マルチパス信号信頼度判定方法、コード位相誤差算出方法、コード位相算出方法、位置算出方法及びマルチパス信号信頼度判定装置
【課題】マルチパス信号の善し悪しを判定する新たな仕組みを提案すること。
【解決手段】携帯電話機１は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号を受信した受信信号と、レプリカコード生成部により生成されたレプリカコードとを乗算する相関演算処理を行って相関値を算出する。そして、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相からＭ（１≦Ｍ＜２）チップ遅れた位相の相関値とを用いてＰＬ値を算出し、算出したＰＬ値に基づいて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【解決手段】携帯電話機１は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号を受信した受信信号と、レプリカコード生成部により生成されたレプリカコードとを乗算する相関演算処理を行って相関値を算出する。そして、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相からＭ（１≦Ｍ＜２）チップ遅れた位相の相関値とを用いてＰＬ値を算出し、算出したＰＬ値に基づいて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス信号信頼度判定方法、コード位相誤差算出方法、コード位相算出方法、位置算出方法及びマルチパス信号信頼度判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵されて利用されている。ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から位置算出装置までの擬似距離等の情報に基づいて位置算出装置の位置を求める位置算出処理を行う。
【０００３】
測位用信号を用いた位置算出に誤差が発生する主要因の１つとして、マルチパスが挙げられる。マルチパスが生じている環境のことは「マルチパス環境」と呼ばれる。マルチパス環境とは、測位用信号の発信源（ＧＰＳであればＧＰＳ衛星）からの直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳してマルチパス信号として受信される環境のことであり、間接波信号がエラー信号となって符号の復号が困難となる現象である。
【０００４】
このマルチパスに起因する誤差の問題を解決するため、例えば特許文献１には、マルチパスの影響を受ける可能性の高い測位用衛星を判定して測位不適衛星とし、測位不適衛星を除外して位置算出を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチパス対策の考え方の１つとしては、捕捉した測位用信号の中からマルチパス信号を排除して位置算出を行うという考え方がある。しかし、高層ビルが隣接するアーバンキャニオン環境等においては、受信した測位用信号の大多数がマルチパス信号であるような場合があり、マルチパス信号を全て排除してしまうと、位置算出に必要な衛星数が確保できないといった問題が生ずる。そのため、たとえマルチパス信号であっても、位置算出に使用しても差し支えない信頼性の高い測位用信号は、なるべく位置算出に使用したいという要請がある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、マルチパス信号の善し悪しを判定する新たな仕組みを提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の形態は、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行うことと、前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定することと、を含むマルチパス信号信頼度判定方法である。
【０００９】
また、他の形態として、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う相関演算部と、前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する判定部と、を備えたマルチパス信号信頼度判定装置を構成してもよい。
【００１０】
この第１の形態等によれば、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う。そして、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【００１１】
マルチパス信号は、測位用衛星から送信される衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号である。間接波信号は、測位用衛星から受信機までの伝播距離が直接波信号に比べて長いため、直接波信号に対して遅れた信号となる。そのため、受信信号がマルチパス信号である場合は、ピーク位相から遅れた位相において間接波信号の影響が大きく現れ、相関値の絶対値が大きくなる。従って、ピーク相関値と、ピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを参照することで、間接波信号が直接波信号に与える影響の程度を把握することができ、マルチパス信号の良し悪しを判定することが可能となる。
【００１２】
また、第２の形態として、第１の形態のマルチパス信号信頼度判定方法であって、前記所定位相は、１チップ以上２チップ未満であるマルチパス信号信頼度判定方法を構成してもよい。
【００１３】
この第２の形態によれば、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相を所定位相として用いて、マルチパス信号の信頼度を判定する。本願発明者が実験を行った結果、ピーク位相からの遅れが１チップ未満である位相や２チップ以上遅れた位相における相関値に比べて、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値の方が、間接波信号の影響を判定し易いことが分かった。そのため、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値を用いてマルチパス信号の信頼度を判定することがより好適である。
【００１４】
また、第３の形態として、第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、前記衛星信号を直接受信した直接波信号に対する前記衛星信号を間接受信した間接波信号の遅れに応じて前記相関値を強め合う状態か弱め合う状態かを、ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定することと、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、前記信頼度と前記判定した状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出することと、を含むコード位相誤差算出方法を構成してもよい。
【００１５】
この第３の形態によれば、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が強め合う状態か弱め合う状態かを、ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定する。そして、相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、マルチパス信号の信頼度と、判定した強め合い又は弱め合いの状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出する。
【００１６】
詳細は後述するが、直接波信号と間接波信号の位相の違いによって、相関値が強め合う状態となるか弱め合う状態となるかが変化すること、及び、この状態の変化によって、コード位相誤差の符号が変化することが分かった。また、マルチパス信号の信頼度の違いによって、コード位相誤差の変化の幅（振幅）が変化することが分かった。このことから、マルチパス信号の信頼度と、相関値の強め合い／弱め合いの状態とに応じて誤差算出方法を可変にすることで、コード位相誤差の算出を適切に行うことが可能となる。
【００１７】
また、第４の形態として、第３の形態のコード位相誤差算出方法を実行することと、前記コード位相誤差算出方法により求められた前記コード位相の誤差を用いて、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出することと、を含むコード位相算出方法を構成してもよい。
【００１８】
この第４の形態によれば、上述した第３の形態のコード位相誤差算出方法により求められたコード位相の誤差を用いて、相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出する。これにより、誤差が補正されたより正確な補正コード位相を用いて位置算出を行うことが可能となり、位置算出の正確性が向上する。
【００１９】
また、第５の形態として、複数の位置算出用衛星から衛星信号を受信することと、前記衛星信号それぞれの受信信号について第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、前記マルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる前記衛星信号を選択することと、前記選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行うことと、を含む位置算出方法を構成してもよい。
【００２０】
この第５の形態によれば、上述した第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる衛星信号を選択する。そして、選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行う。例えば、位置算出に必要な衛星数が不足する場合は、マルチパス信号と判定された衛星信号のうち、信頼度が高い衛星信号を位置算出に使用するようにする。これにより、マルチパス信号を除外してしまうと十分な衛星数を確保することができない環境においても、マルチパス信号であるが信頼性の高い衛星信号を用いて位置算出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】相関値のピーク検出の説明図。
【図２】相関値のピーク検出の説明図。
【図３】相関値のピーク検出の説明図。
【図４】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図５】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図６】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図７】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図８】ＰＥ値の算出方法の説明図。
【図９】ＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲの関係図。
【図１０】直接波信号に対する相関結果を示す図。
【図１１】直接波信号に対する相関結果を示す図。
【図１２】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図１３】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図１４】ベクトル角の説明図。
【図１５】ベクトル角の説明図。
【図１６】ベクトル角とコード位相誤差の関係図。
【図１７】受信信号がマルチパス信号であるかの判定の説明図。
【図１８】ＰＬ値の算出方法の説明図。
【図１９】ＰＬ値の説明図。
【図２０】ＰＬ値の説明図。
【図２１】ＰＬ値の説明図。
【図２２】ＰＬ値の説明図。
【図２３】ＰＬ値とコード位相誤差の関係図。
【図２４】ΔＰＬ値とコード位相誤差の関係図。
【図２５】マルチパス信号の信頼度の判定方法の説明図。
【図２６】ΔＰＥ値とコード位相誤差の関係図。
【図２７】携帯電話機の機能構成を示すブロック図。
【図２８】ベースバンド処理回路部の回路構成を示すブロック図。
【図２９】ＲＯＭのデータ構成を示す図。
【図３０】ＲＡＭのデータ構成を示す図。
【図３１】フラグ判定範囲テーブルのデータ構成を示す図。
【図３２】オフセットテーブルのデータ構成を示す図。
【図３３】誤差モデル式テーブルのデータ構成を示す図。
【図３４】捕捉対象衛星データベースのデータ構成を示す図。
【図３５】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図３６】マルチパス検出処理の流れを示すフローチャート。
【図３７】マルチパス信号信頼度判定処理の流れを示すフローチャート。
【図３８】コード位相補正処理の流れを示すフローチャート。
【図３９】第２の位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図４０】位置算出使用衛星信号決定処理の流れを示すフローチャート。
【図４１】変形例におけるＰＥ値の算出方法の説明図。
【図４２】変形例におけるＰＬ値の算出方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。以下では、ＧＰＳ受信機を具備した携帯電話機に本発明を適用する場合を例に挙げて説明する。本実施形態では、ＧＰＳ受信機は、マルチパス信号を検出するマルチパス信号検出装置として機能する他、受信信号がマルチパス信号である場合に当該マルチパス信号の信頼度を判定するマルチパス信号信頼度判定装置としても機能する。尚、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００２３】
［原理］
（Ａ）マルチパス信号の検出
最初に、マルチパス信号を検出する原理について説明する。ＧＰＳ受信機では、測位用衛星の一種であるＧＰＳ衛星から送出される測位用信号としてのＧＰＳ衛星信号の捕捉を、Ｃ／Ａコードと呼ばれる拡散符号を用いて行う。具体的には、ＧＰＳ衛星信号は、各ＧＰＳ衛星ごとに割り当てられた固有の変調コードであるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。Ｃ／Ａコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号である。
【００２４】
このＧＰＳ衛星信号の受信信号と、捕捉対象としているＧＰＳ衛星（以下、「捕捉対象衛星」と称す。）のＧＰＳ衛星信号（以下、「捕捉対象衛星信号」と称す。）のＣ／Ａコードを模擬したレプリカコードとの相関演算を行う。このとき、レプリカコードの周波数及び位相をずらしながら相関演算を行う。相関演算により得られる相関値は、レプリカコードの周波数と受信信号の周波数とが一致し、且つ、レプリカコードの位相と受信信号の位相とが一致した場合に最大となる。相関値が最大となる位相及び周波数を検出することで、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコードの位相及び搬送波周波数（ドップラ周波数）が得られ、ＧＰＳ衛星信号が捕捉される。
【００２５】
また、Ｃ／ＡコードはＧＰＳ衛星毎に異なるコードが予め規定されており、これにより、受信信号から所望のＧＰＳ衛星信号を分離・捕捉することが可能となっている。また、最大となった相関値が一定値に満たない場合には、ピークとは判定されず、捕捉対象衛星信号ではないと判定される。この場合には、捕捉対象衛星を変えて、再度、相関演算を行って信号の捕捉を試みる。
【００２６】
ところで、ＧＰＳ衛星は常にその位置が変化しており、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離（すなわち擬似距離）もそれに応じて変化している。このため、ＧＰＳ受信機では、擬似距離の変化に対応するために、捕捉したＧＰＳ衛星信号を追跡（Ｔｒａｃｋｉｎｇ）する処理を行う。
【００２７】
図１〜図３は、相関値が最大（ピーク）となる位相（以下、「ピーク位相」と称す。）の検出を説明する図である。図１では、横軸をコード位相、縦軸を相関値として、Ｃ／Ａコードの自己相関値の一例を示している。尚、以下の説明では、相関値というときは、相関値の大きさ（絶対値）を意味するものとする。
【００２８】
Ｃ／Ａコードの自己相関値は、ピーク値を頂点とする左右対称の略三角形の形状で表される。つまり、ピーク位相から同じ量だけ位相が遅れた位相での相関値と、進んだ位相での相関値とは等しくなる。
【００２９】
このことから、現在追跡しているコード位相（以下、「Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相」と称す。）に対して、一定量だけ進んだ位相（以下、「Ｅａｒｌｙ位相」と称す。）と、一定量だけ遅れた位相（以下、「Ｌａｔｅ位相」と称す。）それぞれにおける相関値を算出する。一定量は、例えば、１／３チップとすることができる。そして、Ｌａｔｅ位相の相関値（以下、「Ｌａｔｅ相関値」と称す。）Ｐｌと、Ｅａｒｌｙ位相の相関値（以下、「Ｅａｒｌｙ相関値」と称す。）Ｐｅとが等しくなるように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を制御する。
【００３０】
具体的には、図１に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅとＬａｔｅ相関値Ｐｌとが一致する場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相Ｐｐがピーク位相に一致しているとみなす。また、図２に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅがＬａｔｅ相関値Ｐｌより大きい場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相より遅れているため、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を進ませる。また、図３に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅがＬａｔｅ相関値Ｐｌより小さい場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相より進んでいるため、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を遅らせる。以下の説明において「Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相」とは、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅとＬａｔｅ相関値Ｐｌとが一致する場合、すなわちピーク位相に一致しているとみなしたＰｕｎｃｔｕａｌ位相を意味するものとする。
【００３１】
ところで、マルチパス環境では、ＧＰＳ受信機で受信される信号（受信信号）は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号（マルチパス信号）となる。
【００３２】
図４は、マルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、この直接波信号と間接波信号とを合成（重畳）したマルチパス信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。図４において、横軸はコード位相、縦軸は相関値を示している。
【００３３】
間接波信号に対する相関値は、直接波信号に対する相関値と同様に略三角形の形状をなしているが、間接波信号の相関値のピーク値（相関ピーク値）の大きさは、直接波信号の相関ピーク値よりも小さい。これは、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ衛星信号が、建物や地面に反射したり障害物を透過すること等によって、送出された時点における信号強度が、受信時には弱められていることによるものである。
【００３４】
また、間接波信号のピーク位相は、直接波信号のピーク位相よりも遅れている。これは、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ衛星信号が、建物や地面に反射したり障害物を回折すること等によって、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの伝播距離が長くなったことによるものである。
【００３５】
そして、マルチパス信号に対する相関値は、直接波信号の相関値と間接波信号の相関値との和となるため、三角形状が歪んでピーク値を中心とした左右対称とはならない。このため、図５に示すように、マルチパス信号におけるＰｕｎｃｔｕａｌ位相はピーク位相に一致しない。このピーク位相とＰｕｎｃｔｕａｌ位相との位相差を、以下では「コード位相誤差」と称し、「ＥＲＲ」と表記する。また、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相よりも遅れている場合のコード位相誤差の符号を「正」、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相よりも進んでいる場合のコード位相誤差の符号を「負」と定義する。コード位相誤差の正負は、直接波信号と間接波信号の位相の違いにより生じる直接波信号と間接波信号との干渉の種類、すなわち、直接波信号と間接波信号とが強め合う状態（いわゆる増加的干渉）にあるのか、それとも、弱め合う状態（いわゆる減殺的干渉）にあるのかに応じて変化する。
【００３６】
図６は、直接波信号と間接波信号とが同相である場合の相関結果の一例を示す図であり、図７は、直接波信号と間接波信号とが逆相である場合の相関結果の一例を示す図である。ＧＰＳ受信機に到達した直接波信号と間接波信号の位相が同相である場合は、直接波信号と間接波信号とは互いに強め合うため、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値と間接波信号に対する相関値との合算値として表される。すなわち、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が強め合う状態となっている。この場合は、図６に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相に対して遅れ位相となるため、コード位相誤差ＥＲＲは正の値となる。
【００３７】
一方、ＧＰＳ受信機に到達した直接波信号と間接波信号の位相が逆相である場合は、直接波信号と間接波信号とは互いに弱め合うため、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値から間接波信号に対する相関値を減じた減算値として表される。すなわち、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が弱め合う状態となっている。この場合は、図７に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相に対して進み位相となるため、コード位相誤差ＥＲＲは負の値となる。尚、間接波信号の相関値が直接波信号の相関値よりも大きい場合には相関値の減算値は負の値となるが、絶対値を計算しているため、正の値として図示されている。
【００３８】
