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、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
【課題】衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】測位装置２０が発生するレプリカ測位基礎符号と測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数Ｆ０を特定するピーク周波数特定手段と、ピーク周波数Ｆ０よりも低い周波数である低周波数Ｆ１と、ピーク周波数Ｆ０よりも高い周波数である高周波数Ｆ２を算出する参照周波数算出手段と、低周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ１と、高周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ２を算出する参照相関値算出手段と、ピーク周波数Ｆ０に対応する相関値Ｐ１及びピーク周波数Ｆ０と、低周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ２及び低周波数Ｆ１と、高周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ３及び高周波数Ｆ２とに基づいて、補正後ピーク周波数Ｆｒを算出する補正後ピーク周波数算出手段等を有する。
【解決手段】測位装置２０が発生するレプリカ測位基礎符号と測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数Ｆ０を特定するピーク周波数特定手段と、ピーク周波数Ｆ０よりも低い周波数である低周波数Ｆ１と、ピーク周波数Ｆ０よりも高い周波数である高周波数Ｆ２を算出する参照周波数算出手段と、低周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ１と、高周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ２を算出する参照相関値算出手段と、ピーク周波数Ｆ０に対応する相関値Ｐ１及びピーク周波数Ｆ０と、低周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ２及び低周波数Ｆ１と、高周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ３及び高周波数Ｆ２とに基づいて、補正後ピーク周波数Ｆｒを算出する補正後ピーク周波数算出手段等を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、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コードの発信時刻と受信時刻に基づいて、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（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
ＧＰＳ受信機は、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機が有しているレプリカのＣ／Ａコードとの間で符号同期を行い、最大の相関値を示す位相（以下、コードフェーズと呼ぶ）を算出する。ＧＰＳ受信機は、このコードフェーズを利用して、上述の擬似距離を算出することができる。
上述のＣ／Ａコードは衛星電波に乗せられているから、上述の符号同期を正確に行うためには、符号同期と、受信した衛星電波のキャリア周波数（ＩＦ（中間）キャリア周波数）とＧＰＳ受信機内部の周波数の同期（以下「周波数同期」と呼ぶ）を行う必要がある。
衛星電波の信号強度が強く、例えば、１ミリ秒（ｍｓ）という短時間ごとに相関結果（コヒーレント結果）を出力することができる場合には、そのコヒーレント結果に基づいて周波数を修正するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を構成することによって、周波数同期を行うことができる（例えば、特開２００３−９８２４４段落００２０参照）。
しかし、衛星電波の強度が弱い場合には、ＰＬＬによる周波数同期ができず、いずれ符号同期もできなくなる。
これに対して、本来のＩＦキャリア周波数を予想して予想ＩＦキャリア周波数を設定し、その予想ＩＦキャリア周波数よりも所定の値だけ高い周波数及び低い周波数における信号レベルの差が低減するようにして、予想ＩＦキャリア周波数を真のＩＦキャリア周波数に近づけ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２００３−２５５０３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の技術においては、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定める必要がある。ところが、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合には、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定め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、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位する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、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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定手段と、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出手段と、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出手段と、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出手段と、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信手段と、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、前記ピーク周波数特定手段を有するから、前記ピーク周波数を特定することができる。
また、前記測位装置は、前記補正後ピーク周波数算出手段を有するから、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数によって規定される第１点と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数によって規定される第２点と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数によって規定される第３点の３点に基づいて、補正後ピーク周波数を算出することができる。
前記レプリカ測位基礎符号の位相を固定した場合、前記相関値と受信周波数（ＩＦキャリア周波数）との関係を示すグラフは、理論上、相関値の最大値に対応する点を頂点とする二等辺三角形を描く。そして、上述の第１点はその頂点付近に位置し、第２点及び第３点はそれぞれ異なる斜辺に位置する。そして、第２点及び第３点のいずれか一方は、第１点と同一の斜辺に位置するから、斜辺の傾きを特定することができる。二等辺三角形においては、一方の斜辺の傾きを特定することができれば、他方の斜辺の傾きも特定することができる。そして、二つの斜辺が交わった点が頂点である。そしてこの頂点に対応する周波数が、上述の前記補正後ピーク周波数である。
上述のように、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定めることができない場合であっても、前記ピーク周波数は必ず１つ存在する。そして、前記ピーク周波数を特定すれば、周波数サーチのサーチ幅による制限を受けることなく、前記補正後ピーク周波数算出手段によって前記補正後ピーク周波数を算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記電波受信手段を有するから、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信することができる。このため、精度よく前記相関値を算出することができ、現在位置を精度良く算出することができる。
これにより、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行う受信周波数制御手段を有することを特徴とする測位装置である。
である。
【０００８】
第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記受信周波数制御手段を有するから、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。
これにより、前記電波の信号強度が所定の強度範囲の場合に、前記受信周波数を継続的に前記電波のＩＦキャリア周波数に近づけることができる。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明の構成において、前記補正後ピーク周波数算出手段と前記受信周波数制御手段とが平行して作動することを特徴とする請求項２に記載の測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記電波の信号強度が所定の強度よりも大きい場合には、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。また、前記電波の信号強度が所定の強度よりも小さい場合に、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信することができる。
このため、前記受信強度が所定の強度よりも大きい状態からから小さい状態に移行した場合に、連続的に精度良く測位を行うことができる。
【００１１】
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、前記発信源は、測位衛星であることを特徴とする測位装置である。
【００１２】
前記目的は、第５の発明によれば、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法である。
【００１３】
第５の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、複数の測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。電波Ｓ１等は電波の一例である。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、発信源の一例でもある。
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コードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このＣ／Ａコードは、測位基礎符号の一例である。そして、端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例である。
端末２０は、自動車１５に搭載されており、自動車１５の移動に連れて移動しつつ、現在位置を測位するようになっている。
【００１８】
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コードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。
端末２０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、端末２０は、相関処理によって、受信したＣ／Ａコードの位相（以下「コードフェーズ」と呼ぶ）を算出する。続いて、端末２０は、そのコードフェーズを使用して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
