移動局測位システムおよび移動局測位方法
【課題】短時間で基地局間の時刻の補正を行うことのできる移動局測位システムを提供する。
【解決手段】受信間隔算出部８２（ＳＡ１）により、基準基地局１１が１回発信し各普通基地局１２が受信した拡散符号列における２つの拡散符号の受信間隔が算出され、クロック速度比算出部５４（ＳＡ２）により各普通基地局１２における受信間隔と基準基地局１１による２つの拡散符号の発信間隔とに基づいて各普通基地局１２と基準基地局１１とのクロック速度比が算出され、時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により基準基地局１１の時計４４に対する各普通基地局１２の時計の時刻ずれが算出され、受信時刻補正部５８（ＳＡ４）により、各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻が基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正され、測位部６０（ＳＡ５）により補正された受信時刻を用いた移動局１０の測位が行われる。
【解決手段】受信間隔算出部８２（ＳＡ１）により、基準基地局１１が１回発信し各普通基地局１２が受信した拡散符号列における２つの拡散符号の受信間隔が算出され、クロック速度比算出部５４（ＳＡ２）により各普通基地局１２における受信間隔と基準基地局１１による２つの拡散符号の発信間隔とに基づいて各普通基地局１２と基準基地局１１とのクロック速度比が算出され、時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により基準基地局１１の時計４４に対する各普通基地局１２の時計の時刻ずれが算出され、受信時刻補正部５８（ＳＡ４）により、各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻が基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正され、測位部６０（ＳＡ５）により補正された受信時刻を用いた移動局１０の測位が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果である基地局のそれぞれにおける受信時刻の時間差に基づいて移動局の位置の推定を行なう位置推定方法ならびに測位システムに関するものであり、特に、前記複数の基地局間のクロック速度比に基づいて受信時刻を補正することにより、精度のよい移動局の測位を行なうことのできる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信時刻の時間差に基づいて、移動局の位置の検出を行なう測位システムおよび測位方法が提案されている。
【０００３】
かかる測位システムあるいは測位方法においては、複数の基地局間の電波の受信時間差を算出する必要があることから、前記複数の基地局のそれぞれが有する時計を共通した時刻に時刻合わせをしておく必要がある。
【０００４】
一方、前記複数の基地局のそれぞれが有する時計を時刻合わせすることに代えて、予め前記複数の基地局のそれぞれが有する時計の傾向、すなわち、時計のクロック比や、時刻のずれなどを検出あるいは算出するなどにより把握しておき、それぞれの基地局の時計により検出された移動局からの電波の受信時刻を、前記時計の傾向に基づいて補正する技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０１１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の記載によれば、１の基地局から複数回にわたって発信される信号の受信時間を複数ある他の基地局が各々のクロックにより測定し、それらの受信時間などに基づいて各基地局のクロック速度比を推定し、推定されたクロック速度比に基づいて移動局からの電波の各基地局における受信時間を補正して移動局の位置の検出を行なう技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術によれば、クロック速度比の算出のためには、１の基地局から他の基地局へ複数回の信号の発信を有する。そのため、測位に要する時間が長くなるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、前記複数の基地局のいずれか１の基地局である基準基地局から他の基地局への信号の発信を１回行なうことで、複数の基地局のそれぞれが有する時計のクロック速度比を算出することができ、短時間で精度のよい移動局の位置の推定を行なうことができる移動局測位システムおよび移動局測位方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、（ｂ）前記複数の基地局のうち、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する少なくとも１つの基準基地局と、（ｃ）前記複数の基地局のうち、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する２以上の普通基地局と、（ｄ）前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれの受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出手段と、（ｅ）前記受信間隔算出手段によって算出された前記２つの拡散符号の前記普通基地局のそれぞれにおける受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出手段と、（ｆ）前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出手段と、（ｇ）前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出手段によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出手段により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正手段と、（ｈ）該受信時刻補正手段により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出手段と、（ｂ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出手段よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出手段と、を有し、（ｃ）前記受信間隔算出手段は、前記オンライン受信時刻検出手段による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出手段を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出すること、
を特徴とする。
【００１２】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位方法であって、（ｂ）前記複数の基地局のうち少なくとも１つは、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する基準基地局であり、（ｃ）前記複数の基地局のうち少なくとも２つは、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する普通基地局であり、（ｄ）前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出工程と、（ｅ）前記受信間隔算出工程によってそれぞれ算出された普通基地局のそれぞれにおける前記２つの拡散符号のそれぞれについての受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出工程と、（ｆ）前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と、前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出工程と、（ｇ）前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出工程によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出工程により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正工程と、（ｈ）該受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出工程と、（ｂ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出工程と、を有し、（ｃ）前記受信間隔算出工程は、前記オンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出工程によって検出すること、を特徴とする。
【００１７】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１にかかる移動局測位システムあるいは請求項６にかかる移動局測位方法によれば、前記受信間隔検出手段あるいは前記受信間隔検出工程により、前記基準基地局が１回発信し２以上の前記普通基地局がそれぞれ受信した２つの拡散符号を含む拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻が検出され、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段あるいは前記クロック速度比算出工程により、前記受信間隔検出手段あるいは前記受信間隔検出工程によってそれぞれ検出された各普通基地局における前記２つの拡散符号の受信時刻の間隔である受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比が算出され、前記時計ずれ算出手段あるいは前記時計ずれ算出工程により、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計のずれが算出され、前記受信時刻補正手段あるいは前記受信時刻補正工程により、前記普通基地局のそれぞれにより、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出された前記移動局からの電波を受信した受信時刻が、前記クロック速度の比と前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正され、前記測位手段あるいは前記測位工程により、該受信時刻補正手段あるいは受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置が推定されるので、前記基準基地局による１回の拡散符号列の発信に基づいて前記普通基地局のそれぞれの時計と前記基準基地局の時計とのクロック速度比が算出されるため、短時間で高精度の測位が可能となる。
【００２０】
また、請求項２にかかる移動局測位システムあるいは請求項７にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局による前記拡散符号列の送信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれるので、前記複数の基地局において移動局からの電波が受信された場合に、すみやかに前記クロック速度比を用いた受信時刻の補正を行なうことができ、測位に要する時間が短縮される。
【００２１】
また、請求項３にかかる移動局測位システムあるいは請求項８にかかる移動局測位方法によれば、前記受信間隔算出手段あるいは受信間隔算出工程においては、前記拡散符号の受信に伴って受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を行なうことにより前記電波の受信時刻を検出する前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により電波の受信時刻を検出する前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出するので、前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程よりもより精度の高い検出が可能な前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程によって行なうことができる。また、より多くの電力を必要とする前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程の実行を、前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて決定されるオフライン検出実行区間において行なうことができ、消費電力の低減が図られる。
【００２２】
また、請求項４にかかる移動局測位システムあるいは請求項９にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信するので、前記２つの拡散符号が同一である場合には、拡散符号の同期検出のための構成を簡素にすることができる。また、前記２つの拡散符号が相互に異なる場合には、前記普通基地局は受信した前記２つの拡散符号のそれぞれを識別することができ、受信間隔を確実に算出することができる。
【００２３】
また、請求項５にかかる移動局測位システムあるいは請求項１０にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を送信するので、同時に複数の基準基地局が存在することが可能であり、基準基地局が故障した場合における冗長性を有することができる。また、前記複数の普通基地局が第２の基準基地局としての機能を有することにより、測位可能な領域を重畳的に増加することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の移動局位置推定システムの構成の一例を示した図である。図１には、平面上の任意の形状に設けられる移動局１０が移動可能な領域として一辺３０（ｍ）の正方形からなる測位可能領域５が設けられている。また、前記測位可能領域５には、後述する移動局１０と無線による通信を行う機能を有する基地局として、１つの基準基地局１１、および、３つの普通基地局として第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂ、第３普通基地局１２Ｃがそれぞれ設けられる。なお、基準基地局および普通基地局の数は、その機能から、それぞれ基準基地局は１つ以上、普通基地局は２つ以上が存在する。また、移動局の測位を行うには、後述するように、平面上を移動する移動局１０の位置を電波の伝搬時間を用いて算出する場合には少なくとも３個の基地局が必要である。従って、前記測位可能領域の何れの地点においても、少なくとも移動局が３個の基地局と通信可能となるように基地局が配置されている。なお、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行うことができる。本図１においては、正方形の測位可能領域５の４隅にそれぞれ基準基地局１１および普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃが１つずつ配置されており、４つの基地局が存在しており、移動局の測位を行うために必要となる要件を満たす。また、移動局１０は前記測位可能領域５内において測位可能とされている。なお、本実施例においては、移動局１０の数は１個とされているが、移動局の個数は特に限定されない。また、各基地局と例えば有線ケーブル５２により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ１４が設けられ、前記移動局１０によって発信され前記基地局１２によって受信された電波に基づいて、前記測位可能領域内における基地局１０の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃを区別しない場合には普通基地局１２と表記する。また、基準基地局１１と普通基地局１２を区別しない場合には、基地局１１、１２と表記する。
【００２６】
このとき、測位可能領域５は、便宜上図２に示す様にｘ軸およびｙ軸が定義され、測位可能領域５上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、基準基地局１１は座標（０，０）上に、第１基地局１２Ａは座標（０，３０）上に、第２基地局１２Ｂは座標（３０，３０）上に、第３基地局１２Ｃは座標（３０，０）上にそれぞれ配置されている。
【００２７】
図３は移動局１０の機能の概要を示す機能ブロック図である。移動局１０は、移動局が電波の送受信を行なうアンテナ２０、無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９などを有している。
【００２８】
無線通信部２６は、移動局１０の無線通信を行なうものであって、移動局１０が電波を発信する際において、電波を発信する発信手段である。具体的には、後述する発信符号生成部２９によって生成された拡散符号列を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、バラン（ｂａｌｕｎ）などにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波が前記アンテナ２０により発信される。また無線通信部２６は基地局から送信される制御信号を受信する受信手段である。具体的には、前記アンテナ２０によって受信された電波に対し、無線通信部２６は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。
【００２９】
信号処理部２８は、無線通信部２６により復調された信号を処理することにより基地局から送信される制御指令を取り出す。この制御指令は後述する制御部３０に送信され制御部の制御判定に使用される。
【００３０】
発信符号生成部２９は、移動局が基地局１１、１２に対して送信する拡散符号列を、後述する拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号と予告符号生成部３３によって生成される予告符号とに基づいて生成する。この発信符号生成部２９によって生成された発信符号は無線通信部２６により無線により発信される。この発信符号生成部２９は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する拡散符号生成部３２と、この受信時刻の検出に用いられる拡散符号に先立って発信される予告符号を生成する予告符号生成部３３を有する。
【００３１】
このうち、拡散符号生成部３２は、後述する基地局１１、１２の詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する。また、予告符号生成部３３は、前記拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号よりも所定時間だけ先に発信される予告符号を生成する。この所定時間は例えば、前記予告符号を発信する際の発信完了時刻と前記拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号の発信完了時刻との発信時間の差であり、例えば予め決定され基地局１１、１２と移動局１０との間で既知とされた値が用いられる。すなわち、前記発信符号生成部２９によって生成される拡散符号列は、少なくとも前記予告符号と、前記所定時間だけ後に発信される前記拡散符号とを含んで構成される。
【００３２】
また、時計３１は、移動局１０において電波の発信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。
【００３３】
制御部３０は前記無線通信部２６、信号処理部２８、発信符号生成部２９などの作動を制御する。例えば、移動局１０の位置を測定するために基地局１２に対し電波を発信する指令を受けた場合に、所定の出力で電波を発信する。
【００３４】
また、制御部３０は、移動局１０が電波を発信する場合と電波を受信する場合とに応じて、前記無線通信部２６、信号処理部２８などの作動を切り換えるよう制御する。また制御部３０は、基地局からの制御指令に基き測位のための拡散符号送信要求を受信したときに、発信符号生成部３２に対して所定の時刻に拡散符号を無線通信部２６に送信するように制御する
【００３５】
図４は、基地局１１、１２の機能の概要を示す機能ブロック図である。基地局１１、１２はアンテナ３５、無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２を有し、これらはそれぞれ前述の移動局１０が有するアンテナ２０、無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９と同様の機能を有する、また、基地局１１、１２はこれらのアンテナ２０、無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２に加え、リアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などを有する。
【００３６】
すなわち、無線通信部３４は、基地局１１、１２の無線通信を行なうものであって、基地局１１、１２が電波を受信する際において、電波を受信する受信手段である。具体的には、前記アンテナ３５によって受信された電波に対し、無線通信部３４は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。
【００３７】
また、信号処理部３６は、無線通信部３４により復調された信号を処理することにより基地局から送信される制御指令を取り出す。この制御指令は後述する制御部３８に送信され制御部の制御判定に使用される。
【００３８】
制御信号生成部３７は後述する基準基地局における空きチャンネル探索のための制御信号の生成および普通基地局における空きチャンネル探索の応答信号を生成する。また移動局に対して測位信号の送信を要求する信号を生成する。制御信号生成部３７において生成された制御信号は無線通信部３４に送信されてアンテナ３５により無線送信される。
【００３９】
なお、制御部３８は移動局１０の制御部３０が移動局における電波の発信する状態と受信する状態を切り換えるの同様に、基地局１２の制御部３８は、基地局１２が電波を発信する状態と電波を受信する状態とを切り換えることができ、これらの状態に応じて、前記無線通信部３４、信号処理部３６などの作動を切り換えて制御する。
【００４０】
また、無線通信部３４は、制御信号生成部３７によって生成された信号を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、バランなどにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波がアンテナ３５により発信される。このように、基地局１２は電波を受信することに加え、発信することも可能である。一方、前述のように移動局１０は電波を発信することに加え受信することも可能であることから、基地局１２は移動局１０に対し無線によりその作動を制御することが可能である。
【００４１】
発信符号生成部７２は、基地局１１、１２が基準基地局１１として作動する場合において、基準基地局１１が普通基地局１２に対して送信する拡散符号列を、後述する拡散符号生成部７４によって生成される拡散符号と予告符号生成部７６によって生成される予告符号とに基づいて生成する。また、発信符号生成部７２はこの拡散符号列を発信する際において、前記第２の拡散符号の発信完了時刻についての情報を、後述するサーバ通信部４０を介して測位サーバ１４に送信する。この発信符号生成部７２は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する拡散符号生成部７４と、この受信時刻の検出に用いられる拡散符号に先立って発信される予告符号を生成する予告符号生成部７６を有する。
【００４２】
このうち、拡散符号生成部７４は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号であって、第１の拡散符号と第２の拡散符号の２つの拡散符号を含む拡散符号列を生成する。また、予告符号生成部７６は、前記拡散符号生成部７４によって生成される２つの拡散符号を含む拡散符号よりも所定時間だけ先に発信される予告符号を生成する。この所定時間は測位システムにより予め決められており、その情報にもとづき制御部３８は拡散符号生成部７４と予告符号生成部７６を制御する。
【００４３】
前述のように、基地局１１、１２は共通する構成を有することから、基準基地局１１として作動する基地局が、その作動に代えて、あるいはその作動に加えて普通基地局１２としての作動を行うことが可能である。このようにすれば、基準基地局１１として作動していた基地局が故障した場合に、それまで普通基地局１２として作動していた基地局が新たに基準基地局１１として作動することが可能となり、測位システム８としての冗長性を有することができる。
【００４４】
図６は、発信符号生成部７２が生成する拡散符号列の一例を説明する図である。図６においては、時刻ｔの経過を表す時刻軸が図中右から左に向かう向きに設定されている。すなわち、左に行くほど時刻が後において発生される拡散符号を表している。図６において、前記第１の拡散符号はＰＮ１、前記第２の拡散符号はＰＮ２、前記予告符号はＰＮ３でそれぞれ表されている。