直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値と間接波信号に対する相関値との合算値として表されるため、相関値が強め合う状態であることを意味する。直接波信号と間接波信号が弱め合う場合は、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値から間接波信号に対する相関値を減じた減算値として表されるため、相関値が弱め合う状態であることを意味する。すなわち、直接波信号と間接波信号の強め合い／弱め合いの状態と、相関値の強め合い／弱め合いの状態とは等価である。
【００３９】
本実施形態では、「ＰＥ値」と「ベクトル角θ」との２つのパラメーターを定義する。そして、この２つのパラメーターの値を用いて、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することで、マルチパス信号を検出する。
【００４０】
図８は、ＰＥ値の算出方法の説明図であり、受信信号に対する相関結果の一例を示している。同図において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上進んだ位相での相関値Ｐｎ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＮチップだけ進んだ位相での相関値Ｐａから、次式（１）に従ってＰＥ値を算出する。
ＰＥ＝（Ｐｐ−Ｐｎ）／（Ｐａ−Ｐｎ） ・・（１）
【００４１】
但し、式（１）において、０＜Ｎ＜１であり、図８に示すように、例えばＮ＝２／３とすることができる。すなわち、ＰＥ値は、相関値Ｐｎに対するＰｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、相関値Ｐｎに対する相関値Ｐａとの比率を表す。相関値Ｐｎは、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上離れた位相の相関値であるため、ノイズフロア（ノイズとみなす信号の相関値）に対する相関値と言える。
【００４２】
そして、本願発明者が実験を行った結果、このＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係があることが分かった。図９は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させた場合の、受信信号のＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図９では、横軸を共通の時間軸として、実線がＰＥ値の時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００４３】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＧＰＳ受信機における受信信号は直接波信号のみでなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはほぼゼロであり、ＰＥ値は一定値である。これは、直接波信号の相関値のカーブの形状が時間経過によって変化しないためである。このマルチパスの影響が“無し”の状態、すなわち間接波信号が存在しない場合のＰＥ値のことを、以下では「ＰＥオフセット値」として説明する。
【００４４】
ＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードに応じて相関値の三角形の傾斜の程度が異なるため、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星毎に異なる。また、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じて相関値の三角形の高さが異なるため、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じても変化する。すなわち、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星の番号、及び、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に依存する値であると言える。
【００４５】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号は、直接波信号に間接波信号が重畳されたマルチパス信号となる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲ及びＰＥ値は、ともに時間経過に伴って変動する。これは、ＧＰＳ衛星やＧＰＳ受信機が移動することによりＧＰＳ衛星信号とＧＰＳ受信機との相対位置関係が変化することで間接波信号が変動し、マルチパス信号のカーブの相関値の形状が変化するためである。つまり、図８における受信信号の相関値Ｐｐ，Ｐａが変化するからである。このＰＥ値の変動はｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度関係や搬送周波数の差によって決まる。
【００４６】
図９からわかることは、ＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ同様な時間変動をするということである。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとＰＥ値も増加し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとＰＥ値も減少する。前述したように、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負の値となる。従って、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、ＰＥ値は増加する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、ＰＥ値は減少する方向に変化する。
【００４７】
次に、ベクトル角θと呼ばれる指標値を定義する。ベクトル角θは、次のように定義される。図１０及び図１１は、直接波信号の相関結果を示す図である。図１０は、直接波信号のコード位相に対する相関値のグラフを示し、図１１は、図１０における各コード位相の相関値Ｐを、横軸を相関値のＱ成分（直交成分）、縦軸を相関値のＩ成分（同相成分）とするＩＱ座標平面にプロットした図である。尚、相関値Ｐ＝（Ｉ２＋Ｑ２）1／2、である。
【００４８】
図１１を見ると、直接波信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、原点Ｏを通る略直線状に分布している。すなわち、コード位相ＣＰ０，ＣＰ４の相関値Ｐ０，Ｐ４は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロであり、ＩＱ座標平面では原点Ｏにプロットされる。また、コード位相ＣＰ１〜ＣＰ３の相関値Ｐ１〜Ｐ３は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロでないため、原点Ｏから離れた位置にプロットされ、特に、相関値Ｐが最大となるコード位相（ピーク位相）ＣＰ２の相関値Ｐ２は、原点Ｏから最も遠い位置にプロットされる。
【００４９】
つまり、ピーク位相ＣＰ２から１チップ以上進んだ位相ＣＰ０から１チップ以上遅れた位相ＣＰ４までの相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、原点Ｏから離れるように移動し、ピーク位相で最も遠い位置に到達した後、再度、原点Ｏに戻るような略直線状の軌跡を描く。尚、この相関値Ｐが描く略直線状の軌跡は、同図ではＱ軸に対して約４５度の角度を成すこととしているが、直接波信号の搬送波の位相やＩＱ座標系のとり方等に応じて異なるものとなる。
【００５０】
図１２及び図１３は、図４及び図５に示した直接波信号に間接波信号を合成したマルチパス信号の相関結果である。図１２は、マルチパス信号のコード位相に対する相関値のグラフを示し、図１３は、図１２における各コード位相の相関値をＩＱ座標平面にプロットした図である。
【００５１】
図１３によれば、マルチパス信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において閉曲線の軌跡を描くように分布する。すなわち、コード位相ＣＰ０は、相関値Ｐ０のＩ成分及びＱ成分がともにゼロであり、ＩＱ座標平面の原点Ｏにプロットされる。また、コード位相ＣＰ１〜ＣＰ４の相関値Ｐ１〜Ｐ４は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロでないため、原点Ｏから離れた位置にプロットされ、特に、ピーク位相ＣＰ２の相関値Ｐ２は、原点Ｏから最も遠い位置にプロットされる。つまり、マルチパス信号の相関値Ｐは、原点Ｏから離れるように移動し、ピーク位相で最も遠い位置に達した後、再度、原点Ｏに戻るような閉曲線の軌跡を描く。
【００５２】
また、マルチパス信号の相関値Ｐのうち、Ｅａｒｌｙ，Ｌａｔｅ相関値ＰのそれぞれをＩＱ座標平面にプロットすると、図１４及び図１５に示すようになる。図１４は、マルチパス信号に対する相関値を示し、図１５は、図１４における各コード位相の相関値をＩＱ座標平面にプロットした図である。
【００５３】
図１５において、原点ＯからＥａｒｌｙ相関値Ｐｅの位置に向う位置ベクトルを「Ｅａｒｌｙ相関ベクトル」とし、Ｌａｔｅ相関値Ｐｌの位置に向う位置ベクトルを「Ｌａｔｅ相関ベクトル」とする。そして、このＥａｒｌｙ相関ベクトルとＬａｔｅ相関ベクトルとの成す角度θを「ベクトル角」と定義する。尚、相関値Ｐｌ，Ｐｅは等しいため、ＩＱ座標平面におけるＥａｒｌｙ相関ベクトル及びＬａｔｅ相関ベクトルの大きさは等しい。
【００５４】
そして、このベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係がある。図１６は、マルチパスの影響が“有り”の状態から“無し”の状態に変化させた場合の、ベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図１６では、横軸を共通の時刻として、実線がベクトル角θの時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００５５】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、受信信号は直接波信号のみとなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはゼロであり、ベクトル角θは一定値（理論上ではゼロ）となる。これは、図１１に示したように、直接波信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、略直線状の軌跡を描くように分布するためである。尚、理論上では、直接波信号に対するＥａｒｌｙ相関値とＬａｔｅ相関値とは等しいためにベクトル角θはゼロであるが、実際には、所定の位相幅で位相をずらしながら相関演算を行うことから、ハードウェアの性能に応じて決まる一定値となる。
【００５６】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号はマルチパス信号となり、コード位相誤差ＥＲＲ及びベクトル角θは、ともに時間経過に従って変動する。このベクトル角θの変化は、ｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度の関係や、搬送波周波数の差によって決まる。また、マルチパスの影響が“有り”の状態では、ベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの間には、コード位相誤差ＥＲＲが大きくなるほど、ベクトル角θは、マルチパスの影響が“無し”の状態（ゼロに近い一定値）に近づき、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが小さくなるほど、ベクトル角θは大きくなるように変化する。
【００５７】
このようなＰＥ値及びベクトル角θそれぞれとコード位相誤差ＥＲＲとの関係に基づいて、受信信号がマルチパス信号であるかを判定する。また、コード位相誤差ＥＲＲの大きさが十分大きい場合には、マルチパス信号であると判定する。
【００５８】
具体的には、図１７に示すように、ＰＥ値及びベクトル角θに対して判定範囲を定める。図１７は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させた場合の、コード位相誤差ＥＲＲ、ＰＥ値及びベクトル角θそれぞれの時間変化を示す図であり、横軸を共通の時間軸として、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示し、実線がＰＥ値の時間変化を示し、一点鎖線がベクトル角θの時間変化を示している。
【００５９】
図１７に示すように、ＰＥ値に対する判定範囲Ｂ，Ｃを定める。この判定範囲Ｂ，Ｃは中心値が共通な範囲であり、この中心値は、受信信号が直接波信号のみでなる場合のＰＥ値（すなわち、直接波信号に含まれるＣ／Ａコードに応じた所定値）に等しい。また、判定範囲Ｃの幅は、判定範囲Ｂの幅より大きく定められている。
【００６０】
ところで、直接波信号に対するＰＥ値は、当該直接波信号に含まれるＧＰＳ衛星信号のＣ／Ａコードに応じて異なる。このため、判定範囲Ｂ，Ｃの中心値は、捕捉対象のＧＰＳ衛星に応じて異なる値となる。また、ベクトル角θに対する判定範囲Ａを定める。この判定範囲Ａの中心値は、受信信号が直接波信号でなる場合のベクトル角θの値に等しい。
【００６１】
そして、「条件Ａ：ＰＥ値が判定範囲Ｂ外であり、且つ、ベクトル角θが判定範囲Ａ外である」或いは「条件Ｂ：ＰＥ値が判定範囲Ｃ外である」の少なくとも一方の条件を満たすならば、受信信号はマルチパス信号であると判断し、何れも満たさないならば、マルチパス信号でないと判断する。これは、次の理由による。
【００６２】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＰＥ値は、捕捉対象衛星に応じた一定値となり、また、ベクトル角θは一定値（理論上は、ゼロ）となる。つまり、「条件Ａ」及び「条件Ｂ」がともに満たされず、マルチパス信号でないと判定される。一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、ＰＥ値はコード位相誤差ＥＲＲに略一致した変化をし、また、ベクトル角θの絶対値は、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が大きくなるに従って小さくなるとともに、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が小さくなるに従って大きくなるように変化する。
【００６３】
つまり、コード位相誤差ＥＲＲとベクトル角θとの関係から、マルチパス信号であっても「条件Ａ」が満たされない場合がある。例えば図１７において、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５のそれぞれの付近の期間は、「条件Ａ」が満たされないが、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が大きい期間である。このため、「条件Ｂ」によって、ベクトル角θの値に関わらず、ＰＥ値がある程度大きい場合にはマルチパス信号であると判定するようにしている。
【００６４】
（Ｂ）マルチパス信号の信頼度の判定
次に、マルチパス信号の信頼度を判定する原理について説明する。マルチパス信号の信頼度とは、マルチパス信号が位置算出に使用することが許容可能な程度を示す指標値として用いられる。つまり、マルチパス信号の信頼度が高いほど、マルチパス信号を位置算出に使用することが許容可能な程度が高いということである。本実施形態では、コード位相誤差ＥＲＲの変化の幅（コード位相誤差の振幅）が小さいほど、誤差の補正によりコード位相の真値に近づけやすいため、マルチパス信号の信頼度は高いものと判定する。このマルチパス信号の信頼度を「ＰＬ値」と呼ぶ指標値を用いて判定する。
【００６５】
図１８は、ＰＬ値の算出方法を説明するための図であり、受信信号に対する相関結果の一例を示している。図１８において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相での相関値Ｐｂとを用いて、次式（２）に従ってＰＬ値を算出する。
ＰＬ＝Ｐｂ／Ｐｐ ・・・（２）
但し、１≦Ｍ＜２であり、図１８に示すように、例えばＭ＝１．４とすることができる。すなわち、ＰＬ値は、相関値ＰｂとＰｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐとの比率を示す。
【００６６】
本願発明者が実験を行った結果、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からの遅れが１チップ未満である位相や２チップ以上遅れた位相に比べて、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の方が間接波信号の影響が大きく現れ、相関値の絶対値が大きくなる傾向があることが分かった。そのため、本実施形態では、１チップ以上２チップ未満遅れた位相（１≦Ｍ＜２）の相関値を用いてＰＬ値を算出することにしている。
【００６７】
図１９〜図２２は、ＰＬ値が表す意味を説明するための図である。図１９は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達することで、ＧＰＳ受信機の受信信号がマルチパス信号となる場合を示している。ここでは、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合に着目して図示・説明する。図１９において、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差を「ΔＬ１」とする。
【００６８】
図２０は、図１９のマルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、これらの合成波信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。直接波信号と間接波信号との位相のずれを距離に換算した値が、図１９の伝搬距離差「ΔＬ１」に相当する。図２０において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ１と、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１．４チップ遅れた位相における相関値Ｐｂ１とを用いてＰＬ値を算出すると、ＰＬ１＝Ｐｂ１／Ｐｐ１となる。
【００６９】
図２１は、図１９と同様に、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達することで、ＧＰＳ受信機の受信信号がマルチパス信号となる場合を示している。ここでも、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合に着目して説明する。図２１では、図１９と比べて、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達するまでの時間（伝搬時間）が長くなっている。これにより、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差「ΔＬ２」が、図１９の伝搬距離差「ΔＬ１」と比べて長くなっている（ΔＬ２＞ΔＬ１）。
【００７０】
図２２は、図２１のマルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、これらの合成波信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。直接波信号と間接波信号との位相のずれを距離に換算した値が、図２１の伝搬距離差「ΔＬ２」に相当する。図２２では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ２と、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１．４チップ遅れた位相における相関値Ｐｂ２とを用いてＰＬ値を算出すると、ＰＬ２＝Ｐｂ２／Ｐｐ２となる。
【００７１】
前述したように、ＧＰＳ衛星信号が建物に反射することによってＧＰＳ受信機までの伝搬距離が長くなるため、間接波信号のピーク位相は、直接波信号のピーク位相よりも遅れている。また、ΔＬ２＞ΔＬ１であるため、図２２における間接波信号のピーク位相の遅れは、図２０における間接波信号のピーク位相の遅れよりも大きくなっている。そのため、図２２では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭ（＝１．４）チップ離れた位相における間接波信号の影響が、図２０の場合と比べて大きくなっており、相関値Ｐｂ２の大きさは、相関値Ｐｂ１よりも大きくなっている。
【００７２】
Ｐｂ２＞Ｐｂ１の関係が成立するため、式（２）のＰＬ値の定義式より、ＰＬ２＞ＰＬ１となる。従って、ΔＬ２＞ΔＬ１であればＰＬ２＞ＰＬ１となり、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差ΔＬが大きいほど、ＰＬ値は大きくなる関係にある。すなわち、伝搬距離差ΔＬとＰＬ値との間には、正の相関があると言える。
【００７３】
また、ＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係がある。図２３は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させてシミュレーション実験を行った場合の、受信信号のＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図２３では、横軸を共通の時間軸として、実線がＰＬ値の時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００７４】
この図を見ると、マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＧＰＳ受信機における受信信号は直接波信号のみでなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはほぼゼロであり、ＰＬ値もほぼゼロである。これは、受信信号が直接波信号のみでなる場合は、図１８に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上離れた位相では相関値がほとんどゼロとなり、式（２）のＰＬ値の定義式においてＰｂ≒０となるためである。このマルチパスの影響が“無し”の状態、すなわち間接波信号が存在しない場合のＰＬ値のことを、以下では「ＰＬオフセット値」として説明する。
【００７５】
ＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードに応じて相関値の三角形の傾斜の程度が異なるため、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星毎に異なる。また、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じて相関値の三角形の高さが異なるため、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じても変化する。すなわち、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星の番号、及び、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に依存する値である。
【００７６】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号は、直接波信号に間接波信号が重畳されたマルチパス信号となる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲ及びＰＬ値は、ともに時間経過に伴って変動する。ＰＬ値の変動はｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度や搬送距離の差によって決まる。
