予測衛星軌道暦の提供方法、サーバ及び測位システム
【課題】長期予測エフェメリスのデータ量を削減すること。
【解決手段】測位システム１において、携帯型電話機２は、利用区域を含む第１の要求信号又は最新測位位置を含む第２の要求信号をサーバシステム３に送信する。サーバシステム３は、第１の要求信号を受信した場合は、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。また、第２の要求信号を受信した場合は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。そして、携帯型電話機２は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【解決手段】測位システム１において、携帯型電話機２は、利用区域を含む第１の要求信号又は最新測位位置を含む第２の要求信号をサーバシステム３に送信する。サーバシステム３は、第１の要求信号を受信した場合は、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。また、第２の要求信号を受信した場合は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。そして、携帯型電話機２は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予測衛星軌道暦の提供方法、サーバ及び測位システムに関する。
【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、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで測位する。
【０００３】
ＧＰＳによる測位では、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号に重畳されているアルマナックやエフェメリスといった航法データに基づいて、ＧＰＳ衛星の位置、速度、移動方向等の衛星情報を算出し、当該衛星情報及び時刻情報を用いて測位演算を行う。特にエフェメリスデータは、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるため、例えばエフェメリスデータを保持していない状態で測位を開始した場合には、初回測位時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。また、初回測位でない場合であっても、ある衛星を初めて捕捉する際には、その衛星のエフェメリスを保持しているか否かで捕捉時間が大きく変わる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、サーバクライアントシステムであって、１週間といった長期間分のエフェメリスをサーバが予測し、この予測したエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス」（予測衛星軌道暦）と称す。）をクライアントである測位装置に提供する技術が開示されている。
【特許文献１】米国特許第７１４２１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術では、全てのＧＰＳ衛星についての全ての期間の予測衛星軌道のデータを長期予測エフェメリスとして測位装置に提供する。しかし、測位装置がこの全てのデータを実際に使用するかというとそうではない。なぜなら、ＧＰＳ衛星は、６つの周回軌道面それぞれに配置されて地球を周回しており、ある時刻に測位装置の存在場所から観測可能なＧＰＳ衛星は限られているからである。そのため、測位装置が使用しないデータは無駄なものとなり、メモリの浪費にもなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、測位装置に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を削減するための新たな手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することと、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に提供することと、を含む予測衛星軌道暦の提供方法である。
【０００８】
また、第７の発明として、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する送信部と、を備えたサーバを構成してもよい。
【０００９】
この第１の発明等によれば、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定し、基準場所から観測可能な測位用衛星の予測衛星軌道暦を測位装置に提供する。基準場所から観測可能な測位用衛星の予測衛星軌道暦を提供することで、予測衛星軌道暦のデータ量を効果的に削減することができる。
【００１０】
また、第２の発明として、第１の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記判定することは、所定の時刻に前記基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１１】
この第２の発明によれば、所定の時刻に基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する。従って、所定の時刻に基準場所から観測可能な測位用衛星についての予測衛星軌道暦を提供することで、提供するデータ量を一層削減することができる。
【００１２】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、
前記基準場所は、（１）前記測位装置の存在場所、（２）予め登録された地域、（３）前記予測衛星軌道暦の提供エリアとして予め定められた地域、の何れかである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１３】
この第３の発明によれば、測位装置での測位が想定される種々の場所を基準場所として観測可能な測位用衛星を判定することができる。
【００１４】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、測位用衛星の予測位置の時系列データを取得することと、前記測位用衛星の前記時系列データから前記基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、前記予測衛星軌道暦を生成することと、を含む予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１５】
この第４の発明によれば、測位用衛星の予測位置の時系列データを取得する。そして、取得した時系列データから基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、予測衛星軌道暦を生成する。
【００１６】
また、第５の発明として、第４の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記生成することは、当該基準場所から観測可能な測位用衛星の前記時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した所定の近似モデル式のパラメータ値である前記予測衛星軌道暦を生成することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１７】
この第５の発明によれば、測位用衛星の時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した近似モデル式のパラメータ値である予測衛星軌道暦を生成する。衛星の位置ではなく、衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を予測衛星軌道暦とすることで、データ量を大幅に減少させることができる。
【００１８】
また、第６の発明として、第５の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記生成することは、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１９】
この第６の発明によれば、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成する。近似モデル式による衛星軌道の近似を単位期間毎に区切ることで、各単位期間それぞれの衛星軌道をより正確に近似することが可能となる。
【００２０】
また、第８の発明として、予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位装置と、前記測位装置に対して予測衛星軌道暦を提供するサーバとを備えた測位システムであって、前記測位装置は、前記サーバに所定の基準場所を送信する送信部と、前記サーバから前記予測衛星軌道暦を受信する受信部と、前記受信した予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位部と、を備え、前記サーバは、前記測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を前記測位装置に送信する送信部と、を備えた測位システムを構成してもよい。
【００２１】
この第８の発明によれば、測位装置は、サーバに所定の基準場所を送信する。サーバは、測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定し、基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する。そして、測位装置は、サーバから予測衛星軌道暦を受信し、当該予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する。この場合も、第１の発明と同様の効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００２３】
１．システム構成
図１は、本実施形態における測位システム１の概略構成を示す図である。測位システム１は、測位装置を備えた電子機器である携帯型電話機２と、サーバシステム３と、外部システム４と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。
【００２４】
携帯型電話機２は、ユーザが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、通話やメールの送受信といった携帯型電話機としての本来の機能の他、測位機能を有している。携帯型電話機２は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対し、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの予測されるエフェメリスであって、少なくとも１日以上の例えば１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、本実施形態において「長期予測エフェメリス（予測衛星軌道暦）」と称す。）を要求する要求信号を送信する。そして、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【００２５】
また、ユーザは、携帯型電話機２の利用区域を予め登録しておくことができる。例えば、アメリカ合衆国で使用される携帯型電話機２を想定し、アメリカ合衆国の州ごとに利用区域とするかどうかを登録可能であるとする。この場合、ユーザがＡ州とＢ州とで携帯型電話機２を利用する予定の場合は、利用区域として「Ａ州」と「Ｂ州」とを登録しておく。そして、携帯型電話機２は、登録されている利用区域に対応する長期予測エフェメリスをサーバシステム３から取得する。利用区域を登録していない場合は、携帯型電話機２の最新の測位位置（以下、「最新測位位置」と称す。）が属する区域に対応する長期予測エフェメリスをサーバシステム３から取得する。
【００２６】
サーバシステム３は、各ＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置についてのデータである衛星予測暦を外部システム４から取得し、当該衛星予測暦を用いて、長期予測エフェメリスの提供エリアとして予め定められた複数の区域それぞれについて、長期予測エフェメリスを生成・提供するサーバを備えたシステムである。サーバシステム３は、長期予測エフェメリスの要求信号を受信した携帯型電話機２に対して、生成した長期予測エフェメリスを送信する。
【００２７】
より具体的には、携帯型電話機２から利用区域を含む要求信号を受信した場合は、サーバシステム３は当該利用区域に対応する長期予測エフェメリスを送信する。また、最新測位位置を含む要求信号を受信した場合は、当該最新測位位置が属する区域を判定し、当該区域に対応する長期予測エフェメリスを送信する。尚、サーバシステム３は、１つのコンピュータシステムで構成されることとしてもよいし、複数のコンピュータシステムでなる構成としてもよい。
【００２８】
外部システム４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから定期的に衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる航法データ等に基づいて衛星予測暦を生成してサーバシステム３に提供するシステムである。外部システム４が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星位置が時系列に並べられたデータ群であり、不連続な位置のデータである。外部システム４は、例えば衛星予測暦の提供を業務とする民間や公営の団体のコンピュータシステムに相当する。
【００２９】
２．携帯型電話機
２−１．機能構成
図２は、本実施形態における携帯型電話機２の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機２は、ＧＰＳアンテナ５と、ＧＰＳ受信部１０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、操作部３０と、表示部４０と、携帯電話用アンテナ５０と、携帯電話用無線通信回路部６０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０と、フラッシュＲＯＭ８０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９０とを備えて構成される。
【００３０】
ＧＰＳアンテナ５は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部１０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）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。ＰＲＮ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。
【００３１】
ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナ５から出力された信号に基づいて測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部１３とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００３２】
ＲＦ受信回路部１１は、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、所定の局部発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部１３に出力する。
【００３３】
ベースバンド処理回路部１３は、ＲＦ受信回路部１１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する回路部である。ベースバンド処理回路部１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ１５と、メモリとしてのＲＯＭ１７及びＲＡＭ１９とを備えて構成される。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、ホストＣＰＵ２０の制御に従って、サーバシステム３から受信した長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００３４】
