測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体
【課題】高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】推定高度Ｈ１を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、推定高度Ｈ１を使用して２次元測位を行って、２次元高度Ｈ２ｃを算出する２次元高度算出手段と、２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度Ｈ２ｂを算出する３次元高度算出手段と、推定高度情報を更新するために３次元高度Ｈ２ｂ又は２次元高度Ｈ２ｃのいずれか一方を選択する高度選択手段と、高度選択手段によって選択した３次元高度Ｈ２ｂ又は２次元高度Ｈ２ｃによって、推定高度Ｈ１を更新する更新手段と、を有する。
【解決手段】推定高度Ｈ１を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、推定高度Ｈ１を使用して２次元測位を行って、２次元高度Ｈ２ｃを算出する２次元高度算出手段と、２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度Ｈ２ｂを算出する３次元高度算出手段と、推定高度情報を更新するために３次元高度Ｈ２ｂ又は２次元高度Ｈ２ｃのいずれか一方を選択する高度選択手段と、高度選択手段によって選択した３次元高度Ｈ２ｂ又は２次元高度Ｈ２ｃによって、推定高度Ｈ１を更新する更新手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）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。
ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、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。そして、各ＧＰＳ衛星から受信した信号に乗せられている各ＧＰＳ衛星の衛星軌道情報と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行うようになっている。
ＧＰＳ受信機は、４個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することができるときは、現在位置の緯度、経度、高度を算出する３次元測位を行うことができる。
そして、ＧＰＳ受信機は、３個のＧＰＳ衛星から信号を受信することができるときは、現在位置の緯度及び経度を算出する２次元測位を行うことができる。ＧＰＳ受信機は、例えば、地球の中心を一つのＧＰＳ衛星とみなし、地球の中心からの現在位置までの距離を擬似距離とする。そして、３次元測位と同様の測位演算を行う。このため、２次元測位においては、ＧＰＳ受信機は、現在位置の高度情報を予め保持している必要がある。
これに対して、地図データから取得した高度を使用して２次元測位を行う技術（例えば、特許文献１）や、前回測位時にＶＤＯＰ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）が最小のＧＰＳ衛星の組を使用して算出した高度、又は、前回の３次元測位によって算出した高度を使用して２次元測位を行う技術（例えば、特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開２００２―３４１０１２号公報
【特許文献２】特公平６―７５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、地図データを保持するためには記憶手段の負担が大きいし、地図データから取得した高度情報の誤差が大きい場合もある。
また、前回測位時にＶＤＯＰが最小のＧＰＳ衛星の組を使用して算出した高度を使用するとしても、前回測位時の不良な測位条件（信号強度が弱い環境、マルチパスが多い環境など）によって、その高度の誤差が大きい場合がある。さらに、前回の３次元測位によって算出した高度を使用する方法においても、前回測位時の不良な測位条件によって、高度の誤差が大きい場合があるという問題がある。
これに対して、出願人は、前回測位時の測位条件を考慮して保持している高度情報を更新する技術についての出願をした（特願２００５−１５１０４８）。この技術は、３次元高度情報の信頼性が一定の信頼性を有する場合に保持している高度情報を更新するから、例えば、マルチパス環境下等、３次元高度情報の信頼性が低い場合には、保持している高度情報を更新することができない。この結果、高度情報を早期に更新することができない場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、前記推定高度を使用して２次元測位を行って、２次元高度を算出する２次元高度算出手段と、前記２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度を算出する３次元高度算出手段と、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択手段と、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新手段と、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２次元高度算出手段を有するから、前記２次元高度を算出することができる。このため、３次元測位を行うことが不可能である場合や、３次元測位による測位結果の信頼性が劣るような場合（以下、「３次元測位が妥当でない場合」という）であっても、高度を算出することができる。
前記測位装置は、前記３次元高度算出手段を有するから、前記２次元測位に際して、前記予備３次元測位を行って、前記３次元高度を算出することができる。３次元測位が妥当でない場合であっても３次元測位が可能である場合があり、測位位置の算出に際しては２次元測位が妥当であるとしても、前記推定高度の更新のためには前記３次元高度の方が妥当である場合がある。このため、前記測位装置は、前記２次元高度と前記３次元高度の双方を算出するのである。これは、前記推定高度を更新するための高度の選択肢を増やすことを意味する。
なお、本明細書における「２次元測位」は、緯度及び経度だけではなくて、高度も算出する。すなわち、本明細書の「２次元測位」は、緯度、経度及び高度を算出する３次元測位の一種である。ただし、３次元測位においては、４個以上の衛星の軌道上の位置と各衛星と前記測位装置との擬似距離を使用して測位するのに対して、２次元測位においては、地球中心を一つの衛星とみなして測位に使用する。すなわち、２次元測位においては、前記推定高度を地球中心と前記測位装置との擬似距離であると仮定して測位する。このため、前記推定高度の精度が高い場合には、２次元測位の方が測位精度が高い。
しかし、例えば、前記測位装置が一定の速度以上で移動している等の受信状態においては、真の高度も変動していると考えられるから、前記推定高度を使用しない３次元測位の方が真の移動状態に対する追従性が良好であり、測位精度が高い。
このため、前記推定高度の精度が高い場合であっても、受信状態によっては、前記２次元高度よりも前記３次元高度の方が精度が高い。
この点、前記測位装置は、前記高度選択手段を有するから、前記推定高度情報を更新するために、例えば、前記２次元測位時の受信状態によって、前記２次元高度又は前記３次元高度を選択することができる。
【０００７】
また、前記測位装置は、前記更新手段を有するから、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれかを使用して前記推定高度を更新することができる。すなわち、前記測位装置は、３次元測位が妥当でない場合であっても、相対的に信頼性が高い前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれかを使用して、前記推定高度を更新することができる。このため、前記測位装置は、早期に前記推定高度を更新することができる。
また、前記２次元高度及び前記３次元高度は、測位によって生成した新しい情報であるから、前記２次元高度又は前記３次元高度を使用して前記推定高度を更新することは、既に保持している前記推定高度を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、前記推定高度を、より真の高度に近づけることができる。しかも、前記測位装置は、前記２次元高度と前記３次元高度の双方を算出し、より妥当な高度を選択することができるから、前記推定高度を、一層真の高度に近づけることができる。
なお、真の高度に近い高度を、正確な高度と呼ぶ。そして、真の高度に近い高度を示す情報を、正確な高度情報と呼ぶ。
ここで、前記測位装置は、前記推定高度を例えば、一つだけ保持し、前記更新手段によって更新することができるから、高度データを保持する記憶負担は少ない。
これにより、前記測位装置によれば、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、３次元測位を行う３次元測位手段と、前記２次元測位又は前記３次元測位を行ったときの測位環境を判断する測位環境判断手段と、 前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有し、前記更新手段は、さらに、前記３次元測位を行った場合には、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【０００９】
前記３次元高度は、前記予備３次元測位によって算出される高度であるから、オープンスカイ等の良好な受信環境であれば、精度が高い。逆に、マルチパス環境等の不良な受信環境であれば、精度が低い。
これに対して、前記２次元高度は、前記推定高度を使用して算出されているから、不良な受信環境の影響が緩和された状態で算出されている。このため、不良な受信環境下においては、前記３次元高度よりも前記２次元高度の方が、精度が高い。
この点、第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位を適切に選択することができるから、前記受信環境に応じて精度が高い測位位置を算出することができる。
そして、精度が高い測位位置に含まれる高度は精度が高いから、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度により近接させることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の構成において、前記高度選択手段は、
前記測位装置の移動状態、及び、前記２次元測位において算出した測位情報の信頼性に基づいて、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１１】
前記測位装置が移動していたとしても、前記２次元測位によって算出した前記測位情報の信頼性が十分である場合には、前記２次元高度の方が前記３次元高度よりも精度が高い。
この点、第３の発明の構成によれば、前記高度選択手段は、前記移動状態のみならず、前記２次元高度と前記３次元高度の信頼性を詳細に比較した上で、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択することができる。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの構成において、前記推定高度の更新回数によって、前記推定高度が予め規定した基本更新条件を満たすか否かを判断する推定高度評価手段と、前記推定高度評価手段によって、前記推定高度が前記使用許容条件を満たさないと判断した場合に、前記推定高度と、前記２次元高度又は前記３次元高度との高度差を算出する高度差算出手段を有し、前記更新手段は、前記高度差が予め規定した高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１３】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記推定高度が前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記推定高度を更新することができる。
ここで、前記高度差が一定範囲内であれば、前記推定高度は真の高度に近いと考えられる。すなわち、前記推定高度の信頼性は大きい。このため、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
この点、第４の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記高度差が前記高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となっているから、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記更新手段は、前記高度差が前記高度差容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１５】
前記高度差が一定範囲内ではない場合には、前記推定高度は真の高度と大きく乖離していると考えられる。すなわち、前記推定高度の信頼性は小さい。このため、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
この点、第５の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記推定高度が前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記高度差が前記高度差許容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっているから、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
【００１６】
第６の発明は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかの構成において、前記推定高度の重みを示すゲインと、前記ゲインを指定するためのゲインカウンタとで構成されるゲインテーブルを有することを特徴とする測位装置である。
【００１７】
第６の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記ゲインカウンタを変更することによって、前記ゲインを変更することができる。
【００１８】
第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明のいずれかの構成において、前記更新手段は、前記高度差、及び、測位信頼度に基づいて、前記ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを変更する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１９】
第７の発明の構成によれば、一時的に更新方法だけを変更することができる。この結果、前記推定高度の安定性を確保しつつ、測位環境に対する追従性を向上させることができる。
【００２０】
前記目的は、第８の発明によれば、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００２１】
第８の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００２２】
前記目的は、第９の発明によれば、コンピュータに、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、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。
【００２３】
前記目的は、第１０の発明によれば、コンピュータに、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、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】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る測位システム１０を示す概略図である。
図１に示すように、測位システム１０は、端末２０を有する。端末２０は、ＳＰＳ衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄからの信号である信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。この信号Ｓ１等は、衛星信号の一例である。そして、端末２０は、測位装置の一例である。
端末２０は、その使用者甲に保持されて、地面Ｇ上を移動している。
【００２６】
端末２０は、例えば、４つのＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信して、３次元測位を行い、現在位置の座標を緯度、経度及び高度で示す情報を生成することができる。
また、端末２０は、例えば、３つのＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃから信号Ｓ１，Ｓ２及びＳ３を受信して、２次元測位を行うことができる。２次元測位において、端末２０は、地球の中心Ｅを一つの衛星とみなし、高度Ｈを中心Ｅと端末２０との擬似距離とする。端末２０は、２次元測位によって、現在位置の座標を緯度、経度及び高度で示す情報を生成することができる。上述のように、本明細書における、「２次元測位」は、３次元測位の一種であるが、１つのＧＰＳ衛星の替わりに地球の中心Ｅを使用し、擬似距離として高度Ｈを使用するのである。
２次元測位においては、端末２０は、高度Ｈを示す情報を予め取得しておく必要がある。そして、高度Ｈが正確であるほど、精度の高い２次元測位を行うことができる。
なお、高度Ｈは、地球の中心Ｅから端末２０までの距離である。以後、本明細書において、「高度」は、地球の中心Ｅから端末２０までの距離を意味するものとして使用する。
【００２７】
端末２０は例えば、携帯電話機であるが、その他に、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、カーナビゲーション装置等であってもよく、また、これらに限らない。
なお、本実施の形態とは異なり、ＧＰＳ衛星１２ａ等は４個に限らず例えば、３個でもよいし、５個以上でもよい。
また、本実施の形態とは異なり、ＳＰＳ衛星はＧＰＳ衛星に限らず、Ｇａｌｉｌｅｏにおいて使用される衛星や準天頂衛星等を含む。
【００２８】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図２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２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等が接続されている。記憶装置２６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００２９】
また、このバス２２には、各種情報等を入力するための入力装置２８、ＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信するためのＧＰＳ装置３０が接続されている。このＧＰＳ装置３０は、信号受信手段の一例である。
また、このバス２２には、外部と通信するための通信装置３２、各種情報を表示するための表示装置３４が接続されている。
【００３０】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図３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３に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２の端末ＧＰＳ装置３０に対応するＧＰＳ部１０２、通信装置３２に対応する通信部１０４、速度計測部１０６等を有する。
