測位信号発信システム
【課題】 走行中の車両において位置を知ることを可能にするシステムを提供する。
【解決手段】 測位信号発信システムは、ＧＰＳアンテナ２３０，２３２，２３４を介してＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置２００，２０２，２０４と、アンテナ２２０，２２２，２２４を介して信号を送信するリピータ２１０，２１２，２１４とにそれぞれ接続されたＧＰＳ信号生成装置２２０，２２２，２２４を含む。各ＧＰＳ信号生成装置は、ＧＰＳ信号の入力を受け付ける通信Ｉ／Ｆと、ＧＰＳ信号生成装置の内部の動作を制御するＣＰＵと、メモリと、クロックと、ＧＰＳ信号に基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成するＧＰＳ信号生成部と、擬似的なＧＰＳ信号を出力する出力Ｉ／Ｆとを含む。
【解決手段】 測位信号発信システムは、ＧＰＳアンテナ２３０，２３２，２３４を介してＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置２００，２０２，２０４と、アンテナ２２０，２２２，２２４を介して信号を送信するリピータ２１０，２１２，２１４とにそれぞれ接続されたＧＰＳ信号生成装置２２０，２２２，２２４を含む。各ＧＰＳ信号生成装置は、ＧＰＳ信号の入力を受け付ける通信Ｉ／Ｆと、ＧＰＳ信号生成装置の内部の動作を制御するＣＰＵと、メモリと、クロックと、ＧＰＳ信号に基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成するＧＰＳ信号生成部と、擬似的なＧＰＳ信号を出力する出力Ｉ／Ｆとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報を生成するための信号を発信する技術に関する。より特定的には、本発明は、定められたルート上を運行する車両の位置の特定を可能にする信号を発信するための測位信号発信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置情報に対するニーズが高まってきている。位置情報を取得するための技術として、たとえば測位システムとして周知であるＧＰＳ（Global Positioning System）は、時刻情報が含まれる信号を送信可能な複数のＧＰＳ衛星により送出されるＧＰＳ信号に基づいて当該信号を受信する通信端末の位置を測位することにより実現される。通信端末は、ＧＰＳ信号を受信可能な携帯電話機、カーナビゲーションシステムに含まれる受信機などを含む。ここで、ＧＰＳとは、アメリカ合衆国の運用によるＧＰＳのみならず、現在欧州連合において運用が検討されているＧａｌｉｌｅｏ、ロシア共和国が運用しているＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）その他の衛星航法システムを含むものとする。
【０００３】
位置情報は、上記ＧＰＳ信号を受信可能な端末において算出したり、あるいは、その信号を他の演算装置に送信して当該装置が算出することにより、取得される。したがって、通信端末がＧＰＳ信号を受信できる環境においては、通信端末の場所を特定することができる。
【０００４】
なお、以上本発明についての従来技術を、出願人の知得した一般的な技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＧＰＳ信号が発信されているエリアにおいても、位置情報の取得のために必要なＧＰＳ信号がすべて受信できない場合には、当該位置情報を取得できない場合がある。たとえば定められたルート上を運行する車両の位置を特定できない場合がある。また、ビル、その他の高層物によって、ＧＰＳ信号の伝播が遮られたり、あるいは、いわゆるマルチパスと称される現象によって、位置情報が取得できなかったり、取得される位置情報の精度が低下する恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、定められたルート上を走行する車両の位置を特定するための測位信号発信システムを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、位置情報の取得をシームレスに実現することができる測位信号発信システムを提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、取得される位置情報の精度の低下を防止することができる測位信号発信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、測位信号発信システムは、定められたルート上を運行する車両と、ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置とを備える。各測位信号生成装置は、少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含む。それぞれの第１の測位信号は、第１の測位信号を発信した衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第１の測位信号に基づいて、第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含む。第２の測位信号は、第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されている。測位信号生成装置は、第２の測位信号を発信する発信手段を含む。車両は、第２の測位信号を受信するための受信手段と、第２の測位信号に基づいて位置情報を算出する算出手段と、位置情報を発信する情報発信手段とを含む。
【００１０】
この発明の他の局面に従うと、測位信号発信システムは、定められたルート上を運行する車両に向けて測位のための信号を発信するためのシステムである。車両は信号を受信して車両の内部に発信する。測位信号発信システムは、ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置を備える。各測位信号生成装置は、少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含む。それぞれの第１の測位信号は、第１の測位信号を発信した衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第１の測位信号に基づいて、第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含む。第２の測位信号は、第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第２の測位信号を発信する発信手段を含む。
【００１１】
好ましくは、受信手段は、符号化された第１の測位信号を受信する。生成手段は、符号化された第１の測位信号を復号化する復号化手段と、第２の識別コードに基づいて復号化された信号を符号化することにより、第２の測位信号を生成する符号化手段とを含む。
【００１２】
好ましくは、測位信号生成装置は、第２の識別コードを格納する記憶手段をさらに備える。符号化手段は、記憶手段に格納されている第２の識別コードに基づいて、第２の測位信号を生成する。
【００１３】
好ましくは、受信手段は、４つの測位信号を受信する。生成手段は、４つの第１の測位信号の各々に基づいて、各第１の測位信号の各々に応じた４つの第２の測位信号を生成する。発信手段は、４つの第２の測位信号をそれぞれ発信する。
【００１４】
好ましくは、車両は、定められたルートを走行する自動車である。各測位信号生成装置は、ルートに沿って配置されている柱に設置されている。
【００１５】
好ましくは、車両は、予め定められた敷地におけるルート上を走行する車両である。
【００１６】
好ましくは、車両は、鉄道の車両である。各測位信号生成装置は、鉄道の架線を支持するための柱に設置されている。
【００１７】
好ましくは、鉄道の架線を支持するための柱は、屋外に配置されている。
【００１８】
好ましくは、各測位信号生成装置間の距離は、発信手段により発信される信号が届く範囲を下回る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る測位信号発信システムによると、定められたルート上を走行する車両は、測位信号を受信することにより、位置情報を取得することができる。したがって、当該位置情報に基づいて、車両の位置を特定することが可能になる。
【００２０】
また、本発明に係る測位信号発信システムによると、車両は、定められたルート上においては位置情報の取得が可能になるため、走行する車両の位置情報をシームレスに取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムについて説明する。図１は、測位信号発信システムを実現するための測位信号発生装置の一態様であるＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４の使用態様を表わす図である。なお、説明の簡略化のため、ＧＰＳ信号発生装置１００について説明するが、当該説明は、ＧＰＳ信号発生装置１０２，１０４についても該当する。
【００２３】
ＧＰＳ信号発生装置１００、１０２，１０４は、鉄道の架線の鉄柱に取り付けられている。具体的には、ＧＰＳ信号発生装置１００は、架線の鉄柱１１０のビームに取り付けられている。車両１４０は、たとえば鉄道の車両である。車両１４０は、ＧＰＳ信号を受信できるアンテナ１４２を備える。したがって、本実施の形態においては、定められたルートとは、鉄道の路線に相当する。
