測位システム、測位装置、通信基地局の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体
【課題】マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる測位システム等を提供すること。
【解決手段】通信基地局４０は、測位装置２０の初期位置を算出する初期位置算出手段と、通信基地局４０における衛星信号のコードフェーズと初期位置における衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと推定差分に基づいて、初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段等を有し、測位装置２０は、推定コードフェーズと衛星信号を受信して算出した端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、コードフェーズ差分に応じて、推定コードフェーズ又は端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有する。
【解決手段】通信基地局４０は、測位装置２０の初期位置を算出する初期位置算出手段と、通信基地局４０における衛星信号のコードフェーズと初期位置における衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと推定差分に基づいて、初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段等を有し、測位装置２０は、推定コードフェーズと衛星信号を受信して算出した端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、コードフェーズ差分に応じて、推定コードフェーズ又は端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して測位する測位システム、測位装置、通信基地局の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工衛星を利用した衛星航法システムであるＳＰＳを利用して測位装置の現在位置を測位する測位システムが実用化されている（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
ところが、測位装置は、衛星からの電波が建築物等に反射した間接波（以後、マルチパスと呼ぶ）が直接波に干渉した状態の電波を受信する場合がある。マルチパスは建築物等に反射する分、測位装置への到達が遅くなる。このマルチパスが直接波に干渉する結果として相関ピーク値がずれて、測位演算に大きな誤差が発生するという問題がある。なお、本明細書において、マルチパスが発生し易い環境をマルチパス環境と呼ぶ。
これに関連して、携帯電話機と一体になった測位装置について、通信基地局の位置が衛星電波を使用して算出した位置よりも精度が高いと判断した場合に、通信基地局の位置を利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、通信基地局で算出したＣ／Ａ（Ｃｏａｒｓｅ／Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コードのコードフェーズを、測位装置のコードフェーズとして使用することも考えられる。
【特許文献１】特開２００６−１０９３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、通信基地局の位置は固定であるから、携帯電話と一体となった測位装置が移動中においては、特許文献１の技術によって出力される位置は不都合な場合がある。
また、通信基地局で算出したＣ／Ａコードのコードフェーズは、測位装置の位置における真のコードフェーズとは異なるはずであるから、通信基地局におけるコードフェーズを測位装置におけるコードフェーズとして使用すると、測位位置の精度が劣化する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、マルチパスを判断し、マルチパスが存在する場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる測位システム、測位装置、通信基地局の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と、前記測位装置と通信可能な通信基地局を有する測位システムであって、前記通信基地局は、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信手段と、を有し、前記測位装置は、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位システムにより達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記通信基地局は、前記測位装置の初期位置を算出することができる。
そして、前記通信基地局は、前記推定差分を算出することができる。
さらに、前記通信基地局は、前記衛星信号を受信して算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出することができる。
一方、前記測位装置は、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出することができる。ここで、前記測位装置は、前記初期位置を使用して前記衛星信号を乗せたキャリアのドップラー偏移を予想することができるから、効率的に前記衛星信号を受信することができ、迅速に前記端末コードフェーズを算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
例えば、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分がマルチパスを示すほど大きい場合には、前記推定コードフェーズを使用して測位を行うことができる。前記推定コードフェーズは、前記通信基地局におけるコードフェーズではなくて、前記測位装置の前記初期位置におけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。このため、前記通信基地局におけるコードフェーズよりも、前記測位装置の真のコードフェーズに近い。
これにより、前記測位システムによれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記通信基地局の前記初期位置算出手段は、
前記通信基地局の位置と、前記測位装置との間を通信電波が伝播する伝播時間と、前記通信電波の送信方向とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する構成となっていることを特徴とする測位システムである。
【０００８】
前記目的は、第３の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記通信基地局から前記測位装置に送信している通信電波の送信方向を示す送信方向情報を取得する送信方向情報取得手段と、前記通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、前記通信基地局との間を通信電波が伝播する伝播時間を算出する伝播時間算出手段と、前記通信基地局の位置と、前記送信方向と、前記伝播時間とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【０００９】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は前記初期位置を算出することができる。
このため、前記初期位置を使用して前記衛星信号を乗せたキャリアのドップラー偏移を予想することができるから、効率的に前記衛星信号を受信することができる。
また、前記測位装置は、前記推定差分を算出することができる。
また、前記測位装置は、前記推定コードフェーズを算出することができる。
また、測位装置は、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
例えば、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分がマルチパスを示すほど大きい場合には、前記推定コードフェーズを使用して測位を行うことができる。前記推定コードフェーズは、前記通信基地局におけるコードフェーズではなくて、前記測位装置の前記初期位置におけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。このため、前記通信基地局におけるコードフェーズよりも、前記測位装置の真のコードフェーズに近い。
これにより、前記測位装置によれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１０】
前記目的は、第４の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記測位装置と通信可能な通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１１】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して前記初期位置を算出することができ、第３の発明の構成と同様に、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１２】
前記目的は、第５の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を有することを特徴とする通信基地局の制御方法によって達成される。
【００１３】
第５の発明の構成によれば、前記通信基地局は、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信することができる。
このため、前記測位装置は、前記衛星信号を受信して算出した端末コードフェーズと、前記推定コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出し、そのコードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
これにより、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の測位システム１０を示す概略図である。
図１に示すように、測位システム１０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ及び１２ｆを有する。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、それぞれ電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６を送信することができる。ＧＰＳ衛星１２ａ等は測位衛星の一例である。
なお、測位衛星は、ＧＰＳ衛星に限らず、広くＳＰＳにおいて使用される衛星であってもよい。ＳＰＳは、ＧＰＳの他に、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星等を含む。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／Ａコードである。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。Ｃ／Ａコードは、衛星信号の一例である。
【００１８】
測位システム１０は、また、端末２０Ａ及び端末２０Ｂを有する。端末２０Ａ及び端末２０Ｂを総称して、端末２０と呼ぶ。
端末２０は、測位機能を有する携帯電話機であり、Ｃ／Ａコードを使用して現在位置を測位することができる。端末２０は、測位装置の一例である。
【００１９】
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードのコードフェーズ（位相）を特定して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との擬似距離を算出し、その擬似距離を使用して現在位置を測位することができるようになっている。
【００２０】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（約３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズ（位相）と呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。
【００２１】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスを使用して算出可能である。エフェメリスは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と初期位置Ｑ０（図示せず）との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが約３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２２】
端末２０は、コヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される相関処理を行う。
端末２０は、コヒーレント処理において、コヒーレント時間が５ｍｓｅｃであれば、５ｍｓｅｃの時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとったときのコードフェーズと、相関値が出力される。
端末２０は、インコヒーレント処理において、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する。
相関積算値が最大になったコードフェーズがコード端数Ｃ／Ａａである。
【００２３】
測位システム１０は、また、基地局４０を有する。基地局４０は、端末２０と通信可能である。基地局４０は、携帯電話システムにおける通信基地局であって、固定位置に位置する。この固定位置の座標は既知である。基地局４０が位置する固定位置は、周辺に障害物がないオープンスカイの環境である。このため、基地局４０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ｃから、直接波ｒ１として電波Ｓ３を受信することができる。基地局４０は、通信基地局の一例である。
