位置算出方法及び位置算出装置
【課題】位置算出の正確性を向上させること。
【解決手段】位置算出システム１において、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されている第１の有効期間（例えば４時間）を有するＧＰＳ衛星ＳＶのエフェメリス、及び、サーバシステム３により生成される第１の有効期間よりも長い第２の有効期間（例えば１週間）を有し、ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測した長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、エフェメリスを用いて携帯型電話機４の位置を算出する。
【解決手段】位置算出システム１において、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されている第１の有効期間（例えば４時間）を有するＧＰＳ衛星ＳＶのエフェメリス、及び、サーバシステム３により生成される第１の有効期間よりも長い第２の有効期間（例えば１週間）を有し、ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測した長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、エフェメリスを用いて携帯型電話機４の位置を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置算出方法及び位置算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した位置算出システムとしては、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位置算出装置に利用されている。ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて自機の位置を示す３次元の座標値と時計誤差とを求める位置算出演算を行う。
【０００３】
ＧＰＳによる位置算出では、先ず、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する。アルマナックは衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとはなるが、衛星軌道の正確性が低いため位置算出に使用しないのが一般的である。一方、エフェメリスは、衛星軌道の正確性が高いため、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるだけでなく、位置算出にも使用することができる。従って、例えばエフェメリスを保持していない状態で位置算出を開始した場合には、エフェメリスをＧＰＳ衛星信号から取得しなければならず、初回位置算出時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。
【０００４】
ＧＰＳ衛星信号に重畳されているエフェメリスには、衛星軌道の信頼性を示す指標値としてＵＲＡ Indexと呼ばれるパラメータの値が含まれている。ＵＲＡ Indexが小さいほどエフェメリスとしての衛星情報の信頼性が高く、位置算出に適している。例えば、特許文献１には、エフェメリスに含まれるＵＲＡ Indexに基づいて位置算出に使用する衛星を決定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２７９６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、ＧＰＳ衛星から送出されるエフェメリスを用いて位置算出を行うのではなく、サーバ等の情報提供装置が１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス（長期予測軌道データ）」と称す。）を生成し、これを用いて位置算出を行う技術が考案されている。
【０００６】
長期予測エフェメリスの定義方法の１つとしては、通常のエフェメリスと同様のデータフォーマットで定義する方法が考えられる。すなわち、衛星軌道の近似モデルの１つであるケプラーの楕円軌道モデルを用いて衛星軌道を近似し、その時のモデル式のパラメータ（以下、「衛星軌道パラメータ」と称す。）の値によって、長期予測エフェメリスを定義する方法である。測位用衛星の将来の位置を所定時間おきに時系列に予測した予測位置でなる衛星予測暦（予測位置データ）は、所定の商用システムから提供されている。ケプラーの楕円軌道モデルによる近似計算は、この衛星予測暦を用いて行うことが可能である。
【０００７】
しかし、衛星予測暦に含まれる測位用衛星の予測位置は、将来になるほど、測位用衛星の実際位置からずれる傾向があることが分かった。そのため、ケプラーの楕円軌道モデルによる近似計算を行って長期予測エフェメリスを生成する場合に、近似計算により求めた衛星軌道は、生成日時から将来のものであるほど、実際の衛星軌道からずれたものとなる可能性がある。そのため、位置算出装置は、実際の衛星軌道からずれた信頼性の低い長期予測エフェメリスを用いて位置算出を行うことになる場合があり、位置算出の正確性が低下する要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、位置算出の正確性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の発明は、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定することと、前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出することと、を含む位置算出方法である。
【００１０】
また、他の発明として、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する判定部と、前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出する位置算出部と、を備えた位置算出装置を構成してもよい。
【００１１】
この第１の発明等によれば、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有する測位用衛星の長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、衛星軌道データを用いて位置を算出する。
【００１２】
長期予測軌道データは、衛星軌道データよりも長い期間における測位用衛星の衛星軌道を予測したデータであり、予測された衛星軌道の信頼性は、衛星軌道データにおける衛星軌道よりも低い。そのため、衛星軌道データと長期予測軌道データの何れも保持している場合は、長期予測軌道データを用いずに、衛星軌道データを優先的に用いて位置算出を行う。これにより、位置算出の正確性を向上させることができる。
【００１３】
また、第２の発明として、第１の発明の位置算出方法であって、時刻が前記第１の有効期間に含まれるか否かを判定することを更に含み、前記位置を算出することは、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれると判定された場合は、前記衛星軌道データを用いて位置を算出し、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれないと判定された場合は、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１４】
この第２の発明によれば、時刻が衛星軌道データの有効期間である第１の有効期間に含まれると判定された場合は、衛星軌道データを用いて位置を算出し、含まれないと判定された場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。時刻が第１の有効期間に含まれない場合は、衛星軌道データを用いて位置を算出することができないため、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１５】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の位置算出方法であって、前記測位用衛星は当該測位用衛星の衛星軌道データで測位用信号を変調して発信しており、前記測位用信号を受信することによって前記衛星軌道データを取得することを更に含み、前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記衛星軌道データの取得が完了していない場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１６】
この第３の発明によれば、測位用信号を受信することによって衛星軌道データを取得する。そして、衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、衛星軌道データの取得が完了していない場合に、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。通常、測位用信号から衛星軌道データを取得する場合は、数十秒程度の時間を要する。そのため、衛星軌道データの取得を完了していない場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１７】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の位置算出方法であって、前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１８】
この第４の発明によれば、衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。衛星軌道データを保持していない場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１９】
また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の位置算出方法であって、前記衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から前記衛星軌道データを取得することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００２０】
この第５の発明によれば、衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から衛星軌道データを取得する。情報提供装置は、例えば、衛星軌道データを生成又は取得して提供するサーバである。衛星軌道データを保持していない場合に、情報提供装置から衛星軌道データを取得して位置算出に利用することで、正確性の高い位置算出を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
１．システム構成
図１は、本実施形態における位置算出システム１の概略構成を示す図である。位置算出システム１は、外部システム２と、情報提供装置の一種であるサーバシステム３と、位置算出装置を備えた電子機器の一種である携帯型電話機４と、測位用衛星である複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。尚、携帯型電話機４が必要なデータをサーバシステム３から取得した後は、携帯型電話機４とＧＰＳ衛星ＳＶとで位置算出が可能であるため、携帯型電話機４とＧＰＳ衛星ＳＶとで１つの位置算出システムが構成されるということもできる。また、地上側のシステムとして、サーバシステム３と携帯型電話機４とで位置算出システムと呼ぶこともできる。
【００２３】
外部システム２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に提供する公知のシステムである。外部システム２が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、将来の位置を予測した予測位置及びＧＰＳ衛星ＳＶに搭載された原子時計の誤差を予測した時計予測誤差を所定時間おき（例えば１５分おき）に時系列に並べた位置のデータである。
【００２４】
また、外部システム２は、将来のデータとしての衛星予測暦を提供する他に、過去の事実のデータも提供する。すなわち、外部システム２は、ＧＰＳ衛星ＳＶの実際の位置である実績位置及びＧＰＳ衛星ＳＶに搭載された原子時計の実際の誤差である時計実績誤差を含む衛星精密暦を過去の事実のデータとして生成して、サーバシステム３に提供する。実績位置及び時計実績誤差の算出方法については公知であるため、詳細な説明を省略する。外部システム２は、例えば衛星予測暦や衛星精密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。
【００２５】
サーバシステム３は、衛星予測暦及び衛星精密暦を外部システム２から取得し、当該衛星予測暦及び衛星精密暦を用いて、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」と称す。長期間有効な軌道でもあるため、長期予測軌道データとも言える。）を生成・提供するサーバを備えたシステムである。ＧＰＳ衛星ＳＶがＧＰＳ衛星信号に含めて発信しているエフェメリスは有効期間（第１の有効期間）が４時間であるため、長期予測エフェメリスの有効期間（第２の有効期間）はこれよりも長い。
【００２６】
携帯型電話機４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、位置を算出する機能をなす位置算出装置を具備している。携帯型電話機４は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対して長期予測エフェメリスの要求信号を送信し、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを取得する。また、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を復調することで、エフェメリスを取得する。そして、エフェメリス又は長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉し、ＧＰＳ衛星信号に基づく位置算出を実行する。
【００２７】
２．原理
サーバシステム３は、外部システム２から取得した衛星予測暦を用いて、長期予測エフェメリスを生成する処理を行う。具体的には、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生成対象期間とし、当該生成対象期間を衛星軌道の近似・モデル化を行う複数の期間（以下、「予測対象期間」と称す。）に区切る。本実施形態では、予測対象期間の長さを一律に６時間とする。すなわち、１週間の生成対象期間を６時間毎に２８個の予測対象期間（第１予測対象期間〜第２８予測対象期間）に区切る。
【００２８】
