測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体
【課題】初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】測位のための初期位置Ｐ０に対する、現在時刻におけるＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置Ｐｓを算出する相対位置算出手段と、初期位置Ｐ０に対するＳＰＳ衛星の移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、相対位置及び周波数差分ＤＰｅｒに基づいて、初期位置の誤差Ｐ０ｅｒを算出する初期位置誤差算出手段と、初期位置の誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有する。
【解決手段】測位のための初期位置Ｐ０に対する、現在時刻におけるＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置Ｐｓを算出する相対位置算出手段と、初期位置Ｐ０に対するＳＰＳ衛星の移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、相対位置及び周波数差分ＤＰｅｒに基づいて、初期位置の誤差Ｐ０ｅｒを算出する初期位置誤差算出手段と、初期位置の誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用して測位を行うことができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＰＳである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている（例えば、特許文献１）。
ＧＰＳ受信機は、例えば、上空に位置する、例えば、４個のＧＰＳ衛星からの信号（以後、衛星信号と呼ぶ）を受信し、衛星信号が各ＧＰＳ衛星から発信された時刻とＧＰＳ受信機に到達した時刻との差（以後、遅延時間と呼ぶ）によって、各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を求める。ＧＰＳ受信機は、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離を使用して、ＧＰＳ受信機の現在位置の測位結果を算出するようになっている。衛星信号は、Ｃ／Ａ（Ｃｏａｒｅｓ／Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コード、航法メッセージ等の各種情報を含む。
【０００３】
また、ＧＰＳ受信機は、衛星信号に載せられているＣ／Ａコードのコードフェーズを利用して、上述の擬似距離を算出することもできる。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ＝３００ｋｍ）のビット長の信号である。ＧＰＳ受信機の初期位置が１５０ｋｍの誤差範囲で既知であれば、各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつ存在するか推定することができるから、Ｃ／Ａコードの端数部分（コードフェーズ）を利用して、擬似距離を算出することができる。
上述の遅延時間を算出するためには、衛星信号の発信時刻を知る必要がある。この発信時刻は、航法メッセージに含まれる「ｚカウント」に示されている。ｚカウントは、航法メッセージのサブフレームに含まれる。航法メッセージは、５０ｂｐｓのビット率、ｚカウントを含むサブフレームは３００ｂｉｔ（＝６ｓ）のビット長の信号である。
このため、ｚカウントをデコードするためには、６秒間（ｓ）必要な場合があり、上述のコードフェーズを使用する場合に比べて擬似距離の算出が長時間化する。また、弱電界下においては、ｚカウントをデコードできない場合がある。
これに対して、上述のコードフェーズを利用して擬似距離を算出する方法は、遅延時間を利用する方法に比べて、短時間で擬似距離を算出することができ、弱電界下でも擬似距離の算出が可能である。
ところが、ＧＰＳ受信機の初期位置が１５０ｋｍの誤差範囲ではないにもかかわらず、コードフェーズを利用する方法を利用すると、擬似距離の算出は不可能であるか、誤差の大きい擬似距離を算出することになるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１３１４１５号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置であって、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出手段と、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出手段と、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出手段と、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記初期位置誤差算出手段を有するから、前記初期位置誤差を算出することができる。ここで、前記周波数誤差が大きいほど、初期位置誤差が大きいことがわかっている。このため、前記初期位置誤差算出手段を有するから、前記初期位置誤差を算出することができるのである。
また、前記測位装置は、前記測位方法選択手段を有するから、前記第１測位方法又は前記第２測位方法のいずれかを選択することができる。
これにより、前記測位装置は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記相対位置は、前記初期位置に対する各前記衛星位置の仰角であることを特徴とする測位装置である。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、複数の測位結果を取捨選択する測位結果選択手段を有することを特徴とする測位装置である。
【０００９】
前記測位装置の真の位置は、前記初期位置を中心として、前記初期位置誤差を半径とする円内にあるはずである。ここで、前記初期位置誤差は、新たに算出した信頼性の高い情報である。
このため、前記測位装置は、前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、的確に複数の測位結果を取捨選択することができる。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明の構成において、前記衛星信号の発信周波数と前記実測受信周波数を使用して実際のドップラー偏移を算出し、さらに、実際の視線方向ベクトルを算出することによって、前記初期位置を修正する初期位置修正手段を有することを特徴とする測位装置である。
【００１１】
第４の発明の構成によれば、前記初期位置を修正することができるから、前記第１測位方法を使用することができる可能性を高くすることができる。
【００１２】
前記目的は、第４の発明によれば、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法法によって達成される。
【００１３】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、第１の発明の構成と同様に、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００１４】
前記目的は、第５の発明によれば、コンピュータに、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈから信号Ｓ１乃至Ｓ８を受信することができる。
なお、ＧＰＳ衛星のことを、単に、衛星とも呼ぶ。
【００１８】
ＧＰＳ衛星１２ａ等はＳＰＳ衛星の一例であり、信号Ｓ１等は衛星信号の一例である。信号Ｓ１は、Ｃ／Ａ（Ｃｌｅａｒ ａｎｄ ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ／Ａｃｃｅｓｓ）コードを含む。Ｃ／Ａコードは、擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ ｒａｎｄｏｍ ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つである。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、このＣ／Ａコードを使用して現在位置の測位を行う。
【００１９】
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
ＳＰＳはＧＰＳに限らず、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星等であってもよい。
【００２０】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２は、コードフェーズを使用した測位方法（第１測位方法）を示している。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズと呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。
【００２１】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスを使用して算出可能である。エフェメリスは、ＧＰＳ衛星１２ａの精密な軌道を示す情報である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２２】
そして、端末２０は、コードフェーズ及び周波数を変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になったコードフェーズがコード端数部Ｃ／Ａａのコードフェーズである。
【００２３】
図３及び図４は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。
例えば、図３（ａ）に示すように、コヒーレント時間が５ｍｓｅｃであれば、５ｍｓｅｃの時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相（コードフェーズ）と、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。
図３（ｂ）に示すように、相関値Ｐの最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、コードフェーズ端数部Ｃ／Ａａ（図２参照）のコードフェーズである。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、端末２０は、Ｃ／Ａコードの１チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。Ｃ／Ａコードの１チップは、例えば、３２等分される。すなわち、３２分の１チップの位相幅（位相幅Ｗ１）間隔で相関処理を行う。
図４（ｂ）に示すように、端末２０は、例えば、Ｃ／Ａコードの第１チップから第１，０２３チップまでをサーチする。
このとき、端末２０は、サーチ中心周波数Ａを中心として、所定の幅の周波数において信号Ｓ１等をサーチする。例えば、（Ａ−１００）ｋＨｚの周波数から（Ａ＋１００）ｋＨｚの周波数の範囲を、２０Ｈｚごとの周波数ステップで信号Ｓ１等をサーチする。
