移動局測位システム
【課題】電波の周波数と基地局とを選択することにより精度の高い測位を行なうことのできる移動局測位システムを提供する。
【解決手段】移動局１０の移動局無線部２２より、拡散符号を含む電波が複数種類の周波数により送信され、基地局１２においては受信された電波とレプリカ符号との規格化相関値が相関値算出部３９（ＳＡ２など）により算出される。測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により、各周波数について算出された規格化相関値のうちＮ−１番目に大きい値が比較され、その大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）により、測位周波数において各基地局１２で算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を含むように測位基地局１２が選択される。測位部６６は、選択された測位基地局１２と移動局１０との間で測位周波数の電波の送受信を行った受信結果に基づいて移動局１０の測位を行なう。
【解決手段】移動局１０の移動局無線部２２より、拡散符号を含む電波が複数種類の周波数により送信され、基地局１２においては受信された電波とレプリカ符号との規格化相関値が相関値算出部３９（ＳＡ２など）により算出される。測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により、各周波数について算出された規格化相関値のうちＮ−１番目に大きい値が比較され、その大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）により、測位周波数において各基地局１２で算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を含むように測位基地局１２が選択される。測位部６６は、選択された測位基地局１２と移動局１０との間で測位周波数の電波の送受信を行った受信結果に基づいて移動局１０の測位を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局と複数の基地局との間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局の測位を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局と基地局との間で測位のために送受信する電波の周波数を選択し、移動局の測位に用いる基地局を選択する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動可能な無線局である移動局の位置を、その移動局と位置が固定された基地局との間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて算出する、すなわち測位を行なう移動局測位システムが知られている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００３】
かかる移動局測位システムにおいては、前記移動局と複数の基地局との間の電波の送受信の結果得られる受信結果として、電波の受信時刻や受信強度が用いられる。
【０００４】
ところで、電波の送受信においては、例えば建物や地物などにより電波が反射、あるいは回折され、受信側に伝搬時間の異なる複数のパスによりその電波が到達する発生するマルチパスと呼ばれる現象が発生することがある。特に、前記移動局や基地局が屋内で電波の送受信を行なう場合には、天井や床面、壁面、室内に配置された家具などといった電波の反射や回折の原因が多く存在するため、このマルチパスが発生する要因が多い。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５０３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかるマルチパスにより、前記電波の受信結果である電波の受信時刻や受信強度などにおいても影響を与える。例えば、電波の受信時刻について言えば、マルチパスの影響により受信時刻が複数発生したり、また、それぞれの受信時刻の検出精度が悪化したりする。そのため、この受信結果を用いて算出する移動局の位置の精度（測位精度）も悪化する。
【０００７】
そのため、マルチパスによる影響をいかに低減することができるかが、正確な移動局の測位を行なうための課題となる。
【０００８】
前述の特許文献１には、例えばマルチパスの影響により複数検出される受信時刻のうち最先の受信時刻を選択することにより、移動局と基地局との間の最短の伝搬時間を選択し、その伝搬時間を用いて移動局の測位を行なう技術が開示されている。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、移動局と基地局との間で測位のために送受信する電波の周波数を選択し、移動局の測位に用いる基地局を選択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移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明は、（ａ）移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信された電波を他方が受信し、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう移動局測位システムであって、（ｂ）前記移動局は、所定の拡散符号を含む電波を所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信可能な送信部を有し、（ｃ）前記基地局は、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信可能な受信部と、（ｄ）前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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算出する相関値算出部と、をそれぞれ有し、（ｅ）前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定する測位周波数設定部と、（ｆ）前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する測位基地局選択部と、（ｇ）該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう測位部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１にかかる発明によれば、前記移動局の送信部により、所定の拡散符号を含む電波が所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信され、前記基地局においては、受信部により、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波が受信され、前記相関値算出部により、前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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が算出される。そして、前記測位周波数設定部により、前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさが比較され、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、前記測位基地局選択部により、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局が測位基地局として含まれるように選択され、また、前記測位部により、該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位が行なわれるので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−１局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択され、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、選択された前記測位周波数により移動局および前記測位基地局の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局の測位が行なわれ、移動局の測位を精度よく行なうことができる。言い換えれば、例えば１局など少数の基地局においてのみ大きい相関値が算出され、他の全ての基地局においては小さい相関値が算出されるようなマルチパスの影響が大きい周波数が測位周波数として選択されることがない。
【００１２】
好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−２番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−２局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００１３】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００１４】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局として選択するので、移動局の測位に必要なＮ局の基地局が、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ局の基地局となるように選択される。
【００１５】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部とを有し、前記測位部は、前記基地局と前記移動局との間で前記測位周波数設定部によって選択された測位周波数により電波の送受信を行い、前記第１測位基地局選択部によって選択されたＮ−１局の測位基地局における受信結果に基づいて該移動局の位置の候補を複数算出する位置候補算出部と、前記第２測位基地局選択部によって選択された前記残りの測位基地局における受信結果に基づいて前記移動局の位置の候補から移動局の位置を選択する位置選択部とを有し、前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出される移動局の位置の候補に基づいて前記残りの測位基地局を選択することを特徴とする。このようにすれば、前記第１測位基地局選択部により、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、前記位置候補算出部により、前記測位周波数により移動局および前記測位基地局の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局の位置の候補の算出が行なわれ、さらに、前記第２測位基地局選択部により、算出された移動局の位置の候補から移動局の位置の候補を選択するのに適した残りの測位基地局が選択され、前記位置選択部により選択された残りの測位基地局における受信結果に基づいて移動局の位置の候補を選択するので、移動局の測位を精度よく行なうことができる。
【００１６】
さらに好適には、前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出された前記移動局の位置の２つの候補を通る直線のうち前記２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線への距離が最も近い基地局を前記残りの測位基地局として選択するので、前記位置選択部は、該残りの測位基地局における移動局からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局の位置の候補から移動局の位置を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である移動局測位システム８の概要を説明する図である。図１に示すように、測位システム８は、予め設定される領域を移動可能な移動局１０、その移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する第１基地局１２Ａ乃至第６基地局１２Ｆの例えば４つとされた複数の基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ乃至第６基地局１２Ｆを区別しない場合、基地局１２という。）、および例えば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るサーバ１４を含んで構成される。なお、移動局１０の数は１個以上であればとくに限定されず、基地局１２の数は後述するように移動局１０の測位に必要な局数と等しいもしくはこれを上回る個数であればよい。また、基地局１２とサーバ１４はＬＡＮなどにより通信可能とされている。このときＬＡＮが有線であれば図１に示すように通信ケーブル２０によって基地局１２はサーバ１４と接続される。
【００１９】
図２は移動局１０の有する機能の要部を説明するブロック図である。移動局１０は、アンテナ２６、移動局無線部２２、移動局制御部２４などを有して構成される。移動局制御部２４は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタ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の一時記憶機能を使用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうようになっている。
【００２０】
移動局無線部２２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ２６を用いて電波の送受信を行なう。例えば移動局無線部２２は、前記基地局１２に対し相関値を算出するための拡散符号を含む電波を送信する。また、基地局１２より送信される、例えば移動局１０の作動に関する指令を含む電波を受信する。移動局無線部２２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、送信する信号に基づいて前記搬送波の変調を行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有する。さらに、移動局無線部２２は、アンテナ２６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される受信機能を含む。このとき、移動局無線部２２が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、移動局無線部２２はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。この移動局無線部２２が移動局１０の有する送信部に対応する。
【００２１】
ここで、移動局１０の移動局無線部２２が送信する電波は、例えば電波に含まれる信号波のヘッダ部分に電波の送信元、すなわち個々の移動局１０や基地局１２を識別するための符号を含める、あるいは個々の移動局１０、基地局１２により異なる拡散符号を送信するなど、予め定めた方法により送信される。そのため、その電波を受信した移動局は前記予め定めた方法に従ってその受信した電波を解析することにより、受信した電波が何れの移動局１０あるいは基地局１２から送信されたものであるかを識別することができる。
【００２２】
また、アンテナ２６は、前述の移動局無線部２２が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。
【００２３】
移動局制御部２４は移動局無線部２２の制御を行なう。具体的には例えば、移動局制御部２４は移動局無線部２２に対して送信または受信の切り替え、送信アンプにおける出力の設定などを行なう。これらの制御における設定値の決定は基地局１２との通信の結果により、例えば、前記基地局１２から送信される指令に基づいて決定される。移動局制御部２４はまた、前記基地局１２からの移動局１０の制御作動に関する指令を、移動局無線部２２において受信され、復号された基地局１２からの電波の内容を解析することにより解析する。また移動局制御部２４は、移動局１０が電波によって送信する拡散符号を、例えば図示しない記憶手段から記憶された拡散符号を読み出すことにより、あるいは所定の生成方法、例えば予め定められた原始多項式に基づいて生成することにより決定する。
【００２４】
また、移動局制御部２４は周波数制御部２５を機能的に有する。この周波数制御部２５は、後述する基地局１２の周波数制御部３５によって指示させる周波数に設定するものであって、後述する基地局１２の周波数制御部３５あるいはサーバ１４の測位周波数設定部５８によって行なわれる周波数に関する指示に基づいて、送信する電波の周波数を決定する。
【００２５】
時計２３は、時刻を計測するものであって、例えば移動局無線部２２により前記拡散符号が送信される際に参照される。この送信時刻についての情報は、前記拡散符号の送信と合わせて移動局無線部２２に送信される。
【００２６】
図３は、基地局１２の有する機能の要部を説明するブロック図である。基地局１２は、アンテナ３６、基地局無線部３２、基地局制御部３４、受信時刻検出部３８、時計４０、通信インタフェース４２などを含んで構成される。また、基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタ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なうことにより、受信時刻検出部３８、基地局制御部３４などにおける処理を実行するようになっている。
【００２７】
基地局無線部３２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ３６を用いて電波の送受信を行なう。基地局無線部３２は、例えば前記移動局１０の作動を制御する指令を含む電波を送信する。また、基地局無線部３２は、移動局１０によって送信される電波を受信して所定の復号処理を行ない、その内容を必要に応じて後述する受信時刻検出部３８などに渡し処理を実行させる。すなわち、基地局無線部３２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調し、またデジタル変調などを行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有し、また、アンテナ３６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される。このとき、基地局無線部３４が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、基地局無線部３４はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。
【００２８】
また、アンテナ３６は、前述の基地局無線部３４が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。
【００２９】
基地局制御部３４は前記基地局無線部３２などの基地局１２の作動に関する制御を行なう。具体的には例えば、基地局制御部３４は基地局無線部３２に対して送信または受信の切り替え、搬送波周波数の設定、送信アンプの出力の設定などを行なう。これらの制御における設定値の決定は後述のサーバ１４あるいは移動局１０との通信の結果により決定される。また基地局制御部３４は受信時刻検出部３８に対しては、受信時刻検出実行の制御および受信時刻検出結果出力の要求および取得を制御する。また基地局制御部３４は、基地局無線部３２において受信され復号される、移動局１０や基準局１１により送信される電波の内容を解析する。同様に基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２において受信されたサーバ１４からの送信内容を解析し、基地局１２の制御作動に関する指令を取り出す。さらに、基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２や基地局無線部３２を介して、他の機器に対し必要な情報を送信する。
