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距離相当
値が測定される。また、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
いての位置補正処理で用いる位置Ｒ値の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値「
Ｚ」が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号の受信環境に基づいて設定された適否判定条件
により不適と判定される場合は、位置補正処理で用いる位置Ｒ値が初期値より大きな値に
設定される。
【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距離相当
値が測定される。また、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
いての位置補正処理で用いる位置Ｒ値の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値「
Ｚ」が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号の受信環境に基づいて設定された適否判定条件
により不適と判定される場合は、位置補正処理で用いる位置Ｒ値が初期値より大きな値に
設定される。
【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
号の受信環境を判定することと、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、捕捉衛星それぞ
れについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観
測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づいて設定することと
、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【０００８】
また、第７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の受信環境を判定する受信環境判
定部と、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、捕捉衛星それぞれに
ついて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値
を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づいて設定する適否判定条
件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された
適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設
定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、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が実行され
て距離相当値が測定される。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、測
位用衛星からの衛星信号の受信環境に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定
される場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定される。
【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
初期値とするが、捕捉衛星の観測値を用いて補正処理を行うことが適切ではないと判定し
た場合に、測定誤差を初期値よりも大きな値に設定することで、より適切な測定誤差を用
いて補正処理を行うことが可能となり、ひいては、測位精度を向上させることが可能とな
る。
【００１１】
第２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、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数
の実測値と予測値との差を用いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度
を算出することと、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、捕捉衛星それぞれについて、
当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値を基に判
定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設定することと、捕捉衛星それぞ
れについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判
定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値
に設定することと、を含む測位方法である。
【００１２】
また、第８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、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測
値と予測値との差を用いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出
する速度算出部と、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、捕捉衛星
それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を
前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設定する適否
判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定
された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、
前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、を備えた測位装置を構
成してもよい。
【００１３】
この第２の発明等によれば、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数
の実測値と予測値との差を用いて状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度が算
出されるとともに、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。また、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補正処
理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、算出された速度
に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定される場合は、補正処理で用いる測
定誤差が初期値よりも大きな値に設定される。これにより、第１の発明等と同様の効果が
発揮される。
【００１４】
第３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、捕捉衛星それぞれ
について、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測
値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基づいて設定す
ることと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適
否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定
された初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００１５】
また、第９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、捕捉
衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適
否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基
づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記
観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で
用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、を
備えた測位装置を構成してもよい。
【００１６】
この第３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が実行され
て距離相当値が測定される。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、当
該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定さ
れる場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値よりも大きな値に設定される。これによ
り、第１の発明等と同様の効果が発揮される。
【００１７】
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測定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、捕捉衛
星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否
を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて設定する
ことと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否
判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定さ
れた初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００１８】
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測定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、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補
正処理を行うことの適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信
頼度に基づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛
星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補
正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定
部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００１９】
この第４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。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉
衛星についての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測
値が、評価された信頼度に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定される場合
は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定される。これにより、第１の
発明等と同様の効果が発揮される。
【００２０】
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測定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の受信環境を判定すること
と、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処
理モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記
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、捕捉衛星それぞれについて
