(57)【要約】【課題】基地局を信号発信源の一つとして扱う複合測位ができない次世代通信システムにおいて、屋内又は不感地での測位を高精度に実現することができる測位装置、携帯端末装置、測位システム及び測位方法を提供すること。【解決手段】測位システムは、ＧＰＳ衛星を用いた測位装置１１０を有する携帯電話機１００と、ＧＰＳが受信できないエリア（屋内、不感地エリアなど）に設置され自機の位置情報を発信する位置情報発信機２００とを備え、位置情報発信機２００は、ＧＰＳ信号周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信し、測位装置１１０のＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ衛星信号と位置情報発信機２００の位置情報の信号を同じ受信回路により受信し、位置算出部１５０は、ＧＰＳ測位計算結果と位置情報発信機２００の位置情報に基づいて携帯電話機１００の位置を算出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＰＳ（Satellite Positioning System）衛星からの信号を受信して位置を算出する測位装置であって、
前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する位置情報発信機からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出する算出手段と、
を備える測位装置。
【請求項２】
前記受信手段は、前記ＳＰＳ衛星の拡散符号とは異なる前記位置情報発信機のスペクトル拡散符号を受信する請求項１記載の測位装置。
【請求項３】
前記受信手段は、前記ＳＰＳ衛星の拡散符号のチップレートとは異なるチップレートの前記位置情報発信機のスペクトル拡散符号を受信する請求項１記載の測位装置。
【請求項４】
前記受信手段は、前記ＳＰＳ衛星の拡散符号のチップレートの整数分の１のチップレートの前記位置情報発信機のスペクトル拡散符号を受信する請求項１記載の測位装置。
【請求項５】
前記受信手段は、周波数走査機能を有し、受信信号の逆拡散符号の候補リストに、前記位置情報発信機の逆拡散信号を含む請求項１記載の測位装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記受信手段による前記位置情報発信機の無線信号の復調後、前記位置情報発信機の位置情報を位置の候補として保存し、前記ＳＰＳ衛星による測位が所定時間内に完了しなかった場合には、前記位置情報発信機の位置情報を基に位置を決定する請求項１記載の測位装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記受信手段による前記位置情報発信機の無線信号の復調後、前記位置情報発信機の位置座標情報を位置の候補として保存し、前記ＳＰＳ衛星による測位ができなかった場合には、前記位置情報発信機の位置座標を基に位置を決定する請求項１記載の測位装置。
【請求項８】
前記受信手段は、前記位置情報発信機の位置情報に含まれる周辺情報を受信し、
取得した前記周辺情報を出力する出力手段をさらに備える請求項１記載の測位装置。
【請求項９】
前記受信手段は、中心周波数が異なる複数の前記位置情報発信機の無線信号を受信し、
複数の前記位置情報発信機の受信レベルを検出する検出手段をさらに備え、
前記算出手段は、前記受信レベルが最も大きい位置情報発信機の位置情報を位置の候補として保存する請求項１記載の測位装置。
【請求項１０】
ＳＰＳ衛星による測位装置を備える携帯端末装置において、
前記測位装置は、請求項１記載乃至請求項９のいずれかに記載の測位装置である携帯端末装置。
【請求項１１】
ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機であって、
前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号により前記位置情報を発信する位置情報発信機。
【請求項１２】
前記ＳＰＳ衛星の拡散符号とは異なるスペクトル拡散符号を発信する請求項１１記載の位置情報発信機。
【請求項１３】
前記ＳＰＳ衛星の拡散符号のチップレートとは異なるチップレートのスペクトル拡散符号を発信する請求項１１記載の位置情報発信機。
【請求項１４】
前記ＳＰＳ衛星の拡散符号のチップレートの整数分の１のチップレートのスペクトル拡散符号を発信する請求項１１記載の位置情報発信機。
【請求項１５】
ＳＰＳ衛星からの信号を受信して位置を算出する測位装置と、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機とを備える測位システムであって、
前記位置情報発信機は、
前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号により前記位置情報を発信し、
前記測位装置は、
前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する位置情報発信機からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出する算出手段と、
を備える測位システム。
【請求項１６】
ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機を用いて測位する測位方法であって、
前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する前記位置情報発信機からの信号を受信するステップと、
受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出するステップと
を有する測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星測位システムの測位衛星信号を迅速に捕捉する測位装置、携帯端末装置、測位システム及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧＰＳ（Global Positioning System）を代表とするＳＰＳ（Satellite Positioning System：衛星測位システム）の受信装置を搭載した車載用ナビゲーション装置やＳＰＳ受信機能付き携帯電話装置などのＳＰＳ受信装置搭載移動通信端末装置が実用化されている。衛星を利用する測位装置では、通常４個以上の衛星の信号を同時に受信し、搬送波を捕捉して拡散符号を追尾し、スペクトラム逆拡散処理を行って衛星信号から航法データを復調する。また航法データなどを用いて衛星が信号送信した時刻を算出して各衛星毎の擬似距離（衛星信号が測位装置に到達するのに要した時間）を求め、求めた擬似距離に基づいて測位装置の位置を決定する。このＧＰＳの特徴として、移動通信システムにおける基地局との位置関係を考慮することなく、移動端末の絶対的な位置を比較的高精度に求めることができる。
【０００３】
移動端末は様々な場所で利用されるため、ビル街や屋内においても使用される。このような環境では、微弱な電波であるＧＰＳ衛星からの電波を捉えることは難しく、観測できる衛星数が４個未満となることが多い。受信できる衛星数が４未満になるとＧＰＳ衛星のみでの位置測定が不能となる。この対策として、受信可能な衛星数が４未満の場合でも位置測定ができるようにする測位方式が提案されている。例えば、ＧＰＳのみによる位置計算ではなく、セルラ基地局を信号発信源の一つとして扱い、セルラ基地局から送信されている信号の受信タイミングを測定することでセルラ基地局をあたかもＧＰＳ衛星と同等に扱い、信号源の数が４以下にならないように工夫して様々な場所で位置測定が可能となる複合測位方式がある。特別な場合として、ＧＰＳ衛星が０の場合でも基地局が４以上受信できれば同様の方法で位置測定が可能である。
【０００４】