基地局４０は、専用回線６５を介して端末２０と他の端末の通信の仲介を行うことができる。
基地局４０は、ＧＰＳ受信機４２を有し、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等を受信することができる。
そして、基地局４０は、Ｃ／Ａコードのコードフェーズを算出することができる。基地局４０は、通信電波を、例えば、４つのアンテナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ及び５４ｄを使用して送受信している。４つのアンテナ５４ａ等は、例えば、それぞれ東西南北という４つの異なる方向に通信電波を送信し、端末２０からの通信電波を受信する。なお、通信電波の送信方向を、セルセクタとも呼ぶ。
そして、基地局４０は、通信中の端末２０に対して、どの方向の基地局４０のアンテナからの通信電波を送信しているかについて、認識できるように構成されている。
【００２４】
ここで、端末２０Ａの位置のように周辺に障害物がない場合には、例えば、電波Ｓ３は、端末２０Ａに直接波ｒ２として到達する。
これに対して、端末２０Ｂの位置のように周辺にビル１３Ａ及び１３Ｂのような障害物がある場合には、例えば、電波Ｓ３は、ビル１３Ｂに反射して、間接波（マルチパス）ｒ３として端末２０Ｂに到達する。
マルチパスｒ３の場合、直接波よりも伝播経路が長いから、端末２０Ｂはコードフェーズを直接波の場合よりも長く算出する。この結果、測位位置の精度が劣化する。
【００２５】
（基地局４０の主なハードウエア構成について）
図３は基地局４０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図３に示すように、基地局４０は、バス４２を有する。
【００２６】
このバス４２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４４、記憶装置４６、外部記憶装置４８等が接続されている。記憶装置４６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。外部記憶装置４８は例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。
また、このバス４２には、各種情報等を入力するための入力装置５０、電源装置５２、通信装置５４、ＧＰＳ装置５６、表示装置５８及び時計６０が接続されている。
基地局４０は、時計６０によって、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）（図１参照）を計測することができる。ＲＴＴは、通信電波が基地局４０と端末２０との間を往復するために必要な時間である。そして、ＲＴＴの２分の１の時間が、基地局４０と端末２０との間を通信電波が伝播する伝播時間である。
【００２７】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図４は端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図４に示すように、端末２０は、バス２２を有する。
【００２８】
このバス２２には、ＣＰＵ２４、記憶装置２６等が接続されている。
また、このバス２２には、各種情報等を入力するための入力装置２８、電源装置３０、通信装置３２、ＧＰＳ装置３４が接続されている。端末２０は、ＧＰＳ装置３４によって、電波Ｓ１等を受信することができる。
また、このバス２２には、各種情報を表示するための表示装置３６が接続されている。
【００２９】
（基地局４０の主なソフトウエア構成について）
図５は、基地局４０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、基地局４０は、各部を制御する制御部２００、図３の通信装置５４に対応する通信部２０２、ＧＰＳ装置５６に対応するＧＰＳ部２０４、表示装置５８に対応する表示部２０６、時計６０に対応する計時部２０８等を有する。
基地局４０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部２１０、各種情報を格納する第２記憶部２５０を有する。
【００３０】
図５に示すように、基地局４０は、第２記憶部２５０に、衛星軌道情報２５２を格納している。衛星軌道情報２５２は、アルマナック２５２ａ及びエフェメリス２５２ｂを含む。アルマナック２５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の概略の軌道を示す情報である。アルマナック２５２ａは、いずれのＧＰＳ衛星１２ａ等の電波Ｓ１等に乗せられた信号からも、デコードして取得することができる。
エフェメリス２５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の精密な軌道を示す情報である。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａのエフェメリス１５２ｂを取得するためには、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信し、デコードして取得する必要がある。
【００３１】
図５に示すように、基地局４０は、第２記憶部２５０に、基地局位置情報２５４を格納している。基地局位置情報２５４は、固定位置に位置する基地局４０の位置を緯度、経度及び高度で示す情報である。
【００３２】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、ＲＴＴ算出プログラム２１２を格納している。ＲＴＴ算出プログラム２１２は、制御部２００が、通信電波が基地局４０と端末２０との間を伝播する伝播時間ＲＴＴを算出するためのプログラムである。ＲＴＴ算出プログラム２１２と制御部２００は、伝播時間算出手段の一例である。
具体的には、制御部２００は、端末２０に対して特定のフレーム（基地局フレームと呼ぶ）を送信し、その基地局フレームに対応して端末２０が送信したフレーム（端末フレームと呼ぶ）を受信する。そして、特定の基地局フレームの送信時刻と、その基地局フレームに対応する端末フレームの受信時刻を計時部２０８によって計測することで、ＲＴＴを算出する。
このように、制御部２００は、通信電波が基地局４０と端末２０との間を往復する往復時間（ＲＴＴ）を算出する構成となっている。
制御部２００は、算出したＲＴＴを示すＲＴＴ情報２５６を第２記憶部２５０に格納する。
【００３３】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、送信方向情報取得プログラム２１４を格納している。送信方向情報取得プログラム２１４は、制御部２００が、通信中の端末２０へ送信している通信電波の送信方向を示す情報を取得するためのプログラムである。
具体的には、制御部２００は、端末２０へ通信電波を送信するために使用しているアンテナ５４ａ等がいずれかを特定することによって、送信方向を特定する。送信方向は、北を０度として、東が９０度、南が１８０度、西が２７０度として示されている。
制御部２００は、送信方向を示す送信方向情報２５８を第２記憶部２５０に格納する。
【００３４】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、衛星信号受信プログラム２１６を格納している。衛星信号受信プログラム２１６は、制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。
具体的には、制御部２００は、アルマナック２５２ａを参照して、現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断し、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、基地局位置Ｐｂを使用する。
【００３５】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、コードフェーズ算出プログラム２１８を格納している。コードフェーズ算出プログラム２１８は、制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのＣ／Ａコードのコードフェーズを算出するためのプログラムである。
制御部２００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズＣＰｂ１、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズＣＰｂ２、ＧＰＳ衛星１２ｃについてのコードフェーズＣＰｂ３、ＧＰＳ衛星１２ｄについてのコードフェーズＣＰｂ４を算出する。
ここで、基地局４０の電波Ｓ１等の受信環境は、オープンスカイであり、電波Ｓ１等の受信状態は良好であるから、コードフェーズＣＰｂ１等は、マルチパスの影響を受けておらず、極めて精度が高い。なお、コードフェーズＣＰｂ１等を総称してコードフェーズＣＰｂと呼ぶ。
制御部２００は、コードフェーズＣＰｂ１等を示すコードフェーズ情報２６０を第２記憶部２５０に格納する。
【００３６】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、初期位置算出プログラム２２０を格納している。初期位置算出プログラム２２０は、制御部２００が、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出するためのプログラムである。初期位置算出プログラム２２０と制御部２００は、初期位置算出手段の一例である。
初期位置Ｐｉｐは、端末２０が測位における初期推定位置として使用するための位置である。端末２０は、初期位置Ｐｉｐを、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出したり、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等のドップラー偏移を算出するため等に使用する。
【００３７】
図６は、初期位置算出プログラム２２０の説明図である。
制御部１００は、まず、図６の式１によって、端末２０との距離ｄを算出する。通信電波が基地局４０から端末２０へ伝播するまでの伝播時間は、ＲＴＴの２分の１であるから、ＲＴＴの２分の１の時間に通信電波の伝播速度（光速）を乗じることによって、距離ｄを算出することができる。
【００３８】
そして、制御部１００は、基地局位置Ｐｂを基点として、送信方向θへ距離ｄだけ離れた位置を初期位置Ｐｉｐとして算出する。送信方向θは２次元であるから、初期位置Ｐｉｐの高度は高度は基地局位置Ｐｂの高度Ｚｂとする。
制御部２００は、算出した初期位置Ｐｉｐ（Ｘｉｐ，Ｙｉｐ，Ｚｉｐ）を示す初期位置情報２６２を第２記憶部２５０に格納する。上述のように、高度Ｚｉｐは基地局位置Ｐｂの高度Ｚｂに等しい。
【００３９】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、推定差分算出プログラム２２２を格納している。推定差分算出プログラム２２２は、制御部２００が、基地局４０における特定のＧＰＳ衛星のコードフェーズと、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズとの推定差分ＣＰｄｉｆを算出するためのプログラムである。推定差分算出プログラム２２２と制御部２００は、推定差分算出手段の一例である。
【００４０】
図７は、推定差分算出プログラム２２２の説明図である。
制御部２００は、図７の式２によって、遅延時間の予想差であるＴｉｍｅｄｉｆを算出する。制御部２００は、エフェメリス２５２ｂを参照して現在時刻における例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の衛星位置Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を算出する。そして、衛星位置Ｐｓと基地局位置Ｐｂとの距離と、衛星位置Ｐｓと端末２０の初期位置Ｐｉｐとの距離との距離差分を算出する。その距離差分を電波Ｓ１等の伝播速度（光速）で除することによって、遅延時間の予想差Ｔｉｍｅｄｉｆを算出する。予想差Ｔｉｍｅｄｉｆの単位は、ミリ秒（ｍｓｅｃ）とする。
【００４１】
上述のように、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このため、Ｔｉｍｅｄｉｆに１，０２３を乗じることによって、推定差分ＣＰｄｉｆを算出することができる。
制御部２００は、算出した推定差分ＣＰｄｉｆを示す推定差分情報２６４を第２記憶部２５０に格納する。
【００４２】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、推定コードフェーズ算出プログラム２２４を格納している。推定コードフェーズ算出プログラム２２４は、制御部２００が、電波Ｓ１等を受信して算出した基地局コードフェーズＣＰｂ等と推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出するためのプログラムである。推定コードフェーズＣＰｉｐは、推定コードフェーズの一例である。
【００４３】
図８は、推定コードフェーズ算出プログラム２２４の説明図である。
制御部１００は、特定のＧＰＳ衛星について、基地局位置Ｐｂにおける仰角ＥＬＶｂが初期位置Ｐｉｐにおける仰角ＥＬＶｉｐよりも大きい場合には、基地局コードフェーズＣＰｂに推定差分ＣＰｄｉｆを加算する式４Ａを使用して、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する。仰角ＥＬＶｂが仰角ＥＬＶｉｐよりも大きいということは、特定の衛星と基地局４０との距離は、その衛星と端末２０との距離よりも短いことを意味する。このため、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は正になるのである。
【００４４】