、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値を基に
判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処理モードに基づいて設定する
ことと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否
判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定さ
れた初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００２１】
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測定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の受信環境を判定する受信環境
判定部と、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の
捕捉処理モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行すること
で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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこと
の適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処理
モードに基づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉
衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記
補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設
定部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００２２】
この第５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が、予め定
められた複数の捕捉処理モードの中から衛星信号の受信環境に応じて選択的に可変して実
行されることで距離相当値が測定される。また、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補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の
観測値が、実行された捕捉処理の捕捉処理モードに基づいて設定された適否判定条件によ
り不適と判定される場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定され
る。これにより、第１の発明等と同様の効果が発揮される。
【００２３】
また、第６の発明として、第１〜第５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７〜
第１１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】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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〜Ｂ２１）。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）
。
【００３８】
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。
【００３９】
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）
。
【００４０】
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。
【００４１】
その後、速度補正処理で用いる観測値「Ｚ」の測定誤差の値（以下、「速度Ｒ値」と称
す。）を決定する速度Ｒ値決定処理を行う（ステップＢ１１）。速度Ｒ値決定処理につい
ては、詳細に後述する。
【００４２】
その後、ステップＢ１１で決定した速度Ｒ値を成分とする所定の測定誤差行列「Ｒ」を
設定する（ステップＢ１３）。そして、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Ｂ１５）。
【数４】
【００４３】
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Ｂ１７）。
【数５】
【００４４】
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Ｂ１９）
。
【数６】
但し、「Ｉ」は単位行列である。
【００４５】
ステップＢ３〜Ｂ１９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
２３）。
【数７】
【００４６】
ステップＢ２３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。
【００４７】
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】
【００４８】
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）。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
また、位置補正処理では、ステップＣ１１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。
【００５４】
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、ステップＣ９で算出
した観測値「Ｚ」や、当該ＧＰＳ衛星信号の信頼度等の情報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値決定処理については、詳細に後述する。
【００５５】
ステップＣ３〜Ｃ１９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
Ｃ２３）。
【００５６】
ステップＣ２３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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
相関演算部３２１は、「屋内捕捉モード」と「屋外捕捉モード」との２種類の衛星信号
捕捉モードを切り替えながら、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。「屋内捕捉モード」は、携帯
型電話機１が屋内に位置していることが想定される場合の捕捉モードであり、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所定
秒数分（例えば「１秒分」）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。
【００６５】
また、「屋外捕捉モード」は、携帯型電話機１が屋外に位置していることが想定される
場合の捕捉モードであり、「屋内捕捉モード」と同様にコヒーレント処理（相関処理）を
行うが、このコヒーレント処理の結果である相関値を所定秒数分（例えば「１秒分」）平
均した平均相関値を算出することで、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。
【００６６】
この衛星信号捕捉モードの切り替えは、相関演算部３２１が測位演算部３３の制御に従
って行う。具体的には、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が良い場合（信号
強度が一定以上の場合）や、コヒーレント処理の結果である相関値が大きい場合は、「屋
外捕捉モード」でＧＰＳ衛星信号の捕捉を行うように制御し、ＧＰＳ衛星信号の受信環境
が悪い場合（信号強度が一定未満の場合）や、コヒーレント処理の結果である相関値が小
さい場合は、「屋内捕捉モード」でＧＰＳ衛星信号の捕捉を行うように制御する。
【００６７】
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 Dilution 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。
【００６８】
また、レプリカコードとは、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。
【００６９】
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又は平均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
。
【００７０】
また、相関演算部３２１は、上述した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、積算相関値又は平均
相関値が最大となる。
【００７１】
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。
【００７２】
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、屋外捕捉モード
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「０．２Ｈｚ
」）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、屋内捕捉モードでは、例えば５
０［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。
【００７３】
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。尚、平均相関値のピーク有無の判定も同様に行
うことが可能であるため、ここでは積算相関値のピーク有無の判定方法について説明する
。
【００７４】
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と
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。
【００７５】
また、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、捕捉衛星のＧＰ
Ｓ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「Ｘ
ＰＲ」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、ＸＰ
Ｒ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。
【００７６】
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。尚、平均相関値を用いたＸＰＲの算出も同様に行
うことが可能であるため、ここでは積算相関値を用いたＸＰＲの算出方法について説明す
る。
【００７７】
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）
【００７８】
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」の情報に基づいて、ＫＦ測位処理に用いる位置Ｒ値や速度Ｒ値を決定する処理を行う
。
【００７９】
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１８参照）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、閾値設定用データ３５５と
、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６とが記憶されている。
【００８０】
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１９参照）として実行される位置Ｒ値決定プ
ログラム３５１３と、速度Ｒ値決定処理（図２０参照）として実行される速度Ｒ値決定プ
ログラム３５１４とがサブルーチンとして含まれている。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、位置Ｒ値の初期値である基準位置Ｒ値を設定し、観測値「Ｚ」が設定
した閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星信号が不適であると判定した場合に、基準位置Ｒ
値を観測値「Ｚ」の２乗の値に変更する処理である。そして、測位演算部３３は、メジャ
メント取得演算部３２から入力した捕捉衛星信号信頼度情報に基づいて基準位置Ｒ値を変
