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
【課題】前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除することができる測位装置等を提供すること。
【解決手段】高信頼度衛星ＨＳＶを含む基準衛星群ＢＳを生成する基準衛星群情報生成手段と、基準衛星群ＢＳを使用して基準位置ＢＰを示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、第１擬似距離と第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、第１測位使用可能範囲内の第１差分に対応する通常衛星と高信頼度衛星を構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段等を有する。
【解決手段】高信頼度衛星ＨＳＶを含む基準衛星群ＢＳを生成する基準衛星群情報生成手段と、基準衛星群ＢＳを使用して基準位置ＢＰを示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、第１擬似距離と第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、第１測位使用可能範囲内の第１差分に対応する通常衛星と高信頼度衛星を構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段等を有する。
【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 ＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ ａｎｄ Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる測位基礎符号である。
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、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）。
ここで、衛星電波はＧＰＳ受信機に直接波として到達する場合のほかに、建物等に反射して間接波（以下「マルチパス」と呼ぶ）として到達する場合がある。
マルチパスにおいては、Ｃ／Ａコードの受信時刻が直接波に比べて遅れるため、擬似距離に誤差を生じる。この結果、測位精度が劣化するという問題がある。
これに対して、各ＧＰＳ衛星について、擬似距離と、前回の測位位置とＧＰＳ衛星の衛星軌道上の現在位置との距離（近似距離）とを算出し、擬似距離と近似距離との差が予め定めた誤差許容範囲を越えた場合にマルチパスであると判断し、マルチパスを測位計算に使用しない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２００３−５７３２７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、上述の技術においては、前回の測位位置を現在位置と擬制しているため、高速で移動している場合や衛星電波を長時間受信できない場合等、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合には有効ではない。上述の技術は、例えば、衛星電波を長時間受信できない場合に上述の誤差許容範囲を大きくして対応しているが、誤差許容範囲を大きくするとマルチパスを排除できない場合があるという問題がある。
すなわち、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる可能性がある場合に、誤差許容範囲を調整すると、その調整の仕方が不適切であれば、マルチパスを排除できない場合がある。
また、マルチパスと直接波を区別するために、ＧＰＳ受信機の速度等に応じて誤差許容範囲を調整することは困難であり、上述の特許文献１にも誤差許容範囲の調整方法は具体的に開示されていない。
【０００４】
そこで、本発明は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除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、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、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、前記基準衛星群情報生成手段を有するから、前記基準衛星群情報を生成することができる。前記基準衛星群は、前記高信頼度衛星を構成要素としている。すなわち、前記基準衛星群は直接波に対応する前記測位衛星のみを含み、マルチパスに対応する前記測位衛星を確実に排除して形成されている。
そして、前記測位装置は、前記基準位置情報生成手段を有するから、前記基準位置情報を生成することができる。前記基準位置は、前回の測位位置に基づいて予測した位置ではなくて、実際に現在位置を測位することによって算出された位置である。すなわち、前記基準位置は、現在位置そのものである。
しかも、前記基準位置は前記基準衛星群を使用して生成されているから、マルチパスを排除して算出されており、マルチパスの影響による測位精度の劣化はない。
そして、前記測位装置は、前記第１擬似距離算出手段によって前記第１擬似距離を算出することができ、前記第１近似距離算出手段によって前記第１近似距離を算出することができる。本明細書において「近似距離」は、基準となる地上の位置と測位衛星の現在時刻における衛星軌道上の座標（以後「現在座標」と呼ぶ）との距離を意味する。
ここで、前記第１近似距離は、前回の測位位置に基づいて予測した位置を基礎とするのではなくて、前記基準位置を基礎としているから精度が高い。
さらに、前記測位装置は、前記第１測位使用可能性判断手段によって、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した前記第１測位使用可能範囲内か否かを判断することができる。
そして、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群生成手段を有するから前記第１測位使用衛星群を生成することができる。
上述のように、前記基準位置は現在位置そのものであるから、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間によって、前記第１測位使用可能範囲を変更する必要はない。言い換えると、前記第１測位使用可能範囲を直接波に対応する範囲として予め規定すれば、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、その前記第１測位使用可能範囲を使用することができる。
このため、前記測位装置は、マルチパスに対応する前記通常衛星だけを確実に排除し、直接波に対応する前記測位衛星だけで前記第１測位使用衛星群を形成することができる。
そして、前記測位装置は、前記第１測位位置情報生成手段によって、前記第１測位使用衛星群を使用して前記測位位置情報を生成するから、マルチパスを排除して前記測位位置情報を生成することができる。
以上のように、前記測位装置は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除することができる。
また、上述のように、前記測位装置は、前記基準衛星群情報を出力用の測位には使用せずに、前記基準位置情報を生成するために使用する。そして、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用して、出力する前記測位位置情報を生成する。
前記基準衛星群は、マルチパスを送信する前記測位衛星を含まないが、仰角が高い前記測位衛星で構成されるため、天空における配置（ＰＤＯＰ等）が必ずしも良好ではない。
このため、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用して、出力するための前記測位位置情報を生成する。前記第１測位使用可能範囲内の前記通常衛星は、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星であって、直接波に対応する衛星である。従って、前記第１測位使用衛星群を構成する衛星数は、前記基準衛星群を構成する衛星数以上である。これは、前記第１測位使用衛星群のＰＤＯＰ等は、前記基準衛星群のＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きいことを意味する。
このため、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用することによって、高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記高信頼度衛星と前記通常衛星の合計数が４個である予備衛星群を示す予備衛星群情報を生成する予備衛星群情報生成手段と、各前記予備衛星群を使用して測位計算を行って測位結果を算出し、前記測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段を有し、前記基準衛星群情報生成手段は、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群と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、前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群とすることができる。ここで、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａとは、測位結果の標準偏差を意味する。従って、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さいほど、測位結果のばらつきは小さく、測位結果は安定している。このため、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さい前記予備衛星群を使用した測位結果ほど、信頼性が高い。
このため、前記測位装置は、前記高信頼度衛星が４個未満であっても、信頼性が高い前記基準位置情報を生成することができる。
【０００９】
前記目的は、第３の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記予測位置算出手段を有するから、前記予測位置を算出することができる。
前記予測位置は、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて生成されているから、現在位置と擬制することができる。すなわち、前記予測位置は、前記測位装置の移動速度や、前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、現在位置と擬制することができる。これは、前記測位装置は、前回の前記測位位置を現在位置であると擬制するのではないことを意味する。
そして、前記測位装置は、前記平均差分算出手段によって、前記平均差分を算出することができる。前記平均差分は、前記高信頼度衛星差分の平均値であるから、直接波の擬似距離と近似距離の差分を正確に示している。このため、前記平均差分は、前記通常衛星からの前記衛星電波がマルチパスであるか否かを正確に判断するための基礎となる情報である。
そして、前記測位装置は、前記第２擬似距離算出手段によって、前記第２擬似距離を算出することができ、前記第２近似距離算出手段によって、前記第２近似距離を算出することができる。前記第２近似距離は、前回の前記測位位置を基準にして生成したのではなくて、前記予測位置を基準に生成されているから精度が高い。
そして、前記測位装置は、前記第２差分算出手段によって、前記第２差分を算出することができ、前記測位使用可能性判定値算出手段によって、前記測位使用可能性判定値を算出することができる。
そして、前記測位装置は、第２測位使用可能性判断手段を有するから、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断することができる。
すなわち、前記第２差分だけを基準にして直接波とマルチパスを区別するのではなくて、現時点において実際に算出した前記平均差分との差分である前記測位使用可能性判定値を使用して直接波とマルチパスを区別するから、前記衛星電波の受信状況に応じて、より確実に、直接波とマルチパスを区別することができる。
また、前記平均差分及び前記第２差分の基礎となる前記予測位置は、現在位置と擬制することができるから、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、同一の前記第２測位使用可能範囲を使用することができる。このため、確実に前記マルチパスを排除することができる。
そして、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群生成手段によって、前記第２測位使用衛星群を生成することができ、前記第２測位位置情報生成手段によって、出力用の前記測位位置情報を生成することができる。
上述のように、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群を使用して、出力するための前記測位位置情報を生成する。前記第２測位使用衛星群を構成する衛星数は、前記高信頼度衛星衛星数以上である。したがって、前記第２測位使用衛星群のＰＤＯＰ等は、前記高信頼度衛星だけのＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このため、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群を使用することによって、高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【００１１】
前記目的は、第４の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価手段と、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断手段と、前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位位置安定性判断手段を有するから、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断することができる。
すなわち、前記測位装置は、前記測位位置の安定性を判断することができる。
このため、前記測位装置は、例えば、前記測位位置が安定していない場合には、前記第１測位位置情報生成手段によって前記測位位置情報を生成し、前記測位位置が安定している場合には、前記第２測位位置情報生成手段によって前記測位位置情報を生成することができる。
前記第１測位位置情報生成手段による測位は、前記基準位置を予備測位を前提としているから、前記測位位置が安定していなくても、精度良く前記測位位置を算出することができる。
前記第２測位位置情報生成手段による測位において使用する前記予測位置情報は、前記測位装置の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、前記測位位置が安定している場合には、一層精度良く現在位置と擬制することができる。
このため、前記測位位置が安定していない場合には、前記第１測位位置情報生成手段によって測位を行い、前記測位位置が安定している場合には、前記第２測位位置情報生成手段によって測位を行うことによって、常に高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかの構成において、前記測位衛星は、準天頂衛星を含むことを特徴とする測位装置である。
【００１４】
第５の発明の構成によれば、前記測位衛星は前記準天頂衛星を含むから、少なくとも１つの前記高信頼度衛星からの前記衛星電波を確実に受信することができる。
【００１５】
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、前記測位位置情報生成手段は、現在位置の緯度、経度、高度及び前記測位装置の時刻誤差を未知数とする方程式について、前記高信頼度衛星についての前記方程式の平均を使用することによって、未知数としての前記時刻誤差を消去することを特徴とする測位装置である。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、前記測位装置は、未知数としての前記時刻誤差を消去することができるから、測位計算の負荷が減少し、測位演算の速度を速くすることができる。
さらに、前記測位装置は、前記基準衛星群についての前記方程式の平均を使用することによって、測位精度を向上することができる。
【００１７】
前記目的は、第７の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出ステップと、前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、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。
【００１８】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出ステップと、前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、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】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の測位システム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等を有する。
端末２０は、準天頂衛星１１から電波Ｓ１を受信することができる。また、端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ及び１２ｉから、電波Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８及びＧ９を受信することができる。端末２０は測位装置の一例である。準天頂衛星１１及びＧＰＳ衛星１２ａ等は複数の測位衛星の一例である。電波Ｓ１及び電波Ｇ１等は衛星電波の一例である。
電波Ｓ１及び電波Ｇ１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。
以後、準天頂衛星１１とＧＰＳ衛星１２ａ等を総称して「衛星」と呼ぶ。
【００２１】
ここで、準天頂衛星とは、地球の自転（２３時間５６分）と同期して３機の衛星が異なる軌道面を周回し、日本の天頂付近に、３機のうち少なくとも１機が必ず存在するように配置する衛星システムにおいて使用される衛星である。準天頂衛星は、日本周辺から常に７０度以上の仰角で見通すことが可能である。
【００２２】
端末２０は、例えば、３個以上の異なる衛星からの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、Ｃ／Ａコードの送信時刻と受信時刻を算出し、さらに、各衛星と端末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衛星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。
【００２３】
ここで、端末２０が受信する電波Ｓ１等は、直接波の場合とマルチパスの場合がある。
図１に示すように、端末２０の現在位置Ｐｎにおいて仰角が高い衛星である準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ｄ及び１２ｅからの電波Ｓ１、Ｇ４及びＧ５は、それぞれ矢印Ａ１，Ａ２及びＡ３に示すように直接波として端末２０に到達する。
ところが、仰角が低いＧＰＳ衛星１２ｉからの電波Ｇ９は建物１３Ｂに遮断されて直接波としては端末２０に到達せず、矢印Ａ４に示すように、建物１３Ａに反射してマルチパスとして端末２０に到達する。
マルチパスは測位精度を劣化させるから、測位から排除する必要がある。
また、ＰＤＯＰ等の指標に示される天空における衛星の配置は測位精度に影響を与えるから、できるだけ多くの直接波を使用する必要がある。
すなわち、端末２０が精度よく現在位置を測位するためには、直接波とマルチパスを確実に区別して、マルチパスを排除して、直接波だけを使用する必要がある。
この点、端末２０は、以下に説明するように、その移動速度や電波Ｓ１等を受信することができなかった時間にかかわらず、直接波とマルチパスを確実に区別することができるように構成されている。
【００２４】
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、準天頂衛星１１及びＧＰＳ衛星１２ａ等は１０個に限らず、９個以下でもよいし、１１個以上でもよい。
【００２５】
