測位装置、測位装置の制御方法及びプログラム
【課題】電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、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】各発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列において測位装置２０が発生するレプリカ測位基礎符号と測位基礎符号との相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、現在の位相と予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、各発信源ごとに位相差が最小の位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、選択位相が属する周波数系列における前記位相が、連続して位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段等を有する。
【解決手段】各発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列において測位装置２０が発生するレプリカ測位基礎符号と測位基礎符号との相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、現在の位相と予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、各発信源ごとに位相差が最小の位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、選択位相が属する周波数系列における前記位相が、連続して位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段等を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び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コードの位相（コードフェーズ）に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている。例えば、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率で、コードの長さは１，０２３チップである。したがってＣ／Ａコードは、１ミリ秒（ｍｓ）間に電波が進む距離である約３００キロメートル（ｋｍ）ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のＧＰＳ衛星の位置と、ＧＰＳ受信機の概略位置からＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、Ｃ／Ａコードの１周期（１，０２３チップ）分（Ｃ／Ａコードの整数部分）を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（Ｃ／Ａコードの端数部分）を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、Ｃ／Ａコードの整数部分は、ＧＰＳ受信機の概略位置が一定の精度である例えば、１５０ｋｍ以内であれば推定可能である。このため、ＧＰＳ受信機は、Ｃ／Ａコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
ＧＰＳ受信機は、例えば、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機内部で生成したレプリカＣ／Ａコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、Ｃ／Ａコードの位相を特定する。このとき、ＧＰＳ受信機は、レプリカＣ／Ａコードの位相及び周波数をずらしながら相関処理を行っている。
ところが、Ｃ／Ａコードを乗せた衛星電波の電波強度が弱い場合には、十分な信号強度を得られず、Ｃ／Ａコードの位相を特定することが困難になる。
これに対して、受信信号のセグメントを処理した結果を、スレショルド信号雑音比（ＳＮＲ）が達成されるまで、コヒーレントに（同期的に）連続して組み合わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特表２００４−５０１３５２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、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機は相対的に移動するから、ＧＰＳ受信機に到達する衛星電波の到達周波数はドップラー偏移によって変化する。
ここで、信号強度が弱い場合には、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数を継続的に変化する到達周波数に同期することが困難な場合がある。
そして、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数が到達周波数と乖離している場合には、相関積算値が一定のレベルに達したとしても、そのときのＣ／Ａコードの位相の精度は劣化する。このため、その位相を使用して測位すると、測位位置の精度が劣化する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、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、その御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段と、前記選択位相第１評価手段による判断結果及び／又は前記選択位相第２評価手段による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記位相差評価手段を有するから、前記位相差が前記位相差許容範囲内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、前記位相の精度を検証することができる。
また、前記測位装置は、前記位相選択手段を有するから、各前記発信源ごとに前記選択位相を算出することができる。前記選択位相は、前記位相差が最小の前記位相であるから、他の周波数系列の前記位相よりも精度が高い。
前記測位装置は、さらに、前記選択位相第１評価手段を有するから、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断することができる。前記選択位相の信号強度が最大であれば、前記選択位相は、他の前記位相に比べて精度が高いことが保証されたと考えることができる。そして、前記測位装置は前記測位手段を有するから、前記選択位相第１評価手段による判断結果が肯定的である場合には、前記選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
ここで、特に弱電界化においては、前記位相差が最小の前記位相の信号強度が最大であるとは限らない。すなわち、前記選択位相の精度が他の前記位相に比べて高いにもかかわらず、その信号強度は最大ではない場合がある。このため、信号強度が最大ではない場合であっても、前記選択位相の精度を確認することができる限り、前記選択位相を測位に使用することが望ましい。
この点、前記測位装置は前記選択位相第２評価手段を有するから、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が前記規定回数範囲内である場合には、前記選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、前記測位装置は、前記選択位相第１評価手段による判断結果が否定的である場合であっても、精度が高い前記位相を使用して測位をすることができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出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】
前記相関処理の過程において、前記相関処理の開始時よりも完了時の方が、例えば、ＳＮＲ（信号対雑音比）が向上し、前記測位基礎符号を雑音から明確に区別することができるから、前記位相の精度が高い。
この点、第２の発明の構成によれば、前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出する構成となっているから、精度の高い前記予測位相を算出することができる。
すなわち、前記測位装置は、精度よく測位するための基礎となる精度の高い前記予測位相を算出することができる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周波数特定手段と、前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価手段と、前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除する位相排除手段と、を有することを特徴とする測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記位相排除手段を有するから、前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除することができる。
これは、前記測位装置が、前記位相を算出したときの前記受信周波数の精度も検証することができることを意味する。そして、前記受信周波数の精度が高いほど、前記位相の精度も高い。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を前記受信周波数によって検証したうえで、一層精度良く測位することができる。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかの構成において、複数の前記周波数系列は、互いに予め規定した周波数間隔だけ乖離しており、前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未満の閾値によって規定されることを特徴とする測位装置である。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、前記信号強度が最も大きい前記周波数系列が切り替わった場合には、そのときの前記位相を測位から排除することができる。これは、前記信号強度が最も大きい前記周波数系列が連続していることを前記位相を測位に使用するための条件とすることを意味する。
これにより、前記測位装置に到達する電波の周波数のドップラー偏移に最も良く追従している前記周波数系列において算出された前記位相を測位に使用することができるから、電波強度が微弱な弱電界下において、なお一層精度良く測位することができる。
【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、前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であることを特徴とする測位装置である。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、 前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１６】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム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】
【００１７】
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。
【００１８】
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、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８を受信することができる。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、発信源の一例でもある。なお、測位衛星は、ＧＰＳ衛星に限らず、広くＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）において使用される衛星であってもよい。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／ＡコードＳｃａである。このＣ／ＡコードＳｃａは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／ＡコードＳｃａは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このＣ／Ａコードを使用して現在位置の測位を行う。このＣ／ＡコードＳｃａは、測位基礎符号の一例である。
【００１９】
また、電波Ｓ１等に乗せられる情報として、アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈがある。アルマナックＳａｌはすべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスＳｅｈは各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈを総称して航法メッセージと呼ぶ。
【００２０】
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードのコードフェーズ（位相）を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。
【００２１】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズ（位相）と呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。
【００２２】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスＳｅｈを使用して算出可能である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２３】
そして、図２に示すように、レプリカＣ／Ａコードの位相を例えば、矢印Ｘ１方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末２０は、同期用周波数も変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０は、例えば、携帯電話の通信基地局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、本実施の形態とは異なり、端末２０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から電波を受信して、測位を行うようにしてもよい。
【００２４】
図３は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。レプリカＣ／Ａコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
例えば、図３に示すように、コヒーレント時間が１０ｍｓｅｃであれば、１０ｍｓｅｃ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、相関をとったときのコードフェーズと、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。
【００２５】
図４は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
図４の相関積算値の最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、Ｃ／Ａコードのコードフェーズ（レプリカＣ／Ａコードのコードフェーズと等しい）である。
そして、端末２０は、例えば、コードフェーズＣＰ１から２分の１チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅとする。
端末２０は、ＰｍａｘとＰｎｏｉｓｅとの差分をＰｍａｘで除した値を信号強度ＸＰＲとして規定する。信号強度ＸＰＲは、信号強度の一例である。
そして、端末２０は、ＸＰＲが例えば、０．２以上である場合に、コードフェーズＣＰ１を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補コードフェーズ」とも呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末２０が実際に測位に使用するとは限らない。
【００２６】
図５及び図６は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
図５は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいている状態を示している。
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づくと、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との距離が短くなるから、候補コードフェーズＣ１は時間経過とともに、０に近づく。