図１５は、従来の測位装置を備える携帯端末装置の通信システムの構成を示す図であり、図１５（ａ）は、測位装置が使用される屋外環境を、図１５（ｂ）（ｃ）は、屋内環境又は不感地エリアで使用される複合測位をそれぞれ示す。
【０００５】
図１５（ａ）の屋外環境では、通信システム１は、携帯電話機１０と、無線基地局２，３と、携帯電話機１０の上空に配置されたＧＰＳ（ＳＰＳ）衛星４（ここでは、４つのＧＰＳ衛星のうち３つを示す）と、から主に構成される。
【０００６】
携帯電話機１０は、無線基地局２，３と無線信号を送受信することによって、図示しない他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、４つのＧＰＳ衛星４のそれぞれから送出されるＧＰＳ信号を捕捉し、各ＧＰＳ信号から情報を抽出することによって測位を行う。このＧＰＳ信号は、１，５７５４２ＧＨｚの同一の周波数の搬送波に、ＧＰＳ信号ごとに異なるＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）やＰコード（Precise CodeもしくはProtected Code）といったＰＲＮコードを重畳したものである。
【０００７】
図１５（ｂ）の屋内環境では、ＧＰＳ信号が小さい所は基地局２，３も利用する複合測位を行う。図１５（ｂ）では、携帯電話機１０に無線基地局２から基地局位置（ｘ１０，ｙ１０）を、無線基地局３から基地局位置（ｘ１１，ｙ１１）をそれぞれ通知し、携帯電話機１０は、この基地局位置（ｘ１０，ｙ１０），（ｘ１１，ｙ１１）用いて位置を計算する。
【０００８】
さらに、図１５（ｃ）の不感地エリアには、無線基地局３と光伝送により接続される無線基地局５が設置されている。不感地エリアでは、無線基地局５から携帯電話機１０に基地局位置（ｘ１１，ｙ１１）を通知し、携帯電話機１０は、この（ｘ１１，ｙ１１）用いて位置を計算する。
【０００９】
特許文献１には、ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）端末がどの基地局エリアに属するかによって端末位置を自動登録し、端末は登録された位置情報データベースと地図情報を受信することで自端末位置を知るシステムが開示されている。
【００１０】
特許文献２には、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）などの無線通信端末が、接続されたアクセスポイントの位置や、ＧＰＳ測位を組み合わせて、自端末位置を知るシステムが開示されている。
【特許文献１】特開平１０−２２９５７６号公報
【特許文献２】特表２００７−５０６１０５号公報
【非特許文献１】“Global Positioning System Standard Positioning Service Signal Specification,2ndEdition,June1995”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような従来の測位装置を備える通信システムにあっては、以下のような課題がある。
【００１２】
（１）次世代通信方式（ＬＴＥ及び４Ｇ）ではＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式となるため、測位に必要な受信信号の遅延時間を正確に測定することができない。将来的には、複合測位の代替案が必須になる。
【００１３】
（２）図１５（ｂ）（ｃ）の屋内環境又は不感地エリアで使用される複合測位は、ＧＰＳ測位に比べて測位精度そのものが低いという課題がある。
【００１４】
（３）特許文献１記載のシステムでは、ＰＨＳ基地局エリアサイズの位置精度でしか自位置を知ることができない欠点がある。
【００１５】
（４）特許文献２記載のシステムでは、端末がＷＬＡＮの送受信回路を搭載することが前提となる。携帯電話機などでは、このＷＬＡＮ機能は必ずしも搭載されていない。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基地局を信号発信源の一つとして扱うハイブリッド測位ができない次世代通信システムにおいて、屋内又は不感地での測位を高精度に実現することができる測位装置、携帯端末装置、測位システム及び測位方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の測位装置は、ＳＰＳ衛星からの信号を受信して位置を算出する測位装置であって、前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する位置情報発信機からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出する算出手段と、を備える構成を採る。
【００１８】
本発明の携帯端末装置は、ＳＰＳ衛星による測位装置を備える携帯端末装置において、前記測位装置は、上記測位装置である。
【００１９】
本発明の位置情報発信機は、ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機であって、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号により前記位置情報を発信する構成を採る。
【００２０】
本発明の測位システムは、ＳＰＳ衛星からの信号を受信して位置を算出する測位装置と、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機とを備える測位システムであって、前記位置情報発信機は、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号により前記位置情報を発信し、前記測位装置は、前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する位置情報発信機からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出する算出手段と、を備える構成を採る。
【００２１】
本発明の測位方法は、ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場所に設置され、該設置場所の位置情報を発信する位置情報発信機を用いて測位する測位方法であって、前記ＳＰＳ衛星からの信号を受信するとともに、前記ＳＰＳ衛星からの信号が受信できない場合に、前記ＳＰＳ衛星からの信号の周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信する前記位置情報発信機からの信号を受信するステップと、受信した前記ＳＰＳ衛星からの信号及び／又は前記位置情報発信機からの信号に含まれる位置情報に基づいて位置を算出するステップとを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ＧＰＳ衛星信号と位置情報発信機の位置情報の信号を同じ受信回路により受信することにより、複合測位ができない次世代通信システムであっても屋内での測位が可能となる。
【００２３】
また、端末のＳＰＳ受信機を利用することで、端末のコストアップを避けて実施することができる。また、端末はＷＬＡＮなどの送受信回路を搭載する必要がなく汎用に実施することができる。
【００２４】
また、位置情報発信機の周波数精度は、高精度である必要ないため、発信機を安価に実現でき、設備投資が少ない効果がある。さらに、従来のＧＰＳ受信機からの変化点が少なく、デジタル処理の変更のみであるため、容易に実施できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る測位装置が使用される測位システムの構成を示す図であり、図１（ａ）は、測位装置を備える端末が使用される屋外環境を、図１（ｂ）は、屋内環境で使用される屋内測位方法をそれぞれ示す。本実施の形態１は、測位装置として、ＧＰＳシステムによる測位機能を備える携帯端末装置に適用した例である。
【００２７】
図１において、測位システムは、携帯電話機１００と、位置情報発信機２００と、携帯電話機１００の上空に配置されたＧＰＳ衛星３００（ここでは、４つのＧＰＳ衛星のうち３つを示す）と、から主に構成される。