Ｃ／Ａコードは、電波Ｓ１等に乗せられているから、端末２０が、電波Ｓ１等を受信するときの受信周波数が不正確であると、相関処理によって算出するコードフェーズの精度も劣化する。ＧＰＳ衛星１２ａ等はその衛星軌道上を移動しているから、この受信周波数は変化し続けているが、電波Ｓ１等の信号強度が強い場合には、電波Ｓ１等を利用したＰＬＬによって周波数同期を確保し続けることができる。
ところが、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合には、ＰＬＬは有効に機能しない。また、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合には、電波Ｓ１等のＩＦキャリア周波数を的確に予想することも困難である。
この点、端末２０は、以下に説明するように、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合
に、ＩＦキャリア周波数を予想することなく、精度よく現在位置を測位することができるようになっている。
【００１９】
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。
【００２０】
（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、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、外部記憶装置２８が接続されている。外部記憶装置２８は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）である。
また、バス２２には、電源装置３０、入力装置３２、ＧＰＳ装置３４、表示装置４７、時計４８が接続されている。
【００２１】
（ＧＰＳ装置３４の構成について）
図３は、ＧＰＳ装置３４の構成を示す概略図である。
図３に示すように、ＧＰＳ装置３４は、ＲＦ部３５とベースバンド部３６で構成される。
ＲＦ部３５は、アンテナ３５ａで電波Ｓ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３５ｂが、電波Ｓ１に乗せられているＣ／Ａコード等の信号を増幅する。そして、ミキサ３５ｃが、信号の周波数を中間（ＩＦ）キャリア周波数にダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３５ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、ＡＤコンバータ３５ｅ１及び３５ｅ２が、ＩＱ分離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
ベースバンド部３６は、ＲＦ部３５からデジタル信号に変換されたＩＦキャリア周波数の信号を受信する。
ベースバンド部３６の相関部３７は、入力したデジタル信号を例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）の時間において同期積算し、その積算結果とレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理であるコヒーレントを行う。相関部３７は、ＮＣＯ３８、コードジェネレータ３９及び相関器４０から構成される。コードジェネレータ３９は、ＮＣＯ３８が発生するクロックのタイミングでレプリカＣ／Ａコードを発生する。相関器４０はＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとり、位相の特定及び相関値の算出を行う。相関部３７には、周波数及びレプリカＣ／Ａコードの位相を設定することができる。
信号積算器４１は、相関部３７から出力された相関値を積算する処理であるインコヒーレントを行う。
コードフェーズ検出器４２は、相関部３７の出力値と信号積算器４１からの出力値から、コードフェーズを検出する。
【００２２】
上述のように、相関処理は、コヒーレントと、インコヒーレントから構成される。
コヒーレントは、相関部３７が、受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードの相関をとる処理である。
例えば、コヒーレント時間が２０ｍｓｅｃであれば、２０ｍｓｅｃ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、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位相と、インコヒーレント値が出力される。相関値Ｐはインコヒーレント値である。
電波Ｓ１等の信号強度が十分に強い場合には、位相検出器４３が相関器４０から位相情報を取得して、ＮＣＯ３８に供給し、ＰＬＬを構成することができる。この結果、ＩＦキャリア周波数と同期した周波数において、レプリカＣ／Ａコードを発生させることができる。具体的には、相関値Ｐが最大になるように、受信周波数の制御が行われる。
位相検出器４３、相関器４０及びＮＣＯ３８は、受信周波数制御手段の一例である。
【００２３】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図４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４に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２のＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０２、時計４８に対応する計時部１０４、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。
【００２４】
図４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１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示す情報である。エフェメリス１５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。
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。
【００２５】
図４に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置情報１５４は、端末２０の現在の初期位置Ｐ０を示す情報である。初期位置Ｑ０は、例えば、前回測位時の測位位置である。
【００２６】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、観測可能衛星算出プログラム１１２を格納している。観測可能衛星算出プログラム１１２は、制御部１００が、アルマナック１５２ａを参照して、計時部１０４によって計測した現在時刻において初期位置Ｑ０から観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を示す観測可能衛星情報１５６を生成するためのプログラムである。
制御部１００は、生成した観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。
【００２７】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１推定周波数算出プログラム１１４を格納している。第１推定周波数算出プログラム１１４は、制御部１００が、電波Ｓ１等ごとのＩＦキャリア周波数の予測値である第１推定周波数Ａを算出するためのプログラムである。第１推定周波数Ａは、端末２０が、例えば、現在時刻においてＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信するときの電波Ｓ１のＩＦキャリア周波数の予測値である。
【００２８】
図５は、第１推定周波数算出プログラム１１４の説明図である。
図５に示すように、第１推定周波数Ａは、発信周波数Ｈ１からドップラー偏移Ｈ２を加えた周波数である。発信周波数Ｈ１は、電波Ｓ１等がＧＰＳ衛星１２ａ等から発信されるときの周波数である例えば、１．５ＧＨｚと、ミキサ３５ｃによるダウンコバート率によって決定される既知の値である。ドップラー偏移Ｈ２は、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０の相対移動によって生じる周波数偏移であり、常に変動している。ドップラー偏移Ｈ２は、端末２０の初期位置Ｐ０とエフェメリス１５２ｂによって、算出することができる。
制御部１００は、第１推定周波数Ａを示す第１推定周波数情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。
【００２９】
ただし、端末２０の位置が正確な現在位置ではなくて初期位置Ｑ０であること、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０は常に相対移動を行っていることによって、算出したドップラー偏移Ｈ１は真のドップラー偏移とは乖離する可能性がある。
このため、第１推定周波数Ａは、真のＩＦキャリア周波数とは乖離するのが通常である。
【００３０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１相関プログラム１１６を格納している。第１相関プログラム１１６は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（コードフェーズ）である第１位相ＣＰ１を算出するためのプログラムである。
なお、第１位相ＣＰ１は、Ｃ／Ａコードの位相であり、レプリカＣ／Ａコードの位相でもある。
【００３１】
図６は、第１相関プログラム１１６の説明図である。
図６（ａ）に示すように、制御部１００はベースバンド部３６によって、Ｃ／Ａコードの１チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。Ｃ／Ａコードの１チップは、例えば、３２等分される。すなわち、３２分の１チップの位相幅（第１位相幅Ｗ１）間隔で相関処理を行う。制御部１００が相関処理を行うときの第１位相幅Ｗ１間隔の位相を第１サンプリング位相ＳＣ１と呼ぶ。
第１位相幅Ｗ１は、アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度が−１５５ｄＢｍ以上である場合に、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができる位相幅として規定されている。３２分の１チップの位相幅であれば、信号強度が−１５５ｄＢｍ以上であれば弱電界であっても、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができることがシミュレーションによって明らかになっている。
【００３２】
図６（ｂ）に示すように、制御部１００は、推定周波数Ａ±１００ｋＨｚの範囲を、１００Ｈｚ単位で変動させながら相関処理を行う。各周波数ごとに、コードフェーズＣＰを第１位相幅Ｗ１で変動させて、相関最大値Ｐｍａｘを算出することができる周波数及びコードフェーズを特定する。
なお、測位開始時においては、レプリカＣ／Ａコードを０から１０２３チップまで変動させる。
そして、一度相関最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズ及び周波数を特定すると、その後は、相関最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズ及び周波数を中心にして、測位開始時よりも狭い範囲において、信号Ｓ１等のサーチを行う。例えば、制御部１００は、既に算出している第１測位位相ＣＰ１を中心に、±２５６チップの位相範囲をサーチする。また、周波数については、相関最大値Ｐｍａｘに対応する周波数を中心に、±１．０ｋＨｚの範囲を１００Ｈｚ単位でサーチする。この条件を、第１トラッキング条件と呼ぶ。
【００３３】
図６（ｃ）に示すように、ベースバンド部３６からは、２チップ分の位相Ｃ１乃至Ｃ６４に対応する相関値Ｐが出力される。各位相Ｃ１乃至Ｃ６４が、第１サンプリング位相ＳＣ１である。
