説明

測位方法、プログラム、測位装置及び電子機器

【課題】カルマンフィルタを用いた測位処理で使用する測定誤差を適切に設定すること。
【解決手段】GPS衛星からのGPS衛星信号を捕捉する捕捉処理が実行されて、当該G
PS衛星信号のコード位相が測定される。そして、捕捉したGPS衛星信号の信号強度に
基づいて、当該捕捉衛星についての状態ベクトル「X」の位置補正処理で用いる測定誤差
としての位置R値の初期値が設定され、当該初期値が設定された位置R値が、当該捕捉衛
星からのGPS衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測位方法、プログラム、測位装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
人工衛星を利用した測位システムとしては、GPS(Global Positioning System)が
広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利
用されている。GPSでは、自機の位置を示す3次元の座標値と、時計誤差との4つのパ
ラメータの値を、複数のGPS衛星の位置や各GPS衛星から自機までの擬似距離等の情
報に基づいて求める測位演算を行うことで、自機の現在位置を測位する。
【0003】
しかし、測位用衛星からの衛星信号を用いた測位では、いわゆるマルチパスによる影響
等、種々の誤差要因が存在しており、測位誤差の発生を回避することが困難であるため、
測位誤差を低減させるための様々な技術が考案されている。その一例として、特許文献1
には、カルマンフィルタを用いた測位処理に関する技術が開示されている。
【特許文献1】特開2001−337156号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
カルマンフィルタは、測定誤差を含む観測値を利用して、時々刻々と変化する状態量を
推定する確率理論に基づく推定方法である。カルマンフィルタを用いた測位処理では、例
えばGPS衛星と測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値と
することによって、測位装置の現在位置を推定する。
【0005】
しかし、観測値に含まれる測定誤差を正確に知ることはできないため、従来は、測定誤
差を固定値とするなどして計算を行っていた。しかし、この場合、測定誤差が真値から大
きく外れているために、測位処理で得られた測位位置に位置飛びや位置遅れが発生し、測
位精度が著しく低下するという問題があった。
【0006】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するための第1の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自
測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎
に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値
として前記状態ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、
現在位置の測位を行う測位装置における測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星信
号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定することと、捕捉衛星信号の信号
強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定す
ることと、前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉
処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更することと、を含む測位方法である。
【0008】
また、第10の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
前記距離相当値を測定する捕捉部と、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星に
ついての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前
記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉部が捕捉処理
した際の捕捉時諸量に基づいて変更する第1の変更部と、を備えた測位装置を構成しても
よい。
【0009】
この第1の発明等によれば、測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
距離相当値が測定される。そして、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、初期値が設定
された測定誤差は、当該捕捉衛星からの衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づい
て変更される。
【0010】
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて、観測値に含まれる測定誤差の大凡の値を予想して
初期値とした上で、捕捉時諸量に基づいて測定誤差の初期値を変更することで、測定誤差
に適切な値を設定することが可能となり、ひいては、測位精度を向上させることが可能と
なる。
【0011】
また、第2の発明として、第1の発明の測位方法における前記捕捉処理では所定の相関
処理及び相関値積算処理を行い、前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理で
の積算時間に基づいて前記測定誤差を変更することを少なくとも含む、測位方法を構成し
てもよい。
【0012】
この第2の発明によれば、捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理が行われ、
相関値積算処理での積算時間に基づいて測定誤差が変更される。一般的には、衛星信号の
受信環境が悪いほど、相関値積算処理の処理結果である積算相関値のピークを判別するこ
とが困難であるため、相関値積算処理での積算時間を長くして衛星信号の捕捉処理が行わ
れる。従って、例えば、積算時間が長いほど測定誤差をより大きくすることで、衛星信号
の受信環境に応じた適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【0013】
また、第3の発明として、第1の測位方法における前記捕捉処理では所定の相関処理及
び相関値積算処理を行い、前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理の処理結
果である積算相関値が所定の低信頼値条件を満たす場合に前記測定誤差を変更することを
少なくとも含む、測位方法を構成してもよい。
【0014】
この第3の発明によれば、捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理が行われ、
相関値積算処理の処理結果である積算相関値が所定の低信頼値条件を満たす場合に測定誤
差が変更される。積算相関値の信頼性が低い場合は、衛星信号の捕捉に失敗した可能性が
高いため、この場合には例えば測定誤差を大きくするといった処理が好適である。
【0015】
第4の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初期値が設定された測
定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更することと、を含む測位方法で
ある。
【0016】
また、第11の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前
記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前記初期値が
設定された測定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更する第2の変更部
と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【0017】
この第4の発明等によれば、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて、当該捕捉衛星につい
ての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定される。そして、当該初期
値が設定された測定誤差が、当該捕捉衛星に係る観測値に基づいて変更される。観測値が
大きいほど、捕捉衛星と自測位装置間の距離相当値の予測値が実測値からずれていること
になるため、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【0018】
第5の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初期値が設定された測
定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更することと、を含
む測位方法である。
【0019】
また、第12の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前
記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、前記初期値が
設定された測定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更する
第3の変更部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【0020】
この第5の発明等によれば、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星について
の状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定され、当該初期値が設定され
た測定誤差が、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基づいて変更される。捕捉
衛星の仰角が低いほど、当該捕捉衛星からの衛星信号はマルチパス等の影響を受け易いた
め、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【0021】
また、第6の発明として、第5の発明の測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星
信号の受信環境を判定することと、前記仰角に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判定
された受信環境に応じて変更することと、を更に含む測位方法を構成してもよい。
【0022】
この第6の発明によれば、測位用衛星からの衛星信号の受信環境が判定され、仰角に基
づく測定誤差の変更量が、判定された受信環境に応じて変更される。例えば、衛星信号の
受信環境が悪いほど、同一の仰角に対する測定誤差の加算量を大きくすることで、衛星信
号の受信環境を考慮したより適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【0023】
第7の発明は、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成
分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置
間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補
正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装
置における測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行
して前記距離相当値を測定することと、前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基
づいて、捕捉衛星信号の信頼度を評価することと、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当
該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定することと、前記初
期値が設定された測定誤差を、前記評価された当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基
づいて変更することと、を含む測位方法である。
【0024】
また、第13の発明として、測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置
及び速度を成分とする状態ベクトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星
と自測位装置間の距離を示す距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態
ベクトルを補正する補正処理とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位
を行う測位装置であって、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
前記距離相当値を測定する捕捉部と、前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づ
いて、捕捉衛星信号の信頼度を評価する信頼度評価部と、捕捉衛星信号の信号強度に基づ
いて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定誤差の初期値を設定する測定誤差
初期値設定部と、前記初期値が設定された測定誤差を、前記信頼度評価部により評価され
た当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基づいて変更する第4の変更部と、を備えた測
位装置を構成してもよい。
【0025】
この第7の発明等によれば、測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して
距離相当値が測定されるとともに、捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づいて、
捕捉衛星信号の信頼度が評価される。そして、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕
捉衛星についての状態ベクトルの補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定され、当該初
期値が設定された測定誤差が、評価された当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信頼度に基づい
て変更される。捕捉衛星信号の信頼度が低いほど、測位精度が劣化する可能性が高いため
、この場合には例えば測定誤差をより大きくするといった処理が好適である。
【0026】
また、第8の発明として、第7の発明の測位方法であって、前記測位用衛星からの衛星
信号の受信環境を判定することと、前記信頼度に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判
定された受信環境に応じて変更することと、を更に含む測位方法を構成してもよい。
【0027】
この第8の発明によれば、測位用衛星からの衛星信号の受信環境が判定され、信頼度に
基づく測定誤差の変更量が、判定された受信環境に応じて変更される。例えば、衛星信号
の受信環境が悪いほど、同一の信頼度に対する測定誤差の加算量を大きくすることで、衛
星信号の受信環境を考慮したより適切な測定誤差を設定することが可能となる。
【0028】
また、第9の発明として、第1〜第8の何れかの発明の測位方法を、測位装置に内蔵さ
れたコンピュータに実行させるためのプログラムを構成してもよいし、さらには、第14
の発明として、第10〜第13の何れかの発明の測位装置を備えた電子機器を構成しても
よい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態を説明する。尚、以下では、測位装置
を備えた電子機器として携帯型電話機を例に挙げ、測位システムとしてGPSを用いた場
合について説明するが、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。
【0030】
1.原理
携帯型電話機1は、測位用衛星であるGPS衛星から発信(送出)されている測位用信
号としてのGPS衛星信号を受信し、受信したGPS衛星信号に重畳されているGPS衛
星の軌道情報(エフェメリスデータやアルマナックデータ)等の航法メッセージに基づい
て、GPS衛星の位置、移動方向、速度等の衛星情報を算出する。GPS衛星信号は、C
/A(Coarse and Acquisition)コードと呼ばれるスペクトラム拡散変調された信号であ
り、1.57542[GHz]を搬送波周波数とするL1帯の搬送波に重畳されている。
【0031】
尚、GPS衛星は、6つの周回軌道面それぞれに4機ずつ配置され、原則、地球上のど
こからでも常時4機以上の衛星が幾何学的配置のもとで観測できるように運用されている
。以下では、捕捉したGPS衛星信号を発信したGPS衛星を、他のGPS衛星と区別す
るために「捕捉衛星」と称する。
【0032】
また、携帯型電話機1は、内蔵している水晶時計により特定されるGPS衛星信号の受
信時刻と、当該受信したGPS衛星信号のGPS衛星からの送信時刻との差に基づいて、
捕捉衛星から自機までの電波伝搬時間を計算する。そして、計算した電波伝搬時間に光速
度を乗算することで、捕捉衛星から自機までの距離(疑似距離)を計算する。
【0033】
携帯型電話機1は、自機の位置を示す3次元の座標値と、時計誤差との4つのパラメー
タの値を、複数の捕捉衛星の衛星情報や各捕捉衛星から自機までの距離(擬似距離)等の
情報に基づいて算出する測位演算を行うことで、自機の現在位置を測位する。
【0034】
本実施形態では、携帯型電話機1は、GPS起動後の1回目の測位では最小二乗法を用
いた測位処理(以下、「LS(Least Square)測位処理」と称す。)を行い、2回目以降
の測位ではカルマンフィルタを用いた測位処理(以下、「KF(Kalman Filter)測位処
理」と称す。)を行って現在位置を測位する。LS測位処理は周知の処理であるため説明
を省略し、ここでは本実施形態におけるKF測位処理について詳細に説明する。
【0035】
カルマンフィルタは、誤差を含む観測値を利用して、時々刻々と変化する状態量を推定
する確率理論に基づく推定方法である。本実施形態では、携帯型電話機1の状態を状態ベ
クトル「X」で表し、状態ベクトル「X」と真値との誤差の共分散を誤差共分散行列「P
」で表す。
【0036】
状態ベクトル「X」は、携帯型電話機1の3次元の位置ベクトル(x,y,z)、クロ
ックバイアス(b)、3次元の速度ベクトル(u,v,w)及びクロックドリフト(d)
を成分とする8次元のベクトルである。また、誤差共分散行列「P」は、状態ベクトル「
X」の各成分の誤差の共分散を示す8×8の行列である。
【0037】
KF測位処理では、状態ベクトル「X」及び誤差共分散行列「P」の予測処理(Predic
tion)及び補正処理(Correction)を行う。以下説明においては、この計算処理上の時間
経過(計算処理上の所定時間間隔)を表す単位を「1時刻」と称し、時刻1つ1つを進め
ながら、各時刻毎に携帯型電話機1の現在位置を測位する。
【0038】
図1は、本実施形態におけるKF測位処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、携帯型電話機1の速度を予測する速度予測処理を行う(ステップA1)。具体的
には、式(1)及び式(2)に従って、現在の状態ベクトル「X」及び誤差共分散行列「
P」の予測値を算出する。
【数1】

