(57)【要約】【課題】構成が簡素な基地局および移動局を有し、精度のよい移動局測位システムを提供する。【解決手段】干渉パラメータ設定部７４により、基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、可変基地局の送信波制御パラメータが時刻の経過に伴って所定の変化をされ、ヌルポイント線位置算出部８０により、干渉パラメータ設定部７４において設定されたパラメータに応じた搬送波を基準基地局および可変基地局が送信することにより、基準基地局および可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントの連なりであるヌルポイント線の位置が、最小受信強度測定時刻における送信波制御パラメータの内容に基づいて算出させられ、測位部７８により、２以上の前記基地局組に対してヌルポイント線算出部８０によりそれぞれ得られる複数のヌルポイント線の交点が算出され、該交点に基づいて前記移動局１０の位置が算出される。【選択図】図４
2009085802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波制御パラメータに応じた搬送波を送信する送信部を有する３局以上の基地局と、
該基地局によって送信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信した電波の受信強度を測定する受信強度測定部と、前記受信強度測定部により測定される受信強度の最小値とその最小の受信強度を測定した最小受信強度測定時刻とを記録する最小受信強度記録部と、を有する移動局と、
前記３局以上の基地局のうちの２局の基地局からなる基地局組を選択し、該選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる干渉パラメータ設定部と、
該干渉パラメータ設定部により設定された送信波制御パラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局が送信することにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置を、前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出するヌルポイント線位置算出部と、
２以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線位置算出部によりそれぞれ得られる２以上のヌルポイント線の交点を算出し、該交点に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部は、前記基準基地局が送信する電波の位相に対する前記可変基地局が送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の位相差を所定の周期に基づいて変化させる位相差周期変化手段を有し、
前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定すること
を特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
１本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局および可変基地局との間に形成されるように、前記基準基地局と前記可変基地局との距離と該基準基地局およ該可変基地局が送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されていること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記測位部によって前記移動局の位置として複数の候補が算出される場合に、該複数算出された移動局の位置の候補のうちから前記移動局の位置である可能性が高いものを移動局の位置として選択する移動局位置候補選択部を有すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずか１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記移動局位置候補選択部は、前記基地局のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局の受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局の位置を推定し、前記測位部によって算出された移動局の位置の複数の候補のうち該推定された移動局の位置に最も近いものを移動局の位置として選択すること
を特徴とする請求項５に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記ヌルポイントの生成のために前記基地局のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部における移動局の位置の推定の際に前記基地局のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされること
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位システム。
【請求項８】
前記移動局位置候補選択部は、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局の位置の候補から移動局の位置である可能性が高いものを選択すること
を特徴とする請求項５に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力を変化させる送信電力可変手段を有すること
を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局から選択された２局の基地局が同時に送信する電波を移動局が受信し、その受信結果である受信強度の大きさに基づいて移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、前記複数の基地局から選択された２局の基地局が送信する電波の位相を互いに変化させることにより、送信された電波が互いに弱め合う位置を変化させるとともに、移動局がその互いに弱め合った電波を検出することによりその位置を検出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局および複数の基地局の間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局の位置の推定を行なう技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。かかる技術においては、前記受信結果として、例えば移動局および基地局間の電波の伝搬時間や、あるいは受信した電波の受信電力などの受信強度が用いられる。
【０００３】
このうち、前記受信結果として電波の伝搬時間が用いられる場合には、電波の受信時刻および送信時刻を検出する必要がある。このうち受信時刻の検出は、受信波の同期検出などによって行なう必要があり、特に精度よく受信時刻を検出するためには、例えば前記移動局および基地局間の電波に拡散符号を含め、受信側において受信波に含まれる拡散符号とそのレプリカ符号との相関値を算出し、そのピーク値を検出するなどの方法より受信時刻を検出する必要がある。
【０００４】
このように受信波の同期検出を行なう場合においては、送信される電波を拡散符号を用いて符号化する必要があり、また、受信された電波に対し同期検出を行なう必要があるため、送信側、受信側ともその機器構成が複雑になるという問題があった。
【０００５】
一方、前記受信結果として受信波の受信電力などの受信強度を用いる場合には、送信側の機器は所定の電力で電波を送信できればよく、また、受信側は受信波の受信電力を測定する機能を有すればよいことから、送信側、受信側とも比較的簡素な機器構成とすることができるが、受信側における受信電力が低い場合には、受信電力の測定誤差の測定結果に対する相対的な重みが増し、特に前記受信電力に基づいてその受信電力に対応する送信側と受信側との距離を算出（測距）する場合においては、測距の結果を悪化させるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３５２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、前記受信波の受信時刻や受信波の受信電力に基づいて移動局と基地局との間の距離を算出し、移動局の測位を行なう方法をとる場合には、移動局および基地局の構成を簡易化することと、測位の精度を保つことを両立するのは困難であるという問題があった。
【０００８】
ところで、複数の送信源から周波数が等しい電波を位相をずらして送信すると、それらの送信源からの電波が伝搬する空間には前記電波どうしが干渉して干渉波が発生する。この干渉波の強度が最大となる領域や最小となる領域は複数の電波の位相差に応じてその位置が変化する。逆に言えば、前記複数の電波の位相差を変化させることにより、送信源からの電波が伝搬する空間を前記干渉波の強度が最大あるいは最小となる領域により走査することが可能である。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、構成の簡素な移動局および基地局によって構成され、かつ精度よく移動局の測位を行なうことのできる移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）送信波制御パラメータに応じた搬送波を送信する送信部を有する３局以上の基地局と、（ｂ）該基地局によって送信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信した電波の受信強度を測定する受信強度測定部と、前記受信強度測定部により測定される受信強度の最小値とその最小受信強度を測定した最小受信強度測定時刻とを記録する最小受信強度記録部と、を有する移動局と、（ｃ）前記３局以上の基地局のうちの２局の基地局からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる干渉パラメータ設定部と、（ｄ）該干渉パラメータ設定部により設定された送信波制御パラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局に送信させることにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置を前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出するヌルポイント線位置算出部と、（ｅ）２以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部によりそれぞれ得られる２以上のヌルポイント線の交点を算出し、該交点に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有する移動局測位システムである。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部は、前記基準基地局が送信する電波の位相に対する前記可変基地局が送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の位相差を周期的に変化させる位相差周期変化手段を有し、前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、１本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局および可変基地局との間に形成されるように、前記基準基地局と前記可変基地局との距離と該基準基地局およ該可変基地局が送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記測位部によって前記移動局の位置として複数の候補が算出される場合に、該複数算出された移動局の位置の候補のうちから前記移動局の位置である可能性が高いものを移動局の位置として選択する移動局位置候補選択部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記基地局のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局の受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局の位置を推定し、前記測位部によって算出された移動局の位置の複数の候補のうち該推定された移動局の位置に最も近いものを移動局の位置として選択することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部における移動局の位置の推定の際に前記基地局のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされることを特徴とする．