【００４５】
まず、予告符号生成部７６によって生成された予告符号ＰＮ３が、第１の拡散符号の発信の所定時間ｐ前に発信される。このとき、予告符号ＰＮ３の発信完了時刻がＴａｑ１’である。その後、この所定時間ｐの経過後に、拡散符号生成部７４により生成される第１の拡散符号ＰＮ１が発信され、続いて同じく拡散符号生成部７４により生成される第２の拡散符号ＰＮ２が前記ＰＮ１に連続して発信される。このとき、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻をｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０、第２の拡散符号ＰＮ２の発信完了時刻をｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｌｅｎｄ＿ｂ０とする。また、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｌｅｎｄ＿ｂ０−ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０はＴｓとする。また、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻はｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０は、前述の予告符号ＰＮ３の発信完了時刻Ｔａｑ１’と前記発信時間差ｐを用いて、ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０＝Ｔａｑ１’＋ｐと表される。
【００４６】
また、図６に示す符号列において、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３以外は、これらの何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されている。これは、この符号列を受信した場合において、受信側で同期検出を行う際のレプリカ符号との相互相関が自己相関より十分に小さい符号であればよい。従って、レプリカ符号との相互相関が自己相関より十分に小さいのであれば、ＰＮ０が全て同一の拡散符号である必要はない。このとき前記所定時間ｐは、前記予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１の間に発信される符号ＰＮ０の個数によって決定される。また、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３としては、例えば同一の拡散符号が用いられる。
【００４７】
図４に戻って、リアルタイム受信時刻検出部７８は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を測定する。具体的には例えば、前記無線通信部３４によって復調処理のされた受信波と、その受信波に含まれる拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、算出された自己相関値がピークとなった時刻を基地局１２による電波の受信時刻とする。なお、このような処理を同期検出という。このリアルタイム受信時刻検出部７８は、例えば前記受信波を微小時間ごとに遅延させる遅延回路や、前記遅延回路によって遅延された受信波と前記レプリカ符号との相関値を算出するマッチドフィルタをなどを組み合わせることによって実現される。このリアルタイム受信時刻検出部７８は、例えば移動局１０から測位のために発信される予告符号の各基地局１１、１２における受信時刻を検出するほか、普通基地局１２においては、基準基地局１１から発信される前記予告符号の受信時刻の検出にも用いられる。なお、前述のように、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３として、同一の拡散符号が用いられる場合には、この同一の拡散符号と同一の符号である１つのレプリカ符号についてのみ同期検出を行なえばよい。
【００４８】
このとき、リアルタイム受信時刻検出部７８は、前記無線通信部３４による電波の受信に伴って、すなわち前記無線通信部３４の受信信号に対して即座に同期検出を行ういわゆるリアルタイムによる同期検出を行う。言い換えれば、受信する拡散符号の速度に合った速度で同期検出処理を行わなければならず、例えば拡散符号を順次受信する場合において、ある符号を受信したら、その符号の同期検出は次の符号を受信するまでに完了しなければならい。なお、このリアルタイム受信時刻検出部７８がオンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程に対応する。ところで、前述のように同期検出は、受信波とその受信波を発信する際に行なった拡散処理に用いた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、その相関値のピークが出現した時刻を受信時刻とするものであるが、この同期検出の精度は、前記受信信号を微小時間ごとにずらす際に、どれほど細かく微小時間を設定し得るかによって左右される。すなわち、前記微小時間の長さと同期検出に要する計算の回数が反比例するためである。従って、前述のようなリアルタイムで同期検出を行う場合においては、計算を行うことのできる時間、すなわち計算の回数に制約が存在し、そのため、同期検出を行う際の精度に限界がある。
【００４９】
詳細受信時刻検出部８０は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を前記リアルタイム受信時刻検出部７８がおこなうよりもより高精度に測定する。具体的には例えば、前記無線通信部３４によって復調処理のされた受信波を一旦図示しない記憶装置に記憶しておき、その記憶された受信波に含まれる拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、算出された自己相関値がピークとなった時刻を基地局１２による電波の受信時刻とする。このとき、前記微小時間を前記リアルタイム受信時刻検出部７８の同期検出における微小時間よりも短いものとすることにより、高精度の検出が可能となる。この詳細受信時刻検出部８０は、前記図示しない記憶装置に加え、前述のリアルタイム受信時刻検出部７８と同様に、例えば前記受信波を微小時間ごとに遅延させる遅延回路や、前記遅延回路によって遅延された受信波と前記レプリカ符号との相関値を算出するマッチドフィルタをなどを組み合わせることによって実現される。なお、この詳細受信時刻検出部８０がオフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程に対応する。
【００５０】
この詳細受信時刻検出部８０は、特に定められる時間区間においてのみ実行されることが可能である。すなわち、基地局１１、１２は前記リアルタイム受信時刻検出部７８による受信時刻の検出を常時行うようにしておき、特に詳細受信時刻検出部８０により高精度な受信時刻の検出を行うように定められた時間区間においてのみ、前記リアルタイム受信時刻検出部７８による受信時刻の検出に加えてあるいはこれに代えて詳細受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行うようにしてもよい。このようにすれば、詳細受信時刻検出部８０はリアルタイム受信時刻検出部７８に比べて演算に要する電力をより多く必要とするため、特に定められた時間区間においてのみ詳細受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行うことにより、基地局１１、１２の省電力化を図ることができる。
【００５１】
例えば、後述する受信間隔算出部８２によって算出される各普通基地局１２における前記第１の拡散符号の受信時刻と前記第２の拡散符号の受信時刻との受信時間差はより高精度に算出されることが望ましい。そこで、詳細受信時刻検出部８０は、前記第１の拡散符号と第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻の検出を高精度な受信時刻の検出により行う。例えば、詳細受信時刻検出部８０は前記基準基地局１１において前記第１の拡散符号に先立って発信される予告符号に基づいて前記第１の拡散符号と第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻の検出を高精度な受信時刻の検出により行う。
【００５２】
図７は、前記基準基地局１１が発信する前記予告符号、前記第１の拡散符号および前記第２の拡散符号を含む符号列を普通基地局１２が受信した場合の受信信号を示した図である。図７においては、図６と同様に時刻ｔの経過を表す時刻軸が図中右から左に向かう向きに設定されている。ここで、普通基地局１２においては、リアルタイム受信時刻検出部７８が予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、詳細受信時刻検出部８０は、その受信完了時刻Ｔａｑ１から予告符号と第１の拡散符号との発信時間差ｐの経過後を中心として、前後の幅がそれぞれマージンｍの時間区間を詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間とする。すなわち、Ｔａｑ１＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔａｑ１＋ｐ＋ｍにおいて、高精度な受信時刻の検出を実行する。この検出対象時間区間がオフライン検出実行区間に対応する。ここで、マージンｍは、第１の拡散符号および第２の拡散符号の受信に要する時間と、基準基地局１１の時計４４と全ての普通基地局１２の時計４４との時刻のずれや、クロック速度の比などを考慮し、前記第１の拡散符号および第２の拡散符号の両方について詳細受信時刻検出部８０による高精度な時刻の受信時刻の検出が行うことができるように設定される値である。
【００５３】
図４に戻って受信間隔算出部８２は、前記詳細受信時刻検出部８０によって検出された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号の普通基地局１２における受信間隔が算出される。すなわち、前記詳細受信時刻検出部８０においては、同期検出により、第１の拡散符号の受信完了時刻と第２の拡散符号の受信完了時刻とが検出されることから、これらの差を算出することにより、前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔が算出される。すなわち、この受信間隔算出部８２と前記詳細受信時刻検出部８０とによって受信間隔検出手段もしくは受信間隔検出工程は実現される。
【００５４】
制御部３８はまた、前記無線通信部３４、信号処理部３６、サーバ通信部４０などの作動を制御する。
【００５５】
サーバ通信部４０は、有線ケーブル５２を介して接続された後述する測位サーバ１４との通信を必要に応じて行なうものであり、例えば、基地局１１、１２が移動局１０から受信した電波について詳細受信時刻検出部８０によって検出された受信時刻や、普通基地局１２が基準基地局１１から受信した前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との受信間隔や、基準基地局１１の第２の拡散符号の発信終了時刻、発信符号生成部７２が発信した前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との発信間隔などの値を測位サーバ１４に対し発信したり、サーバーより指定される発信符号生成部７２において生成する拡散符号列における第１の拡散符号と第２の拡散符号の間隔、あるいは基地局１２に対する指令や移動局１０に対し無線で行なう制御作動の指令を測位サーバ１４から受信するなどの作動を行う。
【００５６】
また、時計４４は、基地局１２において電波の発信時刻や受信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。
【００５７】
なお、図２および図３に示した移動局１０および基地局１２においては、本発明における制御作動に直接関与しない機能に対応する機能ブロックは省略されている。例えば、移動局１０および基地局１２においては、図示しない電源などが含まれている。この電源は、移動局１０、基地局および測位サーバ１４のそれぞれに必要な電力を供給するものである。
【００５８】
図５は測位サーバ１４の機能の概要を示す機能ブロック図である。測位サーバ１４は、ケーブル５２を介して各基地局１２と接続されており、基地局通信部５３、クロック速度比算出部５４、時計ずれ算出部５６、受信時刻補正部５８、測位部６０、測位結果出力部６２などを有する。このうち、基地局通信部５３は、有線ケーブル５２を介して接続された前記基地局１１、１２のサーバ通信部４０との間で必要な通信、例えば測定データの送受信や、基地局１２や移動局１０の作動を制御する指令の送信などを行なう。
【００５９】
クロック速度比算出部５４は、前記各普通基地局１２の受信間隔算出部８２によって算出された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、前記基準基地局１１の発信符号生成部７２において生成され、無線通信部３４などにより発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、前記普通基地局１２のそれぞれが有する時計４４と、前記基準基地局１１の有する時計４４との速度の比であるクロック速度比を算出する。このクロック速度比算出部５４がクロック速度比算出手段あるいはクロック速度比算出工程に相当する。
【００６０】
具体的には、このクロック速度比rera_b0biは、基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する前記第２の拡散符号の普通基地局１２の時計４４を基準とした詳細受信時刻検出部８０による受信時刻であるtim_bi_rvlend_b0bi、前記第１の拡散符号の普通基地局１２の時計４４を基準とした詳細受信時刻検出部８０による受信時刻tim_bi_rvfend_b0bi、および前記基準基地局１１の発信符号生成部７２による前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔である符号周期Tsを用いて、以下の式（１）により得られる。
rera_b0bi = ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_bi_rvfend_b0bi )/ Ts …（１）
【００６１】
時計ずれ算出部５６は、基準基地局１１の時計４４の時刻に対する普通基地局１２のそれぞれの時計４４の時刻のずれである時計ずれを算出する。この時計ずれは、基準基地局１１の時計４４の時刻に対する時刻の進みあるいは遅れであり、例えば基準基地局１１から発信される電波の発信時刻と、その電波を受信した普通基地局１２におけるその電波の受信時刻と、さらに基準基地局１１と普通基地局１２との既知の距離から算出される前記電波の伝搬時間とに基づいて算出される。この時計ずれ算出部が時計ずれ算出手段あるいは時計ずれ算出工程に対応する。
【００６２】
具体的には例えば、この時計ずれte_aq_b0biは、基準基地局１１の無線通信部３４が普通基地局１２へ送信する前記第２の拡散符号の送信完了を基準基地局１１の時計４４で測定した送信完了時刻である時刻tim_b0_trlend_b0と、前記第２の拡散符号の普通基地局１２における受信時刻を詳細受信時刻検出部８０により普通基地局１２の時計４４を用いて測定した受信完了時刻tim_bi_rvlend_b0biと、予めシステム８により既知である基準基地局１１と普通基地局１２との距離（例えば３０ｍ）に電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０8（ｍ／ｓ））を除することにより算出される伝搬時間tau0_iを用いた以下の式（２）により得られる。
te_aq_b0bi = ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_b0_trlend_b0 ) - tau0_i …（２）
すなわち、前記第２の拡散符号を例として、基準基地局１１における発信完了時刻と普通基地局１２における受信完了時刻とから算出される見かけの電波の伝搬時間と、実際の基準基地局１１と普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とを比較し、これらの値に差があれば、それが基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれである。
【００６３】
受信時刻補正部５８は、移動局１０から発信された電波が各普通基地局１２において受信された際に各普通基地局１２におけるリアルタイム受信時刻検出部７８によって各普通基地局１２の時計４４に基づいて検出された受信時刻を、前記クロック速度比算出部５４において算出された前記基準基地局１１の時計４４と前記各普通基地局１２の時計４４とのクロック速度比、および前記時計ずれ算出部５６において算出された前記基準基地局１１の時計４４と前記各普通基地局１２の時計４４との時刻ずれに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４での時刻に補正する。この受信時刻補正部５８が受信時刻補正手段あるいは受信時刻補正工程に対応する。
【００６４】
具体的には例えば、受信時刻補正部５８は次の手順により受信時刻の補正を行う。まず、移動局１０から発信された電波が基準基地局１１および普通基地局１２において受信された際の、それぞれのリアルタイム受信時刻検出部７８によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻が、基準基地局１１においては、tim_b0_rvend_m1b0であり、普通基地局１２においてはtim_bi_rvend_m1biであったとする。このとき、普通基地局１２のリアルタイム受信時刻検出部７８によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを基準基地局１１の時計４４に基づいた時刻に換算すると、換算後の前記普通基地局１２の受信時刻TOA_m1biは、次式（３）で表される。
TOA_M1bi = tim_bi_rvend_m1bi - ( tim_bi_rvend_m1b0 - tim_b0_rvend_m1b0 ) …（３）
ここで、この式（３）の右辺第１項であるtim_bi_rvend_m1b0は移動局１０から発信された拡散符号の基準基地局１１における受信時刻tim_b0_rvend_m1b0を普通基地局１２の時計４４に換算した時刻である。すなわち、右辺の括弧で囲まれた第２項は、移動局１０からの電波を基準基地局１１が受信した際の基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれを表す項である。
【００６５】
また、前記式（３）におけるtim_bi_rvend_m1b0は、前記クロック速度比算出部５４によって算出されたクロック速度比rera_b0biを用いて、以下の式（４）で表される。
tim_b1_rvend_m1b0 = tim_bi_aq
+ ( tim_b0_rvend_m1b0 - tim_b0_aq ) × rera_b0bi …（４）
ここで、この式（４）の右辺第１項であるtim_bi_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の普通基地局１２の時計４４における時刻である。また、tim_b0_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の基準基地局１１の時計４４における時刻であり、tim_b0_rvend_m1b0は移動局１０から発信された拡散符号の基準基地局１１における受信時刻であり、rera_b0biは前記クロック速度比算出部５４によって算出されたクロック速度比である。すなわち、前記式（４）の右辺第２項は、前記基準基地局１１において前記時計ずれ算出部５６により時刻ずれが算出されてから前記移動局１０からの電波を受信するまでの時間を前記基準基地局１１の時計４４により計測したものに、前記基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４とのクロック速度比を乗ずることにより、その時間を普通基地局１２の時計４４に対応する時間に換算した値となる。
【００６６】
更に、前記式（４）におけるtim_bi_aqは、前記時計ずれ算出部５６によって算出される基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれte_aq_b0biを用いて、以下の式（５）で表される。
tim_bi_aq = tim_b0_aq + te_aq_b0bi …（５）
ここで、前述のように、tim_b0_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の基準基地局１１の時計４４における時刻であり、前述のように時刻ずれ算出部５６は基準基地局１１における第２の拡散符号の送信完了時刻（送信時刻）であるので、
tim_b0_aq=tim_b0_trlend_b0 …（６）
である。この式（６）と前記時刻ずれte_aq_b0biを表す式（２）を用いて前記式（５）を変形すると、
tim_bi_aq = tim_b0_trlend_b0 + ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_b0_trlend_b0 ) - tau0_i
= tim_bi_rvlend_b0bi - tau0_i …（７）
となる。以上より、受信時刻補正部５８は、普通基地局１２の詳細受信時刻検出部８０によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを、基準基地局１１の時計４４に基づいた受信時刻TOA_m1biに変換することができる。
【００６７】
受信時刻補正部５８は、前述の手順を普通基地局１２の数だけ繰り返すことにより、全ての普通基地局１２について、その詳細受信時刻検出部８０によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを、基準基地局１１の時計４４に基づいた受信時刻TOA_m1biに変換することができる。
【００６８】
なお、本実施例においては、基準基地局１１から普通基地局１２への電波の伝搬時間についてはクロック速度比を考慮していない。これは、現実には前記伝搬時間は数ナノ(10-9)秒程度であり、したがって伝搬中のクロック速度比により発生する誤差は無視できるほど小さく、基準基地局１１から普通基地局１２への電波の伝搬時間についてはクロック速度比を考慮しないとしても差し支えないためである。もちろん、これを考慮することも可能である。
【００６９】
図５に戻って、移動局の位置の算出、すなわち測位を行う測位部６０は、前記受信時刻補正部５８により基準基地局１１の時計４４の時刻に対応するよう補正された各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻と、前記基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻と、既知の各基地局の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の測位を行う。
【００７０】
このとき、移動局１０から発信される電波には、前述のように、発信符号生成部２９によって生成された拡散符号列が含まれる。この拡散符号列は、予告符号生成部３３によって生成された予告符号と、予告符号の発信後所定時刻経過後に発信される拡散符号生成部３２により生成される拡散符号とからなる。そのため、各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、前記クロック速度比算出部５４などにおいて用いる基準基地局１１からの電波の受信時刻を算出したのと同様の手順により、まず、リアルタイム受信時刻検出部７８によって移動局１０から発信される前記予告符号を受信するとともに、詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間を決定し、この区間において詳細受信時刻検出部８０により移動局１０から発信される前記拡散符号を受信することにより、精度よく移動局からの電波の受信時刻を検出することが可能となる。
【００７１】
また、このようにして検出される各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、前記受信時刻補正部５８によって基準基地局１１の時計４４の時刻に対応するよう補正されているので、各基地局１１、１２の時計４４の時刻が実際には同期させられていなくても、前記補正後の受信時刻を用いることにより、あたかも各基地局１１、１２の時計４４が基準基地局１１の時計４４に同期されているかのように扱うことができる。なお、測位部６０が測位手段あるいは測位工程に対応する。
【００７２】
