えば、特開平６−３４２０５４号公報に開示されている。
【０００９】
ｂの干渉測位方式は、これまでに述べた単独測位方式やディファレンシャル測位方式の様に測位衛星から受信装置までの時間の差で距離を求め位置を割り出すのではなく、測位衛星から送信されてくる電波の位相（波の数）を利用して測位衛星と受信装置との距離を算出する。それ以外の基本原理はディファレンシャル測位方式に類似しており、基準点と呼ばれる参照点に衛星電波受信装置を設置し、受信装置で測位した絶対位置と既知の絶対座標から位置補正情報を生成し、位置補正情報を放送波や通信網を利用して提供する。
【００１０】
位置補正情報を受けた衛星電波受信装置は、測位衛星からの受信情報と位置補正情報を利用することで測位精度を向上させると言うものである。干渉測位方式には、長時間測位により誤差の平均化を図り最精密な測位を実現する静的干渉測位方式と移動しながらリアルタイムに干渉測位を実現する事が可能なＲＴＫ(Real Time Kinematic）測位方式が存在する。各々の方式の精度は、静的干渉測位方式が数mmの誤差、ＲＴＫ測位方式が数cmの誤差である。干渉測位方式の詳細については、例えば特開２０００−３０４８４３号公報に開示されている。
【００１１】
前述した相対測位方式は、複数の受信装置（方式によっては加えて既知絶対位置）で得られた測位データから位置補正情報を生成し、共通誤差要因を相殺することで測位精度を高めている。しかし、各々の方式は夫々幾つかの課題を抱えている。ディファレンシャル測位の場合、測位方法そのものは単独測位と同じであるため、複雑な処理が少なく実現が容易である。しかし、測位精度は５０cmから数ｍ程度であるため、精密な測量や精密なナビゲーション（例えば歩行者向け
ＩＴＳ）を必要とする用途には向かない。
【００１２】
一方、静的干渉測位方式は、数mmの誤差で高精度測位が実現可能な反面、測位に数時間から数十時間を要し、その間移動する事ができないため、移動体の位置測位用途には向かない。しかし、静的干渉測位方式と同じ干渉測位方式のＲＴＫ測位方式は、リアルタイムに数cmの誤差で測位が可能なことから、移動体の高精度な測位用途への応用が期待されている。ただし、ＲＴＫ方式にも課題は存在し、高精度な測位を実現するためには基準点が測位位置の近傍に存在し、その既知絶対位置が極めて正確に決まっている必要がある。高精度測位を実現するためには数Ｋｍ圏内に基準点が必要となるが、現実的には数kmに１個所、高精度な既知絶対位置を持った基準点が存在している訳ではない。
【００１３】
そこで、広域で高精度な測位をリアルタイムに実現するべく、近年、仮想基準点方式と呼ばれる位置補正方式が実用化されつつある。仮想基準点方式には幾つかの方式が存在するが、基本原理としては複数の基準点（冗長性を確保するため少なくとも４個以上）によって囲まれるエリア内に仮想的な基準点（仮想基準点と呼ぶ）が存在すると仮定し、その仮想基準点での観測量を実際に観測した基準点の観測量から補完計算によって算出する。
【００１４】
この方式により、実際に必要な基準点の数は数十kmから１００kmに１個で良くなり、測位点の極近傍に基準点がある状態と同じ環境を作り出すことが可能となる。仮想基準点方式を用いることで、広域に高精度な測位を実現する事が可能となる。ちなみに、仮想基準点方式は、必ずしも干渉測位方式にのみ適用される技術ではなく、ディファレンシャル測位方式にも適用することが可能である。仮想基準点方式の詳細については、例えば、「ＲＴＫ−ＧＰＳ測位に関する研究発表会−仮想基準点方式等による−資料集」（社団法人  日本測量協会）にて示されている。
【００１５】
次に携帯電話やＰＨＳ（Personal Handy Phone）などに用いられるセルラー方式のデジタル移動通信網について説明する。セルラー方式におけるデジタル移動通信網は、数多くの無線基地局から構成される。移動局への電波の発信と移動局からの電波を受信するのが無線基地局の役割である。一つの基地局が移動局と通信できる電波エリアをセル（Ｃｅｌｌ）と呼び、サービスエリアは多数のセルによってカバーされる。現在のセル半径は、携帯電話で１.５km から数kmであり、ＰＨＳの場合は１００ｍから数１００ｍである。移動通信網により、移動局は無線基地局を介して移動体同士、或いは別の通信サービスとの間で情報通信を行うことがができる。
【００１６】
また、セルと無線基地局の電波特性を利用し、移動局の位置を特定する方法もＰＨＳ，携帯電話共にいくつか存在するが、その精度は極めて低く、良くて数十ｍから数百ｍ程度である。
【００１７】
現在の携帯電話の方式では、基地局間や移動局間での時刻同期を正確に行うため、ＧＰＳを基地局に搭載している通信方式も存在する。現在のところは、このＧＰＳは時刻同期の目的にのみ搭載されており、位置測位とは直接関係していない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
仮想基準点方式を用いることにより広域で高精度にリアルタイムな位置測位が可能であることは先にも述べた通りである。しかし、位置補正情報を配信するために新たにインフラを整備するには多額の設備投資が必要なため事業者にとって負担となる。結果として設備投資を回収するため、事業者はユーザから徴収する位置補正情報配信サービス料を高く設定することになる。しかしながらユーザに多額の費用負担が発生したのでは利用者としての増加は見込めず、事業の実現が難しくなってしまう。
【００１９】
現在の仮想基準点方式による位置補正情報の提供には、▲１▼放送型，▲２▼双方向型の２つの方式が考えられている。
【００２０】