ホストＣＰＵ２０は、ＲＯＭ７０に記憶されている測位演算プログラムやシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機２の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ２０は、ベースバンド処理回路部１３によって捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号からデータを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して測位演算を行う。そして、測位演算により求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４０に表示させる。
【００３５】
操作部３０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたアイコンやボタンの信号をホストＣＰＵ２０に出力する。この操作部３０の操作により、通話要求やメールの送受信要求、ＧＰＳの起動要求等の各種指示入力がなされる。
【００３６】
表示部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ２０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００３７】
携帯電話用アンテナ５０は、携帯型電話機２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。
【００３８】
携帯電話用無線通信回路部６０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
【００３９】
ＲＯＭ７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ２０が携帯型電話機２を制御するためのシステムプログラムや、測位演算を実現するための測位演算プログラムや、ナビゲーション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。
【００４０】
フラッシュＲＯＭ８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ７０と同様に、ホストＣＰＵ２０が携帯型電話機２を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ８０に記憶されているデータは、携帯型電話機２の電源を切断しても失われない。
【００４１】
ＲＡＭ９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ２０により実行されるシステムプログラム、測位演算プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００４２】
２−２．データ構成
図３は、ＲＯＭ７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ７０には、ホストＣＰＵ２０により読み出され、メイン処理（図６参照）として実行されるメインプログラム７０１が記憶されている。
【００４３】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ２０が、携帯型電話機２の本来の機能である通話やメールの送受信のための処理を行う他、携帯型電話機２の利用区域を登録する処理や、測位する処理、携帯型電話機２の電源投入後の初回の測位を高速化する処理等を行う処理である。メイン処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００４４】
図４は、フラッシュＲＯＭ８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ８０には、サーバシステム３から受信した長期予測エフェメリス８０１と、携帯型電話機２の利用区域８０３と、測位処理により最後に求められた測位位置である最新測位位置８０５とが記憶される。これらのデータは、メイン処理においてホストＣＰＵ２０により更新される。
【００４５】
図５は、ＲＡＭ９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ９０には、測位処理により求められた測位位置９０１が記憶される。測位位置９０１は、メイン処理においてホストＣＰＵ２０により更新される。
【００４６】
２−３．処理の流れ
図６は、ホストＣＰＵ２０によりＲＯＭ７０に記憶されているメインプログラム７０１が読み出されて実行されることで、携帯型電話機２において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
メイン処理は、ホストＣＰＵ２０が、操作部３０を介してユーザにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部１１によるＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ＩＦ信号がベースバンド処理回路部１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００４８】
先ず、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＡ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＡ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部６０に無線基地局との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間の通話を実現する。
【００４９】
また、ステップＡ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、メール送受信処理を行う（ステップＡ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００５０】
また、ステップＡ１において指示操作が利用区域登録指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；利用区域登録指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、利用区域登録処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、表示部４０に利用区域の一覧を表示させ、ユーザに１又は２以上の利用区域を選択させる。そして、操作部３０を介してユーザにより選択された利用区域８０３を、フラッシュＲＯＭ８０に記憶させる。
【００５１】
また、ステップＡ１において指示操作が測位指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；測位指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、測位処理を行う（ステップＡ９）。具体的には、ホストＣＰＵ２０は、ベースバンド処理回路部１３のＣＰＵ１５に、フラッシュＲＯＭ８０に記憶されている長期予測エフェメリス８０１を用いてＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出を行わせる。
【００５２】
そして、ＲＯＭ７０から測位演算プログラムを読み出して実行し、ＣＰＵ１５により捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号を利用した所定の測位演算を行うことで測位する。測位演算としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算等の公知の手法を適用することができる。そして、ホストＣＰＵ２０は、測位演算により求めた測位位置９０１をＲＡＭ９０に記憶させるとともに、当該測位位置９０１でフラッシュＲＯＭ８０の最新測位位置８０５を更新する。
【００５３】
また、ステップＡ１において指示操作が初期測位高速化指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；初期測位高速化指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を行う（ステップＡ１１）。
【００５４】
図７は、初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に利用区域８０３が記憶されているか否かを判定し（ステップＢ１）、記憶されていると判定した場合は（ステップＢ１；Ｙｅｓ）、利用区域８０３を含めた第１の要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＢ３）。そして、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＢ１において利用区域８０３が記憶されていないと判定した場合は（ステップＢ１；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してユーザにより利用区域登録指示操作がなされたか否かを判定する（ステップＢ５）。そして、利用区域登録指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ２０は、利用区域登録処理を行った後（ステップＢ７）、ステップＢ３へと処理を移行する。利用区域登録処理は、ステップＡ７で説明した通りである。
【００５６】
また、ステップＢ５において利用区域登録指示操作がなされなかったと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に格納されている最新測位位置８０５を含めた第２の要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＢ９）。そして、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【００５７】
図６のメイン処理に戻って、ステップＡ３〜Ａ１１の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してユーザにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＡ１３）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【００５８】
３．サーバシステム
３−１．機能構成
図８は、サーバシステム３の機能構成を示すブロック図である。サーバシステム３は、ＣＰＵ３１０と、操作部３２０と、通信部３３０と、ＲＯＭ３４０と、ハードディスク３５０と、ＲＡＭ３６０とを備え、各部がバス３７０で接続されたコンピュータシステムである。
【００５９】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されているシステムプログラム等に従ってサーバシステム３の各部を統括的に制御するプロセッサである。特に本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス提供プログラム３４１に従って、携帯型電話機２に長期予測エフェメリスを提供する処理を行う。
【００６０】
操作部３２０は、サーバシステム３の管理者による操作指示を受け付け、操作に応じた信号をＣＰＵ３１０に出力する入力装置である。この機能は、例えばキーボードやボタン、マウス等により実現される。
【００６１】
通信部３３０は、システム内部で利用される各種データをインターネット等の通信ネットワークを介して携帯型電話機２や外部システム４とやり取りするための通信装置である。
【００６２】
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３１０がサーバシステム３を制御するためのシステムプログラムや、携帯型電話機２への長期予測エフェメリスの提供を行うためのプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００６３】
ハードディスク３５０は、磁気ヘッド等を用いてデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＲＯＭ３４０と同様、サーバシステム３が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００６４】
ＲＡＭ３６０は、ＣＰＵ３１０の作業領域として用いられ、主として長期予測エフェメリス提供処理における処理中のデータが記憶される。
【００６５】
３−２．データ構成
図９は、ＲＯＭ３４０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３４０には、ＣＰＵ３１０により読み出され、長期予測エフェメリス提供処理（図１６参照）として実行される長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が記憶されている。また、長期予測エフェメリス提供プログラム３４１には、長期予測エフェメリス生成処理（図１７及び図１８参照）として実行される長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１がサブルーチンとして含まれている。
【００６６】
長期予測エフェメリス提供処理とは、ＣＰＵ３１０が、予め定められた各区域について長期予測エフェメリスを生成する処理を定期的に行い、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、対応する区域の長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する処理である。長期予測エフェメリス提供処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００６７】
長期予測エフェメリス生成処理とは、ＣＰＵ３１０が、長期予測エフェメリスを生成する処理である。すなわち、外部システム４から受信した衛星予測暦に記憶されている各ＧＰＳ衛星の衛星位置と、各区域について予め定められた基準位置とを用いて、各区域について各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、算出した仰角に基づいて、各ＧＰＳ衛星が複数の単位期間それぞれについて観測可能であるかを判定する。
【００６８】
本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、４時間に１回長期予測エフェメリスを生成する処理を行う。そして、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として長期予測エフェメリスを生成する。そして、当該１週間の期間を６時間毎に区切った各期間を単位期間とする。
【００６９】
当該ＧＰＳ衛星が観測可能であると判定した単位期間については、ＣＰＵ３１０は、ケプラー（Kepler）の近似モデルを用いて当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出し、当該近似モデルのパラメータ値を長期予測エフェメリスに追加する。一方、当該ＧＰＳ衛星が観測可能ではないと判定した単位期間については、当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道は算出せず、当該単位期間についてはデータを生成しない。長期予測エフェメリス生成処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００７０】
図１０は、ハードディスク３５０に格納されたデータの一例を示す図である。ハードディスク３５０には、衛星予測暦３５１と、基準位置データ３５３と、長期予測エフェメリスデータベース３５５と、衛星仰角データベース３５７とが記憶されている。
【００７１】
図１１は、衛星予測暦３５１のデータ構成の一例を示す図である。衛星予測暦３５１は、各ＧＰＳ衛星ＳＶ１の１週間後までの衛星位置が、１５分おきに記憶された離散的なデータである。衛星位置は、例えば地球基準座標系における３次元の座標値で表される。例えば、「２００８年６月１日０時３０分」におけるＧＰＳ衛星「ＳＶ２」の衛星位置は「（Ｘ３２，Ｙ３２，Ｚ３２）」である。
【００７２】
ＣＰＵ３１０は、外部システム４から定期的に（例えば４時間に１回）送信されてくる衛星予測暦３５１で、ハードディスク３５０の衛星予測暦３５１を更新する。また、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリス生成処理において、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦３５１に記憶されている衛星位置を標本点として、ケプラーの近似モデルに基づいて当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出する。そして、算出した衛星軌道を表すパラメータ値（ケプラーの衛星軌道パラメータ値）でなる長期予測エフェメリスを生成する。