また、周波数系列Ｆ１に属する周波数は、時間経過とともに、高くなるように設定されている。これは、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいているために生じるドップラー偏移によって、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの到達周波数が高くなることに対応するためである。
【００２７】
端末２０は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図６に示すように、例えば、３つの周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３を使用する。周波数系列Ｆ１等は周波数系列の一例である。周波数系列Ｆ１とＦ２は例えば、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。また、周波数系列Ｆ１とＦ３もまた、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末２０が実施する相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定されている。例えば、周波数サーチのステップ間隔が１００ヘルツ（Ｈｚ）であれば（図１１（ｂ）参照）、１００ヘルツ（Ｈｚ）未満において規定される。
なお、周波数系列Ｆ１等は少なくとも１つであればよく、本実施の形態とは異なり、例えば、１つでもよいし、４つ以上でもよい。
図６に示すように、各周波数系列Ｆ１等は、到達周波数のドップラー偏移を予想して時間経過とともに変化するように設定される。
そして、各周波数系列Ｆ１等のいずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精度良く追随しているはずである。
【００２８】
周波数系列Ｆ１においてはコードフェーズＣ１が算出される。そして、周波数系列Ｆ２においてはコードフェーズＣ２が算出される。そして、周波数系列Ｆ３においてはコードフェーズＣ３が算出される。
このように、３つのコードフェーズＣ１等が並行して算出されるのであるが、信号強度ＸＰＲが最も高い状態で算出されたコードフェーズが最も信頼度が高いのが一般的である。
ところが、ＸＰＲが最も高い周波数系列Ｆ１等が維持されるとは限らない。例えば、図６に示すように、例えば、時刻ｔ１とｔ２との間においては周波数系列Ｆ１で算出したコードフェーズＣ１のＸＰＲが最も高く、時刻ｔ２とｔ３との間においては周波数系列Ｆ２で算出したコードフェーズＣ２のＸＰＲが最も高い。
各周波数系列Ｆ１等の周波数は、予想されるドップラー偏移という共通の要素に基づいて変更されているのであるから、いずれか１つの周波数系列で算出したコードフェーズが精度が高いものであれば、継続的に、他の周波数系列で算出したコードフェーズよりも精度が高いはずである。
ここで、「精度が高い」とは、算出したコードフェーズと真のコードフェーズとの乖離が小さいことを意味する。
例えば、周波数系列Ｆ１の精度が他の周波数系列Ｆ２及びＦ３よりも精度が高い場合には、周波数系列Ｆ１が他の周波数系列Ｆ２及びＦ３に比べて、実際の到達周波数に最も精度良く追随し続けているはずである。このため、周波数系列Ｆ１において、他の周波数系列Ｆ２及びＦ３よりも信号強度ＸＰＲが低い時間帯があったとしても、周波数系列Ｆ１において算出された候補コードフェーズが、精度が最も高いはずである。
この点、端末２０は、以下のハードウエア構成及びソフトウエア構成によって、弱電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００２９】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図７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７に示すように、端末２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、入力装置２８、電源装置３０、ＧＰＳ装置３２、表示装置３４、通信装置３６及び時計３８が接続されている。
【００３０】
（ＧＰＳ装置３２の構成について）
図８は、ＧＰＳ装置３２の構成を示す概略図である。
図８に示すように、ＧＰＳ装置３２は、ＲＦ部３２ａとベースバンド部３２ｂで構成される。
ＲＦ部３２ａは、アンテナ３３ａで電波Ｓ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３３ｂ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３３ｃが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３３ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、Ａ／Ｄコンバータ３３ｅ１及び３３ｅ２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。
【００３１】
ベースバンド部３２ｂは、ＲＦ部３２ａからデジタル信号に変換された信号を受信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部３２ｂが保持しているＣ／Ａコードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部３２ｂは、例えば、１２８個の相関器（図示せず）及び積算器（図示せず）を有し、同時に１２８の位相において、相関処理を行うことができるようになっている。相関器は前述のコヒーレント処理を行うための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
【００３２】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図９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９に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図７のＧＰＳ装置３２に対応するＧＰＳ部１０２、時計３８に対応する計時部１０４等を有している。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３３】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、航法メッセージ１５２を格納している。航法メッセージ１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、測位のために使用する。
【００３４】
図９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Ｑ０は、例えば、前回の測位位置である。
【００３５】
図９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、初期位置情報１５４に示される初期位置Ｑ０を基準として、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出するためのプログラムである。
具体的には、制御部１００は、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観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断する。制御部１００は、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等（以下、「観測可能衛星」と呼ぶ）を示す観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。本実施の形態においては、観測可能衛星は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈである（図１及び図９参照）。
【００３６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、推定周波数算出プログラム１１４を格納している。推定周波数算出プログラム１１４は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等の到達受信周波数を推定するためのプログラムである。
この到達周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの周波数である。より詳細には、この到達周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達し、さらに端末２０においてダウンコンバートされたときの中間（ＩＦ）周波数である。
【００３７】
図１０は、推定周波数算出プログラム１１４の説明図である。
図１０に示すように、制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１にドップラー偏移Ｈ２を加えて、推定周波数Ａを算出する。ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１は既知であり、例えば、１，５７５．４２ＭＨｚである。
ドップラー偏移Ｈ２は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との相対移動によって生じる。制御部１００は、エフェメリス１５２ｂと初期位置Ｑ０によって現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の視線速度（端末２０の方向に対する速度）を算出する。そして、その視線速度に基づいて、ドップラー偏移Ｈ２を算出する。
制御部１００は、観測可能衛星であるＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、推定周波数Ａを算出する。
なお、推定周波数Ａには、端末２０のクロック（基準発振器：図示せず）のドリフト分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
このため、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、所定の幅の周波数において電波Ｓ１等をサーチする。例えば、（Ａ−１００）ｋＨｚの周波数から（Ａ＋１００）ｋＨｚの周波数の範囲を、１００Ｈｚごとの周波数で電波Ｓ１等をサーチする。
なお、本実施の形態とは異なり、ドリフトを予め推定することができる場合には、推定周波数Ａ及び推定したドリフトに基づいて、サーチを開始する中心周波数を算出することにしてもよい。
【００３８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント算出プログラム１１６を格納している。メジャメント算出プログラム１１６は、制御部１００が、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードとの相関処理を行って、相関積算値の最大値Ｐｍａｘ、ノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅ、候補コードフェーズ及び受信周波数を含むメジャメントを算出するためのプログラムである。メジャメント算出プログラム１１６と制御部１００は、位相算出手段の一例であり、受信周波数特定手段の一例でもある。
【００３９】
図１１は、メジャメント算出プログラム１１６の説明図である。
図１１（ａ）に示すように、制御部１００はベースバンド部３２ｂ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。そして、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、電波Ｓ１等が端末２０に到達するときの信号強度が−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。
【００４０】
図１１（ｂ）に示すように、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、±１００ｋＨｚの周波数範囲を第１位相幅ｗ１ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を１００Ｈｚずつずらしながら、相関処理を行う。
図１１（ｃ）に示すように、ベースバンド部３２ｂからは、２チップ分の位相Ｃ１乃至Ｃ６４に対応する相関値積算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。
【００４１】
制御部１００はメジャメント算出プログラム１１６に基づいて、例えば、Ｃ／Ａコードの第１チップから第１，０２３チップまでをサーチする。
【００４２】
制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において、コードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を算出し、現在メジャメント情報１６０とする。コードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を総称して、メジャメントと呼ぶ。
なお、コードフェーズＣＰ１は、距離に換算されている。上述のように、Ｃ／Ａコードのコード長は、例えば、３００キロメートル（ｋｍ）であるから、Ｃ／Ａコードの端数部分であるコードフェーズを距離に換算することができる。
【００４３】
図１２は、現在メジャメント情報１６０の一例を示す図である。
図１２に示すように、現在メジャメント情報１６０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについて周波数系列Ｆ１における周波数ｆ１１ａ、コードフェーズＣＰ１１ａ、Ｐｍａｘ１１ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１１ａを示している。
また、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ２における周波数ｆ１２ａ、コードフェーズＣＰ１２ａ、Ｐｍａｘ１２ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１２ａを示している。
また、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ３における周波数ｆ１３ａ、コードフェーズＣＰ１３ａ、Ｐｍａｘ１３ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１３ａを示している。
周波数ｆ１１ａ乃至１３ａは、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信したときの受信周波数である。
【００４４】
同様に、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについての周波数系列Ｆ１乃至周波数系列Ｆ３等における周波数ｆ１１ｂ等（図示せず）を示す。
【００４５】
なお、同一のＧＰＳ衛星１２ａ等についての同一の周波数系列Ｆ１等におけるメジャメントを、対応するメジャメントと呼ぶ。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズＣＰ１１ａと周波数ｆ１１ａは対応するメジャメントである。
なお、本実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ（例えば、特開２０００−３１２１６３号公報参照）を採用してもよい。
【００４６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント保存プログラム１１８を格納している。メジャメント保存プログラム１１８は、制御部１００が、メジャメントを第２記憶部１５０に保存するためのプログラムである。
制御部１００は、新たなメジャメントを現在メジャメント情報１６０として第２記憶部１５０に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報１６０を前回メジャメント情報１６２として第２記憶部１５０に格納する。前回メジャメント情報１６２は、前回測位時のコードフェーズＣＰ０、周波数ｆ０、Ｐｍａｘ０及びＰｎｏｉｓｅ０を含む。
【００４７】
図１３は、前回メジャメント情報１６２を示す図である。
図１３に示すように、前回メジャメント情報１６２は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において算出された周波数Ｆ０１ａ等を示している。なお、図１３においては、ＧＰＳ衛星１２ａについてのメジャメントのみを図示し、他のＧＰＳ衛星１２ｂ等のメジャメントについては図示を省略している。
【００４８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、周波数評価プログラム１２０を格納している。周波数評価プログラム１２０は、制御部１００が、前回測位時の受信周波数ｆ０と現在測位時の受信周波数ｆ１との周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値α以下の範囲は、周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されている。上述のように、周波数間隔が５０ヘルツ（Ｈｚ）であれば、周波数閾値αは、例えば、３０ヘルツ（Ｈｚ）である。