【００３０】
また、基地局制御部３４は周波数制御部３５を機能的に有する。この周波数制御部３５は、前述の移動局１０における周波数制御部２５と一対になって作動するものであって、移動局１０が送信する電波の周波数を制御させるために移動局１０への指令を行なうとともに、その移動局１０から送信される電波を受信するために基地局無線部３２における受信周波数を制御する。この周波数制御部３５は例えば後述するサーバ１４の測位周波数設定部５８からの指示などに基づいて予め定められた複数種類の周波数を切り換えるなどの制御を行なう。
【００３１】
受信強度検出部３７は、基地局無線部３２において受信された電波（受信波）の強度が検出される。この受信強度は例えばその指標の一つであるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の値である。このＲＳＳＩはハードウェアに特有の電波の受信強度を数値化した指標値であり、例えば電波の受信時のアンテナの給電点における電圧の大きさを予め定義された２５６段階の指標により評価することで得られる数値である。なお、前記ＲＳＳＩ値に代えて、受信電力などが検出されてもよい。この受信強度検出部３７は後述する他の実施例において用いられるものであり、それ以外の実施例における基地局１２は受信強度検出部３７を有する必要はない。
【００３２】
受信時刻検出部３８は、受信した移動局１０からの電波の受信時刻を検出するものであって、相関値算出部３９を有する。具体的には相関値算出部３９が算出する相関値の時間変化において、ピークが生じた時刻を電波の受信時刻とする。相関値算出部３９は、移動局１０から送信される電波に含まれる拡散符号と、その拡散符号に対応するレプリカ符号との相関値を算出する。具体的には、予め移動局１０が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を受信時刻検出部３８が有しておき、そのレプリカ符号と、受信された移動局１０からの電波から基地局無線部３２により取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値のピークを示す時刻、すなわち受信された電波に含まれる拡散符号とレプリカ符号とが同期した同期時刻が電波の受信時刻となる。したがって相関値のピークを示す時刻を後述の時計４０より得ることにより受信時刻が検出される。
【００３３】
図６は相関値算出部３９に含まれるマッチドフィルタの構成の例を示した図である。マッチドフィルタは、基地局無線部３４により復調されて受信波から取り出される拡散符号（受信信号）ｂと予め記憶されているレプリカ符号ａとのビットごとの排他的論理和の値を算出し、それらの排他的論理和の値を加算器Σにより合計し、更に相関演算器において
【数１】
のようにレプリカ符号ａと拡散符号ｂとの相関値Ｒａｂ（ι）を算出する。なお、ａｉおよびｂｉ（ｉ＝１，…，Ｍ）は、それぞれレプリカ符号ａおよび拡散符号ｂのｉ番目のビットの内容であり、ＭはＰＮ符号のビット長である。また、図６に示すように受信信号ｂは１ビット遅延素子により相関値Ｒａｂを算出する毎に１ビットずつシフトされるようにされており、前記（１）式におけるιはこのシフト量の総和を示している。このようにすれば、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際のιの値と受信速度などに基づいて、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際の時刻を信号波の同期時刻として算出することができる。
【００３４】
さらに、前記相関値算出部３９によって算出される相関値Ｒａｂ（ι）は拡散符号のチップ幅に応じた規格化が行なわれ、規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍとされる。具体的には規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍは例えば、
Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍ＝Ｒａｂ（ι） ／ 拡散符号の符号長 × １００
のように定義される。すなわち、受信信号ｂとレプリカ符号ａとが完全に一致した場合には規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍ＝１００が得られる。この規格化相関値を用いることにより、拡散符号の符号長が異なる場合であっても相関値の大きさを比較することができる。
【００３５】
時計４０は、時刻を計測するものであって、例えば受信時刻検出部３８が受信時刻を検出する際などに参照される。各基地局１２は各々の時計４０を有しており、それらの時刻は予め同期されている。また各基地局１２の時計４０の時刻と移動局１０の時計２３の時刻とも予め同期されている。
【００３６】
通信インタフェース４２は、通信ケーブル２０により接続された他の基地局１２とサーバ１４などとの情報通信を行なう。具体的には、基地局１２の同期時刻検出部３８によって検出される電波の受信時刻や、移動局１０から送信される電波に含まれる情報が基地局１２からサーバ１４に送信されるほか、サーバ１４から送信される基地局１２の作動に関する指令などが受信される。
【００３７】
図４は、サーバ１４の構成の概要を説明する図である。図４に示す様にサーバ１４は、ＣＰＵに対応し必要な演算処理を行なう電子制御装置４８、ＲＡＭ、ＲＯＭ、あるいはハードディスクなどに対応し前記電子制御装置４８などの指示に応じて情報を読み出し可能に記憶する記憶装置５０、入出力インタフェース５２、およびその入出力インタフェース５２に接続され、サーバ１４に対するユーザからの入力操作を受け付けるキーボードやマウスなどの入力装置５３、サーバ１４による作動結果などを表示するためのディスプレイ表示装置などの表示を行なう出力装置５４、通信インタフェース４６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なうことができる。
【００３８】
通信インタフェース４６は、例えば通信ケーブル２０により基地局１２との情報通信を行なう。通信インタフェース４６は、例えばサーバ１４から基地局１２に対し、基地局１２の制御作動に関する指令を送信し、また、基地局１２から送信される情報、例えば基地局１２において受信した電波の受信時刻などに関する情報を受信する。この基地局１２における電波の受信時刻は、移動局１０から送信される拡散符号の受信時刻として受信時刻検出部３８によって検出され、ＲＳＳＩ値はＲＳＳＩ検出部４２によって検出される。
【００３９】
図５は、サーバ１４の電子制御装置４８が機能的に有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。この機能は例えば、前記図４のサーバ１４において所定のプログラムが実行されることにより実現される。まず、基地局数決定部５６は、後述する測位部６６において移動局１０の位置の算出（測位）を行なうのに必要な基地局１２の数Ｎ（Ｎは自然数）が決定される。具体的には、移動局１０が移動しうる領域の形状（平面か３次元空間か）や、測位の方法、すなわち複数の基地局１２における移動局１０からの電波の到来時刻（受信時刻）差によって測位を行なう（ＴＤＯＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ａｒｒｉｖａｌ）方式）か、各基地局１２における移動局１０からの電波の到来時刻によって測位を行なう（ＴＯＡ（ｔｉｍｅ ｏｆ ａｒｒｉｖａｌ）方式）かなど）によって決定する。例えば本実施例においては、移動局１０は平面を移動するものとされ、また、測位部６６はＴＯＡ方式により測位を行なうので、基地局数決定部５６は３局の基地局が必要である、すなわちＮ＝３と決定する。
【００４０】
測位周波数設定部５８は、移動局１０から基地局１２に送信される測位のための電波の周波数である測位周波数を設定する。この測位のための電波は、移動局１０から送信された電波を基地局１２が受信した際の受信結果（受信時刻）を得るためのものであり、この受信結果は後述する測位部６６において移動局１０の測位などのために用いられる。
【００４１】
具体的には測位周波数設定部５８は例えば次のように測位周波数の設定を行なう。まず、測位周波数設定部５８は基地局１２の周波数制御部３５および移動局１０の周波数制御部２５に対し、予め定められた複数種類の周波数のそれぞれによって移動局１０が電波を送信し、基地局１２が電波を受信するようにを制御させる。これに対応して、各基地局１２の基地局無線部３２は移動局１０から送信されたそれぞれの周波数の電波を受信し、さらに受信した電波について相関値算出部３９が規格化相関値を算出する。測位周波数設定部５８は、このように算出される各基地局１２におけるそれぞれの前記複数種類の周波数のそれぞれの電波についての規格化相関値のピーク値を取得する。図７は前記複数種類の周波数が周波数１乃至周波数３の３種類である場合に、測位周波数設定部５８によって取得される各基地局１２における規格化相関値のピーク値の例を示したものである。
【００４２】
測位周波数設定部５８は続いて、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として設定する。ここで前記Ｎは前記基地局数決定部５６によって決定される、測位部６６において移動局１０の測位を行なうのに必要な基地局１２の数Ｎである。
【００４３】
前述のように測位周波数設定部５８は測位周波数を決定するが、例えば前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の決定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【００４４】
また、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【００４５】
本実施例においては前述のようにＮ＝３であるので、前記周波数１乃至周波数３のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうち２（＝Ｎ−１）番目に大きい値を抽出する。図７を用いて説明すると、周波数１については、第２基地局で検出した規格化相関値のピーク値が７０であって、各基地局で検出した規格化相関値のピーク値のうちで２番目に大きい。周波数２については第３基地局が検出した７０が、周波数３については第３基地局が検出した６０がそれぞれ２番目に大きい。これらを比較すると、各周波数のうち、周波数１および周波数２において２番目に大きいと検出された規格化相関値のピーク値が、各周波数のうちで最も大きい。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数が２つ存在する。そこで、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数である周波数１および周波数２のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうち１（＝Ｎ−２）番目に大きい値を抽出する。すなわち、周波数１については第１基地局で検出した規格化相関値のピーク値が８０であって、各基地局で検出した規格化相関値のピーク値のうちで１番目に大きい。周波数２については第１基地局が検出した７０が１番目に大きい。両者を比較して、周波数１において１番目に大きいと検出された規格化相関値のピーク値が、周波数１および周波数２のうちで最も大きい。したがって、測位周波数設定部５８は周波数１を測位周波数として設定する。なお、周波数２においては、第１基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値と第２基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値とが等しく、かつ１番目に大きい値であったが、かかる場合においては、例えばいずれか一方を１番目に大きい値であるとし、他方を２番目に大きい値であるとすればよい。
【００４６】
図５に戻って、測位基地局選択部６０は、移動局１０の測位に用いる基地局１２である測位基地局１２を選択する。後述する測位部６６は、前記基地局１２のうちこれらの測位基地局１２における測位のための電波の受信結果（受信時刻）に基づいて測位を行なう。
【００４７】
具体的には測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。さらに測位基地局選択部６０は、残りの基地局１２のうち任意の１局を測位基地局１２として選択する。
【００４８】
本実施例においては、前述のようにＮ＝３であるので、測位基地局選択部６０はまず、２（＝Ｎ−１）局の基準基地局を、測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値の大きさが大きい順に選択する。図７を用いて説明すると、前記測位周波数設定部５８によって測位周波数として設計された周波数１について、１番目に大きい規格化相関値のピーク値である８０を検出した第１基地局と、２番目に大きい規格化相関値のピーク値である７０を検出した第２基地局とが測位基地局１２として選択される。続いて、残りの基地局である第３基地局乃至第６基地局のうち任意の１局、例えば第４基地局が測位基地局１２として選択される。
【００４９】
測位部６６は、移動局１０が送信した測位のための電波の送信時刻、移動局１０が送信した測位のための電波の測位基地局１２における受信結果である受信時刻、および、それら測位基地局１２の位置についての情報に基づいて、移動局１０の位置の算出を行なう。加えて、移動局１０と測位基地局１２との間における電波の伝搬においては電磁波の反射、回折、干渉などの影響から後述するジッタが発生するので、この値も考慮しなくては正確な測位は実現困難である。なお、前述のように移動局１０から送信される測位のための電波は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数により送信され、また、測位基地局１２は前記測位基地局選択部６０によって選択された基地局である。
【００５０】
ジッタは、通信伝送の中で現れる時間ゆらぎであって、例えば測位基地局１２における電波の受信時刻の遅れとして現れる。図８は、移動局１０から送信された拡散符号を含む電波を受信した基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の片側最大値（最大振幅）３σとの関係を表わした図である。具体的には例えば、各規格化相関値ごとに予め定められた所定回数以上のジッタ量の測定を行ない、その測定結果を正規分布とみなした場合の標準偏差σを算出する。そして、正規分布する確率変数においては、その変動幅の約９９．７％が平均値の周りに大小それぞれの方向に標準偏差の３倍の値、すなわち±３σの中に収まる。この事実をもって、３σをジッタ量の最大振幅として用いることが妥当と結論づけることができる。このように、測位部６６は各測位基地局１２の相関値算出部３９において規格化相関値のピーク値の大きさが検出されると、例えば図８に示す関係に基づいてジッタ量の最大振幅を予測することができる。このようにして得られるジッタ量の最大振幅をもとにジッタの量として移動局の測位を行なう。
【００５１】
測位部６６は、移動局１０から基地局１２までの電波の伝搬時間に基づいて、具体的にはその伝搬時間に電波の速度ｃ（＝２．９９×１０８ｍ／ｓｅｃ）を乗ずることにより、各測位基地局１２と移動局１０との距離を算出する。そして各測位基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離の関係を同時に満たす移動局１０の位置を移動局１０の位置として算出する。ジッタの影響を考慮すると、測位基地局１２ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）における移動局１０からの電波の受信時刻をｔｉ、移動局１０における電波の送信時刻をｔ０、算出される前記ジッタの量をΔｔｊｉとすると、測位基地局１２ｉと移動局１０との距離の最大値はジッタがプラス側に最大振幅をとる場合に対応するｃ×（ｔｉ＋Δｔｊｉ−ｔ０）（ｍ）であり、最小値はジッタがマイナス側に最大振幅をとる場合に対応するｃ×（ｔｉ−Δｔｊｉ−ｔ０）（ｍ）である。すなわち、移動局１０と基地局１２ｉとの関係においては、移動局１０は基地局１２ｉを中心とする半径ｃ×（ｔｉ−Δｔｊｉ−ｔ０）の円と半径ｃ×（ｔ＋Δｔｊｉｉ−ｔ０）の円に囲まれた幅２Δｔｊｉの円環状の領域に約９９．７％の確率で存在するといえる。そして、測位部６６は、前記円環状の領域を各測位基地局１２について算出し、それら円環状の領域の積集合を移動局１０が存在する領域であると算出する。
【００５２】
図９は、本実施例における測位部６６による移動局１０の測位を説明する図である。測位部６６は、前記測位基地局選択部６０によって選択された測位基地局１２である第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、および第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、それら測位基地局１２と移動局１０との距離に基づいて算出される前記円環状の領域を算出する。具体的には、第１基地局１２Ａについては、第１基地局１２Ａの位置（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする半径ｃ×（ｔ１−Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ１と半径ｃ×（ｔ１＋Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ２に囲まれた円環状の領域Ｐ１、第２基地局１２Ｂについては、第２基地局１２Ｂの位置（Ｘ２，Ｙ２）を中心とする半径ｃ×（ｔ２−Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ１と半径ｃ×（ｔ２＋Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ２に囲まれた円環状の領域Ｐ２、第４基地局１２Ｄについては、第４基地局１２Ｄの位置（Ｘ４，Ｙ４）を中心とする半径ｃ×（ｔ４−Δｔｊ４−ｔ０）の円ＣＣ１と半径ｃ×（ｔ４＋Δｔｊ４−ｔ０）の円ＣＣ２に囲まれた円環状の領域Ｐ３をそれぞれ算出する。そして、それら領域Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３の積集合であるＳを移動局１０の存在する領域とする。
【００５３】
これらの関係を式で表わすと次式（２ａ）乃至（２ｆ）のようになる。
【数２】
ここで（ｘ，ｙ）は移動局１０の位置である。（２ａ）式および（２ｂ）式は前記円環状の領域Ｐ１、（２ｃ）式および（２ｄ）式は領域Ｐ２、（２ｅ）式および（２ｆ）式は領域Ｐ３にそれぞれ対応する。すなわち、移動局１０の位置を表わす（ｘ，ｙ）は（２ａ）式乃至（２ｆ）式を同時に満たす。
【００５４】
ところで、前記測位基地局選択部６０において２（＝Ｎ−１）局の測位基地局１２として選択される第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれについて、それら第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれと移動局１０との距離に基づいて算出される前記円環状の領域は、第１基地局１２Ａについては図９の第領域Ｐ１であり、第２基地局１２Ｂについては領域Ｐ２である。従って、領域Ｐ１と領域Ｐ２の積集合は図９において斜線を付した領域ＳおよびＳ’である。前述のように、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂはそれぞれ、前記測位周波数について１番目および２番目に大きい規格化相関値のピーク値を検出した基地局であるので、領域Ｐ１および領域Ｐ２の大きさはそれぞれ、目的とする測位精度を満たす、すなわち移動局１０の存在する領域であると測位結果として得るのに十分な大きさとなっている。従って、残りの１局の測位基地局１２として選択される基地局は、検出される相関値のピーク値が小さく、ジッタが大きい基地局であっても、前記領域Ｐ１あるいは領域Ｐ２のいずれが移動局１０の存在する領域であるかを判断する機能を有すればよいことになる。かかる観点から、前記残りの１局の測位基地局として選択される基地局は任意のものであればよいとされる。