【００２５】
一般的には、ＧＰＳ受信器は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１にドップラー偏移（予想ドップラー周波数）Ｈ２を加え、さらにドリフトＤＲを加えて、サーチ中心周波数Ａを算出する。ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１は既知であり、例えば、１，５７５．４２ＭＨｚである。ドリフトＤＲとは、温度変化によるＧＰＳ受信器の基準発振器の発振周波数の変化である。
ドップラー偏移は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等とＧＰＳ受信機との相対移動によって生じる。ＧＰＳ受信機は、エフェメリスによって現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の視線速度（端末２０の方向に対する速度）を算出する。そして、その視線速度に基づいて、予想ドップラー周波数Ｈ２を算出する。
ＧＰＳ受信機は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、サーチ中心周波数Ａを算出する。
【００２６】
端末２０は、上述の第１測位方法のほかに、信号Ｓ１等の遅延時間に基づいて、擬似距離を算出する測位方法（第２測位方法）も実際可能である。
第２測位方法においても、上述と同様の相関処理を行う。ただし、第２測位方法においては、信号Ｓ１等に含まれる航法データのｚカウントをデコードして発信時刻を知る必要がある。ｚカウントのデコードのためには、６秒（ｓ）必要な場合があるから、その時間だけ測位が長時間化し、また、弱電界下においては、ｚカウントをデコードできない場合もある。
第２の測位方法も、信号Ｓ１等を捕捉及び追尾するために、上述の相関処理を行う。ただし、上述のように、ｚカウントをデコードする必要があるために、擬似距離の算出に長時間を要する場合がある、
【００２７】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図５は端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、端末２０は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス２２を有する。
このバス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６が接続されている。記憶装置２６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００２８】
また、このバス２２には、各種情報や命令の入力を受けるための入力装置２８、電源装置３０、通信信号を送受信するための通信装置３２、ＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信するためのＧＰＳ装置３４及び、各種情報を表示するための表示装置３６が接続されている。
また、このバス２２には、時計３８が接続されている。
【００２９】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図６は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図６に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図５の通信装置３２に対応する通信部１０２、ＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０４、表示装置３６に対応する表示部１０６、時計３８に対応する計時部１０８等を有する。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３０】
図６に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示すアルマナック（Ａｌｍａｎａｃ）１５２ａ、及び、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示すエフェメリス（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ）１５２ｂを含む。端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号Ｓ１等を受信してデコードすることによって取得する。
端末２０は、衛星軌道情報１５２を、信号Ｓ１等に基づく測位に使用する。
【００３１】
図６に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置情報１５４は、初期位置Ｐ０を示す情報である。初期位置Ｐ０は、例えば、前回測位時の測位位置である。
【００３２】
初期位置Ｐ０の誤差は、例えば、初期位置Ｐ０を算出したときの信号Ｓ１等の受信状態やＰＤＯＰ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）によって規定することができる。例えば、信号Ｓ１等の信号強度が強く、ＰＤＯＰが小さい場合には、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは５メートル（ｍ）である。これに対して、屋内で信号Ｓ１等を受信し、信号強度が弱い場合には、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは３０メートル（ｍ）である。
しかし、前回測位から長時間経過している場合や、前回測位時の位置から大きく移動している場合には、受信状態等による初期位置誤差Ｐ０ｅｒは信頼性を欠く。
この点、端末２０は、今回の測位に際して、新たに初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出して、的確に、上述の第１測位方法又は第２測位方法を選択することができるようになっている。
【００３３】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星位置算出プログラム１１２を格納している。衛星位置算出プログラム１１２は、制御部１００が、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、その軌道上の衛星位置Ｐｓを算出するためのプログラムである。衛星位置算出プログラム１１２と制御部１００は、衛星位置算出手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、アルマナック１５２ａに基づいて、初期位置Ｐ０を基準として現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出する。続いて、制御部１００は、エフェメリス１５２ｂに基づいて、現在時刻におけるＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置をＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに算出する。
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の衛星位置Ｐｓａ、ＧＰＳ衛星１２ｂの軌道上の衛星位置Ｐｓｂというように、衛星位置Ｐｓは、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに算出される。
制御部１００は、算出した衛星位置Ｐｓを示す衛星位置情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。
【００３４】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、相対位置算出プログラム１１４を格納している。相対位置算出プログラム１１４は、制御部１００が、初期位置Ｐ０に対する衛星位置Ｐｓの相対位置を算出するためのプログラムである。相対位置算出プログラム１１４と制御部１００は、相対位置算出手段の一例である。
【００３５】
図７は、相対位置算出プログラム１１４の説明図である。
具体的には、制御部１００は、初期位置Ｐ０から例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの衛星位置Ｐｓａへ向かうベクトルｐｇを算出する。
そして、ベクトルｐｇが示す３次元座標上の方向からＧＰＳ衛星１２ａの仰角及び方位角を算出する。
制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、仰角及び方位角を算出する。
制御部１００は、算出した仰角及び方位角を示す相対位置情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。仰角及び方位角は、相対位置の一例である。
【００３６】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、視線方向ベクトル算出プログラム１１６を格納している。視線方向ベクトル算出プログラム１１６は、制御部１００が、初期位置Ｐ０に対する各衛星の視線方向ベクトルｖｓを算出するためのプログラムである。視線方向ベクトルｖｓは、初期位置Ｐ０に対する各衛星の移動状態を示す情報の一例である。視線方向ベクトル算出プログラム１１６と制御部１００は、移動状態算出手段の一例である。
【００３７】
図８は、視線方向ベクトル算出プログラム１１６の説明図である。
具体的には、制御部１００は、図８に示すように、エフェメリス１５２ｂを参照して、
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの速度ベクトルｖｇを算出する。そして、初期位置Ｐ０とＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置Ｐｓａを使用して、速度ベクトルｖｇの視線方向の成分ｖｓを産出する。視線方向の成分ｖｓが、視線方向ベクトルｖｓである。
制御部１００は、算出した視線方向ベクトルｖｓを示す視線方向ベクトル情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００３８】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、予想受信周波数算出プログラム１１８を格納している。予想受信周波数算出プログラム１１８は、制御部１００が、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について信号Ｓ１のキャリア周波数のドップラー偏移を予想して、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出するためのプログラムである。予想受信周波数算出プログラム１１８と制御部１００は、予想受信周波数算出手段の一例である。
【００３９】
図９は、予想受信周波数算出プログラム１１８の説明図である。
制御部１００は、図９の式１を使用して、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出する。
式１において、視線方向ベクトルｖｓに示される速度ｖによるドップラー偏移を考慮して、予想受信周波数ｆｅｓｔが算出される。