【００２８】
ＧＰＳシステムによる測位機能を備える携帯電話機１００は、携帯電話機／ＰＨＳ（Personal Handy-Phone System）などの移動可能な端末であり、携帯ノート型パソコン，ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末でもよい。本実施の形態１では、測位機能を備える携帯電話機１００が、携帯電話機である場合を例に採る。
【００２９】
携帯電話機１００は、図示しない無線基地局と無線信号を送受信することによって、他の携帯電話機や固定電話機あるいは情報サーバと通信を行う。また、４つのＧＰＳ衛星３００のそれぞれから送出されるＧＰＳ信号を捕捉し、各ＧＰＳ信号から情報を抽出することによって測位を行う。このＧＰＳ信号は、１，５７５４２ＧＨｚの同一の周波数の搬送波に、ＧＰＳ信号ごとに異なるＣ／ＡコードやＰコードといったＰＲＮコードを重畳したものである。
【００３０】
位置情報発信機２００は、位置情報発信機２００の位置情報を含む情報を、ＧＰＳ信号周波数（例えば１．５ＧＨｚ帯）と同一帯域内の無線信号により発信する。上記無線信号は、スペクトル拡散信号であり、以下の特徴を有する。（１）位置情報発信機２００のスペクトル拡散符号は、どのＧＰＳ衛星の拡散符号とも異なる。（２）位置情報発信機２００のスペクトル拡散符号のチップレートが、ＧＰＳ衛星のチップレートと異なる。（３）位置情報発信機２００のスペクトル拡散符号のチップレートが、ＧＰＳ衛星のチップレートの整数分の１である。すなわち、ＧＰＳ衛星のチップレートＣ、任意の整数ｎとすると、位置情報発信機２００の拡散符号のチップレートはＣ／ｎである。（４）位置情報発信機２００が複数存在する場合は、各位置情報発信機２００の中心周波数が異なるように位置情報発信機２００の周波数を設定する。
【００３１】
このように、位置情報を含む信号は、ＧＰＳ衛星とチップレートが異なるか又は異なるＣＤＭ符号を用いる。上記位置情報には、位置情報発信機２００の位置の他に、ローカル地図、地域店舗情報に関する情報などの周辺情報が含まれていてもよい。
【００３２】
図２は、上記携帯電話機１００の測位機能部の構成を示すブロック図である。この測位機能部を測位装置１１０と呼称する。
【００３３】
図２において、携帯電話機１００の測位装置１１０は、ＧＰＳ用アンテナ１１１、ＧＰＳ信号受信回路１２０、ＧＰＳ測位演算部１３０、発信機位置情報検出部１４０、及び位置算出部１５０を備えて構成される。
【００３４】
ＧＰＳ信号受信回路１２０は、逆拡散部１２１と、ＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）及び発信機拡散符号Ｄ１からなる拡散符号リスト１２２とを備え、ＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ信号）と位置情報発信機２００からの位置情報の信号を受信する。また、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、周波数走査部１２３と、走査周波数Ｆｓ発振器１２４と、ＲＦ部１２５と、を備える。
【００３５】
ＲＦ部１２５は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）により増幅後、乗算器を用いて中間周波数信号を生成する。走査周波数Ｆｓ発振器１２４は、走査周波数Ｆｓを発生させる。周波数走査部１２３は、走査周波数Ｆｓを用いて周波数走査を行う。逆拡散部１２１は、受信したＧＰＳ衛星信号及び位置情報発信機からの信号（中間周波数信号）の逆拡散を行う。
【００３６】
拡散符号リスト１２２は、逆拡散部１２１において逆拡散を行うときに用いる逆拡散符号の候補リストであり、ＧＰＳ衛星の逆拡散符号に加えて、位置情報発信機２００の逆拡散符号を含む。
【００３７】
ＧＰＳ信号受信回路１２０は、周波数走査部１２３と逆拡散部１２１を用いて、ＧＰＳ信号をサーチ（周波数走査）するとともにこれを捕捉し、逆拡散を行う。具体的には、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ信号の衛星を、予め設定されるサーチ周波数を基に、拡散符号リスト１２２に含まれるＧＰＳ衛星の逆拡散符号を用いて衛星サーチを行い、コード同期を行う。そして、コード同期がとれた後に、拡散符号リスト１２２に含まれるＧＰＳ衛星の逆拡散符号を用いてＧＰＳ信号の逆拡散を行う。なお、ＧＰＳ信号の捕捉は、４つのＧＰＳ衛星の全てについて同様の動作をそれぞれ異なるチャネルで行う。
【００３８】
また、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、周波数走査部１２３と逆拡散部１２１を用いて、拡散符号リスト１２２に含まれる位置情報発信機２００の逆拡散符号を用いて位置情報発信機２００の信号のサーチ（周波数走査）を行い、コード同期を行う。そして、コード同期がとれた後に、位置情報発信機の逆拡散符号Ｄ１を用いて逆拡散を行う。
【００３９】
ＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ衛星の逆拡散符号を用いてＧＰＳ信号の逆拡散を行ったときは、逆拡散を行った信号をＧＰＳ測位演算部１３０に出力する。また、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、位置情報発信機２００の逆拡散符号Ｄ１を用いて逆拡散を行ったときは、逆拡散を行った信号を発信機位置情報検出部１４０に出力する。
【００４０】
ＧＰＳ測位演算部１３０は、ＧＰＳ信号受信回路１２０からの逆拡散を行った信号を基に測位のための演算を行う。この演算は一般的なＧＰＳ測位演算と同じである。具体的には、ＧＰＳ測位演算部１３０は、ＧＰＳ信号受信回路１２０が行った複数チャンネル分のコード同期時のコード位相（＝衛星信号到達時間）、周波数、信号レベル等の衛星捕捉情報を基に測位演算を行い、測位結果を出力する。このようにして、ＧＰＳ信号に含まれる情報（例えば、衛星の種類や衛星信号の到達時間など）を取得する。
【００４１】
発信機位置情報検出部１４０は、ＧＰＳ信号受信回路１２０からの逆拡散を行った信号から位置情報発信機２００の位置情報データを取得する。このようにして、位置情報発信機２００の位置情報データから位置情報発信機２００の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を検出する。
【００４２】
位置算出部１５０は、ＧＰＳ測位演算の結果と位置情報発信機２００の位置の情報に基づいて携帯電話機１００の位置を算出する。例えば、位置算出部１５０は、屋外環境では、ＧＰＳ測位により位置を算出する。位置算出部１５０は、屋内環境では、位置情報発信機２００が発するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。また、ＧＰＳ測位できない場合には、位置情報発信機２００の受信結果である、位置情報発信機２００の位置（ｘ，ｙ，ｚ）またはその近傍を携帯電話機１００の位置とする。
【００４３】
図３は、測位装置１１０ＡのＧＰＳ信号受信回路１２０までの各段の信号波形を模式的に示している。
【００４４】
図３において、測位装置１１０Ａは、ＧＰＳ用アンテナ１１１、ＲＦ周波数Ｆ０局部発振器１１２、乗算器１１３、Ａ／Ｄ変換器１１４、走査周波数Ｆｓ発振器１２４、周波数走査部１２３（図２）を構成する乗算器１２３Ａ、及び逆拡散部１２１（図２）を構成する乗算器１２１Ａを備えて構成される。なお、ＧＰＳ用アンテナ１１１で受信された衛星信号は、図示しないＳＡＷフィルタにより不要電波を除去し、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier：低雑音増幅器）により増幅後、乗算器１１３に入力される。
【００４５】