この速度計測部１０６は、ＧＰＳ部１０２によって受信した複数の信号Ｓ１等のドップラー偏移等に基づいて、端末２０の移動速度を示す速度情報１７６を生成する（例えば、特開平８−６８６５１の段落〔００１６〕乃至〔００１８〕参照）。
制御部１００は、速度計測部１０６が生成した速度情報１７６を第２記憶部１５０に格納する。
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。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０にハードウエアとしての速度計を備え、その速度計によって端末２０の移動速度を計測するようにしてもよい。
【００３１】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５４及びエフェメリス１５６を含む。
アルマナック１５４は、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の概略の軌道を示す情報である。アルマナック１５４は、例えば、７日間は有効である。このため、端末２０は、いずれかのＧＰＳ衛星１２ａ等の信号Ｓ１等から、７日間ごとにアルマナック１５４をデコードして更新している。
エフェメリス１５６は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の精密な軌道を、その取得時刻とともに示す情報である。エフェメリス１５６の有効期間は、例えば、４時間（ｈ）である。このため、端末２０は、４時間ごとに、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等のエフェメリス１５６をデコードして更新している。
【００３２】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、推定高度Ｈ１を示す推定高度情報１５８を一つ格納している。推定高度Ｈ１は推定高度の一例である。推定高度情報１５８は、推定高度情報の一例である。そして、第２記憶部１５０は、推定高度情報格納手段の一例である。
なお、推定高度Ｈ１を高度Ｈ１とも呼ぶ。
【００３３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、３次元測位プログラム１１２を格納している。３次元測位プログラム１１２は、制御部１００が、ＧＰＳ部１０２によって受信した信号Ｓ１等に基づいて、３次元測位を行うためのプログラムである。３次元測位プログラム１１２と制御部１００は、３次元測位手段の一例である。
具体的には、端末２０は、例えば、４個のＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、信号Ｓ１等が各ＧＰＳ衛星１２ａ等から発信された時刻と端末２０に到達した時刻との差である遅延時間に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との間の距離である擬似距離を求める。そして、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についてのエフェメリス１５６と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行う。
３次元座標情報１６０は、端末２０の現在位置の緯度及び経度を示す３次元緯度経度情報１６２、及び、端末２０の現在位置の高度Ｈ２ａを示す３次元高度情報１６４を含む。
制御部１００は、生成した３次元座標情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００３４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、２次元測位プログラム１１４を格納している。２次元測位プログラム１１４は、制御部１００が、２次元測位を行うためのプログラムである。２次元測位プログラム１１４と制御部１００は、２次元高度算出手段の一例である。制御部１００は、後述の測位方法選択プログラム１２０によって、上述の２次元測位を選択した場合に、２次元測位を行う。
図３に示すように、２次元測位プログラム１１４は、予備３次元測位プログラム１１４ａを含む。 予備３次元測位プログラム１１４ａは、制御部１００が、２次元測位に先立って、３次元測位を行って、端末２０の現在位置の高度Ｈ２ｂを算出するためのプログラムである。予備３次元測位プログラム１１４ａに基づいて実施される３次元測位を予備３次元測位と呼ぶ。高度Ｈ２ｂは、３次元高度の一例である。予備３次元測位プログラム１１４ａと制御部１００は、３次元高度算出手段の一例である。高度Ｈ２ｂを３次元高度Ｈ２ｂとも呼ぶ。
制御部１００は、高度Ｈ２ｂを示す予備３次元高度情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００３５】
制御部１００は、２次元測位プログラム１１４ｂに基づいて、予備３次元測位の後に、高度Ｈ１を使用して２次元測位を行う。
制御部１００は、２次元測位によって、端末２０の現在位置を緯度、経度、及び高度Ｈ２ｃを算出する。高度Ｈ２ｃは、２次元高度の一例である。高度Ｈ２ｃを２次元高度Ｈ２ｃとも呼ぶ。
具体的には、端末２０は、例えば、３個のＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、信号Ｓ１等が各ＧＰＳ衛星１２ａ等から発信された時刻と端末２０に到達した時刻との差である遅延時間に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との間の距離である擬似距離を求める。そして、端末２０は、地球の中心Ｅ（図１参照）を１つのＧＰＳ衛星と見なして、推定高度Ｈ１を地球の中心Ｅとの擬似距離と見なす。
次に、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についてのエフェメリス１５６によって各ＧＰＳ衛星１２ａ等の現在時刻における衛星軌道上の位置を算出する。地球の中心Ｅの位置は既知である。そして、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置、地球の中心Ｅの位置、擬似距離及び推定高度Ｈ１に基づいて、現在位置の測位演算を行う。このように、端末２０は、２次元測位において、地球の中心Ｅと推定高度Ｈ１を使用する。このため、２次元測位における測位結果は、推定高度Ｈ１の影響を受ける。
制御部１００は、２次元測位によって２次元座標情報１６８を生成し、第２記憶部１５０に格納する。２次元座標情報１６８は、緯度及び経度を示す２次元緯度経度情報１７０と、高度Ｈ２ｃを示す２次元高度情報１７２を含む。２次元座標情報１６８は、測位情報の一例である。
なお、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ及びＨ２ｃを総称して高度Ｈ２又は測位高度Ｈ２と呼ぶ。
【００３６】
なお、予備３次元測位は、２次元測位の際に行われればよい。本実施の形態とは異なり、例えば、予備３次元測位は２次元測位の後に行われてもよいし、同時並行的に行われてもよい。また、２次元測位の開始から２次元高度Ｈ２ｃを算出するまでの間、予備３次元測位を継続するようにしてもよい。
すなわち、信号Ｓ１等の受信状態は刻々と変化しているから、制御部１００が、後述の測位方法選択プログラム１２０によって２次元測位を選択した場合であっても、３次元測位が可能な場合がある。制御部１００は、２次元測位を選択した場合であっても、可能であれば、予備３次元測位を実施し、３次元高度Ｈ２ｂを算出するのである。
【００３７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位条件情報生成プログラム１１６を格納している。測位条件情報生成プログラム１１６は、制御部１００が、３次元座標情報１６０及び２次元座標情報１６８を生成したときの測位条件を示す測位条件情報１７４を生成するためのプログラムである。
測位条件情報１７４は、例えば、ＰＯＤＰ、測位衛星数、測位誤差を示す情報である。
なお、本実施の形態とは異なり、測位条件情報は、ＰＯＤＰ、測位衛星数、測位誤差のうち、１つ又は２つを示す情報であってもよい。
【００３８】
なお、上述の３次元測位、予備３次元測位及び２次元測位において、各信号Ｓ１等は、その電界強度（信号強度）に対応する受信方法（動作モード）によって受信される。
【００３９】
図４は、端末２０の動作モードの一例を示す図である。
図４に示すように、端末２０は、サーチモードＭ１、第１トラッキングモードＭ２及び第２トラッキングモードＭ３を実施することができる。
サーチモードＭ１は、信号Ｓ１等を捕捉するためのモードである。このため、サーチモードＭ１は、例えば、３キロヘルツ（ｋＨｚ）という広い周波数範囲をサーチする。
【００４０】
第１トラッキングモードＭ２（以下、「モードＭ２」と呼ぶ）は、信号Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ２は、信号強度（電界強度）が強い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が強い場合とは、例えば、マイナス（−）１３９ｄＢｍ以上である。
モードＭ２における積算時間（インコヒーレント時間）ｔ１は、例えば、１秒である。
【００４１】
第２トラッキングモードＭ３（以下、「モードＭ３」と呼ぶ）は、信号Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ３は、信号強度が弱い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が弱い場合とは、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍ以上マイナス（−）１３９ｄＢｍ未満である。
モードＭ３における積算時間（インコヒーレント時間）ｔ２は、例えば、２秒である。
【００４２】
モードＭ３における積算時間ｔ２は、モードＭ２における積算時間ｔ１よりも長く規定されている。
上述のように、端末２０は、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有する。
【００４３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、環境判定プログラム１１８を格納している。環境判定プログラム１１８は、制御部１００が、上述の第１測位プログラム１１２に基づく３次元測位を行ったときの測位環境、及び、上述の２次元測位プログラム１１４に基づく２次元測位を行ったときの測位環境を判定するためのプログラムである。環境判定プログラム１１８と制御部１００は、測位環境判定手段の一例である。
【００４４】
図５及び図６は、環境判定プログラム１１８の説明図である。
図５に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１８に基づいて、信号Ｓ１等の電界強度（信号強度）を、強電界と弱電界に区分する。強電界はモードＭ２が動作する電界強度である。弱電界はモードＭ３が動作する電界強度である。
さらに、制御部１００は、強電界を第１強電界、第２強電界及び第３強電界に区分する。
第１強電界はａ１以上ａ２未満の電界強度である。第２強電界はａ２以上ａ３未満の電界強度である。第３強電界はａ３以上の電界強度である。ａ１、ａ２及びａ３は、電界強度の閾値であって、ａ１よりもａ２が大きく、ａ２よりもａ３が大きい。ａ１は、例えば、マイナス（−）１４０である。ａ２は、例えば、マイナス（−）１３０である。ａ３は、例えば、マイナス（−）１２４である。
【００４５】
また、制御部１００は、弱電界を第１弱電界及び第２弱電界に区分する。
第１弱電界はｂ１以上ｂ２未満の電界強度である。第２弱電界はｂ２以上ｂ３未満の電界強度である。ｂ１、ｂ２及びｂ３は、電界強度の閾値であって、ｂ１よりもｂ２が大きく、ｂ２よりもｂ３が大きい。ｂ１は、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍである。ｂ２は、例えば、マイナス（−）１５０ｄＢｍである。ｂ３は、例えば、マイナス（−）１４０ｄＢｍである。
【００４６】
図６に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、
動作モード及び電界強度に応じて、測位環境を第１環境乃至第９環境に区別する。そして、各測位環境に応じて、測位仕様が規定されている。
【００４７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位方法選択プログラム１２０を格納している。測位方法選択プログラム１２０は、制御部１００が、測位環境に基づいて、３次元測位又は２次元測位のいずれかを選択するためのプログラムである。測位方法選択プログラム１２０と制御部１００は、測位方法選択手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、第３環境、第４環境、第５環境、第６環境又は第７環境であって、かつ、後述のゲインが５以上である場合には、２次元測位を選択する。
第３環境、第４環境、第５環境、第６環境及び第７環境は、マルチパスが発生し易い環境である。マルチパスが発生している環境においては、測位によって算出した高度の信頼性は低い。また、ゲインが５以上であれば、推定高度Ｈ１が一定回数以上更新されているので、真の高度に近い状態で安定していると考えられるからである。
これに対して、制御部１００は、第１環境、第２環境、第８環境又は第９環境であるか、又は、後述のゲインが５未満である場合には、３次元測位を選択する。
第１環境及び第２環境においては、受信環境が良好であるから、測位によって算出した高度の信頼性が高いから３次元測位の方が２次元測位よりも好適である。
また、第８環境及び第９環境においては、受信環境が劣悪であるから、測位によって算出した高度の信頼性（精度）は極めて低い。このため、推定高度Ｈ１を測位によって算出した高度で更新し続けると、推定高度Ｈ１は極めて精度が劣化する。この場合、精度の悪い測位高度で複数回更新されて精度が極めて劣化した推定高度Ｈ１よりは、測位によって算出した高度の方が精度劣化が累積していない分、精度が高い。このため、制御部１００は、第８環境及び第９環境においては、３次元測位を選択するのである。すなわち、第８環境及び第９環境においては、２次元測位も３次元測位も精度が悪いのであるが、それでも、３次元測位の方が２次元測位よりも精度が高い可能性が大きいのである。
また、ゲインが５未満であれば、推定高度Ｈ１の更新回数が不十分なので、真の高度にから遠いと考えられるから、制御部１００は、３次元測位を選択するのである。
なお、２次元測位を選択するための条件を「２次元測位実行条件」と呼ぶ
【００４８】
上述のように、制御部１００は、測位環境に基づいて、３次元測位又は２次元測位のいずれかを選択する。そして、選択した３次元測位又は２次元測位によって、３次元座標情報１６０又は２次元座標情報１６８を生成し、表示装置３４に表示する。
以下に説明するように、表示装置３４に表示するための座標情報の生成と並行して、推定高度Ｈ１を更新するための測位高度Ｈ２の選択、及び、推定高度Ｈ１の更新が実施される。
【００４９】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、高度選択プログラム１２４を格納している。高度選択プログラム１２４は、制御部１００が、推定高度Ｈ１を更新するための測位高度Ｈ２を選択するためのプログラムである。高度選択プログラム１２４と制御部１００は、高度選択手段の一例である。
制御部１００は、３次元測位を行った場合には、高度Ｈ２ａを選択する
そして、制御部１００は、２次元測位を行った場合に、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
【００５０】
以下、端末２０が、２次元測位を行った場合に、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択するための構成について説明する。
制御部１００は、端末２０の移動状態と、２次元座標情報１６８の信頼性に基づいて、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
具体的には、制御部１００は、端末２０が移動していない場合（静止状態の場合）には、高度Ｈ２ｃを選択する。制御部１００は、速度情報１７６に示される速度Ｖが０であれば、端末２０が移動していないと判断する。
静止状態においては、真の高度は変動しないはずであるから、高度Ｈ２ｃを使用する方が、受信環境が不良な場合であってもその影響を低減することができる。
これに対して、端末２０が移動している場合には、真の高度は変動する可能性がある。このため、制御部１００は、さらに、２次元座標情報１６８の信頼性に基づいて、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
例えば、制御部１００は、測位に４個以上の衛星を使用しており、かつ、収束度が予め規定した閾値ｄ１未満であれば、２次元座標情報１６８の信頼性は十分であると判断し、高度Ｈ２ｃを選択する。これに対して、制御部１００は、測位に４個以上の衛星を使用していないか、又は、収束度が予め規定した閾値ｄ１以上であれば、２次元座標情報１６８の信頼性は不十分であると判断し、高度Ｈ２ｂを選択する。
収束度は、位置計算の収束の度合いであり、１回の測位の中で実施される複数回の位置計算ごとに１回算出される。収束度が高いほど、収束度を示す数値は小さくなるようになっている。ここで判断基準として使用する収束度は、複数回の位置計算から選ばれた1つの位置計算の収束度である。
なお、測位に使用する衛星数が多いほど、２次元座標情報１６８の信頼性は高い。これは、測位に使用する衛星数が多いほど、多くの衛星組による測位演算が可能であるからである。また、収束度が高いほど、２次元座標情報１６８の信頼性は高い。
【００５１】
続いて、端末２０が、推定高度Ｈ１を更新するための構成について説明する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、推定高度更新プログラム１２６を格納している。推定高度更新プログラム１２６は、制御部１００が、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃに基づいて高度Ｈ１を更新するためのプログラムである。推定高度更新プログラム１２６と制御部１００は、更新手段の一例である。
推定高度更新プログラム１２６は、基本更新プログラム１２６ａと、適応制御プログラム１２６ｂと、初期更新プログラム１２６ｃとを含む。
【００５２】
制御部１００は、推定高度更新プログラム１２６に基づいて、基本更新条件を満たすか否かを判断する。基本更新条件は、端末２０が、ゲインカウンタを移動速度に応じて１づつ変更し、さらに、一定条件下において適応制御を行うことによって推定高度Ｈ１を更新するための条件である。なお、この更新を、基本更新と呼ぶ。基本更新は、推定高度Ｈ１が一定の信頼性を有する場合に実施することができる。このため、基本更新条件は、言い換えると、推定高度Ｈ１が一定の信頼性を有するための条件である。基本更新条件は、予め規定されており、例えば、推定高度を５回以上更新しており、さらに、ゲインが５以上であることである。このような条件を満たせば、推定高度Ｈ１は真の高度に近いと考えることができる。
なお、基本更新条件は上述の条件に限らず、例えば、推定高度を３回以上更新しており、かつゲインが５以上であることにしてもよい。
推定高度更新プログラム１２６と制御部１００は、推定高度評価手段の一例でもある。
【００５３】
以下に説明するように、推定高度Ｈ１が基本更新条件を満たす場合には、制御部１００は、基本更新プログラム１２６ａ及び適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、初期更新プログラム１２６ｃは、上述の基本更新を行う条件が満たされない場合の更新プログラムである。
【００５４】
まず、基本更新プログラム１２６ａについて説明する。
基本更新プログラム１２６ａは、制御部１００が、以下に説明する基本更新を行うためのプログラムである。
制御部１００は、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃに基づいて高度Ｈ１を更新するときの、高度Ｈ２ａ等に対する推定高度Ｈ１の重みα（以後、ゲインαと呼ぶ）を決定する。
