測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム
【課題】地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置20であって、衛星信号に基づいて、衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、複数のSPS衛星からの衛星信号の受信状態に基づいて、衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、受信環境に基づいて、測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、を有する。
【解決手段】SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置20であって、衛星信号に基づいて、衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、複数のSPS衛星からの衛星信号の受信状態に基づいて、衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、受信環境に基づいて、測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、衛星航法システムである例えば、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。
このGPS受信機は、GPS衛星の軌道等を示す航法メッセージ(概略衛星軌道情報:アルマナック、精密衛星軌道情報:エフェメリス等を含む)に基づいて、GPS衛星からの電波(以後、衛星電波と呼ぶ)に乗せられている擬似雑音符号(以後、PN(Psuedo random noise code)符号と呼ぶ)の一つであるC/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを受信する。C/Aコードは、測位の基礎となる符号である。
GPS受信機は、そのC/AコードがどのGPS衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、例えば、そのC/Aコードの位相(コードフェーズ)に基づいて、GPS衛星とGPS受信機の距離(擬似距離)を算出する。そして、GPS受信機は、3個以上のGPS衛星についての擬似距離と、各GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、GPS受信機の位置を測位するようになっている。例えば、C/Aコードは、1.023Mbpsのビット率で、コードの長さは1,023チップである。したがってC/Aコードは、1ミリ秒(ms)間に電波が進む距離である約300キロメートル(km)ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のGPS衛星の位置と、GPS受信機の概略位置からGPS衛星とGPS受信機との間にC/Aコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、C/Aコードの1周期(1,023チップ)分(C/Aコードの整数部分)を算出し、さらに、C/Aコードの位相(C/Aコードの端数部分)を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、C/Aコードの整数部分は、GPS受信機の概略位置が一定の精度である例えば、150km以内であれば推定可能である。このため、GPS受信機は、C/Aコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
GPS受信機は、例えば、受信したC/AコードとGPS受信機内部で生成したレプリカC/Aコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、C/Aコードの位相を特定する。このとき、GPS受信機は、レプリカC/Aコードの位相及び周波数をずらしながら相関処理を行っている。
ところが、受信する衛星電波が建物等に反射して到達する間接波(以下、「間接波」と呼ぶ)の場合には、GPS受信機がC/Aコードの位相を正確に特定することができない。
これに対して、通信機能付きのGPS受信機が、マルチパス頻発地域情報を伴う地図データを保持し、測位によって取得した現在位置がマルチパス頻発値域であるかを判断し、さらに、GPS受信機が通信中の通信基地局の位置が市街地であればマルチチパス頻発地域であるかを判断する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開2001−272450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、上述の技術によれば、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がある。受信状況が不良な状況はマルチパス環境だけではなく、また、マルチパス環境も一様ではないから、マルチパス環境だけを判断するだけでは、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行う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、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム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、SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置であって、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、複数の前記SPS衛星からの前記衛星信号の受信状態に基づいて、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、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、前記受信環境判断手段を有するから、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、前記受信環境を判断することができる。
そして、前記測位装置は、前記測位手段を有するから、多様な前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位することができる。
これにより、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0007】
第2の発明は、第1の発明の構成において、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有し、前記受信環境判断手段は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断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。
【0008】
第2の発明の構成によれば、前記測位装置は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断することができる。
すなわち、各前記測位モードは、異なる信号強度において動作するから、各測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、間接的に、各前記衛星信号の信号強度を判断することができる。
これにより、前記測位装置は、前記受信環境を判断することができる。
【0009】
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、前記測位手段は、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かを決定することを特徴とする測位装置である。
【0010】
第3の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かも決定することできるから、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる
【0011】
第4の発明は、第3の発明の構成において、前記測位モードは、強電界で動作する第1測位モードと、前記強電界よりも弱い電界強度において動作する第2測位モードを含むことを特徴とする測位装置である。
【0012】
第5の発明は、第4の発明の構成において、前記強電界は、第1強電界と、前記第1強電界よりも強い電界強度で規定される第2強電界と、前記第2強電界よりも強い電界強度で規定される第3強電界に分類され、前記弱電界は、第1弱電界と、前記第1弱電界よりも強い電界強度で規定される第2弱電界に分類され、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が、予め規定した規定値以上である場合に、前記受信環境がオープンスカイ環境であると判断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6の発明は、第5の発明の構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が準オープンスカイ環境であると判断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。
【0014】
第7の発明は、第5の発明又は第6の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が第1マルチパス環境であると判断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】
第8の発明は、第5の発明乃至第7の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがある場合に、偏り環境であると判断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。
【0016】
第9の発明は、第5の発明乃至第8の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがない場合に、谷間環境であると判断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。
【0017】
