説明

予測及びリアルタイム支援型GPSシステムのための分散軌道モデル及び伝播方法

予測GPSサーバ(PGPSサーバ)と、高精度軌道予測ソース(軌道サーバ)と、PGPSサーバにリアルタイムGPS又はGNSS支援データを供給するグローバル基準ネットワーク(GRNサーバ)と、GPS又はAGPSチップセットを装備したデバイス上で実行される予測GPSクライアント(PGPSクライアント)とを含む予測GPS又はGNSSシステムにおいて使用される分散型軌道及び伝播方法。PGPSクライアントからの要求に応答して、PGPSサーバは、現在の衛星軌道状態ベクトル及び軌道伝播モデル係数から成る初期シードデータセットを生成して広める。シードデータセットは、PGPSクライアントが望ましい将来時間まで局所的に衛星軌道を予測及び伝播させることを可能にする。予測支援は、次に、初回測位時間を加速し、位置解決法計算を最適化し、デバイス上に存在するか又はデバイスに結合したGPSチップの感度を改善する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、集中型サーバとクライアント間に分散されたデータ処理を用いて衛星軌道をモデル化、予測、及び利用する方法及び装置を説明する。特に、本発明は、「全地球測位システム(GPS)」衛星に適用されるが、他の「全地球航法衛星システム(GNSS)」、並びに他の将来の又は計画中の衛星システムに等しく適用可能である。本発明は、予測GPSクライアントが、位置精度の最小の劣化で今後数日間予測GPSサーバによって供給される初期シードデータセットから衛星軌道を伝播させ、かつ予測データを利用してデバイス上に存在するか又はデバイスに結合したGPSチップを支援することができる移動通信ネットワークにおける予測GPSシステムに関する。この予測支援は、次に、「初回測位時間(TTFF)」を加速し、位置解決法計算を最適化し、デバイス上に存在するか又はデバイスに結合したGPSチップの感度を改善するのを助ける。
【背景技術】
【0002】
本発明は、モバイルデバイス内の正確なナビゲーションに必要とされる忠実度でGPS軌道を伝播する機能をもたらすパラメータセットをモバイルデバイス内に組み込まれた軌道プロパゲータに播種するためにGPS又は他の「全地球航法衛星システム(GNSS)」軌道予測を利用する。予測の精度は、モバイルデバイス内で実行されるプロパゲータの忠実度及びGPS衛星に作用する力を正確にモデル化することができない点により制限される。本発明を説明するGPSの利用法は、便宜的であるに過ぎない。本発明の運用上に、説明する本発明は、GLONASS及びガリレオのような他のGNSS又は他の将来の又は計画中の衛星に基づく測位システムに等しく適用される。本発明を説明するモバイルクライアントの状況は、便宜的であるに過ぎない。本発明の目的に対して、説明する本発明は、移動式、固定式に関わらず、あらゆるリモートクライアントに等しく適用される。
【0003】
衛星測位及び予測は、多くの用途において広範囲に使用されている。特に、GPSのユーザは、位置解決法を計算するために測距信号が送信された時にGPS衛星の位置を必要とする。現在、この軌道情報は、衛星位置モデルの形態で高周波(RF)データリンクで衛星によって供給される。モデルは、限られた期間、一般的に4〜6時間有効である衛星軌道というケプラー的な1組の軌道要素を利用する。GPS衛星は、衛星軌道データをブロードキャストし、受信機は、更新された衛星軌道に向けてこのデータストリームを連続的にモニタ中であるRFデータリンクから衛星軌道データを復調する。衛星軌道データは、ユーザが1組の方程式、すなわち、軌道円弧との適合の数学モデルを評価し、かつモデル適合期間中にいつでも衛星位置を取得することを可能にするモデルである。このモデルは4〜6時間の有効性を超えても衛星位置の評価を可能にするが、精度は、漸近的に劣化する。
【0004】
従来のGPS用途においては、この方法で十分であったが、その理由は、GPS受信機は、衛星の鮮明な視界を妨害しなかったと共に、衛星軌道モデルの評価による受信機の計算機機能に対する要求は殆どなかったからである。しかし、携帯電話のようなモバイルデバイス内へのGPS受信機の埋め込みのような最新の用途においては、モバイルデバイス内のGPS受信機は、衛星の視界が妨害のない鮮明なものではなく、かつ弱い信号環境において機能すべきであることが多い。それによって衛星位置モデルのこの形式の分散の適用が厳しく制限されるが、その理由は、衛星軌道モデルは、衛星から確実に受信されることができないからである。
【0005】
モバイルデバイス内の現在のGPS受信機は、独立操作を行うために、できるだけ従来のGPS受信機と同様にブロードキャスト衛星軌道を復調し続ける。しかし、厳しい操作環境及び迅速な位置計算時間の要件のために、これらの受信機は、迅速な初回測位時間(TTFF)及び感度増大を可能にする支援又は助成データが供給されることが多い。GPSに補助又は支援を行うこの技術は、一般的に、「支援型又は補助型GPS(AGPS)」と呼ばれる。初回測位時間(TTFF)の短縮及び感度増大の主なファクタは、直接的な衛星信号取得前にブロードキャスト衛星軌道データを復調する要件の排除である。
【0006】
相対的な測距推定値、どの衛星が考慮中のものであるかに関する予測、相対的衛星ドップラーオフセット、及び時間及び周波数支援である予測のような他の形式の支援データも使用されるが、この発明は、AGPSの衛星軌道成分に着目する。多くのAGPSシステムに対して、ブロードキャストされた衛星軌道は、フォーマット済みの参考データを供給するGPS観測基準点の回路網から供給される。このデータは、業界標準形式にAGPサーバにより変換され、次に、移動通信ネットワークでモバイルデバイスに送出される。これらのGPS観測基準点は、衛星の遮蔽するものがない明瞭な視界を有する固定式施設に位置しており、従って、モバイルデバイス通信リンクでブロードキャストされた衛星軌道を取得してそのブロードキャストデータを内蔵型GPS受信機に供給することができる。これは、ブロードキャストされた衛星軌道ストリームを復調するモバイルデバイス内のGPS受信機に対する改良であるが、それによってモバイルデバイス内のGPS受信機に対して、連続的に移動通信ネットワークに接続され、かつ移動通信ネットワークでデータを伝播中であるような不当な要求が行われる。更に、GPS観測基準点と、携帯電話にAGPSデータを供給する移動通信ネットワークとの間のリアルタイム接続が必要である。データがGPS観測基準点から移動通信ネットワーク上へ流れ、次に、最終的にモバイルデバイス内に組み込まれたGPS受信機に到達するというこの構成には、いかなる瞬間にも利用不能である可能性があるいくつかの点がデータ経路内にある。本発明は、移動通信ネットワーク上での接続性及びデータ送信中の要求を低減すると共に、支援データの送出に関連の待ち時間を緩和するものである。
【0007】
モバイルデバイス内のGPS受信機の支援の更に別の強化は、将来の時点に関する衛星軌道データをモバイルデバイスに提供することによって行われる。この処理に対して、衛星位置、衛星速度、測距、測距速度、ドップラー又は類似した測定値の観測結果を使用して衛星軌道を計算する。軌道を生データで判断した状態で、軌道機構の当業技術で公知の技術で前方へ軌道を伝播させることによって衛星の位置を判断する。次に、これらの軌道予測を使用して、ブロードキャストされた衛星軌道と同じ数学的な表現でいわゆる合成衛星軌道を生成する。各合成衛星軌道は、単一の衛星に対して4〜6時間の時間のブロックを対象とするものである。機能を4〜6時間の範囲を超えるように拡張させるために、複数の合成衛星軌道を供給する。例えば、単一の衛星に対して、1日を対象として軌道を説明するために6つの合成衛星軌道を供給する。合成衛星軌道がモバイルデバイス内のGPS受信機に広められた状態で、GPS衛星位置に関するGPS受信機の知識は、4時間又は6時間後、又は移動通信ネットワークとの接触を失った後でも終了しない。代替的に、GPS受信機は、衛星軌道データの適切な時間ブロックを見ることになる。
【0008】
合成衛星軌道は、軌道を確実に予測できるだけ長く将来的に供給することができる。一般的に、この予測期間は、1〜10日であるが、予測期間の長期化が可能である。この合成衛星軌道方法は、ブロードキャストされた衛星軌道データを復調することに対する圧力が小さくなっており、かつ移動通信ネットワークに対するリアルタイムデータトラフィックに関する圧力が少なくなっているという点で従来の技術に対する改良である。
【0009】
別の販売業者「Global Locate」は、衛星位置及び速度の中央処理された将来の推定値ベースのいわゆる「長期軌道(LTO)」を開発した。これらの位置及び速度は、次に、合成衛星軌道の連続的期間を形成するために定義済み期間、一般的に4〜6時間に適合させる。合成衛星軌道は、標準的なGPS受信機に供給された時に標準的な衛星軌道データを模倣するように構築される。合成衛星軌道は、次に、移動GPS受信機がLTOデータソースへの接続なしに作動することになっている4〜6時間の間隔毎にローカルで検索される。例えば、1日のLTOデータは、各GPS衛星に対して6つの4時間合成衛星軌道データセットを含む。この発明は、米国特許(第6、560、534号、第6、829、535号、第6、651、000号、第6、542、820号、第6、703、972号)の下で扱われている。
【0010】
例えば、1日のLTOデータは、各GPS衛星に対して6つの4時間合成衛星軌道データセットを含む。しかし、LTOのような従来の予測GPS方法は、移動通信ネットワーク上での各衛星に対して各々4〜6時間有効である衛星軌道データセットの大きな群、一般的に40Kb〜100Kbの普及が必要である。この発明は、移動通信ネットワークでブロードキャストされるのに必要とされるデータ容量を2KB又はそれ未満の程度に大幅に低減するものであり、その理由は、予め生成された合成衛星軌道、又は衛星位置及び速度の将来の推定を伝送しないからである。むしろ、この発明は、一部の力モデル係数と共に、モバイルクライアントソフトウエアがこれらの衛星位置をローカルで将来的に伝播させ、かつGPS又はAGPSデバイスを供給するために、必要に応じて、固有の合成衛星軌道データを探し、生成することができるモバイルデバイスに初期衛星位置及び速度を供給する。最後に、LTOのような従来の予測GPS方法は、一般的に製造業者固有のものであり、販売業者側の固有のAGPSチップセットとのみ機能するようになっており、物流及び供給上の問題が発生する。この発明は、既存のリアルタイムAGPS業界規格とシームレスに整合し、従って、潜在的にあらゆるAGPSチップセットと簡単に統合されるようになっている。
【0011】
従来技術では、一般的に4〜6時間である比較的短い期間にわたって衛星位置及び速度の数学的モデルを通じてGPS受信機にGPS軌道情報を配信する。モバイルデバイス内のGPS受信機は、次に、衛星位置及び速度を判断する時間の関数としてそのモデルを評価する。従来技術は、モバイルデバイス内のGPS受信機に位置演算に向けて所要の精度で軌道位置及び速度情報を伝播させる機能を与えるものではない。
【0012】
GPS衛星軌道データの主な目的は、GPS衛星位置及び速度を回復させることである。上述の処理では、以下の段階を実行する:1)将来的なGPS衛星位置及び速度の予測、2)その予測の数学モデル化、3)GPS衛星位置及び速度のその数学モデルをモバイルGPS受信機に伝播させる、及び4)モバイルGPS受信機が、GPS衛星位置及び速度を回復させるために数学モデルを評価する。本発明は、段階2)及び3)で説明した数学モデル化及び数学モデルの評価を排除するものである。
【0013】
将来的に伝播される衛星位置及び速度の推定値を供給することは、当業技術で公知である。GPS衛星に対して、このサービスは、1994年1月から「国際測地測量(IGS)」によって提供されている。現在、IGSは、15分の間隔毎に位置及び速度に対して2日間のデータを2日間の予測と結合させるいわゆるUltraRapid製品としてGPS衛星位置及び速度の2日間の予測を行っている。これらのデータ製品及びGLONASS、GPSクロックなどのための他のIGSデータ製品は、IGSデータリポジトリから利用可能である。
【0014】
IGS衛星軌道を使用してナビゲーション解決法を計算するためには、GPS受信機は、予測時間の間に特定のナビゲーション解決法に必要とされる正確な時間に内挿すべきである。従って、高度なデータの塊が衛星位置及び速度予測において必要とされ、これが、正確には、IGSが供給するものである。これらのIGS製品は、一般的に、GPS測距結果が、GPS衛星位置情報を格納及び内挿するのに十分なデータ格納及び演算機能でフィールド内で回収され、次に、中央位置に戻される後処理において使用される。IGSデータは、将来の時間まで伝播を続けるために使用されるものではない。IGS−様式データ製品をモバイルデバイスにおいて利用するためは、比較的多量の軌道データが移動通信ネットワークで伝播される。衛星軌道モデル、合成衛星軌道、及び「Global Locate」LTO実施に対する大きな動機は、ブロードキャストすべきであるデータ量を低減することである。