【００５５】
図７は、基本更新プログラム１２６ａの一例を示す図である。
以下に示す基本更新は、推定高度Ｈ１が基本更新条件を満たす場合に実施される。
図７（ａ）に示すように、端末２０は、基本更新プログラム１２６ａとして、ゲインカウンタとゲインとで構成されるゲインテーブルを記憶している。ゲインは、推定高度Ｈ１の重みを示す情報である。ゲインカウンタは、ゲインを指定するための情報である。ゲイン決定プログラム１２６は、初期設定として、例えば、ゲインカウンタを５に設定し、ゲインαが３．５になるようにしている。
そして、制御部１００は、基本更新条件を満たす場合には、上述の速度情報１７６に示される速度Ｖが、毎時６０キロメートル（ｋｍ／ｈ）以内であれば、ゲインカウンタを１つ大きくして、ゲインαを大きくするようにしている（以後、原則動作と呼ぶ）。例えば、第１回目の更新のときには、制御部１００は、ゲインカウンタを６に設定し、ゲインαが４になるようにする。そして、第２回目の更新のときには、制御部１００は、ゲインカウンタを７に設定し、ゲインαが４．５になるようにする。このように、制御部１００は、推定高度Ｈ１の更新回数が増えるにつれてゲインαを大きくするようになっている。なお、ゲインαを大きくすることを、ゲインαを強めるともいう。また、ゲインαを小さくすることを、ゲインαを弱めるともいう。制御部１００は、推定高度Ｈ１の更新の度にゲインカウンタを１つづつ大きくすることによって、ゲインを徐々に大きくする。これにより、推定高度Ｈ１を真の高度の近傍に、徐々に固定させることができる。
これに対して、制御部１００は、上述の速度情報１７６に示される速度Ｖが、毎時６０キロメートル（ｋｍ／ｈ）以内でなければ、推定高度Ｈ１を更新するときには、ゲインカウンタを１つ小さくして、推定高度Ｈ１の更新を行う。これにより、高度Ｈ１の更新の際の測位高度Ｈ２の影響を最小限にしつつ、新たな測位高度Ｈ２等の要素を取り入れて推定高度Ｈ１を更新することができる。
図７（ｂ）に示すように、ゲインαが大きくなるほど、更新後の推定高度Ｈ１は、保持している推定高度Ｈ１に近くなる。そして、ゲインαが小さくなるほど、更新後の推定高度Ｈ１は、高度Ｈ２に近くなる。このため、端末２０は、推定高度Ｈ１の重みを大きくする方が妥当な場合にはゲインカウンタを大きくし、測位高度Ｈ２の重みを大きくする方が妥当な場合にはゲインカウンタを小さくするようになっている。
【００５６】
なお、本実施の形態とは異なり、ゲインの決定方法としては、図７（ｃ）に示すように、２つの値のゲインカウンタに対して、１つのゲインを割り当てるようにしてもよい。
【００５７】
続いて、制御部１００は、設定したゲインαを使用して、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃによって、推定高度Ｈ１を更新する。
具体的には、制御部１００は、設定したゲインαを使用して、推定高度Ｈ１を更新し、更新後高度Ｈ１ａを算出する。この更新後高度Ｈ１ａは新たな推定高度Ｈ１となる。
制御部１００は、更新後高度Ｈ１ａを示す更新後高度情報１７８を第２記憶部１５０に格納する。なお、本明細書において、更新後高度Ｈ１ａの算出と推定高度Ｈ１の更新は同義で使用する。
【００５８】
更新後高度情報１７８に示される更新後高度Ｈ１ａは、例えば、Ｈ１ａ＝Ｈ１＋（Ｈ２−Ｈ１）÷αという式によって算出される。
また、制御部１００は、更新後高度情報１７８を生成すると、更新回数情報１８０に示される更新回数ｎを１つ増やす。
【００５９】
次に、適応制御プログラム１２６ｂについて説明する。
適応制御プログラム１２６ｂは、制御部１００が、高度差ｄＨ及び測位信頼度に基づいて、ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを基本更新から変更するためのプログラムである。適応制御プログラム１２６ｂに基く制御は、上述の基本更新に際して実施される。
測位信頼度は高度Ｈ２ｂ又は高度Ｈ２ｃを算出するための測位を行ったときの測位の信頼度を示す値であり、測位誤差、衛星配置（ＰＤＯＰ）、測位に使用した衛星数等によって規定される。測位信頼度は、例えば、０，１，２，３，４，５，６，７の７段階の指数で表され、数値が小さいほど、信頼度は高い。閾値ｄ２は、第２段階、すなわち、「２」である。測位誤差が小さいほど指数は小さい。ＰＤＯＰが小さいほど指数は小さい。そして、測位に使用した衛星数が多いほど指数は小さい。
まず、制御部１００は、適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、ゲイン暫定変更条件を満たすか否かを判断する。ゲイン暫定変更条件は、推定高度Ｈ１の今回の更新時だけに適用されるようにゲインを変更するための条件である。ゲイン暫定変更条件は、今回算出した高度Ｈ２の信頼性が高いことであり、例えば、測位に使用した衛星が５個以上であり、ＰＤＯＰが３以下であることである。
制御部１００は、測位条件がゲイン暫定変更条件を満たすと判断した場合には、ゲインカウンタを維持して、ゲインを１つ下げる。これにより、今回の高度Ｈ２の信頼性が高い場合には、高度Ｈ２の信頼性に応じてゲインを一時的に変更することができる。これにより、刻々と変化する高度Ｈ２の信頼性を反映しつつ、推定高度Ｈ１を更新することができる。
これに対して、制御部１００は、ゲイン暫定変更条件を満たさないと判断した場合には、ゲインを維持する。
【００６０】
次に、制御部１００は、適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、推定高度Ｈ１と上述の高度選択プログラム１２４によって選択した高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃとの高度差ｄＨを算出する。測位信頼度が大きい場合には測位高度Ｈ２の影響を大きくして推定高度Ｈ１を更新すべきである。しかし、測位時に算出される測位信頼度が大きい場合であっても、高度差ｄＨが大きい場合には、測位信頼度自体が信頼できないため、測位高度Ｈ２が推定高度Ｈ１の更新に与える影響を低減すべきである。
このため、制御部１００は、高度差ｄＨが１０００メートル（ｍ）以上であって、指数が所定の閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの６４分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。これにより、測位高度Ｈ２の影響をある程度加味しつつも、高度差ｄＨが大きい場合には、測位高度Ｈ２の影響を低減して、推定高度Ｈ１を更新することができる。これにより、推定高度Ｈ１が、真の値と乖離して、急激に変動することを防止することができる。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが１０００メートル（ｍ）以上であっても、指数が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの４分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。これにより、測位高度Ｈ２の測位信頼度が高い場合に、より測位高度Ｈ２の影響を大きくすることができる。
基本更新条件を満たしており、推定高度Ｈ１の信頼性が高い場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上であって、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２の高度差が１０００メートルという大きなものであれば、測位によって算出した高度Ｈ２の影響を考慮しつつも、高度Ｈ２の影響を低減しつつ、推定高度Ｈ１を更新するほうが推定高度Ｈ１を真の高度に近接させることができると考えられる。
そして、高度Ｈ２をどの程度信頼するかを決定して推定高度Ｈ１を更新する場合に、どのくらい信頼するかについて、測位信頼度を示す指数が閾値ｄ２よりも大きいか否かによって決定する。指数が閾値ｄ２よりも小さければ高度Ｈ２を信頼する程度を大きくし、指数が閾値ｄ２よりも大きければ高度Ｈ２を信頼する程度を小さくする。
上述のように、端末２０は、指数が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の６４分の１を推定高度Ｈ１に加算する。
これに対して、端末２０は、指数が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の４分の１を推定高度Ｈ１に加算する。
【００６１】
そして、制御部１００は、高度差ｄＨが５００メートル（ｍ）以上であって、測位信頼度が閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの３２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが５００メートル（ｍ）以上であっても、測位信頼度が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
高度差が５００メートル（ｍ）以上である場合は、上述のように高度差が１０００メートル（ｍ）以上である場合に比べて、高度Ｈ２の信頼性は高い。この場合、測位信頼度を示す指数は小さい。このため、上述のように高度差が１０００メートル（ｍ）以上である場合よりも、高度Ｈ２の影響を大きくするために、６４分の１ではなくて、３２分の１を反映させるのである。
【００６２】
そして、制御部１００は、高度差ｄＨが１００メートル（ｍ）以上であって、測位信頼度が閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの１６分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが１００メートル（ｍ）以上であっても、測位信頼度が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
【００６３】
次に、初期更新プログラム１２６ｃについて説明する。
制御部１００は、初期更新プログラム１２６ｃに基づいて、推定高度Ｈ１と上述の高度選択プログラム１２４によって選択した高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃとの高度差ｄＨを算出する。初期更新プログラム１２６ｃと制御部１００は、高度差算出手段の一例である。
【００６４】
制御部１００は、高度差ｄＨが閾値ｈメートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２とを平均することによって、高度Ｈ１を更新する。閾値ｈは、例えば、５０メートル（ｍ）である。高度差が５０メートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１の信頼性はある程度の高さを有すると考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を加味して、推定高度Ｈ１を更新するのである。
そして、制御部１００は、測位信頼度に応じて、ゲインカウンタを大きくする。測位信頼度は、測位に使用している衛星数や、測位誤差によって決定する。例えば、測位に使用した衛星数が５個以上で、測位誤差が３０メートル（ｍ）以内であれば、ゲインカウンタを２つ大きくする。すなわち、基本更新とは異なり、ゲインを１づつ大きくするのではなくて、基本更新よりもゲインの上げ幅を大きくする。このため、早期にゲインを一定値である例えば、５以上にすることができる。これにより、早期に上述の基本更新条件を満たすようにすることができる。
【００６５】
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが閾値ｈ（ｍ）以上であると判断した場合には、高度Ｈ２を推定高度Ｈ１とすることによって、高度Ｈ１を更新する。基本更新条件を満たさず、かつ、高度差ｄＨが閾値ｈ以上であれば、推定高度Ｈ１は信頼できないと考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を全く加味せずに、推定高度Ｈ１を更新するのである。
そして、制御部１００は、ゲインカウンタを初期化する。すなわち、ゲインカウンタをゲインカウンタを初期設定である「５」に戻す。
以上が、推定高度Ｈ１の更新方法である。
【００６６】
図８は、高度情報１５８が更新される様子の一例を示す図である。
図８に示すように、高度情報１５８に示される高度Ｈ１は、高度Ｈ２によって更新される回数が増えるにつれて、真の高度Ｈに近づき、かつ、真の高度Ｈに近い状態で安定する。
【００６７】
測位システム１０は、上述のように構成されている。
上述のように、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃを算出することができる。このため、２次元測位実行条件を満たす場合（３次元測位が妥当でない場合）であっても、高度を算出することができる。
また、端末２０は、２次元測位に際して、予備３次元測位を行って、３次元高度Ｈ２ｂを算出することができる。３次元測位が妥当でない場合であっても３次元測位が可能である場合があり、測位位置の算出及び表示装置３４への出力については２次元測位が妥当であるとしても、推定高度Ｈ１の更新のためには３次元高度Ｈ２ｂの方が妥当である場合がある。
２次元測位に際して、予備３次元測位を行うことが、本実施の形態の特徴の1つである。２次元測位実行条件を満たす限り、３次元測位よりも２次元測位の方が、測位に使用することができる衛星組が増えるから、測位精度が向上する。これは、３次元測位の場合には１回の測位計算に４個の衛星が必要なのに対して、２次元測位の場合には、１回の測位計算に必要な衛星数は３個で足りるからである。また、３次元測位の場合、測位計算に必要な衛星数を確保するために、信号強度が弱い等、劣悪な受信状態の衛星信号を使用する必要がある場合があるのに対して、２次元測位の場合には測位計算に必要な衛星数が１個少ないため、そのような劣悪な受信状態の衛星信号を排除することができる可能性が高く、測位精度が向上するからである。
そして、そして、推定高度Ｈ１の更新のために予備３次元測位で算出した３次元高度Ｈ２ｂを使用する場合があるのは、２次元測位の場合には、２次元相違に使用した推定高度Ｈ１がほとんど変化せずに測位結果の高度として算出されるため、高度の追従性が悪くなる場合がある。このため、予備３次元測位で算出した３次元高度Ｈ２ｂを使用することによって、真の高度変化への追従性を向上しているのである。
このため、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃと３次元高度Ｈ２ｂの双方を算出するのである。これは、推定高度Ｈ１を更新するための高度の選択肢を増やすことを意味する。
そして、端末２０は、推定高度Ｈ１を更新するために高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれを使用するかを選択することができる。
２次元測位においては、地球中心を一つの衛星とみなして測位に使用する。すなわち、２次元測位においては、推定高度Ｈ１を地球中心と端末２０との擬似距離であると仮定して測位する。このため、推定高度Ｈ１の精度が高い場合には、２次元測位の方が測位精度が高い。
しかし、端末２０が一定の速度以上で移動している等の受信状態においては、真の高度も変動していると考えられるから、推定高度Ｈ１を使用しない３次元測位の方が真の移動状態に対する追従性が良好であり、測位精度が高い。
このため、推定高度Ｈ１の精度が高い場合であっても、受信状態によっては、２次元測位によって算出した高度Ｈ２ｃよりも予備３次元測位によって算出した高度Ｈ２ｃの方が精度が高い。
この点、端末２０は、例えば、２次元測位時の受信環境によって、Ｈ２ｂ又は高度Ｈ２ｃを選択することができる。
また、端末２０は、３次元測位を行った場合には、高度Ｈ２ａを選択することができる。
【００６８】
そして、端末２０は、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを使用して高度Ｈ１を更新することができる。すなわち、端末２０は、３次元測位が妥当でない場合であっても、相対的に信頼性が高い高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを使用して、高度Ｈ１を更新することができる。このため、端末２０は、早期に高度Ｈ１を更新することができる。
また、高度Ｈ２は、測位によって生成した新しい情報であるから、高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新することは、既に保持している高度Ｈ１を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、高度Ｈ１を、より真の高度に近づけることができる。
しかも、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃと３次元高度Ｈ２ｂの双方を算出し、より妥当な高度を選択することができるから、推定高度Ｈ１を、一層真の高度に近づけることができる。
ここで、端末２０は、推定高度Ｈ１を、一つだけ保持し、それを更新することができるから、高度データを保持する記憶負担は少ない。
これにより、端末２０によれば、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００６９】
また、上述のように、端末２０は、基本更新において、推定高度Ｈ１の更新回数が増えるに連れて、ゲインαを大きくして、推定高度Ｈ１を更新する構成となっている。
高度Ｈ１を複数回更新した結果、精度の高い高度情報になった後においては、新たな高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新する必要はあるにしても、新たな高度Ｈ２の重みを軽くして、保持している高度Ｈ１の重みを重くすることによって、高度Ｈ１を正確な情報にすることができる。
この点、端末２０は、高度Ｈ１の更新回数が増えるに連れて、既に保持している高度Ｈ１の重みを重くして、高度Ｈ１を更新する構成になっているから高度Ｈ１を、一層正確な情報にすることができる。
【００７０】
さらに、端末２０は、その移動速度Ｖが予め規定した速度許容範囲内であれば、ゲインαを大きくして、高度Ｈ１を更新する構成となっており、移動速度Ｖが速度許容範囲内ではない場合には、ゲインαを軽くして、高度Ｈ１を更新する構成となっている。
一般に、物が地表を移動するときには、高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合の方が、上下方向の移動量は少ない。言い換えると、物が地表を移動するときには、低速で移動する場合に比べて、より高速で移動する場合の方が、上下方向の移動量は多い。
このため、端末２０が高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合においては、新たな高度Ｈ２の重みを軽くして、保持している高度Ｈ１の重みを重くして高度Ｈ１を更新することによって、高度Ｈ１を正確な情報にすることができる。
この点、端末２０は、高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合において、ゲインαを大きくして高度Ｈ１を更新する。これとは逆に、端末２０は、低速で移動する場合に比べて、より高速で移動する場合において、ゲインαを小さくして高度Ｈ１を更新する。このため、端末２０は、速度に応じたゲインαによって高度Ｈ１を更新し、正確な情報にすることができる。
【００７１】
そして、端末２０は、測位条件及び移動速度に基づいて設定されたゲインαを使用して高度Ｈ１を更新することができる。高度Ｈ２は測位によって生成した新しい情報であるから、高度Ｈ２を使用して保持している高度Ｈ１を更新することは、既に保持している高度Ｈ１を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、高度Ｈ１に示される高度を、より真の高度に近づけることができる。
【００７２】
さらに、端末２０は、高度Ｈ１の更新の回数によって、基本更新条件を満たすか否かを判断することができる。