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局の位置の候補から移動局の位置である可能性が高いものを選択することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力を変化させる送信電力可変手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記干渉パラメータ設定部により、前記３局以上の基地局から、２局の基地局からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータが時刻の経過に伴って所定の変化をさせられ、前記ヌルポイント線位置算出部により、前記干渉パラメータ設定部において設定されたパラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局が送信することにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置が、前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出させられ、前記測位部により、２以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部によりそれぞれ得られる２以上のヌルポイント線の交点が算出され、該交点に基づいて前記移動局の位置が算出されるので、基地局および移動局の構成を簡素化しつつ精度のよい移動局の位置の算出を行なうことができる。
【００２０】
また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部は、前記基準基地局が送信する電波の位相に対する前記可変基地局が送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させるので、好適に前記ヌルポイント線を生成させることができる。
【００２１】
また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記位相差周期変化手段により、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の位相差が所定の周期により周期的に変化させられ、前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定するので、マルチパス、すなわち地面や床による反射波との干渉によって生ずる受信強度の最小値を除外し、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の干渉による電波の受信強度の最小値を測定することができる。
【００２２】
また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、１本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局および可変基地局との間に形成されるように、前記基準基地局と前記可変基地局との距離と該基準基地局およ該可変基地局が送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されているので、前記基準基地局と可変基地局との間に生成されるヌルポイント線を１本とすることができ、前記測位部による測位を容易におこなうことができる。
【００２３】
また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部によって前記移動局の位置として複数の候補が算出される場合に、前記複数算出された移動局の位置の候補のうちから前記移動局の位置である可能性が高いものを移動局の位置として選択する移動局位置候補選択部を有するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を推定することができる。
【００２４】
また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、前記基地局のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局の受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局の位置を推定し、前記測位部によって算出された移動局の位置の複数の候補のうち該推定された移動局の位置に最も近いものを移動局の位置として選択するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、前記受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を推定することができる。
【００２５】
また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部における移動局の位置の推定の際に前記基地局のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされるので、ヌルポイント線を必要最小限の本数として良好に形成しつつ、かつ前記ヌルポイント生成のための電波と、前記移動局の測位のための電波とが相互に影響を受けることがない。
【００２６】
また、請求項８にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局の位置の候補から移動局の位置である可能性が高いものを選択するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、移動局１０の位置の候補として算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を選択することができる。
【００２７】
また、請求項９にかかる移動局測位システムによれば、前記送信電力可変手段により、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられるので、前記移動局の位置における前記基準基地局からの電波の強度と前記可変基地局からの電波の強度のそれぞれが等しくなるように前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられることにより、前記移動局の位置において前記基準基地局からの電波と前記可変基地局からの電波の干渉による電波の受信強度の低下を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の移動局測位システム８の構成の一例を示した図である。図１に示すように、移動局測位システム８は、移動可能な移動局１０、既知の位置に固定され、前記移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、および第３基地局１２Ｃの３つの基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃを区別しない場合、基地局１２という。）、および例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成される測位サーバ１４を含んで構成される。なお、また、各基地局１２はそれぞれ、例えば通信ケーブル２０によって測位サーバ１４と接続されることにより通信可能とされている。
【００３０】
なお、移動局１０が移動可能な領域（図１であれば平面）には例えば図１に示すような座標系が設定され、移動局１０、基地局１２の位置はこの座標系における座標によって表現することができる。
【００３１】
図２は移動局１０の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。移動局１０は、電波を送受信するためのアンテナ３０、無線部３２、受信強度測定部３４、最小受信強度記録部３６、制御部３８、時計４０、記憶部４２などを含んで構成される。この移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、移動局１０の前記受信強度測定部３４、最小受信強度記録部３６、制御部３８などの制御作動における処理を実行するようになっている。
【００３２】
このうち、無線部３２はアンテナ３０を介して電波の送受信を行なうものであって、移動局１０における受信部はこの無線部３２に含まれる。無線部３２は、アンテナ３０を用いて受信した電波のうち、所定の周波数成分のみを取り出すとともに、増幅を行い、さらに、必要な復調処理を行なうことにより受信波に含まれる情報を取り出す。また、無線部３２は後述する制御部３８によりその作動が切り換えられ、アンテナ３０を用いて電波を送信することもできる。この場合、例えば後述する最小受信強度記録部３６によって記録された最小受信強度や最小受信強度測定時刻などについての情報を含む信号波により所定の周波数の搬送波を変調し、アンプなどを用いて出力の増幅を行い、アンテナ３０を用いて送信する。
【００３３】
受信強度測定部３４は、無線部３２によって受信された受信波の強さである受信強度を測定し、例えば後述する時計４０などを参照することによって得られる測定時刻とともに記憶部４２などに記録する。この受信強度としては、受信電力などが好適に用いられる。
【００３４】
最小受信強度記録部３６は、前記受信強度測定部３４により前記受信強度が測定された後に、前記受信強度の極小値を抽出し、抽出された極小値と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定し、受信強度が最小となった際の時刻を最小受信強度測定時刻として記録する。
【００３５】
具体的にはたとえば、最小受信強度記録部３６は、後述する干渉パラメータ設定部７４が可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータの所定の変化を反復して実行する場合に、例えば、前記受信強度測定部３４により測定される受信波の受信強度が極小となった場合の極小値と、受信強度がその極小値となった際の時刻を極小受信強度測定時刻として記録する。そして、前記位相差周期変化部７７が前記干渉パラメータ設定部７４を反復実行する周期と等しい周期により発生している極小値および極小受信強度測定時刻のいずれかを、基準基地局１２ｆｉｘの送信する電波と可変基地局１２ｖａｒの送信する電波との干渉波の最小受信強度および最小受信強度測定時刻として記録する。なお、記録する最小受信強度および最小受信強度測定時刻としては、前記位相差周期変化部７７が前記干渉パラメータ設定部７４を反復実行する周期と等しい周期により発生している極小値および極小受信強度測定時刻であればいずれであってもよい。
【００３６】
このようにすれば、例えば、マルチパス、すなわち地面や床による反射波が不規則に発生し、このマルチパスによる反射波との干渉により受信強度が極小値となった場合において、このマルチパスによる反射波との干渉による受信強度の極小値は受信強度の最小値から除外することができる。すなわち、このマルチパスによる反射波との干渉による受信強度の極小値が、基準基地局１２ｆｉｘの送信する電波と可変基地局１２ｖａｒの送信する電波との干渉波の受信強度の最小値よりも小さい場合において、前記マルチパスによる反射波との干渉により生ずる受信強度の極小を、前記基準基地局１２ｆｉｘの送信する電波と可変基地局１２ｖａｒの送信する電波との干渉波の受信強度の極小として誤って検出することが防止される。
【００３７】
記憶部４２はいわゆるメモリなどの記憶装置であり、前記受信強度測定部３４により測定された受信波の受信強度とその受信強度を測定した際の時刻や、前記最小受信強度記録部３６によって記録された前記受信強度の最小値やその測定時刻である最小受信強度測定時刻などが関連付けられて読み出し可能に記憶される。
【００３８】
制御部３８は、移動局１０の作動を制御する。具体的には例えば、予め定められた手順に従って、前記無線部３２における電波の送信機能と受信機能とを切り換える。また、後述するように、測位サーバ１４からの指令（作動に関するコマンド）を無線を介して受信した場合には、かかる指令に応じた作動を移動局１０に行なうように移動局１０を制御する。
【００３９】
時計４０は必要に応じて時刻情報を提供するものである。例えば前述のように、受信強度測定部３４において受信強度が測定される際にはその測定時刻を特定するためにこの時計４０の時刻が参照される。なお、時計４０は予め、後述する基地局１２の時計６０と同期させられており、移動局１０の時計４０における時刻と基地局１２の時計６０の時刻とは同じものとされている。
【００４０】
図３は基地局１２の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。基地局１２は、電波を送受信するためのアンテナ５０、無線部５２、移相部５４、発振部５６、同期部５８、時計６０、制御部６２、通信インタフェース部６４などを含んで構成される。基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、基地局１２の前記制御部６２、同期部５８などにおける処理を実行するようになっている。
【００４１】
このうち、無線部５２は、前述の移動局１０の無線部３２と同様に、電波を送信および受信する機能を有するものであって、後述する発振部５６や移相部５４などによって生成される出力波を所定の出力に増幅してアンテナ５０を介して送信する。すなわち各基地局１２における送信部はこの無線部５２に含まれる。また、移動局１０の作動に関する指令を後述する測位サーバ１４から受け取った場合には、この移動局１０の作動に関する指令を、無線により移動局１０に送信する。これは、測位サーバ１４が無線部、すなわち無線により移動局１０と通信を行なう機能を有していないため、測位サーバ１４とは通信ケーブル２０で通信可能に接続され、また移動局１０とは無線により通信を行なおうとされている基地局１２が測位サーバ１４から移動局１０への指令を中継するためである。