例えば、図８において、時刻ｔ0において移動局１０から電波が発信され、３つの基地局である基準基地局１１、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂにおいてそれぞれ詳細受信時刻検出部８０によりtim_b0_rvend_m1b0、tim_b1_rvend_m1b1、tim_b2_rvend_m1b2において移動局からの電波が受信されたとする。これらのうち普通基地局１２においてそれら普通基地局１２の時計４４によって検出された受信時刻は、受信時刻補正部５８は、基準基地局１１の時計４４の時刻を基準とする時刻に補正されている。すなわち、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻tim_b1_rvend_m1b1、tim_b2_rvend_m1b2は、それぞれ、TOA_m1b1、TOA_M1b2に補正されている。なお、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻は受信時刻補正部５８による補正がされないが、記号の統一のために、以下、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻をTOA_m1b0と記す。すなわち、TOA_m1b0 = tim_b0_rvend_m1b0である。
【００７３】
このとき、実際の電波の伝搬時間は、各基地局１１、１２によって測定される受信時刻と移動局１０の時計３１によって測定される発信時刻との差に、前記基地局１１、１２の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻のずれを考慮したものとなる。なお、前述のように、本発明においては、各基地局１１、１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、基準基地局１１の時計４４の時刻に対応する受信時刻に補正されていることから、この補正後の受信時刻を用いることにより、各基地局１１、１２の時計４４は基準基地局１１の時計４４と同期しているとみなすことができる。従って、前記基準基地局１１の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻のずれをΔｔとすると、移動局１０から基準基地局１１への電波の伝搬時間は（TOA_m1b0−ｔ0＋Δｔ）移動局１０から第１普通基地局１２Ａへの電波の伝搬時間は（TOA_m1b1−ｔ0＋Δｔ）、移動局１０から第２普通基地局１２Ｂへの電波の伝搬時間は（TOA_m1b2−ｔ0＋Δｔ）となる。前述のように、図８において各基地局１２の位置は既知であって、その位置を示す座標は、基準基地局１１は（ｘ0，ｙ0）、第１普通基地局１２Ａは（ｘ1，ｙ1）、第２普通基地局１２Ｂは（ｘ2，ｙ2）であり、測位の対象である移動局１０の位置を示す座標を（ｘ，ｙ）とすると、電波の速度をｃ（ｍ／ｓ）を用いて、
（ｘ−ｘ0）2＋（ｙ−ｙ0）2＝（ｃ×（TOA_m1b0−ｔ0）＋ｓ）2，
（ｘ−ｘ1）2＋（ｙ−ｙ1）2＝（ｃ×（TOA_m1b1−ｔ0）＋ｓ）2， …（８）
（ｘ−ｘ2）2＋（ｙ−ｙ2）2＝（ｃ×（TOA_m1b3−ｔ0）＋ｓ）2
となる。ただしｓ＝Δｔ×ｃである。また、図８におけるｒ1、ｒ2、ｒ3はそれぞれ、ｒ0＝ｃ×（TOA_m1b0−ｔ0）、ｒ1＝ｃ×（TOA_m1b1−ｔ0）、ｒ2＝ｃ×（TOA_m1b2−ｔ0）を表している。ここで、式（８）の第２式および第３式のそれぞれの両辺の平方根をとり、更にその両辺から、第１式の両辺の平方根をとったものを引いて導出される式、
【数１】
を例えばニュートンラフソン法などにより解くことで、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）が算出される。なお、前記式（８）が式（９）のように変形されると、移動局１０による電波の発信時刻ｔ0および移動局１０の時計３１と基準基地局１１の時計４４の時刻ずれΔｔに伴う距離ｓは式（９）から消去され、解の算出にあたりこれらの値を得る必要がない、いわゆるＴＤＯＡ(Time Difference of Arrival)方式による測位となる。なお、図８においては、１つの基準基地局１１および２つの普通基地局である３つの基地局１１、１２からなる場合について説明したが、４以上の基地局１１、１２が移動局１０からの電波を受信した場合も同様であるので、説明を省略する。また３次元測位の場合においても未知数が一つ増えるだけであるので説明を省略する。
【００７４】
図５に戻って、制御部５６は、基地局通信部５４、測位部６０などの作動を制御するものである。また出力部６２は、測位部６０によって算出された移動局１０の位置についての情報などを所定の方法、例えば図示しない出力装置として設けられたディスプレイ装置に表示するなどによって出力する。
【００７５】
図９は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、所定の間隔で基準基地局１１から発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記各普通基地局１２において受信される際の受信間隔が算出される受信間隔算出ルーチンが実行される。
【００７６】
図１０は、この受信間隔算出ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、基準基地局１１から普通基地局１２へ符号列を無線により送信する際に使用できるチャンネルがあるか、すなわち、空きチャンネルが存在するかを探索する命令が行われ、基準基地局１１はこの空きチャンネルの探索を行う。そして、続くＳＢ２においては、探索を行った基準基地局１１によって、空きチャンネルの有無が測位サーバ１４に送信される。このとき、空きチャンネルがある場合には、本ステップの判断が肯定され続くＳＢ３以降が実行される一方、空きチャンネルがない場合には、本ステップの判断が否定され空きチャンネルが発見されるまでＳＢ１の探索が続けられる。
【００７７】
ＳＢ３においては、測位サーバ１４から各普通基地局１２に対し、基準基地局１１から発信される拡散符号列を受信する命令がされる。続くＳＢ４においては、ＳＢ３の命令を受けた各普通基地局１２から、前記拡散符号列の受信の待機を開始した旨の応答が測位サーバ１４に対して行われる。このとき、全ての普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ５以降が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答がない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＢ３における受信命令の送信が再度行われる。
【００７８】
ＳＢ５においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、前記ＳＢ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して前記拡散符号列を無線により送信する命令が送信される。そして、基準基地局１１の発信符号生成部７２、信号処理部３６、無線通信部３４などに対応するＳＢ６においては、ＳＢ５の命令を受信した基準基地局１１によって、前記予告符号ＰＮ３および第１の拡散符号ＰＮ１が所定の間隔ｐで、そして、第１の拡散符号ＰＮ１に続いて第２の拡散符号ＰＮ２が発信されるように生成された拡散符号列が無線により発信される。
【００７９】
普通基地局１２の無線通信部３４、信号処理部３６、リアルタイム受信時刻検出部７８などに対応するＳＢ７においては、ＳＢ６において基準基地局１１から発信された拡散符号列を受信したか否かが判断される。そして、全ての普通基地局１２において前記拡散符号列が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ８が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２において前記拡散符号列の受信が失敗された場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＢ５乃至ＳＢ７がくり返し実行され、全ての普通基地局１２が基準基地局１１から発信される拡散符号列を受信されるまで反復される。
【００８０】
詳細受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２などに対応するＳＢ８においては、前記ＳＢ６において基準基地局１１から発信され、ＳＢ７において受信された電波に含まれる前記第１の拡散符号および前記第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻が検出されるとともに、その受信間隔が算出される。このとき、受信時刻の検出においては、例えば受信波がいったん図示しない記憶装置などに記憶され、その記憶装置から適宜読み出された受信波をリアルタイムで同期検出を行う場合よりも小さい値に設定された遅延時間ごとに遅延させる遅延回路とマッチドフィルタなどを用いてレプリカ信号との相関値が算出され、相関値のピークを検出した受信完了時刻を受信時刻とするなどの方法により行われる。なお、本ステップは例えば、ＳＢ７において予告符号の受信を検出した時刻Ｔaq1から所定時間後の予め算出された所定時間間隔であるＴaq1＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔaq1＋ｐ＋ｍにおいて実行される。このようにして算出された前記受信間隔が測位サーバ１４に送信され、本ルーチンは終了する。
【００８１】
図９に戻って、クロック速度比算出部５４に対応するＳＡ２においては、ＳＡ１において算出された各普通基地局１２における前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との受信間隔( tim_bi_rvend_b0bi - tim_bi_rvfend_b0bi )と、ＳＢ６において基準基地局１１から発信された前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｓとに基づいて、基準基地局１１の時計４４と各普通基地局１２のそれぞれの時計４４とのクロック速度比rera_b0biが算出される。
【００８２】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＡ３においては、例えば、ＳＡ１において各普通基地局１２における前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記基準基地局１１による第２の拡散符号の発信時刻tim_bi_rvfend_b0biと、前記各普通基地局１２における第２の拡散符号の受信時刻tim_bi_rvend_b0biと、予め既知である前記基準基地局１１と前記普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間tau0_iとに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４の時刻と前記各普通基地局１２の時計４４の時刻との時刻ずれte_aq_b0biがそれぞれの普通基地局１２について算出される。
【００８３】
受信時刻補正部５８に対応するＳＡ４においては、前記各普通基地局１２において受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記基準基地局１１の時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＡ２において算出されるクロック速度比、ＳＡ３において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記基準基地局１１と前記普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【００８４】
測位部６０に対応するＳＡ５においては、移動局１０の位置の算出を行うための測位ルーチンが実行される。
【００８５】
図１１は、この測位ルーチンの一例を説明する図である。まずＳＣ１においては、図１０の受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ１乃至ＳＢ２と同様に、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、移動局１０から各基地局１１、１２へ符号列を無線により送信する際に使用できるチャンネルがあるか、すなわち、空きチャンネルが存在するかを探索する命令が行われ、基準基地局１１はこの空きチャンネルの探索を行う。そして、続くＳＣ２においては、探索を行った基準基地局１１によって、空きチャンネルの有無が測位サーバ１４に送信される。このとき、空きチャンネルがある場合には、本ステップの判断が肯定され続くＳＣ３以降が実行される一方、空きチャンネルがない場合には、本ステップの判断が否定され空きチャンネルが発見されるまでＳＣ１の探索が続けられる。
【００８６】
ＳＣ３においては、測位サーバ１４から各普通基地局１２に対し、移動局１０から発信される拡散符号を受信する命令がされる。続くＳＣ４においては、ＳＣ３の命令を受けた各基地局１１、１２から、前記拡散符号の受信の待機を開始した旨の応答が測位サーバ１４に対して行われる。このとき、全ての基地局１１、１２から受信の待機を開始した旨の応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ５以降が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答がない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ３における受信命令の送信が再度行われる。
【００８７】
ＳＣ５においては、測位サーバ１４から移動局１０に対し、前記ＳＣ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して移動局１０が前記拡散符号列を無線により送信する命令が、例えば基準基地局１１を介して送信される。すなわち、測位サーバ１４からの命令を受けた基準基地局１１により、前記ＳＣ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して移動局１０が前記拡散符号列を無線により送信する命令が無線により発信される。そして、移動局１０の信号処理部２８、無線通信部２６、制御部３０などに対応するＳＣ６においては、ＳＣ５の命令を受信した移動局１０によって、移動局１０の測位のための拡散符号が発信される。このとき発信される拡散符号は、予め受信する基地局１１、１２においてレプリカ符号が準備される既知のものであれば何れの拡散符号でもよいが、例えば前述の予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、更に、これらの拡散符号の間に送信される拡散符号ＰＮ０の何れとも異なる拡散符号であれば、これを受信した基地局１１、１２において、移動局１０から発信された拡散符号と基準基地局１１から発信された予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２のそれぞれと区別をすることが可能である。
【００８８】
基地局１１、１２の無線通信部３４、信号処理部３６、リアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０などに対応するＳＣ７においては、ＳＣ６において移動局１０から発信された移動局１０の測位のための拡散符号を受信したか否かが判断される。そして、全ての基地局１１、１２において前記拡散符号列が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ８が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２において前記拡散符号列の受信が失敗された場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＣ５乃至ＳＣ７がくり返し実行され、全ての基地局１１、１２が移動局１０から発信される拡散符号を受信されるまで反復される。
【００８９】
リアルタイム同期検出部７８、詳細受信時刻検出部８０などに対応するＳＣ８においては、前記ＳＣ６において移動局１０から発信され、ＳＣ７において基地局１１、１２によって受信された電波に含まれる移動局１０の測位のための拡散符号の受信時刻が同期検出により検出される。そして、算出された受信時刻が測位サーバ１４に送信される。
【００９０】
受信時刻補正部５８に対応するＳＣ９においては、前記ＳＣ８において検出され、測位サーバ１４に送信された各基地局１１、１２における受信時刻のうち、普通基地局１２における受信時刻が、ＳＡ４において算出された補正のための式に従って基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正される。
【００９１】
測位部６０に対応するＳＣ１０においては、前記ＳＣ８において検出され測位サーバ１４に送信された各基地局１１、１２における受信時刻のうち、基準基地局１１における受信時刻と、ＳＣ９において基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正された普通基地局１２における受信時刻と、基準基地局１１および普通基地局１２の位置についての情報とにもとづいて、移動局１０の測位が行われる。
【００９２】
前述の実施例によれば、受信間隔検出手段あるいは受信間隔検出工程に対応する受信間隔算出部８２（ＳＡ１）により、前記基準基地局が１回発信し２以上の普通基地局１２がそれぞれ受信した２つの拡散符号である第１の拡散符号と第２の拡散符号を含む拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻が検出され、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段あるいは前記クロック速度比算出工程に対応するクロック速度比算出部５４（ＳＡ２）により、受信間隔算出部８２によってそれぞれ検出された各普通基地局１２における前記２つの拡散符号の受信間隔と、基準基地局１１が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、普通基地局１２のそれぞれと基準基地局１１とのクロック速度の比が算出され、前記時計ずれ算出手段あるいは前記時計ずれ算出工程に対応する時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により、基準基地局１１による前記拡散符号列のうち第２の拡散符号の発信完了時刻と普通基地局１２のそれぞれによる前記拡散符号列のうち第２の拡散符号の受信完了時刻と、予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、基準基地局１１の時計４４に対する普通基地局１２のそれぞれの時計４４のずれが算出され、前記受信時刻補正手段あるいは前記受信時刻補正工程に対応する受信時刻補正部５８（ＳＡ４）により、普通基地局１２のそれぞれにより、普通基地局１２のそれぞれの有する時計４４に基づいて算出された移動局１０からの電波を受信した受信時刻が、前記クロック速度の比と前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて基準基地局１１の有する時計４４に基づいた時刻に補正され、前記測位手段あるいは前記測位工程に対応する測位部６０（ＳＡ５）により、受信時刻補正部５８により補正された普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻と、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻と、普通基地局１２および基準基地局１１の位置情報とに基づいて移動局１０の位置が推定されるので、基準基地局１１による１回の拡散符号列の発信に基づいて普通基地局１２のそれぞれの時計４４と基準基地局１１の時計４４とのクロック速度比が算出され、測位に要する時間が短縮される。
【００９３】
また、前述の実施例によれば、基準基地局１１による拡散符号列の送信は、移動局１０による測位のための電波の発信に先立って行なわれるので、複数の基地局１１、１２において移動局１０からの電波が受信された場合に、すみやかに前記クロック速度比を用いた受信時刻の補正を行なうことができ、測位に要する時間が短縮される。
【００９４】
また、前述の実施例によれば、受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するリアルタイム受信時刻検出部７８と、受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記リアルタイム受信時刻検出部７８よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出する詳細受信時刻検出部８０とを有し、前記リアルタイム受信時刻検出部７８による前記予告符号ＰＮ３の受信時刻の検出結果と、予め定められた予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐとに基づいて前記詳細受信時刻検出部８０を実行する詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間（Ｔａｑ１＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔａｑ１＋ｐ＋ｍ）を決定し、この詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記詳細受信時刻検出部８０によって検出するので、前記第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の受信時刻を前記リアルタイム受信時刻検出部７８よりもより精度の高い検出が可能な前記詳細受信時刻検出部８０によって行なうことができる。また、より多くの電力を必要とする前記詳細受信時刻検出部８０の実行を、前記リアルタイム受信時刻検出部による予告符号ＰＮ３の受信時刻の検出結果などに基づいて決定される詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間において行なうことができ、消費電力の低減が図られる。
【００９５】
また、前述の実施例によれば、基準基地局１１は、前記２つの拡散符号として相互に同一もしくは異なる拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２をそれぞれ発信するので、前記２つの拡散符号が同一である場合には、拡散符号の同期検出のための構成を簡素にすることができる。また、前記２つの拡散符号が相互に異なる場合には、前記普通基地局は受信した前記２つの拡散符号のそれぞれを識別することができ、受信間隔を確実に算出することができる。
【００９６】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００９７】
図１２は、本発明の移動局測位システム８の別の例を説明する図であって、図１に対応する図である。本実施例においては、図１２に示すように、領域５Ａおよび領域５Ｂからなる測位可能領域５においては、基準基地局として第１基準基地局１１Ａが設けられ、普通基地局として第１普通基地局１２Ａ乃至第７普通基地局１２Ｇの７つが設けられている。なお、図１２に示すように、第１基準基地局１１Ａは、第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄと相互に無線により通信可能とされているものの、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとは無線により通信を行うことができない。また、かかる移動局測位システム８においては、自己以外の全ての基地局１１、１２と無線により通信可能な基地局１１、１２は存在しない。
【００９８】
前述のように、第１基準基地局１１Ａは、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとは無線により通信を行うことができず、従って、第１基準基地局１１Ａが前記拡散符号列を発信した場合であっても、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇはその拡散符号列を受信することができない。そのため、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの各普通基地局と前記第１基準基地局１１Ａとの間の前記クロック速度比算出部５４によるクロック速度比の算出や時計ずれ算出部５６による時刻ずれの算出を行うことができず、移動局１０からの電波を第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいてそれらの時計４４に基づいて受信した場合であっても、受信時刻補正部５８によりその受信時刻を前記第１基準基地局１１Ａの時計４４の時刻を基準とする時刻に補正することができない。
【００９９】
ところで、図１２に示すように、前記第４普通基地局１２Ｄ乃至第７普通基地局１２Ｇは相互に無線により通信可能とされている。すなわち、前記第４普通基地局１２Ｄ乃至第７普通基地局１２Ｇのいずれかをこれらの４つの基地局の基準基地局とすることができれば、少なくともこれら４つの基地局の間においては、前述の基準基地局と普通基地局の関係が成り立つ。すなわち、クロック速度比５４により基準基地局の時計と普通基地局の時計とのクロック速度比を算出し、また時計ずれ算出部５６により基準基地局の時計の時刻と普通基地局の時計の時刻との時刻ずれを算出し、更にこれらのクロック速度比および時計ずれを用いて、受信時刻補正部５８により普通基地局における電波の受信時刻を基準基地局の時計における時刻に対応するように補正することができる。