そして、端末２０は、高度Ｈ１の更新の回数が、例えば、５回以上であって、ゲインが５以上である場合に、ＧＰＳ衛星１２ａからの信号Ｓ１等及び高度Ｈ１に基づく２次元測位を行って、２次元座標情報１６８を生成することができる。新たな高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新することによって、高度Ｈ１をより正確な高度を示す情報にすることができる。高度Ｈ１を複数回更新することで、個々の高度Ｈ２の誤差が相殺される。このため、例えば、５回以上更新した後の高度Ｈ１は真の高度に近くなるのである。そして、その高度Ｈ１を使用する２次元測位の測位精度は高いものになる。そして、ゲインが５以上になったということは、推定高度Ｈ１の信頼性が高くなったことを意味する。
また、正確な高度Ｈ１を使用して行う２次元測位は、３次元測位よりも測位精度が高い。これは、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等のうち、測位に使用するＧＰＳ衛星の組が２次元測位の方が多いため、多数の測位結果から現在位置をより正確に示すものを選択することができるからである。例えば、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等の数が５個の場合、３次元測位の場合には一度の測位演算に使用するＧＰＳ衛星は４個以上であるから、測位に使用するＧＰＳ衛星の組は、ＧＰＳ衛星が４個の組が５組、ＧＰＳ衛星が５個の組が１組の合計６組である。これに対して、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等の数が５個の場合、２次元測位の場合には一度の測位演算に使用するＧＰＳ衛星は３個以上であるから、測位に使用するＧＰＳ衛星の組は、ＧＰＳ衛星が３個の組が１０組、ＧＰＳ衛星が４個の組が５組、ＧＰＳ衛星が５個の組が１組の合計１６組である。
【００７３】
そして、高度Ｈ１の更新の回数が、２次元測位使用許容回数であれば、更新された高度Ｈ１を使用して行う２次元測位によって生成された２次元座標情報１６８は、真の位置に近い正確な位置情報となる。
【００７４】
以上が本実施の形態に係る測位システム１０の構成であるが、以下、その動作例を主に
図９乃至図１２を使用して説明する。
図９乃至図１２は本実施の形態に係る測位システム１０の動作例を示す概略フローチャートである。
なお、端末２０が、高度Ｈ２によって、高度Ｈ１を更新する動作を、フィルタとも呼ぶ。そして、ゲインαを、フィルタのゲインαとも言う。
図９乃至図１２においては、端末２０は既にＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、測位を継続している。図９乃至図１２においては、測位継続中において、高度Ｈ１を更新する方法が示されている。
【００７５】
まず、端末２０は、２次元測位実行条件を満たすか否かを判断する（図９のステップＳＴ１）。
【００７６】
端末２０は、２次元測位実行条件を満たさないと判断すると、３次元測位を行い（ステップＳＴ２Ａ）、３次元高度Ｈ２ａを保持する（ステップＳＴ３Ａ）。そして、３次元高度Ｈ２ａを推定高度Ｈ１の更新に使用する（ステップＳＴ８Ａ）。
【００７７】
端末２０は、ステップＳＴ１において、２次元測位実行条件を満たすと判断すると、予備３次元測位を実行し、予備３次元測位が成功したか否かを判断する（ステップＳＴ２）。端末２０は、測位演算が収束し、測位位置を算出することができた場合に、予備３次元測位が成功したと判断する。ステップＳＴ２は、３次元高度算出ステップの一例である。
【００７８】
端末２０は、予備３次元測位が成功したと判断すると、３次元高度Ｈ２ｂを保持する（ステップＳＴ３）。
続いて、端末２０は、２次元測位を実行し、２次元測位が成功したか否かを判断する（ステップＳＴ４）。端末２０は、測位演算が収束し、測位位置を算出することができた場合に、２次元測位が成功したと判断する。ステップＳＴ４は、２次元高度算出ステップの一例である。
なお上述のステップＳＴ２において、端末２０は、予備３次元測位が成功しないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを算出することができないので、そのままステップＳＴ４へ進む。
【００７９】
端末２０は、２次元測位が成功したと判断すると、２次元高度Ｈ２ｃを保持する（ステップＳＴ５）。
これに対し、端末２０は、２次元測位が成功しなかったと判断した場合には、推定高度Ｈ１を更新しない（ステップＳＴ８Ｂ）。２次元測位が成功しなかった場合には、測位自体が失敗であるので、推定高度Ｈ１の更新をすることができないのである。
【００８０】
ステップＳＴ５に続いて、端末２０は、３次元高度Ｈ２ｂを保持しているか否かを判断する（ステップＳＴ６）。そして、端末２０は、３次元高度Ｈ２ｂを保持していないと判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを推定高度Ｈ１の更新に使用する（ステップＳＴ８）。
【００８１】
端末２０は、ステップＳＴ６において、３次元高度Ｈ２ｂを保持していると判断した場合には、２次元測位を行ったときの測位状態を判断する（ステップＳＴ７）。端末２０は、このステップＳＴ７において、推定高度Ｈ１を更新するために、２次元高度Ｈ２ｃ又は３次元高度Ｈ２ｂのいずれか一方を選択する。このステップＳＴ７は、高度選択ステップの一例である。
【００８２】
ステップＳＴ７の詳細を図１０を使用して説明する。
まず、端末２０は、端末２０が移動しているか否かを判断する（図１０のステップＳＴ１０１）。
端末２０は、端末２０が移動していないと判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを選択する（ステップＳＴ１０４）。
【００８３】
これに対し、端末２０は、端末２０が移動していると判断した場合には、４個以上の衛星を使用しているか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。
端末２０は、４個以上の衛星を使用していないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを選択する（ステップＳＴ１０４Ａ）。
【００８４】
これに対し、端末２０は、４個以上の衛星を使用していると判断した場合には、位置計算の収束度が閾値ｄ１未満か否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。
端末２０は、収束度が閾値ｄ１未満ではないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを選択する（ステップＳＴ１０４Ａ）。
これに対して、端末２０は、収束度が閾値ｄ１未満であると判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを選択する（ステップＳＴ１０４）。
【００８５】
上述のステップＳＴ１乃至８（８Ａ，８Ｂ）によって、推定高度Ｈ１の更新に使用する高度Ｈ２を選択することができる。または、推定高度Ｈ１を更新しないことを決定することができる。
【００８６】
次に、図１１及び図１２を使用して、推定高度Ｈ１の更新方法について説明する。
まず、端末２０は、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上あるか否かを判断する（図１１のステップＳＴ２１）。このステップＳＴ２１は、上述のステップＳＴ８又はステップＳＴ８Ａ（図９参照）に続くステップである。サーチ中の衛星とは、端末２０がまだ信号Ｓ１等を捕捉することができず、端末２０がトラッキングすることができない衛星を意味する。「弱電界」とは、第８環境及び第９環境を意味する。サーチ中の衛星についてのメジャメント（コードフェーズ、信号強度）が算出されたとしても、その信頼度は低い。
【００８７】
ステップＳＴ２１において、端末２０が、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上であるという条件を満たすと判断した場合には、推定高度Ｈ１を更新しない（ステップＳＴ３１）。このような条件下においては、算出した高度Ｈ２の信頼度は低いから、保持している推定高度Ｈ１をそのまま維持する方が、推定高度Ｈ１の信頼性を維持することができる。弱電界においては、高度Ｈ２の測位信頼度はかなり低いため、高度Ｈ２を使用して推定高度Ｈ１を更新すると、推定高度Ｈ１の精度が劣化するからである。
これに対して、端末２０は、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上であるという条件を満たさないと判断した場合には、基本更新条件を満たすか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。
【００８８】
端末２０は、基本更新条件を満たさないと判断した場合には、基本更新をすることなく、以下に説明する暫定的な更新を行う。
端末２０は、まず、推定高度Ｈ１と今回の高度Ｈ２の高度差が閾値ｈ（５０メートル（ｍ））未満か否かを判断する（ステップＳＴ３２）。
【００８９】
端末２０は、高度差が閾値ｈ未満であると判断した場合には、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２とを平均することによって、高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ３３）。このステップＳＴ３３は、更新ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位信頼度に応じて、ゲインカウンタを大きくする（ステップＳＴ３４）。
【００９０】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ３２において、高度差が閾値ｈ未満ではないと判断した場合には、高度Ｈ２を推定高度Ｈ１とすることによって、高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ４１）。このステップＳＴ４１もまた、更新ステップの一例である。基本更新条件を満たさず、かつ、高度差がｈ（５０メートル（ｍ））以上であれば、推定高度Ｈ１は信頼できないと考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を全く加味せずに、推定高度Ｈ１を更新するのである。
続いて、端末２０は、ゲインカウンタを初期化する（ステップＳＴ４２）。すなわち、ゲインカウンタを「３」（図７（ａ）参照）。
【００９１】
上述のステップＳＴ２２において、端末２０は、基本更新条件を満たすと判断した場合には、移動速度に応じてゲインカウンタを変更する（ステップＳＴ２３）。
続いて、端末２０は、適応制御を行う（ステップＳＴ２４）。
【００９２】
まず、端末２０は、今回の高度Ｈ２算出時の測位条件が、ゲイン暫定変更条件を満たすか否かを判断する（図１２のステップＳＴ２０１）。
端末２０は、測位条件がゲイン暫定変更条件を満たすと判断した場合には、ゲインカウンタを維持して、ゲインを１つ下げる（ステップＳＴ２０２）。
続いて、端末２０は、ステップＳＴ２０３に進む。端末２０は、上述のステップＳＴ２０１において、ゲイン暫定変更条件を満たさないと判断した場合には、そのままステップＳＴ２０３に進む。
【００９３】
続いて、端末２０は、今回の高度Ｈ２と推定高度Ｈ１との高度差が１０００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０３）。
端末２０は、高度差が１０００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０４）。この測位信頼度は、今回の２次元測位又は３次元測位における測位信頼度である。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の６４分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０５Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の４分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０５Ｂ）。
【００９４】
端末２０は、上述のステップＳＴ２０３において、高度差が１０００メートル（ｍ）以上ではないと判断すると、推定高度Ｈ１との高度差が５００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０６）。
端末２０は、高度差が５００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０７）。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の３２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０８Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０８Ｂ）。
【００９５】
端末２０は、上述のステップＳＴ２０６において、高度差が５００メートル（ｍ）以上ではないと判断すると、推定高度Ｈ１との高度差が１００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０９）。
端末２０は、高度差が１００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２１０）。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の１６分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２１１Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２１１Ｂ）。
【００９６】
続いて、端末２０は、推定高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ２１２）。このステップＳＴ２１２は、更新ステップの一例である。
上述のように、測位条件がゲイン暫定変更件を満たす場合には、ゲインカウンタは維持されつつ、ゲインだけが下げられる。
また、ステップＳＴ２１２においては、高度差が１００メートル（ｍ）以上であれば、推定高度Ｈ１は、その高度差に応じて予め変更を加えられて、更新されることになる。これに対して、高度差が１００メートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１は、予め変更を加えられることなく、更新されることになる。
【００９７】
以上のステップによって、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００９８】
（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第１高度算出ステップと、第２高度算出ステップと、高度選択ステップと、更新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。
【００９９】
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。
【０１００】
本発明は、上述の各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】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る測位システムを示す概略図である。
【図２】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図４】ゲイン決定プログラムの一例を示す図である。
【図５】環境判定プログラムの説明図である。
【図６】環境判定プログラムの説明図である。
【図７】基本更新プログラムの説明図である。
【図８】高度情報が更新される様子の一例を示す図である。
【図９】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１０】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１１】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１２】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０・・・測位システム、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、１１２・・３次元測位プログラム、１１４・・・２次元測位プログラム、１１４ａ・・・予備３次元測位プログラム、１１６・・・測位条件情報生成プログラム、１１８・・・環境判定プログラム、１２０・・・測位方法選択プログラム、１２２・・・速度評価プログラム、１２４・・・高度選択プログラム、１２６・・・推定高度更新プログラム、１２６ａ・・・基本更新プログラム、１２６ｂ・・・適応制御プログラム、１２６ｃ・・・初期更新プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）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。
ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星から信号を受信し、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。そして、各ＧＰＳ衛星から受信した信号に乗せられている各ＧＰＳ衛星の衛星軌道情報と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行うようになっている。
ＧＰＳ受信機は、４個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信することができるときは、現在位置の緯度、経度、高度を算出する３次元測位を行うことができる。
そして、ＧＰＳ受信機は、３個のＧＰＳ衛星から信号を受信することができるときは、現在位置の緯度及び経度を算出する２次元測位を行うことができる。ＧＰＳ受信機は、例えば、地球の中心を一つのＧＰＳ衛星とみなし、地球の中心からの現在位置までの距離を擬似距離とする。そして、３次元測位と同様の測位演算を行う。このため、２次元測位においては、ＧＰＳ受信機は、現在位置の高度情報を予め保持している必要がある。
これに対して、地図データから取得した高度を使用して２次元測位を行う技術（例えば、特許文献１）や、前回測位時にＶＤＯＰ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）が最小のＧＰＳ衛星の組を使用して算出した高度、又は、前回の３次元測位によって算出した高度を使用して２次元測位を行う技術（例えば、特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開２００２―３４１０１２号公報
【特許文献２】特公平６―７５１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、地図データを保持するためには記憶手段の負担が大きいし、地図データから取得した高度情報の誤差が大きい場合もある。
また、前回測位時にＶＤＯＰが最小のＧＰＳ衛星の組を使用して算出した高度を使用するとしても、前回測位時の不良な測位条件（信号強度が弱い環境、マルチパスが多い環境など）によって、その高度の誤差が大きい場合がある。さらに、前回の３次元測位によって算出した高度を使用する方法においても、前回測位時の不良な測位条件によって、高度の誤差が大きい場合があるという問題がある。