【００４２】
また、後述する制御部６２によってその送信機能と受信機能とが切り換えられることによって受信機能が有効とされた場合には、無線部５２は、アンテナ５０を用いて電波を受信し、復調するなどにより電波に含まれる情報を取り出す。具体的には、例えば移動局１０によって送信された電波を受信することにより、移動局１０から送信される電波に含まれる情報、例えば前記最小受信強度記録部３６によって記録された受信強度の最小値や最小受信強度測定時刻に関する情報を得る。
【００４３】
移相部５４は、前記無線部５２によって送信される電波、すなわち搬送波の位相を、後述する測位サーバ１４の干渉パラメータ設定部７４によって設定される送信波制御パラメータに基づいて制御する。具体的には、前記無線部５２によって送信される電波の位相を、前記送信波制御パラメータの値に基づいて定められる進み量あるいは遅れ量だけ、進ませる、あるいは遅らせる。
【００４４】
発振部５６は、前記無線部５２によって送信される電波、すなわち搬送波を生成する。このとき、発振部５６が生成する搬送波の周波数は、例えば、前記制御部６２において設定される。具体的には、他の基地局１２とともに同時に電波を送信することにより電波の干渉を発生させる場合には、自局と他の移動局１２との距離を考慮して、例えば干渉により電波の受信強度が最小となる点を表すヌルポイントの連なりであるヌルポイント線が、自局と前記他の基地局１２との間に１本だけ形成されるような周波数条件を選定して設定される。この時各基地局１２の発振部５６は周知のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）制御などにより互いに位相同期しているように制御される。また、自局が単独で電波を送信する場合には、前記他の基地局１２とともに送信する電波の周波数よりも低い周波数に設定される。
【００４５】
時計６０は、移動局１０の時計４０と同様に、必要に応じて時刻情報を提供するものである。例えば前記移相部５４における搬送波の位相の変化が、時間の経過に伴って行なわれる場合には、この時計６０の時刻が参照される。なお、時計６０は予め、後述する同期部５８により他の基地局１２の時計６０や移動局１０の時計４０と同期させられる。
【００４６】
同期部５８は、基地局１２の時計６０と他の基地局１２の時計６０、および移動局１０の時計４０のそれぞれの時刻を同期させる。この同期部５８は、時計合わせ処理の対象である前記他の基地局１２や移動局１０と協調して作動する。例えば、自局から他の基地局１２に対し電波を送信し、前記他の基地局１２における電波の受信時刻と自局における電波の送信時刻とに基づいて前記自局から他の基地局１２への電波の伝搬時間を算出するとともに、同様に、他の基地局１２から自局に対し電波を送信し、他の基地局から自局への電波の伝搬時間を算出し、これらを比較することによって自局の時計６０と他の基地局１２の時計６０との時刻のずれを算出し、算出された時刻のずれに基づいて自局の時計６０あるいは他の基地局１２の時計６０の時刻を補正することによって、自局の時計６０の時刻と、他の基地局１２が有する時計６０の時刻とを同期させる。より具体的には、自局の時計６０の時刻が、他の基地局１２の時計６０の時刻よりもｔｄ（秒）だけ進んでいる場合において、自局と他の基地局１２との間の電波の伝搬時間の真値をｔ０（秒）とすると、自局から他の基地局１２への電波の伝搬時間はｔ１＝ｔ０−ｔｄとして算出され、他の基地局１２から自局への電波の伝搬時間はｔ２＝ｔ０＋ｔｄとして算出される。したがって、これらより自局の時計６０と他の基地局１２の時計６０との時刻のずれｔｄは、ｔｄ＝（ｔ２−ｔ１）／２として算出される。このように算出された時刻のずれｔｄだけ自局の時計５０を遅らせるか、あるいは他の基地局１２の時計５０を進めることにより、自局の時計５０の時刻と他の基地局１２の時計５０の時刻とは同期される。また、移動局１０に対しても同様の作動を行なうことにより、基地局１２の時計６０の時刻と移動局１０の時計４０の時刻とは同期される。
【００４７】
制御部６２は、基地局１２の作動を制御する。具体的には例えば、予め定められた手順に従って、前記無線部５２における電波の送信機能と受信機能とを切り換える。また、移相部５４における位相を進めあるいは遅らせる量を制御し、あるいは発振部５６において発生される搬送波の周波数を制御する。また、後述するように、測位サーバ１４からの指令に応じ基地局１２を制御する。
【００４８】
通信インタフェース部６４は、通信ケーブル２０を介して接続された測位サーバ１４との間で必要となる情報を送受信する。例えば、基地局１２は、移動局の最小受信強度記録部３６において記録された最小受信強度および最小受信強度測定時刻に関する情報を、移動局１０と基地局１２との間の無線通信を介して移動局１０から受信するとともに、測位サーバ１４に対して送信する。また、測位サーバ１４から送信された、基地局１２の作動を指令するコマンド等についての情報を通信インタフェース部６４を介して受信する。
【００４９】
図４は、測位サーバ１４の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。測位サーバ１４は、通信インタフェース部７０、基地局１２の移相部５４などの作動を決定する送信波制御パラメータを設定する干渉パラメータ設定部７４、移動局の位置の算出を行なう測位部７８、前記測位部によって複数の移動局の位置の候補が算出された場合にその中から最も実際の移動局の位置と思われるものを選択する移動局位置候補選択部８４、必要に応じて情報を読み出し可能に記憶する記憶部９０などを備える。特に、前記干渉パラメータ設定部７４、測位部７８、移動局位置候補選択部８４などは、測位サーバ１４の有するＣＰＵの有する演算機能を用いて提供される演算部７２に対応する。
【００５０】
このうち、通信インタフェース部７０は、通信ケーブル２０を介して接続された各基地局１２との間で必要となる情報を送受信する。例えば、測位サーバ１４は、基地局１２の作動を指令するコマンド等についての情報を通信インタフェース部７０を介して送信する。また、測位サーバ１４は、基地局１２が移動局１０から受信した、移動局１０における最小受信強度および最小受信強度測定時刻に関する情報などを通信インタフェース部７０を介して受信する。
【００５１】
干渉パラメータ設定部７４は、基地局選択部７６を含んで構成される。この基地局選択部７６は、３つ以上の基地局１２のうち、いずれか２つの基地局１２を、後述するパラメータ設定部７４による送信波制御パラメータの設定対象として選択する。また、干渉パラメータ設定部７４は、前記基地局選択部７６によって選択された２つの基地局１２（以下「基地局組」という。）がそれぞれ送信する電波（搬送波）の性質を決定する送信波制御パラメータを設定する。このとき、干渉パラメータ設定部７４は、前記基地局組を構成する一方の基地局１２を基準基地局１２ｆｉｘとし、その送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局１２を可変基地局１２ｖａｒとし、その送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる。本実施例においては、干渉パラメータ設定部７４が設定する送信波制御パラメータは、具体的には、前記基地局組のそれぞれの基地局１２の移相部５４において搬送波の位相を進めるもしくは遅らせる際の進め量もしくは遅れ量であり、前記基準基地局１２ｆｉｘからは固定された進め量もしくは遅れ量によって位相が変化させられた搬送波が送信される一方、前記可変基地局１２ｖａｒからは、時刻の経過に伴って変化する進め量もしくは遅れ量によって位相が変化させられた搬送波が送信される。すなわち、基準基地局１２ｆｉｘから発生される搬送波と可変基地局１２ｖａｒから発生される搬送波の位相差は時間と共に変化する。
【００５２】
好適には、前記干渉パラメータ設定部７４は、前記基準基地局１２ｆｉｘから送信される搬送波の位相と前記可変基地局１２ｖａｒから送信される搬送波の位相との位相差が所定の間隔ごとに所定の増分によりステップ状に変化するように、前記送信波制御パラメータを設定する。ここで、前記所定の間隔は、例えば、移動局１０の受信強度測定部３４が１回の受信強度の測定を行なうのに十分な時間であり、また、前記所定の増分は、測位の精度と、測位に要する時間とに基づいて決定される量である。すなわち、より詳細な測位を実行する場合には、前記所定の増分をより小さくする一方、測位に要する時間を短縮するためには前記所定の増分をより大きくするように決定される。
【００５３】
図５は、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定された場合の、前記基準基地局１２ｆｉｘと可変基地局１２ｖａｒの周囲において生ずる電波の干渉と、その時間変化を説明する図である。前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれからコヒーレントな搬送波が送信される場合、両搬送波は干渉を生じる。この干渉により、前記両搬送波を同時に受信した場合にその受信強度が最小（略０）となる位置が存在する。この位置をヌルポイントと呼ぶ。図５において実線で表された曲線１０２ａ乃至１０２ｆは、ある時刻、すなわち前記基準基地局１２ｆｉｘの送信する搬送波と可変基地局１２ｖａｒの送信する搬送波の位相差がある値である場合において、前記ヌルポイントを表す点を連ねて得られる曲線であるヌルポイント線を表している。ここで、前記ヌルポイントとは、前記基準基地局１２ｆｉｘから送信される搬送波と前記可変基地局１２ｖａｒから送信される搬送波とが弱め合う点、すなわち、前記基準基地局１２ｆｉｘから送信される搬送波の位相と前記可変基地局１２ｖａｒから送信される搬送波の位相がπだけずれて到着する点である。従って、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の波長をλとすると、前記ヌルポイント線は、前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が（２ｎ＋１）×λ／２である点の連なりである曲線である。具体的には例えば、図５において、ヌルポイント線１０２ａは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が５×λ／２である点の連なりであり、ヌルポイント線１０２ｂは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が３×λ／２である点の連なりであり、ヌルポイント線１０２ｃは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差がλ／２である点の連なりであり、ヌルポイント線１０２ｄは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が−λ／２である点の連なりであり、ヌルポイント線１０２ｅは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が−３×λ／２である点の連なりであり、ヌルポイント線１０２ｄは前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が−５×λ／２である点の連なりである。このヌルポイント線は、例えば基準基地局１２ｆｉｘからの電波と可変基地局１２ｖａｒからの電波とが同位相である場合には、双曲線状の曲線となる。
【００５４】
なお、ヌルポイント線１０２ａ乃至１０２ｆの基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間における本数（図５においては６本）は、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離と基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の波長の両者に関連して定まる。逆に、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の波長および前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離の両者を関連して設定することにより、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間に生ずるヌルポイント線１０２の本数を設定することができる。例えば、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の波長が前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離より長くなるように、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの発振部５２によって生成される搬送波の周波数を決定することにより、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間に生ずるヌルポイント線１０２の本数を１本とすることができる。