Ｐｎｏｉｓｅに対するＰｍａｘの比をＳＮＲと呼ぶ。Ｐｎｏｉｓｅは環境雑音の信号レベルである。ＰｍａｘはＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号レベルである。
信号Ｓ１等の信号強度が弱い状態においては、図６（ｃ）ＳＮＲ１は、比較的小さい。
【００３４】
制御部１００は、相関値Ｐｍａｘに対応する第１位相ＣＰ１を特定する。
制御部１００は、第１位相ＣＰ１を示す第１位相情報１６０を第２記憶部位１５０に格納する。
ＳＮＲ１が小さいほど、第１位相ＣＰ１の精度は低い。
なお、上述の第１相関プログラム１１６に基づく端末２０の動作を、第１相関処理と呼ぶ。
【００３５】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１測位プログラム１１８を格納している。第１測位プログラム１１８は、制御部１００が、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等に対応する第１位相ＣＰ１に基づいて、現在位置を測位して測位位置Ｑ１を算出するためのプログラムである。
【００３６】
図７は、測位方法を示す概念図である。
図７に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、複数の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コードの長さの整数倍とは限らないから、コード端数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（Ｃ／Ａコードがｎ個（ｎは整数）並んでいる部分）と、端数部分（コード端数Ｃ／Ａａ）が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分とコード端数Ｃ／Ａａの合計の長さが擬似距離である。端末２０は、この擬似距離を使用して測位を行う。
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリス１５２ｂを使用して算出可能である。そして、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。
そして、図７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、相関処理を行を行う。
相関値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。そして、このコード端数Ｃ／Ａａが、第１位相ＣＰ１である。
【００３７】
制御部１００は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等に対応する第１位相ＣＰ１に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との擬似距離を算出する。そして、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置はエフェリス１５２ｂによって算出する。そして、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置と、擬似距離に基づいて、現在位置を測位して測位位置Ｑ１を算出する。
制御部１００は、測位位置Ｑ１を示す第１測位位置情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００３８】
図４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１２０を格納している。測位位置出力プログラム１２０は、制御部１００が、測位位置Ｑ１又は後述の測位位置Ｑ２を表示装置４７に表示するためのプログラムである。
【００３９】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２相関プログラム１２２を格納している。第２相関プログラム１２２は、制御部１００が相関処理を行い、相関値Ｐとコードフェ−ズＣＰを算出するためのプログラムである。
制御部１００は、相関値Ｐとコードフェ−ズＣＰ示す第２相関情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００４０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、ピーク周波数特定プログラム１２４を格納している。ピーク周波数特定プログラム１２４と制御部１００は、ピーク周波数特定手段の一例である。
【００４１】
図８は、ピーク周波数特定プログラム１２４の説明図である。
図８に示すように、制御部１００は、相関最大値Ｐｍａｘに対応する周波数をピーク周波数Ｆ０として特定する。ピーク周波数Ｆ０はピーク周波数の一例である。
このピーク周波数Ｆ０は、端末２０が例えば、１００Ｈｚの幅でサーチを行った結果であるから、受信した電波Ｓ１等の真のＩＦキャリア周波数と、最大約５０Ｈｚの乖離を生じている。
制御部１００は、ピーク周波数Ｆ０を示すピーク周波数情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００４２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、参照周波数算出プログラム１２６を格納している。参照周波数算出プログラム１２６と制御部１００は、参照周波数算出手段の一例である。
制御部１００は参照周波数算出プログラム１２６に基づいて、ピーク周波数Ｆ０よりも１００Ｈｚ低い周波数Ｆ１と、ピーク周波数Ｆ０よりも１００Ｈｚ高い周波数Ｆ２を算出する。制御部１００は、周波数Ｆ１及び周波数Ｆ２を示す参照周波数情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。周波数Ｆ１は低周波数の一例である。周波数Ｆ２は高周波数の一例である。
ピーク周波数Ｆ０と周波数Ｆ１との周波数差分と、ピーク周波数Ｆ０と周波数Ｆ２との周波数差分が等しくなるように、周波数Ｆ１と周波数Ｆ１が規定される。本実施の形態では、周波数差分は１００Ｈｚに設定されている。
なお、本実施の形態とは異なり、周波数差分は１００Ｈｚに限らない。
【００４３】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、参照相関値算出プログラム１２８を格納している。参照相関値算出プログラム１２８と制御部１００は、参照相関値算出手段の一例である。
制御部１００は参照相関値算出プログラム１２８に基づいて、周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ１と、周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ２を算出する。具体的には、制御部１００は、第２相関情報１６４を参照して、相関値Ｐ１及び相関値Ｐ２を算出する。
制御部１００は、相関値Ｐ１及び相関値Ｐ２を示す参照相関値情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００４４】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２推定周波数算出プログラム１３０を格納している。第２推定周波数算出プログラム１３０は、制御部１００が、ピーク周波数Ｆ０と相関ピーク値Ｐｍａｘ（Ｐ０）、周波数Ｆ１と相関値Ｐ１、及び、周波数Ｆ２と相関値Ｐ２とに基づいて、第２推定周波数Ｆｒを算出するためのプログラムである。第２推定周波数Ｆｒは、補正後ピーク周波数の一例である。第２推定周波数算出プログラム１３０と制御部１００は、補正後ピーク周波数算出手段の一例である。
【００４５】
図９及び図１０は、第２推定周波数算出プログラム１３０の説明図である。
相関値Ｐと周波数Ｆを示すグラフは、図９及び図１０に示すように、二等辺三角形を描く。
図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、ピーク周波数Ｆ０と相関ピーク値Ｐ０によって点Ｇ０が規定される。周波数Ｆ１と相関値Ｐ１によって点Ｇ１が規定される。そして、周波数Ｆ２と相関値Ｐ２とによって点Ｇ２が規定される。
【００４６】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２よりも小さい場合には、点Ｇ０と点Ｇ１は傾きａ（ａは正の数）の同一直線上にある。点Ｇ０と点Ｇ１を結んだ直線が直線Ｌ１である。
そして、点Ｇ２は、傾きが−ａの直線上にある。傾きが−ａで、かつ、点Ｇ２を通る直線が直線Ｌ２である。
そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点が二等辺三角形の頂点Ｈである。頂点Ｈに対応する周波数が、第２推定周波数Ｆｒである。図９（ｂ）の連立方程式１を解くと、未知数Ｆｒ、Ｐｒ及び傾きａを算出することができる。
【００４７】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２よりも大きい場合には、点Ｇ０と点Ｇ２は傾き−ａ（ａは正の数）の同一直線上にある。点Ｇ０と点Ｇ２を結んだ直線が直線Ｌ２である。
そして、点Ｇ１は、傾きがａの直線上にある。傾きがａで、かつ、点Ｇ１を通る直線が直線Ｌ１である。
そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点が二等辺三角形の頂点Ｈである。頂点Ｈに対応する周波数が、第２推定周波数Ｆｒである。図１０（ｂ）の連立方程式２を解くと、未知数Ｆｒ、Ｐｒ及び傾きａを算出することができる。
【００４８】
なお、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２と等しい場合には、ピーク周波数Ｆ０が第２推定周波数Ｆｒである。
制御部１００は、第２推定周波数Ｆｒを示す第２推定周波数情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
この第２推定周波数Ｆｒは、周波数Ｆのサーチステップである１００Ｈｚの制限を受けないから、精度の高い情報である。すなわち、ピーク周波数Ｆ０よりも、真のＩＦキャリア周波数に近い。
【００４９】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２位相決定プログラム１３２を格納している。第２位相決定プログラム１３２は、制御部１００が、第２推定周波数Ｆｒを使用して、電波Ｓ１等を受信して、相関処理を行い、測位を行うための第２位相ＣＰ２を算出するためのプログラムである。第２位相決定プログラム１３２と制御部１００は、電波受信手段の一例である。
【００５０】
図１１は、第２位相決定プログラム１３２の説明図である。
図１１の相関グラフにおけるＳＮＲ２は、図６（ｃ）のグラフにおけるＳＮＲ１よりも大きい。これは、第２推定周波数Ｆｒが、真のＩＦキャリア周波数に非常に近いからである。
このため、相関最大値Ｐｍａｘに対応する位相である第２位相ＣＰ２は精度の高い位相情報である。
制御部１００は、第２位相ＣＰ２を示す第２位相情報１７４を第２記憶部１５０に格納する。
上述の第２相関プログラム１２２、ピーク周波数特定プログラム１２４、参照周波数算出プログラム１２６、参照相関値算出プログラム１２８及び第２推定周波数算出プログラム１３０、第２位相決定プログラム１３２に基づく端末２０の動作を、第２相関処理と呼ぶ。
【００５１】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２測位プログラム１３４を格納している。第２測位プログラム１３４は、制御部１００が、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａについての第２位相ＣＰ２を使用して、測位を行い、測位位置Ｑ２を算出するためのプログラムである。
制御部１００は、測位位置Ｑ２を示す第２測位位置情報１７６を第２記憶部１５０に格納する。
【００５２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、信号強度評価プログラム１３６を格納している。