更することで、位置Ｒ値を決定する。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。
【００８５】
速度Ｒ値決定処理とは、測位演算部３３が、速度Ｒ値に所定値を設定するとともに、前
回の位置Ｒ値決定処理において基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２乗の値に変更されていた
場合は、当初設定した速度Ｒ値に前回の位置補正処理において使用した速度Ｒ値を加算す
ることで、速度Ｒ値を決定する処理である。速度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。
【００８６】
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。基準位置Ｒ値は、その最大値が観測値「Ｚ」の２乗の値よりも必ず小
さくなるように、実験等によって値が決定されている。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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に定めら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。
【００９１】
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。
【００９２】
図１２は、閾値設定用データ３５５のデータ構成例を示す図である。閾値設定用データ
３５５は、観測値「Ｚ」の閾値を設定するためのデータであり、番号３５５１と、閾値を
設定するための条件である閾値設定条件３５５３と、閾値３５５５とが対応付けて記憶さ
れている。
【００９３】
例えば、携帯型電話機１の速度が「１ｍ／ｓ」以上である場合や、ＧＰＳ衛星信号の受
信環境が「強電界環境」である場合は、観測値「Ｚ」の閾値として「１００ｍ」が設定さ
れる。携帯型電話機１が移動している場合や、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が強電界環境で
ある場合は、測位誤差が発生する可能性が低いため、閾値を大きく設定することで、観測
値「Ｚ」が閾値を超えにくくなるようにしている。
【００９４】
また、携帯型電話機１の速度が「１ｍ／ｓ」未満である場合や、基準位置Ｒ値変更フラ
グが「ＯＮ」に設定されている場合は、閾値に「２０ｍ」が設定される。携帯型電話機１
が停止している場合や、前回の位置補正処理において基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２乗
の値に変更されていた場合は、測位誤差が発生する可能性が高いため、観測値「Ｚ」の閾
値を小さく設定することで、観測値「Ｚ」が閾値を超え易くなるようにしている。
【００９５】
その他には、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であり、且つ、携帯型電話機
１の速度が「２ｍ／ｓ」以上である場合や、捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度が「−１
５５ｄＢｍ」未満であり、且つ、携帯型電話機１の速度が「１０ｍ／ｓ」未満である場合
は、観測値「Ｚ」の閾値として「５０ｍ」が設定される。
【００９６】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、閾値設定用データ３５５を参照し、何
れの閾値設定条件３５５３が成立したかを判定する。そして、成立したと判定した閾値設
定条件３５５３に対応する閾値３５５５を、観測値「Ｚ」の閾値として設定する。尚、複
数の閾値設定条件３５５３が同時に成立した場合は、その中から最も小さい閾値３５５５
を選択して、観測値「Ｚ」の閾値として設定する。
【００９７】
図１３は、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６のデータ構成例を示す図である。捕捉
衛星信号適否判定用データ３５６には、番号３５６１と、捕捉衛星信号を不適と判定する
ための条件である不適判定条件３５６３とが対応付けて記憶されている。
【００９８】
例えば、ＸＰＲの評価レベルが「Ｅ」である場合や、衛星信号捕捉モードが「屋外捕捉
モード」であり、且つ、ＸＰＲの評価レベルが「Ｄ」である場合は、捕捉衛星信号が不適
であると判定される。また、衛星信号捕捉モードが「屋内捕捉モード」であり、且つ、Ｇ
ＰＳ衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であるような場合にも、捕捉衛星信号が不適で
あると判定される。すなわち、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が悪い場合や、捕捉したＧＰＳ
衛星信号の信頼度が低い場合等に、捕捉衛星信号が不適であると判定され易くなるように
、不適判定条件が定められている。
【００９９】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６
を参照し、不適判定条件３５６３の何れかが成立したか否かを判定する。そして、何れの
不適判定条件３５６３も成立しなかった場合は、捕捉衛星信号が適切であると判定し、１
つでも不適判定条件３５６３が成立した場合は、捕捉衛星信号が不適であると判定する。
【０１００】
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、捕捉衛星別衛星信
号捕捉モードデータ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
衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５と、測位履歴データ３７６とが記憶される。
【０１０１】
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。
【０１０２】
図１４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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
図１５は、捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３のデータ構成例を示す図である
。捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３には、捕捉衛星３７３１と、衛星信号捕捉
モード３７３３とが対応付けて記憶される。例えば、捕捉衛星「Ｓ３」の衛星信号捕捉モ
ードは「屋内捕捉モード」である。捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３は、測位
演算部３３により随時更新される。
【０１０５】
図１６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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５は、基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２
乗の値に変更された場合に「ＯＮ」に設定される基準位置Ｒ値変更フラグが、捕捉衛星別
に記憶されたデータである。捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５は、位置Ｒ
値決定処理において随時更新される。
【０１０８】
図１７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１７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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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
。
【０１１６】
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。
【０１１７】
３．処理の流れ
図１８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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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）。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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Ｃ１１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。
【０１２６】
図１９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）。
【０１２７】
次いで、測位演算部３３は、閾値設定処理を行う（ステップＴ３）。具体的には、ＲＯ
Ｍ３５に記憶されている閾値設定用データ３５５を参照し、何れの閾値設定条件３５５３
が成立したかを判定する。そして、成立したと判定した閾値設定条件３５５３に対応する
閾値３５５５を読み出して、コード位相に関する観測値「Ｚ」の閾値として設定する。
【０１２８】
その後、測位演算部３３は、捕捉衛星信号適否判定処理を行う（ステップＴ５）。具体
的には、ＲＯＭ３５に記憶されている捕捉衛星信号適否判定用データ３５６を参照し、不
適判定条件３５６３の何れかが成立したか否かを判定する。そして、何れの不適判定条件
３５６３も成立しなかった場合は、捕捉衛星信号が適切であると判定し、１つでも不適判
定条件３５６３が成立した場合は、捕捉衛星信号が不適であると判定する。
【０１２９】
次いで、測位演算部３３は、観測値「Ｚ」がステップＴ３で設定した閾値より大きく、
且つ、ステップＴ５における捕捉衛星信号の判定結果が不適であるか否かを判定し（ステ
ップＴ７）、当該条件を満たすと判定した場合は（ステップＴ７；Ｙｅｓ）、ステップＴ
１で設定した基準位置Ｒ値を、観測値「Ｚ」の２乗の値に変更する（ステップＴ９）。
【０１３０】
そして、測位演算部３３は、当該捕捉衛星の基準位置Ｒ値変更フラグを「ＯＮ」に設定
して（ステップＴ１１）、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５
を更新する。
【０１３１】
一方、ステップＴ７において当該条件を満たさないと判定した場合は（ステップＴ７；
Ｎｏ）、測位演算部３３は、当該捕捉衛星の基準位置Ｒ値変更フラグを「ＯＦＦ」に設定
して（ステップＴ１３）、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５
を更新する。
【０１３２】
その後、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Ｔ１５）、当該条件を満たすと判定した場合
は（ステップＴ１５；Ｙｅｓ）、弱電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ１７
）。
【０１３３】
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」である位置Ｒ値加算量の中から、ＲＡＭ３７の捕捉
衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４に記憶されている当該捕捉衛星の評価レベル
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。
【０１３４】
一方、ステップＴ１５において条件を満たさないと判定した場合は（ステップＴ１５；
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Ｔ１９）、「強電界環境」であると判定した場合は（ステップＴ１９；
Ｙｅｓ）、強電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ２１）。また、ステップＴ
１９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Ｔ１９；Ｎｏ）、中電
界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ２３）。
【０１３５】
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。
【０１３６】
ステップＴ１７、Ｔ２１、Ｔ２３の何れかの処理を行った後、測位演算部３３は、変更
後の位置Ｒ値を最終的な位置Ｒ値に決定して、位置Ｒ値決定処理を終了する。
【０１３７】
また、測位演算部３３は、図２の速度補正処理のステップＢ１１において、ＲＯＭ３５
に記憶されている速度Ｒ値決定プログラム３５１４を読み出して実行することで、速度Ｒ
値決定処理を行う。
【０１３８】