これに対して、制御部１００は、特定のＧＰＳ衛星について、基地局位置Ｐｂにおける仰角ＥＬＶｂが初期位置Ｐｉｐにおける仰角ＥＬＶｉｐよりも小さい場合には、基地局コードフェーズＣＰｂから推定差分ＣＰｄｉｆを減じる式４Ｂを使用して、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する。仰角ＥＬＶｂが仰角ＥＬｖｉｐよりも小さいということは、特定の衛星と基地局４０との距離は、その衛星と端末２０との距離よりも長いことを意味する。このため、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は負になるのである。
制御部２００は、算出した推定コードフェーズＣＰｉｐを第２記憶部２５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は、図７の式２の計算過程において判断してもよい。すなわち、図７の式２の計算過程においては、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離と、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離との差分を算出するから、双方の距離を比較することができる。そして、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離が、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離よりも長い場合には、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は負になる。逆に、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離が、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離よりも短い場合には、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は正になる。
【００４５】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、補助情報送信プログラム２２６を格納している。補助情報送信プログラム２２６は、制御部２００が、端末２０に対して、初期位置情報２６２と推定コードフェーズ情報２６６を送信するためのプログラムである。補助情報送信プログラム２２６と制御部２００は、補助情報送信手段の一例である。
以上が、基地局４０の主なソフトウエア構成である。
続いて、端末２０の主なソフトウエア構成について説明する。
【００４６】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図９は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図９に示すように、端末２０は、各部を制御する端末制御部１００、図４の通信装置３２に対応する通信部１０２、ＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０４、表示装置３６に対応する表示部１０６等を有する。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００４７】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、衛星軌道情報１５２を、測位のために使用する。
【００４８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星信号受信プログラム１１２を格納している。衛星信号受信プログラム１１２は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から、電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。
衛星信号受信プログラム１１２の内容は、上述の基地局４０の衛星信号受信プログラム２１６と同様であるが、制御部１００は、電波Ｓ１等を受信するための初期位置として、初期位置Ｐｉｐを使用する。すなわち、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出するための基準位置として初期位置Ｐｉｐを使用し、さらに、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの受信周波数を算出するためにも初期位置Ｐｉｐを使用するように構成されている。この受信周波数には、ドップラー偏移を含む。
【００４９】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ算出プログラム１１４を格納している。コードフェーズ算出プログラム１１４は、端末制御部１００が、電波Ｓ１等を受信してＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのＣ／Ａコードのコードフェーズを算出するためのプログラムである。コードフェーズ算出プログラム１１４と端末制御部１００は、端末コードフェーズ算出手段の一例である。
端末制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズＣＰｍ１、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズＣＰｍ２、ＧＰＳ衛星１２ｃについてのコードフェーズＣＰｍ３、ＧＰＳ衛星１２ｄについてのコードフェーズＣＰｍ４を算出する。
端末制御部１００は、コードフェーズＣＰｍ１等を示すコードフェーズ情報１５４を第２記憶部１５０に格納する。なお、コードフェーズＣＰｍ１等を総称して端末コードフェーズＣＰｍと呼ぶ。
【００５０】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、補助情報受信プログラム１１６を格納している。補助情報受信プログラム１１６は、端末制御部１００が、基地局４０から初期位置情報２６２（図５参照）と推定コードフェーズ情報２６６（図５参照）を受信するためのプログラムである。
端末制御部１００は、受信した初期位置情報２６２を初期位置情報１５６として第２記憶部１５０に格納する。また、端末制御部１００は、受信した推定コードフェーズ情報２６６を推定コードフェーズ情報１５８として第２記憶部１５０に格納する。
【００５１】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ差分算出プログラム１１８を格納している。コードフェーズ差分算出プログラム１１８は、端末制御部２００が、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出するためのプログラムである。コードフェーズ差分ＣＰｅｒは、コードフェーズ差分の一例である。コードフェーズ差分算出プログラム１１８と端末制御部２００は、コードフェーズ差分算出手段の一例である。
【００５２】
図１０は、コードフェーズ差分算出プログラム１１８の説明図である。
端末制御部１００は、図１０（ａ）に示すように、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍの差分を算出して、その絶対値をとる式５によって、コードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する。
端末制御部１００は、図１０（ｂ）に示すように、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、コードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズ差分Ｃｐｅｒａはｃ１チップであり、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズ差分Ｃｐｅｒａはｃ２チップである。
端末制御部１００は、算出したコードフェーズ差分ＣＰｅｒを示すコードフェーズ差分情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００５３】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１２０を格納している。測位プログラム１２０は、端末制御部１００が、コードフェーズ差分ＣＰｅｒに応じて、推定コードフェーズＣＰｉｐ又は端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行うためのプログラムである。測位プログラム１２０と端末制御部１００は、測位手段の一例である。
【００５４】
図１１は、測位プログラム１２０の説明図である。
図１１（ａ）に示すように、端末制御部１００は、コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α未満の衛星については、端末コードフェーズＣＰｍを使用する。コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α未満であれば、そのＧＰＳ衛星からの電波Ｓ１等はマルチパスではないと考えられるから、制御部１００は、実際に信号Ｓ１等を受信して算出した端末コードフェーズＣＰｍを使用するのである。閾値αは、初期位置Ｐｉｐの精度に応じて、マルチパスを判定することができるような値として規定されている。
本実施の形態の閾値αは、例えば、２チップ（ｃｈｉｐ）である。Ｃ／Ａコードは１，０２３チップで構成されるが、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍが２チップ以上ずれた場合には、端末コードフェーズＣＰｍがマルチパスの信号によって算出されたと判断するのである。
なお、閾値αは、初期位置Ｐｉｐの精度が高いほど、小さく設定することができる。そして、初期位置ＰｉｐはＲＴＴと通信電波の送信方向によって規定されるから、例えば、送信方向が詳細にわかっているほど、初期位置Ｐｉｐの精度は高くなる。このため、本実施の形態とは異なり、送信方向が８方向（北、北東、東、南東、南、南西、西、北西）であれば閾値αを１．５チップとし、送信方向が１６方向であれば閾値αを１チップととすることができる。初期位置Ｐｉｐの精度が高く、閾値αを小さく設定するほど、端末コードフェーズＣＰｍがマルチパスの影響を受けているか否かを精度よく判断することができる。
【００５５】
これに対して、端末制御部１００は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α以上の衛星については、端末コードフェーズＣＰｍを使用する。コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α以上であれば、そのＧＰＳ衛星からの電波Ｓ１等はマルチパスであると考えられるから、制御部１００は、推定コードフェーズＣＰｉｐを使用するのである。
【００５６】
例えば、制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄを使用して測位する場合であって、ＧＰＳ衛星１２ｃに対応するコードフェーズ差分ＣＰｅｒだけが閾値α以上である場合には、図１１（ｂ）に示すように、端末コードフェーズＣＰｍａ，ＣＰｍｂ，ＣＰｍｄ及び推定コードフェーズＣＰｉｐｃを使用して測位を行う。
端末制御部１００は、算出した測位位置Ｐ１を示す測位位置情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００５７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１２２を格納している。測位位置出力プログラム１２２は、端末制御部１００が、測位位置Ｐ１を表示装置３６（図４参照）に表示するためのプログラムである。
【００５８】
測位システム１０は、上述のように構成されている。
上述のように、基地局４０は、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出することができる。
そして、基地局４０は、推定差分ＣＰｄｉｆを算出することができる。
さらに、基地局４０は、電波Ｓ１等に基づいて算出したコードフェーズＣＰｂと推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおける推定コードフェーズＣＰｉｐを算出することができる。
一方、端末２０は、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出することができる。ここで、端末２０は、初期位置Ｐｉｐを使用してＣ／Ａコードを乗せた電波Ｓ１等のドップラー偏移を予想することができるから、効率的にＣ／Ａコードを受信することができ、迅速に端末コードフェーズＣＰｍを算出することができる。
そして、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒに応じて、推定コードフェーズＣＰｉｐ又は端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行うことができる。
例えば、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒがマルチパスを示すほど大きい場合には、推定コードフェーズＣＰｉｐを使用して測位を行うことができる。推定コードフェーズＣＰｉｐは、基地局４０におけるコードフェーズではなくて、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。すなわち、初期位置Ｐｉｐは、基地局４０の位置よりも、端末２０の真の位置に近い。
このため、推定コードフェーズＣＰｉｐは、基地局コードフェーズＣＰｂよりも、端末２０の真のコードフェーズに近い。
これにより、測位システム２０によれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
さらに、初期位置Ｐｉｐは、基地局４０の位置よりも端末２０の真の位置に近いから、測位演算の過程で計算結果の収束が早くなる。すなわち、ＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｘ）が短くなる。
【００５９】
以上が本実施の形態に係る測位システム１０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１２及び図１３を使用して説明する。
図１２及び図１３は測位システム１０の動作例を示す概略フローチャートである。