信号強度評価プログラム１３６は、アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度ＳＰを評価するためのプログラムである。アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度ＳＰは、相関値から推定することができる。
制御部１００は、例えば、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上である場合には、第１相関処理を行って、測位位置Ｑ１を算出する。
そして、制御部１００は、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下である場合には、第２相関処理を行って、測位位置Ｑ２を算出する。
そして、制御部１００は、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満である場合には、第１相関処理と第２相関処理を平行して実施する。そして、制御部１００は、第１位相ＣＰ１を使用して、測位位置Ｑ１を算出する。
【００５３】
端末２０は、以上のように構成されている。
上述のように、端末２０は、ピーク周波数Ｆ０（図４参照）を特定することができる。
また、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒ（図４参照）を算出することができる。
レプリカＣ／Ａコードの位相を固定した場合、相関値と受信周波数（ＩＦキャリア周波数）との関係を示すグラフは、図９に示すように、相関値の最大値に対応する点を頂点とする二等辺三角形を描く。そして、ピーク周波数Ｆ０に対応する点Ｇ０はその頂点Ｈ付近に位置し、ピーク周波数Ｆ０の前後の周波数Ｆ１及びＦ２にそれぞれ対応する点Ｇ１及びＧ２はそれぞれ異なる斜辺に位置する。そして、点Ｇ１及び点Ｇ２のいずれか一方は、点Ｇ１と同一の斜辺に位置するから、斜辺の傾きａを特定することができる。二等辺三角形においては、一方の斜辺の傾きを特定することができれば、他方の斜辺の傾きも特定することができる。そして、二つの斜辺が交わった点が頂点Ｈである。そしてこの頂点Ｈに対応する周波数が、上述の第２推定周波数Ｆｒである。
上述のように、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることができない場合であっても、ピーク周波数Ｆ０は必ず１つ存在する。そして、ピーク周波数Ｆ０を特定すれば、第２推定周波数Ｆｒを算出することができる。
そして、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒを使用して、電波Ｓ１等を受信することができる。このため、精度よく相関値Ｐを算出することができ、現在位置を精度よく算出することができる。
これにより、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【００５４】
また、端末２０は、ＰＬＬによって、レプリカＣ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードとのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。
これにより、電波Ｓ１等の信号強度が所定の強度範囲の場合に、ＰＬＬを有効に機能させ、受信周波数を継続的に電波Ｓ１等のＩＦキャリア周波数に近づけることができる。
【００５５】
また、端末２０は、電波Ｓ１等の信号強度が所定範囲の場合には、上述の第１相関処理と第２相関処理を平行して行うことができる。このため、信号強度ＳＰが所定の強度よりも大きい状態からから小さい状態に移行した場合に、連続的に精度良く測位を行うことができる。
【００５６】
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１２及び図１３を使用して説明する。
図１２及び図１３は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００５７】
まず、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、エフェメリス１５２ｂと初期位置Ｑ０から、推定周波数Ａを算出する（図１２のステップＳＴ１）。
続いて、端末２０は、第１相関処理を行う（ステップＳＴ２）。
【００５８】
続いて、端末２０は、信号強度ＳＰを判断する（ステップＳＴ３）。
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上であると判断すると、第１相関処理を継続し（ステップＳＴ４Ａ）、第１位相ＣＰ１を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ１を算出する（ステップＳＴ５Ａ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１を出力する（ステップＳＴ６Ａ）。
続いて、端末２０は、測位が測位規定回数である例えば、１０回に達したか否かを判断する（ステップＳＴ７）。
端末２０は、測位が測位規定回数に達したと判断した場合には測位を終了する。
端末２０は、測位が測位規定回数に達していない判断した場合にはステップＳＴ３以降を実施する。
【００５９】
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下であると判断すると、第１相関処理を停止し、第２相関処理を行う（ステップＳＴ４Ｂ）。
第２相関処理においては、端末２０は、まず、ピーク周波数Ｆ０（図４参照）を特定する（図１３のステップＳＴ１０１）。このステップＳＴ１０１は、ピーク周波数特定ステップの一例である。
続いて、端末２０は、周波数Ｆ１及びＦ２（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０２）。このステップＳＴ１０２は、参照周波数算出ステップの一例である。
【００６０】
続いて、端末２０は、相関値Ｐ２及びＰ３（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０３）。このステップＳＴ１０３は、参照相関値算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒ（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０４）。このステップＳＴ１０４は、補正後ピーク周波数算出ステップの一例である。
【００６１】
続いて、端末２０は、第２位相ＣＰ２を算出し、その第２位相ＣＰ２を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ２を算出する（図１２のステップＳＴ５Ｂ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ２を出力し（ステップＳＴ６Ｂ）、ステップＳＴ７を実施する。
【００６２】
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満であると判断すると、第１相関処理と第２相関処理を平行実施する（図１２のステップＳＴ４Ｃ）。
続いて、端末２０は、第１位相ＣＰ１を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ１を算出する（ステップＳＴ５Ｃ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１を出力し（ステップＳＴ６Ｃ）、ステップＳＴ７を実施する。
端末２０は、測位が測位規定回数に達していない判断した場合にはステップＳＴ３以降を実施する。再度のステップＳＴ３において、端末２０は、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以下であると判断すると、ステップＳＴ４Ｂに進む。ここで、第１相関処理と第２相関処理が平行して継続しているから、第１相関処理を停止し、直ちに第２相関処理を実施することができる。これは、第１相関処理においてＰＬＬが機能しなくなった後に、第２相関処理を開始するのではなくて、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下に低下するおそれがある中程度の状態（信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満の状態）で、第２相関処理を継続しておくことを意味する。このため、第２相関処理において、新たに広範囲の周波数及び位相をサーチする必要がないから、迅速にステップＳＴ５Ｂ以下を実施することができる。
また、中程度の状態（信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満の状態）は、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上になる可能性がある状態でもある。予め第１相関処理を継続しておくことによって、信号強度が−１３８ｄＢｍ以上になった場合に、直ちに第１相関処理だけを実施する状態に移行することができる。
【００６３】
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】
【００６４】
【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】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】ＧＰＳ装置の構成を示す概略図である。
【図４】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図５】第１推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図６】第１相関プログムの説明図である。
【図７】測位方法を示す概念図である。
【図８】ピーク周波数特定プログラムの説明図である。
【図９】第２推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１０】第２推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１１】第２位相決定プログラムの説明図である。
【図１２】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１３】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３４・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・第１推定周波数算出プログラム、１１６・・・第１相関プログラム、１１８・・・第１測位プログラム、１２０・・・測位位置出力プログラム、１２２・・・第２相関プログラム、１２４・・・ピーク周波数特定プログラム、１２６・・・参照周波数算出プログラム、１２８・・・参照相関値算出プログラム、１３０・・・第２推定周波数算出プログラム、１３２・・・第２位相特定プログラム、１３４・・・第２測位プログラム、１３６・・・信号強度評価プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測位衛星からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム、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コードの発信時刻と受信時刻に基づいて、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（特開平１０−３３９７７２号公報等参照）。
ＧＰＳ受信機は、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機が有しているレプリカのＣ／Ａコードとの間で符号同期を行い、最大の相関値を示す位相（以下、コードフェーズと呼ぶ）を算出する。ＧＰＳ受信機は、このコードフェーズを利用して、上述の擬似距離を算出することができる。
上述のＣ／Ａコードは衛星電波に乗せられているから、上述の符号同期を正確に行うためには、符号同期と、受信した衛星電波のキャリア周波数（ＩＦ（中間）キャリア周波数）とＧＰＳ受信機内部の周波数の同期（以下「周波数同期」と呼ぶ）を行う必要がある。