ＲＦ周波数Ｆ０局部発振器１１２は、所定の周波数信号を発生する。乗算器１１３は、ＧＰＳ用アンテナ１１１からの衛星信号（ＣＤＭ信号及び位置情報）と、ＲＦ周波数Ｆ０局部発振器１１２から供給される発振信号とを乗算することで、中間周波数帯（Intermediate Frequency）にダウンコンバートする。また、図示しないフィルタにより、中間周波数信号に含まれる搬送波成分の除去を行う。
【００４６】
周波数走査部１２３（乗算器１２３Ａ）は、Ａ／Ｄ変換後のＩＦ帯の衛星信号と、走査周波数Ｆｓ発振器１２４から供給される走査周波数Ｆｓ信号とを乗算することで、周波数走査を行う。なお、図３では、ディジタル信号処理を用いてこの乗算を行う例を図示している。
【００４７】
逆拡散部１２１（乗算器１２１Ａ）には、衛星を捕捉するため所定の逆拡散符号が供給される。この逆拡散符号は、ＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）と発信機拡散符号Ｄ１の２種類の逆拡散符号である。逆拡散部１２１は、周波数走査により抽出された信号に上記逆拡散符号を乗算してスペクトラム拡散された信号を逆拡散する（復調する）。具体的には、逆拡散部１２１は、周波数走査により抽出された中間周波数信号とＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）とを乗算し、衛星からの拡散符号信号との相関をとる。拡散符号は、各衛星毎に固有の符号であり、上述したＣ／ＡコードやＬ２ＣＭコード、Ｌ２ＣＬコード、Ｉ５コード、Ｑ５コードなどがある。衛星の拡散符号の捕捉は、まず図示しない制御部で対象衛星の選択を行って、対象衛星の拡散符号と同一の拡散符号を生成する。そして、生成した拡散符号と衛星信号の拡散符号との乗算により相関処理を行い、両方の拡散符号の位相が一致するよう制御する。なお位相を一致させるには、拡散符号には位相が一致したときに相関値が最大で、位相が不一致の時は０となる特性があるため、生成する位相を所定数だけ移相しながら相関処理が行われ、算出する積分値が最大となるまで、つまり対象衛星の拡散符号が捕捉されるまで繰り返す。
【００４８】
一方、逆拡散部１２１は、周波数走査により抽出された中間周波数信号と発信機拡散符号Ｄ１とを乗算することによって位置情報発信機２００から発信された信号を逆拡散する（復調する）。
【００４９】
上記走査周波数Ｆｓ発振器１２４、及び周波数走査部１２３、逆拡散部１２１は、図２のＧＰＳ信号受信回路１２０を構成し、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＣＤＭ信号の復調器としての機能を有する。
【００５０】
本実施の形態１では、測位装置１１０のＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ衛星信号と共に、ＧＰＳ衛星信号と同一周波数帯域で位置情報発信機２００から発信された位置情報を受信することを特徴とする。図３ａ．に示すように、１．５ＧＨｚ帯ＣＤＭＡ信号で送信されたＧＰＳ衛星信号であるＣＤＭ信号、及び位置情報発信機２００から発信された位置情報を受信する。ＣＤＭ信号及び位置情報は、同一周波数帯域の信号であるため、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＣＤＭ信号の復調器に発信機拡散符号Ｄ１を追加して用いる以外は、従来のＧＰＳ−ＲＦ部と同一構成である。このため、従来と同じＧＰＳ受信機（測位装置）を使用することができ、新たな受信機を追加する必要がない。また、位置情報発信機２００の周波数精度は、高精度である必要ない。周波数走査機能は、ＧＰＳ信号受信回路１２０の周波数走査部１２３を利用すればよい。
【００５１】
図３ｂ．に示すように、Ａ／Ｄ変換後のＩＦ帯の衛星信号は、ＣＤＭ信号と位置情報とからなり、図３ｃ．ｄ．に示す周波数走査についてもＣＤＭ信号及び位置情報に対して周波数走査を行う。
【００５２】
図３ｅ．に示すような２つの逆拡散符号、ＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）及び発信機拡散符号Ｄ１、を用いてスペクトラム拡散された信号の復調を行うことで、ＧＰＳ信号を逆拡散した信号（ＧＰＳ測位演算に用いる信号）（図３ｆ．参照）と、位置情報発信機２００からの位置情報の信号を逆拡散した信号（図３ｇ．参照）とを得る。
【００５３】
なお、Ａ／Ｄ変換器１１４は、必ずしも図３に示した位置でなくて、例えば、周波数走査部１２３と逆拡散部１２１の間に配置してもよい。また、図３では、受信に中間周波数を用いる例を示したが、中間周波数を用いない、いわゆるダイレクトコンバージョン方式の受信回路を採用することもできる。
【００５４】
図４は、位置情報発信機２００の構成を示す図である。図中に、位置情報発信機２００から発信される信号波形を模式的に示す（図４ａ．参照。）。
【００５５】
図４において、位置情報発信機２００は、位置情報格納部２１０、デジタル変調器２２０、乗算器２３０、１．５ＧＨｚ帯Ｆ１局部発振器２３１、乗算器２３２、増幅器２３３、及びＧＰＳ用アンテナ２４０を備えて構成される。
【００５６】
位置情報格納部２１０は、位置情報発信機２００の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を格納する。さらに、位置情報格納部２１０は、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）以外に、位置情報発信機２００の周辺情報を格納する。この周辺情報は、例えば位置情報発信機２００近傍のローカル地図、地域店舗情報である。店舗情報は、店舗情報が記載されているＵＲＬ（Uniform Resource Locator）情報を含む。なお、位置情報格納部２１０は、情報書き換え機能を備えるとさらによい。
【００５７】
デジタル変調器２２０は、位置情報発信機２００の位置情報及び周辺情報を変調する。
【００５８】
乗算器２３０は、デジタル変調された信号と発信機拡散符号Ｄ１（チップレートＣ１）を乗算し、スペクトラム拡散信号を生成する。上記発信機拡散符号Ｄ１又はチップレートＣ１は、ＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）又はチップレートＣＧとは異なる拡散符号を用いる。すなわち、Ｄ１≠ＤＧ（ｎ）  ｏｒ  Ｃ１≠ＣＧである。なお、発信機拡散符号Ｄ１、チップレートＣ１の可変機能を備えるとさらによい。発信機拡散符号Ｄ１及びチップレートＣ１の設定については後述する。
【００５９】
乗算器２３２は、スペクトラム拡散された信号と、１．５ＧＨｚ帯Ｆ１局部発振器２３１から供給される発振信号とを乗算することで、ＲＦ帯搬送波成分を重畳した送信信号を出力する。ここで、周波数走査機能は、携帯電話機１００のＧＰＳ信号受信回路１２０を利用すればよいため、１．５ＧＨｚ帯Ｆ１局部発振器２３１の絶対周波数精度は、それ程高精度でなくてもよい。このため、安い発振器を使用することができる。また、ＲＦ帯周波数Ｆ１の可変機能を備えるとさらによい。複数の位置情報発信機（Ａ１，Ａ２，…）があるときは、周波数Ｆ１，Ｆ２，…を変える。
【００６０】
増幅器２３３は、ＲＦ帯送信信号を電力増幅し、ＧＰＳ用アンテナ２４０により１．５ＧＨｚ帯ＣＤＭＡ信号として発信する（図４ａ．参照）。
【００６１】
次に、位置情報発信機２００の拡散符号の選び方について説明する。
【００６２】
１．チップレートがＧＰＳ衛星のチップレート（１．０２３ＭＨｚ）同じ場合
ＧＰＳ衛星と同じチップレート（１．０２３ＭＨｚ）の場合は、位置情報発信機２００の拡散符号Ｄ１は、ＧＰＳ衛星に割り当てられている符号とは異なる符号のいずれか一つを選択する。以下に詳細を説明する。
【００６３】
ＧＰＳＬ１波（１．５７５４２ＭＨｚ）のＣ／Ａコードは、１０２３ビットからなる擬似ランダム雑音符号（ＰＲＮコード）による拡散信号であり、各々ほぼ直交していることから、各ＧＰＳ衛星の信号を区別して受信することができる。このＰＲＮコードは全部で３６種類あり、各ＧＰＳ衛星に割り当てられており、民間に公開されている（非特許文献１参照）。