第10の発明は、第5の発明乃至第9の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数よりも、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が多い場合に、第2マルチパス環境であると判断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。
【0018】
第11の発明は、第5の発明乃至第10の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が1個だけの場合に、第3マルチパス環境であると判断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12の発明は、第5の発明乃至第11の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第1弱電界であると判断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。
【0020】
第13の発明は、第5の発明乃至第12の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第2弱電界であると判断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。
【0021】
前記目的は、第14の発明によれば、SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、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。
【0022】
第14の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0023】
前記目的は、第15の発明によれば、コンピュータに、SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、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。
【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、SPS衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g及び12hから、電波S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7及びS8を受信することができる。なお、SPS衛星は、GPS衛星に限らない。
電波S1等には各種のコード(符号)が乗せられている。そのうちの一つがC/AコードScaである。このC/AコードSca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Scaは、1,023チップ(chip)で構成されている。端末20は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このC/Aコードを受信して現在位置の測位を行う。このC/AコードScaは、衛星信号の一例である。
【0026】
また、電波S1等に乗せられる情報として、アルマナックSal及びエフェメリスSehがある。アルマナックSalはすべてのGPS衛星12a等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスSehは各GPS衛星12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックSal及びエフェメリスSehを総称して航法メッセージと呼ぶ。
端末20は、例えば、3個以上の異なるGPS衛星12a等からのC/Aコードの位相を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。
【0027】
図2は、測位方法の一例を示す概念図である。
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。
【0028】
GPS衛星12aの軌道上の位置はエフェメリスSehを使用して算出可能である。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P0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P0の位置誤差は、150キロメートル(km)以内である必要がある。
【0029】
そして、図2に示すように、レプリカC/Aコードの位相を例えば、矢印X1方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末20は、同期用周波数も変動させながら、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位相がコード端数C/Aaである。
【0030】
図3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に示すように、コヒーレント時間が5ミリ秒(msec)であれば、5ミリ秒(msec)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。
【0031】
図4は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
図4の相関積算値の最大値Pmaxに対応するコードフェーズCP1が、レプリカC/Aコードのコードフェーズ、すなわち、C/Aコードのコードフェーズである。
そして、端末20は、例えば、コードフェーズCP1から2分の1チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Pnoiseとする。
端末20は、PmaxとPnoiseとの差分をPmaxで除した値を信号強度XPRとして規定する。
【0032】
なお、特定の電界強度の信号を入力した場合に、算出されるPmax及び信号強度XPRの値は、実験によって取得可能である。このため、端末20は、Pmax及び信号強度XPRから、端末20が受信する電波S1等の電界強度を算出することができる。
なお、電界強度は、端末20のアンテナ(図示せず)に到達する電波S1等の電界強度を意味する。
【0033】
電界強度が強いほど、上述のインコヒーレント時間が短くてもコードフェーズを特定することができる。そして、そのコードフェーズは精度が高い。
これに対して、電界強度が弱い場合には、インコヒーレント時間を長くしなければコードフェーズを特定することができない。そして、電界強度が強い場合に比べて、そのコードフェーズの精度は低い。
【0034】
(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、コンピュータは、バス22を有する。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。
また、バス22には、入力装置28、電源装置30、GPS装置32、表示装置34、通信装置36及び時計38が接続されている。
【0035】
(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GPS装置32に対応するGPS部102、時計38に対応する計時部104等を有している。
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。
【0036】
図6に示すように、端末20は、第2記憶部150に、航法メッセージ152を格納している。航法メッセージ152は、アルマナック152a及びエフェメリス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、測位のために使用する。
【0037】
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P0は、例えば、前回の測位位置である。
【0038】
図6に示すように、端末20は、第1記憶部110に、衛星信号受信プログラム112を格納している。衛星信号受信プログラム112は、制御部100が、電波S1等を受信するためのプログラムである。制御部100は、アルマナック152aを参照して、現在時刻において観測可能なGPS衛星12a等を判断する。そして、制御部100は、エフェメリス152bを参照してGPS衛星12a等の軌道上の現在位置を算出し、電波S1等のドップラー偏移を算出して、受信周波数を推定する。そして、推定した受信周波数を使用して、GPS衛星12a等からの信号S1等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、初期位置P0である。
【0039】
図7は、衛星信号受信プログラム112の説明図である。
図7に示すように、衛星信号受信プログラム112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を実施するためのプログラムを含む。
サーチモードM1は、電波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、電波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、電波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。モードM2及びM3は、測位モードの一例である。また、モードM2は、第1測位モードの一例でもある。そして、モードM3は第2測位モードの一例でもある。
【0043】
制御部100は、衛星信号受信プログラム112に基づいて、受信したC/Aコードのコードフェーズ、信号強度を含むメジャメントを算出する。
メジャメントは、測位基礎値の一例である。メジャメント算出プログラム114と制御部100は、測位基礎値算出手段の一例である。
制御部100は、モードM2又はM3においてトラッキングを実施しつつ、メジャメントを算出する。
制御部100は、メジャメントを示すメジャメント情報156を第2記憶部150に格納する。
【0044】
図8は、メジャメント情報156の一例を示す図である。
図8に示すように、メジャメント情報156は、衛星番号1乃至8を含む。なお、本実施の形態においては、GPS衛星12a乃至12hから電波S1乃至S8を受信すると仮定する。
衛星番号1乃至8は、GPS衛星12a乃至12hにそれぞれ対応している。
【0045】
メジャメント情報156は、また、コードフェーズを含む。コードフェーズは、各GPS衛星12a等ごとに異なる。
【0046】
メジャメント情報156は、また、Pmax、Pnoise及びXPRを含む。
メジャメント情報156は、また、仰角及び方位角を含む。この仰角及び方位角は、初期位置P0を基準として各GPS衛星12a等の位置を、仰角及び方位角で示したのもでる。制御部100は、エフェメリス152bによって各GPS衛星12a等の軌道上の原現在位置を算出し、初期位置P0を基準として各GPS衛星12a等の仰角及び方位角を算出する。
