移動局測位システム
【課題】システムに要求される測位精度と、前記拡散符号列の受信間隔の検出精度に応じて基地局どうしのクロック速度比検出の分解能を決定することの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。
【解決手段】受信間隔算出部８２（ＳＡ１）により、基準基地局が符号数（符号間隔）を決定して１回発信し各普通基地局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と基準基地局とのクロック速度比が算出され、時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により基準基地局の時計に対する各普通基地局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、各普通基地局における移動局からの電波の受信時刻が基準基地局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、基準基地局が符号数（符号間隔）を決定して１回発信し各普通基地局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と基準基地局とのクロック速度比が算出され、時計ずれ算出部５６（ＳＡ３）により基準基地局の時計に対する各普通基地局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、各普通基地局における移動局からの電波の受信時刻が基準基地局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移動局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、時計のクロック速度比や、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
【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の比（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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、実際のハードウェアにおいては、無線による信号の発信間隔の制御や受信間隔の検出は、その精度に限界がある。このような、発信間隔の制御や受信間隔の検出の精度に限界がある状況のもとでクロック速度比検出の精度を向上させる場合、発信間隔の制御および受信間隔の測定の精度がクロック速度比に及ぼす影響をいかに低減するかが問題となる。
【０００８】
ここで、クロック速度比の算出は、例えば発信側の無線局の複数の信号の発信間隔と、受信側の無線局の対応する複数の信号の受信間隔との比を取ることによって行なわれるものであり、かかる場合において、前記発信間隔を長くすれば、発信間隔の制御や受信間隔の検出の精度がクロック速度比に与える影響は相対的に低減され、クロック速度比の精度を向上させることができる。しかしながら、前記発信間隔を長くすると、クロック速度比の算出に要する時間が長大化するという問題がある。
【０００９】
一方、前記特許文献１においては、かかる点についての考慮がなく、特に、発信間隔の設定について「一定以上の時間をおいて」と記述するのみである。このように、最適な前記発信間隔を設定できない場合には、クロック速度比の算出に必要以上の時間を要するため、移動局の測位に要する時間が長大化することが考えられる。
【００１０】
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発信される信号である拡散符号列の符号数をシステムに要求される測位精度と、前記拡散符号列の受信間隔の検出精度に応じて決定することの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】
【００１１】
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、少なくとも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）前記基準基地局が発信する前記拡散符号列の内容を決定する送信符号列決定手段と、（ｅ）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少なくとも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少なくとも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、（ｆ）前記受信間隔算出手段によって算出された前記少なくとも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少なくとも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、（ｇ）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、（ｈ）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、（ｉ）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。
【００１２】
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、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号列と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含むことを特徴とする。
【００１３】
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しながら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、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも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。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記拡散符号は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、（ｂ）前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段によってその内容が決定された少なくとも２つの拡散符号を含む拡散符号列を前記基準基地局が１回発信し、前記受信間隔検出手段により、２以上の前記普通基地局がそれぞれ受信した少なくとも２つの拡散符号を含む拡散符号列に含まれる少なくとも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により、前記受信間隔検出手段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少なくとも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少なくとも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、前記測位手段により、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、前記送信符号列決定手段によってその内容が決定された前記拡散符号列に対応したクロック速度比が得られる。
【００１９】
また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含むものであるので、前記クロック速度比算出手段によってクロック速度比の算出に用いる少なくとも２つの拡散符号の間隔を前記間隔符号の数によって設定することができる。
【００２０】
また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記受信間隔算出手段は、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも２つの拡散符号の受信時刻を、前記拡散符号を受信しながら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詳細な精度により検出することができる。
【００２１】
また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない符号数の符号列が決定される。
【００２２】
また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含むので、前記クロック速度比算出手段によってクロック速度比の算出に用いられる少なくとも２つの拡散符号の間隔を前記所定の間隔を変更することによって設定することができる。また、前記２つの拡散符号の間は基準基地局は信号を発信することがなく、省電力化を行なうことができる。
【００２３】
また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない長さの符号列が決定される。
【００２４】
また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうので、前記受信間隔算出手段は、前記予告符号の受信に基づいて前記少なくとも２つの拡散符号の最初の拡散符号についてオフライン受信時刻検出手段による詳細な受信時刻の検出を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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】
【００２６】
図１は、本発明の移動局測位システムの構成の一例を示した図である。図１には、移動局１０が移動可能な領域のうち、後述する基地局１１、１２によって移動局１０の位置の検出（測位）を行なうことが可能な領域として測位可能領域５が表されている。また、前記測位可能領域５には、移動局１０と無線により通信を行なう基地局として、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、および第３普通基地局１２Ｃがそれぞれ設けられている。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。これは、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ためである。逆に言えば、前記測位可能領域５の何れの地点においても、少なくとも移動局１０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。本実施例においては、図１に示すように基準基地局１１および普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃがそれぞれ配置されている。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。なお、前記測位可能領域５には図１に示すように便宜上ｘ軸およびｙ軸による座標系が定義され、測位可能領域５上の点はこの座標によってその位置が特定されるようになっている。
【００２７】
図２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。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記移動局１０における無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９などの必要な作動が実行される。
【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、後述するオフライン受信時刻検出部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のオフライン受信時刻検出部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３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、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などを有する。また、基地局１１、１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記基地局１１、１２における無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などの必要な作動が実行される。
【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後述する測位サーバ１４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１１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１０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と同様に、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。この発信符号生成部７２は後述する符号数設定部５５とともに送信符号列決定手段に対応する。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、後述するオフライン受信時刻検出部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、この拡散符号生成部７４によって生成される２つの拡散符号の間に発信される間隔符号を生成する間隔符号生成部７５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とを有する。
【００４２】
このうち、拡散符号生成部７４は、後述するオフライン受信時刻検出部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、間隔符号生成部７５は、前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との間に送信される間隔符号を、後述する測位サーバ１４の符号数設定部５５によって設定された個数だけ生成する。すなわち、この間隔符号の数を変更することにより、前記拡散符号生成部７４が発信する拡散符号列における第１の拡散符号および第２の拡散符号の発信間隔を調整することができる。
【００４３】
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、その情報に基づき制御部３８は拡散符号生成部７４と予告符号生成部７６を制御する。
【００４４】
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。
【００４５】
図５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５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５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。
【００４６】
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 だけ前に発信される。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が発信される。さらに、間隔符号生成部７５によって設定された個数であるｍ個の間隔符号が送信された後、前記拡散符号生成部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 Tc とする。この発信時間差 Tc は、ｍ個の間隔符号と第２の拡散符号ＰＮ２を発信するのに要する時間であり、逆に言えば、間隔符号の個数（ｍ個）を増減させることによりこの発信時間差 Tc を変化させることができる。また、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻 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。
【００４７】
また、図５に示す拡散符号列において、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、好適には例えば同一の拡散符号が用いられる。
【００４８】
図３に戻って、オンライン受信時刻検出部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１１、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。このオンライン受信時刻検出部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。このオンライン受信時刻検出部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。
【００４９】
このとき、オンライン受信時刻検出部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、このオンライン受信時刻検出部７８がオンライン受信時刻検出手段に対応する。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。
【００５０】
オフライン受信時刻検出部８０は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を前記オンライン受信時刻検出部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オンライン受信時刻検出部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。このオフライン受信時刻検出部８０は、前記図示しない記憶装置に加え、前述のオンライン受信時刻検出部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、このオフライン受信時刻検出部８０がオフライン受信時刻検出手段に対応する。
【００５１】
このオフライン受信時刻検出部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は前記オンライン受信時刻検出部７８による受信時刻の検出を常時行うようにしておき、特にオフライン受信時刻検出部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、前記オンライン受信時刻検出部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オフライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０はオンライン受信時刻検出部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オフライン受信時刻検出部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。
【００５２】
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、オフライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部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。
【００５３】