【００７３】
図１２は、基準位置データ３５３のデータ構成の一例を示す図である。基準位置データ３５３には、区域３５３１と、基準位置３５３３とが対応付けて記憶されたデータである。基準位置３５３３には、当該区域３５３１に予め定められた所定位置の地球基準座標系における座標値が記憶される。例えば、区域「Ａ州」に定められた基準位置は「（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）」である。
【００７４】
ＣＰＵ３１０は、衛星予測暦３５１に記憶されている各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置と、基準位置データ３５３に記憶されている基準位置３５３３とを用いて、各ＧＰＳ衛星ＳＶの仰角を算出し、算出した仰角を衛星仰角データベース３５７に記憶させる。
【００７５】
図１３は、長期予測エフェメリスデータベース３５５のデータ構成の一例を示す図である。長期予測エフェメリスデータベース３５５には、長期予測エフェメリスデータ３５６（３５６−１，３５６−２，３５６−３，・・・）が記憶されている。また、各長期予測エフェメリスデータ３５６には、区域３５６１と、長期予測エフェメリス３５６３（３５６３−１，３５６３−２，・・・，３５６３−３２）とが対応付けて記憶されている。
【００７６】
図１４は、各ＧＰＳ衛星についての長期予測エフェメリス３５６３のデータ構成の一例を示す図である。図１４では、区域「Ａ州」に対応付けて記憶されたＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の長期予測エフェメリス３５６３−１のデータ構成を示している。長期予測エフェメリス３５６３には、６時間毎の単位期間それぞれについて、当該ＧＰＳ衛星のケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されている。
【００７７】
特徴的であるのは、全ての単位期間についてケプラーの衛星軌道パラメータの値が記憶されているわけではないことである。長期予測エフェメリス３５６３−１では、例えば２００８年の「６月１日」及び「６月２日」に着目すると、「０時〜６時」及び「１２時〜１８時」の単位期間については、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されているが、「６時〜１２時」及び「１８時〜２４時」の単位期間については、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されていないことがわかる。これは、「６時〜１２時」及び「１８時〜２４時」の単位期間については、区域「Ａ州」からＧＰＳ衛星「ＳＶ１」を観測することができないと判断されたため、これらの単位期間についてはＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の衛星軌道が算出されなかったことによる。
【００７８】
同様に、「２００８年６月７日」の「０時〜６時」及び「１２時〜１８時」の単位期間についても、区域「Ａ州」からＧＰＳ衛星「ＳＶ１」を観測することができないと判断された。このため、これらの単位期間についてもＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の衛星軌道が算出されず、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されていないことがわかる。
【００７９】
このように、対象とするＧＰＳ衛星が観測不可能であると判定した単位期間については、当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出しないようにする。これにより、全てのＧＰＳ衛星の全ての単位期間についてケプラーの衛星軌道パラメータ値を記憶させておく必要がなくなり、携帯型電話機２に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を削減することができる。
【００８０】
図１５は、衛星仰角データベース３５７のデータ構成の一例を示す図である。衛星仰角データベース３５７には、衛星仰角データ３５８（３５８−１，３５８−２，３５８−３，・・・）が記憶されている。また、各衛星仰角データ３５８には、区域３５８１と、単位期間３５８３と、各ＧＰＳ衛星ＳＶの当該単位期間における１５分おきの各時刻それぞれにおける仰角のデータ３５８５とが対応付けて記憶されている。
【００８１】
３−３．処理の流れ
図１６は、ＣＰＵ３１０によりＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が読み出されて実行されることで、サーバシステム３において実行される長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
先ず、ＣＰＵ３１０は、外部システム４から衛星予測暦を受信したか否かを判定し（ステップＣ１）、受信しなかったと判定した場合は（ステップＣ１；Ｎｏ）、ステップＣ５へと処理を移行する。また、受信したと判定した場合は（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、受信した衛星予測暦３５１をハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＣ３）。
【００８３】
次いで、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリスの生成時刻であるか否かを判定する（ステップＣ５）。本実施形態では、４時間に１回の割合で長期予測エフェメリスを生成するものとする。そして、まだ生成時刻ではないと判定した場合は（ステップＣ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＣ９へと処理を移行する。
【００８４】
また、長期予測エフェメリスの生成時刻であると判定した場合は（ステップＣ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１を読み出して実行することで、長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＣ７）。
【００８５】
図１７及び図１８は、長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている長期予測エフェメリスデータベース３５５をクリアする（ステップＤ１）。そして、現在日時に基づいて、各単位期間を判定する（ステップＤ３）。本実施形態では、現在日時（生成日時）から１週間後までの６時間毎の各期間を単位期間と判定する。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１を参照して、ステップＤ３で判定した各単位期間それぞれの各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における各衛星の衛星位置を抽出する（ステップＤ５）。そして、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の基準位置データ３５３に記憶されている各区域３５３１について、ループＡの処理を実行する（ステップＤ７〜Ｄ２９）。
【００８７】
ループＡでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＢの処理を実行する（ステップＤ９〜Ｄ２５）。そして、ループＢでは、ＣＰＵ３１０は、ステップＤ３で判定した各単位期間について、ループＣの処理を実行する（ステップＤ１１〜Ｄ２１）。
【００８８】
ループＣでは、ＣＰＵ３１０は、基準位置データ３５３の当該区域３５３１に対応付けられた基準位置３５３３と、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置とから、各時刻における当該ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、当該区域３５８１及び当該単位期間３５８３と対応付けて衛星仰角データ３５８として、ハードディスク３５０の衛星仰角データベース３５７に記憶させる（ステップＤ１３）。
【００８９】
次いで、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間に、所定の想定可視条件を満たす時刻が１つでも存在するか否かを判定する（ステップＤ１５）。想定可視条件は、例えば仰角が０度以上となることである。そして、想定可視条件を満たす時刻が１つも存在しないと判定した場合は（ステップＤ１５；Ｎｏ）、次の単位期間へと処理を移行する。
【００９０】
また、想定可視条件を満たす時刻が１つでも存在すると判定した場合は（ステップＤ１５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、各時刻における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置を用いて、ケプラーの楕円軌道モデルに基づく当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出する（ステップＤ１７）。そして、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間とケプラーの衛星軌道パラメータの値とを対応付けたデータを生成した後（ステップＤ１９）、次の単位期間へと処理を移行する。
【００９１】
全ての単位期間についてステップＤ１３〜Ｄ１９の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＣの処理を終了する（ステップＤ２１）。ループＣの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、各単位期間についてステップＤ１９で生成されたデータを統合して、当該ＧＰＳ衛星の長期予測エフェメリスを生成する（ステップＤ２３）。そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星へと処理を移行する。
【００９２】
全てのＧＰＳ衛星についてステップＤ１１〜Ｄ２３の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＢの処理を終了する（ステップＤ２５）。ループＢの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星について生成された長期予測エフェメリスを統合して全てのＧＰＳ衛星についての長期予測エフェメリス３５６３を生成し、当該区域３５６１と対応付けた長期予測エフェメリスデータ３５６を、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５に記憶させる（ステップＤ２７）。そして、ＣＰＵ３１０は、次の区域へと処理を移行する。
【００９３】
全ての区域についてステップＤ９〜Ｄ２７の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＤ２９）。そして、ループＡの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリス生成処理を終了する。
【００９４】
図１６の長期予測エフェメリス提供処理に戻って、長期予測エフェメリス生成処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＣ９）。そして、受信しなかったと判定した場合は（ステップＣ９；Ｎｏ）、ステップＣ１に戻る。
【００９５】
また、要求信号を受信したと判定した場合は（ステップＣ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、受信した要求信号の種類を判定する（ステップＣ１１）。そして、受信した要求信号の種類が第１の要求信号であると判定した場合は（ステップＣ１１；第１の要求信号）、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域を判定する（ステップＣ１３）。
【００９６】
また、受信した要求信号の種類が第２の要求信号であると判定した場合は（ステップＣ１１；第２の要求信号）、ＣＰＵ３１０は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域を判定する（ステップＣ１５）。
【００９７】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５の中から、ステップＣ１３又はＣ１５で判定した区域３５６１と対応付けて記憶されている長期予測エフェメリス３５６３を抽出する（ステップＣ１７）。そして、ＣＰＵ３１０は、抽出した長期予測エフェメリス３５６３を要求元の携帯型電話機２に送信して（ステップＣ１９）、ステップＣ１に戻る。
【００９８】
４．作用効果
測位システム１において、携帯型電話機２は、利用区域を含む第１の要求信号又は最新測位位置を含む第２の要求信号をサーバシステム３に送信する。サーバシステム３は、第１の要求信号を受信した場合は、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。また、第２の要求信号を受信した場合は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。そして、携帯型電話機２は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【００９９】
サーバシステム３は、定期的に、予め定められた各区域それぞれについて長期予測エフェメリスを生成する処理を行い、生成した長期予測エフェメリスをデータベースに記憶する。より具体的には、外部システム４から受信した衛星予測暦に基づいて、生成時刻から１週間後までの期間を６時間毎に区切った各単位期間それぞれについて、各ＧＰＳ衛星が観測可能であるかを判定する。そして、観測可能であると判定した単位期間については、ケプラーの近似モデルに基づいて当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出し、算出した衛星軌道のパラメータ値を長期予測エフェメリスとして記憶する。一方、観測可能ではないと判定した単位期間については、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出せず、データを生成しない。
【０１００】
このように、全てのＧＰＳ衛星の全ての単位期間についての衛星軌道のデータを生成するのではなく、携帯型電話機２からＧＰＳ衛星を観測することができない単位期間についてはデータを生成しないようにしたことで、携帯型電話機２に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を効率的に削減することができ、通信コストも低減する。また、携帯型電話機２としても、測位に使用しないデータを保持しておく必要がなくなり、メモリの節約になる。
【０１０１】
５．変形例
５−１．測位システム
上述した実施形態では、携帯型電話機２とサーバシステム３とを備えた測位システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な測位システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機２の代わりに、測位装置を備えたノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
【０１０２】
５−２．衛星測位システム
また、上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。
【０１０３】
５−３．処理の分化
ホストＣＰＵ２０が行う処理の一部又は全部を、ＣＰＵ１５が行うことにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１５が、長期予測エフェメリスを要求する処理を行ってサーバシステム３に長期予測エフェメリスを要求し、取得した長期予測エフェメリスを用いて測位演算を行うようにする。ホストＣＰＵ２０が測位演算を実行するのではなく、ＣＰＵ１５が測位演算を実行する構成としてもよいことは勿論である。
【０１０４】
５−４．長期予測エフェメリスの生成・提供