【数2】

【0039】
ここで、各式における下付きの添え字「t」は時刻を示しており、上付きの添え字「−
」は予測値、「+」は補正値、「T」は転置行列をそれぞれ示している。また、「φ」は
、状態遷移行列と呼ばれる8×8の行列であり、「Q」は、プロセスノイズと呼ばれる8
×8の行列である。状態遷移行列「φ」及びプロセスノイズ「Q」の行と列の並びは、状
態ベクトル「X」の8次元の成分(x,y,z,b,u,v,w,d)にそれぞれ対応し
ている。
【0040】
本実施形態では、次式(3)で表される状態遷移行列「φ」を用いて計算を行う。
【数3】

但し、「dt」は、前回のKF測位処理時の時刻と現在(今回)の時刻との時刻差であ
る。
【0041】
式(1)からわかるように、速度予測処理では、1時刻前の状態ベクトル「X」の補正
値を現在の状態ベクトル「X」の予測値とする。すなわち、携帯型電話機1の現在の速度
が、1時刻前に求められた速度と同一であると予測する。速度予測処理を行った後、予測
速度を補正する速度補正処理を行う(ステップA3)。
【0042】
図2は、速度補正処理の流れを示すフローチャートである。
速度補正処理では、各捕捉衛星について、ループAの処理を繰り返し実行する(ステッ
プB1〜B19)。ループAでは、先ず当該捕捉衛星の位置、移動方向及び速度の情報(
衛星情報)と、状態ベクトル「X」の予測値から得られる携帯型電話機1の位置、移動方
向及び速度の情報(以下、包括的に「自機情報」と称す。)とに基づいて、携帯型電話機
1から当該捕捉衛星への視線方向を示す視線方向行列「H」を算出する(ステップB3)

【0043】
次いで、当該捕捉衛星からのGPS衛星信号を受信した受信周波数を取得して、受信周
波数に関する実測値(以下、受信したGPS衛星信号に関する実測値のことを「メジャメ
ント実測値」と称す。)とする(ステップB5)。GPS衛星信号の周波数は、1.57
542[GHz]に規定されているが、GPS衛星と携帯型電話機1との相対的な移動方
向・移動速度の変化に応じて携帯型電話機1での受信周波数が変化する。この周波数偏移
がいわゆるドップラー周波数であり、受信周波数はドップラー周波数による偏移後の周波
数である。
【0044】
また、当該捕捉衛星の衛星情報と自機情報とに基づいて、当該GPS衛星信号の受信周
波数を予測して、受信周波数に関する予測値(以下、メジャメント実測値を予測した値の
ことを「メジャメント予測値」と称す。)とする(ステップB7)。そして、受信周波数
に関して、ステップB5で取得したメジャメント実測値と、ステップB7で算出したメジ
ャメント予測値との差を算出して、当該捕捉衛星の観測値「Z」とする(ステップB9)

【0045】
GPS衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差をカルマンフィルタの入力値とす
ることで、状態ベクトル「X」の3次元の速度ベクトル(u,v,w)及びクロックドリ
フト(d)の変化量を求めることができる。尚、この場合、状態ベクトル「X」の3次元
の位置ベクトル(x,y,z)及びクロックバイアス(b)の変化量は「0」である。
【0046】
その後、カルマンフィルタの入力値となる観測値「Z」の測定誤差を示す行列として、
所定の測定誤差行列「R」を設定する(ステップB11)。具体的には、速度補正処理で
用いる観測値「Z」の測定誤差の値(「速度R値」と称す。)として所定値を設定した測
定誤差行列「R」を設定する。
【0047】
次いで、速度予測処理で算出された誤差共分散行列「P」の予測値と、視線方向行列「
H」と、測定誤差行列「R」とを用いて、次式(4)に従ってカルマンゲイン「K」を算
出する(ステップB13)。
【数4】

【0048】
そして、カルマンゲイン「K」と、観測値「Z」と、視線方向行列「H」とを用いて、
次式(5)に従って状態ベクトルの差分「ΔX」を算出する(ステップB15)。
【数5】

【0049】
また、カルマンゲイン「K」と、視線方向行列「H」と、誤差共分散行列「P」の予測
値とを用いて、次式(6)に従って誤差共分散行列「P」を補正する(ステップB17)