なお、本実施の形態においては、説明の便宜のため、端末２０は静止しているものとする。また、端末２０の基準クロックのドリフトはないと仮定する。
制御部１００は、算出した予想受信周波数ｆｅｓｔを示す予想受信周波数情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００４０】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、実測受信周波数算出プログラム１２０を格納している。実測受信周波数算出プログラム１２０は、制御部１００が、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、信号Ｓ１等を受信したときの実測受信周波数（キャリアの周波数）ｆｒを算出するためのプログラムである。
制御部１００は、算出した実測受信周波数ｆｒを示す実測受信周波数情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００４１】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、ドップラー誤差算出プログラム１２２を格納している。ドップラー誤差算出プログラム１２２は、制御部１００が、予測受信周波数ｆｅｓｔと実測受信周波数ｆｒとの周波数差分であるドップラー誤差ＤＰｅｒを算出するためのプログラムである。ドップラー誤差算出プログラム１２２と制御部１００は、周波数差分算出手段の一例である。
制御部１００は、予測受信周波数ｆｅｓｔから実測受信周波数ｆｒを減じることによって、ドップラー誤差ＤＰｅｒを算出する。予想受信周波数ｆｅｓｔは、信号Ｓ１等のキャリアの発信周波数ｆ０のドップラー偏移を予想して算出されている。そして、実測受信周波数ｆｒは、発信周波数ｆ０がドップラー偏移の影響を受けた結果の周波数を実測して算出したものである。このため、予想受信周波数ｆｅｓｔと実測受信周波数ｆｒの差分は、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出したときに予想したドップラー偏移の誤差を示している。
なお、予測受信周波数ｆｅｓｔは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なっているから、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとにドップラー誤差ＤＰｅｒも異なる。
制御部１００は、算出したドップラー誤差ＤＰｅｒを示すドップラー誤差情報１６６を第２格納部１５０に格納する。
【００４２】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、初期位置誤差算出プログラム１２４を格納している。初期位置誤差算出プログラム１２４は、制御部１００が、各衛星の仰角及び方位角に基づいて、初期位置Ｐ０の誤差（初期位置誤差Ｐ０ｅｒ）を算出するためのプログラムである。初期位置誤差算出プログラム１２４と制御部１００は、初期位置誤差算出手段の一例である。
【００４３】
図１０及び図１１は、初期位置誤差算出プログラム１２４の説明図である。
図１０に示すように、例えば、初期位置Ｐ０を基準とすると視線ベクトルｖｓが０の場合であっても、真の位置Ｐｒにおいては、視線ベクトルｖｓが存在する場合がある。すなわち、初期位置Ｐ０における視線ベクトルｖｓと真の位置Ｐｒにおける視線ベクトルｖｓが異なる場合がある。
これは、初期位置Ｐ０が真の位置Ｐｒと乖離しているためである。すなわち、初期地位誤差Ｐ０ｅｒが存在するためである。
そして、上述のように、予想受信周波数ｆｅｓｔは、初期位置Ｐ０を基準とする視線ベクトルｖｓに基づいて算出されている。このため、視線ベクトルｖｓの誤差は、ドップラー誤差ＤＰｅｒに反映する。
これは、ドップラー誤差ＤＰｅｒによって、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができることを意味する。
【００４４】
図１１（ａ）に示すように、初期位置誤差Ｐ０ｅｒの単位長である１キロメートル（ｋｍ）あたりのドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは、仰角に基づいて規定される。仰角が９０度の場合にはドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは最も大きく、例えば、１ｋｍについて１．０ヘルツ（Ｈｚ／ｋｍ）である。これに対して、仰角が０度の場合にはドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは最も小さく、１ｋｍについて０ヘルツ（Ｈｚ／ｋｍ）である。
なお、図１１（ａ）のグラフは、特定の衛星の軌道が端末２０の頭上を通過する前提で作成されているが、特定の衛星の軌道が端末２０頭上を通過しない場合であっても、仰角が９０度に近いほど、ドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは大きい。このため、図１１（ａ）とは数値は異なるが、同様のグラフを作成することができる。このとき、端末２０は、相対位置情報１５８の方位角を使用する。
【００４５】
図１１（ａ）のグラフは、図１１（ｂ）に参考として示した式に示すように、仰角θにおけるドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒθに初期位置誤差Ｐ０ｅｒを乗じた値がドップラー誤差ＤＰｅｒであるという関係があることを示す。
このため、図１１（ｂ）に示すように、制御部１００は、ドップラー誤差ＤＰｅｒを仰角θにおける単位距離当たりのドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒθで除する式２を使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する。
例えば、仰角θが９０度である場合に、ドップラー誤差ＤＰｅｒが１００Ｈｚであると、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは１００ｋｍである。
制御部１００は、算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒを示す初期位置誤差情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての初期位置誤差Ｐ０ｅｒａと、ＧＰＳ衛星１２ｂについての初期位置誤差Ｐ０ｅｒｂをそれぞれ算出する。仰角θはＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なるから、初期位置誤差Ｐ０ｅｒもまた、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なる。すなわち、初期位置Ｐ０を基準として、仰角θが９０度から離れる衛星ほど初期位置誤差Ｐ０ｅｒは大きく、仰角θが小さい衛星ほど初期位置誤差Ｐ０ｅｒは小さい。
制御部１００は、複数の衛星について初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出した場合には、その平均値を算出し、平均値を初期位置誤差Ｐ０ｅｒとする。これにより、初期位置誤差Ｐ０ｅｒの算出誤差の影響が低減され、一層的確に測位方法を選択することができる。
【００４６】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１２６を格納している。測位プログラム１２６は、制御部１００が、初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、第１測位方法又は第２測位方法を選択して測位するためのプログラムである。制御部１００にと測位プログラム１２６は、測位方法選択手段の一例である。
【００４７】
図１２は、測位プログラム１２６の説明図である。
図６及び図１２に示すように、測位プログラム１２６は、第１測位プログラム１２８及び第２測位プログラム１３０を含む。第１測位プログラム１２８は、制御部１００が、第１測位方法を実施するためのプログラムである。第２測位プログラム１３０は、制御部１００が、第２測位方法を実施するためのプログラムである。
図１２に示すように、制御部１００は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内の場合には、第１測位方法を選択する。
これに対して、制御部１００は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）よりも大きい場合には、第２測位方法を選択する。
制御部１００は、第１測位方法又は第２測位方法によって算出した測位位置Ｐ１を示す測位位置情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００４８】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１３２を格納している。
測位位置出力プログラム１３２は、制御部１００が、測位位置Ｐ１を出力するためのプログラムである。
制御部１００は、測位位置Ｐ１が複数算出されている場合には、初期位置Ｐ０と初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、測位位置Ｐ１を取捨選択する。具体的には、制御部１００は、初期位置Ｐ０を中心として半径が初期位置誤差Ｐ０ｅｒの範囲内にある測位位置Ｐ１のみを出力する。
すなわち、測位位置出力プログラム１３２と制御部１００は、測位結果選択手段の一例である。
【００４９】
端末２０は、上述のように構成されている。
上述のように、端末２０は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができる。ここで、ドップラー誤差ＤＰｅｒ誤差が大きいほど、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが大きいことがわかっている。このため、ドップラー誤差ＤＰｅｒを使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができるのである。
また、端末２０は、第１測位方法又は第２測位方法のいずれかを選択することができる。
これにより、端末２０は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００５０】
端末２０の真の位置は、初期位置Ｐ０を中心として、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを半径とする円内にあるはずである。ここで、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは、新たに算出した信頼性の高い情報である。
このため、端末２０は、初期位置Ｐ０及び初期位置誤差Ｐ０ｅｒを使用して、的確に複数の測位結果を取捨選択することができる。
【００５１】
以上が本実施の形態の端末２０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１３を使用して説明する。
図１３は本実施の形態の端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００５２】