【0047】
メジャメント情報156は、また、モードM2及びM3を含む。
例えば、GPS衛星12aからの電波S1をモードM2で受信した場合には、衛星番号1にはモードM2が対応する。そして、GPS衛星12eからの電波S5をモードM3で受信した場合には、衛星番号5にはモードM3が対応する。
このため、例えば、モードM2でGPS衛星12aからの電波S1をモードM2で受信した場合に、このGPS衛星12aを「モードM2の衛星」とも呼ぶ。
【0048】
メジャメント情報156は、また、電界強度を含む。制御部100は、Pmax又はXPRから電界強度を算出する。電界強度は、各GPS衛星12a等ごとに異なる。
例えば、v1はマイナス(−)159dBmであり、v2はマイナス(−)140dBmである。
メジャメント情報156に含まれる情報のうち、コードフェーズ、Pmax、Pnoise、XPR、仰角、方位角をメジャメントと呼ぶ。
【0049】
図6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114を格納している。環境判定プログラム114は、制御部100が、複数のGPS衛星12a等からのC/Aコードの受信状態に基づいて、C/Aコードの受信環境を判断するためのプログラムである。環境判定プログラム114と制御部100は、受信環境判断手段の一例である。
【0050】
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116を格納している。測位プログラム116は、制御部100が、受信環境に基づいてメジャメントを
使用して測位を行うためのプログラムである。測位プログラム116と制御部100は、測位手段の一例である。
【0051】
図9は、環境判定プログラム114の説明図である。
図10は、環境判定プログラム114及び測位プログラム116の説明図である。
図9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、電界強度v1等(図8参照)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α1以上α2未満の電界強度である。第2強電界はα2以上α3未満の電界強度である。第3強電界はα3以上の電界強度である。α1、α2及びα3は、電界強度の閾値であって、α1よりもα2が大きく、α2よりもα3が大きい。α1は、例えば、マイナス(−)140である。α2は、例えば、マイナス(−)130である。α3は、例えば、マイナス(−)124である。
【0052】
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β1以上β2未満の電界強度である。第2弱電界はβ2以上β3未満の電界強度である。β1、β2及びβ3は、電界強度の閾値であって、β1よりもβ2が大きく、β2よりもβ3が大きい。β1は、例えば、マイナス(−)160dBmである。β2は、例えば、マイナス(−)150dBmである。β3は、例えば、マイナス(−)140dBmである。
【0053】
図10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、第3強電界のM2の衛星が8個以上であり、かつ、第3強電界のM2の衛星以外のGPS衛星がない場合には、第1環境(OpenSky)であると判断する。例えば、「M2の衛星が8個」という表現は、モードM2でトラッキングしているGPS衛星が8個という意味で使用している。
【0054】
図11乃至図16は、受信環境の説明図である。
第1環境は、例えば、図11(a)に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物が存在しない環境である。このため、マルチパスは存在しないはずである。
制御部100は、図10に示すように、第1環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、算出したすべてのGPS衛星12a等のメジャメントを使用して測位する。
【0055】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2強電界のM2の衛星及びM3の衛星が並存する場合には、第2環境(準OpenSky)であると判断する。
第2環境は、例えば、図11(b)に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物となる可能性があるビル13A乃至13Dが存在する環境である。このため、少なくともM3の衛星からの信号は、マルチパスである可能性がある。
制御部100は、図10に示すように、第2環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、M3の衛星のメジャメントを排除して測位する。これにより、M3の衛星のメジャメントを使用する場合に比べて測位精度を向上させることができる。
【0056】
図10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、第1強電界のM2の衛星と第2強電界のM2の衛星及びM3の衛星が並存する場合には、第3環境(第1マルチパス環境)であると判断する。
第3環境は、例えば、図12に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物となる可能性があるビル13A乃至13Dが存在し、さらに、雑音信号の発信源である通信基地局14が存在する環境である。このため、M3の衛星からの信号だけではなくて、M2の衛星からの信号もマルチパスである可能性がある。
制御部100は、図10に示すように、第3環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。例えば、M2の衛星からの信号については、例えば、エフェメリス152bから算出される電波S1の方向と異なる場合にマルチパスであると決定し、マルチパスのメジャメントを排除する。M3の衛星からの信号については、無条件にそのメジャメントを排除する。
【0057】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがある場合には、第4環境(偏り環境)であると判断する。ここで、制御部100は、第3強電界のM2の衛星が3個以上であって、第2弱電界のM3の衛星が4個以上である場合等、同数以上(この場合は3個以上)ある場合に、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存すると判断する。このように判断する理由は、以下のとおりである。
すなわち、特定の場所において、GPS衛星は絶えず6個乃至9個観測可能であると想定される。このため、片側方向が隠れたり、上空方向しか見えない状況では強い信号強度(第3強電界)の衛星が3個乃至4個、それとほぼ同数のやや弱い(第2弱電界)信号強度の衛星が存在すると仮定することができるためである。
第4環境は、例えば、図13(a)に示すように、衛星配置が西に偏っている環境である。これは、例えば、ビル15の存在によって、GPS衛星12f,12g及び12hからの電波S6,S7及びS8は、端末20に直接波としては到達しないためである。
制御部100は、図10に示すように、第4環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、衛星が偏っている方向とは反対方向のGPS衛星12f,12g及び12hのメジャメントを排除して測位する。
【0058】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがない場合には、第5環境(谷間環境)であると判断する。
第5環境は、例えば、図13(b)に示すように、衛星配置は偏っていないが、ビル15及び16によって形成される谷間のような環境である。例えば、日本国における銀座における状態である。第5環境は、マルチパスが多数発生し易い環境である。
制御部100は、図10に示すように、第5環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、障害物方向のGPS衛星12a等のメジャメントを排除し、さらに、第2弱電界のM3の衛星のメジャメントを排除して測位する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部100は、仰角60度以下の衛星のメジャメントを排除して測位するようにしてもよい。第5環境において、仰角60度以下の衛星からの信号は、マルチパスであることは、本発明の発明者が実験によって確認している。
【0059】
図10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、M2の衛星よりもM3の衛星が多い場合には、第6環境(第2マルチパス環境)であると判断する。
第6環境は、例えば、図14に示すように、ビル17A乃至17Eが存在するというように、建物が込み合って存在するような環境である。あるいは、第6環境は、窓のある屋内のような環境である。第6環境においては、電界強度は弱く、また、マルチパスが発生し易い。
制御部100は、図10に示すように、第6環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。
【0060】
図10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、M2の衛星が一つだけで、他はすべてM3の衛星である場合には、第7環境(第3マルチパス環境)であると判断する。
第7環境は、例えば、図15(a)に示すように、窓18aが一つしかない建物18内のような環境である。第7環境においては、窓18aの方向の衛星はM2でトラッキングできるが、他の衛星からの信号はマルチパスである可能性が大きい。
制御部100は、図10に示すように、第7環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。例えば、直接波と間接波の合成波から算出されたメジャメントは、そのメジャメントを補正して測位する。
【0061】
図10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、第2弱電界のM3の衛星だけである場合には、第8環境(第2弱電界)であると判断する。
第8環境は、例えば、図15(b)に示すように、雑音源となる通信基地局14や高圧線18Aが近傍に位置するような環境である。
制御部100は、図10に示すように、第8環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、すべてのメジャメントを使用して測位する。