▲１▼の放送型の場合は、広域に位置補正情報を提供できる反面、移動局との通信手段が無いため、情報料の回収が難しい。ＢＳ放送などに代表されるように、月々で放送料を徴収する手段も考えられるが、利用者が必要としているのは位置補正情報ではなく、補正された結果得られる正確な位置情報であるため、常に位置補正情報を確実に得られるかどうか分からない（例えば、位置を測位した場所が、放送エリア外だった場合など）状況で、利用者から定額で費用を回収するのは難しい。また、位置補正情報の利用頻度も人によって個人差があるため、定額制の課金方法は必ずしも利用者にとって望ましい形では無い。放送型の場合、提供する位置補正情報も対象となるエリアが１つの放送会社の放送エリアとなるため、エリア内の基準点情報を収集し、解析し、まとめて提供する必要があるため、情報の収集，解析，配信に遅延が生じるばかりでなく、無駄なデータ伝送がシステム全体で発生する。
【００２１】
一方、▲２▼の双方向型の場合、位置補正情報を得るために、位置補正情報を提供するサイトとの通信が何度も発生するので、利用者の通信費用負担が増加すると言う問題を抱えている。また、▲１▼の放送型と同様に、現在の双方向型の位置補正情報配信では広いエリアの基準点情報を一個所に集め解析を行い提供するため、やはりデータ伝送に無駄が生じることになった。
【００２２】
▲１▼，▲２▼の両方式に関して言える問題として、現在の方式では、基準点の情報を一個所に一度集めてから位置補正情報を生成し、配信すると言う流れをとっているため、基準点情報を収集，解析，配信するサーバに問題が生じた場合には、サービスエリア全域でサービスが停止することとなる。仮想基準点方式が一般的となれば、実時間で連続的に高精度測位が行われることが考えられる。例えば、自動車の自動走行が衛星測位と仮想基準点方式による高精度測位によって実現されることが考えられる。この様な状況で、若し位置補正情報の配信が停止したり、位置補正情報の信頼性が低下すれば、多くの人命に影響を及ぼすことにもなりかねない。
【００２３】
基準点の設置場所に関しても幾つかの問題が存在する。基準点として機能させるためには、なるべく位置測位衛星が補足し易い環境が必要であり、器材を設置するにあたり、電源の確保や通信網の整備，廃熱（空調）環境の整備が必須となる。
【００２４】
特開平９−７２９５１号公報の記載によると、前述したディファレンシャル測位方式における位置補正情報の配信に移動体通信システムの基地局及びシステムの制御チャネルを用いることで、センターにアクセスすること無くディファレンシャル測位を実現する方法がある。しかしこの方式ではディファレンシャル測位方式を用いているため、測位精度が低く、また１００km間隔程度で設置された基準点により生成された位置補正情報を複数の基地局がシェアし、提供しているため位置補正情報自体の精度も低い。
【００２５】
そこで本願発明の目的は、携帯電話などの無線基地局に電子基準点としての機能と位置補正情報の配信機能とを持たせることにより、広域にかつ安価に位置補正情報の配信を可能とし、しかもリアルタイムに高精度位置測位を実現するシステムと方法、及び端末類を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本願発明の位置補正情報配信システムは、人工衛星からの情報を受信する無線基地局が電子基準点を付設（基地局と基準点とは一体には限定されない。以下同様）となるものであって、次のいずれかを特徴とする。つまり、（１）電子基準点が前記受信情報から位置補正情報を生成する位置補正情報生成装置と、通信網内の移動局に向けて当該位置補正情報を配信する配信装置とを備える、（２）電子基準点が前記受信情報と当該基準点が設置されている既知の緯度経度座標の情報を結合する機能を備え、更に通信網内の移動局に向けて当該基準点情報を配信する配信装置とを備える、或いは（３）電子基準点が前記受信情報と通信網内の移動局から受信した該移動局の位置測位情報とから位置補正情報を生成する位置補正情報生成装置と、前記移動局に向けて当該位置補正情報を配信する配信装置とを備えてなる。または他の本願発明の位置補正情報配信システムは、（４）人工衛星からの情報を受信する無線基地局が、電子基準点の測位結果を所定期間保存する記憶部と、該測位結果から測位状況を解析する解析手段と、該解析結果に異常が発生した場合に監視サーバに異常を発報する発報装置と、該異常が発生した前後の測位結果を監視サーバに送信する送信手段とを備え、通信網内の移動局に向けて情報を配信すること、（５）人工衛星からの情報を受信する無線基地局が電子基準点を備え、通信網に接続された監視サーバは該無線基地局から送られてきた基準点の異常通知から該基準点の異常発生前後の測位結果を解析する解析手段と、該基準点に対して遠隔により診断する機能とを備え、該診断結果に従い問題解決する機能を備えるか及び／または保守作業者か保守作業事業者の端末へ診断結果若しくは現地への出動要請を連絡する発信手段を備えてなり、更に通信網内の移動局に向けて情報を配信すること、（６）人工衛星からの情報を無線基地局にて受信して通信網内の移動局に向けて情報を配信するものであって、電子基準点若しくは無線基地局が何らかの障害によって位置補正情報の配信に支障をきたした場合に、他の無線基地局が位置補正情報を提供し補完すること、（７）人工衛星からの情報を無線基地局にて受信して通信網内の移動局に向けて情報を配信するシステムであって、前記無線基地局は、自局の通信エリア内に対し、無線の周波数帯域の一部を利用し常に位置補正情報を提供し続けること、或いは（８）無線基地局は、自局のエリア内に存在する移動局の位置を把握する機能を具備し、該無線基地局のエリアに存在する移動局の所有者の身に危険が及ぶ緊急事態が発生した場合、該無線基地局エリア内の全ての移動局に対し、現在位置情報を送信するよう命令する機能を具備し、移動局より送られてきた移動局の現在位置情報をもとに非難情報を作成し、移動局の表示装置に強制的に避難方向を表示することを特徴とする。