【００２４】
なお、定められたルート上を運行する車両は、鉄道の車両に限られない。たとえば、工場その他の敷地内を走行する公共輸送以外の目的に使用される車両であってもよい。あるいは、路線バスであってもよい。路線バスの場合、以下のＧＰＳ信号発生装置１００はたとえば交差点の信号機の支柱その他の部位、すなわちＧＰＳ信号を恒常的に受信可能な部位に敷設される。
【００２５】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、ＧＰＳ衛星１５０，１５２，１５４，１５６からＧＰＳ信号を受信する機能と出力する機能とを有するＧＰＳ受信装置（後述する）から、信号の入力を受ける。なお、ＧＰＳ信号発生装置１００が受信する信号は、図１に示されるように、４つの衛星から送信される信号とは限らない。ＧＰＳ信号発生装置１００は、たとえば３つの衛星から信号を受信してもよい。また、ＧＰＳ信号発生装置１００が受信する衛星は、いわゆる暦に応じて異なる。したがって、ＧＰＳ信号発生装置１００は、当該暦に応じて定められる受信可能な衛星の信号を受信する。当該暦をあらわすデータは、ＧＰＳ信号発生装置１００に予め格納されている。
【００２６】
さらに、ＧＰＳ信号発生装置１００は、各ＧＰＳ衛星から送信された信号を復号化するための識別コードを用いて復号化する。ＧＰＳ信号発生装置１００は、各ＧＰＳ衛星についての識別コードとは異なる識別コードを用いて、復号化された信号を符号化することにより、ＧＰＳ信号と同一の構成である信号（擬似的なＧＰＳ信号）を生成する（ＰＲＮ３５、ＰＲＮ３６、ＰＲＮ３７、ＰＲＮ３８）。ＧＰＳ信号発生装置１００が擬似的なＧＰＳ信号を出力すると、当該信号は、アンテナを介してそれぞれ発信される。
【００２７】
ＧＰＳ信号発生装置１００による送信可能範囲は、図１において範囲１２０である。また、同様の構成および機能を有するＧＰＳ信号発生装置１０２による送信可能範囲は、範囲１２２である。ここで、ＧＰＳ信号発生装置１００，１０２のそれぞれの送信可能範囲は、たとえば架線の鉄柱１１０，１１２間の距離に基づいて定められる。すなわちこれらの鉄柱の間において、ＧＰＳ信号発生装置１００および１０２のいずれかにより発信された信号が受信できない範囲が生じない程度に、各装置による送信範囲は定められる。したがって、係る鉄柱の間に敷設された線路を走る車両１４０は、確実にいずれかのＧＰＳ信号発生装置により送信された信号を受信することができる。
【００２８】
また、たとえばトンネル１６０がある場合、トンネル１６０の内部において同様に鉄柱１１４にＧＰＳ信号発生装置１０４を設置してもよい。この場合、ＧＰＳ衛星からの信号が受信しにくい場合には、トンネル１６０の外側に受信装置を配置し、当該受信装置により受信された信号をトンネル１６０の内部に伝送してもよい。
【００２９】
図１を再び参照して、ＰＲＮコード３５，３６，３７，３８は、それぞれ予め定められた識別コードにより符号化された擬似的なＧＰＳ信号を表わす。これらの信号は、ＧＰＳ衛星１５０から１５６により送信されるＧＰＳ信号に含まれる識別コードとは全く異なるコードを有する。またＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４は、それぞれ図１に示されるように擬似的なＧＰＳ信号を発信する。
【００３０】
車両１４０は、擬似的なＧＰＳ信号を受信可能なように構成されたＧＰＳ受信装置（図示しない）を備える。このＧＰＳ受信装置は、擬似的なＧＰＳ信号を復調するために予め定められたコードパターンを記憶している。ＧＰＳ受信装置は、当該コードパターンに基づいてアンテナ１４２により受信された信号を復調（再現）する。ＧＰＳ受信装置は、復調された信号に基づいて、位置情報を算出する。この算出は、たとえばＧＰＳ受信装置が予め保有する位置データを用いて行なわれる。このように、車両１４０における位置情報は、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４が有するコードと同一のコードを用いて実現される。なお、ＧＰＳ受信装置のハードウェア構成は周知であるため、ここでは、その説明は繰り返さない。
【００３１】
また、車両１４０が信号の中継器（いわゆるリピータ）と発信機を有する場合には、乗客に測位信号を提供することもできる。たとえば車両１４０に存在する端末（たとえば乗客が保有する携帯電話）が後述する機能を備える場合には、車両１４０の走行中に同一の識別コードを有する信号を継続して受信することができる。
【００３２】
この場合、車両１４０の走行中であっても、当該端末は、位置情報をその信号に基づいて算出する。この場合、たとえば乗客が携帯電話を操作してダイヤル発信した場合に、発信信号に位置情報を付与して送信することができる。この信号を受信する相手は、受信信号に含まれる位置情報に基づいて、乗客の場所を特定することができる。また、走行中の車両１４０の携帯電話から、位置情報を有する信号が継続して発信される場合には、当該信号の受信者は、その携帯電話の位置をトラッキングすることができる。
【００３３】
係る端末の動作は、上記の処理を実行するための回路を予め構成することによりハードウェアの動作として実現することができる。あるいは、各処理を実行するプログラムプロダクトをメモリに記憶させておき、端末が有するＣＰＵに当該プログラムプロダクトを実行させることによっても実現することができる。
【００３４】
図２を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４の接続態様について説明する。図２は、各ＧＰＳ信号発生装置とＧＰＳ受信装置との接続関係を概念的に表わす図である。
【００３５】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、ＧＰＳ受信装置２００に接続されている。ＧＰＳ受信装置２００には、ＧＰＳアンテナ２３０が接続されている。ＧＰＳ信号発生装置１００の出力側には、リピータ２１０が接続されている。リピータ２１０には、アンテナ２２０が接続されている。
【００３６】
ＧＰＳ受信装置２００は、予め準備されたコードパターンに基づいて、ＧＰＳ衛星から信号を受信する。コードパターンは、ＧＰＳ信号を受信するためのデータとして予め定められたビット配列を有するコードをいう。このコードパターンは、たとえば予め入力されてもよいし、ＧＰＳ衛星から最初に受信した信号から取得されてもよい。その信号は、ＧＰＳ信号発生装置１００に送出される。ＧＰＳ信号発生装置１００は、その信号と前述のコードパターンとは別のコードパターンを用いて符号化することにより、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。ＧＰＳ信号発生装置１００は、その信号をリピータ２１０に送出する。
【００３７】
アンテナ２２０は、供給される信号の強度に応じて予め定められた電波の送信可能範囲１２０を有する。したがって、ＧＰＳ信号発生装置１００がリピータ２１０を介して擬似的に生成したＧＰＳ信号を発信すると、その信号は、送信可能範囲１２０の間において伝播される。
【００３８】
なお、ＧＰＳ受信装置２００とＧＰＳ信号発生装置１００とリピータ２００とアンテナ２２０とは、別々に構成されていなくてもよく、一体として構成されていてもよい。
【００３９】
同様に、ＧＰＳ信号発生装置１０２は、ＧＰＳアンテナ２３２が接続されたＧＰＳ受信装置２０２に接続され、ＧＰＳ信号の入力を受ける。ＧＰＳ信号発生装置１０２は、出力側に、リピータ２１２が接続されている。リピータ２１２には、アンテナ２２２が接続されている。ＧＰＳ信号発生装置１０４の接続関係も同様である。
【００４０】
図３を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００について説明する。図３は、ＧＰＳ信号発生装置１００のハードウェア構成を概念的に表わす図である。
【００４１】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、入力Ｉ／Ｆ（Interface）８２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９００と、メモリ９３０と、ＧＰＳ信号生成部３００と、クロック８４２と、出力Ｉ／Ｆ１３０とを含む。
【００４２】
入力Ｉ／Ｆ８２０は、外部からの信号の入力を受け付ける。たとえば、ケーブル（図示しない）が入力Ｉ／Ｆ８２０に接続されている場合には、入力Ｉ／Ｆ８２０は、そのケーブルを介して信号の入力を受ける。あるいは、入力Ｉ／Ｆ８２０が受信アンテナと信号受信装置とによって実現される場合には、入力Ｉ／Ｆ８２０は、電波の形で信号の入力を受けることになる。
【００４３】
ＣＰＵ９００は、予め準備されたデータを格納するためのメモリ（図示しない）と、予め定められた処理を実行するためのプロセッサ（図示しない）とを含む。ＣＰＵ９００は、ＧＰＳ信号発生装置１００を構成する他の要素の動作を制御する。当該動作は、たとえばメモリ９３０へのデータの格納あるいはメモリ９３０からのデータの読み出し、外部からの信号入力を受けて当該信号に応じた処理の実行、ＧＰＳ信号生成部３００の動作等を含む。
【００４４】
クロック８４２は、ＧＰＳ信号発生装置１００の内部時刻を計測して、時刻データをＣＰＵ９００に出力する。ＣＰＵ９００が、外部から入力されるＧＰＳ信号に含まれる時刻データに基づいてクロック８４２の時刻を補正する機能を有する場合には、クロック８４２は、その時刻データに応じて補正される。
【００４５】