図２０は、速度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、速度Ｒ値に所定値を設定する（ステップＵ１）。そして、Ｒ
ＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５を参照し、当該捕捉衛星の基
準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する（ステップＵ３）。
【０１３９】
そして、基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合は（ス
テップＵ３；Ｎｏ）、測位演算部３３は、速度Ｒ値決定処理を終了する。また、基準位置
Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合は（ステップＵ３；Ｙｅｓ）
、ステップＵ１で設定した速度Ｒ値に、前回の位置補正処理で使用した速度Ｒ値を加算す
ることで、速度Ｒ値を変更する（ステップＵ５）。そして、測位演算部３３は、速度Ｒ値
決定処理を終了する。
【０１４０】
基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されているということは、前回の位置Ｒ値決
定処理において、コード位相に関する観測値「Ｚ」が閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星
信号が不適であると判定されたということになる。この場合、速度補正処理で使用する受
信周波数に関する観測値「Ｚ」も大きな値となる可能性が高く、補正により得られる速度
も誤差を含んだものとなる可能性が高い。そこで、基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に
設定されている場合は、ステップＵ１で設定した速度Ｒ値に前回の位置補正処理で使用し
た速度Ｒ値を加算して速度Ｒ値を大きくすることで、速度が精度よく求められるようにし
ている。
【０１４１】
４．実験結果
図２１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２２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、片側にしか窓が存在しない建物Ｐ内で静止している場合の、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。これは、比較的測位が難しい
環境での実験結果である。
【０１４２】
図２１と図２２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。従来の処理では、携帯型電話機１が静止しているにも関わ
らず、測位位置が建物Ｐの位置に収束せずに、建物Ｐから遠く離れた位置まで位置飛びし
ていることがわかる。一方、本実施形態の処理では、測位位置が建物Ｐの位置の近傍に集
中しており、携帯型電話機１の位置がほぼ精確に測位されていることがわかる。
【０１４３】
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
て距離相当値が測定される。また、捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて当該捕
捉衛星についての位置補正処理で用いる位置Ｒ値の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星
の観測値「Ｚ」が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号の受信環境に基づいて設定された適
否判定条件により不適と判定される場合は、位置補正処理で用いる位置Ｒ値が初期値より
大きな値に設定される。
【０１４４】
捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて、観測値「Ｚ」に含まれる位置Ｒ値の大
凡の値を予想して初期値とするが、捕捉衛星の観測値「Ｚ」を用いて位置補正処理を行う
ことが適切ではないと判定した場合に、位置Ｒ値を初期値よりも大きな値に設定すること
で、より適切な位置Ｒ値を用いて位置補正処理を行うことが可能となり、ひいては、測位
精度を向上させることが可能となる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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値決定処理及び速度Ｒ値決定処理を行い
、決定された位置Ｒ値及び速度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。
【０１４８】
６−４．基準位置Ｒ値の設定
上述した実施形態では、観測値「Ｚ」が閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星信号が不適
であると判定された場合に、基準位置Ｒ値を観測値「Ｚ」の２乗の値に変更するものとし
て説明したが、例えば観測値「Ｚ」の３乗の値に変更することにしてもよい。また、値が
極度に大きな定数として、所定の最大基準位置Ｒ値「ＲMAX」を予め設定しておき、基準
位置Ｒ値を、当該最大基準位置Ｒ値「ＲMAX」に変更することにしてもよい。
【０１４９】
６−５．受信環境に基づく位置Ｒ値変更処理
上述した実施形態では、ステップＴ１５〜Ｔ２３において、ＧＰＳ衛星信号の受信環境
及び携帯型電話機１の速度に基づいて位置Ｒ値を変更する処理を行うものとして説明した
が、ステップＴ１５〜Ｔ２３の処理を省略することにしてもよい。
【０１５０】
また、捕捉衛星の仰角に基づいて、位置Ｒ値を変更することにしてもよい。具体的には
、捕捉衛星の仰角と位置Ｒ値加算量とがＧＰＳ衛星信号の受信環境別に対応付けられた仰
角対応位置Ｒ値変更用データをＲＯＭ３５に格納しておく。そして、ステップＴ１７、Ｔ
２１、Ｔ２３の各処理において、それぞれの受信環境における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値に加算することで、位置Ｒ値を変更する。
【０１５１】
尚、仰角対応位置Ｒ値変更用データには、同一の仰角に対する位置Ｒ値加算量が、受信
環境が「弱電界環境」である場合に最も大きく、受信環境が「強電界環境」である場合に
最も小さくなるように、仰角と位置Ｒ値加算量との対応関係を定めておけばよい。
【０１５２】
６−６．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。
【０１５３】
６−７．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。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【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】閾値設定用データのデータ構成例を示す図。
【図１３】捕捉衛星信号適否判定用データのデータ構成例を示す図。
【図１４】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１５】捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータのデータ構成例を示す図。
【図１６】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１７】測位履歴データのデータ構成例を示す図。
【図１８】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】位置Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】速度Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】従来の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【図２２】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】
【０１５５】
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
【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
号の受信環境を判定することと、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、捕捉衛星それぞ
れについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観
測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づいて設定することと
、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【０００８】
また、第７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の受信環境を判定する受信環境判
定部と、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、捕捉衛星それぞれに
ついて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値
を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づいて設定する適否判定条
件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された
適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設
定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、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が実行され
て距離相当値が測定される。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、測
位用衛星からの衛星信号の受信環境に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定
される場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定される。
【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
初期値とするが、捕捉衛星の観測値を用いて補正処理を行うことが適切ではないと判定し
た場合に、測定誤差を初期値よりも大きな値に設定することで、より適切な測定誤差を用
いて補正処理を行うことが可能となり、ひいては、測位精度を向上させることが可能とな
る。
【００１１】
第２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、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数
の実測値と予測値との差を用いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度
を算出することと、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、捕捉衛星それぞれについて、
当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値を基に判
定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設定することと、捕捉衛星それぞ
れについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判
定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値
に設定することと、を含む測位方法である。
【００１２】
また、第８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、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測
値と予測値との差を用いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出
する速度算出部と、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、捕捉衛星
それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を
前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設定する適否
判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定
された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、