【００７７】
また、図２３から、ＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ逆の時間変動をすることがわかる。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとＰＬ値は減少し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとＰＬ値は増加する。前述したように、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負の値となる。従って、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、ＰＬ値は減少する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、ＰＬ値は増加する方向に変化すると言える。
【００７８】
このように、ＰＬ値は、直接波信号と間接波信号の干渉の種類（強め合い／弱め合い）によって増減の方向が変化する。また、受信信号の信号強度は時々刻々と変化しており、ＰＬ値は、直接波信号と間接波信号の信号強度関係によっても増減の大きさが変化することになる。従って、ＰＬ値を観測したとしても、その変化が、直接波信号と間接波信号の干渉の違いに起因するものであるのか、信号強度の変化に起因するものであるのかを区別することができない。そこで、本願発明者は、ＰＬ値からＰＬオフセット値を減算した値を「ΔＰＬ値」と定義し、ΔＰＬ値の時間変化を調べる実験を行った。
【００７９】
図２４は、コード位相誤差ＥＲＲとΔＰＬ値との関係を示す図である。時刻ｔ１までは受信信号を直接波信号のみとし、時刻ｔ１において、直接波信号に間接波信号を重畳した場合のシミュレーション実験の結果を示している。また、直接波信号と間接波信号との伝搬距離差ΔＬを変えて、ΔＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を調べた。伝搬距離差ΔＬが０．６チップ（＝約１８０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＬ値を、それぞれダイヤ形及び四角形で、伝搬距離差ΔＬが１．１チップ（＝約３３０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＬ値を、それぞれ三角形及び×印で示している。
【００８０】
図２４を見ると、伝搬距離差ΔＬが０．６チップと１．１チップの何れの場合も、コード位相誤差ＥＲＲの波形はゼロ近傍の値を中心として振動していることがわかる。また、コード位相誤差ＥＲＲの変化の幅（振幅）を比較すると、伝搬距離差ΔＬが１．１チップである場合の方が小さくなっている。このことから、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がありそうである。実際に、本願発明者が詳細な実験を行った結果、特に伝搬距離差ΔＬ＝０．６〜１．５チップの範囲では、伝搬距離差ΔＬが大きくなるほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さくなることを確認した。
【００８１】
このことから、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さいため、コード位相誤差ＥＲＲを補正すれば、真のコード位相に近付けやすいことになる。真のコード位相に近づけることができれば、マルチパス信号であっても位置算出に使用することができる。本実施形態では、コード位相誤差ＥＲＲを補正することによって真のコード位相に近づく度合いが高いマルチパス信号を、信頼度が高いマルチパス信号と称する。よって、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、マルチパス信号の信頼度は高いと言える。
【００８２】
また、ΔＰＬ値に着目すると、伝搬距離差ΔＬが０．６チップと１．１チップの何れの場合も、ΔＰＬ値の波形は上下に振動している。特徴的であるのは、ΔＬ＝１．１チップの場合のΔＰＬ値の分布がグラフの上部に集中し、バイアスがかかったかのような値になっていることである。すなわち、ΔＰＬ値は、伝搬距離差ΔＬが１．１チップの方が０．６チップの場合に比べて総体的に大きい。このことから、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、ΔＰＬ値は総じて大きくなることがわかる。
【００８３】
尚、図２４に示したΔＰＬ値の増減変化と、図２３に示したＰＬ値の増減変化とが逆転する現象が発生しているが、これは、ＧＰＳ受信機の受信回路に設けられたフィルタの特性に起因するものであり、この現象自体に大きな意味があるわけではない。ＧＰＳ受信機では、受信回路内の前段部分において受信信号をローパスフィルタ等のフィルタに通過させ、高域の周波数の信号を減衰させる場合がある。この際、ローパスフィルタのカットオフ周波数が高く設定されていると、フィルタ通過後の受信信号に対して相関演算を行った際に、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相において直接波信号の影響が大きく現れる場合がある。そして、この場合に算出されるＰＬ値とＰＬオフセット値の大小関係から、ΔＰＬ値の増減変化とＰＬ値の増減変化とが逆転する場合があるのである。当然のことながら、フィルタ特性によっては、ΔＰＬ値の増減変化とＰＬ値の増減変化とが一致する場合もあるわけであるが、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、ΔＰＬ値が総体的に大きくなることに変わりはない。
【００８４】
この図２４の実験結果に基づいて、マルチパス信号の信頼度を以下のように判定する。すなわち、図２５に示すように、ΔＰＬ値に対して閾値判定を行う。そして、ΔＰＬ値が所定の閾値以上である場合は、伝搬距離差ΔＬが大きく、コード位相誤差ＥＲＲは小さいと推定されることから、マルチパス信号の信頼度を「高」と判定する。これは、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離が長いことに相当する。
【００８５】
一方、ΔＰＬ値が閾値に満たない場合は、伝搬距離差ΔＬが小さく、コード位相誤差ＥＲＲは大きいと推定されることから、マルチパス信号の信頼度を「低」と判定する。これは、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離が短いことに相当する。
【００８６】
尚、ΔＰＬ値の閾値は、シミュレーション実験等により、予め適切な値を選択・設定しておけばよい。例えば、図２４のシミュレーション実験の結果では、ΔＰＬ値の閾値を「１０」として閾値判定を行えば、ΔＬ＝０．６チップの場合のΔＰＬ値の波形と、ΔＬ＝１．１チップの場合のΔＰＬ値の波形とを分離することができ、マルチパス信号の信頼度を判定できる。
【００８７】
（Ｃ）コード位相の補正
次に、受信信号がマルチパス信号であると判定された場合にコード位相を補正する原理について説明する。直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負となることを説明した。これは、直接波信号と間接波信号との干渉の種類に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの符号が変化することを意味する。
【００８８】
また、図２４において、特に伝搬距離差ΔＬ＝０．６〜１．５チップの範囲では、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さくなる傾向があることを説明した。また、上述した範囲では、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、ΔＰＬ値は大きくなる傾向がある。すなわち、伝搬距離差ΔＬとΔＰＬ値との間には正の相関がある。従って、ΔＰＬ値が大きいほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がある。また、図２５で説明したように、ΔＰＬ値が大きいほど、マルチパス信号の信頼度は高くなるため、マルチパス信号の信頼度が高いほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がある。これは、マルチパス信号の信頼度に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が変化することを意味する。別の言い方をすると、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離の長短に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が変化する。
【００８９】
本願発明者は、これらの知見に基づいて、（ａ）マルチパス信号の信頼度、（ｂ）相関値の強め合い又は弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）、の２つの要素に応じて、それぞれ算出方法を変えてコード位相誤差ＥＲＲの算出を行うことが妥当であると判断した。
【００９０】
（ａ）マルチパス信号の信頼度は、前述したように、ΔＰＬ値の大小に基づいて判定することができる。しかし、（ｂ）相関値の強め合い又は弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）をどのように判断するかが問題となる。すなわち、相関値が強め合う状態にあるのか、それとも、弱め合う状態にあるのかを判断するための指標値が必要となる。
【００９１】
そこで本願発明者が着目したのは、（Ａ）マルチパス信号の検出の原理で定義したＰＥ値である。ＰＥ値は、直接波信号と間接波信号の位相の違いに応じて増減変化するが、受信信号の信号強度に応じても増減変化する。従って、ＰＥ値のみを観測していても、その増減の変化が、直接波信号と間接波信号の干渉の違いに起因するものなのか、受信信号の信号強度の変化に起因するものなのかを区別することはできない。そこで、ＰＥ値からＰＥオフセット値を減算した値を「ΔＰＥ値」と定義し、ΔＰＥ値の時間変化を調べる実験を行った。
【００９２】
図２６は、コード位相誤差ＥＲＲとΔＰＥ値との関係を示す図である。時刻ｔ２までは受信信号を直接波信号のみとし、時刻ｔ２において、直接波信号に間接波信号を重畳した場合のシミュレーション実験の結果を示している。また、直接波信号と間接波信号との伝搬距離差ΔＬを変化させて、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を調べた。伝搬距離差ΔＬが０．６チップ（＝約１８０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＥ値を、それぞれダイヤ形及び四角形で、伝搬距離差ΔＬが１．１チップ（＝約３３０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＥ値を、それぞれ三角形及び×印で示している。
【００９３】
この図を見ると、伝搬距離差ΔＬに依らず、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ同様の時間変動をしていることがわかる。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとΔＰＥ値は増加し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとΔＰＥ値も減少する。すなわち、直接波信号と間接波信号とが干渉により強め合う場合は、ΔＰＥ値が増加する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが干渉により弱め合う場合は、ΔＰＥ値が減少する方向に変化する。
【００９４】
また、ΔＰＥ値の波形に着目すると、ΔＰＥ値はゼロ近傍の値を中心として振動しており、伝搬距離差ΔＬが０．６チップである場合と１．１チップである場合とで、波形はほぼ重なっていることがわかる。よって、伝搬距離差ΔＬに依らずに、ΔＰＥ値はほぼ同じ特性を示すと言える。
【００９５】
この実験結果によれば、直接波信号と間接波信号とが干渉により強め合う場合（増加的干渉の場合）は、ΔＰＥ値は正の値となり、直接波信号と間接波信号とが干渉により弱め合う場合（減殺的干渉の場合）は、ΔＰＥ値は負の値となる。従って、相関値の強め合い／弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）は、ΔＰＥ値の符号に基づいて判断することができる。
【００９６】
以上の実験結果に基づいて、本実施形態では、ΔＰＥ値の符号と、マルチパス信号の信頼度とに基づいて、コード位相誤差ＥＲＲを補正するための式（以下、「誤差モデル式」と称す。）を可変に選択してコード位相を補正する。これは、直接波信号と間接波信号との干渉の種類（＝ΔＰＥ値の符号の違い）と、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離の長短（＝マルチパス信号の信頼度の違い）とに応じて、誤差モデル式を可変にしてコード位相の補正を行うことに相当する。
【００９７】
具体的には、（１）ΔＰＥ値の符号が「正」でマルチパス信号の信頼度が「高」、（２）ΔＰＥ値の符号が「正」でマルチパス信号の信頼度が「低」、（３）ΔＰＥ値の符号が「負」でマルチパス信号の信頼度が「高」、（４）ΔＰＥ値の符号が「負」でマルチパス信号の信頼度が「低」、の４種類のパターンそれぞれに対応する誤差モデル式を予め定めておく。例えば、次式（３）〜（６）に示すような４種類の誤差モデル式を定める。
【００９８】
ＥＲＲ＝ａ1・ΔＰＥ＋ｂ1（ΔＰＥ≧０、且つ、ΔＰＬ≧閾値） ・・（３）
ＥＲＲ＝ａ2・ΔＰＥ＋ｂ2（ΔＰＥ≧０、且つ、ΔＰＬ＜閾値） ・・（４）
ＥＲＲ＝ａ3・ΔＰＥ＋ｂ3（ΔＰＥ＜０、且つ、ΔＰＬ≧閾値） ・・（５）
ＥＲＲ＝ａ4・ΔＰＥ＋ｂ4（ΔＰＥ＜０、且つ、ΔＰＬ＜閾値） ・・（６）
但し、「ａ1」〜「ａ4」、「ｂ1」〜「ｂ4」は、それぞれの誤差モデル式に応じた係数である。これらの誤差モデル式は、例えばΔＰＥ値とＥＲＲ値のサンプリングデータに対して最小二乗法を利用した関数のフィッティングを行うことで求めることができる。
【００９９】
上述した誤差モデル式が定義されたら、ΔＰＥ値及びΔＰＬ値の大きさに基づいて、誤差モデル式を択一的に選択してコード位相誤差ＥＲＲを算出する。すなわち、選択した誤差モデル式にΔＰＥ値を代入することで、コード位相誤差ＥＲＲを算出する。そして、算出したコード位相誤差ＥＲＲを、相関演算処理を行うことで取得したコード位相に加算することで、コード位相誤差ＥＲＲを補正する。
【０１００】
１．第１実施例
１−１．機能構成
図２７は、携帯電話機１の内部構成を示すブロック図である。携帯電話機１は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＧＰＳ受信部２０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、操作部５２と、表示部５３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５と、携帯電話用無線通信回路部６０と、携帯電話用アンテナ７０とを備えて構成される。
【０１０１】
ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナである。尚、ＧＰＳ衛星信号は、ＰＲＮコードであるＣ／Ａコードによってスペクトラム変調された信号であり、１．５７５４２［ＧＨｚ］を搬送波周波数とするＬ１帯の搬送波に重畳されている。
【０１０２】
ＧＰＳ受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０で受信されたＲＦ信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、ＧＰＳ衛星信号から取り出した航法メッセージ等に基づく測位演算を行って現在位置を算出する。このＧＰＳ受信部２０は、ＲＦ受信回路部３０と、ベースバンド処理回路部４０とを有する。本実施形態において、ＧＰＳ受信部２０は、マルチパス信号検出装置及びマルチパス信号信頼度判定装置に相当する機能ブロックである。
【０１０３】
ＲＦ受信回路部３０は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ３１と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３２と、局部発振信号生成部３３と、乗算部３４と、増幅部３５と、Ａ／Ｄ変換部３６とを有し、いわゆるスーパーヘテロダイン方式によって信号受信を行う。
【０１０４】
ＳＡＷフィルタ３１は、バンドパスフィルタであり、ＧＰＳアンテナ１０から入力されるＲＦ信号に対して所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断して出力する。
【０１０５】
ＬＮＡ３２は、低雑音アンプであり、ＳＡＷフィルタ３１から入力される信号を増幅して出力する。
【０１０６】
局部発振信号生成部３３は、ＬＯ（Local Oscillator）等の発振器で構成され、局部発振信号を生成する。
【０１０７】
乗算部３４は、複数の信号を合成する乗算器を有して構成され、ＬＮＡ３２から入力されるＲＦ信号に局部発振信号生成部３３で生成された局部発振信号を乗算（合成）して中間周波数の信号（ＩＦ信号）にダウンコンバージョンする。尚、図示されていないが、乗算部３４では、位相を互いに９０度ずらした局部発振信号それぞれをＲＦ信号と乗算することによって、受信信号をＩＦ信号にダウンコンバージョンするとともに、同相成分（Ｉ信号）と直交成分（Ｑ信号）とに分離する。
【０１０８】
増幅部３５は、乗算部３４から入力されたＩＦ信号（Ｉ信号及びＱ信号）を所定の増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換部３６は、増幅部３５から入力された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。従って、ＲＦ受信回路部３０からは、ＩＦ信号のＩ信号とＱ信号とが出力される。
【０１０９】
ベースバンド処理回路部４０は、ＲＦ受信回路部３０から入力されるＩＦ信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾し、データを復号して取り出した航法メッセージや時刻情報等に基づいて擬似距離の算出演算や測位演算等を行う。
【０１１０】
図２８は、ベースバンド処理回路部４０の回路構成の一例を示す図である。ベースバンド処理回路部４０は、メモリ４１と、レプリカコード生成部４２と、相関演算部４３と、ＣＰＵ４４と、ＲＯＭ４５と、ＲＡＭ４６とを備えて構成される。
【０１１１】
メモリ４１は、ＲＦ受信回路部３０から入力されたＩＦ信号のＩ信号及びＱ信号それぞれを、所定時間間隔でサンプリングして格納する。
【０１１２】
レプリカコード生成部４２は、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードを模擬したレプリカコード（レプリカ信号）を生成・出力する。
【０１１３】
相関演算部４３は、メモリ４１に格納されているＩＦ信号のＩ信号及びＱ信号それぞれのサンプリングデータと、レプリカコード生成部４２から入力されたレプリカコードとの相関演算を、レプリカコードの位相をずらしながら行う。
【０１１４】
ＣＰＵ４４は、ベースバンド処理回路部４０の各部を統括的に制御するとともに、位置算出処理を含む各種演算処理を行うプロセッサーである。ＣＰＵ４４は、レプリカコード生成部４２に、捕捉対象衛星のＣ／Ａコードのレプリカコードを生成させる。そして、相関演算部４３による相関演算結果（相関値）をもとに、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコード及びコード位相を検出してＧＰＳ衛星信号を捕捉・追跡する。ＧＰＳ衛星信号の追跡は、先に説明したＬａｔｅ相関値及びＥａｒｌｙ相関値とが一致するように、現在追跡している位相（Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相）を可変制御することによって行う。
【０１１５】
ＲＯＭ４５は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ４４がベースバンド処理回路部４０及びＲＦ受信回路部３０の各部を制御するためのシステムプログラムや、位置算出処理を含む各種処理を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
【０１１６】
ＲＡＭ４６は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ４４の作業領域として用いられ、ＲＯＭ４５から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ４４が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１１７】
ホストＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサーである。具体的には、主に、電話機としての通話機能を実現するとともに、ベースバンド処理回路部４０から入力された携帯電話機１の現在位置を地図上にプロットした位置表示画面を表示部５３に表示させるといった位置表示機能を含む各種機能を実現するための処理を行う。
【０１１８】
操作部５２は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、利用者による操作に応じた操作信号をホストＣＰＵ５１に出力する。この操作部５２の操作により、位置算出の開始／終了指示等の各種指示が入力される。
【０１１９】
表示部５３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ホストＣＰＵ５１から入力される表示信号に基づく表示画面（例えば、位置表示画面や時刻情報等）を表示する。
【０１２０】
ＲＯＭ５４は、ホストＣＰＵ５１が携帯電話機１を制御するためのシステムプログラムや、位置表示機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
【０１２１】
ＲＡＭ５５は、ホストＣＰＵ５１の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５４から読み出されたプログラムやデータ、操作部５２から入力されたデータ、ホストＣＰＵ５１が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１２２】
携帯電話用無線通信回路部６０は、ＲＦ変換回路やベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話用の通信回路部であり、ホストＣＰＵ５１の制御に従って無線信号の送受信を行う。
【０１２３】
携帯電話用アンテナ７０は、携帯電話機１の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【０１２４】
１−２．データ構成
図２９は、ベースバンド処理回路部４０のＲＯＭ４５に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４５には、ＣＰＵ４４により読み出され、位置算出処理（図３５参照）として実行される位置算出プログラム４５１と、フラグ判定範囲テーブル４５３と、オフセットテーブル４５５と、誤差モデル式テーブル４５７とが記憶されている。
【０１２５】