ＧＰＳ信号生成部３００は、ＧＰＳ信号発生装置１００に入力されるＧＰＳ信号と予め格納されているデータとに基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成する。ここで擬似的なＧＰＳ信号とは、ＧＰＳ衛星から送出される信号と同一の構成を有し、そして当該ＧＰＳ信号に含まれる当該信号の送信元（たとえばＧＰＳ衛星）を識別するための識別番号とは異なる番号を有するものをいう。したがって、擬似的なＧＰＳ信号がＧＰＳ受信機能を有する装置（たとえば携帯電話）によって受信されると、その装置は、位置情報を算出するための処理を実行することができる。
【００４６】
出力Ｉ／Ｆ１３０は、ＧＰＳ信号生成部３００から送出された信号の入力を受ける。出力Ｉ／Ｆ１３０は、通信ケーブル（図示しない）を介して、リピータ（図示しない）に接続される。当該リピータは、発信機を含む。したがって、擬似的なＧＰＳ信号が出力Ｉ／Ｆ１３０から送出されると、その信号は、リピータの発信機から発信される。
【００４７】
メモリ９３０は、ＧＰＳ信号発生装置１００の動作を制御するためのプログラム、データ等を格納する。当該プログラムは、たとえばＧＰＳ信号発生装置１００の作動状態を定期的に報告するための通信プログラム、あるいは、外部から入力される指令に応じて予め定められた処理を実行するプログラム等を含む。当該処理は、たとえば保守のための検査処理、後述するデータを更新するための処理等を含む。データは、たとえばＧＰＳ信号発生装置１００の動作履歴等を含む。動作履歴は、たとえば受信した信号の送信元であるＧＰＳ衛星を識別する情報、受信日時、送信日時等を含む。識別する情報は、たとえばＣ／Ａ（Coarse and Access）コードであるがその他の符号であってもよい。
【００４８】
図４を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部３００の構成について説明する。図４は、ＧＰＳ信号生成部３００の機能的構成を表わすブロック図である。
【００４９】
ＧＰＳ信号生成部３００は、入力部３１０と、メモリ４００と、擬似信号生成部３３０と、出力部３４０とを含む。入力部３１０は、ＧＰＳ信号発生装置１００に入力されたＧＰＳ信号の入力を受け付ける。この信号は、メモリ４００は、ＧＰＳ信号生成部３００の動作を制御するために必要なデータあるいは後述する擬似信号生成部３３０の処理に必要なデータを格納する。メモリ４００は、たとえば不揮発性のメモリと揮発性のメモリとのいずれか、あるいはいずれをも含んでよい。メモリ４００に格納されるデータについては後述する。
【００５０】
擬似信号生成部３３０は、入力部３１０を介して入力される信号と、メモリ４００から読み出されるデータとに基づいて、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。すなわち、擬似信号生成部３３０は、実際のＧＰＳ信号と識別データとに基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成する。擬似的なＧＰＳ信号は、実際のＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ衛星を識別するためのデータと異なる識別データを有する。このようにすると、擬似的なＧＰＳ信号が受信装置によって受信されても、その信号は、実際のＧＰＳ衛星からの信号とは認識されない。したがって、受信装置による誤認を防止することができる。
【００５１】
また、上記識別データは、予めＧＰＳ衛星の識別データとは異なるデータとして設定されるデータである。したがって、複数のＧＰＳ信号発生装置１００を構成する際に予め初期データとして設定することにより、同一の当該識別データを複数のＧＰＳ信号発生装置１００の各々に対して割り当てることができる。このようにすると、受信装置は、常に、同一の信号発信元から送出された信号として、当該擬似的なＧＰＳ信号を認識することができる。したがって、擬似的なＧＰＳ信号に基づいて算出される位置情報が当該受信装置によって発信される場合、その装置のトラッキングを容易にすることができる。
【００５２】
出力部３４０は、擬似信号生成部３３０によって生成された信号を、ＧＰＳ信号生成部３００の外部に対して出力する。出力された信号は、配線により接続されている出力Ｉ／Ｆ１３０に送出される。
【００５３】
ＧＰＳ信号生成部３００は、たとえば集積回路として１つの基板に形成される。あるいは、ＧＰＳ信号生成部３００は、各機能を実現するためのプログラムとデータとが格納されているメモリと、当該プログラムとデータとに基づいて後述する各処理を実行するためのＣＰＵその他の演算装置とによって、実現してもよい。
【００５４】
図５を参照して、ＧＰＳ信号生成部３００のデータ構造について説明する。図５は、ＧＰＳ信号生成部３００が備えるメモリ４００におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【００５５】
メモリ４００は、データを格納するためのデータエリア４１０〜４７０を含む。ＧＰＳ信号発生装置１００が設置されている位置の情報は、データエリア４１０に格納されている。ＧＰＳ信号発生装置１００の作動が開始された時刻情報は、データエリア４２０に格納されている。
【００５６】
擬似信号生成部３３０が擬似的なＧＰＳ信号を生成するためのデータ、すなわち擬似航法メッセージは、データエリア４３０に格納されている。擬似航法メッセージは、たとばアルマナックデータを含む。ここで、擬似的なＧＰＳ信号とは、ＧＰＳ衛星により送信されるＧＰＳ信号の構成と同様の構成を有する信号をいう。擬似航法メッセージとは、実際のＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージと同様の構成を有するデータをいう。
【００５７】
擬似的なＧＰＳ信号に含まれる送信元を識別するための各識別コードは、それぞれデータエリア４４０〜４７０に格納されている。たとえば第１の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３５」は、データエリア４４０に格納されている。同様に、第２の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３６」は、データエリア４５０に格納されている。第３の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３７」は、データエリア４６０に格納されている。第４の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３８」は、データエリア４７０に格納されている。
【００５８】
なお、上記のデータはあくまで例示のためのものであって、識別コードはこれらに限られない。すなわち、データエリア４４０〜４７０に格納されるデータは、実際のＧＰＳ信号に含まれる識別コード（すなわちＧＰＳ信号を実際に送出する各衛星を識別するためのコード）と異なるデータであればよい。
【００５９】
また、本実施の形態においては、４つの擬似的なＧＰＳ信号が生成される態様が説明されているが、生成される信号の数は、４つに限られない。たとえば３つであってもよい。この場合、３つの擬似的なＧＰＳ信号を生成するために必要な識別データは、３つとなる。
【００６０】
図６を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００が発信する信号について説明する。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれＧＰＳ信号生成部３００により生成された擬似的なＧＰＳ信号の構造を概念的に表わす図である。
【００６１】
ＧＰＳ信号生成部３００が擬似的なＧＰＳ信号の生成のために予め定められた信号生成処理を実行すると、実際のＧＰＳ衛星により送出される信号と同一の構成を有する信号が出力される。ここで、擬似的なＧＰＳ信号と実際の信号との相違は、前述のように、送信元を識別するためのデータとして、実際の衛星を識別するデータとは全く異なるデータが使用されていることである。各信号は、Ｃ／Ａコードと、航法メッセージとを含む。航法メッセージは、たとえばアルマナックを含む。
【００６２】
なお、図６に示される例は、４つの信号が含まれる場合を表わしているが、３つの擬似的な信号が生成されてもよい。
【００６３】
図７を参照して、ＧＰＳ信号発生装置１００の制御構造について説明する。図７は、ＧＰＳ信号発生装置１００の擬似信号生成部３３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。当該手順は、たとえば、各処理を実行するための回路その他のハードウェアにより実現される。あるいは、各処理をソフトウェアの実行として実現してもよい。この場合、各処理は、たとえばＣＰＵが当該ソフトウェアを実行することにより、実現される。
【００６４】
ステップＳ７１０にて、擬似信号生成部３３０は、実際に受信されたＧＰＳ信号の入力を受け付ける。このＧＰＳ信号は、たとえば４つのＧＰＳ衛星からそれぞれ発信されたＧＰＳ信号が受信されたものである。
【００６５】
ステップＳ７２０にて、擬似信号生成部３３０は、入力されたＧＰＳ信号に基づいて、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。４つのＧＰＳ信号が入力された場合には、４つの擬似的なＧＰＳ信号が生成される。
【００６６】
ステップＳ７３０にて、擬似信号生成部３３０は、それぞれの擬似ＧＰＳ信号を出力する。各信号は、出力部３４０を介して信号発生装置３００の外部に送出される。擬似ＧＰＳ信号は、出力Ｉ／Ｆ１３０によって、ケーブルに接続されているリピータ２１０に送信される。リピータ２１０から送出される擬似的なＧＰＳ信号は、アンテナ２２０より発信される（図２）。