【0062】
図10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、第1弱電界のM3の衛星だけである場合には、第9環境(第1弱電界)であると判断する。
第9環境は、例えば、図16に示すように、雑音源となる通信基地局14や高圧線18A及び18Bが近傍に位置するような環境である。
制御部100は、図10に示すように、第9環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、すべてのメジャメントを使用し、さらに積算時間(インコヒーレント時間)を長くして測位する。
【0063】
制御部100は、上述の測位によって測位位置Pを算出し、測位位置Pを示す測位位置情報160を第2記憶部150に格納する。
【0064】
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118を格納している。測位位置出力プログラム118は、制御部100が、測位位置Pを表示装置34(図5参照)の出力するためのプログラムである。
【0065】
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、モードM2及びM3によって受信したC/Aコードに対応するGPS衛星12a等の数によって、受信環境(第1環境乃至第9環境)を判断するようになっている。
このため、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、受信環境を判断することができる。
また、端末20は、受信環境に基づいて、メジャメントを排除するか否か、及び、メジャメントを補正するか否かを決定し、測位するようになっている。
このように、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0066】
以上が本実施の形態に係る端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図17を使用して説明する。
図17は端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
【0067】
まず、端末20は、電波S1等を受信し(図17のステップST1)、メジャメントを算出する(ST2)。このステップST1及びST2は、基礎値算出ステップの一例である。
続いて、端末20は、環境判断を行う(ステップST3)。このステップST3は、受信環境判断ステップの一例である。
【0068】
続いて、端末20は、測位を行う(ステップST4)。このステップST4は、測位ステップの一例である。
続いて、端末20は、測位位置Pを出力する(ステップST5)。
上述のステップST1乃至ST5によって、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0069】
(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測位基礎値算出ステップと、受信環境判断ステップと、測位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。
【0070】
これら測位端末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。
【0071】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【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】相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
【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】衛星信号受信プログラムの説明図である。
【図8】メジャメント情報の一例を示す図である。
【図9】環境判定プログラムの説明図である。
【図10】環境判定プログラム及び測位プログラムの説明図である。
【図11】受信環境の説明図である。
【図12】受信環境の説明図である。
【図13】受信環境の説明図である。
【図14】受信環境の説明図である。
【図15】受信環境の説明図である。
【図16】受信環境の説明図である。
【図17】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【0073】
12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h・・・GPS衛星、20・・・端末、112・・・衛星信号受信プログラム、114・・・環境判定プログラム、116・・・測位プログラム、118・・・測位位置出力プログラム
【技術分野】
【0001】
本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、衛星航法システムである例えば、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。
このGPS受信機は、GPS衛星の軌道等を示す航法メッセージ(概略衛星軌道情報:アルマナック、精密衛星軌道情報:エフェメリス等を含む)に基づいて、GPS衛星からの電波(以後、衛星電波と呼ぶ)に乗せられている擬似雑音符号(以後、PN(Psuedo random noise code)符号と呼ぶ)の一つであるC/A(Clear and AcquisionまたはCoarse and Access)コードを受信する。C/Aコードは、測位の基礎となる符号である。
GPS受信機は、そのC/AコードがどのGPS衛星から発信されたものであるかを特定したうえで、例えば、そのC/Aコードの位相(コードフェーズ)に基づいて、GPS衛星とGPS受信機の距離(擬似距離)を算出する。そして、GPS受信機は、3個以上のGPS衛星についての擬似距離と、各GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、GPS受信機の位置を測位するようになっている。例えば、C/Aコードは、1.023Mbpsのビット率で、コードの長さは1,023チップである。したがってC/Aコードは、1ミリ秒(ms)間に電波が進む距離である約300キロメートル(km)ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のGPS衛星の位置と、GPS受信機の概略位置からGPS衛星とGPS受信機との間にC/Aコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、C/Aコードの1周期(1,023チップ)分(C/Aコードの整数部分)を算出し、さらに、C/Aコードの位相(C/Aコードの端数部分)を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、C/Aコードの整数部分は、GPS受信機の概略位置が一定の精度である例えば、150km以内であれば推定可能である。このため、GPS受信機は、C/Aコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
GPS受信機は、例えば、受信したC/AコードとGPS受信機内部で生成したレプリカC/Aコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、C/Aコードの位相を特定する。このとき、GPS受信機は、レプリカC/Aコードの位相及び周波数をずらしながら相関処理を行っている。
ところが、受信する衛星電波が建物等に反射して到達する間接波(以下、「間接波」と呼ぶ)の場合には、GPS受信機がC/Aコードの位相を正確に特定することができない。
これに対して、通信機能付きのGPS受信機が、マルチパス頻発地域情報を伴う地図データを保持し、測位によって取得した現在位置がマルチパス頻発値域であるかを判断し、さらに、GPS受信機が通信中の通信基地局の位置が市街地であればマルチチパス頻発地域であるかを判断する技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開2001−272450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、上述の技術によれば、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がある。受信状況が不良な状況はマルチパス環境だけではなく、また、マルチパス環境も一様ではないから、マルチパス環境だけを判断するだけでは、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行う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、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム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、SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置であって、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、複数の前記SPS衛星からの前記衛星信号の受信状態に基づいて、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、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、前記受信環境判断手段を有するから、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、前記受信環境を判断することができる。
そして、前記測位装置は、前記測位手段を有するから、多様な前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位することができる。
これにより、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0007】
第2の発明は、第1の発明の構成において、動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有し、前記受信環境判断手段は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断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。
【0008】