（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、入力装置２８、ＧＰＳ受信装置３０、準天頂衛星受信装置３２が接続されている。ＧＰＳ受信装置３０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）からの電波Ｇ１等を受信するための受信装置である。準天頂衛星受信装置３２は、準天頂衛星１１（図１参照）からの電波Ｓ１を受信するための受信装置である。
【００２６】
ＧＰＳ受信装置３０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｇ１等を受信して、電波Ｇ１等の増幅、所望の周波数の抽出、ダウンコンバート（周波数変換）及びデジタル化を行う。 そして、ＧＰＳ受信装置３０は、電波Ｇ１等に乗っているＣ／ＡコードとＧＰＳ受信装置３４が発生したレプリカＣ／Ａコードとの相関処理を行って、Ｃ／Ａコードの位相を判断するように構成されている。また、ＧＰＳ受信装置３４は、電波Ｇ１等に乗っている後述のエフェメリスやアルマナック等を取得する。
準天頂衛星受信装置３２は、準天頂衛星１１からの電波Ｓ１を受信するが、その構成は
上述のＧＰＳ受信装置３０と同様である。
【００２７】
また、バス２２には、各種情報等を表示するための表示装置３４、及び、時計３６が接続されている。
【００２８】
端末２０は、ＧＰＳ受信装置３０及び準天頂衛星受信装置３２によって取得した相関結果及びエフェメリス等のデータを使用して測位演算を行うようになっている。
【００２９】
（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ＧＰＳ装置３０に対応するＧＰＳ受信部１０２、準天頂衛星受信装置３２に対応する準天頂衛星受信部１０４、時計３６に対応する計時部１０６、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３０】
図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１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、準天頂衛星１１及びすべての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、準天頂衛星１１及び各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。
【００３１】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、概略位置情報１５４を格納している。概略位置情報１５４は、端末２０の現在の概略位置Ｐを示す情報である。概略位置Ｐは、例えば、前回測位時の測位位置（前回測位位置Ｐｎ−１）である。
【００３２】
図３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１０６によって計測した現在時刻において概略位置Ｐから観測可能な衛星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。
観測可能衛星情報１５６には、例えば、準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｉが示されている。
【００３３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星電波受信プログラム１１４を格納している。衛星電波受信プログラム１１４は、制御部１００がＧＰＳ受信部１０２及び準天頂衛星受信部１０４によって、準天頂衛星１１からの電波Ｓ１やＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｇ１等を受信するためのプログラムである。衛星電波受信プログラム１１４と制御部１００、ＧＰＳ受信部１０２及び準天頂衛生受信部１０４は、衛星電波受信手段の一例である。
制御部１００は、例えば、概略位置Ｐとアルマナック１５２ａに基づいて、ドップラー偏移を算出し、受信する電波Ｓ１等の周波数を予測する。そして、制御部１００は、電波Ｓ１等の予測周波数を含む一定範囲の周波数をサーチすることによって、電波Ｓ１等を受信する。
【００３４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、高信頼度衛星判断プログラム１１６を格納している。高信頼度衛星判断プログラム１１６は、制御部１００が、電波Ｓ１等の受信強度及び衛星の仰角に基づいて、電波Ｓ１等が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、直接波である信頼度が高い電波Ｓ１等に対応する衛星であるＨＳＶを示す高信頼度衛星情報１５８を生成するためのプログラムである。ＨＳＶは、高信頼度衛星の一例である。ＮＳＶは通常衛星の一例である。そして、高信頼度衛星判断プログラム１１６と制御部１００は、高信頼度衛星情報生成手段の一例である。
観測可能衛星情報１５６に示される衛星であって、ＨＳＶ以外の衛星をＮＳＶと呼ぶ。
【００３５】
図４は、高信頼度衛星判断プログラム１１６の説明図である。
図４（ａ）に示すように、制御部１００は、各衛星について、受信したＣ／Ａコードと、端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードの相関処理を行って、相関結果を得る。相関結果から、Ｎｏｉｓｅ Ｆｌｏｏｒの部分に対応する相関値Ｐ１と、相関ピーク値Ｐ２を読み取ることができる。
そして、制御部１００は、相関ピーク値Ｐ２と相関値Ｐ１との差分が相関値Ｐ１の２倍以上であることを示す図４（ｂ）の式１と、仰角が５０度以上であることを示す式２の双方を満たす場合に、その衛星がＨＳＶであると判断する。式２の５０度は、仰角閾値である。相関ピーク値Ｐ２と相関値Ｐ１との差分は、衛星電波の受信強度の一例である。
端末２０は、準天頂衛星１１からの電波S1を受信することができるから、少なくとも１個のＨＳＶからの電波を受信することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、受信強度としては、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｏ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を使用してもよい。
また、本実施の形態とは異なり、式２の仰角閾値は、５０度以上７０度以下のいずれかの角度として規定してもよい。
【００３６】
仰角が５０度以上であれば、その衛星からの電波は直接波である可能性が大きい。
しかし、ノイズが大きい場合には、仰角が高くてもマルチパスである可能性が大きい。
さらに、仰角が大きくても、ノイズが大きい場合には、その衛星からの電波を使用すると測位精度が劣化するから、後述の基準位置ＢＰを算出するために使用するには不適当である。
このため、端末２０は、受信強度と仰角の双方に基づいて、ＨＳＶを判断するようになっている。
【００３７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、ベースセット生成プログラム１１８を格納している。ベースセット生成プログラム１１８は、制御部１００が、ＨＳＶを構成要素とするベースセットＢＳを示すベースセット情報１６０を生成するためのプログラムである。ベースセットＢＳは基準衛星群の一例であり、ベースセット情報１６０は基準衛星群情報の一例である。そして、ベースセット生成プログラム１１８と制御部１００は、基準衛星群情報生成手段の一例である。
【００３８】
図５は、ベースセット設定プログラム１１８の説明図である。
図５に示すように、制御部１００は、ＨＳＶが４個以上であることを示す式３の条件を満たす場合には、ＨＳＶだけでベースセットＢＳを形成する。
そして、制御部１００は、ベースセットＢＳを示すベースセット情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
これに対して、制御部１００は、式３の条件を満たさない場合には、後述の予備セット生成プログラム１２０及びＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２を起動する。
【００３９】
図３に示すように、ベースセット生成プログラム１１８は、予備セット生成プログラム１２０を含む。予備セット生成プログラム１２０は、制御部１００が、ＨＳＶが４個未満である場合に、ＮＳＶとＨＳＶの合計数が４個である予備セットＲＳ１等を示す予備セット情報１６２を生成するためのプログラムである。予備セットＲＳ１等は予備衛星群の一例であり、予備セット情報１６２は予備衛星群情報の一例である。そして、予備セット生成プログラム１２０と制御部１００は、予備衛星群情報生成手段の一例である。
【００４０】
制御部１００は、例えば、ＨＳＶが図１の準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ｄ及び１２ｅの３個であれば、さらにＧＰＳ衛星１２ａを加えた予備セットＲＳ１を生成する。また、ＨＳＶにＧＰＳ衛星１２ｂを加えた予備セットＲＳ２を生成するというように、ＮＳＶとＨＳＶとの合計が４個になるすべての組み合わせを生成する。
制御部１００は、生成した予備セット情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００４１】
図３に示すように、ベースセット生成プログラム１１８は、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２を含む。Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２は、制御部１００が、各予備セットＲＳ１等のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを示すＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ情報１６４を生成するためのプログラムである。このＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２と制御部１００は、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段の一例である。
制御部１００は、各予備セットＲＳ１等を使用して、それぞれ複数回の測位を行い、その測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する。上述のように、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａは、測位結果の標準偏差である。制御部１００は、例えば、予備セットＲＳ１に対応するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａがａ１であり、予備セットＲＳ２に対応するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａがａ２であるというように、すべての予備セットＲＳ１等についてＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する。
制御部１００は、生成したＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、各予備セットＲＳ１等の各ＧＰＳ衛星１２ａ等の擬似距離又はコードフェーズの分散に基づいて、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを推定するようにしてもよい。
【００４２】
制御部１００は、ベースセット生成プログラム１１８によって、ＨＳＶが４個未満の場合には、予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとするようになっている。
Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａは、測位結果の標準偏差であるから、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さいほど、測位結果のばらつきは小さく、測位結果は安定している。このため、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さい予備セットを使用した測位結果ほど、測位結果の信頼性が高い。
このため、端末２０は、ＨＳＶが４個未満の場合であっても、信頼性が高い測位結果を算出可能なベースセットＢＳを生成することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０は、擬似距離と近似距離の差分の分散値の小さな予備セットＲＳ１等をベースセットＢＳとするようにしてもよい。この場合、近似距離の基礎となる位置は、概略位置Ｐとする。
【００４３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、基準位置情報生成プログラム１２４を格納している。基準位置情報生成プログラム１２４は、制御部１００が、ベースセットＢＳを使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する衛星を選択するための基準位置ＢＰを示す基準位置情報１６６を生成するためのプログラムである。基準位置ＢＰは基準位置の一例であり、基準位置情報１６６は基準位置情報の一例である。そして、基準位置情報生成プログラム１２４と制御部１００は、基準位置情報生成手段の一例である。
制御部１００は、ベースセットＢＳを構成する衛星から電波Ｓ１等を受信し、電波Ｓ１等に乗せられているＣ／Ａコードの送信時刻と受信時刻に基づいて擬似距離を算出する。そして、エフェメリス１５２ｂによって現在時刻における各衛星の衛星軌道上の座標を算出する。
制御部１００は、各衛星についての擬似距離と衛星軌道上の座標を使用して、基準位置ＢＰを算出する。
制御部１００は、生成した基準位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
制御部１００は、基準位置ＢＰを表示装置３４（図２参照）に表示する等によって、外部に出力することはしない。基準位置ＢＰは、後述の第１拡張セットＳｅｔ１を生成するためにのみ使用する。
なお、本実施の形態とは異なり、後述の測位位置情報１７０を生成するまでの間は、基準位置ＢＰを表示装置３４に表示することにしてもよい。
【００４４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１拡張セット生成プログラム１２６を格納している。第１拡張セット生成プログラム１２６は、制御部１００が、第１拡張セットＳｅｔ１を示す第１拡張セット情報１６８を生成するためのプログラムである。
【００４５】
図６は、第１拡張セット生成プログラム１２６の説明図である。
図６（ａ）に示すように、制御部１００は、各ＮＳＶについて、Ｃ／Ａコードの送信時刻ｔ１と受信時刻ｔ２との間の時間ｄｔに光速ｃを乗じる式４によって、擬似距離ｄ１を算出する。擬似距離ｄ１は擬似距離の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は、第１擬似距離算出プログラムの一例である。
【００４６】
また、制御部１００は、図６（ｂ）に示すように、各ＮＳＶについて、近似距離ｄ２を算出する。近似距離ｄ２は、基準位置ＢＰと、ＮＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である。この近似距離ｄ２は第１近似距離の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１近似距離算出手段の一例でもある。
制御部１００は、基準位置ＢＰ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）と通常衛星の衛星軌道上の位置である衛星位置Ｐｓｖ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の間の距離を求める式５によって、近似距離ｄ２を算出する。
【００４７】
続いて、制御部１００は、各ＮＳＶについて、図６（ｃ）に示すように、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２の差分ｄ３を算出する。差分ｄ３は第１差分の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１差分算出手段の一例でもある。
なお、本実施の形態においては、差分ｄ３等、複数の差分を算出するが、これらは、その絶対値を意味する。このため、２つの値を使用して、いずれからいずれを減じても、計算結果は同じである。
【００４８】
続いて、制御部１００は、差分ｄ３が予め規定した閾値α１以下であることを示す式６を満たすか否かを判断する。閾値α１以下の範囲は、直接波に対応する範囲として予め規定された範囲である。閾値α１は、例えば、５０メートル（ｍ）である。閾値α１以下の範囲は、第１測位使用可能範囲内の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１測位使用可能性判断手段の一例でもある。
制御部は、差分ｄ３が予め規定した閾値α１以下であることを示す式６を満たすか否かを判断することによって、直接波とマルチパスを区別している。
【００４９】
続いて、制御部１００は、ＨＳＶと、式６を満たす差分ｄ３に対応するＮＳＶとを構成要素とする第１拡張セットＳｅｔ１を示す第１拡張セット情報１６８を生成する。第１拡張セットＳｅｔ１は第１測位使用衛星群の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１測位使用衛星群生成手段の一例でもある。
制御部１００は、生成した第１拡張セット情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
【００５０】
図３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１２８を格納している。第１測位プログラム１２８は、制御部１００が、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位を行い、出力用の測位位置情報１７０を生成するためのプログラムである。測位位置情報１７０は測位位置情報の一例である。そして、第１測位プログラム１２８と制御部１００は、第１測位位置情報生成手段の一例である。
【００５１】
図７は、測位プログラム１２８の説明図である。
図７（ａ）は測位原理を示す図である。
図７（ａ）の式７は、図６（ａ）の式４及び図６（ｂ）の式５を使用して、テーラー展開したものである。ここで、ｄ１及びｄ２は既知である。（ｈ１，ｈ２，ｈ３）は、端末２０から各衛星への方向ベクトル（視線ベクトル）であり、周知の方法で計算することができる。したがって、未知数はｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄｔの４個であるから、４個の衛星について式７を生成することによって、解を求めることができる。式７においては、基準位置ＢＰを仮の現在位置（以下「仮現在位置ｐｒｅＰ」と呼ぶ）としている。
第１回で得られたｄｘ，ｄｙ，ｄｚを仮現在位置ｐｒｅＰに加えて新たな仮現在位置ｐｒｅＰとし、これをもとに再度計算して、解が収斂するまで繰り返し、端末２０の現在位置Ｐｎ（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。解が収斂したときの仮現在位置ｐｒｅＰが、端末２０の現在位置Ｐｎである。
【００５２】
図７（ｂ）は、上述の測位原理の改良を示す説明図である。
図７（ｂ）は、式７を簡略化して表現したものである。さらに、かっこ内の式は、ベクトルを使用して、さらに簡単に表現した式である。かっこ内の式については、図７（ｃ）乃至図７（ｆ）においても同様である。
図７（ｂ）の式において、ｙｉは各衛星の擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２の差分である。Ｈｉは方向ベクトル（ｈ１，ｈ２，ｈ３）を示す行列である。Ｘは、求めたい現在位置Ｐｎの誤差（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）を示す行列である。ｂは、端末の時刻誤差ｄｔと光速ｃとの積ｃｄｔ（以下「誤差ｂ」と呼ぶ）である。
【００５３】
図７（ｂ）の式９は、すべての衛星についての式８の平均をとったものである。
図７（ｄ）の式１０は、式８から式９を減じて得た式である。式１０において、式８と式９に共通に含まれる誤差ｂが消去される。これは、時刻誤差ｄｔが消去されることを意味する。
これにより、計算量を削減することができる。
【００５４】
端末２０は、上述の式１０をさらに改良して使用する。