図６は、前記基準基地局１１が発信する前記予告符号ＰＮ３、前記第１の拡散符号ＰＮ１および前記第２の拡散符号ＰＮ２を含む拡散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６においては、図５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、オンライン受信時刻検出部７８が予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、受信間隔算出部８２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 の経過後よりもマージン ma だけ前を始点とし、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 および基準基地局１１における第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の発信時間差 Tc の経過後よりもマージン ma だけ後を終点とする時間区間をオフライン受信時刻検出部８０による検出対象時間区間として設定する。すなわち、オフライン受信時刻検出部８０は Taq1 + p - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma において、高精度な受信時刻の検出を実行する。ここで、マージン ma は、第１の拡散符号ＰＮ１と、この第１の拡散符号ＰＮ１、ｍ個の間隔符号、および第２の拡散符号ＰＮ２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オフライン受信時刻検出部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。
【００５４】
図３に戻って受信間隔算出部８２は、前記オフライン受信時刻検出部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する。すなわち、前記オフライン受信時刻検出部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が受信間隔検出手段に対応する。
【００５５】
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。
【００５６】
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オフライン受信時刻検出部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１１、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。
【００５７】
また、時計４４は、基地局１１、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。
【００５８】
なお、図２および図３に示した移動局１０および基地局１１、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１１、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１１、１２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。
【００５９】
図４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、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、後述する基地局通信部５３、符号数設定部５５、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などにおける処理を実行するようになっている。
【００６０】
測位サーバ１４は、ケーブル５２を介して各基地局１１、１２と接続されており、基地局通信部５３、符号数設定部５５、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１１、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。
【００６１】
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に相当する。
【００６２】
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を基準としたオフライン受信時刻検出部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を基準としたオフライン受信時刻検出部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Tc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 )/ Tc …（１）
なお、この発信間隔Tcは、図５に示すように前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との間に、前記第１の拡散符号、第２の拡散符号とその符号長が同一のｍ個の間隔符号が発信される場合には、符号周期Tsを用いて、Ｔｃ＝（ｍ＋１）×Ｔｓと表される。
【００６３】
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に対応する。
【００６４】
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オフライン受信時刻検出部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。
【００６５】
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におけるオンライン受信時刻検出部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に対応する。
【００６６】
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、それぞれのオンライン受信時刻検出部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、各普通基地局１２ｉ（ｉ＝１，２，…）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１２ｉのオンライン受信時刻検出部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_m1bi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。
【００６７】
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。
【００６８】
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のオフライン受信時刻検出部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。
【００６９】
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、そのオフライン受信時刻検出部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。
【００７０】
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。
【００７１】
ところで、前記オンライン受信時刻検出部７８およびオフライン受信時刻検出部８０においてマッチドフィルタによる同期検出を行う場合、同期検出の精度（分解能）は受信信号のサンプリング周波数に依存する。すなわちサンプリング周波数が高いほど高い分解能で同期検出を行なうことが可能であり、前記オフライン受信時刻検出部８０においては前記オンライン受信時刻検出部７８よりも高い周波数においてサンプリングを行なうことにより精度のよい受信時刻の検出を行なっている。一方、普通基地局１２において基準基地局１１からの拡散符号列の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出部８０のサンプリングタイムをｆｓ［Ｈｚ］、ｆｃをチップレート［ｃｈｉｐ／ｓｅｃ］とすると、このときの前記オフライン受信時刻検出部８０における同期検出分解能は、ｆｃ／ｆｓ［ｃｈｉｐ／ｓａｍｐｌｅ］である。チップ周期は１／ｆｃ［ｓｅｃ／ｃｈｉｐ］であるので１／ｆｓ［ｓｅｃ／ｓａｍｐｌｅ］＝（ｆｃ／ｆｓ）×（１／ｆｃ）が検出可能な時間である。従って、クロック速度比算出部５４によって前述の式（１）のように定義されて得られる相対クロック精度rera_b0biは、次式（８）のようにも表される。
rera_b0bi＝( Tc ±( 1 ／ fs ))／ Tc ＝ 1 ±( 1 ／( Tc × fs )) …（８）
なお、Ｔｃ［ｓｅｃ］は図５に示すように、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差、すなわち符号間隔である。
【００７２】
一方、クロック速度比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉは、相対クロック精度の分解能ｒｐ［ｐｐｍ；ｐａｒｔ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ］（普通基地局１２の時計４４の、基準基地局１１の時計４４に対する精度であって、基準基地局１１の時計４４の時計が１００万クロック進む場合の普通基地局１２の時計４４のクロック数のずれとして算出される値）を用いて次の式（９）のようにも表される。
rera_b0bi＝１＋ｒｐ／１０６ …（９）
従って、前記式（８）および式（９）より、相対クロック精度の分解能ｒｐは以下のように得られる。
ｒｐ／１０６ ＝ １／（Ｔｃ×ｆｓ）
ｒｐ＝１０６／（Ｔｃ×ｆｓ）［ｐｐｍ］ …（１０）
この式（１０）は、例えばＴｃ＝１［ｍｓｅｃ］、ｆｓ＝５００［ＭＨｚ］の場合にはｒｐ＝２［ｐｐｍ］まで検出できることを表している。
【００７３】
前述のように、前記相対クロック精度の分解能ｒｐは式（１０）のように表されることから、Ｔｃが大きくなるほど前記相対クロック精度の分解能ｒｐが小さくなりより正確な測定が可能になることがわかる。具体的なシミュレーション結果を次に示す。本シミュレーションにおいては、普通基地局１２のオフライン受信時刻検出部８０においてはサンプリング周波数ｆｓが５［ＭＨｚ］によりサンプリングが行なわれている。また、送信側である基準基地局１１の時計４４のクロック精度は１００［ｒｐｍ］、受信側である普通基地局１２の時計４４のクロック精度は０［ｐｐｍ］である。したがって送信機が受信機に対して１００［ｐｐｍ］だけ早く時を刻む。
【００７４】
まず、符号間隔Ｔｃ＝符号周期Ｔｓ＝１．０２３［ｍｓｅｃ］である場合についてシミュレーションを行なう。これは例えば符号長が１０２３の拡散符号がチップ速度ｆｃ＝１［μｓｅｃ］で送信される場合において前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２とが連続して発信される場合に対応する。第１の拡散符号の同期検出による相関値がピークを生ずる時刻、すなわち受信時刻は１．０２３２×１０−３［ｓｅｃ］、第２の拡散符号の受信時刻は２．０４６４２×１０−３［ｓｅｃ］となる。したがって、クロック誤差がある場合の同期間隔は１．０２３×１０−３［ｓｅｃ］（＝２．０４６４２×１０−３−１．０２３２×１０−３）である。したがってこのときのクロック速度比はrera_b0bi＝１．０２３×１０−３／１．０２３×１０−３＝１となる。
【００７５】
続いて、符号間隔Ｔｃを２倍、すなわちＴｃ＝２×Ｔｓ＝２．０４６［ｍｓｅｃ］である場合についてシミュレーションを行なう。これは例えば符号長が１０２３の拡散符号がチップ速度ｆｃ＝１［μｓｅｃ］で送信される場合において前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に符号長が１０２３の間隔符号ＰＮ０が１つ発信される場合に対応する。この場合における第１の拡散符号の受信時刻は１．０２３２×１０−３［ｓｅｃ］、第２の拡散符号の受信時刻は３．０６９４×１０−３［ｓｅｃ］となる。したがって、クロック誤差がある場合の同期間隔は２．０４６２×１０−３［ｓｅｃ］（＝３．０６９４×１０−３−１．０２３２×１０−３）である。したがってこのときのクロック速度比はrera_b0bi＝２．０４６２×１０−３／２．０４６×１０−３＝１．００００９７７となる。これをクロック精度に換算すると、ｒｐ＝（１．００００９７７−１）×１０６＝９７．７［ｐｐｍ］となる。このように、クロック速度比の検出において同期間隔を測定する対象である第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の間に発信される間隔符号の数を増やすことなどにより符号間隔Ｔｃを大きくすることで、相対クロック精度の分解能ｒｐが向上し、これによりクロック速度比検出の分解能も向上し、より精度のよいクロック速度比rera_b0biの算出が可能となることが分かる。
【００７６】
しかしながら、クロック速度比の検出において同期間隔を測定する対象である第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の間に発信される間隔符号の数を必要以上に増やすと、同期検出に要する時間が長くなり、クロック速度比を得るための時間も長くなる。そのため、前記間隔符号の適当な数を決定することが必要となる。
【００７７】
一方、後述する図８のフローチャートにおいて説明するように、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、時計ずれ算出部５６による時計ずれの算出、および受信時刻補正部５８による各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻の補正、測位部６０による移動局１０の測位が一連の作動として行なわれるような場合には、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、時計ずれ算出部５６による時計ずれの算出が行なわれてから、受信時刻補正部５８による各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻の補正、測位部６０による移動局１０の測位が行なわれるまでの期間に応じて基地局間時計ずれ量は大きくなる。この基地局間時計ずれ量は、測位部６０による移動局１０の位置の測位に直接的に誤差を生ずる。逆に、移動局１０の測位に許容される誤差を決定すると、前記基地局間時計ずれ量の値の許容量が決定され、さらにこの基地局間時計ずれ量の許容量を達成するための相対クロック精度の分解能ｒｐも決定される。
【００７８】
かかる場合において、符号数設定部５５は、前記間隔符号生成部７５において生成される間隔符号の数を、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定する。この符号数設定部５５は、前記基準基地局１１の発信符号生成部７２とともに送信符号列決定手段に対応する。
【００７９】
具体的には、ＴＯＡ検出時のクロック速度比検出分解能をz[nsec]とした場合、ＴＯＡ検出時には移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１，１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間t[sec]が経過している。したがって、要求される相対クロック精度の分解能ｒｐ［ｐｐｍ］はその定義から、
rp ＝ ( z ×10-9 ／ t ) ／ ( 1.0 × 10-6 ) ＝ ( z ／ t ) × 10-3 …（１１）
である。一方、前記拡散符号列において前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との間に発信される間隔符号の数をｍ個とすると、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との符号間隔はＴｃ＝（ｍ＋１）×Ｔｓとなるので、相対クロック精度の分解能ｒｐは、前述の式（１０）を導出したのと同様にして、
ｒｐ＝（１／ｆｓ）／（（ｍ＋１）×Ｔｓ）×１０６ …（１２）
となる。この式（１１）および（１２）より、
（ｚ／ｔ）×１０−３＝（１／ｆｓ）／（（ｍ＋１）×Ｔｓ）×１０６
であるので、前記間隔符号の数ｍは
ｍ＝（ｔ×１０９）／（ｆｓ×Ｔｓ×ｚ）−１ …（１３）
のように求まる。このように、符号数設定部５５は、前記間隔符号生成部７５において生成される間隔符号の数ｍを、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度であるサンプリングレートｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定している。
【００８０】
例えば、測位の要求仕様として、誤差を３０［ｃｍ］以内であることを満たすためにはＴＯＡ検出時のクロック速度比検出分解能ｚを１［ｎｓｅｃ］程度とする必要がある。基地局間時間ずれ検出からＴＯＡ検出までに要する時間を０．１［ｓｅｃ］とした場合の間隔符号の数ｍは、
ｍ＝（０．１×１０９）／（５００×１０６×０．００１０２３×１）−１＝１９９
となる。これは基準基地局１１が発信する拡散符号列として、第１の拡散符号ＰＮ１に続き、１９９個の間隔符号、そして第２の拡散符号ＰＮ２の順で発信されるようにこれらを含むものであればよいことを意味している。また、このときのクロック速度比rera_b0biの検出に必要な時間は０．２０５６２３［ｓｅｃ］（＝０．００１０２３×２０１）となる。
【００８１】
図４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。
【００８２】
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を含む。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、オンライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０による検出対象時間区間を決定し、この区間においてオフライン受信時刻検出部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。
【００８３】
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が測位手段に対応する。
【００８４】
例えば、図７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のオフライン受信時刻検出部８０によりそれぞれ、時刻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により、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。
【００８５】
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７において各基地局１１、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，
（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２＝（ｃ×（TOA_m1b3−ｔ０）＋ｓ）２ …（１４）
となる。ただしｓ＝Δｔ×ｃである。また、図７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（１４）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（１４）が式（１５）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（１５）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７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。
【００８６】
図４に戻って、制御部５９は、基地局通信部５３、測位部６０などの作動を制御するものである。また測位結果出力部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。
【００８７】
図８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。
【００８８】
図９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。まず測位サーバ１４の符号数設定部５５に対応するＳＢ１においては、（１）時計ずれ算出部５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、（２）前記クロック速度比算出部５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて、例えば前記式（１３）により後述するＳＢ７において発信される拡散符号列における間隔符号の数が決定される。
【００８９】
続いてＳＢ２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ＳＢ３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ＳＢ４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ＳＢ２の探索が続けられる。