第2の発明の構成によれば、前記測位装置は、各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断することができる。
すなわち、各前記測位モードは、異なる信号強度において動作するから、各測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、間接的に、各前記衛星信号の信号強度を判断することができる。
これにより、前記測位装置は、前記受信環境を判断することができる。
【0009】
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、前記測位手段は、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かを決定することを特徴とする測位装置である。
【0010】
第3の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かも決定することできるから、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる
【0011】
第4の発明は、第3の発明の構成において、前記測位モードは、強電界で動作する第1測位モードと、前記強電界よりも弱い電界強度において動作する第2測位モードを含むことを特徴とする測位装置である。
【0012】
第5の発明は、第4の発明の構成において、前記強電界は、第1強電界と、前記第1強電界よりも強い電界強度で規定される第2強電界と、前記第2強電界よりも強い電界強度で規定される第3強電界に分類され、前記弱電界は、第1弱電界と、前記第1弱電界よりも強い電界強度で規定される第2弱電界に分類され、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が、予め規定した規定値以上である場合に、前記受信環境がオープンスカイ環境であると判断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6の発明は、第5の発明の構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が準オープンスカイ環境であると判断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。
【0014】
第7の発明は、第5の発明又は第6の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が第1マルチパス環境であると判断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】
第8の発明は、第5の発明乃至第7の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがある場合に、偏り環境であると判断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。
【0016】
第9の発明は、第5の発明乃至第8の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがない場合に、谷間環境であると判断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。
【0017】
第10の発明は、第5の発明乃至第9の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数よりも、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が多い場合に、第2マルチパス環境であると判断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。
【0018】
第11の発明は、第5の発明乃至第10の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が1個だけの場合に、第3マルチパス環境であると判断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12の発明は、第5の発明乃至第11の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第1弱電界であると判断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。
【0020】
第13の発明は、第5の発明乃至第12の発明のいずれかの構成において、前記受信環境判断手段は、前記第1弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第2弱電界であると判断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。
【0021】
前記目的は、第14の発明によれば、SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、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。
【0022】
第14の発明の構成によれば、第1の発明の構成と同様に、前記測位装置は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0023】
前記目的は、第15の発明によれば、コンピュータに、SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、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。
【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、SPS衛星である例えば、GPS衛星12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g及び12hから、電波S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7及びS8を受信することができる。なお、SPS衛星は、GPS衛星に限らない。
電波S1等には各種のコード(符号)が乗せられている。そのうちの一つがC/AコードScaである。このC/AコードSca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Scaは、1,023チップ(chip)で構成されている。端末20は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このC/Aコードを受信して現在位置の測位を行う。このC/AコードScaは、衛星信号の一例である。
【0026】
また、電波S1等に乗せられる情報として、アルマナックSal及びエフェメリスSehがある。アルマナックSalはすべてのGPS衛星12a等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスSehは各GPS衛星12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックSal及びエフェメリスSehを総称して航法メッセージと呼ぶ。
端末20は、例えば、3個以上の異なるGPS衛星12a等からのC/Aコードの位相を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。
【0027】
図2は、測位方法の一例を示す概念図である。
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。
【0028】
GPS衛星12aの軌道上の位置はエフェメリスSehを使用して算出可能である。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P0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P0の位置誤差は、150キロメートル(km)以内である必要がある。
【0029】
そして、図2に示すように、レプリカC/Aコードの位相を例えば、矢印X1方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末20は、同期用周波数も変動させながら、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位相がコード端数C/Aaである。
【0030】
図3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に示すように、コヒーレント時間が5ミリ秒(msec)であれば、5ミリ秒(msec)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。
【0031】
図4は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
図4の相関積算値の最大値Pmaxに対応するコードフェーズCP1が、レプリカC/Aコードのコードフェーズ、すなわち、C/Aコードのコードフェーズである。
そして、端末20は、例えば、コードフェーズCP1から2分の1チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Pnoiseとする。
端末20は、PmaxとPnoiseとの差分をPmaxで除した値を信号強度XPRとして規定する。
【0032】
なお、特定の電界強度の信号を入力した場合に、算出されるPmax及び信号強度XPRの値は、実験によって取得可能である。このため、端末20は、Pmax及び信号強度XPRから、端末20が受信する電波S1等の電界強度を算出することができる。
なお、電界強度は、端末20のアンテナ(図示せず)に到達する電波S1等の電界強度を意味する。
【0033】
電界強度が強いほど、上述のインコヒーレント時間が短くてもコードフェーズを特定することができる。そして、そのコードフェーズは精度が高い。
これに対して、電界強度が弱い場合には、インコヒーレント時間を長くしなければコードフェーズを特定することができない。そして、電界強度が強い場合に比べて、そのコードフェーズの精度は低い。
【0034】
(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、コンピュータは、バス22を有する。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。
また、バス22には、入力装置28、電源装置30、GPS装置32、表示装置34、通信装置36及び時計38が接続されている。
【0035】