まず、基地局４０が、端末２０との間のＲＴＴを算出する（図１２のステップＳＴ１）続いて、基地局４０が、送信方向情報を取得する（ステップＳＴ２）。
【００６０】
続いて、基地局４０は、電波Ｓ１等を受信し、コードフェーズＣＰｂを算出する（ステップＳＴ３）。
続いて、基地局４０は、基地局位置Ｐｂ、ＲＴＴ及び送信方向に基づいて、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、初期位置算出ステップの一例である。
【００６１】
続いて、基地局４０は、基地局位置Ｐｂにおけるコードフェーズと初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズの推定差分CＰｄｉｆを算出する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、推定差分算出ステップの一例である。
続いて、基地局４０は、基地局コードフェーズＣＰｂと推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、初期位置Ｐｉｐにおける推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、推定コードフェーズ算出ステップの一例である。
【００６２】
続いて、基地局４０は、端末２０に対して、初期位置情報２６２（図５参照）と推定コードフェーズ情報２６６（図５参照）を送信する（ステップＳＴ７）。このステップST７は、補助情報送信ステップの一例である。
【００６３】
一方、端末２０は、基地局４０から初期位置情報２６２と推定コードフェーズ情報２６６を受信する（図１３のステップＳT８）。端末２０は、初期位置情報２６２を初期位置情報１５６として、推定コードフェーズ情報２６６を推定コードフェーズ情報１５８として第２記憶部１５０に格納する。
【００６４】
続いて、端末２０は、初期位置Ｐｉｐを使用して、電波Ｓ１等に乗せられたＣ／Ａコードを受信する（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、端末コードフェーズＣＰｍを算出する（ステップＳＴ１０）。
【００６５】
続いて、端末２０は、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する（ステップＳＴ１１）。
続いて、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α以上の衛星については推定コードフェーズＣＰｉｐを使用し、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α未満の衛星については端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行う（ステップＳＴ１２）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐ１を出力する（ステップＳＴ１３）。
以上のステップによって、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態における端末２０Ｘ及び基地局４０Ｘの構成は、それぞれ上記第１の実施の形態の端末２０及び基地局４０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
第２の実施形態においては、第１の実施形態の基地局４０が有する多くの機能を端末２０Ｘが有する。これにより、通信基地局に大幅な改変を加えることなく、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００６７】
図１４は、基地局４０Ｘの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１４に示すように、基地局４０Ｘは、第１の実施形態の基地局４０（図５参照）と異なり、ＲＴＴ算出プログラム２１２、初期位置算出プログラム２２０、推定差分算出プログラム２２２、推定コードフェーズ算出プログラム２２４及び補助情報送信プログラム２２６を有さない。
そして、基地局４０Ｘは、第１記憶部１５０に、基礎情報送信プログラム２２８を格納している。基礎情報送信プログラム２２８は、制御部２００が、端末２０Ｘに対して、基地局位置情報２５４、送信方向情報２５８及びコードフェーズ情報２６０を送信するためのプログラムである。
【００６８】
図１５は、端末２０Ｘの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第２の実施形態の端末２０（図９参照）と異なり、補助情報受信プログラム１１６を有さない。
そして、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、基礎情報受信プログラム１２４を格納している。基礎情報受信プログラム１２４は、端末制御部１００が、基地局４０Ｘから基地局位置情報２５４、送信方向情報２５８及びコードフェーズ情報２６０を受信するためのプログラムである。基礎情報受信プログラム１２４と端末制御部１００は、基地局位置情報取得手段の一例であり、送信方向取得手段の一例であり、基地局コードフェーズ取得手段の一例でもある。
端末制御部２００は、基地局位置情報２５４に含まれる基地局位置Ｐｂ、送信方向情報２５８に含まれる送信方向、及びコードフェーズ情報２６０に含まれる基地局コードフェーズＣＰｂを基礎情報１６４として第２記憶部１５０に格納する。
【００６９】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、ＲＴＴ算出プログラム１２６を格納している。ＲＴＴ算出プログラム１２６の内容は、基地局４０のＲＴＴ算出プログラム２１２（図５参照）と同様である。ＲＴＴ算出プログラム１２６と端末制御部１００は、伝播時間算出手段の一例である。
具体的には、端末制御部１００は、基地局４０Xに対して特定のフレーム（端末フレームと呼ぶ）を送信し、その端末フレームに対応して基地局４０Xが送信したフレーム（基地局フレームと呼ぶ）を受信する。そして、特定の端末フレームの送信時刻と、その端末フレームに対応する基地局フレームの受信時刻を計測することで、ＲＴＴを算出する。
【００７０】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、初期位置算出プログラム１２８を格納している。初期位置算出プログラム１２８の内容は、基地局４０の初期位置算出プログラム２２０（図５参照）と同様である。初期位置算出プログラム１２８と端末制御部１００は、初期位置算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した初期位置Ｐｉｐを示す初期位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、複数の基地局４０Ｘから信号を受信して、その信号に基づいて、初期位置Ｐｉｐを算出するようにしてもよい。
【００７１】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、推定差分算出プログラム１３０を格納している。推定差分算出プログラム１３０の内容は、基地局４０の推定差分算出プログラム２２２（図５参照）と同様である。推定差分算出プログラム１３０と端末制御部１００は、推定差分算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した推定差分ＣＰｄｉｆを示す推定差分情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
【００７２】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、推定コードフェーズ算出プログラム１３２を格納している。推定コードフェーズ算出プログラム１３２の内容は、基地局４０の推定コードフェーズ算出プログラム２２４（図５参照）と同様である。推定コードフェーズ算出プログラム１３２と端末制御部１００は、推定コードフェーズ算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した推定コードフェーズＣＰｉｐを示す推定コードフェーズ情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
このように、第２の実施形態においては、端末２０Ｘが、初期位置Ｐｉｐ及び推定コードフェーズＣＰｉｐを算出するようになっている。
【００７３】
（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の初期位置算出ステップと、推定差分算出ステップと、推定コードフェーズ算出ステップと、補助情報送信ステップ等を実行させるための通信基地局の制御プログラムとすることができる。
また、このような通信基地局の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【００７４】
これら通信基地局の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【００７５】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
例えば、第１の実施形態とは異なり、基地局４０が端末２０から端末コードフェーズＣＰｍを受信してコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出し、さらに、そのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを閾値αと比較してもよい。そして、端末２０に対して、測位に使用する端末コードフェーズＣＰｍ又は推定コードフェーズＣＰｉｐを送信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態の測位システムを示す概略図である。
【図２】測位方法を示す概念図である。
【図３】基地局の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図４】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図５】基地局の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図６】初期位置算出プログラムの説明図である。
【図７】推定差分算出プログラムの説明図である。
【図８】推定コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図９】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１０】コードフェーズ差分算出プログラムの説明図である。
【図１１】測位プログラムの説明図である。
【図１２】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１３】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１４】基地局の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１５】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ・・・ＧＰＳ衛星、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｘ・・・端末、４０，４０Ｘ・・・基地局、１１２・・・衛星信号受信プログラム、１１４・・・コードフェーズ算出プログラム、１１６・・・補助情報受信プログラム、１１８・・・コードフェーズ差分算出プログラム、１２０・・・測位プログラム、１２２・・・測位位置出力プログラム、２１２・・・ＲＴＴ算出プログラム、２１４・・・送信方向情報取得プログラム、２１６・・・衛星信号受信プログラム、２１８・・・コードフェーズ算出プログラム、２２０・・・初期位置算出プログラム、２２２・・・推定差分算出プログラム、２２４・・・推定コードフェーズ算出プログラム、２２６・・・補助情報送信プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用して測位する測位システム、測位装置、通信基地局の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工衛星を利用した衛星航法システムであるＳＰＳを利用して測位装置の現在位置を測位する測位システムが実用化されている（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
ところが、測位装置は、衛星からの電波が建築物等に反射した間接波（以後、マルチパスと呼ぶ）が直接波に干渉した状態の電波を受信する場合がある。マルチパスは建築物等に反射する分、測位装置への到達が遅くなる。このマルチパスが直接波に干渉する結果として相関ピーク値がずれて、測位演算に大きな誤差が発生するという問題がある。なお、本明細書において、マルチパスが発生し易い環境をマルチパス環境と呼ぶ。
これに関連して、携帯電話機と一体になった測位装置について、通信基地局の位置が衛星電波を使用して算出した位置よりも精度が高いと判断した場合に、通信基地局の位置を利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、通信基地局で算出したＣ／Ａ（Ｃｏａｒｓｅ／Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コードのコードフェーズを、測位装置のコードフェーズとして使用することも考えられる。
【特許文献１】特開２００６−１０９３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、通信基地局の位置は固定であるから、携帯電話と一体となった測位装置が移動中においては、特許文献１の技術によって出力される位置は不都合な場合がある。