【０１００】
ここで、前記第４普通基地局１２Ｄは、前記第１基準基地局１１Ａと無線により通信可能であり、前記第１基準基地局１１Ａからみて普通基地局として振る舞っている。そのため、第４普通基地局１２Ｄの時計４４の時刻を基準とする時刻は前記受信時刻補正部５８により第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正が可能である。そこで、前記第４普通基地局１２Ｄを、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの基準基地局である第２基準基地局１１Ｂとすれば、まず、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４を基準とする時刻は、前記受信時刻補正部５８により前記第２基準基地局１１Ｂである第４普通基地局１２Ｄの時計４４を基準とする時刻に補正される。そして、前述のように第４普通基地局１２Ｄの時計４４を基準とする時刻は第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正可能であるので、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４を基準とする時刻は、前記受信時刻補正部５８による２回の補正により第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正することが可能である。このようにすれば、第１の基準基地局からみて普通基地局である基地局に同時に第２の基準基地局として機能させることにより、前記第１の基準基地局と直接通信可能にない基地局についても、間接的に第１の基準基地局に対応する普通基地局とすることができる。
【０１０１】
なお、各基地局１１、１２は例えば図４に示すような機能構成、すなわち、基準基地局として作動する際に必要となる発信符号生成部７２と、普通基地局として作動する際に必要となるリアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０、および受信間隔算出部８２との両方を有する構成であるため、一つの基地局が同時に基準基地局としての機能と普通基地局としての機能を同時に有することができる。
【０１０２】
すなわち、図１２において、領域５Ａは、第１基準基地局１１Ａとその第１基準基地局１１Ａに対応する普通基地局を囲む領域であり、領域５Ｂは、第２基準基地局１１Ｂとその第２基準基地局１１Ｂに対応する普通基地局を囲む領域である。
【０１０３】
このとき、第２基準基地局１１Ｂとしての機能をも有する第４普通基地局Ｄは、第２の基準基地局１１Ｂとして前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいて前記受信時間差を算出するための拡散符号列として、前記第１基準基地局１１Ａが発信するものと異なる拡散符号列を送信することができる。具体的には、第２基準基地局１１Ｂが発信する予告符号ＰＮ３’、第１の拡散符号ＰＮ１’、第２の拡散符号ＰＮ２’およびそれらの拡散符号間に発信される拡散符号ＰＮ０’はそれらが全て異なるものであると同時に、前記第１基準基地局１１Ａが発信する予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２およびそれらの拡散符号間に発信される拡散符号ＰＮ０の何れとも異なるものとされる。
【０１０４】
図１３は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップＳＤ１においては、例えば図１０に示される受信間隔算出ルーチンが実行され、所定の間隔で第１基準基地局１１Ａから発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記第１基準局１１Ａに対応する普通基地局１２である第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおいて受信される際の受信間隔が算出される。
【０１０５】
クロック速度比算出部５４に対応するＳＤ２においては、ＳＤ１において算出された前記第１基準基地局１１Ａに対応する普通基地局１２である第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、ＳＤ１において実行される受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ６において第１基準基地局１１Ａから発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、第１基準基地局１１Ａの時計４４と第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれの時計４４とのクロック速度比が算出される。
【０１０６】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＤ３においては、例えば、ＳＤ１において第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記第１基準基地局１１Ａによる第２の拡散符号の発信時刻と、前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれにおける第２の拡散符号の受信時刻と、予め既知である前記第１基準基地局１１Ａと前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とに基づいて、前記第１基準基地局１１Ａの時計４４の時刻と前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄの時計４４の時刻との時刻ずれが第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれについて算出される。
【０１０７】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ４においては、前第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれにおいて受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＤ２において算出されるクロック速度比、ＳＤ３において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記第１基準基地局１１Ａと第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【０１０８】
また、ステップＳＤ５においては、例えば図１０に示される受信間隔算出ルーチンが実行され、所定の間隔で第２基準基地局１１Ｂ（第４普通基地局１２Ｄ）から発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記第２基準局１１Ｂに対応する普通基地局１２である第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいて受信される際の受信間隔が算出される。
【０１０９】
クロック速度比算出部５４に対応するＳＤ６においては、ＳＤ５において算出された前記第２基準基地局１１Ｂに対応する普通基地局１２である第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、ＳＤ５において実行される受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ６において第２基準基地局１１Ｂから発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、第１基準基地局１１Ａの時計４４と第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれの時計４４とのクロック速度比が算出される。
【０１１０】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＤ７においては、例えば、ＳＤ５において第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記第２基準基地局１１Ｂによる第２の拡散符号の発信時刻と、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおける第２の拡散符号の受信時刻と、予め既知である前記第２基準基地局１１Ｂと前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とに基づいて、前記第２基準基地局１１Ｂの時計４４の時刻と前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４の時刻との時刻ずれが第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれについて算出される。
【０１１１】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ８においては、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおいて受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記第２基準基地局１１Ｂの時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＤ６において算出されるクロック速度比、ＳＤ７において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記第２基準基地局１１Ｂと第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【０１１２】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ９においては、前記ＳＤ８において第２基準基地局１１Ｂの時計を基準とする時刻に補正された、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおいて受信される拡散符号の受信時刻を、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正するための式、すなわち前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。このとき、前記第２基準基地局１１Ｂは前記第４普通基地局１２Ｄであることから、本ステップにおける補正式の算出は、前記ＳＤ４において算出された、前記普通基地局１２Ｄの時計を基準とした時刻を第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に変換するための式が用いられる。これらのステップにより、全ての普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に補正するための式が導出される。
【０１１３】
測位部６０に対応するＳＤ１０においては、移動局１０の位置の算出を行うための図１１に示す測位ルーチンが実行される。すなわち、移動局１０が測位のための拡散符号を含む電波を発信すると、各基地局１１、１２においてこれが受信される。そして、第１基準基地局１１Ａに対応する第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける受信時刻は、ＳＤ４において算出される補正式を用いて、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に補正される。また、第２基準基地局１１Ｂに対応する第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける受信時刻は、ＳＤ８及びＳＤ９において算出される補正式を用いて、第２基準基地局１１Ｂの時計を基準とする時刻、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に順次補正される。このようにして、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正された全ての基地局１１、１２における受信時刻を用いて、測位が行われる。
【０１１４】
前述の実施例によれば、第１基準基地局１１Ａおよび第２基準基地局１１Ｂは、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２符号長の同一の連続した拡散符号列を送信するので、それぞれの基準基地局に対応する普通基地局が前記拡散符号を区別することが可能となり、複数の基準基地局が同時に存在することができるので基準基地局が故障した場合における冗長性を有することができる。また、前記複数の普通基地局が第２の基準基地局としての機能を有することにより、測位可能な領域を重畳的に増加することが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１６】
例えば、前述の実施例においては、基準基地局１１と普通基地局１２はともに図４に示すような共通する機能構成を有するものとされた。このようにすれば基地局は基準基地局１１と普通基地局１２の機能を切り換えたり、あるいは前述の実施例２に示すように、基準基地局１１と普通基地局１２の機能を同時に有したりすることができる。しかしながら、逆に言えばこのような態様に限られず、基準基地局１１としてのみ作動する基地局においては、普通基地局１２として作動する際に必要な受信間隔算出部８２を有する必要がなく、また普通基地局１２としてのみ作動する基地局においては、基準基地局１１として作動する際に必要な発信符号生成部７２を有する必要がない。このようにすれば、基準基地局１１および普通基地局１２はそれぞれ簡易な構成とすることができる。
【０１１７】
また、前述の実施例においては、普通基地局１２における受信間隔算出部８２は詳細受信時刻検出部８０によって検出された受信時刻を用いて受信間隔を算出したが、これに限られず、例えば、リアルタイム受信時刻検出部７８によって検出された受信時刻を用いて受信間隔を算出してもよい。すなわち、詳細受信時刻検出部８０がなくても一定の効果が生ずる。
【０１１８】
また、前述の実施例においては、発信符号生成部７２が生成する拡散符号列において、予告符号と第１の拡散符号との間隔は予め定められた所定時間とされたが、これに限られない。例えば、予告符号と第１の拡散符号との間隔を前記予告符号を発信する際の発信完了時刻と前記拡散符号生成部７４によって生成される前記第１の拡散符号の発信完了時刻との発信時間の差としてその都度測定された値を用いることもできる。このとき、予告符号生成部７６は、例えば前記制御部３８を介して後述する普通基地局１２の詳細受信時刻検出部８０にこの発信時刻の差についての情報を伝達してもよい。この場合所定時間情報はサーバ１４を介して普通基地局１２へ送信される。
【０１１９】
また、前述の実施例においては、予告符号生成部７６が生成する予告符号ＰＮ３と、拡散符号生成部７４が生成する第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２のそれぞれは同一の拡散符号であるとされたが、これに限られない。すなわち、予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２はそれぞれ異なった拡散符号でもよく、この場合、受信する普通基地局１２においてはそれぞれの異なる拡散符号と同一のそれぞれのレプリカ符号を用いて同期検出処理を行なう必要がある一方、受信側において予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２を取り違えることがない。なお、移動局１０の発信符号生成部２９において生成される拡散符号列についても同様であり、予告符号生成部３３が生成する予告符号と拡散符号生成部３２が生成する測位のための受信時刻検出のための拡散符号とは同一であってもよいし、異なってもよい。
【０１２０】
また、前述の実施例において、予告符号生成部７６が生成する拡散符号列において、予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２以外は、これらの何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されるとしたが、これに限られない。例えば前記拡散符号ＰＮ０を発信するのに代えて、この拡散符号ＰＮ０を発信する時間に相当する時間は何も発信しないようにしてもよい。このようにすれば、前記拡散符号ＰＮ０を発信する時間に相当する時間は電波を発信しないことから省電力化を図ることができる。
【０１２１】
また、前述の実施例においては、測位部６０は各基地局１１、１２における移動局１０からの電波の受信時刻の時間差を用いて移動局１０の測位を行ったが（ＴＤＯＡ方式）、これに限られない。例えば、測位の前に少なくとも前記基準基地局１１の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻の同期を行うことができれば、電波の発信時刻と受信時刻から算出される電波の伝搬時間に基づいて移動局１０の測位を行うことができる（ＴＯＡ方式）。
【０１２２】
また、前述の実施例においては、図１０のステップＳＢ４およびＳＢ７において、全ての普通基地局からの応答があったか否かを判断したが、これに限られず、例えば移動局１０の測位に必要となる最小の普通基地局からの応答が合った場合にはこれらのステップの判断が肯定されるようにしてもよい。また、図１１のステップＳＣ４およびＳＣ７においても同様であり、基準基地局１１と移動局１０の測位に必要となる最小の普通基地局１２からの応答が合った場合にこれらのステップの判断が肯定されるようにしてもよい。
【０１２３】
また、前述の実施例においては、図１１のステップＳＣ５において、基準基地局１１から移動局１０に対し測位のための電波の発信命令が行われたが、これに限られない。すなわち、移動局１０に対して無線通信可能ないずれの基地局１１、１２から電波の発信命令が行われてもよく、測位サーバ１４によっていずれの基地局１１、１２から電波の発信命令が行われるかが定められればよい。
【０１２４】
また、前述の実施例においては、各基地局１１、１２と測位サーバ１４とは有線ケーブル５２により接続され通信可能とされていたが、このような態様にかぎられず、各基地局１１、１２と測位サーバ１４とが通信可能な状態とされていれば、その手段は限定されない。例えば、赤外線や、超音波、電波などにより各基地局１１、１２と測位サーバ１４とが通信可能にされてもよく、この場合、有線ケーブルで接続される必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の移動局測位システム８の構成の概要の一例を説明する図である。
【図２】本発明の移動局測位システム８の領域５に設けられる座標を説明する図である。
【図３】本発明の移動局の有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図４】本発明の基地局の有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図５】本発明の測位サーバの有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図６】基準基地局が発信する拡散符号列の一例と、その時間関係を説明する図である。
【図７】普通基地局が受信する拡散符号列の一例と、その時間関係を説明する図である。
【図８】測位部による測位の原理を説明する図である。
【図９】本発明の移動局測位システムによる測位における制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートにおいて実行される受信間隔算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートにおいて実行される測位ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の別の実施例における移動局測位システム８の構成の概要を説明する図であって、図１に対応する図である。
【図１３】本発明の別の実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
８：測位システム
１１：基準基地局
１２：普通基地局
１４：測位サーバ
５４：クロック速度比算出部
５６：時計ずれ算出部
５８：受信時刻補正部
６０：測位部
８０：詳細受信時刻検出部
８２：受信間隔算出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果である基地局のそれぞれにおける受信時刻の時間差に基づいて移動局の位置の推定を行なう位置推定方法ならびに測位システムに関するものであり、特に、前記複数の基地局間のクロック速度比に基づいて受信時刻を補正することにより、精度のよい移動局の測位を行なうことのできる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信時刻の時間差に基づいて、移動局の位置の検出を行なう測位システムおよび測位方法が提案されている。
【０００３】
かかる測位システムあるいは測位方法においては、複数の基地局間の電波の受信時間差を算出する必要があることから、前記複数の基地局のそれぞれが有する時計を共通した時刻に時刻合わせをしておく必要がある。
【０００４】
一方、前記複数の基地局のそれぞれが有する時計を時刻合わせすることに代えて、予め前記複数の基地局のそれぞれが有する時計の傾向、すなわち、時計のクロック比や、時刻のずれなどを検出あるいは算出するなどにより把握しておき、それぞれの基地局の時計により検出された移動局からの電波の受信時刻を、前記時計の傾向に基づいて補正する技術が提案されている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８０１１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の記載によれば、１の基地局から複数回にわたって発信される信号の受信時間を複数ある他の基地局が各々のクロックにより測定し、それらの受信時間などに基づいて各基地局のクロック速度比を推定し、推定されたクロック速度比に基づいて移動局からの電波の各基地局における受信時間を補正して移動局の位置の検出を行なう技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に記載の技術によれば、クロック速度比の算出のためには、１の基地局から他の基地局へ複数回の信号の発信を有する。そのため、測位に要する時間が長くなるおそれがあった。
【０００８】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、前記複数の基地局のいずれか１の基地局である基準基地局から他の基地局への信号の発信を１回行なうことで、複数の基地局のそれぞれが有する時計のクロック速度比を算出することができ、短時間で精度のよい移動局の位置の推定を行なうことができる移動局測位システムおよび移動局測位方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、（ｂ）前記複数の基地局のうち、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する少なくとも１つの基準基地局と、（ｃ）前記複数の基地局のうち、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する２以上の普通基地局と、（ｄ）前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれの受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出手段と、（ｅ）前記受信間隔算出手段によって算出された前記２つの拡散符号の前記普通基地局のそれぞれにおける受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出手段と、（ｆ）前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出手段と、（ｇ）前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出手段によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出手段により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正手段と、（ｈ）該受信時刻補正手段により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、好適には、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出手段と、（ｂ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出手段よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出手段と、を有し、（ｃ）前記受信間隔算出手段は、前記オンライン受信時刻検出手段による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出手段を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出すること、