【００２７】
また、本願発明の補正位置情報配信システムは、人工衛星からの情報を受信する無線基地局が電子基準点を付設し、該電子基準点が前記受信情報と通信網内の移動局から受信した該移動局の位置測位情報とから補正位置情報を生成する補正位置情報生成装置と、前記移動局に向けて当該補正位置情報を配信する配信装置とを備えてなることを特徴とする。尚、本願において、位置補正情報は位置を補正する情報のことであり、補正位置は補正された位置を意味する。
【００２８】
更に本願発明の位置補正情報配信方法や補正位置情報配信方法は、上記各本願発明システムを実施する方法そのものを意味するが、この他、人工衛星からの情報を無線基地局にて受信して通信網内の移動局に向けて情報を配信する方法であって、前記通信網に接続された課金管理サーバから移動局に対し一定期間ごとにポーリングをかけ、該移動局から送られてきた位置補正情報の利用頻度に応じて当該移動局ごとに課金することも本願発明の範囲である。
【００２９】
更に、本願発明に用いる移動局端末装置は例えば携帯電話であって、前記の本願発明各システムや方法に用いられるものであり、かつ該移動局は非難移動履歴を記録する記録部を備えると共に非難移動履歴を表示する機能と現在の進行方向を示す機能とを有することが望ましい。また、他の本願発明の移動局端末は、人工衛星からの情報を受信した無線基地局から情報の配信を受ける移動局端末装置であって、位置測位手段と、位置補正情報の受信手段と、測位した位置情報と位置補正情報とから補正位置情報を生成する補正位置情報生成手段と、位置補正情報を使用した頻度を所定の期間保存する記憶部と、課金管理サーバからのポーリングに対し位置補正情報を使用した頻度を送信する送信手段とを具備することを特徴とするか、或いは、人工衛星からの情報を受信した無線基地局から情報の配信を受ける移動局端末装置であって、位置測位手段と、電子基準点情報の受信手段と、測位した位置情報と基準点情報とから位置補正情報を生成する位置補正情報生成手段と、位置情報と位置補正情報とから補正位置情報を生成する補正位置情報生成手段と、位置補正情報を使用した頻度を所定の期間保存する記憶部と、課金管理サーバからのポーリングに対し位置補正情報を使用した頻度を送信する送信手段とを具備することを特徴とする。
【００３０】
その他本願各発明の特徴は本願特許請求の範囲に記載の通りである。
【００３１】
既に整備されている無線基地局、特に全国に整備されている携帯基地局を基準点として利用することで、先に述べた問題点を解決することは可能である。携帯基地局は、基本的に通信環境が良い場所に設置されている場合が多く、その機能の性質から、電源や通信網，廃熱環境が整っている。また、携帯の通信方式によっては基地局にＧＰＳが搭載されている場合もあり、基地局に後からＧＰＳの機能を付加することなく、基準点として利用することが可能である。更に、携帯基地局を利用することで、一からインフラを整備するよりも安価にインフラ整備が行えることになる。
【００３２】
また位置補正情報を各携帯基地局から独立して提供するならば、位置補正情報配信システム全体の無駄なデータ伝送を減らすことが可能となり、不可分散，データ遅延の問題解決，通信費用の低減に繋がる。そして各携帯基地局が自立分散的に位置補正情報を提供することにより、若し、１つの基地局が故障などのトラブルで停止したとしても、位置補正情報配信システム全体には何ら影響を与えることは無く、利用者も変わらずに高精度測位が可能である。更に、各基地局に所定期間の基準点情報の記録機能と、基準点の測位結果の解析機能を搭載することにより、基準点に問題が生じた場合も、問題の特定と問題解決を素早く行うことが可能である。
【００３３】
位置補正情報の提供方法は、携帯基地局が各移動端末が存在するセルを特定するのに利用している通信帯域、若しくは携帯電話の通信帯域の一部を位置補正情報の提供用に固定的に割り当て、セルエリア内の移動局に対し放送型でデータを送信することによりデータ伝送の無駄と通信費用を削減することが可能となる。利用者に対する課金は、位置補正情報によって実際に位置を測位した回数や時間等の基準に従い所定期間分記録し、携帯基地局からの定期的なポーリングにより課金サーバに情報が蓄積され、携帯電話の使用料と合わせて請求される。利用者にとっては、使用した分に対して課金されるだけでなく、費用の清算を携帯電話とまとめて行えるため、清算の回数を２回から１回に減らすことが可能になる。
【００３４】
尚、携帯基地局を基準点として利用すると、携帯の基地局は基本的に通信環境が良い場所に設置されている場合が多く、その機能の性質から電源や通信網，廃熱環境が整っている。また、通信方式によっては携帯基地局にＧＰＳが搭載されている場合もあり、基地局を利用して一からインフラを整備するよりも安価にインフラ整備が行える。
【００３５】
以上本発明により、安定した高精度位置測位システムを従来よりも安価な投資で実現することができ、利用者に対して使用に応じた課金を行うことが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき図面を用いて説明する。まず図１〜図１０は第１の実施例を説明するものである。
【００３７】
第１の実施例の位置補正情報配信方法を図１を用いて説明する。本実施例は携帯電話網とＧＰＳ人工衛星を例とするが、携帯電話網の変わりにＰＨＳやその他の無線通信網を適用することも可能であり、位置測位に利用する衛星はＧＰＳ衛星以外の位置測位衛星であっても差し支えない。
【００３８】