従来技術は、モバイルデバイス内のGPS受信機に位置演算に向けて所要の精度で軌道情報を伝播させる機能を与えるものではない。更に、モバイルデバイスにGPS衛星軌道データを供給することに関連するこの従来技術は、衛星からブロードキャストされる生データにおいて利用される数学モデルに制約されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【特許文献1】米国特許第6、560、534号
【特許文献2】米国特許第6、829、535号
【特許文献3】米国特許第6、651、000号
【特許文献4】米国特許第6、542、820号
【特許文献5】米国特許第6、703、972号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
従って、本発明の目的は、伝送するのに必要とされるデータ量を低減するシステムを提供することである。本発明の更に別の目的は、4〜6時間の衛星軌道モデルの依存を除去し、衛星軌道を伝播することができるモバイルデバイス内のGPS受信機を提供することである。本発明の更に別の目的は、利用可能である未使用演算機能の量に基づいて軌道を伝播する機能を有し、従って、ネットワーク上のGPS受信機/モバイルデバイスの依存性が更に低減されるGPS受信機を提供することである。本発明の更に別の目的は、小さい「保守データ」パケットを通じて衛星整合性に向けて移動通信ネットワークから迅速な最新情報を提供することである。本発明の更に別の目的は、改良型の整合性判断を行うモバイルデバイスを提供することである。本発明の更に別の目的は、公開される業界規格と密接に整合し、かつ様々なAGPSチップセットにわたって作動することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明により、予測GPSサーバ(PGPSサーバ)と、高精度軌道予測ソース(軌道サーバ)と、PGPSサーバにリアルタイムGPS又はGNSS支援データを供給するグローバル基準ネットワーク(GRNサーバ)と、GPS又はAGPSチップセットを装備したデバイス上で実行される予測GPSクライアント(PGPSクライアント)とを含む予測GPS又はGNSSシステムにおいて使用される分散型軌道及び伝播方法を提供する。PGPSクライアントからの要求に応答して、PGPSサーバは、PGPSクライアントPGPSシードデータを生成して広める。PGPSクライアントは、衛星軌道を伝播するPGPSシードデータを使用して必要であれば関連の合成衛星軌道を計算する。
【0018】
伝播される衛星軌道又は関連の合成衛星軌道は、次に、GPS/AGPSチップセット販売業者に関わりなく、かつ様々なデータフォーマット及びプロトコルオプションでモバイルデバイスGPS/AGPSチップセットに供給することができる。PGPSクライアントは、任意的に、「マイクロセキュアユーザ平面(micro−SUPL)」サーバを含む。SUPLは、モバイルオペレータネットワーク内に位置するサーバから必要なSUPLファームウエア及びAGPSチップセットを装備したモバイルデバイスにリアルタイム支援型GPSを送出する業界標準である。それによってPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバは、デバイス上に存在すると考えられるAGPSチップ及びSUPLファームウエアとのPGPSクライアントの一体化を簡素化する。
【0019】
また、PGPSクライアントソフトウエアは、「PGPSクライアントデバイス」が他の「PGPSクライアントデバイス」の支援データソースになることを可能にする。この例は、「PGPSクライアントデバイス」が、接続以前の他の「PGPSクライアントデバイス」にPGPSシードデータ又はPGPSシード更新データを中継することができるピアツーピア通信状況にある。このシナリオの変形は、「PGPSクライアントデバイス」内の局所マイクロ−SUPLサーバの存在を利用することができ、それによって「PGPSクライアントソフトウエア」は、予想又は所要フォーマットで他の「PGPSクライアントデバイス」に予測済み又はリアルタイム支援データを供給することができる。
【0020】
GPS衛星が日常の保守手順のために軌道に沿って移動する時、GPS受信機に予め供給された軌道予測は、間違ったものである。以前は、衛星が移動する時間を超えた全ての衛星軌道セットは、無効になり、新しい衛星軌道は、通信ネットワークでGPS受信機に及びそこから供給する必要があったと考えられる。しかし、抗力、太陽輻射圧、ガス抜けのような力を包含する一般力パラメータは、衛星が移動し、かつ軌道が従って変わったとしても同じままであることが認められている。従って、時折の力パラメータ更新は別として、位置及び速度成分だけを更新しさえすればよい。衛星に対して位置及び速度だけを更新すべきであるということは、結果として、衛星保守が発生し、従って異なる軌跡が発生する時に有意なネットワークトラフィック節約になる。「PGPSシードデータ」、すなわち、高度に最適化された力モデル係数に結合した公知の衛星軌道ベクトル(すなわち、特定の時間の位置及び速度)は、次に、そのシードエポックから将来の何日にもわたって典型的に1日につき1〜3メートルの劣化で軌道を伝播するようにPGPSクライアントによって使用される。
【0021】
移動通信ネットワーク負荷の更に別の低減は、最終「PGPSシードデータ」に訂正条件を提供するいわゆる「PGPSシード更新データ」によって達成される。有利な態様では、PGPSサーバも、「シード更新データ」を生成してPGPSクライアントに広める。「PGPSシード更新データ」を供給することによって、相対的なネットワーク負荷の軽減は、従来の予測型GPS技術と比較すると2桁も異なる。
【0022】
「PGPSクライアントデバイス」は、モバイルネットワーク接続デバイスであることが好ましい。代替的に、PGPSクライアントは、非モバイルネットワーク接続デバイス上で実行されるとすることができる。
「PGPSクライアントデバイス」は、搭載GPS/AGPSチップセット及び関連ファームウエアを含むことが好ましい。ファームウエアは、SUPLのような支援型GPS業界標準のサポートを行うか又は行わない場合もある。代替的に、GPS/AGPSチップセット及び関連ファームウエアは、「PGPSクライアントデバイス」に接続した周辺機器内に常駐することができる。
【0023】
有利な態様では、PGPSシステムは、混在する標準リアルタイム支援データ及び予測支援データを処理することができる。
有利な態様では、PGPSシステムは、「ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)」、「伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)」、「ユーザデータグラムプロトコル(UDP)」、「無線アプリケーションプロトコル(WAP)」、「ショートメッセージサービス(SMS)」、又はあらゆる適切なカスタムプロトコルのような「インターネットプロトコル」を含むがこれらの限定されないトランスポートプロトコルでプッシュ、ポール、自動、又はその組合せであらゆる無線及び有線ネットワークで「シードデータ」及び「シード更新データ」を広めるように柔軟に構成される。
【0024】
有利な態様では、PGPSシステムは、「リアルタイム整合性(RTI)」衛星イベントが発生した場合にPGPSクライアントが確実に最新の軌道予測モデルで作動することを保証するために「シードデータ」及び「シード更新データ」を自動的に更新することができる。
更に別の特徴及び利点は、添付図面と共に好ましい実施形態の一例として示す以下の詳細説明から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】予測GPSシステムの概略図である。
【図2】「PGPSシードデータ」セットの一般コンテンツの表である。
【図3】「PGPSシード更新データ」セットの一般コンテンツの表である。
【図4】典型的な7日期間にわたるこのPGPSシステムと従来の予測GPSシステムの間のデータトラフィック及び精度劣化比較を示す1組の表である。
【図5】システム内の特定の軌道伝播モデルにより予測することができるナビゲーションモデルパラメータの表である。
【図6】PGPSサーバの異なる機能層を示す概略図である。
【図7】PGPSサーバ軌道伝播層出力を示す1組の表である。
【図8】PGPSクライアントの異なる機能層を示す概略図である。
【図9】PGPSクライアント軌道伝播層出力の表を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下の説明において使用される頭字語をそれらの意味と共に以下で定める。
【0027】
(表)

【0028】
本発明の好ましい実施形態は、図1で分るように、2つの主構成要素、PGPSサーバ10及びPGPSクライアントソフトウエア22を実行するPGPSクライアントデバイス20から成る。PGPSサーバ10は、グローバル基準ネットワークであるGRNサーバ14に結合され、GRNサーバ14から支援データを受信する。GRNサーバ14は、1つ又はそれよりも多くのハブを通じて通信する世界中の相互接続基準点の集まりである。各基準点は、1つ又はそれよりも多くのGPS受信機に結合されており、従って、基準点の位置から現在見える各々により送信されるGPS衛星データを受信する。集合的に、GRN内の基準点は、従って、GPS衛星配置内の全てのGPS衛星から信号を受信する。
高精度軌道予測ソースが必要とされ、いくつかのオプションが存在する。本発明の実施形態では、外部高精度軌道予測情報は、軌道サーバ12からPGPSサーバ10によって得られ、この例は、標準的ジェット推進研究所予測軌道(PDO)製品である。代替的に、PGPSサーバ10は、あらゆる他のソースから高精度GPS軌道予測を受信することができる。
【0029】
PGPSサーバ10は、PGPSクライアントソフトウエア22、GPS又はAGPS(支援型GPS)チップセット24(関連のファームウエア26)を有するPGPSクライアントデバイス20と通信する。任意的に及び点線に示すように、モバイルデバイスは、業界標準SUPL(セキュアなユーザ平面)クライアント28を有することができる。GPS/AGPSチップセット24及び関連のファームウエア26は、PGPSクライアントソフトウエア22が実行中であるPGPSクライアントデバイス20に取り付けられた別の周辺機器上に位置することができる。PGPSクライアントデバイス20とPGPSサーバ10間に無線又は有線通信ネットワーク18上で渡されるメッセージは、PGPSプロトコル16に従って設定され、かつPGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36、及び任意的にリアルタイム整合性(RTI)、ナビゲーションモデル、年鑑、世界協定時(UTC)モデル、電離層、基準時間、差動補正、又は他の支援関連のメッセージを含むことができるRRLP(無線リソース位置情報サービスプロトコル)メッセージの形態の標準的AGPS支援データを含む。
【0030】
PGPSクライアント20は、PGPSプロトコル16に従って通信ネットワーク18で予測GPSメッセージを要請してPGPSサーバ10から受信する。PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36を使用して、それは、軌道状態ベクトル106の形態で将来的に衛星軌道をローカルで伝播することができる。軌道状態ベクトル106は、次に、関連のPGPSナビゲーションモデルデータ42(すなわち、各衛星のための予測衛星軌道)を生成するのに使用することができる。このデータは、他の任意的なRRLP要素と共に、次に、いくつかの一般的な方法でGPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26上に渡すことができる。
【0031】
搭載GPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26と「PGPSクライアントソフトウエア」22を連結する主要かつ最も有効な方法は、SUPLプロトコルの部分集合をサポートするように設計されたマイクロSUPLサーバ92を通したものである。SUPLは、GPS支援データ及び位置情報を転送するための無線モバイルネットワークのユーザ平面を使用するオープンモバイルアライアンス(OMA)によって定められた規格ベースのプロトコル98である。この転送は、通常、ネットワークモバイルデバイスと標準的「SUPL AGPS」サーバ102の間に行われる。SUPLは、参画支援データプロバイダにメッセージを送ることを明示的にサポートするものではないが、この場合の予測GPSシステムは、特定の使用の場合、H−SLP/V−SLP(ホームSUPL位置プラットフォーム/ビジターSUPL位置プラットフォーム)を模倣することによってSUPLモデルに適合させる。
【0032】
モバイル統合に関する尽力により、事実上、搭載SUPLクライアントファームウエア26を適合させることになり、従って、搭載SUPLクライアントファームウエア26は、構成可能になって搭載マイクロ−SUPLサーバ92に「向ける」ことができる。専有のAPIを通じてPGPSクライアントソフトウエア22をGPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26とより直接的にインタフェースで接続するなどの他の統合に関するオプションも可能である。
【0033】
シードデータの説明