そして、サーバシステム３は、外部システム２から取得した衛星予測暦に含まれる予測位置のうち、各予測対象期間内の予測位置を抽出する。そして、抽出した全ての予測位置からの距離の二乗和が最小となるようなケプラーの衛星軌道モデル式（以下、「近似モデル」ともいう。）を、各予測対象期間それぞれについて求める。このとき求めた衛星軌道の近似モデル式のパラメータを「衛星軌道パラメータ」と称し、近似モデルを算出する計算を「近似計算」ともいう。また、近似計算により求めた予測された衛星軌道のことを「予測軌道」と称する。長期予測エフェメリスは、全てのＧＰＳ衛星の全ての予測対象期間の衛星軌道パラメータの値が格納されたデータである（図９及び図１０参照）。
【００２９】
衛星予測暦に含まれるＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置は、将来になるほど、ＧＰＳ衛星ＳＶの実際の位置からずれる傾向がある。そのため、近似計算を行って長期予測エフェメリスを生成した場合に、近似計算により求めた予測軌道は、生成日時から将来のものであるほど、実際の衛星軌道からずれたものとなる可能性がある。
【００３０】
本実施形態では、サーバシステム３は、各ＧＰＳ衛星の各予測対象期間について、当該予測対象期間における予測軌道の信頼性を示す指標値である「予測軌道信頼度」を決定し、決定した予測軌道信頼度を信頼性パラメータとして長期予測エフェメリスに含めて携帯型電話機４に提供する。本実施形態では、予測軌道信頼度は「０」〜「１２」の１３段階で表され、「０」が予測軌道の信頼性が最も高く、「１２」が予測軌道の信頼性が最も低いことを示している。尚、予測軌道信頼度の数値範囲は適宜設定変更可能であり、例えば「０」〜「１５」の１６段階で表すこととしてもよい。予測軌道信頼度は、エフェメリスに含まれている「ＵＲＡ index」に相当する値である。
【００３１】
具体的に説明する。サーバシステム３は、予測誤差を分析する機能部である予測誤差分析部３１と、長期予測エフェメリスを生成する機能部である長期予測エフェメリス生成部３３とを備えて構成されている。予測誤差分析部３１は、外部システム２から受信した衛星予測暦に含まれるデータに対応付けられた各日時（例えば１５分おき）について、ＧＰＳ衛星ＳＶ毎に、衛星予測暦に含まれる予測位置と、衛星精密暦に含まれる実績位置との間の距離を予測誤差として算出・分析する。
【００３２】
図２は、予測誤差をプロットしたグラフの一例であり、代表衛星として４つのＧＰＳ衛星ＳＶ１〜ＳＶ４の１週間分の予測誤差を時系列にプロットしたグラフを示している。図２において、横軸は日数、縦軸は予測誤差をそれぞれ示している。この図を見ると、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて、時間経過に伴って、予測誤差が振動しながらも漸増していることがわかる。特に、ＧＰＳ衛星ＳＶ１では、予測誤差が大きく振動しながらも急増している。従って、長期予測エフェメリスの生成日時から将来の予測対象期間ほど予測軌道の信頼性が低くなるように予測軌道信頼度を設定する。
【００３３】
長期予測エフェメリス生成部３３は、予測誤差分析部３１により算出された予測誤差に基づいて予測軌道信頼度を設定する。具体的には、長期予測エフェメリス生成部３３は、図３に示すような予測軌道信頼度設定テーブルに基づいて予測誤差を設定する。予測軌道信頼度設定テーブルには、予測誤差が含まれる範囲である予測誤差範囲と、予測誤差が当該予測誤差範囲に含まれる場合に設定する予測軌道信頼度とが対応付けて記憶されている。予測誤差が大きいほど予測軌道信頼度として大きな値が設定されるように、予測誤差範囲と予測軌道信頼度とが定められている。
【００３４】
長期予測エフェメリス生成部３３は、各予測対象期間について、当該予測対象期間における予測誤差が何れの予測誤差範囲に含まれるかを判定する。そして、判定した予測誤差範囲に対応する予測軌道信頼度を読み出して、当該予測対象期間における予測軌道信頼度として設定する。尚、予測誤差は、衛星予測暦に含まれる各日時について算出することが可能であるが、各予測対象期間における予測誤差は、例えば当該予測対象期間の全ての日時における予測誤差の平均値（平均予測誤差）とすることができる。
【００３５】
携帯型電話機４は、サーバシステム３から、全てのＧＰＳ衛星（ＳＶ１〜ＳＶ３２）について、全ての予測対象期間（第１予測対象期間〜第２８予測対象期間）の衛星軌道パラメータの値と、クロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータの値である予測軌道信頼度とが記憶された長期予測エフェメリスを受信して記憶する。上述したように、長期予測エフェメリスに記憶されている予測軌道信頼度は、将来の予測対象期間であるほど、値が大きくなる（予測軌道の信頼性が低くなる）傾向がある。
【００３６】
その一方、各ＧＰＳ衛星ＳＶは、自身の衛星軌道データであるエフェメリスでＧＰＳ衛星信号を変調して発信している。携帯型電話機４は、各ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を捕捉し、捕捉したＧＰＳ衛星信号を復調することでエフェメリスを取得する。エフェメリスは有効期間が４時間であり、長期予測エフェメリスの各予測対象期間の長さである６時間よりも短い。また、エフェメリスには、当該有効期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道パラメータの値と、クロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータの値である予測軌道信頼度とが記憶されている。すなわち、長期予測エフェメリスの各予測対象期間のデータ構成と、エフェメリスのデータ構成とは同一である。
【００３７】
ＧＰＳ衛星ＳＶから取得されるエフェメリスに含まれる予測軌道信頼度は、ほとんどの場合「０」や「１」といった値であり、予測軌道の信頼性は極めて高い。一方、長期予測エフェメリスに含まれる予測軌道信頼度は、最も古い予測対象期間でも「２」や「３」といった値であることがあり、更には将来の予測対象期間ほど値が大きくなる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、携帯型電話機４は、エフェメリス及び長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合は、長期予測エフェメリスを用いるのではなく、エフェメリスを優先的に用いて衛星捕捉及び位置算出を行うことで、より正確な位置算出を実現する。
【００３９】
但し、ＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを取得するためには、通常、２０秒〜３０秒の時間を要する。ＧＰＳ衛星信号がエフェメリスのデータによって位相変調されているためである。ＧＰＳ衛星信号の受信を開始してからエフェメリスを取得するまでの間は、エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行うことができない。そのため、エフェメリスを保持しておらず、且つ、エフェメリスの取得も完了していない場合は、携帯型電話機４は、長期予測エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。そして、エフェメリスの取得完了後は、当該エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。
【００４０】
また、エフェメリスも長期予測エフェメリスも保持していないと判定した場合は、携帯型電話機４は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを取得する処理を行う。そして、取得した長期予測エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。
【００４１】
３．機能構成
図４は、携帯型電話機４の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機４は、ＧＰＳアンテナ４０５と、ＧＰＳ受信部４１０と、ホストＣＰＵ４２０と、操作部４３０と、表示部４４０と、携帯電話用アンテナ４５０と、携帯電話用無線通信回路部４６０と、ＲＯＭ４７０と、フラッシュＲＯＭ４８０と、ＲＡＭ４９０とを備えて構成される。
【００４２】
ＧＰＳアンテナ４０５は、ＧＰＳ衛星ＳＶ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４１０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。
【００４３】
ＧＰＳ受信部４１０は、ＧＰＳアンテナ４０５から出力された信号に基づいて位置算出を行う位置算出回路であり、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４１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３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。
【００４４】
ＲＦ受信回路部４１１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４０５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４１３に出力する。
【００４５】
ベースバンド処理回路部４１３は、ＲＦ受信回路部４１１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４１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ４１５と、メモリとしてのＲＯＭ４１７及びＲＡＭ４１９とを備えて構成される。
【００４６】
ＣＰＵ４１５は、ＧＰＳ衛星信号を復調（デコード）することで衛星別エフェメリスデータ４８３を取得する。また、ＣＰＵ４１５は、ホストＣＰＵ４２０の制御に従って、ＧＰＳ衛星ＳＶから取得した衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００４７】
ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている位置算出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４の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３により取得された衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて位置算出を行う。そして、求めた算出位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４４０に表示させる。
【００４８】
操作部４３０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ＣＰＵ４２０に出力する。この操作部４３０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。
【００４９】
表示部４４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４２０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４４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００５０】
携帯電話用アンテナ４５０は、携帯型電話機４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。
【００５１】
携帯電話用無線通信回路部４６０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。
【００５２】
ＲＯＭ４７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するためのシステムプログラムや、位置算出を実現するための位置算出プログラム、ナビゲーション機能を実現するためのナビゲーション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。
【００５３】
フラッシュＲＯＭ４８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ４７０と同様に、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４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ＲＯＭ４８０に記憶されているデータは、携帯型電話機４の電源を切断しても失われない。
【００５４】
ＲＡＭ４９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０により実行されるシステムプログラム、位置算出プログラム、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。
【００５５】
４．データ構成
図５は、ＲＯＭ４７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４７０には、ホストＣＰＵ４２０により読み出され、メイン処理（図１１参照）として実行されるメインプログラム４７１が記憶されている。また、メインプログラム４７１には、位置算出処理（図１２及び図１３参照）として実行される位置算出プログラム４７１１がサブルーチンとして含まれている。
【００５６】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、携帯型電話機４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、長期予測エフェメリスデータ４８５をサーバシステム３から取得する処理、携帯型電話機４の位置を算出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。
【００５７】
位置算出処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、ＧＰＳ衛星ＳＶから取得した衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて、ベースバンド処理回路部４１３にＧＰＳ衛星信号を捕捉させる処理を行うとともに、捕捉されたＧＰＳ衛星信号に基づいて、携帯型電話機４の位置を算出して出力する処理である。位置算出処理についても、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５８】
図６は、フラッシュＲＯＭ４８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ４８０には、アルマナックデータ４８１と、衛星別エフェメリスデータ４８３と、長期予測エフェメリスデータ４８５と、最新の位置算出により得られた位置である最新算出位置４８７とが記憶される。
【００５９】
アルマナックデータ４８１は、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの所定期間（例えば１週間）の衛星軌道を示すパラメータ値が記憶されたデータである。アルマナックデータ４８１における衛星軌道の正確性は、衛星別エフェメリスデータ４８３における衛星軌道の正確性や長期予測エフェメリスデータ４８５における予測軌道の正確性よりも低い。そのため、アルマナックデータ４８１は、捕捉対象衛星の判定に使用することはできるが、位置算出に使用することはできない。