【００９０】
ＳＢ４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ＳＢ５においては、ＳＢ４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ＳＢ６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、ＳＢ４における受信命令の送信が再度行われる。
【００９１】
ＳＢ６においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、前記ＳＢ２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ＳＢ７においては、ＳＢ６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ＳＢ１で決定された個数の間隔符号、さらに第２の拡散符号ＰＮ２が順次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。
【００９２】
普通基地局１２の無線通信部３４、信号処理部３６、オンライン受信時刻検出部７８などに対応するＳＢ８においては、ＳＢ７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ＳＢ９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ＳＢ６乃至ＳＢ８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。
【００９３】
オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２などに対応するＳＢ９においては、前記ＳＢ７において基準基地局１１から発信され、ＳＢ８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 - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma 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。
【００９４】
図８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Ｔｃ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図１０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９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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
基地局１１、１２の無線通信部３４、信号処理部３６、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部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。
【０１０２】
オンライン同期検出部７８、オフライン受信時刻検出部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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
前述の実施例によれば、前記送信符号列決定手段に対応する発信符号生成部７２および符号数設定部５５によってその内容が決定された第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２を含む拡散符号列を基準基地局１１が１回発信し、前記受信間隔検出手段としてのオンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０および受信間隔算出部８２により、２以上の普通基地局１２がそれぞれ受信した拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２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第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段に対応するクロック速度比算出部５４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における前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の受信間隔と、前記基準基地局１１が前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局１２のそれぞれと前記基準基地局１１とのクロック速度の比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉがそれぞれ算出され、前記時計ずれ算出手段に対応する時計ずれ算出部５６により、前記基準基地局１１による前記拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１または第２の拡散符号ＰＮ２の発信時刻と前記普通基地局１２のそれぞれによる前記拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１または第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻とに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４に対する前記普通基地局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に対応する受信時刻補正部５８により、前記普通基地局１２のそれぞれにより、該普通基地局１２のそれぞれの有する時計４４に基づいて算出された前記移動局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ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉと前記基準基地局１１の時計４４に対する前記普通基地局１２のそれぞれの時計４４の時刻のずれとに基づいて前記基準基地局１１の有する時計４４に基づいた時刻に補正され、前記測位手段に対応する測位部６０により、該受信時刻補正部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、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、前記普通基地局１１および基地局１１、１２の位置情報とに基づいて前記移動局１０の位置が推定されるので、前記符号数設定部５５によってその内容が決定された前記拡散符号列に対応したクロック速度比が得られ、得られたクロック速度比によってより精度のよい移動局１０の測位が可能となる。
【０１０６】
また、前述の実施例によれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２と、この第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の間に１つ以上の間隔符号を含むものであるので、前記クロック速度比算出部５４によってクロック速度比の算出に用いる第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の符号の発信間隔を前記間隔符号の数によって設定することができる。
【０１０７】
また、前述の実施例によれば、前記送信符号列決定手段に対応する発信符号生成部７２および符号数設定部５５は、前記間隔符号の数を、（１）時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度ｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない符号数の符号列が決定される。
【０１０８】
また、前述の実施例によれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２よりも所定時間だけ前に発信される予告符号ＰＮ３を含み、前記受信間隔算出部８２は、該予告符号ＰＮ３を受信した場合にはオンライン受信時刻検出部７８からオフライン受信時刻検出部８０に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうので、前記受信間隔算出手段は、前記予告符号の受信に基づいて前記少なくとも２つの拡散符号の最初の拡散符号についてオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出を行なうことができる。
【０１０９】
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】
【０１１０】
前述の実施例１においては、受信間隔算出部８２は、前記第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を、前記オンライン受信時刻検出部７８よりも精度のよい検出が可能な前記オフライン受信時刻検出部８０により行なうため、前記予告符号ＰＮ３を前記オンライン受信時刻検出部７８により検出すると、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐ、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差Ｔｃ、およびマージンｍａの値に基づいて、具体的には Taq1 + p - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma からなる時間区間において、オフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出を実行した。
【０１１１】
本実施例は、前記時間区間に基づく受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出の実行に代えて行なわれる、受信時刻算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出の実行についての別の制御作動に関するものである。なお、本実施例においても、移動局測位システム８としては前述の実施例１の場合と同様に図１に示す構成を有し、また、移動局１０、基地局１１および１２、測位サーバ１４の構成も実施例１の場合と同様にそれぞれ図２乃至図４の機能ブロック図によって表される。また、後述する受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻算出部８０の実行に関する制御作動以外については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１１２】
前述のように、基準基地局１１から発信される拡散符号列は図５に示すようにされており、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間には、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の何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されており、その個数は予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間隔がｐ（ｓｅｃ）となるように決定されている。この予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に発信される符号を予告間隔符号とし、その個数をｎ個とする。また、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間には、前記符号数設定部５５によって設定された個数の間隔符号が、例えばｍ個送信されることとなっている。
【０１１３】
かかる場合において、受信間隔算出部８２は、オフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出しようとす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の前に送信される予告間隔符号および間隔符号を受信した数に基づいて、オフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出を実行する。すなわち、前記予告間隔符号および間隔符号の数が既知であることから、既に受信した前記予告間隔符号および間隔符号の数に基づいてオフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出の実行を開始することにより、オフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出しようとす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を受信する場合にのみオフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出を実行することができ、演算回数の増加に伴って前記オンライン受信時刻検出部７８よりも消費電力の大きいオフライン受信時刻検出部８０の実行時間を限定することにより、普通基地局１２の消費電力を低減することができる。
【０１１４】
図１１は普通基地局１２において受信する拡散符号列と前記オンライン受信時刻検出部７８による同期検出、および受信間隔算出部８２によって実行されるオフライン受信時刻検出部８０による同期検出の様子を同一の時間軸において表したものであり、図１１においては右から左に向かって時間軸が設けられている。すなわち、左へいくほど時間が経過している。
【０１１５】
図１１に示すように、オンライン受信時刻検出部７８は常に同期検出を実行している。予告符号ＰＮ３のレプリカ符号との同期検出により予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、予告符号ＰＮ３に続く予告間隔符号の同期検出を行なう。そして、検出した予告間隔符号の数を計測（カウント）する。図１１には、オンライン受信時刻検出部７８による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されている。前述のように相関値がピークとなった時点が拡散符号の受信時刻であり、オンライン受信時刻検出部７８により検出された予告間隔符号の数が併記されている。一方、受信間隔算出部８２は、オンライン受信時刻検出部７８により同期が検出された、すなわち受信された予告間隔符号の個数が、その全体の数であるｎ個よりも１つ少ない（ｎ−１）個となった場合に、オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の同期検出を開始する。すなわち、前述のようにオフライン受信時刻検出部８０による詳細な同期検出を行なうため、受信した拡散符号を図示しない記憶装置への記憶を開始し、記憶された拡散符号に対する高精度な同期検出を開始する。そして、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出は、第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を検出するまで実行される。図１１においては、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の結果として、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されると共に、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の非実行時は破線で表されている。
【０１１６】
一方、引き続き実行されているオンライン受信時刻検出部７８は、第１の拡散符号ＰＮ１のレプリカ符号との同期検出により第１の拡散符号ＰＮ１の受信を検出すると、第１の拡散符号ＰＮ１に続く間隔符号の同期検出を行なう。そして、検出した予告間隔符号の数を計測する。前述の予告間隔符号の場合と同様に、図１１には、オンライン受信時刻検出部７８による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されており、また、オンライン受信時刻検出部７８により検出された間隔符号の数が併記されている。一方、受信間隔算出部８２は、オンライン受信時刻検出部７８により同期が検出された、すなわち受信された間隔符号の個数が、その全体の数であるｍ個よりも１つ少ない（ｍ−１）個となった場合に、オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の同期検出を開始する。前述の第１の拡散符号ＰＮ１の同期検出の場合と同様に、オフライン受信時刻検出部８０による詳細な同期検出を行なうため、受信した拡散符号を図示しない記憶装置への記憶を開始し、記憶された拡散符号に対する高精度な同期検出を開始する。そして、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出は、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を検出するまで実行される。
【０１１７】
図１２は本実施例における各普通基地局１２の拡散符号列の受信における制御作動を説明するルーチンであり、図９の受信間隔算出ルーチンにおけるステップＳＢ８において実施例１での制御作動に代えて実行されるものである。
【０１１８】
ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＤ１乃至ＳＤ３はオンライン受信時刻検出部７８に対応するステップである。まず、ＳＤ１においては、受信波を受信するのに伴って行なう同期検出であるオンライン受信時刻検出処理の実行が開始させられる。そして、ＳＤ２においては、ＳＤ１において開始させられたオンライン受信時刻検出処理により、拡散符号列の一部である予告符号ＰＮ３の受信が検出される。
【０１１９】
続くＳＤ３においては、拡散符号列において予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に受信される予告間隔符号の受信が検出され、受信された予告間隔符号の数が計測（カウント）される。そして、受信間隔算出部８２に対応するＳＤ４においては、ＳＤ３において計測された受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個となったか否かが判断される。受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個となった場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５以降が実行される。一方、受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個に未だ達していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＤ３がくり返し実行され、予告間隔符号の受信が行なわれる。
【０１２０】
オフライン受信時刻検出部８０に対応するＳＤ５においては、第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を高精度で行なうため、受信波に含まれる拡散符号が記憶装置にいったん記憶され、その後記憶された拡散符号に対し、オンライン受信時刻検出処理よりも詳細な（高頻度による）同期検出であるオフライン受信時刻検出処理が実行される。このＳＤ５におけるオフライン受信時刻検出処理は第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を検出するまで実行され、その後終了させられる。
【０１２１】