上述の周波数評価プログラム１２０及び制御部１００は、周波数差評価手段の一例である。そして、周波数閾値α以下の範囲は、予め規定した周波数差許容範囲内の一例である。
制御部１００は、現在メジャメント情報１６０に示されるすべてのコードフェーズＣＰ１１ａ等（図１２参照）について、上述の判断を行う。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての現在の周波数ｆ１１ａと前回の周波数ｆ０１ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断する。同様に、周波数ｆ１２ａと周波数ｆ０２ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断し、周波数ｆ１３ａと周波数ｆ０３ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断する。同様に、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについても、同様に周波数についての判断を行う。
端末２０は、周波数差が周波数閾値α以下ではない場合には、対応するコードフェーズＣＰ１１ａ等を測位に使用しない。すなわち、周波数評価プログラム１２０と制御部１００は、位相排除手段の一例である。
【００４９】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、予測コードフェーズ算出プログラム１２２を格納している。予測コードフェーズ算出プログラム１２２は、制御部１００が、前回測位時のコードフェーズＣＰ０と、電波Ｓ１等のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間ｄｔに基づいて、現在の位相を予測して予測コードフェーズＣＰｅを算出するためのプログラムである。予測コードフェーズＣＰｅは、予測位相の一例である。予測コードフェーズ算出プログラム１２２と制御部１００は、予測位相算出手段の一例である。制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についての各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３について、それぞれ予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
なお、予測コードフェーズＣＰｅは、距離に換算されている。
【００５０】
図１４は、予測コードフェーズ算出プログラム１２２の説明図である。
図１４に示すように、制御部１００は、例えば、式１によって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
制御部１００は、式１に示すように、前回測位時のコードフェ−ズＣＰ０から、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０の相対移動速度に前回測位時からの経過時間ｄｔを乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
なお、式１において、予測コードフェーズＣＰｅ、前回コードフェーズＣＰ０は、距離に換算されている。
【００５１】
ここで、電波Ｓ１等は、光速で伝播する。このため、光速を電波Ｓ１等の発信周波数Ｈ１で除することによって、ドップラー偏移１ヘルツ（Ｈｚ）に対応する概略の速度を算出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（＋）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０に近づいているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分である。
【００５２】
これに対して、ドップラー偏移がマイナス（−）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０から遠ざかっているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも長くなる。
なお、式１は、前回測位時からの経過時間が短時間であるという条件において成立するものである。言い換えると、式１は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上で直線として示せる限りにおいて成立する。
また、本実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分と、現在測位時の周波数ｆ１と発信周波数Ｈ１との差分との平均値を、ドップラー偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズＣＰｅを一層正確に算出することができる。
また、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、前回測位時のコードフェーズＣＰ０であって、さらに、相関処理の完了時におけるコードフェーズＣＰ０を使用して、予測コードフェーズＣＰｅを算出するようにしてもよい。相関処理の完了時のコードフェーズＣＰ０は、積算によってノイズが相殺されているため、相関処理の開始時や相関処理の過程におけるコードフェーズよりも精度が高いから、予測コードフェーズＣＰｅの精度も高くなる。
【００５３】
制御部１００は、算出した予測コードフェーズＣＰｅを示す予測コードフェーズ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００５４】
図１５は、予測コードフェーズ情報１６４の一例を示す図である。
図１５に示すように、予測コードフェーズ情報１６４は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ１における予測コードフェーズＣＰｅ１ａ、周波数系列Ｆ２における予測コードフェーズＣＰｅ２ａ、周波数系列Ｆ３における予測コードフェーズＣＰｅ３ａを示す。同様に、予測コードフェーズ情報１６４は、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについて各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３における予測コードフェーズＣＰｅ１ｂ等（図示せず）を示す。
【００５５】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ評価プログラム１２４を格納している。コードフェーズ評価プログラム１２４は、制御部１００が、現在のコードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差がコードフェーズ閾値β（以下、「閾値β」と呼ぶ）以下か否かを判断するためのプログラムである。閾値β以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ評価プログラム１２４と制御部１００は、位相差評価手段の一例である。
制御部１００は、上述の周波数評価プログラム１２０によって閾値α以下であると判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１を、コードフェーズ評価プログラム１２４に基づく判断の対象とする。
【００５６】
制御部１００は、また、コードフェーズ評価プログラム１２４に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３ごとに、コードフェーズ差が閾値β以下である場合には、コードフェーズ差評価パス回数（以下、「パス回数」と呼ぶ）を１づつ加算する。そして、制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３ごとに、コードフェーズ差が閾値βより大きい場合には、パス回数を０にする。
制御部１００は、パス回数を示すコードフェーズ評価パス情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００５７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ選択プログラム１２６を格納している。コードフェーズ選択プログラム１２６は、制御部１００が、上述の閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１のうち、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、コードフェーズ差が最小のコードフェーズＣＰ１を選択して選択コードフェーズＣＰ１ｓとするためのプログラムである。選択コードフェーズＣＰ１ｓは、選択位相の一例である。コードフェーズ選択プログラム１２６と制御部１００は、位相選択手段の一例である。
【００５８】
図１６は、コードフェーズ選択プログラム１２６の説明図である。
図１６に示すように、制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについて、周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズＣＰ１１ａとＣＰｅ１ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１１ａを算出する。また、制御部１００は、周波数系列Ｆ２におけるコードフェーズＣＰ１２ａとＣＰｅ２ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１２ａ、周波数系列Ｆ３におけるコードフェーズＣＰ１３ａとＣＰｅ３ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１３ａを算出する。
そして、例えば、図１６に示すように、絶対値ｄＣＰ１１ａ乃至絶対値ｄＣＰ１３ａの中で、絶対値ｄＣＰ１１ａが最小である場合には、コードフェーズＣＰ１１ａを選択する。
そして、制御部１００は、コードフェーズＣＰ１１ａを選択コードフェーズＣＰ１ｓａとする。
制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、それぞれ上述の選択を行う。
制御部１００は、選択した選択コードフェーズＣＰ１ｓを第２格納部１５０に格納する。
【００５９】
図１７は、選択コードフェーズ情報１６８の一例を示す図である。
選択コードフェーズ情報１６８は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３のうちいずれかにおいて算出されたコードフェーズを示す。
【００６０】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８を格納している。選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８は、制御部１００が、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ等の信号強度ＸＰＲが最大か否かを判断するためのプログラムである。選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８と制御部１００
は、選択位相第１評価手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが、コードフェーズＣＰ１等のなかで最大か否かを判断する。
【００６１】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０を格納している。選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０は、制御部１００が、上述のパス回数が、γ回以上であるか否かを判断するためのプログラムである。γ回は例えば、３回であり、予め規定されている。γ回以上の範囲は、規定回数範囲内の一例である。選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０と制御部１００は、選択位相第２評価手段の一例である。
なお、パス回数は、コードフェーズ差が閾値β以下であることが連続しない限り、０にされるから、パス回数がγ回以上であるということは、連続してコードフェーズが閾値β以下であることが連続してγ回以上であることを意味する。
また、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０は、制御部１００が、積算時間中におけるＸＰＲの低下回数が、予め規定した例えば、１０回以上か否かを判断するためのプログラムでもある。
具体的には、制御部１００は、上述の選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８によって、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ等の信号強度ＸＰＲが最大ではないと判断した場合に、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０による判断を行う。
【００６２】
図１８は、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０の説明図である。
図１８（ａ）に示すように、例えば、積算時間を１６秒（ｓ）とすれば、１６秒（ｓ）経過時（積算完了時）におけるＸＰＲが最大である。これは、ノイズは互いに相殺されるのに対して、Ｃ／Ａコードは積算されるからである。この積算完了時におけるコードフェーズは信頼性が高い。
そして、ＸＰＲは、理論には、積算開始時から積算完了時にかけて、大きくなっていく。
ところが、実際には、図１８（ｂ）におけるように、積算開始直後においてはＸＰＲは低減する場合がある。このため、コードフェーズを正確に算出することができない。
そして、端末２０が受信している信号がノイズ（偽信号）である場合には、図１８（ｃ）に示すように、積算完了時に至っても、ＸＰＲは大きくならない。このため、コードフェーズを算出することは困難である。
このように、受信している電波がＣ／Ａコードを乗せた電波であってもノイズであっても、積算開始直後においてはＸＰＲが小さく、かつ、ＸＰＲが低下する場合がある。そして、受信している電波がＣ／Ａコードを乗せた電波である場合には、積算時間の経過に伴って、ＸＰＲが大きくなる。
このため、積算開始から相当程度の時間が経過した後に、コードフェーズ差が閾値β以下であるという状態が継続した場合には、受信している信号が、ノイズではないと考えることができる。
また、ＸＰＲの低下が積算時間開始から相当程度の時間が継続しても発生する場合には、受信している信号がノイズであると考えることができる。言い替えると、ＸＰＲの低下が積算時間開始から相当程度の時間が継続した後に発生しない場合には、受信している信号がノイズではないと考えることができることを意味する。
そこで、端末２０においては、コードフェーズ差が閾値β以下であるという状態が継続したか否かと、ＸＰＲの低下が連続したか否かを、受信している信号がノイズか否かを判断するための基準としている
【００６３】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１３２を格納している。測位プログラム１３２は、制御部１００が、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８又は選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０による判断結果が肯定的である場合に、選択コードフェーズＣＰ１ｓを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして、現在位置を測位するためのプログラムである。すなわち、測位プログラム１３２と制御部１００は、測位手段の一例である。
【００６４】
制御部１００は、例えば、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大である場合には、その選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
制御部１００は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大ではない場合であっても、コードフェーズ評価パス回数がγ回以上であって、かつ、ＸＰＲの低減が１０回未満である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
これに対して、制御部１００は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大ではない場合において、コードフェーズ評価パス回数がγ回未満であるか、又は、ＸＰＲの低減が１０回以上である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ（コードフェーズＣＰ１１ａ）以外のコードフェーズＣＰ１２ａ及びＣＰ１３ａのうち、ＸＰＲが大きい方を測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
制御部１００は、決定した測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを示す測位使用コードフェーズ情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００６５】
図１９は、測位使用コードフェーズ情報１７０の一例を示す図である。