を特徴とする。
【００１２】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位方法であって、（ｂ）前記複数の基地局のうち少なくとも１つは、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する基準基地局であり、（ｃ）前記複数の基地局のうち少なくとも２つは、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する普通基地局であり、（ｄ）前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出工程と、（ｅ）前記受信間隔算出工程によってそれぞれ算出された普通基地局のそれぞれにおける前記２つの拡散符号のそれぞれについての受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出工程と、（ｆ）前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と、前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出工程と、（ｇ）前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出工程によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出工程により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正工程と、（ｈ）該受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程と、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出工程と、（ｂ）受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出工程と、を有し、（ｃ）前記受信間隔算出工程は、前記オンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出工程によって検出すること、を特徴とする。
【００１７】
また、請求項９にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１にかかる移動局測位システムあるいは請求項６にかかる移動局測位方法によれば、前記受信間隔検出手段あるいは前記受信間隔検出工程により、前記基準基地局が１回発信し２以上の前記普通基地局がそれぞれ受信した２つの拡散符号を含む拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻が検出され、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段あるいは前記クロック速度比算出工程により、前記受信間隔検出手段あるいは前記受信間隔検出工程によってそれぞれ検出された各普通基地局における前記２つの拡散符号の受信時刻の間隔である受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比が算出され、前記時計ずれ算出手段あるいは前記時計ずれ算出工程により、前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離に基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計のずれが算出され、前記受信時刻補正手段あるいは前記受信時刻補正工程により、前記普通基地局のそれぞれにより、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出された前記移動局からの電波を受信した受信時刻が、前記クロック速度の比と前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正され、前記測位手段あるいは前記測位工程により、該受信時刻補正手段あるいは受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置が推定されるので、前記基準基地局による１回の拡散符号列の発信に基づいて前記普通基地局のそれぞれの時計と前記基準基地局の時計とのクロック速度比が算出されるため、短時間で高精度の測位が可能となる。
【００２０】
また、請求項２にかかる移動局測位システムあるいは請求項７にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局による前記拡散符号列の送信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれるので、前記複数の基地局において移動局からの電波が受信された場合に、すみやかに前記クロック速度比を用いた受信時刻の補正を行なうことができ、測位に要する時間が短縮される。
【００２１】
また、請求項３にかかる移動局測位システムあるいは請求項８にかかる移動局測位方法によれば、前記受信間隔算出手段あるいは受信間隔算出工程においては、前記拡散符号の受信に伴って受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を行なうことにより前記電波の受信時刻を検出する前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により電波の受信時刻を検出する前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出するので、前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程よりもより精度の高い検出が可能な前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程によって行なうことができる。また、より多くの電力を必要とする前記オフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程の実行を、前記オンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて決定されるオフライン検出実行区間において行なうことができ、消費電力の低減が図られる。
【００２２】
また、請求項４にかかる移動局測位システムあるいは請求項９にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信するので、前記２つの拡散符号が同一である場合には、拡散符号の同期検出のための構成を簡素にすることができる。また、前記２つの拡散符号が相互に異なる場合には、前記普通基地局は受信した前記２つの拡散符号のそれぞれを識別することができ、受信間隔を確実に算出することができる。
【００２３】
また、請求項５にかかる移動局測位システムあるいは請求項１０にかかる移動局測位方法によれば、前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を送信するので、同時に複数の基準基地局が存在することが可能であり、基準基地局が故障した場合における冗長性を有することができる。また、前記複数の普通基地局が第２の基準基地局としての機能を有することにより、測位可能な領域を重畳的に増加することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明の移動局位置推定システムの構成の一例を示した図である。図１には、平面上の任意の形状に設けられる移動局１０が移動可能な領域として一辺３０（ｍ）の正方形からなる測位可能領域５が設けられている。また、前記測位可能領域５には、後述する移動局１０と無線による通信を行う機能を有する基地局として、１つの基準基地局１１、および、３つの普通基地局として第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂ、第３普通基地局１２Ｃがそれぞれ設けられる。なお、基準基地局および普通基地局の数は、その機能から、それぞれ基準基地局は１つ以上、普通基地局は２つ以上が存在する。また、移動局の測位を行うには、後述するように、平面上を移動する移動局１０の位置を電波の伝搬時間を用いて算出する場合には少なくとも３個の基地局が必要である。従って、前記測位可能領域の何れの地点においても、少なくとも移動局が３個の基地局と通信可能となるように基地局が配置されている。なお、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行うことができる。本図１においては、正方形の測位可能領域５の４隅にそれぞれ基準基地局１１および普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃが１つずつ配置されており、４つの基地局が存在しており、移動局の測位を行うために必要となる要件を満たす。また、移動局１０は前記測位可能領域５内において測位可能とされている。なお、本実施例においては、移動局１０の数は１個とされているが、移動局の個数は特に限定されない。また、各基地局と例えば有線ケーブル５２により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ１４が設けられ、前記移動局１０によって発信され前記基地局１２によって受信された電波に基づいて、前記測位可能領域内における基地局１０の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃを区別しない場合には普通基地局１２と表記する。また、基準基地局１１と普通基地局１２を区別しない場合には、基地局１１、１２と表記する。
【００２６】
このとき、測位可能領域５は、便宜上図２に示す様にｘ軸およびｙ軸が定義され、測位可能領域５上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、基準基地局１１は座標（０，０）上に、第１基地局１２Ａは座標（０，３０）上に、第２基地局１２Ｂは座標（３０，３０）上に、第３基地局１２Ｃは座標（３０，０）上にそれぞれ配置されている。
【００２７】
図３は移動局１０の機能の概要を示す機能ブロック図である。移動局１０は、移動局が電波の送受信を行なうアンテナ２０、無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９などを有している。
【００２８】
無線通信部２６は、移動局１０の無線通信を行なうものであって、移動局１０が電波を発信する際において、電波を発信する発信手段である。具体的には、後述する発信符号生成部２９によって生成された拡散符号列を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、バラン（ｂａｌｕｎ）などにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波が前記アンテナ２０により発信される。また無線通信部２６は基地局から送信される制御信号を受信する受信手段である。具体的には、前記アンテナ２０によって受信された電波に対し、無線通信部２６は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。
【００２９】
信号処理部２８は、無線通信部２６により復調された信号を処理することにより基地局から送信される制御指令を取り出す。この制御指令は後述する制御部３０に送信され制御部の制御判定に使用される。
【００３０】
発信符号生成部２９は、移動局が基地局１１、１２に対して送信する拡散符号列を、後述する拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号と予告符号生成部３３によって生成される予告符号とに基づいて生成する。この発信符号生成部２９によって生成された発信符号は無線通信部２６により無線により発信される。この発信符号生成部２９は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する拡散符号生成部３２と、この受信時刻の検出に用いられる拡散符号に先立って発信される予告符号を生成する予告符号生成部３３を有する。
【００３１】
このうち、拡散符号生成部３２は、後述する基地局１１、１２の詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する。また、予告符号生成部３３は、前記拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号よりも所定時間だけ先に発信される予告符号を生成する。この所定時間は例えば、前記予告符号を発信する際の発信完了時刻と前記拡散符号生成部３２によって生成される拡散符号の発信完了時刻との発信時間の差であり、例えば予め決定され基地局１１、１２と移動局１０との間で既知とされた値が用いられる。すなわち、前記発信符号生成部２９によって生成される拡散符号列は、少なくとも前記予告符号と、前記所定時間だけ後に発信される前記拡散符号とを含んで構成される。
【００３２】
また、時計３１は、移動局１０において電波の発信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。
【００３３】
制御部３０は前記無線通信部２６、信号処理部２８、発信符号生成部２９などの作動を制御する。例えば、移動局１０の位置を測定するために基地局１２に対し電波を発信する指令を受けた場合に、所定の出力で電波を発信する。
【００３４】
また、制御部３０は、移動局１０が電波を発信する場合と電波を受信する場合とに応じて、前記無線通信部２６、信号処理部２８などの作動を切り換えるよう制御する。また制御部３０は、基地局からの制御指令に基き測位のための拡散符号送信要求を受信したときに、発信符号生成部３２に対して所定の時刻に拡散符号を無線通信部２６に送信するように制御する
【００３５】
図４は、基地局１１、１２の機能の概要を示す機能ブロック図である。基地局１１、１２はアンテナ３５、無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２を有し、これらはそれぞれ前述の移動局１０が有するアンテナ２０、無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９と同様の機能を有する、また、基地局１１、１２はこれらのアンテナ２０、無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２に加え、リアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などを有する。
【００３６】
すなわち、無線通信部３４は、基地局１１、１２の無線通信を行なうものであって、基地局１１、１２が電波を受信する際において、電波を受信する受信手段である。具体的には、前記アンテナ３５によって受信された電波に対し、無線通信部３４は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。
【００３７】
また、信号処理部３６は、無線通信部３４により復調された信号を処理することにより基地局から送信される制御指令を取り出す。この制御指令は後述する制御部３８に送信され制御部の制御判定に使用される。
【００３８】
制御信号生成部３７は後述する基準基地局における空きチャンネル探索のための制御信号の生成および普通基地局における空きチャンネル探索の応答信号を生成する。また移動局に対して測位信号の送信を要求する信号を生成する。制御信号生成部３７において生成された制御信号は無線通信部３４に送信されてアンテナ３５により無線送信される。
【００３９】
なお、制御部３８は移動局１０の制御部３０が移動局における電波の発信する状態と受信する状態を切り換えるの同様に、基地局１２の制御部３８は、基地局１２が電波を発信する状態と電波を受信する状態とを切り換えることができ、これらの状態に応じて、前記無線通信部３４、信号処理部３６などの作動を切り換えて制御する。
【００４０】
また、無線通信部３４は、制御信号生成部３７によって生成された信号を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、バランなどにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波がアンテナ３５により発信される。このように、基地局１２は電波を受信することに加え、発信することも可能である。一方、前述のように移動局１０は電波を発信することに加え受信することも可能であることから、基地局１２は移動局１０に対し無線によりその作動を制御することが可能である。
【００４１】
発信符号生成部７２は、基地局１１、１２が基準基地局１１として作動する場合において、基準基地局１１が普通基地局１２に対して送信する拡散符号列を、後述する拡散符号生成部７４によって生成される拡散符号と予告符号生成部７６によって生成される予告符号とに基づいて生成する。また、発信符号生成部７２はこの拡散符号列を発信する際において、前記第２の拡散符号の発信完了時刻についての情報を、後述するサーバ通信部４０を介して測位サーバ１４に送信する。この発信符号生成部７２は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号を生成する拡散符号生成部７４と、この受信時刻の検出に用いられる拡散符号に先立って発信される予告符号を生成する予告符号生成部７６を有する。
【００４２】
このうち、拡散符号生成部７４は、後述する詳細受信時刻検出部８０によって受信時刻の検出に用いられる拡散符号であって、第１の拡散符号と第２の拡散符号の２つの拡散符号を含む拡散符号列を生成する。また、予告符号生成部７６は、前記拡散符号生成部７４によって生成される２つの拡散符号を含む拡散符号よりも所定時間だけ先に発信される予告符号を生成する。この所定時間は測位システムにより予め決められており、その情報にもとづき制御部３８は拡散符号生成部７４と予告符号生成部７６を制御する。
【００４３】
前述のように、基地局１１、１２は共通する構成を有することから、基準基地局１１として作動する基地局が、その作動に代えて、あるいはその作動に加えて普通基地局１２としての作動を行うことが可能である。このようにすれば、基準基地局１１として作動していた基地局が故障した場合に、それまで普通基地局１２として作動していた基地局が新たに基準基地局１１として作動することが可能となり、測位システム８としての冗長性を有することができる。
【００４４】
図６は、発信符号生成部７２が生成する拡散符号列の一例を説明する図である。図６においては、時刻ｔの経過を表す時刻軸が図中右から左に向かう向きに設定されている。すなわち、左に行くほど時刻が後において発生される拡散符号を表している。図６において、前記第１の拡散符号はＰＮ１、前記第２の拡散符号はＰＮ２、前記予告符号はＰＮ３でそれぞれ表されている。
【００４５】
まず、予告符号生成部７６によって生成された予告符号ＰＮ３が、第１の拡散符号の発信の所定時間ｐ前に発信される。このとき、予告符号ＰＮ３の発信完了時刻がＴａｑ１’である。その後、この所定時間ｐの経過後に、拡散符号生成部７４により生成される第１の拡散符号ＰＮ１が発信され、続いて同じく拡散符号生成部７４により生成される第２の拡散符号ＰＮ２が前記ＰＮ１に連続して発信される。このとき、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻をｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０、第２の拡散符号ＰＮ２の発信完了時刻をｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｌｅｎｄ＿ｂ０とする。また、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｌｅｎｄ＿ｂ０−ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０はＴｓとする。また、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻はｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０は、前述の予告符号ＰＮ３の発信完了時刻Ｔａｑ１’と前記発信時間差ｐを用いて、ｔｉｍ＿ｂ０＿ｔｒｆｅｎｄ＿ｂ０＝Ｔａｑ１’＋ｐと表される。
【００４６】
また、図６に示す符号列において、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３以外は、これらの何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されている。これは、この符号列を受信した場合において、受信側で同期検出を行う際のレプリカ符号との相互相関が自己相関より十分に小さい符号であればよい。従って、レプリカ符号との相互相関が自己相関より十分に小さいのであれば、ＰＮ０が全て同一の拡散符号である必要はない。このとき前記所定時間ｐは、前記予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１の間に発信される符号ＰＮ０の個数によって決定される。また、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３としては、例えば同一の拡散符号が用いられる。
【００４７】
図４に戻って、リアルタイム受信時刻検出部７８は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を測定する。具体的には例えば、前記無線通信部３４によって復調処理のされた受信波と、その受信波に含まれる拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、算出された自己相関値がピークとなった時刻を基地局１２による電波の受信時刻とする。なお、このような処理を同期検出という。このリアルタイム受信時刻検出部７８は、例えば前記受信波を微小時間ごとに遅延させる遅延回路や、前記遅延回路によって遅延された受信波と前記レプリカ符号との相関値を算出するマッチドフィルタをなどを組み合わせることによって実現される。このリアルタイム受信時刻検出部７８は、例えば移動局１０から測位のために発信される予告符号の各基地局１１、１２における受信時刻を検出するほか、普通基地局１２においては、基準基地局１１から発信される前記予告符号の受信時刻の検出にも用いられる。なお、前述のように、前記第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、および予告符号ＰＮ３として、同一の拡散符号が用いられる場合には、この同一の拡散符号と同一の符号である１つのレプリカ符号についてのみ同期検出を行なえばよい。
【００４８】
このとき、リアルタイム受信時刻検出部７８は、前記無線通信部３４による電波の受信に伴って、すなわち前記無線通信部３４の受信信号に対して即座に同期検出を行ういわゆるリアルタイムによる同期検出を行う。言い換えれば、受信する拡散符号の速度に合った速度で同期検出処理を行わなければならず、例えば拡散符号を順次受信する場合において、ある符号を受信したら、その符号の同期検出は次の符号を受信するまでに完了しなければならい。なお、このリアルタイム受信時刻検出部７８がオンライン受信時刻検出手段あるいはオンライン受信時刻検出工程に対応する。ところで、前述のように同期検出は、受信波とその受信波を発信する際に行なった拡散処理に用いた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、その相関値のピークが出現した時刻を受信時刻とするものであるが、この同期検出の精度は、前記受信信号を微小時間ごとにずらす際に、どれほど細かく微小時間を設定し得るかによって左右される。すなわち、前記微小時間の長さと同期検出に要する計算の回数が反比例するためである。従って、前述のようなリアルタイムで同期検出を行う場合においては、計算を行うことのできる時間、すなわち計算の回数に制約が存在し、そのため、同期検出を行う際の精度に限界がある。
【００４９】
詳細受信時刻検出部８０は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を前記リアルタイム受信時刻検出部７８がおこなうよりもより高精度に測定する。具体的には例えば、前記無線通信部３４によって復調処理のされた受信波を一旦図示しない記憶装置に記憶しておき、その記憶された受信波に含まれる拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、前記受信波を微小時間ごとにずらして算出し、算出された自己相関値がピークとなった時刻を基地局１２による電波の受信時刻とする。このとき、前記微小時間を前記リアルタイム受信時刻検出部７８の同期検出における微小時間よりも短いものとすることにより、高精度の検出が可能となる。この詳細受信時刻検出部８０は、前記図示しない記憶装置に加え、前述のリアルタイム受信時刻検出部７８と同様に、例えば前記受信波を微小時間ごとに遅延させる遅延回路や、前記遅延回路によって遅延された受信波と前記レプリカ符号との相関値を算出するマッチドフィルタをなどを組み合わせることによって実現される。なお、この詳細受信時刻検出部８０がオフライン受信時刻検出手段あるいはオフライン受信時刻検出工程に対応する。