PGPSシードデータ記録30セット及び関連のPGPSシード更新データ記録36セットは、定期的にPGPSサーバ10によって生成及び/又は更新される。PGPSシードデータ記録30は、次に、衛星軌道を伝播して任意的にPGPSナビゲーションモデルデータ42を生成するように「PGPSクライアントソフトウエア」22によって使用される。
SeedlD番号により固有に特定されるPGPSシードデータ記録30セットは、いくつかのPGPSシードデータ力モデルパラメータ34と結合した現在時間エポックでは、各衛星のPGPSシードデータ軌道状態ベクトル32(速度及びX1Y1Z位置)から成る。PGPSシードデータ力モデルパラメータ34には、太陽放射圧力係数及び単一エポックの経験的な加速条件がある。PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を計算している間、PGPSサーバ軌道伝播層48は、事実上、ローカルで精度が劣るPGPSクライアント軌道伝播層86のバージョンを実行する。次に、軌道サーバ12によって供給された高精度基準に対してPGPSクライアント軌道伝播層86の予想特性を比較することができる。PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36は、従って、望ましい期間に精度劣化を最小化又は形作るように計算される。これらのパラメータにより、PGPSクライアント軌道伝播層86は、1日につき1〜3メートルの正味位置精度の許容可能な劣化でその後何日間もそのエポックから軌道を伝播することができる。
【0034】
PGPSシードデータ記録30構造を図2の表に示している。本発明の好ましい実施形態は、同じPGPSシステム内での複数の伝播モデル、及び従って複数のPGPSシードデータ記録30構造及びコンテンツの使用を考慮したものである。それによって例えば適用帯域幅又は近い期間対長期の精度要件に照らして予測GPSデータ特性の正確な修正が可能である。例えば、PGPSシステムは、全て、特定のPGPSシードデータ30サイズ制約条件内で最初の数日にわたって高い精度が得られるように、又は固定した日数にわたって均一な精度の性能が得られるようにPGPSシードデータ記録30を生成することができる。更に予測される用途には、GPS/AGPSチップセット24販売業者専用軌道伝播モデル及び関連のPGPSシードデータ記録30か、又は他の高性能第三者軌道伝播モデルがあり、従って、PGPSシステムフレームワーク内での第三者による刷新が可能である。
【0035】
好ましい実施形態デフォルト軌道予測モデルを使用して、PGPSシードデータ記録30は、32個の衛星の衛星配置全体を表すように15,590ビット又は1,949バイトであると推定される。この数は、他の軌道予測モデルが使用される場合に変動する可能性があるが、介入する予想データサイズを表すと見なされている。これとは対照的に、殆どの従来の予測GPSシステムでは同じ表現に対して50Kb又はそれよりも多くが必要である。
【0036】
シード更新データの説明
PGPSシステムは、PGPSシードデータ30のみを供給することによって作業することができる。最高の精度を維持するために、このようなデータは、事実上、毎日供給することができ、精度劣化が最良のレベルまでリセットされる。しかし、PGPSシステムは、PGPSシードを更新データ記録36、すなわち、帯域低減を必要とする最適化された形態のシードを利用することによって同じ効果をもたらすことができる。
【0037】
各PGPSシード更新データ記録36は、固有に、特定のPGPSシードデータ記録30に関連するものである。PGPSシード更新データ記録36は、一般的に、現在のエポックでのPGPSシード更新データ軌道状態ベクトルパラメータ38(関連のPGPSシードデータ軌道状態ベクトル32のデルタ係数)及びPGPSシード更新データ力モデルパラメータ40(関連のPGPSシードデータ力モデルパラメータ34のデルタ係数)で構成された小型化したデータセットである。PGPSシード更新データ記録36の一般コンテンツを図3に示している。
【0038】
PGPSクライアント軌道伝播層86は、以前に供給されたPGPSシードデータ記録30に対してこの情報を使用し、1日につき1〜3メートル間の精度の許容可能な劣化で何日間もそのエポックから軌道を伝播することができる。
PGPSサーバ10は、PGPSシード更新データ記録36の複数のバージョン、一般的に、形成するPGPSシードデータ記録30保持ウィンドウの上の各々の前に生成されたPGPSシードデータ記録30に関するものを管理する。PGPSサーバ10は、次に、PGPSクライアントソフトウエア22にPGPSクライアントソフトウエア22上に存在するPGPSシードデータ記録30に関連する最新PGPSシード更新データ記録36を供給することができる。PGPSクライアント軌道伝播層86は、次に、受信したPGPSシード更新データ記録36を利用して現在のエポックに軌道を伝播して適合PGPSナビゲーションモデルデータ42を任意的に生成することができる。伝播された状態で、PGPSクライアントソフトウエア22は、この情報をクライアントデバイス20上のGPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26に提供する。
【0039】
好ましい実施形態デフォルト軌道予測モデルを使用して、PGPSシード更新データ記録36セットは、32個の衛星の衛星配置全体を表すように6,374ビット又は797バイトであると推定される。この数は、他の軌道予測モデルが使用される場合に変動する可能性があるが、介入する予想データサイズを表すと見なされている。従来の予測GPSシステムにおいては、このような差動機構は存在しない。
【0040】
PGPSシード更新データ記録36セットの特徴の組込みは、事実上、より多くのデータ効率の高い方法で、可能な最高の精度を維持するのを助け(すなわち、事実上劣化を最良のレベルにリセットし)、その理由は、以前に供給された力モデルパラメータ34は、簡単に数日間有効なままとすることができるからである。
PGPSシステムが複数の伝播モデルを使用した場合、PGPSシード更新データレコド36を使用して、上述の方法で各伝播モデルに対して関連のPGPSシード30を更新することができる。
【0041】
PGPSナビゲーションモデルデータの説明
PGPSクライアントソフトウエア22は、PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を使用して将来へ衛星軌道を伝播する。これらの軌道状態ベクトル106は、適合PGPSナビゲーションモデルデータ42を生成するのに使用することができる。
図5は、一般的なPGPSナビゲーションモデルデータ42記録を示している。この構造は、「3GPP TS44.031−位置サービス(LCS)」、「移動局(MS)」−「サービス中モバイル位置センター(SMSC)無線リソースLCSプロトコル(RRLP)」文書のようなモバイル通信業界標準で説明する標準的GPSナビゲーションモデルに従ったものである。
【0042】
使用中の軌道伝播モデルにより、PGPSナビゲーションモデルデータ42記録内の特定のパラメータは、予測されるか、ゼロであるか、又は一定の値に設定される。デフォルトPGPSシステム軌道伝播モデルに対して、図5は、どのパラメータが予測され(PGPSナビゲーションモデルデータ予測フィールド45)、ゼロに設定され(PGPSナビゲーションモデルデータゼロフィールド46)、又はPGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36内に示された適切な一定の値に設定されるかを示している。
PGPSナビゲーションモデルデータ42記録は、次に、販売業者専用APIを通じて、又はPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92を通じてGPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26に送出することができる。
【0043】
RRLPデータの説明
PGPSサーバ10は、業界標準RRLPフォーマットで以下を含む様々なリアルタイムGPS支援データメッセージを送出するように形成することができる。
・リアルタイム整合性(RTI)
・ナビゲーションモデル
・年鑑
・UTCモデル
・電離層モデル
・基準時間
・差動補正
・他のメッセージタイプ
【0044】
予測GPS機能に沿ってリアルタイムGPS支援データを供給することができることにより、固有のサービスの組合せの作成が可能である。例えば、PGPSサービスレベルに基づいて、PGPSサーバ10は、RTI情報の変更がある時はいつでも、PGPSクライアントソフトウエア22に直接に通知することができる。PGPSクライアントソフトウエア22は、次に、新しいRTI及び最新PGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36メッセージをダウンロードする。それによって、得られる予測情報(すなわち、軌道状態ベクトル106及びPGPSナビゲーションモデルデータ42)に故障の保守のような衛星軌道整合性イベントにより誘発される精度劣化が発生しないことが保証される。従来の予測GPSシステムも様々な形式のリアルタイム整合性通知を組み込むことができるが、次に、新しい大きなデータファイル全体をクライアントにダウンロードして既存のものを置換しなければならない。
【0045】
最後に、あらゆる既存のAGPSサーバがあると考えられる非標準AGPS環境においては、PGPSサーバ10は、PGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36と共に、基本AGPSサービス内で一般的に利用可能なリアルタイムGPS支援データ、すなわち、RTI1、年鑑、電離層モデル、UTCモデル、及び基準時間を組み込むように形成することができる。この支援データは、標準的RRLPフォーマットで作成し、一般的に標準的AGPSサーバ内にある支援データの要素の殆どを実行することができる1組のメッセージとして送出される。AGPS中間層90は、従って、マイクロSUPLサーバ92を通じて又はGPS/AGPSチップセット24専用APIを通じて、必要に応じて、搭載GPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26にこの情報を提供することができる。
【0046】
PGPSサービスレベル
本予想GPSシステムは、柔軟性が得られるように設計され、かつ特製サービスの展開付加価値サービスオプションを可能にするものである。現在、4つのサービスレベルがある。
基本−基本PGPSサービスレベルは、簡単なクライアントポーリングで作動する。PGPSクライアントソフトウエア22は、最新のPGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36に対して定期的にPGPSサーバ10にポーリングする。PGPSクライアントソフトウエア22は、次に、衛星軌道を伝播して将来エポックに対してPGPSナビゲーションモデルデータ42(すなわち、衛星軌道)を生成することができる。このPGPSナビゲーションモデルデータ42は、次に、直接的にファームウエア26APIを通じて、又は間接的にマイクロSUPLサーバ92及びAGPS SUPLクライアント28を通じてGPS/AGPSチップセット24に送出される。
【0047】
プレミアム−プレミアムPGPSサービスでは、RTI通知をWAPプッシュを通じてPGPSクライアントデバイス20に自動的に送ることができるリアルタイム機構が組み込まれる。これらの通知により、PGPSクライアントソフトウエア22は、最新の適用可能なPGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36と共に最新のRTIメッセージを要求するように促される。PGPSクライアントソフトウエア22は、次に、直接的にファームウエア26APIを通じて、又は間接的にマイクロSUPLサーバ92及び「AGPS SUPL」クライアント28を通じてPGPSナビゲーションモデルデータ42及びRTIメッセージをGPS/AGPSチップセット24に提供することができる。
【0048】
上級−上級PGPSサービスでは、リアルタイム機構が組み込まれる。SMS64を通じて又は無線ネットワークアーキテクチャ内の利用可能な他の担体、例えば、WAPPUSH62を通じて、PGPSシードデータ記録30、PGPSシード更新データ記録36、及び「RTI RRLP」メッセージ通知をPGPSモバイルデバイス20に直接に押し進めることができる。PGPSクライアントソフトウエア22は、次に、直接的にファームウエア26APIを通じて、又は間接的にマイクロSUPLサーバ92及び「AGPS SUPL」クライアント28を通じてPGPSナビゲーションモデルデータ42及びRTIメッセージをGPS/AGPSチップセット24に提供することができる。上級PGPSサービスでは、サービスをサポートする予定になっているネットワーク機器販売業者及びモバイルオペレータの一体化の深化が必要である。
【0049】