上述した実施形態では、サーバシステム３が予め所定の時間間隔（例えば４時間に１回）で、全ての区域について長期予測エフェメリスを生成しておき、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求を受けた場合に、対応する区域の長期予測エフェメリスを抽出して送信するものとして説明した。このような構成を採るのではなく、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求を受けたときに、長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機２に送信することにしてもよい。
【０１０５】
この場合は、サーバシステム３のＲＯＭ３４０に、長期予測エフェメリス提供プログラム３４１の代わりに第２の長期予測エフェメリス提供プログラムを格納しておき、そのサブルーチンとして第２の長期予測エフェメリス生成プログラムを格納しておく。そして、ＣＰＵ３１０は、これらのプログラムに従って、第２の長期予測エフェメリス提供処理及び第２の長期予測エフェメリス生成処理を行う。
【０１０６】
図１９は、第２の長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１６の長期予測エフェメリス提供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、長期予測エフェメリス提供処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１０７】
第２の長期予測エフェメリス提供処理では、ステップＣ１３又はＣ１５において区域を判定した後、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている第２の長期予測エフェメリス生成プログラムを読み出して実行することで、第２の長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＥ１５）。そして、生成した長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信して（ステップＥ１７）、ステップＣ１に戻る。
【０１０８】
図２０は、第２の長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。ここでも、図１７及び図１８の長期予測エフェメリス生成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、長期予測エフェメリス生成処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１０９】
ＣＰＵ３１０は、現在の日時に基づいて単位時間を判定した後（ステップＤ３）、各ＧＰＳ衛星についてループＤの処理を行う（ステップＤ９〜Ｄ２５）。そして、ループＤにおいて、ステップＤ３で判定した各単位期間についてループＥの処理を行う（ステップＤ１１〜Ｄ２１）。
【０１１０】
ループＥでは、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１を参照して、当該単位期間の各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置を抽出する（ステップＦ１１）。
【０１１１】
そして、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の基準位置データ３５３を参照し、ステップＣ１３又はＣ１５で判定した区域に対応付けられた基準位置３５３３と、ステップＦ１１で抽出した衛星位置とから、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星の仰角を算出して、ハードディスク３５０の衛星仰角データベース３５７に記憶させる（ステップＦ１３）。そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＤ１５へと処理を移行する。
【０１１２】
尚、予め区域に対応付けられた基準位置から観測可能なＧＰＳ衛星を判定して長期予測エフェメリスを生成するのではなく、携帯型電話機２の存在場所から観測可能なＧＰＳ衛星を判定して長期予測エフェメリスを生成することとしてもよい。この場合は、携帯型電話機２から第２の要求信号を受信した場合に、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置と、衛星予測暦から抽出した衛星位置とから、各単位期間の各時刻における各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、算出した仰角を用いて想定可視条件を判定することにすればよい。
【０１１３】
５−５．長期予測エフェメリスの提供エリア
上述した実施形態では、アメリカ合衆国の各州を長期予測エフェメリスの提供エリアとして長期予測エフェメリスを生成・提供する場合を一例として説明したが、提供エリアをどのように定めるかは自由である。例えば、各国を提供エリアとしてもよいし、北半球や南半球を提供エリアとしてもよい。
【０１１４】
図２１は、各国を提供エリアとする場合の測位システムの一例を示す図である。
この測位システムでは、各携帯型電話機２は、当該携帯型電話機２が利用される国内の携帯電話ネットワーク網（例えば、日本ではＮＪ、アメリカではＮＡ、イギリスではＮＥ）と、世界各国を結ぶネットワークＮＷとでなるネットワークＮを介して、サーバシステム３に接続される。
【０１１５】
サーバシステム３のＣＰＵ３１０は、予め全ての国について長期予測エフェメリスを生成し、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５に記憶させておく。この場合は、各国それぞれについて予め定められた基準場所から各ＧＰＳ衛星が各単位期間に観測可能であるか否かを判定することで、図１７及び図１８で説明した長期予測エフェメリス生成処理に従って長期予測エフェメリスを生成することができる。
【０１１６】
そして、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、当該要求信号が何れの国の携帯電話ネットワーク網を介して送信されたものであるかを判定する。そして、ＣＰＵ３１０は、判定した携帯電話ネットワーク網に対応する国の長期予測エフェメリスを長期予測エフェメリスデータベース３５５から抽出して、要求元の携帯型電話機２に送信する。例えば、日本の携帯電話ネットワーク網を介して要求信号が送信されたと判定した場合は、サーバシステム３は、日本に対応する長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する。
【０１１７】
但し、ユーザが携帯型電話機２の利用区域として複数の国を登録している場合は、登録されている複数の国それぞれに対応する長期予測エフェメリスを送信する。例えば、ユーザが日本とアメリカとを往復するビジネスマンや、日本からアメリカへの旅行を計画している旅行客であり、利用区域として「日本」と「アメリカ」とを登録したとする。その場合は、サーバシステム３は、日本とアメリカとに対応する長期予測エフェメリスをそれぞれ携帯型電話機２に送信する。
【０１１８】
尚、この場合も長期予測エフェメリスを予め生成しておくのではなく、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機２に送信することにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、当該要求信号が何れの国の携帯電話ネットワーク網を介して送信されたものであるかを判定する。そして、判定した携帯電話ネットワーク網に対応する国の長期予測エフェメリスを生成する処理を行い、生成した長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する。
【０１１９】
５−６．衛星軌道の近似モデル
上述した実施形態では、ケプラーの近似モデルを用いてＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出するものとして説明したが、他にはラグランジュ（Lagrange）やネヴィル（Neville）、スプライン（Spline）等の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている衛星位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を求めることで、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を近似する。
【０１２０】
上述した近似モデルに基づいて算出した衛星軌道のパラメータ値で長期予測エフェメリスを構成することで、全ての時刻の衛星位置のデータで長期予測エフェメリスを構成する場合と比べて、データ量を大幅に減少させることができる。
【０１２１】
５−７．予測期間
上述した実施形態では、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、予測期間は１週間よりも長い期間（例えば２週間）としてもよいし、１週間よりも短い期間（例えば３日）としてもよい。ＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスは有効期間が一般に４時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。
【０１２２】
５−８．単位期間
また、長期予測エフェメリスの予測期間を６時間ずつ区切って単位期間を構成するものとして説明したが、例えば４時間ずつ区切って単位期間を構成することとしてもよく、単位期間の長さは適宜変更可能である。
【０１２３】
５−９．区域の判定
上述した実施形態では、最新測位位置が属する区域をサーバシステム３が判定するものとして説明したが、この判定を携帯型電話機２がすることとしてもよい。具体的には、図７の初期測位高速化処理のステップＢ５で利用区域登録指示操作がなされなかったと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に記憶されている最新測位位置８０５が属する区域を判定する。そして、ホストＣＰＵ２０は、判定した区域を含めた要求信号を、サーバシステム３に送信する。この場合、サーバシステム３は、受信した要求信号に含まれる区域に対応する長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信すればよい。
【０１２４】
５−１０．想定可視条件
上述した実施形態では、想定可視条件を「衛星の仰角が０度以上となること」として説明したが、想定可視条件は他にも適宜設定可能である。例えば、「仰角が１５度以上となること」とすることで、条件をより厳しくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】測位システムの概略構成を示す図。
【図２】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図３】携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図４】携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図５】携帯型電話機のＲＡＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図６】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図７】初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図８】サーバシステムの機能構成を示すブロック図。
【図９】サーバシステムのＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１０】サーバシステムのハードディスクに格納されたデータの一例を示す図。
【図１１】衛星予測暦のデータ構成の一例を示す図。
【図１２】基準位置データのデータ構成の一例を示す図。
【図１３】長期予測エフェメリスデータベースのデータ構成の一例を示す図。
【図１４】長期予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１５】衛星仰角データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図１６】長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図１７】長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】第２の長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】第２の長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】変形例における測位システムの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 測位システム 、 ２ 携帯型電話機、 ３ サーバシステム、
４ 外部システム、 ５ ＧＰＳアンテナ、 １０ ＧＰＳ受信部、
１１ ＲＦ受信回路部、 １３ ベースバンド処理回路部、 １５ ＣＰＵ、
１７ ＲＯＭ、 １９ ＲＡＭ、 ２０ ホストＣＰＵ、 ３０ 操作部、
４０ 表示部、 ５０ 携帯電話用アンテナ、 ６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ７０ ＲＯＭ、 ８０ フラッシュＲＯＭ、 ９０ ＲＡＭ、 ３１０ ＣＰＵ、
３２０ 操作部、 ３３０ 通信部、 ３４０ ＲＯＭ、 ３５０ ハードディスク、
３６０ ＲＡＭ、 ３７０ バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予測衛星軌道暦の提供方法、サーバ及び測位システムに関する。
【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、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで測位する。
【０００３】
ＧＰＳによる測位では、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号に重畳されているアルマナックやエフェメリスといった航法データに基づいて、ＧＰＳ衛星の位置、速度、移動方向等の衛星情報を算出し、当該衛星情報及び時刻情報を用いて測位演算を行う。特にエフェメリスデータは、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるため、例えばエフェメリスデータを保持していない状態で測位を開始した場合には、初回測位時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。また、初回測位でない場合であっても、ある衛星を初めて捕捉する際には、その衛星のエフェメリスを保持しているか否かで捕捉時間が大きく変わる。
【０００４】
そこで、特許文献１には、サーバクライアントシステムであって、１週間といった長期間分のエフェメリスをサーバが予測し、この予測したエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス」（予測衛星軌道暦）と称す。）をクライアントである測位装置に提供する技術が開示されている。
【特許文献１】米国特許第７１４２１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術では、全てのＧＰＳ衛星についての全ての期間の予測衛星軌道のデータを長期予測エフェメリスとして測位装置に提供する。しかし、測位装置がこの全てのデータを実際に使用するかというとそうではない。なぜなら、ＧＰＳ衛星は、６つの周回軌道面それぞれに配置されて地球を周回しており、ある時刻に測位装置の存在場所から観測可能なＧＰＳ衛星は限られているからである。そのため、測位装置が使用しないデータは無駄なものとなり、メモリの浪費にもなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、測位装置に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を削減するための新たな手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための第１の発明は、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することと、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に提供することと、を含む予測衛星軌道暦の提供方法である。