(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GPS装置32に対応するGPS部102、時計38に対応する計時部104等を有している。
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。
【0036】
図6に示すように、端末20は、第2記憶部150に、航法メッセージ152を格納している。航法メッセージ152は、アルマナック152a及びエフェメリス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、測位のために使用する。
【0037】
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P0は、例えば、前回の測位位置である。
【0038】
図6に示すように、端末20は、第1記憶部110に、衛星信号受信プログラム112を格納している。衛星信号受信プログラム112は、制御部100が、電波S1等を受信するためのプログラムである。制御部100は、アルマナック152aを参照して、現在時刻において観測可能なGPS衛星12a等を判断する。そして、制御部100は、エフェメリス152bを参照してGPS衛星12a等の軌道上の現在位置を算出し、電波S1等のドップラー偏移を算出して、受信周波数を推定する。そして、推定した受信周波数を使用して、GPS衛星12a等からの信号S1等を受信する。このとき、基準となる自己位置は、例えば、初期位置P0である。
【0039】
図7は、衛星信号受信プログラム112の説明図である。
図7に示すように、衛星信号受信プログラム112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を実施するためのプログラムを含む。
サーチモードM1は、電波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、電波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、電波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。モードM2及びM3は、測位モードの一例である。また、モードM2は、第1測位モードの一例でもある。そして、モードM3は第2測位モードの一例でもある。
【0043】
制御部100は、衛星信号受信プログラム112に基づいて、受信したC/Aコードのコードフェーズ、信号強度を含むメジャメントを算出する。
メジャメントは、測位基礎値の一例である。メジャメント算出プログラム114と制御部100は、測位基礎値算出手段の一例である。
制御部100は、モードM2又はM3においてトラッキングを実施しつつ、メジャメントを算出する。
制御部100は、メジャメントを示すメジャメント情報156を第2記憶部150に格納する。
【0044】
図8は、メジャメント情報156の一例を示す図である。
図8に示すように、メジャメント情報156は、衛星番号1乃至8を含む。なお、本実施の形態においては、GPS衛星12a乃至12hから電波S1乃至S8を受信すると仮定する。
衛星番号1乃至8は、GPS衛星12a乃至12hにそれぞれ対応している。
【0045】
メジャメント情報156は、また、コードフェーズを含む。コードフェーズは、各GPS衛星12a等ごとに異なる。
【0046】
メジャメント情報156は、また、Pmax、Pnoise及びXPRを含む。
メジャメント情報156は、また、仰角及び方位角を含む。この仰角及び方位角は、初期位置P0を基準として各GPS衛星12a等の位置を、仰角及び方位角で示したのもでる。制御部100は、エフェメリス152bによって各GPS衛星12a等の軌道上の原現在位置を算出し、初期位置P0を基準として各GPS衛星12a等の仰角及び方位角を算出する。
【0047】
メジャメント情報156は、また、モードM2及びM3を含む。
例えば、GPS衛星12aからの電波S1をモードM2で受信した場合には、衛星番号1にはモードM2が対応する。そして、GPS衛星12eからの電波S5をモードM3で受信した場合には、衛星番号5にはモードM3が対応する。
このため、例えば、モードM2でGPS衛星12aからの電波S1をモードM2で受信した場合に、このGPS衛星12aを「モードM2の衛星」とも呼ぶ。
【0048】
メジャメント情報156は、また、電界強度を含む。制御部100は、Pmax又はXPRから電界強度を算出する。電界強度は、各GPS衛星12a等ごとに異なる。
例えば、v1はマイナス(−)159dBmであり、v2はマイナス(−)140dBmである。
メジャメント情報156に含まれる情報のうち、コードフェーズ、Pmax、Pnoise、XPR、仰角、方位角をメジャメントと呼ぶ。
【0049】
図6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114を格納している。環境判定プログラム114は、制御部100が、複数のGPS衛星12a等からのC/Aコードの受信状態に基づいて、C/Aコードの受信環境を判断するためのプログラムである。環境判定プログラム114と制御部100は、受信環境判断手段の一例である。
【0050】
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116を格納している。測位プログラム116は、制御部100が、受信環境に基づいてメジャメントを
使用して測位を行うためのプログラムである。測位プログラム116と制御部100は、測位手段の一例である。
【0051】
図9は、環境判定プログラム114の説明図である。
図10は、環境判定プログラム114及び測位プログラム116の説明図である。
図9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、電界強度v1等(図8参照)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α1以上α2未満の電界強度である。第2強電界はα2以上α3未満の電界強度である。第3強電界はα3以上の電界強度である。α1、α2及びα3は、電界強度の閾値であって、α1よりもα2が大きく、α2よりもα3が大きい。α1は、例えば、マイナス(−)140である。α2は、例えば、マイナス(−)130である。α3は、例えば、マイナス(−)124である。
【0052】
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β1以上β2未満の電界強度である。第2弱電界はβ2以上β3未満の電界強度である。β1、β2及びβ3は、電界強度の閾値であって、β1よりもβ2が大きく、β2よりもβ3が大きい。β1は、例えば、マイナス(−)160dBmである。β2は、例えば、マイナス(−)150dBmである。β3は、例えば、マイナス(−)140dBmである。
【0053】
図10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、第3強電界のM2の衛星が8個以上であり、かつ、第3強電界のM2の衛星以外のGPS衛星がない場合には、第1環境(OpenSky)であると判断する。例えば、「M2の衛星が8個」という表現は、モードM2でトラッキングしているGPS衛星が8個という意味で使用している。
【0054】
図11乃至図16は、受信環境の説明図である。
第1環境は、例えば、図11(a)に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物が存在しない環境である。このため、マルチパスは存在しないはずである。
制御部100は、図10に示すように、第1環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、算出したすべてのGPS衛星12a等のメジャメントを使用して測位する。
【0055】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2強電界のM2の衛星及びM3の衛星が並存する場合には、第2環境(準OpenSky)であると判断する。
第2環境は、例えば、図11(b)に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物となる可能性があるビル13A乃至13Dが存在する環境である。このため、少なくともM3の衛星からの信号は、マルチパスである可能性がある。
制御部100は、図10に示すように、第2環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、M3の衛星のメジャメントを排除して測位する。これにより、M3の衛星のメジャメントを使用する場合に比べて測位精度を向上させることができる。
【0056】
図10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、第1強電界のM2の衛星と第2強電界のM2の衛星及びM3の衛星が並存する場合には、第3環境(第1マルチパス環境)であると判断する。
第3環境は、例えば、図12に示すように、端末20の周囲に電波S1等の障害物となる可能性があるビル13A乃至13Dが存在し、さらに、雑音信号の発信源である通信基地局14が存在する環境である。このため、M3の衛星からの信号だけではなくて、M2の衛星からの信号もマルチパスである可能性がある。
制御部100は、図10に示すように、第3環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。例えば、M2の衛星からの信号については、例えば、エフェメリス152bから算出される電波S1の方向と異なる場合にマルチパスであると決定し、マルチパスのメジャメントを排除する。M3の衛星からの信号については、無条件にそのメジャメントを排除する。
【0057】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがある場合には、第4環境(偏り環境)であると判断する。ここで、制御部100は、第3強電界のM2の衛星が3個以上であって、第2弱電界のM3の衛星が4個以上である場合等、同数以上(この場合は3個以上)ある場合に、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存すると判断する。このように判断する理由は、以下のとおりである。
すなわち、特定の場所において、GPS衛星は絶えず6個乃至9個観測可能であると想定される。このため、片側方向が隠れたり、上空方向しか見えない状況では強い信号強度(第3強電界)の衛星が3個乃至4個、それとほぼ同数のやや弱い(第2弱電界)信号強度の衛星が存在すると仮定することができるためである。