衛星電波の信号強度が強く、例えば、１ミリ秒（ｍｓ）という短時間ごとに相関結果（コヒーレント結果）を出力することができる場合には、そのコヒーレント結果に基づいて周波数を修正するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）を構成することによって、周波数同期を行うことができる（例えば、特開２００３−９８２４４段落００２０参照）。
しかし、衛星電波の強度が弱い場合には、ＰＬＬによる周波数同期ができず、いずれ符号同期もできなくなる。
これに対して、本来のＩＦキャリア周波数を予想して予想ＩＦキャリア周波数を設定し、その予想ＩＦキャリア周波数よりも所定の値だけ高い周波数及び低い周波数における信号レベルの差が低減するようにして、予想ＩＦキャリア周波数を真のＩＦキャリア周波数に近づけ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２００３−２５５０３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の技術においては、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定める必要がある。ところが、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合には、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定め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、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位する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、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を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定手段と、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出手段と、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出手段と、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出手段と、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信手段と、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、前記ピーク周波数特定手段を有するから、前記ピーク周波数を特定することができる。
また、前記測位装置は、前記補正後ピーク周波数算出手段を有するから、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数によって規定される第１点と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数によって規定される第２点と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数によって規定される第３点の３点に基づいて、補正後ピーク周波数を算出することができる。
前記レプリカ測位基礎符号の位相を固定した場合、前記相関値と受信周波数（ＩＦキャリア周波数）との関係を示すグラフは、理論上、相関値の最大値に対応する点を頂点とする二等辺三角形を描く。そして、上述の第１点はその頂点付近に位置し、第２点及び第３点はそれぞれ異なる斜辺に位置する。そして、第２点及び第３点のいずれか一方は、第１点と同一の斜辺に位置するから、斜辺の傾きを特定することができる。二等辺三角形においては、一方の斜辺の傾きを特定することができれば、他方の斜辺の傾きも特定することができる。そして、二つの斜辺が交わった点が頂点である。そしてこの頂点に対応する周波数が、上述の前記補正後ピーク周波数である。
上述のように、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を適切に定めることができない場合であっても、前記ピーク周波数は必ず１つ存在する。そして、前記ピーク周波数を特定すれば、周波数サーチのサーチ幅による制限を受けることなく、前記補正後ピーク周波数算出手段によって前記補正後ピーク周波数を算出することができる。
そして、前記測位装置は、前記電波受信手段を有するから、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信することができる。このため、精度よく前記相関値を算出することができ、現在位置を精度良く算出することができる。
これにより、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行う受信周波数制御手段を有することを特徴とする測位装置である。
である。
【０００８】
第２の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記受信周波数制御手段を有するから、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。
これにより、前記電波の信号強度が所定の強度範囲の場合に、前記受信周波数を継続的に前記電波のＩＦキャリア周波数に近づけることができる。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明の構成において、前記補正後ピーク周波数算出手段と前記受信周波数制御手段とが平行して作動することを特徴とする請求項２に記載の測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記電波の信号強度が所定の強度よりも大きい場合には、前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。また、前記電波の信号強度が所定の強度よりも小さい場合に、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信することができる。
このため、前記受信強度が所定の強度よりも大きい状態からから小さい状態に移行した場合に、連続的に精度良く測位を行うことができる。
【００１１】
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、前記発信源は、測位衛星であることを特徴とする測位装置である。
【００１２】
前記目的は、第５の発明によれば、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法である。
【００１３】
第５の発明の構成によれば、第１の発明の構成と同様に、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、コンピュータに、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の端末２０等を示す概略図である。
図１に示すように、端末２０は、複数の測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４を受信することができる。電波Ｓ１等は電波の一例である。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、発信源の一例でもある。
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コードである。このＣ／Ａコードは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）から構成されている。そして、このＣ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。このＣ／Ａコードは、測位基礎符号の一例である。そして、端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例である。
端末２０は、自動車１５に搭載されており、自動車１５の移動に連れて移動しつつ、現在位置を測位するようになっている。
【００１８】
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コードを受信して、現在位置を測位することができるようになっている。
端末２０は、まず、受信したＣ／ＡコードがどのＧＰＳ衛星に対応するものかを特定する。次に、端末２０は、相関処理によって、受信したＣ／Ａコードの位相（以下「コードフェーズ」と呼ぶ）を算出する。続いて、端末２０は、そのコードフェーズを使用して、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との距離（以後、擬似距離と呼ぶ）を算出する。続いて、現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の衛星軌道上の位置と、上述の擬似距離に基づいて、現在位置の測位演算を行うことができるように構成されている。
Ｃ／Ａコードは、電波Ｓ１等に乗せられているから、端末２０が、電波Ｓ１等を受信するときの受信周波数が不正確であると、相関処理によって算出するコードフェーズの精度も劣化する。ＧＰＳ衛星１２ａ等はその衛星軌道上を移動しているから、この受信周波数は変化し続けているが、電波Ｓ１等の信号強度が強い場合には、電波Ｓ１等を利用したＰＬＬによって周波数同期を確保し続けることができる。
ところが、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合には、ＰＬＬは有効に機能しない。また、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合には、電波Ｓ１等のＩＦキャリア周波数を的確に予想することも困難である。
この点、端末２０は、以下に説明するように、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合
に、ＩＦキャリア周波数を予想することなく、精度よく現在位置を測位することができるようになっている。
【００１９】
端末２０は例えば、携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等であるが、これらに限らない。
また、ＧＰＳ衛星１２ａ等は、４個に限らず、３個でもよいし、５個以上でもよい。
【００２０】
（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、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、外部記憶装置２８が接続されている。外部記憶装置２８は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）である。
また、バス２２には、電源装置３０、入力装置３２、ＧＰＳ装置３４、表示装置４７、時計４８が接続されている。
【００２１】
（ＧＰＳ装置３４の構成について）
図３は、ＧＰＳ装置３４の構成を示す概略図である。
図３に示すように、ＧＰＳ装置３４は、ＲＦ部３５とベースバンド部３６で構成される。
ＲＦ部３５は、アンテナ３５ａで電波Ｓ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３５ｂが、電波Ｓ１に乗せられているＣ／Ａコード等の信号を増幅する。そして、ミキサ３５ｃが、信号の周波数を中間（ＩＦ）キャリア周波数にダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３５ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、ＡＤコンバータ３５ｅ１及び３５ｅ２が、ＩＱ分離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されている。
ベースバンド部３６は、ＲＦ部３５からデジタル信号に変換されたＩＦキャリア周波数の信号を受信する。