【００５５】
図１０は、本実施例における移動局測位システム８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。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１乃至ＳＡ４はサーバ１４の測位周波数設定部５８などに対応する。まず、ＳＡ１においては、例えば予め定められた複数種類の周波数のうちのいずれか１つが選択される。
【００５６】
ＳＡ２においては、ＳＡ１で選択された周波数の電波について各基地局１２でその相関値のピーク値を検出するための相関値ピーク測定ルーチンが実行される。図１１はこの相関値ピーク測定ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、サーバ１４の測位周波数設定部５８から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＡ１で選択された周波数により送信を開始させる指示である。本実施例においては、サーバ１４は無線通信機能を有さず、移動局１０は有線通信機能を有していないため、サーバ１４と移動局１０との通信は無線通信機能と有線通信機能との両者を有するいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【００５７】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＢ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＡ１で選択された周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【００５８】
サーバ１４の測位周波数設定部５８や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＢ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＡ１で選択された周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【００５９】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＢ４においては、ＳＡ１において選択された周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【００６０】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＢ５においては、ＳＢ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＢ６においては、ＳＢ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【００６１】
ＳＢ７においては、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＡ６で算出された規格化相関値のピーク値の値が例えば通信ケーブル２０を介して送信され、続くＳＢ８においてはサーバ１４において受信された規格化相関値のピーク値の値が基地局１２ごとに記憶される。
【００６２】
図１０に戻って、ＳＡ３においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンを予め設定された全ての周波数について実行したか否かが判断される。予め設定された全ての周波数についてＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンを実行した場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ４が実行される。一方、予め設定された全ての周波数について実行していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＡ１に戻って、別の周波数についてＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンが実行される。
【００６３】
ＳＡ４においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンの結果、すなわち各周波数についての各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値に基づいて、測位に用いる周波数である測位周波数を設定するための測位周波数設定ルーチンが実行される。この測位周波数設定ルーチンは測位周波数設定部５８に対応する。図１２はこの測位周波数設定ルーチンを説明するフローチャートである。まず、ＳＣ１においては、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００６４】
ＳＣ２においては、ＳＣ１で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ１で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ３が実行される。一方、ＳＣ１で複数の周波数が選択された場合には、すなわち、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が複数の周波数について同じであり、かつそれらの値が最大である場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ４が実行される。なお、規格化相関値の値が同じであるとは、同一である場合に加え、例えば数％の誤差などのように、予め定められた同一とみなすことのできる所定の範囲内にある場合を含むようにしてもよい。
【００６５】
ＳＣ３においては、ＳＣ１で選択された周波数が測位周波数として設定される。
【００６６】
ＳＣ４においては、ＳＣ１で選択された複数の周波数から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、１（＝Ｎ−２）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００６７】
ＳＣ５においては、ＳＣ４で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ４で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ６が実行される。一方、ＳＣ４で複数の周波数が選択された場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ７が実行される。
【００６８】
ＳＣ６においては、ＳＣ４で選択された周波数が測位周波数として設定される。
【００６９】
ＳＣ７においては、ＳＣ２で選択された複数の周波数から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、３（＝Ｎ）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００７０】
ＳＣ８においては、ＳＣ７で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ７で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ９が実行される。一方、ＳＣ７で複数の周波数が選択された場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ１０が実行される。
【００７１】
ＳＣ９においては、ＳＣ７で選択された周波数が測位周波数として設定される。一方、ＳＣ１０においては、ＳＡ２により得られた各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値からは測位周波数を決定することができないとして、任意の周波数が測位周波数として設定される。
【００７２】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。まず、ＳＣ１において、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値どうしが周波数ごとに抽出される。すなわち、周波数１については第２基地局で検出された７０、周波数２については第３基地局で検出された７０、周波数３については第３基地局で検出された６０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち、周波数１および周波数２の２つが最も大きいとして選択される。
【００７３】
ＳＣ２においては、ＳＣ１で選択された周波数が周波数１および周波数２の２つであるので、その判断が否定される。ＳＡ２の判断が否定された場合に実行されるＳＣ４においては、ＳＣ１で選択された周波数１および周波数２から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、１番目に大きい値が抽出される。すなわち、周波数１については第１基地局で検出された８０、周波数２については第１基地局で検出された７０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち周波数１が最も大きいとして選択される。
【００７４】
ＳＣ５においては、ＳＣ４で選択された周波数が周波数１のみの１つであったので、その判断が肯定される。そして、ＳＣ６においては、ＳＣ４で選択された周波数１が測位周波数として設定される。
【００７５】
図１０に戻って、測位基地局選択部６０に対応するＳＡ５においては、測位基地局１２を選択するための測位基地局選択ルーチンが実行される。測位基地局１２は、後述する測位ルーチンにおいて用いられる基地局１２である。図１３はこの測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【００７６】
ＳＤ１においては、ＳＡ４で設定された測位周波数について、ＳＡ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に２局の基地局１２と、任意の１局の基地局とが測位基地局として選択される。
【００７７】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＡ４において周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局と、例えば第４基地局など任意の１局の基地局が測位基地局１２として選択される。
【００７８】
図１０に戻って、サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＡ６においては、ＳＡ４において設定された測位周波数の電波の、ＳＡ５において選択された測位基地局における受信結果に基づいて、移動局１０の測位を行なう測位ルーチンが実行される。
【００７９】
図１４はこの測位ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＥ１においては、サーバ１４の測位部６６から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＡ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示である。本ステップにおいても図１１のＳＢ１と同様に、サーバ１４と移動局１０との通信はいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【００８０】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＥ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＡ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【００８１】
サーバ１４の測位部６６や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＥ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＡ４で選択された測位周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【００８２】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＥ４においては、ＳＡ４において選択された測位周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【００８３】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＥ５においては、ＳＥ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＥ６においては、ＳＥ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【００８４】
基地局１２の受信時刻検出部３８などに対応するＳＥ７においては、ＳＥ６で規格化相関値のピーク値が検出された時刻が移動局１０からの電波の受信時刻として検出されるとともに、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＥ６で算出された規格化相関値のピーク値の値と移動局１０からの電波の受信時刻とが、例えば通信ケーブル２０を介して送信される。
【００８５】
サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＥ８においては、ＳＥ７で各測位基地局１２から送信された規格化相関値のピーク値および電波の受信時刻、予め既知とされた各測位基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の測位が行なわれる。具体的には、ＳＥ６で検出された規格化相関値のピーク値の値と、前記図８に示したような規格化相関値のピーク値とジッタ量との関係などに基づいて各基地局１２における受信時刻の誤差の最大値を算出し、前記（２ａ）式乃至（２ｆ）式に対応する式を導出し、これらを解くことにより、移動局１０の存在する領域についての情報が得られる。
【００８６】
前述の実施例によれば、移動局１０の移動局無線部２２により、所定の拡散符号を含む電波が所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信され、基地局１２においては、基地局無線部３２により、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波が受信され、相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）により、基地局無線部３２により受信した電波に含まれる拡散符号と移動局１０の送信部から送信される拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との規格化された規格化相関値が算出される。そして、基地局数決定部５６により、移動局１０の測位における必要基地局数を表わす自然数Ｎが移動局１０が移動可能とされる領域に基づいて決定され、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出された規格化相関値のうちＮ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが比較され、該Ｎ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）により、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により設定された周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局が測位基地局１２として含まれるように選択され、また、測位部６６により、該測位基地局選択部６０によって選択された測位基地局１２と移動局１０との間で、測位周波数設定部５６によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局１０の測位が行なわれるので、複数種類の周波数のうち、Ｎ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−１局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択され、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に規格化相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局１０からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、選択された測位周波数により移動局１０および測位基地局１２の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局１０の測位が行なわれ、移動局１０の測位を精度よく行なうことができる。言い換えれば、例えば１局など少数の基地局１２においてのみ大きい規格化相関値が算出され、他の全ての基地局１２においては小さい規格化相関値が算出されるようなマルチパスの影響が大きい周波数が測位周波数として選択されることがない。
【００８７】
また前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）は、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出された規格化相関値のうちＮ−２番目に大きい規格化相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、複数種類の周波数のうち、Ｎ−２番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−２局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００８８】
また前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、前記測位周波数設定部５８（ＳＡ４）は、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出された規格化相関値のうちＮ番目に大きい規格化相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、複数種類の周波数のうち、Ｎ番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００８９】
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】
【００９０】
本実施例においては、測位基地局選択部６０の作動が前述の実施例とは異なる。すなわち前述の実施例においては、測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。さらに測位基地局選択部６０は、残りの基地局１２のうち任意の１局を測位基地局１２として選択する。一方、本実施例においては測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。
【００９１】