これに対して、出願人は、前回測位時の測位条件を考慮して保持している高度情報を更新する技術についての出願をした（特願２００５−１５１０４８）。この技術は、３次元高度情報の信頼性が一定の信頼性を有する場合に保持している高度情報を更新するから、例えば、マルチパス環境下等、３次元高度情報の信頼性が低い場合には、保持している高度情報を更新することができない。この結果、高度情報を早期に更新することができない場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる測位衛星からの信号を使用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、前記推定高度を使用して２次元測位を行って、２次元高度を算出する２次元高度算出手段と、前記２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度を算出する３次元高度算出手段と、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択手段と、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新手段と、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２次元高度算出手段を有するから、前記２次元高度を算出することができる。このため、３次元測位を行うことが不可能である場合や、３次元測位による測位結果の信頼性が劣るような場合（以下、「３次元測位が妥当でない場合」という）であっても、高度を算出することができる。
前記測位装置は、前記３次元高度算出手段を有するから、前記２次元測位に際して、前記予備３次元測位を行って、前記３次元高度を算出することができる。３次元測位が妥当でない場合であっても３次元測位が可能である場合があり、測位位置の算出に際しては２次元測位が妥当であるとしても、前記推定高度の更新のためには前記３次元高度の方が妥当である場合がある。このため、前記測位装置は、前記２次元高度と前記３次元高度の双方を算出するのである。これは、前記推定高度を更新するための高度の選択肢を増やすことを意味する。
なお、本明細書における「２次元測位」は、緯度及び経度だけではなくて、高度も算出する。すなわち、本明細書の「２次元測位」は、緯度、経度及び高度を算出する３次元測位の一種である。ただし、３次元測位においては、４個以上の衛星の軌道上の位置と各衛星と前記測位装置との擬似距離を使用して測位するのに対して、２次元測位においては、地球中心を一つの衛星とみなして測位に使用する。すなわち、２次元測位においては、前記推定高度を地球中心と前記測位装置との擬似距離であると仮定して測位する。このため、前記推定高度の精度が高い場合には、２次元測位の方が測位精度が高い。
しかし、例えば、前記測位装置が一定の速度以上で移動している等の受信状態においては、真の高度も変動していると考えられるから、前記推定高度を使用しない３次元測位の方が真の移動状態に対する追従性が良好であり、測位精度が高い。
このため、前記推定高度の精度が高い場合であっても、受信状態によっては、前記２次元高度よりも前記３次元高度の方が精度が高い。
この点、前記測位装置は、前記高度選択手段を有するから、前記推定高度情報を更新するために、例えば、前記２次元測位時の受信状態によって、前記２次元高度又は前記３次元高度を選択することができる。
【０００７】
また、前記測位装置は、前記更新手段を有するから、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれかを使用して前記推定高度を更新することができる。すなわち、前記測位装置は、３次元測位が妥当でない場合であっても、相対的に信頼性が高い前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれかを使用して、前記推定高度を更新することができる。このため、前記測位装置は、早期に前記推定高度を更新することができる。
また、前記２次元高度及び前記３次元高度は、測位によって生成した新しい情報であるから、前記２次元高度又は前記３次元高度を使用して前記推定高度を更新することは、既に保持している前記推定高度を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、前記推定高度を、より真の高度に近づけることができる。しかも、前記測位装置は、前記２次元高度と前記３次元高度の双方を算出し、より妥当な高度を選択することができるから、前記推定高度を、一層真の高度に近づけることができる。
なお、真の高度に近い高度を、正確な高度と呼ぶ。そして、真の高度に近い高度を示す情報を、正確な高度情報と呼ぶ。
ここで、前記測位装置は、前記推定高度を例えば、一つだけ保持し、前記更新手段によって更新することができるから、高度データを保持する記憶負担は少ない。
これにより、前記測位装置によれば、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の構成において、３次元測位を行う３次元測位手段と、前記２次元測位又は前記３次元測位を行ったときの測位環境を判断する測位環境判断手段と、 前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位のいずれかを選択する測位方法選択手段と、を有し、前記更新手段は、さらに、前記３次元測位を行った場合には、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【０００９】
前記３次元高度は、前記予備３次元測位によって算出される高度であるから、オープンスカイ等の良好な受信環境であれば、精度が高い。逆に、マルチパス環境等の不良な受信環境であれば、精度が低い。
これに対して、前記２次元高度は、前記推定高度を使用して算出されているから、不良な受信環境の影響が緩和された状態で算出されている。このため、不良な受信環境下においては、前記３次元高度よりも前記２次元高度の方が、精度が高い。
この点、第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位を適切に選択することができるから、前記受信環境に応じて精度が高い測位位置を算出することができる。
そして、精度が高い測位位置に含まれる高度は精度が高いから、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度により近接させることができる。
【００１０】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の構成において、前記高度選択手段は、
前記測位装置の移動状態、及び、前記２次元測位において算出した測位情報の信頼性に基づいて、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１１】
前記測位装置が移動していたとしても、前記２次元測位によって算出した前記測位情報の信頼性が十分である場合には、前記２次元高度の方が前記３次元高度よりも精度が高い。
この点、第３の発明の構成によれば、前記高度選択手段は、前記移動状態のみならず、前記２次元高度と前記３次元高度の信頼性を詳細に比較した上で、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択することができる。
【００１２】
第４の発明は、第１の発明乃至第３の発明のいずれかの構成において、前記推定高度の更新回数によって、前記推定高度が予め規定した基本更新条件を満たすか否かを判断する推定高度評価手段と、前記推定高度評価手段によって、前記推定高度が前記使用許容条件を満たさないと判断した場合に、前記推定高度と、前記２次元高度又は前記３次元高度との高度差を算出する高度差算出手段を有し、前記更新手段は、前記高度差が予め規定した高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１３】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記推定高度が前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記推定高度を更新することができる。
ここで、前記高度差が一定範囲内であれば、前記推定高度は真の高度に近いと考えられる。すなわち、前記推定高度の信頼性は大きい。このため、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
この点、第４の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記高度差が前記高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となっているから、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明の構成において、前記更新手段は、前記高度差が前記高度差容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１５】
前記高度差が一定範囲内ではない場合には、前記推定高度は真の高度と大きく乖離していると考えられる。すなわち、前記推定高度の信頼性は小さい。このため、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新することによって、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
この点、第５の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記推定高度が前記基本更新条件を満たさない場合であっても、前記高度差が前記高度差許容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっているから、前記推定高度を真の高度に近づけることができる。
【００１６】
第６の発明は、第１の発明乃至第５の発明のいずれかの構成において、前記推定高度の重みを示すゲインと、前記ゲインを指定するためのゲインカウンタとで構成されるゲインテーブルを有することを特徴とする測位装置である。
【００１７】
第６の発明の構成によれば、前記更新手段は、前記ゲインカウンタを変更することによって、前記ゲインを変更することができる。
【００１８】
第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明のいずれかの構成において、前記更新手段は、前記高度差、及び、測位信頼度に基づいて、前記ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを変更する構成となっていることを特徴とする測位装置である。
【００１９】
第７の発明の構成によれば、一時的に更新方法だけを変更することができる。この結果、前記推定高度の安定性を確保しつつ、測位環境に対する追従性を向上させることができる。
【００２０】
前記目的は、第８の発明によれば、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００２１】
第８の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００２２】
前記目的は、第９の発明によれば、コンピュータに、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、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。
【００２３】
前記目的は、第１０の発明によれば、コンピュータに、推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、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】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明の実施の形態に係る測位システム１０を示す概略図である。
図１に示すように、測位システム１０は、端末２０を有する。端末２０は、ＳＰＳ衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄからの信号である信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。この信号Ｓ１等は、衛星信号の一例である。そして、端末２０は、測位装置の一例である。
端末２０は、その使用者甲に保持されて、地面Ｇ上を移動している。
【００２６】
端末２０は、例えば、４つのＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信して、３次元測位を行い、現在位置の座標を緯度、経度及び高度で示す情報を生成することができる。
また、端末２０は、例えば、３つのＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃから信号Ｓ１，Ｓ２及びＳ３を受信して、２次元測位を行うことができる。２次元測位において、端末２０は、地球の中心Ｅを一つの衛星とみなし、高度Ｈを中心Ｅと端末２０との擬似距離とする。端末２０は、２次元測位によって、現在位置の座標を緯度、経度及び高度で示す情報を生成することができる。上述のように、本明細書における、「２次元測位」は、３次元測位の一種であるが、１つのＧＰＳ衛星の替わりに地球の中心Ｅを使用し、擬似距離として高度Ｈを使用するのである。
２次元測位においては、端末２０は、高度Ｈを示す情報を予め取得しておく必要がある。そして、高度Ｈが正確であるほど、精度の高い２次元測位を行うことができる。
なお、高度Ｈは、地球の中心Ｅから端末２０までの距離である。以後、本明細書において、「高度」は、地球の中心Ｅから端末２０までの距離を意味するものとして使用する。
【００２７】
端末２０は例えば、携帯電話機であるが、その他に、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、カーナビゲーション装置等であってもよく、また、これらに限らない。
なお、本実施の形態とは異なり、ＧＰＳ衛星１２ａ等は４個に限らず例えば、３個でもよいし、５個以上でもよい。
また、本実施の形態とは異なり、ＳＰＳ衛星はＧＰＳ衛星に限らず、Ｇａｌｉｌｅｏにおいて使用される衛星や準天頂衛星等を含む。
【００２８】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図２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２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等が接続されている。記憶装置２６は例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
【００２９】
また、このバス２２には、各種情報等を入力するための入力装置２８、ＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信するためのＧＰＳ装置３０が接続されている。このＧＰＳ装置３０は、信号受信手段の一例である。
また、このバス２２には、外部と通信するための通信装置３２、各種情報を表示するための表示装置３４が接続されている。
【００３０】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図３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３に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２の端末ＧＰＳ装置３０に対応するＧＰＳ部１０２、通信装置３２に対応する通信部１０４、速度計測部１０６等を有する。
この速度計測部１０６は、ＧＰＳ部１０２によって受信した複数の信号Ｓ１等のドップラー偏移等に基づいて、端末２０の移動速度を示す速度情報１７６を生成する（例えば、特開平８−６８６５１の段落〔００１６〕乃至〔００１８〕参照）。
制御部１００は、速度計測部１０６が生成した速度情報１７６を第２記憶部１５０に格納する。
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。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０にハードウエアとしての速度計を備え、その速度計によって端末２０の移動速度を計測するようにしてもよい。
【００３１】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、衛星軌道情報１５２を格納している。衛星軌道情報１５２は、アルマナック１５４及びエフェメリス１５６を含む。
アルマナック１５４は、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の概略の軌道を示す情報である。アルマナック１５４は、例えば、７日間は有効である。このため、端末２０は、いずれかのＧＰＳ衛星１２ａ等の信号Ｓ１等から、７日間ごとにアルマナック１５４をデコードして更新している。
エフェメリス１５６は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）の精密な軌道を、その取得時刻とともに示す情報である。エフェメリス１５６の有効期間は、例えば、４時間（ｈ）である。このため、端末２０は、４時間ごとに、観測可能な各ＧＰＳ衛星１２ａ等のエフェメリス１５６をデコードして更新している。
【００３２】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、推定高度Ｈ１を示す推定高度情報１５８を一つ格納している。推定高度Ｈ１は推定高度の一例である。推定高度情報１５８は、推定高度情報の一例である。そして、第２記憶部１５０は、推定高度情報格納手段の一例である。
なお、推定高度Ｈ１を高度Ｈ１とも呼ぶ。
【００３３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、３次元測位プログラム１１２を格納している。３次元測位プログラム１１２は、制御部１００が、ＧＰＳ部１０２によって受信した信号Ｓ１等に基づいて、３次元測位を行うためのプログラムである。３次元測位プログラム１１２と制御部１００は、３次元測位手段の一例である。
具体的には、端末２０は、例えば、４個のＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、信号Ｓ１等が各ＧＰＳ衛星１２ａ等から発信された時刻と端末２０に到達した時刻との差である遅延時間に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との間の距離である擬似距離を求める。そして、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についてのエフェメリス１５６と、上述の擬似距離を使用して、現在位置の測位演算を行う。
３次元座標情報１６０は、端末２０の現在位置の緯度及び経度を示す３次元緯度経度情報１６２、及び、端末２０の現在位置の高度Ｈ２ａを示す３次元高度情報１６４を含む。
制御部１００は、生成した３次元座標情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
【００３４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、２次元測位プログラム１１４を格納している。２次元測位プログラム１１４は、制御部１００が、２次元測位を行うためのプログラムである。２次元測位プログラム１１４と制御部１００は、２次元高度算出手段の一例である。制御部１００は、後述の測位方法選択プログラム１２０によって、上述の２次元測位を選択した場合に、２次元測位を行う。
図３に示すように、２次元測位プログラム１１４は、予備３次元測位プログラム１１４ａを含む。 予備３次元測位プログラム１１４ａは、制御部１００が、２次元測位に先立って、３次元測位を行って、端末２０の現在位置の高度Ｈ２ｂを算出するためのプログラムである。予備３次元測位プログラム１１４ａに基づいて実施される３次元測位を予備３次元測位と呼ぶ。高度Ｈ２ｂは、３次元高度の一例である。予備３次元測位プログラム１１４ａと制御部１００は、３次元高度算出手段の一例である。高度Ｈ２ｂを３次元高度Ｈ２ｂとも呼ぶ。