カスタム−標準的AGPS環境がないモバイルシステムの場合、又はSUPLクライアントファームウエア26のない専用モバイルデバイスの場合、PGPSシステムは、予測PGPSメッセージだけでなく、あらゆるリアルタイム支援RRLPメッセージも一体化するように完全にカスタマイズすることができる。PGPSクライアントソフトウエア22は、これらのメッセージの新しいバージョンが利用可能である時にのみ通知され、従って、PGPSクライアントソフトウエア22は、関連がないと考えられる情報に対してPGPSサーバ10にポーリングする必要はない。PGPSクライアントソフトウエア22は、次に、直接的にファームウエア26APIを通じて、又は間接的にマイクロSUPLサーバ92及び「AGPS SUPL」クライアント28を通じてPGPSナビゲーションモデルデータ42及びRRLPメッセージをGPS/AGPSチップセット24に提供することができる。カスタムPGPSサービスでは、サービスをサポートする予定になっているネットワーク機器販売業者及びモバイルオペレータの一体化の深化が必要である。
【0050】
予測GPSサーバ
「PGPS GPS」サーバ10は、PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を生成し、PGPSクライアントソフトウエア22にPGPSクライアントソフトウエア22並びにRRLPメッセージを供給する。図6で分るように、PGPSサーバ10は、PGPSサーバ軌道伝播層48、PGPSサーバデータ管理層50、PGPSサーバサービス管理層54、及びPGPSサーバ構成層52から成る。図6は、PGPSサーバ10の異なる層を示している。
【0051】
PGPSサーバ軌道伝播層48の目的は、PGPSクライアントソフトウエア22により必要とされるPGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を生成することである。PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を計算している間、PGPSサーバ軌道伝播層48は、事実上忠実度が劣るPGPSクライアント軌道伝播層86のバージョンも実行する。次に、軌道サーバ12によって供給された高精度基準に対してPGPSクライアントソフトウエア22の予想性能を比較することができる。PGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36は、従って、望ましい期間に精度劣化を最小化又は形作るように計算される。これらのパラメータにより、PGPSクライアントソフトウエア22は、満足できる精度劣化、例えば、1日に対して1〜3メートルでその後何日間もそのエポックから軌道を伝播することができる。
【0052】
本発明の好ましい実施形態は、各々が固有のPGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36を同じPGPSシステム内に有する複数の伝播モデルの使用を可能にするものである。それによって例えば適用帯域幅に対してクライアントプロセッサ機能又は近い期間対長期の精度要件に対するPGPSシステム性能の正確な修正が可能である。例えば、PGPSシステムは、全て、特定のPGPSシードデータ30サイズ制約条件内で、最初の数日にわたって高い精度を強調するように、又は固定した日数にわたって均一な精度の性能が得られるようにPGPSシードデータ記録30を生成することができる。更に予測される用途には、GPS/AGPSチップセット24販売業者専用軌道伝播モデル及び関連のPGPSシードデータ記録30か、又は他の高性能第三者軌道伝播モデルがあり、従って、PGPSシステムフレームワーク内での第三者による刷新が可能である。
【0053】
図7に示すように、デフォルト構成においては、PGPSサーバ軌道伝播層48は、かつての4時間のエポック72毎に1回実行される。それは、前のPGPSシードデータセット72(すなわち、n日まで)に関する最も時間的に新しいPGPSシードデータ74及びPGPSシード更新データ記録を生成する。各々の以前のPGPSシードデータ72は、1つの対応するPGPSシード更新データ記録80セットを有する。各々の新しい4時間のエポック70に対して軌道伝播層48が実行された時、現在のPGPSシード更新データ記録78は、新しいもの74と置換される。例えば、軌道伝播層48が更新データ記録が過去4日間に関する設定するPGPSシードを生成するように構成されていた場合、実行される度に1つの新しいPGPSシードデータ74セット及び24時間の(1日当たり6エポック×4日=24)シード更新データセットを生成する。
【0054】
図7は、現在時刻70が1月23日8:05である場合に存在するPGPSシードデータ記録30及びPGPSシード更新データ記録36のグラフを示している。あらゆるPGPSシード更新データ記録IDは、各4時間のエポックに対して変わり、一方、PGPSシードデータIDは、同じままである。これは、どのように特定のPGPSシードデータの各PGPSシード更新データ記録がエポック72間隔毎に再生されるかを示している。
【0055】
要約すると、この機能層は、以下のタスクを担当する。
(1)軌道サーバ12から外部の高度に正確な軌道予測データ基準を受諾すること、
(2)現在のPGPSシードデータ74を生成すること、
(3)先行するN個のエポック内で生成された各アクティブPGPSシードデータ72に対してPGPSシード更新データ記録80を生成すること。ここで、Nは、1日当たりのエポック数x日数(デフォルト構成においては、N=6エポック/日×4日=24)である。
【0056】
この層への入力は、以下の通りである。
(1)デフォルト軌道サーバ12−JPLからの標準的予測軌道データ、
(2)将来の軌道サーバ12−第三者高精度予測基準。
この層の出力は、以下の通りである。
(1)PGPSサーバ現在シードエポック70のPGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74、
(2)各アクティブPGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72に対するPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80。
【0057】
データ管理層
データ管理層30の目的は、PGPSクライアントソフトウエア22により必要とされるデータを管理及び格納することである。この層の重要な機能には、以下がある。
(1)PGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72、PGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74、及びPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80をPGPSサーバ軌道伝播層48から受信する、
(2)最高n日までに対してPGPSサーバ軌道伝播層48によって生成された各PGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72、及びPGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74を格納する(デフォルトn=4)、
(3)各アクティブPGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72つにいて最新PGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80を格納する(デフォルト24、すなわち、4日x1日当たり6エポック))、
(4)n日間より古いPGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72を終了処理する、
(5)PGPSクライアントソフトウエア22によって供給された現在PGPSシードデータ記録30シードIDを与えられたPGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録又は適切なPGPSサーバ現在PGPSシード更新データデータ記録80を供給してPGPSサーバサービス管理層54からの要求を処理する、
(6)GRNサーバ14からリアルタイム整合性更新を受信する、
(7)PGPSサーバサービス管理層54に衛星リアルタイム整合性の変化を通知する、
(8)現在のRTIメッセージを供給するためにPGPSサーバサービス管理層54からの要求を処理する、
(9)GRNサーバ14からリアルタイム支援データを受信する、
(10)RTIの場合:
a.サービスレベルに基づいてPGPSサーバサービス管理層54に衛星リアルタイム整合性の変化を通知する、
b.現在のRTIメッセージを供給するためにPGPSサーバサービス管理層54からの要求を処理する、
(11)他のリアルタイム支援データの場合:
a.サービスレベルに基づいてPGPSサーバサービス管理層54に衛星リアルタイム整合性の変化を通知する、
b.リアルタイム支援データRRLPメッセージを供給するためにPGPSサーバサービス管理層54からの要求を処理する。
【0058】
この層への入力は、以下の通りである。
(1)PGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録72、PGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74、
(2)各PGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録72に関するPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80、
(3)リアルタイム支援データ。
【0059】
この層への出力は、以下の通りである。
(1)PGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74(PGPSクライアントソフトウエア22が終了シードIDを供給したか、又は以前のシードを供給しなかった場合)、
(2)クライアントの既存の有効PGPSシードデータ記録30に適合したPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80、
(3)RRLPフォーマットでの現在リアルタイム支援データメッセージ。
【0060】
サービス管理層
PGPSサーバサービス管理層54の目的は、PGPSクライアントソフトウエア22にPGPSメッセージを送出することである。実行中であるサービスレベルに基づいて、この送出では、プッシュ技術及びプル技術の両方、並びにあらゆる転送プロトコルを使用することができる。PGPSサーバサービス管理層54の重要な機能には、以下がある。
(1)PGPSクライアントソフトウエア22からの要求を受信及び処理する。これらの要求は、PGPSシードデータ記録30、PGPSシード更新データ記録36、又はRRLPデータメッセージに関する。以下を含むいくつかの転送プロトコルオプションが利用可能である:
PGPSサービス管理層HTTPインタフェース56
PGPSサービス管理層TCP/IPインタフェース58
PGPSサービス管理層UDPインタフェース60
PGPSサービス管理層WAPプッシュインタフェース62
PGPSサービス管理層SMSインタフェース64
PGPSサービス管理層他インタフェース66
(2)ASN.1PER協定事項に従ってPGPSメッセージデータをパックする、
(3)プレミアム、上級、又はカスタムPGPレベルに加入するPGPSクライアントデバイス20にRTIに通知を送る、
(4)プレミアム、上級、又はカスタムのPGPSサービスレベルに対して加入者要求を認証する、
(5)要請されたプロトコルを通じてPGPSクライアントソフトウエア22にPGPSにメッセージを送る。
【0061】
この層への入力は、以下の通りである。
(1)PGPSクライアントソフトウエア22からの要求、
(2)PGPSサーバデータ管理層50からの現在PGPSシードデータ74、
(3)PGPSサーバデータ管理層50からの適用可能なPGPSシード更新データ記録80、
(4)PGPSサーバデータ管理層50からのGRN RRLPデータメッセージ。
【0062】
この層の出力は、以下である。
(1)PGPSサーバ電流PGPSシードデータ記録74、
(2)適用可能なPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80
(3)プレミアム、上級、カスタムのPGPSサービスレベルに関するPGPS通知、
(4)プレミアム及び上級のPGPSサービスレベルに関する「RTI RRLP」データメッセージ、
(5)カスタムPGPSサービスレベルに関する「GRN RRLP」データメッセージ。
【0063】
構成層
PGPSサーバ10内の各層は、システムの作動を支配する特定の構成パラメータを収容する。PGPSサーバ構成管理層52の重要な機能は、これらのパラメータを記録してPGPSサーバ層の各々に適用することである。
軌道伝播層構成
PGPSサーバ軌道伝播層48は、新しいPGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74及びPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80が生成される頻度、及び現在PGPSシード更新データ記録80が過去PGPSサーバ内に生成される程度を判断する設定可能なパラメータを有する。
データ管理層構成