【数6】

但し、「I」は単位行列である。
【0050】
ステップB3〜B17の処理を全捕捉衛星について順次行い、状態ベクトルの差分「Δ
X」及び誤差共分散行列「P」を更新していく。そして、次式(7)に従って、速度予測
処理で算出された状態ベクトル「X」の予測値に、状態ベクトルの差分「ΔX」を加算し
て状態ベクトル「X」を補正することで、携帯型電話機1の速度を決定する(ステップB
21)。
【数7】

【0051】
ステップB21で得られた状態ベクトル「X」は、3次元の速度ベクトル(u,v,w
)及びクロックドリフト(d)が、それぞれ予測値から補正されたものとなっている。こ
れは、上述したように、GPS衛星信号の受信周波数に関するメジャメント実測値とメジ
ャメント予測値との差を観測値「Z」として、状態ベクトルの差分「ΔX」を算出したこ
とによるものである。補正後の状態ベクトル「X」の3次元の速度ベクトル(u,v,w
)で表される速度が、現在の時刻の速度となる。
【0052】
図1のKF測位処理に戻って、速度補正処理を行った後、携帯型電話機1の位置を予測
する位置予測処理を行う(ステップA5)。具体的には、次式(8)に従って、速度補正
処理で得られた状態ベクトル「X」の補正値に状態遷移行列「φ」を乗算することで、状
態ベクトル「X」の予測値を算出する。
【数8】