まず、端末２０は、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、衛星位置Ｐｓを算出する（図１３のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、衛星位置算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の仰角及び方位角を算出する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２は、相対位置算出ステップの一例である。
【００５３】
続いて、端末２０は、視線方向ベクトルｖｓを算出する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３は、移動状態算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、予想受信周波数算出ステップの一例である。
【００５４】
続いて、端末２０は、信号Ｓ１等を受信し、実測受信周波数ｆｒを算出する（ステップＳＴ５）。
続いて、端末２０は、ドップラー誤差ＤＰｅｒを算出する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、周波数差分算出ステップの一例である。
【００５５】
続いて、端末２０は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７は、初期位置誤差算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位方法を決定する（ステップＳＴ８）。このステップＳＴ８は、測位方法選択ステップの一例である。
【００５６】
続いて、端末２０は、第１測位方法又は第２測位方法によって、測位を行う（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐ１を出力する（ステップＳＴ１０）。
【００５７】
上述のステップによって、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態における端末２０Ａの構成は、上記第１の実施の形態の端末２０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００５９】
図１４は、端末２０Ａの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１４に示すように、端末２０Ａは、初期位置修正プログラム１３４を格納している。
初期位置修正プログラム１３４は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０ｋｍよりも大きい場合に、制御部１００が、複数のＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と、衛星位置Ｐｓと、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、初期位置Ｐ０を修正するためのプログラムである。
【００６０】
図１５は、初期位置修正プログラム１３４の説明図である。
図１５にしめすように、制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａからの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、実際のドップラー周波数を算出し、ＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と衛星位置Ｐｓとを使用して、実測視線方向ベクトルｖｓｒａを算出する。
そして、制御部１００は、実測視線方向ベクトルｖｓｒａの延長線上の地表の位置Ｐ０ｒａを算出することができる。この位置Ｐ０ｒａが端末２０Ａの位置である。しかし、ドップラー周波数を使用して算出した端末２０の位置Ｐ０ｒａは精度が低い。
このため、制御部１００は、さらに、ＧＰＳ衛星１２ｂからの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、実際のドップラー周波数を算出し、ＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と衛星位置Ｐｓとを使用して、実測視線方向ベクトルｖｓｒｂを算出する。
そして、制御部１００は、実測視線方向ベクトルｖｓｒｂの延長線上の地表の位置Ｐ０ｒｂを算出する。
そして、制御部１００は、位置Ｐ０ｒａとＰ０ｒｂとの平均位置Ｐ０ｒを算出し、修正初期位置Ｐ０ｒとする。
これにより、位置Ｐ０ｒａ及びＰ０ｒｂの誤差を低減することができる。ただし、修正初期位置Ｐ０ｅｒは、測位方法を選択するためには十分な精度を有するが、表示装置３６（図５参照）に表示してユーザが自己位置の確認等に使用するほどの精度は有していない。
制御部１００は、修正初期位置Ｐ０ｒを示す修正初期位置情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
なお、より多くの衛星を使用して位置Ｐ０ｒａ等を算出し、それらの平均位置を算出することによって、修正初期位置Ｐ０ｒの精度を向上させることができる。
【００６１】
そして、制御部１００は、修正初期位置Ｐ０ｒを使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出するための一連の演算処理を行う。
そして、制御部１００は、新たに算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、第１測位プログラム１２８又は第２測位プログラム１３０による測位のいずれかを選択する。
このため、修正初期位置Ｐ０ｒを使用して算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内であれば、より迅速に測位可能な第１測位プログラム１２８に基づく測位を行うことができる。
このように、端末２０Ａの構成によれば、当初の初期位置Ｐ０によって算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）より大きい場合であっても、修正初期位置Ｐ０ｒによって算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内であれば、より迅速に測位可能な第１測位プログラム１２８に基づく測位を行うことができるから、第１測位プログラム１２８による測位方法を使用することができる可能性を高くすることができる。
【００６２】
（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の相対位置算出ステップと、移動状態算出ステップと、予想受信周波数算出ステップと、周波数差分算出ステップと、初期位置誤差算出ステップと、測位方法選択ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【００６３】
これら測位装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【００６４】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】測位方法の一例を示す概念図である。
【図３】相関処理の説明図である。
【図４】相関処理の説明図である。
【図５】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図６】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図７】相対位置算出プログラムの説明図である。
【図８】視線方向ベクトル算出プログラムの説明図である。
【図９】予想受信周波数算出プログラムの説明図である。
【図１０】初期位置誤差算出プログラムの説明図である。
【図１１】初期位置誤差算出プログラムの説明図である。
【図１２】測位プログラムの説明図である。
【図１３】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１４】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１５】初期位置修正プログラムの説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、１１２・・・衛星位置算出プログラム、１１４・・・相対位置算出プログラム、１１６・・・視線方向ベクトル算出プログラム、１１８・・・予想受信周波数算出プログラム、１２０・・・実測受信周波数算出プログラム、１２２・・・ドップラー誤差算出プログラム、１２４・・・初期位置誤差算出プログラム、１２６・・・測位プログラム、１２８・・・第１測位プログラム、１３０・・・第２測位プログラム、１３２・・・測位位置出力プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を使用して測位を行うことができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＰＳである例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用してＧＰＳ受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている（例えば、特許文献１）。
ＧＰＳ受信機は、例えば、上空に位置する、例えば、４個のＧＰＳ衛星からの信号（以後、衛星信号と呼ぶ）を受信し、衛星信号が各ＧＰＳ衛星から発信された時刻とＧＰＳ受信機に到達した時刻との差（以後、遅延時間と呼ぶ）によって、各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間の距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を求める。ＧＰＳ受信機は、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離を使用して、ＧＰＳ受信機の現在位置の測位結果を算出するようになっている。衛星信号は、Ｃ／Ａ（Ｃｏａｒｅｓ／Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）コード、航法メッセージ等の各種情報を含む。
【０００３】
また、ＧＰＳ受信機は、衛星信号に載せられているＣ／Ａコードのコードフェーズを利用して、上述の擬似距離を算出することもできる。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ＝３００ｋｍ）のビット長の信号である。ＧＰＳ受信機の初期位置が１５０ｋｍの誤差範囲で既知であれば、各ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつ存在するか推定することができるから、Ｃ／Ａコードの端数部分（コードフェーズ）を利用して、擬似距離を算出することができる。
上述の遅延時間を算出するためには、衛星信号の発信時刻を知る必要がある。この発信時刻は、航法メッセージに含まれる「ｚカウント」に示されている。ｚカウントは、航法メッセージのサブフレームに含まれる。航法メッセージは、５０ｂｐｓのビット率、ｚカウントを含むサブフレームは３００ｂｉｔ（＝６ｓ）のビット長の信号である。