また、通信基地局で算出したＣ／Ａコードのコードフェーズは、測位装置の位置における真のコードフェーズとは異なるはずであるから、通信基地局におけるコードフェーズを測位装置におけるコードフェーズとして使用すると、測位位置の精度が劣化する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、マルチパスを判断し、マルチパスが存在する場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる測位システム、測位装置、通信基地局の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と、前記測位装置と通信可能な通信基地局を有する測位システムであって、前記通信基地局は、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信手段と、を有し、前記測位装置は、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位システムにより達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記通信基地局は、前記測位装置の初期位置を算出することができる。
そして、前記通信基地局は、前記推定差分を算出することができる。
さらに、前記通信基地局は、前記衛星信号を受信して算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出することができる。
一方、前記測位装置は、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出することができる。ここで、前記測位装置は、前記初期位置を使用して前記衛星信号を乗せたキャリアのドップラー偏移を予想することができるから、効率的に前記衛星信号を受信することができ、迅速に前記端末コードフェーズを算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
例えば、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分がマルチパスを示すほど大きい場合には、前記推定コードフェーズを使用して測位を行うことができる。前記推定コードフェーズは、前記通信基地局におけるコードフェーズではなくて、前記測位装置の前記初期位置におけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。このため、前記通信基地局におけるコードフェーズよりも、前記測位装置の真のコードフェーズに近い。
これにより、前記測位システムによれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記通信基地局の前記初期位置算出手段は、
前記通信基地局の位置と、前記測位装置との間を通信電波が伝播する伝播時間と、前記通信電波の送信方向とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する構成となっていることを特徴とする測位システムである。
【０００８】
前記目的は、第３の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記通信基地局から前記測位装置に送信している通信電波の送信方向を示す送信方向情報を取得する送信方向情報取得手段と、前記通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、前記通信基地局との間を通信電波が伝播する伝播時間を算出する伝播時間算出手段と、前記通信基地局の位置と、前記送信方向と、前記伝播時間とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【０００９】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は前記初期位置を算出することができる。
このため、前記初期位置を使用して前記衛星信号を乗せたキャリアのドップラー偏移を予想することができるから、効率的に前記衛星信号を受信することができる。
また、前記測位装置は、前記推定差分を算出することができる。
また、前記測位装置は、前記推定コードフェーズを算出することができる。
また、測位装置は、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
例えば、前記測位装置は、前記コードフェーズ差分がマルチパスを示すほど大きい場合には、前記推定コードフェーズを使用して測位を行うことができる。前記推定コードフェーズは、前記通信基地局におけるコードフェーズではなくて、前記測位装置の前記初期位置におけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。このため、前記通信基地局におけるコードフェーズよりも、前記測位装置の真のコードフェーズに近い。
これにより、前記測位装置によれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１０】
前記目的は、第４の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、前記測位装置と通信可能な通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して初期位置を算出する初期位置算出手段と、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１１】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して前記初期位置を算出することができ、第３の発明の構成と同様に、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１２】
前記目的は、第５の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を有することを特徴とする通信基地局の制御方法によって達成される。
【００１３】
第５の発明の構成によれば、前記通信基地局は、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信することができる。
このため、前記測位装置は、前記衛星信号を受信して算出した端末コードフェーズと、前記推定コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出し、そのコードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は端末コードフェーズを使用して測位を行うことができる。
これにより、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の測位システム１０を示す概略図である。
図１に示すように、測位システム１０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ及び１２ｆを有する。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、それぞれ電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６を送信することができる。ＧＰＳ衛星１２ａ等は測位衛星の一例である。
なお、測位衛星は、ＧＰＳ衛星に限らず、広くＳＰＳにおいて使用される衛星であってもよい。ＳＰＳは、ＧＰＳの他に、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星等を含む。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／Ａコードである。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。Ｃ／Ａコードは、衛星信号の一例である。
【００１８】
測位システム１０は、また、端末２０Ａ及び端末２０Ｂを有する。端末２０Ａ及び端末２０Ｂを総称して、端末２０と呼ぶ。
端末２０は、測位機能を有する携帯電話機であり、Ｃ／Ａコードを使用して現在位置を測位することができる。端末２０は、測位装置の一例である。
【００１９】
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードのコードフェーズ（位相）を特定して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との擬似距離を算出し、その擬似距離を使用して現在位置を測位することができるようになっている。
【００２０】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（約３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズ（位相）と呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。
【００２１】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスを使用して算出可能である。エフェメリスは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と初期位置Ｑ０（図示せず）との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが約３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２２】
端末２０は、コヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される相関処理を行う。
端末２０は、コヒーレント処理において、コヒーレント時間が５ｍｓｅｃであれば、５ｍｓｅｃの時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとったときのコードフェーズと、相関値が出力される。
端末２０は、インコヒーレント処理において、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する。
相関積算値が最大になったコードフェーズがコード端数Ｃ／Ａａである。
【００２３】
測位システム１０は、また、基地局４０を有する。基地局４０は、端末２０と通信可能である。基地局４０は、携帯電話システムにおける通信基地局であって、固定位置に位置する。この固定位置の座標は既知である。基地局４０が位置する固定位置は、周辺に障害物がないオープンスカイの環境である。このため、基地局４０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ｃから、直接波ｒ１として電波Ｓ３を受信することができる。基地局４０は、通信基地局の一例である。
基地局４０は、専用回線６５を介して端末２０と他の端末の通信の仲介を行うことができる。
基地局４０は、ＧＰＳ受信機４２を有し、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等を受信することができる。
そして、基地局４０は、Ｃ／Ａコードのコードフェーズを算出することができる。基地局４０は、通信電波を、例えば、４つのアンテナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ及び５４ｄを使用して送受信している。４つのアンテナ５４ａ等は、例えば、それぞれ東西南北という４つの異なる方向に通信電波を送信し、端末２０からの通信電波を受信する。なお、通信電波の送信方向を、セルセクタとも呼ぶ。
そして、基地局４０は、通信中の端末２０に対して、どの方向の基地局４０のアンテナからの通信電波を送信しているかについて、認識できるように構成されている。
【００２４】
ここで、端末２０Ａの位置のように周辺に障害物がない場合には、例えば、電波Ｓ３は、端末２０Ａに直接波ｒ２として到達する。
これに対して、端末２０Ｂの位置のように周辺にビル１３Ａ及び１３Ｂのような障害物がある場合には、例えば、電波Ｓ３は、ビル１３Ｂに反射して、間接波（マルチパス）ｒ３として端末２０Ｂに到達する。
マルチパスｒ３の場合、直接波よりも伝播経路が長いから、端末２０Ｂはコードフェーズを直接波の場合よりも長く算出する。この結果、測位位置の精度が劣化する。
【００２５】
（基地局４０の主なハードウエア構成について）
図３は基地局４０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図３に示すように、基地局４０は、バス４２を有する。
【００２６】
このバス４２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４４、記憶装置４６、外部記憶装置４８等が接続されている。記憶装置４６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。外部記憶装置４８は例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。
また、このバス４２には、各種情報等を入力するための入力装置５０、電源装置５２、通信装置５４、ＧＰＳ装置５６、表示装置５８及び時計６０が接続されている。
基地局４０は、時計６０によって、ＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ Ｔｒｉｐ Ｔｉｍｅ）（図１参照）を計測することができる。ＲＴＴは、通信電波が基地局４０と端末２０との間を往復するために必要な時間である。そして、ＲＴＴの２分の１の時間が、基地局４０と端末２０との間を通信電波が伝播する伝播時間である。
【００２７】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図４は端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図４に示すように、端末２０は、バス２２を有する。
【００２８】
このバス２２には、ＣＰＵ２４、記憶装置２６等が接続されている。
また、このバス２２には、各種情報等を入力するための入力装置２８、電源装置３０、通信装置３２、ＧＰＳ装置３４が接続されている。端末２０は、ＧＰＳ装置３４によって、電波Ｓ１等を受信することができる。
また、このバス２２には、各種情報を表示するための表示装置３６が接続されている。
【００２９】
（基地局４０の主なソフトウエア構成について）