【0053】
式(3)からわかるように、状態遷移行列「φ」のうち、3次元の速度ベクトル(u,
v,w)に対応する3×3の行列部分の対角成分は、前回の時刻と現在の時刻との時刻差
「dt」となっている。従って、状態ベクトル「X」の補正値に状態遷移行列「φ」を乗
算した場合、その位置成分に着目すると、1時刻前の測位位置に予測移動距離が加算され
ることになり、携帯型電話機1の現在の予測位置が算出される。位置予測処理を行った後
、予測位置を補正する位置補正処理を行う(ステップA7)。
【0054】
図3は、位置補正処理の流れを示すフローチャートである。
位置補正処理の流れは速度補正処理の流れとほぼ同一であるため、異なる部分を中心に
説明する。位置補正処理では、当該捕捉衛星から受信したGPS衛星信号のコード位相を
取得してコード位相に関するメジャメント実測値とし(ステップC5)、当該GPS衛星
信号のコード位相を予測してコード位相に関するメジャメント予測値とする(ステップC
7)。そして、このコード位相に関するメジャメント実測値とメジャメント予測値との差
を算出して、カルマンフィルタの入力値である観測値「Z」とする(ステップC9)。
【0055】
ここで、コード位相とは、GPS衛星信号に変調されているC/Aコードの位相のこと
であり、当該GPS衛星と携帯型電話機1間の距離を示す距離相当値である。観念的には
、GPS衛星と携帯型電話機1との間には、C/Aコードが連続的に並んでいると考える
ことができるが、GPS衛星から携帯型電話機1までの距離がC/Aコードの長さの整数
倍になるとは限らない。この場合、C/Aコードの長さの整数倍に端数部分を加えた長さ
がGPS衛星と携帯型電話機1間の距離になるが、この端数部分に相当する位相がコード
位相である。
【0056】
尚、コード位相は距離に換算して表すことも可能であるため、コード位相に関するメジ
ャメント実測値とメジャメント予測値との差を観測値「Z」として位置補正処理を行うこ
とは、捕捉衛星と携帯型電話機1間の距離(C/Aコードの長さの整数倍に端数部分を加
えた長さ)の実測値と予測値との差を観測値「Z」として位置補正処理を行うことと等価
である。このため、コード位相は、捕捉衛星と携帯型電話機1間の距離に相当する値とい
える。
【0057】
GPS衛星信号のコード位相に関するメジャメント実測値とメジャメント予測値との差
をカルマンフィルタの入力値とすることで、状態ベクトル「X」の3次元の位置ベクトル
(x,y,z)及びクロックバイアス(b)の変化量を求めることができる。尚、この場
合、3次元の速度ベクトル(u,v,w)及びクロックドリフト(d)の変化量は「0」
である。
【0058】
また、位置補正処理では、ステップC10において、位置補正処理で用いる観測値「Z
」の測定誤差の値(以下、「位置R値」と称す。)を決定する処理である位置R値決定処
理を行う。
【0059】
位置R値決定処理は、当該捕捉衛星から受信したGPS衛星信号の信号強度に基づいて
設定した位置R値の初期値(以下、「基準位置R値」と称す。)を、(1)当該GPS衛
星信号を捕捉処理した際の諸量(以下、「捕捉時諸量」と称す。)、(2)ステップC9
で算出した観測値「Z」、(3)当該捕捉衛星の仰角、(4)当該GPS衛星信号の信頼
度等に基づいて変更することで位置R値を決定する処理であり、本実施形態における特徴
的な処理の1つである。この位置R値の決定に係る処理については、詳細に後述する。
【0060】
ステップC3〜C17の処理を全捕捉衛星について順次行い、状態ベクトルの差分「Δ
X」及び誤差共分散行列「P」を更新していく。そして、式(7)に従って、位置予測処
理で算出された状態ベクトル「X」の予測値に、状態ベクトルの差分「ΔX」を加算して
状態ベクトル「X」を補正することで、携帯型電話機1の測位位置を決定する(ステップ
C21)。
【0061】
ステップC21で得られた状態ベクトル「X」は、3次元の位置ベクトル(x,y,z
)及びクロックバイアス(b)が、それぞれ予測値から補正されたものとなっている。こ
れは、上述したように、GPS衛星信号のコード位相の実測値と予測値との差を観測値「
Z」として、状態ベクトルの差分「ΔX」を算出したことによるものである。補正後の状
態ベクトル「X」の3次元の位置ベクトル(x,y,z)で表される位置が、最終的に求
めた現在の時刻における測位位置となる。
【0062】
2.機能構成
図4は、携帯型電話機1の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機1は、GP
Sアンテナ10と、GPS受信部20と、TCXO(Temperature Compensated Crystal
Oscillator)40と、ホストCPU(Central Processing Unit)50と、操作部60と
、表示部70と、携帯電話用アンテナ80と、携帯電話用無線通信回路部90と、ROM
(Read Only Memory)100と、RAM(Random Access Memory)110とを備えて構成
される。
【0063】
GPSアンテナ10は、GPS衛星から発信されているGPS衛星信号を含むRF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20に出力する。
【0064】
GPS受信部20は、GPSアンテナ10から出力された信号に基づいて携帯型電話機
1の現在位置を測位する測位部であり、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20は、RF(Radio Frequency)受信回路部21と、ベースバンド
処理回路部30とを備えて構成される。尚、RF受信回路部21と、ベースバンド処理回
路部30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。
【0065】
RF受信回路部21は、高周波信号(RF信号)の回路ブロックであり、TCXO40
により生成された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10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し、IF信号を増幅等した後、A/D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30に出力する。
【0066】
ベースバンド処理回路部30は、RF受信回路部21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・抽出し、データを復号して航法メッセージや
時刻情報等を取り出して測位演算を行う回路部である。ベースバンド処理回路部30は、
演算制御部31と、ROM35と、RAM37とを備えて構成される。また、演算制御部
31は、メジャメント取得演算部32と、測位演算部33とを備えて構成される。
【0067】
尚、メジャメント取得演算部32と、測位演算部33とは、それぞれ別のLSI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。また、本実施形態において
は現在位置の測位演算そのものは測位演算部33で実行することとして説明するが、測位
演算部33で実行する処理全てをホストCPU50で実行することとしてもよいのは勿論
である。
【0068】
メジャメント取得演算部32は、RF受信回路部21から出力された受信信号(IF信
号)から、GPS衛星信号の捕捉・追尾を行う回路部であり、相関演算部321を備えて
構成されている。メジャメント取得演算部32は、捕捉・追尾したGPS衛星信号の受信
周波数やコード位相等の情報を取得し、メジャメント実測値として測位演算部33に出力
する。
【0069】
相関演算部321は、受信信号に含まれるC/Aコードとレプリカコードとの相関を、
例えばFFT演算を用いて算出するコヒーレント処理(相関処理)を行い、このコヒーレ
ント処理の結果である相関値を積算して積算相関値を算出するインコヒーレント処理(相
関値積算処理)を行うことで、GPS衛星信号を捕捉する。レプリカコードは、擬似的に
発生させた捕捉しようとするGPS衛星信号に含まれるPRN(Pseudo Random Noise)
コードの一種であるC/Aコードを模擬した信号である。C/Aコードは、1023チッ
プで構成されている。
【0070】
捕捉しようとするGPS衛星信号が間違いなければ、そのGPS衛星信号に含まれるC
/Aコードとレプリカコードとは一致し(捕捉成功)、間違っていれば一致しない(捕捉
失敗)。そのため、算出された積算相関値のピークを判定することによってGPS衛星信
号の捕捉が成功したか否かを判定でき、レプリカコードを次々に変更して、同じ受信信号
との相関演算を行うことで、GPS衛星信号を捕捉することが可能となる。
【0071】
また、相関演算部321は、上述したコヒーレント処理及びインコヒーレント処理を、
レプリカコードの発生信号の周波数と、C/Aコードとレプリカコードとを相関演算する
際の位相とを変更しつつ行っている。レプリカコードの発生信号の周波数と受信信号の周
波数とが一致し、且つC/Aコードとレプリカコードとの相関演算時の位相が一致した場
合に、積算相関値が最大となる。
【0072】
より具体的には、捕捉対象のGPS衛星信号に応じた所定の周波数及びコード位相の範
囲をサーチ範囲として設定し、このサーチ範囲内で、C/Aコードの開始位置(コード位
相)を検出するための位相方向の相関演算と、周波数を検出するための周波数方向の相関
演算とを行う。サーチ範囲は、周波数についてはGPS衛星信号の搬送波周波数である1
.57542[GHz]を中心とする所定の周波数掃引範囲、コード位相についてはC/
Aコードのチップ長である1023チップのコード位相範囲内に定められる。
【0073】
メジャメント取得演算部32は、メジャメント実測値とは別に、当該捕捉衛星からのG
PS衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量を、測位演算部33に出力する。捕捉時諸量
には、相関演算部321のインコヒーレント処理による積算時間(以下、「積算時間」と
称す。)と、GPS衛星信号のメジャメント実測値を取得した時刻から現在までの経過時
間(以下、「メジャメント取得基準時刻経過時間」と称す。)と、コヒーレント処理及び
インコヒーレント処理における周波数の掃引間隔(以下、「周波数掃引間隔」と称す。)
と、積算相関値のピークの有無(以下、「積算相関値ピーク有無」と称す。)とが含まれ
る。
【0074】
相関演算部321は、強い信号強度のGPS衛星信号を受信することができる環境(強
電界環境)では、積算時間を短くしてインコヒーレント処理を行うが、中程度や弱い信号
強度のGPS衛星信号しか受信することができない環境(中電界環境や弱電界環境)では
、積算時間を長くしてインコヒーレント処理を行う。これは、積算時間を長くすることに
よって、積算相関値のピークの判別を容易にするためである。
【0075】
尚、本実施形態では、GPS衛星信号の受信環境として、「弱電界環境」、「中電界環
境」、「強電界環境」の3種類が存在するものとして説明する。受信環境は、例えば捕捉
されたGPS衛星信号の信号強度や衛星配置の指標値であるPDOP(Position Dilutio
n Of Precision)値に基づいて判定することが可能であるが、その詳細については公知で
あるため、説明を省略する。
【0076】
また、周波数掃引間隔が狭いほど、高い精度でGPS衛星信号を捕捉することが可能で
あるが、GPS衛星信号の捕捉に要する時間は長くなる。相関演算部321は、強電界環
境では、最初は広い周波数掃引間隔(例えば「4Hz」)で相関演算を行うが、徐々に周
波数掃引間隔を狭くしていき、最終的には非常に狭い周波数掃引間隔(例えば「0.2H
z」)で相関演算を行う。すなわち、最初のうちはGPS衛星信号の周波数を荒く探索す
るが、徐々に精細な周波数の探索に切り替えていく。また、中電界環境や弱電界環境では
、例えば50[Hz]といった非常に広い周波数掃引間隔で相関演算を行う。
【0077】
図5は、積算相関値のピーク有無の判定方法を説明するための図である。図5では、横
軸をコード位相CP、縦軸を積算相関値Pとし、ある周波数におけるコード位相と積算相
関値との対応関係を模式的に示している。
【0078】
相関演算部321は、相関値を積算するが、回路的(メモリ容量的)に積算可能な値に
限りがあるため、この限界値を超える積算はできない。図5は、この積算限界値Pθを超
える積算を実行した場合の一例である。積算限界値Pθを超えた部分は積算限界値Pθ
なっている。この結果、最大の積算相関値(積算限界値Pθ)をとるコード位相CPは複
数存在することとなり、ピークの判定ができない。そこで、メジャメント取得演算部32
は、相関演算部321により演算された最大の積算相関値が、積算限界値Pθに達してい
る場合にはピーク無しと判定し、達していなければピーク有りと判定することでピークの
有無を判定する。
【0079】
また、メジャメント取得演算部32は、メジャメント実測値、捕捉時諸量とは別に、捕
捉衛星のGPS衛星信号の信頼度を評価し、評価した信頼度を測位演算部33に出力する
。具体的には、相関演算部321による相関演算の結果に基づいて信頼度指標XPR(以
下、単に「XPR」と称す。)を算出し、当該XPRを5段階の評価レベルに分類する。
そして、XPRと評価レベルとを対応付けた捕捉衛星信号信頼度情報を、測位演算部33
に出力する。
【0080】
図6は、XPRの算出方法を説明するための図である。図6では、図5と同様に、横軸
をコード位相CP、縦軸を積算相関値Pとし、ある周波数におけるコード位相と積算相関
値との対応関係を模式的に示している。
【0081】
メジャメント取得演算部32は、相関演算部321の相関演算により得られた積算相関
値の最大値「P1」と、当該積算相関値が最大となったコード位相CP1から1/2チッ
プ離れたコード位相における積算相関値のうち、値が小さい方の積算相関値「P2」とを
取得する。そして、次式(9)に従ってXPRを算出する。
XPR=(P1−P2)/P1 ・・・(9)