図１５は、本発明の移動局測位システム８の別の実施態様における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートであって、前述の実施例における図１０のフローチャートのＳＡ５において実行される図１３に対応する図である。
【００９２】
測位基地局選択部６０などに対応するＳＦ１においては、ＳＡ４で設定された測位周波数について、ＳＡ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に３局の基地局１２が測位基地局として選択される。
【００９３】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＡ４において周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、２番目に大きい第２基地局、および３番目に大きい第４基地局の３局が測位基地局１２として選択される。
【００９４】
前述の実施例によれば、前記移動局測位システム８において、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）は、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により設定された周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局１２として選択するので、移動局１０の測位に必要なＮ局の基地局１２が、選択された測位周波数を用いて移動局１０から送信される電波を受信した際に規格化相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ局の基地局となるように選択される。
【実施例３】
【００９５】
図１６は、本発明の移動局測位システム８の別の実施態様におけるサーバ１４の電子制御装置４８の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。図１６の電子制御装置４８においては、測位基地局選択部６０は第１測位基地局選択部６２および第２測位基地局選択部６４を機能的に含んで構成される。また、測位部６６は位置候補算出部６８および位置選択部７０を機能的に含んで構成される。
【００９６】
このうち、測位基地局選択部６０は、前述の実施例と同様に、移動局１０の測位に用いる基地局１２である測位基地局１２を選択する。第１測位基地局選択部６２は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。なお、Ｎは前述の実施例と同様に、測位部６６において移動局１０の位置の算出（測位）を行なうのに必要な基地局１２の数である。
【００９７】
各基地局１２において各周波数ごとに検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、測位周波数決定部５８により周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局の２（＝Ｎ−１）局の基地局１２が測位基地局１２として選択される。
【００９８】
測位部６６の位置候補算出部６８は、移動局１０が送信した測位のための電波の送信時刻、移動局１０が送信した測位のための電波の第１測位基地局選択部６２において選択された（Ｎ−１）局の測位基地局１２における受信結果である受信時刻、および、それら（Ｎ−１）局の測位基地局１２の位置についての情報に基づいて、前述の実施例における測位部６６と同様にして移動局１０の位置の候補の算出を行なう。具体的には、前記第１測位基地局選択部６２によって選択された第１基地局および第２基地局のそれぞれと移動局１０との距離の関係を表わす式である前記（２ａ）式乃至（２ｄ）式を解くことにより、移動局１０の位置の候補を算出する。
【００９９】
ここで、前述の図９を用いて、位置候補算出部６８の作動を説明する。位置候補算出部６８は、前記第１測位基地局選択部６２によって選択された測位基地局１２である第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂについて、それら測位基地局１２と移動局１０との距離に基づいて算出される円環状の領域を算出する。具体的には、第１基地局１２Ａについては、第１基地局１２Ａの位置（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする半径ｃ×（ｔ１−Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ１と半径ｃ×（ｔ１＋Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ２に囲まれた円環状の領域Ｐ１、第２基地局１２Ｂについては、第２基地局１２Ｂの位置（Ｘ２，Ｙ２）を中心とする半径ｃ×（ｔ２−Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ１と半径ｃ×（ｔ２＋Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ２に囲まれた円環状の領域Ｐ２をそれぞれ算出する。そして、それら領域Ｐ１およびＰ２の積集合を移動局１０の存在する位置の候補領域とする。
【０１００】
図９に示すように、位置候補算出部６８が領域Ｐ１およびＰ２の積集合として算出する移動局１０の存在する位置の候補領域は、領域ＳおよびＳ’の２つの領域となる。そこで後述する位置選択部７０は、これら２つの候補領域ＳおよびＳ’のいずれが移動局１０の存在する位置の領域であるかを選択する。
【０１０１】
第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。具体的には、第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補を結ぶ直線のうち、これら２つの候補を結ぶ線分を除く２本の半直線との距離が最も短い基地局１２を、位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２として選択する。
【０１０２】
図１７は、第２測位基地局選択部６４による前記Ｎ番目の測位基地局１２の選択を説明する図である。図１７において、領域Ｓ１およびＳ２はそれぞれ位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域、点Ｂ１およびＢ２はそれぞれ、前記領域Ｓ１およびＳ２の重心位置を表わしている。第２測位基地局選択部６４はこの重心Ｂ１およびＢ２を前記候補領域Ｓ１およびＳ２の位置であるとして、Ｂ１およびＢ２を結ぶ直線のうち、２つの重心を結ぶ線分８３を除く２本の半直線８２との距離が最も短い基地局１２を選択する。すなわち、図１７においては、第１測位基地局選択部６２によって測位基地局１２に選択されなかった基地局１２Ｓ、１２Ｔ、１２Ｒが存在する場合において、半直線８２との距離が最も短い基地局が第２測位基地局選択部６４により前記Ｎ番目の測位基地局として選択される。図１７においては基地局１２Ｔと半直線８２との距離Ｌｔと基地局１２Ｒと線分８２との距離ＬｒとがＬｔ＜Ｌｒの関係にあるので、基地局１２Ｔが前記Ｎ番目の測位基地局として選択される。なお、図１７において斜線を付した非選択領域８０は、重心Ｂ１およびＢ２を通る直線に直交する帯状の領域であって、その両端はそれぞれ重心Ｂ１およびＢ２を通る領域である。この非選択領域８０に属する点からは、前記２本の半直線８２との距離を算出することができないとして、非選択領域８０内に位置する基地局１２Ｓは測位基地局として選択されないものとされている。
【０１０３】
図１８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って、前述の実施例における図１０に対応する図である。まず、ＳＧ１乃至ＳＧ４はサーバ１４の測位周波数設定部５８などに対応する。まず、ＳＧ１においては、例えば予め定められた複数種類の周波数のうちのいずれか１つが選択される。
【０１０４】
ＳＧ２においては、ＳＧ１で選択された周波数の電波について各基地局１２でその相関値のピーク値を検出するための相関値ピーク測定ルーチンが実行される。この相関値ピーク測定ルーチンは例えば前述の実施例における図１１において説明したものが実行される。
【０１０５】
ＳＧ３においては、ＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンを予め設定された全ての周波数について実行したか否かが判断される。予め設定された全ての周波数についてＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンを実行した場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＧ４が実行される。一方、予め設定された全ての周波数について実行していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＧ１に戻って、別の周波数についてＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンが実行される。
【０１０６】
ＳＧ４においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンの結果、すなわち各周波数についての各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値に基づいて、測位に用いる周波数である測位周波数を設定するための測位周波数設定ルーチンが実行される。具体的には各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【０１０７】
なお、ＳＧ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、
本ステップはつぎのように実行される。まず、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値どうしが周波数ごとに抽出される。すなわち、周波数１については第２基地局で検出された７０、周波数２については第３基地局で検出された７０、周波数３については第３基地局で検出された６０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち、前記２番目に大きい値が最も大きい周波数が選択される。なお、図７の場合においては周波数１および周波数２の２つが等しく、かつ最も大きいとされるが、かかる場合においてはいずれかが任意に選択されればよい。
【０１０８】
第１測位基地局選択部６２に対応するＳＧ５においては、ＳＧ４で設定された測位周波数について、ＳＧ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に２局の基地局１２が（Ｎ−１）局の測位基地局１２として選択される。
【０１０９】
なお、ＳＧ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＧ４において周波数１が測位周波数として設定される場合、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局が測位基地局１２として選択される。
【０１１０】
測位部６６の位置候補算出部６８に対応するＳＧ６においては、移動局１０の存在する位置の候補を算出するための位置候補算出ルーチンが実行される。図１９はこの位置候補算出ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＨ１においては、サーバ１４の測位部６６から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＧ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示である。本ステップにおいても図１１のＳＢ１と同様に、サーバ１４と移動局１０との通信はいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【０１１１】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＨ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＧ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【０１１２】
サーバ１４の測位部６６や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＨ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＧ４で選択された測位周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【０１１３】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＨ４においては、ＳＧ４において選択された測位周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【０１１４】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＨ５においては、ＳＨ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＨ６においては、ＳＨ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【０１１５】
基地局１２の受信時刻検出部３８などに対応するＳＨ７においては、ＳＨ６で規格化相関値のピーク値が検出された時刻が移動局１０からの電波の受信時刻として検出されるとともに、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＨ６で算出された規格化相関値のピーク値の値と移動局１０からの電波の受信時刻とが、例えば通信ケーブル２０を介して送信される。
【０１１６】
サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＨ８においては、ＳＨ７で各測位基地局１２から送信された規格化相関値のピーク値および電波の受信時刻、予め既知とされた各測位基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の測位が行なわれる。具体的には、ＳＨ６で検出された規格化相関値のピーク値の値と、前記図８に示したような規格化相関値のピーク値とジッタ量との関係などに基づいて各基地局１２における受信時刻の誤差の最大値を算出し、前記（２ａ）式乃至（２ｄ）式に対応する式を導出し、これらを解くことにより、移動局１０の存在する領域の２つの候補についての情報が得られる。
【０１１７】
ＳＨ９においては、ＳＨ８において算出された移動局１０の存在する領域の２つの候補のそれぞれについて、重心が算出される。この重心は後述するＳＧ７において用いられる。
【０１１８】
図１８に戻って、第２測位基地局選択部６２および位置選択部７０などに対応するＳＧ７においては、ＳＧ６で算出された移動局１０の位置の候補のうち、いずれが移動局１０の存在する位置であるかを選択するための位置選択ルーチンが実行される。
【０１１９】
図２０はこの位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。このうちＳＩ１乃至ＳＩ４は第２測位基地局選択部６２に対応する。まず、ＳＩ１においては、ＳＧ５において測位基地局１２に選択されなかった基地局１２のそれぞれから、ＳＨ９で算出された移動局１０の存在する領域の２つの候補のそれぞれの重心を結ぶ直線までの距離が算出される。
【０１２０】
ＳＩ２においては、ＳＩ１で算出された各基地局１２から前記直線までの距離のうち、その距離が最も短い基地局１２が選択される。
【０１２１】
ＳＩ３においては、ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属するか否かが判断される。この非選択領域は前述の図１７における領域８０に対応するものであって、ＳＨ９で算出された重心Ｂ１およびＢ２を通る直線に直交する帯状の領域であって、その両端はそれぞれ重心Ｂ１およびＢ２を通る領域である。ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属する場合は、本ステップの判断が肯定され、ＳＩ２で選択された基地局１２は測位基地局とすることができないとしてＳＩ４が実行される。ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属しない場合は、本ステップの判断が否定され、ＳＩ２で選択された基地局１２はＮ番目の測位基地局であると選択されて、ＳＩ５が実行される。
【０１２２】
ＳＩ３の判断が肯定された場合に実行されるＳＩ４においては、ＳＩ１で算出された各基地局１２から前記直線までの距離のうち、その距離がＳＩ３の判断が肯定された基地局１２の次に短い基地局１２が選択される。
【０１２３】
ＳＩ３の判断が否定された場合に実行されるＳＩ５は、位置選択部７０に対応する。ＳＩ５においては、ＳＩ３において測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１２４】
具体的には例えば、ＳＩ３においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果であるＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１２５】
前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、測位基地局選択部６０は、測位周波数設定部５８により設定された測位周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部６２と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部６４とを有し、測位部６６は、基地局１２と移動局１０との間で測位周波数設定部５８によって選択された測位周波数により電波の送受信を行い、第１測位基地局選択部６２によって選択されたＮ−１局の測位基地局１２における受信結果である受信時刻に基づいて移動局１０の位置の候補を複数算出する位置候補算出部６８と、第２測位基地局選択部６４によって選択された残りの測位基地局１２における受信結果である受信時刻に基づいて移動局１０の位置の候補領域から移動局１０の存在する領域を選択する位置選択部７０とを有し、第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の存在する候補領域に基づいて残りの測位基地局１２を選択するので、移動局１０の測位を精度よく行なうことができる。
【０１２６】
また、前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＩ１〜ＳＩ４）は、位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域の重心を通る直線のうち２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線８２への距離が最も近い基地局１２を前記残りの（Ｎ番目の）基地局１２として選択するので、前記位置選択部７０（ＳＩ５）は、残りの測位基地局１２における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部６８により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができる。
【実施例４】
【０１２７】
本実施例は、前述の実施例３における第２測位基地局選択部６４の別の実施態様に関するものである。
【０１２８】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。具体的には、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差を算出する。そして、算出された差が最も大きい基地局を、位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２として選択する。なお、移動局１０の位置の候補領域の位置としては、例えばそれらの領域の重心が用いられる。