【００６０】
図８は、衛星別エフェメリスデータ４８３のデータ構成の一例を示す図である。衛星別エフェメリスデータ４８３（４８３−１，４８３−２，４８３−３，・・・）は、エフェメリスが衛星別に記憶されたデータであり、衛星の番号４８３１と、エフェメリスの有効期間４８３３と、エフェメリス４８３５とが対応付けて記憶されている。
【００６１】
また、エフェメリス４８３５には、当該有効期間４８３３における軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といったケプラーの衛星軌道パラメータの値と、衛星時計の基準時刻、衛星時計のオフセット、衛星時計のドリフト及び衛星時計周波数のドリフトでなるクロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータである予測軌道信頼度とが記憶されている。
【００６２】
例えば、衛星別エフェメリスデータ４８３−１は、衛星「ＳＶ１」についてのデータであり、エフェメリスの有効期間は「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月８日４時００分」である。また、エフェメリスに含まれる衛星軌道パラメータのうちの離心率は「ｅ」であり、クロック補正パラメータのうちの衛星時計のオフセットは「ａ0」である。また、信頼性パラメータである予測軌道信頼度は「０」である。
【００６３】
メイン処理において、ホストＣＰＵ４２０は、衛星捕捉処理を行い、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５に捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号を捕捉させ、ＧＰＳ衛星信号を復調させることで、エフェメリスデータを取得する。そして、取得したエフェメリスデータを衛星別エフェメリスデータ４８３として、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００６４】
図９は、長期予測エフェメリスデータ４８５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４８５には、長期予測エフェメリスデータの生成日時４８５１と、ＧＰＳ衛星ＳＶ１〜ＳＶ３２の予測エフェメリス４８５３（４８５３−１〜４８５３−３２）とが対応付けて記憶されている。
【００６５】
図１０は、予測エフェメリス４８５３のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス４８５３（４８５３−１，４８５３−２，・・・，４８５３−３２）には、各予測対象期間それぞれについて、軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といったケプラーの衛星軌道パラメータの値と、衛星時計の基準時刻、衛星時計のオフセット、衛星時計のドリフト及び衛星時計周波数のドリフトでなるクロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータである予測軌道信頼度とが記憶されている。
【００６６】
例えば、予測エフェメリス４８５３−１は、ＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての予測エフェメリスであり、その生成対象期間は「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月１４日２４時００分」の１週間である。そして、第１予測対象期間である「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月８日６時００分」における衛星軌道パラメータのうちの離心率は「ｅ１」であり、クロック補正パラメータのうちの衛星時計のオフセットは「ａ0１」である。また、信頼性パラメータである予測軌道信頼度は「２」である。
【００６７】
サーバシステム３の長期予測エフェメリス生成部３３は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、予測対象期間毎に衛星軌道パラメータ、クロック補正パラメータ及び信頼性パラメータの値を算出して予測エフェメリス４８５３を生成する。そして、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて生成した予測エフェメリス４８５３を纏めて生成日時４８５１と対応付けて長期予測エフェメリスデータ４８５を生成し、携帯型電話機４からの要求を受けて、携帯型電話機４に長期予測エフェメリス４８５を送信・提供する。
【００６８】
携帯型電話機４のホストＣＰＵ４２０は、メイン処理において、長期予測エフェメリス取得処理を行い、長期予測エフェメリスデータ４８５の要求信号をサーバシステム３に送信する。そして、サーバシステム３から長期予測エフェメリスデータ４８５を受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００６９】
図７は、ＲＡＭ４９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４９０には、捕捉されたＧＰＳ衛星の識別情報である捕捉衛星４９１と、位置算出を行って算出した位置の位置座標である算出位置４９３とが記憶される。これらのデータは、位置算出処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００７０】
５．処理の流れ
図１１は、ＲＯＭ４７０に記憶されているメインプログラム４７１がホストＣＰＵ４２０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機４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。
【００７１】
メイン処理は、ホストＣＰＵ４２０が、操作部４３０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４０５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部４１１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４１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００７２】
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０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４６０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４と他機との間の通話を実現する。
【００７３】
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ＣＰＵ４２０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４６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００７４】
また、ステップＡ１において指示操作が長期予測エフェメリス取得指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；長期予測エフェメリス取得指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス取得処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、サーバシステム３に対して長期予測エフェメリスデータ４８５の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データ４８５を受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００７５】
また、ステップＡ１において指示操作が位置算出指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；位置算出指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている位置算出プログラム４７１１を読み出して実行することで、位置算出処理を行う（ステップＡ９）。
【００７６】
図１２及び図１３は、位置算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、捕捉対象衛星判定処理を行う（ステップＢ１）。具体的には、現在日時において、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている最新算出位置４８７の天空に位置するＧＰＳ衛星ＳＶを、アルマナックデータ４８１を用いて判定して、捕捉対象衛星とする。尚、アルマナックデータ４８１の代わりに、衛星別エフェメリスデータ４８３や長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて捕捉対象衛星を判定してもよい。
【００７７】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ１で判定した各捕捉対象衛星について、ループＡの処理を行う（ステップＢ３〜Ｂ３５）。ループＡの処理では、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星のエフェメリスデータ（衛星別エフェメリスデータ４８３）がフラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているか否かを判定する（ステップＢ５）。
【００７８】
そして、記憶されていると判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている有効期間４８３３に現在日時が含まれるか否かを判定する（ステップＢ７）。そして、含まれると判定した場合は（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている衛星軌道パラメータの値を用いて、当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を算出する（ステップＢ９）。
【００７９】
また、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されているクロック補正パラメータの値を用いて、現在日時における衛星クロック補正量を算出する（ステップＢ１１）。
【００８０】
時刻「ｔ」における衛星クロック補正量「Δｔ」は、クロック補正パラメータである衛星時計の基準時刻「ｔc」、衛星時計のオフセット「ａ0」、衛星時計のドリフト「ａ1」及び衛星時計周波数のドリフト「ａ2」を用いて、次式（１）によって近似することができる。
Δｔ＝ａ0＋ａ1（ｔ−ｔc）＋ａ2（ｔ−ｔc）2 ・・・（１）
【００８１】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、衛星捕捉処理を行う（ステップＢ１３）。具体的には、ステップＢ９で算出した当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を用いて、最新算出位置４８７で当該捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号を受信した場合のドップラー周波数を算出する。そして、算出したドップラー周波数を用いて、当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を受信する場合のサーチ周波数及びサーチ範囲を設定し、設定したサーチ周波数及びサーチ範囲で、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５にＧＰＳ衛星信号を捕捉させる。
【００８２】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を継続して受信中であるか否かを判定し（ステップＢ１５）、受信中であると判定した場合は（ステップＢ１５；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星のエフェメリスデータの取得が完了したか否かを判定する（ステップＢ１７）。通常、エフェメリスデータの取得を完了するまでには、ＧＰＳ衛星信号の受信開始から２０秒〜３０秒程度の時間を要する。
【００８３】
そして、エフェメリスデータの取得が完了したと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ４２０は、取得したエフェメリスデータでフラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている衛星別エフェメリスデータ４８３を更新する（ステップＢ１９）。
【００８４】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、捕捉された当該捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号のコード位相（コードフェーズ）を用いて、携帯型電話機４と当該捕捉対象衛星間の擬似距離を算出する（ステップＢ２１）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。
【００８５】
また、ステップＢ１５において当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を継続して受信中ではないと判定した場合（ステップＢ１５；Ｎｏ）、又は、ステップＢ１７においてエフェメリスデータの取得が完了していないと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２１へと処理を移行する。
【００８６】
一方、ステップＢ５において当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ５；Ｎｏ）、又は、ステップＢ７において当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている有効期間４８３３に現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ７；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、フラッシュＲＯＭ４８０に長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されているか否かを判定する（ステップＢ２３）。
【００８７】