【００６７】
これにより、たとえば列車がアンテナ２２０の送信可能範囲１２０を通過する場合、列車は、擬似的なＧＰＳ信号を受信して、位置情報を算出することができる。また、列車が送信装置（図示しない）を使用して、その位置情報を送信することにより、列車の運行を管理するための制御センタは、各車両の位置を容易に特定することができる。
【００６８】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムによると、実際のＧＰＳ信号を受信してその信号に基づいて擬似的なＧＰＳ信号が生成され、その信号が発信される。擬似的な信号が発信される範囲は、予め定められたルート上を運行する車両（たとえば路線バス、あるいは鉄道（工場内を走行する鉄道等を含む）の線路を含む範囲である。擬似的なＧＰＳ信号は、実際のＧＰＳ衛星を識別するデータとは異なるデータを含む。
【００６９】
このようにすると、走行中の車両は、当該範囲を走行する際に、擬似的なＧＰＳ信号を受信することができるため、その信号に基づいて場所を特定することができる。
【００７０】
また、列車が、たとえばトンネル、高層建築物その他電波が反射しやすい場所以外を走行しているとき、当該列車は、マルチパスなどの影響を受けない測位信号を受信することができる。また、その信号の強度は、衛星から直接発信される信号よりも強く出力され得る。したがって、このような場合には、列車の位置情報の精度の低下を防止することができる。
【００７１】
なお、上述の実施の形態においては、ＧＰＳ受信装置２００とＧＰＳ信号発生装置１００とリピータ２１０とは別々に構成されているが（図２参照）、１つの装置として構成されてもよい。係る場合、測位信号発生装置１００は、アンテナを介して実際のＧＰＳ信号を受信するための受信回路と、その信号に基づいて生成された擬似的な信号を発信するための発信回路とをさらに備えることになる。
【００７２】
また、ＧＰＳ信号発生装置１００は、各鉄柱のすべてに設置されなくてもよい。たとえばＧＰＳ信号発生装置１００から発信される電波の届く範囲が鉄道の路線上において漏れなく実現される場合には、ＧＰＳ信号発生装置１００は、数本の鉄柱おきに設置されてもよい。
【００７３】
また、本実施の形態においては、ＧＰＳ信号発生装置が設置される場所として鉄道用架線の鉄柱が示されているが、設置場所は、これに限られない。たとえば道路において、信号の鉄柱にＧＰＳ信号発生装置が設置されてもよい。特に、高層ビルが林立する都市部においては、各信号機に装着されているＧＰＳ信号発生装置による信号に基づいて位置情報を算出することができる。この場合も、その受信端末が発信動作を行なった場合に、位置情報を併せて送信することが可能になるため、たとえば緊急通報などにおいても、発信場所を確実に通知することができる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、ＧＰＳ信号発生装置は実際のＧＰＳ信号が受信可能な場所に配置されているが、実際のＧＰＳ信号を直接受信可能な場所に配置されなくてもよい。たとえば地下鉄の路線に沿って配置されてもよい。この場合、実際のＧＰＳ信号を受信可能な受信装置から伝送された信号に基づいて、擬似的なＧＰＳ信号が生成されることになる。これにより、例えば地下鉄の線路上における位置を通知することができる。
【００７５】
また、カーナビゲーションシステムを備える自動車において、携帯電話のＧＰＳ受信機能が走行中の自動車では使用できない場合には、当該カーナビゲーションシステムに、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００を装着してもよい。このようにすると、たとえば走行中であっても、カーナビゲーションシステムからの情報に限られることなく、携帯電話の発信者の位置を通知することができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムを実現するＧＰＳ信号発生装置の使用態様を表わす図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置とＧＰＳ受信装置との接続関係を概念的に表わす図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置のハードウェア構成を概念的に表わす図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部の機能的構成を表わすブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部が備えるメモリにおけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置が発信する信号の構造を概念的に表わす図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置の擬似信号生成部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００，１０２，１０４ ＧＰＳ信号発生装置、１１０，１１２，１１４ 鉄柱、１３０ 出力Ｉ／Ｆ、１５０，１５２，１５４，１５６ ＧＰＳ衛星、１４０ 車両、１４２ アンテナ、１６０ トンネル、２００ ＧＰＳ受信装置、１４４，２１０，２１２ リピータ、２２０，２２２ アンテナ、３００ ＧＰＳ信号生成部、３１０ 入力部、３３０ 擬似信号生成部、３４０ 出力部、８２０ 入力Ｉ／Ｆ、８４２ クロック、９００ ＣＰＵ、９３０ メモリ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報を生成するための信号を発信する技術に関する。より特定的には、本発明は、定められたルート上を運行する車両の位置の特定を可能にする信号を発信するための測位信号発信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
位置情報に対するニーズが高まってきている。位置情報を取得するための技術として、たとえば測位システムとして周知であるＧＰＳ（Global Positioning System）は、時刻情報が含まれる信号を送信可能な複数のＧＰＳ衛星により送出されるＧＰＳ信号に基づいて当該信号を受信する通信端末の位置を測位することにより実現される。通信端末は、ＧＰＳ信号を受信可能な携帯電話機、カーナビゲーションシステムに含まれる受信機などを含む。ここで、ＧＰＳとは、アメリカ合衆国の運用によるＧＰＳのみならず、現在欧州連合において運用が検討されているＧａｌｉｌｅｏ、ロシア共和国が運用しているＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）その他の衛星航法システムを含むものとする。
【０００３】
位置情報は、上記ＧＰＳ信号を受信可能な端末において算出したり、あるいは、その信号を他の演算装置に送信して当該装置が算出することにより、取得される。したがって、通信端末がＧＰＳ信号を受信できる環境においては、通信端末の場所を特定することができる。
【０００４】
なお、以上本発明についての従来技術を、出願人の知得した一般的な技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＧＰＳ信号が発信されているエリアにおいても、位置情報の取得のために必要なＧＰＳ信号がすべて受信できない場合には、当該位置情報を取得できない場合がある。たとえば定められたルート上を運行する車両の位置を特定できない場合がある。また、ビル、その他の高層物によって、ＧＰＳ信号の伝播が遮られたり、あるいは、いわゆるマルチパスと称される現象によって、位置情報が取得できなかったり、取得される位置情報の精度が低下する恐れがあった。
【０００６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、定められたルート上を走行する車両の位置を特定するための測位信号発信システムを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、位置情報の取得をシームレスに実現することができる測位信号発信システムを提供することである。
【０００８】
本発明のさらに他の目的は、取得される位置情報の精度の低下を防止することができる測位信号発信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、測位信号発信システムは、定められたルート上を運行する車両と、ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置とを備える。各測位信号生成装置は、少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含む。それぞれの第１の測位信号は、第１の測位信号を発信した衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第１の測位信号に基づいて、第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含む。第２の測位信号は、第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されている。測位信号生成装置は、第２の測位信号を発信する発信手段を含む。車両は、第２の測位信号を受信するための受信手段と、第２の測位信号に基づいて位置情報を算出する算出手段と、位置情報を発信する情報発信手段とを含む。