第4環境は、例えば、図13(a)に示すように、衛星配置が西に偏っている環境である。これは、例えば、ビル15の存在によって、GPS衛星12f,12g及び12hからの電波S6,S7及びS8は、端末20に直接波としては到達しないためである。
制御部100は、図10に示すように、第4環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、衛星が偏っている方向とは反対方向のGPS衛星12f,12g及び12hのメジャメントを排除して測位する。
【0058】
図10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、第3強電界のM2の衛星と第2弱電界のM3の衛星が並存し、かつ、衛星配置に偏りがない場合には、第5環境(谷間環境)であると判断する。
第5環境は、例えば、図13(b)に示すように、衛星配置は偏っていないが、ビル15及び16によって形成される谷間のような環境である。例えば、日本国における銀座における状態である。第5環境は、マルチパスが多数発生し易い環境である。
制御部100は、図10に示すように、第5環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、障害物方向のGPS衛星12a等のメジャメントを排除し、さらに、第2弱電界のM3の衛星のメジャメントを排除して測位する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部100は、仰角60度以下の衛星のメジャメントを排除して測位するようにしてもよい。第5環境において、仰角60度以下の衛星からの信号は、マルチパスであることは、本発明の発明者が実験によって確認している。
【0059】
図10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、M2の衛星よりもM3の衛星が多い場合には、第6環境(第2マルチパス環境)であると判断する。
第6環境は、例えば、図14に示すように、ビル17A乃至17Eが存在するというように、建物が込み合って存在するような環境である。あるいは、第6環境は、窓のある屋内のような環境である。第6環境においては、電界強度は弱く、また、マルチパスが発生し易い。
制御部100は、図10に示すように、第6環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。
【0060】
図10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、M2の衛星が一つだけで、他はすべてM3の衛星である場合には、第7環境(第3マルチパス環境)であると判断する。
第7環境は、例えば、図15(a)に示すように、窓18aが一つしかない建物18内のような環境である。第7環境においては、窓18aの方向の衛星はM2でトラッキングできるが、他の衛星からの信号はマルチパスである可能性が大きい。
制御部100は、図10に示すように、第7環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、マルチパス対策をして測位する。例えば、直接波と間接波の合成波から算出されたメジャメントは、そのメジャメントを補正して測位する。
【0061】
図10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、第2弱電界のM3の衛星だけである場合には、第8環境(第2弱電界)であると判断する。
第8環境は、例えば、図15(b)に示すように、雑音源となる通信基地局14や高圧線18Aが近傍に位置するような環境である。
制御部100は、図10に示すように、第8環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、すべてのメジャメントを使用して測位する。
【0062】
図10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、第1弱電界のM3の衛星だけである場合には、第9環境(第1弱電界)であると判断する。
第9環境は、例えば、図16に示すように、雑音源となる通信基地局14や高圧線18A及び18Bが近傍に位置するような環境である。
制御部100は、図10に示すように、第9環境であると判断した場合には、測位プログラム116に基づいて、すべてのメジャメントを使用し、さらに積算時間(インコヒーレント時間)を長くして測位する。
【0063】
制御部100は、上述の測位によって測位位置Pを算出し、測位位置Pを示す測位位置情報160を第2記憶部150に格納する。
【0064】
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118を格納している。測位位置出力プログラム118は、制御部100が、測位位置Pを表示装置34(図5参照)の出力するためのプログラムである。
【0065】
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、モードM2及びM3によって受信したC/Aコードに対応するGPS衛星12a等の数によって、受信環境(第1環境乃至第9環境)を判断するようになっている。
このため、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がないにもかかわらず、受信環境を判断することができる。
また、端末20は、受信環境に基づいて、メジャメントを排除するか否か、及び、メジャメントを補正するか否かを決定し、測位するようになっている。
このように、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0066】
以上が本実施の形態に係る端末20の構成であるが、以下、その動作例を主に図17を使用して説明する。
図17は端末20の動作例を示す概略フローチャートである。
【0067】
まず、端末20は、電波S1等を受信し(図17のステップST1)、メジャメントを算出する(ST2)。このステップST1及びST2は、基礎値算出ステップの一例である。
続いて、端末20は、環境判断を行う(ステップST3)。このステップST3は、受信環境判断ステップの一例である。
【0068】
続いて、端末20は、測位を行う(ステップST4)。このステップST4は、測位ステップの一例である。
続いて、端末20は、測位位置Pを出力する(ステップST5)。
上述のステップST1乃至ST5によって、端末20は、地図データを保持したり、通信基地局と通信する必要がなく、かつ、多様な受信環境に応じて衛星信号を効果的に使用して測位を行うことができる。
【0069】
(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測位基礎値算出ステップと、受信環境判断ステップと、測位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。
【0070】
これら測位端末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。
【0071】
本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【0072】
【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】相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
【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】衛星信号受信プログラムの説明図である。
【図8】メジャメント情報の一例を示す図である。
【図9】環境判定プログラムの説明図である。
【図10】環境判定プログラム及び測位プログラムの説明図である。
【図11】受信環境の説明図である。
【図12】受信環境の説明図である。
【図13】受信環境の説明図である。
【図14】受信環境の説明図である。
【図15】受信環境の説明図である。
【図16】受信環境の説明図である。
【図17】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【0073】
12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h・・・GPS衛星、20・・・端末、112・・・衛星信号受信プログラム、114・・・環境判定プログラム、116・・・測位プログラム、118・・・測位位置出力プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項1】
SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置であって、
前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、
複数の前記SPS衛星からの前記衛星信号の受信状態に基づいて、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、
前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項2】
動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有し、
前記受信環境判断手段は、
各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断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】
前記測位手段は、
前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かを決定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】
前記測位モードは、
強電界で動作する第1測位モードと、
前記強電界よりも弱い電界強度において動作する第2測位モードを含むことを特徴とする請求項3に記載の測位装置。
【請求項5】
前記強電界は、第1強電界と、前記第1強電界よりも強い電界強度で規定される第2強電界と、前記第2強電界よりも強い電界強度で規定される第3強電界に分類され、
前記弱電界は、第1弱電界と、前記第1弱電界よりも強い電界強度で規定される第2弱電界に分類され、
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が、予め規定した規定値以上である場合に、前記受信環境がオープンスカイ環境であると判断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】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が準オープンスカイ環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5に記載の測位装置。