そして、長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていると判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れかに現在日時が含まれるか否かを判定する（ステップＢ２５）。そして、含まれると判定した場合は（ステップＢ２５；Ｙｅｓ）、現在日時が含まれる予測対象期間（以下、「現在予測対象期間」と称す。）を判定する（ステップＢ２７）。
【００８８】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリスデータ４８５に記憶されている現在予測対象期間の衛星軌道パラメータの値を用いて、当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を算出する（ステップＢ２９）。また、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリスデータ４８５に記憶されている現在予測対象期間のクロック補正パラメータの値を用いて、式（１）に従って当該捕捉対象衛星の衛星クロック補正量を算出する（ステップＢ３１）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ１３へと処理を移行する。
【００８９】
また、ステップＢ２３において長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ２３；Ｎｏ）、又は、ステップＢ２５において長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れにも現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ２５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス取得処理を行って、サーバシステム３から長期予測エフェメリスデータ４８５を取得・記憶する（ステップＢ２６）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２７へと処理を移行する。
【００９０】
全ての捕捉対象衛星についてループＡ（ステップＢ３〜Ｂ３５）の処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、ループＡの処理を終了する。その後、ホストＣＰＵ４２０は、全ての捕捉対象衛星についてステップＢ９又はＢ２９で算出した衛星位置と、ステップＢ１１又はＢ３１で算出した衛星クロック補正量と、ステップＢ２１で算出した擬似距離とを用いて、例えば最小二乗法を利用した位置収束演算を実行する（ステップＢ３７）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、求めた算出位置４９３をＲＡＭ４９０に記憶させるとともに、フラッシュＲＯＭ４８０の最新算出位置４８７を更新する。
【００９１】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＡＭ４９０に記憶されている算出位置４９３を表示部４４０に出力して、ナビゲーション画面を表示部４４０に表示させる（ステップＢ３９）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してユーザにより位置算出終了指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＢ４１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＢ４１；Ｎｏ）、ステップＢ１に戻る。また、位置算出終了指示がなされたと判定した場合は（ステップＢ４１；Ｙｅｓ）、位置算出処理を終了する。
【００９２】
図１１のメイン処理に戻って、ステップＡ３〜Ａ９の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０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Ａ１１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ１１；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Ａ１１；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【００９３】
６．作用効果
位置算出システム１において、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されている第１の有効期間（例えば４時間）を有するＧＰＳ衛星ＳＶのエフェメリス、及び、サーバシステム３により生成される第１の有効期間よりも長い第２の有効期間（例えば１週間）を有し、ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測した長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、エフェメリスを用いて携帯型電話機４の位置を算出する。
【００９４】
長期予測エフェメリスは、エフェメリスよりも長い期間におけるＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測したデータであり、予測された衛星軌道の信頼性は、エフェメリスにおける衛星軌道の信頼性よりも低い。そのため、エフェメリスと長期予測エフェメリスの何れも保持している場合は、長期予測エフェメリスを用いずに、エフェメリスを優先的に用いて位置算出を行う。これにより、位置算出の正確性を向上させることができる。
【００９５】
また、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を受信することによってエフェメリスを取得する。そして、エフェメリスを保持していないと判定し、且つ、エフェメリスの取得が完了していない場合に、長期予測エフェメリスを用いて位置を算出する。通常、ＧＰＳ衛星信号の受信を開始してからエフェメリスの取得を完了するまでには、２０秒〜３０秒の時間を要する。そのため、エフェメリスの取得を完了するまでの間は、長期予測エフェメリスを用いて位置算出を行うことが好適である。
【００９６】
７．変形例
７−１．位置算出システム
上述した実施形態では、サーバシステム３と携帯型電話機４を備えた位置算出システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な位置算出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４の代わりに、位置算出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。
【００９７】
７−２．衛星位置算出システム
また、上述した実施形態では、衛星位置算出システムとして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等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
【００９８】
７−３．基地局からエフェメリスを取得
ＧＰＳ衛星信号を復調することでエフェメリスを取得する他に、携帯型電話機４が基地局と通信を行い、基地局からエフェメリスを取得する構成としてもよい。基地局のサーバは、基地局から観測可能なＧＰＳ衛星ＳＶからエフェメリスを定期的に取得・記憶している。そして、携帯型電話機４からエフェメリスの要求信号を受信した場合に、記憶しているエフェメリスを携帯型電話機４に送信する。すなわち、基地局のサーバは、エフェメリスの取得・提供を行う情報提供装置として機能する。
【００９９】
この場合は、携帯型電話機４のＲＯＭ４７０に第２のメイン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の位置算出プログラムを格納しておく。そして、ホストＣＰＵ４２０は、これらのプログラムを読み出して実行することで、第２のメイン処理及び第２の位置算出処理を行う。
【０１００】
図１４は、第２のメイン処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１１のメイン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、メイン処理とは異なる部分について説明する。
【０１０１】
ホストＣＰＵ４２０は、ステップＡ１において指示操作がエフェメリス取得指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；エフェメリス取得指示操作）、エフェメリス取得処理を行う（ステップＣ６）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、現在通信可能な基地局に対してエフェメリスの要求信号を送信する。そして、通信基地局からエフェメリスを受信し、衛星別エフェメリスデータ４８３としてフラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【０１０２】
また、ステップＡ１において指示操作が位置算出指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；位置算出位置操作）、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている第２の位置算出プログラムを読み出して実行することで、第２の位置算出処理を行う（ステップＣ９）。
【０１０３】
図１５は、第２の位置算出処理のうち、図１２の位置算出処理に対応する部分を示すフローチャートである。尚、位置算出処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、位置算出処理とは異なる部分について説明する。
【０１０４】
ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２３において長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ２３；Ｎｏ）、又は、ステップＢ２５において長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れにも現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ２５；Ｎｏ）、エフェメリス取得処理を行って、通信基地局から衛星別エフェメリスデータ４８３を取得・記憶する（ステップＤ２６）。
【０１０５】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ９へと処理を移行し、通信基地局から取得した衛星別エフェメリスデータ４８３を用いて、衛星位置及び衛星速度の算出や衛星クロック補正量の算出を行う（ステップＢ９、Ｂ１１）。
【０１０６】
このように、エフェメリスも長期予測エフェメリスも保持していない場合に、基地局からエフェメリスを取得して位置算出に利用することで、正確性の高い位置算出を実現することが可能となる。
【０１０７】
７−４．生成対象期間
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生成対象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、生成対象期間は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ＳＶから送信される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エフェメリスよりも有効期間が長ければよい。１日以上であれば好適である。
【０１０８】
７−５．予測対象期間
また、上述した実施形態では、予測対象期間の長さを６時間とするものとして説明したが、これに限定されるわけではなく、４時間や８時間等としてもよく、適宜設定可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】位置算出システムの概略構成を示す図。
【図２】予測誤差の時間変化の一例を示すグラフ。
【図３】予測軌道信頼度決定用テーブルのテーブル構成の一例を示す図。
【図４】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図５】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６】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７】携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。
【図８】衛星別エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図９】長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図１０】予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１１】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】第２のメイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】第２の位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 位置算出システム 、 ２ 外部システム、 ３ サーバシステム、
４ 携帯型電話機、 ４０５ ＧＰＳアンテナ、 ４１０ ＧＰＳ受信部、
４１１ ＲＦ受信回路部、 ４１３ ベースバンド処理回路部、 ４１５ ＣＰＵ、
４１７ ＲＯＭ、 ４１９ ＲＡＭ、 ４２０ ホストＣＰＵ、 ４３０ 操作部、
４４０ 表示部、 ４５０ 携帯電話用アンテナ、
４６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ４７０ ＲＯＭ、 ４８０ フラッシュＲＯＭ、
４９０ ＲＡＭ、 ＳＶ ＧＰＳ衛星
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置算出方法及び位置算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した位置算出システムとしては、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位置算出装置に利用されている。ＧＰＳでは、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて自機の位置を示す３次元の座標値と時計誤差とを求める位置算出演算を行う。
【０００３】
ＧＰＳによる位置算出では、先ず、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する。アルマナックは衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとはなるが、衛星軌道の正確性が低いため位置算出に使用しないのが一般的である。一方、エフェメリスは、衛星軌道の正確性が高いため、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるだけでなく、位置算出にも使用することができる。従って、例えばエフェメリスを保持していない状態で位置算出を開始した場合には、エフェメリスをＧＰＳ衛星信号から取得しなければならず、初回位置算出時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。