【０１２９】
図２１は、本実施例の第２測位基地局選択部６４による前記Ｎ番目の測位基地局１２の選択を説明する図である。図２１において、領域Ｓ１およびＳ２はそれぞれ位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域、点Ｂ１およびＢ２はそれぞれ、前記領域Ｓ１およびＳ２の重心位置を表わしている。また、基地局１２Ｑは第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局の１つを表わしている。第２測位基地局選択部６４は、第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局である基地局１２Ｑから位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、具体的にはそれら領域の重心である点Ｂ１およびＢ２までの距離ＲＱ１およびＲＱ２を算出し、その差Ｌ（＝｜ＲＱ１−ＲＱ２｜）を算出する。これを第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった全ての基地局について行ない、基地局ごとに算出された差Ｌの値が最も大きい基地局をＮ番目の測位基地局１２として選択する。
【０１３０】
図２２は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２２の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２０のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１３１】
第２測位基地局選択部６２に対応するＳＪ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。そして、基地局ごとに算出された前記差Ｌの値が最も大きい基地局がＮ番目の測位基地局１２として選択される。
【０１３２】
位置選択部７０に対応するＳＪ２においては、ＳＪ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１３３】
具体的には例えば、ＳＪ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１３４】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＪ１）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離を算出し、その差Ｌを算出する。そして、基地局１２ごとに算出された前記差Ｌの値が最も大きい基地局をＮ番目の測位基地局１２として選択するので、前記位置選択部７０（ＳＪ２）は、該残りの測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部６８により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができる。
【実施例５】
【０１３５】
本実施例は、前述の実施例３における第２測位基地局選択部６４のさらに別の実施態様に関するものである。
【０１３６】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。
【０１３７】
具体的には、まず、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差Ｌを算出する。
【０１３８】
また、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、移動局１０からの電波を受信する際におけるジッタの最大振幅、すなわちジッタの変動における片側の振幅の最大値である３σの値を算出する。このジッタの最大振幅の算出は、受信した移動局１０からの電波について各基地局１２の相関値算出部３９において算出される規格化相関値のピーク値と、予めシミュレーションなどによって得られる規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とに基づいて行なわれる。ここで、規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とは、例えば図８に示すものである。さらに算出されたジッタ量の最大振幅３σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δを例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出する。
【０１３９】
そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１４０】
前述の図２１を用いて説明する。基地局１２Ｑを第２測位基地局選択部６４が前記Ｎ番目の測位基地局として選択する基地局とすると、基地局１２Ｑと前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域Ｓ１、Ｓ２の位置Ｂ１、Ｂ２との距離ＲＱ１、ＲＱ２の差Ｌが前記測距誤差Δを上回るので、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【０１４１】
図２３は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２３の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２０のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１４２】
ＳＫ１乃至ＳＫ５は第２測位基地局選択部６２に対応する。ＳＫ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。
【０１４３】
ＳＫ２においては、ＳＫ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２のうち、いずれか１の基地局が選択される。そしてＳＫ３において、その基地局１２が移動局１０からの電波を受信する際のジッタの最大振幅が算出される。具体的には、図１９のＳＨ６において検出されたその基地局１２における規格化相関値のピーク値の値と、例えば前記図８に示したような、規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とに基づいてジッタの最大振幅３σが算出される。また、算出されたジッタ量の最大振幅３σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δが例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出される。
【０１４４】
ＳＫ４においては、ＳＫ２で選択された基地局１２について、ＳＫ１で算出されたその基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置Ｂ１およびＢ２までの距離の差Ｌと、ＳＫ２で算出されるその基地局１２の測距誤差Δとが比較され、距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っているかが判断される。距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っている場合には本ステップの判断が肯定されて、ＳＫ４で選択された基地局１２が前記Ｎ番目の測位基地局として選択され、ＳＫ６が実行される。一方、距離の差Ｌが測距誤差Δを下回っているあるいは両者が等しい場合には、ＳＫ５が実行される。
【０１４５】
ＳＫ４の判断が否定された場合に実行されるＳＫ５においては、ＳＫ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２、すなわち図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、ＳＫ４の判断が行なわれていない他の基地局１２が選択される。そして、ＳＫ３以降が再度実行される。
【０１４６】
ＳＫ４の判断が肯定された場合に実行されるＳＫ６は位置選択部７０に対応する。ＳＫ６においては、ＳＫ４においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１４７】
具体的には例えば、ＳＫ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１４８】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＫ１〜５）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離を算出し、その差Ｌを算出する。そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択するので、前述の実施例の効果である、位置選択部７０（ＳＫ６）は、該残りの（Ｎ番目の）測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができるのに加えて、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【実施例６】
【０１４９】
本実施例は、前述の実施例５における第２測位基地局選択部６４の別の実施態様に関するものである。
【０１５０】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、前述の実施例５と同様に、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。
【０１５１】
具体的には第２測位基地局選択部６４は、まず、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差Ｌを算出する。また、前記各基地局１２について、測距誤差Δを算出する。そして、算出された前記距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、前記距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１５２】
ところで、前述の実施例５においては、第２測位基地局選択部６４は、各基地局１２の測距誤差Δを次のように算出した。すなわち、受信した移動局１０からの電波について各基地局１２の相関値算出部３９において算出される規格化相関値のピーク値と、予めシミュレーションなどによって得られる規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの例えば図８に示すような関係とに基づいてジッタの最大振幅３σの算出を行ない、さらに各基地局１２における測距誤差Δを、算出されたジッタ量の最大振幅３σと電波の速度ｃとを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出した。
【０１５３】
なお、本実施例においては、各基地局１２はそれぞれ前述の受信強度検出部３７を含んで構成される。各基地局１２の受信強度検出部３７は、移動局１０から送信される電波を受信し、その受信強度として例えばＲＳＳＩを検出する。
【０１５４】
本実施例においては、第２測位基地局選択部６４は、各基地局１２の測距誤差Δを次のように算出する。まず第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについての、移動局１０からの電波を受信する際の受信強度を取得する。この受信強度は例えばデシベル単位（ｄＢｍ）で表現される受信電力が用いられる。この受信強度は各基地局１２の有する受信強度検出部３７によって検出されるが、本実施例のように受信強度検出部３７が検出する受信強度がＲＳＳＩであり、第２測位基地局選択部６４によって必要とされる受信強度がデシベル表現された受信電力である場合には、受信強度検出部３７が検出するＲＳＳＩから必要な換算を行なう。
【０１５５】
続いて第２測位基地局選択部６４は、前記各基地局１２のそれぞれにおける、ジッタの標準偏差の値σを算出する。このジッタの標準偏差σは、取得された基地局１２のそれぞれについての移動局１０からの電波を受信する際の受信強度を、予め得られている電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係に適用することにより得られる。
【０１５６】
図２４は、電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係の一例を示した図であって、例えば実験的に、あるいはシミュレーションにより得られる。第２測位基地局選択部６４は、前記各基地局１２のそれぞれにおいて取得された基地局１２のそれぞれについての移動局１０からの電波を受信する際の受信強度に対応するジッタの標準偏差σの値を例えば前述の図２４に示す関係に基づいて算出する。
【０１５７】
さらに第２測位基地局選択部６４は、算出されたジッタ量の標準偏差σの値に基づいて、各基地局１２における測距誤差Δを例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出する。
【０１５８】
そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１５９】
図２５は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２５の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２３のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１６０】
ＳＬ１乃至ＳＬ５は第２測位基地局選択部６２に対応する。ＳＬ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。
【０１６１】
ＳＬ２においては、ＳＬ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２のうち、いずれか１の基地局が選択される。そしてＳＬ３において、その基地局１２が移動局１０からの電波を受信する際のジッタの分散が算出される。具体的には、図１９のＳＨ５において各基地局１２において移動局１０からの電波を受信する際に、受信した電波のＲＳＳＩを測定しておき、そのＲＳＳＩを例えば前記図２４に示したような、電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの分散の値との関係に適用することによりジッタの標準偏差σが算出される。また、算出されたジッタ量の標準偏差σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δが例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出される。
【０１６２】
ＳＬ４においては、ＳＬ２で選択された基地局１２について、ＳＬ１で算出されたその基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置Ｂ１およびＢ２までの距離の差Ｌと、ＳＬ２で算出されるその基地局１２の測距誤差Δとが比較され、距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っているかが判断される。距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っている場合には本ステップの判断が肯定されて、ＳＬ４で選択された基地局１２が前記Ｎ番目の測位基地局として選択され、ＳＬ６が実行される。一方、距離の差Ｌが測距誤差Δを下回っているあるいは両者が等しい場合には、ＳＬ５が実行される。
【０１６３】
ＳＬ４の判断が否定された場合に実行されるＳＬ５においては、ＳＬ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２、すなわち図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、ＳＬ４の判断が行なわれていない他の基地局１２が選択される。そして、ＳＬ３以降が再度実行される。
【０１６４】
ＳＬ４の判断が肯定された場合に実行されるＳＬ６は位置選択部７０に対応する。ＳＬ６においては、ＳＬ４においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１６５】
具体的には例えば、ＳＬ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１６６】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＬ１〜５）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択するので、前述の実施例と同様の効果が得られる。すなわち、位置選択部７０（ＳＬ６）は、該残りの（Ｎ番目の）測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができるとともに、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【０１６７】
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。
【０１６８】
例えば、前述の各実施例においては、移動局１０が平面上（２次元）を移動する場合について説明したが、移動局１０が空間（３次元）を移動する場合においても本発明の移動局測位システムは同様に適用可能である。この場合、測位周波数設定部５８による測位周波数の設定は次のように行なわれる。
【０１６９】
まず、測位部６６が３次元空間を移動する移動局１０の測位をＴＯＡ方式により行なう場合、基地局数決定部５６は４局の基地局が必要である、すなわちＮ＝４と決定する。そして、測位周波数設定部５８は、各基地局１２におけるそれぞれの移動局１０から送信される複数種類の周波数のそれぞれの電波についての規格化相関値のピーク値を取得する。測位周波数設定部５８は続いて、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目、すなわち３番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち３番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として設定する。
【０１７０】
また、例えば前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１（＝３）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の決定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち３番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−２（＝２）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７１】
また、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２（＝２）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−３（＝１）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７２】