位置算出処理では、ＣＰＵ４４は、各捕捉対象衛星について、受信信号に対する相関結果にもとづいて、位置算出用のメジャメントを取得・演算する。メジャメントとは、ＣＰＵ４４が位置算出計算において使用する受信信号に関する情報であり、受信信号の受信周波数やコード位相の情報が含まれる。
【０１２６】
そして、ＣＰＵ４４は、捕捉に成功した各ＧＰＳ衛星信号について、当該ＧＰＳ衛星信号がマルチパス信号であるか否かを判定し、マルチパス信号であると判定した場合は、当該マルチパス信号の信頼度を判定する。そして、信頼度の判定結果に基づいて、メジャメントに含まれるコード位相を補正する処理を行い、補正されたコード位相（以下、「補正コード位相」と称す。）を用いて所定の位置算出計算を行うことで、携帯電話機１の位置を算出する。この位置算出処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【０１２７】
図３１は、フラグ判定範囲テーブル４５３のデータ構成の一例を示す図である。フラグ判定範囲テーブル４５３には、各ＧＰＳ衛星と対応付けて、判定範囲Ａ〜Ｃそれぞれの中心値と、この中心値を基準とした正方向及び負方向それぞれへの幅とが対応付けて記憶されている。このフラグ判定範囲テーブル４５３は、マルチパス検出処理において、判定対象とするＧＰＳ衛星信号がマルチパス信号であるか否かを判定するために使用される。
【０１２８】
図３２は、オフセットテーブル４５５のデータ構成の一例を示す図である。オフセットテーブル４５５には、各ＧＰＳ衛星４５５１と対応付けて、受信信号の信号強度４５５３別に、ＰＥオフセット値４５５５及びＰＬオフセット値４５５７が記憶されている。このオフセットテーブル４５５は、ΔＰＥ値及びΔＰＬ値を算出するために使用される。
【０１２９】
図３３は、誤差モデル式テーブル４５７のデータ構成の一例を示す図である。誤差モデル式テーブル４５７は、コード位相の補正に使用するための誤差モデル式が定められたテーブルであり、ΔＰＥ値の正負及びマルチパス信号の信頼度に応じて、４種類の誤差モデル式が定められている。
【０１３０】
図３０は、ベースバンド処理回路部４０のＲＡＭ４６に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４６には、捕捉対象衛星データベース４６１と、出力位置４６３とが記憶される。
【０１３１】
図３４は、捕捉対象衛星データベース４６１のデータ構成の一例を示す図である。捕捉対象衛星データベース４６１は、各捕捉対象衛星についてのデータである捕捉対象衛星データ４６２（４６２−１，４６２−２，４６２−３，・・・）が蓄積記憶されたデータベースである。
【０１３２】
各捕捉対象衛星データ４６２には、衛星番号４６２１と、当該捕捉対象衛星についての相関演算の結果であるＩＱ相関値データ４６２２と、当該捕捉対象衛星について取得・演算された受信周波数及びコード位相を含むメジャメント４６２３と、当該捕捉対象衛星について算出されたベクトル角４６２４、ＰＥ値４６２５、ΔＰＥ値４６２６、ＰＬ値４６２７及びΔＰＬ値４６２８と、Ｆ１〜Ｆ３のフラグ４６２９とが記憶される。
【０１３３】
出力位置４６３は、位置算出計算を行うことで最終的に出力する位置として決定された位置のデータである。
【０１３４】
１−３．処理の流れ
図３５は、ＲＯＭ４５に記憶されている位置算出プログラム４５１がＣＰＵ４４により読み出されることで実行される位置算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道情報に基づいて捕捉対象衛星を判定する（ステップＡ１）。そして、判定した各捕捉対象衛星を対象としてループＡの処理を実行する（ステップＡ３〜Ａ１９）。
【０１３５】
ループＡの処理では、ＣＰＵ４４は、レプリカコード生成部４２に対して、当該捕捉対象衛星のＣ／Ａコードのレプリカコードを生成させ、相関演算部４３から入力される捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関演算結果をもとにメジャメントを算出し、当該捕捉対象衛星の捕捉対象衛星データ４６２に記憶させる（ステップＡ５）。すなわち、相関値がピーク相関値をとる受信周波数及び位相を特定して、当該捕捉対象衛星のメジャメントとする。この場合にメジャメントとして求められる位相は、先に述べたピーク相関値に一致しているとみなしたＰｕｎｃｔｕａｌ位相であり、コード位相誤差ＥＲＲを含み得る位相である。
【０１３６】
次いで、ＣＰＵ４４は、当該捕捉対象衛星からの受信信号の信号強度を計測する（ステップＡ７）。そして、ＣＰＵ４４は、当該捕捉対象衛星の捕捉に成功したか否かを判定し（ステップＡ９）、捕捉に成功したと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、マルチパス検出処理を行う（ステップＡ１１）。
【０１３７】
図３６は、マルチパス検出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、フラグＦ１〜Ｆ３の全てを「０」に初期設定する（ステップＢ１）。続いて、相関演算部４３から出力される当該捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関結果をもとに、ＰＥ値を算出する（ステップＢ３）。また、相関演算部４３から入力される、Ｅａｒｌｙ相関値及びＬａｔｅ相関値をもとに、ベクトル角θを算出する（ステップＢ５）。
【０１３８】
次いで、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５のフラグ判定範囲テーブル４５３を参照して、算出したＰＥ値を所定の判定範囲Ｂ，Ｃそれぞれと比較し、ＰＥ値が判定範囲Ｂ外ならば（ステップＢ７：Ｙｅｓ）、フラグＦ２を「１」に設定するとともに（ステップＢ９）、判定範囲Ｃ外ならば（ステップＢ１１：Ｙｅｓ）、フラグＦ３を「１」に設定する（ステップＢ１３）。また、算出したベクトル角θを所定の判定範囲Ａと比較し、判定範囲Ａ外ならば（ステップＢ１５：ＹＥＳ）、フラグＦ１を「１」に設定する（ステップＢ１７）。
【０１３９】
そして、フラグＦ１〜Ｆ３の設定値をもとに、対象の捕捉衛星からの受信信号がマルチパス信号であるか否かを判断する。すなわち、「条件Ａ：フラグＦ１，Ｆ２がともに「１」である」或いは「条件Ｂ：フラグＦ３が「１」である」の少なくとも一方を満たすならば（ステップＢ１９：Ｙｅｓ）、受信信号はマルチパス信号であると判断し（ステップＢ２１）、ともに満たさないならば（ステップＢ１９：Ｎｏ）、マルチパス信号でないと判断する（ステップＢ２３）。以上の処理を行うと、マルチパス検出処理を終了する。
【０１４０】
図３５の位置算出処理に戻って、マルチパス検出処理を行った後、当該捕捉対象衛星からの受信信号がマルチパス信号であると判定したならば（ステップＡ９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号信頼度判定処理を行う（ステップＡ１５）。
【０１４１】
図３７は、マルチパス信号信頼度判定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、相関演算部４３から出力される当該捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関結果をもとに、ＰＬ値を算出する（ステップＣ１）。そして、ＲＯＭ４５のオフセットテーブル４５５を参照し、当該捕捉対象衛星の衛星番号及びステップＡ７で計測した当該捕捉対象衛星からの受信信号の信号強度に対応するＰＬオフセット値を読み出す（ステップＣ３）。
【０１４２】
次いで、ＣＰＵ４４は、ステップＣ１で算出したＰＬ値から、ステップＣ３で読み出したＰＬオフセット値を減算することで、ΔＰＬ値を算出する（ステップＣ５）。そして、ＣＰＵ４４は、ΔＰＬ値に対して閾値判定を行って、マルチパス信号の信頼度を判定する（ステップＣ７）。具体的には、ΔＰＬ値≧閾値である場合には信頼度「高」、ΔＰＬ値＜閾値である場合には信頼度「低」と判定する。そして、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号信頼度判定処理を終了する。
【０１４３】
図３５の位置算出処理に戻って、マルチパス信号信頼度判定処理を行った後、ＣＰＵ４４は、コード位相補正処理を行う（ステップＡ１７）。
【０１４４】
図３８は、コード位相補正処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５のオフセットテーブル４５５を参照し、当該捕捉対象衛星の衛星番号及び信号強度に対応するＰＥオフセット値を読み出す（ステップＤ１）。そして、ＣＰＵ４４は、マルチパス検出処理のステップＢ３で算出したＰＥ値から、ステップＤ１で読み出したＰＥオフセット値を減算することで、ΔＰＥ値を算出する（ステップＤ３）。
【０１４５】
その後、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５の誤差モデル式テーブル４５７を参照し、ステップＤ３で算出したΔＰＥ値と、マルチパス信号信頼度判定処理のステップＣ７で判定したマルチパス信号の信頼度とに基づいて、誤差モデル式を１つ選択する（ステップＤ５）。
【０１４６】
次いで、ＣＰＵ４４は、選択した誤差モデル式にΔＰＥ値を代入することで、コード位相誤差ＥＲＲを算出する（ステップＤ７）。そして、ＣＰＵ４４は、ステップＡ５で算出したメジャメントに含まれるコード位相に、ステップＤ７で算出したコード位相誤差ＥＲＲを加算することでコード位相を補正して、補正コード位相を算出する（ステップＤ９）。そして、ＣＰＵ４４は、コード位相補正処理を終了する。
【０１４７】
図３５の位置算出処理に戻って、コード位相補正処理を行った後、ＣＰＵ４４は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。そして、全ての捕捉対象衛星についてループＡの処理を終了すると（ステップＡ１９）、ＣＰＵ４４は、各捕捉衛星のメジャメントを用いて携帯電話機１の位置を算出する位置算出計算を実行する（ステップＡ２１）。特に、補正コード位相を用いて擬似距離を算出して、位置算出計算に利用する。
【０１４８】
そして、ＣＰＵ４４は、算出した位置を出力位置４６３としてＲＡＭ４６に記憶させ、ホストＣＰＵ５１に出力する（ステップＡ２３）。その後、ＣＰＵ４４は、位置算出を終了するか否かを判断し（ステップＡ２５）、終了しないならば（ステップＡ２５：Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、位置算出を終了するならば（ステップＡ２５：Ｙｅｓ）、位置算出処理を終了する。
【０１４９】
１−４．作用効果
携帯電話機１において、相関演算部４３は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号を受信した受信信号と、レプリカコード生成部４２により生成されたレプリカコードとを乗算する相関演算処理を行って相関値を算出する。ＣＰＵ４４は、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相からＭ（１≦Ｍ＜２）チップ遅れた位相の相関値とを用いてＰＬ値を算出し、算出したＰＬ値に基づいて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【０１５０】
より具体的には、ＣＰＵ４４は、受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度を計測する。そして、各ＧＰＳ衛星それぞれについて信号強度別に定められたＰＬオフセット値の中から、当該ＧＰＳ衛星信号を発信したＧＰＳ衛星及び計測した信号強度に対応するＰＬオフセット値を読み出す。そして、ＰＬ値からＰＬオフセット値を減算することでΔＰＬ値を算出し、ΔＰＬ値に対する閾値判定を行って、マルチパス信号の信頼度を判定する。
【０１５１】
マルチパス信号は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号である。間接波信号は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの伝播距離が直接波信号に比べて長いため、直接波信号に対して遅れた信号となる。そのため、受信信号がマルチパス信号である場合は、ピーク位相から遅れた位相、より具体的には、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相において間接波信号の影響が大きく現れ、当該位相において相関値の絶対値が大きくなることが実験により明らかとなった。従って、ピーク相関値と、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値とを用いて算出されるＰＬ値を観察することで、間接波信号が直接波信号に与える影響の度合いを把握することができ、マルチパス信号の良し悪しを判定することができる。
【０１５２】
２．第２実施例
第２実施例は、携帯電話機１が、マルチパス信号の信頼度を用いて、位置算出に使用する衛星信号（以下、「位置算出使用衛星信号」と称す。）を選択し、選択した位置算出使用衛星信号を利用して位置算出を行う実施例である。
【０１５３】
２−１．処理の流れ
図３９は、第２実施例において、ベースバンド処理回路部４０のＣＰＵ４４が行う第２の位置算出処理の流れを示すフローチャートである。尚、図３５の位置算出処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、位置算出処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１５４】
ＣＰＵ４４は、ループＡの処理において、ステップＡ１５においてマルチパス信号信頼度判定処理を行った後、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。そして、全ての捕捉対象衛星についてループＡの処理を行った後、位置算出使用衛星信号決定処理を行う（ステップＥ２０）。
【０１５５】
図４０は、位置算出使用衛星信号決定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、捕捉した衛星信号のうち、マルチパス信号ではないと判定した衛星信号を選択して、位置算出使用衛星信号とする（ステップＦ１）。つまり、マルチパス信号ではない衛星信号を優先的に位置算出に使用するようにする。
【０１５６】
次いで、ＣＰＵ４４は、位置算出使用衛星信号の数が、位置算出に必要となる衛星数である位置算出必要衛星数に達しているか否かを判定する（ステップＦ３）。位置算出必要衛星数は、緯度、経度及び高度を算出する３次元測位では４個、緯度及び経度を算出する２次元測位では３個である。そして、位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達していると判定した場合は（ステップＦ３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４４は、位置算出使用衛星信号決定処理を終了する。
【０１５７】
一方、ステップＦ３において位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達していないと判定した場合は（ステップＦ３；Ｎｏ）、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号であると判定された衛星信号の中から信頼度が「高」である衛星信号を選択して、位置算出使用衛星信号に追加する（ステップＦ５）。マルチパス信号と判定されなかった信号だけでは位置算出を行うことができない場合は、マルチパス信号と判定された信号のうち信頼度が高い信号も併用して位置算出を行うようにする。
【０１５８】
そして、ＣＰＵ４４は、再び、位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達しているか否かを判定し（ステップＦ７）、達していると判定した場合は（ステップＦ７；Ｙｅｓ）、位置算出使用衛星信号決定処理を終了する。また、達していないと判定した場合は（ステップＦ７；Ｎｏ）、位置算出を行うことが不可能である旨をホストＣＰＵ５１に通知した後（ステップＦ９）、ステップＡ２５へと処理を移行する。
【０１５９】
２−２．作用効果
第２実施例では、捕捉したＧＰＳ衛星信号のうちマルチパス信号ではないと判定された信号の数が位置算出に必要な衛星数に満たない場合は、マルチパス信号であると判定された衛星信号のうち、信頼度が高い衛星信号を併用して位置算出を行う。これにより、高層ビルに囲まれたアーバンキャニオン環境のように、受信信号の多くがマルチパス信号となるような環境においても、その中でも信頼性の高い信号を利用して位置算出を行うことが可能となる。
【０１６０】
３．変形例
尚、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。
【０１６１】
３−１．電子機器
上述した実施例では、電子機器の一種である携帯電話機に本発明を適用した場合について説明したが、他には、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
【０１６２】
３−２．衛星位置算出システム
また、上述の実施形態では、ＧＰＳを利用した場合を説明したが、例えば、ＧＰＳと同じＣＤＭＡ方式を用いたＧＡＬＩＬＥＯといった他の衛星測位システムにも同様に適用可能なのは勿論である。さらには、衛星測位システムに限らず、直接スペクトラム拡散方式により変調された信号が送出されるシステム、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮの無線信号を測位用信号として用いるシステムにも適用可能である。
【０１６３】
３−３．処理の主体
上述した実施例では、ベースバンド処理回路部４０のＣＰＵ４４が位置算出処理を行うものとして説明したが、ホストＣＰＵ５１が位置算出処理を行うことにしてもよい。また、マルチパス検出処理、マルチパス信号信頼度判定処理及びコード位相補正処理はＣＰＵ４４が行い、位置算出計算はホストＣＰＵ５１が行うといったように、ＣＰＵ４４とホストＣＰＵ５１とで処理を分担することにしてもよい。
【０１６４】
３−４．マルチパス信号の判定
例えば、上述の実施形態では、二つの条件（条件Ａ，Ｂ）の少なくとも一方が満たされる場合に、受信信号がマルチパス信号であると判定することにしたが、これを、一方の条件のみを用いて判定することにしても良い。この場合、判定範囲Ａ，Ｂ，Ｃの範囲を、大きくするように定めても良いし、小さくするように定めても良い。
【０１６５】
３−５．ＰＥ値及びＰＬ値
上述した実施形態において、図８ではＰＥ値の算出方法を、図１８ではＰＬ値の算出方法をそれぞれ説明したが、このＰＥ値及びＰＬ値の算出方法を次のようにすることも可能である。
【０１６６】
図４１は、変形例におけるＰＥ値の算出方法の説明図である。図８では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上進んだ位相での相関値Ｐｎ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＮチップだけ進んだコード位相での相関値Ｐａを用いてＰＥ値を算出したが、相関値Ｐｎを用いずに、次式（７）に従ってＰＥ値を算出することにしてもよい。
ＰＥ＝Ｐｐ／Ｐａ ・・・（７）
【０１６７】
図４２は、変形例におけるＰＬ値の算出方法の説明図である。図１８では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相での相関値Ｐｂとを用いてＰＬ値を算出したが、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ未満遅れた位相での相関値Ｐｍを併用して、次式（８）に従ってＰＬ値を算出することにしてもよい。
ＰＬ＝（Ｐｍ−Ｐｂ）／（Ｐｐ−Ｐｂ） ・・（８）
【０１６８】
３−６．誤差モデル式
上述した実施形態では、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す誤差モデル式を１次関数で近似するものとして説明したが、２次以上の関数や指数関数、対数関数等の各種関数を用いて近似することも可能である。
【０１６９】
また、本願発明者が数値実験を行った結果、誤差モデル式を定める際に、単純に最小二乗法を利用した関数のフィッティング等を行って誤差モデル式を決定すると、誤差モデル式から算出されるコード位相誤差ＥＲＲ（コード位相の算出誤差）が、コード位相に実際に含まれる誤差（コード位相の実誤差）よりも大きくなり、補正が強くかかる場合があることが分かった。そこで、コード位相の補正量が小さくなる方向に作用するように誤差モデル式を決定してもよい。例えば、最小二乗法を用いて求めた誤差モデル式を、コード位相の補正量が小さくなる方向にシフトさせるといった手法を適用することができる。
【０１７０】
３−７．位置算出使用衛星の決定
上述した第２実施例では、マルチパス信号の信頼度を用いて位置算出使用衛星信号を決定する場合について説明したが、マルチパス信号の信頼度の他に、受信信号の信号強度や衛星の仰角等の情報を併用して、位置算出使用衛星信号を決定することにしてもよい。
【０１７１】
例えば、図４０のステップＦ５において、マルチパス信号の中から位置算出使用衛星信号に追加する衛星信号を選択する際に、信頼度が「高」である衛星信号のうち、信号強度の大きな衛星信号や、仰角の高いＧＰＳ衛星から発信された衛星信号を優先的に選択して、位置算出使用衛星信号に追加することが考えられる。
【０１７２】
３−８．マルチパス信号信頼度
上述した実施形態では、ΔＰＬ値が閾値以上である場合は、マルチパス信号の信頼度「高」、ΔＰＬ値が閾値未満である場合は、マルチパス信号の信頼度「低」と判定するものとして説明したが、信頼度をより細かく判定することにしてもよい。ΔＰＬ値が大きいほど信頼度が高くなればよいため、信頼度判定用の閾値を複数設定しておくことで、３段階以上の信頼度の判定を行うことが可能である。
【０１７３】
この場合も、信頼度の違いに応じた複数種類の誤差モデル式を予め定めておき、受信信号がマルチパス信号である場合は、当該マルチパス信号の信頼度に応じた誤差モデル式を選択して、コード位相の補正に使用するようにする。また、マルチパス信号の信頼度に基づいて位置算出使用衛星信号を決定する場合は、信頼度が高い衛星信号から順に、位置算出使用衛星信号に追加していくようにすればよい。
【符号の説明】
【０１７４】
１ 携帯電話機、 ２０ ＧＰＳ受信部、 ３０ ＲＦ受信回路部、
４０ ベースバンド処理回路部、 ４１ メモリ、 ４２ レプリカコード生成部、
４３ 相関演算部、 ４４ ＣＰＵ、 ４５ ＲＯＭ、 ４６ ＲＡＭ、
５１ ホストＣＰＵ、 ５２ 操作部、 ５３ 表示部、 ５４ ＲＯＭ、
５５ ＲＡＭ、 ６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ７０ 携帯電話用アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパス信号信頼度判定方法、コード位相誤差算出方法、コード位相算出方法、位置算出方法及びマルチパス信号信頼度判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵されて利用されている。ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から位置算出装置までの擬似距離等の情報に基づいて位置算出装置の位置を求める位置算出処理を行う。
【０００３】
測位用信号を用いた位置算出に誤差が発生する主要因の１つとして、マルチパスが挙げられる。マルチパスが生じている環境のことは「マルチパス環境」と呼ばれる。マルチパス環境とは、測位用信号の発信源（ＧＰＳであればＧＰＳ衛星）からの直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳してマルチパス信号として受信される環境のことであり、間接波信号がエラー信号となって符号の復号が困難となる現象である。