このため、ｚカウントをデコードするためには、６秒間（ｓ）必要な場合があり、上述のコードフェーズを使用する場合に比べて擬似距離の算出が長時間化する。また、弱電界下においては、ｚカウントをデコードできない場合がある。
これに対して、上述のコードフェーズを利用して擬似距離を算出する方法は、遅延時間を利用する方法に比べて、短時間で擬似距離を算出することができ、弱電界下でも擬似距離の算出が可能である。
ところが、ＧＰＳ受信機の初期位置が１５０ｋｍの誤差範囲ではないにもかかわらず、コードフェーズを利用する方法を利用すると、擬似距離の算出は不可能であるか、誤差の大きい擬似距離を算出することになるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１３１４１５号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる測位装置、その制御方法、制御プログラム及びその記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置であって、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出手段と、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出手段と、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出手段と、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記初期位置誤差算出手段を有するから、前記初期位置誤差を算出することができる。ここで、前記周波数誤差が大きいほど、初期位置誤差が大きいことがわかっている。このため、前記初期位置誤差算出手段を有するから、前記初期位置誤差を算出することができるのである。
また、前記測位装置は、前記測位方法選択手段を有するから、前記第１測位方法又は前記第２測位方法のいずれかを選択することができる。
これにより、前記測位装置は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記相対位置は、前記初期位置に対する各前記衛星位置の仰角であることを特徴とする測位装置である。
【０００８】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、複数の測位結果を取捨選択する測位結果選択手段を有することを特徴とする測位装置である。
【０００９】
前記測位装置の真の位置は、前記初期位置を中心として、前記初期位置誤差を半径とする円内にあるはずである。ここで、前記初期位置誤差は、新たに算出した信頼性の高い情報である。
このため、前記測位装置は、前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、的確に複数の測位結果を取捨選択することができる。
【００１０】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明の構成において、前記衛星信号の発信周波数と前記実測受信周波数を使用して実際のドップラー偏移を算出し、さらに、実際の視線方向ベクトルを算出することによって、前記初期位置を修正する初期位置修正手段を有することを特徴とする測位装置である。
【００１１】
第４の発明の構成によれば、前記初期位置を修正することができるから、前記第１測位方法を使用することができる可能性を高くすることができる。
【００１２】
前記目的は、第４の発明によれば、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法法によって達成される。
【００１３】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、第１の発明の構成と同様に、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００１４】
前記目的は、第５の発明によれば、コンピュータに、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈから信号Ｓ１乃至Ｓ８を受信することができる。
なお、ＧＰＳ衛星のことを、単に、衛星とも呼ぶ。
【００１８】
ＧＰＳ衛星１２ａ等はＳＰＳ衛星の一例であり、信号Ｓ１等は衛星信号の一例である。信号Ｓ１は、Ｃ／Ａ（Ｃｌｅａｒ ａｎｄ ＡｃｑｕｉｓｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ／Ａｃｃｅｓｓ）コードを含む。Ｃ／Ａコードは、擬似雑音符号（以後、ＰＮ（Ｐｓｕｅｄｏ ｒａｎｄｏｍ ｎｏｉｓｅ ｃｏｄｅ）符号と呼ぶ）の一つである。このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、このＣ／Ａコードを使用して現在位置の測位を行う。
【００１９】
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
ＳＰＳはＧＰＳに限らず、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星等であってもよい。
【００２０】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２は、コードフェーズを使用した測位方法（第１測位方法）を示している。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズと呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。
【００２１】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスを使用して算出可能である。エフェメリスは、ＧＰＳ衛星１２ａの精密な軌道を示す情報である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２２】
そして、端末２０は、コードフェーズ及び周波数を変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になったコードフェーズがコード端数部Ｃ／Ａａのコードフェーズである。
【００２３】
図３及び図４は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。
例えば、図３（ａ）に示すように、コヒーレント時間が５ｍｓｅｃであれば、５ｍｓｅｃの時間において同期積算したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相（コードフェーズ）と、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。
図３（ｂ）に示すように、相関値Ｐの最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、コードフェーズ端数部Ｃ／Ａａ（図２参照）のコードフェーズである。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、端末２０は、Ｃ／Ａコードの１チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。Ｃ／Ａコードの１チップは、例えば、３２等分される。すなわち、３２分の１チップの位相幅（位相幅Ｗ１）間隔で相関処理を行う。
図４（ｂ）に示すように、端末２０は、例えば、Ｃ／Ａコードの第１チップから第１，０２３チップまでをサーチする。
このとき、端末２０は、サーチ中心周波数Ａを中心として、所定の幅の周波数において信号Ｓ１等をサーチする。例えば、（Ａ−１００）ｋＨｚの周波数から（Ａ＋１００）ｋＨｚの周波数の範囲を、２０Ｈｚごとの周波数ステップで信号Ｓ１等をサーチする。
【００２５】
一般的には、ＧＰＳ受信器は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１にドップラー偏移（予想ドップラー周波数）Ｈ２を加え、さらにドリフトＤＲを加えて、サーチ中心周波数Ａを算出する。ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１は既知であり、例えば、１，５７５．４２ＭＨｚである。ドリフトＤＲとは、温度変化によるＧＰＳ受信器の基準発振器の発振周波数の変化である。
ドップラー偏移は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等とＧＰＳ受信機との相対移動によって生じる。ＧＰＳ受信機は、エフェメリスによって現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の視線速度（端末２０の方向に対する速度）を算出する。そして、その視線速度に基づいて、予想ドップラー周波数Ｈ２を算出する。
ＧＰＳ受信機は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、サーチ中心周波数Ａを算出する。
【００２６】
端末２０は、上述の第１測位方法のほかに、信号Ｓ１等の遅延時間に基づいて、擬似距離を算出する測位方法（第２測位方法）も実際可能である。
第２測位方法においても、上述と同様の相関処理を行う。ただし、第２測位方法においては、信号Ｓ１等に含まれる航法データのｚカウントをデコードして発信時刻を知る必要がある。ｚカウントのデコードのためには、６秒（ｓ）必要な場合があるから、その時間だけ測位が長時間化し、また、弱電界下においては、ｚカウントをデコードできない場合もある。
第２の測位方法も、信号Ｓ１等を捕捉及び追尾するために、上述の相関処理を行う。ただし、上述のように、ｚカウントをデコードする必要があるために、擬似距離の算出に長時間を要する場合がある、
【００２７】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図５は端末２０の主なハードウエア構成を示す概略図である。
図５に示すように、端末２０は、コンピュータを有しており、コンピュータは、バス２２を有する。
このバス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６が接続されている。記憶装置２６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００２８】
また、このバス２２には、各種情報や命令の入力を受けるための入力装置２８、電源装置３０、通信信号を送受信するための通信装置３２、ＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信するためのＧＰＳ装置３４及び、各種情報を表示するための表示装置３６が接続されている。
また、このバス２２には、時計３８が接続されている。
【００２９】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図６は、端末２０の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図６に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図５の通信装置３２に対応する通信部１０２、ＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０４、表示装置３６に対応する表示部１０６、時計３８に対応する計時部１０８等を有する。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３０】