制御部１００は、高度Ｈ２ｂを示す予備３次元高度情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００３５】
制御部１００は、２次元測位プログラム１１４ｂに基づいて、予備３次元測位の後に、高度Ｈ１を使用して２次元測位を行う。
制御部１００は、２次元測位によって、端末２０の現在位置を緯度、経度、及び高度Ｈ２ｃを算出する。高度Ｈ２ｃは、２次元高度の一例である。高度Ｈ２ｃを２次元高度Ｈ２ｃとも呼ぶ。
具体的には、端末２０は、例えば、３個のＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、信号Ｓ１等が各ＧＰＳ衛星１２ａ等から発信された時刻と端末２０に到達した時刻との差である遅延時間に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との間の距離である擬似距離を求める。そして、端末２０は、地球の中心Ｅ（図１参照）を１つのＧＰＳ衛星と見なして、推定高度Ｈ１を地球の中心Ｅとの擬似距離と見なす。
次に、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についてのエフェメリス１５６によって各ＧＰＳ衛星１２ａ等の現在時刻における衛星軌道上の位置を算出する。地球の中心Ｅの位置は既知である。そして、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置、地球の中心Ｅの位置、擬似距離及び推定高度Ｈ１に基づいて、現在位置の測位演算を行う。このように、端末２０は、２次元測位において、地球の中心Ｅと推定高度Ｈ１を使用する。このため、２次元測位における測位結果は、推定高度Ｈ１の影響を受ける。
制御部１００は、２次元測位によって２次元座標情報１６８を生成し、第２記憶部１５０に格納する。２次元座標情報１６８は、緯度及び経度を示す２次元緯度経度情報１７０と、高度Ｈ２ｃを示す２次元高度情報１７２を含む。２次元座標情報１６８は、測位情報の一例である。
なお、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ及びＨ２ｃを総称して高度Ｈ２又は測位高度Ｈ２と呼ぶ。
【００３６】
なお、予備３次元測位は、２次元測位の際に行われればよい。本実施の形態とは異なり、例えば、予備３次元測位は２次元測位の後に行われてもよいし、同時並行的に行われてもよい。また、２次元測位の開始から２次元高度Ｈ２ｃを算出するまでの間、予備３次元測位を継続するようにしてもよい。
すなわち、信号Ｓ１等の受信状態は刻々と変化しているから、制御部１００が、後述の測位方法選択プログラム１２０によって２次元測位を選択した場合であっても、３次元測位が可能な場合がある。制御部１００は、２次元測位を選択した場合であっても、可能であれば、予備３次元測位を実施し、３次元高度Ｈ２ｂを算出するのである。
【００３７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位条件情報生成プログラム１１６を格納している。測位条件情報生成プログラム１１６は、制御部１００が、３次元座標情報１６０及び２次元座標情報１６８を生成したときの測位条件を示す測位条件情報１７４を生成するためのプログラムである。
測位条件情報１７４は、例えば、ＰＯＤＰ、測位衛星数、測位誤差を示す情報である。
なお、本実施の形態とは異なり、測位条件情報は、ＰＯＤＰ、測位衛星数、測位誤差のうち、１つ又は２つを示す情報であってもよい。
【００３８】
なお、上述の３次元測位、予備３次元測位及び２次元測位において、各信号Ｓ１等は、その電界強度（信号強度）に対応する受信方法（動作モード）によって受信される。
【００３９】
図４は、端末２０の動作モードの一例を示す図である。
図４に示すように、端末２０は、サーチモードＭ１、第１トラッキングモードＭ２及び第２トラッキングモードＭ３を実施することができる。
サーチモードＭ１は、信号Ｓ１等を捕捉するためのモードである。このため、サーチモードＭ１は、例えば、３キロヘルツ（ｋＨｚ）という広い周波数範囲をサーチする。
【００４０】
第１トラッキングモードＭ２（以下、「モードＭ２」と呼ぶ）は、信号Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ２は、信号強度（電界強度）が強い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が強い場合とは、例えば、マイナス（−）１３９ｄＢｍ以上である。
モードＭ２における積算時間（インコヒーレント時間）ｔ１は、例えば、１秒である。
【００４１】
第２トラッキングモードＭ３（以下、「モードＭ３」と呼ぶ）は、信号Ｓ１等が捕捉された後に、追尾（トラッキング）する測位モードである。モードＭ３は、信号強度が弱い場合の動作モード（測位モード）である。信号強度が弱い場合とは、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍ以上マイナス（−）１３９ｄＢｍ未満である。
モードＭ３における積算時間（インコヒーレント時間）ｔ２は、例えば、２秒である。
【００４２】
モードＭ３における積算時間ｔ２は、モードＭ２における積算時間ｔ１よりも長く規定されている。
上述のように、端末２０は、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有する。
【００４３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、環境判定プログラム１１８を格納している。環境判定プログラム１１８は、制御部１００が、上述の第１測位プログラム１１２に基づく３次元測位を行ったときの測位環境、及び、上述の２次元測位プログラム１１４に基づく２次元測位を行ったときの測位環境を判定するためのプログラムである。環境判定プログラム１１８と制御部１００は、測位環境判定手段の一例である。
【００４４】
図５及び図６は、環境判定プログラム１１８の説明図である。
図５に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１８に基づいて、信号Ｓ１等の電界強度（信号強度）を、強電界と弱電界に区分する。強電界はモードＭ２が動作する電界強度である。弱電界はモードＭ３が動作する電界強度である。
さらに、制御部１００は、強電界を第１強電界、第２強電界及び第３強電界に区分する。
第１強電界はａ１以上ａ２未満の電界強度である。第２強電界はａ２以上ａ３未満の電界強度である。第３強電界はａ３以上の電界強度である。ａ１、ａ２及びａ３は、電界強度の閾値であって、ａ１よりもａ２が大きく、ａ２よりもａ３が大きい。ａ１は、例えば、マイナス（−）１４０である。ａ２は、例えば、マイナス（−）１３０である。ａ３は、例えば、マイナス（−）１２４である。
【００４５】
また、制御部１００は、弱電界を第１弱電界及び第２弱電界に区分する。
第１弱電界はｂ１以上ｂ２未満の電界強度である。第２弱電界はｂ２以上ｂ３未満の電界強度である。ｂ１、ｂ２及びｂ３は、電界強度の閾値であって、ｂ１よりもｂ２が大きく、ｂ２よりもｂ３が大きい。ｂ１は、例えば、マイナス（−）１６０ｄＢｍである。ｂ２は、例えば、マイナス（−）１５０ｄＢｍである。ｂ３は、例えば、マイナス（−）１４０ｄＢｍである。
【００４６】
図６に示すように、制御部１００は、環境判定プログラム１１４に基づいて、
動作モード及び電界強度に応じて、測位環境を第１環境乃至第９環境に区別する。そして、各測位環境に応じて、測位仕様が規定されている。
【００４７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位方法選択プログラム１２０を格納している。測位方法選択プログラム１２０は、制御部１００が、測位環境に基づいて、３次元測位又は２次元測位のいずれかを選択するためのプログラムである。測位方法選択プログラム１２０と制御部１００は、測位方法選択手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、第３環境、第４環境、第５環境、第６環境又は第７環境であって、かつ、後述のゲインが５以上である場合には、２次元測位を選択する。
第３環境、第４環境、第５環境、第６環境及び第７環境は、マルチパスが発生し易い環境である。マルチパスが発生している環境においては、測位によって算出した高度の信頼性は低い。また、ゲインが５以上であれば、推定高度Ｈ１が一定回数以上更新されているので、真の高度に近い状態で安定していると考えられるからである。
これに対して、制御部１００は、第１環境、第２環境、第８環境又は第９環境であるか、又は、後述のゲインが５未満である場合には、３次元測位を選択する。
第１環境及び第２環境においては、受信環境が良好であるから、測位によって算出した高度の信頼性が高いから３次元測位の方が２次元測位よりも好適である。
また、第８環境及び第９環境においては、受信環境が劣悪であるから、測位によって算出した高度の信頼性（精度）は極めて低い。このため、推定高度Ｈ１を測位によって算出した高度で更新し続けると、推定高度Ｈ１は極めて精度が劣化する。この場合、精度の悪い測位高度で複数回更新されて精度が極めて劣化した推定高度Ｈ１よりは、測位によって算出した高度の方が精度劣化が累積していない分、精度が高い。このため、制御部１００は、第８環境及び第９環境においては、３次元測位を選択するのである。すなわち、第８環境及び第９環境においては、２次元測位も３次元測位も精度が悪いのであるが、それでも、３次元測位の方が２次元測位よりも精度が高い可能性が大きいのである。
また、ゲインが５未満であれば、推定高度Ｈ１の更新回数が不十分なので、真の高度にから遠いと考えられるから、制御部１００は、３次元測位を選択するのである。
なお、２次元測位を選択するための条件を「２次元測位実行条件」と呼ぶ
【００４８】
上述のように、制御部１００は、測位環境に基づいて、３次元測位又は２次元測位のいずれかを選択する。そして、選択した３次元測位又は２次元測位によって、３次元座標情報１６０又は２次元座標情報１６８を生成し、表示装置３４に表示する。
以下に説明するように、表示装置３４に表示するための座標情報の生成と並行して、推定高度Ｈ１を更新するための測位高度Ｈ２の選択、及び、推定高度Ｈ１の更新が実施される。
【００４９】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、高度選択プログラム１２４を格納している。高度選択プログラム１２４は、制御部１００が、推定高度Ｈ１を更新するための測位高度Ｈ２を選択するためのプログラムである。高度選択プログラム１２４と制御部１００は、高度選択手段の一例である。
制御部１００は、３次元測位を行った場合には、高度Ｈ２ａを選択する
そして、制御部１００は、２次元測位を行った場合に、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
【００５０】
以下、端末２０が、２次元測位を行った場合に、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択するための構成について説明する。
制御部１００は、端末２０の移動状態と、２次元座標情報１６８の信頼性に基づいて、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
具体的には、制御部１００は、端末２０が移動していない場合（静止状態の場合）には、高度Ｈ２ｃを選択する。制御部１００は、速度情報１７６に示される速度Ｖが０であれば、端末２０が移動していないと判断する。
静止状態においては、真の高度は変動しないはずであるから、高度Ｈ２ｃを使用する方が、受信環境が不良な場合であってもその影響を低減することができる。
これに対して、端末２０が移動している場合には、真の高度は変動する可能性がある。このため、制御部１００は、さらに、２次元座標情報１６８の信頼性に基づいて、高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを選択する。
例えば、制御部１００は、測位に４個以上の衛星を使用しており、かつ、収束度が予め規定した閾値ｄ１未満であれば、２次元座標情報１６８の信頼性は十分であると判断し、高度Ｈ２ｃを選択する。これに対して、制御部１００は、測位に４個以上の衛星を使用していないか、又は、収束度が予め規定した閾値ｄ１以上であれば、２次元座標情報１６８の信頼性は不十分であると判断し、高度Ｈ２ｂを選択する。
収束度は、位置計算の収束の度合いであり、１回の測位の中で実施される複数回の位置計算ごとに１回算出される。収束度が高いほど、収束度を示す数値は小さくなるようになっている。ここで判断基準として使用する収束度は、複数回の位置計算から選ばれた1つの位置計算の収束度である。
なお、測位に使用する衛星数が多いほど、２次元座標情報１６８の信頼性は高い。これは、測位に使用する衛星数が多いほど、多くの衛星組による測位演算が可能であるからである。また、収束度が高いほど、２次元座標情報１６８の信頼性は高い。
【００５１】
続いて、端末２０が、推定高度Ｈ１を更新するための構成について説明する。
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、推定高度更新プログラム１２６を格納している。推定高度更新プログラム１２６は、制御部１００が、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃに基づいて高度Ｈ１を更新するためのプログラムである。推定高度更新プログラム１２６と制御部１００は、更新手段の一例である。
推定高度更新プログラム１２６は、基本更新プログラム１２６ａと、適応制御プログラム１２６ｂと、初期更新プログラム１２６ｃとを含む。
【００５２】
制御部１００は、推定高度更新プログラム１２６に基づいて、基本更新条件を満たすか否かを判断する。基本更新条件は、端末２０が、ゲインカウンタを移動速度に応じて１づつ変更し、さらに、一定条件下において適応制御を行うことによって推定高度Ｈ１を更新するための条件である。なお、この更新を、基本更新と呼ぶ。基本更新は、推定高度Ｈ１が一定の信頼性を有する場合に実施することができる。このため、基本更新条件は、言い換えると、推定高度Ｈ１が一定の信頼性を有するための条件である。基本更新条件は、予め規定されており、例えば、推定高度を５回以上更新しており、さらに、ゲインが５以上であることである。このような条件を満たせば、推定高度Ｈ１は真の高度に近いと考えることができる。
なお、基本更新条件は上述の条件に限らず、例えば、推定高度を３回以上更新しており、かつゲインが５以上であることにしてもよい。
推定高度更新プログラム１２６と制御部１００は、推定高度評価手段の一例でもある。
【００５３】
以下に説明するように、推定高度Ｈ１が基本更新条件を満たす場合には、制御部１００は、基本更新プログラム１２６ａ及び適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、初期更新プログラム１２６ｃは、上述の基本更新を行う条件が満たされない場合の更新プログラムである。
【００５４】
まず、基本更新プログラム１２６ａについて説明する。
基本更新プログラム１２６ａは、制御部１００が、以下に説明する基本更新を行うためのプログラムである。
制御部１００は、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃに基づいて高度Ｈ１を更新するときの、高度Ｈ２ａ等に対する推定高度Ｈ１の重みα（以後、ゲインαと呼ぶ）を決定する。
【００５５】
図７は、基本更新プログラム１２６ａの一例を示す図である。
以下に示す基本更新は、推定高度Ｈ１が基本更新条件を満たす場合に実施される。
図７（ａ）に示すように、端末２０は、基本更新プログラム１２６ａとして、ゲインカウンタとゲインとで構成されるゲインテーブルを記憶している。ゲインは、推定高度Ｈ１の重みを示す情報である。ゲインカウンタは、ゲインを指定するための情報である。ゲイン決定プログラム１２６は、初期設定として、例えば、ゲインカウンタを５に設定し、ゲインαが３．５になるようにしている。
そして、制御部１００は、基本更新条件を満たす場合には、上述の速度情報１７６に示される速度Ｖが、毎時６０キロメートル（ｋｍ／ｈ）以内であれば、ゲインカウンタを１つ大きくして、ゲインαを大きくするようにしている（以後、原則動作と呼ぶ）。例えば、第１回目の更新のときには、制御部１００は、ゲインカウンタを６に設定し、ゲインαが４になるようにする。そして、第２回目の更新のときには、制御部１００は、ゲインカウンタを７に設定し、ゲインαが４．５になるようにする。このように、制御部１００は、推定高度Ｈ１の更新回数が増えるにつれてゲインαを大きくするようになっている。なお、ゲインαを大きくすることを、ゲインαを強めるともいう。また、ゲインαを小さくすることを、ゲインαを弱めるともいう。制御部１００は、推定高度Ｈ１の更新の度にゲインカウンタを１つづつ大きくすることによって、ゲインを徐々に大きくする。これにより、推定高度Ｈ１を真の高度の近傍に、徐々に固定させることができる。
これに対して、制御部１００は、上述の速度情報１７６に示される速度Ｖが、毎時６０キロメートル（ｋｍ／ｈ）以内でなければ、推定高度Ｈ１を更新するときには、ゲインカウンタを１つ小さくして、推定高度Ｈ１の更新を行う。これにより、高度Ｈ１の更新の際の測位高度Ｈ２の影響を最小限にしつつ、新たな測位高度Ｈ２等の要素を取り入れて推定高度Ｈ１を更新することができる。
図７（ｂ）に示すように、ゲインαが大きくなるほど、更新後の推定高度Ｈ１は、保持している推定高度Ｈ１に近くなる。そして、ゲインαが小さくなるほど、更新後の推定高度Ｈ１は、高度Ｈ２に近くなる。このため、端末２０は、推定高度Ｈ１の重みを大きくする方が妥当な場合にはゲインカウンタを大きくし、測位高度Ｈ２の重みを大きくする方が妥当な場合にはゲインカウンタを小さくするようになっている。
【００５６】
なお、本実施の形態とは異なり、ゲインの決定方法としては、図７（ｃ）に示すように、２つの値のゲインカウンタに対して、１つのゲインを割り当てるようにしてもよい。
【００５７】
続いて、制御部１００は、設定したゲインαを使用して、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃによって、推定高度Ｈ１を更新する。
具体的には、制御部１００は、設定したゲインαを使用して、推定高度Ｈ１を更新し、更新後高度Ｈ１ａを算出する。この更新後高度Ｈ１ａは新たな推定高度Ｈ１となる。
制御部１００は、更新後高度Ｈ１ａを示す更新後高度情報１７８を第２記憶部１５０に格納する。なお、本明細書において、更新後高度Ｈ１ａの算出と推定高度Ｈ１の更新は同義で使用する。
【００５８】
更新後高度情報１７８に示される更新後高度Ｈ１ａは、例えば、Ｈ１ａ＝Ｈ１＋（Ｈ２−Ｈ１）÷αという式によって算出される。
また、制御部１００は、更新後高度情報１７８を生成すると、更新回数情報１８０に示される更新回数ｎを１つ増やす。
【００５９】
次に、適応制御プログラム１２６ｂについて説明する。
適応制御プログラム１２６ｂは、制御部１００が、高度差ｄＨ及び測位信頼度に基づいて、ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを基本更新から変更するためのプログラムである。適応制御プログラム１２６ｂに基く制御は、上述の基本更新に際して実施される。
測位信頼度は高度Ｈ２ｂ又は高度Ｈ２ｃを算出するための測位を行ったときの測位の信頼度を示す値であり、測位誤差、衛星配置（ＰＤＯＰ）、測位に使用した衛星数等によって規定される。測位信頼度は、例えば、０，１，２，３，４，５，６，７の７段階の指数で表され、数値が小さいほど、信頼度は高い。閾値ｄ２は、第２段階、すなわち、「２」である。測位誤差が小さいほど指数は小さい。ＰＤＯＰが小さいほど指数は小さい。そして、測位に使用した衛星数が多いほど指数は小さい。
まず、制御部１００は、適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、ゲイン暫定変更条件を満たすか否かを判断する。ゲイン暫定変更条件は、推定高度Ｈ１の今回の更新時だけに適用されるようにゲインを変更するための条件である。ゲイン暫定変更条件は、今回算出した高度Ｈ２の信頼性が高いことであり、例えば、測位に使用した衛星が５個以上であり、ＰＤＯＰが３以下であることである。