ＳＤ６およびＳＤ７はオンライン受信時刻検出部７８に対応するステップである。このうち、ＳＤ６においては、第１の拡散符号ＰＮ１を受信したことに伴って、ＳＤ３において予告間隔符号を計測していたカウンタが０とされる。そして、続くＳＤ７においては、ＳＤ３において予告間隔符号に対して行なったのと同様にして、拡散符号列において第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に受信される間隔符号の受信が検出され、受信された間隔符号の数が計測（カウント）される。そして、受信間隔算出部８２に対応するＳＤ４においては、ＳＤ８と同様に、ＳＤ７において計測された受信された間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個となったか否かが判断される。受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個となった場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ９以降が実行される。一方、受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個に未だ達していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＤ７がくり返し実行され、予告間隔符号の受信が行なわれる。
【０１２２】
オフライン受信時刻検出部８０に対応するＳＤ９においては、ＳＤ５において第１の拡散符号ＰＮ１について行なったのと同様に、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を高精度で行なうため、受信波に含まれる拡散符号が記憶装置にいったん記憶され、その後記憶された拡散符号に対し、オンライン受信時刻検出処理よりも詳細な同期検出であるオフライン受信時刻検出処理が実行される。このＳＤ９におけるオフライン受信時刻検出処理は第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を検出するまで実行され、その後終了させられる。そして、ＳＤ１０においては、第２の拡散符号ＰＮ２を受信したことに伴って、ＳＤ７において間隔符号を計測していたカウンタが０とされて本ルーチンが終了させられる。このようにして、各普通基地局１２における第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻が検出される。
【０１２３】
また、前述の実施例によれば、前記受信間隔算出部８２は、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段に対応するオンライン受信時刻検出部７８と前記オフライン受信時刻検出手段に対応するオフライン受信時刻検出部８０とを切り換え、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を、前記拡散符号を受信しながら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前記オンライン受信時刻検出部７８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の受信時刻を詳細な精度により検出することができる。
【実施例３】
【０１２４】
前述の実施例１においては、前記発信符号生成部７２が生成する拡散符号列においては、例えば図５に示すように、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が発信されているように拡散符号列が生成された。特に、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃは、符号数設定部５５によって設定される数だけ間隔符号生成部７５によって生成される間隔符号によって設定された。
【０１２５】
本実施例は、前記発信符号生成部７２による図５に示すような拡散符号列の生成に代えて行なわれる、発信符号生成部７２による前記拡散符号列の生成についての別の制御作動に関するものである。なお、本実施例においても、測位システム８としては前述の実施例１の場合と同様に図１に示す構成を有し、また、移動局１０、基地局１１および１２、測位サーバ１４の構成も実施例１の場合と同様にそれぞれ図２乃至図４の機能ブロック図によって表される。また、後述する発信符号生成部７２による拡散符号列の生成に関する制御作動以外については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１２６】
前述の実施例１においては、前記符号数設定部５５は、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間における間隔符号の数ｍは、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度であるサンプリングレートｆｓ、に基づいて、前記式（１３）
ｍ＝（ｔ×１０９）／（ｆｓ×Ｔｓ×ｚ）−１ …（１３）
を用いて算出した。しかしながら、この間隔符号の数ｍは、第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃを間隔符号を用いて表現する場合におけるパラメータに過ぎず、本来的には、基地局間時計ずれを検出してからｔ［ｓｅｃ］後の基地局間時計ずれ量をｚ［ｎｓｅｃ］とした場合に要求される相対クロック精度の分解能ｒｐを表す式（１２）を満たすために必要となる第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃ（＝（ｍ＋１）×Ｔｓ）を算出したことに意味がある。
【０１２７】
すなわち、第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃ（＝（ｍ＋１）×Ｔｓ）とすることができれば、その発信間隔の間に前記間隔符号が存在する必要はない。そこで、本実施例においては、間隔符号生成部７５は、符号数設定部５５において設定された間隔符号を発信するのに相当する時間を算出する。そして、発信符号生成部７２は、第１の拡散符号ＰＮ１を発信後、間隔符号設定部７５において算出された間隔符号を発信するのに相当する時間だけ発信を行なわず、その間隔符号を発信するのに相当する時間の経過後第２の拡散符号ＰＮ２を発信するような拡散符号列を生成する。例えば、前記間隔符号を発信するのに相当する時間は符号を全て０とするなどの方法によって拡散符号列を生成する。
【０１２８】
また、前述の実施例においては、発信符号生成部７２は、予告符号生成部７６によって生成される予告符号ＰＮ３を第１の拡散符号ＰＮ１よりも測位システム８により予め定められた所定時間だけ先に発信されるように拡散符号列を生成した。そして、この所定時間の間は例えば図５に示すように、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の何れでもない拡散符号ＰＮ０を複数個設けることによって設定された。一方、本実施例においては、発信符号生成部７２は、前述の間隔符号の場合と同様に、予告符号ＰＮ３の発信後、前記所定時間の間は発信を行なわず、前記所定時間の経過後に第１の拡散符号ＰＮ１が発信するような拡散符号列を生成する。例えば、前記間隔符号を発信するのに相当する時間は符号を全て０とするなどの方法によって拡散符号列を生成する。
【０１２９】
図１３は本実施例において基準基地局１１における発信符号生成部７２によって生成される拡散符号列の一例を示した図である。図１３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１３において、前記予告符号ＰＮ３と前記第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐ、および、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差Ｔｃに相当する時間は、拡散符号が発信されないようになっている。
【０１３０】
前述の実施例３によれば、前記拡散符号列は、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号と、該前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔Ｔｓとを含むので、前記クロック速度比算出部５４によってクロック速度比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉの算出に用いられる前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の間隔を前記所定の間隔Ｔｓを変更することによって設定することができる。また、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の発信時間差Ｔｓの間は基準基地局は信号を発信することがなく、省電力化を行なうことができる。
【０１３１】
また、前述の実施例３によれば、前記発信符号生成部７２は、前記所定の間隔を、（１）時計ずれ算出部５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度ｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない長さの符号列が決定される。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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３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。
【０１３４】
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はオフライン受信時刻検出部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、オンライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０がなくても一定の効果が生ずる。
【０１３５】
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のオフライン受信時刻検出部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測位サーバ１４を介して普通基地局１２へ送信される。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
また、前述の実施例においては、図９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１０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。
【０１３９】
また、前述の実施例においては、図１０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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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は、その拡散符号列を受信する普通基地局１２のオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号として第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の２つを含むものとされたが、これに限られず、前記オフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号として３以上の拡散符号を送信するようにすることもできる。この場合、例えば、発信符号生成部７２は、前記オフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号を予め定められた所定の間隔で連続して発信するような拡散符号列を生成し、測位サーバ１４や普通基地局１２において何れの拡散符号をオフライン受信時刻検出部８０の検出対象とするかを決定するようにしてもよい。
【０１４２】
また、前述の実施例２においては、受信間隔算出部８２は、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｎ個）予告間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された予告間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ２〜４）オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ５）とともに、同様に、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｍ個）間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ７〜８）オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ９）ようにしたが、このような態様に限られない。すなわち、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｎ個）予告間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された予告間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ２〜４）オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ５）した後は、その後第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を完了するまでオフライン受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行なってもよい。また、予告符号ＰＮ３を受信した後、前記予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間の所定の時間間隔ｐに基づいてオフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始するとともに、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｍ個）間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ７〜８）オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ９）。すなわち、実施例２において、受信間隔算出部８２によって開始されるオフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出は、第１の拡散符号ＰＮ１あるいは第２の拡散符号ＰＮ２のいずれか一方の検出にのみ適用することも可能である。
【０１４３】
前述のように、移動局１０の発信符号生成部２９が測位のために基地局１１、１２に対し発信する拡散符号列も、予告符号とオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号、およびその間における所定の数の予告間隔符号とを含む拡散符号列とすることが可能である。この場合には、前述の実施例２における受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による検出の開始方法を用いることができる。すなわち、移動局１０から発信される拡散符号列を受信する基地局１１、１２においては、前記拡散符号列のうち、予告符号をオンライン受信時刻検出部７８において受信時刻の検出をした後、予告符号に続いて受信される所定の個数の予告間隔符号をオンライン受信時刻検出部７８において受信時刻の検出を行なうと共に、検出した予告間隔符号の個数を計測する。そして、例えば、予告間隔符号の総数よりも１だけ少ない数だけ予告間隔符号を検出した場合には、オフライン受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を開始し、その後に受信する測位のための拡散符号の受信時刻をオフライン受信時刻検出部８０により検出する。このようにすれば、測位のために用いられる拡散符号の受信時刻を正確に検出することができるので、移動局１０の測位を正確に行なうことができるとともに、計算量の増加に伴って消費電力が大きいオフライン受信時刻検出部８０の実行を前記測位のために用いられる拡散符号の受信の前後においてのみに限定できることから、基地局１１、１２の省電力化を図ることができる。
【０１４４】
また、前述のように、移動局１０の発信符号生成部２９が測位のために基地局１１、１２に対し発信する拡散符号も、予告符号とオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号、およびその間における所定の数の予告間隔符号とを含む拡散符号列とすることが可能であるとされたが、これに限られず、前記所定の数の予告間隔符号の発信に代えて、その所定の数の予告間隔符号の発信に要する時間に相当する時間だけ、何も発信しないような拡散符号列とすることができる。このようにすれば、前記所定の数の予告間隔符号の発信に要する時間に相当する時間においては移動局１０は電波を発信しないことから移動局１０の省電力化を図ることができる。
【０１４５】
なお、前述の実施例においては、移動局１０が２次元平面を移動する場合の測位の例について示したが、これに限られず、移動局１０が３次元空間を移動する場合も同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【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３】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４】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５】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６】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７】測位部による測位の原理を説明する図である。
【図８】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９】図８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１０】図８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１１】本発明の別の実施例における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って、図５に対応する図である。
【図１２】本発明の別の実施例における各普通基地局の拡散符号列の受信における制御作動を説明するルーチンであり、図９の受信間隔算出ルーチンにおけるステップＳＢ８に代えて実行されるものである。
【図１３】本発明の別の実施例における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って、図６に対応する図である。
【符号の説明】
【０１４７】
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
５５：符号数設定部
５６：時計ずれ算出部
５８：受信時刻補正部
６０：測位部
７２：発信符号生成部
７５：間隔符号生成部
８０：オンライン受信時刻検出部
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移動局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、時計のクロック速度比や、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
【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の比（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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、実際のハードウェアにおいては、無線による信号の発信間隔の制御や受信間隔の検出は、その精度に限界がある。このような、発信間隔の制御や受信間隔の検出の精度に限界がある状況のもとでクロック速度比検出の精度を向上させる場合、発信間隔の制御および受信間隔の測定の精度がクロック速度比に及ぼす影響をいかに低減するかが問題となる。
【０００８】
ここで、クロック速度比の算出は、例えば発信側の無線局の複数の信号の発信間隔と、受信側の無線局の対応する複数の信号の受信間隔との比を取ることによって行なわれるものであり、かかる場合において、前記発信間隔を長くすれば、発信間隔の制御や受信間隔の検出の精度がクロック速度比に与える影響は相対的に低減され、クロック速度比の精度を向上させることができる。しかしながら、前記発信間隔を長くすると、クロック速度比の算出に要する時間が長大化するという問題がある。
【０００９】