図７（ｅ）の式１１は、ＨＳＶについての式８の平均をとったものである。
そして、図７（ｆ）の式１２は、式８から式１１を減じて得た式である。
ＨＳＶは、受信強度が大きく、かつ、仰角が大きい衛星であるから、その方向ベクトル（ｈ１，ｈ２，ｈ３）も精度よく算出することができる。
このため、端末２０は、測位計算においては、図７（ｇ）の式１３に示すように、各衛星ごとの式１２を行列として計算するのであるが、式１２によって、行列の次元数を減らすことができることに加えて、測位精度も確保することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、図７（ｆ）の式１２において、式８から式１１を減じるのではなくて、準天頂衛星１１についての式８を減じるようにしてもよい。
【００５５】
端末２０は、式１３によって、現在位置Ｐｎを算出すると、図７（ｈ）の式１４によって誤差ｂを算出する。誤差ｂを算出すれば、誤差ｂは光速ｃと時刻誤差ｄｔとの積であるから、時刻誤差ｄｔも算出することができる。
端末２０は、時刻誤差ｄｔを、次回測位時に使用する。これにより、測位精度を向上させることができる。
【００５６】
制御部１００は、生成した測位位置情報１７０及び時刻誤差情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。制御部１００は、１秒（ｓ）ごとに測位位置情報１７０及び時刻誤差情報１７２を生成するようになっている。
制御部１００は、測位位置情報１７０を、表示装置３４（図２）に表示することによって出力する。
また、制御部１００は、測位位置情報１７０を新たな概略位置情報１５４として第２記憶部１５０に格納する。
また、制御部１００は、測位位置情報１７０の生成時に、速度ベクトルｖｎを示す速度ベクトル情報１７１を生成し、第２記憶部１５０に格納する。４個以上の衛星から電波Ｓ１等を受信して測位位置Ｐｎが求まれば、電波Ｓ１等のドップラー偏移によって各衛星との相対速度がわかる。また、各衛星の速度ベクトルはエフェメリス１５２ｂから算出できるから、端末２０の速度ベクトルも算出することができる。
【００５７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、距離評価プログラム１３０を格納している。距離評価プログラム１３０は、制御部１００が、連続して出力される２つの測位位置Ｐｎ−１及びＰｎとの距離ｄ４が、閾値α２以下か否かを判断するためのプログラムである。閾値α２は予め規定されており、閾値α２以下の距離は安定距離範囲内の距離の一例である。そして、距離評価プログラム１３０と制御部１００は、距離評価手段の一例である。
【００５８】
図８は、距離評価プログラム１３０の説明図である。
図８に示すように、制御部１００は、距離ｄ４が閾値α２以下であることを示す式１５を満たすか否かを判断する。
上述のように距離ｄ４は、前回位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎとの距離差分である。閾値α２は、例えば、１０メートル（ｍ）である。
【００５９】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置安定性判断プログラム１３２を格納している。測位位置安定性判断プログラム１３２は、制御部１００が、上述の距離評価プログラム１３０による式１５を満たすという判断が、５回連続したか否かを判断するためのプログラムである。この５回という回数は、測位位置Ｐｎの安定性を判断するために予め規定した回数の一例である。そして、測位位置安定性判断プログラム１３２と制御部１００は、測位位置安定性判断手段の一例である。
制御部１００は、式１５を満たすという判断が、５回連続した場合には、測位位置Ｐｎが安定していると判断する。ここで、式１５を満たすという判断が５回連続したということは、前回測位位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎが大きく乖離しない状態が、継続していることを意味する。
なお、本実施の形態とは異なり、測位位置安定性判断プログラム１３２は、制御部１００が、上述の距離評価プログラム１３０による式１５を満たすという判断が、５秒（ｓ）以上連続した場合に、測位位置Ｐｎが安定していると判断することにしてもよい。５秒
以上という時間は、予め規定した時間の一例である。
【００６０】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２拡張セット生成プログラム１３４を格納している。第２拡張セット生成プログラム１３４は、制御部１００が、第２拡張セットＳｅｔ２を示す第２拡張セット情報１７４を生成するためのプログラムである。
第２拡張セット生成プログラム１３４は、上述の測位位置安定性判断プログラム１３２
によって制御部１００が、測位位置Ｐｎが安定していると判断した場合に、起動する。
【００６１】
図９は、第２拡張セット生成プログラム１３４の説明図である。
制御部１００は、図９（ａ）に示す各ＨＳＶについての擬似距離ｄ５を算出する。擬似距離ｄ５は高信頼度衛星擬似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星擬似距離算出手段の一例である。
【００６２】
また、制御部１００は、図９（ｂ）に示す端末２０の予測位置Ｐｆを算出する。制御部１００は、図９（ｂ）に示すように、前回の測位位置Ｐ（ｘｔ−１，ｙｔ−１，ｚｔ−１）と、前回の端末２０の速度ベクトル（ｖｘｔ−１，ｖｙｔ−１，ｖｚｔ−１）及び前回測位位置から現在までの経過時間ｄｔに基づいて、現在の予測位置Ｐｆを算出する。前回の測位位置Ｐは、概略位置情報１５４に示されている。前回の速度ベクトルは、前回測位時に生成した速度ベクトル情報１７１に示される速度ベクトル使用する。
予測位置Ｐｆは予測位置の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、予測位置算出手段の一例でもある。
【００６３】
続いて、制御部１００は、図９（ｃ）に示す近似距離ｄ６を算出する。近似距離ｄ６は、予測位置Ｐｆと各ＨＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である。
この近似距離ｄ６は高信頼度衛星近似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星近似距離算出手段の一例でもある。
【００６４】
続いて、制御部１００は、図９（ｄ）に示すように、擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６との差分ｄ７を算出する。差分ｄ７は高信頼度衛星差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星差分算出手段の一例でもある。
【００６５】
続いて、制御部１００は、図９（ｅ）に示すように、差分ｄ７の平均値である平均差分ｄ７ａｖを算出する。平均差分ｄ７ａｖは平均差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、平均差分算出手段の一例でもある。
【００６６】
続いて、制御部１００は、図９（ｆ）に示すように、ＮＳＶの擬似距離ｄ８を算出する。擬似距離ｄ８は、第２擬似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２擬似距離算出手段の一例でもある。
【００６７】
続いて、制御部１００は、図９（ｇ）に示すように、予測位置Ｐｆと、ＮＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である近似距離ｄ９を算出する。近似距離ｄ９は第２近似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２近似距離算出手段の一例でもある。
【００６８】
続いて、制御部１００は、図９（ｈ）に示すように、擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９との差分ｄ１０を算出する。差分ｄ１０は第２差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２差分算出手段の一例でもある。
【００６９】
続いて、制御部１００は、図９（ｉ）に示すように、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０との差分である判定値ｄ１１を算出する。判定値１１は測位使用可能性判定値の一例である。
続いて、制御部１００は、判定値ｄ１１が誤差閾値ｗ以下であることを示す図９（ｊ）の式１６を満たすか否かを判断する。誤差閾値ｗは、直接波に対応する範囲として予め規定されている。誤差閾値ｗは、例えば、５０メートル（ｍ）である。誤差閾値ｗ以下の範囲は第２測位使用可能範囲内の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２測位使用可能性判断手段の一例でもある。
【００７０】
そして、制御部１００は、ＨＳＶと式１６を満たすＮＳＶを構成要素とする第２拡張セットＳｅｔ２を形成する。第２拡張セットＳｅｔ２は第２測位使用衛星群の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２測位使用衛星群生成手段の一例でもある。
【００７１】
図３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１３６を格納している。第２測位プログラム１３６は、制御部１００が、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して測位を行い、測位位置情報１７０を生成するためのプログラムである。この第２測位プログラム１３６と制御部１００は、第２測位位置情報生成手段の一例である。
第２測位プログラム１３６に基づく測位方法（以下「第２測位方法」と呼ぶ）は、図７で説明した第１測位プログラム１２８に基づく測位方法（以下「第１測位方法」と呼ぶ）と同様であるが、第２拡張セットＳｅｔ２を使用する点が異なる。
また、第１測位方法は、基準位置ＢＰの測位を経てから測位位置Ｐｎを測位する必要があり、測位位置Ｐｎを算出するまでに２回測位演算を行う必要があるのに対して、第２測位方法においては、測位演算は測位位置Ｐｎを算出するときの一度で足りる。
制御部１００は、測位位置情報１７０の生成時に、速度ベクトルｖｎを示す速度ベクトル情報１７１を生成し、第２記憶部１５０に格納する。
【００７２】
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、ベースセット情報１６０（図３参照）を生成することができる。ベースセットＢＳは、ＨＳＶを構成要素としている。すなわち、ベースセットＢＳは直接波に対応する衛星のみを含み、マルチパスに対応する衛星を確実に排除して形成されている。
そして、端末２０は、基準位置情報１６６（図３参照）を生成することができる。基準位置ＢＰは、前回の測位位置に基づいて予測した位置ではなくて、実際に現在位置を測位することによって算出された位置である。すなわち、基準位置ＢＰは、現在位置そのものである。
しかも、基準位置ＢＰはベースセットＢＳを使用して生成されているから、マルチパスを排除して算出されており、マルチパスによる精度劣化はない。
さらに、端末２０は、ベースセット生成プログラム１１８によって、ＨＳＶが４個未満の場合には、予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとするようになっている。このため、端末２０は、ＨＳＶが４個未満の場合であっても、信頼性が高い基準位置ＢＰを算出することができる。
【００７３】
そして、端末２０は、擬似距離ｄ１及び近似距離ｄ２（図６参照）を算出することができる。
ここで、近似距離ｄ２は、前回の測位位置に基づいて予測した位置を基礎とするのではなくて、基準位置ＢＰを基礎としているから精度が高い。
さらに、端末２０は、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２との差分ｄ３（図６参照）が、直接波に対応する範囲として予め規定した閾値α１以下か否かを判断することができる。
そして、端末２０は、第１拡張セット情報１６８を生成することができる。
上述のように、基準位置ＢＰは現在位置そのものであるから、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間によって、閾値α１を変更する必要はない。言い換えると、閾値α１以下の範囲を直接波に対応する範囲として予め規定すれば、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、その閾値α１によって規定される範囲を使用することができる。
このため、端末２０は、マルチパスに対応する衛星だけを確実に排除し、直接波に対応する衛星だけで第１拡張セットＳｅｔ１（図３参照）を形成することができる。
そして、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位位置情報１７０（図３参照）を生成するから、マルチパスを排除して測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７４】
以上のように、端末２０は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除することができる。
また、上述のように、端末２０は、ベースセットＢＳを出力用の測位には使用せずに、基準位置ＢＰを測位するために使用する。そして、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して、出力する測位位置情報１７０を生成する。
ベースセットＢＳは、マルチパスを送信する衛星を含まないが、仰角が高い衛星で構成されるため、天空における配置（ＰＤＯＰ等）が必ずしも良好ではない。
このため、端末２０は、ベースセットＢＳを基準位置ＢＰの測位にのみ使用し、出力するための測位位置情報１７０を生成するためには使用しない。
端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して、出力するための測位位置情報１７０を生成する。第１拡張セットＳｅｔ１内の衛星は、ＨＳＶ以外の衛星であって、直接波に対応する衛星である。このため、第１拡張セットＳｅｔ１を構成する衛星数は、ベースセットＢＳを構成する衛星数以上である。
したがって、第１拡張セットＳｅｔ１のＰＤＯＰ等は、ベースセットＢＳのＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このため、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用することによって、高精度の測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７５】
さらに、端末２０は、測位位置安定性判断プログラム１３２（図３参照）によって、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができる。
【００７６】
そして、端末２０は、予測位置Ｐｆ（図９参照）を算出することができる。すなわち、端末２０は、前回の測位位置Ｐを現在位置であると擬制するのではない。
予測位置Ｐｆは、前回の測位位置Ｐと、前回の端末２０の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間ｄｔに基づいて生成されているから、現在位置と擬制することができる。すなわち、予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度や、衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、現在位置と擬制することができる。
そして、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖ（図９参照）を算出することができる。平均差分ｄ７ａｖは、ＨＳＶについての擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６の差分ｄ７（図９参照）の平均値であるから、直接波の擬似距離と近似距離の差分を正確に示している。このため、平均差分ｄ７ａｖは、衛星電波がマルチパスであるか否かを正確に判断するための基礎となる情報である。
【００７７】
そして、端末２０は、 ＮＳＶについての近似距離ｄ９（図９参照）を算出することができる。近似距離ｄ９は、前回の測位位置Ｐを基準にして生成したのではなくて、予測位置Ｐｆを基準に生成されているから精度が高い。
そして、端末２０は、ＮＳＶの擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９の差分ｄ１０（図９参照）を算出することができる。
そして、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０との差分である判定値ｄ１１（図９参照）が、直接波に対応する範囲として予め規定した誤差閾値ｗ以下か否かを判断することができる。すなわち、ＮＳＶについての差分ｄ１０だけを基準にして直接波とマルチパスを区別するのではなくて、現時点において実際に算出した平均差分ｄ７ａｖとの差分である判定値ｄ１１を使用して直接波とマルチパスを区別するから、衛星電波の受信状況に応じて、より確実に、直接波とマルチパスを区別することができる。
【００７８】
また、平均差分ｄ７ａｖ及び差分ｄ１０の基礎となる予測位置Ｐｆは、現在位置と擬制することができるから、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、同一の閾値ｗを使用することができる。このため、確実にマルチパスを排除することができる。
そして、端末２０は、第２拡張セットＳｅｔ２を生成することができ、その第２拡張セットを使用して測位位置情報１７０（図３参照）を生成することができる。
上述のように、端末２０は、ＨＳＶのみを出力用の測位には使用するのではなくて、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して、測位位置情報１７０を生成する。
第２拡張セットＳｅｔ２を構成する衛星数は、ＨＳＶの数以上である。したがって、第２拡張セットＳｅｔ２のＰＤＯＰ等は、ＨＳＶだけで構成される衛星群のＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このように、第２拡張セットＳｅｔ２を使用することによって、高精度の測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７９】
しかも、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができ、測位位置Ｐｎの変化が大きい場合には、第１測位方法によって測位位置情報１７０を生成し、測位位置Ｐｎの変化が小さい場合には、第２測位方法によって測位位置情報１７０を生成することができる。
予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、端末２０の位置の変化が小さい場合には、前回位置Ｐｎ−１と真の現在位置との乖離が小さいから、一層精度良く現在位置と擬制することができる。この結果、第２測位法におけるマルチパスと直接波の区別が一層確実になる。
【００８０】
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１０、図１１、図１２、図１３、図１４及び図１５を使用して説明する。
図１０乃至図１５は、端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００８１】
図１０は、端末２０の全体の動作例を示している。
まず、端末２０は、第１測位法で測位する（図１０のステップＳＴ１）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断する（ステップＳＴ２）。
端末２０は、ステップＳＴ２における判断結果を評価し（ステップＳＴ３）、測位位置Ｐｎが安定していないと判断した場合には、ステップＳＴ１に戻る。
これに対して、端末２０が、ステップＳＴ２における判断結果を評価し（ステップＳＴ３）、測位位置Ｐｎが安定していると判断した場合には、第２測位法で測位する（ステップＳＴ４）。
続いて、端末２０は、測位終了か否かを判断し（ステップＳＴ５）、測位終了ではない場合には、ステップＳＴ２に戻る。
ステップＳＴ５において、端末２０が、測位終了であると判断した場合には、測位を終了する。
【００８２】
次に、主に図１１を使用して、ステップＳＴ１（図１０参照）の第１測位法を実施するときの詳細な動作例を説明する。
まず、端末２０は、概略位置情報１５４に示される概略位置Ｐ（図３参照）から観測可能な衛星を選択する（図１１のステップＳＴ１１）。