図６に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示すアルマナック（Ａｌｍａｎａｃ）１５２ａ、及び、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示すエフェメリス（Ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ）１５２ｂを含む。端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号Ｓ１等を受信してデコードすることによって取得する。
端末２０は、衛星軌道情報１５２を、信号Ｓ１等に基づく測位に使用する。
【００３１】
図６に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置情報１５４は、初期位置Ｐ０を示す情報である。初期位置Ｐ０は、例えば、前回測位時の測位位置である。
【００３２】
初期位置Ｐ０の誤差は、例えば、初期位置Ｐ０を算出したときの信号Ｓ１等の受信状態やＰＤＯＰ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ Ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）によって規定することができる。例えば、信号Ｓ１等の信号強度が強く、ＰＤＯＰが小さい場合には、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは５メートル（ｍ）である。これに対して、屋内で信号Ｓ１等を受信し、信号強度が弱い場合には、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは３０メートル（ｍ）である。
しかし、前回測位から長時間経過している場合や、前回測位時の位置から大きく移動している場合には、受信状態等による初期位置誤差Ｐ０ｅｒは信頼性を欠く。
この点、端末２０は、今回の測位に際して、新たに初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出して、的確に、上述の第１測位方法又は第２測位方法を選択することができるようになっている。
【００３３】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星位置算出プログラム１１２を格納している。衛星位置算出プログラム１１２は、制御部１００が、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、その軌道上の衛星位置Ｐｓを算出するためのプログラムである。衛星位置算出プログラム１１２と制御部１００は、衛星位置算出手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、アルマナック１５２ａに基づいて、初期位置Ｐ０を基準として現在時刻において観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出する。続いて、制御部１００は、エフェメリス１５２ｂに基づいて、現在時刻におけるＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置をＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに算出する。
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の衛星位置Ｐｓａ、ＧＰＳ衛星１２ｂの軌道上の衛星位置Ｐｓｂというように、衛星位置Ｐｓは、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに算出される。
制御部１００は、算出した衛星位置Ｐｓを示す衛星位置情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。
【００３４】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、相対位置算出プログラム１１４を格納している。相対位置算出プログラム１１４は、制御部１００が、初期位置Ｐ０に対する衛星位置Ｐｓの相対位置を算出するためのプログラムである。相対位置算出プログラム１１４と制御部１００は、相対位置算出手段の一例である。
【００３５】
図７は、相対位置算出プログラム１１４の説明図である。
具体的には、制御部１００は、初期位置Ｐ０から例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの衛星位置Ｐｓａへ向かうベクトルｐｇを算出する。
そして、ベクトルｐｇが示す３次元座標上の方向からＧＰＳ衛星１２ａの仰角及び方位角を算出する。
制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、仰角及び方位角を算出する。
制御部１００は、算出した仰角及び方位角を示す相対位置情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。仰角及び方位角は、相対位置の一例である。
【００３６】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、視線方向ベクトル算出プログラム１１６を格納している。視線方向ベクトル算出プログラム１１６は、制御部１００が、初期位置Ｐ０に対する各衛星の視線方向ベクトルｖｓを算出するためのプログラムである。視線方向ベクトルｖｓは、初期位置Ｐ０に対する各衛星の移動状態を示す情報の一例である。視線方向ベクトル算出プログラム１１６と制御部１００は、移動状態算出手段の一例である。
【００３７】
図８は、視線方向ベクトル算出プログラム１１６の説明図である。
具体的には、制御部１００は、図８に示すように、エフェメリス１５２ｂを参照して、
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの速度ベクトルｖｇを算出する。そして、初期位置Ｐ０とＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置Ｐｓａを使用して、速度ベクトルｖｇの視線方向の成分ｖｓを産出する。視線方向の成分ｖｓが、視線方向ベクトルｖｓである。
制御部１００は、算出した視線方向ベクトルｖｓを示す視線方向ベクトル情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００３８】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、予想受信周波数算出プログラム１１８を格納している。予想受信周波数算出プログラム１１８は、制御部１００が、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について信号Ｓ１のキャリア周波数のドップラー偏移を予想して、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出するためのプログラムである。予想受信周波数算出プログラム１１８と制御部１００は、予想受信周波数算出手段の一例である。
【００３９】
図９は、予想受信周波数算出プログラム１１８の説明図である。
制御部１００は、図９の式１を使用して、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出する。
式１において、視線方向ベクトルｖｓに示される速度ｖによるドップラー偏移を考慮して、予想受信周波数ｆｅｓｔが算出される。
なお、本実施の形態においては、説明の便宜のため、端末２０は静止しているものとする。また、端末２０の基準クロックのドリフトはないと仮定する。
制御部１００は、算出した予想受信周波数ｆｅｓｔを示す予想受信周波数情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００４０】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、実測受信周波数算出プログラム１２０を格納している。実測受信周波数算出プログラム１２０は、制御部１００が、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、信号Ｓ１等を受信したときの実測受信周波数（キャリアの周波数）ｆｒを算出するためのプログラムである。
制御部１００は、算出した実測受信周波数ｆｒを示す実測受信周波数情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００４１】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、ドップラー誤差算出プログラム１２２を格納している。ドップラー誤差算出プログラム１２２は、制御部１００が、予測受信周波数ｆｅｓｔと実測受信周波数ｆｒとの周波数差分であるドップラー誤差ＤＰｅｒを算出するためのプログラムである。ドップラー誤差算出プログラム１２２と制御部１００は、周波数差分算出手段の一例である。
制御部１００は、予測受信周波数ｆｅｓｔから実測受信周波数ｆｒを減じることによって、ドップラー誤差ＤＰｅｒを算出する。予想受信周波数ｆｅｓｔは、信号Ｓ１等のキャリアの発信周波数ｆ０のドップラー偏移を予想して算出されている。そして、実測受信周波数ｆｒは、発信周波数ｆ０がドップラー偏移の影響を受けた結果の周波数を実測して算出したものである。このため、予想受信周波数ｆｅｓｔと実測受信周波数ｆｒの差分は、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出したときに予想したドップラー偏移の誤差を示している。
なお、予測受信周波数ｆｅｓｔは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なっているから、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとにドップラー誤差ＤＰｅｒも異なる。
制御部１００は、算出したドップラー誤差ＤＰｅｒを示すドップラー誤差情報１６６を第２格納部１５０に格納する。
【００４２】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１５０に、初期位置誤差算出プログラム１２４を格納している。初期位置誤差算出プログラム１２４は、制御部１００が、各衛星の仰角及び方位角に基づいて、初期位置Ｐ０の誤差（初期位置誤差Ｐ０ｅｒ）を算出するためのプログラムである。初期位置誤差算出プログラム１２４と制御部１００は、初期位置誤差算出手段の一例である。
【００４３】
図１０及び図１１は、初期位置誤差算出プログラム１２４の説明図である。
図１０に示すように、例えば、初期位置Ｐ０を基準とすると視線ベクトルｖｓが０の場合であっても、真の位置Ｐｒにおいては、視線ベクトルｖｓが存在する場合がある。すなわち、初期位置Ｐ０における視線ベクトルｖｓと真の位置Ｐｒにおける視線ベクトルｖｓが異なる場合がある。