さらに、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−３（＝１）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち１番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ（＝４）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち４番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７３】
このように、測位周波数設定部５８は、測位に必要な基地局の数がＮである場合において、検出された各基地局１２における規格化相関値のピーク値のうち、まず、Ｎ−１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、続いてＮ−２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、・・・、Ｎ−（Ｎ−１）番目、すなわち１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、最後にＮ番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７４】
また、前述の実施例の測位部６６においては、移動局１０と各測位基地局１２との距離は、基地局１２における電波の受信結果である受信時刻から算出される電波の伝搬時間に基づいて算出されたが、これに限られない。例えば、予め移動局１０から送信される電波の伝搬距離に対する電波の受信強度についての関係を実験やシミュレーションなどにより得ておき、基地局１２の受信強度測定部３７において測定される受信強度を表わすＲＳＳＩと前記関係などに基づいて移動局１０と各基地局との距離を算出してもよい。また、移動局１０と各測位基地局１２との距離が、測位部６６の位置候補算出部６４、位置選択部６６のいずれか一方においては基地局１２における電波の伝搬時間などに基づいて算出され、他方においては基地局１２における受信強度などに基づいて算出されるようにしてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施例においては相関値算出部３９において算出される相関値は規格化相関値であるとされたが、例えば移動局測位システム８において一定のチップ幅の拡散符号が用いられる場合などには、規格化された相関値でなくてもよい。
【０１７６】
また、前述の実施例では、測位周波数設定部５８に対応する図１２の測位周波数設定ルーチンにおいて、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ１）、複数の周波数が選択された場合には、１（＝Ｎ−２）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ４）、複数の周波数が選択された場合には、更に３（＝Ｎ）番目に大きい値が最大である周波数が選択される（ＳＣ７）ものとされたが、このような態様に限られない。例えば、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ１）、複数の周波数が選択された場合には、該複数の選択された周波数のうち任意の周波数が測位周波数として選択されるなどのようにしても一定の効果は得られる。
【０１７７】
前述の実施例においては、測位部６６においては、移動局１０から送信された電波が基地局１２に到達する際のジッタを考慮することにより、測位の結果として移動局１０の存在しうる領域を得たが、このような態様に限られない。すなわち前記ジッタを考慮せず、移動局１０の存在する位置（点）として測位を得ることもできる。
【０１７８】
また、前述の実施例においては、移動局１０の存在する候補領域を表わす位置（点）として重心が用いられたが、これに限られない。例えば領域の中心などであってもよい。
【０１７９】
また、例えば前述の実施例１における移動局測位システム８の制御作動において、移動局１０から基地局１２への拡散符号の送信は、図１０のフローチャートのステップＳＡ２において実行される相関値ピーク測定ルーチン（図１１）のステップＳＢ４、およびステップＳＡ６において実行される測位ルーチン（図１４）のステップＳＥ５の２回行なわれた。しかしながら、前記相関値ピーク測定ルーチンにおいて移動局１０から送信された電波の受信結果を各基地局１２が記憶しておき、測位ルーチンにおいてその受信結果を用いることができる。このようにすれば、例えば図１４に示した測位ルーチンのステップＳＥ１乃至ＳＥ６を省略することができ、測位をより高速におこなったり、あるいは移動局１０からの送信回数を低減することにより移動局１０の消費電力を低減することができる。
【０１８０】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明の移動局測位システムの一実施例における構成の概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図５】図４のサーバの電子制御装置の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図６】マッチドフィルタの構成の一例を説明する図である。
【図７】測位周波数設定部によって取得される、各基地局における規格化相関値のピーク値の例を示した図である。
【図８】基地局において検出される規格化相関値のピーク値の値と、発生するジッタ量の片側最大値（最大振幅）３σとの関係を表わした図である
【図９】測位部６６による移動局の測位を説明する図である。
【図１０】移動局測位システム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１１】図１０における相関値ピーク測定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】図１０における測位周波数設定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１３】図１０における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１４】図１０における測位ルーチンを説明するフローチャートである
【図１５】本発明の移動局測位システムの別の実施態様における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図１３に対応する図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施態様における、図１の移動局測位システムを構成するサーバの電子制御装置の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。
【図１７】第２測位基地局選択部による前記Ｎ番目の測位基地局の選択を説明する図である。
【図１８】本発明の別の実施例における移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートであって、前述の実施例における図１０に対応する図である。
【図１９】図１８における位置候補算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図２０】図１８における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図２１】本発明のさらに別の実施例において、第２測位基地局選択部による前記Ｎ番目の測位基地局の選択を説明する図である。
【図２２】移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図２０に代えて実行される。
【図２３】本発明のさらに別の実施例において、移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図１８、２０のフローチャートに代えて実行される。
【図２４】電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係の一例を示した図である。
【図２５】本発明のさらに別の実施例において、移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図２３のフローチャートに代えて実行される。
【符号の説明】
【０１８２】
８：移動局測位システム
１０：移動局
１２：基地局
２２：移動局無線部（送信部）
３２：基地局無線部（受信部）
３９：相関値算出部
５８：測位周波数設定部
６０：測位基地局選択部
６２：第１測位基地局選択部
６４：第２測位基地局選択部
６６：測位部
６８：位置候補算出部
７０：位置選択部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局と複数の基地局との間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局の測位を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、移動局と基地局との間で測位のために送受信する電波の周波数を選択し、移動局の測位に用いる基地局を選択する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動可能な無線局である移動局の位置を、その移動局と位置が固定された基地局との間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて算出する、すなわち測位を行なう移動局測位システムが知られている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００３】
かかる移動局測位システムにおいては、前記移動局と複数の基地局との間の電波の送受信の結果得られる受信結果として、電波の受信時刻や受信強度が用いられる。
【０００４】
ところで、電波の送受信においては、例えば建物や地物などにより電波が反射、あるいは回折され、受信側に伝搬時間の異なる複数のパスによりその電波が到達する発生するマルチパスと呼ばれる現象が発生することがある。特に、前記移動局や基地局が屋内で電波の送受信を行なう場合には、天井や床面、壁面、室内に配置された家具などといった電波の反射や回折の原因が多く存在するため、このマルチパスが発生する要因が多い。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５０３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかるマルチパスにより、前記電波の受信結果である電波の受信時刻や受信強度などにおいても影響を与える。例えば、電波の受信時刻について言えば、マルチパスの影響により受信時刻が複数発生したり、また、それぞれの受信時刻の検出精度が悪化したりする。そのため、この受信結果を用いて算出する移動局の位置の精度（測位精度）も悪化する。
【０００７】
そのため、マルチパスによる影響をいかに低減することができるかが、正確な移動局の測位を行なうための課題となる。
【０００８】
前述の特許文献１には、例えばマルチパスの影響により複数検出される受信時刻のうち最先の受信時刻を選択することにより、移動局と基地局との間の最短の伝搬時間を選択し、その伝搬時間を用いて移動局の測位を行なう技術が開示されている。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、移動局と基地局との間で測位のために送受信する電波の周波数を選択し、移動局の測位に用いる基地局を選択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移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明は、（ａ）移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信された電波を他方が受信し、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう移動局測位システムであって、（ｂ）前記移動局は、所定の拡散符号を含む電波を所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信可能な送信部を有し、（ｃ）前記基地局は、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信可能な受信部と、（ｄ）前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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算出する相関値算出部と、をそれぞれ有し、（ｅ）前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定する測位周波数設定部と、（ｆ）前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する測位基地局選択部と、（ｇ）該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう測位部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１にかかる発明によれば、前記移動局の送信部により、所定の拡散符号を含む電波が所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信され、前記基地局においては、受信部により、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波が受信され、前記相関値算出部により、前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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が算出される。そして、前記測位周波数設定部により、前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさが比較され、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、前記測位基地局選択部により、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局が測位基地局として含まれるように選択され、また、前記測位部により、該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位が行なわれるので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−１局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択され、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、選択された前記測位周波数により移動局および前記測位基地局の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局の測位が行なわれ、移動局の測位を精度よく行なうことができる。言い換えれば、例えば１局など少数の基地局においてのみ大きい相関値が算出され、他の全ての基地局においては小さい相関値が算出されるようなマルチパスの影響が大きい周波数が測位周波数として選択されることがない。
【００１２】
好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−２番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−２局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００１３】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、前記複数種類の周波数のうち、前記Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００１４】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局として選択するので、移動局の測位に必要なＮ局の基地局が、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ局の基地局となるように選択される。
【００１５】
また好適には、前記移動局測位システムにおいて、前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部とを有し、前記測位部は、前記基地局と前記移動局との間で前記測位周波数設定部によって選択された測位周波数により電波の送受信を行い、前記第１測位基地局選択部によって選択されたＮ−１局の測位基地局における受信結果に基づいて該移動局の位置の候補を複数算出する位置候補算出部と、前記第２測位基地局選択部によって選択された前記残りの測位基地局における受信結果に基づいて前記移動局の位置の候補から移動局の位置を選択する位置選択部とを有し、前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出される移動局の位置の候補に基づいて前記残りの測位基地局を選択することを特徴とする。このようにすれば、前記第１測位基地局選択部により、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、前記位置候補算出部により、前記測位周波数により移動局および前記測位基地局の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局の位置の候補の算出が行なわれ、さらに、前記第２測位基地局選択部により、算出された移動局の位置の候補から移動局の位置の候補を選択するのに適した残りの測位基地局が選択され、前記位置選択部により選択された残りの測位基地局における受信結果に基づいて移動局の位置の候補を選択するので、移動局の測位を精度よく行なうことができる。
【００１６】
さらに好適には、前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出された前記移動局の位置の２つの候補を通る直線のうち前記２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線への距離が最も近い基地局を前記残りの測位基地局として選択するので、前記位置選択部は、該残りの測位基地局における移動局からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局の位置の候補から移動局の位置を選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である移動局測位システム８の概要を説明する図である。図１に示すように、測位システム８は、予め設定される領域を移動可能な移動局１０、その移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する第１基地局１２Ａ乃至第６基地局１２Ｆの例えば４つとされた複数の基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ乃至第６基地局１２Ｆを区別しない場合、基地局１２という。）、および例えば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るサーバ１４を含んで構成される。なお、移動局１０の数は１個以上であればとくに限定されず、基地局１２の数は後述するように移動局１０の測位に必要な局数と等しいもしくはこれを上回る個数であればよい。また、基地局１２とサーバ１４はＬＡＮなどにより通信可能とされている。このときＬＡＮが有線であれば図１に示すように通信ケーブル２０によって基地局１２はサーバ１４と接続される。
【００１９】