続いて、端末２０は、観測可能な衛星から電波Ｓ１等（図１参照）を受信する（ステップＳＴ１２）。このステップＳＴ１２は、衛星電波受信ステップの一例である。
【００８３】
続いて、端末２０は、電波Ｓ１等の受信強度及び仰角に基づいて、ＨＳＶを判断する（ステップＳＴ１３）。このステップＳＴ１３は、高信頼度衛星情報生成ステップの一例である。
なお、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１３は、端末２０が測位を行っている間、継続する。すなわち、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１３は、第１測位法による測位時だけではなくて、第２測位法による測位時にも継続している。
【００８４】
続いて、端末２０は、ＨＳＶが４個以上か否かを判断する（ステップＳＴ１４）。
ステップＳＴ１４において、端末２０が、ＨＳＶが４個以上であると判断した場合には、ＨＳＶだけでベースセットＢＳ（図３参照）を生成する（ステップＳＴ１５）。ステップＳＴ１４及びステップＳＴ１５は、基準衛星群情報生成ステップの一例である。
【００８５】
ステップＳＴ１４において、端末２０が、ＨＳＶが４個以上ではないと判断した場合には、ＨＳＶとNＳＶとで４個の衛星から構成される予備セットＲＳ１等（図３参照）を生成する（ステップＳＴ１５Ａ）。
続いて、端末２０は、各予備セットＲＳ１等について、測位計算を行い、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する（ステップＳＴ１５Ｂ）。
続いて、端末２０は、すべての予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとする（ステップＳＴ１５Ｃ）。
上述の、ステップＳＴ１４，ステップＳＴ１５Ａ，ステップＳＴ１５Ｂ及びステップＳＴ１５Ｃもまた、基準衛星群情報生成ステップの一例である。
【００８６】
ステップＳＴ１５又はステップＳＴ１５Ｃに続いて、端末２０は、ベースセットＢＳを使用して、基準位置ＢＰを算出する（ステップＳＴ１６）。このステップＳＴ１６は、基準位置情報生成ステップの一例である。
【００８７】
続いて、端末２０は、ＮＳＶについて、擬似距離ｄ１（図６参照）を算出する（ステップＳＴ１７）。このステップＳＴ１７は、第１擬似距離算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、基準位置ＢＰと現在時刻における衛星軌道上の現在座標から近似距離ｄ２（図６参照）を算出する（図１２のステップＳＴ１８）。このステップＳＴ１８は、第１近似距離算出ステップの一例である。
【００８８】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２との差分ｄ３（図６参照）を算出する（ステップＳＴ１９）。このステップＳＴ１９は、第１差分算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、差分ｄ３が閾値α１（図６参照）以下の衛星をベースセットＢＳに追加し、第１拡張セットＳｅｔ１（図３参照）を生成する（ステップＳＴ２０）。このステップＳＴ１９は、第１測位使用可能性判断ステップの一例であり、第１測位使用衛星群情報生成ステップの一例でもある。
【００８９】
続いて、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位を行い、現在位置Ｐｎを算出する（ステップＳＴ２１）。このステップＳＴ２１は、第１測位位置情報生成ステップの一例である。
【００９０】
続いて、端末２０は、現在位置Ｐｎを示す測位位置情報１７０（図３参照）を表示装置３４（図２参照）に表示する（ステップＳＴ２２）。
以上が、第１測位法を実施するときの、端末２０の動作例である。
【００９１】
続いて、端末２０が、図１０のステップＳＴ２において、測位位置Ｐｎの安定性を判断するときの動作例を主に図１３を使用して説明する。
まず、端末２０は、前回測位した前回位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎとの距離差分ｄ４（図８参照）を算出する（図１３のステップＳＴ３１）。
続いて、端末２０は、距離差分ｄ４が閾値α２（１０メートル（ｍ））以下か否かを判断する（ステップＳＴ３２）。このステップＳＴ３２は、距離評価ステップの一例である。
【００９２】
端末２０は、ステップＳＴ３２において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続したか否かを判断する（ステップＳＴ３３）。
端末２０は、ステップＳＴ３３において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続したか否かを判断した場合には、測位位置Ｐｎは安定していると判断する（ステップＳＴ３４）。
上述のステップＳＴ３２，ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４は、測位位置安定性判断ステップの一例である。
【００９３】
端末２０は、上述のステップＳＴ３２において、距離差分ｄ４が閾値α２以下ではないと判断した場合には、測位位置Ｐｎが安定していないと判断する（ステップＳＴ３４Ａ）。
また、端末２０は、上述のステップＳＴ３３において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続していないと判断した場合には、測位位置Ｐｎが安定していないと判断する（ステップＳＴ３４Ａ）。
以上が、測位位置Ｐｎの安定性を判断するときの端末２０の動作例である。
【００９４】
次に、図１０のステップＳＴ４における第２測位法を実施するときの端末２０の動作例を主に図１４及び図１５を使用して説明する。
まず、端末２０は、ＨＳＶについて、擬似距離ｄ５（図９参照）を算出する（図１４のステップＳＴ４１）。このステップＳＴ４１は、高信頼度衛星擬似距離算出ステップの一例である。
【００９５】
続いて、端末２０は、前回位置Ｐｎ−１と前回の速度ベクトルに基づいて、予測位置Ｐｆ（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４２）。このステップＳＴ４２は、予測位置算出ステップの一例である。
【００９６】
続いて、端末２０は、各ＨＳＶについて、予測位置Ｐｆと現在時刻における衛星軌道上の座標（現在座標）に基づいて、近似距離ｄ６（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４３）。このステップＳＴ４３は、高信頼度衛星近似距離算出ステップの一例である。
【００９７】
続いて、端末２０は、各ＨＳＶについて、擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６との差分ｄ７を算出する（ステップＳＴ４４）。このステップＳＴ４４は、高信頼度衛星差分算出ステップの一例である。
【００９８】
続いて、端末２０は、差分ｄ７を平均し、平均差分ｄ７ａｖ（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４５）。このステップＳＴ４５は、平均差分算出ステップの一例である。
【００９９】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ８を算出する（ステップＳＴ４６）。ステップＳＴ４６は、第２擬似距離算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、予測位置Ｐｆと衛星軌道上の現在座標に基づいて、近似距離ｄ９（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４７）。このステップＳＴ４７は、第２近似距離算出ステップの一例である。
【０１００】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９との差分ｄ１０（図９参照）を算出する（図１５のステップＳＴ４８）。このステップＳＴ４８は、第２差分算出ステップの一例である。
【０１０１】
続いて、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０の差分である判定値ｄ１１（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４９）。このステップＳＴ４９は、測位使用可能性判定値算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、ＨＳＶと判定値ｄ１１が誤差閾値ｗ以下のＮＳＶとで第２拡張セットＳｅｔ２（図３参照）を生成する（ステップＳＴ５０）。このステップＳＴ５０は、第２測位使用可能性判断ステップの一例であり、第２測位使用衛星群生成ステップの一例でもある。
【０１０２】
続いて、端末２０は、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して測位を行い、現在位置Ｐｎを算出する（ステップＳＴ５１）。このステップＳＴ５１は、第２測位位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、現在位置Ｐｎを示す現在位置情報１７０（図３参照）を表示装置３４（図２参照）に表示する（ステップＳＴ５２）。
以上が、第２測位法を実施するときの端末２０の動作例である。
【０１０３】
以上で説明したように、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができ、測位位置Ｐｎの変化が大きい場合には、第１測位方法によって測位位置情報１７０を生成し、測位位置Ｐｎの変化が小さい場合には、第２測位方法によって測位位置情報１７０を生成することができる。
第２測位法における予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、端末２０の位置の変化が小さい場合には、前回位置Ｐｎ−１と真の現在位置との乖離が小さいから、一層精度良く現在位置と擬制することができる。
【０１０４】
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】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態の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】高信頼度衛星判断プログラムの説明図である。
【図５】ベースセット生成プログムの説明図である。
【図６】第１拡張セット生成プログラムの説明図である。
【図７】第１測位プログラムの説明図である。
【図８】距離評価プログラムの説明図である。
【図９】第２拡張セット生成プログラムの説明図である。
【図１０】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１１】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【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。
【図１４】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１５】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】
【０１０６】
１１・・・準天頂衛星、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３０・・・ＧＰＳ受信装置、３２・・・準天頂衛星受信装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・衛星電波受信プログラム、１１６・・・高信頼度衛星判断プログラム、１１８・・・ベースセット生成プログラム、１２０・・・予備セット生成プログラム、１２２・・・Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇａｍａ算出プログラム、１２４・・・基準位置情報生成プログラム、１２６・・・第１拡張セット生成プログラム、１２８・・・第１測位プログラム、１３０・・・距離評価プログラム、１３２・・・測位位置安定性判断プログラム、１３４・・・第２拡張セット生成プログラム、１３６・・・第２測位プログラム
【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 ＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎまたはＣｏａｒｓｅ ａｎｄ Ａｃｃｅｓｓ）コードを受信する。Ｃ／Ａコードは、測位の基礎となる測位基礎符号である。
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、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）。
ここで、衛星電波はＧＰＳ受信機に直接波として到達する場合のほかに、建物等に反射して間接波（以下「マルチパス」と呼ぶ）として到達する場合がある。
マルチパスにおいては、Ｃ／Ａコードの受信時刻が直接波に比べて遅れるため、擬似距離に誤差を生じる。この結果、測位精度が劣化するという問題がある。
これに対して、各ＧＰＳ衛星について、擬似距離と、前回の測位位置とＧＰＳ衛星の衛星軌道上の現在位置との距離（近似距離）とを算出し、擬似距離と近似距離との差が予め定めた誤差許容範囲を越えた場合にマルチパスであると判断し、マルチパスを測位計算に使用しない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２００３−５７３２７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、上述の技術においては、前回の測位位置を現在位置と擬制しているため、高速で移動している場合や衛星電波を長時間受信できない場合等、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合には有効ではない。上述の技術は、例えば、衛星電波を長時間受信できない場合に上述の誤差許容範囲を大きくして対応しているが、誤差許容範囲を大きくするとマルチパスを排除できない場合があるという問題がある。
すなわち、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる可能性がある場合に、誤差許容範囲を調整すると、その調整の仕方が不適切であれば、マルチパスを排除できない場合がある。
また、マルチパスと直接波を区別するために、ＧＰＳ受信機の速度等に応じて誤差許容範囲を調整することは困難であり、上述の特許文献１にも誤差許容範囲の調整方法は具体的に開示されていない。
【０００４】
そこで、本発明は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除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、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、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、前記基準衛星群情報生成手段を有するから、前記基準衛星群情報を生成することができる。前記基準衛星群は、前記高信頼度衛星を構成要素としている。すなわち、前記基準衛星群は直接波に対応する前記測位衛星のみを含み、マルチパスに対応する前記測位衛星を確実に排除して形成されている。
そして、前記測位装置は、前記基準位置情報生成手段を有するから、前記基準位置情報を生成することができる。前記基準位置は、前回の測位位置に基づいて予測した位置ではなくて、実際に現在位置を測位することによって算出された位置である。すなわち、前記基準位置は、現在位置そのものである。
しかも、前記基準位置は前記基準衛星群を使用して生成されているから、マルチパスを排除して算出されており、マルチパスの影響による測位精度の劣化はない。
そして、前記測位装置は、前記第１擬似距離算出手段によって前記第１擬似距離を算出することができ、前記第１近似距離算出手段によって前記第１近似距離を算出することができる。本明細書において「近似距離」は、基準となる地上の位置と測位衛星の現在時刻における衛星軌道上の座標（以後「現在座標」と呼ぶ）との距離を意味する。
ここで、前記第１近似距離は、前回の測位位置に基づいて予測した位置を基礎とするのではなくて、前記基準位置を基礎としているから精度が高い。
さらに、前記測位装置は、前記第１測位使用可能性判断手段によって、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した前記第１測位使用可能範囲内か否かを判断することができる。
そして、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群生成手段を有するから前記第１測位使用衛星群を生成することができる。
上述のように、前記基準位置は現在位置そのものであるから、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間によって、前記第１測位使用可能範囲を変更する必要はない。言い換えると、前記第１測位使用可能範囲を直接波に対応する範囲として予め規定すれば、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、その前記第１測位使用可能範囲を使用することができる。
このため、前記測位装置は、マルチパスに対応する前記通常衛星だけを確実に排除し、直接波に対応する前記測位衛星だけで前記第１測位使用衛星群を形成することができる。
そして、前記測位装置は、前記第１測位位置情報生成手段によって、前記第１測位使用衛星群を使用して前記測位位置情報を生成するから、マルチパスを排除して前記測位位置情報を生成することができる。
以上のように、前記測位装置は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除することができる。
また、上述のように、前記測位装置は、前記基準衛星群情報を出力用の測位には使用せずに、前記基準位置情報を生成するために使用する。そして、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用して、出力する前記測位位置情報を生成する。
前記基準衛星群は、マルチパスを送信する前記測位衛星を含まないが、仰角が高い前記測位衛星で構成されるため、天空における配置（ＰＤＯＰ等）が必ずしも良好ではない。
このため、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用して、出力するための前記測位位置情報を生成する。前記第１測位使用可能範囲内の前記通常衛星は、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星であって、直接波に対応する衛星である。従って、前記第１測位使用衛星群を構成する衛星数は、前記基準衛星群を構成する衛星数以上である。これは、前記第１測位使用衛星群のＰＤＯＰ等は、前記基準衛星群のＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きいことを意味する。
このため、前記測位装置は、前記第１測位使用衛星群を使用することによって、高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記高信頼度衛星と前記通常衛星の合計数が４個である予備衛星群を示す予備衛星群情報を生成する予備衛星群情報生成手段と、各前記予備衛星群を使用して測位計算を行って測位結果を算出し、前記測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段を有し、前記基準衛星群情報生成手段は、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群と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、前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群とすることができる。ここで、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａとは、測位結果の標準偏差を意味する。従って、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さいほど、測位結果のばらつきは小さく、測位結果は安定している。このため、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さい前記予備衛星群を使用した測位結果ほど、信頼性が高い。
このため、前記測位装置は、前記高信頼度衛星が４個未満であっても、信頼性が高い前記基準位置情報を生成することができる。