【００５０】
この詳細受信時刻検出部８０は、特に定められる時間区間においてのみ実行されることが可能である。すなわち、基地局１１、１２は前記リアルタイム受信時刻検出部７８による受信時刻の検出を常時行うようにしておき、特に詳細受信時刻検出部８０により高精度な受信時刻の検出を行うように定められた時間区間においてのみ、前記リアルタイム受信時刻検出部７８による受信時刻の検出に加えてあるいはこれに代えて詳細受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行うようにしてもよい。このようにすれば、詳細受信時刻検出部８０はリアルタイム受信時刻検出部７８に比べて演算に要する電力をより多く必要とするため、特に定められた時間区間においてのみ詳細受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行うことにより、基地局１１、１２の省電力化を図ることができる。
【００５１】
例えば、後述する受信間隔算出部８２によって算出される各普通基地局１２における前記第１の拡散符号の受信時刻と前記第２の拡散符号の受信時刻との受信時間差はより高精度に算出されることが望ましい。そこで、詳細受信時刻検出部８０は、前記第１の拡散符号と第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻の検出を高精度な受信時刻の検出により行う。例えば、詳細受信時刻検出部８０は前記基準基地局１１において前記第１の拡散符号に先立って発信される予告符号に基づいて前記第１の拡散符号と第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻の検出を高精度な受信時刻の検出により行う。
【００５２】
図７は、前記基準基地局１１が発信する前記予告符号、前記第１の拡散符号および前記第２の拡散符号を含む符号列を普通基地局１２が受信した場合の受信信号を示した図である。図７においては、図６と同様に時刻ｔの経過を表す時刻軸が図中右から左に向かう向きに設定されている。ここで、普通基地局１２においては、リアルタイム受信時刻検出部７８が予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、詳細受信時刻検出部８０は、その受信完了時刻Ｔａｑ１から予告符号と第１の拡散符号との発信時間差ｐの経過後を中心として、前後の幅がそれぞれマージンｍの時間区間を詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間とする。すなわち、Ｔａｑ１＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔａｑ１＋ｐ＋ｍにおいて、高精度な受信時刻の検出を実行する。この検出対象時間区間がオフライン検出実行区間に対応する。ここで、マージンｍは、第１の拡散符号および第２の拡散符号の受信に要する時間と、基準基地局１１の時計４４と全ての普通基地局１２の時計４４との時刻のずれや、クロック速度の比などを考慮し、前記第１の拡散符号および第２の拡散符号の両方について詳細受信時刻検出部８０による高精度な時刻の受信時刻の検出が行うことができるように設定される値である。
【００５３】
図４に戻って受信間隔算出部８２は、前記詳細受信時刻検出部８０によって検出された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号の普通基地局１２における受信間隔が算出される。すなわち、前記詳細受信時刻検出部８０においては、同期検出により、第１の拡散符号の受信完了時刻と第２の拡散符号の受信完了時刻とが検出されることから、これらの差を算出することにより、前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔が算出される。すなわち、この受信間隔算出部８２と前記詳細受信時刻検出部８０とによって受信間隔検出手段もしくは受信間隔検出工程は実現される。
【００５４】
制御部３８はまた、前記無線通信部３４、信号処理部３６、サーバ通信部４０などの作動を制御する。
【００５５】
サーバ通信部４０は、有線ケーブル５２を介して接続された後述する測位サーバ１４との通信を必要に応じて行なうものであり、例えば、基地局１１、１２が移動局１０から受信した電波について詳細受信時刻検出部８０によって検出された受信時刻や、普通基地局１２が基準基地局１１から受信した前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との受信間隔や、基準基地局１１の第２の拡散符号の発信終了時刻、発信符号生成部７２が発信した前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との発信間隔などの値を測位サーバ１４に対し発信したり、サーバーより指定される発信符号生成部７２において生成する拡散符号列における第１の拡散符号と第２の拡散符号の間隔、あるいは基地局１２に対する指令や移動局１０に対し無線で行なう制御作動の指令を測位サーバ１４から受信するなどの作動を行う。
【００５６】
また、時計４４は、基地局１２において電波の発信時刻や受信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。
【００５７】
なお、図２および図３に示した移動局１０および基地局１２においては、本発明における制御作動に直接関与しない機能に対応する機能ブロックは省略されている。例えば、移動局１０および基地局１２においては、図示しない電源などが含まれている。この電源は、移動局１０、基地局および測位サーバ１４のそれぞれに必要な電力を供給するものである。
【００５８】
図５は測位サーバ１４の機能の概要を示す機能ブロック図である。測位サーバ１４は、ケーブル５２を介して各基地局１２と接続されており、基地局通信部５３、クロック速度比算出部５４、時計ずれ算出部５６、受信時刻補正部５８、測位部６０、測位結果出力部６２などを有する。このうち、基地局通信部５３は、有線ケーブル５２を介して接続された前記基地局１１、１２のサーバ通信部４０との間で必要な通信、例えば測定データの送受信や、基地局１２や移動局１０の作動を制御する指令の送信などを行なう。
【００５９】
クロック速度比算出部５４は、前記各普通基地局１２の受信間隔算出部８２によって算出された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、前記基準基地局１１の発信符号生成部７２において生成され、無線通信部３４などにより発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、前記普通基地局１２のそれぞれが有する時計４４と、前記基準基地局１１の有する時計４４との速度の比であるクロック速度比を算出する。このクロック速度比算出部５４がクロック速度比算出手段あるいはクロック速度比算出工程に相当する。
【００６０】
具体的には、このクロック速度比rera_b0biは、基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する前記第２の拡散符号の普通基地局１２の時計４４を基準とした詳細受信時刻検出部８０による受信時刻であるtim_bi_rvlend_b0bi、前記第１の拡散符号の普通基地局１２の時計４４を基準とした詳細受信時刻検出部８０による受信時刻tim_bi_rvfend_b0bi、および前記基準基地局１１の発信符号生成部７２による前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔である符号周期Tsを用いて、以下の式（１）により得られる。
rera_b0bi = ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_bi_rvfend_b0bi )/ Ts …（１）
【００６１】
時計ずれ算出部５６は、基準基地局１１の時計４４の時刻に対する普通基地局１２のそれぞれの時計４４の時刻のずれである時計ずれを算出する。この時計ずれは、基準基地局１１の時計４４の時刻に対する時刻の進みあるいは遅れであり、例えば基準基地局１１から発信される電波の発信時刻と、その電波を受信した普通基地局１２におけるその電波の受信時刻と、さらに基準基地局１１と普通基地局１２との既知の距離から算出される前記電波の伝搬時間とに基づいて算出される。この時計ずれ算出部が時計ずれ算出手段あるいは時計ずれ算出工程に対応する。
【００６２】
具体的には例えば、この時計ずれte_aq_b0biは、基準基地局１１の無線通信部３４が普通基地局１２へ送信する前記第２の拡散符号の送信完了を基準基地局１１の時計４４で測定した送信完了時刻である時刻tim_b0_trlend_b0と、前記第２の拡散符号の普通基地局１２における受信時刻を詳細受信時刻検出部８０により普通基地局１２の時計４４を用いて測定した受信完了時刻tim_bi_rvlend_b0biと、予めシステム８により既知である基準基地局１１と普通基地局１２との距離（例えば３０ｍ）に電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０8（ｍ／ｓ））を除することにより算出される伝搬時間tau0_iを用いた以下の式（２）により得られる。
te_aq_b0bi = ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_b0_trlend_b0 ) - tau0_i …（２）
すなわち、前記第２の拡散符号を例として、基準基地局１１における発信完了時刻と普通基地局１２における受信完了時刻とから算出される見かけの電波の伝搬時間と、実際の基準基地局１１と普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とを比較し、これらの値に差があれば、それが基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれである。
【００６３】
受信時刻補正部５８は、移動局１０から発信された電波が各普通基地局１２において受信された際に各普通基地局１２におけるリアルタイム受信時刻検出部７８によって各普通基地局１２の時計４４に基づいて検出された受信時刻を、前記クロック速度比算出部５４において算出された前記基準基地局１１の時計４４と前記各普通基地局１２の時計４４とのクロック速度比、および前記時計ずれ算出部５６において算出された前記基準基地局１１の時計４４と前記各普通基地局１２の時計４４との時刻ずれに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４での時刻に補正する。この受信時刻補正部５８が受信時刻補正手段あるいは受信時刻補正工程に対応する。
【００６４】
具体的には例えば、受信時刻補正部５８は次の手順により受信時刻の補正を行う。まず、移動局１０から発信された電波が基準基地局１１および普通基地局１２において受信された際の、それぞれのリアルタイム受信時刻検出部７８によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻が、基準基地局１１においては、tim_b0_rvend_m1b0であり、普通基地局１２においてはtim_bi_rvend_m1biであったとする。このとき、普通基地局１２のリアルタイム受信時刻検出部７８によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを基準基地局１１の時計４４に基づいた時刻に換算すると、換算後の前記普通基地局１２の受信時刻TOA_m1biは、次式（３）で表される。
TOA_M1bi = tim_bi_rvend_m1bi - ( tim_bi_rvend_m1b0 - tim_b0_rvend_m1b0 ) …（３）
ここで、この式（３）の右辺第１項であるtim_bi_rvend_m1b0は移動局１０から発信された拡散符号の基準基地局１１における受信時刻tim_b0_rvend_m1b0を普通基地局１２の時計４４に換算した時刻である。すなわち、右辺の括弧で囲まれた第２項は、移動局１０からの電波を基準基地局１１が受信した際の基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれを表す項である。
【００６５】
また、前記式（３）におけるtim_bi_rvend_m1b0は、前記クロック速度比算出部５４によって算出されたクロック速度比rera_b0biを用いて、以下の式（４）で表される。
tim_b1_rvend_m1b0 = tim_bi_aq
+ ( tim_b0_rvend_m1b0 - tim_b0_aq ) × rera_b0bi …（４）
ここで、この式（４）の右辺第１項であるtim_bi_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の普通基地局１２の時計４４における時刻である。また、tim_b0_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の基準基地局１１の時計４４における時刻であり、tim_b0_rvend_m1b0は移動局１０から発信された拡散符号の基準基地局１１における受信時刻であり、rera_b0biは前記クロック速度比算出部５４によって算出されたクロック速度比である。すなわち、前記式（４）の右辺第２項は、前記基準基地局１１において前記時計ずれ算出部５６により時刻ずれが算出されてから前記移動局１０からの電波を受信するまでの時間を前記基準基地局１１の時計４４により計測したものに、前記基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４とのクロック速度比を乗ずることにより、その時間を普通基地局１２の時計４４に対応する時間に換算した値となる。
【００６６】
更に、前記式（４）におけるtim_bi_aqは、前記時計ずれ算出部５６によって算出される基準基地局１１の時計４４と普通基地局１２の時計４４との時刻ずれte_aq_b0biを用いて、以下の式（５）で表される。
tim_bi_aq = tim_b0_aq + te_aq_b0bi …（５）
ここで、前述のように、tim_b0_aqは前記時計ずれ算出部５６による時刻ずれが算出された際の基準基地局１１の時計４４における時刻であり、前述のように時刻ずれ算出部５６は基準基地局１１における第２の拡散符号の送信完了時刻（送信時刻）であるので、
tim_b0_aq=tim_b0_trlend_b0 …（６）
である。この式（６）と前記時刻ずれte_aq_b0biを表す式（２）を用いて前記式（５）を変形すると、
tim_bi_aq = tim_b0_trlend_b0 + ( tim_bi_rvlend_b0bi - tim_b0_trlend_b0 ) - tau0_i
= tim_bi_rvlend_b0bi - tau0_i …（７）
となる。以上より、受信時刻補正部５８は、普通基地局１２の詳細受信時刻検出部８０によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを、基準基地局１１の時計４４に基づいた受信時刻TOA_m1biに変換することができる。
【００６７】
受信時刻補正部５８は、前述の手順を普通基地局１２の数だけ繰り返すことにより、全ての普通基地局１２について、その詳細受信時刻検出部８０によりそれぞれの時計４４に基づいて検出された受信時刻であるtim_bi_rvend_m1biを、基準基地局１１の時計４４に基づいた受信時刻TOA_m1biに変換することができる。
【００６８】
なお、本実施例においては、基準基地局１１から普通基地局１２への電波の伝搬時間についてはクロック速度比を考慮していない。これは、現実には前記伝搬時間は数ナノ(10-9)秒程度であり、したがって伝搬中のクロック速度比により発生する誤差は無視できるほど小さく、基準基地局１１から普通基地局１２への電波の伝搬時間についてはクロック速度比を考慮しないとしても差し支えないためである。もちろん、これを考慮することも可能である。
【００６９】
図５に戻って、移動局の位置の算出、すなわち測位を行う測位部６０は、前記受信時刻補正部５８により基準基地局１１の時計４４の時刻に対応するよう補正された各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻と、前記基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻と、既知の各基地局の位置についての情報とに基づいて、移動局１０の測位を行う。
【００７０】
このとき、移動局１０から発信される電波には、前述のように、発信符号生成部２９によって生成された拡散符号列が含まれる。この拡散符号列は、予告符号生成部３３によって生成された予告符号と、予告符号の発信後所定時刻経過後に発信される拡散符号生成部３２により生成される拡散符号とからなる。そのため、各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、前記クロック速度比算出部５４などにおいて用いる基準基地局１１からの電波の受信時刻を算出したのと同様の手順により、まず、リアルタイム受信時刻検出部７８によって移動局１０から発信される前記予告符号を受信するとともに、詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間を決定し、この区間において詳細受信時刻検出部８０により移動局１０から発信される前記拡散符号を受信することにより、精度よく移動局からの電波の受信時刻を検出することが可能となる。
【００７１】
また、このようにして検出される各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、前記受信時刻補正部５８によって基準基地局１１の時計４４の時刻に対応するよう補正されているので、各基地局１１、１２の時計４４の時刻が実際には同期させられていなくても、前記補正後の受信時刻を用いることにより、あたかも各基地局１１、１２の時計４４が基準基地局１１の時計４４に同期されているかのように扱うことができる。なお、測位部６０が測位手段あるいは測位工程に対応する。
【００７２】
例えば、図８において、時刻ｔ0において移動局１０から電波が発信され、３つの基地局である基準基地局１１、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂにおいてそれぞれ詳細受信時刻検出部８０によりtim_b0_rvend_m1b0、tim_b1_rvend_m1b1、tim_b2_rvend_m1b2において移動局からの電波が受信されたとする。これらのうち普通基地局１２においてそれら普通基地局１２の時計４４によって検出された受信時刻は、受信時刻補正部５８は、基準基地局１１の時計４４の時刻を基準とする時刻に補正されている。すなわち、第１普通基地局１２Ａ、第２普通基地局１２Ｂにおける移動局１０からの電波の受信時刻tim_b1_rvend_m1b1、tim_b2_rvend_m1b2は、それぞれ、TOA_m1b1、TOA_M1b2に補正されている。なお、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻は受信時刻補正部５８による補正がされないが、記号の統一のために、以下、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻をTOA_m1b0と記す。すなわち、TOA_m1b0 = tim_b0_rvend_m1b0である。
【００７３】
このとき、実際の電波の伝搬時間は、各基地局１１、１２によって測定される受信時刻と移動局１０の時計３１によって測定される発信時刻との差に、前記基地局１１、１２の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻のずれを考慮したものとなる。なお、前述のように、本発明においては、各基地局１１、１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、基準基地局１１の時計４４の時刻に対応する受信時刻に補正されていることから、この補正後の受信時刻を用いることにより、各基地局１１、１２の時計４４は基準基地局１１の時計４４と同期しているとみなすことができる。従って、前記基準基地局１１の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻のずれをΔｔとすると、移動局１０から基準基地局１１への電波の伝搬時間は（TOA_m1b0−ｔ0＋Δｔ）移動局１０から第１普通基地局１２Ａへの電波の伝搬時間は（TOA_m1b1−ｔ0＋Δｔ）、移動局１０から第２普通基地局１２Ｂへの電波の伝搬時間は（TOA_m1b2−ｔ0＋Δｔ）となる。前述のように、図８において各基地局１２の位置は既知であって、その位置を示す座標は、基準基地局１１は（ｘ0，ｙ0）、第１普通基地局１２Ａは（ｘ1，ｙ1）、第２普通基地局１２Ｂは（ｘ2，ｙ2）であり、測位の対象である移動局１０の位置を示す座標を（ｘ，ｙ）とすると、電波の速度をｃ（ｍ／ｓ）を用いて、
（ｘ−ｘ0）2＋（ｙ−ｙ0）2＝（ｃ×（TOA_m1b0−ｔ0）＋ｓ）2，
（ｘ−ｘ1）2＋（ｙ−ｙ1）2＝（ｃ×（TOA_m1b1−ｔ0）＋ｓ）2， …（８）
（ｘ−ｘ2）2＋（ｙ−ｙ2）2＝（ｃ×（TOA_m1b3−ｔ0）＋ｓ）2
となる。ただしｓ＝Δｔ×ｃである。また、図８におけるｒ1、ｒ2、ｒ3はそれぞれ、ｒ0＝ｃ×（TOA_m1b0−ｔ0）、ｒ1＝ｃ×（TOA_m1b1−ｔ0）、ｒ2＝ｃ×（TOA_m1b2−ｔ0）を表している。ここで、式（８）の第２式および第３式のそれぞれの両辺の平方根をとり、更にその両辺から、第１式の両辺の平方根をとったものを引いて導出される式、
【数１】
を例えばニュートンラフソン法などにより解くことで、移動局１０の位置（ｘ，ｙ）が算出される。なお、前記式（８）が式（９）のように変形されると、移動局１０による電波の発信時刻ｔ0および移動局１０の時計３１と基準基地局１１の時計４４の時刻ずれΔｔに伴う距離ｓは式（９）から消去され、解の算出にあたりこれらの値を得る必要がない、いわゆるＴＤＯＡ(Time Difference of Arrival)方式による測位となる。なお、図８においては、１つの基準基地局１１および２つの普通基地局である３つの基地局１１、１２からなる場合について説明したが、４以上の基地局１１、１２が移動局１０からの電波を受信した場合も同様であるので、説明を省略する。また３次元測位の場合においても未知数が一つ増えるだけであるので説明を省略する。
【００７４】
図５に戻って、制御部５６は、基地局通信部５４、測位部６０などの作動を制御するものである。また出力部６２は、測位部６０によって算出された移動局１０の位置についての情報などを所定の方法、例えば図示しない出力装置として設けられたディスプレイ装置に表示するなどによって出力する。
【００７５】
図９は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、所定の間隔で基準基地局１１から発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記各普通基地局１２において受信される際の受信間隔が算出される受信間隔算出ルーチンが実行される。
【００７６】
図１０は、この受信間隔算出ルーチンの一例を説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、基準基地局１１から普通基地局１２へ符号列を無線により送信する際に使用できるチャンネルがあるか、すなわち、空きチャンネルが存在するかを探索する命令が行われ、基準基地局１１はこの空きチャンネルの探索を行う。そして、続くＳＢ２においては、探索を行った基準基地局１１によって、空きチャンネルの有無が測位サーバ１４に送信される。このとき、空きチャンネルがある場合には、本ステップの判断が肯定され続くＳＢ３以降が実行される一方、空きチャンネルがない場合には、本ステップの判断が否定され空きチャンネルが発見されるまでＳＢ１の探索が続けられる。
【００７７】
ＳＢ３においては、測位サーバ１４から各普通基地局１２に対し、基準基地局１１から発信される拡散符号列を受信する命令がされる。続くＳＢ４においては、ＳＢ３の命令を受けた各普通基地局１２から、前記拡散符号列の受信の待機を開始した旨の応答が測位サーバ１４に対して行われる。このとき、全ての普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ５以降が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答がない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＢ３における受信命令の送信が再度行われる。
【００７８】
ＳＢ５においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、前記ＳＢ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して前記拡散符号列を無線により送信する命令が送信される。そして、基準基地局１１の発信符号生成部７２、信号処理部３６、無線通信部３４などに対応するＳＢ６においては、ＳＢ５の命令を受信した基準基地局１１によって、前記予告符号ＰＮ３および第１の拡散符号ＰＮ１が所定の間隔ｐで、そして、第１の拡散符号ＰＮ１に続いて第２の拡散符号ＰＮ２が発信されるように生成された拡散符号列が無線により発信される。