【０００８】
また、第７の発明として、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する送信部と、を備えたサーバを構成してもよい。
【０００９】
この第１の発明等によれば、所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定し、基準場所から観測可能な測位用衛星の予測衛星軌道暦を測位装置に提供する。基準場所から観測可能な測位用衛星の予測衛星軌道暦を提供することで、予測衛星軌道暦のデータ量を効果的に削減することができる。
【００１０】
また、第２の発明として、第１の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記判定することは、所定の時刻に前記基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１１】
この第２の発明によれば、所定の時刻に基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する。従って、所定の時刻に基準場所から観測可能な測位用衛星についての予測衛星軌道暦を提供することで、提供するデータ量を一層削減することができる。
【００１２】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、
前記基準場所は、（１）前記測位装置の存在場所、（２）予め登録された地域、（３）前記予測衛星軌道暦の提供エリアとして予め定められた地域、の何れかである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１３】
この第３の発明によれば、測位装置での測位が想定される種々の場所を基準場所として観測可能な測位用衛星を判定することができる。
【００１４】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、測位用衛星の予測位置の時系列データを取得することと、前記測位用衛星の前記時系列データから前記基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、前記予測衛星軌道暦を生成することと、を含む予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１５】
この第４の発明によれば、測位用衛星の予測位置の時系列データを取得する。そして、取得した時系列データから基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、予測衛星軌道暦を生成する。
【００１６】
また、第５の発明として、第４の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記生成することは、当該基準場所から観測可能な測位用衛星の前記時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した所定の近似モデル式のパラメータ値である前記予測衛星軌道暦を生成することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１７】
この第５の発明によれば、測位用衛星の時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した近似モデル式のパラメータ値である予測衛星軌道暦を生成する。衛星の位置ではなく、衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を予測衛星軌道暦とすることで、データ量を大幅に減少させることができる。
【００１８】
また、第６の発明として、第５の発明の予測衛星軌道暦の提供方法であって、前記生成することは、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成することである予測衛星軌道暦の提供方法を構成してもよい。
【００１９】
この第６の発明によれば、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成する。近似モデル式による衛星軌道の近似を単位期間毎に区切ることで、各単位期間それぞれの衛星軌道をより正確に近似することが可能となる。
【００２０】
また、第８の発明として、予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位装置と、前記測位装置に対して予測衛星軌道暦を提供するサーバとを備えた測位システムであって、前記測位装置は、前記サーバに所定の基準場所を送信する送信部と、前記サーバから前記予測衛星軌道暦を受信する受信部と、前記受信した予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位部と、を備え、前記サーバは、前記測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を前記測位装置に送信する送信部と、を備えた測位システムを構成してもよい。
【００２１】
この第８の発明によれば、測位装置は、サーバに所定の基準場所を送信する。サーバは、測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定し、基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する。そして、測位装置は、サーバから予測衛星軌道暦を受信し、当該予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する。この場合も、第１の発明と同様の効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００２３】
１．システム構成
図１は、本実施形態における測位システム１の概略構成を示す図である。測位システム１は、測位装置を備えた電子機器である携帯型電話機２と、サーバシステム３と、外部システム４と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。
【００２４】
携帯型電話機２は、ユーザが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、通話やメールの送受信といった携帯型電話機としての本来の機能の他、測位機能を有している。携帯型電話機２は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対し、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの予測されるエフェメリスであって、少なくとも１日以上の例えば１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、本実施形態において「長期予測エフェメリス（予測衛星軌道暦）」と称す。）を要求する要求信号を送信する。そして、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【００２５】
また、ユーザは、携帯型電話機２の利用区域を予め登録しておくことができる。例えば、アメリカ合衆国で使用される携帯型電話機２を想定し、アメリカ合衆国の州ごとに利用区域とするかどうかを登録可能であるとする。この場合、ユーザがＡ州とＢ州とで携帯型電話機２を利用する予定の場合は、利用区域として「Ａ州」と「Ｂ州」とを登録しておく。そして、携帯型電話機２は、登録されている利用区域に対応する長期予測エフェメリスをサーバシステム３から取得する。利用区域を登録していない場合は、携帯型電話機２の最新の測位位置（以下、「最新測位位置」と称す。）が属する区域に対応する長期予測エフェメリスをサーバシステム３から取得する。
【００２６】
サーバシステム３は、各ＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置についてのデータである衛星予測暦を外部システム４から取得し、当該衛星予測暦を用いて、長期予測エフェメリスの提供エリアとして予め定められた複数の区域それぞれについて、長期予測エフェメリスを生成・提供するサーバを備えたシステムである。サーバシステム３は、長期予測エフェメリスの要求信号を受信した携帯型電話機２に対して、生成した長期予測エフェメリスを送信する。
【００２７】
より具体的には、携帯型電話機２から利用区域を含む要求信号を受信した場合は、サーバシステム３は当該利用区域に対応する長期予測エフェメリスを送信する。また、最新測位位置を含む要求信号を受信した場合は、当該最新測位位置が属する区域を判定し、当該区域に対応する長期予測エフェメリスを送信する。尚、サーバシステム３は、１つのコンピュータシステムで構成されることとしてもよいし、複数のコンピュータシステムでなる構成としてもよい。
【００２８】
外部システム４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから定期的に衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる航法データ等に基づいて衛星予測暦を生成してサーバシステム３に提供するシステムである。外部システム４が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星位置が時系列に並べられたデータ群であり、不連続な位置のデータである。外部システム４は、例えば衛星予測暦の提供を業務とする民間や公営の団体のコンピュータシステムに相当する。
【００２９】
２．携帯型電話機
２−１．機能構成
図２は、本実施形態における携帯型電話機２の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機２は、ＧＰＳアンテナ５と、ＧＰＳ受信部１０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、操作部３０と、表示部４０と、携帯電話用アンテナ５０と、携帯電話用無線通信回路部６０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）７０と、フラッシュＲＯＭ８０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）９０とを備えて構成される。
【００３０】
ＧＰＳアンテナ５は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部１０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）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。ＰＲＮ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。
【００３１】
ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナ５から出力された信号に基づいて測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部１１と、ベースバンド処理回路部１３とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００３２】
ＲＦ受信回路部１１は、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、所定の局部発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部１３に出力する。
【００３３】
ベースバンド処理回路部１３は、ＲＦ受信回路部１１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する回路部である。ベースバンド処理回路部１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ１５と、メモリとしてのＲＯＭ１７及びＲＡＭ１９とを備えて構成される。本実施形態では、ＣＰＵ１５は、ホストＣＰＵ２０の制御に従って、サーバシステム３から受信した長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００３４】
ホストＣＰＵ２０は、ＲＯＭ７０に記憶されている測位演算プログラムやシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機２の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ２０は、ベースバンド処理回路部１３によって捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号からデータを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して測位演算を行う。そして、測位演算により求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４０に表示させる。
【００３５】
操作部３０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたアイコンやボタンの信号をホストＣＰＵ２０に出力する。この操作部３０の操作により、通話要求やメールの送受信要求、ＧＰＳの起動要求等の各種指示入力がなされる。
【００３６】
表示部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ２０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００３７】
携帯電話用アンテナ５０は、携帯型電話機２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。
【００３８】
携帯電話用無線通信回路部６０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
【００３９】
ＲＯＭ７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ２０が携帯型電話機２を制御するためのシステムプログラムや、測位演算を実現するための測位演算プログラムや、ナビゲーション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。
【００４０】
フラッシュＲＯＭ８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ７０と同様に、ホストＣＰＵ２０が携帯型電話機２を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ８０に記憶されているデータは、携帯型電話機２の電源を切断しても失われない。
【００４１】
ＲＡＭ９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ２０により実行されるシステムプログラム、測位演算プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００４２】
２−２．データ構成
図３は、ＲＯＭ７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ７０には、ホストＣＰＵ２０により読み出され、メイン処理（図６参照）として実行されるメインプログラム７０１が記憶されている。
【００４３】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ２０が、携帯型電話機２の本来の機能である通話やメールの送受信のための処理を行う他、携帯型電話機２の利用区域を登録する処理や、測位する処理、携帯型電話機２の電源投入後の初回の測位を高速化する処理等を行う処理である。メイン処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００４４】
図４は、フラッシュＲＯＭ８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ８０には、サーバシステム３から受信した長期予測エフェメリス８０１と、携帯型電話機２の利用区域８０３と、測位処理により最後に求められた測位位置である最新測位位置８０５とが記憶される。これらのデータは、メイン処理においてホストＣＰＵ２０により更新される。
【００４５】