【0082】
測位演算部33は、メジャメント取得演算部32から入力したメジャメント実測値に基
づいて携帯型電話機1の現在位置を測位する測位演算を行う。また、メジャメント取得演
算部32から入力したGPS衛星信号の捕捉時諸量及び捕捉衛星信号信頼度情報や、算出
したカルマンフィルタの観測値「Z」及び捕捉衛星の仰角等の情報に基づいて、KF測位
処理に用いる位置R値を決定する処理を行う。
【0083】
図7は、ROM35に格納されたデータの一例を示す図である。ROM35には、測位
演算部33により読み出され、ベースバンド処理(図20参照)として実行されるベース
バンド処理プログラム351と、基準位置R値設定用データ352と、XPR評価用デー
タ353と、XPR評価対応位置R値変更用データ354と、捕捉時所用時間対応位置R
値変更用データ355と、観測値対応位置R値変更用データ356と、仰角対応位置R値
変更用データ357とが記憶されている。
【0084】
また、ベースバンド処理プログラム351には、LS測位処理として実行されるLS測
位プログラム3511と、KF測位処理(図1〜図3参照)として実行されるKF測位プ
ログラム3512と、位置R値決定処理(図21参照)として実行される位置R値決定プ
ログラム3513とがサブルーチンとして含まれている。
【0085】
ベースバンド処理とは、測位演算部33が、1回目の測位ではLS測位処理を行って携
帯型電話機1の現在位置を測位し、2回目以降の測位ではKF測位処理を行って携帯型電
話機1の現在位置を測位して出力する処理である。ベースバンド処理については、フロー
チャートを用いて詳細に後述する。
【0086】
LS測位処理とは、測位演算部33が、複数の捕捉衛星について最小二乗法を用いた測
位演算を行うことで、携帯型電話機1の現在位置を測位する処理である。LS測位処理に
ついては公知の処理内容であるため、詳細な説明を省略する。
【0087】
KF測位処理とは、測位演算部33が、複数の捕捉衛星についてカルマンフィルタを用
いた測位演算を行うことで、携帯型電話機1の現在位置を測位する処理である。KF測位
処理については、図1〜図3を参照して説明した通りである。
【0088】
位置R値決定処理とは、測位演算部33が、捕捉衛星から受信したGPS衛星信号の信
号強度に基づいて基準位置R値を設定し、当該基準位置R値を、GPS衛星信号の捕捉時
諸量、カルマンフィルタの観測値「Z」、捕捉衛星の仰角、捕捉衛星信号信頼度情報等に
基づいて変更することで位置R値を決定する処理である。位置R値決定処理については、
フローチャートを用いて詳細に後述する。
【0089】
図9は、基準位置R値設定用データ352のデータ構成例を示す図である。基準位置R
値設定用データ352には、捕捉されたGPS衛星信号の信号強度が含まれる範囲を定め
た信号強度3521と、基準位置R値3523とが対応付けて記憶されている。例えば、
信号強度が「−140dBm〜−142dBm」の範囲に含まれる場合の基準位置R値は
「50m」である。
【0090】
位置R値決定処理において、測位演算部33は、基準位置R値設定用データ352を参
照し、当該捕捉衛星から受信したGPS衛星信号の信号強度が含まれる範囲に対応する基
準位置R値を読み出すことで、基準位置R値を設定する。
【0091】
図10は、XPR評価用データ353のデータ構成例を示す図である、XPR評価用デ
ータ353には、XPRが含まれる範囲を定めたXPR3531と、5段階の評価レベル
3533とが対応付けて記憶されている。例えば、XPRが「0.3〜0.5」の範囲に
含まれる場合の評価レベルは「C」である。
【0092】
メジャメント取得演算部32は、XPR評価用データ353を参照し、式(9)に従っ
て算出したXPRが含まれる範囲に対応する評価レベルを読み出す。そして、算出したX
PRと読み出した評価レベルとを対応付けた捕捉衛星信号信頼度情報を、測位演算部33
に出力する。
【0093】
図11は、XPR評価対応位置R値変更用データ354のデータ構成例を示す図である
。XPR評価対応位置R値変更用データ354には、GPS衛星信号の受信環境それぞれ
について、XPR評価用データ353に定義されている評価レベル3533別に、位置R
値への加算量(以下、「位置R値加算量」と称す。)が記憶されている。例えば、受信環
境が「弱電界環境」であり、評価レベルが「E」である場合の位置R値加算量は「120
」である。
【0094】
位置R値決定処理において、測位演算部33は、GPS衛星信号の受信環境に応じて、
弱電界環境用位置R値変更処理、中電界環境用位置R値変更処理、強電界環境用位置R値
変更処理の何れかの処理を行う。この際、XPR評価対応位置R値変更用データ354を
参照し、当該受信環境及び捕捉衛星信号信頼度情報に含まれる評価レベルに対応する位置
R値加算量を読み出して位置R値に加算することによって、位置R値を変更する。
【0095】
図12は、捕捉時所用時間対応位置R値変更用データ355のデータ内容を説明するた
めの図である。同図では、横軸を捕捉時所用時間、縦軸を位置R値加算量とし、捕捉時所
用時間と位置R値加算量との対応関係を定性的に示している。
【0096】
捕捉時所用時間は、メジャメント取得演算部32から入力した捕捉時諸量に含まれる積
算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間との和で表される時間である。捕捉時所用時
間対応位置R値変更用データ355には、捕捉時所用時間が長くなるほど位置R値に大き
な値が加算されるように、捕捉時所用時間と位置R値加算量との対応関係が定められてい
る。
【0097】
位置R値決定処理において、測位演算部33は、メジャメント取得演算部32から入力
した捕捉時諸量に含まれる積算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間とを合算して捕
捉時所用時間を算出する。そして、捕捉時所用時間対応位置R値変更用データ355を参
照し、算出した捕捉時所用時間に対応する位置R値加算量を読み出して位置R値に加算す
ることによって、位置R値を変更する。
【0098】
図13は、観測値対応位置R値変更用データ356のデータ内容を説明するための図で
ある。同図では、横軸をカルマンフィルタの観測値「Z」、縦軸を位置R値加算量とし、
観測値「Z」と位置R値加算量との対応関係を定性的に示している。
【0099】
観測値対応位置R値変更用データ356には、観測値「Z」が大きくなるほど位置R値
に大きな値が加算されるように、観測値「Z」と位置R値加算量との対応関係が定められ
ている。具体的には、位置R値加算量は、観測値「Z」の2乗で与えられる。
【0100】
位置R値決定処理において、測位演算部33は、観測値対応位置R値変更用データ35
6を参照し、位置補正処理(図3)のステップC9で算出した観測値「Z」に対応する位
置R値加算量を読み出す。そして、読み出した位置R値加算量を位置R値に加算すること
によって、位置R値を変更する。
【0101】
図14は、仰角対応位置R値変更用データ357のデータ内容を説明するための図であ
る。同図では、横軸を捕捉衛星の仰角、縦軸を位置R値加算量とし、各受信環境における
仰角と位置R値加算量との対応関係を定性的に示している。
【0102】
何れの受信環境においても、仰角が「90°」に近付くにつれて位置R値加算量が「0
」に近付くことに変わりはないが、受信環境毎に直線の傾きが異なっている。具体的には
、仰角が「0°」である場合の位置R値加算量は、弱電界環境の場合が最も大きく、強電
界環境の場合が最も小さい。
【0103】
位置R値決定処理において、測位演算部33は、GPS衛星信号の受信環境に応じて、
弱電界環境用位置R値変更処理、中電界環境用位置R値変更処理及び強電界環境用位置R
値変更処理の何れかの処理を行う。この際、仰角対応位置R値変更用データ357を参照
し、当該受信環境及び当該捕捉衛星の仰角に対応する位置R値加算量を読み出して位置R
値に加算することによって、位置R値を変更する。
【0104】
図8は、RAM37に格納されるデータの一例を示す図である。RAM37には、KF
パラメータデータ371と、捕捉衛星別メジャメントデータ372と、捕捉衛星別捕捉時
諸量データ373と、捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ374と、捕捉衛星別仰
角データ375と、測位履歴データ376とが記憶される。
【0105】
KFパラメータデータ371は、KF測位処理において用いられるカルマンフィルタの
各種パラメータの値が記憶されたデータであり、KF測位処理において測位演算部33に
より随時更新される。
【0106】
図15は、捕捉衛星別メジャメントデータ372のデータ構成例を示す図である。捕捉
衛星別メジャメントデータ372には、捕捉衛星3721と、メジャメント実測値372
3と、メジャメント予測値3725とが対応付けて記憶される。捕捉衛星3721には、
当該捕捉衛星の番号が記憶され、メジャメント実測値3723及びメジャメント予測値3
725には、当該捕捉衛星から受信したGPS衛星信号の受信周波数やコード位相の実測
値及び予測値がそれぞれ記憶される。
【0107】
例えば、捕捉衛星「S1」についてのメジャメント実測値は、受信周波数が「SFre
q1」、コード位相が「SCP1」であり、メジャメント予測値は、受信周波数が「EF
req1」、コード位相が「ECP1」である。KF測位処理では、測位演算部33は、
メジャメント実測値とメジャメント予測値との差を観測値「Z」として、速度補正処理及
び位置補正処理を行う。
【0108】
図16は、捕捉衛星別捕捉時諸量データ373のデータ構成例を示す図である。捕捉衛
星別捕捉時諸量データ373には、捕捉衛星3731と、捕捉時諸量3733とが対応付
けて記憶される。また、捕捉時諸量3733には、積算時間及びメジャメント取得基準時
刻経過時間でなる捕捉時所用時間と、周波数掃引間隔と、積算相関値ピーク有無とが記憶
される。
【0109】
例えば、捕捉衛星「S3」の積算時間は「2.0秒」、メジャメント取得基準時刻経過
時間は「0秒」、周波数掃間隔は「50Hz」、積算相関値ピーク有無は「無し」である
。捕捉衛星別捕捉時諸量データ373は、測位演算部33がメジャメント取得演算部32
から捕捉時諸量を入力することで随時更新される。
【0110】
図17は、捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ374のデータ構成例を示す図で
ある。捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ374には、捕捉衛星3741と、捕捉
衛星信号信頼度情報3743とが対応付けて記憶される。また、捕捉衛星信号信頼度情報
3743には、XPRと評価レベルとが記憶される。
【0111】
例えば、捕捉衛星「S3」のXPRは「0.78」であり、評価レベルは「A」である
。捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ374は、測位演算部33がメジャメント取
得部32から捕捉衛星信号信頼度情報を入力することで随時更新される。
【0112】
図18は、捕捉衛星別仰角データ375のデータ構成例を示す図である。捕捉衛星別仰
角データ375には、捕捉衛星3751と、当該捕捉衛星の仰角3753とが対応付けて
記憶される。例えば、捕捉衛星「S3」の仰角は「35°」である。捕捉衛星別仰角デー
タ375は、測位演算部33により仰角が算出されることで随時更新される。
【0113】
図19は、測位履歴データ376のデータ構成例を示す図である。測位履歴データ37
6には、測位位置が決定された時刻3761と、その測位位置3763とが対応付けて測
位された新しい順に記憶されていく。測位履歴データ376のうち、最も新しい時刻37
61に対応する測位位置3763を「最新測位位置」と称する。例えば、図19における
最新測位位置は時刻「t1」における測位位置(X1,Y1,Z1)である。測位履歴デ
ータ376は、測位演算部33により測位処理が行われることで随時更新される。
【0114】
TCXO40は、所定の発振周波数で発振信号を生成する温度補償型水晶発振器であり
、生成した発振信号をRF受信回路部21及びベースバンド処理回路部30に出力する。
【0115】
ホストCPU50は、ROM100に記憶されている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1の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストCP
U50は、測位演算部33から入力した最新測位位置をプロットしたナビゲーション画面
を、表示部70に表示させる。
【0116】
操作部60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、押下されたキーやボタンの信号をホストCPU50に出力する。この操作部60の操
作により、通話要求やメールの送受信要求等の各種指示入力がなされる。
【0117】
表示部70は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成され、ホストCPU5
0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70には、
ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【0118】
携帯電話用アンテナ80は、携帯型電話機1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。
【0119】
携帯電話用無線通信回路部90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。
【0120】
ROM100は、ホストCPU50が携帯型電話機1を制御するためのシステムプログ
ラムや、ナビゲーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している