PGPSサーバデータ管理層50は、過去においてどの程度までPGPSサーバ過去PGPSシードデータ記録72及びPGPSサーバ現在PGPSシード更新データ記録80が管理されたかを判断する。この設定よりも古いあらゆるシードは、終了処理される。このパラメータは、PGPSサーバ軌道伝播層48と共有される。
サービス管理層構成
PGPSサーバサービス管理層54は、サービスレベルオプションの定義及び加入者登録データベースの形式及び位置情報を含む設定可能なパラメータを有する。
【0064】
加入者登録データベースは、それぞれのPGPSサービスレベルに照らして加入者を認証するのに使用される。このデータベースは、オペレータに対して内部にあるか、又は個々のクライアント又はクライアントの群の登録を可能にする外部ツールからとすることができる。データベースは、以下のように、基本的なPGPS加入者情報を維持する。
(1)クライアントID:IMSIのようなクライアントの固有の識別子、
(2)サービスレベル:クライアントが加入するサービスレベル、
(3)サービスステータス:例えば、アクティブ、非アクティブ、中断、
(4)サービス開始日、
(5)サービス終了日、
(6)顧客情報、
(7)ネットワーク情報(適用可能な場合)、
(8)その他:別途判断。
【0065】
予測GPSクライアント
PGPSクライアントソフトウエア22は、GPS/AGPSチップセット24及び関連のGPS/AGPSファームウエア26が常駐するのが同じデバイス上か、又は付属の周辺機器上かに関わらず、GPS/AGPS有効デバイスの内側で実行されかつ常駐する。それは、PGPSサーバ10からデータを受信し、衛星軌道を伝播し、各PGPSにクライアント事前発生予測データエポック104に対してPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連のPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108生成し、かつGPS/AGPSファームウエア26APIを通じて、又はSUPLクライアント28及びマイクロSUPLサーバ92を通じて支援データをGPS/AGPSチップセット24に送出する。図8で分るように、PGPSクライアントソフトウエア22は、いくつかの内部構成要素から成る。それは、PGPSクライアントサービス管理層82、PGPSクライアント軌道伝播層86、PGPSクライアントデータ管理層84、PGPSクライアントAGPSインタフェース層90、及びPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ層92を含む。
【0066】
サービス管理層
PGPSクライアントサービス管理層82は、PGPSプロトコル16を処理し、PGPSクライアント軌道伝播層86又はPGPSクライアントデータ管理層84へ及びそこからのデータフローを処理する。PGPSクライアントサービス管理層82は、以下の重要な機能を含む。
(1)PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36をPGPSサーバ10から定期的に要求する、
(2)PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36メッセージをPGPSサーバ10から受信する、
(3)PGPSサーバ10からプレミアムRTIデータメッセージを受信する、
(4)PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36をPGPSクライアント軌道伝播層86に供給する、
(5)RRLPデータメッセージをPGPSサーバ10に要請する、
(6)PGPSサーバ10からRRLPデータメッセージを受信する、
(7)RRLPデータメッセージをPGPSクライアントデータ管理層84に供給する。
【0067】
この層への入力は、以下の通りである。
(1)PGPSシードデータ記録30、
(2)PGPSシード更新データ記録36、
(3)RRLPデータ。
この層の出力は、以下である。
(1)PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36(PGPSクライアント軌道伝播層86に送られたもの)、
(2)RRLPデータメッセージ(PGPSクライアントデータ管理層84に送られたもの)。
【0068】
PGPSクライアントサービス管理層82は、一般的に3日毎に1回、最新のシード情報をPGPSサーバ10に要請する。プレミアム、上級、又はカスタムのPGPSサービスレベルの「RTI RRLP」メッセージは、通知がPGPSサーバ10から受信される場合にのみ要請される。
【0069】
PGPSプロトコル
PGPSサーバ及びPGPSクライアントデバイス20のPGPSクライアントサービス管理層82の間の全てのメッセージは、通常、PGPSプロトコル16として説明される。PGPSプロトコル16構造は、事実上あらゆる有線又は無線担体でPGPSシードデータ記録30、PGPSシード更新データ記録36、及び「PGPS RRLP」データメッセージを伝えるように設計される。デフォルトにより、PGPS基本サービスレベルPGPSプロトコル16は、PGPSサービス管理層HTTPインタフェース56上で実行され、一方、プレミアム、上級、及びカスタムのサービスレベルの特徴は、一般的に、メッセージ配信のために、PGPSサービス管理層HTTPインタフェースHTTP56、WAP/Push62、又はSMS64インタフェースの組合せを使用する。この節は、デフォルトHTTP担体プロトコルが使用される時、各PGPSシードデータ記録30のペイロードの説明を提供する。
【0070】
PGPSクライアントソフトウエア22からのメッセージは、「HTTT GET」要求から成る。各要求内には、どのPGPSメッセージが要請中であるか明記するメッセージIDがある。PGPSメッセージを得る要求は、以下に類似の形式である。
GET/pgpsserver/URI?cld=42&mask=1024&sld=1367&mode==1&version=1Http/1.1
ここで、パラメータには、以下がある。
(1)cld:モバイル、典型的にはIMSIに対する固有ID、
(2)mask:どのメッセージが要請中であるかを明記する要求マスク。このマスクは、PGPSシードデータ記録30、PGPSシード更新データ記録36、及びあらゆる「GRN RRLP」データメッセージの組合せをサポートすることができる、
(3)sld:PGPSシードIDは、PGPSクライアントソフトウエア22内の現在シードに関する情報(何もなしの場合はゼロ)を含む。PGPSサーバ10は、次に、まだ利用可能である場合は適合PGPSサーバ現在PGPシード更新データ記録、又はPGPSサーバ現在PGPSシードデータ記録74を供給することができる、
(4)mode:使用中の軌道予測モデルを表す数(デフォルト=1)。付加的なモデルを本明細書で説明するように後で追加することができる、
(5)version:クライアントのバージョン。
【0071】
HTTP応答は、1つのXMLタグに包まれている2進データペイロードを有する。応答は、以下と類似の形式である。
HTTP/1.1 200 OK
コンテンツ形式:アプリケーション/8ビットバイト−ストリーム
コンテンツ−長:本体長さ
<RXN Mask=’’1024’version=’’1’’>バイナリ</RXN>内のデータ要素
このメッセージのバイナリペイロードは、サービスレベルに基づいてPGPSシードデータ記録30、PGPSシード更新データ記録36、又はあらゆる「PGPS GRN RRLP」データ情報とすることができる。
【0072】
軌道伝播層
PGPSクライアント軌道伝播層86は、PGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36を使用して、将来的に衛星軌道を伝播してGPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26に供給することができる事前発生予測軌道状態ベクトル106及びPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル42を生成する計算エンジンである。PGPSクライアント軌道伝播層86の重要な機能には、以下がある。
(1)PGPSシードデータ記録30及び/又はPGPSシード更新データ記録36をPGPSクライアントサーバ管理層82から受信する、
(2)1日当たりx個のエポックで最大n日間まで衛星軌道を前方へ伝播して(各PGPSクライアント事前発生予測データエポック104は、一般的に15分である)関連PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106を生成する、
(3)予め又は要求があり次第、各々の伝播PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106に対してPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108を生成する。
この層の出力は、以下である。
(1)PGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新データ記録36。
この層の出力は、以下である。
(1)PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106、
(2)PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108。
【0073】
PGPSクライアント軌道伝播層86がPGPSクライアントサーバ管理層82から新しいPGPSシードデータ記録30又はPGPSシード更新を受信した時、新しいデータを生成した後で、以前に格納したPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及びPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108を廃棄する。新しいPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108は、n時間の伝播ウィンドウ(デフォルトn=72)x時間当たりの各PGPSクライアント事前発生予測データエポック104(デフォルトx=4(すなわち、15分))に基づいて各衛星に対して生成することができる。図9は、PGPSクライアント軌道伝播層86によって生成される表の図である。いくつかの将来PGPSクライアント事前発生予測データエポック104のための事前発生は、夜間に又はデバイスが充電中及びでそうでなければ使用中でない時に都合よく行うことができる。それは、次に、特定のエポックに必要とされる時に適用可能なPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106又はPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108記録の簡単な検索を可能にするものである。
代替的に、新しいPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108は、特定の伝播エポックに基づいて、各衛星に対して要請があり次第、計算及び生成することができる。
【0074】
データ管理層
PGSクライアントデータ管理層84は、PGPSクライアント軌道伝播層86によって生成されたデータ、並びにプレミアム、上級、又はカスタムのPGPSサービスレベルを通じて供給されたGRNデータメッセージを処理する。この層の重要な機能には、以下がある。
(1)PGSクライアントサービス管理層82から「GRN RRLP」メッセージを受信する、
(2)「GRN RRLP」メッセージを格納する、
(3)PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108をPGPSクライアント軌道伝播層86から受信する、
(4)n時間よりも若いPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108記録を格納する、
(5)n時間よりも古いPGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及び関連PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108を終了処理する、
(6)適用可能なPGPSクライアント現在事前発生予測データエポック104から、要請されたPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108記録をPGPSクライアントAGPSインタフェース層90に供給する、
(7)要請された「GRN RRLP」メッセージをPGPSクライアントAGPSインタフェース層90に供給する。
【0075】
この層への入力は、以下である。
(1)PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106、
(2)PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108、
(3)「GRN RRLP」メッセージ。
この層の出力は、以下である。