【００５５】
ここで、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の周波数が同一であり、かつ固定値である場合には、前記ヌルポイント線１０２ａ乃至１０２ｆ（以下、これらを区別しない場合には「ヌルポイント線１０２」という。）の位置は、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の位相差に応じてその位置が変化する。一方、前述のように、前記干渉パラメータ設定部７４は、基準基地局１２ｆｉｘが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量を固定する一方、可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量を時刻とともに変化させるので、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の位相差も時刻と共に変化し、従って、前記ヌルポイント線１０２の位置も時刻とともに変化する。
【００５６】
図５の破線および一点鎖線は、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の位相差の変化に伴って変化する前記ヌルポイント線１０２の位置の変化を説明する図である。図５においては、当初実線１０２ａ乃至１０２ｆで表されていたヌルポイント線は、前記干渉パラメータ設定部７４によって前記可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量が時刻とともに変化するのに伴って、具体的には、可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の位相の進み量を大きくするに従って、破線で表されたヌルポイント線１０４ａ乃至１０４ｆ、続いて一点鎖線で表されたヌルポイント線１０６ａ乃至１０６ｆのように、その位置がそれぞれ変化する。
【００５７】
図４に戻って、干渉パラメータ設定部７４は、図４に示すように位相差周期変化部７７を有する。この位相差周期変化部７７は、前記干渉パラメータ設定部７４が実行する前記可変基地局１２ｖａｒの送信波パラメータを時刻の経過に伴った所定の変化を所定の周期で反復実行する。具体的には、前記干渉パラメータ設定部７４が、前記基準基地局１２ｆｉｘから送信される搬送波の位相と前記可変基地局１２ｖａｒから送信される搬送波の位相との位相差が所定の間隔ごとに所定の増分によりステップ状に変化するように前記送信波制御パラメータを設定する場合には、この所定の変化を前記所定の周期により反復実行する。前記所定の周期は、例えば、前記干渉パラメータ設定部７４が可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータの所定の変化を行なうのに要する時間である。また、この位相差周期変化部７７は、前記干渉パラメータ設定部７４による可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータの前記所定の変化を２回以上の所定の回数（例えばＮ回）実行する。この所定の回数は、例えばマルチパスによる干渉が多発する場合には多くすることにより、移動局１０において基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれからの電波による干渉波を正確に識別できるようにすることができる。
【００５８】
より具体的には、前記干渉パラメータ設定部７４は、前記可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータを変化させることにより、前記基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波の位相と前記可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の位相との位相差を−πからπまで変化させる場合において、位相差周期変化部７７は、前記位相差がπとなった後、−πとなるように前記可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータを設定する。そして、前記干渉パラメータ設定部７４は前記位相差が−πからπまで変化するように再度前記送信波制御パラメータを変化させる。
【００５９】
ヌルポイント線位置算出部８０は、特定された時刻における前記干渉パラメータ設定部７４によって設定された送信波制御パラメータに基づいて、例えば図１に示す座標系におけるヌルポイント線の位置を算出する。具体的には、前述のように前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の波長をλとすると、前記ヌルポイント線として、前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離と前記可変基地局１２ｖａｒとの距離との差が（２ｎ＋１）×λである点の連なりである曲線の位置を算出する。このとき、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の位相は、それぞれ前記干渉パラメータ設定部７４によって制御される前記送信波制御パラメータに基づいて決定され、特に可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の位相は時刻とともに変化させられるが、前記特定された時刻における値が用いられる。
【００６０】
ここで、前記特定された時刻とは、好適には、前記移動局１０が前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒの両方からの電波を同時に受信する場合において、移動局１０の最小受信強度記録部３６により受信強度としての受信電力が最小となった際の最小受信強度測定時刻が用いられる。このようにすれば、前記ヌルポイント線位置算出部８０によって位置が算出されるヌルポイント線は、前記移動局１０を通るものであるので、前記移動局１０の位置を含む曲線の位置を特定できる。
【００６１】
図６および図７は、前記ヌルポイント線位置算出８０によるヌルポイント線の位置の算出を説明する図である。図６に示すように、前述のように、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の波長が前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離より長くなるように、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの発振部５２によって生成される搬送波の周波数が決定されており、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間に生ずるヌルポイント線１０２の本数は１本となっている。また、前記基地局選択部７６により、基地局組として第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂが選択されている。
【００６２】
干渉パラメータ設定部７４は、前記第１基地局１２Ａを基準基地局１２ｆｉｘとし、その移相部５４における搬送波の位相の進み量／遅れ量を一定に保つ一方、前記第２基地局１２Ｂを可変基地局１２ｖａｒとし、その位相部５４における搬送波の位相の進み量／遅れ量を時刻とともに変化させる。その結果、前記基準基地局１２ｆｉｘにより送信される搬送波の位相と前記可変基地局１２ｖａｒにより送信される搬送波の位相との位相差は時刻と共に変化し、前記基準基地局１２ｆｉｘにより送信される搬送波と前記可変基地局１２ｖａｒにより送信される搬送波との干渉によって生ずる前記ヌルポイント線の位置も時刻と共に変化する。図７は、干渉パラメータ設定部７４による前記位相差の変化に伴う前記ヌルポイント線の位置の変化の一例を説明する図である。図７に示すように、時刻ｔ１１において曲線１１１に示す位置にあった１本のヌルポイント線は、前記可変基地局１２ｖａｒである第２基地局１２Ｂの位相部５４における搬送波の位相の進み量／遅れ量の変化にともなって、時刻ｔ１２においては曲線１１２の位置に、時刻ｔ１３においては曲線１１３の位置に、時刻ｔ１４においては曲線１１４の位置に、時刻ｔ１５においては曲線１１５の位置に、時刻ｔ１６においては曲線１１６の位置に、それぞれ移動する。なお、前記位相差同期変化部７７により前述の曲線１１１乃至曲線１１６に示すようなヌルポイント線の位置の変化が所定の周期により繰り返されるが、本図の説明においては、繰り返しについての説明は省略している。
【００６３】
一方、移動局１０は前記基準基地局１２ｆｉｘにより送信される搬送波と前記可変基地局１２ｖａｒにより送信される搬送波の合成波を受信しており、受信強度測定部３４によりその合成はの受信電力を受信強度として測定している。そして、最小受信強度記録部３６によりその受信強度が最小となった最小受信強度測定時刻として時刻ｔ＝ｔ１３を記録する。
【００６４】
そこで、ヌルポイント線位置算出部８０は、移動局１０が最小の受信強度を記録した最小受信強度測定時刻である時刻ｔ＝ｔ１３の際において、前記干渉パラメータ設定部７４が設定していた送信波制御パラメータを前記干渉パラメータ設定部７４から読み出し、その送信波制御パラメータに対応する前記基準基地局１２ｆｉｘである第１基地局１２Ａの移相部５４における搬送波の位相の進み量／遅れ量と、前記可変基地局１２ｖａｒである第２基地局１２Ｂの位相部５４における搬送波の位相の進み量／遅れ量とを用いて、ヌルポイント線の位置を算出する。図６および図７においては、前記基準基地局１２ｆｉｘと前記可変基地局１２ｖａｒとの間に一本のヌルポイント線が生ずることから、前記ヌルポイント線の位置は、前記基準基地局１２ｆｉｘからの距離Ｄ１と前記可変基地局１２ｖａｒからの距離Ｄ２との差が例えばλ／２である点Ｑの連なりとして、例えば図１に示す座標におけるｘとｙの関係を表す式として算出される。そして、算出されたヌルポイント線は、移動局１０を通る曲線となっている。
【００６５】
図４に戻って、測位部７８は、移動局１０の位置を算出するものであって、ヌルポイント線交点算出部８２を含んで構成される。このヌルポイント線交点算出部８２は、前述の干渉パラメータ設定部７４およびヌルポイント線位置算出部８０が複数の基地局組に対して実行されることによって得られる複数のヌルポイント線の交点を算出する。すなわち、前述のように、ヌルポイント線の位置は例えば座標上のｘとｙの式として得られることから、複数のヌルポイント線の交点は、複数のヌルポイント線に対応する式を同時に満たす方程式を解くことにより解を得ることで算出される。そして、測位部７８はヌルポイント線交点算出部８２によって算出された前記ヌルポイント線の交点を移動局１０の位置とする。なお、例えば移動局１０の時計４０と基地局１２の時計６０との誤差などや、受信強度の測定誤差などによって、例えば３本以上のヌルポイント線の交点が存在しない場合には前記ヌルポイント線交点算出部８２により交点が算出されない場合が考えられるが、この場合、例えば最小２乗法などにより近似解を算出することによって解を得ることができる。
【００６６】
図８は、前記測位部７８による移動局１０の位置の測定を説明する図である。図８において、曲線１１３は基地局組として第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂを選択した場合に、移動局１０において受信電力の最小値を記録した最小受信強度測定時刻の際のヌルポイント線であり、曲線１２０および曲線１２２は、それぞれ基地局組として第１基地局１２Ａおよび第３基地局１２Ｃを選択した場合、基地局組として第２基地局１２Ｂおよび第３基地局１２Ｃを選択した場合の、移動局１０において受信電力の最小値を記録した最小受信強度測定時刻の際のヌルポイント線である。前記ヌルポイント線交点算出部８２は、これらのヌルポイント線１１３、１２０、１２２の交点Ｃの位置を算出する。そして、測位部７８はこの交点Ｃの位置を移動局１０の位置であるとする。
【００６７】
測距部９２は、各基地局１２と移動局１０との間の距離を、各基地局１２のそれぞれが単独で送信した電波を受信した移動局１０における受信強度に基づいて算出する。具体的には例えば、測距部９２は、各基地局１２のいずれかに対し、その無線部５２により所定の出力により電波を送信させると共に、移動局１０に対し、その受信強度測定部３４により基地局１２から送信された電波の受信強度、例えば受信電力Ｖｒを測定させる。このとき、前記電波を送信する基地局１２以外の基地局は電波の送信を行なわないので、移動局１０においては、いずれか１の移動局が前記所定の出力により送信した電波の受信強度が測定される。この受信強度の測定を全ての基地局１２について実行することにより、各基地局１２のそれぞれが前記所定の出力により電波を送信した際の前記移動局１０における受信強度がそれぞれ測定される。
【００６８】