【００７９】
普通基地局１２の無線通信部３４、信号処理部３６、リアルタイム受信時刻検出部７８などに対応するＳＢ７においては、ＳＢ６において基準基地局１１から発信された拡散符号列を受信したか否かが判断される。そして、全ての普通基地局１２において前記拡散符号列が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＢ８が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２において前記拡散符号列の受信が失敗された場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＢ５乃至ＳＢ７がくり返し実行され、全ての普通基地局１２が基準基地局１１から発信される拡散符号列を受信されるまで反復される。
【００８０】
詳細受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２などに対応するＳＢ８においては、前記ＳＢ６において基準基地局１１から発信され、ＳＢ７において受信された電波に含まれる前記第１の拡散符号および前記第２の拡散符号のそれぞれの受信時刻が検出されるとともに、その受信間隔が算出される。このとき、受信時刻の検出においては、例えば受信波がいったん図示しない記憶装置などに記憶され、その記憶装置から適宜読み出された受信波をリアルタイムで同期検出を行う場合よりも小さい値に設定された遅延時間ごとに遅延させる遅延回路とマッチドフィルタなどを用いてレプリカ信号との相関値が算出され、相関値のピークを検出した受信完了時刻を受信時刻とするなどの方法により行われる。なお、本ステップは例えば、ＳＢ７において予告符号の受信を検出した時刻Ｔaq1から所定時間後の予め算出された所定時間間隔であるＴaq1＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔaq1＋ｐ＋ｍにおいて実行される。このようにして算出された前記受信間隔が測位サーバ１４に送信され、本ルーチンは終了する。
【００８１】
図９に戻って、クロック速度比算出部５４に対応するＳＡ２においては、ＳＡ１において算出された各普通基地局１２における前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との受信間隔( tim_bi_rvend_b0bi - tim_bi_rvfend_b0bi )と、ＳＢ６において基準基地局１１から発信された前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｓとに基づいて、基準基地局１１の時計４４と各普通基地局１２のそれぞれの時計４４とのクロック速度比rera_b0biが算出される。
【００８２】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＡ３においては、例えば、ＳＡ１において各普通基地局１２における前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記基準基地局１１による第２の拡散符号の発信時刻tim_bi_rvfend_b0biと、前記各普通基地局１２における第２の拡散符号の受信時刻tim_bi_rvend_b0biと、予め既知である前記基準基地局１１と前記普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間tau0_iとに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４の時刻と前記各普通基地局１２の時計４４の時刻との時刻ずれte_aq_b0biがそれぞれの普通基地局１２について算出される。
【００８３】
受信時刻補正部５８に対応するＳＡ４においては、前記各普通基地局１２において受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記基準基地局１１の時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＡ２において算出されるクロック速度比、ＳＡ３において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記基準基地局１１と前記普通基地局１２との距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【００８４】
測位部６０に対応するＳＡ５においては、移動局１０の位置の算出を行うための測位ルーチンが実行される。
【００８５】
図１１は、この測位ルーチンの一例を説明する図である。まずＳＣ１においては、図１０の受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ１乃至ＳＢ２と同様に、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、移動局１０から各基地局１１、１２へ符号列を無線により送信する際に使用できるチャンネルがあるか、すなわち、空きチャンネルが存在するかを探索する命令が行われ、基準基地局１１はこの空きチャンネルの探索を行う。そして、続くＳＣ２においては、探索を行った基準基地局１１によって、空きチャンネルの有無が測位サーバ１４に送信される。このとき、空きチャンネルがある場合には、本ステップの判断が肯定され続くＳＣ３以降が実行される一方、空きチャンネルがない場合には、本ステップの判断が否定され空きチャンネルが発見されるまでＳＣ１の探索が続けられる。
【００８６】
ＳＣ３においては、測位サーバ１４から各普通基地局１２に対し、移動局１０から発信される拡散符号を受信する命令がされる。続くＳＣ４においては、ＳＣ３の命令を受けた各基地局１１、１２から、前記拡散符号の受信の待機を開始した旨の応答が測位サーバ１４に対して行われる。このとき、全ての基地局１１、１２から受信の待機を開始した旨の応答があった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ５以降が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２から受信の待機を開始した旨の応答がない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ３における受信命令の送信が再度行われる。
【００８７】
ＳＣ５においては、測位サーバ１４から移動局１０に対し、前記ＳＣ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して移動局１０が前記拡散符号列を無線により送信する命令が、例えば基準基地局１１を介して送信される。すなわち、測位サーバ１４からの命令を受けた基準基地局１１により、前記ＳＣ１で探索され発見された空きチャンネルを使用して移動局１０が前記拡散符号列を無線により送信する命令が無線により発信される。そして、移動局１０の信号処理部２８、無線通信部２６、制御部３０などに対応するＳＣ６においては、ＳＣ５の命令を受信した移動局１０によって、移動局１０の測位のための拡散符号が発信される。このとき発信される拡散符号は、予め受信する基地局１１、１２においてレプリカ符号が準備される既知のものであれば何れの拡散符号でもよいが、例えば前述の予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２、更に、これらの拡散符号の間に送信される拡散符号ＰＮ０の何れとも異なる拡散符号であれば、これを受信した基地局１１、１２において、移動局１０から発信された拡散符号と基準基地局１１から発信された予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２のそれぞれと区別をすることが可能である。
【００８８】
基地局１１、１２の無線通信部３４、信号処理部３６、リアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０などに対応するＳＣ７においては、ＳＣ６において移動局１０から発信された移動局１０の測位のための拡散符号を受信したか否かが判断される。そして、全ての基地局１１、１２において前記拡散符号列が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＣ８が実行される。一方、いずれかの普通基地局１２において前記拡散符号列の受信が失敗された場合には、本ステップの判断が否定され、再度ＳＣ５乃至ＳＣ７がくり返し実行され、全ての基地局１１、１２が移動局１０から発信される拡散符号を受信されるまで反復される。
【００８９】
リアルタイム同期検出部７８、詳細受信時刻検出部８０などに対応するＳＣ８においては、前記ＳＣ６において移動局１０から発信され、ＳＣ７において基地局１１、１２によって受信された電波に含まれる移動局１０の測位のための拡散符号の受信時刻が同期検出により検出される。そして、算出された受信時刻が測位サーバ１４に送信される。
【００９０】
受信時刻補正部５８に対応するＳＣ９においては、前記ＳＣ８において検出され、測位サーバ１４に送信された各基地局１１、１２における受信時刻のうち、普通基地局１２における受信時刻が、ＳＡ４において算出された補正のための式に従って基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正される。
【００９１】
測位部６０に対応するＳＣ１０においては、前記ＳＣ８において検出され測位サーバ１４に送信された各基地局１１、１２における受信時刻のうち、基準基地局１１における受信時刻と、ＳＣ９において基準基地局１１の時計を基準とする時刻に補正された普通基地局１２における受信時刻と、基準基地局１１および普通基地局１２の位置についての情報とにもとづいて、移動局１０の測位が行われる。
【００９２】
前述の実施例によれば、受信間隔検出手段あるいは受信間隔検出工程に対応する受信間隔算出部８２（ＳＡ１）により、前記基準基地局が１回発信し２以上の普通基地局１２がそれぞれ受信した２つの拡散符号である第１の拡散符号と第２の拡散符号を含む拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻が検出され、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段あるいは前記クロック速度比算出工程に対応するクロック速度比算出部５４（ＳＡ２）により、受信間隔算出部８２によってそれぞれ検出された各普通基地局１２における前記２つの拡散符号の受信間隔と、基準基地局１１が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、普通基地局１２のそれぞれと基準基地局１１とのクロック速度の比が算出され、前記時計ずれ算出手段あるいは前記時計ずれ算出工程に対応する時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により、基準基地局１１による前記拡散符号列のうち第２の拡散符号の発信完了時刻と普通基地局１２のそれぞれによる前記拡散符号列のうち第２の拡散符号の受信完了時刻と、予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、基準基地局１１の時計４４に対する普通基地局１２のそれぞれの時計４４のずれが算出され、前記受信時刻補正手段あるいは前記受信時刻補正工程に対応する受信時刻補正部５８（ＳＡ４）により、普通基地局１２のそれぞれにより、普通基地局１２のそれぞれの有する時計４４に基づいて算出された移動局１０からの電波を受信した受信時刻が、前記クロック速度の比と前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて基準基地局１１の有する時計４４に基づいた時刻に補正され、前記測位手段あるいは前記測位工程に対応する測位部６０（ＳＡ５）により、受信時刻補正部５８により補正された普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻と、基準基地局１１における移動局１０からの電波の受信時刻と、普通基地局１２および基準基地局１１の位置情報とに基づいて移動局１０の位置が推定されるので、基準基地局１１による１回の拡散符号列の発信に基づいて普通基地局１２のそれぞれの時計４４と基準基地局１１の時計４４とのクロック速度比が算出され、測位に要する時間が短縮される。
【００９３】
また、前述の実施例によれば、基準基地局１１による拡散符号列の送信は、移動局１０による測位のための電波の発信に先立って行なわれるので、複数の基地局１１、１２において移動局１０からの電波が受信された場合に、すみやかに前記クロック速度比を用いた受信時刻の補正を行なうことができ、測位に要する時間が短縮される。
【００９４】
また、前述の実施例によれば、受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号を受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するリアルタイム受信時刻検出部７８と、受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記リアルタイム受信時刻検出部７８よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出する詳細受信時刻検出部８０とを有し、前記リアルタイム受信時刻検出部７８による前記予告符号ＰＮ３の受信時刻の検出結果と、予め定められた予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐとに基づいて前記詳細受信時刻検出部８０を実行する詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間（Ｔａｑ１＋ｐ−ｍ≦ｔ≦Ｔａｑ１＋ｐ＋ｍ）を決定し、この詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記詳細受信時刻検出部８０によって検出するので、前記第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の受信時刻を前記リアルタイム受信時刻検出部７８よりもより精度の高い検出が可能な前記詳細受信時刻検出部８０によって行なうことができる。また、より多くの電力を必要とする前記詳細受信時刻検出部８０の実行を、前記リアルタイム受信時刻検出部による予告符号ＰＮ３の受信時刻の検出結果などに基づいて決定される詳細受信時刻検出部８０による検出対象時間区間において行なうことができ、消費電力の低減が図られる。
【００９５】
また、前述の実施例によれば、基準基地局１１は、前記２つの拡散符号として相互に同一もしくは異なる拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２をそれぞれ発信するので、前記２つの拡散符号が同一である場合には、拡散符号の同期検出のための構成を簡素にすることができる。また、前記２つの拡散符号が相互に異なる場合には、前記普通基地局は受信した前記２つの拡散符号のそれぞれを識別することができ、受信間隔を確実に算出することができる。
【００９６】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００９７】
図１２は、本発明の移動局測位システム８の別の例を説明する図であって、図１に対応する図である。本実施例においては、図１２に示すように、領域５Ａおよび領域５Ｂからなる測位可能領域５においては、基準基地局として第１基準基地局１１Ａが設けられ、普通基地局として第１普通基地局１２Ａ乃至第７普通基地局１２Ｇの７つが設けられている。なお、図１２に示すように、第１基準基地局１１Ａは、第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄと相互に無線により通信可能とされているものの、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとは無線により通信を行うことができない。また、かかる移動局測位システム８においては、自己以外の全ての基地局１１、１２と無線により通信可能な基地局１１、１２は存在しない。
【００９８】
前述のように、第１基準基地局１１Ａは、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとは無線により通信を行うことができず、従って、第１基準基地局１１Ａが前記拡散符号列を発信した場合であっても、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇはその拡散符号列を受信することができない。そのため、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの各普通基地局と前記第１基準基地局１１Ａとの間の前記クロック速度比算出部５４によるクロック速度比の算出や時計ずれ算出部５６による時刻ずれの算出を行うことができず、移動局１０からの電波を第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいてそれらの時計４４に基づいて受信した場合であっても、受信時刻補正部５８によりその受信時刻を前記第１基準基地局１１Ａの時計４４の時刻を基準とする時刻に補正することができない。
【００９９】
ところで、図１２に示すように、前記第４普通基地局１２Ｄ乃至第７普通基地局１２Ｇは相互に無線により通信可能とされている。すなわち、前記第４普通基地局１２Ｄ乃至第７普通基地局１２Ｇのいずれかをこれらの４つの基地局の基準基地局とすることができれば、少なくともこれら４つの基地局の間においては、前述の基準基地局と普通基地局の関係が成り立つ。すなわち、クロック速度比５４により基準基地局の時計と普通基地局の時計とのクロック速度比を算出し、また時計ずれ算出部５６により基準基地局の時計の時刻と普通基地局の時計の時刻との時刻ずれを算出し、更にこれらのクロック速度比および時計ずれを用いて、受信時刻補正部５８により普通基地局における電波の受信時刻を基準基地局の時計における時刻に対応するように補正することができる。
【０１００】
ここで、前記第４普通基地局１２Ｄは、前記第１基準基地局１１Ａと無線により通信可能であり、前記第１基準基地局１１Ａからみて普通基地局として振る舞っている。そのため、第４普通基地局１２Ｄの時計４４の時刻を基準とする時刻は前記受信時刻補正部５８により第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正が可能である。そこで、前記第４普通基地局１２Ｄを、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの基準基地局である第２基準基地局１１Ｂとすれば、まず、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４を基準とする時刻は、前記受信時刻補正部５８により前記第２基準基地局１１Ｂである第４普通基地局１２Ｄの時計４４を基準とする時刻に補正される。そして、前述のように第４普通基地局１２Ｄの時計４４を基準とする時刻は第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正可能であるので、第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４を基準とする時刻は、前記受信時刻補正部５８による２回の補正により第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正することが可能である。このようにすれば、第１の基準基地局からみて普通基地局である基地局に同時に第２の基準基地局として機能させることにより、前記第１の基準基地局と直接通信可能にない基地局についても、間接的に第１の基準基地局に対応する普通基地局とすることができる。
【０１０１】
なお、各基地局１１、１２は例えば図４に示すような機能構成、すなわち、基準基地局として作動する際に必要となる発信符号生成部７２と、普通基地局として作動する際に必要となるリアルタイム受信時刻検出部７８、詳細受信時刻検出部８０、および受信間隔算出部８２との両方を有する構成であるため、一つの基地局が同時に基準基地局としての機能と普通基地局としての機能を同時に有することができる。
【０１０２】
すなわち、図１２において、領域５Ａは、第１基準基地局１１Ａとその第１基準基地局１１Ａに対応する普通基地局を囲む領域であり、領域５Ｂは、第２基準基地局１１Ｂとその第２基準基地局１１Ｂに対応する普通基地局を囲む領域である。
【０１０３】
このとき、第２基準基地局１１Ｂとしての機能をも有する第４普通基地局Ｄは、第２の基準基地局１１Ｂとして前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいて前記受信時間差を算出するための拡散符号列として、前記第１基準基地局１１Ａが発信するものと異なる拡散符号列を送信することができる。具体的には、第２基準基地局１１Ｂが発信する予告符号ＰＮ３’、第１の拡散符号ＰＮ１’、第２の拡散符号ＰＮ２’およびそれらの拡散符号間に発信される拡散符号ＰＮ０’はそれらが全て異なるものであると同時に、前記第１基準基地局１１Ａが発信する予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２およびそれらの拡散符号間に発信される拡散符号ＰＮ０の何れとも異なるものとされる。
【０１０４】
図１３は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップＳＤ１においては、例えば図１０に示される受信間隔算出ルーチンが実行され、所定の間隔で第１基準基地局１１Ａから発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記第１基準局１１Ａに対応する普通基地局１２である第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおいて受信される際の受信間隔が算出される。
【０１０５】
クロック速度比算出部５４に対応するＳＤ２においては、ＳＤ１において算出された前記第１基準基地局１１Ａに対応する普通基地局１２である第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、ＳＤ１において実行される受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ６において第１基準基地局１１Ａから発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、第１基準基地局１１Ａの時計４４と第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれの時計４４とのクロック速度比が算出される。
【０１０６】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＤ３においては、例えば、ＳＤ１において第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記第１基準基地局１１Ａによる第２の拡散符号の発信時刻と、前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれにおける第２の拡散符号の受信時刻と、予め既知である前記第１基準基地局１１Ａと前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とに基づいて、前記第１基準基地局１１Ａの時計４４の時刻と前記第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄの時計４４の時刻との時刻ずれが第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれについて算出される。
【０１０７】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ４においては、前第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれにおいて受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記第１基準基地局１１Ａの時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＤ２において算出されるクロック速度比、ＳＤ３において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記第１基準基地局１１Ａと第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄのそれぞれとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【０１０８】
また、ステップＳＤ５においては、例えば図１０に示される受信間隔算出ルーチンが実行され、所定の間隔で第２基準基地局１１Ｂ（第４普通基地局１２Ｄ）から発信された第１の拡散符号と第２の拡散符号とが前記第２基準局１１Ｂに対応する普通基地局１２である第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおいて受信される際の受信間隔が算出される。
【０１０９】