【０００４】
このマルチパスに起因する誤差の問題を解決するため、例えば特許文献１には、マルチパスの影響を受ける可能性の高い測位用衛星を判定して測位不適衛星とし、測位不適衛星を除外して位置算出を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マルチパス対策の考え方の１つとしては、捕捉した測位用信号の中からマルチパス信号を排除して位置算出を行うという考え方がある。しかし、高層ビルが隣接するアーバンキャニオン環境等においては、受信した測位用信号の大多数がマルチパス信号であるような場合があり、マルチパス信号を全て排除してしまうと、位置算出に必要な衛星数が確保できないといった問題が生ずる。そのため、たとえマルチパス信号であっても、位置算出に使用しても差し支えない信頼性の高い測位用信号は、なるべく位置算出に使用したいという要請がある。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みて為されたものであり、マルチパス信号の善し悪しを判定する新たな仕組みを提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための第１の形態は、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行うことと、前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定することと、を含むマルチパス信号信頼度判定方法である。
【０００９】
また、他の形態として、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う相関演算部と、前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する判定部と、を備えたマルチパス信号信頼度判定装置を構成してもよい。
【００１０】
この第１の形態等によれば、位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う。そして、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【００１１】
マルチパス信号は、測位用衛星から送信される衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号である。間接波信号は、測位用衛星から受信機までの伝播距離が直接波信号に比べて長いため、直接波信号に対して遅れた信号となる。そのため、受信信号がマルチパス信号である場合は、ピーク位相から遅れた位相において間接波信号の影響が大きく現れ、相関値の絶対値が大きくなる。従って、ピーク相関値と、ピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを参照することで、間接波信号が直接波信号に与える影響の程度を把握することができ、マルチパス信号の良し悪しを判定することが可能となる。
【００１２】
また、第２の形態として、第１の形態のマルチパス信号信頼度判定方法であって、前記所定位相は、１チップ以上２チップ未満であるマルチパス信号信頼度判定方法を構成してもよい。
【００１３】
この第２の形態によれば、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相を所定位相として用いて、マルチパス信号の信頼度を判定する。本願発明者が実験を行った結果、ピーク位相からの遅れが１チップ未満である位相や２チップ以上遅れた位相における相関値に比べて、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値の方が、間接波信号の影響を判定し易いことが分かった。そのため、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値を用いてマルチパス信号の信頼度を判定することがより好適である。
【００１４】
また、第３の形態として、第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、前記衛星信号を直接受信した直接波信号に対する前記衛星信号を間接受信した間接波信号の遅れに応じて前記相関値を強め合う状態か弱め合う状態かを、ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定することと、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、前記信頼度と前記判定した状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出することと、を含むコード位相誤差算出方法を構成してもよい。
【００１５】
この第３の形態によれば、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が強め合う状態か弱め合う状態かを、ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定する。そして、相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、マルチパス信号の信頼度と、判定した強め合い又は弱め合いの状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出する。
【００１６】
詳細は後述するが、直接波信号と間接波信号の位相の違いによって、相関値が強め合う状態となるか弱め合う状態となるかが変化すること、及び、この状態の変化によって、コード位相誤差の符号が変化することが分かった。また、マルチパス信号の信頼度の違いによって、コード位相誤差の変化の幅（振幅）が変化することが分かった。このことから、マルチパス信号の信頼度と、相関値の強め合い／弱め合いの状態とに応じて誤差算出方法を可変にすることで、コード位相誤差の算出を適切に行うことが可能となる。
【００１７】
また、第４の形態として、第３の形態のコード位相誤差算出方法を実行することと、前記コード位相誤差算出方法により求められた前記コード位相の誤差を用いて、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出することと、を含むコード位相算出方法を構成してもよい。
【００１８】
この第４の形態によれば、上述した第３の形態のコード位相誤差算出方法により求められたコード位相の誤差を用いて、相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出する。これにより、誤差が補正されたより正確な補正コード位相を用いて位置算出を行うことが可能となり、位置算出の正確性が向上する。
【００１９】
また、第５の形態として、複数の位置算出用衛星から衛星信号を受信することと、前記衛星信号それぞれの受信信号について第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、前記マルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる前記衛星信号を選択することと、前記選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行うことと、を含む位置算出方法を構成してもよい。
【００２０】
この第５の形態によれば、上述した第１又は第２の形態のマルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる衛星信号を選択する。そして、選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行う。例えば、位置算出に必要な衛星数が不足する場合は、マルチパス信号と判定された衛星信号のうち、信頼度が高い衛星信号を位置算出に使用するようにする。これにより、マルチパス信号を除外してしまうと十分な衛星数を確保することができない環境においても、マルチパス信号であるが信頼性の高い衛星信号を用いて位置算出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】相関値のピーク検出の説明図。
【図２】相関値のピーク検出の説明図。
【図３】相関値のピーク検出の説明図。
【図４】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図５】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図６】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図７】コード位相誤差ＥＲＲの説明図。
【図８】ＰＥ値の算出方法の説明図。
【図９】ＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲの関係図。
【図１０】直接波信号に対する相関結果を示す図。
【図１１】直接波信号に対する相関結果を示す図。
【図１２】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図１３】マルチパス信号に対する相関結果を示す図。
【図１４】ベクトル角の説明図。
【図１５】ベクトル角の説明図。
【図１６】ベクトル角とコード位相誤差の関係図。
【図１７】受信信号がマルチパス信号であるかの判定の説明図。
【図１８】ＰＬ値の算出方法の説明図。
【図１９】ＰＬ値の説明図。
【図２０】ＰＬ値の説明図。
【図２１】ＰＬ値の説明図。
【図２２】ＰＬ値の説明図。
【図２３】ＰＬ値とコード位相誤差の関係図。
【図２４】ΔＰＬ値とコード位相誤差の関係図。
【図２５】マルチパス信号の信頼度の判定方法の説明図。
【図２６】ΔＰＥ値とコード位相誤差の関係図。
【図２７】携帯電話機の機能構成を示すブロック図。
【図２８】ベースバンド処理回路部の回路構成を示すブロック図。
【図２９】ＲＯＭのデータ構成を示す図。
【図３０】ＲＡＭのデータ構成を示す図。
【図３１】フラグ判定範囲テーブルのデータ構成を示す図。
【図３２】オフセットテーブルのデータ構成を示す図。
【図３３】誤差モデル式テーブルのデータ構成を示す図。
【図３４】捕捉対象衛星データベースのデータ構成を示す図。
【図３５】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図３６】マルチパス検出処理の流れを示すフローチャート。
【図３７】マルチパス信号信頼度判定処理の流れを示すフローチャート。
【図３８】コード位相補正処理の流れを示すフローチャート。
【図３９】第２の位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図４０】位置算出使用衛星信号決定処理の流れを示すフローチャート。
【図４１】変形例におけるＰＥ値の算出方法の説明図。
【図４２】変形例におけるＰＬ値の算出方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。以下では、ＧＰＳ受信機を具備した携帯電話機に本発明を適用する場合を例に挙げて説明する。本実施形態では、ＧＰＳ受信機は、マルチパス信号を検出するマルチパス信号検出装置として機能する他、受信信号がマルチパス信号である場合に当該マルチパス信号の信頼度を判定するマルチパス信号信頼度判定装置としても機能する。尚、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００２３】
［原理］
（Ａ）マルチパス信号の検出
最初に、マルチパス信号を検出する原理について説明する。ＧＰＳ受信機では、測位用衛星の一種であるＧＰＳ衛星から送出される測位用信号としてのＧＰＳ衛星信号の捕捉を、Ｃ／Ａコードと呼ばれる拡散符号を用いて行う。具体的には、ＧＰＳ衛星信号は、各ＧＰＳ衛星ごとに割り当てられた固有の変調コードであるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。Ｃ／Ａコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号である。
【００２４】
このＧＰＳ衛星信号の受信信号と、捕捉対象としているＧＰＳ衛星（以下、「捕捉対象衛星」と称す。）のＧＰＳ衛星信号（以下、「捕捉対象衛星信号」と称す。）のＣ／Ａコードを模擬したレプリカコードとの相関演算を行う。このとき、レプリカコードの周波数及び位相をずらしながら相関演算を行う。相関演算により得られる相関値は、レプリカコードの周波数と受信信号の周波数とが一致し、且つ、レプリカコードの位相と受信信号の位相とが一致した場合に最大となる。相関値が最大となる位相及び周波数を検出することで、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコードの位相及び搬送波周波数（ドップラ周波数）が得られ、ＧＰＳ衛星信号が捕捉される。
【００２５】
また、Ｃ／ＡコードはＧＰＳ衛星毎に異なるコードが予め規定されており、これにより、受信信号から所望のＧＰＳ衛星信号を分離・捕捉することが可能となっている。また、最大となった相関値が一定値に満たない場合には、ピークとは判定されず、捕捉対象衛星信号ではないと判定される。この場合には、捕捉対象衛星を変えて、再度、相関演算を行って信号の捕捉を試みる。
【００２６】
ところで、ＧＰＳ衛星は常にその位置が変化しており、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離（すなわち擬似距離）もそれに応じて変化している。このため、ＧＰＳ受信機では、擬似距離の変化に対応するために、捕捉したＧＰＳ衛星信号を追跡（Ｔｒａｃｋｉｎｇ）する処理を行う。
【００２７】
図１〜図３は、相関値が最大（ピーク）となる位相（以下、「ピーク位相」と称す。）の検出を説明する図である。図１では、横軸をコード位相、縦軸を相関値として、Ｃ／Ａコードの自己相関値の一例を示している。尚、以下の説明では、相関値というときは、相関値の大きさ（絶対値）を意味するものとする。
【００２８】
Ｃ／Ａコードの自己相関値は、ピーク値を頂点とする左右対称の略三角形の形状で表される。つまり、ピーク位相から同じ量だけ位相が遅れた位相での相関値と、進んだ位相での相関値とは等しくなる。
【００２９】
このことから、現在追跡しているコード位相（以下、「Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相」と称す。）に対して、一定量だけ進んだ位相（以下、「Ｅａｒｌｙ位相」と称す。）と、一定量だけ遅れた位相（以下、「Ｌａｔｅ位相」と称す。）それぞれにおける相関値を算出する。一定量は、例えば、１／３チップとすることができる。そして、Ｌａｔｅ位相の相関値（以下、「Ｌａｔｅ相関値」と称す。）Ｐｌと、Ｅａｒｌｙ位相の相関値（以下、「Ｅａｒｌｙ相関値」と称す。）Ｐｅとが等しくなるように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を制御する。
【００３０】
具体的には、図１に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅとＬａｔｅ相関値Ｐｌとが一致する場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相Ｐｐがピーク位相に一致しているとみなす。また、図２に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅがＬａｔｅ相関値Ｐｌより大きい場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相より遅れているため、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を進ませる。また、図３に示すように、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅがＬａｔｅ相関値Ｐｌより小さい場合には、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相より進んでいるため、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相を遅らせる。以下の説明において「Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相」とは、Ｅａｒｌｙ相関値ＰｅとＬａｔｅ相関値Ｐｌとが一致する場合、すなわちピーク位相に一致しているとみなしたＰｕｎｃｔｕａｌ位相を意味するものとする。
【００３１】
ところで、マルチパス環境では、ＧＰＳ受信機で受信される信号（受信信号）は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号（マルチパス信号）となる。
【００３２】
図４は、マルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、この直接波信号と間接波信号とを合成（重畳）したマルチパス信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。図４において、横軸はコード位相、縦軸は相関値を示している。
【００３３】
間接波信号に対する相関値は、直接波信号に対する相関値と同様に略三角形の形状をなしているが、間接波信号の相関値のピーク値（相関ピーク値）の大きさは、直接波信号の相関ピーク値よりも小さい。これは、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ衛星信号が、建物や地面に反射したり障害物を透過すること等によって、送出された時点における信号強度が、受信時には弱められていることによるものである。
【００３４】
また、間接波信号のピーク位相は、直接波信号のピーク位相よりも遅れている。これは、ＧＰＳ衛星から送出されたＧＰＳ衛星信号が、建物や地面に反射したり障害物を回折すること等によって、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの伝播距離が長くなったことによるものである。
【００３５】
そして、マルチパス信号に対する相関値は、直接波信号の相関値と間接波信号の相関値との和となるため、三角形状が歪んでピーク値を中心とした左右対称とはならない。このため、図５に示すように、マルチパス信号におけるＰｕｎｃｔｕａｌ位相はピーク位相に一致しない。このピーク位相とＰｕｎｃｔｕａｌ位相との位相差を、以下では「コード位相誤差」と称し、「ＥＲＲ」と表記する。また、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相よりも遅れている場合のコード位相誤差の符号を「正」、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相よりも進んでいる場合のコード位相誤差の符号を「負」と定義する。コード位相誤差の正負は、直接波信号と間接波信号の位相の違いにより生じる直接波信号と間接波信号との干渉の種類、すなわち、直接波信号と間接波信号とが強め合う状態（いわゆる増加的干渉）にあるのか、それとも、弱め合う状態（いわゆる減殺的干渉）にあるのかに応じて変化する。
【００３６】
図６は、直接波信号と間接波信号とが同相である場合の相関結果の一例を示す図であり、図７は、直接波信号と間接波信号とが逆相である場合の相関結果の一例を示す図である。ＧＰＳ受信機に到達した直接波信号と間接波信号の位相が同相である場合は、直接波信号と間接波信号とは互いに強め合うため、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値と間接波信号に対する相関値との合算値として表される。すなわち、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が強め合う状態となっている。この場合は、図６に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相に対して遅れ位相となるため、コード位相誤差ＥＲＲは正の値となる。
【００３７】
一方、ＧＰＳ受信機に到達した直接波信号と間接波信号の位相が逆相である場合は、直接波信号と間接波信号とは互いに弱め合うため、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値から間接波信号に対する相関値を減じた減算値として表される。すなわち、直接波信号に対する間接波信号の遅れに応じて相関値が弱め合う状態となっている。この場合は、図７に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相がピーク位相に対して進み位相となるため、コード位相誤差ＥＲＲは負の値となる。尚、間接波信号の相関値が直接波信号の相関値よりも大きい場合には相関値の減算値は負の値となるが、絶対値を計算しているため、正の値として図示されている。
【００３８】
直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値と間接波信号に対する相関値との合算値として表されるため、相関値が強め合う状態であることを意味する。直接波信号と間接波信号が弱め合う場合は、合成波信号の相関値は、直接波信号に対する相関値から間接波信号に対する相関値を減じた減算値として表されるため、相関値が弱め合う状態であることを意味する。すなわち、直接波信号と間接波信号の強め合い／弱め合いの状態と、相関値の強め合い／弱め合いの状態とは等価である。
【００３９】
本実施形態では、「ＰＥ値」と「ベクトル角θ」との２つのパラメーターを定義する。そして、この２つのパラメーターの値を用いて、受信信号がマルチパス信号であるか否かを判定することで、マルチパス信号を検出する。
【００４０】
図８は、ＰＥ値の算出方法の説明図であり、受信信号に対する相関結果の一例を示している。同図において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上進んだ位相での相関値Ｐｎ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＮチップだけ進んだ位相での相関値Ｐａから、次式（１）に従ってＰＥ値を算出する。
ＰＥ＝（Ｐｐ−Ｐｎ）／（Ｐａ−Ｐｎ） ・・（１）
【００４１】
但し、式（１）において、０＜Ｎ＜１であり、図８に示すように、例えばＮ＝２／３とすることができる。すなわち、ＰＥ値は、相関値Ｐｎに対するＰｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、相関値Ｐｎに対する相関値Ｐａとの比率を表す。相関値Ｐｎは、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上離れた位相の相関値であるため、ノイズフロア（ノイズとみなす信号の相関値）に対する相関値と言える。
【００４２】
そして、本願発明者が実験を行った結果、このＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係があることが分かった。図９は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させた場合の、受信信号のＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図９では、横軸を共通の時間軸として、実線がＰＥ値の時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００４３】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＧＰＳ受信機における受信信号は直接波信号のみでなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはほぼゼロであり、ＰＥ値は一定値である。これは、直接波信号の相関値のカーブの形状が時間経過によって変化しないためである。このマルチパスの影響が“無し”の状態、すなわち間接波信号が存在しない場合のＰＥ値のことを、以下では「ＰＥオフセット値」として説明する。