一方、測距部９２は、所定の出力によって送信された電波の受信電力と電波の伝搬距離との関係を予め実験的に、あるいはシミュレーションにより有している。そして、測定された各基地局１２が送信した電波の移動局１０における受信電力をそれぞれ前記関係に適用することによって、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。図９は前記所定の出力によって送信された電波の受信電力と電波の伝搬距離との関係の一例であって、デシベル単位で表された受信電力Ｖｒ（ｄＢｍ）と移動局と基地局との距離Ｌ（ｍ）との関係が示されている。この関係は、例えば、次式（１）によって得られる。
Ｖｒ＝−２０ｌｏｇ（４×π×Ｄ×ｆ／ｃ）＋ＧＴＡ＋ＧＲＡ＋ＰＴ  …（１）
ここで、ｆは移動局１０と簡易基地局１３の間で送受信される電波の周波数（Ｈｚ）、ｃは電波の速度（ｍ／ｓ）、ＧＴＡは移動局１０のアンテナ６２の送信アンテナゲイン（ｄＢｉ）、ＧＲＡは簡易基地局１３のアンテナ９０の受信アンテナゲイン（ｄＢｉ）、ＰＴは移動局１０の無線部６０における送信パワー（ｄＢｍ）である。
【００６９】
なお、好適には、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、この測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２から送信される電波の周波数よりも低いものとされる。これは、次のような理由によるものである。前記測位部７８における移動局１０の位置の算出の際には、前記基地局組を構成する２つの基地局の間に生ずるヌルポイント線の数が少ないほうが、算出される移動局１０の位置の候補が少なくなる。そのため、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、基地局組として選択された２つの基地局１２から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、前記２つの基地局の間に生ずるヌルポイント線の本数を少なくするように設定される。具体的には、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の周囲に電波の干渉を生じさせ、例えば前述の図６のように一本のヌルポイント線を生じさせるためには、例えば前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの間隔が３０ｍである場合には、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する電波が１０ＭＨｚ以下の周波数となるように前記干渉パラメータ設定部７４は前記送信は制御パラメータを設定する。
【００７０】
一方、前記測距部９２により各基地局１２のそれぞれから電波が送信される際には、その周波数は通常４００ＭＨｚ乃至５ＧＨｚの周波数帯が用いられる。このように、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２が同時に電波を送信する際と、測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２が送信する際には、それぞれ異なった周波数帯の電波が用いられ、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、この測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２から送信される電波の周波数よりも低いものとされる。
【００７１】
このようにすれば、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２から同時に送信される電波と、測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２から送信される電波とが互いに影響を受けることが無いので、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２による電波の送信の後に、電波環境が静になるまで待つことなく、続いて測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２による電波の送信が行なわれることが可能である。
【００７２】
なお、このように基地局１２が２つの異なった周波数帯の電波を送信する場合には、基地局１２はこの２つの異なった周波数帯の電波の送信に適したアンテナ５０および無線部５２を有してもよい。例えば、アンテナ５０としては、前記２つの異なった周波数帯の両方の電波を送信することができるアンテナが用いられても良いし、各周波数帯の電波の送信に適した２つのアンテナがそれぞれ用いられてもよい。同様に、移動局１０が２つの異なった周波数帯の電波を受信する場合には、移動局１０はこの２つの異なった周波数帯の電波の受信に適したアンテナ３０および無線部３２を有してもよい。
【００７３】
移動局位置候補選択部８４は、前記測位部７８によって移動局１０の位置の算出が行なわれた場合に、複数の候補が算出された場合に、前記測位部７８が測位を行なったのとは異なる方法に基づいて、前記複数の候補から移動局１０の位置を選択する。移動局位置候補選択部８４は例えば、位置推定部８６および領域比較部８８を有する。
【００７４】
このうち、位置推定部８６は、前記測距部９２において算出された各基地局１２と移動局１０との距離に基づいて、移動局１０の位置を推定する。図１０は、位置推定部８６による移動局１０の位置の推定を説明する図である。前記測距部９２によって、第１基地局１２Ａと移動局１０との距離がＬ１、第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離がＬ２、第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離がＬ３と算出された場合、位置推定部８６は、移動局１０の位置を、第１基地局１２Ａを中心とする半径Ｌ１の円と、第２基地局１２Ｂを中心とする半径Ｌ２の円と、第３基地局１２Ｃを中心とする半径Ｌ３の円の交点であると推定する。すなわち、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（ｘ１，ｙ１）、第２基地局１２Ｂの座標が（ｘ２，ｙ２）、第３基地局１２Ｃの座標が（ｘ３，ｙ３）である場合において、移動局１０の位置を表す座標を（ｘｐ，ｙｐ）とすると、位置推定部８６は、
（ｘ１−ｘｐ）２＋（ｙ１−ｙｐ）２＝Ｌ１２
（ｘ２−ｘｐ）２＋（ｙ２−ｙｐ）２＝Ｌ２２
（ｘ３−ｘｐ）２＋（ｙ３−ｙｐ）２＝Ｌ３２    …（２）
の３式を同時に満たす解（ｘｐ，ｙｐ）を算出し、これを移動局１０の位置であると推定する。
【００７５】
移動局位置候補選択部８４は、位置推定部８６によって推定された移動局１０の位置（ｘｐ，ｙｐ）と、前記測位部７８によって算出された移動局１０の位置の複数の候補のそれぞれとの距離を算出し、その距離が最も短いものを移動局１０の位置であるとして選択する。
【００７６】
図１１は、移動局位置候補選択部８４が位置推定部８６とともに移動局の位置の複数の候補から移動局１０の位置を選択する場合を説明する図である。本図１１において、前記ヌルポイント線位置算出部８０により、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線１１０として複数の曲線１１０ａ、１１０ｂ、…の位置が算出され、第１基地局１２Ａおよび第３基地局１２Ｃが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線１２０として複数の曲線１２０ａ、１２０ｂ、…の位置が算出され、また、第２基地局１２Ｂおよび第３基地局１２Ｃが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線１２２として複数の曲線１２２ａ、１２２ｂ、…の位置が算出されている。なお、図１１においては、前記ヌルポイント線のうち、１１０ａ、１１０ｂ、１２０ａ、１２２ａ、１２２ｂのみが記載されている。
【００７７】
このとき、ヌルポイント線交点算出部８２は、前記ヌルポイント線１１０、１２０、および１２２の交点として、Ｃ１およびＣ２を算出する。そして、測位部７８は、前記Ｃ１およびＣ２を移動局１０の位置の候補とする。かかる場合において、前記位置推定部８６は前記測距部９２により算出される各基地局１２と移動局１０との距離に基づいて、移動局１０の位置を推定する。この位置推定部８６により推定された移動局１０の推定位置がＰであるとする。移動局位置候補選択部８４は、前記測位部７８により算出された移動局１０の位置の候補であるＣ１およびＣ２のそれぞれと、前記位置推定部８６による移動局１０の推定位置Ｐとの距離をそれぞれ算出する。そして、算出された前記候補Ｃ１と推定位置Ｐとの距離ｄ１および候補Ｃ２と推定位置Ｐとの距離ｄ２との距離を比較し、距離が小さくなる候補（図１１の例であればｄ１＞ｄ２であるので、候補Ｃ２）を移動局１０の位置であるとする。
【００７８】
図４に戻って、領域比較部８８は、前記測位部７８により算出された移動局１０の位置の候補と、移動局１０が存在し得る領域である存在可能領域１２６の位置とを比較し、前記移動局１０の位置の候補のそれぞれが、前記存在可能領域１２６の内部に位置するか、外部に位置するかを判断する。この存在可能領域とは、例えば移動局１０が壁で仕切られた室内の床面内を移動する場合など、移動可能な領域が制限されている場合に、移動局１０が存在し得る領域であり、例えば、図１において定義された座標における領域として予め定義されている。
【００７９】
移動局位置候補選択部８４は、領域比較部８８によって前記存在可能領域１２６の外部に位置すると判断された移動局１０の位置の候補を、移動局１０の位置の候補から除外する。すなわち、前記存在可能領域１２６の内部に位置すると判断された移動局１０の位置の候補を、移動局１０の位置であるとして選択する。
【００８０】
図１２は、移動局位置候補選択部８４が領域比較部８８とともに移動局の位置の複数の候補から移動局１０の位置を選択する場合を説明する図である。図１２においては、図１１の場合と同様に、前記ヌルポイント線１１０、１２０、および１２２の交点であるＣ１およびＣ２が測位部７８により移動局１０の位置の候補とされている。
【００８１】
図１２においては、移動局１０は壁１３０で囲まれた存在可能領域１２６の内部を移動可能とされており、移動可能領域１２６の位置に関する情報は予め得られている。かかる場合において、領域比較部８８は、前記移動可能領域１２６の位置と、移動局１０の位置の候補であるＣ１およびＣ２とを比較し、前記候補Ｃ１およびＣ２がそれぞれ移動可能領域１２６の内部に位置するか外部に位置するかを判断する。すなわち、図１２においては、候補Ｃ１は移動可能領域１２６の外部に位置すると判断し、候補Ｃ２は移動可能領域１２６の内部に位置すると判断する。
【００８２】
移動局位置候補選択部８４は、領域比較部８８により移動可能領域１２６の外部に位置する判断された候補Ｃ１を移動局１０の位置の候補から除外することにより、候補Ｃ２を移動局１０の位置であるとして選択する。
【００８３】
また、記憶部９０は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、必要に応じて情報を読み出し可能に記憶する。例えば、前記干渉パラメータ設定部７４において設定された送信波制御パラメータの内容や、前記ヌルポイント線位置算出部８０によって算出されたヌルポイント線の位置、前記ヌルポイント線交点算出部８２において算出されたヌルポイント線の交点の位置、測位部７８によって算出された移動局１０の位置あるいは位置の候補などについての情報や、通信ケーブル２０を介して基地局１２より得られた情報、例えば移動局１０における最小受信強度測定時刻などについての情報が記憶される。
【００８４】
図１３および図１４は、本発明の移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートは紙面の都合上図１３および図１４に分割されて表示されている。まず、基地局選択部７６に対応するステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、移動局測位システム８に存在する３つ以上の基地局１２から前記基地局組として２つの基地局が選択される。
【００８５】
続くＳＡ２およびＳＡ３は、干渉パラメータ設定部７４に対応する。すなわち、前記ＳＡ１において基地局組として選択された２つの基地局１２のうち、いずれか一方を基準基地局１２ｆｉｘ、他方を可変基地局１２ｖａｒとするとともに、これら基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の位相の進み量／遅れ量を決定する送信波制御パラメータを設定する。このとき、基準基地局１２ｆｉｘにおける搬送波の位相の進み量／遅れ量は、送信の間は一定の間とされる一方、可変基地局１２ｖａｒにおける搬送はの位相の進み量／遅れ量は時刻とともに変化するように、前記送信波制御パラメータが設定される。そして、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒとされた基地局１２に対して搬送波の送信の開始が、また、移動局１０に対しては電波の受信強度の測定の開始が指示される。
【００８６】