図１９に示すように、測位使用コードフェーズ情報１７０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄにそれぞれ対応する測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａ，ＣＰ１ｆｂ，ＣＰ１ｆｃ及びＣＰ１ｆｄを示す情報である。
【００６６】
制御部１００は、測位使用コードフェーズ情報１７０に示される測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａ，ＣＰ１ｆｂ，ＣＰ１ｆｃ及びＣＰ１ｆｄを使用して、現在位置Ｑ１を算出する。
制御部１００は、算出した測位位置Ｑ１を示す測位位置情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
【００６７】
図９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１３４を格納している。測位位置出力プログラム１３４は、制御部１００が、測位位置Ｑ１を表示装置３４（図７参照）に表示するためのプログラムである。
【００６８】
端末２０は、上述のように構成されている。
端末２０は、コードフェーズ差が閾値β以下か否かを判断することができる。すなわち、端末２０は、コードフェーズＣＰ１の精度を検証することができる。
また、端末２０は、コードフェーズ差が閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１のうち、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとにコードフェーズ差が最小のコードフェーズＣＰ１を選択し、選択コードフェーズＣＰ１ｓとすることができる。選択コードフェーズＣＰ１ｓは、コードフェーズ差が最小のコードフェーズであるから、他の周波数系列のコードフェーズＣＰ１よりも精度が高い。
さらに、端末２０は、選択コードフェーズＣＰ１ｓの信号強度ＸＰＲが最大か否かを判断することができる。選択コードフェーズＣＰ１ｓのＸＰＲが最大であれば、選択コードフェーズＣＰ１ｓは、他のコードフェーズＣＰ１よりも精度が高いことが保証されたと考えることができる。
そして、端末２０は、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８による判断結果が肯定的である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして、現在位置を測位することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
また、端末２０は選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０を有するから、選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３におけるコードフェーズが、連続して閾値β以下であった回数が３回以上である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓを使用して、現在位置を測位することができる。
選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１等におけるコードフェーズが、連続して閾値β以下であった回数が３回以上であるということは、選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１等におけるコードフェーズは、他の周波数系列におけるコードフェーズよりも精度が高いことを意味する。
これにより、端末２０は、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８による判断結果が否定的である場合であっても、精度が高いコードフェーズを使用して測位をすることができる。
【００６９】
また、端末２０は、周波数閾値α以内の範囲外の周波数ｆ１に対応するコードフェーズＣＰ１を測位から排除することができる。
これは、端末２０が、Ｃ／ＡコードのコードフェーズＣＰ１の精度を検証するのみならず、コードフェーズＣＰ１を算出したときの受信周波数ｆ１の精度も検証することができることを意味する。
これにより、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号のコードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる
【００７０】
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２０を使用して説明する。
図２０は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００７１】
まず、端末２０は、電波Ｓ１等を受信し、メジャメントを算出する（図２０のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、位相算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、メジャメントを保存する（ステップＳＴ２）。
続いて、端末２０は、現在周波数ｆ１と前回周波数ｆ０との周波数差分の絶対値が、周波数閾値α以下か否かを判断する（ステップＳＴ３）。
【００７２】
端末２０は、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下ではないと判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用しない（ステップＳＴ１１）。
【００７３】
これに対して、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下であると判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１については、対応する予測コードフェーズＣＰｅを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、予測位相算出ステップの一例である。
【００７４】
続いて、端末２０は、コードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差の絶対値が閾値β以下か否かを判断する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、位相評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ５において、閾値β以下ではないと判断したコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用しない（ステップＳＴ１１）。
【００７５】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ５において、閾値β以下ではないと判断したコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１について、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、最小のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を選択し、選択コードフェーズＣＰ１ｓとする（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、位相選択ステップの一例である。
【００７６】
続いて、端末２０は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを決定する（ステップＳＴ７）。
ここで、図２１を使用して、ＧＰＳ衛星１２ａの測位系列Ｆ１における選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位に使用するか否かを決定する場合を例にして、ステップＳＴ７の詳細を説明する。
【００７７】
図２１は、ステップＳＴ７の詳細を示すフローチャートである。
まず、端末２０は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大か否かを判断する（図２１のステップＳＴ１０１）。このステップＳＴ１０１は、選択位相第１評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ１０１における判断が肯定的であった場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０４）。
【００７８】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ１０１における評価が否定的であった場合には、周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズ評価のパス回数が３回以上か否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。このステップＳＴ１０２は、選択位相第２評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ１０２における判断が肯定的であった場合には、周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満か否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。
端末２０は、ステップＳＴ１０３において、周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満であると判断した場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０４）。
【００７９】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ１０２における評価が否定的であった場合、又は、ステップＳＴ１０３において周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満ではないと判断した場合には、ＣＰ１２ａ又はＣＰ１３ａのうち、ＸＰＲが最大のものを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０５）。
端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、上述の各ステップＳＴ１０１乃至ステップＳＴ１０５を実施する。
【００８０】
続いて、端末２０は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上あるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。
ステップＳＴ８において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個未満であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。
【００８１】
これに対して、ステップＳＴ６において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して測位する（ステップＳＴ９）。このステップＳＴ９は、測位ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１（図９参照）を出力する（ステップＳＴ１０）。
【００８２】
以上のステップによって、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００８３】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】測位方法を示す概念図である。
【図３】相関処理の説明図である。
【図４】相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
【図５】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図６】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図７】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図８】ＧＰＳ装置の構成の一例を示す概略図である。
【図９】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１０】推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１１】メジャメント算出プログラムの説明図である。
【図１２】現在メジャメント情報の一例を示す図である。
【図１３】前回メジャメント情報の一例を示す図である。
【図１４】予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図１５】予測コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図１６】コードフェーズ選択プログラムの説明図である。
【図１７】選択コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図１８】選択コードフェーズ第２評価プログラムの説明図である。
【図１９】測位使用コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図２０】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図２１】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】
【００８５】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３２・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・推定周波数算出プログラム、１１６・・・メジャメント算出プログラム、１１８・・・メジャメント保存プログラム、１２０・・・周波数評価プログラム、１２２・・・予測コードフェーズ算出プログラム、１２４・・・コードフェーズ評価プログラム、１２６・・・コードフェーズ選択プログラム、１２８・・・選択コードフェーズ第１評価プログラム、１３０・・・選択コードフェーズ第２評価プログラム、１３２・・・測位プログラム、１３４・・・測位位置出力プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位装置の制御方法、その制御プログラム及び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コードの位相（コードフェーズ）に基づいて、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機の距離（擬似距離）を算出する。そして、ＧＰＳ受信機は、３個以上のＧＰＳ衛星についての擬似距離と、各ＧＰＳ衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、ＧＰＳ受信機の位置を測位するようになっている。例えば、Ｃ／Ａコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率で、コードの長さは１，０２３チップである。したがってＣ／Ａコードは、１ミリ秒（ｍｓ）間に電波が進む距離である約３００キロメートル（ｋｍ）ごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、衛星軌道上のＧＰＳ衛星の位置と、ＧＰＳ受信機の概略位置からＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機との間にＣ／Ａコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、Ｃ／Ａコードの１周期（１，０２３チップ）分（Ｃ／Ａコードの整数部分）を算出し、さらに、Ｃ／Ａコードの位相（Ｃ／Ａコードの端数部分）を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、Ｃ／Ａコードの整数部分は、ＧＰＳ受信機の概略位置が一定の精度である例えば、１５０ｋｍ以内であれば推定可能である。このため、ＧＰＳ受信機は、Ｃ／Ａコードの位相を特定することにより、擬似距離を算出することができる。
ＧＰＳ受信機は、例えば、受信したＣ／ＡコードとＧＰＳ受信機内部で生成したレプリカＣ／Ａコードの相関をとって積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、Ｃ／Ａコードの位相を特定する。このとき、ＧＰＳ受信機は、レプリカＣ／Ａコードの位相及び周波数をずらしながら相関処理を行っている。
ところが、Ｃ／Ａコードを乗せた衛星電波の電波強度が弱い場合には、十分な信号強度を得られず、Ｃ／Ａコードの位相を特定することが困難になる。
これに対して、受信信号のセグメントを処理した結果を、スレショルド信号雑音比（ＳＮＲ）が達成されるまで、コヒーレントに（同期的に）連続して組み合わせる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特表２００４−５０１３５２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、ＧＰＳ衛星とＧＰＳ受信機は相対的に移動するから、ＧＰＳ受信機に到達する衛星電波の到達周波数はドップラー偏移によって変化する。