本実施例の位置補正情報配信システムは、ＧＰＳ衛星１０１，既知絶対位置を持つ電子基準点１０２，携帯電話の基地局１０３，移動局１０４，課金サーバ１０５，監視サーバ１０６、並びに移動体通信網１０７からなる通信システムに組み込まれ、移動局を所有する利用者に対して、位置補正情報を提供することになる。
【００３９】
ＧＰＳ衛星１０１は衛星軌道上から地上に向けて定期的に信号を発信する。地上に設置された基準点１０２は、ＧＰＳ受信アンテナ１０８，このアンテナ108に接続されたＧＰＳ受信部１０９，この受信部１０９に接続された制御部１１０，この制御部１１０に接続されたＧＰＳデータ処理部１１１から構成されており、ＧＰＳ受信アンテナ１０８でＧＰＳ信号を受け、ＧＰＳ受信部１０９で信号の復調を行い、制御部１１０を通してＧＰＳデータ処理部１１１で位置測位演算を行う。
【００４０】
携帯基地局１０３は、通信アンテナ１１２，このアンテナ１１２に接続された無線部１１３，この無線部１１３に接続された制御部１１４，この制御部１１４に接続されたデータ処理部１１５と記憶部１１６とＩ／Ｆ１１７とから構成されており、基準点１０２より送られてきたＧＰＳ測位データを制御部１１４で受け、記憶部１１６に記録されている基準点の既知絶対位置と合わせてデータ処理部１１５で位置補正データを生成し、無線部１１３で変調を行った後、通信アンテナ１１２から位置補正情報を発信する。ここでは、基準点１０２と携帯基地局１０３が一体化した形式をとっているが、携帯基地局側が基準点の正確な絶対位置を把握しており、基準点１０２と携帯基地局の距離が適切な距離であれば一体化している必要は無い。このような構成の基準点１０２と基地局１０３は夫々複数あることになる。
【００４１】
移動局（正確には移動局端末装置。以下同様）１０４は、通信アンテナ１１８，該アンテナ１１８に接続された無線部１１９，該無線部１１９に接続された制御部１２０，該制御部１２０に接続された位置補正処理部１２１と音声処理部１２２と記憶部１２３と操作部１２４と表示部１２５とデータ処理部１２６及びＧＰＳ受信部１２７、ＧＰＳ受信部１２７が接続されたＧＰＳ受信アンテナ128から構成されており、移動局１０４の近傍にある複数の携帯基地局１０３、若しくは単独の携帯基地局１０３より配信されてきた位置補正情報を通信アンテナ１１８で受信し、無線部１１９で信号の復調を行い、制御部１２０を通して記憶部１２３に保存される。
【００４２】
一方で、ＧＰＳ衛星１０１からのＧＰＳ信号をＧＰＳ受信アンテナ１２８で受け、ＧＰＳ受信部１２７で信号の復調を行い、制御部１２０を通してデータ処理部１２６で位置測位を行う。
【００４３】
データ処理部１２６で演算された測位データとＧＰＳ信号，記憶部１２３に保存された位置補正情報を位置補正処理部１２１で処理し、補正された位置情報を生成する。補正された位置情報は、座標値や地図上での位置を示すキャラクタと言った形で表示部１２５に表示される。ここでは、移動局内に位置測位機能を搭載した場合を例にとっているが、位置測位機能が独立した装置であり、移動局と近距離無線やシリアルコネクタ等の有線で接続さていても良い。
【００４４】
移動局１０４は、位置補正情報を用いて位置測位を行った場合、測位に使用した位置補正情報数や測位回数，測位時間，測位精度，測位した場所，電波の受信状況等を利用尺度とし、記憶部１２３に記録されているカウンタ情報を変更する。ここで、位置補正情報数は、移動局１０４が近傍の携帯基地局１０３より受信し、実際に位置の補正に使用した補正情報数を表わす。測位回数は、位置補正情報を利用して何回測位を行ったかを表わす。測位精度は、実際に測位した位置の精度を表わし、測位精度は、ＧＰＳ衛星１０１の補足数やＤｏＰ（Dilution of Precision ）値，ＧＰＳ信号の受信感度，位置座標の標準偏差等の指標を利用する事で表現することができる。精度を数値化する際は、これらの指標の何れか若しくは幾つかを組み合わせることで数値化し、位置補正情報の利用尺度の一つとして活用できる。測位した場所は、移動局１０４が位置を測位した場所を表わし、受信エリア（ここでは一つの携帯基地局のカバーエリア１２９）によってカウンタのカウント数を変化させることができる。これは例えば、位置測位の利用頻度の高いエリアではカウンタのカウント数を少なくし、低い場所ではカウント数を多くする等の方法が考えられる。
【００４５】
電波の受信状況は、先の測位場所によるカウントとも関係が高いのであるが、電波の受信環境が良く無い場所ではカウント数を少なくし、良い場所ではカウント数を多くすることが考えられる。カウンタのカウント数は、これらの何れかを用いるか、幾つかを組み合わせることでカウント数若しくはカウントする単位が決定される。
【００４６】
位置補正情報の課金サーバ１０５は、制御部１３１と、この制御部１３１に繋がった記憶部１３０，Ｉ／Ｆ１３２，課金処理部１３３から構成されており、記憶部１３０に蓄えられている顧客情報を元に、制御部１３１，Ｉ／Ｆ１３２から移動体通信網１０７を利用して、各携帯基地局１０３から移動局１０４に対し、記憶部１２３に蓄えられているカウンタ情報を課金サーバに送信するよう、ポーリングを行う。
【００４７】
課金サーバ１０５は、移動局１０４から送られてきたカウンタ情報を課金処理部１３３で処理し、処理結果を記憶部１３０に蓄積し利用者に対して課金を行う。移動体通信網を利用している本実施例では、この課金は携帯電話の使用料と合わせて利用者から徴収しても良い。
【００４８】
監視サーバ１０６は、制御部１３５と、この制御部１３５に繋がった記憶部１３４，Ｉ／Ｆ１３６，監視処理部１３７から構成されており、監視サーバ106は、移動体通信網１０７，Ｉ／Ｆ１３６，制御部１３５を通して携帯基地局103より基準点１０２の位置測位異常通知を受信する。監視サーバ１０６は監視処理部１３７で異常の原因を解析し復旧処理を行い、解析結果と復旧処理結果を記憶部１３４に記録する。