【0121】
RAM110は、ホストCPU50により実行されるシステムプログラム、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。
【0122】
3.処理の流れ
図20は、測位演算部33によりROM35に記憶されているベースバンド処理プログ
ラム351が読み出されて実行されることで、携帯型電話機1において実行されるベース
バンド処理の流れを示すフローチャートである。
【0123】
ベースバンド処理は、RF受信回路部21によるGPS衛星信号の受信と併せて、測位
演算部33が、操作部60に測位開始指示の操作がなされたことを検出した場合に実行を
開始する処理であり、各種アプリケーションの実行といった各種の処理と並行して行われ
る処理である。尚、携帯型電話機1の電源のON/OFFとGPSの起動/停止とを連動
させ、携帯型電話機1の電源投入操作を検出した場合に処理の実行を開始させることにし
てもよい。原則として、測位演算は「1秒」毎に行われるものとする。
【0124】
また、特に説明しないが、以下のベースバンド処理の実行中は、GPSアンテナ10に
よるRF信号の受信や、RF受信回路部21によるIF信号へのダウンコンバート、メジ
ャメント取得演算部32によるメジャメント実測値や捕捉時諸量、捕捉衛星信号信頼度情
報の取得・算出等が随時行われている状態にあるものとする。
【0125】
先ず、測位演算部33は、測位が1回目であるか否かを判定し(ステップS1)、1回
目であると判定した場合は(ステップS1;Yes)、ROM35に記憶されているLS
測位プログラム3511を読み出して実行することで、LS測位処理を行う(ステップS
3)。
【0126】
LS測位処理では、測位演算部33は、複数の捕捉衛星について最小二乗法を用いた測
位演算を行うことで、携帯型電話機1の現在位置を測位する。そして、時刻3761と、
測位位置3763とを対応付けて、RAM37の測位履歴データ376に記憶させる。
【0127】
次いで、測位演算部33は、カルマンフィルタの初期設定を行う(ステップS5)。具
体的には、LS測位処理で得られた測位位置を、カルマンフィルタの状態ベクトル「X」
の位置成分に設定する。また、状態ベクトル「X」の他の成分や誤差共分散行列「P」の
各成分に所定値を設定して、RAM37のKFパラメータデータ371に記憶させる。
【0128】
次いで、測位演算部33は、RAM37の測位履歴データ376に記憶されている最新
測位位置をホストCPU50に出力する(ステップS7)。そして、操作部60に対して
ユーザによる測位終了指示がなされたか否かを判定し(ステップS9)、なされなかった
と判定した場合は(ステップS9;No)、ステップS1に戻る。また、測位終了指示が
なされたと判定した場合は(ステップS9;Yes)、ベースバンド処理を終了する。
【0129】
一方、ステップS1において測位が2回目以降であると判定した場合は(ステップS1
;No)、測位演算部33は、ROM35に記憶されているKF測位プログラム3512
を読み出して実行することで、KF測位処理を行う(ステップS11)。そして、測位演
算部33は、ステップS7へと処理を移行する。
【0130】
KF測位処理では、測位演算部33は、図1〜図3のフローチャートに従って処理を実
行する。この際、図3の位置補正処理のステップC10において、測位演算部33は、R
OM35に記憶されている位置R値決定プログラム3513を読み出して実行することで
、位置R値決定処理を行う。
【0131】
図21は、位置R値決定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、測位演算部33は、ROM35に記憶されている基準位置R値設定用テーブル3
52を参照して、当該捕捉衛星のGPS衛星信号の信号強度3521に対応する基準位置
R値3523を求め、位置R値の初期値として設定する(ステップT1)。
【0132】
次いで、測位演算部33は、捕捉時諸量に基づく位置R値変更処理を行う(ステップT
3)。具体的には、RAM37の捕捉衛星別捕捉時諸量データ373に記憶されている当
該捕捉衛星の捕捉時諸量3733の積算時間とメジャメント取得基準時刻経過時間とを合
算して捕捉時所用時間を算出する。そして、ROM35に記憶されている捕捉時所用時間
対応位置R値変更用データ355を参照し、算出した捕捉時所用時間に対応する位置R値
加算量を読み出して基準位置R値に加算することで、位置R値を変更する。
【0133】
また、測位演算部33は、受信環境が強電界環境である場合に、当該捕捉衛星の捕捉時
諸量3733の周波数掃引間隔が「0.8Hz」以上であるか、若しくは、積算相関値ピ
ーク有無が「無し」であるか否かを判定する。そして、当該条件を満たすと判定した場合
は、位置R値に「50」を加算する。
【0134】
次いで、測位演算部33は、観測値「Z」に基づく位置R値変更処理を行う(ステップ
T5)。具体的には、ROM35に記憶されている観測値対応位置R値変更用データ35
6を参照し、RAM37のKFパラメータデータ371に記憶されている当該捕捉衛星の
コード位相に関する観測値「Z」に対応する位置R値加算量を読み出す。そして、読み出
した位置R値加算量を位置R値に加算することで、位置R値を変更する。
【0135】
その後、測位演算部33は、位置予測処理(図1のステップA5)で得られた携帯型電
話機1の予測位置を基準とする当該捕捉衛星の仰角を算出して、RAM37の捕捉衛星別
仰角データ375に記憶させる(ステップT7)。
【0136】
次いで、測位演算部33は、GPS衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であり、且つ
、速度補正処理(図1のステップA3、図2)で得られた携帯型電話機1の速度が「2m
/s」未満であるか否かを判定し(ステップT9)、当該条件を満たすと判定した場合は
(ステップT9;Yes)、弱電界環境用位置R値変更処理を行う(ステップT11)。
【0137】
具体的には、ROM35に記憶されているXPR評価対応位置R値変更用データ354
を参照し、受信環境が弱電界環境であって、RAM37の捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度
情報データ374に記憶されている捕捉衛星信号信頼度情報3743の評価レベルに対応
する位置R値加算量を読み出す。そして、読み出した位置R値加算量を位置R値に加算す
ることで、位置R値を変更する。
【0138】
また、測位演算部33は、ROM35に記憶されている仰角対応位置R値変更用データ
357を参照し、受信環境が弱電界環境であって、ステップT7で算出した仰角に対応す
る位置R値加算量を読み出す。そして、読み出した位置R値加算量を位置R値に加算する
ことで、位置R値を変更する。
【0139】
一方、ステップT9において条件を満たさないと判定した場合は(ステップT9;No
)、測位演算部33は、GPS衛星信号の受信環境が「強電界環境」であるか否かを判定
し(ステップT13)、「強電界環境」であると判定した場合は(ステップT13;Ye
s)、強電界環境用位置R値変更処理を行う(ステップT15)。また、ステップT13
において「強電界環境」ではないと判定した場合は(ステップT13;No)、中電界環
境用位置R値変更処理を行う(ステップT17)。
【0140】
強電界環境用位置R値変更処理及び中電界環境用位置R値変更処理では、測位演算部3
3は、ROM35に記憶されているXPR評価対応位置R値変更用データ354及び仰角
対応位置R値変更用データ357のうち、受信環境が、強電界環境用位置R値変更処理で
あれば「強電界環境」、中電界環境用位置R値変更処理であれば「中電界環境」である位
置R値加算量の中から、当該捕捉衛星の評価レベル及び仰角に対応する位置R値加算量を
読み出して位置R値に加算することで、位置R値を変更する。
【0141】
ステップT11、T15.T17の何れかの処理を行った後、測位演算部33は、携帯
型電話機1が停止状態であるか否かを判定する(ステップT19)。具体的には、速度補
正処理(図1のステップA3、図2)で得られた携帯型電話機1の速度が「1m/s」未
満である場合に、携帯型電話機が停止状態であると判定する。
【0142】
そして、停止状態であると判定した場合は(ステップT19;Yes)、測位演算部3
3は、位置R値が「10」未満であるか否かを判定し(ステップT21)、「10」未満
であると判定した場合は(ステップT21;Yes)、位置R値を「10」に設定する(
ステップT23)。
【0143】
携帯型電話機1が停止していると判定した場合に、位置R値が小さ過ぎると、位置の補
正が強くかかる結果、携帯型電話機1の動き出し時における測位位置の追従性が悪くなる
。このため、携帯型電話機1が停止していると判定した場合の位置R値の最低値を「10
」にすることで、測位位置の追従性の向上を図っている。
【0144】
一方、ステップT19において停止状態ではないと判定した場合(ステップT19;N
o)、又は、ステップT21において位置R値が「10」以上であると判定した場合は(
ステップT21;No)、測位演算部33は、ステップT25へと処理を移行する。
【0145】
次いで、測位演算部33は、位置R値が「1」未満であるか否かを判定し(ステップT
25)、「1」以上であると判定した場合は(ステップT25;No)、ステップT29
へと処理を移行し、「1」未満であると判定した場合は(ステップT25;Yes)、位
置R値を「1」に設定する(ステップT27)。位置R値の最低値を「1」としたのは、
位置の補正が弱くかかることによって、測位位置に位置飛びが発生することを防止するた
めである。
【0146】
その後、測位演算部33は、前回出力した測位位置がKF測位処理による測位位置であ
るか否かを判定し(ステップT29)、KF測位処理による測位位置ではないと判定した
場合は(ステップT29;No)、位置R値が「10」未満であるか否かを判定する(ス
テップT31)。
【0147】
そして、位置R値が「10」未満であると判定した場合は(ステップT31;Yes)
、測位演算部33は、位置R値を「10」に設定して(ステップT33)、位置R値決定
処理を終了する。LS測位処理からKF測位処理に移行した直後は、測位位置の追従性を
良くするために、位置R値の最低値を「10」にしている。
【0148】
また、ステップT29においてKF測位処理による測位位置であると判定した場合(ス
テップT29;Yes)、又は、ステップT31において位置R値が「10」以上である
と判定した場合は(ステップT31;No)、測位演算部33は、位置R値決定処理を終
了する。
【0149】
4.実験結果
図22は、従来の処理で測位を行った場合の実験結果の一例を示す図であり、図23は
、本実施形態の処理で測位を行った場合の実験結果の一例を示す図である。携帯型電話機
1を携行したユーザが、図中左下から歩行開始し、予め定められた道路上を周回して同じ
位置に戻ってきた場合の各時刻における測位位置を太い実線で結んだ結果を示している。
【0150】
図22と図23とから明らかな通り、本実施形態の処理によってより精確な測位位置が
算出されていることがわかる。例えば、従来の処理では、破線で示した部分P1において
測位位置が大きく変動しており、測位位置の軌跡が道路上に適切に描かれていないことが
わかる。一方、本実施形態の処理では、同じ部分P1において測位位置の軌跡が道路上に
あることがわかる。これは、図21の位置R値決定処理のステップT3における捕捉時諸
量に基づく位置R値変更処理と、ステップT11における弱電界環境用位置R値変更処理
とにおいて位置R値が変更されたことで、測位精度が改善されたことによるものである。
【0151】
また、従来の手法では、破線で示した部分P2において測位位置が道路上に直線的な軌
跡を描いていないが、本実施形態の手法では、ほぼ直線的な軌跡を描いている。これは、
図21の位置R値決定処理のステップT3における捕捉時諸量に基づく位置R値変更処理
と、ステップT15における強電界環境用位置R値変更処理とにおいて位置R値が変更さ
れたことで、測位精度が改善されたことによるものである。
【0152】
5.作用効果
本実施形態によれば、GPS衛星からのGPS衛星信号を捕捉する捕捉処理が実行され
て、当該GPS衛星信号のコード位相が測定される。そして、捕捉したGPS衛星信号の
信号強度に基づいて、当該捕捉衛星についての状態ベクトル「X」の位置補正処理で用い
る測定誤差としての位置R値の初期値が設定され、当該初期値が設定された位置R値が、
当該捕捉衛星からのGPS衛星信号を捕捉処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更される