ここで、信号強度が弱い場合には、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数を継続的に変化する到達周波数に同期することが困難な場合がある。
そして、ＧＰＳ受信機側の同期用周波数が到達周波数と乖離している場合には、相関積算値が一定のレベルに達したとしても、そのときのＣ／Ａコードの位相の精度は劣化する。このため、その位相を使用して測位すると、測位位置の精度が劣化する場合があるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、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、その御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的は、第１の発明によれば、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段と、前記選択位相第１評価手段による判断結果及び／又は前記選択位相第２評価手段による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、を有することを特徴とする測位装置により達成される。
【０００６】
第１の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記位相差評価手段を有するから、前記位相差が前記位相差許容範囲内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、前記位相の精度を検証することができる。
また、前記測位装置は、前記位相選択手段を有するから、各前記発信源ごとに前記選択位相を算出することができる。前記選択位相は、前記位相差が最小の前記位相であるから、他の周波数系列の前記位相よりも精度が高い。
前記測位装置は、さらに、前記選択位相第１評価手段を有するから、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断することができる。前記選択位相の信号強度が最大であれば、前記選択位相は、他の前記位相に比べて精度が高いことが保証されたと考えることができる。そして、前記測位装置は前記測位手段を有するから、前記選択位相第１評価手段による判断結果が肯定的である場合には、前記選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
ここで、特に弱電界化においては、前記位相差が最小の前記位相の信号強度が最大であるとは限らない。すなわち、前記選択位相の精度が他の前記位相に比べて高いにもかかわらず、その信号強度は最大ではない場合がある。このため、信号強度が最大ではない場合であっても、前記選択位相の精度を確認することができる限り、前記選択位相を測位に使用することが望ましい。
この点、前記測位装置は前記選択位相第２評価手段を有するから、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が前記規定回数範囲内である場合には、前記選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
これにより、前記測位装置は、前記選択位相第１評価手段による判断結果が否定的である場合であっても、精度が高い前記位相を使用して測位をすることができる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の構成において、前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出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】
前記相関処理の過程において、前記相関処理の開始時よりも完了時の方が、例えば、ＳＮＲ（信号対雑音比）が向上し、前記測位基礎符号を雑音から明確に区別することができるから、前記位相の精度が高い。
この点、第２の発明の構成によれば、前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出する構成となっているから、精度の高い前記予測位相を算出することができる。
すなわち、前記測位装置は、精度よく測位するための基礎となる精度の高い前記予測位相を算出することができる。
【０００９】
第３の発明は、第１の発明又は第２の発明のいずれかの構成において、前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周波数特定手段と、前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価手段と、前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除する位相排除手段と、を有することを特徴とする測位装置である。
【００１０】
第３の発明の構成によれば、前記測位装置は、前記位相排除手段を有するから、前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除することができる。
これは、前記測位装置が、前記位相を算出したときの前記受信周波数の精度も検証することができることを意味する。そして、前記受信周波数の精度が高いほど、前記位相の精度も高い。
これにより、前記測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を前記受信周波数によって検証したうえで、一層精度良く測位することができる。
【００１１】
第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかの構成において、複数の前記周波数系列は、互いに予め規定した周波数間隔だけ乖離しており、前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未満の閾値によって規定されることを特徴とする測位装置である。
【００１２】
第４の発明の構成によれば、前記信号強度が最も大きい前記周波数系列が切り替わった場合には、そのときの前記位相を測位から排除することができる。これは、前記信号強度が最も大きい前記周波数系列が連続していることを前記位相を測位に使用するための条件とすることを意味する。
これにより、前記測位装置に到達する電波の周波数のドップラー偏移に最も良く追従している前記周波数系列において算出された前記位相を測位に使用することができるから、電波強度が微弱な弱電界下において、なお一層精度良く測位することができる。
【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、前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であることを特徴とする測位装置である。
【００１４】
前記目的は、第６の発明によれば、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、 前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を有することを特徴とする測位装置の制御方法によって達成される。
【００１５】
前記目的は、第７の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムによって達成される。
【００１６】
前記目的は、第８の発明によれば、コンピュータに、発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム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】
【００１７】
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。
【００１８】
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、測位衛星である例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ及び１２ｈから、電波Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７及びＳ８を受信することができる。ＧＰＳ衛星１２ａ等は、発信源の一例でもある。なお、測位衛星は、ＧＰＳ衛星に限らず、広くＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）において使用される衛星であってもよい。
電波Ｓ１等には各種のコード（符号）が乗せられている。そのうちの一つがＣ／ＡコードＳｃａである。このＣ／ＡコードＳｃａは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ）のビット長の信号である。Ｃ／ＡコードＳｃａは、１，０２３チップ（ｃｈｉｐ）で構成されている。端末２０は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、このＣ／Ａコードを使用して現在位置の測位を行う。このＣ／ＡコードＳｃａは、測位基礎符号の一例である。
【００１９】
また、電波Ｓ１等に乗せられる情報として、アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈがある。アルマナックＳａｌはすべてのＧＰＳ衛星１２ａ等の概略の衛星軌道を示す情報であり、エフェメリスＳｅｈは各ＧＰＳ衛星１２ａ等の精密な衛星軌道を示す情報である。アルマナックＳａｌ及びエフェメリスＳｅｈを総称して航法メッセージと呼ぶ。
【００２０】
端末２０は、例えば、３個以上の異なるＧＰＳ衛星１２ａ等からのＣ／Ａコードのコードフェーズ（位相）を特定して、現在位置を測位することができるようになっている。
【００２１】
図２は、測位方法の一例を示す概念図である。
図２に示すように、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードが連続的に並んでいると観念することができる。そして、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間の距離は、Ｃ／Ａコードの長さ（３００キロメートル（ｋｍ））の整数倍とは限らないから、コード端数部Ｃ／Ａａが存在する。つまり、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との間には、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。Ｃ／Ａコードの整数倍の部分と端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末２０は、３個以上のＧＰＳ衛星１２ａ等についての擬似距離を使用して測位を行う。
本明細書において、Ｃ／Ａコードの端数部Ｃ／Ａａをコードフェーズ（位相）と呼ぶ。コードフェーズは、例えば、Ｃ／Ａコードの１，０２３あるチップの何番目かで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算している。
【００２２】
ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置はエフェメリスＳｅｈを使用して算出可能である。そして、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａの軌道上の位置と後述の初期位置Ｑ０との距離を算出すれば、Ｃ／Ａコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、Ｃ／Ａコードの長さが３００キロメートル（ｋｍ）であるから、初期位置Ｑ０の位置誤差は、１５０キロメートル（ｋｍ）以内である必要がある。
【００２３】
そして、図２に示すように、レプリカＣ／Ａコードの位相を例えば、矢印Ｘ１方向に移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末２０は、同期用周波数も変動させながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント処理で構成される。
相関積算値が最大になった位相がコード端数Ｃ／Ａａである。
なお、本実施の形態とは異なり、端末２０は、例えば、携帯電話の通信基地局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、本実施の形態とは異なり、端末２０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）から電波を受信して、測位を行うようにしてもよい。
【００２４】
図３は、相関処理の説明図である。
コヒーレントは、端末２０が受信したＣ／ＡコードとレプリカＣ／Ａコードとの相関をとる処理である。レプリカＣ／Ａコードは、端末２０が発生する符号である。レプリカＣ／Ａコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
例えば、図３に示すように、コヒーレント時間が１０ｍｓｅｃであれば、１０ｍｓｅｃ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、相関をとったときのコードフェーズと、相関値が出力される。
インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値（インコヒーレント値）を算出する処理である。
相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。
【００２５】
図４は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
図４の相関積算値の最大値Ｐｍａｘに対応するコードフェーズＣＰ１が、Ｃ／Ａコードのコードフェーズ（レプリカＣ／Ａコードのコードフェーズと等しい）である。
そして、端末２０は、例えば、コードフェーズＣＰ１から２分の１チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅとする。
端末２０は、ＰｍａｘとＰｎｏｉｓｅとの差分をＰｍａｘで除した値を信号強度ＸＰＲとして規定する。信号強度ＸＰＲは、信号強度の一例である。
そして、端末２０は、ＸＰＲが例えば、０．２以上である場合に、コードフェーズＣＰ１を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補コードフェーズ」とも呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末２０が実際に測位に使用するとは限らない。
【００２６】
図５及び図６は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
図５は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいている状態を示している。
例えば、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づくと、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０との距離が短くなるから、候補コードフェーズＣ１は時間経過とともに、０に近づく。
また、周波数系列Ｆ１に属する周波数は、時間経過とともに、高くなるように設定されている。これは、ＧＰＳ衛星１２ａが端末２０に近づいているために生じるドップラー偏移によって、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの到達周波数が高くなることに対応するためである。
【００２７】
端末２０は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図６に示すように、例えば、３つの周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３を使用する。周波数系列Ｆ１等は周波数系列の一例である。周波数系列Ｆ１とＦ２は例えば、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。また、周波数系列Ｆ１とＦ３もまた、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数幅だけ乖離している。５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末２０が実施する相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定されている。例えば、周波数サーチのステップ間隔が１００ヘルツ（Ｈｚ）であれば（図１１（ｂ）参照）、１００ヘルツ（Ｈｚ）未満において規定される。
なお、周波数系列Ｆ１等は少なくとも１つであればよく、本実施の形態とは異なり、例えば、１つでもよいし、４つ以上でもよい。
図６に示すように、各周波数系列Ｆ１等は、到達周波数のドップラー偏移を予想して時間経過とともに変化するように設定される。
そして、各周波数系列Ｆ１等のいずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精度良く追随しているはずである。
【００２８】
周波数系列Ｆ１においてはコードフェーズＣ１が算出される。そして、周波数系列Ｆ２においてはコードフェーズＣ２が算出される。そして、周波数系列Ｆ３においてはコードフェーズＣ３が算出される。