図２は移動局１０の有する機能の要部を説明するブロック図である。移動局１０は、アンテナ２６、移動局無線部２２、移動局制御部２４などを有して構成される。移動局制御部２４は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタ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の一時記憶機能を使用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうようになっている。
【００２０】
移動局無線部２２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ２６を用いて電波の送受信を行なう。例えば移動局無線部２２は、前記基地局１２に対し相関値を算出するための拡散符号を含む電波を送信する。また、基地局１２より送信される、例えば移動局１０の作動に関する指令を含む電波を受信する。移動局無線部２２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、送信する信号に基づいて前記搬送波の変調を行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有する。さらに、移動局無線部２２は、アンテナ２６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される受信機能を含む。このとき、移動局無線部２２が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、移動局無線部２２はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。この移動局無線部２２が移動局１０の有する送信部に対応する。
【００２１】
ここで、移動局１０の移動局無線部２２が送信する電波は、例えば電波に含まれる信号波のヘッダ部分に電波の送信元、すなわち個々の移動局１０や基地局１２を識別するための符号を含める、あるいは個々の移動局１０、基地局１２により異なる拡散符号を送信するなど、予め定めた方法により送信される。そのため、その電波を受信した移動局は前記予め定めた方法に従ってその受信した電波を解析することにより、受信した電波が何れの移動局１０あるいは基地局１２から送信されたものであるかを識別することができる。
【００２２】
また、アンテナ２６は、前述の移動局無線部２２が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。
【００２３】
移動局制御部２４は移動局無線部２２の制御を行なう。具体的には例えば、移動局制御部２４は移動局無線部２２に対して送信または受信の切り替え、送信アンプにおける出力の設定などを行なう。これらの制御における設定値の決定は基地局１２との通信の結果により、例えば、前記基地局１２から送信される指令に基づいて決定される。移動局制御部２４はまた、前記基地局１２からの移動局１０の制御作動に関する指令を、移動局無線部２２において受信され、復号された基地局１２からの電波の内容を解析することにより解析する。また移動局制御部２４は、移動局１０が電波によって送信する拡散符号を、例えば図示しない記憶手段から記憶された拡散符号を読み出すことにより、あるいは所定の生成方法、例えば予め定められた原始多項式に基づいて生成することにより決定する。
【００２４】
また、移動局制御部２４は周波数制御部２５を機能的に有する。この周波数制御部２５は、後述する基地局１２の周波数制御部３５によって指示させる周波数に設定するものであって、後述する基地局１２の周波数制御部３５あるいはサーバ１４の測位周波数設定部５８によって行なわれる周波数に関する指示に基づいて、送信する電波の周波数を決定する。
【００２５】
時計２３は、時刻を計測するものであって、例えば移動局無線部２２により前記拡散符号が送信される際に参照される。この送信時刻についての情報は、前記拡散符号の送信と合わせて移動局無線部２２に送信される。
【００２６】
図３は、基地局１２の有する機能の要部を説明するブロック図である。基地局１２は、アンテナ３６、基地局無線部３２、基地局制御部３４、受信時刻検出部３８、時計４０、通信インタフェース４２などを含んで構成される。また、基地局１２は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタ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なうことにより、受信時刻検出部３８、基地局制御部３４などにおける処理を実行するようになっている。
【００２７】
基地局無線部３２は、いわゆる無線通信機能を実現するものであって、アンテナ３６を用いて電波の送受信を行なう。基地局無線部３２は、例えば前記移動局１０の作動を制御する指令を含む電波を送信する。また、基地局無線部３２は、移動局１０によって送信される電波を受信して所定の復号処理を行ない、その内容を必要に応じて後述する受信時刻検出部３８などに渡し処理を実行させる。すなわち、基地局無線部３２は、所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調し、またデジタル変調などを行なう変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどを有し、また、アンテナ３６によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される。このとき、基地局無線部３４が行なう無線通信は例えばいわゆるデジタル通信が好適に用いられるので、基地局無線部３４はそのデジタル通信に必要となる変調あるいは復調のための機構を含む。
【００２８】
また、アンテナ３６は、前述の基地局無線部３４が電波を送受信する際に用いられるものであって、送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。
【００２９】
基地局制御部３４は前記基地局無線部３２などの基地局１２の作動に関する制御を行なう。具体的には例えば、基地局制御部３４は基地局無線部３２に対して送信または受信の切り替え、搬送波周波数の設定、送信アンプの出力の設定などを行なう。これらの制御における設定値の決定は後述のサーバ１４あるいは移動局１０との通信の結果により決定される。また基地局制御部３４は受信時刻検出部３８に対しては、受信時刻検出実行の制御および受信時刻検出結果出力の要求および取得を制御する。また基地局制御部３４は、基地局無線部３２において受信され復号される、移動局１０や基準局１１により送信される電波の内容を解析する。同様に基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２において受信されたサーバ１４からの送信内容を解析し、基地局１２の制御作動に関する指令を取り出す。さらに、基地局制御部３４は、後述する通信インタフェース４２や基地局無線部３２を介して、他の機器に対し必要な情報を送信する。
【００３０】
また、基地局制御部３４は周波数制御部３５を機能的に有する。この周波数制御部３５は、前述の移動局１０における周波数制御部２５と一対になって作動するものであって、移動局１０が送信する電波の周波数を制御させるために移動局１０への指令を行なうとともに、その移動局１０から送信される電波を受信するために基地局無線部３２における受信周波数を制御する。この周波数制御部３５は例えば後述するサーバ１４の測位周波数設定部５８からの指示などに基づいて予め定められた複数種類の周波数を切り換えるなどの制御を行なう。
【００３１】
受信強度検出部３７は、基地局無線部３２において受信された電波（受信波）の強度が検出される。この受信強度は例えばその指標の一つであるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）の値である。このＲＳＳＩはハードウェアに特有の電波の受信強度を数値化した指標値であり、例えば電波の受信時のアンテナの給電点における電圧の大きさを予め定義された２５６段階の指標により評価することで得られる数値である。なお、前記ＲＳＳＩ値に代えて、受信電力などが検出されてもよい。この受信強度検出部３７は後述する他の実施例において用いられるものであり、それ以外の実施例における基地局１２は受信強度検出部３７を有する必要はない。
【００３２】
受信時刻検出部３８は、受信した移動局１０からの電波の受信時刻を検出するものであって、相関値算出部３９を有する。具体的には相関値算出部３９が算出する相関値の時間変化において、ピークが生じた時刻を電波の受信時刻とする。相関値算出部３９は、移動局１０から送信される電波に含まれる拡散符号と、その拡散符号に対応するレプリカ符号との相関値を算出する。具体的には、予め移動局１０が送信する拡散符号と同一のレプリカ符号を受信時刻検出部３８が有しておき、そのレプリカ符号と、受信された移動局１０からの電波から基地局無線部３２により取り出された拡散符号（受信符号）とをマッチドフィルタに入力することにより、両者の相関値を得ることができる。この相関値のピークを示す時刻、すなわち受信された電波に含まれる拡散符号とレプリカ符号とが同期した同期時刻が電波の受信時刻となる。したがって相関値のピークを示す時刻を後述の時計４０より得ることにより受信時刻が検出される。
【００３３】
図６は相関値算出部３９に含まれるマッチドフィルタの構成の例を示した図である。マッチドフィルタは、基地局無線部３４により復調されて受信波から取り出される拡散符号（受信信号）ｂと予め記憶されているレプリカ符号ａとのビットごとの排他的論理和の値を算出し、それらの排他的論理和の値を加算器Σにより合計し、更に相関演算器において
【数１】
のようにレプリカ符号ａと拡散符号ｂとの相関値Ｒａｂ（ι）を算出する。なお、ａｉおよびｂｉ（ｉ＝１，…，Ｍ）は、それぞれレプリカ符号ａおよび拡散符号ｂのｉ番目のビットの内容であり、ＭはＰＮ符号のビット長である。また、図６に示すように受信信号ｂは１ビット遅延素子により相関値Ｒａｂを算出する毎に１ビットずつシフトされるようにされており、前記（１）式におけるιはこのシフト量の総和を示している。このようにすれば、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際のιの値と受信速度などに基づいて、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際の時刻を信号波の同期時刻として算出することができる。
【００３４】
さらに、前記相関値算出部３９によって算出される相関値Ｒａｂ（ι）は拡散符号のチップ幅に応じた規格化が行なわれ、規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍとされる。具体的には規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍは例えば、
Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍ＝Ｒａｂ（ι） ／ 拡散符号の符号長 × １００
のように定義される。すなわち、受信信号ｂとレプリカ符号ａとが完全に一致した場合には規格化相関値Ｒａｂ（ι）ｎｏｒｍ＝１００が得られる。この規格化相関値を用いることにより、拡散符号の符号長が異なる場合であっても相関値の大きさを比較することができる。
【００３５】
時計４０は、時刻を計測するものであって、例えば受信時刻検出部３８が受信時刻を検出する際などに参照される。各基地局１２は各々の時計４０を有しており、それらの時刻は予め同期されている。また各基地局１２の時計４０の時刻と移動局１０の時計２３の時刻とも予め同期されている。
【００３６】
通信インタフェース４２は、通信ケーブル２０により接続された他の基地局１２とサーバ１４などとの情報通信を行なう。具体的には、基地局１２の同期時刻検出部３８によって検出される電波の受信時刻や、移動局１０から送信される電波に含まれる情報が基地局１２からサーバ１４に送信されるほか、サーバ１４から送信される基地局１２の作動に関する指令などが受信される。
【００３７】
図４は、サーバ１４の構成の概要を説明する図である。図４に示す様にサーバ１４は、ＣＰＵに対応し必要な演算処理を行なう電子制御装置４８、ＲＡＭ、ＲＯＭ、あるいはハードディスクなどに対応し前記電子制御装置４８などの指示に応じて情報を読み出し可能に記憶する記憶装置５０、入出力インタフェース５２、およびその入出力インタフェース５２に接続され、サーバ１４に対するユーザからの入力操作を受け付けるキーボードやマウスなどの入力装置５３、サーバ１４による作動結果などを表示するためのディスプレイ表示装置などの表示を行なう出力装置５４、通信インタフェース４６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なうことができる。
【００３８】
通信インタフェース４６は、例えば通信ケーブル２０により基地局１２との情報通信を行なう。通信インタフェース４６は、例えばサーバ１４から基地局１２に対し、基地局１２の制御作動に関する指令を送信し、また、基地局１２から送信される情報、例えば基地局１２において受信した電波の受信時刻などに関する情報を受信する。この基地局１２における電波の受信時刻は、移動局１０から送信される拡散符号の受信時刻として受信時刻検出部３８によって検出され、ＲＳＳＩ値はＲＳＳＩ検出部４２によって検出される。
【００３９】
図５は、サーバ１４の電子制御装置４８が機能的に有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。この機能は例えば、前記図４のサーバ１４において所定のプログラムが実行されることにより実現される。まず、基地局数決定部５６は、後述する測位部６６において移動局１０の位置の算出（測位）を行なうのに必要な基地局１２の数Ｎ（Ｎは自然数）が決定される。具体的には、移動局１０が移動しうる領域の形状（平面か３次元空間か）や、測位の方法、すなわち複数の基地局１２における移動局１０からの電波の到来時刻（受信時刻）差によって測位を行なう（ＴＤＯＡ（ｔｉｍｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ａｒｒｉｖａｌ）方式）か、各基地局１２における移動局１０からの電波の到来時刻によって測位を行なう（ＴＯＡ（ｔｉｍｅ ｏｆ ａｒｒｉｖａｌ）方式）かなど）によって決定する。例えば本実施例においては、移動局１０は平面を移動するものとされ、また、測位部６６はＴＯＡ方式により測位を行なうので、基地局数決定部５６は３局の基地局が必要である、すなわちＮ＝３と決定する。
【００４０】
測位周波数設定部５８は、移動局１０から基地局１２に送信される測位のための電波の周波数である測位周波数を設定する。この測位のための電波は、移動局１０から送信された電波を基地局１２が受信した際の受信結果（受信時刻）を得るためのものであり、この受信結果は後述する測位部６６において移動局１０の測位などのために用いられる。
【００４１】
具体的には測位周波数設定部５８は例えば次のように測位周波数の設定を行なう。まず、測位周波数設定部５８は基地局１２の周波数制御部３５および移動局１０の周波数制御部２５に対し、予め定められた複数種類の周波数のそれぞれによって移動局１０が電波を送信し、基地局１２が電波を受信するようにを制御させる。これに対応して、各基地局１２の基地局無線部３２は移動局１０から送信されたそれぞれの周波数の電波を受信し、さらに受信した電波について相関値算出部３９が規格化相関値を算出する。測位周波数設定部５８は、このように算出される各基地局１２におけるそれぞれの前記複数種類の周波数のそれぞれの電波についての規格化相関値のピーク値を取得する。図７は前記複数種類の周波数が周波数１乃至周波数３の３種類である場合に、測位周波数設定部５８によって取得される各基地局１２における規格化相関値のピーク値の例を示したものである。
【００４２】
測位周波数設定部５８は続いて、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として設定する。ここで前記Ｎは前記基地局数決定部５６によって決定される、測位部６６において移動局１０の測位を行なうのに必要な基地局１２の数Ｎである。
【００４３】
前述のように測位周波数設定部５８は測位周波数を決定するが、例えば前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の決定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【００４４】
また、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【００４５】
本実施例においては前述のようにＮ＝３であるので、前記周波数１乃至周波数３のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうち２（＝Ｎ−１）番目に大きい値を抽出する。図７を用いて説明すると、周波数１については、第２基地局で検出した規格化相関値のピーク値が７０であって、各基地局で検出した規格化相関値のピーク値のうちで２番目に大きい。周波数２については第３基地局が検出した７０が、周波数３については第３基地局が検出した６０がそれぞれ２番目に大きい。これらを比較すると、各周波数のうち、周波数１および周波数２において２番目に大きいと検出された規格化相関値のピーク値が、各周波数のうちで最も大きい。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数が２つ存在する。そこで、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数である周波数１および周波数２のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうち１（＝Ｎ−２）番目に大きい値を抽出する。すなわち、周波数１については第１基地局で検出した規格化相関値のピーク値が８０であって、各基地局で検出した規格化相関値のピーク値のうちで１番目に大きい。周波数２については第１基地局が検出した７０が１番目に大きい。両者を比較して、周波数１において１番目に大きいと検出された規格化相関値のピーク値が、周波数１および周波数２のうちで最も大きい。したがって、測位周波数設定部５８は周波数１を測位周波数として設定する。なお、周波数２においては、第１基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値と第２基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値とが等しく、かつ１番目に大きい値であったが、かかる場合においては、例えばいずれか一方を１番目に大きい値であるとし、他方を２番目に大きい値であるとすればよい。
【００４６】
図５に戻って、測位基地局選択部６０は、移動局１０の測位に用いる基地局１２である測位基地局１２を選択する。後述する測位部６６は、前記基地局１２のうちこれらの測位基地局１２における測位のための電波の受信結果（受信時刻）に基づいて測位を行なう。
【００４７】
具体的には測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。さらに測位基地局選択部６０は、残りの基地局１２のうち任意の１局を測位基地局１２として選択する。
【００４８】
本実施例においては、前述のようにＮ＝３であるので、測位基地局選択部６０はまず、２（＝Ｎ−１）局の基準基地局を、測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値の大きさが大きい順に選択する。図７を用いて説明すると、前記測位周波数設定部５８によって測位周波数として設計された周波数１について、１番目に大きい規格化相関値のピーク値である８０を検出した第１基地局と、２番目に大きい規格化相関値のピーク値である７０を検出した第２基地局とが測位基地局１２として選択される。続いて、残りの基地局である第３基地局乃至第６基地局のうち任意の１局、例えば第４基地局が測位基地局１２として選択される。
【００４９】