【０００９】
前記目的は、第３の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記予測位置算出手段を有するから、前記予測位置を算出することができる。
前記予測位置は、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて生成されているから、現在位置と擬制することができる。すなわち、前記予測位置は、前記測位装置の移動速度や、前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、現在位置と擬制することができる。これは、前記測位装置は、前回の前記測位位置を現在位置であると擬制するのではないことを意味する。
そして、前記測位装置は、前記平均差分算出手段によって、前記平均差分を算出することができる。前記平均差分は、前記高信頼度衛星差分の平均値であるから、直接波の擬似距離と近似距離の差分を正確に示している。このため、前記平均差分は、前記通常衛星からの前記衛星電波がマルチパスであるか否かを正確に判断するための基礎となる情報である。
そして、前記測位装置は、前記第２擬似距離算出手段によって、前記第２擬似距離を算出することができ、前記第２近似距離算出手段によって、前記第２近似距離を算出することができる。前記第２近似距離は、前回の前記測位位置を基準にして生成したのではなくて、前記予測位置を基準に生成されているから精度が高い。
そして、前記測位装置は、前記第２差分算出手段によって、前記第２差分を算出することができ、前記測位使用可能性判定値算出手段によって、前記測位使用可能性判定値を算出することができる。
そして、前記測位装置は、第２測位使用可能性判断手段を有するから、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断することができる。
すなわち、前記第２差分だけを基準にして直接波とマルチパスを区別するのではなくて、現時点において実際に算出した前記平均差分との差分である前記測位使用可能性判定値を使用して直接波とマルチパスを区別するから、前記衛星電波の受信状況に応じて、より確実に、直接波とマルチパスを区別することができる。
また、前記平均差分及び前記第２差分の基礎となる前記予測位置は、現在位置と擬制することができるから、前記測位装置の移動速度や前記衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、同一の前記第２測位使用可能範囲を使用することができる。このため、確実に前記マルチパスを排除することができる。
そして、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群生成手段によって、前記第２測位使用衛星群を生成することができ、前記第２測位位置情報生成手段によって、出力用の前記測位位置情報を生成することができる。
上述のように、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群を使用して、出力するための前記測位位置情報を生成する。前記第２測位使用衛星群を構成する衛星数は、前記高信頼度衛星衛星数以上である。したがって、前記第２測位使用衛星群のＰＤＯＰ等は、前記高信頼度衛星だけのＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このため、前記測位装置は、前記第２測位使用衛星群を使用することによって、高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【００１１】
前記目的は、第４の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価手段と、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断手段と、前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、を有することを特徴とする測位装置によって達成される。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記測位位置安定性判断手段を有するから、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断することができる。
すなわち、前記測位装置は、前記測位位置の安定性を判断することができる。
このため、前記測位装置は、例えば、前記測位位置が安定していない場合には、前記第１測位位置情報生成手段によって前記測位位置情報を生成し、前記測位位置が安定している場合には、前記第２測位位置情報生成手段によって前記測位位置情報を生成することができる。
前記第１測位位置情報生成手段による測位は、前記基準位置を予備測位を前提としているから、前記測位位置が安定していなくても、精度良く前記測位位置を算出することができる。
前記第２測位位置情報生成手段による測位において使用する前記予測位置情報は、前記測位装置の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、前記測位位置が安定している場合には、一層精度良く現在位置と擬制することができる。
このため、前記測位位置が安定していない場合には、前記第１測位位置情報生成手段によって測位を行い、前記測位位置が安定している場合には、前記第２測位位置情報生成手段によって測位を行うことによって、常に高精度の前記測位位置情報を生成することができる。
【００１３】
第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明のいずれかの構成において、前記測位衛星は、準天頂衛星を含むことを特徴とする測位装置である。
【００１４】
第５の発明の構成によれば、前記測位衛星は前記準天頂衛星を含むから、少なくとも１つの前記高信頼度衛星からの前記衛星電波を確実に受信することができる。
【００１５】
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、前記測位位置情報生成手段は、現在位置の緯度、経度、高度及び前記測位装置の時刻誤差を未知数とする方程式について、前記高信頼度衛星についての前記方程式の平均を使用することによって、未知数としての前記時刻誤差を消去することを特徴とする測位装置である。
【００１６】
第６の発明の構成によれば、前記測位装置は、未知数としての前記時刻誤差を消去することができるから、測位計算の負荷が減少し、測位演算の速度を速くすることができる。
さらに、前記測位装置は、前記基準衛星群についての前記方程式の平均を使用することによって、測位精度を向上することができる。
【００１７】
前記目的は、第７の発明によれば、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出ステップと、前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、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。
【００１８】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出ステップと、前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、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】
【００１９】
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。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の測位システム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等を有する。
端末２０は、準天頂衛星１１から電波Ｓ１を受信することができる。また、端末２０は、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ及び１２ｉから、電波Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８及びＧ９を受信することができる。端末２０は測位装置の一例である。準天頂衛星１１及びＧＰＳ衛星１２ａ等は複数の測位衛星の一例である。電波Ｓ１及び電波Ｇ１等は衛星電波の一例である。
電波Ｓ１及び電波Ｇ１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。
以後、準天頂衛星１１とＧＰＳ衛星１２ａ等を総称して「衛星」と呼ぶ。
【００２１】
ここで、準天頂衛星とは、地球の自転（２３時間５６分）と同期して３機の衛星が異なる軌道面を周回し、日本の天頂付近に、３機のうち少なくとも１機が必ず存在するように配置する衛星システムにおいて使用される衛星である。準天頂衛星は、日本周辺から常に７０度以上の仰角で見通すことが可能である。
【００２２】
端末２０は、例えば、３個以上の異なる衛星からの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、Ｃ／Ａコードの送信時刻と受信時刻を算出し、さらに、各衛星と端末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衛星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。
【００２３】
ここで、端末２０が受信する電波Ｓ１等は、直接波の場合とマルチパスの場合がある。
図１に示すように、端末２０の現在位置Ｐｎにおいて仰角が高い衛星である準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ｄ及び１２ｅからの電波Ｓ１、Ｇ４及びＧ５は、それぞれ矢印Ａ１，Ａ２及びＡ３に示すように直接波として端末２０に到達する。
ところが、仰角が低いＧＰＳ衛星１２ｉからの電波Ｇ９は建物１３Ｂに遮断されて直接波としては端末２０に到達せず、矢印Ａ４に示すように、建物１３Ａに反射してマルチパスとして端末２０に到達する。
マルチパスは測位精度を劣化させるから、測位から排除する必要がある。
また、ＰＤＯＰ等の指標に示される天空における衛星の配置は測位精度に影響を与えるから、できるだけ多くの直接波を使用する必要がある。
すなわち、端末２０が精度よく現在位置を測位するためには、直接波とマルチパスを確実に区別して、マルチパスを排除して、直接波だけを使用する必要がある。
この点、端末２０は、以下に説明するように、その移動速度や電波Ｓ１等を受信することができなかった時間にかかわらず、直接波とマルチパスを確実に区別することができるように構成されている。
【００２４】
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、準天頂衛星１１及びＧＰＳ衛星１２ａ等は１０個に限らず、９個以下でもよいし、１１個以上でもよい。
【００２５】
（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、入力装置２８、ＧＰＳ受信装置３０、準天頂衛星受信装置３２が接続されている。ＧＰＳ受信装置３０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等（図１参照）からの電波Ｇ１等を受信するための受信装置である。準天頂衛星受信装置３２は、準天頂衛星１１（図１参照）からの電波Ｓ１を受信するための受信装置である。
【００２６】
ＧＰＳ受信装置３０は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｇ１等を受信して、電波Ｇ１等の増幅、所望の周波数の抽出、ダウンコンバート（周波数変換）及びデジタル化を行う。 そして、ＧＰＳ受信装置３０は、電波Ｇ１等に乗っているＣ／ＡコードとＧＰＳ受信装置３４が発生したレプリカＣ／Ａコードとの相関処理を行って、Ｃ／Ａコードの位相を判断するように構成されている。また、ＧＰＳ受信装置３４は、電波Ｇ１等に乗っている後述のエフェメリスやアルマナック等を取得する。
準天頂衛星受信装置３２は、準天頂衛星１１からの電波Ｓ１を受信するが、その構成は
上述のＧＰＳ受信装置３０と同様である。
【００２７】
また、バス２２には、各種情報等を表示するための表示装置３４、及び、時計３６が接続されている。
【００２８】
端末２０は、ＧＰＳ受信装置３０及び準天頂衛星受信装置３２によって取得した相関結果及びエフェメリス等のデータを使用して測位演算を行うようになっている。
【００２９】
（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ＧＰＳ装置３０に対応するＧＰＳ受信部１０２、準天頂衛星受信装置３２に対応する準天頂衛星受信部１０４、時計３６に対応する計時部１０６、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３０】
図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１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。アルマナック１５２ａは、準天頂衛星１１及びすべての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、準天頂衛星１１及び各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。
【００３１】
図３に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、概略位置情報１５４を格納している。概略位置情報１５４は、端末２０の現在の概略位置Ｐを示す情報である。概略位置Ｐは、例えば、前回測位時の測位位置（前回測位位置Ｐｎ−１）である。
【００３２】
図３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１０６によって計測した現在時刻において概略位置Ｐから観測可能な衛星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。
観測可能衛星情報１５６には、例えば、準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｉが示されている。
【００３３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、衛星電波受信プログラム１１４を格納している。衛星電波受信プログラム１１４は、制御部１００がＧＰＳ受信部１０２及び準天頂衛星受信部１０４によって、準天頂衛星１１からの電波Ｓ１やＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｇ１等を受信するためのプログラムである。衛星電波受信プログラム１１４と制御部１００、ＧＰＳ受信部１０２及び準天頂衛生受信部１０４は、衛星電波受信手段の一例である。
制御部１００は、例えば、概略位置Ｐとアルマナック１５２ａに基づいて、ドップラー偏移を算出し、受信する電波Ｓ１等の周波数を予測する。そして、制御部１００は、電波Ｓ１等の予測周波数を含む一定範囲の周波数をサーチすることによって、電波Ｓ１等を受信する。
【００３４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、高信頼度衛星判断プログラム１１６を格納している。高信頼度衛星判断プログラム１１６は、制御部１００が、電波Ｓ１等の受信強度及び衛星の仰角に基づいて、電波Ｓ１等が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、直接波である信頼度が高い電波Ｓ１等に対応する衛星であるＨＳＶを示す高信頼度衛星情報１５８を生成するためのプログラムである。ＨＳＶは、高信頼度衛星の一例である。ＮＳＶは通常衛星の一例である。そして、高信頼度衛星判断プログラム１１６と制御部１００は、高信頼度衛星情報生成手段の一例である。
観測可能衛星情報１５６に示される衛星であって、ＨＳＶ以外の衛星をＮＳＶと呼ぶ。
【００３５】
図４は、高信頼度衛星判断プログラム１１６の説明図である。
図４（ａ）に示すように、制御部１００は、各衛星について、受信したＣ／Ａコードと、端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードの相関処理を行って、相関結果を得る。相関結果から、Ｎｏｉｓｅ Ｆｌｏｏｒの部分に対応する相関値Ｐ１と、相関ピーク値Ｐ２を読み取ることができる。
そして、制御部１００は、相関ピーク値Ｐ２と相関値Ｐ１との差分が相関値Ｐ１の２倍以上であることを示す図４（ｂ）の式１と、仰角が５０度以上であることを示す式２の双方を満たす場合に、その衛星がＨＳＶであると判断する。式２の５０度は、仰角閾値である。相関ピーク値Ｐ２と相関値Ｐ１との差分は、衛星電波の受信強度の一例である。
端末２０は、準天頂衛星１１からの電波S1を受信することができるから、少なくとも１個のＨＳＶからの電波を受信することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、受信強度としては、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｏ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を使用してもよい。
また、本実施の形態とは異なり、式２の仰角閾値は、５０度以上７０度以下のいずれかの角度として規定してもよい。
【００３６】
仰角が５０度以上であれば、その衛星からの電波は直接波である可能性が大きい。
しかし、ノイズが大きい場合には、仰角が高くてもマルチパスである可能性が大きい。
さらに、仰角が大きくても、ノイズが大きい場合には、その衛星からの電波を使用すると測位精度が劣化するから、後述の基準位置ＢＰを算出するために使用するには不適当である。
このため、端末２０は、受信強度と仰角の双方に基づいて、ＨＳＶを判断するようになっている。
【００３７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、ベースセット生成プログラム１１８を格納している。ベースセット生成プログラム１１８は、制御部１００が、ＨＳＶを構成要素とするベースセットＢＳを示すベースセット情報１６０を生成するためのプログラムである。ベースセットＢＳは基準衛星群の一例であり、ベースセット情報１６０は基準衛星群情報の一例である。そして、ベースセット生成プログラム１１８と制御部１００は、基準衛星群情報生成手段の一例である。
【００３８】
図５は、ベースセット設定プログラム１１８の説明図である。
図５に示すように、制御部１００は、ＨＳＶが４個以上であることを示す式３の条件を満たす場合には、ＨＳＶだけでベースセットＢＳを形成する。
そして、制御部１００は、ベースセットＢＳを示すベースセット情報１６０を第２記憶部１５０に格納する。
これに対して、制御部１００は、式３の条件を満たさない場合には、後述の予備セット生成プログラム１２０及びＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２を起動する。
【００３９】
図３に示すように、ベースセット生成プログラム１１８は、予備セット生成プログラム１２０を含む。予備セット生成プログラム１２０は、制御部１００が、ＨＳＶが４個未満である場合に、ＮＳＶとＨＳＶの合計数が４個である予備セットＲＳ１等を示す予備セット情報１６２を生成するためのプログラムである。予備セットＲＳ１等は予備衛星群の一例であり、予備セット情報１６２は予備衛星群情報の一例である。そして、予備セット生成プログラム１２０と制御部１００は、予備衛星群情報生成手段の一例である。
【００４０】
制御部１００は、例えば、ＨＳＶが図１の準天頂衛星１１、ＧＰＳ衛星１２ｄ及び１２ｅの３個であれば、さらにＧＰＳ衛星１２ａを加えた予備セットＲＳ１を生成する。また、ＨＳＶにＧＰＳ衛星１２ｂを加えた予備セットＲＳ２を生成するというように、ＮＳＶとＨＳＶとの合計が４個になるすべての組み合わせを生成する。
制御部１００は、生成した予備セット情報１６２を第２記憶部１５０に格納する。
【００４１】
図３に示すように、ベースセット生成プログラム１１８は、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２を含む。Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２は、制御部１００が、各予備セットＲＳ１等のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを示すＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ情報１６４を生成するためのプログラムである。このＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出プログラム１２２と制御部１００は、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段の一例である。