【００４４】
ＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードに応じて相関値の三角形の傾斜の程度が異なるため、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星毎に異なる。また、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じて相関値の三角形の高さが異なるため、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じても変化する。すなわち、ＰＥオフセット値は、ＧＰＳ衛星の番号、及び、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に依存する値であると言える。
【００４５】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号は、直接波信号に間接波信号が重畳されたマルチパス信号となる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲ及びＰＥ値は、ともに時間経過に伴って変動する。これは、ＧＰＳ衛星やＧＰＳ受信機が移動することによりＧＰＳ衛星信号とＧＰＳ受信機との相対位置関係が変化することで間接波信号が変動し、マルチパス信号のカーブの相関値の形状が変化するためである。つまり、図８における受信信号の相関値Ｐｐ，Ｐａが変化するからである。このＰＥ値の変動はｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度関係や搬送周波数の差によって決まる。
【００４６】
図９からわかることは、ＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ同様な時間変動をするということである。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとＰＥ値も増加し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとＰＥ値も減少する。前述したように、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負の値となる。従って、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、ＰＥ値は増加する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、ＰＥ値は減少する方向に変化する。
【００４７】
次に、ベクトル角θと呼ばれる指標値を定義する。ベクトル角θは、次のように定義される。図１０及び図１１は、直接波信号の相関結果を示す図である。図１０は、直接波信号のコード位相に対する相関値のグラフを示し、図１１は、図１０における各コード位相の相関値Ｐを、横軸を相関値のＱ成分（直交成分）、縦軸を相関値のＩ成分（同相成分）とするＩＱ座標平面にプロットした図である。尚、相関値Ｐ＝（Ｉ２＋Ｑ２）1／2、である。
【００４８】
図１１を見ると、直接波信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、原点Ｏを通る略直線状に分布している。すなわち、コード位相ＣＰ０，ＣＰ４の相関値Ｐ０，Ｐ４は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロであり、ＩＱ座標平面では原点Ｏにプロットされる。また、コード位相ＣＰ１〜ＣＰ３の相関値Ｐ１〜Ｐ３は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロでないため、原点Ｏから離れた位置にプロットされ、特に、相関値Ｐが最大となるコード位相（ピーク位相）ＣＰ２の相関値Ｐ２は、原点Ｏから最も遠い位置にプロットされる。
【００４９】
つまり、ピーク位相ＣＰ２から１チップ以上進んだ位相ＣＰ０から１チップ以上遅れた位相ＣＰ４までの相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、原点Ｏから離れるように移動し、ピーク位相で最も遠い位置に到達した後、再度、原点Ｏに戻るような略直線状の軌跡を描く。尚、この相関値Ｐが描く略直線状の軌跡は、同図ではＱ軸に対して約４５度の角度を成すこととしているが、直接波信号の搬送波の位相やＩＱ座標系のとり方等に応じて異なるものとなる。
【００５０】
図１２及び図１３は、図４及び図５に示した直接波信号に間接波信号を合成したマルチパス信号の相関結果である。図１２は、マルチパス信号のコード位相に対する相関値のグラフを示し、図１３は、図１２における各コード位相の相関値をＩＱ座標平面にプロットした図である。
【００５１】
図１３によれば、マルチパス信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において閉曲線の軌跡を描くように分布する。すなわち、コード位相ＣＰ０は、相関値Ｐ０のＩ成分及びＱ成分がともにゼロであり、ＩＱ座標平面の原点Ｏにプロットされる。また、コード位相ＣＰ１〜ＣＰ４の相関値Ｐ１〜Ｐ４は、Ｉ成分及びＱ成分がともにゼロでないため、原点Ｏから離れた位置にプロットされ、特に、ピーク位相ＣＰ２の相関値Ｐ２は、原点Ｏから最も遠い位置にプロットされる。つまり、マルチパス信号の相関値Ｐは、原点Ｏから離れるように移動し、ピーク位相で最も遠い位置に達した後、再度、原点Ｏに戻るような閉曲線の軌跡を描く。
【００５２】
また、マルチパス信号の相関値Ｐのうち、Ｅａｒｌｙ，Ｌａｔｅ相関値ＰのそれぞれをＩＱ座標平面にプロットすると、図１４及び図１５に示すようになる。図１４は、マルチパス信号に対する相関値を示し、図１５は、図１４における各コード位相の相関値をＩＱ座標平面にプロットした図である。
【００５３】
図１５において、原点ＯからＥａｒｌｙ相関値Ｐｅの位置に向う位置ベクトルを「Ｅａｒｌｙ相関ベクトル」とし、Ｌａｔｅ相関値Ｐｌの位置に向う位置ベクトルを「Ｌａｔｅ相関ベクトル」とする。そして、このＥａｒｌｙ相関ベクトルとＬａｔｅ相関ベクトルとの成す角度θを「ベクトル角」と定義する。尚、相関値Ｐｌ，Ｐｅは等しいため、ＩＱ座標平面におけるＥａｒｌｙ相関ベクトル及びＬａｔｅ相関ベクトルの大きさは等しい。
【００５４】
そして、このベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係がある。図１６は、マルチパスの影響が“有り”の状態から“無し”の状態に変化させた場合の、ベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図１６では、横軸を共通の時刻として、実線がベクトル角θの時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００５５】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、受信信号は直接波信号のみとなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはゼロであり、ベクトル角θは一定値（理論上ではゼロ）となる。これは、図１１に示したように、直接波信号の相関値Ｐは、ＩＱ座標平面において、略直線状の軌跡を描くように分布するためである。尚、理論上では、直接波信号に対するＥａｒｌｙ相関値とＬａｔｅ相関値とは等しいためにベクトル角θはゼロであるが、実際には、所定の位相幅で位相をずらしながら相関演算を行うことから、ハードウェアの性能に応じて決まる一定値となる。
【００５６】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号はマルチパス信号となり、コード位相誤差ＥＲＲ及びベクトル角θは、ともに時間経過に従って変動する。このベクトル角θの変化は、ｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度の関係や、搬送波周波数の差によって決まる。また、マルチパスの影響が“有り”の状態では、ベクトル角θとコード位相誤差ＥＲＲとの間には、コード位相誤差ＥＲＲが大きくなるほど、ベクトル角θは、マルチパスの影響が“無し”の状態（ゼロに近い一定値）に近づき、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが小さくなるほど、ベクトル角θは大きくなるように変化する。
【００５７】
このようなＰＥ値及びベクトル角θそれぞれとコード位相誤差ＥＲＲとの関係に基づいて、受信信号がマルチパス信号であるかを判定する。また、コード位相誤差ＥＲＲの大きさが十分大きい場合には、マルチパス信号であると判定する。
【００５８】
具体的には、図１７に示すように、ＰＥ値及びベクトル角θに対して判定範囲を定める。図１７は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させた場合の、コード位相誤差ＥＲＲ、ＰＥ値及びベクトル角θそれぞれの時間変化を示す図であり、横軸を共通の時間軸として、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示し、実線がＰＥ値の時間変化を示し、一点鎖線がベクトル角θの時間変化を示している。
【００５９】
図１７に示すように、ＰＥ値に対する判定範囲Ｂ，Ｃを定める。この判定範囲Ｂ，Ｃは中心値が共通な範囲であり、この中心値は、受信信号が直接波信号のみでなる場合のＰＥ値（すなわち、直接波信号に含まれるＣ／Ａコードに応じた所定値）に等しい。また、判定範囲Ｃの幅は、判定範囲Ｂの幅より大きく定められている。
【００６０】
ところで、直接波信号に対するＰＥ値は、当該直接波信号に含まれるＧＰＳ衛星信号のＣ／Ａコードに応じて異なる。このため、判定範囲Ｂ，Ｃの中心値は、捕捉対象のＧＰＳ衛星に応じて異なる値となる。また、ベクトル角θに対する判定範囲Ａを定める。この判定範囲Ａの中心値は、受信信号が直接波信号でなる場合のベクトル角θの値に等しい。
【００６１】
そして、「条件Ａ：ＰＥ値が判定範囲Ｂ外であり、且つ、ベクトル角θが判定範囲Ａ外である」或いは「条件Ｂ：ＰＥ値が判定範囲Ｃ外である」の少なくとも一方の条件を満たすならば、受信信号はマルチパス信号であると判断し、何れも満たさないならば、マルチパス信号でないと判断する。これは、次の理由による。
【００６２】
マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＰＥ値は、捕捉対象衛星に応じた一定値となり、また、ベクトル角θは一定値（理論上は、ゼロ）となる。つまり、「条件Ａ」及び「条件Ｂ」がともに満たされず、マルチパス信号でないと判定される。一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、ＰＥ値はコード位相誤差ＥＲＲに略一致した変化をし、また、ベクトル角θの絶対値は、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が大きくなるに従って小さくなるとともに、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が小さくなるに従って大きくなるように変化する。
【００６３】
つまり、コード位相誤差ＥＲＲとベクトル角θとの関係から、マルチパス信号であっても「条件Ａ」が満たされない場合がある。例えば図１７において、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５のそれぞれの付近の期間は、「条件Ａ」が満たされないが、コード位相誤差ＥＲＲの絶対値が大きい期間である。このため、「条件Ｂ」によって、ベクトル角θの値に関わらず、ＰＥ値がある程度大きい場合にはマルチパス信号であると判定するようにしている。
【００６４】
（Ｂ）マルチパス信号の信頼度の判定
次に、マルチパス信号の信頼度を判定する原理について説明する。マルチパス信号の信頼度とは、マルチパス信号が位置算出に使用することが許容可能な程度を示す指標値として用いられる。つまり、マルチパス信号の信頼度が高いほど、マルチパス信号を位置算出に使用することが許容可能な程度が高いということである。本実施形態では、コード位相誤差ＥＲＲの変化の幅（コード位相誤差の振幅）が小さいほど、誤差の補正によりコード位相の真値に近づけやすいため、マルチパス信号の信頼度は高いものと判定する。このマルチパス信号の信頼度を「ＰＬ値」と呼ぶ指標値を用いて判定する。
【００６５】
図１８は、ＰＬ値の算出方法を説明するための図であり、受信信号に対する相関結果の一例を示している。図１８において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相での相関値Ｐｂとを用いて、次式（２）に従ってＰＬ値を算出する。
ＰＬ＝Ｐｂ／Ｐｐ ・・・（２）
但し、１≦Ｍ＜２であり、図１８に示すように、例えばＭ＝１．４とすることができる。すなわち、ＰＬ値は、相関値ＰｂとＰｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐとの比率を示す。
【００６６】
本願発明者が実験を行った結果、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からの遅れが１チップ未満である位相や２チップ以上遅れた位相に比べて、１チップ以上２チップ未満遅れた位相の方が間接波信号の影響が大きく現れ、相関値の絶対値が大きくなる傾向があることが分かった。そのため、本実施形態では、１チップ以上２チップ未満遅れた位相（１≦Ｍ＜２）の相関値を用いてＰＬ値を算出することにしている。
【００６７】
図１９〜図２２は、ＰＬ値が表す意味を説明するための図である。図１９は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達することで、ＧＰＳ受信機の受信信号がマルチパス信号となる場合を示している。ここでは、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合に着目して図示・説明する。図１９において、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差を「ΔＬ１」とする。
【００６８】
図２０は、図１９のマルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、これらの合成波信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。直接波信号と間接波信号との位相のずれを距離に換算した値が、図１９の伝搬距離差「ΔＬ１」に相当する。図２０において、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ１と、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１．４チップ遅れた位相における相関値Ｐｂ１とを用いてＰＬ値を算出すると、ＰＬ１＝Ｐｂ１／Ｐｐ１となる。
【００６９】
図２１は、図１９と同様に、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達することで、ＧＰＳ受信機の受信信号がマルチパス信号となる場合を示している。ここでも、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合に着目して説明する。図２１では、図１９と比べて、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号が建物に反射してＧＰＳ受信機に到達するまでの時間（伝搬時間）が長くなっている。これにより、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差「ΔＬ２」が、図１９の伝搬距離差「ΔＬ１」と比べて長くなっている（ΔＬ２＞ΔＬ１）。
【００７０】
図２２は、図２１のマルチパス信号に対する相関結果を示す図であり、直接波信号と、間接波信号と、これらの合成波信号とのそれぞれの相関値のグラフを示している。直接波信号と間接波信号との位相のずれを距離に換算した値が、図２１の伝搬距離差「ΔＬ２」に相当する。図２２では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ２と、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１．４チップ遅れた位相における相関値Ｐｂ２とを用いてＰＬ値を算出すると、ＰＬ２＝Ｐｂ２／Ｐｐ２となる。
【００７１】
前述したように、ＧＰＳ衛星信号が建物に反射することによってＧＰＳ受信機までの伝搬距離が長くなるため、間接波信号のピーク位相は、直接波信号のピーク位相よりも遅れている。また、ΔＬ２＞ΔＬ１であるため、図２２における間接波信号のピーク位相の遅れは、図２０における間接波信号のピーク位相の遅れよりも大きくなっている。そのため、図２２では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭ（＝１．４）チップ離れた位相における間接波信号の影響が、図２０の場合と比べて大きくなっており、相関値Ｐｂ２の大きさは、相関値Ｐｂ１よりも大きくなっている。
【００７２】
Ｐｂ２＞Ｐｂ１の関係が成立するため、式（２）のＰＬ値の定義式より、ＰＬ２＞ＰＬ１となる。従って、ΔＬ２＞ΔＬ１であればＰＬ２＞ＰＬ１となり、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差ΔＬが大きいほど、ＰＬ値は大きくなる関係にある。すなわち、伝搬距離差ΔＬとＰＬ値との間には、正の相関があると言える。
【００７３】
また、ＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの間には次のような関係がある。図２３は、マルチパスの影響が“無し”の状態から“有り”の状態に変化させてシミュレーション実験を行った場合の、受信信号のＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す図である。図２３では、横軸を共通の時間軸として、実線がＰＬ値の時間変化を示し、破線がコード位相誤差ＥＲＲの時間変化を示している。
【００７４】
この図を見ると、マルチパスの影響が“無し”の状態では、ＧＰＳ受信機における受信信号は直接波信号のみでなる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲはほぼゼロであり、ＰＬ値もほぼゼロである。これは、受信信号が直接波信号のみでなる場合は、図１８に示すように、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上離れた位相では相関値がほとんどゼロとなり、式（２）のＰＬ値の定義式においてＰｂ≒０となるためである。このマルチパスの影響が“無し”の状態、すなわち間接波信号が存在しない場合のＰＬ値のことを、以下では「ＰＬオフセット値」として説明する。
【００７５】
ＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードに応じて相関値の三角形の傾斜の程度が異なるため、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星毎に異なる。また、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じて相関値の三角形の高さが異なるため、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に応じても変化する。すなわち、ＰＬオフセット値は、ＧＰＳ衛星の番号、及び、ＧＰＳ衛星信号の信号強度に依存する値である。
【００７６】
一方、マルチパスの影響が“有り”の状態では、受信信号は、直接波信号に間接波信号が重畳されたマルチパス信号となる。この場合、コード位相誤差ＥＲＲ及びＰＬ値は、ともに時間経過に伴って変動する。ＰＬ値の変動はｓｉｎ波で近似可能であり、その振幅は、直接波信号と間接波信号との信号強度や搬送距離の差によって決まる。
【００７７】
また、図２３から、ＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ逆の時間変動をすることがわかる。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとＰＬ値は減少し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとＰＬ値は増加する。前述したように、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負の値となる。従って、直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、ＰＬ値は減少する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、ＰＬ値は増加する方向に変化すると言える。
【００７８】
このように、ＰＬ値は、直接波信号と間接波信号の干渉の種類（強め合い／弱め合い）によって増減の方向が変化する。また、受信信号の信号強度は時々刻々と変化しており、ＰＬ値は、直接波信号と間接波信号の信号強度関係によっても増減の大きさが変化することになる。従って、ＰＬ値を観測したとしても、その変化が、直接波信号と間接波信号の干渉の違いに起因するものであるのか、信号強度の変化に起因するものであるのかを区別することができない。そこで、本願発明者は、ＰＬ値からＰＬオフセット値を減算した値を「ΔＰＬ値」と定義し、ΔＰＬ値の時間変化を調べる実験を行った。
【００７９】
図２４は、コード位相誤差ＥＲＲとΔＰＬ値との関係を示す図である。時刻ｔ１までは受信信号を直接波信号のみとし、時刻ｔ１において、直接波信号に間接波信号を重畳した場合のシミュレーション実験の結果を示している。また、直接波信号と間接波信号との伝搬距離差ΔＬを変えて、ΔＰＬ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を調べた。伝搬距離差ΔＬが０．６チップ（＝約１８０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＬ値を、それぞれダイヤ形及び四角形で、伝搬距離差ΔＬが１．１チップ（＝約３３０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＬ値を、それぞれ三角形及び×印で示している。
【００８０】
図２４を見ると、伝搬距離差ΔＬが０．６チップと１．１チップの何れの場合も、コード位相誤差ＥＲＲの波形はゼロ近傍の値を中心として振動していることがわかる。また、コード位相誤差ＥＲＲの変化の幅（振幅）を比較すると、伝搬距離差ΔＬが１．１チップである場合の方が小さくなっている。このことから、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がありそうである。実際に、本願発明者が詳細な実験を行った結果、特に伝搬距離差ΔＬ＝０．６〜１．５チップの範囲では、伝搬距離差ΔＬが大きくなるほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さくなることを確認した。
【００８１】
このことから、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さいため、コード位相誤差ＥＲＲを補正すれば、真のコード位相に近付けやすいことになる。真のコード位相に近づけることができれば、マルチパス信号であっても位置算出に使用することができる。本実施形態では、コード位相誤差ＥＲＲを補正することによって真のコード位相に近づく度合いが高いマルチパス信号を、信頼度が高いマルチパス信号と称する。よって、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、マルチパス信号の信頼度は高いと言える。