【００１０】
この発明の他の局面に従うと、測位信号発信システムは、定められたルート上を運行する車両に向けて測位のための信号を発信するためのシステムである。車両は信号を受信して車両の内部に発信する。測位信号発信システムは、ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置を備える。各測位信号生成装置は、少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含む。それぞれの第１の測位信号は、第１の測位信号を発信した衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第１の測位信号に基づいて、第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含む。第２の測位信号は、第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されている。各測位信号生成装置は、第２の測位信号を発信する発信手段を含む。
【００１１】
好ましくは、受信手段は、符号化された第１の測位信号を受信する。生成手段は、符号化された第１の測位信号を復号化する復号化手段と、第２の識別コードに基づいて復号化された信号を符号化することにより、第２の測位信号を生成する符号化手段とを含む。
【００１２】
好ましくは、測位信号生成装置は、第２の識別コードを格納する記憶手段をさらに備える。符号化手段は、記憶手段に格納されている第２の識別コードに基づいて、第２の測位信号を生成する。
【００１３】
好ましくは、受信手段は、４つの測位信号を受信する。生成手段は、４つの第１の測位信号の各々に基づいて、各第１の測位信号の各々に応じた４つの第２の測位信号を生成する。発信手段は、４つの第２の測位信号をそれぞれ発信する。
【００１４】
好ましくは、車両は、定められたルートを走行する自動車である。各測位信号生成装置は、ルートに沿って配置されている柱に設置されている。
【００１５】
好ましくは、車両は、予め定められた敷地におけるルート上を走行する車両である。
【００１６】
好ましくは、車両は、鉄道の車両である。各測位信号生成装置は、鉄道の架線を支持するための柱に設置されている。
【００１７】
好ましくは、鉄道の架線を支持するための柱は、屋外に配置されている。
【００１８】
好ましくは、各測位信号生成装置間の距離は、発信手段により発信される信号が届く範囲を下回る。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る測位信号発信システムによると、定められたルート上を走行する車両は、測位信号を受信することにより、位置情報を取得することができる。したがって、当該位置情報に基づいて、車両の位置を特定することが可能になる。
【００２０】
また、本発明に係る測位信号発信システムによると、車両は、定められたルート上においては位置情報の取得が可能になるため、走行する車両の位置情報をシームレスに取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムについて説明する。図１は、測位信号発信システムを実現するための測位信号発生装置の一態様であるＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４の使用態様を表わす図である。なお、説明の簡略化のため、ＧＰＳ信号発生装置１００について説明するが、当該説明は、ＧＰＳ信号発生装置１０２，１０４についても該当する。
【００２３】
ＧＰＳ信号発生装置１００、１０２，１０４は、鉄道の架線の鉄柱に取り付けられている。具体的には、ＧＰＳ信号発生装置１００は、架線の鉄柱１１０のビームに取り付けられている。車両１４０は、たとえば鉄道の車両である。車両１４０は、ＧＰＳ信号を受信できるアンテナ１４２を備える。したがって、本実施の形態においては、定められたルートとは、鉄道の路線に相当する。
【００２４】
なお、定められたルート上を運行する車両は、鉄道の車両に限られない。たとえば、工場その他の敷地内を走行する公共輸送以外の目的に使用される車両であってもよい。あるいは、路線バスであってもよい。路線バスの場合、以下のＧＰＳ信号発生装置１００はたとえば交差点の信号機の支柱その他の部位、すなわちＧＰＳ信号を恒常的に受信可能な部位に敷設される。
【００２５】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、ＧＰＳ衛星１５０，１５２，１５４，１５６からＧＰＳ信号を受信する機能と出力する機能とを有するＧＰＳ受信装置（後述する）から、信号の入力を受ける。なお、ＧＰＳ信号発生装置１００が受信する信号は、図１に示されるように、４つの衛星から送信される信号とは限らない。ＧＰＳ信号発生装置１００は、たとえば３つの衛星から信号を受信してもよい。また、ＧＰＳ信号発生装置１００が受信する衛星は、いわゆる暦に応じて異なる。したがって、ＧＰＳ信号発生装置１００は、当該暦に応じて定められる受信可能な衛星の信号を受信する。当該暦をあらわすデータは、ＧＰＳ信号発生装置１００に予め格納されている。
【００２６】
さらに、ＧＰＳ信号発生装置１００は、各ＧＰＳ衛星から送信された信号を復号化するための識別コードを用いて復号化する。ＧＰＳ信号発生装置１００は、各ＧＰＳ衛星についての識別コードとは異なる識別コードを用いて、復号化された信号を符号化することにより、ＧＰＳ信号と同一の構成である信号（擬似的なＧＰＳ信号）を生成する（ＰＲＮ３５、ＰＲＮ３６、ＰＲＮ３７、ＰＲＮ３８）。ＧＰＳ信号発生装置１００が擬似的なＧＰＳ信号を出力すると、当該信号は、アンテナを介してそれぞれ発信される。
【００２７】
ＧＰＳ信号発生装置１００による送信可能範囲は、図１において範囲１２０である。また、同様の構成および機能を有するＧＰＳ信号発生装置１０２による送信可能範囲は、範囲１２２である。ここで、ＧＰＳ信号発生装置１００，１０２のそれぞれの送信可能範囲は、たとえば架線の鉄柱１１０，１１２間の距離に基づいて定められる。すなわちこれらの鉄柱の間において、ＧＰＳ信号発生装置１００および１０２のいずれかにより発信された信号が受信できない範囲が生じない程度に、各装置による送信範囲は定められる。したがって、係る鉄柱の間に敷設された線路を走る車両１４０は、確実にいずれかのＧＰＳ信号発生装置により送信された信号を受信することができる。
【００２８】
また、たとえばトンネル１６０がある場合、トンネル１６０の内部において同様に鉄柱１１４にＧＰＳ信号発生装置１０４を設置してもよい。この場合、ＧＰＳ衛星からの信号が受信しにくい場合には、トンネル１６０の外側に受信装置を配置し、当該受信装置により受信された信号をトンネル１６０の内部に伝送してもよい。
【００２９】
図１を再び参照して、ＰＲＮコード３５，３６，３７，３８は、それぞれ予め定められた識別コードにより符号化された擬似的なＧＰＳ信号を表わす。これらの信号は、ＧＰＳ衛星１５０から１５６により送信されるＧＰＳ信号に含まれる識別コードとは全く異なるコードを有する。またＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４は、それぞれ図１に示されるように擬似的なＧＰＳ信号を発信する。
【００３０】
車両１４０は、擬似的なＧＰＳ信号を受信可能なように構成されたＧＰＳ受信装置（図示しない）を備える。このＧＰＳ受信装置は、擬似的なＧＰＳ信号を復調するために予め定められたコードパターンを記憶している。ＧＰＳ受信装置は、当該コードパターンに基づいてアンテナ１４２により受信された信号を復調（再現）する。ＧＰＳ受信装置は、復調された信号に基づいて、位置情報を算出する。この算出は、たとえばＧＰＳ受信装置が予め保有する位置データを用いて行なわれる。このように、車両１４０における位置情報は、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４が有するコードと同一のコードを用いて実現される。なお、ＧＰＳ受信装置のハードウェア構成は周知であるため、ここでは、その説明は繰り返さない。
【００３１】
また、車両１４０が信号の中継器（いわゆるリピータ）と発信機を有する場合には、乗客に測位信号を提供することもできる。たとえば車両１４０に存在する端末（たとえば乗客が保有する携帯電話）が後述する機能を備える場合には、車両１４０の走行中に同一の識別コードを有する信号を継続して受信することができる。
【００３２】
この場合、車両１４０の走行中であっても、当該端末は、位置情報をその信号に基づいて算出する。この場合、たとえば乗客が携帯電話を操作してダイヤル発信した場合に、発信信号に位置情報を付与して送信することができる。この信号を受信する相手は、受信信号に含まれる位置情報に基づいて、乗客の場所を特定することができる。また、走行中の車両１４０の携帯電話から、位置情報を有する信号が継続して発信される場合には、当該信号の受信者は、その携帯電話の位置をトラッキングすることができる。
【００３３】
係る端末の動作は、上記の処理を実行するための回路を予め構成することによりハードウェアの動作として実現することができる。あるいは、各処理を実行するプログラムプロダクトをメモリに記憶させておき、端末が有するＣＰＵに当該プログラムプロダクトを実行させることによっても実現することができる。
【００３４】
図２を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００，１０２，１０４の接続態様について説明する。図２は、各ＧＰＳ信号発生装置とＧＰＳ受信装置との接続関係を概念的に表わす図である。