このように、３つのコードフェーズＣ１等が並行して算出されるのであるが、信号強度ＸＰＲが最も高い状態で算出されたコードフェーズが最も信頼度が高いのが一般的である。
ところが、ＸＰＲが最も高い周波数系列Ｆ１等が維持されるとは限らない。例えば、図６に示すように、例えば、時刻ｔ１とｔ２との間においては周波数系列Ｆ１で算出したコードフェーズＣ１のＸＰＲが最も高く、時刻ｔ２とｔ３との間においては周波数系列Ｆ２で算出したコードフェーズＣ２のＸＰＲが最も高い。
各周波数系列Ｆ１等の周波数は、予想されるドップラー偏移という共通の要素に基づいて変更されているのであるから、いずれか１つの周波数系列で算出したコードフェーズが精度が高いものであれば、継続的に、他の周波数系列で算出したコードフェーズよりも精度が高いはずである。
ここで、「精度が高い」とは、算出したコードフェーズと真のコードフェーズとの乖離が小さいことを意味する。
例えば、周波数系列Ｆ１の精度が他の周波数系列Ｆ２及びＦ３よりも精度が高い場合には、周波数系列Ｆ１が他の周波数系列Ｆ２及びＦ３に比べて、実際の到達周波数に最も精度良く追随し続けているはずである。このため、周波数系列Ｆ１において、他の周波数系列Ｆ２及びＦ３よりも信号強度ＸＰＲが低い時間帯があったとしても、周波数系列Ｆ１において算出された候補コードフェーズが、精度が最も高いはずである。
この点、端末２０は、以下のハードウエア構成及びソフトウエア構成によって、弱電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００２９】
（端末２０の主なハードウエア構成について）
図７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７に示すように、端末２０は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス２２を有する。バス２２には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２４、記憶装置２６等が接続されている。記憶装置２６は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等である。
また、バス２２には、入力装置２８、電源装置３０、ＧＰＳ装置３２、表示装置３４、通信装置３６及び時計３８が接続されている。
【００３０】
（ＧＰＳ装置３２の構成について）
図８は、ＧＰＳ装置３２の構成を示す概略図である。
図８に示すように、ＧＰＳ装置３２は、ＲＦ部３２ａとベースバンド部３２ｂで構成される。
ＲＦ部３２ａは、アンテナ３３ａで電波Ｓ１等を受信する。そして、増幅器であるＬＮＡ３３ｂ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３３ｃが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交（ＩＱ）検波器３３ｄが信号をＩＱ分離する。続いて、Ａ／Ｄコンバータ３３ｅ１及び３３ｅ２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。
【００３１】
ベースバンド部３２ｂは、ＲＦ部３２ａからデジタル信号に変換された信号を受信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部３２ｂが保持しているＣ／Ａコードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部３２ｂは、例えば、１２８個の相関器（図示せず）及び積算器（図示せず）を有し、同時に１２８の位相において、相関処理を行うことができるようになっている。相関器は前述のコヒーレント処理を行うための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
【００３２】
（端末２０の主なソフトウエア構成について）
図９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９に示すように、端末２０は、各部を制御する制御部１００、図７のＧＰＳ装置３２に対応するＧＰＳ部１０２、時計３８に対応する計時部１０４等を有している。
端末２０は、また、各種プログラムを格納する第１記憶部１１０、各種情報を格納する第２記憶部１５０を有する。
【００３３】
図９に示すように、端末２０は、第２記憶部１５０に、航法メッセージ１５２を格納している。航法メッセージ１５２は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを含む。
端末２０は、アルマナック１５２ａ及びエフェメリス１５２ｂを、測位のために使用する。
【００３４】
図９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Ｑ０は、例えば、前回の測位位置である。
【００３５】
図９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、初期位置情報１５４に示される初期位置Ｑ０を基準として、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を算出するためのプログラムである。
具体的には、制御部１００は、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観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等を判断する。制御部１００は、観測可能なＧＰＳ衛星１２ａ等（以下、「観測可能衛星」と呼ぶ）を示す観測可能衛星情報１５６を第２記憶部１５０に格納する。本実施の形態においては、観測可能衛星は、ＧＰＳ衛星１２ａ乃至１２ｈである（図１及び図９参照）。
【００３６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、推定周波数算出プログラム１１４を格納している。推定周波数算出プログラム１１４は、制御部１００が、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの電波Ｓ１等の到達受信周波数を推定するためのプログラムである。
この到達周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達するときの周波数である。より詳細には、この到達周波数は、電波Ｓ１が端末２０に到達し、さらに端末２０においてダウンコンバートされたときの中間（ＩＦ）周波数である。
【００３７】
図１０は、推定周波数算出プログラム１１４の説明図である。
図１０に示すように、制御部１００は、ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１にドップラー偏移Ｈ２を加えて、推定周波数Ａを算出する。ＧＰＳ衛星１２ａ等からの発信周波数Ｈ１は既知であり、例えば、１，５７５．４２ＭＨｚである。
ドップラー偏移Ｈ２は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等と端末２０との相対移動によって生じる。制御部１００は、エフェメリス１５２ｂと初期位置Ｑ０によって現在時刻における各ＧＰＳ衛星１２ａ等の視線速度（端末２０の方向に対する速度）を算出する。そして、その視線速度に基づいて、ドップラー偏移Ｈ２を算出する。
制御部１００は、観測可能衛星であるＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、推定周波数Ａを算出する。
なお、推定周波数Ａには、端末２０のクロック（基準発振器：図示せず）のドリフト分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
このため、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、所定の幅の周波数において電波Ｓ１等をサーチする。例えば、（Ａ−１００）ｋＨｚの周波数から（Ａ＋１００）ｋＨｚの周波数の範囲を、１００Ｈｚごとの周波数で電波Ｓ１等をサーチする。
なお、本実施の形態とは異なり、ドリフトを予め推定することができる場合には、推定周波数Ａ及び推定したドリフトに基づいて、サーチを開始する中心周波数を算出することにしてもよい。
【００３８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント算出プログラム１１６を格納している。メジャメント算出プログラム１１６は、制御部１００が、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において、ＧＰＳ衛星１２ａ等から受信したＣ／Ａコードと端末２０が発生するレプリカＣ／Ａコードとの相関処理を行って、相関積算値の最大値Ｐｍａｘ、ノイズの相関積算値Ｐｎｏｉｓｅ、候補コードフェーズ及び受信周波数を含むメジャメントを算出するためのプログラムである。メジャメント算出プログラム１１６と制御部１００は、位相算出手段の一例であり、受信周波数特定手段の一例でもある。
【００３９】
図１１は、メジャメント算出プログラム１１６の説明図である。
図１１（ａ）に示すように、制御部１００はベースバンド部３２ｂ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。そして、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、電波Ｓ１等が端末２０に到達するときの信号強度が−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。
【００４０】
図１１（ｂ）に示すように、制御部１００は、推定周波数Ａを中心として、±１００ｋＨｚの周波数範囲を第１位相幅ｗ１ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を１００Ｈｚずつずらしながら、相関処理を行う。
図１１（ｃ）に示すように、ベースバンド部３２ｂからは、２チップ分の位相Ｃ１乃至Ｃ６４に対応する相関値積算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。
【００４１】
制御部１００はメジャメント算出プログラム１１６に基づいて、例えば、Ｃ／Ａコードの第１チップから第１，０２３チップまでをサーチする。
【００４２】
制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において、コードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を算出し、現在メジャメント情報１６０とする。コードフェーズＣＰ１、受信周波数ｆ１、Ｐｍａｘ１及びＰｎｏｉｓｅ１を総称して、メジャメントと呼ぶ。
なお、コードフェーズＣＰ１は、距離に換算されている。上述のように、Ｃ／Ａコードのコード長は、例えば、３００キロメートル（ｋｍ）であるから、Ｃ／Ａコードの端数部分であるコードフェーズを距離に換算することができる。
【００４３】
図１２は、現在メジャメント情報１６０の一例を示す図である。
図１２に示すように、現在メジャメント情報１６０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについて周波数系列Ｆ１における周波数ｆ１１ａ、コードフェーズＣＰ１１ａ、Ｐｍａｘ１１ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１１ａを示している。
また、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ２における周波数ｆ１２ａ、コードフェーズＣＰ１２ａ、Ｐｍａｘ１２ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１２ａを示している。
また、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ３における周波数ｆ１３ａ、コードフェーズＣＰ１３ａ、Ｐｍａｘ１３ａ、Ｐｎｏｉｓｅ１３ａを示している。
周波数ｆ１１ａ乃至１３ａは、ＧＰＳ衛星１２ａからの電波Ｓ１を受信したときの受信周波数である。
【００４４】
同様に、現在メジャメント情報１６０は、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについての周波数系列Ｆ１乃至周波数系列Ｆ３等における周波数ｆ１１ｂ等（図示せず）を示す。
【００４５】
なお、同一のＧＰＳ衛星１２ａ等についての同一の周波数系列Ｆ１等におけるメジャメントを、対応するメジャメントと呼ぶ。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズＣＰ１１ａと周波数ｆ１１ａは対応するメジャメントである。
なお、本実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ（例えば、特開２０００−３１２１６３号公報参照）を採用してもよい。
【００４６】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、メジャメント保存プログラム１１８を格納している。メジャメント保存プログラム１１８は、制御部１００が、メジャメントを第２記憶部１５０に保存するためのプログラムである。
制御部１００は、新たなメジャメントを現在メジャメント情報１６０として第２記憶部１５０に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報１６０を前回メジャメント情報１６２として第２記憶部１５０に格納する。前回メジャメント情報１６２は、前回測位時のコードフェーズＣＰ０、周波数ｆ０、Ｐｍａｘ０及びＰｎｏｉｓｅ０を含む。
【００４７】
図１３は、前回メジャメント情報１６２を示す図である。
図１３に示すように、前回メジャメント情報１６２は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３において算出された周波数Ｆ０１ａ等を示している。なお、図１３においては、ＧＰＳ衛星１２ａについてのメジャメントのみを図示し、他のＧＰＳ衛星１２ｂ等のメジャメントについては図示を省略している。
【００４８】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、周波数評価プログラム１２０を格納している。周波数評価プログラム１２０は、制御部１００が、前回測位時の受信周波数ｆ０と現在測位時の受信周波数ｆ１との周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値α以下の範囲は、周波数系列Ｆ１，Ｆ２及びＦ３の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されている。上述のように、周波数間隔が５０ヘルツ（Ｈｚ）であれば、周波数閾値αは、例えば、３０ヘルツ（Ｈｚ）である。
上述の周波数評価プログラム１２０及び制御部１００は、周波数差評価手段の一例である。そして、周波数閾値α以下の範囲は、予め規定した周波数差許容範囲内の一例である。
制御部１００は、現在メジャメント情報１６０に示されるすべてのコードフェーズＣＰ１１ａ等（図１２参照）について、上述の判断を行う。例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての現在の周波数ｆ１１ａと前回の周波数ｆ０１ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断する。同様に、周波数ｆ１２ａと周波数ｆ０２ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断し、周波数ｆ１３ａと周波数ｆ０３ａとの周波数差が周波数閾値α以下であるか否かを判断する。同様に、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについても、同様に周波数についての判断を行う。
端末２０は、周波数差が周波数閾値α以下ではない場合には、対応するコードフェーズＣＰ１１ａ等を測位に使用しない。すなわち、周波数評価プログラム１２０と制御部１００は、位相排除手段の一例である。
【００４９】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、予測コードフェーズ算出プログラム１２２を格納している。予測コードフェーズ算出プログラム１２２は、制御部１００が、前回測位時のコードフェーズＣＰ０と、電波Ｓ１等のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間ｄｔに基づいて、現在の位相を予測して予測コードフェーズＣＰｅを算出するためのプログラムである。予測コードフェーズＣＰｅは、予測位相の一例である。予測コードフェーズ算出プログラム１２２と制御部１００は、予測位相算出手段の一例である。制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等についての各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３について、それぞれ予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
なお、予測コードフェーズＣＰｅは、距離に換算されている。
【００５０】
図１４は、予測コードフェーズ算出プログラム１２２の説明図である。
図１４に示すように、制御部１００は、例えば、式１によって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