前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、を備えた測位装置を構
成してもよい。
【００１３】
この第２の発明等によれば、各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数
の実測値と予測値との差を用いて状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度が算
出されるとともに、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。また、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補正処
理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、算出された速度
に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定される場合は、補正処理で用いる測
定誤差が初期値よりも大きな値に設定される。これにより、第１の発明等と同様の効果が
発揮される。
【００１４】
第３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、捕捉衛星それぞれ
について、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測
値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基づいて設定す
ることと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適
否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定
された初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００１５】
また、第９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、捕捉
衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適
否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基
づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記
観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で
用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、を
備えた測位装置を構成してもよい。
【００１６】
この第３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が実行され
て距離相当値が測定される。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉衛星につ
いての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測値が、当
該捕捉衛星の衛星信号の信号強度に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定さ
れる場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値よりも大きな値に設定される。これによ
り、第１の発明等と同様の効果が発揮される。
【００１７】
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測定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、捕捉衛
星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否
を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて設定する
ことと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否
判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定さ
れた初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００１８】
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測定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、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補
正処理を行うことの適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信
頼度に基づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛
星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記補
正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設定
部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００１９】
この第４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。また、捕捉衛星信号の信号強度に基づいて当該捕捉
衛星についての補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の観測
値が、評価された信頼度に基づいて設定された適否判定条件により不適と判定される場合
は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定される。これにより、第１の
発明等と同様の効果が発揮される。
【００２０】
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測定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の受信環境を判定すること
と、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処
理モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記
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、捕捉衛星それぞれについて
、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うことの適否を前記観測値を基に
判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処理モードに基づいて設定する
ことと、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否
判定条件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定さ
れた初期値より大きな値に設定することと、を含む測位方法である。
【００２１】
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測定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の受信環境を判定する受信環境
判定部と、前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の
捕捉処理モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行すること
で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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこと
の適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処理
モードに基づいて設定する適否判定条件設定部と、捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉
衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条件により不適と判定される場合に、前記
補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初期値より大きな値に設定する測定誤差設
定部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００２２】
この第５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が、予め定
められた複数の捕捉処理モードの中から衛星信号の受信環境に応じて選択的に可変して実
行されることで距離相当値が測定される。また、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補正処理で用いる測定誤差の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星の
観測値が、実行された捕捉処理の捕捉処理モードに基づいて設定された適否判定条件によ
り不適と判定される場合は、補正処理で用いる測定誤差が初期値より大きな値に設定され
る。これにより、第１の発明等と同様の効果が発揮される。
【００２３】
また、第６の発明として、第１〜第５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７〜
第１１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】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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〜Ｂ２１）。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）
。
【００３８】
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。
【００３９】
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）
。
【００４０】
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。
【００４１】
その後、速度補正処理で用いる観測値「Ｚ」の測定誤差の値（以下、「速度Ｒ値」と称
す。）を決定する速度Ｒ値決定処理を行う（ステップＢ１１）。速度Ｒ値決定処理につい
ては、詳細に後述する。
【００４２】
その後、ステップＢ１１で決定した速度Ｒ値を成分とする所定の測定誤差行列「Ｒ」を
設定する（ステップＢ１３）。そして、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Ｂ１５）。
【数４】
【００４３】
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Ｂ１７）。
【数５】
【００４４】
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Ｂ１９）
。
【数６】
但し、「Ｉ」は単位行列である。
【００４５】
ステップＢ３〜Ｂ１９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
２３）。
【数７】
【００４６】
ステップＢ２３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。
【００４７】
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】
【００４８】
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）。
【００４９】
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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
また、位置補正処理では、ステップＣ１１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。
【００５４】
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、ステップＣ９で算出