【００８２】
また、ΔＰＬ値に着目すると、伝搬距離差ΔＬが０．６チップと１．１チップの何れの場合も、ΔＰＬ値の波形は上下に振動している。特徴的であるのは、ΔＬ＝１．１チップの場合のΔＰＬ値の分布がグラフの上部に集中し、バイアスがかかったかのような値になっていることである。すなわち、ΔＰＬ値は、伝搬距離差ΔＬが１．１チップの方が０．６チップの場合に比べて総体的に大きい。このことから、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、ΔＰＬ値は総じて大きくなることがわかる。
【００８３】
尚、図２４に示したΔＰＬ値の増減変化と、図２３に示したＰＬ値の増減変化とが逆転する現象が発生しているが、これは、ＧＰＳ受信機の受信回路に設けられたフィルタの特性に起因するものであり、この現象自体に大きな意味があるわけではない。ＧＰＳ受信機では、受信回路内の前段部分において受信信号をローパスフィルタ等のフィルタに通過させ、高域の周波数の信号を減衰させる場合がある。この際、ローパスフィルタのカットオフ周波数が高く設定されていると、フィルタ通過後の受信信号に対して相関演算を行った際に、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相において直接波信号の影響が大きく現れる場合がある。そして、この場合に算出されるＰＬ値とＰＬオフセット値の大小関係から、ΔＰＬ値の増減変化とＰＬ値の増減変化とが逆転する場合があるのである。当然のことながら、フィルタ特性によっては、ΔＰＬ値の増減変化とＰＬ値の増減変化とが一致する場合もあるわけであるが、伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、ΔＰＬ値が総体的に大きくなることに変わりはない。
【００８４】
この図２４の実験結果に基づいて、マルチパス信号の信頼度を以下のように判定する。すなわち、図２５に示すように、ΔＰＬ値に対して閾値判定を行う。そして、ΔＰＬ値が所定の閾値以上である場合は、伝搬距離差ΔＬが大きく、コード位相誤差ＥＲＲは小さいと推定されることから、マルチパス信号の信頼度を「高」と判定する。これは、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離が長いことに相当する。
【００８５】
一方、ΔＰＬ値が閾値に満たない場合は、伝搬距離差ΔＬが小さく、コード位相誤差ＥＲＲは大きいと推定されることから、マルチパス信号の信頼度を「低」と判定する。これは、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離が短いことに相当する。
【００８６】
尚、ΔＰＬ値の閾値は、シミュレーション実験等により、予め適切な値を選択・設定しておけばよい。例えば、図２４のシミュレーション実験の結果では、ΔＰＬ値の閾値を「１０」として閾値判定を行えば、ΔＬ＝０．６チップの場合のΔＰＬ値の波形と、ΔＬ＝１．１チップの場合のΔＰＬ値の波形とを分離することができ、マルチパス信号の信頼度を判定できる。
【００８７】
（Ｃ）コード位相の補正
次に、受信信号がマルチパス信号であると判定された場合にコード位相を補正する原理について説明する。直接波信号と間接波信号とが強め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが正の値となり、直接波信号と間接波信号とが弱め合う場合は、コード位相誤差ＥＲＲが負となることを説明した。これは、直接波信号と間接波信号との干渉の種類に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの符号が変化することを意味する。
【００８８】
また、図２４において、特に伝搬距離差ΔＬ＝０．６〜１．５チップの範囲では、直接波信号と間接波信号の伝搬距離差ΔＬが大きくなるにつれて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が小さくなる傾向があることを説明した。また、上述した範囲では、伝搬距離差ΔＬが大きいほど、ΔＰＬ値は大きくなる傾向がある。すなわち、伝搬距離差ΔＬとΔＰＬ値との間には正の相関がある。従って、ΔＰＬ値が大きいほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がある。また、図２５で説明したように、ΔＰＬ値が大きいほど、マルチパス信号の信頼度は高くなるため、マルチパス信号の信頼度が高いほど、コード位相誤差ＥＲＲの振幅は小さくなる傾向がある。これは、マルチパス信号の信頼度に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が変化することを意味する。別の言い方をすると、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離の長短に応じて、コード位相誤差ＥＲＲの振幅が変化する。
【００８９】
本願発明者は、これらの知見に基づいて、（ａ）マルチパス信号の信頼度、（ｂ）相関値の強め合い又は弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）、の２つの要素に応じて、それぞれ算出方法を変えてコード位相誤差ＥＲＲの算出を行うことが妥当であると判断した。
【００９０】
（ａ）マルチパス信号の信頼度は、前述したように、ΔＰＬ値の大小に基づいて判定することができる。しかし、（ｂ）相関値の強め合い又は弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）をどのように判断するかが問題となる。すなわち、相関値が強め合う状態にあるのか、それとも、弱め合う状態にあるのかを判断するための指標値が必要となる。
【００９１】
そこで本願発明者が着目したのは、（Ａ）マルチパス信号の検出の原理で定義したＰＥ値である。ＰＥ値は、直接波信号と間接波信号の位相の違いに応じて増減変化するが、受信信号の信号強度に応じても増減変化する。従って、ＰＥ値のみを観測していても、その増減の変化が、直接波信号と間接波信号の干渉の違いに起因するものなのか、受信信号の信号強度の変化に起因するものなのかを区別することはできない。そこで、ＰＥ値からＰＥオフセット値を減算した値を「ΔＰＥ値」と定義し、ΔＰＥ値の時間変化を調べる実験を行った。
【００９２】
図２６は、コード位相誤差ＥＲＲとΔＰＥ値との関係を示す図である。時刻ｔ２までは受信信号を直接波信号のみとし、時刻ｔ２において、直接波信号に間接波信号を重畳した場合のシミュレーション実験の結果を示している。また、直接波信号と間接波信号との伝搬距離差ΔＬを変化させて、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を調べた。伝搬距離差ΔＬが０．６チップ（＝約１８０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＥ値を、それぞれダイヤ形及び四角形で、伝搬距離差ΔＬが１．１チップ（＝約３３０ｍ）である場合のコード位相誤差ＥＲＲ及びΔＰＥ値を、それぞれ三角形及び×印で示している。
【００９３】
この図を見ると、伝搬距離差ΔＬに依らず、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとは、ほぼ同様の時間変動をしていることがわかる。つまり、コード位相誤差ＥＲＲが増加するとΔＰＥ値は増加し、逆に、コード位相誤差ＥＲＲが減少するとΔＰＥ値も減少する。すなわち、直接波信号と間接波信号とが干渉により強め合う場合は、ΔＰＥ値が増加する方向に変化し、直接波信号と間接波信号とが干渉により弱め合う場合は、ΔＰＥ値が減少する方向に変化する。
【００９４】
また、ΔＰＥ値の波形に着目すると、ΔＰＥ値はゼロ近傍の値を中心として振動しており、伝搬距離差ΔＬが０．６チップである場合と１．１チップである場合とで、波形はほぼ重なっていることがわかる。よって、伝搬距離差ΔＬに依らずに、ΔＰＥ値はほぼ同じ特性を示すと言える。
【００９５】
この実験結果によれば、直接波信号と間接波信号とが干渉により強め合う場合（増加的干渉の場合）は、ΔＰＥ値は正の値となり、直接波信号と間接波信号とが干渉により弱め合う場合（減殺的干渉の場合）は、ΔＰＥ値は負の値となる。従って、相関値の強め合い／弱め合いの状態（直接波信号と間接波信号の干渉の種類）は、ΔＰＥ値の符号に基づいて判断することができる。
【００９６】
以上の実験結果に基づいて、本実施形態では、ΔＰＥ値の符号と、マルチパス信号の信頼度とに基づいて、コード位相誤差ＥＲＲを補正するための式（以下、「誤差モデル式」と称す。）を可変に選択してコード位相を補正する。これは、直接波信号と間接波信号との干渉の種類（＝ΔＰＥ値の符号の違い）と、直接波信号に対する間接波信号の遅延距離の長短（＝マルチパス信号の信頼度の違い）とに応じて、誤差モデル式を可変にしてコード位相の補正を行うことに相当する。
【００９７】
具体的には、（１）ΔＰＥ値の符号が「正」でマルチパス信号の信頼度が「高」、（２）ΔＰＥ値の符号が「正」でマルチパス信号の信頼度が「低」、（３）ΔＰＥ値の符号が「負」でマルチパス信号の信頼度が「高」、（４）ΔＰＥ値の符号が「負」でマルチパス信号の信頼度が「低」、の４種類のパターンそれぞれに対応する誤差モデル式を予め定めておく。例えば、次式（３）〜（６）に示すような４種類の誤差モデル式を定める。
【００９８】
ＥＲＲ＝ａ1・ΔＰＥ＋ｂ1（ΔＰＥ≧０、且つ、ΔＰＬ≧閾値） ・・（３）
ＥＲＲ＝ａ2・ΔＰＥ＋ｂ2（ΔＰＥ≧０、且つ、ΔＰＬ＜閾値） ・・（４）
ＥＲＲ＝ａ3・ΔＰＥ＋ｂ3（ΔＰＥ＜０、且つ、ΔＰＬ≧閾値） ・・（５）
ＥＲＲ＝ａ4・ΔＰＥ＋ｂ4（ΔＰＥ＜０、且つ、ΔＰＬ＜閾値） ・・（６）
但し、「ａ1」〜「ａ4」、「ｂ1」〜「ｂ4」は、それぞれの誤差モデル式に応じた係数である。これらの誤差モデル式は、例えばΔＰＥ値とＥＲＲ値のサンプリングデータに対して最小二乗法を利用した関数のフィッティングを行うことで求めることができる。
【００９９】
上述した誤差モデル式が定義されたら、ΔＰＥ値及びΔＰＬ値の大きさに基づいて、誤差モデル式を択一的に選択してコード位相誤差ＥＲＲを算出する。すなわち、選択した誤差モデル式にΔＰＥ値を代入することで、コード位相誤差ＥＲＲを算出する。そして、算出したコード位相誤差ＥＲＲを、相関演算処理を行うことで取得したコード位相に加算することで、コード位相誤差ＥＲＲを補正する。
【０１００】
１．第１実施例
１−１．機能構成
図２７は、携帯電話機１の内部構成を示すブロック図である。携帯電話機１は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＧＰＳ受信部２０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）５１と、操作部５２と、表示部５３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５と、携帯電話用無線通信回路部６０と、携帯電話用アンテナ７０とを備えて構成される。
【０１０１】
ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナである。尚、ＧＰＳ衛星信号は、ＰＲＮコードであるＣ／Ａコードによってスペクトラム変調された信号であり、１．５７５４２［ＧＨｚ］を搬送波周波数とするＬ１帯の搬送波に重畳されている。
【０１０２】
ＧＰＳ受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０で受信されたＲＦ信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、ＧＰＳ衛星信号から取り出した航法メッセージ等に基づく測位演算を行って現在位置を算出する。このＧＰＳ受信部２０は、ＲＦ受信回路部３０と、ベースバンド処理回路部４０とを有する。本実施形態において、ＧＰＳ受信部２０は、マルチパス信号検出装置及びマルチパス信号信頼度判定装置に相当する機能ブロックである。
【０１０３】
ＲＦ受信回路部３０は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ３１と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３２と、局部発振信号生成部３３と、乗算部３４と、増幅部３５と、Ａ／Ｄ変換部３６とを有し、いわゆるスーパーヘテロダイン方式によって信号受信を行う。
【０１０４】
ＳＡＷフィルタ３１は、バンドパスフィルタであり、ＧＰＳアンテナ１０から入力されるＲＦ信号に対して所定帯域の信号を通過させ、帯域外の周波数成分を遮断して出力する。
【０１０５】
ＬＮＡ３２は、低雑音アンプであり、ＳＡＷフィルタ３１から入力される信号を増幅して出力する。
【０１０６】
局部発振信号生成部３３は、ＬＯ（Local Oscillator）等の発振器で構成され、局部発振信号を生成する。
【０１０７】
乗算部３４は、複数の信号を合成する乗算器を有して構成され、ＬＮＡ３２から入力されるＲＦ信号に局部発振信号生成部３３で生成された局部発振信号を乗算（合成）して中間周波数の信号（ＩＦ信号）にダウンコンバージョンする。尚、図示されていないが、乗算部３４では、位相を互いに９０度ずらした局部発振信号それぞれをＲＦ信号と乗算することによって、受信信号をＩＦ信号にダウンコンバージョンするとともに、同相成分（Ｉ信号）と直交成分（Ｑ信号）とに分離する。
【０１０８】
増幅部３５は、乗算部３４から入力されたＩＦ信号（Ｉ信号及びＱ信号）を所定の増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換部３６は、増幅部３５から入力された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。従って、ＲＦ受信回路部３０からは、ＩＦ信号のＩ信号とＱ信号とが出力される。
【０１０９】
ベースバンド処理回路部４０は、ＲＦ受信回路部３０から入力されるＩＦ信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾し、データを復号して取り出した航法メッセージや時刻情報等に基づいて擬似距離の算出演算や測位演算等を行う。
【０１１０】
図２８は、ベースバンド処理回路部４０の回路構成の一例を示す図である。ベースバンド処理回路部４０は、メモリ４１と、レプリカコード生成部４２と、相関演算部４３と、ＣＰＵ４４と、ＲＯＭ４５と、ＲＡＭ４６とを備えて構成される。
【０１１１】
メモリ４１は、ＲＦ受信回路部３０から入力されたＩＦ信号のＩ信号及びＱ信号それぞれを、所定時間間隔でサンプリングして格納する。
【０１１２】
レプリカコード生成部４２は、ＣＰＵ４４からの制御信号に従って、捕捉対象のＧＰＳ衛星のＧＰＳ衛星信号のＰＲＮコードを模擬したレプリカコード（レプリカ信号）を生成・出力する。
【０１１３】
相関演算部４３は、メモリ４１に格納されているＩＦ信号のＩ信号及びＱ信号それぞれのサンプリングデータと、レプリカコード生成部４２から入力されたレプリカコードとの相関演算を、レプリカコードの位相をずらしながら行う。
【０１１４】
ＣＰＵ４４は、ベースバンド処理回路部４０の各部を統括的に制御するとともに、位置算出処理を含む各種演算処理を行うプロセッサーである。ＣＰＵ４４は、レプリカコード生成部４２に、捕捉対象衛星のＣ／Ａコードのレプリカコードを生成させる。そして、相関演算部４３による相関演算結果（相関値）をもとに、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコード及びコード位相を検出してＧＰＳ衛星信号を捕捉・追跡する。ＧＰＳ衛星信号の追跡は、先に説明したＬａｔｅ相関値及びＥａｒｌｙ相関値とが一致するように、現在追跡している位相（Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相）を可変制御することによって行う。
【０１１５】
ＲＯＭ４５は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ４４がベースバンド処理回路部４０及びＲＦ受信回路部３０の各部を制御するためのシステムプログラムや、位置算出処理を含む各種処理を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
【０１１６】
ＲＡＭ４６は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ４４の作業領域として用いられ、ＲＯＭ４５から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ４４が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１１７】
ホストＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５４に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサーである。具体的には、主に、電話機としての通話機能を実現するとともに、ベースバンド処理回路部４０から入力された携帯電話機１の現在位置を地図上にプロットした位置表示画面を表示部５３に表示させるといった位置表示機能を含む各種機能を実現するための処理を行う。
【０１１８】
操作部５２は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、利用者による操作に応じた操作信号をホストＣＰＵ５１に出力する。この操作部５２の操作により、位置算出の開始／終了指示等の各種指示が入力される。
【０１１９】
表示部５３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ホストＣＰＵ５１から入力される表示信号に基づく表示画面（例えば、位置表示画面や時刻情報等）を表示する。
【０１２０】
ＲＯＭ５４は、ホストＣＰＵ５１が携帯電話機１を制御するためのシステムプログラムや、位置表示機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
【０１２１】
ＲＡＭ５５は、ホストＣＰＵ５１の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５４から読み出されたプログラムやデータ、操作部５２から入力されたデータ、ホストＣＰＵ５１が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１２２】
携帯電話用無線通信回路部６０は、ＲＦ変換回路やベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話用の通信回路部であり、ホストＣＰＵ５１の制御に従って無線信号の送受信を行う。
【０１２３】
携帯電話用アンテナ７０は、携帯電話機１の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【０１２４】
１−２．データ構成
図２９は、ベースバンド処理回路部４０のＲＯＭ４５に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４５には、ＣＰＵ４４により読み出され、位置算出処理（図３５参照）として実行される位置算出プログラム４５１と、フラグ判定範囲テーブル４５３と、オフセットテーブル４５５と、誤差モデル式テーブル４５７とが記憶されている。
【０１２５】
位置算出処理では、ＣＰＵ４４は、各捕捉対象衛星について、受信信号に対する相関結果にもとづいて、位置算出用のメジャメントを取得・演算する。メジャメントとは、ＣＰＵ４４が位置算出計算において使用する受信信号に関する情報であり、受信信号の受信周波数やコード位相の情報が含まれる。
【０１２６】
そして、ＣＰＵ４４は、捕捉に成功した各ＧＰＳ衛星信号について、当該ＧＰＳ衛星信号がマルチパス信号であるか否かを判定し、マルチパス信号であると判定した場合は、当該マルチパス信号の信頼度を判定する。そして、信頼度の判定結果に基づいて、メジャメントに含まれるコード位相を補正する処理を行い、補正されたコード位相（以下、「補正コード位相」と称す。）を用いて所定の位置算出計算を行うことで、携帯電話機１の位置を算出する。この位置算出処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【０１２７】
図３１は、フラグ判定範囲テーブル４５３のデータ構成の一例を示す図である。フラグ判定範囲テーブル４５３には、各ＧＰＳ衛星と対応付けて、判定範囲Ａ〜Ｃそれぞれの中心値と、この中心値を基準とした正方向及び負方向それぞれへの幅とが対応付けて記憶されている。このフラグ判定範囲テーブル４５３は、マルチパス検出処理において、判定対象とするＧＰＳ衛星信号がマルチパス信号であるか否かを判定するために使用される。
【０１２８】
図３２は、オフセットテーブル４５５のデータ構成の一例を示す図である。オフセットテーブル４５５には、各ＧＰＳ衛星４５５１と対応付けて、受信信号の信号強度４５５３別に、ＰＥオフセット値４５５５及びＰＬオフセット値４５５７が記憶されている。このオフセットテーブル４５５は、ΔＰＥ値及びΔＰＬ値を算出するために使用される。
【０１２９】
図３３は、誤差モデル式テーブル４５７のデータ構成の一例を示す図である。誤差モデル式テーブル４５７は、コード位相の補正に使用するための誤差モデル式が定められたテーブルであり、ΔＰＥ値の正負及びマルチパス信号の信頼度に応じて、４種類の誤差モデル式が定められている。
【０１３０】
図３０は、ベースバンド処理回路部４０のＲＡＭ４６に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４６には、捕捉対象衛星データベース４６１と、出力位置４６３とが記憶される。
【０１３１】
図３４は、捕捉対象衛星データベース４６１のデータ構成の一例を示す図である。捕捉対象衛星データベース４６１は、各捕捉対象衛星についてのデータである捕捉対象衛星データ４６２（４６２−１，４６２−２，４６２−３，・・・）が蓄積記憶されたデータベースである。
【０１３２】
各捕捉対象衛星データ４６２には、衛星番号４６２１と、当該捕捉対象衛星についての相関演算の結果であるＩＱ相関値データ４６２２と、当該捕捉対象衛星について取得・演算された受信周波数及びコード位相を含むメジャメント４６２３と、当該捕捉対象衛星について算出されたベクトル角４６２４、ＰＥ値４６２５、ΔＰＥ値４６２６、ＰＬ値４６２７及びΔＰＬ値４６２８と、Ｆ１〜Ｆ３のフラグ４６２９とが記憶される。
【０１３３】
出力位置４６３は、位置算出計算を行うことで最終的に出力する位置として決定された位置のデータである。
【０１３４】
１−３．処理の流れ
図３５は、ＲＯＭ４５に記憶されている位置算出プログラム４５１がＣＰＵ４４により読み出されることで実行される位置算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、アルマナックやエフェメリス等の衛星軌道情報に基づいて捕捉対象衛星を判定する（ステップＡ１）。そして、判定した各捕捉対象衛星を対象としてループＡの処理を実行する（ステップＡ３〜Ａ１９）。
【０１３５】
ループＡの処理では、ＣＰＵ４４は、レプリカコード生成部４２に対して、当該捕捉対象衛星のＣ／Ａコードのレプリカコードを生成させ、相関演算部４３から入力される捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関演算結果をもとにメジャメントを算出し、当該捕捉対象衛星の捕捉対象衛星データ４６２に記憶させる（ステップＡ５）。すなわち、相関値がピーク相関値をとる受信周波数及び位相を特定して、当該捕捉対象衛星のメジャメントとする。この場合にメジャメントとして求められる位相は、先に述べたピーク相関値に一致しているとみなしたＰｕｎｃｔｕａｌ位相であり、コード位相誤差ＥＲＲを含み得る位相である。