制御部１００は、式１に示すように、前回測位時のコードフェ−ズＣＰ０から、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａと端末２０の相対移動速度に前回測位時からの経過時間ｄｔを乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズＣＰｅを算出する。
なお、式１において、予測コードフェーズＣＰｅ、前回コードフェーズＣＰ０は、距離に換算されている。
【００５１】
ここで、電波Ｓ１等は、光速で伝播する。このため、光速を電波Ｓ１等の発信周波数Ｈ１で除することによって、ドップラー偏移１ヘルツ（Ｈｚ）に対応する概略の速度を算出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（＋）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０に近づいているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分である。
【００５２】
これに対して、ドップラー偏移がマイナス（−）１ヘルツ（Ｈｚ）であるということは、ＧＰＳ衛星１２ａが秒速０．１９メートル（ｍ／ｓ）で端末２０から遠ざかっているということである。このため、予測コードフェーズＣＰｅは、前回測位時のコードフェーズＣＰ０よりも長くなる。
なお、式１は、前回測位時からの経過時間が短時間であるという条件において成立するものである。言い換えると、式１は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上で直線として示せる限りにおいて成立する。
また、本実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数ｆ０と発信周波数Ｈ１との差分と、現在測位時の周波数ｆ１と発信周波数Ｈ１との差分との平均値を、ドップラー偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズＣＰｅを一層正確に算出することができる。
また、本実施の形態とは異なり、制御部１００は、前回測位時のコードフェーズＣＰ０であって、さらに、相関処理の完了時におけるコードフェーズＣＰ０を使用して、予測コードフェーズＣＰｅを算出するようにしてもよい。相関処理の完了時のコードフェーズＣＰ０は、積算によってノイズが相殺されているため、相関処理の開始時や相関処理の過程におけるコードフェーズよりも精度が高いから、予測コードフェーズＣＰｅの精度も高くなる。
【００５３】
制御部１００は、算出した予測コードフェーズＣＰｅを示す予測コードフェーズ情報１６４を第２記憶部１５０に格納する。
【００５４】
図１５は、予測コードフェーズ情報１６４の一例を示す図である。
図１５に示すように、予測コードフェーズ情報１６４は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについての周波数系列Ｆ１における予測コードフェーズＣＰｅ１ａ、周波数系列Ｆ２における予測コードフェーズＣＰｅ２ａ、周波数系列Ｆ３における予測コードフェーズＣＰｅ３ａを示す。同様に、予測コードフェーズ情報１６４は、ＧＰＳ衛星１２ｂ乃至１２ｆについて各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３における予測コードフェーズＣＰｅ１ｂ等（図示せず）を示す。
【００５５】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ評価プログラム１２４を格納している。コードフェーズ評価プログラム１２４は、制御部１００が、現在のコードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差がコードフェーズ閾値β（以下、「閾値β」と呼ぶ）以下か否かを判断するためのプログラムである。閾値β以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ評価プログラム１２４と制御部１００は、位相差評価手段の一例である。
制御部１００は、上述の周波数評価プログラム１２０によって閾値α以下であると判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１を、コードフェーズ評価プログラム１２４に基づく判断の対象とする。
【００５６】
制御部１００は、また、コードフェーズ評価プログラム１２４に基づいて、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３ごとに、コードフェーズ差が閾値β以下である場合には、コードフェーズ差評価パス回数（以下、「パス回数」と呼ぶ）を１づつ加算する。そして、制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等の各周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３ごとに、コードフェーズ差が閾値βより大きい場合には、パス回数を０にする。
制御部１００は、パス回数を示すコードフェーズ評価パス情報１６６を第２記憶部１５０に格納する。
【００５７】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、コードフェーズ選択プログラム１２６を格納している。コードフェーズ選択プログラム１２６は、制御部１００が、上述の閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１のうち、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、コードフェーズ差が最小のコードフェーズＣＰ１を選択して選択コードフェーズＣＰ１ｓとするためのプログラムである。選択コードフェーズＣＰ１ｓは、選択位相の一例である。コードフェーズ選択プログラム１２６と制御部１００は、位相選択手段の一例である。
【００５８】
図１６は、コードフェーズ選択プログラム１２６の説明図である。
図１６に示すように、制御部１００は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａについて、周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズＣＰ１１ａとＣＰｅ１ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１１ａを算出する。また、制御部１００は、周波数系列Ｆ２におけるコードフェーズＣＰ１２ａとＣＰｅ２ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１２ａ、周波数系列Ｆ３におけるコードフェーズＣＰ１３ａとＣＰｅ３ａとの差分の絶対値ｄＣＰ１３ａを算出する。
そして、例えば、図１６に示すように、絶対値ｄＣＰ１１ａ乃至絶対値ｄＣＰ１３ａの中で、絶対値ｄＣＰ１１ａが最小である場合には、コードフェーズＣＰ１１ａを選択する。
そして、制御部１００は、コードフェーズＣＰ１１ａを選択コードフェーズＣＰ１ｓａとする。
制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等について、それぞれ上述の選択を行う。
制御部１００は、選択した選択コードフェーズＣＰ１ｓを第２格納部１５０に格納する。
【００５９】
図１７は、選択コードフェーズ情報１６８の一例を示す図である。
選択コードフェーズ情報１６８は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３のうちいずれかにおいて算出されたコードフェーズを示す。
【００６０】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８を格納している。選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８は、制御部１００が、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ等の信号強度ＸＰＲが最大か否かを判断するためのプログラムである。選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８と制御部１００
は、選択位相第１評価手段の一例である。
具体的には、制御部１００は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが、コードフェーズＣＰ１等のなかで最大か否かを判断する。
【００６１】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０を格納している。選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０は、制御部１００が、上述のパス回数が、γ回以上であるか否かを判断するためのプログラムである。γ回は例えば、３回であり、予め規定されている。γ回以上の範囲は、規定回数範囲内の一例である。選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０と制御部１００は、選択位相第２評価手段の一例である。
なお、パス回数は、コードフェーズ差が閾値β以下であることが連続しない限り、０にされるから、パス回数がγ回以上であるということは、連続してコードフェーズが閾値β以下であることが連続してγ回以上であることを意味する。
また、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０は、制御部１００が、積算時間中におけるＸＰＲの低下回数が、予め規定した例えば、１０回以上か否かを判断するためのプログラムでもある。
具体的には、制御部１００は、上述の選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８によって、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ等の信号強度ＸＰＲが最大ではないと判断した場合に、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０による判断を行う。
【００６２】
図１８は、選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０の説明図である。
図１８（ａ）に示すように、例えば、積算時間を１６秒（ｓ）とすれば、１６秒（ｓ）経過時（積算完了時）におけるＸＰＲが最大である。これは、ノイズは互いに相殺されるのに対して、Ｃ／Ａコードは積算されるからである。この積算完了時におけるコードフェーズは信頼性が高い。
そして、ＸＰＲは、理論には、積算開始時から積算完了時にかけて、大きくなっていく。
ところが、実際には、図１８（ｂ）におけるように、積算開始直後においてはＸＰＲは低減する場合がある。このため、コードフェーズを正確に算出することができない。
そして、端末２０が受信している信号がノイズ（偽信号）である場合には、図１８（ｃ）に示すように、積算完了時に至っても、ＸＰＲは大きくならない。このため、コードフェーズを算出することは困難である。
このように、受信している電波がＣ／Ａコードを乗せた電波であってもノイズであっても、積算開始直後においてはＸＰＲが小さく、かつ、ＸＰＲが低下する場合がある。そして、受信している電波がＣ／Ａコードを乗せた電波である場合には、積算時間の経過に伴って、ＸＰＲが大きくなる。
このため、積算開始から相当程度の時間が経過した後に、コードフェーズ差が閾値β以下であるという状態が継続した場合には、受信している信号が、ノイズではないと考えることができる。
また、ＸＰＲの低下が積算時間開始から相当程度の時間が継続しても発生する場合には、受信している信号がノイズであると考えることができる。言い替えると、ＸＰＲの低下が積算時間開始から相当程度の時間が継続した後に発生しない場合には、受信している信号がノイズではないと考えることができることを意味する。
そこで、端末２０においては、コードフェーズ差が閾値β以下であるという状態が継続したか否かと、ＸＰＲの低下が連続したか否かを、受信している信号がノイズか否かを判断するための基準としている
【００６３】
図９に示すように、端末２０は、第１記憶部１１０に、測位プログラム１３２を格納している。測位プログラム１３２は、制御部１００が、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８又は選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０による判断結果が肯定的である場合に、選択コードフェーズＣＰ１ｓを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして、現在位置を測位するためのプログラムである。すなわち、測位プログラム１３２と制御部１００は、測位手段の一例である。
【００６４】
制御部１００は、例えば、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大である場合には、その選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
制御部１００は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大ではない場合であっても、コードフェーズ評価パス回数がγ回以上であって、かつ、ＸＰＲの低減が１０回未満である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
これに対して、制御部１００は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大ではない場合において、コードフェーズ評価パス回数がγ回未満であるか、又は、ＸＰＲの低減が１０回以上である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａ（コードフェーズＣＰ１１ａ）以外のコードフェーズＣＰ１２ａ及びＣＰ１３ａのうち、ＸＰＲが大きい方を測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａとする。
制御部１００は、決定した測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを示す測位使用コードフェーズ情報１７０を第２記憶部１５０に格納する。
【００６５】
図１９は、測位使用コードフェーズ情報１７０の一例を示す図である。
図１９に示すように、測位使用コードフェーズ情報１７０は、例えば、ＧＰＳ衛星１２ａ，１２ｂ，１２ｃ及び１２ｄにそれぞれ対応する測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａ，ＣＰ１ｆｂ，ＣＰ１ｆｃ及びＣＰ１ｆｄを示す情報である。
【００６６】
制御部１００は、測位使用コードフェーズ情報１７０に示される測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａ，ＣＰ１ｆｂ，ＣＰ１ｆｃ及びＣＰ１ｆｄを使用して、現在位置Ｑ１を算出する。
制御部１００は、算出した測位位置Ｑ１を示す測位位置情報１７２を第２記憶部１５０に格納する。
【００６７】
図９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１３４を格納している。測位位置出力プログラム１３４は、制御部１００が、測位位置Ｑ１を表示装置３４（図７参照）に表示するためのプログラムである。
【００６８】
端末２０は、上述のように構成されている。
端末２０は、コードフェーズ差が閾値β以下か否かを判断することができる。すなわち、端末２０は、コードフェーズＣＰ１の精度を検証することができる。
また、端末２０は、コードフェーズ差が閾値β以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１のうち、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとにコードフェーズ差が最小のコードフェーズＣＰ１を選択し、選択コードフェーズＣＰ１ｓとすることができる。選択コードフェーズＣＰ１ｓは、コードフェーズ差が最小のコードフェーズであるから、他の周波数系列のコードフェーズＣＰ１よりも精度が高い。
さらに、端末２０は、選択コードフェーズＣＰ１ｓの信号強度ＸＰＲが最大か否かを判断することができる。選択コードフェーズＣＰ１ｓのＸＰＲが最大であれば、選択コードフェーズＣＰ１ｓは、他のコードフェーズＣＰ１よりも精度が高いことが保証されたと考えることができる。
そして、端末２０は、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８による判断結果が肯定的である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆとして、現在位置を測位することができる。
これにより、端末２０は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
また、端末２０は選択コードフェーズ第２評価プログラム１３０を有するから、選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１乃至Ｆ３におけるコードフェーズが、連続して閾値β以下であった回数が３回以上である場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓを使用して、現在位置を測位することができる。