【００６４】
ＧＰＳ衛星の数は２８基であることから、割り当てられていないＰＲＮコード（ＰＲＮ番号Ｎｏ．３３からＮｏ．３６までが地上用として確保されている。）が存在し、その一つを本実施の形態１の位置情報発信機２００の拡散符号Ｄ１として利用すれば、位置情報発信機２００の信号をＧＰＳ衛星と区別して受信することが可能である。
【００６５】
近接する位置情報発信機が複数ある場合は、上記ＰＲＮコードを複数用いて各位置情報発信機に割り当てることも可能であるが、上記ＰＲＮコードの数に限りがある。そこで位置情報発信機の周波数を変えることで、各位置情報発信機を区別することができる。設定周波数は、従来のＧＰＳ受信機の周波数走査範囲内であればどこを選んでもよく、ランダムに設定してよい。ＧＰＳ受信機はドップラーシフトを受けた衛星信号を受信する必要があるため、どの周波数であっても検出できる機能が既に備わっているからである。
【００６６】
２．チップレートを１．０２３ＭＨｚ以外の値にする場合
位置情報発信機２００のチップレートをＧＰＳ衛星チップレート（１．０２３ＭＨｚ）と異なる値にする方法もある。この場合、チップレートは１．０２３ＭＨｚより大きくても小さくてもよいが、１．０２３ＭＨｚに比べて大きくしすぎると、信号帯域が大きくなりＧＰＳ受信機の復調帯域幅を外れてしまう。また、信号帯域が大きくなるとＡ／Ｄ変換器やデジタル処理のクロック周波数を高くする必要があり、ＧＰＳ受信機を設計し直す必要が生じるため、チップレートは１．０２３ＭＨｚより小さい方がよい。
【００６７】
位置情報発信機の拡散符号は、一般的に拡散符号として用いられるランダムコードのどれかを選択する。位置情報発信機の拡散符号とＧＰＳ衛星の拡散符号がほぼ直交していることが望ましいが、完全に直交していなくても受信は可能である。因みに直交していないと復調信号に雑音劣化が大きくなる。例えば、チップレートを１．０２３ＭＨｚ／ｎとして、整数ｎを大きくすると、ＧＰＳ衛星ＰＲＮコードが、１．０２３ＭＨｚの周期で平均化の効果が大きく、直交条件に近づく。実際は、ＧＰＳ衛星がある場合（屋外）では位置情報発信機信号はなく、位置情報発信機信号がある場合（屋内）ではＧＰＳ衛星が見えないので、直交条件が満たされない場合でも実使用上は問題ない。
【００６８】
近接する位置情報発信機が複数ある場合は、ランダムコードを複数用いて各位置情報発信機に割り当てることも可能であり、位置情報発信機の周波数を変えることで、各位置情報発信機を区別することができる。設定周波数は、従来のＧＰＳ受信機の周波数走査範囲内であればどこを選んでもよく、ランダムに設定してよい。ＧＰＳ受信機はどの周波数であっても検出できる機能が既に備わっているからである。
【００６９】
図５は、チップレートを１．０２３ＭＨｚ以外の値にする場合の位置情報発信機２００の拡散符号の設定を説明する図である。
【００７０】
図５（１）（２）は、ＧＰＳの拡散符号（チップレート１．０２３ＭＨｚ）、図５（ｘ）は、位置情報発信機２００の拡散符号（チップレート１．０２３ＭＨｚ／ｎ）を示している。
【００７１】
上記ＧＰＳの拡散符号（１）と位置情報発信機２００の拡散符号（ｘ）の積を比較的長い時間Ｔで平均するとゼロに近くなるので、ＧＰＳの拡散符号（１）と位置情報発信機２００の拡散符号（ｘ）は直交関係に近い。
【００７２】
以下、上述のように構成された測位装置１１０を備える携帯電話機１００の動作を説明する。
【００７３】
図６は、測位装置１１０の測位の動作を示すフローチャートである。図中Ｓはフローの各ステップを示す。
【００７４】
まず、ステップＳ１では、ＧＰＳ信号受信回路１２０は全てのＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号を検出し、ステップＳ２でＧＰＳ信号受信回路１２０は位置情報発信機２００のＣＤＭ信号を検出する。このＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号と位置情報発信機２００のＣＤＭ信号の検出は、周波数走査とＣＤＭ符号の相関演算／復調の繰り返しにより求められる。
【００７５】
ステップＳ３では、ＧＰＳ信号受信回路１２０は検出されたＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の数が３個以上あるか否かを判別する。
【００７６】
検出されたＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の数が３個以上ある場合は、測位装置１１０を備える携帯電話機１００が屋外環境にあると判断してステップＳ４に進み、検出されたＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の数が３個より少ない場合は、携帯電話機１００が屋内環境にあると判断してステップＳ５に進む。
【００７７】
ステップＳ４では、ＧＰＳ測位演算部１３０は複数のＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の復調結果（衛星−端末距離ｒ）に基づいて測位演算を行い、位置算出部１５０は端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得て本フローを終了する。
【００７８】
検出されたＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の数が３個より少ない場合は、ステップＳ５で発信機位置情報検出部１４０は位置情報発信機２００からのＣＤＭ信号の復調結果に基づいて端末位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を検出し、位置算出部１５０は端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得て本フローを終了する。
【００７９】
本フローの開始から、ＧＰＳ測位演算部１３０による測位演算が行われ端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得るまでの所要時間は、５〜３０秒である。また、本フローの開始から、発信機位置情報検出部１４０による端末位置の検出が行われ端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得るまでの測位時間は、３０秒未満である。このように、携帯電話機１００が屋外環境／屋内環境のいずれにあっても最大３０秒以内で端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得ることができる。
【００８０】
なお、図示は省略するが、従来の測位では、検出されたＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号の数が３個より少ない場合は、基地局を信号発信源の一つとして扱う複合測位が実施される。この複合測位では、例えば、全ての基地局からの信号を検出して基地局−端末距離ｒ２を算出し、複数のＧＰＳ衛星−端末距離ｒ１と基地局−端末距離r２から測位演算を行い端末位置（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。これらの処理は、基地局で行われることになるため、測位時間は３０秒〜１分である。
【００８１】
図７は、本実施の形態１と従来の複合測位方式とを比較して説明する図である。
【００８２】
図７（ａ）に示すように、端末が屋外環境にある場合は、通常のＧＰＳ測位であり、本実施の形態と従来例では、測位精度及び測位時間共に差異はない。測位精度は１０〜１００ｍ、測位時間は５〜３０秒である。
【００８３】