ベースバンド部３６の相関部３７は、入力したデジタル信号を例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）の時間において同期積算し、その積算結果とレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理であるコヒーレントを行う。相関部３７は、ＮＣＯ３８、コードジェネレータ３９及び相関器４０から構成される。コードジェネレータ３９は、ＮＣＯ３８が発生するクロックのタイミングでレプリカＣ／Ａコードを発生する。相関器４０はＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとり、位相の特定及び相関値の算出を行う。相関部３７には、周波数及びレプリカＣ／Ａコードの位相を設定することができる。
信号積算器４１は、相関部３７から出力された相関値を積算する処理であるインコヒーレントを行う。
コードフェーズ検出器４２は、相関部３７の出力値と信号積算器４１からの出力値から、コードフェーズを検出する。
【００２２】
上述のように、相関処理は、コヒーレントと、インコヒーレントから構成される。
コヒーレントは、相関部３７が、受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードの相関をとる処理である。
例えば、コヒーレント時間が２０ｍｓｅｃであれば、２０ｍｓｅｃ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、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位相と、インコヒーレント値が出力される。相関値Ｐはインコヒーレント値である。
電波Ｓ１等の信号強度が十分に強い場合には、位相検出器４３が相関器４０から位相情報を取得して、ＮＣＯ３８に供給し、ＰＬＬを構成することができる。この結果、ＩＦキャリア周波数と同期した周波数において、レプリカＣ／Ａコードを発生させることができる。具体的には、相関値Ｐが最大になるように、受信周波数の制御が行われる。
位相検出器４３、相関器４０及びＮＣＯ３８は、受信周波数制御手段の一例である。
【００２３】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図４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４に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図２のＧＰＳ装置３４に対応するＧＰＳ部１０２、時計４８に対応する計時部１０４、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。
【００２４】
図４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１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、すべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の軌道を示す情報である。エフェメリス１５２ｂは、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な軌道を示す情報である。
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。
【００２５】
図４に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、初期位置情報１５４を格納している。初期位置情報１５４は、端末２０の現在の初期位置Ｐ０を示す情報である。初期位置Ｑ０は、例えば、前回測位時の測位位置である。
【００２６】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、観測可能衛星算出プログラム１１２を格納している。観測可能衛星算出プログラム１１２は、制御部１００が、アルマナック１５２ａを参照して、計時部１０４によって計測した現在時刻において初期位置Ｑ０から観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を示す観測可能衛星情報１５６を生成するためのプログラムである。
制御部１００は、生成した観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。
【００２７】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１推定周波数算出プログラム１１４を格納している。第１推定周波数算出プログラム１１４は、制御部１００が、電波Ｓ１等ごとのＩＦキャリア周波数の予測値である第１推定周波数Ａを算出するためのプログラムである。第１推定周波数Ａは、端末２０が、例えば、現在時刻においてＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信するときの電波Ｓ１のＩＦキャリア周波数の予測値である。
【００２８】
図５は、第１推定周波数算出プログラム１１４の説明図である。
図５に示すように、第１推定周波数Ａは、発信周波数Ｈ１からドップラー偏移Ｈ２を加えた周波数である。発信周波数Ｈ１は、電波Ｓ１等がＧＰＳ衛星１２ａ等から発信されるときの周波数である例えば、１．５ＧＨｚと、ミキサ３５ｃによるダウンコバート率によって決定される既知の値である。ドップラー偏移Ｈ２は、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０の相対移動によって生じる周波数偏移であり、常に変動している。ドップラー偏移Ｈ２は、端末２０の初期位置Ｐ０とエフェメリス１５２ｂによって、算出することができる。
制御部１００は、第１推定周波数Ａを示す第１推定周波数情報１５８を第２記憶部１５０に格納する。
【００２９】
ただし、端末２０の位置が正確な現在位置ではなくて初期位置Ｑ０であること、ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０は常に相対移動を行っていることによって、算出したドップラー偏移Ｈ１は真のドップラー偏移とは乖離する可能性がある。
このため、第１推定周波数Ａは、真のＩＦキャリア周波数とは乖離するのが通常である。
【００３０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１相関プログラム１１６を格納している。第１相関プログラム１１６は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関値を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（コードフェーズ）である第１位相ＣＰ１を算出するためのプログラムである。
なお、第１位相ＣＰ１は、Ｃ／Ａコードの位相であり、レプリカＣ／Ａコードの位相でもある。
【００３１】
図６は、第１相関プログラム１１６の説明図である。
図６（ａ）に示すように、制御部１００はベースバンド部３６によって、Ｃ／Ａコードの１チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。Ｃ／Ａコードの１チップは、例えば、３２等分される。すなわち、３２分の１チップの位相幅（第１位相幅Ｗ１）間隔で相関処理を行う。制御部１００が相関処理を行うときの第１位相幅Ｗ１間隔の位相を第１サンプリング位相ＳＣ１と呼ぶ。
第１位相幅Ｗ１は、アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度が−１５５ｄＢｍ以上である場合に、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができる位相幅として規定されている。３２分の１チップの位相幅であれば、信号強度が−１５５ｄＢｍ以上であれば弱電界であっても、相関最大値Ｐｍａｘを検出することができることがシミュレーションによって明らかになっている。
【００３２】
図６（ｂ）に示すように、制御部１００は、推定周波数Ａ±１００ｋＨｚの範囲を、１００Ｈｚ単位で変動させながら相関処理を行う。各周波数ごとに、コードフェーズＣＰを第１位相幅Ｗ１で変動させて、相関最大値Ｐｍａｘを算出することができる周波数及びコードフェーズを特定する。
なお、測位開始時においては、レプリカＣ／Ａコードを０から１０２３チップまで変動させる。
そして、一度相関最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズ及び周波数を特定すると、その後は、相関最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズ及び周波数を中心にして、測位開始時よりも狭い範囲において、信号Ｓ１等のサーチを行う。例えば、制御部１００は、既に算出している第１測位位相ＣＰ１を中心に、±２５６チップの位相範囲をサーチする。また、周波数については、相関最大値Ｐｍａｘに対応する周波数を中心に、±１．０ｋＨｚの範囲を１００Ｈｚ単位でサーチする。この条件を、第１トラッキング条件と呼ぶ。
【００３３】
図６（ｃ）に示すように、ベースバンド部３６からは、２チップ分の位相Ｃ１乃至Ｃ６４に対応する相関値Ｐが出力される。各位相Ｃ１乃至Ｃ６４が、第１サンプリング位相ＳＣ１である。
Ｐｎｏｉｓｅに対するＰｍａｘの比をＳＮＲと呼ぶ。Ｐｎｏｉｓｅは環境雑音の信号レベルである。ＰｍａｘはＧＰＳ衛星１２ａ等からの信号レベルである。
信号Ｓ１等の信号強度が弱い状態においては、図６（ｃ）ＳＮＲ１は、比較的小さい。
【００３４】
制御部１００は、相関値Ｐｍａｘに対応する第１位相ＣＰ１を特定する。
制御部１００は、第１位相ＣＰ１を示す第１位相情報１６０を第２記憶部位１５０に格納する。
ＳＮＲ１が小さいほど、第１位相ＣＰ１の精度は低い。
なお、上述の第１相関プログラム１１６に基づく端末２０の動作を、第１相関処理と呼ぶ。
【００３５】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１測位プログラム１１８を格納している。第１測位プログラム１１８は、制御部１００が、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等に対応する第１位相ＣＰ１に基づいて、現在位置を測位して測位位置Ｑ１を算出するためのプログラムである。
【００３６】
図７は、測位方法を示す概念図である。
図７に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、複数の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コードの長さの整数倍とは限らないから、コード端数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（Ｃ／Ａコードがｎ個（ｎは整数）並んでいる部分）と、端数部分（コード端数Ｃ／Ａａ）が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分とコード端数Ｃ／Ａａの合計の長さが擬似距離である。端末２０は、この擬似距離を使用して測位を行う。
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリス１５２ｂを使用して算出可能である。そして、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。
そして、図７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、相関処理を行を行う。
相関値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。そして、このコード端数Ｃ／Ａａが、第１位相ＣＰ１である。
【００３７】
制御部１００は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等に対応する第１位相ＣＰ１に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との擬似距離を算出する。そして、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置はエフェリス１５２ｂによって算出する。そして、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等の軌道上の位置と、擬似距離に基づいて、現在位置を測位して測位位置Ｑ１を算出する。