図５は、ＲＡＭ９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ９０には、測位処理により求められた測位位置９０１が記憶される。測位位置９０１は、メイン処理においてホストＣＰＵ２０により更新される。
【００４６】
２−３．処理の流れ
図６は、ホストＣＰＵ２０によりＲＯＭ７０に記憶されているメインプログラム７０１が読み出されて実行されることで、携帯型電話機２において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００４７】
メイン処理は、ホストＣＰＵ２０が、操作部３０を介してユーザにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部１１によるＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ＩＦ信号がベースバンド処理回路部１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００４８】
先ず、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＡ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＡ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部６０に無線基地局との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間の通話を実現する。
【００４９】
また、ステップＡ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、メール送受信処理を行う（ステップＡ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００５０】
また、ステップＡ１において指示操作が利用区域登録指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；利用区域登録指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、利用区域登録処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、表示部４０に利用区域の一覧を表示させ、ユーザに１又は２以上の利用区域を選択させる。そして、操作部３０を介してユーザにより選択された利用区域８０３を、フラッシュＲＯＭ８０に記憶させる。
【００５１】
また、ステップＡ１において指示操作が測位指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；測位指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、測位処理を行う（ステップＡ９）。具体的には、ホストＣＰＵ２０は、ベースバンド処理回路部１３のＣＰＵ１５に、フラッシュＲＯＭ８０に記憶されている長期予測エフェメリス８０１を用いてＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出を行わせる。
【００５２】
そして、ＲＯＭ７０から測位演算プログラムを読み出して実行し、ＣＰＵ１５により捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号を利用した所定の測位演算を行うことで測位する。測位演算としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算等の公知の手法を適用することができる。そして、ホストＣＰＵ２０は、測位演算により求めた測位位置９０１をＲＡＭ９０に記憶させるとともに、当該測位位置９０１でフラッシュＲＯＭ８０の最新測位位置８０５を更新する。
【００５３】
また、ステップＡ１において指示操作が初期測位高速化指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；初期測位高速化指示操作）、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を行う（ステップＡ１１）。
【００５４】
図７は、初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に利用区域８０３が記憶されているか否かを判定し（ステップＢ１）、記憶されていると判定した場合は（ステップＢ１；Ｙｅｓ）、利用区域８０３を含めた第１の要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＢ３）。そして、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＢ１において利用区域８０３が記憶されていないと判定した場合は（ステップＢ１；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してユーザにより利用区域登録指示操作がなされたか否かを判定する（ステップＢ５）。そして、利用区域登録指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ２０は、利用区域登録処理を行った後（ステップＢ７）、ステップＢ３へと処理を移行する。利用区域登録処理は、ステップＡ７で説明した通りである。
【００５６】
また、ステップＢ５において利用区域登録指示操作がなされなかったと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に格納されている最新測位位置８０５を含めた第２の要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＢ９）。そして、ホストＣＰＵ２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【００５７】
図６のメイン処理に戻って、ステップＡ３〜Ａ１１の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ２０は、操作部３０を介してユーザにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＡ１３）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＡ１３；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【００５８】
３．サーバシステム
３−１．機能構成
図８は、サーバシステム３の機能構成を示すブロック図である。サーバシステム３は、ＣＰＵ３１０と、操作部３２０と、通信部３３０と、ＲＯＭ３４０と、ハードディスク３５０と、ＲＡＭ３６０とを備え、各部がバス３７０で接続されたコンピュータシステムである。
【００５９】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されているシステムプログラム等に従ってサーバシステム３の各部を統括的に制御するプロセッサである。特に本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス提供プログラム３４１に従って、携帯型電話機２に長期予測エフェメリスを提供する処理を行う。
【００６０】
操作部３２０は、サーバシステム３の管理者による操作指示を受け付け、操作に応じた信号をＣＰＵ３１０に出力する入力装置である。この機能は、例えばキーボードやボタン、マウス等により実現される。
【００６１】
通信部３３０は、システム内部で利用される各種データをインターネット等の通信ネットワークを介して携帯型電話機２や外部システム４とやり取りするための通信装置である。
【００６２】
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３１０がサーバシステム３を制御するためのシステムプログラムや、携帯型電話機２への長期予測エフェメリスの提供を行うためのプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００６３】
ハードディスク３５０は、磁気ヘッド等を用いてデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＲＯＭ３４０と同様、サーバシステム３が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００６４】
ＲＡＭ３６０は、ＣＰＵ３１０の作業領域として用いられ、主として長期予測エフェメリス提供処理における処理中のデータが記憶される。
【００６５】
３−２．データ構成
図９は、ＲＯＭ３４０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３４０には、ＣＰＵ３１０により読み出され、長期予測エフェメリス提供処理（図１６参照）として実行される長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が記憶されている。また、長期予測エフェメリス提供プログラム３４１には、長期予測エフェメリス生成処理（図１７及び図１８参照）として実行される長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１がサブルーチンとして含まれている。
【００６６】
長期予測エフェメリス提供処理とは、ＣＰＵ３１０が、予め定められた各区域について長期予測エフェメリスを生成する処理を定期的に行い、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、対応する区域の長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する処理である。長期予測エフェメリス提供処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００６７】
長期予測エフェメリス生成処理とは、ＣＰＵ３１０が、長期予測エフェメリスを生成する処理である。すなわち、外部システム４から受信した衛星予測暦に記憶されている各ＧＰＳ衛星の衛星位置と、各区域について予め定められた基準位置とを用いて、各区域について各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、算出した仰角に基づいて、各ＧＰＳ衛星が複数の単位期間それぞれについて観測可能であるかを判定する。
【００６８】
本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、４時間に１回長期予測エフェメリスを生成する処理を行う。そして、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として長期予測エフェメリスを生成する。そして、当該１週間の期間を６時間毎に区切った各期間を単位期間とする。
【００６９】
当該ＧＰＳ衛星が観測可能であると判定した単位期間については、ＣＰＵ３１０は、ケプラー（Kepler）の近似モデルを用いて当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出し、当該近似モデルのパラメータ値を長期予測エフェメリスに追加する。一方、当該ＧＰＳ衛星が観測可能ではないと判定した単位期間については、当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道は算出せず、当該単位期間についてはデータを生成しない。長期予測エフェメリス生成処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００７０】
図１０は、ハードディスク３５０に格納されたデータの一例を示す図である。ハードディスク３５０には、衛星予測暦３５１と、基準位置データ３５３と、長期予測エフェメリスデータベース３５５と、衛星仰角データベース３５７とが記憶されている。
【００７１】
図１１は、衛星予測暦３５１のデータ構成の一例を示す図である。衛星予測暦３５１は、各ＧＰＳ衛星ＳＶ１の１週間後までの衛星位置が、１５分おきに記憶された離散的なデータである。衛星位置は、例えば地球基準座標系における３次元の座標値で表される。例えば、「２００８年６月１日０時３０分」におけるＧＰＳ衛星「ＳＶ２」の衛星位置は「（Ｘ３２，Ｙ３２，Ｚ３２）」である。
【００７２】
ＣＰＵ３１０は、外部システム４から定期的に（例えば４時間に１回）送信されてくる衛星予測暦３５１で、ハードディスク３５０の衛星予測暦３５１を更新する。また、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリス生成処理において、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦３５１に記憶されている衛星位置を標本点として、ケプラーの近似モデルに基づいて当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出する。そして、算出した衛星軌道を表すパラメータ値（ケプラーの衛星軌道パラメータ値）でなる長期予測エフェメリスを生成する。
【００７３】
図１２は、基準位置データ３５３のデータ構成の一例を示す図である。基準位置データ３５３には、区域３５３１と、基準位置３５３３とが対応付けて記憶されたデータである。基準位置３５３３には、当該区域３５３１に予め定められた所定位置の地球基準座標系における座標値が記憶される。例えば、区域「Ａ州」に定められた基準位置は「（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）」である。
【００７４】
ＣＰＵ３１０は、衛星予測暦３５１に記憶されている各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置と、基準位置データ３５３に記憶されている基準位置３５３３とを用いて、各ＧＰＳ衛星ＳＶの仰角を算出し、算出した仰角を衛星仰角データベース３５７に記憶させる。
【００７５】
図１３は、長期予測エフェメリスデータベース３５５のデータ構成の一例を示す図である。長期予測エフェメリスデータベース３５５には、長期予測エフェメリスデータ３５６（３５６−１，３５６−２，３５６−３，・・・）が記憶されている。また、各長期予測エフェメリスデータ３５６には、区域３５６１と、長期予測エフェメリス３５６３（３５６３−１，３５６３−２，・・・，３５６３−３２）とが対応付けて記憶されている。
【００７６】
図１４は、各ＧＰＳ衛星についての長期予測エフェメリス３５６３のデータ構成の一例を示す図である。図１４では、区域「Ａ州」に対応付けて記憶されたＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の長期予測エフェメリス３５６３−１のデータ構成を示している。長期予測エフェメリス３５６３には、６時間毎の単位期間それぞれについて、当該ＧＰＳ衛星のケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されている。
【００７７】
特徴的であるのは、全ての単位期間についてケプラーの衛星軌道パラメータの値が記憶されているわけではないことである。長期予測エフェメリス３５６３−１では、例えば２００８年の「６月１日」及び「６月２日」に着目すると、「０時〜６時」及び「１２時〜１８時」の単位期間については、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されているが、「６時〜１２時」及び「１８時〜２４時」の単位期間については、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されていないことがわかる。これは、「６時〜１２時」及び「１８時〜２４時」の単位期間については、区域「Ａ州」からＧＰＳ衛星「ＳＶ１」を観測することができないと判断されたため、これらの単位期間についてはＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の衛星軌道が算出されなかったことによる。
【００７８】
同様に、「２００８年６月７日」の「０時〜６時」及び「１２時〜１８時」の単位期間についても、区域「Ａ州」からＧＰＳ衛星「ＳＶ１」を観測することができないと判断された。このため、これらの単位期間についてもＧＰＳ衛星「ＳＶ１」の衛星軌道が算出されず、ケプラーの衛星軌道パラメータ値が記憶されていないことがわかる。
【００７９】