【０００４】
ＧＰＳ衛星信号に重畳されているエフェメリスには、衛星軌道の信頼性を示す指標値としてＵＲＡ Indexと呼ばれるパラメータの値が含まれている。ＵＲＡ Indexが小さいほどエフェメリスとしての衛星情報の信頼性が高く、位置算出に適している。例えば、特許文献１には、エフェメリスに含まれるＵＲＡ Indexに基づいて位置算出に使用する衛星を決定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２７９６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、ＧＰＳ衛星から送出されるエフェメリスを用いて位置算出を行うのではなく、サーバ等の情報提供装置が１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス（長期予測軌道データ）」と称す。）を生成し、これを用いて位置算出を行う技術が考案されている。
【０００６】
長期予測エフェメリスの定義方法の１つとしては、通常のエフェメリスと同様のデータフォーマットで定義する方法が考えられる。すなわち、衛星軌道の近似モデルの１つであるケプラーの楕円軌道モデルを用いて衛星軌道を近似し、その時のモデル式のパラメータ（以下、「衛星軌道パラメータ」と称す。）の値によって、長期予測エフェメリスを定義する方法である。測位用衛星の将来の位置を所定時間おきに時系列に予測した予測位置でなる衛星予測暦（予測位置データ）は、所定の商用システムから提供されている。ケプラーの楕円軌道モデルによる近似計算は、この衛星予測暦を用いて行うことが可能である。
【０００７】
しかし、衛星予測暦に含まれる測位用衛星の予測位置は、将来になるほど、測位用衛星の実際位置からずれる傾向があることが分かった。そのため、ケプラーの楕円軌道モデルによる近似計算を行って長期予測エフェメリスを生成する場合に、近似計算により求めた衛星軌道は、生成日時から将来のものであるほど、実際の衛星軌道からずれたものとなる可能性がある。そのため、位置算出装置は、実際の衛星軌道からずれた信頼性の低い長期予測エフェメリスを用いて位置算出を行うことになる場合があり、位置算出の正確性が低下する要因となっていた。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、位置算出の正確性を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の発明は、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定することと、前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出することと、を含む位置算出方法である。
【００１０】
また、他の発明として、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する判定部と、前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出する位置算出部と、を備えた位置算出装置を構成してもよい。
【００１１】
この第１の発明等によれば、第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有する測位用衛星の長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、衛星軌道データを用いて位置を算出する。
【００１２】
長期予測軌道データは、衛星軌道データよりも長い期間における測位用衛星の衛星軌道を予測したデータであり、予測された衛星軌道の信頼性は、衛星軌道データにおける衛星軌道よりも低い。そのため、衛星軌道データと長期予測軌道データの何れも保持している場合は、長期予測軌道データを用いずに、衛星軌道データを優先的に用いて位置算出を行う。これにより、位置算出の正確性を向上させることができる。
【００１３】
また、第２の発明として、第１の発明の位置算出方法であって、時刻が前記第１の有効期間に含まれるか否かを判定することを更に含み、前記位置を算出することは、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれると判定された場合は、前記衛星軌道データを用いて位置を算出し、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれないと判定された場合は、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１４】
この第２の発明によれば、時刻が衛星軌道データの有効期間である第１の有効期間に含まれると判定された場合は、衛星軌道データを用いて位置を算出し、含まれないと判定された場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。時刻が第１の有効期間に含まれない場合は、衛星軌道データを用いて位置を算出することができないため、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１５】
また、第３の発明として、第１又は第２の発明の位置算出方法であって、前記測位用衛星は当該測位用衛星の衛星軌道データで測位用信号を変調して発信しており、前記測位用信号を受信することによって前記衛星軌道データを取得することを更に含み、前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記衛星軌道データの取得が完了していない場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１６】
この第３の発明によれば、測位用信号を受信することによって衛星軌道データを取得する。そして、衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、衛星軌道データの取得が完了していない場合に、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。通常、測位用信号から衛星軌道データを取得する場合は、数十秒程度の時間を要する。そのため、衛星軌道データの取得を完了していない場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１７】
また、第４の発明として、第１〜第３の何れかの発明の位置算出方法であって、前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００１８】
この第４の発明によれば、衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、長期予測軌道データを用いて位置を算出する。衛星軌道データを保持していない場合は、長期予測軌道データを用いて位置を算出することが好適である。
【００１９】
また、第５の発明として、第１〜第４の何れかの発明の位置算出方法であって、前記衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から前記衛星軌道データを取得することを含む位置算出方法を構成してもよい。
【００２０】
この第５の発明によれば、衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から衛星軌道データを取得する。情報提供装置は、例えば、衛星軌道データを生成又は取得して提供するサーバである。衛星軌道データを保持していない場合に、情報提供装置から衛星軌道データを取得して位置算出に利用することで、正確性の高い位置算出を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【００２２】
１．システム構成
図１は、本実施形態における位置算出システム１の概略構成を示す図である。位置算出システム１は、外部システム２と、情報提供装置の一種であるサーバシステム３と、位置算出装置を備えた電子機器の一種である携帯型電話機４と、測位用衛星である複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。尚、携帯型電話機４が必要なデータをサーバシステム３から取得した後は、携帯型電話機４とＧＰＳ衛星ＳＶとで位置算出が可能であるため、携帯型電話機４とＧＰＳ衛星ＳＶとで１つの位置算出システムが構成されるということもできる。また、地上側のシステムとして、サーバシステム３と携帯型電話機４とで位置算出システムと呼ぶこともできる。
【００２３】
外部システム２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に提供する公知のシステムである。外部システム２が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、将来の位置を予測した予測位置及びＧＰＳ衛星ＳＶに搭載された原子時計の誤差を予測した時計予測誤差を所定時間おき（例えば１５分おき）に時系列に並べた位置のデータである。
【００２４】
また、外部システム２は、将来のデータとしての衛星予測暦を提供する他に、過去の事実のデータも提供する。すなわち、外部システム２は、ＧＰＳ衛星ＳＶの実際の位置である実績位置及びＧＰＳ衛星ＳＶに搭載された原子時計の実際の誤差である時計実績誤差を含む衛星精密暦を過去の事実のデータとして生成して、サーバシステム３に提供する。実績位置及び時計実績誤差の算出方法については公知であるため、詳細な説明を省略する。外部システム２は、例えば衛星予測暦や衛星精密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。
【００２５】
サーバシステム３は、衛星予測暦及び衛星精密暦を外部システム２から取得し、当該衛星予測暦及び衛星精密暦を用いて、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」と称す。長期間有効な軌道でもあるため、長期予測軌道データとも言える。）を生成・提供するサーバを備えたシステムである。ＧＰＳ衛星ＳＶがＧＰＳ衛星信号に含めて発信しているエフェメリスは有効期間（第１の有効期間）が４時間であるため、長期予測エフェメリスの有効期間（第２の有効期間）はこれよりも長い。
【００２６】
携帯型電話機４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、位置を算出する機能をなす位置算出装置を具備している。携帯型電話機４は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対して長期予測エフェメリスの要求信号を送信し、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを取得する。また、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を復調することで、エフェメリスを取得する。そして、エフェメリス又は長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉し、ＧＰＳ衛星信号に基づく位置算出を実行する。
【００２７】
２．原理
サーバシステム３は、外部システム２から取得した衛星予測暦を用いて、長期予測エフェメリスを生成する処理を行う。具体的には、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生成対象期間とし、当該生成対象期間を衛星軌道の近似・モデル化を行う複数の期間（以下、「予測対象期間」と称す。）に区切る。本実施形態では、予測対象期間の長さを一律に６時間とする。すなわち、１週間の生成対象期間を６時間毎に２８個の予測対象期間（第１予測対象期間〜第２８予測対象期間）に区切る。
【００２８】
そして、サーバシステム３は、外部システム２から取得した衛星予測暦に含まれる予測位置のうち、各予測対象期間内の予測位置を抽出する。そして、抽出した全ての予測位置からの距離の二乗和が最小となるようなケプラーの衛星軌道モデル式（以下、「近似モデル」ともいう。）を、各予測対象期間それぞれについて求める。このとき求めた衛星軌道の近似モデル式のパラメータを「衛星軌道パラメータ」と称し、近似モデルを算出する計算を「近似計算」ともいう。また、近似計算により求めた予測された衛星軌道のことを「予測軌道」と称する。長期予測エフェメリスは、全てのＧＰＳ衛星の全ての予測対象期間の衛星軌道パラメータの値が格納されたデータである（図９及び図１０参照）。
【００２９】
衛星予測暦に含まれるＧＰＳ衛星ＳＶの予測位置は、将来になるほど、ＧＰＳ衛星ＳＶの実際の位置からずれる傾向がある。そのため、近似計算を行って長期予測エフェメリスを生成した場合に、近似計算により求めた予測軌道は、生成日時から将来のものであるほど、実際の衛星軌道からずれたものとなる可能性がある。
【００３０】
本実施形態では、サーバシステム３は、各ＧＰＳ衛星の各予測対象期間について、当該予測対象期間における予測軌道の信頼性を示す指標値である「予測軌道信頼度」を決定し、決定した予測軌道信頼度を信頼性パラメータとして長期予測エフェメリスに含めて携帯型電話機４に提供する。本実施形態では、予測軌道信頼度は「０」〜「１２」の１３段階で表され、「０」が予測軌道の信頼性が最も高く、「１２」が予測軌道の信頼性が最も低いことを示している。尚、予測軌道信頼度の数値範囲は適宜設定変更可能であり、例えば「０」〜「１５」の１６段階で表すこととしてもよい。予測軌道信頼度は、エフェメリスに含まれている「ＵＲＡ index」に相当する値である。
【００３１】
具体的に説明する。サーバシステム３は、予測誤差を分析する機能部である予測誤差分析部３１と、長期予測エフェメリスを生成する機能部である長期予測エフェメリス生成部３３とを備えて構成されている。予測誤差分析部３１は、外部システム２から受信した衛星予測暦に含まれるデータに対応付けられた各日時（例えば１５分おき）について、ＧＰＳ衛星ＳＶ毎に、衛星予測暦に含まれる予測位置と、衛星精密暦に含まれる実績位置との間の距離を予測誤差として算出・分析する。
【００３２】
図２は、予測誤差をプロットしたグラフの一例であり、代表衛星として４つのＧＰＳ衛星ＳＶ１〜ＳＶ４の１週間分の予測誤差を時系列にプロットしたグラフを示している。図２において、横軸は日数、縦軸は予測誤差をそれぞれ示している。この図を見ると、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて、時間経過に伴って、予測誤差が振動しながらも漸増していることがわかる。特に、ＧＰＳ衛星ＳＶ１では、予測誤差が大きく振動しながらも急増している。従って、長期予測エフェメリスの生成日時から将来の予測対象期間ほど予測軌道の信頼性が低くなるように予測軌道信頼度を設定する。
【００３３】