【0153】
ここで、捕捉時諸量には、相関演算部321がインコヒーレント処理を行った際の積算
時間(積算時間)と、メジャメント実測値を取得した時刻から現在までの経過時間(メジ
ャメント取得基準時刻経過時間)と、コヒーレント処理及びインコヒーレント処理を行う
際の周波数の掃引間隔(周波数掃引間隔)と、インコヒーレント処理で得られた積算相関
値のピークの有無(ピーク有無)とが含まれる。
【0154】
捕捉したGPS衛星信号の信号強度に基づいて、観測値「Z」に含まれる測定誤差であ
る位置R値の大凡の値を予想して初期値とした上で、上述した捕捉時諸量に基づいて位置
R値の初期値を変更することで、位置R値に適切な値を設定することが可能となり、ひい
ては、測位精度を向上させることが可能となる。
【0155】
また、本実施形態では、カルマンフィルタの観測値「Z」に基づいて、位置R値を変更
することにしている。観測値「Z」が大きいほど、捕捉したGPS衛星信号のコード位相
の実測値と予測値との差が大きくなり、位置補正処理により得られた測位位置は精度の低
いものとなる。しかし、観測値「Z」が大きいほど位置R値に大きな値を加算することで
、位置R値に適切な値が設定され、位置補正が適切に行われるようになる。
【0156】
さらに、本実施形態では、捕捉衛星の仰角と、XPRから決定されるGPS衛星信号の
評価レベルとに基づいて、位置R値を変更する処理が行われる。そして、この場合の位置
R値の加算量が、GPS衛星信号の受信環境に応じて可変される。具体的には、受信環境
が弱電界環境である場合は、同一の仰角及び評価レベルに対する位置R値の加算量を大き
くし、受信環境が強電界環境である場合は、同一の仰角及び評価レベルに対する位置R値
の加算量を小さくする。
【0157】
このように、GPS衛星信号の受信環境に応じて位置R値の変更量を可変することで、
GPS衛星信号の受信環境を考慮したより適切な位置R値を設定することができ、測位精
度をより一層向上させることが可能となる。
【0158】
6.変形例
6−1.電子機器
本発明は、測位装置を備えた電子機器であれば何れの電子機器にも適用可能である。例
えば、ノート型パソコンやPDA(Personal Digital Assistant)、カーナビゲーション
装置等についても同様に適用可能である。
【0159】
6−2.衛星測位システム
上述した実施形態では、衛星測位システムとしてGPSを例に挙げて説明したが、WA
AS(Wide Area Augmentation System)、QZSS(Quasi Zenith Satellite System)
、GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System)、GALILEO等の他の衛
星測位システムであってもよい。
【0160】
6−3.処理の分化
測位演算部33が実行する処理の一部又は全部を、ホストCPU50が実行することに
してもよい。例えば、ホストCPU50が位置R値決定処理を行い、決定された位置R値
を用いて、測位演算部33が測位処理を行うようにする。また、LS測位処理及びKF測
位処理も含めて、測位演算部33が実行する処理全てをホストCPU50が実行すること
にしてもよい。
【0161】
6−4.評価レベルの決定
上述した実施形態では、XPRの算出及び評価レベルの決定をメジャメント取得演算部
32が行うものとして説明したが、メジャメント取得演算部32が算出したXPRに基づ
いて、測位演算部33が評価レベルを決定することにしてもよい。
【0162】
6−5.捕捉衛星信号の信頼度に基づく位置R値の変更
上述した実施形態では、XPRから決定した評価レベルに基づいて位置R値を変更する
ものとして説明したが、評価レベルを用いずに、XPRに基づいて直接位置R値を変更す
ることにしてもよい。この場合は、XPRと位置R値加算量との対応関係を定めたXPR
対応位置R値変更用データをROM35に格納しておき、当該XPR対応位置R値変更用
データから読み出した位置R値加算量を位置R値に加算することで、位置R値を変更する
ようにする。
【0163】
6−6.位置R値の加減算
また、上述した実施形態では、基準位置R値に値を加算していくことで位置R値を変更
するものとして説明したが、加算の他に、基準位置R値から値を減算していくことで位置
R値を変更することにしてもよい。この場合は、ROM35に格納されている位置R値変
更用データそれぞれについて、位置R値加算量の代わりに位置R値加減算量を定めておき
、基準位置R値に位置R値加算量を加算又は基準位置R値から位置R値減算量を減算して
いくことによって、位置R値を変更する。
【図面の簡単な説明】
【0164】
【図1】KF測位処理の流れを示すフローチャート。
【図2】速度補正処理の流れを示すフローチャート。
【図3】位置補正処理の流れを示すフローチャート。
【図4】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図5】積算相関値のピーク有無の判定方法の説明図。
【図6】XPRの算出方法の説明図。
【図7】ROMに格納されたデータの一例を示す図。
【図8】RAMに格納されたデータの一例を示す図。
【図9】基準位置R値設定用データのデータ構成例を示す図。
【図10】XPR評価用データのデータ構成例を示す図。
【図11】XPR評価対応位置R値変更用データのデータ構成例を示す図。
【図12】捕捉時所用時間対応位置R値変更用データのデータ内容を示す図。
【図13】観測値対応位置R値変更用データのデータ内容を示す図。
【図14】仰角対応位置R値変更用データのデータ内容を示す図。
【図15】捕捉衛星別メジャメントデータのデータ構成例を示す図。
【図16】捕捉衛星別捕捉時諸量データのデータ構成例を示す図。
【図17】捕捉衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データのデータ構成例を示す図。
【図18】捕捉衛星別仰角データのデータ構成例を示す図。
【図19】測位履歴データのデータ構成例を示す図。
【図20】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図21】位置R値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図22】従来の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【図23】本実施形態の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【符号の説明】
【0165】
1 携帯型電話機 、 10 GPSアンテナ、 20 GPS受信部、 21 RF受
信回路部、 30 ベースバンド処理回路部、 31 演算制御部、 32 メジャメン
ト取得演算部、 33 測位演算部、 35 ROM、 37 RAM、 40 TCX
O、 50 ホストCPU、 60 操作部、 70 表示部、 80 携帯電話用アン
テナ、 90 携帯電話用無線通信回路部、 100 ROM、 110 RAM