制御部１００は、各予備セットＲＳ１等を使用して、それぞれ複数回の測位を行い、その測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する。上述のように、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａは、測位結果の標準偏差である。制御部１００は、例えば、予備セットＲＳ１に対応するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａがａ１であり、予備セットＲＳ２に対応するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａがａ２であるというように、すべての予備セットＲＳ１等についてＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する。
制御部１００は、生成したＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
なお、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、各予備セットＲＳ１等の各ＧＰＳ衛星１２ａ等の擬似距離又はコードフェーズの分散に基づいて、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを推定するようにしてもよい。
【００４２】
制御部１００は、ベースセット生成プログラム１１８によって、ＨＳＶが４個未満の場合には、予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとするようになっている。
Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａは、測位結果の標準偏差であるから、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さいほど、測位結果のばらつきは小さく、測位結果は安定している。このため、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが小さい予備セットを使用した測位結果ほど、測位結果の信頼性が高い。
このため、端末２０は、ＨＳＶが４個未満の場合であっても、信頼性が高い測位結果を算出可能なベースセットＢＳを生成することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０は、擬似距離と近似距離の差分の分散値の小さな予備セットＲＳ１等をベースセットＢＳとするようにしてもよい。この場合、近似距離の基礎となる位置は、概略位置Ｐとする。
【００４３】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、基準位置情報生成プログラム１２４を格納している。基準位置情報生成プログラム１２４は、制御部１００が、ベースセットＢＳを使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する衛星を選択するための基準位置ＢＰを示す基準位置情報１６６を生成するためのプログラムである。基準位置ＢＰは基準位置の一例であり、基準位置情報１６６は基準位置情報の一例である。そして、基準位置情報生成プログラム１２４と制御部１００は、基準位置情報生成手段の一例である。
制御部１００は、ベースセットＢＳを構成する衛星から電波Ｓ１等を受信し、電波Ｓ１等に乗せられているＣ／Ａコードの送信時刻と受信時刻に基づいて擬似距離を算出する。そして、エフェメリス１５２ｂによって現在時刻における各衛星の衛星軌道上の座標を算出する。
制御部１００は、各衛星についての擬似距離と衛星軌道上の座標を使用して、基準位置ＢＰを算出する。
制御部１００は、生成した基準位置情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
制御部１００は、基準位置ＢＰを表示装置３４（図２参照）に表示する等によって、外部に出力することはしない。基準位置ＢＰは、後述の第１拡張セットＳｅｔ１を生成するためにのみ使用する。
なお、本実施の形態とは異なり、後述の測位位置情報１７０を生成するまでの間は、基準位置ＢＰを表示装置３４に表示することにしてもよい。
【００４４】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第１拡張セット生成プログラム１２６を格納している。第１拡張セット生成プログラム１２６は、制御部１００が、第１拡張セットＳｅｔ１を示す第１拡張セット情報１６８を生成するためのプログラムである。
【００４５】
図６は、第１拡張セット生成プログラム１２６の説明図である。
図６（ａ）に示すように、制御部１００は、各ＮＳＶについて、Ｃ／Ａコードの送信時刻ｔ１と受信時刻ｔ２との間の時間ｄｔに光速ｃを乗じる式４によって、擬似距離ｄ１を算出する。擬似距離ｄ１は擬似距離の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は、第１擬似距離算出プログラムの一例である。
【００４６】
また、制御部１００は、図６（ｂ）に示すように、各ＮＳＶについて、近似距離ｄ２を算出する。近似距離ｄ２は、基準位置ＢＰと、ＮＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である。この近似距離ｄ２は第１近似距離の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１近似距離算出手段の一例でもある。
制御部１００は、基準位置ＢＰ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）と通常衛星の衛星軌道上の位置である衛星位置Ｐｓｖ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の間の距離を求める式５によって、近似距離ｄ２を算出する。
【００４７】
続いて、制御部１００は、各ＮＳＶについて、図６（ｃ）に示すように、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２の差分ｄ３を算出する。差分ｄ３は第１差分の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１差分算出手段の一例でもある。
なお、本実施の形態においては、差分ｄ３等、複数の差分を算出するが、これらは、その絶対値を意味する。このため、２つの値を使用して、いずれからいずれを減じても、計算結果は同じである。
【００４８】
続いて、制御部１００は、差分ｄ３が予め規定した閾値α１以下であることを示す式６を満たすか否かを判断する。閾値α１以下の範囲は、直接波に対応する範囲として予め規定された範囲である。閾値α１は、例えば、５０メートル（ｍ）である。閾値α１以下の範囲は、第１測位使用可能範囲内の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１測位使用可能性判断手段の一例でもある。
制御部は、差分ｄ３が予め規定した閾値α１以下であることを示す式６を満たすか否かを判断することによって、直接波とマルチパスを区別している。
【００４９】
続いて、制御部１００は、ＨＳＶと、式６を満たす差分ｄ３に対応するＮＳＶとを構成要素とする第１拡張セットＳｅｔ１を示す第１拡張セット情報１６８を生成する。第１拡張セットＳｅｔ１は第１測位使用衛星群の一例である。そして、第１拡張セット生成プログラム１２６と制御部１００は第１測位使用衛星群生成手段の一例でもある。
制御部１００は、生成した第１拡張セット情報１６８を第２記憶部１５０に格納する。
【００５０】
図３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１２８を格納している。第１測位プログラム１２８は、制御部１００が、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位を行い、出力用の測位位置情報１７０を生成するためのプログラムである。測位位置情報１７０は測位位置情報の一例である。そして、第１測位プログラム１２８と制御部１００は、第１測位位置情報生成手段の一例である。
【００５１】
図７は、測位プログラム１２８の説明図である。
図７（ａ）は測位原理を示す図である。
図７（ａ）の式７は、図６（ａ）の式４及び図６（ｂ）の式５を使用して、テーラー展開したものである。ここで、ｄ１及びｄ２は既知である。（ｈ１，ｈ２，ｈ３）は、端末２０から各衛星への方向ベクトル（視線ベクトル）であり、周知の方法で計算することができる。したがって、未知数はｄｘ，ｄｙ，ｄｚ，ｄｔの４個であるから、４個の衛星について式７を生成することによって、解を求めることができる。式７においては、基準位置ＢＰを仮の現在位置（以下「仮現在位置ｐｒｅＰ」と呼ぶ）としている。
第１回で得られたｄｘ，ｄｙ，ｄｚを仮現在位置ｐｒｅＰに加えて新たな仮現在位置ｐｒｅＰとし、これをもとに再度計算して、解が収斂するまで繰り返し、端末２０の現在位置Ｐｎ（ｘ，ｙ，ｚ）を計算する。解が収斂したときの仮現在位置ｐｒｅＰが、端末２０の現在位置Ｐｎである。
【００５２】
図７（ｂ）は、上述の測位原理の改良を示す説明図である。
図７（ｂ）は、式７を簡略化して表現したものである。さらに、かっこ内の式は、ベクトルを使用して、さらに簡単に表現した式である。かっこ内の式については、図７（ｃ）乃至図７（ｆ）においても同様である。
図７（ｂ）の式において、ｙｉは各衛星の擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２の差分である。Ｈｉは方向ベクトル（ｈ１，ｈ２，ｈ３）を示す行列である。Ｘは、求めたい現在位置Ｐｎの誤差（ｄｘ，ｄｙ，ｄｚ）を示す行列である。ｂは、端末の時刻誤差ｄｔと光速ｃとの積ｃｄｔ（以下「誤差ｂ」と呼ぶ）である。
【００５３】
図７（ｂ）の式９は、すべての衛星についての式８の平均をとったものである。
図７（ｄ）の式１０は、式８から式９を減じて得た式である。式１０において、式８と式９に共通に含まれる誤差ｂが消去される。これは、時刻誤差ｄｔが消去されることを意味する。
これにより、計算量を削減することができる。
【００５４】
端末２０は、上述の式１０をさらに改良して使用する。
図７（ｅ）の式１１は、ＨＳＶについての式８の平均をとったものである。
そして、図７（ｆ）の式１２は、式８から式１１を減じて得た式である。
ＨＳＶは、受信強度が大きく、かつ、仰角が大きい衛星であるから、その方向ベクトル（ｈ１，ｈ２，ｈ３）も精度よく算出することができる。
このため、端末２０は、測位計算においては、図７（ｇ）の式１３に示すように、各衛星ごとの式１２を行列として計算するのであるが、式１２によって、行列の次元数を減らすことができることに加えて、測位精度も確保することができる。
なお、本実施の形態とは異なり、図７（ｆ）の式１２において、式８から式１１を減じるのではなくて、準天頂衛星１１についての式８を減じるようにしてもよい。
【００５５】
端末２０は、式１３によって、現在位置Ｐｎを算出すると、図７（ｈ）の式１４によって誤差ｂを算出する。誤差ｂを算出すれば、誤差ｂは光速ｃと時刻誤差ｄｔとの積であるから、時刻誤差ｄｔも算出することができる。
端末２０は、時刻誤差ｄｔを、次回測位時に使用する。これにより、測位精度を向上させることができる。
【００５６】
制御部１００は、生成した測位位置情報１７０及び時刻誤差情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。制御部１００は、１秒（ｓ）ごとに測位位置情報１７０及び時刻誤差情報１７２を生成するようになっている。
制御部１００は、測位位置情報１７０を、表示装置３４（図２）に表示することによって出力する。
また、制御部１００は、測位位置情報１７０を新たな概略位置情報１５４として第２記憶部１５０に格納する。
また、制御部１００は、測位位置情報１７０の生成時に、速度ベクトルｖｎを示す速度ベクトル情報１７１を生成し、第２記憶部１５０に格納する。４個以上の衛星から電波Ｓ１等を受信して測位位置Ｐｎが求まれば、電波Ｓ１等のドップラー偏移によって各衛星との相対速度がわかる。また、各衛星の速度ベクトルはエフェメリス１５２ｂから算出できるから、端末２０の速度ベクトルも算出することができる。
【００５７】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、距離評価プログラム１３０を格納している。距離評価プログラム１３０は、制御部１００が、連続して出力される２つの測位位置Ｐｎ−１及びＰｎとの距離ｄ４が、閾値α２以下か否かを判断するためのプログラムである。閾値α２は予め規定されており、閾値α２以下の距離は安定距離範囲内の距離の一例である。そして、距離評価プログラム１３０と制御部１００は、距離評価手段の一例である。
【００５８】
図８は、距離評価プログラム１３０の説明図である。
図８に示すように、制御部１００は、距離ｄ４が閾値α２以下であることを示す式１５を満たすか否かを判断する。
上述のように距離ｄ４は、前回位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎとの距離差分である。閾値α２は、例えば、１０メートル（ｍ）である。
【００５９】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位位置安定性判断プログラム１３２を格納している。測位位置安定性判断プログラム１３２は、制御部１００が、上述の距離評価プログラム１３０による式１５を満たすという判断が、５回連続したか否かを判断するためのプログラムである。この５回という回数は、測位位置Ｐｎの安定性を判断するために予め規定した回数の一例である。そして、測位位置安定性判断プログラム１３２と制御部１００は、測位位置安定性判断手段の一例である。
制御部１００は、式１５を満たすという判断が、５回連続した場合には、測位位置Ｐｎが安定していると判断する。ここで、式１５を満たすという判断が５回連続したということは、前回測位位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎが大きく乖離しない状態が、継続していることを意味する。
なお、本実施の形態とは異なり、測位位置安定性判断プログラム１３２は、制御部１００が、上述の距離評価プログラム１３０による式１５を満たすという判断が、５秒（ｓ）以上連続した場合に、測位位置Ｐｎが安定していると判断することにしてもよい。５秒
以上という時間は、予め規定した時間の一例である。
【００６０】
図３に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、第２拡張セット生成プログラム１３４を格納している。第２拡張セット生成プログラム１３４は、制御部１００が、第２拡張セットＳｅｔ２を示す第２拡張セット情報１７４を生成するためのプログラムである。
第２拡張セット生成プログラム１３４は、上述の測位位置安定性判断プログラム１３２
によって制御部１００が、測位位置Ｐｎが安定していると判断した場合に、起動する。
【００６１】
図９は、第２拡張セット生成プログラム１３４の説明図である。
制御部１００は、図９（ａ）に示す各ＨＳＶについての擬似距離ｄ５を算出する。擬似距離ｄ５は高信頼度衛星擬似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星擬似距離算出手段の一例である。
【００６２】
また、制御部１００は、図９（ｂ）に示す端末２０の予測位置Ｐｆを算出する。制御部１００は、図９（ｂ）に示すように、前回の測位位置Ｐ（ｘｔ−１，ｙｔ−１，ｚｔ−１）と、前回の端末２０の速度ベクトル（ｖｘｔ−１，ｖｙｔ−１，ｖｚｔ−１）及び前回測位位置から現在までの経過時間ｄｔに基づいて、現在の予測位置Ｐｆを算出する。前回の測位位置Ｐは、概略位置情報１５４に示されている。前回の速度ベクトルは、前回測位時に生成した速度ベクトル情報１７１に示される速度ベクトル使用する。
予測位置Ｐｆは予測位置の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、予測位置算出手段の一例でもある。
【００６３】
続いて、制御部１００は、図９（ｃ）に示す近似距離ｄ６を算出する。近似距離ｄ６は、予測位置Ｐｆと各ＨＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である。
この近似距離ｄ６は高信頼度衛星近似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星近似距離算出手段の一例でもある。
【００６４】
続いて、制御部１００は、図９（ｄ）に示すように、擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６との差分ｄ７を算出する。差分ｄ７は高信頼度衛星差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、高信頼度衛星差分算出手段の一例でもある。
【００６５】
続いて、制御部１００は、図９（ｅ）に示すように、差分ｄ７の平均値である平均差分ｄ７ａｖを算出する。平均差分ｄ７ａｖは平均差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、平均差分算出手段の一例でもある。
【００６６】
続いて、制御部１００は、図９（ｆ）に示すように、ＮＳＶの擬似距離ｄ８を算出する。擬似距離ｄ８は、第２擬似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２擬似距離算出手段の一例でもある。
【００６７】
続いて、制御部１００は、図９（ｇ）に示すように、予測位置Ｐｆと、ＮＳＶの衛星軌道上の現在座標との距離である近似距離ｄ９を算出する。近似距離ｄ９は第２近似距離の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２近似距離算出手段の一例でもある。
【００６８】
続いて、制御部１００は、図９（ｈ）に示すように、擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９との差分ｄ１０を算出する。差分ｄ１０は第２差分の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２差分算出手段の一例でもある。
【００６９】
続いて、制御部１００は、図９（ｉ）に示すように、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０との差分である判定値ｄ１１を算出する。判定値１１は測位使用可能性判定値の一例である。
続いて、制御部１００は、判定値ｄ１１が誤差閾値ｗ以下であることを示す図９（ｊ）の式１６を満たすか否かを判断する。誤差閾値ｗは、直接波に対応する範囲として予め規定されている。誤差閾値ｗは、例えば、５０メートル（ｍ）である。誤差閾値ｗ以下の範囲は第２測位使用可能範囲内の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２測位使用可能性判断手段の一例でもある。
【００７０】
そして、制御部１００は、ＨＳＶと式１６を満たすＮＳＶを構成要素とする第２拡張セットＳｅｔ２を形成する。第２拡張セットＳｅｔ２は第２測位使用衛星群の一例である。そして、第２拡張セット生成プログラム１３４と制御部１００は、第２測位使用衛星群生成手段の一例でもある。
【００７１】
図３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１３６を格納している。第２測位プログラム１３６は、制御部１００が、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して測位を行い、測位位置情報１７０を生成するためのプログラムである。この第２測位プログラム１３６と制御部１００は、第２測位位置情報生成手段の一例である。
第２測位プログラム１３６に基づく測位方法（以下「第２測位方法」と呼ぶ）は、図７で説明した第１測位プログラム１２８に基づく測位方法（以下「第１測位方法」と呼ぶ）と同様であるが、第２拡張セットＳｅｔ２を使用する点が異なる。
また、第１測位方法は、基準位置ＢＰの測位を経てから測位位置Ｐｎを測位する必要があり、測位位置Ｐｎを算出するまでに２回測位演算を行う必要があるのに対して、第２測位方法においては、測位演算は測位位置Ｐｎを算出するときの一度で足りる。
制御部１００は、測位位置情報１７０の生成時に、速度ベクトルｖｎを示す速度ベクトル情報１７１を生成し、第２記憶部１５０に格納する。
【００７２】