ＳＡ３においては、ＳＡ２において測位サーバ１４から移動局１０になされた電波の受信強度の測定の開始の指示が、基準基地局１２ｆｉｘによって中継される。すなわち、測位サーバ１４は移動局１０に対する指示をいったん基準基地局１２ｆｉｘに通信ケーブル２０を介して送信し、これを受信した基準基地局１２ｆｉｘはその内容を無線部５２を介して無線により移動局１０に送信する。これは、本実施例においては測位サーバ１４は無線により移動局１０と通信を行なう機能を有していないことから、測位サーバ１４と移動局１０との通信は、測位サーバ１４と通信ケーブル２０により通信可能により接続され、かつ移動局１０との間で無線部５２により通信可能とされているいずれか１つの基地局１２を介して行なわれる必要があるためである。なお、本ステップにおける測位サーバ１４と移動局１０との通信の中継は、基準基地局１２ｆｉｘに限られず、他の基地局１２によってもよい。
【００８７】
ＳＡ４乃至ＳＡ６は、基準基地局１２ｆｉｘの無線部５２、位相部５４、発振部５６などに対応する。ＳＡ４においては、ＳＡ２で設定された送信波制御パラメータに応じて、基準基地局１２ｆｉｘから搬送波の送信が開始される。この搬送波は、位相部５４によって進み量／遅れ量だけ位相が変化された搬送波であり、この進み量／遅れ量は固定された値である。
【００８８】
また、ＳＡ５においては、ＳＡ４において開始された基準基地局１２ｆｉｘからの搬送波の送信が所定時間Ｔだけ行なわれたかが判断される。そして、所定時間Ｔだけ行なわれた場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ６が実行される。一方、所定時間Ｔだけ行なわれていない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き搬送波の送信が行なわれる。なお、この所定時間Ｔは、後述するＳＡ７乃至ＳＡ１１においてＳＡ２で設定された送信波制御パラメータに基づいて位相を変化させて搬送波を送信するのに十分な時間である。
【００８９】
ＳＡ６は、ＳＡ５の判断が肯定される場合、すなわち基準基地局１２ｆｉｘからの搬送波の送信が所定時間Ｔだけ行なわれた場合に実行されるステップであり、基準基地局１２ｆｉｘからの搬送波の送信が停止させられる。
【００９０】
ＳＡ７乃至ＳＡ１１はＳＡ２において可変基地局１２ｖａｒとされた基地局の作動に関するステップであり、可変基地局１２ｖａｒの無線部５２、移相部５４、発振部５６などに対応するステップである。まず、ＳＡ７においては、ＳＡ２で設定された送信波制御パラメータに応じて、可変基地局１２ｖａｒから搬送波の送信が開始される。この搬送波は、位相部５４によって進み量／遅れ量だけ位相が変化された搬送波であり、この進み量／遅れ量は時刻とともに変化する値である。ここで、ＳＡ７においては、前記進み量／遅れ量の初期値に基づいて位相が変化された搬送波が送信される。
【００９１】
ＳＡ８においては、各進み量／遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波が所定時間Ｔｉｃだけ送信されたかが判断される。この所定時間Ｔｉｃは後述するＳＡ１２乃至１３において電波の受信強度の１回の測定が行なわれるのに十分な時間として予め設定される。そして、各進み量／遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信を開始してから所定時間Ｔｉｃだけ経過した場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ９が実行される。一方、各進み量／遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信を開始してから所定時間Ｔｉｃだけ経過していない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続きその進み量／遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信が行なわれる。
【００９２】
ＳＡ９においては、ＳＡ２で設定された送信波制御パラメータに基づいて、前記進み量／遅れ量が変更され、変更された進み量／遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信が行なわれる。
【００９３】
ＳＡ１０においては、ＳＡ７において可変基地局１２ｖａｒからの搬送波の送信が開始されてからの累積送信時間が所定時間Ｔを超えたか否かが判断される。ここで、この所定時間Ｔは、ＳＡ８乃至ＳＡ１０が反復して実行される場合に、基準基地局１２ｆｉｘによって送信される搬送波の位相と可変基地局１２ｖａｒによって送信される搬送波の位相との位相差が２πだけ変化するのに十分な時間であり、例えば前記ＳＡ９において進み量／遅れ量がαだけ変化させられる場合には、前記ＳＡ８において用いられる各進み量／遅れ量での搬送波の送信時間Ｔｉｃを用いて、Ｔ＝２π／α×Ｔｉｃのように表される。そして、累積送信時間が所定時間Ｔを超えた場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ１１が実行される。一方累積送信時間が所定時間Ｔを超えていない場合には、引き続きＳＡ８以降が反復して実行される。
【００９４】
ＳＡ１１は、ＳＡ１０の判断が肯定される場合、すなわち可変基地局１２ｖａｒからの搬送波の累積送信時間が所定時間Ｔだけ行なわれた場合に実行されるステップであり、可変基地局１２ｖａｒからの搬送波の送信が停止させられる。
【００９５】
ＳＡ１２乃至ＳＡ１７は移動局１０の作動に関するステップである。このうちＳＡ１２乃至ＳＡ１５は、無線部３２および受信強度測定部３４に対応する。ＳＡ１２においては、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれから送信された搬送波の合成波が移動局１０において受信される。そして、受信した合成波の受信電力と受信時刻が記憶される。
【００９６】
ＳＡ１４においては、ＳＡ１２において最初に受信を開始してから所定時間である前記Ｔだけ経過したか否かが判断される。ＳＡ１２において最初に受信を開始してから所定時間Ｔだけ経過した場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＡ１５が実行される。一方ＳＡ１２において最初に受信を開始してから所定時間Ｔだけ経過していない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き前記合成波の受信および受信強度と受信時刻の記憶が繰り返し行なわれる。
【００９７】
ＳＡ１５は、ＳＡ１４の判断が肯定される場合、すなわちＳＡ１２において最初に受信を開始してから所定時間Ｔだけ経過した場合に実行されるステップであり、移動局１０における合成波の受信および受信強度と受信時刻の記録が停止させられる。
【００９８】
最小受信強度記録部３６に対応するＳＡ１６においては、ＳＡ８が繰り返し実行されることにより記憶された受信波の受信強度のうち、その受信強度が極小となった際の値とその受信時刻とが極小値および極小受信強度測定時刻として抽出される。
【００９９】
なお、ＳＡ４乃至ＳＡ１６は、ステップの説明の為に付した番号であり、この順で各ステップが実行されるものではない。すなわち、ＳＡ３による測位サーバ１４からの指示を受け、基準基地局１２ｆｉｘ、可変基地局１２ｖａｒ、および移動局１０のそれぞれにおいてＳＡ４、ＳＡ７、ＳＡ１２が開始され、開始から所定時間Ｔだけ経過するまでの間、ＳＡ５、ＳＡ１０、ＳＡ１４の判断が何れも否定され、ＳＡ４、ＳＡ７乃至ＳＡ９、ＳＡ１２乃至ＳＡ１３のステップが反復して実行される。そして、開始から所定時間Ｔだけ経過するまでの間、ＳＡ５、ＳＡ１０、ＳＡ１４の判断が何れも肯定され、前記反復が終了する。すなわち、基準基地局１２ｆｉｘ、可変基地局１２ｖａｒ、および移動局１０のそれぞれにおいてＳＡ４乃至ＳＡ６、ＳＡ７乃至ＳＡ１１、ＳＡ１２乃至ＳＡ１５はそれぞれ並行して実行されている。
【０１００】
位相差周期変化部７７に対応するＳＡ１７乃至ＳＡ１９においては、前記ＳＡ５乃至ＳＡ１６の作動が所定の回数、例えばＮ回だけ反復して実行される。
【０１０１】
最小受信強度記録部３６に対応するＳＡ２０においては、前記ＳＡ１２乃至ＳＡ１９が繰り返して実行されることによりＳＡ１６において記憶された各受信時刻における受信波（合成波）の受信強度の極小値うち、前記ＳＡ１７乃至ＳＡ１９により基準基地局１２ｆｉｘ、可変基地局１２ｖａｒ、および移動局１０の作動であるＳＡ５乃至ＳＡ１６が繰り返される周期と略等しい周期により検出されるのもののいずれかが最小値として選択され、その受信強度の最小値および最小値を受信した際の時刻である最小受信強度測定時刻が記録される。この略等しいとは、移動局１０や各基地局１２における処理時間などを考慮して等しいと判断される意味である。さらにＳＡ２１においては、記録された受信強度の最小値や最小受信強度測定時刻に関する情報が測位サーバ１４に送信される。この送信はいったん基準基地局１２ｆｉｘに無線により送信され、ＳＡ２２において基準基地局１２ｆｉｘから通信ケーブル２０を介して測位サーバに送信される。
【０１０２】
ＳＡ２３において、移動局１０において記録された受信強度の最小値および最小受信強度測定時刻に関する情報を受信した測位サーバ１４は、続く、ヌルポイント線算出部８０に対応するＳＡ２４において、ヌルポイント線の位置を算出する。この算出は、ＳＡ２３において受信した最小受信強度測定時刻の際に、前記干渉パラメータ設定部７４によって設定されていた送信波制御パラメータの内容を参照して行なわれる。
【０１０３】
続くＳＡ２５においては、前記ヌルポイント線の位置の算出が、移動局測位システム８に含まれる全ての基地局１２から選択されうる全ての基地局組ついて実行されたか否かが判断される。全ての基地局組についてヌルポイント線の算出が実行された場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ２６以降が実行される。一方、ヌルポイント線の算出が行なわれていない基地局組が存在する場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＡ１乃至ＳＡ２４が繰り返し実行される。
【０１０４】
ヌルポイント線交点算出部８２に対応するＳＡ２６においては、前記ＳＡ２４において算出された複数のヌルポイント線の交点が算出される。続くＳＡ２７およびＳＡ２８は測位部７８に対応する。このうち、ＳＡ２７においては、ＳＡ２６において算出されたヌルポイント線の交点の数が１個であるか否かが判断される。そして、ヌルポイント線の交点の数が１個である場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ２８において、前記ヌルポイント線の交点が移動局１０位置であるとされて本フローチャートは終了する。一方、ＳＡ２６において算出されたヌルポイント線の交点の数が２個以上である場合には、ＳＡ２７の判断が否定され、ＳＡ２６において算出された複数のヌルポイント線の交点は移動局１０の位置の候補であるとされる。そして、ＳＡ２９において、これらの移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置であるとされるものを選択するための移動局位置候補選択ルーチンが実行される。
【０１０５】
図１５は、この移動局位置候補選択ルーチンにおける制御作動の概要を説明するフローチャートである。このうち、ＳＢ１乃至ＳＢ９は位置推定部８６に対応するステップである。まず、ＳＢ１においては、いずれかの基地局１２と移動局１０との距離を算出するかが決定される。そして、距離算出の対象とされた基地局１２に対しては電波を送信する指令が、また、その他の基地局１２に対しては電波を送信しない指令が、さらに、移動局１０に対しては基地局１２からの電波の受信を行なうべく待機する指令が行なわれる。
【０１０６】
ＳＢ２においては、ＳＢ１における測位サーバ１４から移動局１０への指令が、基地局１２を介して移動局１０へ送信される。すなわち、図１３のＳＡ３と同様、いずれかの基地局１２によって測位サーバ１４から移動局１０への指令が中継される。そして、ＳＢ３においては、ＳＢ２において受信された指令に応じて、移動局１０は基地局１２からの電波の受信するための待機を行なう。なお、前述のように、前述の図１３のステップＳＡ４乃至ＳＡ６およびＳＡ７乃至ＳＡ１１において送信される電波は、その周波数が、本ステップＳＢ４において送信される電波の周波数よりも低い電波が用いられる。
【０１０７】
基地局１２の無線部５２に対応するＳＢ４においては、基地局１２から移動局１０に対し所定の出力により電波の送信が行なわれる。そして、移動局１０の無線部３２および受信強度測定部３４に対応するＳＢ５においては、ＳＢ４において送信された電波が受信され、その受信強度としての受信電力が測定される。そして測定された受信電力の値についての情報は移動局１０から基地局１２へ無線により送信される。
【０１０８】
ＳＢ５において測定された移動局１０における受信電力についての情報は、ＳＢ６において基地局１２を介して測位サーバ１４に送信される。これを受信した測位サーバ１４は、受信した移動局１０における受信電力の値から、前記図９あるいは式（１）に示す関係に基づいて、ＳＢ４で電波を送信した基地局１２とその電波を受信した移動局１０との距離が算出される。
【０１０９】