制御部１００は、測位条件がゲイン暫定変更条件を満たすと判断した場合には、ゲインカウンタを維持して、ゲインを１つ下げる。これにより、今回の高度Ｈ２の信頼性が高い場合には、高度Ｈ２の信頼性に応じてゲインを一時的に変更することができる。これにより、刻々と変化する高度Ｈ２の信頼性を反映しつつ、推定高度Ｈ１を更新することができる。
これに対して、制御部１００は、ゲイン暫定変更条件を満たさないと判断した場合には、ゲインを維持する。
【００６０】
次に、制御部１００は、適応制御プログラム１２６ｂに基づいて、推定高度Ｈ１と上述の高度選択プログラム１２４によって選択した高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃとの高度差ｄＨを算出する。測位信頼度が大きい場合には測位高度Ｈ２の影響を大きくして推定高度Ｈ１を更新すべきである。しかし、測位時に算出される測位信頼度が大きい場合であっても、高度差ｄＨが大きい場合には、測位信頼度自体が信頼できないため、測位高度Ｈ２が推定高度Ｈ１の更新に与える影響を低減すべきである。
このため、制御部１００は、高度差ｄＨが１０００メートル（ｍ）以上であって、指数が所定の閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの６４分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。これにより、測位高度Ｈ２の影響をある程度加味しつつも、高度差ｄＨが大きい場合には、測位高度Ｈ２の影響を低減して、推定高度Ｈ１を更新することができる。これにより、推定高度Ｈ１が、真の値と乖離して、急激に変動することを防止することができる。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが１０００メートル（ｍ）以上であっても、指数が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの４分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。これにより、測位高度Ｈ２の測位信頼度が高い場合に、より測位高度Ｈ２の影響を大きくすることができる。
基本更新条件を満たしており、推定高度Ｈ１の信頼性が高い場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上であって、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２の高度差が１０００メートルという大きなものであれば、測位によって算出した高度Ｈ２の影響を考慮しつつも、高度Ｈ２の影響を低減しつつ、推定高度Ｈ１を更新するほうが推定高度Ｈ１を真の高度に近接させることができると考えられる。
そして、高度Ｈ２をどの程度信頼するかを決定して推定高度Ｈ１を更新する場合に、どのくらい信頼するかについて、測位信頼度を示す指数が閾値ｄ２よりも大きいか否かによって決定する。指数が閾値ｄ２よりも小さければ高度Ｈ２を信頼する程度を大きくし、指数が閾値ｄ２よりも大きければ高度Ｈ２を信頼する程度を小さくする。
上述のように、端末２０は、指数が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の６４分の１を推定高度Ｈ１に加算する。
これに対して、端末２０は、指数が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の４分の１を推定高度Ｈ１に加算する。
【００６１】
そして、制御部１００は、高度差ｄＨが５００メートル（ｍ）以上であって、測位信頼度が閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの３２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが５００メートル（ｍ）以上であっても、測位信頼度が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
高度差が５００メートル（ｍ）以上である場合は、上述のように高度差が１０００メートル（ｍ）以上である場合に比べて、高度Ｈ２の信頼性は高い。この場合、測位信頼度を示す指数は小さい。このため、上述のように高度差が１０００メートル（ｍ）以上である場合よりも、高度Ｈ２の影響を大きくするために、６４分の１ではなくて、３２分の１を反映させるのである。
【００６２】
そして、制御部１００は、高度差ｄＨが１００メートル（ｍ）以上であって、測位信頼度が閾値ｄ２以上であれば、高度差ｄＨの１６分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが１００メートル（ｍ）以上であっても、測位信頼度が閾値ｄ２未満であれば、高度差ｄＨの２分の１をあらかじめ推定高度Ｈ１に加算して、その推定高度Ｈ１を更新する。
【００６３】
次に、初期更新プログラム１２６ｃについて説明する。
制御部１００は、初期更新プログラム１２６ｃに基づいて、推定高度Ｈ１と上述の高度選択プログラム１２４によって選択した高度Ｈ２ｂ又はＨ２ｃとの高度差ｄＨを算出する。初期更新プログラム１２６ｃと制御部１００は、高度差算出手段の一例である。
【００６４】
制御部１００は、高度差ｄＨが閾値ｈメートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２とを平均することによって、高度Ｈ１を更新する。閾値ｈは、例えば、５０メートル（ｍ）である。高度差が５０メートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１の信頼性はある程度の高さを有すると考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を加味して、推定高度Ｈ１を更新するのである。
そして、制御部１００は、測位信頼度に応じて、ゲインカウンタを大きくする。測位信頼度は、測位に使用している衛星数や、測位誤差によって決定する。例えば、測位に使用した衛星数が５個以上で、測位誤差が３０メートル（ｍ）以内であれば、ゲインカウンタを２つ大きくする。すなわち、基本更新とは異なり、ゲインを１づつ大きくするのではなくて、基本更新よりもゲインの上げ幅を大きくする。このため、早期にゲインを一定値である例えば、５以上にすることができる。これにより、早期に上述の基本更新条件を満たすようにすることができる。
【００６５】
これに対して、制御部１００は、高度差ｄＨが閾値ｈ（ｍ）以上であると判断した場合には、高度Ｈ２を推定高度Ｈ１とすることによって、高度Ｈ１を更新する。基本更新条件を満たさず、かつ、高度差ｄＨが閾値ｈ以上であれば、推定高度Ｈ１は信頼できないと考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を全く加味せずに、推定高度Ｈ１を更新するのである。
そして、制御部１００は、ゲインカウンタを初期化する。すなわち、ゲインカウンタをゲインカウンタを初期設定である「５」に戻す。
以上が、推定高度Ｈ１の更新方法である。
【００６６】
図８は、高度情報１５８が更新される様子の一例を示す図である。
図８に示すように、高度情報１５８に示される高度Ｈ１は、高度Ｈ２によって更新される回数が増えるにつれて、真の高度Ｈに近づき、かつ、真の高度Ｈに近い状態で安定する。
【００６７】
測位システム１０は、上述のように構成されている。
上述のように、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃを算出することができる。このため、２次元測位実行条件を満たす場合（３次元測位が妥当でない場合）であっても、高度を算出することができる。
また、端末２０は、２次元測位に際して、予備３次元測位を行って、３次元高度Ｈ２ｂを算出することができる。３次元測位が妥当でない場合であっても３次元測位が可能である場合があり、測位位置の算出及び表示装置３４への出力については２次元測位が妥当であるとしても、推定高度Ｈ１の更新のためには３次元高度Ｈ２ｂの方が妥当である場合がある。
２次元測位に際して、予備３次元測位を行うことが、本実施の形態の特徴の1つである。２次元測位実行条件を満たす限り、３次元測位よりも２次元測位の方が、測位に使用することができる衛星組が増えるから、測位精度が向上する。これは、３次元測位の場合には１回の測位計算に４個の衛星が必要なのに対して、２次元測位の場合には、１回の測位計算に必要な衛星数は３個で足りるからである。また、３次元測位の場合、測位計算に必要な衛星数を確保するために、信号強度が弱い等、劣悪な受信状態の衛星信号を使用する必要がある場合があるのに対して、２次元測位の場合には測位計算に必要な衛星数が１個少ないため、そのような劣悪な受信状態の衛星信号を排除することができる可能性が高く、測位精度が向上するからである。
そして、そして、推定高度Ｈ１の更新のために予備３次元測位で算出した３次元高度Ｈ２ｂを使用する場合があるのは、２次元測位の場合には、２次元相違に使用した推定高度Ｈ１がほとんど変化せずに測位結果の高度として算出されるため、高度の追従性が悪くなる場合がある。このため、予備３次元測位で算出した３次元高度Ｈ２ｂを使用することによって、真の高度変化への追従性を向上しているのである。
このため、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃと３次元高度Ｈ２ｂの双方を算出するのである。これは、推定高度Ｈ１を更新するための高度の選択肢を増やすことを意味する。
そして、端末２０は、推定高度Ｈ１を更新するために高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれを使用するかを選択することができる。
２次元測位においては、地球中心を一つの衛星とみなして測位に使用する。すなわち、２次元測位においては、推定高度Ｈ１を地球中心と端末２０との擬似距離であると仮定して測位する。このため、推定高度Ｈ１の精度が高い場合には、２次元測位の方が測位精度が高い。
しかし、端末２０が一定の速度以上で移動している等の受信状態においては、真の高度も変動していると考えられるから、推定高度Ｈ１を使用しない３次元測位の方が真の移動状態に対する追従性が良好であり、測位精度が高い。
このため、推定高度Ｈ１の精度が高い場合であっても、受信状態によっては、２次元測位によって算出した高度Ｈ２ｃよりも予備３次元測位によって算出した高度Ｈ２ｃの方が精度が高い。
この点、端末２０は、例えば、２次元測位時の受信環境によって、Ｈ２ｂ又は高度Ｈ２ｃを選択することができる。
また、端末２０は、３次元測位を行った場合には、高度Ｈ２ａを選択することができる。
【００６８】
そして、端末２０は、高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを使用して高度Ｈ１を更新することができる。すなわち、端末２０は、３次元測位が妥当でない場合であっても、相対的に信頼性が高い高度Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ又はＨ２ｃのいずれかを使用して、高度Ｈ１を更新することができる。このため、端末２０は、早期に高度Ｈ１を更新することができる。
また、高度Ｈ２は、測位によって生成した新しい情報であるから、高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新することは、既に保持している高度Ｈ１を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、高度Ｈ１を、より真の高度に近づけることができる。
しかも、端末２０は、２次元高度Ｈ２ｃと３次元高度Ｈ２ｂの双方を算出し、より妥当な高度を選択することができるから、推定高度Ｈ１を、一層真の高度に近づけることができる。
ここで、端末２０は、推定高度Ｈ１を、一つだけ保持し、それを更新することができるから、高度データを保持する記憶負担は少ない。
これにより、端末２０によれば、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００６９】
また、上述のように、端末２０は、基本更新において、推定高度Ｈ１の更新回数が増えるに連れて、ゲインαを大きくして、推定高度Ｈ１を更新する構成となっている。
高度Ｈ１を複数回更新した結果、精度の高い高度情報になった後においては、新たな高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新する必要はあるにしても、新たな高度Ｈ２の重みを軽くして、保持している高度Ｈ１の重みを重くすることによって、高度Ｈ１を正確な情報にすることができる。
この点、端末２０は、高度Ｈ１の更新回数が増えるに連れて、既に保持している高度Ｈ１の重みを重くして、高度Ｈ１を更新する構成になっているから高度Ｈ１を、一層正確な情報にすることができる。
【００７０】
さらに、端末２０は、その移動速度Ｖが予め規定した速度許容範囲内であれば、ゲインαを大きくして、高度Ｈ１を更新する構成となっており、移動速度Ｖが速度許容範囲内ではない場合には、ゲインαを軽くして、高度Ｈ１を更新する構成となっている。
一般に、物が地表を移動するときには、高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合の方が、上下方向の移動量は少ない。言い換えると、物が地表を移動するときには、低速で移動する場合に比べて、より高速で移動する場合の方が、上下方向の移動量は多い。
このため、端末２０が高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合においては、新たな高度Ｈ２の重みを軽くして、保持している高度Ｈ１の重みを重くして高度Ｈ１を更新することによって、高度Ｈ１を正確な情報にすることができる。
この点、端末２０は、高速で移動する場合に比べて、より低速で移動する場合において、ゲインαを大きくして高度Ｈ１を更新する。これとは逆に、端末２０は、低速で移動する場合に比べて、より高速で移動する場合において、ゲインαを小さくして高度Ｈ１を更新する。このため、端末２０は、速度に応じたゲインαによって高度Ｈ１を更新し、正確な情報にすることができる。
【００７１】
そして、端末２０は、測位条件及び移動速度に基づいて設定されたゲインαを使用して高度Ｈ１を更新することができる。高度Ｈ２は測位によって生成した新しい情報であるから、高度Ｈ２を使用して保持している高度Ｈ１を更新することは、既に保持している高度Ｈ１を新たな情報によって補正することを意味する。これにより、高度Ｈ１に示される高度を、より真の高度に近づけることができる。
【００７２】
さらに、端末２０は、高度Ｈ１の更新の回数によって、基本更新条件を満たすか否かを判断することができる。
そして、端末２０は、高度Ｈ１の更新の回数が、例えば、５回以上であって、ゲインが５以上である場合に、ＧＰＳ衛星１２ａからの信号Ｓ１等及び高度Ｈ１に基づく２次元測位を行って、２次元座標情報１６８を生成することができる。新たな高度Ｈ２を使用して高度Ｈ１を更新することによって、高度Ｈ１をより正確な高度を示す情報にすることができる。高度Ｈ１を複数回更新することで、個々の高度Ｈ２の誤差が相殺される。このため、例えば、５回以上更新した後の高度Ｈ１は真の高度に近くなるのである。そして、その高度Ｈ１を使用する２次元測位の測位精度は高いものになる。そして、ゲインが５以上になったということは、推定高度Ｈ１の信頼性が高くなったことを意味する。
また、正確な高度Ｈ１を使用して行う２次元測位は、３次元測位よりも測位精度が高い。これは、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等のうち、測位に使用するＧＰＳ衛星の組が２次元測位の方が多いため、多数の測位結果から現在位置をより正確に示すものを選択することができるからである。例えば、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等の数が５個の場合、３次元測位の場合には一度の測位演算に使用するＧＰＳ衛星は４個以上であるから、測位に使用するＧＰＳ衛星の組は、ＧＰＳ衛星が４個の組が５組、ＧＰＳ衛星が５個の組が１組の合計６組である。これに対して、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等の数が５個の場合、２次元測位の場合には一度の測位演算に使用するＧＰＳ衛星は３個以上であるから、測位に使用するＧＰＳ衛星の組は、ＧＰＳ衛星が３個の組が１０組、ＧＰＳ衛星が４個の組が５組、ＧＰＳ衛星が５個の組が１組の合計１６組である。
【００７３】
そして、高度Ｈ１の更新の回数が、２次元測位使用許容回数であれば、更新された高度Ｈ１を使用して行う２次元測位によって生成された２次元座標情報１６８は、真の位置に近い正確な位置情報となる。
【００７４】
以上が本実施の形態に係る測位システム１０の構成であるが、以下、その動作例を主に
図９乃至図１２を使用して説明する。
図９乃至図１２は本実施の形態に係る測位システム１０の動作例を示す概略フローチャートである。
なお、端末２０が、高度Ｈ２によって、高度Ｈ１を更新する動作を、フィルタとも呼ぶ。そして、ゲインαを、フィルタのゲインαとも言う。
図９乃至図１２においては、端末２０は既にＧＰＳ衛星１２ａ等から信号Ｓ１等を受信し、測位を継続している。図９乃至図１２においては、測位継続中において、高度Ｈ１を更新する方法が示されている。
【００７５】
まず、端末２０は、２次元測位実行条件を満たすか否かを判断する（図９のステップＳＴ１）。
【００７６】
端末２０は、２次元測位実行条件を満たさないと判断すると、３次元測位を行い（ステップＳＴ２Ａ）、３次元高度Ｈ２ａを保持する（ステップＳＴ３Ａ）。そして、３次元高度Ｈ２ａを推定高度Ｈ１の更新に使用する（ステップＳＴ８Ａ）。
【００７７】
端末２０は、ステップＳＴ１において、２次元測位実行条件を満たすと判断すると、予備３次元測位を実行し、予備３次元測位が成功したか否かを判断する（ステップＳＴ２）。端末２０は、測位演算が収束し、測位位置を算出することができた場合に、予備３次元測位が成功したと判断する。ステップＳＴ２は、３次元高度算出ステップの一例である。
【００７８】
端末２０は、予備３次元測位が成功したと判断すると、３次元高度Ｈ２ｂを保持する（ステップＳＴ３）。
続いて、端末２０は、２次元測位を実行し、２次元測位が成功したか否かを判断する（ステップＳＴ４）。端末２０は、測位演算が収束し、測位位置を算出することができた場合に、２次元測位が成功したと判断する。ステップＳＴ４は、２次元高度算出ステップの一例である。
なお上述のステップＳＴ２において、端末２０は、予備３次元測位が成功しないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを算出することができないので、そのままステップＳＴ４へ進む。
【００７９】
端末２０は、２次元測位が成功したと判断すると、２次元高度Ｈ２ｃを保持する（ステップＳＴ５）。
これに対し、端末２０は、２次元測位が成功しなかったと判断した場合には、推定高度Ｈ１を更新しない（ステップＳＴ８Ｂ）。２次元測位が成功しなかった場合には、測位自体が失敗であるので、推定高度Ｈ１の更新をすることができないのである。
【００８０】
ステップＳＴ５に続いて、端末２０は、３次元高度Ｈ２ｂを保持しているか否かを判断する（ステップＳＴ６）。そして、端末２０は、３次元高度Ｈ２ｂを保持していないと判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを推定高度Ｈ１の更新に使用する（ステップＳＴ８）。
【００８１】
端末２０は、ステップＳＴ６において、３次元高度Ｈ２ｂを保持していると判断した場合には、２次元測位を行ったときの測位状態を判断する（ステップＳＴ７）。端末２０は、このステップＳＴ７において、推定高度Ｈ１を更新するために、２次元高度Ｈ２ｃ又は３次元高度Ｈ２ｂのいずれか一方を選択する。このステップＳＴ７は、高度選択ステップの一例である。