一方、前記特許文献１においては、かかる点についての考慮がなく、特に、発信間隔の設定について「一定以上の時間をおいて」と記述するのみである。このように、最適な前記発信間隔を設定できない場合には、クロック速度比の算出に必要以上の時間を要するため、移動局の測位に要する時間が長大化することが考えられる。
【００１０】
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発信される信号である拡散符号列の符号数をシステムに要求される測位精度と、前記拡散符号列の受信間隔の検出精度に応じて決定することの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】
【００１１】
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、少なくとも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）前記基準基地局が発信する前記拡散符号列の内容を決定する送信符号列決定手段と、（ｅ）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少なくとも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少なくとも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、（ｆ）前記受信間隔算出手段によって算出された前記少なくとも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少なくとも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、（ｇ）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、（ｈ）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、（ｉ）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。
【００１２】
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、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号列と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含むことを特徴とする。
【００１３】
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しながら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、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも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。
【００１４】
また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、前記拡散符号は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、（ｂ）前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段によってその内容が決定された少なくとも２つの拡散符号を含む拡散符号列を前記基準基地局が１回発信し、前記受信間隔検出手段により、２以上の前記普通基地局がそれぞれ受信した少なくとも２つの拡散符号を含む拡散符号列に含まれる少なくとも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により、前記受信間隔検出手段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少なくとも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少なくとも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、前記測位手段により、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、前記送信符号列決定手段によってその内容が決定された前記拡散符号列に対応したクロック速度比が得られる。
【００１９】
また、請求項２にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含むものであるので、前記クロック速度比算出手段によってクロック速度比の算出に用いる少なくとも２つの拡散符号の間隔を前記間隔符号の数によって設定することができる。
【００２０】
また、請求項３にかかる移動局測位システムによれば、前記受信間隔算出手段は、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも２つの拡散符号の受信時刻を、前記拡散符号を受信しながら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詳細な精度により検出することができる。
【００２１】
また、請求項４にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない符号数の符号列が決定される。
【００２２】
また、請求項５にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含むので、前記クロック速度比算出手段によってクロック速度比の算出に用いられる少なくとも２つの拡散符号の間隔を前記所定の間隔を変更することによって設定することができる。また、前記２つの拡散符号の間は基準基地局は信号を発信することがなく、省電力化を行なうことができる。
【００２３】
また、請求項６にかかる移動局測位システムによれば、前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない長さの符号列が決定される。
【００２４】
また、請求項７にかかる移動局測位システムによれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうので、前記受信間隔算出手段は、前記予告符号の受信に基づいて前記少なくとも２つの拡散符号の最初の拡散符号についてオフライン受信時刻検出手段による詳細な受信時刻の検出を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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】
【００２６】
図１は、本発明の移動局測位システムの構成の一例を示した図である。図１には、移動局１０が移動可能な領域のうち、後述する基地局１１、１２によって移動局１０の位置の検出（測位）を行なうことが可能な領域として測位可能領域５が表されている。また、前記測位可能領域５には、移動局１０と無線により通信を行なう基地局として、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、および第３普通基地局１２Ｃがそれぞれ設けられている。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。これは、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ためである。逆に言えば、前記測位可能領域５の何れの地点においても、少なくとも移動局１０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。本実施例においては、図１に示すように基準基地局１１および普通基地局１２Ａ乃至１２Ｃがそれぞれ配置されている。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。なお、前記測位可能領域５には図１に示すように便宜上ｘ軸およびｙ軸による座標系が定義され、測位可能領域５上の点はこの座標によってその位置が特定されるようになっている。
【００２７】
図２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。また、移動局１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記移動局１０における無線通信部２６、信号処理部２８、制御部３０、時計３１、発信符号生成部２９などの必要な作動が実行される。
【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、後述するオフライン受信時刻検出部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のオフライン受信時刻検出部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３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、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などを有する。また、基地局１１、１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記基地局１１、１２における無線通信部３４、信号処理部３６、制御部３８、時計４４、発信符号生成部７２、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２、制御信号生成部３７などの必要な作動が実行される。
【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後述する測位サーバ１４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１１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１０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と同様に、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。この発信符号生成部７２は後述する符号数設定部５５とともに送信符号列決定手段に対応する。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、後述するオフライン受信時刻検出部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、この拡散符号生成部７４によって生成される２つの拡散符号の間に発信される間隔符号を生成する間隔符号生成部７５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とを有する。
【００４２】
このうち、拡散符号生成部７４は、後述するオフライン受信時刻検出部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、間隔符号生成部７５は、前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との間に送信される間隔符号を、後述する測位サーバ１４の符号数設定部５５によって設定された個数だけ生成する。すなわち、この間隔符号の数を変更することにより、前記拡散符号生成部７４が発信する拡散符号列における第１の拡散符号および第２の拡散符号の発信間隔を調整することができる。
【００４３】
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、その情報に基づき制御部３８は拡散符号生成部７４と予告符号生成部７６を制御する。
【００４４】
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。
【００４５】
図５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５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５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。
【００４６】
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 だけ前に発信される。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が発信される。さらに、間隔符号生成部７５によって設定された個数であるｍ個の間隔符号が送信された後、前記拡散符号生成部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 Tc とする。この発信時間差 Tc は、ｍ個の間隔符号と第２の拡散符号ＰＮ２を発信するのに要する時間であり、逆に言えば、間隔符号の個数（ｍ個）を増減させることによりこの発信時間差 Tc を変化させることができる。また、第１の拡散符号ＰＮ１の発信完了時刻 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。
【００４７】
また、図５に示す拡散符号列において、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、好適には例えば同一の拡散符号が用いられる。
【００４８】
図３に戻って、オンライン受信時刻検出部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１１、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。このオンライン受信時刻検出部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。このオンライン受信時刻検出部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。
【００４９】
このとき、オンライン受信時刻検出部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、このオンライン受信時刻検出部７８がオンライン受信時刻検出手段に対応する。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。
【００５０】
オフライン受信時刻検出部８０は、基地局１１、１２が受信した電波の受信時刻を前記オンライン受信時刻検出部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オンライン受信時刻検出部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。このオフライン受信時刻検出部８０は、前記図示しない記憶装置に加え、前述のオンライン受信時刻検出部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、このオフライン受信時刻検出部８０がオフライン受信時刻検出手段に対応する。
【００５１】
このオフライン受信時刻検出部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は前記オンライン受信時刻検出部７８による受信時刻の検出を常時行うようにしておき、特にオフライン受信時刻検出部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、前記オンライン受信時刻検出部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オフライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０はオンライン受信時刻検出部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オフライン受信時刻検出部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。
【００５２】
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、オフライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部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。
【００５３】
図６は、前記基準基地局１１が発信する前記予告符号ＰＮ３、前記第１の拡散符号ＰＮ１および前記第２の拡散符号ＰＮ２を含む拡散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６においては、図５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、オンライン受信時刻検出部７８が予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、受信間隔算出部８２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 の経過後よりもマージン ma だけ前を始点とし、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 および基準基地局１１における第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の発信時間差 Tc の経過後よりもマージン ma だけ後を終点とする時間区間をオフライン受信時刻検出部８０による検出対象時間区間として設定する。すなわち、オフライン受信時刻検出部８０は Taq1 + p - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma において、高精度な受信時刻の検出を実行する。ここで、マージン ma は、第１の拡散符号ＰＮ１と、この第１の拡散符号ＰＮ１、ｍ個の間隔符号、および第２の拡散符号ＰＮ２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オフライン受信時刻検出部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。
【００５４】
図３に戻って受信間隔算出部８２は、前記オフライン受信時刻検出部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する。すなわち、前記オフライン受信時刻検出部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が受信間隔検出手段に対応する。
【００５５】
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。
【００５６】
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オフライン受信時刻検出部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１１、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。
【００５７】
また、時計４４は、基地局１１、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。
【００５８】
なお、図２および図３に示した移動局１０および基地局１１、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１１、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１１、１２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。
【００５９】
図４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、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、後述する基地局通信部５３、符号数設定部５５、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などにおける処理を実行するようになっている。
【００６０】
測位サーバ１４は、ケーブル５２を介して各基地局１１、１２と接続されており、基地局通信部５３、符号数設定部５５、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１１、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。