【００３５】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、ＧＰＳ受信装置２００に接続されている。ＧＰＳ受信装置２００には、ＧＰＳアンテナ２３０が接続されている。ＧＰＳ信号発生装置１００の出力側には、リピータ２１０が接続されている。リピータ２１０には、アンテナ２２０が接続されている。
【００３６】
ＧＰＳ受信装置２００は、予め準備されたコードパターンに基づいて、ＧＰＳ衛星から信号を受信する。コードパターンは、ＧＰＳ信号を受信するためのデータとして予め定められたビット配列を有するコードをいう。このコードパターンは、たとえば予め入力されてもよいし、ＧＰＳ衛星から最初に受信した信号から取得されてもよい。その信号は、ＧＰＳ信号発生装置１００に送出される。ＧＰＳ信号発生装置１００は、その信号と前述のコードパターンとは別のコードパターンを用いて符号化することにより、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。ＧＰＳ信号発生装置１００は、その信号をリピータ２１０に送出する。
【００３７】
アンテナ２２０は、供給される信号の強度に応じて予め定められた電波の送信可能範囲１２０を有する。したがって、ＧＰＳ信号発生装置１００がリピータ２１０を介して擬似的に生成したＧＰＳ信号を発信すると、その信号は、送信可能範囲１２０の間において伝播される。
【００３８】
なお、ＧＰＳ受信装置２００とＧＰＳ信号発生装置１００とリピータ２００とアンテナ２２０とは、別々に構成されていなくてもよく、一体として構成されていてもよい。
【００３９】
同様に、ＧＰＳ信号発生装置１０２は、ＧＰＳアンテナ２３２が接続されたＧＰＳ受信装置２０２に接続され、ＧＰＳ信号の入力を受ける。ＧＰＳ信号発生装置１０２は、出力側に、リピータ２１２が接続されている。リピータ２１２には、アンテナ２２２が接続されている。ＧＰＳ信号発生装置１０４の接続関係も同様である。
【００４０】
図３を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００について説明する。図３は、ＧＰＳ信号発生装置１００のハードウェア構成を概念的に表わす図である。
【００４１】
ＧＰＳ信号発生装置１００は、入力Ｉ／Ｆ（Interface）８２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９００と、メモリ９３０と、ＧＰＳ信号生成部３００と、クロック８４２と、出力Ｉ／Ｆ１３０とを含む。
【００４２】
入力Ｉ／Ｆ８２０は、外部からの信号の入力を受け付ける。たとえば、ケーブル（図示しない）が入力Ｉ／Ｆ８２０に接続されている場合には、入力Ｉ／Ｆ８２０は、そのケーブルを介して信号の入力を受ける。あるいは、入力Ｉ／Ｆ８２０が受信アンテナと信号受信装置とによって実現される場合には、入力Ｉ／Ｆ８２０は、電波の形で信号の入力を受けることになる。
【００４３】
ＣＰＵ９００は、予め準備されたデータを格納するためのメモリ（図示しない）と、予め定められた処理を実行するためのプロセッサ（図示しない）とを含む。ＣＰＵ９００は、ＧＰＳ信号発生装置１００を構成する他の要素の動作を制御する。当該動作は、たとえばメモリ９３０へのデータの格納あるいはメモリ９３０からのデータの読み出し、外部からの信号入力を受けて当該信号に応じた処理の実行、ＧＰＳ信号生成部３００の動作等を含む。
【００４４】
クロック８４２は、ＧＰＳ信号発生装置１００の内部時刻を計測して、時刻データをＣＰＵ９００に出力する。ＣＰＵ９００が、外部から入力されるＧＰＳ信号に含まれる時刻データに基づいてクロック８４２の時刻を補正する機能を有する場合には、クロック８４２は、その時刻データに応じて補正される。
【００４５】
ＧＰＳ信号生成部３００は、ＧＰＳ信号発生装置１００に入力されるＧＰＳ信号と予め格納されているデータとに基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成する。ここで擬似的なＧＰＳ信号とは、ＧＰＳ衛星から送出される信号と同一の構成を有し、そして当該ＧＰＳ信号に含まれる当該信号の送信元（たとえばＧＰＳ衛星）を識別するための識別番号とは異なる番号を有するものをいう。したがって、擬似的なＧＰＳ信号がＧＰＳ受信機能を有する装置（たとえば携帯電話）によって受信されると、その装置は、位置情報を算出するための処理を実行することができる。
【００４６】
出力Ｉ／Ｆ１３０は、ＧＰＳ信号生成部３００から送出された信号の入力を受ける。出力Ｉ／Ｆ１３０は、通信ケーブル（図示しない）を介して、リピータ（図示しない）に接続される。当該リピータは、発信機を含む。したがって、擬似的なＧＰＳ信号が出力Ｉ／Ｆ１３０から送出されると、その信号は、リピータの発信機から発信される。
【００４７】
メモリ９３０は、ＧＰＳ信号発生装置１００の動作を制御するためのプログラム、データ等を格納する。当該プログラムは、たとえばＧＰＳ信号発生装置１００の作動状態を定期的に報告するための通信プログラム、あるいは、外部から入力される指令に応じて予め定められた処理を実行するプログラム等を含む。当該処理は、たとえば保守のための検査処理、後述するデータを更新するための処理等を含む。データは、たとえばＧＰＳ信号発生装置１００の動作履歴等を含む。動作履歴は、たとえば受信した信号の送信元であるＧＰＳ衛星を識別する情報、受信日時、送信日時等を含む。識別する情報は、たとえばＣ／Ａ（Coarse and Access）コードであるがその他の符号であってもよい。
【００４８】
図４を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部３００の構成について説明する。図４は、ＧＰＳ信号生成部３００の機能的構成を表わすブロック図である。
【００４９】
ＧＰＳ信号生成部３００は、入力部３１０と、メモリ４００と、擬似信号生成部３３０と、出力部３４０とを含む。入力部３１０は、ＧＰＳ信号発生装置１００に入力されたＧＰＳ信号の入力を受け付ける。この信号は、メモリ４００は、ＧＰＳ信号生成部３００の動作を制御するために必要なデータあるいは後述する擬似信号生成部３３０の処理に必要なデータを格納する。メモリ４００は、たとえば不揮発性のメモリと揮発性のメモリとのいずれか、あるいはいずれをも含んでよい。メモリ４００に格納されるデータについては後述する。
【００５０】
擬似信号生成部３３０は、入力部３１０を介して入力される信号と、メモリ４００から読み出されるデータとに基づいて、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。すなわち、擬似信号生成部３３０は、実際のＧＰＳ信号と識別データとに基づいて擬似的なＧＰＳ信号を生成する。擬似的なＧＰＳ信号は、実際のＧＰＳ信号に含まれるＧＰＳ衛星を識別するためのデータと異なる識別データを有する。このようにすると、擬似的なＧＰＳ信号が受信装置によって受信されても、その信号は、実際のＧＰＳ衛星からの信号とは認識されない。したがって、受信装置による誤認を防止することができる。
【００５１】
また、上記識別データは、予めＧＰＳ衛星の識別データとは異なるデータとして設定されるデータである。したがって、複数のＧＰＳ信号発生装置１００を構成する際に予め初期データとして設定することにより、同一の当該識別データを複数のＧＰＳ信号発生装置１００の各々に対して割り当てることができる。このようにすると、受信装置は、常に、同一の信号発信元から送出された信号として、当該擬似的なＧＰＳ信号を認識することができる。したがって、擬似的なＧＰＳ信号に基づいて算出される位置情報が当該受信装置によって発信される場合、その装置のトラッキングを容易にすることができる。
【００５２】
出力部３４０は、擬似信号生成部３３０によって生成された信号を、ＧＰＳ信号生成部３００の外部に対して出力する。出力された信号は、配線により接続されている出力Ｉ／Ｆ１３０に送出される。
【００５３】
ＧＰＳ信号生成部３００は、たとえば集積回路として１つの基板に形成される。あるいは、ＧＰＳ信号生成部３００は、各機能を実現するためのプログラムとデータとが格納されているメモリと、当該プログラムとデータとに基づいて後述する各処理を実行するためのＣＰＵその他の演算装置とによって、実現してもよい。
【００５４】
図５を参照して、ＧＰＳ信号生成部３００のデータ構造について説明する。図５は、ＧＰＳ信号生成部３００が備えるメモリ４００におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【００５５】
メモリ４００は、データを格納するためのデータエリア４１０〜４７０を含む。ＧＰＳ信号発生装置１００が設置されている位置の情報は、データエリア４１０に格納されている。ＧＰＳ信号発生装置１００の作動が開始された時刻情報は、データエリア４２０に格納されている。
【００５６】
擬似信号生成部３３０が擬似的なＧＰＳ信号を生成するためのデータ、すなわち擬似航法メッセージは、データエリア４３０に格納されている。擬似航法メッセージは、たとばアルマナックデータを含む。ここで、擬似的なＧＰＳ信号とは、ＧＰＳ衛星により送信されるＧＰＳ信号の構成と同様の構成を有する信号をいう。擬似航法メッセージとは、実際のＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージと同様の構成を有するデータをいう。
【００５７】