【００８２】
ステップＳＴ７の詳細を図１０を使用して説明する。
まず、端末２０は、端末２０が移動しているか否かを判断する（図１０のステップＳＴ１０１）。
端末２０は、端末２０が移動していないと判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを選択する（ステップＳＴ１０４）。
【００８３】
これに対し、端末２０は、端末２０が移動していると判断した場合には、４個以上の衛星を使用しているか否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。
端末２０は、４個以上の衛星を使用していないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを選択する（ステップＳＴ１０４Ａ）。
【００８４】
これに対し、端末２０は、４個以上の衛星を使用していると判断した場合には、位置計算の収束度が閾値ｄ１未満か否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。
端末２０は、収束度が閾値ｄ１未満ではないと判断した場合には、３次元高度Ｈ２ｂを選択する（ステップＳＴ１０４Ａ）。
これに対して、端末２０は、収束度が閾値ｄ１未満であると判断した場合には、２次元高度Ｈ２ｃを選択する（ステップＳＴ１０４）。
【００８５】
上述のステップＳＴ１乃至８（８Ａ，８Ｂ）によって、推定高度Ｈ１の更新に使用する高度Ｈ２を選択することができる。または、推定高度Ｈ１を更新しないことを決定することができる。
【００８６】
次に、図１１及び図１２を使用して、推定高度Ｈ１の更新方法について説明する。
まず、端末２０は、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上あるか否かを判断する（図１１のステップＳＴ２１）。このステップＳＴ２１は、上述のステップＳＴ８又はステップＳＴ８Ａ（図９参照）に続くステップである。サーチ中の衛星とは、端末２０がまだ信号Ｓ１等を捕捉することができず、端末２０がトラッキングすることができない衛星を意味する。「弱電界」とは、第８環境及び第９環境を意味する。サーチ中の衛星についてのメジャメント（コードフェーズ、信号強度）が算出されたとしても、その信頼度は低い。
【００８７】
ステップＳＴ２１において、端末２０が、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上であるという条件を満たすと判断した場合には、推定高度Ｈ１を更新しない（ステップＳＴ３１）。このような条件下においては、算出した高度Ｈ２の信頼度は低いから、保持している推定高度Ｈ１をそのまま維持する方が、推定高度Ｈ１の信頼性を維持することができる。弱電界においては、高度Ｈ２の測位信頼度はかなり低いため、高度Ｈ２を使用して推定高度Ｈ１を更新すると、推定高度Ｈ１の精度が劣化するからである。
これに対して、端末２０は、弱電界であって、かつ、サーチ中の衛星が１個以上であるという条件を満たさないと判断した場合には、基本更新条件を満たすか否かを判断する（ステップＳＴ２２）。
【００８８】
端末２０は、基本更新条件を満たさないと判断した場合には、基本更新をすることなく、以下に説明する暫定的な更新を行う。
端末２０は、まず、推定高度Ｈ１と今回の高度Ｈ２の高度差が閾値ｈ（５０メートル（ｍ））未満か否かを判断する（ステップＳＴ３２）。
【００８９】
端末２０は、高度差が閾値ｈ未満であると判断した場合には、推定高度Ｈ１と高度Ｈ２とを平均することによって、高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ３３）。このステップＳＴ３３は、更新ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位信頼度に応じて、ゲインカウンタを大きくする（ステップＳＴ３４）。
【００９０】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ３２において、高度差が閾値ｈ未満ではないと判断した場合には、高度Ｈ２を推定高度Ｈ１とすることによって、高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ４１）。このステップＳＴ４１もまた、更新ステップの一例である。基本更新条件を満たさず、かつ、高度差がｈ（５０メートル（ｍ））以上であれば、推定高度Ｈ１は信頼できないと考えられる。このため、保持している推定高度Ｈ１を全く加味せずに、推定高度Ｈ１を更新するのである。
続いて、端末２０は、ゲインカウンタを初期化する（ステップＳＴ４２）。すなわち、ゲインカウンタを「３」（図７（ａ）参照）。
【００９１】
上述のステップＳＴ２２において、端末２０は、基本更新条件を満たすと判断した場合には、移動速度に応じてゲインカウンタを変更する（ステップＳＴ２３）。
続いて、端末２０は、適応制御を行う（ステップＳＴ２４）。
【００９２】
まず、端末２０は、今回の高度Ｈ２算出時の測位条件が、ゲイン暫定変更条件を満たすか否かを判断する（図１２のステップＳＴ２０１）。
端末２０は、測位条件がゲイン暫定変更条件を満たすと判断した場合には、ゲインカウンタを維持して、ゲインを１つ下げる（ステップＳＴ２０２）。
続いて、端末２０は、ステップＳＴ２０３に進む。端末２０は、上述のステップＳＴ２０１において、ゲイン暫定変更条件を満たさないと判断した場合には、そのままステップＳＴ２０３に進む。
【００９３】
続いて、端末２０は、今回の高度Ｈ２と推定高度Ｈ１との高度差が１０００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０３）。
端末２０は、高度差が１０００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０４）。この測位信頼度は、今回の２次元測位又は３次元測位における測位信頼度である。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の６４分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０５Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の４分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０５Ｂ）。
【００９４】
端末２０は、上述のステップＳＴ２０３において、高度差が１０００メートル（ｍ）以上ではないと判断すると、推定高度Ｈ１との高度差が５００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０６）。
端末２０は、高度差が５００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０７）。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の３２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０８Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２０８Ｂ）。
【００９５】
端末２０は、上述のステップＳＴ２０６において、高度差が５００メートル（ｍ）以上ではないと判断すると、推定高度Ｈ１との高度差が１００メートル（ｍ）以上か否かを判断する（ステップＳＴ２０９）。
端末２０は、高度差が１００メートル（ｍ）以上であると判断した場合には、測位信頼度が閾値ｄ２以上であるか否かを判断する（ステップＳＴ２１０）。
端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２以上であると判断した場合には、高度差の１６分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２１１Ａ）。
これに対して、端末２０は、測位信頼度が閾値ｄ２未満であると判断した場合には、高度差の２分の１を推定高度Ｈ１に加算する（ステップＳＴ２１１Ｂ）。
【００９６】
続いて、端末２０は、推定高度Ｈ１を更新する（ステップＳＴ２１２）。このステップＳＴ２１２は、更新ステップの一例である。
上述のように、測位条件がゲイン暫定変更件を満たす場合には、ゲインカウンタは維持されつつ、ゲインだけが下げられる。
また、ステップＳＴ２１２においては、高度差が１００メートル（ｍ）以上であれば、推定高度Ｈ１は、その高度差に応じて予め変更を加えられて、更新されることになる。これに対して、高度差が１００メートル（ｍ）未満であれば、推定高度Ｈ１は、予め変更を加えられることなく、更新されることになる。
【００９７】
以上のステップによって、高度データを保持する記憶負担を低減し、かつ、前回測位時の不良な測位条件の影響を低減しつつ、２次元測位に使用するための正確な高度情報を取得することができ、さらに、高度情報を早期に更新することができる。
【００９８】
（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第１高度算出ステップと、第２高度算出ステップと、高度選択ステップと、更新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。
【００９９】
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。
【０１００】
本発明は、上述の各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】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る測位システムを示す概略図である。
【図２】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図４】ゲイン決定プログラムの一例を示す図である。
【図５】環境判定プログラムの説明図である。
【図６】環境判定プログラムの説明図である。
【図７】基本更新プログラムの説明図である。
【図８】高度情報が更新される様子の一例を示す図である。
【図９】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１０】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１１】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【図１２】測位システムの動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１０・・・測位システム、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、１１２・・３次元測位プログラム、１１４・・・２次元測位プログラム、１１４ａ・・・予備３次元測位プログラム、１１６・・・測位条件情報生成プログラム、１１８・・・環境判定プログラム、１２０・・・測位方法選択プログラム、１２２・・・速度評価プログラム、１２４・・・高度選択プログラム、１２６・・・推定高度更新プログラム、１２６ａ・・・基本更新プログラム、１２６ｂ・・・適応制御プログラム、１２６ｃ・・・初期更新プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、
ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、
前記推定高度を使用して２次元測位を行って、２次元高度を算出する２次元高度算出手段と、
前記２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度を算出する３次元高度算出手段と、
前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択手段と、
前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
３次元測位を行う３次元測位手段と、
前記２次元測位又は前記３次元測位を行ったときの測位環境を判断する測位環境判断手段と、
前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位のいずれかを選択する測位方法選択手段と、
を有し、
前記更新手段は、さらに、前記３次元測位を行った場合には、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記高度選択手段は、
前記測位装置の移動状態、及び、前記２次元測位において算出した測位情報の信頼性に基づいて、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択する構成となってい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】
前記推定高度の更新回数によって、前記推定高度が予め規定した基本更新条件を満たすか否かを判断する推定高度評価手段と、
前記推定高度評価手段によって、前記推定高度が前記使用許容条件を満たさないと判断した場合に、前記推定高度と、前記２次元高度又は前記３次元高度との高度差を算出する高度差算出手段を有し、
前記更新手段は、前記高度差が予め規定した高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となってい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】
前記更新手段は、前記高度差が前記高度差容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする請求項４に記載の測位装置。
【請求項６】
前記推定高度の重みを示すゲインと、
前記ゲインを指定するためのゲインカウンタとで構成されるゲインテーブルを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の測位装置。
【請求項７】
前記更新手段は、前記高度差、及び、測位信頼度に基づいて、前記ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを変更する構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測位装置。
【請求項８】
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータに、
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
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１０】
コンピュータに、
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
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】
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、
ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段と、
前記推定高度を使用して２次元測位を行って、２次元高度を算出する２次元高度算出手段と、
前記２次元測位の際に、予備３次元測位によって３次元高度を算出する３次元高度算出手段と、
前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択手段と、
前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
３次元測位を行う３次元測位手段と、
前記２次元測位又は前記３次元測位を行ったときの測位環境を判断する測位環境判断手段と、
前記測位環境に基づいて、前記２次元測位又は前記３次元測位のいずれかを選択する測位方法選択手段と、
を有し、
前記更新手段は、さらに、前記３次元測位を行った場合には、前記３次元測位によって算出した３次元高度を使用して前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記高度選択手段は、
前記測位装置の移動状態、及び、前記２次元測位において算出した測位情報の信頼性に基づいて、前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれを使用するかを選択する構成となってい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】
前記推定高度の更新回数によって、前記推定高度が予め規定した基本更新条件を満たすか否かを判断する推定高度評価手段と、
前記推定高度評価手段によって、前記推定高度が前記使用許容条件を満たさないと判断した場合に、前記推定高度と、前記２次元高度又は前記３次元高度との高度差を算出する高度差算出手段を有し、
前記更新手段は、前記高度差が予め規定した高度差許容範囲内である場合には、前記推定高度の重みを大きくして前記推定高度を更新する構成となってい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】
前記更新手段は、前記高度差が前記高度差容範囲内ではない場合には、前記推定高度の重みを小さくして前記推定高度を更新する構成となっていることを特徴とする請求項４に記載の測位装置。
【請求項６】
前記推定高度の重みを示すゲインと、
前記ゲインを指定するためのゲインカウンタとで構成されるゲインテーブルを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の測位装置。
【請求項７】
前記更新手段は、前記高度差、及び、測位信頼度に基づいて、前記ゲインカウンタは維持しつつ、更新方法のみを変更する構成となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の測位装置。
【請求項８】
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項９】
コンピュータに、
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
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１０】
コンピュータに、
推定高度を示す推定高度情報を格納する推定高度情報格納手段と、ＳＰＳ衛星からの信号である衛星信号を受信する信号受信手段とを有する測位装置が、前記推定高度を使用して２次元測位によって２次元高度を算出する２次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記２次元測位の際に、３次元測位を行って、３次元高度を算出する３次元高度算出ステップと、
前記測位装置が、前記推定高度情報を更新するために前記２次元高度又は前記３次元高度のいずれか一方を選択する高度選択ステップと、
前記測位装置が、前記高度選択手段によって選択した前記２次元高度又は前記３次元高度によって、前記推定高度を更新する更新ステップと、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−５１６８０（Ｐ２００８−５１６８０Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２８７７０（Ｐ２００６−２２８７７０）
【出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【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６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２５日（２００６．８．２５）
【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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