【００６１】
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に相当する。
【００６２】
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を基準としたオフライン受信時刻検出部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を基準としたオフライン受信時刻検出部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Tc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 )/ Tc …（１）
なお、この発信間隔Tcは、図５に示すように前記第１の拡散符号と第２の拡散符号との間に、前記第１の拡散符号、第２の拡散符号とその符号長が同一のｍ個の間隔符号が発信される場合には、符号周期Tsを用いて、Ｔｃ＝（ｍ＋１）×Ｔｓと表される。
【００６３】
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に対応する。
【００６４】
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オフライン受信時刻検出部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。
【００６５】
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におけるオンライン受信時刻検出部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に対応する。
【００６６】
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、それぞれのオンライン受信時刻検出部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、各普通基地局１２ｉ（ｉ＝１，２，…）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１２ｉのオンライン受信時刻検出部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_m1bi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。
【００６７】
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。
【００６８】
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のオフライン受信時刻検出部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。
【００６９】
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、そのオフライン受信時刻検出部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。
【００７０】
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。
【００７１】
ところで、前記オンライン受信時刻検出部７８およびオフライン受信時刻検出部８０においてマッチドフィルタによる同期検出を行う場合、同期検出の精度（分解能）は受信信号のサンプリング周波数に依存する。すなわちサンプリング周波数が高いほど高い分解能で同期検出を行なうことが可能であり、前記オフライン受信時刻検出部８０においては前記オンライン受信時刻検出部７８よりも高い周波数においてサンプリングを行なうことにより精度のよい受信時刻の検出を行なっている。一方、普通基地局１２において基準基地局１１からの拡散符号列の受信時刻を検出するオフライン受信時刻検出部８０のサンプリングタイムをｆｓ［Ｈｚ］、ｆｃをチップレート［ｃｈｉｐ／ｓｅｃ］とすると、このときの前記オフライン受信時刻検出部８０における同期検出分解能は、ｆｃ／ｆｓ［ｃｈｉｐ／ｓａｍｐｌｅ］である。チップ周期は１／ｆｃ［ｓｅｃ／ｃｈｉｐ］であるので１／ｆｓ［ｓｅｃ／ｓａｍｐｌｅ］＝（ｆｃ／ｆｓ）×（１／ｆｃ）が検出可能な時間である。従って、クロック速度比算出部５４によって前述の式（１）のように定義されて得られる相対クロック精度rera_b0biは、次式（８）のようにも表される。
rera_b0bi＝( Tc ±( 1 ／ fs ))／ Tc ＝ 1 ±( 1 ／( Tc × fs )) …（８）
なお、Ｔｃ［ｓｅｃ］は図５に示すように、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差、すなわち符号間隔である。
【００７２】
一方、クロック速度比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉは、相対クロック精度の分解能ｒｐ［ｐｐｍ；ｐａｒｔ ｐｅｒ ｍｉｌｌｉｏｎ］（普通基地局１２の時計４４の、基準基地局１１の時計４４に対する精度であって、基準基地局１１の時計４４の時計が１００万クロック進む場合の普通基地局１２の時計４４のクロック数のずれとして算出される値）を用いて次の式（９）のようにも表される。
rera_b0bi＝１＋ｒｐ／１０６ …（９）
従って、前記式（８）および式（９）より、相対クロック精度の分解能ｒｐは以下のように得られる。
ｒｐ／１０６ ＝ １／（Ｔｃ×ｆｓ）
ｒｐ＝１０６／（Ｔｃ×ｆｓ）［ｐｐｍ］ …（１０）
この式（１０）は、例えばＴｃ＝１［ｍｓｅｃ］、ｆｓ＝５００［ＭＨｚ］の場合にはｒｐ＝２［ｐｐｍ］まで検出できることを表している。
【００７３】
前述のように、前記相対クロック精度の分解能ｒｐは式（１０）のように表されることから、Ｔｃが大きくなるほど前記相対クロック精度の分解能ｒｐが小さくなりより正確な測定が可能になることがわかる。具体的なシミュレーション結果を次に示す。本シミュレーションにおいては、普通基地局１２のオフライン受信時刻検出部８０においてはサンプリング周波数ｆｓが５［ＭＨｚ］によりサンプリングが行なわれている。また、送信側である基準基地局１１の時計４４のクロック精度は１００［ｒｐｍ］、受信側である普通基地局１２の時計４４のクロック精度は０［ｐｐｍ］である。したがって送信機が受信機に対して１００［ｐｐｍ］だけ早く時を刻む。
【００７４】
まず、符号間隔Ｔｃ＝符号周期Ｔｓ＝１．０２３［ｍｓｅｃ］である場合についてシミュレーションを行なう。これは例えば符号長が１０２３の拡散符号がチップ速度ｆｃ＝１［μｓｅｃ］で送信される場合において前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２とが連続して発信される場合に対応する。第１の拡散符号の同期検出による相関値がピークを生ずる時刻、すなわち受信時刻は１．０２３２×１０−３［ｓｅｃ］、第２の拡散符号の受信時刻は２．０４６４２×１０−３［ｓｅｃ］となる。したがって、クロック誤差がある場合の同期間隔は１．０２３×１０−３［ｓｅｃ］（＝２．０４６４２×１０−３−１．０２３２×１０−３）である。したがってこのときのクロック速度比はrera_b0bi＝１．０２３×１０−３／１．０２３×１０−３＝１となる。
【００７５】
続いて、符号間隔Ｔｃを２倍、すなわちＴｃ＝２×Ｔｓ＝２．０４６［ｍｓｅｃ］である場合についてシミュレーションを行なう。これは例えば符号長が１０２３の拡散符号がチップ速度ｆｃ＝１［μｓｅｃ］で送信される場合において前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に符号長が１０２３の間隔符号ＰＮ０が１つ発信される場合に対応する。この場合における第１の拡散符号の受信時刻は１．０２３２×１０−３［ｓｅｃ］、第２の拡散符号の受信時刻は３．０６９４×１０−３［ｓｅｃ］となる。したがって、クロック誤差がある場合の同期間隔は２．０４６２×１０−３［ｓｅｃ］（＝３．０６９４×１０−３−１．０２３２×１０−３）である。したがってこのときのクロック速度比はrera_b0bi＝２．０４６２×１０−３／２．０４６×１０−３＝１．００００９７７となる。これをクロック精度に換算すると、ｒｐ＝（１．００００９７７−１）×１０６＝９７．７［ｐｐｍ］となる。このように、クロック速度比の検出において同期間隔を測定する対象である第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の間に発信される間隔符号の数を増やすことなどにより符号間隔Ｔｃを大きくすることで、相対クロック精度の分解能ｒｐが向上し、これによりクロック速度比検出の分解能も向上し、より精度のよいクロック速度比rera_b0biの算出が可能となることが分かる。
【００７６】
しかしながら、クロック速度比の検出において同期間隔を測定する対象である第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の間に発信される間隔符号の数を必要以上に増やすと、同期検出に要する時間が長くなり、クロック速度比を得るための時間も長くなる。そのため、前記間隔符号の適当な数を決定することが必要となる。
【００７７】
一方、後述する図８のフローチャートにおいて説明するように、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、時計ずれ算出部５６による時計ずれの算出、および受信時刻補正部５８による各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻の補正、測位部６０による移動局１０の測位が一連の作動として行なわれるような場合には、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、時計ずれ算出部５６による時計ずれの算出が行なわれてから、受信時刻補正部５８による各普通基地局１２における移動局１０からの電波の受信時刻の補正、測位部６０による移動局１０の測位が行なわれるまでの期間に応じて基地局間時計ずれ量は大きくなる。この基地局間時計ずれ量は、測位部６０による移動局１０の位置の測位に直接的に誤差を生ずる。逆に、移動局１０の測位に許容される誤差を決定すると、前記基地局間時計ずれ量の値の許容量が決定され、さらにこの基地局間時計ずれ量の許容量を達成するための相対クロック精度の分解能ｒｐも決定される。
【００７８】
かかる場合において、符号数設定部５５は、前記間隔符号生成部７５において生成される間隔符号の数を、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定する。この符号数設定部５５は、前記基準基地局１１の発信符号生成部７２とともに送信符号列決定手段に対応する。
【００７９】
具体的には、ＴＯＡ検出時のクロック速度比検出分解能をz[nsec]とした場合、ＴＯＡ検出時には移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１，１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間t[sec]が経過している。したがって、要求される相対クロック精度の分解能ｒｐ［ｐｐｍ］はその定義から、
rp ＝ ( z ×10-9 ／ t ) ／ ( 1.0 × 10-6 ) ＝ ( z ／ t ) × 10-3 …（１１）
である。一方、前記拡散符号列において前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との間に発信される間隔符号の数をｍ個とすると、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との符号間隔はＴｃ＝（ｍ＋１）×Ｔｓとなるので、相対クロック精度の分解能ｒｐは、前述の式（１０）を導出したのと同様にして、
ｒｐ＝（１／ｆｓ）／（（ｍ＋１）×Ｔｓ）×１０６ …（１２）
となる。この式（１１）および（１２）より、
（ｚ／ｔ）×１０−３＝（１／ｆｓ）／（（ｍ＋１）×Ｔｓ）×１０６
であるので、前記間隔符号の数ｍは
ｍ＝（ｔ×１０９）／（ｆｓ×Ｔｓ×ｚ）−１ …（１３）
のように求まる。このように、符号数設定部５５は、前記間隔符号生成部７５において生成される間隔符号の数ｍを、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度であるサンプリングレートｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定している。
【００８０】
例えば、測位の要求仕様として、誤差を３０［ｃｍ］以内であることを満たすためにはＴＯＡ検出時のクロック速度比検出分解能ｚを１［ｎｓｅｃ］程度とする必要がある。基地局間時間ずれ検出からＴＯＡ検出までに要する時間を０．１［ｓｅｃ］とした場合の間隔符号の数ｍは、
ｍ＝（０．１×１０９）／（５００×１０６×０．００１０２３×１）−１＝１９９
となる。これは基準基地局１１が発信する拡散符号列として、第１の拡散符号ＰＮ１に続き、１９９個の間隔符号、そして第２の拡散符号ＰＮ２の順で発信されるようにこれらを含むものであればよいことを意味している。また、このときのクロック速度比rera_b0biの検出に必要な時間は０．２０５６２３［ｓｅｃ］（＝０．００１０２３×２０１）となる。
【００８１】
図４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。
【００８２】
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を含む。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、オンライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０による検出対象時間区間を決定し、この区間においてオフライン受信時刻検出部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。
【００８３】
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が測位手段に対応する。
【００８４】
例えば、図７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のオフライン受信時刻検出部８０によりそれぞれ、時刻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により、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。
【００８５】
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７において各基地局１１、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，
（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２＝（ｃ×（TOA_m1b3−ｔ０）＋ｓ）２ …（１４）
となる。ただしｓ＝Δｔ×ｃである。また、図７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（１４）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（１４）が式（１５）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（１５）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７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。
【００８６】
図４に戻って、制御部５９は、基地局通信部５３、測位部６０などの作動を制御するものである。また測位結果出力部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。
【００８７】
図８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。
【００８８】
図９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。まず測位サーバ１４の符号数設定部５５に対応するＳＢ１においては、（１）時計ずれ算出部５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、（２）前記クロック速度比算出部５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて、例えば前記式（１３）により後述するＳＢ７において発信される拡散符号列における間隔符号の数が決定される。
【００８９】
続いてＳＢ２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ＳＢ３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ＳＢ４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ＳＢ２の探索が続けられる。
【００９０】
ＳＢ４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ＳＢ５においては、ＳＢ４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ＳＢ６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、ＳＢ４における受信命令の送信が再度行われる。
【００９１】
ＳＢ６においては、測位サーバ１４から基準基地局１１に対し、前記ＳＢ２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ＳＢ７においては、ＳＢ６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ＳＢ１で決定された個数の間隔符号、さらに第２の拡散符号ＰＮ２が順次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。
【００９２】
普通基地局１２の無線通信部３４、信号処理部３６、オンライン受信時刻検出部７８などに対応するＳＢ８においては、ＳＢ７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ＳＢ９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ＳＢ６乃至ＳＢ８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。
【００９３】
オフライン受信時刻検出部８０、受信間隔算出部８２などに対応するＳＢ９においては、前記ＳＢ７において基準基地局１１から発信され、ＳＢ８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 - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma 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。
【００９４】
図８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Ｔｃ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
図１０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９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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
基地局１１、１２の無線通信部３４、信号処理部３６、オンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部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。
【０１０２】
オンライン同期検出部７８、オフライン受信時刻検出部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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