このように、対象とするＧＰＳ衛星が観測不可能であると判定した単位期間については、当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出しないようにする。これにより、全てのＧＰＳ衛星の全ての単位期間についてケプラーの衛星軌道パラメータ値を記憶させておく必要がなくなり、携帯型電話機２に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を削減することができる。
【００８０】
図１５は、衛星仰角データベース３５７のデータ構成の一例を示す図である。衛星仰角データベース３５７には、衛星仰角データ３５８（３５８−１，３５８−２，３５８−３，・・・）が記憶されている。また、各衛星仰角データ３５８には、区域３５８１と、単位期間３５８３と、各ＧＰＳ衛星ＳＶの当該単位期間における１５分おきの各時刻それぞれにおける仰角のデータ３５８５とが対応付けて記憶されている。
【００８１】
３−３．処理の流れ
図１６は、ＣＰＵ３１０によりＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が読み出されて実行されることで、サーバシステム３において実行される長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
先ず、ＣＰＵ３１０は、外部システム４から衛星予測暦を受信したか否かを判定し（ステップＣ１）、受信しなかったと判定した場合は（ステップＣ１；Ｎｏ）、ステップＣ５へと処理を移行する。また、受信したと判定した場合は（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、受信した衛星予測暦３５１をハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＣ３）。
【００８３】
次いで、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリスの生成時刻であるか否かを判定する（ステップＣ５）。本実施形態では、４時間に１回の割合で長期予測エフェメリスを生成するものとする。そして、まだ生成時刻ではないと判定した場合は（ステップＣ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＣ９へと処理を移行する。
【００８４】
また、長期予測エフェメリスの生成時刻であると判定した場合は（ステップＣ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１を読み出して実行することで、長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＣ７）。
【００８５】
図１７及び図１８は、長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている長期予測エフェメリスデータベース３５５をクリアする（ステップＤ１）。そして、現在日時に基づいて、各単位期間を判定する（ステップＤ３）。本実施形態では、現在日時（生成日時）から１週間後までの６時間毎の各期間を単位期間と判定する。
【００８６】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１を参照して、ステップＤ３で判定した各単位期間それぞれの各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における各衛星の衛星位置を抽出する（ステップＤ５）。そして、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の基準位置データ３５３に記憶されている各区域３５３１について、ループＡの処理を実行する（ステップＤ７〜Ｄ２９）。
【００８７】
ループＡでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＢの処理を実行する（ステップＤ９〜Ｄ２５）。そして、ループＢでは、ＣＰＵ３１０は、ステップＤ３で判定した各単位期間について、ループＣの処理を実行する（ステップＤ１１〜Ｄ２１）。
【００８８】
ループＣでは、ＣＰＵ３１０は、基準位置データ３５３の当該区域３５３１に対応付けられた基準位置３５３３と、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置とから、各時刻における当該ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、当該区域３５８１及び当該単位期間３５８３と対応付けて衛星仰角データ３５８として、ハードディスク３５０の衛星仰角データベース３５７に記憶させる（ステップＤ１３）。
【００８９】
次いで、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間に、所定の想定可視条件を満たす時刻が１つでも存在するか否かを判定する（ステップＤ１５）。想定可視条件は、例えば仰角が０度以上となることである。そして、想定可視条件を満たす時刻が１つも存在しないと判定した場合は（ステップＤ１５；Ｎｏ）、次の単位期間へと処理を移行する。
【００９０】
また、想定可視条件を満たす時刻が１つでも存在すると判定した場合は（ステップＤ１５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、各時刻における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置を用いて、ケプラーの楕円軌道モデルに基づく当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出する（ステップＤ１７）。そして、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間とケプラーの衛星軌道パラメータの値とを対応付けたデータを生成した後（ステップＤ１９）、次の単位期間へと処理を移行する。
【００９１】
全ての単位期間についてステップＤ１３〜Ｄ１９の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＣの処理を終了する（ステップＤ２１）。ループＣの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、各単位期間についてステップＤ１９で生成されたデータを統合して、当該ＧＰＳ衛星の長期予測エフェメリスを生成する（ステップＤ２３）。そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星へと処理を移行する。
【００９２】
全てのＧＰＳ衛星についてステップＤ１１〜Ｄ２３の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＢの処理を終了する（ステップＤ２５）。ループＢの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星について生成された長期予測エフェメリスを統合して全てのＧＰＳ衛星についての長期予測エフェメリス３５６３を生成し、当該区域３５６１と対応付けた長期予測エフェメリスデータ３５６を、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５に記憶させる（ステップＤ２７）。そして、ＣＰＵ３１０は、次の区域へと処理を移行する。
【００９３】
全ての区域についてステップＤ９〜Ｄ２７の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＤ２９）。そして、ループＡの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、長期予測エフェメリス生成処理を終了する。
【００９４】
図１６の長期予測エフェメリス提供処理に戻って、長期予測エフェメリス生成処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＣ９）。そして、受信しなかったと判定した場合は（ステップＣ９；Ｎｏ）、ステップＣ１に戻る。
【００９５】
また、要求信号を受信したと判定した場合は（ステップＣ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、受信した要求信号の種類を判定する（ステップＣ１１）。そして、受信した要求信号の種類が第１の要求信号であると判定した場合は（ステップＣ１１；第１の要求信号）、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域を判定する（ステップＣ１３）。
【００９６】
また、受信した要求信号の種類が第２の要求信号であると判定した場合は（ステップＣ１１；第２の要求信号）、ＣＰＵ３１０は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域を判定する（ステップＣ１５）。
【００９７】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５の中から、ステップＣ１３又はＣ１５で判定した区域３５６１と対応付けて記憶されている長期予測エフェメリス３５６３を抽出する（ステップＣ１７）。そして、ＣＰＵ３１０は、抽出した長期予測エフェメリス３５６３を要求元の携帯型電話機２に送信して（ステップＣ１９）、ステップＣ１に戻る。
【００９８】
４．作用効果
測位システム１において、携帯型電話機２は、利用区域を含む第１の要求信号又は最新測位位置を含む第２の要求信号をサーバシステム３に送信する。サーバシステム３は、第１の要求信号を受信した場合は、当該第１の要求信号に含まれる利用区域に対応する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。また、第２の要求信号を受信した場合は、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置が属する区域の長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信する。そして、携帯型電話機２は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを受信し、当該長期予測エフェメリスを用いて所定の測位演算を行うことで測位する。
【００９９】
サーバシステム３は、定期的に、予め定められた各区域それぞれについて長期予測エフェメリスを生成する処理を行い、生成した長期予測エフェメリスをデータベースに記憶する。より具体的には、外部システム４から受信した衛星予測暦に基づいて、生成時刻から１週間後までの期間を６時間毎に区切った各単位期間それぞれについて、各ＧＰＳ衛星が観測可能であるかを判定する。そして、観測可能であると判定した単位期間については、ケプラーの近似モデルに基づいて当該単位期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出し、算出した衛星軌道のパラメータ値を長期予測エフェメリスとして記憶する。一方、観測可能ではないと判定した単位期間については、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出せず、データを生成しない。
【０１００】
このように、全てのＧＰＳ衛星の全ての単位期間についての衛星軌道のデータを生成するのではなく、携帯型電話機２からＧＰＳ衛星を観測することができない単位期間についてはデータを生成しないようにしたことで、携帯型電話機２に提供する長期予測エフェメリスのデータ量を効率的に削減することができ、通信コストも低減する。また、携帯型電話機２としても、測位に使用しないデータを保持しておく必要がなくなり、メモリの節約になる。
【０１０１】
５．変形例
５−１．測位システム
上述した実施形態では、携帯型電話機２とサーバシステム３とを備えた測位システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な測位システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機２の代わりに、測位装置を備えたノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
【０１０２】
５−２．衛星測位システム
また、上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。
【０１０３】
５−３．処理の分化
ホストＣＰＵ２０が行う処理の一部又は全部を、ＣＰＵ１５が行うことにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１５が、長期予測エフェメリスを要求する処理を行ってサーバシステム３に長期予測エフェメリスを要求し、取得した長期予測エフェメリスを用いて測位演算を行うようにする。ホストＣＰＵ２０が測位演算を実行するのではなく、ＣＰＵ１５が測位演算を実行する構成としてもよいことは勿論である。
【０１０４】
５−４．長期予測エフェメリスの生成・提供
上述した実施形態では、サーバシステム３が予め所定の時間間隔（例えば４時間に１回）で、全ての区域について長期予測エフェメリスを生成しておき、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求を受けた場合に、対応する区域の長期予測エフェメリスを抽出して送信するものとして説明した。このような構成を採るのではなく、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求を受けたときに、長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機２に送信することにしてもよい。
【０１０５】
この場合は、サーバシステム３のＲＯＭ３４０に、長期予測エフェメリス提供プログラム３４１の代わりに第２の長期予測エフェメリス提供プログラムを格納しておき、そのサブルーチンとして第２の長期予測エフェメリス生成プログラムを格納しておく。そして、ＣＰＵ３１０は、これらのプログラムに従って、第２の長期予測エフェメリス提供処理及び第２の長期予測エフェメリス生成処理を行う。
【０１０６】
図１９は、第２の長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１６の長期予測エフェメリス提供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、長期予測エフェメリス提供処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１０７】
第２の長期予測エフェメリス提供処理では、ステップＣ１３又はＣ１５において区域を判定した後、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている第２の長期予測エフェメリス生成プログラムを読み出して実行することで、第２の長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＥ１５）。そして、生成した長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信して（ステップＥ１７）、ステップＣ１に戻る。
【０１０８】
図２０は、第２の長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。ここでも、図１７及び図１８の長期予測エフェメリス生成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、長期予測エフェメリス生成処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１０９】
ＣＰＵ３１０は、現在の日時に基づいて単位時間を判定した後（ステップＤ３）、各ＧＰＳ衛星についてループＤの処理を行う（ステップＤ９〜Ｄ２５）。そして、ループＤにおいて、ステップＤ３で判定した各単位期間についてループＥの処理を行う（ステップＤ１１〜Ｄ２１）。
【０１１０】
ループＥでは、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１を参照して、当該単位期間の各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における当該ＧＰＳ衛星の衛星位置を抽出する（ステップＦ１１）。
【０１１１】
そして、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０の基準位置データ３５３を参照し、ステップＣ１３又はＣ１５で判定した区域に対応付けられた基準位置３５３３と、ステップＦ１１で抽出した衛星位置とから、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星の仰角を算出して、ハードディスク３５０の衛星仰角データベース３５７に記憶させる（ステップＦ１３）。そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＤ１５へと処理を移行する。