一方、端末が屋内環境にある場合は、ＧＰＳ測位は実施できない。本実施の形態１と従来の複合測位方式との優劣比較となる。図７（ｂ）に示すように、本実施の形態１では測位精度が１００ｍ未満であるのに対し、従来例では測位精度１００ｍ〜１ｋｍであり、本実施の形態１の測位精度は高い。しかも本実施の形態１は、測位精度が位置情報発信機２００の設置間隔に依存するため、位置情報発信機２００の設置間隔をより密にすれば、測位精度をいくらでも高めることが可能である。また、測位時間についても本実施の形態では３０秒未満であるのに対し、従来例では３０秒〜１分であり測位時間も短い。
【００８４】
さらに、上記効果に加えて、本実施の形態１は、従来のＧＰＳ測位方式から変更点が少なく、低い設備投資で実現できるという優れた効果がある。例えば、従来例と同様の構成のＧＰＳ−ＲＦ部を利用できる。具体的には、従来例と同様のＧＰＳ用アンテナとＲＦＩＣを用いることができる。但し、図２及び図３のＧＰＳ信号受信回路１２０などデジタル処理部の変更は必要になる。しかし新たな受信機を追加する必要がない点はコスト低減及び実施容易性で極めて有利である。また、位置情報発信機２００を設置する必要があるものの、位置情報発信機２００には、高い発信機周波数精度は必要ない。このため、位置情報発信機２００の設置コストは比較的小さく、本実施の形態１の屋内測位方法の導入は容易であることが期待される。
【００８５】
図８は、本実施の形態１の測位装置１１０を備える携帯電話機１００の動作を説明する図である。本実施の形態１は、ＧＰＳ測位方式の拡張版として捉えることができ、屋内測位方法に特徴がある。図１の全体構成と共に説明する。
【００８６】
図１（ｂ）に示すように、屋内では位置情報発信機２００を設置し、携帯電話機１００は、位置情報発信機２００が発するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。
【００８７】
ＧＰＳ測位できない場合には、位置情報発信機２００の受信結果である、位置情報発信機２００の位置（ｘ，ｙ，ｚ）またはその近傍を端末位置とする。
【００８８】
また、位置情報には、位置情報発信機２００の位置（ｘ，ｙ，ｚ）以外の、ローカル地図や地域店舗情報に関する情報を含むＵＲＬ情報も発信する。
【００８９】
測位装置１１０を備える携帯電話機１００側では、以下の動作となる。
【００９０】
図８に示すように、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ用アンテナ１１１により受信した衛星信号（ＣＤＭ信号及び位置情報）を復調する。具体的には、ＧＰＳ信号受信回路１２０は、（１）周波数走査と（２）逆拡散とを、符号情報（ＧＰＳ衛星拡散符号ＤＧ（ｎ）及び拡散符号Ｄ１）を用いて行う。上記（１）周波数走査と（２）逆拡散の処理の繰返しの中でＧＰＳ測位と位置情報発信機２００の位置情報を取得する。
【００９１】
ＣＤＭ信号及び位置情報の復調結果のうち、ＧＰＳ信号は、ＧＰＳ測位演算部１３０に出力され、位置情報発信機２００の位置情報は、発信機位置情報検出部１４０に出力される。ＧＰＳ測位演算部１３０は、ＧＰＳ測位演算を行う。
【００９２】
発信機位置情報検出部１４０は、位置情報発信機２００の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を検出するとともに、送信された周辺情報を基に位置情報発信機２００近傍の店舗情報などを出力する。
【００９３】
ＧＰＳ測位演算部１３０によるＧＰＳ測位処理結果及び発信機位置情報検出部１４０による位置情報発信機２００の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）の検出結果は、図示しない位置算出部１５０に出力され、位置算出部１５０は、これらの測位結果から端末位置を算出し、測位結果を測位装置１１０外部に出力する。携帯電話機１００は、測位結果を受け取り、例えばＬＣＤ表示部（図示略）に表示する。また、位置算出部１５０は、発信機位置情報検出部１４０から店舗情報などを携帯電話機１００に出力し、携帯電話機１００は、ＵＲＬ情報を含む店舗情報などを便利情報としてＬＣＤ表示部（図示略）に表示する。
【００９４】
上記周辺情報の出力は、ＬＣＤ表示部による出力のほか、例えば音声による報知、これらの併用でもよい。
【００９５】
以上詳細に説明したように、本実施の形態１によれば、測位システムは、ＧＰＳ衛星を用いた測位装置１１０を有する携帯電話機１００と、ＧＰＳが受信できないエリア（屋内、不感地エリアなど）に設置され自機の位置情報を発信する位置情報発信機２００とを備え、位置情報発信機２００は、ＧＰＳ信号周波数と同一周波数帯域の無線信号を発信し、測位装置１１０のＧＰＳ信号受信回路１２０は、ＧＰＳ衛星信号と位置情報発信機２００の位置情報の信号を同じ受信回路により受信し、位置算出部１５０は、ＧＰＳ測位計算結果と位置情報発信機２００の位置情報に基づいて携帯電話機１００の位置を算出するので、複合測位（基地局測位）ができない次世代通信システムであっても屋内での測位を高精度に実現することができる。
【００９６】
また、携帯電話機１００のＧＰＳ受信機を利用することで、端末のコストアップを避けて実施することができる。また、端末はＷＬＡＮ、ＢＴなどの送受信回路を搭載する必要がなく汎用に適用可能である。
【００９７】
また、位置情報発信機２００の周波数精度は、高精度である必要ないため、発信機を安価に実現でき、設備投資が少ない効果がある。
【００９８】
さらに、従来のＧＰＳ受信機からの変化点が少なく、デジタル処理の変更のみで位置情報発信機２００の位置情報を受信することができる。
【００９９】
（実施の形態２）
実施の形態１は、説明の簡略化のため位置情報発信機が一つの例で説明したが、実際上は複数設置される。実施の形態２では、位置情報発信機を複数設置し、各位置情報発信機の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を検出する例について説明する。各位置情報発信機を、Ａ１，Ａ２，…と呼称し、各位置情報発信機Ａ１，Ａ２，…は、図４の位置情報発信機２００と同一構成を採る。但し各位置情報発信機同士を区別するため、上述したように位置情報発信機の拡散符号Ｄ１／チップレートＣ１、場合によってはＲＦ帯周波数Ｆ１が異なる。
【０１００】
図９は、本発明の実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの位置情報発信機が複数ある場合の区別を説明する図である。
【０１０１】
図９において、位置情報発信機Ａ１と位置情報発信機Ａ２の拡散符号とチップレートは、同一にして位置情報発信機Ａ１，Ａ２の周波数Ｒ１，Ｒ２を少しずつ変える。測位装置１１０を備える携帯電話機１００では、周波数の違いで位置情報発信機Ａ１，Ａ２を区別することができる。
【０１０２】
また、携帯電話機１００は、位置情報発信機Ａ１，Ａ２の信号レベルを比較して、信号レベルが大きい方の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）の値を端末の位置とする。
【０１０３】
又は、携帯電話機１００は、位置情報発信機Ａ１，Ａ２の信号レベルを重みにして、位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）の重み平均を取り、重み平均から端末の位置を求める。
【０１０４】
図１０は、実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの構成を示す図であり、図１０（ａ）は、測位装置１１０を備える携帯電話機１００が使用される屋外環境を、図１０（ｂ）（ｃ）は、屋内環境又は不感地エリアで使用される屋内測位方法をそれぞれ示す。図１と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。なお、図１０は、従来例の図１５に対応する図であり、図１０（ｃ）の不感地エリアには、無線基地局３と光伝送により接続される無線基地局５が設置されている。不感地エリアでは、無線基地局５から携帯電話機１００に基地局位置（ｘ１１，ｙ１１）を通知し、携帯電話機１００は、この（ｘ１１，ｙ１１）用いて位置を計算することも可能である。
【０１０５】