(1)全ての衛星のためのPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108、
(2)「GRN RRLP」メッセージ。
【0076】
AGPSインタフェース層
これは、新しいデバイスにサービスを移植する時、殆どの実際のPGPSクライアントソフトウエア22コード統合が起こる場所である。PGPSクライアントAGPSインタフェース層90は、直接に又はPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92層を通じて、搭載GPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26からの要求に役立つものである。この層の重要な機能には、以下がある。
(1)PGPSクライアント直接API統合プロトコル94を通じてGPS/AGPSファームウエア26に又は間接的に、存在する場合にPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ層92とPGPSクライアント「AGPS SUPL」クライアント28との間にPGPSクライアント標準SUPLメッセージ部分集合96を通じてGPS/AGPSチップセット24から要求を受信する、
(2)PGPSクライアントデータ管理層84から要請された情報を検索する、
(3)PGPSクライアント直接API統合プロトコル94を通じてGPS/AGPSファームウエア26に又は間接的に、存在する場合にPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92と「AGPS SUPL」クライアント28の間にPGPSクライアント標準SUPLメッセージ部分集合96を通じてGPS/AGPSチップセット24に要請された情報を送る。
【0077】
この層への入力は、以下である。
(1)GPS/AGPSファームウエア26又はPGPSクライアントマイクロSUPLサーバ層92からの要求、
(2)PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108記録、
(3)「GRN RRLP」メッセージ。
この層の出力は、以下である。
(1)PGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108、
(2)「GRN RRLP」メッセージ。
【0078】
マイクロ−SUPLプロトコル
位置決め機能を装備した新しいモバイルデバイスはまた、GPS/AGPSファームウエア26内のSUPL標準のサポートも組み込んでいる。SUPL標準プロトコル98は、特に、GPS支援データをどのようにSUPLAGPSサーバ102からAGPSデバイスに渡すことができるかを指図する。従って、SUPL規格に準拠しようとするモバイルデバイス販売業者は、デバイス内の「AGPS SUPL」クライアント28を実行すべきである。この「AGPS SUPL」クライアント28は、GPS/AGPSチップセット24自体と連結するGPS/AGPSファームウエア26の上に構築される。
【0079】
PGPSクライアントソフトウエア22は、GPS/AGPSチップセット24のGPS/AGPSファームウエア26専用APIによるのではなく、この標準SUPLフレームワークを通じてPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108及び任意的な「GRN RRLP」データを向けることによって効率的に既存のSUPL対応デバイスと一体化することができる。
上述のPGPSクライアントAGPSインタフェース層90において、GPS/AGPSチップセット24及びGPS/AGPSファームウエア26からのSUPL要求に役立つ構成要素は、PGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92と呼ばれる(図8を参照されたい)。標準SUPLプロトコル98は、GPS支援データのデバイスベースの「SUPL AGPS」サーバの概念を明示的にサポートするものではない。標準SUPLプロトコル98は、ホームモバイルネットワーク(すなわち、H−SLP)内又は訪れたモバイルネットワーク(すなわち、V−SLP)内に位置するか否かに関わらず、リモート「SUPL AGPS」サーバ102のみを考える。しかし、PGPSシステム内のPGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92は、PGPSクライアント「AGPS SUPL」クライアント28に対する「SUPL AGPS」サーバとして配置することができるが、ただし、後者が「ローカル」な「SUPL AGPS」サーバソースからそのGPS支援データを受信するように構成される場合に限る。換言すれば、PGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ92は、SLPと見なすことができ、その理由は、H−SLP/V−SLP機能性のコアセットを模倣することができるからである。全てのSET(例えば、SUPL有効端末)により開始される使用事例においては、以下のメッセージは、SET(SUPL有効端末)と通信するのに使用される。
(1)SUPL START
(2)SUPL RESPONSE
(3)SUPL POS INIT
(4)SUPL POS
(5)SUPL END
【0080】
従って、PGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ層92は、制限された局在化SUPLサービスをサポートする。PGPSクライアントマイクロ−SUPLサーバ層92は、以下のサービスを実行する。
(1)「SUPL START」方法を受信及び処理する、
(2)「SUPL RESPONSE」メッセージを送る、
(3)「SUPL POS INIT」メッセージを受信及び処理する、
(4)「SUPL POS」メッセージを送る、
(5)「SUPL END」メッセージを送る、
(6)「SUPL END」メッセージを受信及び処理する。
【0081】
構成層
PGPSクライアントソフトウエア22内の各層は、システムの作動を支配する特定の構成パラメータを収容する。PGPSクライアント構成層88の主要機能は、これらのパラメータを記録してPGPSクライアントソフトウエア22層の各々に適用することである。
(1)サービス管理層構成
PGPSクライアントサービス管理層82は、最新のPGPSシードデータ記録30又はPGPSシードデータ36がPGPSサーバ10から要求される頻度を判断する構成可能な設定を有する。
(2)軌道伝播層構成
いくつかのパラメータは、PGPSクライアント軌道伝播層86が実行される時間及びどれだけの伝播データが生成されるかに影響を与える。PGPSクライアント事前発生予測軌道状態ベクトル106及びPGPSクライアント事前発生予測ナビゲーションモデル108記録の数は、設定可能である。PGPSクライアント事前発生予測データエポック104の持続時間は、設定可能である。
【0082】
データ転送の比較
図4は、一般的な週単位の期間にわたる本発明のPGPSシステムと従来の予測GPSシステムの間の異なるデータ転送要件の比較を示している。予測軌道精度劣化は、一般的に両方のシステムタイプに対して1日当たり1〜3メートルのデバイス位置精度エラー増分を誘発するが、本発明のPGPSシステムは、類似の予測期間にわたる従来の予測GPSシステムと比較して73%〜96%のデータ転送節約を表している。
【0083】
従って、本発明を例示的な実施形態を参照して説明したが、この説明は、限定的な意味で解釈されることを目的としたものではない。例示的な実施形態、並びに本発明の他の実施形態の様々な修正は、この説明に参照すると当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、いかなる修正又は実施形態も本発明の真の範囲に含まれるものとして網羅することになると考えられる。
【符号の説明】
【0084】
10 PGPSサーバ
14 GRNサーバ
20 PGPSクライアントデバイス
22 PGPSクライアントソフトウエア

【特許請求の範囲】
【請求項1】
軌道モデル化及び伝播の分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)通信リンクを通じて「予測GPS(PGPS)クライアント」に前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び初期GNSS衛星位置及び速度を送出する段階、
(c)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(d)リアルタイムネットワーク接続を必要とすることなくローカルGPS又はAGPSデバイスに前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された支援データを供給する段階、
を含み、
前記支援データは、前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」をいわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することによって導出され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項2】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度の変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度に基づいた伝播された予測「軌道状態ベクトル(OSV)」からの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記GNSS衛星力モデルパラメータは、以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記初期衛星位置及び速度と前記GNSS衛星力モデルパラメータとは、以前に送出された初期衛星位置及び速度と以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータとに対する変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータとは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項7】
衛星位置及び速度の前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項8】
前記衛星位置及び速度は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項9】
GNSS衛星力モデルパラメータの前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
衛星位置及び速度の前記変化とGNSS衛星力モデルパラメータの前記変化とは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項11】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、モバイルデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、ローカルGPS又はAGPSデバイスを持たないデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、標準的リモートAGPSサーバの機能性をエミュレートする内蔵AGPSサーバを通じていわゆる衛星航法データモデルフォーマットで前記ローカルGPS又はAGPSデバイスに支援データを送出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、標準的リモートAGPSサーバの機能性をエミュレートする内蔵AGPSサーバを通じていわゆる衛星航法データモデルフォーマットで該「予測GPS(PGPS)クライアント」に対してローカルではないGPS又はAGPSデバイスに支援データを送出することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記「予測GPS(PGPS)サーバ」は、複数のGNSS衛星力モデルを使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算し、
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルの利用可能なもののうちの1つ又はそれよりも多くからのGNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された供給初期衛星位置及び速度を伝播させることにより予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項16】
軌道モデル化及び伝播の分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)通信リンクを通じて前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び複数のGNSS衛星位置及び速度「軌道状態ベクトル(OSV)」を送出する段階、