【００４９】
次に、図２を用いて携帯基地局が提供する位置補正情報のデータ構造の概念を説明する。位置補正情報２０１は、ヘッダ部２０２とデータ本体２０３とからなり、ヘッダ部２０２は、データ識別コード２０４，基地局識別コード２０５，メッセージタイプ２０６，ステータス２０７，パリティ２０８で構成される。データ識別コード２０４は、このデータが位置補正情報であることを示す。基地局識別コード２０５は、このデータがどの基地局から送信されたデータであるかを示す。メッセージタイプ２０６はどの種類のデータを送るかを示す。衛星の障害や基準点の障害，基地局の障害等である基地局から位置補正情報を送信することができない事態も考えられるため、ステータス２０７は位置補正情報の配信状況を示す。そしてパリティ２０８は信号誤り訂正用に用いる。データ本体２０３部分には、基準点測位データとして、衛星測位時間，基準点番号，エフェメリスデータ，アルマナックデータ，搬送波位相，擬似距離，測位座標等のデータが、また、加えて基準点の既知絶対位置データと基準点の測位データと既知絶対位置データとの基準点差分データ等を格納する。これらのデータは必要に応じて暗号化処理が施されている。このデータは、ＲＴＣＭ（Radio Technical Commission forMaritime）ＳＣ−１０４として標準化された規格に基づいた情報を配信することが望ましい。
【００５０】
図３を用いて、移動局１０４での位置測位の流れについて説明する。端末の周辺基地局情報を受取るステップ３０１では、移動局１０４は近傍にある携帯基地局の位置情報を入手する。次に自分に最も近い基地局までの概算距離を計算するステップ３０２で、移動局１０４は位置補正を伴わない位置測位を行い、ステップ３０１で得られた近傍の携帯基地局の位置情報を元に、移動局１０４から最も近いと予想される携帯基地局までの概算距離を計算する。ステップ３０３では、移動局１０４が仮想基準点方式を採用しているかどうかの判定を行っている。ステップ３０３で移動局１０４が仮想基準点方式を採用して無い場合は、ステップ３０４に進み、ステップ３０２で計算された最近傍基地局より位置補正情報を入手し、ステップ３０５で、相対測位を実行し位置測位を終了する。このときの測位方式は、単独の基準点利用によるディファレンシャル方式やＲＴＫ方式が考えられる。
【００５１】
ステップ３０３で移動局１０４が仮想基準点方式を採用している場合は、ステップ３０６に進む。ステップ３０６では、ステップ３０２で計算した最近傍携帯基地局までの距離が、単独の基準点利用による相対測位方式を用いた場合に、高精度な位置測位ができる距離にあるかどうかの判定（つまり最近傍基地局距離が閾値より大きいか否かの判定）を行う。高精度位置測位が可能な距離に近傍携帯基地局が存在する場合は、ステップ３０４に進み、先程述べた手順で位置測位が行われる。ステップ３０６の判定の結果、最近傍携帯基地局までの距離が単独の基準点利用による相対測位方式を用いた場合に、高精度な位置測位ができる距離に無い場合はステップ３０７に進み、近傍の携帯基地局群から各々の位置補正情報を入手する。ステップ３０８では、ステップ３０７で得られた位置補正情報数が仮想基準点の生成に必要な数・条件を満たしているかどうかの判断を行う。ステップ３０８の判定結果で、位置補正情報数が仮想基準点の生成に必要な数若しくは条件を満たしていない場合はステップ３０４に進み、移動局１０４に最も近い携帯基地局から得られた位置補正情報を用いて、先に述べたステップ３０４以降の手順で位置測位が行われる。ステップ３０８の判定結果で、位置補正情報数が仮想基準点の生成に必要な数・条件を満たしている場合は、ステップ３０９に進み、得られた複数の基準点情報を用いて仮想基準点を生成し、その情報を元に位置測位を行う。このときの測位方式は、仮想基準点方式によって得られた位置補正データフォーマットに対応した方式であれば、どの様な測位方式を用いても良い。
【００５２】
先に述べたステップ３０８で、仮想基準点の生成に必要な条件と述べているが、これは例えば、得られた携帯基地局間の距離が仮想基準点を生成するのに適した距離であるか等の条件である。通常、移動局は数kmから数十km圏内の携帯基地局と通信を行うので、携帯基地局間の距離はそれ程気にする必要は無い。
【００５３】
またこのフローでは、基準点と携帯基地局が一体化している前提で流れを説明しているが、先にも述べた様に、携帯基地局側が基準点の正確な絶対位置を把握しており、基準点と携帯基地局の距離がそれ程離れてなければ、この２つは必ずしも一体化している必要は無い。そのときは、移動局と携帯基地局との距離判定の際、移動局から携帯基地局の距離では無く、移動局から携帯基地局が採用している基準点までの距離で判定を行えば良い。
【００５４】
図４を用いて、移動局側での位置補正情報の使用による課金の流れについて説明する。先ず基地局より基準点データ若しくは位置補正データを入手するステップ４０１で、移動局１０４は近傍の携帯基地局より位置補正情報を受信する。続くステップ４０２で、移動局１０４は位置補正情報を元に位置測位を行う。次のステップ４０３では、入手した位置補正情報を元に、実際に位置の測位が行えたかどうかの判定を行う。ステップ４０３で、入手した位置補正情報を元に、実際に位置測位が行えた場合は、課金カウンタ情報のカウントを増やすステップ404に進み、測位に使用した位置補正情報数や測位回数，測位時間，測位精度，測位した場所，電波の受信状況等を課金の尺度とし、移動局１０４の記憶部１２３に記憶されている課金カウンタ情報をデータ処理部１２６でカウントアップした後、再び、課金カウンタ情報を記憶部１２３に記憶する。