した観測値「Ｚ」や、当該ＧＰＳ衛星信号の信頼度等の情報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値決定処理については、詳細に後述する。
【００５５】
ステップＣ３〜Ｃ１９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
Ｃ２３）。
【００５６】
ステップＣ２３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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
相関演算部３２１は、「屋内捕捉モード」と「屋外捕捉モード」との２種類の衛星信号
捕捉モードを切り替えながら、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。「屋内捕捉モード」は、携帯
型電話機１が屋内に位置していることが想定される場合の捕捉モードであり、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所定
秒数分（例えば「１秒分」）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。
【００６５】
また、「屋外捕捉モード」は、携帯型電話機１が屋外に位置していることが想定される
場合の捕捉モードであり、「屋内捕捉モード」と同様にコヒーレント処理（相関処理）を
行うが、このコヒーレント処理の結果である相関値を所定秒数分（例えば「１秒分」）平
均した平均相関値を算出することで、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。
【００６６】
この衛星信号捕捉モードの切り替えは、相関演算部３２１が測位演算部３３の制御に従
って行う。具体的には、測位演算部３３は、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が良い場合（信号
強度が一定以上の場合）や、コヒーレント処理の結果である相関値が大きい場合は、「屋
外捕捉モード」でＧＰＳ衛星信号の捕捉を行うように制御し、ＧＰＳ衛星信号の受信環境
が悪い場合（信号強度が一定未満の場合）や、コヒーレント処理の結果である相関値が小
さい場合は、「屋内捕捉モード」でＧＰＳ衛星信号の捕捉を行うように制御する。
【００６７】
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 Dilution 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。
【００６８】
また、レプリカコードとは、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。
【００６９】
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又は平均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
。
【００７０】
また、相関演算部３２１は、上述した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、積算相関値又は平均
相関値が最大となる。
【００７１】
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。
【００７２】
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、屋外捕捉モード
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「０．２Ｈｚ
」）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、屋内捕捉モードでは、例えば５
０［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。
【００７３】
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。尚、平均相関値のピーク有無の判定も同様に行
うことが可能であるため、ここでは積算相関値のピーク有無の判定方法について説明する
。
【００７４】
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と
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。
【００７５】
また、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、捕捉衛星のＧＰ
Ｓ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「Ｘ
ＰＲ」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、ＸＰ
Ｒ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。
【００７６】
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。尚、平均相関値を用いたＸＰＲの算出も同様に行
うことが可能であるため、ここでは積算相関値を用いたＸＰＲの算出方法について説明す
る。
【００７７】
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）
【００７８】
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」の情報に基づいて、ＫＦ測位処理に用いる位置Ｒ値や速度Ｒ値を決定する処理を行う
。
【００７９】
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１８参照）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、閾値設定用データ３５５と
、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６とが記憶されている。
【００８０】
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１９参照）として実行される位置Ｒ値決定プ
ログラム３５１３と、速度Ｒ値決定処理（図２０参照）として実行される速度Ｒ値決定プ
ログラム３５１４とがサブルーチンとして含まれている。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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、位置Ｒ値の初期値である基準位置Ｒ値を設定し、観測値「Ｚ」が設定
した閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星信号が不適であると判定した場合に、基準位置Ｒ
値を観測値「Ｚ」の２乗の値に変更する処理である。そして、測位演算部３３は、メジャ
メント取得演算部３２から入力した捕捉衛星信号信頼度情報に基づいて基準位置Ｒ値を変
更することで、位置Ｒ値を決定する。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。
【００８５】
速度Ｒ値決定処理とは、測位演算部３３が、速度Ｒ値に所定値を設定するとともに、前
回の位置Ｒ値決定処理において基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２乗の値に変更されていた
場合は、当初設定した速度Ｒ値に前回の位置補正処理において使用した速度Ｒ値を加算す
ることで、速度Ｒ値を決定する処理である。速度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。
【００８６】
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。基準位置Ｒ値は、その最大値が観測値「Ｚ」の２乗の値よりも必ず小
さくなるように、実験等によって値が決定されている。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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に定めら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。
【００９１】
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。
【００９２】
図１２は、閾値設定用データ３５５のデータ構成例を示す図である。閾値設定用データ
３５５は、観測値「Ｚ」の閾値を設定するためのデータであり、番号３５５１と、閾値を
設定するための条件である閾値設定条件３５５３と、閾値３５５５とが対応付けて記憶さ
れている。
【００９３】
例えば、携帯型電話機１の速度が「１ｍ／ｓ」以上である場合や、ＧＰＳ衛星信号の受
信環境が「強電界環境」である場合は、観測値「Ｚ」の閾値として「１００ｍ」が設定さ
れる。携帯型電話機１が移動している場合や、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が強電界環境で
ある場合は、測位誤差が発生する可能性が低いため、閾値を大きく設定することで、観測
値「Ｚ」が閾値を超えにくくなるようにしている。
【００９４】
また、携帯型電話機１の速度が「１ｍ／ｓ」未満である場合や、基準位置Ｒ値変更フラ
グが「ＯＮ」に設定されている場合は、閾値に「２０ｍ」が設定される。携帯型電話機１
が停止している場合や、前回の位置補正処理において基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２乗
の値に変更されていた場合は、測位誤差が発生する可能性が高いため、観測値「Ｚ」の閾
値を小さく設定することで、観測値「Ｚ」が閾値を超え易くなるようにしている。
【００９５】
その他には、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であり、且つ、携帯型電話機
１の速度が「２ｍ／ｓ」以上である場合や、捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度が「−１
５５ｄＢｍ」未満であり、且つ、携帯型電話機１の速度が「１０ｍ／ｓ」未満である場合
は、観測値「Ｚ」の閾値として「５０ｍ」が設定される。
【００９６】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、閾値設定用データ３５５を参照し、何
れの閾値設定条件３５５３が成立したかを判定する。そして、成立したと判定した閾値設
定条件３５５３に対応する閾値３５５５を、観測値「Ｚ」の閾値として設定する。尚、複
数の閾値設定条件３５５３が同時に成立した場合は、その中から最も小さい閾値３５５５
を選択して、観測値「Ｚ」の閾値として設定する。
【００９７】
図１３は、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６のデータ構成例を示す図である。捕捉
衛星信号適否判定用データ３５６には、番号３５６１と、捕捉衛星信号を不適と判定する
ための条件である不適判定条件３５６３とが対応付けて記憶されている。
【００９８】
例えば、ＸＰＲの評価レベルが「Ｅ」である場合や、衛星信号捕捉モードが「屋外捕捉
モード」であり、且つ、ＸＰＲの評価レベルが「Ｄ」である場合は、捕捉衛星信号が不適
であると判定される。また、衛星信号捕捉モードが「屋内捕捉モード」であり、且つ、Ｇ
ＰＳ衛星信号の受信環境が「弱電界環境」であるような場合にも、捕捉衛星信号が不適で
あると判定される。すなわち、ＧＰＳ衛星信号の受信環境が悪い場合や、捕捉したＧＰＳ
衛星信号の信頼度が低い場合等に、捕捉衛星信号が不適であると判定され易くなるように
、不適判定条件が定められている。
【００９９】
位置Ｒ値決定処理において、測位演算部３３は、捕捉衛星信号適否判定用データ３５６
を参照し、不適判定条件３５６３の何れかが成立したか否かを判定する。そして、何れの
不適判定条件３５６３も成立しなかった場合は、捕捉衛星信号が適切であると判定し、１
つでも不適判定条件３５６３が成立した場合は、捕捉衛星信号が不適であると判定する。
【０１００】
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、捕捉衛星別衛星信
号捕捉モードデータ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
衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５と、測位履歴データ３７６とが記憶される。
【０１０１】
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。
【０１０２】
図１４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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