図５は、基地局４０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、基地局４０は、各部を制御する制御部２００、図３の通信装置５４に対応する通信部２０２、ＧＰＳ装置５６に対応するＧＰＳ部２０４、表示装置５８に対応する表示部２０６、時計６０に対応する計時部２０８等を有する。
基地局４０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部２１０、各種情報を格納する第２記憶部２５０を有する。
【００３０】
図５に示すように、基地局４０は、第２記憶部２５０に、衛星軌道情報２５２を格納している。衛星軌道情報２５２は、アルマナック２５２ａ及びエフェメリス２５２ｂを含む。アルマナック２５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の概略の軌道を示す情報である。アルマナック２５２ａは、いずれのＧＰＳ衛星１２ａ等の電波Ｓ１等に乗せられた信号からも、デコードして取得することができる。
エフェメリス２５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の精密な軌道を示す情報である。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａのエフェメリス１５２ｂを取得するためには、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信し、デコードして取得する必要がある。
【００３１】
図５に示すように、基地局４０は、第２記憶部２５０に、基地局位置情報２５４を格納している。基地局位置情報２５４は、固定位置に位置する基地局４０の位置を緯度、経度及び高度で示す情報である。
【００３２】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、ＲＴＴ算出プログラム２１２を格納している。ＲＴＴ算出プログラム２１２は、制御部２００が、通信電波が基地局４０と端末２０との間を伝播する伝播時間ＲＴＴを算出するためのプログラムである。ＲＴＴ算出プログラム２１２と制御部２００は、伝播時間算出手段の一例である。
具体的には、制御部２００は、端末２０に対して特定のフレーム（基地局フレームと呼ぶ）を送信し、その基地局フレームに対応して端末２０が送信したフレーム（端末フレームと呼ぶ）を受信する。そして、特定の基地局フレームの送信時刻と、その基地局フレームに対応する端末フレームの受信時刻を計時部２０８によって計測することで、ＲＴＴを算出する。
このように、制御部２００は、通信電波が基地局４０と端末２０との間を往復する往復時間（ＲＴＴ）を算出する構成となっている。
制御部２００は、算出したＲＴＴを示すＲＴＴ情報２５６を第２記憶部２５０に格納する。
【００３３】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、送信方向情報取得プログラム２１４を格納している。送信方向情報取得プログラム２１４は、制御部２００が、通信中の端末２０へ送信している通信電波の送信方向を示す情報を取得するためのプログラムである。
具体的には、制御部２００は、端末２０へ通信電波を送信するために使用しているアンテナ５４ａ等がいずれかを特定することによって、送信方向を特定する。送信方向は、北を０度として、東が９０度、南が１８０度、西が２７０度として示されている。
制御部２００は、送信方向を示す送信方向情報２５８を第２記憶部２５０に格納する。
【００３４】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、衛星信号受信プログラム２１６を格納している。衛星信号受信プログラム２１６は、制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。
具体的には、制御部２００は、アルマナック２５２ａを参照して、現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断し、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、基地局位置Ｐｂを使用する。
【００３５】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、コードフェーズ算出プログラム２１８を格納している。コードフェーズ算出プログラム２１８は、制御部２００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのＣ／Ａコードのコードフェーズを算出するためのプログラムである。
制御部２００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズＣＰｂ１、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズＣＰｂ２、ＧＰＳ衛星１２ｃについてのコードフェーズＣＰｂ３、ＧＰＳ衛星１２ｄについてのコードフェーズＣＰｂ４を算出する。
ここで、基地局４０の電波Ｓ１等の受信環境は、オープンスカイであり、電波Ｓ１等の受信状態は良好であるから、コードフェーズＣＰｂ１等は、マルチパスの影響を受けておらず、極めて精度が高い。なお、コードフェーズＣＰｂ１等を総称してコードフェーズＣＰｂと呼ぶ。
制御部２００は、コードフェーズＣＰｂ１等を示すコードフェーズ情報２６０を第２記憶部２５０に格納する。
【００３６】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、初期位置算出プログラム２２０を格納している。初期位置算出プログラム２２０は、制御部２００が、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出するためのプログラムである。初期位置算出プログラム２２０と制御部２００は、初期位置算出手段の一例である。
初期位置Ｐｉｐは、端末２０が測位における初期推定位置として使用するための位置である。端末２０は、初期位置Ｐｉｐを、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出したり、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等のドップラー偏移を算出するため等に使用する。
【００３７】
図６は、初期位置算出プログラム２２０の説明図である。
制御部１００は、まず、図６の式１によって、端末２０との距離ｄを算出する。通信電波が基地局４０から端末２０へ伝播するまでの伝播時間は、ＲＴＴの２分の１であるから、ＲＴＴの２分の１の時間に通信電波の伝播速度（光速）を乗じることによって、距離ｄを算出することができる。
【００３８】
そして、制御部１００は、基地局位置Ｐｂを基点として、送信方向θへ距離ｄだけ離れた位置を初期位置Ｐｉｐとして算出する。送信方向θは２次元であるから、初期位置Ｐｉｐの高度は高度は基地局位置Ｐｂの高度Ｚｂとする。
制御部２００は、算出した初期位置Ｐｉｐ（Ｘｉｐ，Ｙｉｐ，Ｚｉｐ）を示す初期位置情報２６２を第２記憶部２５０に格納する。上述のように、高度Ｚｉｐは基地局位置Ｐｂの高度Ｚｂに等しい。
【００３９】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、推定差分算出プログラム２２２を格納している。推定差分算出プログラム２２２は、制御部２００が、基地局４０における特定のＧＰＳ衛星のコードフェーズと、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズとの推定差分ＣＰｄｉｆを算出するためのプログラムである。推定差分算出プログラム２２２と制御部２００は、推定差分算出手段の一例である。
【００４０】
図７は、推定差分算出プログラム２２２の説明図である。
制御部２００は、図７の式２によって、遅延時間の予想差であるＴｉｍｅｄｉｆを算出する。制御部２００は、エフェメリス２５２ｂを参照して現在時刻における例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の衛星位置Ｐｓ（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）を算出する。そして、衛星位置Ｐｓと基地局位置Ｐｂとの距離と、衛星位置Ｐｓと端末２０の初期位置Ｐｉｐとの距離との距離差分を算出する。その距離差分を電波Ｓ１等の伝播速度（光速）で除することによって、遅延時間の予想差Ｔｉｍｅｄｉｆを算出する。予想差Ｔｉｍｅｄｉｆの単位は、ミリ秒（ｍｓｅｃ）とする。
【００４１】
上述のように、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このため、Ｔｉｍｅｄｉｆに１，０２３を乗じることによって、推定差分ＣＰｄｉｆを算出することができる。
制御部２００は、算出した推定差分ＣＰｄｉｆを示す推定差分情報２６４を第２記憶部２５０に格納する。
【００４２】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、推定コードフェーズ算出プログラム２２４を格納している。推定コードフェーズ算出プログラム２２４は、制御部２００が、電波Ｓ１等を受信して算出した基地局コードフェーズＣＰｂ等と推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出するためのプログラムである。推定コードフェーズＣＰｉｐは、推定コードフェーズの一例である。
【００４３】
図８は、推定コードフェーズ算出プログラム２２４の説明図である。
制御部１００は、特定のＧＰＳ衛星について、基地局位置Ｐｂにおける仰角ＥＬＶｂが初期位置Ｐｉｐにおける仰角ＥＬＶｉｐよりも大きい場合には、基地局コードフェーズＣＰｂに推定差分ＣＰｄｉｆを加算する式４Ａを使用して、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する。仰角ＥＬＶｂが仰角ＥＬＶｉｐよりも大きいということは、特定の衛星と基地局４０との距離は、その衛星と端末２０との距離よりも短いことを意味する。このため、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は正になるのである。
【００４４】
これに対して、制御部１００は、特定のＧＰＳ衛星について、基地局位置Ｐｂにおける仰角ＥＬＶｂが初期位置Ｐｉｐにおける仰角ＥＬＶｉｐよりも小さい場合には、基地局コードフェーズＣＰｂから推定差分ＣＰｄｉｆを減じる式４Ｂを使用して、推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する。仰角ＥＬＶｂが仰角ＥＬｖｉｐよりも小さいということは、特定の衛星と基地局４０との距離は、その衛星と端末２０との距離よりも長いことを意味する。このため、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は負になるのである。
制御部２００は、算出した推定コードフェーズＣＰｉｐを第２記憶部２５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は、図７の式２の計算過程において判断してもよい。すなわち、図７の式２の計算過程においては、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離と、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離との差分を算出するから、双方の距離を比較することができる。そして、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離が、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離よりも長い場合には、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は負になる。逆に、特定のＧＰＳ衛星と基地局位置Ｐｂとの距離が、そのＧＰＳ衛星と端末２０との距離よりも短い場合には、推定差分ＣＰｄｉｆの符号は正になる。
【００４５】
図５に示すように、基地局４０は、第１記憶部２１０に、補助情報送信プログラム２２６を格納している。補助情報送信プログラム２２６は、制御部２００が、端末２０に対して、初期位置情報２６２と推定コードフェーズ情報２６６を送信するためのプログラムである。補助情報送信プログラム２２６と制御部２００は、補助情報送信手段の一例である。
以上が、基地局４０の主なソフトウエア構成である。
続いて、端末２０の主なソフトウエア構成について説明する。
【００４６】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図９は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図９に示すように、端末２０は、各部を制御する端末制御部１００、図４の通信装置３２に対応する通信部１０２、ＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０４、表示装置３６に対応する表示部１０６等を有する。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００４７】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、衛星軌道情報１５２を、測位のために使用する。
【００４８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星信号受信プログラム１１２を格納している。衛星信号受信プログラム１１２は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から、電波Ｓ１等を受信するためのプログラムである。
衛星信号受信プログラム１１２の内容は、上述の基地局４０の衛星信号受信プログラム２１６と同様であるが、制御部１００は、電波Ｓ１等を受信するための初期位置として、初期位置Ｐｉｐを使用する。すなわち、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出するための基準位置として初期位置Ｐｉｐを使用し、さらに、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの受信周波数を算出するためにも初期位置Ｐｉｐを使用するように構成されている。この受信周波数には、ドップラー偏移を含む。