(c)「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(d)リアルタイムネットワーク接続を必要とすることなくローカルGPS又はAGPSデバイスに前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された支援データを供給する段階、
を含み、
前記支援データは、前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」をいわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することによって導出され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項17】
軌道モデル化及び伝播の分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)通信リンクを通じて「予測GPS(PGPS)クライアント」に前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び初期GNSS衛星位置及び速度を送出する段階、
(c)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(d)リアルタイムネットワーク接続を必要とすることなくローカルGPS又はAGPSデバイスに前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された支援データを供給する段階、
を含み、
前記支援データは、前記衛星位置及び速度から成り、該衛星位置及び速度は、いわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することなく前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」に収容され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項18】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、GPS又はAGPSデバイス内に統合されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度の変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項20】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度に基づいた伝播された予測「軌道状態ベクトル(OSV)」からの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項21】
前記GNSS衛星力モデルパラメータは、以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項22】
前記初期衛星位置及び速度と前記GNSS衛星力モデルパラメータとは、以前に送出された初期衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータからの該初期衛星位置及び速度に対する及び該GNSS衛星力モデルパラメータに対する変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項23】
前記衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータとは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項24】
前記衛星位置及び速度は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項20に記載の方法。
【請求項25】
衛星位置及び速度の前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項19に記載の方法。
【請求項26】
GNSS衛星力モデルパラメータの前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項21に記載の方法。
【請求項27】
衛星位置及び速度の前記変化とGNSS衛星力モデルパラメータの前記変化とは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項22に記載の方法。
【請求項28】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、モバイルデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項29】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記GPS又はAGPSデバイスと共通のCPU上でホスティングされることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項30】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、ローカルGPS又はAGPSデバイスを持たないデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項31】
前記「予測GPS(PGPS)サーバ」は、複数のGNSS衛星力モデルを使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算し、
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルの利用可能なもののうちの1つ又はそれよりも多くからのGNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された供給初期衛星位置及び速度を伝播させることにより予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる、
ことを特徴とする請求項17に記載の方法。
【請求項32】
軌道モデル化及び伝播の分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)通信リンクを通じて前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び複数のGNSS衛星位置及び速度「軌道状態ベクトル(OSV)」を送出する段階、
(c)「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(d)リアルタイムネットワーク接続を必要とすることなくローカルGPS又はAGPSデバイスに前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された支援データを供給する段階、
を含み、
前記支援データは、前記衛星位置及び速度から成り、該衛星位置及び速度は、いわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することなく前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」に収容され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項33】
軌道モデル化及び伝播のリアルタイム支援型GPS及び分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)「グローバル基準ネットワーク(GRN)サーバ」を使用してリアルタイムGPS支援データを供給する段階、
(c)通信リンクを使用して、前記リアルタイムGPS支援データ及び/又は前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び初期GNSS衛星位置及び速度を「予測GPS(PGPS)クライアント」に選択的に送出する段階、
(d)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(e)リアルタイムネットワーク接続が利用可能でない時に前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給するか、又はリアルタイムネットワーク接続が利用可能である時にリアルタイムGPS支援データ又は該予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データのいずれかをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給する段階、
を含み、
前記予測支援データは、前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」をいわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することによって導出され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給され、
前記リアルタイム支援データは、前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項34】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度の変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度に基づいた伝播された予測「軌道状態ベクトル(OSV)」からの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項36】
前記GNSS衛星力モデルパラメータは、以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項37】
前記初期衛星位置及び速度と前記GNSS衛星力モデルパラメータとは、以前に送出された初期衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータからの以前に送出された初期衛星位置及び速度と以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータとに対する変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項38】
前記衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータとは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項39】
衛星位置及び速度の前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項34に記載の方法。
【請求項40】
前記衛星位置及び速度は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項35に記載の方法。
【請求項41】
GNSS衛星力モデルパラメータの前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項36に記載の方法。
【請求項42】
衛星位置及び速度の前記変化とGNSS衛星力モデルパラメータの前記変化とは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項37に記載の方法。
【請求項43】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、モバイルデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項44】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、ローカルGPS又はAGPSデバイスを持たないデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項45】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、標準的リモートAGPSサーバの機能性をエミュレートする内蔵AGPSサーバを通じて衛星航法データモデルフォーマットで前記ローカルGPS又はAGPSデバイスに支援データを送出することを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項46】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、標準的リモートAGPSサーバの機能性をエミュレートする内蔵AGPSサーバを通じて衛星航法データモデルフォーマットで該「予測GPS(PGPS)クライアント」に対してローカルではないGPS又はAGPSデバイスに支援データを送出することを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項47】
前記「予測GPS(PGPS)サーバ」は、複数のGNSS衛星力モデルを使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算し、