ＳＢ８においては、移動局測位システム８に含まれる全ての基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離の算出が行なわれたか、すなわちＳＡ１乃至ＳＡ７が全ての基地局１２について実行されたかが判断される。全ての基地局１２についてＳＢ１乃至ＳＢ７が実行された場合には本ステップの判断は肯定され、続くＳＢ９以降が実行される。ＳＢ１乃至ＳＢ７が実行されていない基地局１２が存在する場合、すなわち基地局１２と移動局１０との距離が算出されていない基地局１２が存在する場合には、本ステップの判断が否定され、移動局１０との距離が算出されていない基地局１２に対して、ＳＢ１乃至ＳＢ７が実行される。
【０１１０】
ＳＢ９においては、ＳＢ１乃至ＳＢ７を全ての基地局１２について実行することにより得られた各基地局１２と移動局１０との距離と、各基地局１２の位置に関する情報とに基づいて、前記図１０あるいは式（２）に示す関係により移動局１０の位置の推定が実行される。
【０１１１】
移動局位置候補選択部８４に対応するＳＢ１０においては、図１４のＳＡ２７において移動局１０の位置の複数の候補のいずれかが、実際の移動局１０の位置として選択され、本フローチャートは終了する。具体的には、図１４のＳＡ２７において移動局１０の位置の候補とされた複数のヌルポイント線の複数の交点のそれぞれと、ＳＢ９において推定された移動局１０の推定位置との距離が算出され、その距離が最も小さくなった前記移動局１０の位置の候補が実際の移動局１０の位置として選択される。
【０１１２】
なお、前述の実施例において、位相差周期変化部７７が存在しなくても一定の効果を得ることができる。すなわち、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒがそれぞれ送信する電波の位相差を所定の範囲で１回変化させ、移動局１０において、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒがそれぞれ送信する電波の合成波の受信強度が最小となった最小値およびその受信時刻である最小受信強度測定時刻を検出する。そして、検出された最小受信強度測定時刻における前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれから送信される電波の位相差に基づいて、前記ヌルポイント線の位置を算出することができる。この場合、図１３および図１４で示されたフローチャートにおいて、ステップＳＡ１７乃至ＳＡ２０は実行される必要がない。またＳＡ１６においては、前述の作動に代えて、ＳＡ８が繰り返し実行されることにより記憶された受信強度の測定値のうち、最小となったものが最小受信強度として、また、その受信時刻が最小受信強度測定時刻として選択される。
【０１１３】
前述の実施例によれば、前記干渉パラメータ設定部７４により、前記３局以上の基地局１２から、２局の基地局１２からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局１２ｆｉｘの送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局１２ｖａｒの送信波制御パラメータが時刻の経過に伴って所定の変化をさせられ、前記ヌルポイント線位置算出部８０により、前記干渉パラメータ設定部７４においてより設定されたパラメータに応じた搬送波を前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒが送信することにより、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび前記可変基地局１２ｖａｒにより送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置が、前記最小受信強度記録部３６において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出させられ、前記測位部７８（ヌルポイント線交点算出部８２）により、２以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部８０によりそれぞれ得られる２以上のヌルポイント線の交点Ｃが算出され、該交点Ｃに基づいて前記移動局１０の位置が算出されるので、基地局１２および移動局１０の構成を簡素化しつつ精度のよい移動局１０の位置の算出を行なうことができる。
【０１１４】
また、前述の実施例によれば、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部７４は、前記基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波の位相に対する前記可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させるので、好適に前記ヌルポイント線を生成させることができる。
【０１１５】
また、前述の実施例によれば、前記位相差周期変化手段７７により、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する電波の位相差が所定の周期により周期的に変化させられ、前記最小受信強度記録部３６は、前記受信強度測定部３４により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定するので、マルチパス、すなわち地面や床による反射波との干渉によって生ずる受信強度の最小値を除外し、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の干渉による電波の受信強度の最小値を測定することができる。
【０１１６】
また、前述の実施例によれば、１本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒとの間に形成されるように、前記基準基地局１２ｆｉｘと前記可変基地局１２ｖａｒとの距離と該基準基地局１２ｆｉｘおよ該可変基地局１２ｖａｒが送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されているので、前記基準基地局１２ｆｉｘと可変基地局１２ｖａｒとの間に生成されるヌルポイント線を１本とすることができ、前記測位部７８による測位を容易におこなうことができる。
【０１１７】
また、前述の実施例によれば、前記測位部７８によって前記移動局１０の位置として複数の候補が算出される場合に、前記複数算出された移動局１０の位置の候補のうちから前記移動局１０の位置である可能性が高いものを移動局１０の位置として選択する移動局位置候補選択部８４を有するので、前記測位部７８において移動局１０の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、算出された候補の中から移動局１０の位置を選択することにより移動局１０の位置を推定することができる。
【０１１８】
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置候補選択部８４は、前記基地局１２のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局１０の受信強度測定部３４において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局１０の位置を推定し、前記測位部７８によって算出された移動局１０の位置の複数の候補のうち該推定された移動局１０の位置に最も近いものを移動局１０の位置として選択するので、前記測位部７８において移動局１０の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、前記受信強度測定部３４において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて算出された候補の中から移動局１０の位置を選択することにより移動局１０の位置を推定することができる。
【０１１９】
また、前述の実施例によれば、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局１２のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部８４における移動局１０の位置の推定の際に前記基地局１２のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされるので、ヌルポイント線を必要最小限の本数として良好に形成しつつ、かつ前記ヌルポイント生成のための電波と、前記移動局の測位のための電波とが相互に影響を受けることがない。
【０１２０】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１２１】
図１６は、図１４のフローチャートにおけるステップＳＡ２９において実行される移動局位置候補選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートであって、移動局位置候補選択部８４および領域比較部８８に対応するものである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＣ１においては、予め記憶されていた存在可能領域１２６の位置に関する情報が読み出される。
【０１２２】
続いて、ＳＣ２においては、ＳＣ１において読み出された存在可能領域１２６の位置と、図１４のＳＡ２７において移動局１０の位置の候補とされた複数のヌルポイント線の複数の交点のそれぞれとが比較される。そして、移動局１０の位置の候補のうち、存在可能領域１２６の外にあるものが移動局１０の位置の候補でないものとされる。
【０１２３】
ＳＣ３においては、ＳＣ２において存在可能領域１２６の外にある移動局１０の位置の候補が除外された結果、移動局１０の位置の候補が１つとなったかが判断される。そして、移動局１０の位置の候補が１つとなった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ４が実行される。ＳＣ４においては、ＳＣ２の実行によって１つとされた移動局１０の位置の候補が、移動局１０の位置であるとして選択されて、本フローチャートは終了する。
【０１２４】
一方、ＳＣ２の実行によっても、移動局１０の位置の候補が１つとならなかった場合には、ＳＣ５において、本方法によってはそれ以上移動局１０の位置の候補を絞り込むことができないとして、他の方法が実行される。
【０１２５】
前述の実施例によれば、移動局位置候補選択部８４は、移動局１０が存在することが許容される領域である存在可能領域１２６の位置に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置である可能性が高いものを選択するので、前記測位部７８において移動局１０の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、存在可能領域１２６の位置に関する情報に基づいて、移動局１０の位置の候補の中から移動局１０の位置を選択することにより移動局１０の位置を選択することができる。
【０１２６】
なお、前述の図１２および図１６の実施例は、共通の装置に対して同時に適用されることが可能である。具体的には、図１６のステップＳＣ１５において実行される他の方法として、図１５のフローチャートに示す方法を実行することが可能である。このようにすれば、前記測位部７８（ＳＡ２７）により移動局１０の位置の候補が複数算出される場合に、より簡易かつ高速に移動局１０の位置を選択し得る図１６のフローチャート、すなわち領域比較部８８をまず実行し、図１６のフローチャートによって移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができなかった場合にのみ、図１５のフローチャート、すなわち測距部９２および位置推定部８６を実行することにより、図１６のフローチャート、すなわち領域比較部８８によって移動局１０の位置の選択が可能な場合には、簡易かつ高速に移動局１０の位置の選択が行なえる一方、図１６のフローチャート、すなわち領域比較部８８によって移動局１０の位置の選択ができない場合には、図１５のフローチャート、すなわち測距部９２および位置推定部８６により移動局１０の位置の選択が行なわれることができる。
【実施例３】
【０１２７】
前述の実施例において説明したように、移動局１０の受信強度測定部３４および最小受信強度記録部３６においては、基準基地局１２ｆｉｘからの電波および可変基地局１２ｖａｒからの電波の移動局１０における合成波が受信され、その受信強度が最小となることに基づいて干渉波が発生していることが検出される。ここで、干渉波を測定しする際においては、より干渉波の強度が小さいほど、移動局１０における受信波の強度の極小、あるいは最小の検出が容易となる。ところで、位相がπだけ異なる２つの電波が干渉し合う場合においては、２つの電波の強度が近似するほど干渉波の強度は小さいものとなる。すなわち、移動局１０の位置に基準基地局１２ｆｉｘからの電波および可変基地局１２ｖａｒからの電波がそれぞれ到達する際に、その電波の強度が同程度となって到達すれば、より電波の強度の小さい干渉波を生じさせることができる。
【０１２８】