図１５は、捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３のデータ構成例を示す図である
。捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３には、捕捉衛星３７３１と、衛星信号捕捉
モード３７３３とが対応付けて記憶される。例えば、捕捉衛星「Ｓ３」の衛星信号捕捉モ
ードは「屋内捕捉モード」である。捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータ３７３は、測位
演算部３３により随時更新される。
【０１０５】
図１６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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５は、基準位置Ｒ値が観測値「Ｚ」の２
乗の値に変更された場合に「ＯＮ」に設定される基準位置Ｒ値変更フラグが、捕捉衛星別
に記憶されたデータである。捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５は、位置Ｒ
値決定処理において随時更新される。
【０１０８】
図１７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１７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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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
。
【０１１６】
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。
【０１１７】
３．処理の流れ
図１８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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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）。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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Ｃ１１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。
【０１２６】
図１９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）。
【０１２７】
次いで、測位演算部３３は、閾値設定処理を行う（ステップＴ３）。具体的には、ＲＯ
Ｍ３５に記憶されている閾値設定用データ３５５を参照し、何れの閾値設定条件３５５３
が成立したかを判定する。そして、成立したと判定した閾値設定条件３５５３に対応する
閾値３５５５を読み出して、コード位相に関する観測値「Ｚ」の閾値として設定する。
【０１２８】
その後、測位演算部３３は、捕捉衛星信号適否判定処理を行う（ステップＴ５）。具体
的には、ＲＯＭ３５に記憶されている捕捉衛星信号適否判定用データ３５６を参照し、不
適判定条件３５６３の何れかが成立したか否かを判定する。そして、何れの不適判定条件
３５６３も成立しなかった場合は、捕捉衛星信号が適切であると判定し、１つでも不適判
定条件３５６３が成立した場合は、捕捉衛星信号が不適であると判定する。
【０１２９】
次いで、測位演算部３３は、観測値「Ｚ」がステップＴ３で設定した閾値より大きく、
且つ、ステップＴ５における捕捉衛星信号の判定結果が不適であるか否かを判定し（ステ
ップＴ７）、当該条件を満たすと判定した場合は（ステップＴ７；Ｙｅｓ）、ステップＴ
１で設定した基準位置Ｒ値を、観測値「Ｚ」の２乗の値に変更する（ステップＴ９）。
【０１３０】
そして、測位演算部３３は、当該捕捉衛星の基準位置Ｒ値変更フラグを「ＯＮ」に設定
して（ステップＴ１１）、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５
を更新する。
【０１３１】
一方、ステップＴ７において当該条件を満たさないと判定した場合は（ステップＴ７；
Ｎｏ）、測位演算部３３は、当該捕捉衛星の基準位置Ｒ値変更フラグを「ＯＦＦ」に設定
して（ステップＴ１３）、ＲＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５
を更新する。
【０１３２】
その後、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Ｔ１５）、当該条件を満たすと判定した場合
は（ステップＴ１５；Ｙｅｓ）、弱電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ１７
）。
【０１３３】
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」である位置Ｒ値加算量の中から、ＲＡＭ３７の捕捉
衛星別捕捉衛星信号信頼度情報データ３７４に記憶されている当該捕捉衛星の評価レベル
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。
【０１３４】
一方、ステップＴ１５において条件を満たさないと判定した場合は（ステップＴ１５；
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Ｔ１９）、「強電界環境」であると判定した場合は（ステップＴ１９；
Ｙｅｓ）、強電界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ２１）。また、ステップＴ
１９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Ｔ１９；Ｎｏ）、中電
界環境用位置Ｒ値変更処理を行う（ステップＴ２３）。
【０１３５】
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。
【０１３６】
ステップＴ１７、Ｔ２１、Ｔ２３の何れかの処理を行った後、測位演算部３３は、変更
後の位置Ｒ値を最終的な位置Ｒ値に決定して、位置Ｒ値決定処理を終了する。
【０１３７】
また、測位演算部３３は、図２の速度補正処理のステップＢ１１において、ＲＯＭ３５
に記憶されている速度Ｒ値決定プログラム３５１４を読み出して実行することで、速度Ｒ
値決定処理を行う。
【０１３８】
図２０は、速度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、速度Ｒ値に所定値を設定する（ステップＵ１）。そして、Ｒ
ＡＭ３７の捕捉衛星別基準位置Ｒ値変更フラグデータ３７５を参照し、当該捕捉衛星の基
準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する（ステップＵ３）。
【０１３９】
そして、基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合は（ス
テップＵ３；Ｎｏ）、測位演算部３３は、速度Ｒ値決定処理を終了する。また、基準位置
Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合は（ステップＵ３；Ｙｅｓ）
、ステップＵ１で設定した速度Ｒ値に、前回の位置補正処理で使用した速度Ｒ値を加算す
ることで、速度Ｒ値を変更する（ステップＵ５）。そして、測位演算部３３は、速度Ｒ値
決定処理を終了する。
【０１４０】
基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に設定されているということは、前回の位置Ｒ値決
定処理において、コード位相に関する観測値「Ｚ」が閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星
信号が不適であると判定されたということになる。この場合、速度補正処理で使用する受
信周波数に関する観測値「Ｚ」も大きな値となる可能性が高く、補正により得られる速度
も誤差を含んだものとなる可能性が高い。そこで、基準位置Ｒ値変更フラグが「ＯＮ」に
設定されている場合は、ステップＵ１で設定した速度Ｒ値に前回の位置補正処理で使用し
た速度Ｒ値を加算して速度Ｒ値を大きくすることで、速度が精度よく求められるようにし
ている。
【０１４１】
４．実験結果
図２１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２２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、片側にしか窓が存在しない建物Ｐ内で静止している場合の、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。これは、比較的測位が難しい
環境での実験結果である。
【０１４２】
図２１と図２２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。従来の処理では、携帯型電話機１が静止しているにも関わ
らず、測位位置が建物Ｐの位置に収束せずに、建物Ｐから遠く離れた位置まで位置飛びし
ていることがわかる。一方、本実施形態の処理では、測位位置が建物Ｐの位置の近傍に集
中しており、携帯型電話機１の位置がほぼ精確に測位されていることがわかる。
【０１４３】
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
て距離相当値が測定される。また、捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて当該捕
捉衛星についての位置補正処理で用いる位置Ｒ値の初期値が設定されるが、当該捕捉衛星
の観測値「Ｚ」が、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号の受信環境に基づいて設定された適
否判定条件により不適と判定される場合は、位置補正処理で用いる位置Ｒ値が初期値より
大きな値に設定される。
【０１４４】
捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて、観測値「Ｚ」に含まれる位置Ｒ値の大
凡の値を予想して初期値とするが、捕捉衛星の観測値「Ｚ」を用いて位置補正処理を行う
ことが適切ではないと判定した場合に、位置Ｒ値を初期値よりも大きな値に設定すること
で、より適切な位置Ｒ値を用いて位置補正処理を行うことが可能となり、ひいては、測位
精度を向上させることが可能となる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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値決定処理及び速度Ｒ値決定処理を行い
、決定された位置Ｒ値及び速度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。
【０１４８】
６−４．基準位置Ｒ値の設定
上述した実施形態では、観測値「Ｚ」が閾値よりも大きく、且つ、捕捉衛星信号が不適
であると判定された場合に、基準位置Ｒ値を観測値「Ｚ」の２乗の値に変更するものとし
て説明したが、例えば観測値「Ｚ」の３乗の値に変更することにしてもよい。また、値が
極度に大きな定数として、所定の最大基準位置Ｒ値「ＲMAX」を予め設定しておき、基準
位置Ｒ値を、当該最大基準位置Ｒ値「ＲMAX」に変更することにしてもよい。
【０１４９】
６−５．受信環境に基づく位置Ｒ値変更処理
上述した実施形態では、ステップＴ１５〜Ｔ２３において、ＧＰＳ衛星信号の受信環境
及び携帯型電話機１の速度に基づいて位置Ｒ値を変更する処理を行うものとして説明した
が、ステップＴ１５〜Ｔ２３の処理を省略することにしてもよい。
【０１５０】
また、捕捉衛星の仰角に基づいて、位置Ｒ値を変更することにしてもよい。具体的には
、捕捉衛星の仰角と位置Ｒ値加算量とがＧＰＳ衛星信号の受信環境別に対応付けられた仰
角対応位置Ｒ値変更用データをＲＯＭ３５に格納しておく。そして、ステップＴ１７、Ｔ
２１、Ｔ２３の各処理において、それぞれの受信環境における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値に加算することで、位置Ｒ値を変更する。
【０１５１】
尚、仰角対応位置Ｒ値変更用データには、同一の仰角に対する位置Ｒ値加算量が、受信
環境が「弱電界環境」である場合に最も大きく、受信環境が「強電界環境」である場合に
最も小さくなるように、仰角と位置Ｒ値加算量との対応関係を定めておけばよい。
【０１５２】
６−６．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。
【０１５３】
６−７．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。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【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】閾値設定用データのデータ構成例を示す図。