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記GNSS衛星力モデルの利用可能なもののうちの1つ又はそれよりも多くからのGNSS衛星力モデルパラメータを使用して、供給された初期衛星位置及び速度を伝播させることにより予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる、
ことを特徴とする請求項33に記載の方法。
【請求項48】
前記GRNサーバから受信したリアルタイム衛星整合性情報が、前記初期衛星位置及び速度と前記初期GNSS衛星力モデルパラメータとを無効にさせる衛星整合性イベントが存在する時に新しい初期衛星位置及び速度を必要とすることなく、かつ該初期GNSS衛星力モデルパラメータを前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給することなく更新を供給することができるように、以前に送出された初期衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータからの該初期衛星位置及び速度に対する及び該GNSS衛星力モデルパラメータに対する変化として該「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項37に記載の方法。
【請求項49】
軌道モデル化及び伝播のリアルタイム支援型GPS及び分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)「グローバル基準ネットワーク(GRN)サーバ」を使用してリアルタイムGPS支援データを供給する段階、
(c)通信リンクを使用して、前記リアルタイムGPS支援データ及び/又は前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び初期GNSS衛星位置及び速度を「予測GPS(PGPS)クライアント」に選択的に送出する段階、
(d)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(e)リアルタイムネットワーク接続が利用可能でない時に前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給するか、又はリアルタイムネットワーク接続が利用可能である時にリアルタイムGPS支援データ又は該予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データのいずれかをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給する段階、
を含み、
前記予測支援データは、前記衛星位置及び速度から成り、該衛星位置及び速度は、いわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することなく前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」に収容され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給され、
前記リアルタイム支援データは、前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項50】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記GPS又はAGPSデバイス内に統合されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度の変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項52】
前記初期衛星位置及び速度は、以前に送出された衛星位置及び速度に基づいた伝播された予測「軌道状態ベクトル(OSV)」からの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項53】
前記GNSS衛星力モデルパラメータは、以前に送出されたGNSS衛星力モデルパラメータの変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項54】
前記初期衛星位置及び速度と前記GNSS衛星力モデルパラメータとは、以前に送出された初期衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータからの該初期衛星位置及び速度と該GNSS衛星力モデルパラメータとに対する変化として前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項55】
前記衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータとは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項56】
前記衛星位置及び速度は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項52に記載の方法。
【請求項57】
衛星位置及び速度の前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項51に記載の方法。
【請求項58】
GNSS衛星力モデルパラメータの前記変化は、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項53に記載の方法。
【請求項59】
衛星位置及び速度の前記変化とGNSS衛星力モデルパラメータの前記変化とは、圧縮フォーマットで前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項54に記載の方法。
【請求項60】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、モバイルデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項61】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記GPS又はAGPSデバイスと共通のCPU上でホスティングされることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項62】
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、ローカルGPS又はAGPSデバイスを持たないデバイス上でホスティングされることを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項63】
前記「予測GPS(PGPS)サーバ」は、複数のGNSS衛星力モデルを使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算し、
前記「予測GPS(PGPS)クライアント」は、前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルの利用可能なもののうちの1つ又はそれよりも多くからのGNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された供給初期衛星位置及び速度を伝播させることにより予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる、
ことを特徴とする請求項49に記載の方法。
【請求項64】
前記GRNサーバから受信したリアルタイム衛星整合性情報が、前記初期衛星位置及び速度と前記初期GNSS衛星力モデルパラメータとを無効にさせる衛星整合性イベントが存在する時に初期衛星位置及び速度に対する新しいパラメータを必要とすることなく、かつ該初期GNSS衛星力モデルパラメータを前記「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給することなく更新を供給することができるように、以前に送出された初期衛星位置及び速度とGNSS衛星力モデルパラメータからの該初期衛星位置及び速度に対する及び該GNSS衛星力モデルパラメータに対する変化として該「予測GPS(PGPS)クライアント」に供給されることを特徴とする請求項54に記載の方法。
【請求項65】
軌道モデル化及び伝播のリアルタイム支援型GPS及び分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)「グローバル基準ネットワーク(GRN)サーバ」を使用してリアルタイムGPS支援データを供給する段階、
(c)通信リンクを通じて、前記リアルタイムGPS支援データ及び/又は前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び複数のGNSS衛星位置及び速度「軌道状態ベクトル(OSV)」を「予測GPS(PGPS)クライアント」に選択的に送出する段階、
(d)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(e)リアルタイムネットワーク接続が利用可能でない時に前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給するか、又はリアルタイムネットワーク接続が利用可能である時にリアルタイムGPS支援データ又は該予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データのいずれかをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給する段階、
を含み、
前記予測支援データは、前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」をいわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することによって導出され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給され、
前記リアルタイム支援データは、前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。
【請求項66】
軌道モデル化及び伝播のリアルタイム支援型GPS及び分散型GPS又はGNSS方法であって、
(a)「予測GPS(PGPS)サーバ」を使用してGNSS衛星力モデルパラメータを計算する段階、
(b)「グローバル基準ネットワーク(GRN)サーバ」を使用してリアルタイムGPS支援データを供給する段階、
(c)通信リンクを通じて、前記リアルタイムGPS支援データ及び/又は前記GNSS衛星力モデルパラメータ及び複数のGNSS衛星位置及び速度「軌道状態ベクトル(OSV)」を「予測GPS(PGPS)クライアント」に選択的に送出する段階、
(d)前記「予測GPS(PGPS)クライアント」へ前記「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記GNSS衛星力モデルパラメータを使用して、該「予測GPS(PGPS)サーバ」によって供給された前記初期衛星位置及び速度を該初期衛星位置及び速度の時間と異なる時間まで伝播させることにより、該「予測GPS(PGPS)クライアント」内に衛星位置及び速度を含む予測「軌道状態ベクトル(OSV)」を発生させる段階、及び
(e)リアルタイムネットワーク接続が利用可能でない時に前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給するか、又はリアルタイムネットワーク接続が利用可能である時にリアルタイムGPS支援データ又は該予測「軌道状態ベクトル(OSV)」から導出された予測支援データのいずれかをローカルGPS又はAGPSデバイスに供給する段階、
を含み、
前記予測支援データは、前記衛星位置及び速度から成り、該衛星位置及び速度は、いわゆる衛星航法データモデルフォーマットに変換することなく前記予測「軌道状態ベクトル(OSV)」に収容され、かつ前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給され、
前記リアルタイム支援データは、前記GPS又はAGPSデバイスによって必要とされる時間及びフォーマットで該GPS又はAGPSデバイスに前記「予測GPS(PGPS)クライアント」によって供給される、
ことを特徴とする方法。

【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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【公表番号】特表2011−503627(P2011−503627A)
【公表日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−534325(P2010−534325)
【出願日】平成19年11月19日(2007.11.19)
【国際出願番号】PCT/CA2007/002080
【国際公開番号】WO2009/065206
【国際公開日】平成21年5月28日(2009.5.28)
【出願人】(510127686)アールエックス ネットワークス インコーポレイテッド (2)
【Fターム(参考)】