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、ベースセット情報１６０（図３参照）を生成することができる。ベースセットＢＳは、ＨＳＶを構成要素としている。すなわち、ベースセットＢＳは直接波に対応する衛星のみを含み、マルチパスに対応する衛星を確実に排除して形成されている。
そして、端末２０は、基準位置情報１６６（図３参照）を生成することができる。基準位置ＢＰは、前回の測位位置に基づいて予測した位置ではなくて、実際に現在位置を測位することによって算出された位置である。すなわち、基準位置ＢＰは、現在位置そのものである。
しかも、基準位置ＢＰはベースセットＢＳを使用して生成されているから、マルチパスを排除して算出されており、マルチパスによる精度劣化はない。
さらに、端末２０は、ベースセット生成プログラム１１８によって、ＨＳＶが４個未満の場合には、予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとするようになっている。このため、端末２０は、ＨＳＶが４個未満の場合であっても、信頼性が高い基準位置ＢＰを算出することができる。
【００７３】
そして、端末２０は、擬似距離ｄ１及び近似距離ｄ２（図６参照）を算出することができる。
ここで、近似距離ｄ２は、前回の測位位置に基づいて予測した位置を基礎とするのではなくて、基準位置ＢＰを基礎としているから精度が高い。
さらに、端末２０は、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２との差分ｄ３（図６参照）が、直接波に対応する範囲として予め規定した閾値α１以下か否かを判断することができる。
そして、端末２０は、第１拡張セット情報１６８を生成することができる。
上述のように、基準位置ＢＰは現在位置そのものであるから、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間によって、閾値α１を変更する必要はない。言い換えると、閾値α１以下の範囲を直接波に対応する範囲として予め規定すれば、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、その閾値α１によって規定される範囲を使用することができる。
このため、端末２０は、マルチパスに対応する衛星だけを確実に排除し、直接波に対応する衛星だけで第１拡張セットＳｅｔ１（図３参照）を形成することができる。
そして、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位位置情報１７０（図３参照）を生成するから、マルチパスを排除して測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７４】
以上のように、端末２０は、前回の測位位置が現在位置と大きく異なる場合であっても、マルチパスを確実に排除することができる。
また、上述のように、端末２０は、ベースセットＢＳを出力用の測位には使用せずに、基準位置ＢＰを測位するために使用する。そして、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して、出力する測位位置情報１７０を生成する。
ベースセットＢＳは、マルチパスを送信する衛星を含まないが、仰角が高い衛星で構成されるため、天空における配置（ＰＤＯＰ等）が必ずしも良好ではない。
このため、端末２０は、ベースセットＢＳを基準位置ＢＰの測位にのみ使用し、出力するための測位位置情報１７０を生成するためには使用しない。
端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して、出力するための測位位置情報１７０を生成する。第１拡張セットＳｅｔ１内の衛星は、ＨＳＶ以外の衛星であって、直接波に対応する衛星である。このため、第１拡張セットＳｅｔ１を構成する衛星数は、ベースセットＢＳを構成する衛星数以上である。
したがって、第１拡張セットＳｅｔ１のＰＤＯＰ等は、ベースセットＢＳのＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このため、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用することによって、高精度の測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７５】
さらに、端末２０は、測位位置安定性判断プログラム１３２（図３参照）によって、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができる。
【００７６】
そして、端末２０は、予測位置Ｐｆ（図９参照）を算出することができる。すなわち、端末２０は、前回の測位位置Ｐを現在位置であると擬制するのではない。
予測位置Ｐｆは、前回の測位位置Ｐと、前回の端末２０の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間ｄｔに基づいて生成されているから、現在位置と擬制することができる。すなわち、予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度や、衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、現在位置と擬制することができる。
そして、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖ（図９参照）を算出することができる。平均差分ｄ７ａｖは、ＨＳＶについての擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６の差分ｄ７（図９参照）の平均値であるから、直接波の擬似距離と近似距離の差分を正確に示している。このため、平均差分ｄ７ａｖは、衛星電波がマルチパスであるか否かを正確に判断するための基礎となる情報である。
【００７７】
そして、端末２０は、 ＮＳＶについての近似距離ｄ９（図９参照）を算出することができる。近似距離ｄ９は、前回の測位位置Ｐを基準にして生成したのではなくて、予測位置Ｐｆを基準に生成されているから精度が高い。
そして、端末２０は、ＮＳＶの擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９の差分ｄ１０（図９参照）を算出することができる。
そして、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０との差分である判定値ｄ１１（図９参照）が、直接波に対応する範囲として予め規定した誤差閾値ｗ以下か否かを判断することができる。すなわち、ＮＳＶについての差分ｄ１０だけを基準にして直接波とマルチパスを区別するのではなくて、現時点において実際に算出した平均差分ｄ７ａｖとの差分である判定値ｄ１１を使用して直接波とマルチパスを区別するから、衛星電波の受信状況に応じて、より確実に、直接波とマルチパスを区別することができる。
【００７８】
また、平均差分ｄ７ａｖ及び差分ｄ１０の基礎となる予測位置Ｐｆは、現在位置と擬制することができるから、端末２０の移動速度や衛星電波を受信することができなかった時間にかかわらず、同一の閾値ｗを使用することができる。このため、確実にマルチパスを排除することができる。
そして、端末２０は、第２拡張セットＳｅｔ２を生成することができ、その第２拡張セットを使用して測位位置情報１７０（図３参照）を生成することができる。
上述のように、端末２０は、ＨＳＶのみを出力用の測位には使用するのではなくて、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して、測位位置情報１７０を生成する。
第２拡張セットＳｅｔ２を構成する衛星数は、ＨＳＶの数以上である。したがって、第２拡張セットＳｅｔ２のＰＤＯＰ等は、ＨＳＶだけで構成される衛星群のＰＤＯＰ等よりも良好である可能性が大きい。
このように、第２拡張セットＳｅｔ２を使用することによって、高精度の測位位置情報１７０を生成することができる。
【００７９】
しかも、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができ、測位位置Ｐｎの変化が大きい場合には、第１測位方法によって測位位置情報１７０を生成し、測位位置Ｐｎの変化が小さい場合には、第２測位方法によって測位位置情報１７０を生成することができる。
予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、端末２０の位置の変化が小さい場合には、前回位置Ｐｎ−１と真の現在位置との乖離が小さいから、一層精度良く現在位置と擬制することができる。この結果、第２測位法におけるマルチパスと直接波の区別が一層確実になる。
【００８０】
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１０、図１１、図１２、図１３、図１４及び図１５を使用して説明する。
図１０乃至図１５は、端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００８１】
図１０は、端末２０の全体の動作例を示している。
まず、端末２０は、第１測位法で測位する（図１０のステップＳＴ１）。
続いて、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断する（ステップＳＴ２）。
端末２０は、ステップＳＴ２における判断結果を評価し（ステップＳＴ３）、測位位置Ｐｎが安定していないと判断した場合には、ステップＳＴ１に戻る。
これに対して、端末２０が、ステップＳＴ２における判断結果を評価し（ステップＳＴ３）、測位位置Ｐｎが安定していると判断した場合には、第２測位法で測位する（ステップＳＴ４）。
続いて、端末２０は、測位終了か否かを判断し（ステップＳＴ５）、測位終了ではない場合には、ステップＳＴ２に戻る。
ステップＳＴ５において、端末２０が、測位終了であると判断した場合には、測位を終了する。
【００８２】
次に、主に図１１を使用して、ステップＳＴ１（図１０参照）の第１測位法を実施するときの詳細な動作例を説明する。
まず、端末２０は、概略位置情報１５４に示される概略位置Ｐ（図３参照）から観測可能な衛星を選択する（図１１のステップＳＴ１１）。
続いて、端末２０は、観測可能な衛星から電波Ｓ１等（図１参照）を受信する（ステップＳＴ１２）。このステップＳＴ１２は、衛星電波受信ステップの一例である。
【００８３】
続いて、端末２０は、電波Ｓ１等の受信強度及び仰角に基づいて、ＨＳＶを判断する（ステップＳＴ１３）。このステップＳＴ１３は、高信頼度衛星情報生成ステップの一例である。
なお、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１３は、端末２０が測位を行っている間、継続する。すなわち、ステップＳＴ１２及びステップＳＴ１３は、第１測位法による測位時だけではなくて、第２測位法による測位時にも継続している。
【００８４】
続いて、端末２０は、ＨＳＶが４個以上か否かを判断する（ステップＳＴ１４）。
ステップＳＴ１４において、端末２０が、ＨＳＶが４個以上であると判断した場合には、ＨＳＶだけでベースセットＢＳ（図３参照）を生成する（ステップＳＴ１５）。ステップＳＴ１４及びステップＳＴ１５は、基準衛星群情報生成ステップの一例である。
【００８５】
ステップＳＴ１４において、端末２０が、ＨＳＶが４個以上ではないと判断した場合には、ＨＳＶとNＳＶとで４個の衛星から構成される予備セットＲＳ１等（図３参照）を生成する（ステップＳＴ１５Ａ）。
続いて、端末２０は、各予備セットＲＳ１等について、測位計算を行い、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出する（ステップＳＴ１５Ｂ）。
続いて、端末２０は、すべての予備セットＲＳ１等のうち、Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小のものをベースセットＢＳとする（ステップＳＴ１５Ｃ）。
上述の、ステップＳＴ１４，ステップＳＴ１５Ａ，ステップＳＴ１５Ｂ及びステップＳＴ１５Ｃもまた、基準衛星群情報生成ステップの一例である。
【００８６】
ステップＳＴ１５又はステップＳＴ１５Ｃに続いて、端末２０は、ベースセットＢＳを使用して、基準位置ＢＰを算出する（ステップＳＴ１６）。このステップＳＴ１６は、基準位置情報生成ステップの一例である。
【００８７】
続いて、端末２０は、ＮＳＶについて、擬似距離ｄ１（図６参照）を算出する（ステップＳＴ１７）。このステップＳＴ１７は、第１擬似距離算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、基準位置ＢＰと現在時刻における衛星軌道上の現在座標から近似距離ｄ２（図６参照）を算出する（図１２のステップＳＴ１８）。このステップＳＴ１８は、第１近似距離算出ステップの一例である。
【００８８】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ１と近似距離ｄ２との差分ｄ３（図６参照）を算出する（ステップＳＴ１９）。このステップＳＴ１９は、第１差分算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、差分ｄ３が閾値α１（図６参照）以下の衛星をベースセットＢＳに追加し、第１拡張セットＳｅｔ１（図３参照）を生成する（ステップＳＴ２０）。このステップＳＴ１９は、第１測位使用可能性判断ステップの一例であり、第１測位使用衛星群情報生成ステップの一例でもある。
【００８９】
続いて、端末２０は、第１拡張セットＳｅｔ１を使用して測位を行い、現在位置Ｐｎを算出する（ステップＳＴ２１）。このステップＳＴ２１は、第１測位位置情報生成ステップの一例である。
【００９０】
続いて、端末２０は、現在位置Ｐｎを示す測位位置情報１７０（図３参照）を表示装置３４（図２参照）に表示する（ステップＳＴ２２）。
以上が、第１測位法を実施するときの、端末２０の動作例である。
【００９１】
続いて、端末２０が、図１０のステップＳＴ２において、測位位置Ｐｎの安定性を判断するときの動作例を主に図１３を使用して説明する。
まず、端末２０は、前回測位した前回位置Ｐｎ−１と現在位置Ｐｎとの距離差分ｄ４（図８参照）を算出する（図１３のステップＳＴ３１）。
続いて、端末２０は、距離差分ｄ４が閾値α２（１０メートル（ｍ））以下か否かを判断する（ステップＳＴ３２）。このステップＳＴ３２は、距離評価ステップの一例である。
【００９２】
端末２０は、ステップＳＴ３２において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続したか否かを判断する（ステップＳＴ３３）。
端末２０は、ステップＳＴ３３において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続したか否かを判断した場合には、測位位置Ｐｎは安定していると判断する（ステップＳＴ３４）。
上述のステップＳＴ３２，ステップＳＴ３３及びステップＳＴ３４は、測位位置安定性判断ステップの一例である。
【００９３】
端末２０は、上述のステップＳＴ３２において、距離差分ｄ４が閾値α２以下ではないと判断した場合には、測位位置Ｐｎが安定していないと判断する（ステップＳＴ３４Ａ）。
また、端末２０は、上述のステップＳＴ３３において、距離差分ｄ４が閾値α２以下であるという判断が、５回連続していないと判断した場合には、測位位置Ｐｎが安定していないと判断する（ステップＳＴ３４Ａ）。
以上が、測位位置Ｐｎの安定性を判断するときの端末２０の動作例である。
【００９４】
次に、図１０のステップＳＴ４における第２測位法を実施するときの端末２０の動作例を主に図１４及び図１５を使用して説明する。
まず、端末２０は、ＨＳＶについて、擬似距離ｄ５（図９参照）を算出する（図１４のステップＳＴ４１）。このステップＳＴ４１は、高信頼度衛星擬似距離算出ステップの一例である。
【００９５】
続いて、端末２０は、前回位置Ｐｎ−１と前回の速度ベクトルに基づいて、予測位置Ｐｆ（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４２）。このステップＳＴ４２は、予測位置算出ステップの一例である。
【００９６】
続いて、端末２０は、各ＨＳＶについて、予測位置Ｐｆと現在時刻における衛星軌道上の座標（現在座標）に基づいて、近似距離ｄ６（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４３）。このステップＳＴ４３は、高信頼度衛星近似距離算出ステップの一例である。
【００９７】
続いて、端末２０は、各ＨＳＶについて、擬似距離ｄ５と近似距離ｄ６との差分ｄ７を算出する（ステップＳＴ４４）。このステップＳＴ４４は、高信頼度衛星差分算出ステップの一例である。
【００９８】
続いて、端末２０は、差分ｄ７を平均し、平均差分ｄ７ａｖ（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４５）。このステップＳＴ４５は、平均差分算出ステップの一例である。
【００９９】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ８を算出する（ステップＳＴ４６）。ステップＳＴ４６は、第２擬似距離算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、予測位置Ｐｆと衛星軌道上の現在座標に基づいて、近似距離ｄ９（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４７）。このステップＳＴ４７は、第２近似距離算出ステップの一例である。
【０１００】
続いて、端末２０は、各ＮＳＶについて、擬似距離ｄ８と近似距離ｄ９との差分ｄ１０（図９参照）を算出する（図１５のステップＳＴ４８）。このステップＳＴ４８は、第２差分算出ステップの一例である。
【０１０１】
続いて、端末２０は、平均差分ｄ７ａｖと差分ｄ１０の差分である判定値ｄ１１（図９参照）を算出する（ステップＳＴ４９）。このステップＳＴ４９は、測位使用可能性判定値算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、ＨＳＶと判定値ｄ１１が誤差閾値ｗ以下のＮＳＶとで第２拡張セットＳｅｔ２（図３参照）を生成する（ステップＳＴ５０）。このステップＳＴ５０は、第２測位使用可能性判断ステップの一例であり、第２測位使用衛星群生成ステップの一例でもある。
【０１０２】
続いて、端末２０は、第２拡張セットＳｅｔ２を使用して測位を行い、現在位置Ｐｎを算出する（ステップＳＴ５１）。このステップＳＴ５１は、第２測位位置情報生成ステップの一例である。
続いて、端末２０は、現在位置Ｐｎを示す現在位置情報１７０（図３参照）を表示装置３４（図２参照）に表示する（ステップＳＴ５２）。
以上が、第２測位法を実施するときの端末２０の動作例である。
【０１０３】
以上で説明したように、端末２０は、測位位置Ｐｎの安定性を判断することができ、測位位置Ｐｎの変化が大きい場合には、第１測位方法によって測位位置情報１７０を生成し、測位位置Ｐｎの変化が小さい場合には、第２測位方法によって測位位置情報１７０を生成することができる。
第２測位法における予測位置Ｐｆは、端末２０の移動速度等にかかわらず、現在位置と擬制することができるのであるが、端末２０の位置の変化が小さい場合には、前回位置Ｐｎ−１と真の現在位置との乖離が小さいから、一層精度良く現在位置と擬制することができる。
【０１０４】
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】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態の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】高信頼度衛星判断プログラムの説明図である。
【図５】ベースセット生成プログムの説明図である。
【図６】第１拡張セット生成プログラムの説明図である。
【図７】第１測位プログラムの説明図である。
【図８】距離評価プログラムの説明図である。
【図９】第２拡張セット生成プログラムの説明図である。
【図１０】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１１】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【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。
【図１４】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図１５】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】
【０１０６】