前述の実施例によれば、前記送信符号列決定手段に対応する発信符号生成部７２および符号数設定部５５によってその内容が決定された第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２を含む拡散符号列を基準基地局１１が１回発信し、前記受信間隔検出手段としてのオンライン受信時刻検出部７８、オフライン受信時刻検出部８０および受信間隔算出部８２により、２以上の普通基地局１２がそれぞれ受信した拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２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第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の受信間隔が算出され、前記クロック速度比算出手段に対応するクロック速度比算出部５４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における前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２の受信間隔と、前記基準基地局１１が前記第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２を発信する際の発信間隔とに基づいて、前記普通基地局１２のそれぞれと前記基準基地局１１とのクロック速度の比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉがそれぞれ算出され、前記時計ずれ算出手段に対応する時計ずれ算出部５６により、前記基準基地局１１による前記拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１または第２の拡散符号ＰＮ２の発信時刻と前記普通基地局１２のそれぞれによる前記拡散符号列に含まれる第１の拡散符号ＰＮ１または第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻とに基づいて、前記基準基地局１１の時計４４に対する前記普通基地局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に対応する受信時刻補正部５８により、前記普通基地局１２のそれぞれにより、該普通基地局１２のそれぞれの有する時計４４に基づいて算出された前記移動局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ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉと前記基準基地局１１の時計４４に対する前記普通基地局１２のそれぞれの時計４４の時刻のずれとに基づいて前記基準基地局１１の有する時計４４に基づいた時刻に補正され、前記測位手段に対応する測位部６０により、該受信時刻補正部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、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、前記普通基地局１１および基地局１１、１２の位置情報とに基づいて前記移動局１０の位置が推定されるので、前記符号数設定部５５によってその内容が決定された前記拡散符号列に対応したクロック速度比が得られ、得られたクロック速度比によってより精度のよい移動局１０の測位が可能となる。
【０１０６】
また、前述の実施例によれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２と、この第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の間に１つ以上の間隔符号を含むものであるので、前記クロック速度比算出部５４によってクロック速度比の算出に用いる第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の符号の発信間隔を前記間隔符号の数によって設定することができる。
【０１０７】
また、前述の実施例によれば、前記送信符号列決定手段に対応する発信符号生成部７２および符号数設定部５５は、前記間隔符号の数を、（１）時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度ｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない符号数の符号列が決定される。
【０１０８】
また、前述の実施例によれば、前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２よりも所定時間だけ前に発信される予告符号ＰＮ３を含み、前記受信間隔算出部８２は、該予告符号ＰＮ３を受信した場合にはオンライン受信時刻検出部７８からオフライン受信時刻検出部８０に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうので、前記受信間隔算出手段は、前記予告符号の受信に基づいて前記少なくとも２つの拡散符号の最初の拡散符号についてオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出を行なうことができる。
【０１０９】
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】
【０１１０】
前述の実施例１においては、受信間隔算出部８２は、前記第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を、前記オンライン受信時刻検出部７８よりも精度のよい検出が可能な前記オフライン受信時刻検出部８０により行なうため、前記予告符号ＰＮ３を前記オンライン受信時刻検出部７８により検出すると、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐ、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差Ｔｃ、およびマージンｍａの値に基づいて、具体的には Taq1 + p - ma ≦ t ≦ Taq1 + p + Tc + ma からなる時間区間において、オフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出を実行した。
【０１１１】
本実施例は、前記時間区間に基づく受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出の実行に代えて行なわれる、受信時刻算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による詳細な受信時刻の検出の実行についての別の制御作動に関するものである。なお、本実施例においても、移動局測位システム８としては前述の実施例１の場合と同様に図１に示す構成を有し、また、移動局１０、基地局１１および１２、測位サーバ１４の構成も実施例１の場合と同様にそれぞれ図２乃至図４の機能ブロック図によって表される。また、後述する受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻算出部８０の実行に関する制御作動以外については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１１２】
前述のように、基準基地局１１から発信される拡散符号列は図５に示すようにされており、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間には、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の何れでもない拡散符号ＰＮ０が発信されており、その個数は予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間隔がｐ（ｓｅｃ）となるように決定されている。この予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に発信される符号を予告間隔符号とし、その個数をｎ個とする。また、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間には、前記符号数設定部５５によって設定された個数の間隔符号が、例えばｍ個送信されることとなっている。
【０１１３】
かかる場合において、受信間隔算出部８２は、オフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出しようとす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の前に送信される予告間隔符号および間隔符号を受信した数に基づいて、オフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出を実行する。すなわち、前記予告間隔符号および間隔符号の数が既知であることから、既に受信した前記予告間隔符号および間隔符号の数に基づいてオフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出の実行を開始することにより、オフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出しようとす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を受信する場合にのみオフライン受信時刻検出部８０により受信時刻を検出を実行することができ、演算回数の増加に伴って前記オンライン受信時刻検出部７８よりも消費電力の大きいオフライン受信時刻検出部８０の実行時間を限定することにより、普通基地局１２の消費電力を低減することができる。
【０１１４】
図１１は普通基地局１２において受信する拡散符号列と前記オンライン受信時刻検出部７８による同期検出、および受信間隔算出部８２によって実行されるオフライン受信時刻検出部８０による同期検出の様子を同一の時間軸において表したものであり、図１１においては右から左に向かって時間軸が設けられている。すなわち、左へいくほど時間が経過している。
【０１１５】
図１１に示すように、オンライン受信時刻検出部７８は常に同期検出を実行している。予告符号ＰＮ３のレプリカ符号との同期検出により予告符号ＰＮ３の受信を検出すると、予告符号ＰＮ３に続く予告間隔符号の同期検出を行なう。そして、検出した予告間隔符号の数を計測（カウント）する。図１１には、オンライン受信時刻検出部７８による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されている。前述のように相関値がピークとなった時点が拡散符号の受信時刻であり、オンライン受信時刻検出部７８により検出された予告間隔符号の数が併記されている。一方、受信間隔算出部８２は、オンライン受信時刻検出部７８により同期が検出された、すなわち受信された予告間隔符号の個数が、その全体の数であるｎ個よりも１つ少ない（ｎ−１）個となった場合に、オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の同期検出を開始する。すなわち、前述のようにオフライン受信時刻検出部８０による詳細な同期検出を行なうため、受信した拡散符号を図示しない記憶装置への記憶を開始し、記憶された拡散符号に対する高精度な同期検出を開始する。そして、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出は、第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を検出するまで実行される。図１１においては、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の結果として、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されると共に、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出の非実行時は破線で表されている。
【０１１６】
一方、引き続き実行されているオンライン受信時刻検出部７８は、第１の拡散符号ＰＮ１のレプリカ符号との同期検出により第１の拡散符号ＰＮ１の受信を検出すると、第１の拡散符号ＰＮ１に続く間隔符号の同期検出を行なう。そして、検出した予告間隔符号の数を計測する。前述の予告間隔符号の場合と同様に、図１１には、オンライン受信時刻検出部７８による同期検出の結果として、得られる相関値の時間変化が表されており、また、オンライン受信時刻検出部７８により検出された間隔符号の数が併記されている。一方、受信間隔算出部８２は、オンライン受信時刻検出部７８により同期が検出された、すなわち受信された間隔符号の個数が、その全体の数であるｍ個よりも１つ少ない（ｍ−１）個となった場合に、オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の同期検出を開始する。前述の第１の拡散符号ＰＮ１の同期検出の場合と同様に、オフライン受信時刻検出部８０による詳細な同期検出を行なうため、受信した拡散符号を図示しない記憶装置への記憶を開始し、記憶された拡散符号に対する高精度な同期検出を開始する。そして、オフライン受信時刻検出部８０による同期検出は、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を検出するまで実行される。
【０１１７】
図１２は本実施例における各普通基地局１２の拡散符号列の受信における制御作動を説明するルーチンであり、図９の受信間隔算出ルーチンにおけるステップＳＢ８において実施例１での制御作動に代えて実行されるものである。
【０１１８】
ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＤ１乃至ＳＤ３はオンライン受信時刻検出部７８に対応するステップである。まず、ＳＤ１においては、受信波を受信するのに伴って行なう同期検出であるオンライン受信時刻検出処理の実行が開始させられる。そして、ＳＤ２においては、ＳＤ１において開始させられたオンライン受信時刻検出処理により、拡散符号列の一部である予告符号ＰＮ３の受信が検出される。
【０１１９】
続くＳＤ３においては、拡散符号列において予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に受信される予告間隔符号の受信が検出され、受信された予告間隔符号の数が計測（カウント）される。そして、受信間隔算出部８２に対応するＳＤ４においては、ＳＤ３において計測された受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個となったか否かが判断される。受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個となった場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ５以降が実行される。一方、受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｎ−１）個に未だ達していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＤ３がくり返し実行され、予告間隔符号の受信が行なわれる。
【０１２０】
オフライン受信時刻検出部８０に対応するＳＤ５においては、第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を高精度で行なうため、受信波に含まれる拡散符号が記憶装置にいったん記憶され、その後記憶された拡散符号に対し、オンライン受信時刻検出処理よりも詳細な（高頻度による）同期検出であるオフライン受信時刻検出処理が実行される。このＳＤ５におけるオフライン受信時刻検出処理は第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻を検出するまで実行され、その後終了させられる。
【０１２１】
ＳＤ６およびＳＤ７はオンライン受信時刻検出部７８に対応するステップである。このうち、ＳＤ６においては、第１の拡散符号ＰＮ１を受信したことに伴って、ＳＤ３において予告間隔符号を計測していたカウンタが０とされる。そして、続くＳＤ７においては、ＳＤ３において予告間隔符号に対して行なったのと同様にして、拡散符号列において第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に受信される間隔符号の受信が検出され、受信された間隔符号の数が計測（カウント）される。そして、受信間隔算出部８２に対応するＳＤ４においては、ＳＤ８と同様に、ＳＤ７において計測された受信された間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個となったか否かが判断される。受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個となった場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＤ９以降が実行される。一方、受信された予告間隔符号の数が、全体の数よりも１つ少ない（ｍ−１）個に未だ達していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＤ７がくり返し実行され、予告間隔符号の受信が行なわれる。
【０１２２】
オフライン受信時刻検出部８０に対応するＳＤ９においては、ＳＤ５において第１の拡散符号ＰＮ１について行なったのと同様に、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を高精度で行なうため、受信波に含まれる拡散符号が記憶装置にいったん記憶され、その後記憶された拡散符号に対し、オンライン受信時刻検出処理よりも詳細な同期検出であるオフライン受信時刻検出処理が実行される。このＳＤ９におけるオフライン受信時刻検出処理は第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を検出するまで実行され、その後終了させられる。そして、ＳＤ１０においては、第２の拡散符号ＰＮ２を受信したことに伴って、ＳＤ７において間隔符号を計測していたカウンタが０とされて本ルーチンが終了させられる。このようにして、各普通基地局１２における第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻が検出される。
【０１２３】
また、前述の実施例によれば、前記受信間隔算出部８２は、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段に対応するオンライン受信時刻検出部７８と前記オフライン受信時刻検出手段に対応するオフライン受信時刻検出部８０とを切り換え、前記少なくとも２つの拡散符号である第１の拡散符号ＰＮ１、第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻を、前記拡散符号を受信しながら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前記オンライン受信時刻検出部７８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の受信時刻を詳細な精度により検出することができる。
【実施例３】
【０１２４】
前述の実施例１においては、前記発信符号生成部７２が生成する拡散符号列においては、例えば図５に示すように、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が発信されているように拡散符号列が生成された。特に、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃは、符号数設定部５５によって設定される数だけ間隔符号生成部７５によって生成される間隔符号によって設定された。
【０１２５】
本実施例は、前記発信符号生成部７２による図５に示すような拡散符号列の生成に代えて行なわれる、発信符号生成部７２による前記拡散符号列の生成についての別の制御作動に関するものである。なお、本実施例においても、測位システム８としては前述の実施例１の場合と同様に図１に示す構成を有し、また、移動局１０、基地局１１および１２、測位サーバ１４の構成も実施例１の場合と同様にそれぞれ図２乃至図４の機能ブロック図によって表される。また、後述する発信符号生成部７２による拡散符号列の生成に関する制御作動以外については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【０１２６】