図１０において、測位システムは、携帯電話機１００と、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と、携帯電話機１００の上空に配置されたＧＰＳ衛星３００（ここでは、４つのＧＰＳ衛星のうち３つを示す）と、から主に構成される。
【０１０６】
位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４は、ＧＰＳ信号周波数と同一帯域内の無線信号を発信する発信機であり、位置情報発信機Ａ１，Ａ２は、屋内環境で端末の位置を知るため屋内に設置され、位置情報発信機Ａ３，Ａ４は、不感地エリアで端末の位置を知るため不感地エリアに設置される。位置情報発信機Ａ３，Ａ４は、それぞれ位置情報（ｘ２１，ｙ２１），（ｘ２２，ｙ２２）を発信する。
【０１０７】
図１０（ｂ）に示すように、屋内では位置情報発信機Ａ１，Ａ２を設置し、携帯電話機１００は、位置情報発信機Ａ１，Ａ２が発信するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。なお、図１５の従来例と同様に、携帯電話機１００は、無線基地局３からの基地局位置（ｘ１１，ｙ１１）を用いる基地局測位によっても位置を計算することができる。
【０１０８】
また、図１０（ｃ）に示すように、不感地エリアでは位置情報発信機Ａ３，Ａ４を設置し、携帯電話機１００は、位置情報発信機Ａ３，Ａ４が発信するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。なお、図１５の従来例と同様に、携帯電話機１００は、無線基地局３と光伝送により接続された無線基地局５からの基地局位置（ｘ１１，ｙ１１）を用いる基地局測位によっても位置を計算することができる。
【０１０９】
上記、無線基地局３，５を信号発信源の一つとして扱う基地局測位は、次世代移動通信で採用されるＯＦＤＭ方式では、使用できない。将来的には、基地局測位に代わる本実施の形態２の屋内測位方法が有利となる。
【０１１０】
図１１は、実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの測位動作を説明する図である。
【０１１１】
図１１において、地下街に位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３を設置する。位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３は、ＣＤＭ信号により位置情報（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）を発信する。図１１破線は位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３の送信エリアである。
【０１１２】
本実施の形態では、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３が発信するＣＤＭ信号は、１種類とし、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３の周波数を変えることで、各位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３を区別する。
【０１１３】
携帯電話機１００は、複数の位置情報発信機からＣＤＭ信号を受信したときは、受信強度に応じて中間地を計算する、又は受信強度が一番大きい位置情報発信機の位置情報を選ぶ。
【０１１４】
ここで、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３から携帯電話機１００までの距離測定を行うことは可能である。但し、この距離測定には、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３の時間精度、周波数精度が要求されるので、位置情報発信機のコストアップ要因となる。したがって、必要に応じて実施すればよい。
【０１１５】
また、実施の形態１と同様に、位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３は、ＣＤＭ信号に位置情報（ｘ，ｙ）以外に、地下街情報や店舗情報を付加して発信することも可能である。店舗情報は、例えば各施設のＨＰのＵＲＬなどである。このようにすれば、宣伝効果とそれに伴う集客効果、販売促進効果を期待することができる。また、この販売促進効果は、位置情報発信機の設置費用負担などに有効である。
【０１１６】
このように、屋内（地下街）に位置情報発信機Ａ１，Ａ２，Ａ３を設置することで、ハイブリッド測位を行うことなく、屋内での測位が可能となる。
【０１１７】
また、携帯電話機１００のＧＰＳ受信機を利用することで、端末のコストアップにならない。また、位置情報発信機の出力パワーは小さくてよく、消費電力低減が可能である。
【０１１８】
また、ＲＦタグ、ＢＴ（Bluetooth）（登録商標）などによる位置情報取得では、近距離通信のためタグなど探す手間が必要であった。これに対して、本実施の形態では、ＧＰＳの測位手続きの一環として、自動的に屋内でも測位できるメリットがある。
【０１１９】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係る測位装置の構成を示すブロック図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２０】
図１２において、測位装置４１０は、ＧＰＳ用アンテナ１１１、ＧＰＳ信号受信回路１２０、ＧＰＳ測位演算部１３０、発信機位置情報検出部４４０、及び位置算出部４５０を備えて構成される。
【０１２１】
ＧＰＳ用アンテナ１１１は、複数の位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂが発信するＣＤＭ信号を受信する。位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂは、ＧＰＳ用アンテナ２４０Ａ，２４０Ｂを備え、図４の位置情報発信機２００と同一構成を採る。
【０１２２】
発信機位置情報検出部４４０は、位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの位置情報（ｘ，ｙ，ｚ）を検出する。また、発信機位置情報検出部４４０は、信号レベル検出部４４１を備え、信号レベル検出部４４１は、無線信号の中心周波数がそれぞれ異なっている複数の位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの受信信号レベルを測定する。
【０１２３】
位置算出部４５０は、ＧＰＳ測位計算結果と位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの位置情報に基づいて携帯電話機の位置を算出する。位置算出部４５０は、屋外環境では、ＧＰＳ測位により位置を算出する。位置算出部４５０は、屋内環境では、位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂが発するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。また、ＧＰＳ測位できない場合には、位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの位置（ｘ，ｙ，ｚ）を携帯電話機の位置とする。
【０１２４】
また、位置算出部４５０は、位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの受信信号レベルから、測位精度を算出して、基地局のレファレンスポジションの精度よりも低い場合には、基地局のレファレンスポジションを携帯電話機の位置とする。
【０１２５】
また、位置算出部４５０は、受信できる複数の位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの信号がある場合には、受信レベルが最も大きい位置情報発信機の位置座標を端末の位置とする。あるいは、受信レベルが最も大きい位置情報発信機の位置座標を測位装置４１０の位置の候補として保存する。