制御部１００は、測位位置Ｑ１を示す第１測位位置情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００３８】
図４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１２０を格納している。測位位置出力プログラム１２０は、制御部１００が、測位位置Ｑ１又は後述の測位位置Ｑ２を表示装置４７に表示するためのプログラムである。
【００３９】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２相関プログラム１２２を格納している。第２相関プログラム１２２は、制御部１００が相関処理を行い、相関値Ｐとコードフェ−ズＣＰを算出するためのプログラムである。
制御部１００は、相関値Ｐとコードフェ−ズＣＰ示す第２相関情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００４０】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、ピーク周波数特定プログラム１２４を格納している。ピーク周波数特定プログラム１２４と制御部１００は、ピーク周波数特定手段の一例である。
【００４１】
図８は、ピーク周波数特定プログラム１２４の説明図である。
図８に示すように、制御部１００は、相関最大値Ｐｍａｘに対応する周波数をピーク周波数Ｆ０として特定する。ピーク周波数Ｆ０はピーク周波数の一例である。
このピーク周波数Ｆ０は、端末２０が例えば、１００Ｈｚの幅でサーチを行った結果であるから、受信した電波Ｓ１等の真のＩＦキャリア周波数と、最大約５０Ｈｚの乖離を生じている。
制御部１００は、ピーク周波数Ｆ０を示すピーク周波数情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００４２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、参照周波数算出プログラム１２６を格納している。参照周波数算出プログラム１２６と制御部１００は、参照周波数算出手段の一例である。
制御部１００は参照周波数算出プログラム１２６に基づいて、ピーク周波数Ｆ０よりも１００Ｈｚ低い周波数Ｆ１と、ピーク周波数Ｆ０よりも１００Ｈｚ高い周波数Ｆ２を算出する。制御部１００は、周波数Ｆ１及び周波数Ｆ２を示す参照周波数情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。周波数Ｆ１は低周波数の一例である。周波数Ｆ２は高周波数の一例である。
ピーク周波数Ｆ０と周波数Ｆ１との周波数差分と、ピーク周波数Ｆ０と周波数Ｆ２との周波数差分が等しくなるように、周波数Ｆ１と周波数Ｆ１が規定される。本実施の形態では、周波数差分は１００Ｈｚに設定されている。
なお、本実施の形態とは異なり、周波数差分は１００Ｈｚに限らない。
【００４３】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、参照相関値算出プログラム１２８を格納している。参照相関値算出プログラム１２８と制御部１００は、参照相関値算出手段の一例である。
制御部１００は参照相関値算出プログラム１２８に基づいて、周波数Ｆ１に対応する相関値Ｐ１と、周波数Ｆ２に対応する相関値Ｐ２を算出する。具体的には、制御部１００は、第２相関情報１６４を参照して、相関値Ｐ１及び相関値Ｐ２を算出する。
制御部１００は、相関値Ｐ１及び相関値Ｐ２を示す参照相関値情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００４４】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２推定周波数算出プログラム１３０を格納している。第２推定周波数算出プログラム１３０は、制御部１００が、ピーク周波数Ｆ０と相関ピーク値Ｐｍａｘ（Ｐ０）、周波数Ｆ１と相関値Ｐ１、及び、周波数Ｆ２と相関値Ｐ２とに基づいて、第２推定周波数Ｆｒを算出するためのプログラムである。第２推定周波数Ｆｒは、補正後ピーク周波数の一例である。第２推定周波数算出プログラム１３０と制御部１００は、補正後ピーク周波数算出手段の一例である。
【００４５】
図９及び図１０は、第２推定周波数算出プログラム１３０の説明図である。
相関値Ｐと周波数Ｆを示すグラフは、図９及び図１０に示すように、二等辺三角形を描く。
図９（ａ）及び図１０（ａ）に示すように、ピーク周波数Ｆ０と相関ピーク値Ｐ０によって点Ｇ０が規定される。周波数Ｆ１と相関値Ｐ１によって点Ｇ１が規定される。そして、周波数Ｆ２と相関値Ｐ２とによって点Ｇ２が規定される。
【００４６】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２よりも小さい場合には、点Ｇ０と点Ｇ１は傾きａ（ａは正の数）の同一直線上にある。点Ｇ０と点Ｇ１を結んだ直線が直線Ｌ１である。
そして、点Ｇ２は、傾きが−ａの直線上にある。傾きが−ａで、かつ、点Ｇ２を通る直線が直線Ｌ２である。
そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点が二等辺三角形の頂点Ｈである。頂点Ｈに対応する周波数が、第２推定周波数Ｆｒである。図９（ｂ）の連立方程式１を解くと、未知数Ｆｒ、Ｐｒ及び傾きａを算出することができる。
【００４７】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２よりも大きい場合には、点Ｇ０と点Ｇ２は傾き−ａ（ａは正の数）の同一直線上にある。点Ｇ０と点Ｇ２を結んだ直線が直線Ｌ２である。
そして、点Ｇ１は、傾きがａの直線上にある。傾きがａで、かつ、点Ｇ１を通る直線が直線Ｌ１である。
そして、直線Ｌ１と直線Ｌ２の交点が二等辺三角形の頂点Ｈである。頂点Ｈに対応する周波数が、第２推定周波数Ｆｒである。図１０（ｂ）の連立方程式２を解くと、未知数Ｆｒ、Ｐｒ及び傾きａを算出することができる。
【００４８】
なお、相関値Ｐ１が相関値Ｐ２と等しい場合には、ピーク周波数Ｆ０が第２推定周波数Ｆｒである。
制御部１００は、第２推定周波数Ｆｒを示す第２推定周波数情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
この第２推定周波数Ｆｒは、周波数Ｆのサーチステップである１００Ｈｚの制限を受けないから、精度の高い情報である。すなわち、ピーク周波数Ｆ０よりも、真のＩＦキャリア周波数に近い。
【００４９】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２位相決定プログラム１３２を格納している。第２位相決定プログラム１３２は、制御部１００が、第２推定周波数Ｆｒを使用して、電波Ｓ１等を受信して、相関処理を行い、測位を行うための第２位相ＣＰ２を算出するためのプログラムである。第２位相決定プログラム１３２と制御部１００は、電波受信手段の一例である。
【００５０】
図１１は、第２位相決定プログラム１３２の説明図である。
図１１の相関グラフにおけるＳＮＲ２は、図６（ｃ）のグラフにおけるＳＮＲ１よりも大きい。これは、第２推定周波数Ｆｒが、真のＩＦキャリア周波数に非常に近いからである。
このため、相関最大値Ｐｍａｘに対応する位相である第２位相ＣＰ２は精度の高い位相情報である。
制御部１００は、第２位相ＣＰ２を示す第２位相情報１７４を第２記憶部１５０に格納する。
上述の第２相関プログラム１２２、ピーク周波数特定プログラム１２４、参照周波数算出プログラム１２６、参照相関値算出プログラム１２８及び第２推定周波数算出プログラム１３０、第２位相決定プログラム１３２に基づく端末２０の動作を、第２相関処理と呼ぶ。
【００５１】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２測位プログラム１３４を格納している。第２測位プログラム１３４は、制御部１００が、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａについての第２位相ＣＰ２を使用して、測位を行い、測位位置Ｑ２を算出するためのプログラムである。
制御部１００は、測位位置Ｑ２を示す第２測位位置情報１７６を第２記憶部１５０に格納する。
【００５２】
図４に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、信号強度評価プログラム１３６を格納している。
信号強度評価プログラム１３６は、アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度ＳＰを評価するためのプログラムである。アンテナ３５ａに入力する信号の信号強度ＳＰは、相関値から推定することができる。
制御部１００は、例えば、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上である場合には、第１相関処理を行って、測位位置Ｑ１を算出する。
そして、制御部１００は、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下である場合には、第２相関処理を行って、測位位置Ｑ２を算出する。
そして、制御部１００は、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満である場合には、第１相関処理と第２相関処理を平行して実施する。そして、制御部１００は、第１位相ＣＰ１を使用して、測位位置Ｑ１を算出する。
【００５３】
端末２０は、以上のように構成されている。
上述のように、端末２０は、ピーク周波数Ｆ０（図４参照）を特定することができる。
また、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒ（図４参照）を算出することができる。
レプリカＣ／Ａコードの位相を固定した場合、相関値と受信周波数（ＩＦキャリア周波数）との関係を示すグラフは、図９に示すように、相関値の最大値に対応する点を頂点とする二等辺三角形を描く。そして、ピーク周波数Ｆ０に対応する点Ｇ０はその頂点Ｈ付近に位置し、ピーク周波数Ｆ０の前後の周波数Ｆ１及びＦ２にそれぞれ対応する点Ｇ１及びＧ２はそれぞれ異なる斜辺に位置する。そして、点Ｇ１及び点Ｇ２のいずれか一方は、点Ｇ１と同一の斜辺に位置するから、斜辺の傾きａを特定することができる。二等辺三角形においては、一方の斜辺の傾きを特定することができれば、他方の斜辺の傾きも特定することができる。そして、二つの斜辺が交わった点が頂点Ｈである。そしてこの頂点Ｈに対応する周波数が、上述の第２推定周波数Ｆｒである。
上述のように、電波Ｓ１等の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることができない場合であっても、ピーク周波数Ｆ０は必ず１つ存在する。そして、ピーク周波数Ｆ０を特定すれば、第２推定周波数Ｆｒを算出することができる。
そして、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒを使用して、電波Ｓ１等を受信することができる。このため、精度よく相関値Ｐを算出することができ、現在位置を精度よく算出することができる。
これにより、衛星電波の信号強度が極めて弱い場合において、予想ＩＦキャリア周波数を定めることを要せずに、精度良く測位することができる。
【００５４】
また、端末２０は、ＰＬＬによって、レプリカＣ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードとのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行うことができる。
これにより、電波Ｓ１等の信号強度が所定の強度範囲の場合に、ＰＬＬを有効に機能させ、受信周波数を継続的に電波Ｓ１等のＩＦキャリア周波数に近づけることができる。
【００５５】