【００４９】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ算出プログラム１１４を格納している。コードフェーズ算出プログラム１１４は、端末制御部１００が、電波Ｓ１等を受信してＧＰＳ衛星１２ａ等ごとのＣ／Ａコードのコードフェーズを算出するためのプログラムである。コードフェーズ算出プログラム１１４と端末制御部１００は、端末コードフェーズ算出手段の一例である。
端末制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズＣＰｍ１、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズＣＰｍ２、ＧＰＳ衛星１２ｃについてのコードフェーズＣＰｍ３、ＧＰＳ衛星１２ｄについてのコードフェーズＣＰｍ４を算出する。
端末制御部１００は、コードフェーズＣＰｍ１等を示すコードフェーズ情報１５４を第２記憶部１５０に格納する。なお、コードフェーズＣＰｍ１等を総称して端末コードフェーズＣＰｍと呼ぶ。
【００５０】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、補助情報受信プログラム１１６を格納している。補助情報受信プログラム１１６は、端末制御部１００が、基地局４０から初期位置情報２６２（図５参照）と推定コードフェーズ情報２６６（図５参照）を受信するためのプログラムである。
端末制御部１００は、受信した初期位置情報２６２を初期位置情報１５６として第２記憶部１５０に格納する。また、端末制御部１００は、受信した推定コードフェーズ情報２６６を推定コードフェーズ情報１５８として第２記憶部１５０に格納する。
【００５１】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ差分算出プログラム１１８を格納している。コードフェーズ差分算出プログラム１１８は、端末制御部２００が、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出するためのプログラムである。コードフェーズ差分ＣＰｅｒは、コードフェーズ差分の一例である。コードフェーズ差分算出プログラム１１８と端末制御部２００は、コードフェーズ差分算出手段の一例である。
【００５２】
図１０は、コードフェーズ差分算出プログラム１１８の説明図である。
端末制御部１００は、図１０（ａ）に示すように、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍの差分を算出して、その絶対値をとる式５によって、コードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する。
端末制御部１００は、図１０（ｂ）に示すように、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、コードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについてのコードフェーズ差分Ｃｐｅｒａはｃ１チップであり、ＧＰＳ衛星１２ｂについてのコードフェーズ差分Ｃｐｅｒａはｃ２チップである。
端末制御部１００は、算出したコードフェーズ差分ＣＰｅｒを示すコードフェーズ差分情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００５３】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１２０を格納している。測位プログラム１２０は、端末制御部１００が、コードフェーズ差分ＣＰｅｒに応じて、推定コードフェーズＣＰｉｐ又は端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行うためのプログラムである。測位プログラム１２０と端末制御部１００は、測位手段の一例である。
【００５４】
図１１は、測位プログラム１２０の説明図である。
図１１（ａ）に示すように、端末制御部１００は、コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α未満の衛星については、端末コードフェーズＣＰｍを使用する。コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α未満であれば、そのＧＰＳ衛星からの電波Ｓ１等はマルチパスではないと考えられるから、制御部１００は、実際に信号Ｓ１等を受信して算出した端末コードフェーズＣＰｍを使用するのである。閾値αは、初期位置Ｐｉｐの精度に応じて、マルチパスを判定することができるような値として規定されている。
本実施の形態の閾値αは、例えば、２チップ（ｃｈｉｐ）である。Ｃ／Ａコードは１，０２３チップで構成されるが、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍが２チップ以上ずれた場合には、端末コードフェーズＣＰｍがマルチパスの信号によって算出されたと判断するのである。
なお、閾値αは、初期位置Ｐｉｐの精度が高いほど、小さく設定することができる。そして、初期位置ＰｉｐはＲＴＴと通信電波の送信方向によって規定されるから、例えば、送信方向が詳細にわかっているほど、初期位置Ｐｉｐの精度は高くなる。このため、本実施の形態とは異なり、送信方向が８方向（北、北東、東、南東、南、南西、西、北西）であれば閾値αを１．５チップとし、送信方向が１６方向であれば閾値αを１チップととすることができる。初期位置Ｐｉｐの精度が高く、閾値αを小さく設定するほど、端末コードフェーズＣＰｍがマルチパスの影響を受けているか否かを精度よく判断することができる。
【００５５】
これに対して、端末制御部１００は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α以上の衛星については、端末コードフェーズＣＰｍを使用する。コードフェーズ差分Ｃｐｅｒが閾値α以上であれば、そのＧＰＳ衛星からの電波Ｓ１等はマルチパスであると考えられるから、制御部１００は、推定コードフェーズＣＰｉｐを使用するのである。
【００５６】
例えば、制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄを使用して測位する場合であって、ＧＰＳ衛星１２ｃに対応するコードフェーズ差分ＣＰｅｒだけが閾値α以上である場合には、図１１（ｂ）に示すように、端末コードフェーズＣＰｍａ，ＣＰｍｂ，ＣＰｍｄ及び推定コードフェーズＣＰｉｐｃを使用して測位を行う。
端末制御部１００は、算出した測位位置Ｐ１を示す測位位置情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００５７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１２２を格納している。測位位置出力プログラム１２２は、端末制御部１００が、測位位置Ｐ１を表示装置３６（図４参照）に表示するためのプログラムである。
【００５８】
測位システム１０は、上述のように構成されている。
上述のように、基地局４０は、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出することができる。
そして、基地局４０は、推定差分ＣＰｄｉｆを算出することができる。
さらに、基地局４０は、電波Ｓ１等に基づいて算出したコードフェーズＣＰｂと推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおける推定コードフェーズＣＰｉｐを算出することができる。
一方、端末２０は、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出することができる。ここで、端末２０は、初期位置Ｐｉｐを使用してＣ／Ａコードを乗せた電波Ｓ１等のドップラー偏移を予想することができるから、効率的にＣ／Ａコードを受信することができ、迅速に端末コードフェーズＣＰｍを算出することができる。
そして、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒに応じて、推定コードフェーズＣＰｉｐ又は端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行うことができる。
例えば、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒがマルチパスを示すほど大きい場合には、推定コードフェーズＣＰｉｐを使用して測位を行うことができる。推定コードフェーズＣＰｉｐは、基地局４０におけるコードフェーズではなくて、端末２０の初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズであると推定されたコードフェーズである。すなわち、初期位置Ｐｉｐは、基地局４０の位置よりも、端末２０の真の位置に近い。
このため、推定コードフェーズＣＰｉｐは、基地局コードフェーズＣＰｂよりも、端末２０の真のコードフェーズに近い。
これにより、測位システム２０によれば、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
さらに、初期位置Ｐｉｐは、基地局４０の位置よりも端末２０の真の位置に近いから、測位演算の過程で計算結果の収束が早くなる。すなわち、ＴＴＦＦ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｆｉｒｓｔ Ｆｉｘ）が短くなる。
【００５９】
以上が本実施の形態に係る測位システム１０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１２及び図１３を使用して説明する。
図１２及び図１３は測位システム１０の動作例を示す概略フローチャートである。
まず、基地局４０が、端末２０との間のＲＴＴを算出する（図１２のステップＳＴ１）続いて、基地局４０が、送信方向情報を取得する（ステップＳＴ２）。
【００６０】
続いて、基地局４０は、電波Ｓ１等を受信し、コードフェーズＣＰｂを算出する（ステップＳＴ３）。
続いて、基地局４０は、基地局位置Ｐｂ、ＲＴＴ及び送信方向に基づいて、端末２０の初期位置Ｐｉｐを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、初期位置算出ステップの一例である。
【００６１】
続いて、基地局４０は、基地局位置Ｐｂにおけるコードフェーズと初期位置Ｐｉｐにおけるコードフェーズの推定差分CＰｄｉｆを算出する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、推定差分算出ステップの一例である。
続いて、基地局４０は、基地局コードフェーズＣＰｂと推定差分ＣＰｄｉｆに基づいて、初期位置Ｐｉｐにおける推定コードフェーズＣＰｉｐを算出する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、推定コードフェーズ算出ステップの一例である。
【００６２】
続いて、基地局４０は、端末２０に対して、初期位置情報２６２（図５参照）と推定コードフェーズ情報２６６（図５参照）を送信する（ステップＳＴ７）。このステップST７は、補助情報送信ステップの一例である。
【００６３】
一方、端末２０は、基地局４０から初期位置情報２６２と推定コードフェーズ情報２６６を受信する（図１３のステップＳT８）。端末２０は、初期位置情報２６２を初期位置情報１５６として、推定コードフェーズ情報２６６を推定コードフェーズ情報１５８として第２記憶部１５０に格納する。
【００６４】
続いて、端末２０は、初期位置Ｐｉｐを使用して、電波Ｓ１等に乗せられたＣ／Ａコードを受信する（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、端末コードフェーズＣＰｍを算出する（ステップＳＴ１０）。
【００６５】
続いて、端末２０は、推定コードフェーズＣＰｉｐと端末コードフェーズＣＰｍとのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出する（ステップＳＴ１１）。
続いて、端末２０は、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α以上の衛星については推定コードフェーズＣＰｉｐを使用し、コードフェーズ差分ＣＰｅｒが閾値α未満の衛星については端末コードフェーズＣＰｍを使用して測位を行う（ステップＳＴ１２）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐ１を出力する（ステップＳＴ１３）。
以上のステップによって、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態における端末２０Ｘ及び基地局４０Ｘの構成は、それぞれ上記第１の実施の形態の端末２０及び基地局４０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
第２の実施形態においては、第１の実施形態の基地局４０が有する多くの機能を端末２０Ｘが有する。これにより、通信基地局に大幅な改変を加えることなく、マルチパスを判断し、マルチパスの場合には通信基地局におけるコードフェーズを使用するよりも精度よく測位することができる。
【００６７】
図１４は、基地局４０Ｘの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１４に示すように、基地局４０Ｘは、第１の実施形態の基地局４０（図５参照）と異なり、ＲＴＴ算出プログラム２１２、初期位置算出プログラム２２０、推定差分算出プログラム２２２、推定コードフェーズ算出プログラム２２４及び補助情報送信プログラム２２６を有さない。
そして、基地局４０Ｘは、第１記憶部１５０に、基礎情報送信プログラム２２８を格納している。基礎情報送信プログラム２２８は、制御部２００が、端末２０Ｘに対して、基地局位置情報２５４、送信方向情報２５８及びコードフェーズ情報２６０を送信するためのプログラムである。
【００６８】