【特許請求の範囲】
【請求項1】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位
方法であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定す
ることと、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定することと、
前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉処理した
際の捕捉時諸量に基づいて変更することと、
を含む測位方法。
【請求項2】
前記捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理を行い、
前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理での積算時間に基づいて前記測定
誤差を変更することを少なくとも含む、
請求項1に記載の測位方法。
【請求項3】
前記捕捉処理では所定の相関処理及び相関値積算処理を行い、
前記測定誤差を変更することは、前記相関値積算処理の処理結果である積算相関値が所
定の低信頼値条件を満たす場合に前記測定誤差を変更することを少なくとも含む、
請求項1に記載の測位方法。
【請求項4】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位
方法であって、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定することと、
前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更す
ることと、
を含む測位方法。
【請求項5】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位
方法であって、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定することと、
前記初期値が設定された測定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基
づいて変更することと、
を含む測位方法。
【請求項6】
前記測位用衛星からの衛星信号の受信環境を判定することと、
前記仰角に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判定された受信環境に応じて変更する
ことと、
を更に含む請求項5に記載の測位方法。
【請求項7】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置における測位
方法であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定す
ることと、
前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づいて、捕捉衛星信号の信頼度を評価
することと、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定することと、
前記初期値が設定された測定誤差を、前記評価された当該捕捉衛星の捕捉衛星信号の信
頼度に基づいて変更することと、
を含む測位方法。
【請求項8】
前記測位用衛星からの衛星信号の受信環境を判定することと、
前記信頼度に基づく前記測定誤差の変更量を、前記判定された受信環境に応じて変更す
ることと、
を更に含む請求項7に記載の測位方法。
【請求項9】
請求項1〜8の何れか一項に記載の測位方法を、測位装置に内蔵されたコンピュータに
実行させるためのプログラム。
【請求項10】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定す
る捕捉部と、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、
前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星からの衛星信号を前記捕捉部が捕捉
処理した際の捕捉時諸量に基づいて変更する第1の変更部と、
を備えた測位装置。
【請求項11】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置であって、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、
前記初期値が設定された測定誤差を、当該捕捉衛星に係る前記観測値に基づいて変更す
る第2の変更部と、
を備えた測位装置。
【請求項12】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置であって、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、
前記初期値が設定された測定誤差を、自測位装置を基準とした当該捕捉衛星の仰角に基
づいて変更する第3の変更部と、
を備えた測位装置。
【請求項13】
測位用衛星からの衛星信号を捕捉して、自測位装置の位置及び速度を成分とする状態ベ
クトルを予測する予測処理と、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星と自測位装置間の距離を示す
距離相当値の実測値と予測値との差を観測値として前記状態ベクトルを補正する補正処理
とを含むカルマンフィルタ処理を実行して、現在位置の測位を行う測位装置であって、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を実行して前記距離相当値を測定す
る捕捉部と、
前記捕捉処理で実行された相関処理の相関値に基づいて、捕捉衛星信号の信頼度を評価
する信頼度評価部と、
捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星についての前記補正処理で用いる測定
誤差の初期値を設定する測定誤差初期値設定部と、
前記初期値が設定された測定誤差を、前記信頼度評価部により評価された当該捕捉衛星
の捕捉衛星信号の信頼度に基づいて変更する第4の変更部と、
を備えた測位装置。
【請求項14】
請求項10〜13の何れか一項に記載の測位装置を備えた電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【公開番号】特開2009−92540(P2009−92540A)
【公開日】平成21年4月30日(2009.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−264207(P2007−264207)
【出願日】平成19年10月10日(2007.10.10)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】