【０１３６】
次いで、ＣＰＵ４４は、当該捕捉対象衛星からの受信信号の信号強度を計測する（ステップＡ７）。そして、ＣＰＵ４４は、当該捕捉対象衛星の捕捉に成功したか否かを判定し（ステップＡ９）、捕捉に成功したと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、マルチパス検出処理を行う（ステップＡ１１）。
【０１３７】
図３６は、マルチパス検出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、フラグＦ１〜Ｆ３の全てを「０」に初期設定する（ステップＢ１）。続いて、相関演算部４３から出力される当該捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関結果をもとに、ＰＥ値を算出する（ステップＢ３）。また、相関演算部４３から入力される、Ｅａｒｌｙ相関値及びＬａｔｅ相関値をもとに、ベクトル角θを算出する（ステップＢ５）。
【０１３８】
次いで、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５のフラグ判定範囲テーブル４５３を参照して、算出したＰＥ値を所定の判定範囲Ｂ，Ｃそれぞれと比較し、ＰＥ値が判定範囲Ｂ外ならば（ステップＢ７：Ｙｅｓ）、フラグＦ２を「１」に設定するとともに（ステップＢ９）、判定範囲Ｃ外ならば（ステップＢ１１：Ｙｅｓ）、フラグＦ３を「１」に設定する（ステップＢ１３）。また、算出したベクトル角θを所定の判定範囲Ａと比較し、判定範囲Ａ外ならば（ステップＢ１５：ＹＥＳ）、フラグＦ１を「１」に設定する（ステップＢ１７）。
【０１３９】
そして、フラグＦ１〜Ｆ３の設定値をもとに、対象の捕捉衛星からの受信信号がマルチパス信号であるか否かを判断する。すなわち、「条件Ａ：フラグＦ１，Ｆ２がともに「１」である」或いは「条件Ｂ：フラグＦ３が「１」である」の少なくとも一方を満たすならば（ステップＢ１９：Ｙｅｓ）、受信信号はマルチパス信号であると判断し（ステップＢ２１）、ともに満たさないならば（ステップＢ１９：Ｎｏ）、マルチパス信号でないと判断する（ステップＢ２３）。以上の処理を行うと、マルチパス検出処理を終了する。
【０１４０】
図３５の位置算出処理に戻って、マルチパス検出処理を行った後、当該捕捉対象衛星からの受信信号がマルチパス信号であると判定したならば（ステップＡ９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号信頼度判定処理を行う（ステップＡ１５）。
【０１４１】
図３７は、マルチパス信号信頼度判定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、相関演算部４３から出力される当該捕捉対象衛星からの受信信号に対する相関結果をもとに、ＰＬ値を算出する（ステップＣ１）。そして、ＲＯＭ４５のオフセットテーブル４５５を参照し、当該捕捉対象衛星の衛星番号及びステップＡ７で計測した当該捕捉対象衛星からの受信信号の信号強度に対応するＰＬオフセット値を読み出す（ステップＣ３）。
【０１４２】
次いで、ＣＰＵ４４は、ステップＣ１で算出したＰＬ値から、ステップＣ３で読み出したＰＬオフセット値を減算することで、ΔＰＬ値を算出する（ステップＣ５）。そして、ＣＰＵ４４は、ΔＰＬ値に対して閾値判定を行って、マルチパス信号の信頼度を判定する（ステップＣ７）。具体的には、ΔＰＬ値≧閾値である場合には信頼度「高」、ΔＰＬ値＜閾値である場合には信頼度「低」と判定する。そして、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号信頼度判定処理を終了する。
【０１４３】
図３５の位置算出処理に戻って、マルチパス信号信頼度判定処理を行った後、ＣＰＵ４４は、コード位相補正処理を行う（ステップＡ１７）。
【０１４４】
図３８は、コード位相補正処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５のオフセットテーブル４５５を参照し、当該捕捉対象衛星の衛星番号及び信号強度に対応するＰＥオフセット値を読み出す（ステップＤ１）。そして、ＣＰＵ４４は、マルチパス検出処理のステップＢ３で算出したＰＥ値から、ステップＤ１で読み出したＰＥオフセット値を減算することで、ΔＰＥ値を算出する（ステップＤ３）。
【０１４５】
その後、ＣＰＵ４４は、ＲＯＭ４５の誤差モデル式テーブル４５７を参照し、ステップＤ３で算出したΔＰＥ値と、マルチパス信号信頼度判定処理のステップＣ７で判定したマルチパス信号の信頼度とに基づいて、誤差モデル式を１つ選択する（ステップＤ５）。
【０１４６】
次いで、ＣＰＵ４４は、選択した誤差モデル式にΔＰＥ値を代入することで、コード位相誤差ＥＲＲを算出する（ステップＤ７）。そして、ＣＰＵ４４は、ステップＡ５で算出したメジャメントに含まれるコード位相に、ステップＤ７で算出したコード位相誤差ＥＲＲを加算することでコード位相を補正して、補正コード位相を算出する（ステップＤ９）。そして、ＣＰＵ４４は、コード位相補正処理を終了する。
【０１４７】
図３５の位置算出処理に戻って、コード位相補正処理を行った後、ＣＰＵ４４は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。そして、全ての捕捉対象衛星についてループＡの処理を終了すると（ステップＡ１９）、ＣＰＵ４４は、各捕捉衛星のメジャメントを用いて携帯電話機１の位置を算出する位置算出計算を実行する（ステップＡ２１）。特に、補正コード位相を用いて擬似距離を算出して、位置算出計算に利用する。
【０１４８】
そして、ＣＰＵ４４は、算出した位置を出力位置４６３としてＲＡＭ４６に記憶させ、ホストＣＰＵ５１に出力する（ステップＡ２３）。その後、ＣＰＵ４４は、位置算出を終了するか否かを判断し（ステップＡ２５）、終了しないならば（ステップＡ２５：Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、位置算出を終了するならば（ステップＡ２５：Ｙｅｓ）、位置算出処理を終了する。
【０１４９】
１−４．作用効果
携帯電話機１において、相関演算部４３は、ＧＰＳ衛星から発信されたＧＰＳ衛星信号を受信した受信信号と、レプリカコード生成部４２により生成されたレプリカコードとを乗算する相関演算処理を行って相関値を算出する。ＣＰＵ４４は、相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相からＭ（１≦Ｍ＜２）チップ遅れた位相の相関値とを用いてＰＬ値を算出し、算出したＰＬ値に基づいて、受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する。
【０１５０】
より具体的には、ＣＰＵ４４は、受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度を計測する。そして、各ＧＰＳ衛星それぞれについて信号強度別に定められたＰＬオフセット値の中から、当該ＧＰＳ衛星信号を発信したＧＰＳ衛星及び計測した信号強度に対応するＰＬオフセット値を読み出す。そして、ＰＬ値からＰＬオフセット値を減算することでΔＰＬ値を算出し、ΔＰＬ値に対する閾値判定を行って、マルチパス信号の信頼度を判定する。
【０１５１】
マルチパス信号は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ衛星信号である直接波信号に、建物や地面等に反射した反射波や障害物を透過した透過波、障害物を回折した回折波等の間接波信号が重畳した信号である。間接波信号は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信機までの伝播距離が直接波信号に比べて長いため、直接波信号に対して遅れた信号となる。そのため、受信信号がマルチパス信号である場合は、ピーク位相から遅れた位相、より具体的には、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相において間接波信号の影響が大きく現れ、当該位相において相関値の絶対値が大きくなることが実験により明らかとなった。従って、ピーク相関値と、ピーク位相から１チップ以上２チップ未満遅れた位相の相関値とを用いて算出されるＰＬ値を観察することで、間接波信号が直接波信号に与える影響の度合いを把握することができ、マルチパス信号の良し悪しを判定することができる。
【０１５２】
２．第２実施例
第２実施例は、携帯電話機１が、マルチパス信号の信頼度を用いて、位置算出に使用する衛星信号（以下、「位置算出使用衛星信号」と称す。）を選択し、選択した位置算出使用衛星信号を利用して位置算出を行う実施例である。
【０１５３】
２−１．処理の流れ
図３９は、第２実施例において、ベースバンド処理回路部４０のＣＰＵ４４が行う第２の位置算出処理の流れを示すフローチャートである。尚、図３５の位置算出処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、位置算出処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１５４】
ＣＰＵ４４は、ループＡの処理において、ステップＡ１５においてマルチパス信号信頼度判定処理を行った後、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。そして、全ての捕捉対象衛星についてループＡの処理を行った後、位置算出使用衛星信号決定処理を行う（ステップＥ２０）。
【０１５５】
図４０は、位置算出使用衛星信号決定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ４４は、捕捉した衛星信号のうち、マルチパス信号ではないと判定した衛星信号を選択して、位置算出使用衛星信号とする（ステップＦ１）。つまり、マルチパス信号ではない衛星信号を優先的に位置算出に使用するようにする。
【０１５６】
次いで、ＣＰＵ４４は、位置算出使用衛星信号の数が、位置算出に必要となる衛星数である位置算出必要衛星数に達しているか否かを判定する（ステップＦ３）。位置算出必要衛星数は、緯度、経度及び高度を算出する３次元測位では４個、緯度及び経度を算出する２次元測位では３個である。そして、位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達していると判定した場合は（ステップＦ３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４４は、位置算出使用衛星信号決定処理を終了する。
【０１５７】
一方、ステップＦ３において位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達していないと判定した場合は（ステップＦ３；Ｎｏ）、ＣＰＵ４４は、マルチパス信号であると判定された衛星信号の中から信頼度が「高」である衛星信号を選択して、位置算出使用衛星信号に追加する（ステップＦ５）。マルチパス信号と判定されなかった信号だけでは位置算出を行うことができない場合は、マルチパス信号と判定された信号のうち信頼度が高い信号も併用して位置算出を行うようにする。
【０１５８】
そして、ＣＰＵ４４は、再び、位置算出使用衛星信号の数が位置算出必要衛星数に達しているか否かを判定し（ステップＦ７）、達していると判定した場合は（ステップＦ７；Ｙｅｓ）、位置算出使用衛星信号決定処理を終了する。また、達していないと判定した場合は（ステップＦ７；Ｎｏ）、位置算出を行うことが不可能である旨をホストＣＰＵ５１に通知した後（ステップＦ９）、ステップＡ２５へと処理を移行する。
【０１５９】
２−２．作用効果
第２実施例では、捕捉したＧＰＳ衛星信号のうちマルチパス信号ではないと判定された信号の数が位置算出に必要な衛星数に満たない場合は、マルチパス信号であると判定された衛星信号のうち、信頼度が高い衛星信号を併用して位置算出を行う。これにより、高層ビルに囲まれたアーバンキャニオン環境のように、受信信号の多くがマルチパス信号となるような環境においても、その中でも信頼性の高い信号を利用して位置算出を行うことが可能となる。
【０１６０】
３．変形例
尚、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。
【０１６１】
３−１．電子機器
上述した実施例では、電子機器の一種である携帯電話機に本発明を適用した場合について説明したが、他には、カーナビゲーション装置や携帯型ナビゲーション装置、パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。
【０１６２】
３−２．衛星位置算出システム
また、上述の実施形態では、ＧＰＳを利用した場合を説明したが、例えば、ＧＰＳと同じＣＤＭＡ方式を用いたＧＡＬＩＬＥＯといった他の衛星測位システムにも同様に適用可能なのは勿論である。さらには、衛星測位システムに限らず、直接スペクトラム拡散方式により変調された信号が送出されるシステム、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮの無線信号を測位用信号として用いるシステムにも適用可能である。
【０１６３】
３−３．処理の主体
上述した実施例では、ベースバンド処理回路部４０のＣＰＵ４４が位置算出処理を行うものとして説明したが、ホストＣＰＵ５１が位置算出処理を行うことにしてもよい。また、マルチパス検出処理、マルチパス信号信頼度判定処理及びコード位相補正処理はＣＰＵ４４が行い、位置算出計算はホストＣＰＵ５１が行うといったように、ＣＰＵ４４とホストＣＰＵ５１とで処理を分担することにしてもよい。
【０１６４】
３−４．マルチパス信号の判定
例えば、上述の実施形態では、二つの条件（条件Ａ，Ｂ）の少なくとも一方が満たされる場合に、受信信号がマルチパス信号であると判定することにしたが、これを、一方の条件のみを用いて判定することにしても良い。この場合、判定範囲Ａ，Ｂ，Ｃの範囲を、大きくするように定めても良いし、小さくするように定めても良い。
【０１６５】
３−５．ＰＥ値及びＰＬ値
上述した実施形態において、図８ではＰＥ値の算出方法を、図１８ではＰＬ値の算出方法をそれぞれ説明したが、このＰＥ値及びＰＬ値の算出方法を次のようにすることも可能である。
【０１６６】
図４１は、変形例におけるＰＥ値の算出方法の説明図である。図８では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ以上進んだ位相での相関値Ｐｎ、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＮチップだけ進んだコード位相での相関値Ｐａを用いてＰＥ値を算出したが、相関値Ｐｎを用いずに、次式（７）に従ってＰＥ値を算出することにしてもよい。
ＰＥ＝Ｐｐ／Ｐａ ・・・（７）
【０１６７】
図４２は、変形例におけるＰＬ値の算出方法の説明図である。図１８では、Ｐｕｎｃｔｕａｌ相関値Ｐｐと、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相からＭチップ遅れた位相での相関値Ｐｂとを用いてＰＬ値を算出したが、Ｐｕｎｃｔｕａｌ位相から１チップ未満遅れた位相での相関値Ｐｍを併用して、次式（８）に従ってＰＬ値を算出することにしてもよい。
ＰＬ＝（Ｐｍ−Ｐｂ）／（Ｐｐ−Ｐｂ） ・・（８）
【０１６８】
３−６．誤差モデル式
上述した実施形態では、ΔＰＥ値とコード位相誤差ＥＲＲとの関係を示す誤差モデル式を１次関数で近似するものとして説明したが、２次以上の関数や指数関数、対数関数等の各種関数を用いて近似することも可能である。
【０１６９】
また、本願発明者が数値実験を行った結果、誤差モデル式を定める際に、単純に最小二乗法を利用した関数のフィッティング等を行って誤差モデル式を決定すると、誤差モデル式から算出されるコード位相誤差ＥＲＲ（コード位相の算出誤差）が、コード位相に実際に含まれる誤差（コード位相の実誤差）よりも大きくなり、補正が強くかかる場合があることが分かった。そこで、コード位相の補正量が小さくなる方向に作用するように誤差モデル式を決定してもよい。例えば、最小二乗法を用いて求めた誤差モデル式を、コード位相の補正量が小さくなる方向にシフトさせるといった手法を適用することができる。
【０１７０】
３−７．位置算出使用衛星の決定
上述した第２実施例では、マルチパス信号の信頼度を用いて位置算出使用衛星信号を決定する場合について説明したが、マルチパス信号の信頼度の他に、受信信号の信号強度や衛星の仰角等の情報を併用して、位置算出使用衛星信号を決定することにしてもよい。
【０１７１】
例えば、図４０のステップＦ５において、マルチパス信号の中から位置算出使用衛星信号に追加する衛星信号を選択する際に、信頼度が「高」である衛星信号のうち、信号強度の大きな衛星信号や、仰角の高いＧＰＳ衛星から発信された衛星信号を優先的に選択して、位置算出使用衛星信号に追加することが考えられる。
【０１７２】
３−８．マルチパス信号信頼度
上述した実施形態では、ΔＰＬ値が閾値以上である場合は、マルチパス信号の信頼度「高」、ΔＰＬ値が閾値未満である場合は、マルチパス信号の信頼度「低」と判定するものとして説明したが、信頼度をより細かく判定することにしてもよい。ΔＰＬ値が大きいほど信頼度が高くなればよいため、信頼度判定用の閾値を複数設定しておくことで、３段階以上の信頼度の判定を行うことが可能である。
【０１７３】
この場合も、信頼度の違いに応じた複数種類の誤差モデル式を予め定めておき、受信信号がマルチパス信号である場合は、当該マルチパス信号の信頼度に応じた誤差モデル式を選択して、コード位相の補正に使用するようにする。また、マルチパス信号の信頼度に基づいて位置算出使用衛星信号を決定する場合は、信頼度が高い衛星信号から順に、位置算出使用衛星信号に追加していくようにすればよい。
【符号の説明】
【０１７４】
１ 携帯電話機、 ２０ ＧＰＳ受信部、 ３０ ＲＦ受信回路部、
４０ ベースバンド処理回路部、 ４１ メモリ、 ４２ レプリカコード生成部、
４３ 相関演算部、 ４４ ＣＰＵ、 ４５ ＲＯＭ、 ４６ ＲＡＭ、
５１ ホストＣＰＵ、 ５２ 操作部、 ５３ 表示部、 ５４ ＲＯＭ、
５５ ＲＡＭ、 ６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ７０ 携帯電話用アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行うことと、
前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定することと、
を含むマルチパス信号信頼度判定方法。
【請求項２】
前記所定位相は、１チップ以上２チップ未満である、
請求項１に記載のマルチパス信号信頼度判定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、
前記衛星信号を直接受信した直接波信号に対する前記衛星信号を間接受信した間接波信号の遅れに応じて前記相関値を強め合う状態か弱め合う状態かを、前記ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定することと、
前記相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、前記信頼度と前記判定した状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出することと、
を含むコード位相誤差算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載のコード位相誤差算出方法を実行することと、
前記コード位相誤差算出方法により求められた前記コード位相の誤差を用いて、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出することと、
を含むコード位相算出方法。
【請求項５】
複数の位置算出用衛星から衛星信号を受信することと、
前記衛星信号それぞれの受信信号について請求項１又は２に記載のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、
前記マルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる前記衛星信号を選択することと、
前記選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行うことと、
を含む位置算出方法。
【請求項６】
位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う相関演算部と、
前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する判定部と、
を備えたマルチパス信号信頼度判定装置。
【請求項１】
位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行うことと、
前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定することと、
を含むマルチパス信号信頼度判定方法。
【請求項２】
前記所定位相は、１チップ以上２チップ未満である、
請求項１に記載のマルチパス信号信頼度判定方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、
前記衛星信号を直接受信した直接波信号に対する前記衛星信号を間接受信した間接波信号の遅れに応じて前記相関値を強め合う状態か弱め合う状態かを、前記ピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相進んだ位相の相関値とを用いて判定することと、
前記相関演算処理の結果から求まるコード位相に含まれる誤差を、前記信頼度と前記判定した状態とに応じて定められた誤差算出方法を用いて算出することと、
を含むコード位相誤差算出方法。
【請求項４】
請求項３に記載のコード位相誤差算出方法を実行することと、
前記コード位相誤差算出方法により求められた前記コード位相の誤差を用いて、前記相関演算処理の結果から求まるコード位相を補正した補正コード位相を算出することと、
を含むコード位相算出方法。
【請求項５】
複数の位置算出用衛星から衛星信号を受信することと、
前記衛星信号それぞれの受信信号について請求項１又は２に記載のマルチパス信号信頼度判定方法を実行することと、
前記マルチパス信号信頼度判定方法の実行により求められた信頼度を用いて、位置算出に用いる前記衛星信号を選択することと、
前記選択された衛星信号の受信信号を用いて位置算出を行うことと、
を含む位置算出方法。
【請求項６】
位置算出用衛星から発信された衛星信号を受信した受信信号に対して相関演算処理を行う相関演算部と、
前記相関演算処理により求められたピーク相関値と、当該ピーク相関値を示したピーク位相から所定位相遅れた位相の相関値とを用いて、前記受信信号がマルチパス信号である場合の当該マルチパス信号の信頼度を判定する判定部と、
を備えたマルチパス信号信頼度判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【公開番号】特開２０１１−７８０８（Ｐ２０１１−７８０８Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９２２３８（Ｐ２０１０−１９２２３８）
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【分割の表示】特願２００９−１５２５３５（Ｐ２００９−１５２５３５）の分割
【原出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３０日（２０１０．８．３０）
【分割の表示】特願２００９−１５２５３５（Ｐ２００９−１５２５３５）の分割
【原出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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