図１５は、端末２０Ｘの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第２の実施形態の端末２０（図９参照）と異なり、補助情報受信プログラム１１６を有さない。
そして、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、基礎情報受信プログラム１２４を格納している。基礎情報受信プログラム１２４は、端末制御部１００が、基地局４０Ｘから基地局位置情報２５４、送信方向情報２５８及びコードフェーズ情報２６０を受信するためのプログラムである。基礎情報受信プログラム１２４と端末制御部１００は、基地局位置情報取得手段の一例であり、送信方向取得手段の一例であり、基地局コードフェーズ取得手段の一例でもある。
端末制御部２００は、基地局位置情報２５４に含まれる基地局位置Ｐｂ、送信方向情報２５８に含まれる送信方向、及びコードフェーズ情報２６０に含まれる基地局コードフェーズＣＰｂを基礎情報１６４として第２記憶部１５０に格納する。
【００６９】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、ＲＴＴ算出プログラム１２６を格納している。ＲＴＴ算出プログラム１２６の内容は、基地局４０のＲＴＴ算出プログラム２１２（図５参照）と同様である。ＲＴＴ算出プログラム１２６と端末制御部１００は、伝播時間算出手段の一例である。
具体的には、端末制御部１００は、基地局４０Xに対して特定のフレーム（端末フレームと呼ぶ）を送信し、その端末フレームに対応して基地局４０Xが送信したフレーム（基地局フレームと呼ぶ）を受信する。そして、特定の端末フレームの送信時刻と、その端末フレームに対応する基地局フレームの受信時刻を計測することで、ＲＴＴを算出する。
【００７０】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、初期位置算出プログラム１２８を格納している。初期位置算出プログラム１２８の内容は、基地局４０の初期位置算出プログラム２２０（図５参照）と同様である。初期位置算出プログラム１２８と端末制御部１００は、初期位置算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した初期位置Ｐｉｐを示す初期位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、複数の基地局４０Ｘから信号を受信して、その信号に基づいて、初期位置Ｐｉｐを算出するようにしてもよい。
【００７１】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、推定差分算出プログラム１３０を格納している。推定差分算出プログラム１３０の内容は、基地局４０の推定差分算出プログラム２２２（図５参照）と同様である。推定差分算出プログラム１３０と端末制御部１００は、推定差分算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した推定差分ＣＰｄｉｆを示す推定差分情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
【００７２】
図１５に示すように、端末２０Ｘは、第１記憶部１５０に、推定コードフェーズ算出プログラム１３２を格納している。推定コードフェーズ算出プログラム１３２の内容は、基地局４０の推定コードフェーズ算出プログラム２２４（図５参照）と同様である。推定コードフェーズ算出プログラム１３２と端末制御部１００は、推定コードフェーズ算出手段の一例である。
端末制御部１００は、算出した推定コードフェーズＣＰｉｐを示す推定コードフェーズ情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
このように、第２の実施形態においては、端末２０Ｘが、初期位置Ｐｉｐ及び推定コードフェーズＣＰｉｐを算出するようになっている。
【００７３】
（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の初期位置算出ステップと、推定差分算出ステップと、推定コードフェーズ算出ステップと、補助情報送信ステップ等を実行させるための通信基地局の制御プログラムとすることができる。
また、このような通信基地局の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【００７４】
これら通信基地局の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【００７５】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
例えば、第１の実施形態とは異なり、基地局４０が端末２０から端末コードフェーズＣＰｍを受信してコードフェーズ差分ＣＰｅｒを算出し、さらに、そのコードフェーズ差分ＣＰｅｒを閾値αと比較してもよい。そして、端末２０に対して、測位に使用する端末コードフェーズＣＰｍ又は推定コードフェーズＣＰｉｐを送信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態の測位システムを示す概略図である。
【図２】測位方法を示す概念図である。
【図３】基地局の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図４】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図５】基地局の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図６】初期位置算出プログラムの説明図である。
【図７】推定差分算出プログラムの説明図である。
【図８】推定コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図９】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１０】コードフェーズ差分算出プログラムの説明図である。
【図１１】測位プログラムの説明図である。
【図１２】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１３】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１４】基地局の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１５】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７７】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ・・・ＧＰＳ衛星、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｘ・・・端末、４０，４０Ｘ・・・基地局、１１２・・・衛星信号受信プログラム、１１４・・・コードフェーズ算出プログラム、１１６・・・補助情報受信プログラム、１１８・・・コードフェーズ差分算出プログラム、１２０・・・測位プログラム、１２２・・・測位位置出力プログラム、２１２・・・ＲＴＴ算出プログラム、２１４・・・送信方向情報取得プログラム、２１６・・・衛星信号受信プログラム、２１８・・・コードフェーズ算出プログラム、２２０・・・初期位置算出プログラム、２２２・・・推定差分算出プログラム、２２４・・・推定コードフェーズ算出プログラム、２２６・・・補助情報送信プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と、前記測位装置と通信可能な通信基地局を有する測位システムであって、
前記通信基地局は、
前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信手段と、
を有し、
前記測位装置は、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位システム。
【請求項２】
前記通信基地局の前記初期位置算出手段は、
前記通信基地局の位置と、前記測位装置との間を通信電波が伝播する伝播時間と、前記通信電波の送信方向とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、
前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記通信基地局から前記測位装置に送信している通信電波の送信方向を示す送信方向情報を取得する送信方向情報取得手段と、
前記通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、
前記通信基地局との間を通信電波が伝播する伝播時間を算出する伝播時間算出手段と、
前記通信基地局の位置と、前記送信方向と、前記伝播時間とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項４】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、
前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記測位装置と通信可能な通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、
複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項５】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を有することを特徴とする通信基地局の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と、前記測位装置と通信可能な通信基地局を有する測位システムであって、
前記通信基地局は、
前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信手段と、
を有し、
前記測位装置は、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位システム。
【請求項２】
前記通信基地局の前記初期位置算出手段は、
前記通信基地局の位置と、前記測位装置との間を通信電波が伝播する伝播時間と、前記通信電波の送信方向とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、
前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記通信基地局から前記測位装置に送信している通信電波の送信方向を示す送信方向情報を取得する送信方向情報取得手段と、
前記通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、
前記通信基地局との間を通信電波が伝播する伝播時間を算出する伝播時間算出手段と、
前記通信基地局の位置と、前記送信方向と、前記伝播時間とに基づいて、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項４】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置であって、
前記測位装置と通信可能な通信基地局から前記通信基地局の位置を示す基地局位置情報を取得する基地局位置情報取得手段と、
前記測位装置と通信可能な通信基地局が前記衛星信号に基づいて算出した基地局コードフェーズを取得する基地局コードフェーズ取得手段と、
複数の前記通信基地局からの通信電波を利用して初期位置を算出する初期位置算出手段と、
前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出手段と、
前記基地局コードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出手段と、
前記衛星信号に基づいて端末コードフェーズを算出する端末コードフェーズ算出手段と、
前記推定コードフェーズと前記端末コードフェーズとのコードフェーズ差分を算出するコードフェーズ差分算出手段と、
前記コードフェーズ差分に応じて、前記推定コードフェーズ又は前記端末コードフェーズを使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項５】
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を有することを特徴とする通信基地局の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星信号を使用して測位する測位装置と通信可能な通信基地局が、前記測位装置の初期位置を算出する初期位置算出ステップと、
前記通信基地局が、前記通信基地局における前記衛星信号のコードフェーズと、前記初期位置における前記衛星信号のコードフェーズとの推定差分を算出する推定差分算出ステップと、
前記通信基地局が、前記衛星信号に基づいて算出したコードフェーズと前記推定差分に基づいて、前記初期位置における推定コードフェーズを算出する推定コードフェーズ算出ステップと、
前記通信基地局が、前記測位装置に対して、前記初期位置と前記推定コードフェーズを送信する補助情報送信ステップと、
を実行させることを特徴とする通信基地局の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【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２００８−２６１４３（Ｐ２００８−２６１４３Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９８９２１（Ｐ２００６−１９８９２１）
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【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２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【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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