【請求項7】
前記受信環境判断手段は、
前記第1強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が第1マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5又は請求項6のいずれかに記載の測位装置。
【請求項8】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがある場合に、偏り環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の測位装置。
【請求項9】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがない場合に、谷間環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の測位装置。
【請求項10】
前記受信環境判断手段は、
前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数よりも、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が多い場合に、第2マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれかに記載の測位装置。
【請求項11】
前記受信環境判断手段は、
前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が1個だけの場合に、第3マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項10のいずれかに記載の測位装置。
【請求項12】
前記受信環境判断手段は、
前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第1弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項11のいずれかに記載の測位装置。
【請求項13】
前記受信環境判断手段は、
前記第1弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第2弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項12のいずれかに記載の測位装置。
【請求項14】
SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、
前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項15】
コンピュータに、
SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、
前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、
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1】
SPS(Satellite Positioing System)衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置であって、
前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出手段と、
複数の前記SPS衛星からの前記衛星信号の受信状態に基づいて、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断手段と、
前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項2】
動作する信号強度が異なる複数の測位モードを有し、
前記受信環境判断手段は、
各前記測位モードによって受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数によって、前記受信環境を判断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】
前記測位手段は、
前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を排除するか否か、及び、前記測位基礎値を補正するか否かを決定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】
前記測位モードは、
強電界で動作する第1測位モードと、
前記強電界よりも弱い電界強度において動作する第2測位モードを含むことを特徴とする請求項3に記載の測位装置。
【請求項5】
前記強電界は、第1強電界と、前記第1強電界よりも強い電界強度で規定される第2強電界と、前記第2強電界よりも強い電界強度で規定される第3強電界に分類され、
前記弱電界は、第1弱電界と、前記第1弱電界よりも強い電界強度で規定される第2弱電界に分類され、
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が、予め規定した規定値以上である場合に、前記受信環境がオープンスカイ環境であると判断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】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が準オープンスカイ環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5に記載の測位装置。
【請求項7】
前記受信環境判断手段は、
前記第1強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星とが混在する場合に、前記受信環境が第1マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5又は請求項6のいずれかに記載の測位装置。
【請求項8】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがある場合に、偏り環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれかに記載の測位装置。
【請求項9】
前記受信環境判断手段は、
前記第3強電界の前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星と、前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星が混在し、かつ、複数の前記SPS衛星の配置に偏りがない場合に、谷間環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれかに記載の測位装置。
【請求項10】
前記受信環境判断手段は、
前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数よりも、前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が多い場合に、第2マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれかに記載の測位装置。
【請求項11】
前記受信環境判断手段は、
前記第1測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星の数が1個だけの場合に、第3マルチパス環境であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項10のいずれかに記載の測位装置。
【請求項12】
前記受信環境判断手段は、
前記第2弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第1弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項11のいずれかに記載の測位装置。
【請求項13】
前記受信環境判断手段は、
前記第1弱電界の前記第2測位モードで受信した前記衛星信号に対応する前記SPS衛星だけが存在する場合に、第2弱電界であると判断する構成となっていることを特徴とする請求項5乃至請求項12のいずれかに記載の測位装置。
【請求項14】
SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、
前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項15】
コンピュータに、
SPS衛星からの衛星信号を受信して現在位置を測位する測位装置が、前記衛星信号に基づいて、前記衛星信号の位相、信号強度を含む測位基礎値を算出する測位基礎値算出ステップと、
前記測位装置が、前記衛星信号の受信環境を判断する受信環境判断ステップと、
前記測位装置が、前記受信環境に基づいて、前記測位基礎値を使用して測位を行う測位ステップと、
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図2】
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【図5】
【図6】
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【図11】
【図12】
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【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【公開番号】特開2008−26135(P2008−26135A)
【公開日】平成20年2月7日(2008.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−198756(P2006−198756)
【出願日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【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2月7日(2008.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年7月20日(2006.7.20)
【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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