また、端末２０は、電波Ｓ１等の信号強度が所定範囲の場合には、上述の第１相関処理と第２相関処理を平行して行うことができる。このため、信号強度ＳＰが所定の強度よりも大きい状態からから小さい状態に移行した場合に、連続的に精度良く測位を行うことができる。
【００５６】
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１２及び図１３を使用して説明する。
図１２及び図１３は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００５７】
まず、端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、エフェメリス１５２ｂと初期位置Ｑ０から、推定周波数Ａを算出する（図１２のステップＳＴ１）。
続いて、端末２０は、第１相関処理を行う（ステップＳＴ２）。
【００５８】
続いて、端末２０は、信号強度ＳＰを判断する（ステップＳＴ３）。
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上であると判断すると、第１相関処理を継続し（ステップＳＴ４Ａ）、第１位相ＣＰ１を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ１を算出する（ステップＳＴ５Ａ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１を出力する（ステップＳＴ６Ａ）。
続いて、端末２０は、測位が測位規定回数である例えば、１０回に達したか否かを判断する（ステップＳＴ７）。
端末２０は、測位が測位規定回数に達したと判断した場合には測位を終了する。
端末２０は、測位が測位規定回数に達していない判断した場合にはステップＳＴ３以降を実施する。
【００５９】
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下であると判断すると、第１相関処理を停止し、第２相関処理を行う（ステップＳＴ４Ｂ）。
第２相関処理においては、端末２０は、まず、ピーク周波数Ｆ０（図４参照）を特定する（図１３のステップＳＴ１０１）。このステップＳＴ１０１は、ピーク周波数特定ステップの一例である。
続いて、端末２０は、周波数Ｆ１及びＦ２（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０２）。このステップＳＴ１０２は、参照周波数算出ステップの一例である。
【００６０】
続いて、端末２０は、相関値Ｐ２及びＰ３（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０３）。このステップＳＴ１０３は、参照相関値算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、第２推定周波数Ｆｒ（図４参照）を算出する（ステップＳＴ１０４）。このステップＳＴ１０４は、補正後ピーク周波数算出ステップの一例である。
【００６１】
続いて、端末２０は、第２位相ＣＰ２を算出し、その第２位相ＣＰ２を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ２を算出する（図１２のステップＳＴ５Ｂ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ２を出力し（ステップＳＴ６Ｂ）、ステップＳＴ７を実施する。
【００６２】
端末２０は、ステップＳＴ３において、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満であると判断すると、第１相関処理と第２相関処理を平行実施する（図１２のステップＳＴ４Ｃ）。
続いて、端末２０は、第１位相ＣＰ１を使用して現在位置を測位して、測位位置Ｑ１を算出する（ステップＳＴ５Ｃ）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１を出力し（ステップＳＴ６Ｃ）、ステップＳＴ７を実施する。
端末２０は、測位が測位規定回数に達していない判断した場合にはステップＳＴ３以降を実施する。再度のステップＳＴ３において、端末２０は、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以下であると判断すると、ステップＳＴ４Ｂに進む。ここで、第１相関処理と第２相関処理が平行して継続しているから、第１相関処理を停止し、直ちに第２相関処理を実施することができる。これは、第１相関処理においてＰＬＬが機能しなくなった後に、第２相関処理を開始するのではなくて、信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍ以下に低下するおそれがある中程度の状態（信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満の状態）で、第２相関処理を継続しておくことを意味する。このため、第２相関処理において、新たに広範囲の周波数及び位相をサーチする必要がないから、迅速にステップＳＴ５Ｂ以下を実施することができる。
また、中程度の状態（信号強度ＳＰが−１４２ｄＢｍより大きく−１３８ｄＢｍ未満の状態）は、信号強度ＳＰが−１３８ｄＢｍ以上になる可能性がある状態でもある。予め第１相関処理を継続しておくことによって、信号強度が−１３８ｄＢｍ以上になった場合に、直ちに第１相関処理だけを実施する状態に移行することができる。
【００６３】
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】
【００６４】
【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】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図３】ＧＰＳ装置の構成を示す概略図である。
【図４】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図５】第１推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図６】第１相関プログムの説明図である。
【図７】測位方法を示す概念図である。
【図８】ピーク周波数特定プログラムの説明図である。
【図９】第２推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１０】第２推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１１】第２位相決定プログラムの説明図である。
【図１２】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１３】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３４・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・第１推定周波数算出プログラム、１１６・・・第１相関プログラム、１１８・・・第１測位プログラム、１２０・・・測位位置出力プログラム、１２２・・・第２相関プログラム、１２４・・・ピーク周波数特定プログラム、１２６・・・参照周波数算出プログラム、１２８・・・参照相関値算出プログラム、１３０・・・第２推定周波数算出プログラム、１３２・・・第２位相特定プログラム、１３４・・・第２測位プログラム、１３６・・・信号強度評価プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、
前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定手段と、
前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出手段と、
前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出手段と、
前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出手段と、
前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行う受信周波数制御手段を有す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】
前記補正後ピーク周波数算出手段と前記受信周波数制御手段とが平行して作動することを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記発信源は、測位衛星であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置であって、
前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号の相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定手段と、
前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出手段と、
前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出手段と、
前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出手段と、
前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記レプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号とのコヒーレント値が最大になるように受信周波数の制御を行う受信周波数制御手段を有す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】
前記補正後ピーク周波数算出手段と前記受信周波数制御手段とが平行して作動することを特徴とする請求項２に記載の測位装置。
【請求項４】
前記発信源は、測位衛星であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項６】
コンピュータに、
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
複数の発信源からの電波に乗せられている測位基礎符号を使用して、現在位置を測位する測位装置が、前記測位装置が発生するレプリカ測位基礎符号と前記測位基礎符号との相関値の最大値に対応する受信周波数であるピーク周波数を特定するピーク周波数特定ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数よりも低い周波数である低周波数と、前記ピーク周波数よりも高い周波数である高周波数を算出する参照周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記低周波数に対応する前記相関値と、前記高周波数に対応する前記相関値を算出する参照相関値算出ステップと、
前記測位装置が、前記ピーク周波数に対応する前記相関値及び前記ピーク周波数と、前記低周波数に対応する前記相関値及び前記低周波数と、前記高周波数に対応する前記相関値及び前記高周波数とに基づいて、補正後ピーク周波数を算出する補正後ピーク周波数算出ステップと、
前記測位装置が、前記補正後ピーク周波数を使用して、前記電波を受信する電波受信ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００７−２５６１１１（Ｐ２００７−２５６１１１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８１５３３（Ｐ２００６−８１５３３）
【出願日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【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１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【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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