【００５５】
ここで、位置補正情報数は、移動局１０４が近傍の携帯基地局より入手し、実際に使用した位置補正方法数を表わす。測位回数は、位置補正情報を利用して何回測位を行ったかを表わす。測位精度は、実際に測位した位置の精度を表わし、測位精度は、衛星の補足数や、ＤｏＰ値，受信感度，偏差等の指標を利用する事で表現することができる。精度を数値化する際は、これらの指標の何れか、若しくは幾つかを組み合わせることで、数値化し表現できる。
【００５６】
測位した場所は、移動局１０４が位置を測位した場所を表わし、エリアによって課金カウンタ情報のカウント数を変化させることが可能である。これは例えば、位置測位の利用頻度の高いエリアでは課金カウンタ情報のカウント数を少なくし、低い場所ではカウント数を多くする等の方法が考えられる。
【００５７】
電波の受信状況は、先の測位場所に応じたカウント数の変更とも関係が高いのだが、電波の受信環境が良く無い場所ではカウント数を少なくし、良い場所ではカウント数を多くすることが考えられる。
【００５８】
課金カウンタ情報のカウント数は、これらの何れかを用いるか、幾つかを組み合わせることでカウント数もしくはカウント量が決定される。
【００５９】
ステップ４０３で、位置補正データの影響若しくは移動局１０４の障害，移動局に組み込まれている測位機能の障害等によって位置測位に失敗した場合には、ステップ４０５に進み、課金カウンタ情報はそのままでカウントアップは行わない。ステップ４０６では、測位を継続するかどうかの判断が行われ、継続する場合は、先に述べたステップ４０１以下の処理を行う。継続しない場合は、位置測位を終了する。
【００６０】
移動局１０４の記憶部１２３に保存されている課金カウンタ情報は、課金サーバからの情報のアップロード指示があるまで保存される。また、課金カウント数が保存されているメモリ領域は、利用者がアクセスすることはできず、外部からの改竄等が行えないよう、耐タンパ領域であることが望ましい。
【００６１】
図５を用いて、課金サーバ側での位置補正情報の使用による課金の流れについて説明する。各補正情報契約端末に対しポーリングを行うステップ５０１では、課金サーバ１０５から移動局に課金カウンタ情報を上げるようポーリングをかける。次のステップ５０２は、移動局（＝端末）からの応答を判定している。応答があった移動局に対しては、ステップ５０３で、課金カウンタ情報の送信命令（＝送信要求）を送信する。ステップ５０４は、移動局からの課金カウンタ情報が受信されたかどうかの判定をしている。受信している場合はステップ５０５に進み、課金カウンタ情報を送信してきた移動局に対し、記憶部に記憶されている課金カウンタ情報のクリア命令を送信する。
【００６２】
ステップ５０４で、移動局からの課金カウンタ情報が受信されない場合は、ステップ５０６に進む。また、ステップ５０２で移動局からの応答が無い場合も、ステップ５０６に進む。ステップ５０６では、所定時間後、再度、移動局に対しポーリングをかける。次の判断ステップ５０７で、移動局から応答があった場合は、ステップ５０３に進み、先に述べた手順でステップ５０３以降の処理を行う。ステップ５０７で移動局からの応答が無い場合、ステップ５０８に進み、現時点で料金の集計期間を過ぎているかどうかの判定をしている。期間を過ぎていない場合は、ステップ５０６に戻り、先に述べた手順流で以降の処理を行う。締切りを過ぎている場合は、ステップ５０９で、課金カウンタ情報の集計を次の集計期間（つまり例えば翌月の支払い）にまわすことを、利用者（ユーザ）に対し、メール等の手段を用いて通知し、終了する。
【００６３】
図６を用いて、携帯基地局側の基準点のメンテナンスの流れについて説明する。位置測位衛星より信号を受信するステップ６０１で、基準点１０２はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。続くステップ（＝既知座標値と測位結果を比較するステップ）６０２で、基準点が測位した位置座標と携帯基地局１０３の記憶部１１６に記憶されている既知の位置座標をデータ処理部１１５で比較する。比較結果が所定の基準を満たしているかどうかの判断ステップ６０３では、基準点１０２が測位した位置座標と既知の位置座標との比較結果が、所定の基準値を満たしているかどうかの判定をしている。ここでの基準とは、測位した位置座標と既知の位置座標との差（距離），その時点迄に測位した位置座標と既知の位置座標との差（距離）の平均値との差（距離），その時点迄に測位した位置座標の平均との差（距離），ＧＰＳ衛星からの信号の受信感度，ＧｏＰ値、等が基準として考えられる。ステップ６０３で、基準点１０２が測位した位置座標と既知の位置座標との比較結果が、所定の基準値を満たしておれば、ステップ６０４に進み、位置補正情報の配信を継続する。
【００６４】
ステップ６０３で、基準点１０２が測位した位置座標と既知の位置座標との比較結果が、所定の基準値を満たしていなければ、ステップ６０５に進み、位置補正情報配信を一時的に中断する。このとき、位置補正情報の配信は一時的に中断するが、位置測位自体は、定められた時間内は継続して行われ、携帯基地局103の記憶部１１６にログデータとして記録される。
【００６５】
また、異常が発生した前後のログデータは、問題が解決する迄凍結され、消去することができなくなる。ステップ６０６では、携帯基地局１０３の移動体通信網１０７を用いて監視サーバ１０６に位置測位の異常通知を送信する。ステップ６０７では、監視サーバ１０６に対して、異常が発生した前後のログデータを移動体通信網１０７を用いて送信する。ステップ６０８では、監視サーバ１０６での診断結果（チェック結果）を受信する。ステップ６０９では、監視サーバ106からの診断結果を判定している。監視サーバ１０６の診断結果に異常が無ければステップ６０１に戻り、先に述べた手順でステップ６０１以降の処理を行う。ステップ６０９で、監視サーバ１０６の診断結果に異常があれば、ステップ６１０に進み、基準点１０２の位置測位及び携帯基地局１０３による位置補正情報配信を停止し終了する。