選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１等におけるコードフェーズが、連続して閾値β以下であった回数が３回以上であるということは、選択コードフェーズＣＰ１ｓが属する周波数系列Ｆ１等におけるコードフェーズは、他の周波数系列におけるコードフェーズよりも精度が高いことを意味する。
これにより、端末２０は、選択コードフェーズ第１評価プログラム１２８による判断結果が否定的である場合であっても、精度が高いコードフェーズを使用して測位をすることができる。
【００６９】
また、端末２０は、周波数閾値α以内の範囲外の周波数ｆ１に対応するコードフェーズＣＰ１を測位から排除することができる。
これは、端末２０が、Ｃ／ＡコードのコードフェーズＣＰ１の精度を検証するのみならず、コードフェーズＣＰ１を算出したときの受信周波数ｆ１の精度も検証することができることを意味する。
これにより、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号のコードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる
【００７０】
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２０を使用して説明する。
図２０は端末２０の動作例を示す概略フローチャートである。
【００７１】
まず、端末２０は、電波Ｓ１等を受信し、メジャメントを算出する（図２０のステップＳＴ１）。このステップＳＴ１は、位相算出ステップの一例である。
続いて、端末２０は、メジャメントを保存する（ステップＳＴ２）。
続いて、端末２０は、現在周波数ｆ１と前回周波数ｆ０との周波数差分の絶対値が、周波数閾値α以下か否かを判断する（ステップＳＴ３）。
【００７２】
端末２０は、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下ではないと判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用しない（ステップＳＴ１１）。
【００７３】
これに対して、ステップＳＴ３において、周波数閾値α以下であると判断した周波数差分に対応するコードフェーズＣＰ１については、対応する予測コードフェーズＣＰｅを算出する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４は、予測位相算出ステップの一例である。
【００７４】
続いて、端末２０は、コードフェーズＣＰ１と予測コードフェーズＣＰｅとのコードフェーズ差の絶対値が閾値β以下か否かを判断する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５は、位相評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ５において、閾値β以下ではないと判断したコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を測位に使用しない（ステップＳＴ１１）。
【００７５】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ５において、閾値β以下ではないと判断したコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１について、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、最小のコードフェーズ差に対応するコードフェーズＣＰ１を選択し、選択コードフェーズＣＰ１ｓとする（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６は、位相選択ステップの一例である。
【００７６】
続いて、端末２０は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを決定する（ステップＳＴ７）。
ここで、図２１を使用して、ＧＰＳ衛星１２ａの測位系列Ｆ１における選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位に使用するか否かを決定する場合を例にして、ステップＳＴ７の詳細を説明する。
【００７７】
図２１は、ステップＳＴ７の詳細を示すフローチャートである。
まず、端末２０は、選択コードフェーズＣＰ１ｓａのＸＰＲが最大か否かを判断する（図２１のステップＳＴ１０１）。このステップＳＴ１０１は、選択位相第１評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ１０１における判断が肯定的であった場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０４）。
【００７８】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ１０１における評価が否定的であった場合には、周波数系列Ｆ１におけるコードフェーズ評価のパス回数が３回以上か否かを判断する（ステップＳＴ１０２）。このステップＳＴ１０２は、選択位相第２評価ステップの一例である。
端末２０は、ステップＳＴ１０２における判断が肯定的であった場合には、周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満か否かを判断する（ステップＳＴ１０３）。
端末２０は、ステップＳＴ１０３において、周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満であると判断した場合には、選択コードフェーズＣＰ１ｓａを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０４）。
【００７９】
これに対して、端末２０は、ステップＳＴ１０２における評価が否定的であった場合、又は、ステップＳＴ１０３において周波数系列Ｆ１のＸＰＲ低下回数が１０回未満ではないと判断した場合には、ＣＰ１２ａ又はＣＰ１３ａのうち、ＸＰＲが最大のものを測位使用コードフェーズＣＰ１ｆａに決定する（ステップＳＴ１０５）。
端末２０は、各ＧＰＳ衛星１２ａ等ごとに、上述の各ステップＳＴ１０１乃至ステップＳＴ１０５を実施する。
【００８０】
続いて、端末２０は、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上あるか否かを判断する（ステップＳＴ８）。
ステップＳＴ８において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個未満であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。
【００８１】
これに対して、ステップＳＴ６において、端末２０が、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆが３個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズＣＰ１ｆを使用して測位する（ステップＳＴ９）。このステップＳＴ９は、測位ステップの一例である。
続いて、端末２０は、測位位置Ｑ１（図９参照）を出力する（ステップＳＴ１０）。
【００８２】
以上のステップによって、端末２０は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
【００８３】
本発明は、上述の実施の形態に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態の端末等を示す概略図である。
【図２】測位方法を示す概念図である。
【図３】相関処理の説明図である。
【図４】相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
【図５】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図６】候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である。
【図７】端末の主なハードウエア構成を示す概略図である。
【図８】ＧＰＳ装置の構成の一例を示す概略図である。
【図９】端末の主なソフトウエア構成を示す概略図である。
【図１０】推定周波数算出プログラムの説明図である。
【図１１】メジャメント算出プログラムの説明図である。
【図１２】現在メジャメント情報の一例を示す図である。
【図１３】前回メジャメント情報の一例を示す図である。
【図１４】予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である。
【図１５】予測コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図１６】コードフェーズ選択プログラムの説明図である。
【図１７】選択コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図１８】選択コードフェーズ第２評価プログラムの説明図である。
【図１９】測位使用コードフェーズ情報の一例を示す図である。
【図２０】端末の動作例を示す概略フローチャートである。
【図２１】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】
【００８５】
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ・・・ＧＰＳ衛星、２０・・・端末、３２・・・ＧＰＳ装置、１１２・・・観測可能衛星算出プログラム、１１４・・・推定周波数算出プログラム、１１６・・・メジャメント算出プログラム、１１８・・・メジャメント保存プログラム、１２０・・・周波数評価プログラム、１２２・・・予測コードフェーズ算出プログラム、１２４・・・コードフェーズ評価プログラム、１２６・・・コードフェーズ選択プログラム、１２８・・・選択コードフェーズ第１評価プログラム、１３０・・・選択コードフェーズ第２評価プログラム、１３２・・・測位プログラム、１３４・・・測位位置出力プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、
各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、
前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、
現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、
前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、
前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段と、
前記選択位相第１評価手段による判断結果及び／又は前記選択位相第２評価手段による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周波数特定手段と、
前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価手段と、
前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除する位相排除手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
複数の前記周波数系列は、
互いに予め規定した周波数間隔だけ乖離しており、
前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未満の閾値によって規定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星である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】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム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】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置であって、
各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出手段と、
前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出手段と、
現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価手段と、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択手段と、
前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価手段と、
前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価手段と、
前記選択位相第１評価手段による判断結果及び／又は前記選択位相第２評価手段による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位手段と、
を有することを特徴とする測位装置。
【請求項２】
前記予測位相算出手段は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出する構成となっていることを特徴とする請求項１に記載の測位装置。
【請求項３】
前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周波数特定手段と、
前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価手段と、
前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記位相を測位から排除する位相排除手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の測位装置。
【請求項４】
複数の前記周波数系列は、
互いに予め規定した周波数間隔だけ乖離しており、
前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未満の閾値によって規定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の測位装置。
【請求項５】
前記発信源は、ＳＰＳ（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星である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】
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を有することを特徴とする測位装置の制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータに、
発信源からの測位基礎符号に基づいて現在位置を測位する測位装置が、各前記発信源ごとに少なくとも１つの周波数系列におい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との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前記測位装置が、前回測位時の前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間に基づいて、現在の前記位相を予測して予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記測位装置が、現在の前記位相と前記予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記測位装置が、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相第１評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるか否かを判断する選択位相第２評価ステップと、
前記測位装置が、前記選択位相第１評価ステップにおける判断結果及び／又は前記選択位相第２評価ステップにおける判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、
を実行させることを特徴とする測位装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００７−３０９７３０（Ｐ２００７−３０９７３０Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７６１８（Ｐ２００６−１３７６１８）
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【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１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月１７日（２００６．５．１７）
【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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