【０１１２】
尚、予め区域に対応付けられた基準位置から観測可能なＧＰＳ衛星を判定して長期予測エフェメリスを生成するのではなく、携帯型電話機２の存在場所から観測可能なＧＰＳ衛星を判定して長期予測エフェメリスを生成することとしてもよい。この場合は、携帯型電話機２から第２の要求信号を受信した場合に、当該第２の要求信号に含まれる最新測位位置と、衛星予測暦から抽出した衛星位置とから、各単位期間の各時刻における各ＧＰＳ衛星の仰角を算出する。そして、算出した仰角を用いて想定可視条件を判定することにすればよい。
【０１１３】
５−５．長期予測エフェメリスの提供エリア
上述した実施形態では、アメリカ合衆国の各州を長期予測エフェメリスの提供エリアとして長期予測エフェメリスを生成・提供する場合を一例として説明したが、提供エリアをどのように定めるかは自由である。例えば、各国を提供エリアとしてもよいし、北半球や南半球を提供エリアとしてもよい。
【０１１４】
図２１は、各国を提供エリアとする場合の測位システムの一例を示す図である。
この測位システムでは、各携帯型電話機２は、当該携帯型電話機２が利用される国内の携帯電話ネットワーク網（例えば、日本ではＮＪ、アメリカではＮＡ、イギリスではＮＥ）と、世界各国を結ぶネットワークＮＷとでなるネットワークＮを介して、サーバシステム３に接続される。
【０１１５】
サーバシステム３のＣＰＵ３１０は、予め全ての国について長期予測エフェメリスを生成し、ハードディスク３５０の長期予測エフェメリスデータベース３５５に記憶させておく。この場合は、各国それぞれについて予め定められた基準場所から各ＧＰＳ衛星が各単位期間に観測可能であるか否かを判定することで、図１７及び図１８で説明した長期予測エフェメリス生成処理に従って長期予測エフェメリスを生成することができる。
【０１１６】
そして、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、当該要求信号が何れの国の携帯電話ネットワーク網を介して送信されたものであるかを判定する。そして、ＣＰＵ３１０は、判定した携帯電話ネットワーク網に対応する国の長期予測エフェメリスを長期予測エフェメリスデータベース３５５から抽出して、要求元の携帯型電話機２に送信する。例えば、日本の携帯電話ネットワーク網を介して要求信号が送信されたと判定した場合は、サーバシステム３は、日本に対応する長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する。
【０１１７】
但し、ユーザが携帯型電話機２の利用区域として複数の国を登録している場合は、登録されている複数の国それぞれに対応する長期予測エフェメリスを送信する。例えば、ユーザが日本とアメリカとを往復するビジネスマンや、日本からアメリカへの旅行を計画している旅行客であり、利用区域として「日本」と「アメリカ」とを登録したとする。その場合は、サーバシステム３は、日本とアメリカとに対応する長期予測エフェメリスをそれぞれ携帯型電話機２に送信する。
【０１１８】
尚、この場合も長期予測エフェメリスを予め生成しておくのではなく、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機２に送信することにしてもよい。すなわち、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機２から長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、当該要求信号が何れの国の携帯電話ネットワーク網を介して送信されたものであるかを判定する。そして、判定した携帯電話ネットワーク網に対応する国の長期予測エフェメリスを生成する処理を行い、生成した長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機２に送信する。
【０１１９】
５−６．衛星軌道の近似モデル
上述した実施形態では、ケプラーの近似モデルを用いてＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出するものとして説明したが、他にはラグランジュ（Lagrange）やネヴィル（Neville）、スプライン（Spline）等の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている衛星位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を求めることで、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を近似する。
【０１２０】
上述した近似モデルに基づいて算出した衛星軌道のパラメータ値で長期予測エフェメリスを構成することで、全ての時刻の衛星位置のデータで長期予測エフェメリスを構成する場合と比べて、データ量を大幅に減少させることができる。
【０１２１】
５−７．予測期間
上述した実施形態では、長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、予測期間は１週間よりも長い期間（例えば２週間）としてもよいし、１週間よりも短い期間（例えば３日）としてもよい。ＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスは有効期間が一般に４時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。
【０１２２】
５−８．単位期間
また、長期予測エフェメリスの予測期間を６時間ずつ区切って単位期間を構成するものとして説明したが、例えば４時間ずつ区切って単位期間を構成することとしてもよく、単位期間の長さは適宜変更可能である。
【０１２３】
５−９．区域の判定
上述した実施形態では、最新測位位置が属する区域をサーバシステム３が判定するものとして説明したが、この判定を携帯型電話機２がすることとしてもよい。具体的には、図７の初期測位高速化処理のステップＢ５で利用区域登録指示操作がなされなかったと判定した場合は（ステップＢ５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ２０は、フラッシュＲＯＭ８０に記憶されている最新測位位置８０５が属する区域を判定する。そして、ホストＣＰＵ２０は、判定した区域を含めた要求信号を、サーバシステム３に送信する。この場合、サーバシステム３は、受信した要求信号に含まれる区域に対応する長期予測エフェメリスを、要求元の携帯型電話機２に送信すればよい。
【０１２４】
５−１０．想定可視条件
上述した実施形態では、想定可視条件を「衛星の仰角が０度以上となること」として説明したが、想定可視条件は他にも適宜設定可能である。例えば、「仰角が１５度以上となること」とすることで、条件をより厳しくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】測位システムの概略構成を示す図。
【図２】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図３】携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図４】携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図５】携帯型電話機のＲＡＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図６】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図７】初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図８】サーバシステムの機能構成を示すブロック図。
【図９】サーバシステムのＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１０】サーバシステムのハードディスクに格納されたデータの一例を示す図。
【図１１】衛星予測暦のデータ構成の一例を示す図。
【図１２】基準位置データのデータ構成の一例を示す図。
【図１３】長期予測エフェメリスデータベースのデータ構成の一例を示す図。
【図１４】長期予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１５】衛星仰角データベースのデータ構成の一例を示す図。
【図１６】長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図１７】長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】第２の長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】第２の長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】変形例における測位システムの概略構成を示す図。
【符号の説明】
【０１２６】
１ 測位システム 、 ２ 携帯型電話機、 ３ サーバシステム、
４ 外部システム、 ５ ＧＰＳアンテナ、 １０ ＧＰＳ受信部、
１１ ＲＦ受信回路部、 １３ ベースバンド処理回路部、 １５ ＣＰＵ、
１７ ＲＯＭ、 １９ ＲＡＭ、 ２０ ホストＣＰＵ、 ３０ 操作部、
４０ 表示部、 ５０ 携帯電話用アンテナ、 ６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ７０ ＲＯＭ、 ８０ フラッシュＲＯＭ、 ９０ ＲＡＭ、 ３１０ ＣＰＵ、
３２０ 操作部、 ３３０ 通信部、 ３４０ ＲＯＭ、 ３５０ ハードディスク、
３６０ ＲＡＭ、 ３７０ バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することと、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に提供することと、
を含む予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項２】
前記判定することは、所定の時刻に前記基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することである請求項１に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項３】
前記基準場所は、（１）前記測位装置の存在場所、（２）予め登録された地域、（３）前記予測衛星軌道暦の提供エリアとして予め定められた地域、の何れかである請求項１又は２に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項４】
測位用衛星の予測位置の時系列データを取得することと、
前記測位用衛星の前記時系列データから前記基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、前記予測衛星軌道暦を生成することと、
を含む請求項１〜３の何れか一項に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項５】
前記生成することは、当該基準場所から観測可能な測位用衛星の前記時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した所定の近似モデル式のパラメータ値である前記予測衛星軌道暦を生成することである請求項４に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項６】
前記生成することは、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成することである請求項５に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項７】
所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する送信部と、
を備えたサーバ。
【請求項８】
予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位装置と、前記測位装置に対して予測衛星軌道暦を提供するサーバとを備えた測位システムであって、
前記測位装置は、
前記サーバに所定の基準場所を送信する送信部と、
前記サーバから前記予測衛星軌道暦を受信する受信部と、
前記受信した予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位部と、
を備え、
前記サーバは、
前記測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を前記測位装置に送信する送信部と、
を備えた、
測位システム。
【請求項１】
所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することと、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に提供することと、
を含む予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項２】
前記判定することは、所定の時刻に前記基準場所から観測可能な測位用衛星を判定することである請求項１に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項３】
前記基準場所は、（１）前記測位装置の存在場所、（２）予め登録された地域、（３）前記予測衛星軌道暦の提供エリアとして予め定められた地域、の何れかである請求項１又は２に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項４】
測位用衛星の予測位置の時系列データを取得することと、
前記測位用衛星の前記時系列データから前記基準場所から観測可能な測位用衛星のデータを抽出して、前記予測衛星軌道暦を生成することと、
を含む請求項１〜３の何れか一項に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項５】
前記生成することは、当該基準場所から観測可能な測位用衛星の前記時系列データに基づいて、衛星軌道を近似した所定の近似モデル式のパラメータ値である前記予測衛星軌道暦を生成することである請求項４に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項６】
前記生成することは、所定の単位期間毎に、当該単位期間の間有効な衛星軌道の近似モデル式のパラメータ値を生成することである請求項５に記載の予測衛星軌道暦の提供方法。
【請求項７】
所定の基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を測位装置に送信する送信部と、
を備えたサーバ。
【請求項８】
予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位装置と、前記測位装置に対して予測衛星軌道暦を提供するサーバとを備えた測位システムであって、
前記測位装置は、
前記サーバに所定の基準場所を送信する送信部と、
前記サーバから前記予測衛星軌道暦を受信する受信部と、
前記受信した予測衛星軌道暦を用いて所定の測位演算を行って測位する測位部と、
を備え、
前記サーバは、
前記測位装置から受信した基準場所から観測可能な測位用衛星を判定する判定部と、
前記基準場所から観測可能な測位用衛星の少なくとも１日分以上の予測衛星軌道暦を前記測位装置に送信する送信部と、
を備えた、
測位システム。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２２７６（Ｐ２０１０−２２７６Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６０８１８（Ｐ２００８−１６０８１８）
【出願日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【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２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【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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