【００６６】
図７を用いて、監視サーバ側の基準点のメンテナンスの流れについて説明する。基地局より異常通知を受信するステップ７０１で、監視サーバ１０６は携帯基地局１０３より基準点１０２の位置測位異常通知を受信する。次に、基地局に対してログデータの送信を要求するステップ７０２で、監視サーバ１０６は携帯基地局１０３に対し、異常が発生した前後のログデータの送信を要求する。ステップ７０３では、携帯基地局１０３より送られてきたログデータを監視処理部137で解析する。ステップ７０４では、解析の結果に問題が有るか無いかを判定している。問題が無い場合は、ステップ７０５に進み、携帯基地局１０３に対し問題が無いことを通知し終了する。ステップ７０４で問題がある場合は、ステップ７０６に進み、問題点の特定と遠隔による問題解決が可能であるかどうかの判定をしている。遠隔からの問題解決が可能であれば、ステップ７０７に進み、遠隔操作によって問題を解決し、ステップ７０８でテストを行った後、携帯基地局１０３に対し位置補正情報配信の再開命令を送信する。ステップ７０７で遠隔操作による問題解決が行え無い場合は、ステップ７０９で、問題の携帯基地局103（基準点１０２）への保守作業員の派遣を依頼する。このとき、保守作業員が通信機能と位置測位機能を内蔵した携帯端末等を所持しているのであれば、付近にいる作業員に対し、現地への移動と修理を指示する。この様な端末を保守作業員が所持していない場合は、問題のあった携帯基地局１０３（基準点１０２）に最も近いサービスセンタの端末に対し、保守作業員の派遣を要請することになる。
【００６７】
次に図８を用いて、本位置補正情報配信システムの特徴の１つである、分散型補正情報配信サービスの仕組みについて説明を行う。
【００６８】
移動局８０１は近傍に存在する複数の携帯基地局８０２から位置補正情報を受信する。このとき、携帯基地局８０２ａが、基準点のトラブル若しくは携帯基地局のトラブルにより、位置補正情報を配信することが不可能になったとする。この場合、移動局８０１は、携帯基地局８０２ａの代わりに、近傍基地局の一つである携帯基地局８０２ｂより位置補正情報を得ることで、必要数の位置補正情報を確保する。
【００６９】
次に、図９を用いて、災害等の緊急事体が発生した場合の高精度位置情報と携帯電話網を利用した避難誘導の流れについて説明する。
【００７０】
ステップ９０１で、携帯基地局１０３は中央局より国，自治体，警察，消防等から該当エリアで非常事態が発生した事を受信する。次いでステップ９０２で、携帯基地局１０３は中央局より携帯基地局１０３のカバーエリア１２９内に存在する移動局の正確な位置の確認指令を受信する。次のステップ９０３では、携帯基地局１０３はカバーエリア１２９内に存在する全ての移動局に対し現在位置情報の送信命令を送信する。そして続くステップ９０４では、携帯基地局１０３のカバーエリア内に存在する移動局は、携帯基地局１０３からの現在位置情報送信命令を受信する。次のステップ９０５では携帯基地局１０３からの現在位置送信命令を受信した移動局は強制的に現在位置情報を携帯基地局１０３に対し送信する。そしてステップ９０６で、携帯基地局１０３は、カバーエリア内に存在する移動局からの現在位置情報を受信する。続くステップ９０７では、ステップ906で受信した各々の移動局の現在位置に応じて個別の避難情報を生成し、移動局に対しその避難情報を送信することになる。このとき、避難情報の生成は必ずしも移動体個別の情報である必要は無い。そしてステップ９０８で、携帯基地局103のカバーエリア内に存在する移動局は、携帯基地局１０３からの避難情報を強制的に受信し、移動局の表示部に強制表示する。移動局の現在位置は常に変化するため、以上の流れを繰り返し行うことで、リアルタイムに現在位置に応じた避難情報を提供する。
【００７１】
図１０を用いて、移動体が存在するエリアで、避難を必要とする非常事態が発生した場合に携帯基地局から送られて来る情報の表示画面を説明する。地図を表示する事が可能な表示装置を搭載している移動体であれば、非常事態が発生してからの移動軌跡が線１００１で、サンプリング地点が点１００２で、現在の位置と進行方向がキャラクタ１００３等によって表示される。また、現在位置に応じた避難方向が、大きく矢印などのキャラクタ１００４とテキスト情報１００５で表示される。また、避難を容易にするため、地図上にランドマーク情報と方位が表示される。地図を表示できない表示装置を搭載している移動体のとき、テキスト情報やビットで構成された矢印等のキャラクタ画像を表示装置に表示し、避難情報を提供する。勿論、進行方向を常に上に表示するようにしても良い。
【００７２】
最後に、ＧＰＳ衛星群など測位衛星を用いた位置補正の手法について述べる。図１１の例は携帯端末１０４（＝ＧＰＳ，ＶＲＳ搭載）の周囲に位置する、複数の電子基準点付設携帯基地局１１００（＝ＶＲＳ生成）から位置補正情報を提供する分散補正の例を示している。図１２の例が図１１と異なるのは、携帯端末１０４がＧＰＳを搭載しＶＲＳは搭載していない点であり、この場合は移動局（例えば携帯端末）１０４から自己の位置を最寄の一つの基地局１１００へ送信し、そこから補正位置を受信する分散補正の例である。図１３は移動局１０４はＧＰＳ衛星からの情報に加え、電子基準点１１００からの位置補正情報を得る概念を示している。
【００７３】