これは、初期位置Ｐ０が真の位置Ｐｒと乖離しているためである。すなわち、初期地位誤差Ｐ０ｅｒが存在するためである。
そして、上述のように、予想受信周波数ｆｅｓｔは、初期位置Ｐ０を基準とする視線ベクトルｖｓに基づいて算出されている。このため、視線ベクトルｖｓの誤差は、ドップラー誤差ＤＰｅｒに反映する。
これは、ドップラー誤差ＤＰｅｒによって、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができることを意味する。
【００４４】
図１１（ａ）に示すように、初期位置誤差Ｐ０ｅｒの単位長である１キロメートル（ｋｍ）あたりのドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは、仰角に基づいて規定される。仰角が９０度の場合にはドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは最も大きく、例えば、１ｋｍについて１．０ヘルツ（Ｈｚ／ｋｍ）である。これに対して、仰角が０度の場合にはドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは最も小さく、１ｋｍについて０ヘルツ（Ｈｚ／ｋｍ）である。
なお、図１１（ａ）のグラフは、特定の衛星の軌道が端末２０の頭上を通過する前提で作成されているが、特定の衛星の軌道が端末２０頭上を通過しない場合であっても、仰角が９０度に近いほど、ドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒは大きい。このため、図１１（ａ）とは数値は異なるが、同様のグラフを作成することができる。このとき、端末２０は、相対位置情報１５８の方位角を使用する。
【００４５】
図１１（ａ）のグラフは、図１１（ｂ）に参考として示した式に示すように、仰角θにおけるドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒθに初期位置誤差Ｐ０ｅｒを乗じた値がドップラー誤差ＤＰｅｒであるという関係があることを示す。
このため、図１１（ｂ）に示すように、制御部１００は、ドップラー誤差ＤＰｅｒを仰角θにおける単位距離当たりのドップラー誤差ｕｎｉＤＰｅｒθで除する式２を使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する。
例えば、仰角θが９０度である場合に、ドップラー誤差ＤＰｅｒが１００Ｈｚであると、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは１００ｋｍである。
制御部１００は、算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒを示す初期位置誤差情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての初期位置誤差Ｐ０ｅｒａと、ＧＰＳ衛星１２ｂについての初期位置誤差Ｐ０ｅｒｂをそれぞれ算出する。仰角θはＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なるから、初期位置誤差Ｐ０ｅｒもまた、ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに異なる。すなわち、初期位置Ｐ０を基準として、仰角θが９０度から離れる衛星ほど初期位置誤差Ｐ０ｅｒは大きく、仰角θが小さい衛星ほど初期位置誤差Ｐ０ｅｒは小さい。
制御部１００は、複数の衛星について初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出した場合には、その平均値を算出し、平均値を初期位置誤差Ｐ０ｅｒとする。これにより、初期位置誤差Ｐ０ｅｒの算出誤差の影響が低減され、一層的確に測位方法を選択することができる。
【００４６】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１２６を格納している。測位プログラム１２６は、制御部１００が、初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、第１測位方法又は第２測位方法を選択して測位するためのプログラムである。制御部１００にと測位プログラム１２６は、測位方法選択手段の一例である。
【００４７】
図１２は、測位プログラム１２６の説明図である。
図６及び図１２に示すように、測位プログラム１２６は、第１測位プログラム１２８及び第２測位プログラム１３０を含む。第１測位プログラム１２８は、制御部１００が、第１測位方法を実施するためのプログラムである。第２測位プログラム１３０は、制御部１００が、第２測位方法を実施するためのプログラムである。
図１２に示すように、制御部１００は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内の場合には、第１測位方法を選択する。
これに対して、制御部１００は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）よりも大きい場合には、第２測位方法を選択する。
制御部１００は、第１測位方法又は第２測位方法によって算出した測位位置Ｐ１を示す測位位置情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００４８】
図６に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置出力プログラム１３２を格納している。
測位位置出力プログラム１３２は、制御部１００が、測位位置Ｐ１を出力するためのプログラムである。
制御部１００は、測位位置Ｐ１が複数算出されている場合には、初期位置Ｐ０と初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、測位位置Ｐ１を取捨選択する。具体的には、制御部１００は、初期位置Ｐ０を中心として半径が初期位置誤差Ｐ０ｅｒの範囲内にある測位位置Ｐ１のみを出力する。
すなわち、測位位置出力プログラム１３２と制御部１００は、測位結果選択手段の一例である。
【００４９】
端末２０は、上述のように構成されている。
上述のように、端末２０は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができる。ここで、ドップラー誤差ＤＰｅｒ誤差が大きいほど、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが大きいことがわかっている。このため、ドップラー誤差ＤＰｅｒを使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出することができるのである。
また、端末２０は、第１測位方法又は第２測位方法のいずれかを選択することができる。
これにより、端末２０は、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００５０】
端末２０の真の位置は、初期位置Ｐ０を中心として、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを半径とする円内にあるはずである。ここで、初期位置誤差Ｐ０ｅｒは、新たに算出した信頼性の高い情報である。
このため、端末２０は、初期位置Ｐ０及び初期位置誤差Ｐ０ｅｒを使用して、的確に複数の測位結果を取捨選択することができる。
【００５１】
以上が本実施の形態の端末２０の構成であるが、以下、その動作例を主に図１３を使用して説明する。
図１３は本実施の形態の端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００５２】
まず、端末２０は、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、衛星位置Ｐｓを算出する（図１３のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、衛星位置算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の仰角及び方位角を算出する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２は、相対位置算出ステップの一例である。
【００５３】
続いて、端末２０は、視線方向ベクトルｖｓを算出する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３は、移動状態算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、予想受信周波数ｆｅｓｔを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、予想受信周波数算出ステップの一例である。
【００５４】
続いて、端末２０は、信号Ｓ１等を受信し、実測受信周波数ｆｒを算出する（ステップＳＴ５）。
続いて、端末２０は、ドップラー誤差ＤＰｅｒを算出する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、周波数差分算出ステップの一例である。
【００５５】
続いて、端末２０は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７は、初期位置誤差算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位方法を決定する（ステップＳＴ８）。このステップＳＴ８は、測位方法選択ステップの一例である。
【００５６】
続いて、端末２０は、第１測位方法又は第２測位方法によって、測位を行う（ステップＳＴ９）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐ１を出力する（ステップＳＴ１０）。
【００５７】
上述のステップによって、初期位置の誤差を的確に把握して、擬似距離の算出方法を選択することができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施の形態について、説明する。
第２の実施の形態における端末２０Ａの構成は、上記第１の実施の形態の端末２０と多くの構成が共通するため共通する部分は同一の符号等とし、説明を省略し、以下、相違点を中心に説明する。
【００５９】
図１４は、端末２０Ａの主なソフトウエア構成を示す概略図である。
図１４に示すように、端末２０Ａは、初期位置修正プログラム１３４を格納している。
初期位置修正プログラム１３４は、初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０ｋｍよりも大きい場合に、制御部１００が、複数のＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と、衛星位置Ｐｓと、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、初期位置Ｐ０を修正するためのプログラムである。
【００６０】
図１５は、初期位置修正プログラム１３４の説明図である。