前述の実施例１においては、前記符号数設定部５５は、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間における間隔符号の数ｍは、（１）時計ずれ算出手段５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局１０の測位のために移動局１０が基地局１１、１２へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段５４によって算出されるクロック速度の比rera_b0biの分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度であるサンプリングレートｆｓ、に基づいて、前記式（１３）
ｍ＝（ｔ×１０９）／（ｆｓ×Ｔｓ×ｚ）−１ …（１３）
を用いて算出した。しかしながら、この間隔符号の数ｍは、第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃを間隔符号を用いて表現する場合におけるパラメータに過ぎず、本来的には、基地局間時計ずれを検出してからｔ［ｓｅｃ］後の基地局間時計ずれ量をｚ［ｎｓｅｃ］とした場合に要求される相対クロック精度の分解能ｒｐを表す式（１２）を満たすために必要となる第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃ（＝（ｍ＋１）×Ｔｓ）を算出したことに意味がある。
【０１２７】
すなわち、第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２との発信間隔Ｔｃ（＝（ｍ＋１）×Ｔｓ）とすることができれば、その発信間隔の間に前記間隔符号が存在する必要はない。そこで、本実施例においては、間隔符号生成部７５は、符号数設定部５５において設定された間隔符号を発信するのに相当する時間を算出する。そして、発信符号生成部７２は、第１の拡散符号ＰＮ１を発信後、間隔符号設定部７５において算出された間隔符号を発信するのに相当する時間だけ発信を行なわず、その間隔符号を発信するのに相当する時間の経過後第２の拡散符号ＰＮ２を発信するような拡散符号列を生成する。例えば、前記間隔符号を発信するのに相当する時間は符号を全て０とするなどの方法によって拡散符号列を生成する。
【０１２８】
また、前述の実施例においては、発信符号生成部７２は、予告符号生成部７６によって生成される予告符号ＰＮ３を第１の拡散符号ＰＮ１よりも測位システム８により予め定められた所定時間だけ先に発信されるように拡散符号列を生成した。そして、この所定時間の間は例えば図５に示すように、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の何れでもない拡散符号ＰＮ０を複数個設けることによって設定された。一方、本実施例においては、発信符号生成部７２は、前述の間隔符号の場合と同様に、予告符号ＰＮ３の発信後、前記所定時間の間は発信を行なわず、前記所定時間の経過後に第１の拡散符号ＰＮ１が発信するような拡散符号列を生成する。例えば、前記間隔符号を発信するのに相当する時間は符号を全て０とするなどの方法によって拡散符号列を生成する。
【０１２９】
図１３は本実施例において基準基地局１１における発信符号生成部７２によって生成される拡散符号列の一例を示した図である。図１３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１３において、前記予告符号ＰＮ３と前記第１の拡散符号ＰＮ１との発信時間差ｐ、および、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２との発信時間差Ｔｃに相当する時間は、拡散符号が発信されないようになっている。
【０１３０】
前述の実施例３によれば、前記拡散符号列は、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号と、該前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔Ｔｓとを含むので、前記クロック速度比算出部５４によってクロック速度比ｒｅｒａ＿ｂ０ｂｉの算出に用いられる前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の間隔を前記所定の間隔Ｔｓを変更することによって設定することができる。また、前記第１の拡散符号ＰＮ１と前記第２の拡散符号ＰＮ２の２つの拡散符号の発信時間差Ｔｓの間は基準基地局は信号を発信することがなく、省電力化を行なうことができる。
【０１３１】
また、前述の実施例３によれば、前記発信符号生成部７２は、前記所定の間隔を、（１）時計ずれ算出部５６における基準基地局１１が普通基地局１２へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間ｔ、（２）前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能ｚ、（３）前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度ｆｓ、の少なくとも１つに基づいて決定するので、所望の要件を満たしつつ必要以上に長くなることがない長さの符号列が決定される。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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３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。
【０１３４】
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はオフライン受信時刻検出部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、オンライン受信時刻検出部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、オフライン受信時刻検出部８０がなくても一定の効果が生ずる。
【０１３５】
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のオフライン受信時刻検出部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測位サーバ１４を介して普通基地局１２へ送信される。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
また、前述の実施例においては、図９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１０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。
【０１３９】
また、前述の実施例においては、図１０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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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は、その拡散符号列を受信する普通基地局１２のオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号として第１の拡散符号ＰＮ１および第２の拡散符号ＰＮ２の２つを含むものとされたが、これに限られず、前記オフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号として３以上の拡散符号を送信するようにすることもできる。この場合、例えば、発信符号生成部７２は、前記オフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号を予め定められた所定の間隔で連続して発信するような拡散符号列を生成し、測位サーバ１４や普通基地局１２において何れの拡散符号をオフライン受信時刻検出部８０の検出対象とするかを決定するようにしてもよい。
【０１４２】
また、前述の実施例２においては、受信間隔算出部８２は、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｎ個）予告間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された予告間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ２〜４）オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ５）とともに、同様に、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｍ個）間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ７〜８）オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ９）ようにしたが、このような態様に限られない。すなわち、予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｎ個）予告間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された予告間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ２〜４）オフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ５）した後は、その後第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を完了するまでオフライン受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を行なってもよい。また、予告符号ＰＮ３を受信した後、前記予告符号ＰＮ３と第１の拡散符号ＰＮ１との間の所定の時間間隔ｐに基づいてオフライン受信時刻検出部８０による第１の拡散符号ＰＮ１の受信時刻の検出を開始するとともに、第１の拡散符号ＰＮ１と第２の拡散符号ＰＮ２との間に位置する所定の数（例えば図５の例ではｍ個）間隔符号の受信時刻の検出をおこない、検出された間隔符号の数に基づいて（図１２のＳＤ７〜８）オフライン受信時刻検出部８０による第２の拡散符号ＰＮ２の受信時刻の検出を開始する（図１２のＳＤ９）。すなわち、実施例２において、受信間隔算出部８２によって開始されるオフライン受信時刻検出部８０による受信時刻の検出は、第１の拡散符号ＰＮ１あるいは第２の拡散符号ＰＮ２のいずれか一方の検出にのみ適用することも可能である。
【０１４３】
前述のように、移動局１０の発信符号生成部２９が測位のために基地局１１、１２に対し発信する拡散符号列も、予告符号とオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号、およびその間における所定の数の予告間隔符号とを含む拡散符号列とすることが可能である。この場合には、前述の実施例２における受信間隔算出部８２によるオフライン受信時刻検出部８０による検出の開始方法を用いることができる。すなわち、移動局１０から発信される拡散符号列を受信する基地局１１、１２においては、前記拡散符号列のうち、予告符号をオンライン受信時刻検出部７８において受信時刻の検出をした後、予告符号に続いて受信される所定の個数の予告間隔符号をオンライン受信時刻検出部７８において受信時刻の検出を行なうと共に、検出した予告間隔符号の個数を計測する。そして、例えば、予告間隔符号の総数よりも１だけ少ない数だけ予告間隔符号を検出した場合には、オフライン受信時刻検出部８０による高精度な受信時刻の検出を開始し、その後に受信する測位のための拡散符号の受信時刻をオフライン受信時刻検出部８０により検出する。このようにすれば、測位のために用いられる拡散符号の受信時刻を正確に検出することができるので、移動局１０の測位を正確に行なうことができるとともに、計算量の増加に伴って消費電力が大きいオフライン受信時刻検出部８０の実行を前記測位のために用いられる拡散符号の受信の前後においてのみに限定できることから、基地局１１、１２の省電力化を図ることができる。
【０１４４】
また、前述のように、移動局１０の発信符号生成部２９が測位のために基地局１１、１２に対し発信する拡散符号も、予告符号とオフライン受信時刻検出部８０の検出対象となる拡散符号、およびその間における所定の数の予告間隔符号とを含む拡散符号列とすることが可能であるとされたが、これに限られず、前記所定の数の予告間隔符号の発信に代えて、その所定の数の予告間隔符号の発信に要する時間に相当する時間だけ、何も発信しないような拡散符号列とすることができる。このようにすれば、前記所定の数の予告間隔符号の発信に要する時間に相当する時間においては移動局１０は電波を発信しないことから移動局１０の省電力化を図ることができる。
【０１４５】
なお、前述の実施例においては、移動局１０が２次元平面を移動する場合の測位の例について示したが、これに限られず、移動局１０が３次元空間を移動する場合も同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【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３】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４】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５】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６】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７】測位部による測位の原理を説明する図である。
【図８】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９】図８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１０】図８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１１】本発明の別の実施例における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って、図５に対応する図である。
【図１２】本発明の別の実施例における各普通基地局の拡散符号列の受信における制御作動を説明するルーチンであり、図９の受信間隔算出ルーチンにおけるステップＳＢ８に代えて実行されるものである。
【図１３】本発明の別の実施例における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って、図６に対応する図である。
【符号の説明】
【０１４７】
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
５５：符号数設定部
５６：時計ずれ算出部
５８：受信時刻補正部
６０：測位部
７２：発信符号生成部
７５：間隔符号生成部
８０：オンライン受信時刻検出部
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、少なくとも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、
前記基準基地局が発信する前記拡散符号列の内容を決定する送信符号列決定手段と、
前記普通基地局のそれぞれが受信した前記拡散符号列に含まれる少なくとも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少なくとも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少なくとも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少なくとも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】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含む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、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも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２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含む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６】
前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする請求項５に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、
前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【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、少なくとも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、
前記基準基地局が発信する前記拡散符号列の内容を決定する送信符号列決定手段と、
前記普通基地局のそれぞれが受信した前記拡散符号列に含まれる少なくとも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少なくとも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少なくとも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少なくとも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】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つ以上の拡散符号の間に１つ以上の間隔符号を含む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、前記拡散符号列に含まれる拡散符号の数と前記オンライン受信時刻検出手段により受信時刻を検出した拡散符号の数とに基づいて、前記オンライン受信時刻検出手段と前記オフライン受信時刻検出手段とを切り換え、前記少なくとも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２に記載の移動局測位システム。
【請求項４】
前記送信符号列決定手段は、前記間隔符号の数を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする請求項２に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号と、該少なくとも２つの拡散符号の間に設けられた所定の間隔を含む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６】
前記送信符号列決定手段は、前記所定の間隔を、時計ずれ算出手段における基準基地局が普通基地局へ送信する拡散符号列の送信完了から、移動局測位のために移動局が基地局へ送信する拡散符号の基地局における受信完了までの時間、前記クロック速度比算出手段によって算出されるクロック速度の比の分解能、前記オフライン受信時刻検出手段による同期検出処理の精度、の少なくとも１つに基づいて決定することを特徴とする請求項５に記載の移動局測位システム。
【請求項７】
前記拡散符号列は、前記少なくとも２つの拡散符号よりも前に発信される予告符号を含み、
前記受信間隔算出手段は、該予告符号を受信した場合にはオンライン受信時刻検出手段からオフライン受信時刻検出手段に切り換えて前記拡散符号列の受信時刻の検出を行なうこと
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１に記載の移動局測位システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図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２００９−８５７８１（Ｐ２００９−８５７８１Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５６３６５（Ｐ２００７−２５６３６５）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【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４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]