【０１２６】
また、位置算出部４５０は、各位置情報発信機２００Ａ，２００Ｂの位置に対して受信レベルの強度で重み付けした値から、より正確な位置を算出するようにしてもよい。
【０１２７】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４に係る測位装置の構成を示すブロック図である。図２と同一構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２８】
図１３において、測位装置５１０は、ＧＰＳ用アンテナ１１１、ＧＰＳ信号受信回路１２０、ＧＰＳ測位演算部１３０、発信機位置情報検出部１４０、及び位置算出部５５０を備えて構成される。
【０１２９】
位置算出部５５０は、ＧＰＳ測位計算結果と位置情報発信機２００の位置情報に基づいて携帯電話機の位置を算出する。位置算出部５５０は、屋外環境では、ＧＰＳ測位により位置を算出する。位置算出部５５０は、屋内環境では、位置情報発信機２００が発するＣＤＭ信号をＧＰＳ受信機能を用いて受信して位置を知る。また、ＧＰＳ測位できない場合には、位置情報発信機２００の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を携帯電話機の位置とする。
【０１３０】
位置算出部５５０は、ＧＰＳ信号受信回路１２０が位置情報発信機２００のＣＤＭ信号を復調したのち、位置情報発信機２００の位置情報（座標）を携帯電話機の位置の候補として保存する。位置算出部５５０は、ＧＰＳ衛星による測位結果が所定時間内で得られなかった場合には、位置情報発信機２００の位置情報を、携帯電話機の位置とする。
【０１３１】
図１４は、測位装置５１０の測位の動作を示すフローチャートである。
【０１３２】
まず、ステップＳ１１では、ＧＰＳ信号受信回路１２０は全てのＧＰＳ衛星のＣＤＭ信号を検出し、ステップＳ１２でＧＰＳ測位演算部１３０はＧＰＳ衛星による測位演算を行う。
【０１３３】
ステップＳ１３では、位置算出部５５０はＧＰＳ衛星による測位時間Ｔが所定時間Ｔ０以内か否かを判別し、測位時間Ｔが所定時間Ｔ０以内の場合は測位が所定時間内に完了したと判断してステップＳ１４に進み、測位時間Ｔが所定時間Ｔ０より大きい場合は測位が所定時間内に完了しなかったと判断してステップＳ１５に進む。
【０１３４】
ステップＳ１４では、位置算出部５５０はＧＰＳ測位結果を端末の位置座標に決定して本フローを終了する。
【０１３５】
ステップＳ１５では、位置算出部５５０は位置情報発信機２００の位置情報（座標）を携帯電話機の位置座標に決定して本フローを終了する。
【０１３６】
一方、本フローがスタートすると、ステップＳ２１も起動する。ステップＳ２１では、ＧＰＳ信号受信回路１２０は位置情報発信機２００のＣＤＭ信号を検出し、ステップＳ２２でＧＰＳ信号受信回路１２０は位置情報発信機２００の位置座標（ｘ，ｙ）を復調する。次いで、ステップＳ２３で位置算出部５５０は位置情報発信機２００の位置座標（ｘ，ｙ）を携帯電話機の位置の候補として保存する。
【０１３７】
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。
【０１３８】
上記各実施の形態では、携帯電話機に適用した例であるが、測位装置を有する端末であればどのような装置にも適用できる。例えば、携帯電話機／ＰＨＳは勿論のこと、ＰＤＡ等の携帯情報端末、ノート型パソコン等の情報処理装置、更には携帯ゲーム機、携帯型ＡＶプレーヤなどにも適用可能である。
【０１３９】
また、上記各実施の形態では、測位装置、携帯端末装置、位置情報発信機及び測位方法という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、測位用受信装置、携帯無線機、発信機、複合測位方法等でもよいことは勿論である。
【０１４０】
また、上記携帯無線機、を構成する各回路部の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。
【０１４１】
また、以上説明した測位装置及び測位方法は、この測位装置の測位方法を機能させるためのプログラムでも実現される。このプログラムはコンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納されている。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明に係る測位装置、携帯端末装置、測位システム及び測位方法は、ＧＰＳなどの測位衛星から送出される信号を捕捉する測位装置及び測位システムに有用である。また、この測位装置及び測位方法を搭載する携帯電話機やＰＨＳなどの携帯端末装置などに有用である。また、ＧＰＳ測位システムだけでなくガリレオシステム、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ、米国のＷＡＡＳ、日本のＭＳＡＳ、欧州のＥＧＮＯＳなど同期した複数の変調コードによってスペクトラム拡散された複数の衛星信号が送信される測位システムに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る測位装置が使用される測位システムの構成を示す図
【図２】上記実施の形態１に係る測位装置の構成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態１に係る測位装置のＧＰＳ受信回路までの各段の信号波形を模式的に示す図
【図４】上記実施の形態１に係る測位装置の位置情報発信機の構成を示す図
【図５】上記実施の形態１に係る測位システムのチップレートを１．０２３ＭＨｚ以外の値にする場合の位置情報発信機の拡散符号の設定を説明する図
【図６】上記実施の形態１に係る測位装置の測位の動作を示すフロー図
【図７】上記実施の形態１に係る測位装置と従来の複合測位方式とを比較して説明する図
【図８】上記実施の形態１に係る測位装置を備える携帯電話機の動作を説明する図
【図９】本発明の実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの位置情報発信機が複数ある場合の区別を説明する図
【図１０】上記実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの構成を示す図
【図１１】上記実施の形態２に係る測位装置が使用される測位システムの測位動作を説明する図
【図１２】本発明の実施の形態３に係る測位装置の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の実施の形態４に係る測位装置の構成を示すブロック図
【図１４】上記実施の形態４に係る測位装置の測位の動作を示すフロー図
【図１５】従来の測位装置を備える携帯端末装置の通信システムの構成を示す図
【符号の説明】
【０１４４】
１００  携帯電話機
１１０，４１０，５１０  測位装置
１１１，２４０  ＧＰＳ用アンテナ
１１２  ＲＦ周波数Ｆ０局部発振器
１１３，２３０，２３２  乗算器
１１４  Ａ／Ｄ変換器
１２０  ＧＰＳ信号受信回路
１２１  逆拡散部
１２２  拡散符号リスト
１２３  周波数走査部
１２４  走査周波数Ｆｓ発振器
１２５  ＲＦ部
１３０  ＧＰＳ測位演算部
１４０，４４０  発信機位置情報検出部
１５０，４５０，５５０  位置算出部
２００，２００Ａ，２００Ｂ  位置情報発信機
２１０  位置情報格納部
２２０  デジタル変調器
２３１  １．５ＧＨｚ帯Ｆ１局部発振器
２３３  増幅器
Ａ１〜Ａ４  位置情報発信機
３００  ＧＰＳ衛星
４４１  受信レベル検出部
【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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