長期予測エフェメリス生成部３３は、予測誤差分析部３１により算出された予測誤差に基づいて予測軌道信頼度を設定する。具体的には、長期予測エフェメリス生成部３３は、図３に示すような予測軌道信頼度設定テーブルに基づいて予測誤差を設定する。予測軌道信頼度設定テーブルには、予測誤差が含まれる範囲である予測誤差範囲と、予測誤差が当該予測誤差範囲に含まれる場合に設定する予測軌道信頼度とが対応付けて記憶されている。予測誤差が大きいほど予測軌道信頼度として大きな値が設定されるように、予測誤差範囲と予測軌道信頼度とが定められている。
【００３４】
長期予測エフェメリス生成部３３は、各予測対象期間について、当該予測対象期間における予測誤差が何れの予測誤差範囲に含まれるかを判定する。そして、判定した予測誤差範囲に対応する予測軌道信頼度を読み出して、当該予測対象期間における予測軌道信頼度として設定する。尚、予測誤差は、衛星予測暦に含まれる各日時について算出することが可能であるが、各予測対象期間における予測誤差は、例えば当該予測対象期間の全ての日時における予測誤差の平均値（平均予測誤差）とすることができる。
【００３５】
携帯型電話機４は、サーバシステム３から、全てのＧＰＳ衛星（ＳＶ１〜ＳＶ３２）について、全ての予測対象期間（第１予測対象期間〜第２８予測対象期間）の衛星軌道パラメータの値と、クロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータの値である予測軌道信頼度とが記憶された長期予測エフェメリスを受信して記憶する。上述したように、長期予測エフェメリスに記憶されている予測軌道信頼度は、将来の予測対象期間であるほど、値が大きくなる（予測軌道の信頼性が低くなる）傾向がある。
【００３６】
その一方、各ＧＰＳ衛星ＳＶは、自身の衛星軌道データであるエフェメリスでＧＰＳ衛星信号を変調して発信している。携帯型電話機４は、各ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を捕捉し、捕捉したＧＰＳ衛星信号を復調することでエフェメリスを取得する。エフェメリスは有効期間が４時間であり、長期予測エフェメリスの各予測対象期間の長さである６時間よりも短い。また、エフェメリスには、当該有効期間における当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道パラメータの値と、クロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータの値である予測軌道信頼度とが記憶されている。すなわち、長期予測エフェメリスの各予測対象期間のデータ構成と、エフェメリスのデータ構成とは同一である。
【００３７】
ＧＰＳ衛星ＳＶから取得されるエフェメリスに含まれる予測軌道信頼度は、ほとんどの場合「０」や「１」といった値であり、予測軌道の信頼性は極めて高い。一方、長期予測エフェメリスに含まれる予測軌道信頼度は、最も古い予測対象期間でも「２」や「３」といった値であることがあり、更には将来の予測対象期間ほど値が大きくなる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、携帯型電話機４は、エフェメリス及び長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合は、長期予測エフェメリスを用いるのではなく、エフェメリスを優先的に用いて衛星捕捉及び位置算出を行うことで、より正確な位置算出を実現する。
【００３９】
但し、ＧＰＳ衛星信号からエフェメリスを取得するためには、通常、２０秒〜３０秒の時間を要する。ＧＰＳ衛星信号がエフェメリスのデータによって位相変調されているためである。ＧＰＳ衛星信号の受信を開始してからエフェメリスを取得するまでの間は、エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行うことができない。そのため、エフェメリスを保持しておらず、且つ、エフェメリスの取得も完了していない場合は、携帯型電話機４は、長期予測エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。そして、エフェメリスの取得完了後は、当該エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。
【００４０】
また、エフェメリスも長期予測エフェメリスも保持していないと判定した場合は、携帯型電話機４は、サーバシステム３から長期予測エフェメリスを取得する処理を行う。そして、取得した長期予測エフェメリスを用いて衛星捕捉及び位置算出を行う。
【００４１】
３．機能構成
図４は、携帯型電話機４の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機４は、ＧＰＳアンテナ４０５と、ＧＰＳ受信部４１０と、ホストＣＰＵ４２０と、操作部４３０と、表示部４４０と、携帯電話用アンテナ４５０と、携帯電話用無線通信回路部４６０と、ＲＯＭ４７０と、フラッシュＲＯＭ４８０と、ＲＡＭ４９０とを備えて構成される。
【００４２】
ＧＰＳアンテナ４０５は、ＧＰＳ衛星ＳＶ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４１０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。
【００４３】
ＧＰＳ受信部４１０は、ＧＰＳアンテナ４０５から出力された信号に基づいて位置算出を行う位置算出回路であり、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４１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３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。
【００４４】
ＲＦ受信回路部４１１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４０５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４１３に出力する。
【００４５】
ベースバンド処理回路部４１３は、ＲＦ受信回路部４１１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４１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ４１５と、メモリとしてのＲＯＭ４１７及びＲＡＭ４１９とを備えて構成される。
【００４６】
ＣＰＵ４１５は、ＧＰＳ衛星信号を復調（デコード）することで衛星別エフェメリスデータ４８３を取得する。また、ＣＰＵ４１５は、ホストＣＰＵ４２０の制御に従って、ＧＰＳ衛星ＳＶから取得した衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００４７】
ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている位置算出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４の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３により取得された衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて位置算出を行う。そして、求めた算出位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４４０に表示させる。
【００４８】
操作部４３０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ＣＰＵ４２０に出力する。この操作部４３０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。
【００４９】
表示部４４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４２０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４４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００５０】
携帯電話用アンテナ４５０は、携帯型電話機４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。
【００５１】
携帯電話用無線通信回路部４６０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。
【００５２】
ＲＯＭ４７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するためのシステムプログラムや、位置算出を実現するための位置算出プログラム、ナビゲーション機能を実現するためのナビゲーション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。
【００５３】
フラッシュＲＯＭ４８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ４７０と同様に、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４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ＲＯＭ４８０に記憶されているデータは、携帯型電話機４の電源を切断しても失われない。
【００５４】
ＲＡＭ４９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０により実行されるシステムプログラム、位置算出プログラム、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。
【００５５】
４．データ構成
図５は、ＲＯＭ４７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４７０には、ホストＣＰＵ４２０により読み出され、メイン処理（図１１参照）として実行されるメインプログラム４７１が記憶されている。また、メインプログラム４７１には、位置算出処理（図１２及び図１３参照）として実行される位置算出プログラム４７１１がサブルーチンとして含まれている。
【００５６】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、携帯型電話機４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、長期予測エフェメリスデータ４８５をサーバシステム３から取得する処理、携帯型電話機４の位置を算出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。
【００５７】
位置算出処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、ＧＰＳ衛星ＳＶから取得した衛星別エフェメリスデータ４８３又はサーバシステム３から取得した長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて、ベースバンド処理回路部４１３にＧＰＳ衛星信号を捕捉させる処理を行うとともに、捕捉されたＧＰＳ衛星信号に基づいて、携帯型電話機４の位置を算出して出力する処理である。位置算出処理についても、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００５８】
図６は、フラッシュＲＯＭ４８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ４８０には、アルマナックデータ４８１と、衛星別エフェメリスデータ４８３と、長期予測エフェメリスデータ４８５と、最新の位置算出により得られた位置である最新算出位置４８７とが記憶される。
【００５９】
アルマナックデータ４８１は、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの所定期間（例えば１週間）の衛星軌道を示すパラメータ値が記憶されたデータである。アルマナックデータ４８１における衛星軌道の正確性は、衛星別エフェメリスデータ４８３における衛星軌道の正確性や長期予測エフェメリスデータ４８５における予測軌道の正確性よりも低い。そのため、アルマナックデータ４８１は、捕捉対象衛星の判定に使用することはできるが、位置算出に使用することはできない。
【００６０】
図８は、衛星別エフェメリスデータ４８３のデータ構成の一例を示す図である。衛星別エフェメリスデータ４８３（４８３−１，４８３−２，４８３−３，・・・）は、エフェメリスが衛星別に記憶されたデータであり、衛星の番号４８３１と、エフェメリスの有効期間４８３３と、エフェメリス４８３５とが対応付けて記憶されている。
【００６１】
また、エフェメリス４８３５には、当該有効期間４８３３における軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といったケプラーの衛星軌道パラメータの値と、衛星時計の基準時刻、衛星時計のオフセット、衛星時計のドリフト及び衛星時計周波数のドリフトでなるクロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータである予測軌道信頼度とが記憶されている。
【００６２】
例えば、衛星別エフェメリスデータ４８３−１は、衛星「ＳＶ１」についてのデータであり、エフェメリスの有効期間は「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月８日４時００分」である。また、エフェメリスに含まれる衛星軌道パラメータのうちの離心率は「ｅ」であり、クロック補正パラメータのうちの衛星時計のオフセットは「ａ0」である。また、信頼性パラメータである予測軌道信頼度は「０」である。
【００６３】
メイン処理において、ホストＣＰＵ４２０は、衛星捕捉処理を行い、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５に捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号を捕捉させ、ＧＰＳ衛星信号を復調させることで、エフェメリスデータを取得する。そして、取得したエフェメリスデータを衛星別エフェメリスデータ４８３として、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００６４】
図９は、長期予測エフェメリスデータ４８５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４８５には、長期予測エフェメリスデータの生成日時４８５１と、ＧＰＳ衛星ＳＶ１〜ＳＶ３２の予測エフェメリス４８５３（４８５３−１〜４８５３−３２）とが対応付けて記憶されている。
【００６５】
図１０は、予測エフェメリス４８５３のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス４８５３（４８５３−１，４８５３−２，・・・，４８５３−３２）には、各予測対象期間それぞれについて、軌道長半径や離心率、軌道傾斜角といったケプラーの衛星軌道パラメータの値と、衛星時計の基準時刻、衛星時計のオフセット、衛星時計のドリフト及び衛星時計周波数のドリフトでなるクロック補正パラメータの値と、信頼性パラメータである予測軌道信頼度とが記憶されている。