クロック速度比算出部５４に対応するＳＤ６においては、ＳＤ５において算出された前記第２基準基地局１１Ｂに対応する普通基地局１２である第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔と、ＳＤ５において実行される受信間隔算出ルーチンにおけるＳＢ６において第２基準基地局１１Ｂから発信された前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との発信間隔とに基づいて、第１基準基地局１１Ａの時計４４と第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれの時計４４とのクロック速度比が算出される。
【０１１０】
時計ずれ算出部５６に対応するＳＤ７においては、例えば、ＳＤ５において第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける前記第１の拡散符号と前記第２の拡散符号との受信間隔を算出する過程で行われた、前記第２基準基地局１１Ｂによる第２の拡散符号の発信時刻と、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおける第２の拡散符号の受信時刻と、予め既知である前記第２基準基地局１１Ｂと前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間とに基づいて、前記第２基準基地局１１Ｂの時計４４の時刻と前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇの時計４４の時刻との時刻ずれが第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれについて算出される。
【０１１１】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ８においては、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおいて受信される拡散符号のそれらの各普通基地局１２の時計４４を基準として算出される受信時刻を、前記第２基準基地局１１Ｂの時計４４を基準とする時刻に補正するための補正式が算出される。すなわち、ＳＤ６において算出されるクロック速度比、ＳＤ７において算出される時刻ずれ、あるいは、予め既知である前記第２基準基地局１１Ｂと第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれとの距離に基づいて算出される真の電波の伝搬時間などを用いて、前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。
【０１１２】
受信時刻補正部５８に対応するＳＤ９においては、前記ＳＤ８において第２基準基地局１１Ｂの時計を基準とする時刻に補正された、前記第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇのそれぞれにおいて受信される拡散符号の受信時刻を、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正するための式、すなわち前記式（３）乃至式（７）の各式が決定される。このとき、前記第２基準基地局１１Ｂは前記第４普通基地局１２Ｄであることから、本ステップにおける補正式の算出は、前記ＳＤ４において算出された、前記普通基地局１２Ｄの時計を基準とした時刻を第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に変換するための式が用いられる。これらのステップにより、全ての普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻は、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に補正するための式が導出される。
【０１１３】
測位部６０に対応するＳＤ１０においては、移動局１０の位置の算出を行うための図１１に示す測位ルーチンが実行される。すなわち、移動局１０が測位のための拡散符号を含む電波を発信すると、各基地局１１、１２においてこれが受信される。そして、第１基準基地局１１Ａに対応する第１普通基地局１２Ａ乃至第４普通基地局１２Ｄにおける受信時刻は、ＳＤ４において算出される補正式を用いて、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とした時刻に補正される。また、第２基準基地局１１Ｂに対応する第５普通基地局１２Ｅ乃至第７普通基地局１２Ｇにおける受信時刻は、ＳＤ８及びＳＤ９において算出される補正式を用いて、第２基準基地局１１Ｂの時計を基準とする時刻、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に順次補正される。このようにして、第１基準基地局１１Ａの時計を基準とする時刻に補正された全ての基地局１１、１２における受信時刻を用いて、測位が行われる。
【０１１４】
前述の実施例によれば、第１基準基地局１１Ａおよび第２基準基地局１１Ｂは、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２符号長の同一の連続した拡散符号列を送信するので、それぞれの基準基地局に対応する普通基地局が前記拡散符号を区別することが可能となり、複数の基準基地局が同時に存在することができるので基準基地局が故障した場合における冗長性を有することができる。また、前記複数の普通基地局が第２の基準基地局としての機能を有することにより、測位可能な領域を重畳的に増加することが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１６】
例えば、前述の実施例においては、基準基地局１１と普通基地局１２はともに図４に示すような共通する機能構成を有するものとされた。このようにすれば基地局は基準基地局１１と普通基地局１２の機能を切り換えたり、あるいは前述の実施例２に示すように、基準基地局１１と普通基地局１２の機能を同時に有したりすることができる。しかしながら、逆に言えばこのような態様に限られず、基準基地局１１としてのみ作動する基地局においては、普通基地局１２として作動する際に必要な受信間隔算出部８２を有する必要がなく、また普通基地局１２としてのみ作動する基地局においては、基準基地局１１として作動する際に必要な発信符号生成部７２を有する必要がない。このようにすれば、基準基地局１１および普通基地局１２はそれぞれ簡易な構成とすることができる。
【０１１７】
また、前述の実施例においては、普通基地局１２における受信間隔算出部８２は詳細受信時刻検出部８０によって検出された受信時刻を用いて受信間隔を算出したが、これに限られず、例えば、リアルタイム受信時刻検出部７８によって検出された受信時刻を用いて受信間隔を算出してもよい。すなわち、詳細受信時刻検出部８０がなくても一定の効果が生ずる。
【０１１８】
また、前述の実施例においては、発信符号生成部７２が生成する拡散符号列において、予告符号と第１の拡散符号との間隔は予め定められた所定時間とされたが、これに限られない。例えば、予告符号と第１の拡散符号との間隔を前記予告符号を発信する際の発信完了時刻と前記拡散符号生成部７４によって生成される前記第１の拡散符号の発信完了時刻との発信時間の差としてその都度測定された値を用いることもできる。このとき、予告符号生成部７６は、例えば前記制御部３８を介して後述する普通基地局１２の詳細受信時刻検出部８０にこの発信時刻の差についての情報を伝達してもよい。この場合所定時間情報はサーバ１４を介して普通基地局１２へ送信される。
【０１１９】
また、前述の実施例においては、予告符号生成部７６が生成する予告符号ＰＮ３と、拡散符号生成部７４が生成する第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２のそれぞれは同一の拡散符号であるとされたが、これに限られない。すなわち、予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２はそれぞれ異なった拡散符号でもよく、この場合、受信する普通基地局１２においてはそれぞれの異なる拡散符号と同一のそれぞれのレプリカ符号を用いて同期検出処理を行なう必要がある一方、受信側において予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２を取り違えることがない。なお、移動局１０の発信符号生成部２９において生成される拡散符号列についても同様であり、予告符号生成部３３が生成する予告符号と拡散符号生成部３２が生成する測位のための受信時刻検出のための拡散符号とは同一であってもよいし、異なってもよい。
【０１２０】
また、前述の実施例において、予告符号生成部７６が生成する拡散符号列において、予告符号ＰＮ３、第１の拡散符号ＰＮ１、および第２の拡散符号ＰＮ２以外は、これらの何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されるとしたが、これに限られない。例えば前記拡散符号ＰＮ０を発信するのに代えて、この拡散符号ＰＮ０を発信する時間に相当する時間は何も発信しないようにしてもよい。このようにすれば、前記拡散符号ＰＮ０を発信する時間に相当する時間は電波を発信しないことから省電力化を図ることができる。
【０１２１】
また、前述の実施例においては、測位部６０は各基地局１１、１２における移動局１０からの電波の受信時刻の時間差を用いて移動局１０の測位を行ったが（ＴＤＯＡ方式）、これに限られない。例えば、測位の前に少なくとも前記基準基地局１１の時計４４と移動局１０の時計３１との時刻の同期を行うことができれば、電波の発信時刻と受信時刻から算出される電波の伝搬時間に基づいて移動局１０の測位を行うことができる（ＴＯＡ方式）。
【０１２２】
また、前述の実施例においては、図１０のステップＳＢ４およびＳＢ７において、全ての普通基地局からの応答があったか否かを判断したが、これに限られず、例えば移動局１０の測位に必要となる最小の普通基地局からの応答が合った場合にはこれらのステップの判断が肯定されるようにしてもよい。また、図１１のステップＳＣ４およびＳＣ７においても同様であり、基準基地局１１と移動局１０の測位に必要となる最小の普通基地局１２からの応答が合った場合にこれらのステップの判断が肯定されるようにしてもよい。
【０１２３】
また、前述の実施例においては、図１１のステップＳＣ５において、基準基地局１１から移動局１０に対し測位のための電波の発信命令が行われたが、これに限られない。すなわち、移動局１０に対して無線通信可能ないずれの基地局１１、１２から電波の発信命令が行われてもよく、測位サーバ１４によっていずれの基地局１１、１２から電波の発信命令が行われるかが定められればよい。
【０１２４】
また、前述の実施例においては、各基地局１１、１２と測位サーバ１４とは有線ケーブル５２により接続され通信可能とされていたが、このような態様にかぎられず、各基地局１１、１２と測位サーバ１４とが通信可能な状態とされていれば、その手段は限定されない。例えば、赤外線や、超音波、電波などにより各基地局１１、１２と測位サーバ１４とが通信可能にされてもよく、この場合、有線ケーブルで接続される必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の移動局測位システム８の構成の概要の一例を説明する図である。
【図２】本発明の移動局測位システム８の領域５に設けられる座標を説明する図である。
【図３】本発明の移動局の有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図４】本発明の基地局の有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図５】本発明の測位サーバの有する機能の概要を説明する機能ブロック図である。
【図６】基準基地局が発信する拡散符号列の一例と、その時間関係を説明する図である。
【図７】普通基地局が受信する拡散符号列の一例と、その時間関係を説明する図である。
【図８】測位部による測位の原理を説明する図である。
【図９】本発明の移動局測位システムによる測位における制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートにおいて実行される受信間隔算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートにおいて実行される測位ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の別の実施例における移動局測位システム８の構成の概要を説明する図であって、図１に対応する図である。
【図１３】本発明の別の実施例における移動局測位システム８の制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２６】
８：測位システム
１１：基準基地局
１２：普通基地局
１４：測位サーバ
５４：クロック速度比算出部
５６：時計ずれ算出部
５８：受信時刻補正部
６０：測位部
８０：詳細受信時刻検出部
８２：受信間隔算出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、
前記複数の基地局のうち、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する少なくとも１つの基準基地局と、
前記複数の基地局のうち、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する２以上の普通基地局と、
前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれの受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出手段と、
前記受信間隔算出手段によって算出された前記２つの拡散符号の前記普通基地局のそれぞれにおける受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出手段と、
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出手段と、
前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出手段によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出手段により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正手段と、
該受信時刻補正手段により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号の受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出手段と、
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出手段よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出手段と、を有し、
前記受信間隔算出手段は、前記オンライン受信時刻検出手段による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出手段を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位方法であって、
前記複数の基地局のうち少なくとも１つは、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する基準基地局であり、
前記複数の基地局のうち少なくとも２つは、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する普通基地局であり、
前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出工程と、
前記受信間隔算出工程によってそれぞれ算出された普通基地局のそれぞれにおける前記２つの拡散符号のそれぞれについての受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出工程と、
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と、前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出工程と、
前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出工程によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出工程により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正工程と、
該受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程と、
を有することを特徴とする移動局測位方法。
【請求項７】
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれること
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位方法。
【請求項８】
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号の受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出工程と、
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出工程と、を有し、
前記受信間隔算出工程は、前記オンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出工程によって検出すること、を特徴とする請求項６または７に記載の移動局測位方法。
【請求項９】
前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信すること
を特徴とする請求項６乃至８のいずれか１に記載の移動局測位方法。
【請求項１０】
前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信すること
を特徴とする請求項６乃至９のいずれか１に記載の移動局測位方法。
【請求項１】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、
前記複数の基地局のうち、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する少なくとも１つの基準基地局と、
前記複数の基地局のうち、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する２以上の普通基地局と、
前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれの受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出手段と、
前記受信間隔算出手段によって算出された前記２つの拡散符号の前記普通基地局のそれぞれにおける受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出手段と、
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出手段と、
前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出手段によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出手段により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正手段と、
該受信時刻補正手段により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。
【請求項２】
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号の受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出手段と、
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出手段よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出手段と、を有し、
前記受信間隔算出手段は、前記オンライン受信時刻検出手段による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出手段を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出手段によって検出すること、
を特徴とする請求項１または２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信すること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位方法であって、
前記複数の基地局のうち少なくとも１つは、２つの拡散符号を含む拡散符号列を１回発信する基準基地局であり、
前記複数の基地局のうち少なくとも２つは、該基準基地局から発信される前記拡散符号列を受信する普通基地局であり、
前記普通基地局のそれぞれが受信した拡散符号列に含まれる２つの拡散符号のそれぞれについての受信時刻を検出し、該検出された受信時刻に基づいて前記２つの拡散符号の受信間隔を算出する受信間隔算出工程と、
前記受信間隔算出工程によってそれぞれ算出された普通基地局のそれぞれにおける前記２つの拡散符号のそれぞれについての受信間隔と、前記基準基地局が前記２つの拡散符号を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比を算出するクロック速度比算出工程と、
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信時刻と、前記普通基地局のそれぞれによる前記拡散符号列の受信時刻と予め既知である前記基準基地局と前記普通基地局との距離とに基づいて、前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれを算出する時計ずれ算出工程と、
前記普通基地局のそれぞれが、該普通基地局のそれぞれの有する時計に基づいて算出した前記移動局からの電波を受信した受信時刻を、前記クロック速度比算出工程によって算出された前記普通基地局のそれぞれと前記基準基地局とのクロック速度の比と、前記時計ずれ算出工程により算出された前記基準基地局の時計に対する前記普通基地局のそれぞれの時計の時刻のずれとに基づいて、前記基準基地局の有する時計に基づいた時刻に補正する受信時刻補正工程と、
該受信時刻補正工程により補正された普通基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記基準基地局における移動局からの電波の受信時刻と、前記普通基地局および基準基地局の位置情報とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程と、
を有することを特徴とする移動局測位方法。
【請求項７】
前記基準基地局による前記拡散符号列の発信は、移動局による測位のための電波の発信に先立って行なわれること
を特徴とする請求項６に記載の移動局測位方法。
【請求項８】
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記拡散符号の受信に伴って行なうことにより前記電波の受信時刻を検出するオンライン受信時刻検出工程と、
受信した電波に含まれる拡散符号の同期検出処理を、前記オンライン受信時刻検出工程よりも詳細な精度により前記電波の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出工程と、を有し、
前記受信間隔算出工程は、前記オンライン受信時刻検出工程による検出結果に基づいて前記オフライン受信時刻検出工程を実行するオフライン検出実行区間を決定し、該オフライン検出実行区間において前記２つの拡散符号の受信時刻を前記オフライン受信時刻検出工程によって検出すること、を特徴とする請求項６または７に記載の移動局測位方法。
【請求項９】
前記基準基地局は、前記２つの拡散符号として同一もしくは相互に異なる拡散符号を発信すること
を特徴とする請求項６乃至８のいずれか１に記載の移動局測位方法。
【請求項１０】
前記基準基地局は、基準基地局ごとに異なる拡散符号を用いて、前記２つの拡散符号を含む拡散符号列を発信すること
を特徴とする請求項６乃至９のいずれか１に記載の移動局測位方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−５２９８２（Ｐ２００９−５２９８２Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１８９２０（Ｐ２００７−２１８９２０）
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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