１１・・・準天頂衛星、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３０・・・ＧＰＳ受信装置、３２・・・準天頂衛星受信装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・衛星電波受信プログラム、１１６・・・高信頼度衛星判断プログラム、１１８・・・ベースセット生成プログラム、１２０・・・予備セット生成プログラム、１２２・・・Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇａｍａ算出プログラム、１２４・・・基準位置情報生成プログラム、１２６・・・第１拡張セット生成プログラム、１２８・・・第１測位プログラム、１３０・・・距離評価プログラム、１３２・・・測位位置安定性判断プログラム、１３４・・・第２拡張セット生成プログラム、１３６・・・第２測位プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星
である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、
前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、
前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、
前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、
前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、
前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記高信頼度衛星と前記通常衛星の合計数が４個である予備衛星群を示す予備衛星群情報を生成する予備衛星群情報生成手段と、
各前記予備衛星群を使用して測位計算を行って測位結果を算出し、前記測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段を有し、
前記基準衛星群情報生成手段は、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群と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】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、
前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、
前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、
前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、
すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、
前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、
前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、
前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、
前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、
前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項４】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星
である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、
前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、
前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、
前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、
前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、
前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、
連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価手段と、
連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断手段と、
前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、
前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、
前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、
前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、
すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、
前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、
前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、
前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、
前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、
前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項５】
前記測位衛星は、準天頂衛星を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測位装置。
【請求項６】
前記測位位置情報生成手段は、現在位置の緯度、経度、高度及び前記測位装置の時刻誤差を未知数とする方程式について、前記高信頼度衛星についての前記方程式の平均を使用することによって、未知数としての前記時刻誤差を消去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】
複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、
前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出
する第２差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、
前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出
する第２差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、
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】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星
である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、
前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、
前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、
前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、
前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、
前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記高信頼度衛星が４個未満である場合には、前記高信頼度衛星と前記通常衛星の合計数が４個である予備衛星群を示す予備衛星群情報を生成する予備衛星群情報生成手段と、
各前記予備衛星群を使用して測位計算を行って測位結果を算出し、前記測位結果のＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａを算出するＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａ算出手段を有し、
前記基準衛星群情報生成手段は、前記Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｉｇｍａが最小の前記予備衛星群を前記基準衛星群と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】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、
前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、
前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、
前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、
すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、
前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、
前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、
前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、
前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、
前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項４】
複数の測位衛星からの衛星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、
前記衛星電波を受信する衛星電波受信手段と、
前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星
である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成手段と、
前記高信頼度衛星を構成要素とする基準衛星群を生成する基準衛星群生成手段と、
前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出手段と、
前記基準位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を算出する第１近似距離算出手段と、
前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出手段と、
前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成手段と、
前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成手段と、
連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価手段と、
連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断手段と、
前記高信頼度衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出手段と、
前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出段と、
前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出手段と、
前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出手段と、
すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分を算出する平均差分算出手段と、
前記高信頼度衛星以外の前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出手段と、
前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出手段と、
前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出する第２差分算出手段と、
前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用可能性判定値算出手段と、
前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断手段と、
前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記測位使用可能性判定値に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成手段と、
前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項５】
前記測位衛星は、準天頂衛星を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の測位装置。
【請求項６】
前記測位位置情報生成手段は、現在位置の緯度、経度、高度及び前記測位装置の時刻誤差を未知数とする方程式について、前記高信頼度衛星についての前記方程式の平均を使用することによって、未知数としての前記時刻誤差を消去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】
複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、
前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出
する第２差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
複数の測位衛星からの衛星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、前記衛星電波を受信する衛星電波受信ステップと、
前記測位装置が、前記衛星電波の受信強度及び前記測位衛星の仰角に基づいて前記衛星電波が直接波である信頼度が高いか否かを判断し、前記信頼度が高い前記衛星電波に対応する前記測位衛星である高信頼度衛星を示す高信頼度衛星情報を生成する高信頼度衛星情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星を含む基準衛星群を示す基準衛星群情報を生成する基準衛星群情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群を使用して現在位置を予備測位して、出力用の測位に使用する前記測位衛星を選択するための基準位置を示す基準位置情報を生成する基準位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、前記基準衛星群に含まれない前記測位衛星である通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第１擬似距離を算出する第１擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記基準位置と、前記基準衛星群に含まれない前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第１近似距離を示す第１近似距離情報を算出する第１近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１擬似距離と前記第１近似距離との差分である第１差分を算出する第１差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記第１差分が、直接波に対応する範囲として予め規定した第１測位使用可能範囲内か否かを判断する第１測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第１測位使用可能範囲内の前記第１差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第１測位使用衛星群を生成する第１測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第１測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第１測位位置情報生成ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が、予め規定した安定距離範囲内であるか否かを判断する距離評価ステップと、
前記測位装置が、連続して出力される２つの前記測位位置の距離が前記安定距離範囲内であるという判断が、前記測位位置の安定性を判断するために予め規定した回数又は時間において継続したか否かを判断する測位位置安定性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星についての前記擬似距離である高信頼度衛星擬似距離を算出する高信頼度衛星擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前回の前記測位位置と、前回の前記測位装置の速度ベクトル及び前回測位時から現在までの経過時間に基づいて、現在の予測位置を算出する予測位置算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記高信頼度衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である高信頼度衛星近似距離を算出する高信頼度衛星近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星擬似距離と前記高信頼度衛星近似距離との差分である高信頼度衛星差分を算出する高信頼度衛星差分算出ステップと、
前記測位装置が、すべての前記高信頼度衛星差分の平均値である平均差分算出する平均差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記通常衛星の前記測位基礎符号の送信時刻と受信時刻に基づいて、前記衛星電波が前記送信時刻と前記受信時刻との間に伝播する擬似距離である第２擬似距離を算出する第２擬似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記予測位置と、前記通常衛星の衛星軌道上の現在座標との距離である第２近似距離を算出する第２近似距離算出ステップと、
前記測位装置が、前記第２擬似距離と前記第２近似距離との差分である第２差分を算出
する第２差分算出ステップと、
前記測位装置が、前記平均差分と前記第２差分との差分である測位使用可能性判定値を算出する測位使用判定値算出ステップと、
前記測位装置が、前記測位使用可能性判定値が、直接波に対応する範囲として予め規定した第２測位使用可能範囲内か否かを判断する第２測位使用可能性判断ステップと、
前記測位装置が、前記高信頼度衛星と前記第２測位使用可能範囲内の前記第２差分に対応する前記通常衛星とを構成要素とする第２測位使用衛星群を生成する第２測位使用衛星群生成ステップと、
前記測位装置が、前記第２測位使用衛星群を使用して測位を行い、出力用の測位位置を示す測位位置情報を生成する第２測位位置情報生成ステップと、
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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１８７４５５（Ｐ２００７−１８７４５５Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３３（Ｐ２００６−３５３３）
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【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７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【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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