図１５にしめすように、制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａからの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、実際のドップラー周波数を算出し、ＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と衛星位置Ｐｓとを使用して、実測視線方向ベクトルｖｓｒａを算出する。
そして、制御部１００は、実測視線方向ベクトルｖｓｒａの延長線上の地表の位置Ｐ０ｒａを算出することができる。この位置Ｐ０ｒａが端末２０Ａの位置である。しかし、ドップラー周波数を使用して算出した端末２０の位置Ｐ０ｒａは精度が低い。
このため、制御部１００は、さらに、ＧＰＳ衛星１２ｂからの発信周波数Ｈ１及び実測受信周波数ｆｒとに基づいて、実際のドップラー周波数を算出し、ＧＰＳ衛星１２ａ等の移動方向と衛星位置Ｐｓとを使用して、実測視線方向ベクトルｖｓｒｂを算出する。
そして、制御部１００は、実測視線方向ベクトルｖｓｒｂの延長線上の地表の位置Ｐ０ｒｂを算出する。
そして、制御部１００は、位置Ｐ０ｒａとＰ０ｒｂとの平均位置Ｐ０ｒを算出し、修正初期位置Ｐ０ｒとする。
これにより、位置Ｐ０ｒａ及びＰ０ｒｂの誤差を低減することができる。ただし、修正初期位置Ｐ０ｅｒは、測位方法を選択するためには十分な精度を有するが、表示装置３６（図５参照）に表示してユーザが自己位置の確認等に使用するほどの精度は有していない。
制御部１００は、修正初期位置Ｐ０ｒを示す修正初期位置情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
なお、より多くの衛星を使用して位置Ｐ０ｒａ等を算出し、それらの平均位置を算出することによって、修正初期位置Ｐ０ｒの精度を向上させることができる。
【００６１】
そして、制御部１００は、修正初期位置Ｐ０ｒを使用して、初期位置誤差Ｐ０ｅｒを算出するための一連の演算処理を行う。
そして、制御部１００は、新たに算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒに基づいて、第１測位プログラム１２８又は第２測位プログラム１３０による測位のいずれかを選択する。
このため、修正初期位置Ｐ０ｒを使用して算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内であれば、より迅速に測位可能な第１測位プログラム１２８に基づく測位を行うことができる。
このように、端末２０Ａの構成によれば、当初の初期位置Ｐ０によって算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）より大きい場合であっても、修正初期位置Ｐ０ｒによって算出した初期位置誤差Ｐ０ｅｒが１５０キロメートル（ｋｍ）以内であれば、より迅速に測位可能な第１測位プログラム１２８に基づく測位を行うことができるから、第１測位プログラム１２８による測位方法を使用することができる可能性を高くすることができる。
【００６２】
（プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等について）
コンピュータに上述の動作例の相対位置算出ステップと、移動状態算出ステップと、予想受信周波数算出ステップと、周波数差分算出ステップと、初期位置誤差算出ステップと、測位方法選択ステップ等を実行させるための測位装置の制御プログラムとすることができる。
また、このような測位装置の制御プログラム等を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等とすることもできる。
【００６３】
これら測位装置の制御プログラム等をコンピュータにインストールし、コンピュータによって実行可能な状態とするために用いられるプログラム格納媒体は、例えばフロッピー（登録商標）のようなフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などのパッケージメディアのみならず、プログラムが一時的若しくは永続的に格納される半導体メモリ、磁気ディスクあるいは光磁気ディスクなどで実現することができる。
【００６４】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。さらに、上述の各実施の形態は、相互に組み合わせて構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】測位方法の一例を示す概念図である。
【図３】相関処理の説明図である。
【図４】相関処理の説明図である。
【図５】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図６】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図７】相対位置算出プログラムの説明図である。
【図８】視線方向ベクトル算出プログラムの説明図である。
【図９】予想受信周波数算出プログラムの説明図である。
【図１０】初期位置誤差算出プログラムの説明図である。
【図１１】初期位置誤差算出プログラムの説明図である。
【図１２】測位プログラムの説明図である。
【図１３】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１４】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１５】初期位置修正プログラムの説明図である。
【符号の説明】
【００６６】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、１１２・・・衛星位置算出プログラム、１１４・・・相対位置算出プログラム、１１６・・・視線方向ベクトル算出プログラム、１１８・・・予想受信周波数算出プログラム、１２０・・・実測受信周波数算出プログラム、１２２・・・ドップラー誤差算出プログラム、１２４・・・初期位置誤差算出プログラム、１２６・・・測位プログラム、１２８・・・第１測位プログラム、１３０・・・第２測位プログラム、１３２・・・測位位置出力プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置であって、
前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出手段と、
前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出手段と、
前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、
前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出手段と、
前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記相対位置は、
前記初期位置に対する各前記衛星位置の仰角であることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、複数の測位結果を取捨選択する測位結果選択手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
前記衛星信号の発信周波数と前記実測受信周波数を使用して実際のドップラー偏移を算出し、さらに、実際の視線方向ベクトルを算出することによって、前記初期位置を修正する初期位置修正手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
複数のＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置であって、
前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出手段と、
前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出手段と、
前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出手段と、
前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出手段と、
前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出手段と、
前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する第１測位方法、又は、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する第２測位方法のいずれかを選択する測位方法選択手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記相対位置は、
前記初期位置に対する各前記衛星位置の仰角であることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記初期位置及び前記初期位置誤差を使用して、複数の測位結果を取捨選択する測位結果選択手段を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
前記衛星信号の発信周波数と前記実測受信周波数を使用して実際のドップラー偏移を算出し、さらに、実際の視線方向ベクトルを算出することによって、前記初期位置を修正する初期位置修正手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数のＳＰＳ衛星からの衛星信号を使用して測位を行う測位装置が、前記測位のための初期位置に対する、現在時刻における前記ＳＰＳ衛星の衛星軌道上の位置を算出する相対位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位のための初期位置に対する前記ＳＰＳ衛星の移動状態を算出する移動状態算出ステップと、
前記測位装置が、前記移動状態に基づいて、ドップラー偏移を予想して、前記衛星信号の予想受信周波数を算出する予想受信周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記予想受信周波数と実際の受信周波数である実測受信周波数との周波数差分を算出する周波数差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記相対位置及び前記周波数差分に基づいて、前記初期位置の誤差を算出する初期位置誤差算出ステップと、
前記測位装置が、前記初期位置の誤差に基づいて、前記衛星信号のコードフェーズを使用して擬似距離を算出する測位方法、または、前記衛星信号の遅延時間を使用して擬似距離を算出する測位方法のいずれかを選択する測位方法選択ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−５８１４６（Ｐ２００８−５８１４６Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３５１４１（Ｐ２００６−２３５１４１）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【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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