【００６６】
例えば、予測エフェメリス４８５３−１は、ＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての予測エフェメリスであり、その生成対象期間は「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月１４日２４時００分」の１週間である。そして、第１予測対象期間である「２００８年８月８日０時００分〜２００８年８月８日６時００分」における衛星軌道パラメータのうちの離心率は「ｅ１」であり、クロック補正パラメータのうちの衛星時計のオフセットは「ａ0１」である。また、信頼性パラメータである予測軌道信頼度は「２」である。
【００６７】
サーバシステム３の長期予測エフェメリス生成部３３は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、予測対象期間毎に衛星軌道パラメータ、クロック補正パラメータ及び信頼性パラメータの値を算出して予測エフェメリス４８５３を生成する。そして、全てのＧＰＳ衛星ＳＶについて生成した予測エフェメリス４８５３を纏めて生成日時４８５１と対応付けて長期予測エフェメリスデータ４８５を生成し、携帯型電話機４からの要求を受けて、携帯型電話機４に長期予測エフェメリス４８５を送信・提供する。
【００６８】
携帯型電話機４のホストＣＰＵ４２０は、メイン処理において、長期予測エフェメリス取得処理を行い、長期予測エフェメリスデータ４８５の要求信号をサーバシステム３に送信する。そして、サーバシステム３から長期予測エフェメリスデータ４８５を受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００６９】
図７は、ＲＡＭ４９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４９０には、捕捉されたＧＰＳ衛星の識別情報である捕捉衛星４９１と、位置算出を行って算出した位置の位置座標である算出位置４９３とが記憶される。これらのデータは、位置算出処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００７０】
５．処理の流れ
図１１は、ＲＯＭ４７０に記憶されているメインプログラム４７１がホストＣＰＵ４２０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機４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。
【００７１】
メイン処理は、ホストＣＰＵ４２０が、操作部４３０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４０５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部４１１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４１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００７２】
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０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４６０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４と他機との間の通話を実現する。
【００７３】
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ＣＰＵ４２０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４６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００７４】
また、ステップＡ１において指示操作が長期予測エフェメリス取得指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；長期予測エフェメリス取得指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス取得処理を行う（ステップＡ７）。具体的には、サーバシステム３に対して長期予測エフェメリスデータ４８５の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データ４８５を受信して、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【００７５】
また、ステップＡ１において指示操作が位置算出指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；位置算出指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている位置算出プログラム４７１１を読み出して実行することで、位置算出処理を行う（ステップＡ９）。
【００７６】
図１２及び図１３は、位置算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、捕捉対象衛星判定処理を行う（ステップＢ１）。具体的には、現在日時において、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている最新算出位置４８７の天空に位置するＧＰＳ衛星ＳＶを、アルマナックデータ４８１を用いて判定して、捕捉対象衛星とする。尚、アルマナックデータ４８１の代わりに、衛星別エフェメリスデータ４８３や長期予測エフェメリスデータ４８５を用いて捕捉対象衛星を判定してもよい。
【００７７】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ１で判定した各捕捉対象衛星について、ループＡの処理を行う（ステップＢ３〜Ｂ３５）。ループＡの処理では、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星のエフェメリスデータ（衛星別エフェメリスデータ４８３）がフラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているか否かを判定する（ステップＢ５）。
【００７８】
そして、記憶されていると判定した場合は（ステップＢ５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている有効期間４８３３に現在日時が含まれるか否かを判定する（ステップＢ７）。そして、含まれると判定した場合は（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている衛星軌道パラメータの値を用いて、当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を算出する（ステップＢ９）。
【００７９】
また、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されているクロック補正パラメータの値を用いて、現在日時における衛星クロック補正量を算出する（ステップＢ１１）。
【００８０】
時刻「ｔ」における衛星クロック補正量「Δｔ」は、クロック補正パラメータである衛星時計の基準時刻「ｔc」、衛星時計のオフセット「ａ0」、衛星時計のドリフト「ａ1」及び衛星時計周波数のドリフト「ａ2」を用いて、次式（１）によって近似することができる。
Δｔ＝ａ0＋ａ1（ｔ−ｔc）＋ａ2（ｔ−ｔc）2 ・・・（１）
【００８１】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、衛星捕捉処理を行う（ステップＢ１３）。具体的には、ステップＢ９で算出した当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を用いて、最新算出位置４８７で当該捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号を受信した場合のドップラー周波数を算出する。そして、算出したドップラー周波数を用いて、当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を受信する場合のサーチ周波数及びサーチ範囲を設定し、設定したサーチ周波数及びサーチ範囲で、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５にＧＰＳ衛星信号を捕捉させる。
【００８２】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を継続して受信中であるか否かを判定し（ステップＢ１５）、受信中であると判定した場合は（ステップＢ１５；Ｙｅｓ）、当該捕捉対象衛星のエフェメリスデータの取得が完了したか否かを判定する（ステップＢ１７）。通常、エフェメリスデータの取得を完了するまでには、ＧＰＳ衛星信号の受信開始から２０秒〜３０秒程度の時間を要する。
【００８３】
そして、エフェメリスデータの取得が完了したと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ４２０は、取得したエフェメリスデータでフラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている衛星別エフェメリスデータ４８３を更新する（ステップＢ１９）。
【００８４】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、捕捉された当該捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号のコード位相（コードフェーズ）を用いて、携帯型電話機４と当該捕捉対象衛星間の擬似距離を算出する（ステップＢ２１）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。
【００８５】
また、ステップＢ１５において当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を継続して受信中ではないと判定した場合（ステップＢ１５；Ｎｏ）、又は、ステップＢ１７においてエフェメリスデータの取得が完了していないと判定した場合は（ステップＢ１７；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２１へと処理を移行する。
【００８６】
一方、ステップＢ５において当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ５；Ｎｏ）、又は、ステップＢ７において当該捕捉対象衛星の衛星別エフェメリスデータ４８３に記憶されている有効期間４８３３に現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ７；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、フラッシュＲＯＭ４８０に長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されているか否かを判定する（ステップＢ２３）。
【００８７】
そして、長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていると判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れかに現在日時が含まれるか否かを判定する（ステップＢ２５）。そして、含まれると判定した場合は（ステップＢ２５；Ｙｅｓ）、現在日時が含まれる予測対象期間（以下、「現在予測対象期間」と称す。）を判定する（ステップＢ２７）。
【００８８】
その後、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリスデータ４８５に記憶されている現在予測対象期間の衛星軌道パラメータの値を用いて、当該捕捉対象衛星の衛星位置及び衛星速度を算出する（ステップＢ２９）。また、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリスデータ４８５に記憶されている現在予測対象期間のクロック補正パラメータの値を用いて、式（１）に従って当該捕捉対象衛星の衛星クロック補正量を算出する（ステップＢ３１）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ１３へと処理を移行する。
【００８９】
また、ステップＢ２３において長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ２３；Ｎｏ）、又は、ステップＢ２５において長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れにも現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ２５；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス取得処理を行って、サーバシステム３から長期予測エフェメリスデータ４８５を取得・記憶する（ステップＢ２６）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２７へと処理を移行する。
【００９０】
全ての捕捉対象衛星についてループＡ（ステップＢ３〜Ｂ３５）の処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、ループＡの処理を終了する。その後、ホストＣＰＵ４２０は、全ての捕捉対象衛星についてステップＢ９又はＢ２９で算出した衛星位置と、ステップＢ１１又はＢ３１で算出した衛星クロック補正量と、ステップＢ２１で算出した擬似距離とを用いて、例えば最小二乗法を利用した位置収束演算を実行する（ステップＢ３７）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、求めた算出位置４９３をＲＡＭ４９０に記憶させるとともに、フラッシュＲＯＭ４８０の最新算出位置４８７を更新する。
【００９１】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＡＭ４９０に記憶されている算出位置４９３を表示部４４０に出力して、ナビゲーション画面を表示部４４０に表示させる（ステップＢ３９）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してユーザにより位置算出終了指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＢ４１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＢ４１；Ｎｏ）、ステップＢ１に戻る。また、位置算出終了指示がなされたと判定した場合は（ステップＢ４１；Ｙｅｓ）、位置算出処理を終了する。
【００９２】