【図１３】捕捉衛星信号適否判定用データのデータ構成例を示す図。
【図１４】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１５】捕捉衛星別衛星信号捕捉モードデータのデータ構成例を示す図。
【図１６】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１７】測位履歴データのデータ構成例を示す図。
【図１８】ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】位置Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】速度Ｒ値決定処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】従来の測位処理による実験結果の一例を示す図。
【図２２】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】
【０１５５】
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の受信環境を判定することと、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づい
て設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項２】
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、
各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差を用
いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出することと、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設
定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項３】
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強
度に基づいて設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【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
距離相当値の測定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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて
設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
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
距離相当値の測定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の受信環境を判定することと、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処理
モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記距
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処
理モードに基づいて設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項６】
請求項１〜５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受信環境判定部と、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づい
て設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項８】
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、
各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差を用
いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出する速度算出部と、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設
定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項９】
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強
度に基づいて設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【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
距離相当値の測定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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて
設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
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
距離相当値の測定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の受信環境を判定する受信環境判定部と、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処理
モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記距
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処
理モードに基づいて設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１の何れか一項に記載の測位装置を備えた電子機器。
【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の受信環境を判定することと、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づい
て設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項２】
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、
各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差を用
いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出することと、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設
定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項３】
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強
度に基づいて設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【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
距離相当値の測定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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて
設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
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
距離相当値の測定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の受信環境を判定することと、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処理
モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記距
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処
理モードに基づいて設定することと、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定することと、
を含む測位方法。
【請求項６】
請求項１〜５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受信環境判定部と、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記判定された受信環境に基づい
て設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項８】
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、
各捕捉衛星毎に当該捕捉衛星からの衛星信号の受信周波数の実測値と予測値との差を用
いて前記状態ベクトルを補正することで、自測位装置の速度を算出する速度算出部と、
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記算出された速度に基づいて設
定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項９】
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、当該捕捉衛星の衛星信号の信号強
度に基づいて設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【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
距離相当値の測定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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記評価された信頼度に基づいて
設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
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
距離相当値の測定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の受信環境を判定する受信環境判定部と、
前記測位用衛星からの衛星信号を捕捉する捕捉処理を、予め定められた複数の捕捉処理
モードの中から前記判定された受信環境に応じて選択的に可変して実行することで前記距
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、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値を用いて前記補正処理を行うこ
との適否を前記観測値を基に判定する適否判定条件を、前記実行された捕捉処理の捕捉処
理モードに基づいて設定する適否判定条件設定部と、
捕捉衛星それぞれについて、当該捕捉衛星の前記観測値が、前記設定された適否判定条
件により不適と判定される場合に、前記補正処理で用いる測定誤差を、前記設定された初
期値より大きな値に設定する測定誤差設定部と、
を備えた測位装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１の何れか一項に記載の測位装置を備えた電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−９２５４１（Ｐ２００９−９２５４１Ａ）
【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２００７−２６４２０８（Ｐ２００７−２６４２０８）
【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）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【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）】
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