擬似的なＧＰＳ信号に含まれる送信元を識別するための各識別コードは、それぞれデータエリア４４０〜４７０に格納されている。たとえば第１の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３５」は、データエリア４４０に格納されている。同様に、第２の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３６」は、データエリア４５０に格納されている。第３の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３７」は、データエリア４６０に格納されている。第４の衛星の識別コードとして「ＰＲＮ３８」は、データエリア４７０に格納されている。
【００５８】
なお、上記のデータはあくまで例示のためのものであって、識別コードはこれらに限られない。すなわち、データエリア４４０〜４７０に格納されるデータは、実際のＧＰＳ信号に含まれる識別コード（すなわちＧＰＳ信号を実際に送出する各衛星を識別するためのコード）と異なるデータであればよい。
【００５９】
また、本実施の形態においては、４つの擬似的なＧＰＳ信号が生成される態様が説明されているが、生成される信号の数は、４つに限られない。たとえば３つであってもよい。この場合、３つの擬似的なＧＰＳ信号を生成するために必要な識別データは、３つとなる。
【００６０】
図６を参照して、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００が発信する信号について説明する。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれＧＰＳ信号生成部３００により生成された擬似的なＧＰＳ信号の構造を概念的に表わす図である。
【００６１】
ＧＰＳ信号生成部３００が擬似的なＧＰＳ信号の生成のために予め定められた信号生成処理を実行すると、実際のＧＰＳ衛星により送出される信号と同一の構成を有する信号が出力される。ここで、擬似的なＧＰＳ信号と実際の信号との相違は、前述のように、送信元を識別するためのデータとして、実際の衛星を識別するデータとは全く異なるデータが使用されていることである。各信号は、Ｃ／Ａコードと、航法メッセージとを含む。航法メッセージは、たとえばアルマナックを含む。
【００６２】
なお、図６に示される例は、４つの信号が含まれる場合を表わしているが、３つの擬似的な信号が生成されてもよい。
【００６３】
図７を参照して、ＧＰＳ信号発生装置１００の制御構造について説明する。図７は、ＧＰＳ信号発生装置１００の擬似信号生成部３３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。当該手順は、たとえば、各処理を実行するための回路その他のハードウェアにより実現される。あるいは、各処理をソフトウェアの実行として実現してもよい。この場合、各処理は、たとえばＣＰＵが当該ソフトウェアを実行することにより、実現される。
【００６４】
ステップＳ７１０にて、擬似信号生成部３３０は、実際に受信されたＧＰＳ信号の入力を受け付ける。このＧＰＳ信号は、たとえば４つのＧＰＳ衛星からそれぞれ発信されたＧＰＳ信号が受信されたものである。
【００６５】
ステップＳ７２０にて、擬似信号生成部３３０は、入力されたＧＰＳ信号に基づいて、擬似的なＧＰＳ信号を生成する。４つのＧＰＳ信号が入力された場合には、４つの擬似的なＧＰＳ信号が生成される。
【００６６】
ステップＳ７３０にて、擬似信号生成部３３０は、それぞれの擬似ＧＰＳ信号を出力する。各信号は、出力部３４０を介して信号発生装置３００の外部に送出される。擬似ＧＰＳ信号は、出力Ｉ／Ｆ１３０によって、ケーブルに接続されているリピータ２１０に送信される。リピータ２１０から送出される擬似的なＧＰＳ信号は、アンテナ２２０より発信される（図２）。
【００６７】
これにより、たとえば列車がアンテナ２２０の送信可能範囲１２０を通過する場合、列車は、擬似的なＧＰＳ信号を受信して、位置情報を算出することができる。また、列車が送信装置（図示しない）を使用して、その位置情報を送信することにより、列車の運行を管理するための制御センタは、各車両の位置を容易に特定することができる。
【００６８】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムによると、実際のＧＰＳ信号を受信してその信号に基づいて擬似的なＧＰＳ信号が生成され、その信号が発信される。擬似的な信号が発信される範囲は、予め定められたルート上を運行する車両（たとえば路線バス、あるいは鉄道（工場内を走行する鉄道等を含む）の線路を含む範囲である。擬似的なＧＰＳ信号は、実際のＧＰＳ衛星を識別するデータとは異なるデータを含む。
【００６９】
このようにすると、走行中の車両は、当該範囲を走行する際に、擬似的なＧＰＳ信号を受信することができるため、その信号に基づいて場所を特定することができる。
【００７０】
また、列車が、たとえばトンネル、高層建築物その他電波が反射しやすい場所以外を走行しているとき、当該列車は、マルチパスなどの影響を受けない測位信号を受信することができる。また、その信号の強度は、衛星から直接発信される信号よりも強く出力され得る。したがって、このような場合には、列車の位置情報の精度の低下を防止することができる。
【００７１】
なお、上述の実施の形態においては、ＧＰＳ受信装置２００とＧＰＳ信号発生装置１００とリピータ２１０とは別々に構成されているが（図２参照）、１つの装置として構成されてもよい。係る場合、測位信号発生装置１００は、アンテナを介して実際のＧＰＳ信号を受信するための受信回路と、その信号に基づいて生成された擬似的な信号を発信するための発信回路とをさらに備えることになる。
【００７２】
また、ＧＰＳ信号発生装置１００は、各鉄柱のすべてに設置されなくてもよい。たとえばＧＰＳ信号発生装置１００から発信される電波の届く範囲が鉄道の路線上において漏れなく実現される場合には、ＧＰＳ信号発生装置１００は、数本の鉄柱おきに設置されてもよい。
【００７３】
また、本実施の形態においては、ＧＰＳ信号発生装置が設置される場所として鉄道用架線の鉄柱が示されているが、設置場所は、これに限られない。たとえば道路において、信号の鉄柱にＧＰＳ信号発生装置が設置されてもよい。特に、高層ビルが林立する都市部においては、各信号機に装着されているＧＰＳ信号発生装置による信号に基づいて位置情報を算出することができる。この場合も、その受信端末が発信動作を行なった場合に、位置情報を併せて送信することが可能になるため、たとえば緊急通報などにおいても、発信場所を確実に通知することができる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、ＧＰＳ信号発生装置は実際のＧＰＳ信号が受信可能な場所に配置されているが、実際のＧＰＳ信号を直接受信可能な場所に配置されなくてもよい。たとえば地下鉄の路線に沿って配置されてもよい。この場合、実際のＧＰＳ信号を受信可能な受信装置から伝送された信号に基づいて、擬似的なＧＰＳ信号が生成されることになる。これにより、例えば地下鉄の線路上における位置を通知することができる。
【００７５】
また、カーナビゲーションシステムを備える自動車において、携帯電話のＧＰＳ受信機能が走行中の自動車では使用できない場合には、当該カーナビゲーションシステムに、本実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置１００を装着してもよい。このようにすると、たとえば走行中であっても、カーナビゲーションシステムからの情報に限られることなく、携帯電話の発信者の位置を通知することができる。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態に係る測位信号発信システムを実現するＧＰＳ信号発生装置の使用態様を表わす図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置とＧＰＳ受信装置との接続関係を概念的に表わす図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置のハードウェア構成を概念的に表わす図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部の機能的構成を表わすブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号生成部が備えるメモリにおけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置が発信する信号の構造を概念的に表わす図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＧＰＳ信号発生装置の擬似信号生成部が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００，１０２，１０４ ＧＰＳ信号発生装置、１１０，１１２，１１４ 鉄柱、１３０ 出力Ｉ／Ｆ、１５０，１５２，１５４，１５６ ＧＰＳ衛星、１４０ 車両、１４２ アンテナ、１６０ トンネル、２００ ＧＰＳ受信装置、１４４，２１０，２１２ リピータ、２２０，２２２ アンテナ、３００ ＧＰＳ信号生成部、３１０ 入力部、３３０ 擬似信号生成部、３４０ 出力部、８２０ 入力Ｉ／Ｆ、８４２ クロック、９００ ＣＰＵ、９３０ メモリ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定められたルート上を運行する車両と、