図１１のメイン処理に戻って、ステップＡ３〜Ａ９の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０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Ａ１１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ１１；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Ａ１１；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【００９３】
６．作用効果
位置算出システム１において、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されている第１の有効期間（例えば４時間）を有するＧＰＳ衛星ＳＶのエフェメリス、及び、サーバシステム３により生成される第１の有効期間よりも長い第２の有効期間（例えば１週間）を有し、ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測した長期予測エフェメリスを保持しているか否かを判定する。そして、両方とも保持していると判定した場合に、エフェメリスを用いて携帯型電話機４の位置を算出する。
【００９４】
長期予測エフェメリスは、エフェメリスよりも長い期間におけるＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道を予測したデータであり、予測された衛星軌道の信頼性は、エフェメリスにおける衛星軌道の信頼性よりも低い。そのため、エフェメリスと長期予測エフェメリスの何れも保持している場合は、長期予測エフェメリスを用いずに、エフェメリスを優先的に用いて位置算出を行う。これにより、位置算出の正確性を向上させることができる。
【００９５】
また、携帯型電話機４は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を受信することによってエフェメリスを取得する。そして、エフェメリスを保持していないと判定し、且つ、エフェメリスの取得が完了していない場合に、長期予測エフェメリスを用いて位置を算出する。通常、ＧＰＳ衛星信号の受信を開始してからエフェメリスの取得を完了するまでには、２０秒〜３０秒の時間を要する。そのため、エフェメリスの取得を完了するまでの間は、長期予測エフェメリスを用いて位置算出を行うことが好適である。
【００９６】
７．変形例
７−１．位置算出システム
上述した実施形態では、サーバシステム３と携帯型電話機４を備えた位置算出システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な位置算出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４の代わりに、位置算出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。
【００９７】
７−２．衛星位置算出システム
また、上述した実施形態では、衛星位置算出システムとして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等の他の衛星位置算出システムであってもよい。
【００９８】
７−３．基地局からエフェメリスを取得
ＧＰＳ衛星信号を復調することでエフェメリスを取得する他に、携帯型電話機４が基地局と通信を行い、基地局からエフェメリスを取得する構成としてもよい。基地局のサーバは、基地局から観測可能なＧＰＳ衛星ＳＶからエフェメリスを定期的に取得・記憶している。そして、携帯型電話機４からエフェメリスの要求信号を受信した場合に、記憶しているエフェメリスを携帯型電話機４に送信する。すなわち、基地局のサーバは、エフェメリスの取得・提供を行う情報提供装置として機能する。
【００９９】
この場合は、携帯型電話機４のＲＯＭ４７０に第２のメイン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の位置算出プログラムを格納しておく。そして、ホストＣＰＵ４２０は、これらのプログラムを読み出して実行することで、第２のメイン処理及び第２の位置算出処理を行う。
【０１００】
図１４は、第２のメイン処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１１のメイン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、メイン処理とは異なる部分について説明する。
【０１０１】
ホストＣＰＵ４２０は、ステップＡ１において指示操作がエフェメリス取得指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；エフェメリス取得指示操作）、エフェメリス取得処理を行う（ステップＣ６）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、現在通信可能な基地局に対してエフェメリスの要求信号を送信する。そして、通信基地局からエフェメリスを受信し、衛星別エフェメリスデータ４８３としてフラッシュＲＯＭ４８０に記憶させる。
【０１０２】
また、ステップＡ１において指示操作が位置算出指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；位置算出位置操作）、ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている第２の位置算出プログラムを読み出して実行することで、第２の位置算出処理を行う（ステップＣ９）。
【０１０３】
図１５は、第２の位置算出処理のうち、図１２の位置算出処理に対応する部分を示すフローチャートである。尚、位置算出処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、位置算出処理とは異なる部分について説明する。
【０１０４】
ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ２３において長期予測エフェメリスデータ４８５が記憶されていないと判定した場合（ステップＢ２３；Ｎｏ）、又は、ステップＢ２５において長期予測エフェメリスデータ４８５の予測対象期間の何れにも現在日時が含まれないと判定した場合は（ステップＢ２５；Ｎｏ）、エフェメリス取得処理を行って、通信基地局から衛星別エフェメリスデータ４８３を取得・記憶する（ステップＤ２６）。
【０１０５】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、ステップＢ９へと処理を移行し、通信基地局から取得した衛星別エフェメリスデータ４８３を用いて、衛星位置及び衛星速度の算出や衛星クロック補正量の算出を行う（ステップＢ９、Ｂ１１）。
【０１０６】
このように、エフェメリスも長期予測エフェメリスも保持していない場合に、基地局からエフェメリスを取得して位置算出に利用することで、正確性の高い位置算出を実現することが可能となる。
【０１０７】
７−４．生成対象期間
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生成対象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、生成対象期間は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ＳＶから送信される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エフェメリスよりも有効期間が長ければよい。１日以上であれば好適である。
【０１０８】
７−５．予測対象期間
また、上述した実施形態では、予測対象期間の長さを６時間とするものとして説明したが、これに限定されるわけではなく、４時間や８時間等としてもよく、適宜設定可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】位置算出システムの概略構成を示す図。
【図２】予測誤差の時間変化の一例を示すグラフ。
【図３】予測軌道信頼度決定用テーブルのテーブル構成の一例を示す図。
【図４】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図５】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６】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７】携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。
【図８】衛星別エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図９】長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図１０】予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１１】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】第２のメイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１５】第２の位置算出処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 位置算出システム 、 ２ 外部システム、 ３ サーバシステム、
４ 携帯型電話機、 ４０５ ＧＰＳアンテナ、 ４１０ ＧＰＳ受信部、
４１１ ＲＦ受信回路部、 ４１３ ベースバンド処理回路部、 ４１５ ＣＰＵ、
４１７ ＲＯＭ、 ４１９ ＲＡＭ、 ４２０ ホストＣＰＵ、 ４３０ 操作部、
４４０ 表示部、 ４５０ 携帯電話用アンテナ、
４６０ 携帯電話用無線通信回路部、 ４７０ ＲＯＭ、 ４８０ フラッシュＲＯＭ、
４９０ ＲＡＭ、 ＳＶ ＧＰＳ衛星
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定することと、
前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出することと、
を含む位置算出方法。
【請求項２】
時刻が前記第１の有効期間に含まれるか否かを判定することを更に含み、
前記位置を算出することは、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれると判定された場合は、前記衛星軌道データを用いて位置を算出し、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれないと判定された場合は、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１に記載の位置算出方法。
【請求項３】
前記測位用衛星は当該測位用衛星の衛星軌道データで測位用信号を変調して発信しており、
前記測位用信号を受信することによって前記衛星軌道データを取得することを更に含み、
前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記衛星軌道データの取得が完了していない場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１又は２に記載の位置算出方法。
【請求項４】
前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載の位置算出方法。
【請求項５】
前記衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から前記衛星軌道データを取得することを含む、
請求項１〜４の何れか一項に記載の位置算出方法。
【請求項６】
第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する判定部と、
前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出する位置算出部と、
を備えた位置算出装置。
【請求項１】
第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定することと、
前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出することと、
を含む位置算出方法。
【請求項２】
時刻が前記第１の有効期間に含まれるか否かを判定することを更に含み、
前記位置を算出することは、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれると判定された場合は、前記衛星軌道データを用いて位置を算出し、前記時刻が前記第１の有効期間に含まれないと判定された場合は、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１に記載の位置算出方法。
【請求項３】
前記測位用衛星は当該測位用衛星の衛星軌道データで測位用信号を変調して発信しており、
前記測位用信号を受信することによって前記衛星軌道データを取得することを更に含み、
前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記衛星軌道データの取得が完了していない場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１又は２に記載の位置算出方法。
【請求項４】
前記位置を算出することは、前記衛星軌道データを保持していないと判定され、且つ、前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記長期予測軌道データを用いて位置を算出することを含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載の位置算出方法。
【請求項５】
前記衛星軌道データを保持していないと判定された場合に、情報提供装置から前記衛星軌道データを取得することを含む、
請求項１〜４の何れか一項に記載の位置算出方法。
【請求項６】
第１の有効期間を有する測位用衛星の衛星軌道データ、及び、前記第１の有効期間よりも長い第２の有効期間を有し、前記測位用衛星の衛星軌道を予測した長期予測軌道データを保持しているか否かを判定する判定部と、
前記衛星軌道データ及び前記長期予測軌道データを保持していると判定された場合に、前記衛星軌道データを用いて位置を算出する位置算出部と、
を備えた位置算出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図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】
【公開番号】特開２０１０−１２７６７２（Ｐ２０１０−１２７６７２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００５３６（Ｐ２００８−３００５３６）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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