本実施例においては、測位サーバ１４はその演算部７２において送信電力可変部８９を有する。この送信電力可変部８９は、例えば測位部７８や位置候補選択部８４による移動局１０の測位結果や位置推定結果に基づいて、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の送信電力を変化させる。具体的には、例えば前記測位部７８によって測位された移動局１０の位置、あるいは位置候補選択部８４の位置推定部８６によって推定された移動局１０の位置などに基づいて、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離および移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離のそれぞれを算出し、算出された距離の二乗の値に比例した出力となるように基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の送信電力を変化させる。これは、電波は伝搬距離の二乗に比例して減衰するという性質を考慮するものである。
【０１２９】
このようにすれば、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離および移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離のそれぞれに応じて生ずる電波の減衰に基づいて、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の送信電力を変化させるので、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離と、移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離とが大きく異なる場合においても、移動局１０との距離が比較的離れた基準基地局１２ｆｉｘもしくは可変基地局１２ｖａｒのいずれか一方からの電波が他方からの電波に比べて大きく減衰して移動局１０に到達することがなく、基準基地局１２ｆｉｘからの電波と可変基地局１２ｖａｒからの電波によって生ずる干渉波の強度を小さくすることができる。
【０１３０】
図１７は、本実施例における移動局測位システムの制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＤ１においては、例えば基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒともに同一の予め定められた出力により、移動局１０の測位が行なわれる。この移動局１０の測位は、例えば前述の実施例１あるいは実施例２に示す方法である、図１４乃至図１６のフローチャートが実行されることにより行なわれる。
【０１３１】
続いて、送信電力可変部８９に対応するＳＤ２においては、ＳＤ１において算出された移動局１０の位置と、予め既知である基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの位置とに基づいて、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離および移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離がそれぞれ算出される。そして、算出された移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離および移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離のそれぞれに基づいて、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの送信する電波の出力が変更される。この変更は、例えば、基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波の出力と可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の出力の比が、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離の二乗の値と移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離の二乗の値の比となるように変更される。
【０１３２】
ＳＤ３においては、前記ＳＤ２において変更された基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの出力により、移動局１０の測位が再度行なわれる。この移動局１０の測位は、ＳＤ１と同様に、例えば前述の実施例１あるいは実施例２に示す方法である、図１４乃至図１６のフローチャートが実行されることにより行なわれる。
【０１３３】
本実施例によれば、前記送信電力可変手段８９（ＳＤ２）により、前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられるので、前記移動局１０の位置における前記基準基地局１２ｆｉｘからの電波の強度と前記可変基地局１２ｖａｒからの電波の強度のそれぞれが等しくなるように前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられることにより、前記移動局１０の位置において前記基準基地局１２ｆｉｘからの電波と前記可変基地局１２ｖａｒからの電波の干渉による電波の受信強度の低下を大きくすることができる。
【０１３４】
また、前記送信電力可変手段８９（ＳＤ２）により変更された前記基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれの電波の送信電力により、移動局１０の位置の算出が行なわれるので（ＳＤ３）、移動局１０の位置において前記基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波および可変基地局１２ｖａｒが送信する電波によって生ずる干渉波はその強度が小さいものとされる。そのため、例えばマルチパスによる干渉波が前記基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波および可変基地局１２ｖａｒが送信する電波によって生ずる干渉波として誤って検出されることなどが防止され、移動局１０の送信電力受信強度測定部３４および最小受信強度記録部３６によって、より精密に干渉波の検出を行なうことができる。
【０１３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１３６】
例えば、前述の実施例においては、移動局１０は平面を移動するものとして説明がされたが、３次元空間を移動する場合においても、基地局１２の数を１つ増やし、３つの基地局１２とすることにより同様に適用可能である。
【０１３７】
また、前述の実施例においては、測位サーバ１４が設けられ、演算部７２、記憶部９０はは測位サーバ１４に設けられたが、このような態様に限られない。例えば、いずれかの基地局１２がＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有することにより、前記演算部７２、記憶部９０をその基地局１２において実現することができれば、測位サーバ１４は設けられなくてもよい。すなわち、測位サーバ１４は必須の構成ではない。
【０１３８】
なお、前述の実施例においては、電波の受信強度を表す指標として受信電力が用いられたが、これに限られない。例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるＲＳＳＩ（ｒｅｃｅｉｖｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）などを用いてもよい。
【０１３９】
また、前述の実施例においては、前記干渉パラメータ設定部７４によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局１２から同時に電波を送信する際と、測距部９２による受信電力の測定の際に基地局１２から送信される際には、それぞれ異なった周波数帯の電波が用いられたが、これに限られず、同一の周波数帯の電波を用いた場合でも一定の効果が得られる。
【０１４０】
また、前述の実施例においては、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の波長および基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離の両者を関連して設定することにより、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間に生ずるヌルポイント線１０２の本数を設定することができ、特に、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒのそれぞれが送信する搬送波の波長が基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間の距離より長くなるように、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒの発振部５２によって生成される搬送波の周波数を決定することにより、基準基地局１２ｆｉｘおよび可変基地局１２ｖａｒ間に生ずるヌルポイント線１０２の本数を１本とされたが、これに限られない。すなわち、複数のヌルポイント線が生じることにより移動局１０の位置の候補が複数算出される場合であっても、移動局位置候補選択部８４により算出された複数の移動局１０の位置の候補から移動局１０の実際の位置を選択することができる。
【０１４１】
前述の実施例３においては、送信電力可変手段８９は、例えば、基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波の出力と可変基地局１２ｖａｒが送信する電波の出力の比を、移動局１０と基準基地局１２ｆｉｘとの距離の二乗の値と移動局１０と可変基地局１２ｖａｒとの距離の二乗の値の比となるように変更したが、これに限られない。すなわち、移動局１０の位置において基準基地局１２ｆｉｘが送信する電波と可変基地局１２ｖａｒが送信する電波とによって生ずる干渉波の強度が小さくなるように変更されれば、前述の実施例の方法に限られない。
【０１４２】
また、前述の実施例においては、位置推定部８６は測距部９２によって測定される各基地局１２と移動局１０との距離のそれぞれに基づいて移動局１０の位置を推定したが、これに限られず、例えば、本発明の移動局測位システム８による移動局１０の測位が繰り返し行なわれる場合においては、過去の所定回数における測位結果、すなわち移動局１０の移動履歴に基づいて現在の移動局１０の位置を推定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】移動局測位システムにおける測位対象である移動局の機能を説明する機能ブロック図である。
【図３】移動局測位システムにおける基地局の機能を説明する機能ブロック図である。
【図４】移動局測位システムにおける測位サーバの機能を説明する機能ブロック図である。
【図５】基準基地局と可変基地局との間に生成されるヌルポイント線と、可変基地局における搬送波の位相の変化に伴うヌルポイント線の動きを説明する図である。
【図６】基準基地局と可変基地局との間に１本のヌルポイント線が生成される様子を説明する図である。
【図７】ヌルポイント線位置算出部によるヌルポイント線の位置の算出を説明する図である。
【図８】ヌルポイント線交点算出部８２による複数のヌルポイント線の交点の算出を説明する図である。
【図９】移動局による受信電力と移動局および基地局間の距離との関係を説明する図である。
【図１０】位置推定部による移動局の位置の推定を説明する図である。
【図１１】移動局位置候補選択部による移動局の位置の候補の選択を説明する図である。
【図１２】移動局位置候補選択部による移動局の位置の候補の選択の別の例を説明する図である。
【図１３】本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１５】移動局位置候補選択ルーチンにおける制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１６】移動局位置候補選択ルーチンの別の実施態様における制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の別の実施例における移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１２：基地局
１０：移動局
１２ｆｉｘ：基準基地局
１２ｖａｒ：可変基地局
３２：無線部（受信部）
３４：受信強度測定部
３６：最小受信強度記録部
５２：無線部（送信部）
７４：干渉パラメータ設定部
７８：測位部
８０：ヌルポイント線位置算出部
８４：移動局位置候補選択部
１２６：存在可能領域
【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１２】
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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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