前記ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置とを備え、各前記測位信号生成装置は、
少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含み、それぞれの前記第１の測位信号は、前記第１の測位信号を発信した前記衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されており、
前記第１の測位信号に基づいて、前記第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含み、前記第２の測位信号は、前記第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されており、
前記第２の測位信号を発信する発信手段を含み、
前記車両は、
前記第２の測位信号を受信するための受信手段と、
前記第２の測位信号に基づいて位置情報を算出する算出手段と、
前記位置情報を発信する情報発信手段とを含む、測位信号発信システム。
【請求項２】
定められたルート上を運行する車両に向けて測位のための信号を発信するための測位信号発信システムであって、前記車両は前記信号を受信して前記車両の内部に発信し、前記測位信号発信システムは、前記ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置を備え、各前記測位信号生成装置は、
少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含み、それぞれの前記第１の測位信号は、前記第１の測位信号を発信した前記衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されており、
前記第１の測位信号に基づいて、前記第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含み、前記第２の測位信号は、前記第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されており、
前記第２の測位信号を発信する発信手段を含む、測位信号発信システム。
【請求項３】
前記受信手段は、符号化された前記第１の測位信号を受信し、
前記生成手段は、
前記符号化された第１の測位信号を復号化する復号化手段と、
前記第２の識別コードに基づいて前記復号化された信号を符号化することにより、前記第２の測位信号を生成する符号化手段とを含む、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項４】
前記測位信号生成装置は、前記第２の識別コードを格納する記憶手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記記憶手段に格納されている第２の識別コードに基づいて、前記第２の測位信号を生成する、請求項３に記載の測位信号発信システム。
【請求項５】
前記受信手段は、４つの測位信号を受信し、
前記生成手段は、４つの前記第１の測位信号の各々に基づいて、各前記第１の測位信号の各々に応じた４つの前記第２の測位信号を生成し、
前記発信手段は、４つの前記第２の測位信号をそれぞれ発信する、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項６】
前記車両は、前記ルートを走行する自動車であり、
各前記測位信号生成装置は、前記ルートに沿って配置されている柱に設置されている、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項７】
前記車両は、予め定められた敷地における前記ルート上を走行する車両である、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項８】
前記車両は、鉄道の車両であり、
各前記測位信号生成装置は、前記鉄道の架線を支持するための柱に設置されている、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項９】
前記鉄道の架線を支持するための柱は、屋外に配置されている、請求項８に記載の測位信号発信システム。
【請求項１０】
各前記測位信号生成装置間の距離は、前記発信手段により発信される信号が届く範囲を下回る、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項１】
定められたルート上を運行する車両と、
前記ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置とを備え、各前記測位信号生成装置は、
少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含み、それぞれの前記第１の測位信号は、前記第１の測位信号を発信した前記衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されており、
前記第１の測位信号に基づいて、前記第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含み、前記第２の測位信号は、前記第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されており、
前記第２の測位信号を発信する発信手段を含み、
前記車両は、
前記第２の測位信号を受信するための受信手段と、
前記第２の測位信号に基づいて位置情報を算出する算出手段と、
前記位置情報を発信する情報発信手段とを含む、測位信号発信システム。
【請求項２】
定められたルート上を運行する車両に向けて測位のための信号を発信するための測位信号発信システムであって、前記車両は前記信号を受信して前記車両の内部に発信し、前記測位信号発信システムは、前記ルートに沿って配置されている複数の測位信号生成装置を備え、各前記測位信号生成装置は、
少なくとも３つの衛星から、測位のためのデータが含まれる第１の測位信号をそれぞれ受信する受信手段を含み、それぞれの前記第１の測位信号は、前記第１の測位信号を発信した前記衛星を識別するための第１の識別コードにより符号化されており、
前記第１の測位信号に基づいて、前記第１の測位信号と異なる第２の測位信号を生成する生成手段を含み、前記第２の測位信号は、前記第１の識別コードと異なる第２の識別コードにより符号化されており、
前記第２の測位信号を発信する発信手段を含む、測位信号発信システム。
【請求項３】
前記受信手段は、符号化された前記第１の測位信号を受信し、
前記生成手段は、
前記符号化された第１の測位信号を復号化する復号化手段と、
前記第２の識別コードに基づいて前記復号化された信号を符号化することにより、前記第２の測位信号を生成する符号化手段とを含む、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項４】
前記測位信号生成装置は、前記第２の識別コードを格納する記憶手段をさらに備え、
前記符号化手段は、前記記憶手段に格納されている第２の識別コードに基づいて、前記第２の測位信号を生成する、請求項３に記載の測位信号発信システム。
【請求項５】
前記受信手段は、４つの測位信号を受信し、
前記生成手段は、４つの前記第１の測位信号の各々に基づいて、各前記第１の測位信号の各々に応じた４つの前記第２の測位信号を生成し、
前記発信手段は、４つの前記第２の測位信号をそれぞれ発信する、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項６】
前記車両は、前記ルートを走行する自動車であり、
各前記測位信号生成装置は、前記ルートに沿って配置されている柱に設置されている、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項７】
前記車両は、予め定められた敷地における前記ルート上を走行する車両である、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項８】
前記車両は、鉄道の車両であり、
各前記測位信号生成装置は、前記鉄道の架線を支持するための柱に設置されている、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【請求項９】
前記鉄道の架線を支持するための柱は、屋外に配置されている、請求項８に記載の測位信号発信システム。
【請求項１０】
各前記測位信号生成装置間の距離は、前記発信手段により発信される信号が届く範囲を下回る、請求項２に記載の測位信号発信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１７７９０４（Ｐ２００６−１７７９０４Ａ）
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３７４１４４（Ｐ２００４−３７４１４４）
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０３１０７４８４）測位衛星技術株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２４日（２００４．１２．２４）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０３１０７４８４）測位衛星技術株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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