図１３を説明する。位置測位衛星１０１による位置の測位には、位置測位衛星１０１から発信される電波を用いることにより、衛星１０１と移動局１１０３との距離を算出し、位置を特定する訳であるだが、前述した通り、電離層や対流圏，マルチパスなどの影響により時間的な誤差を生じさせる為、衛星１０１と移動局１１０３との距離に誤差が生まれ、その為に位置の測位（特定）にも誤差が生じる。相対測位方式は、この誤差を少なくするために、移動局１１０３とは別に、既に正確な位置が分かっている点に基準点１１０２と呼ばれる受信機を設置し、そこで測位した結果と既知座標とを比較することにより誤差量を算出し、これを補正情報として移動局１１０３に提供する。移動局１１０３側では位置を測位する際、この補正量を考慮することにより、誤差要因を相殺し、より正確な位置が測位可能となる。このとき、誤差要因は時々刻々と変化する為、補正情報も位置を測位している間は常に受信し続ける必要がある。補正情報の提供手段として一般的なのは、ＤＭＣＡ無線やＦＭ放送波，中波ビーコンを使う方法である。
【００７４】
以上説明したように、既に全国に整備されている携帯基地局を基準点として利用することで、基準点の設置条件を満たす場所を調査する必要が無く、一から位置補正情報配信インフラを整備するよりも安価にインフラ整備が行える。また、携帯基地局が各移動端末が存在するセルを特定するのに利用している通信帯域、若しくは携帯電話の通信帯域の一部を位置補正情報の提供用に固定的に割り当て、セルエリア内の移動局に対し放送型でデータを送信することにより、データ伝送の無駄と通信費用を削減する事が可能となる。
【００７５】
また位置補正情報を各携帯基地局から独立して提供することにより、位置補正情報配信システム全体の無駄なデータ伝送を減らすことができ、不可の分散，データ遅延の短縮，通信費用の低減が可能である。また、１つの基準点（基地局）が故障などのトラブルで停止したとしても、利用者は変わらずに高精度測位を継続する事が可能である。
【００７６】
更に各携帯基地局に所定期間の基準点情報の記録機能と、基準点の測位結果の解析機能を搭載することにより、基準点に問題が生じた場合も、問題の特定と問題解決を素早く行うことが可能となる。
【００７７】
また位置補正情報によって実際に位置を測位した回数や時間等の基準に従い所定期間分記録し、携帯基地局からの定期的なポーリングにより課金サーバに情報が蓄積され、携帯電話の使用料と合わせて請求することで、利用者は使用した分に対して課金され、費用の清算を携帯電話とまとめて行えるため、清算の回数を２回から１回に減らすことが可能となる。
【００７８】
携帯電話の基地局を基準点として利用し、かつ位置補正情報配信装置として利用することで、若し災害等が発生した場合に、携帯基地局の通信エリア内に居る人物等の位置を正確に特定することができ、適切な避難誘導を行うことが可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、携帯電話などの無線基地局に電子基準点としての機能と位置補正情報の配信機能とを持たせることにより、広域にかつ安価に位置補正情報の配信を可能とし、しかもリアルタイムに高精度位置測位を実現することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る、位置補正情報配信システムの全体説明図である。
【図２】図１の実施例に使われる位置補正データ構造のイメージ図である。
【図３】図１の実施例による移動局位置測位フロー図である。
【図４】図１の実施例による移動局課金フロー図である。
【図５】図１の実施例による課金サーバ課金フロー図である。
【図６】図１の実施例による基地局（基準点）メンテナンスフロー図である。
【図７】図１の実施例による監視サーバメンテナンスフロー図である。
【図８】図１の実施例による分散型位置補正情報配信システムの説明図である。
【図９】図１の実施例による緊急避難誘導フロー図である。
【図１０】図１の実施例による緊急避難誘導表示イメージ図である。
【図１１】ＧＰＳ衛星群など測位衛星を用いた位置補正の手法例の概念説明図である。
【図１２】ＧＰＳ衛星群など測位衛星を用いた位置補正の手法例の概念説明図である。
【図１３】ＧＰＳ衛星群など測位衛星を用いた位置補正の手法例の概念説明図である。
【符号の説明】
１０１…ＧＰＳ衛星、１０２…電子基準点、１０３…基地局、１０４…移動局、１０５…課金サーバ、１０６…監視サーバ、１０７…移動体通信網、１０８，１２８…ＧＰＳ受信アンテナ、１０９，１２７…ＧＰＳ受信部、１１０，１１４，１２０，１３１，１３５…制御部、１１１…ＧＰＳデータ処理部、１１２，１１８…通信アンテナ、１１３，１１９…無線部、１１５，１２６…データ処理部、１１６，１２３，１３０，１３４…記憶部、１１７，１３２，１３６…Ｉ／Ｆ、１２１…位置補正処理部、１２２…音声処理部、１２４…操作部、１２５…表示部、１２９…カバーエリア、１３３…課金処理部、１３７…監視処理部。
【図１】
0003932910.tif 000002
【図２】
0003932910.tif 000003
【図３】
0003932910.tif 000004
【図４】
0003932910.tif 000005
【図５】
0003932910.tif 000006
【図６】
0003932910.tif 000007
【図７】
0003932910.tif 000008
【図８】
0003932910.tif 000009
【図９】
0003932910.tif 000010
【図１０】
0003932910.tif 000011
【図１１】
0003932910.tif 000012
【図１２】
0003932910.tif 000013
【図１３】
0003932910.tif 000014