測位部６６は、移動局１０が送信した測位のための電波の送信時刻、移動局１０が送信した測位のための電波の測位基地局１２における受信結果である受信時刻、および、それら測位基地局１２の位置についての情報に基づいて、移動局１０の位置の算出を行なう。加えて、移動局１０と測位基地局１２との間における電波の伝搬においては電磁波の反射、回折、干渉などの影響から後述するジッタが発生するので、この値も考慮しなくては正確な測位は実現困難である。なお、前述のように移動局１０から送信される測位のための電波は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数により送信され、また、測位基地局１２は前記測位基地局選択部６０によって選択された基地局である。
【００５０】
ジッタは、通信伝送の中で現れる時間ゆらぎであって、例えば測位基地局１２における電波の受信時刻の遅れとして現れる。図８は、移動局１０から送信された拡散符号を含む電波を受信した基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の片側最大値（最大振幅）３σとの関係を表わした図である。具体的には例えば、各規格化相関値ごとに予め定められた所定回数以上のジッタ量の測定を行ない、その測定結果を正規分布とみなした場合の標準偏差σを算出する。そして、正規分布する確率変数においては、その変動幅の約９９．７％が平均値の周りに大小それぞれの方向に標準偏差の３倍の値、すなわち±３σの中に収まる。この事実をもって、３σをジッタ量の最大振幅として用いることが妥当と結論づけることができる。このように、測位部６６は各測位基地局１２の相関値算出部３９において規格化相関値のピーク値の大きさが検出されると、例えば図８に示す関係に基づいてジッタ量の最大振幅を予測することができる。このようにして得られるジッタ量の最大振幅をもとにジッタの量として移動局の測位を行なう。
【００５１】
測位部６６は、移動局１０から基地局１２までの電波の伝搬時間に基づいて、具体的にはその伝搬時間に電波の速度ｃ（＝２．９９×１０８ｍ／ｓｅｃ）を乗ずることにより、各測位基地局１２と移動局１０との距離を算出する。そして各測位基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離の関係を同時に満たす移動局１０の位置を移動局１０の位置として算出する。ジッタの影響を考慮すると、測位基地局１２ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）における移動局１０からの電波の受信時刻をｔｉ、移動局１０における電波の送信時刻をｔ０、算出される前記ジッタの量をΔｔｊｉとすると、測位基地局１２ｉと移動局１０との距離の最大値はジッタがプラス側に最大振幅をとる場合に対応するｃ×（ｔｉ＋Δｔｊｉ−ｔ０）（ｍ）であり、最小値はジッタがマイナス側に最大振幅をとる場合に対応するｃ×（ｔｉ−Δｔｊｉ−ｔ０）（ｍ）である。すなわち、移動局１０と基地局１２ｉとの関係においては、移動局１０は基地局１２ｉを中心とする半径ｃ×（ｔｉ−Δｔｊｉ−ｔ０）の円と半径ｃ×（ｔ＋Δｔｊｉｉ−ｔ０）の円に囲まれた幅２Δｔｊｉの円環状の領域に約９９．７％の確率で存在するといえる。そして、測位部６６は、前記円環状の領域を各測位基地局１２について算出し、それら円環状の領域の積集合を移動局１０が存在する領域であると算出する。
【００５２】
図９は、本実施例における測位部６６による移動局１０の測位を説明する図である。測位部６６は、前記測位基地局選択部６０によって選択された測位基地局１２である第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、および第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、それら測位基地局１２と移動局１０との距離に基づいて算出される前記円環状の領域を算出する。具体的には、第１基地局１２Ａについては、第１基地局１２Ａの位置（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする半径ｃ×（ｔ１−Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ１と半径ｃ×（ｔ１＋Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ２に囲まれた円環状の領域Ｐ１、第２基地局１２Ｂについては、第２基地局１２Ｂの位置（Ｘ２，Ｙ２）を中心とする半径ｃ×（ｔ２−Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ１と半径ｃ×（ｔ２＋Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ２に囲まれた円環状の領域Ｐ２、第４基地局１２Ｄについては、第４基地局１２Ｄの位置（Ｘ４，Ｙ４）を中心とする半径ｃ×（ｔ４−Δｔｊ４−ｔ０）の円ＣＣ１と半径ｃ×（ｔ４＋Δｔｊ４−ｔ０）の円ＣＣ２に囲まれた円環状の領域Ｐ３をそれぞれ算出する。そして、それら領域Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３の積集合であるＳを移動局１０の存在する領域とする。
【００５３】
これらの関係を式で表わすと次式（２ａ）乃至（２ｆ）のようになる。
【数２】
ここで（ｘ，ｙ）は移動局１０の位置である。（２ａ）式および（２ｂ）式は前記円環状の領域Ｐ１、（２ｃ）式および（２ｄ）式は領域Ｐ２、（２ｅ）式および（２ｆ）式は領域Ｐ３にそれぞれ対応する。すなわち、移動局１０の位置を表わす（ｘ，ｙ）は（２ａ）式乃至（２ｆ）式を同時に満たす。
【００５４】
ところで、前記測位基地局選択部６０において２（＝Ｎ−１）局の測位基地局１２として選択される第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれについて、それら第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂのそれぞれと移動局１０との距離に基づいて算出される前記円環状の領域は、第１基地局１２Ａについては図９の第領域Ｐ１であり、第２基地局１２Ｂについては領域Ｐ２である。従って、領域Ｐ１と領域Ｐ２の積集合は図９において斜線を付した領域ＳおよびＳ’である。前述のように、第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂはそれぞれ、前記測位周波数について１番目および２番目に大きい規格化相関値のピーク値を検出した基地局であるので、領域Ｐ１および領域Ｐ２の大きさはそれぞれ、目的とする測位精度を満たす、すなわち移動局１０の存在する領域であると測位結果として得るのに十分な大きさとなっている。従って、残りの１局の測位基地局１２として選択される基地局は、検出される相関値のピーク値が小さく、ジッタが大きい基地局であっても、前記領域Ｐ１あるいは領域Ｐ２のいずれが移動局１０の存在する領域であるかを判断する機能を有すればよいことになる。かかる観点から、前記残りの１局の測位基地局として選択される基地局は任意のものであればよいとされる。
【００５５】
図１０は、本実施例における移動局測位システム８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。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１乃至ＳＡ４はサーバ１４の測位周波数設定部５８などに対応する。まず、ＳＡ１においては、例えば予め定められた複数種類の周波数のうちのいずれか１つが選択される。
【００５６】
ＳＡ２においては、ＳＡ１で選択された周波数の電波について各基地局１２でその相関値のピーク値を検出するための相関値ピーク測定ルーチンが実行される。図１１はこの相関値ピーク測定ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＢ１においては、サーバ１４の測位周波数設定部５８から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＡ１で選択された周波数により送信を開始させる指示である。本実施例においては、サーバ１４は無線通信機能を有さず、移動局１０は有線通信機能を有していないため、サーバ１４と移動局１０との通信は無線通信機能と有線通信機能との両者を有するいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【００５７】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＢ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＡ１で選択された周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【００５８】
サーバ１４の測位周波数設定部５８や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＢ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＡ１で選択された周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【００５９】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＢ４においては、ＳＡ１において選択された周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【００６０】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＢ５においては、ＳＢ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＢ６においては、ＳＢ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【００６１】
ＳＢ７においては、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＡ６で算出された規格化相関値のピーク値の値が例えば通信ケーブル２０を介して送信され、続くＳＢ８においてはサーバ１４において受信された規格化相関値のピーク値の値が基地局１２ごとに記憶される。
【００６２】
図１０に戻って、ＳＡ３においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンを予め設定された全ての周波数について実行したか否かが判断される。予め設定された全ての周波数についてＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンを実行した場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ４が実行される。一方、予め設定された全ての周波数について実行していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＡ１に戻って、別の周波数についてＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンが実行される。
【００６３】
ＳＡ４においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンの結果、すなわち各周波数についての各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値に基づいて、測位に用いる周波数である測位周波数を設定するための測位周波数設定ルーチンが実行される。この測位周波数設定ルーチンは測位周波数設定部５８に対応する。図１２はこの測位周波数設定ルーチンを説明するフローチャートである。まず、ＳＣ１においては、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００６４】
ＳＣ２においては、ＳＣ１で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ１で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ３が実行される。一方、ＳＣ１で複数の周波数が選択された場合には、すなわち、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が複数の周波数について同じであり、かつそれらの値が最大である場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ４が実行される。なお、規格化相関値の値が同じであるとは、同一である場合に加え、例えば数％の誤差などのように、予め定められた同一とみなすことのできる所定の範囲内にある場合を含むようにしてもよい。
【００６５】
ＳＣ３においては、ＳＣ１で選択された周波数が測位周波数として設定される。
【００６６】
ＳＣ４においては、ＳＣ１で選択された複数の周波数から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、１（＝Ｎ−２）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００６７】
ＳＣ５においては、ＳＣ４で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ４で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ６が実行される。一方、ＳＣ４で複数の周波数が選択された場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ７が実行される。
【００６８】
ＳＣ６においては、ＳＣ４で選択された周波数が測位周波数として設定される。
【００６９】
ＳＣ７においては、ＳＣ２で選択された複数の周波数から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、３（＝Ｎ）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【００７０】
ＳＣ８においては、ＳＣ７で選択された周波数により測位周波数を１つに絞り込むことができたか否かが判断される。ＳＣ７で１つの周波数が選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ９が実行される。一方、ＳＣ７で複数の周波数が選択された場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ１０が実行される。
【００７１】
ＳＣ９においては、ＳＣ７で選択された周波数が測位周波数として設定される。一方、ＳＣ１０においては、ＳＡ２により得られた各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値からは測位周波数を決定することができないとして、任意の周波数が測位周波数として設定される。
【００７２】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。まず、ＳＣ１において、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値どうしが周波数ごとに抽出される。すなわち、周波数１については第２基地局で検出された７０、周波数２については第３基地局で検出された７０、周波数３については第３基地局で検出された６０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち、周波数１および周波数２の２つが最も大きいとして選択される。
【００７３】
ＳＣ２においては、ＳＣ１で選択された周波数が周波数１および周波数２の２つであるので、その判断が否定される。ＳＡ２の判断が否定された場合に実行されるＳＣ４においては、ＳＣ１で選択された周波数１および周波数２から、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、１番目に大きい値が抽出される。すなわち、周波数１については第１基地局で検出された８０、周波数２については第１基地局で検出された７０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち周波数１が最も大きいとして選択される。
【００７４】
ＳＣ５においては、ＳＣ４で選択された周波数が周波数１のみの１つであったので、その判断が肯定される。そして、ＳＣ６においては、ＳＣ４で選択された周波数１が測位周波数として設定される。
【００７５】
図１０に戻って、測位基地局選択部６０に対応するＳＡ５においては、測位基地局１２を選択するための測位基地局選択ルーチンが実行される。測位基地局１２は、後述する測位ルーチンにおいて用いられる基地局１２である。図１３はこの測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【００７６】
ＳＤ１においては、ＳＡ４で設定された測位周波数について、ＳＡ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に２局の基地局１２と、任意の１局の基地局とが測位基地局として選択される。
【００７７】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＡ４において周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局と、例えば第４基地局など任意の１局の基地局が測位基地局１２として選択される。
【００７８】
図１０に戻って、サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＡ６においては、ＳＡ４において設定された測位周波数の電波の、ＳＡ５において選択された測位基地局における受信結果に基づいて、移動局１０の測位を行なう測位ルーチンが実行される。
【００７９】
図１４はこの測位ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＥ１においては、サーバ１４の測位部６６から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＡ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示である。本ステップにおいても図１１のＳＢ１と同様に、サーバ１４と移動局１０との通信はいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【００８０】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＥ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＡ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【００８１】
サーバ１４の測位部６６や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＥ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＡ４で選択された測位周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【００８２】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＥ４においては、ＳＡ４において選択された測位周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【００８３】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＥ５においては、ＳＥ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＥ６においては、ＳＥ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【００８４】
基地局１２の受信時刻検出部３８などに対応するＳＥ７においては、ＳＥ６で規格化相関値のピーク値が検出された時刻が移動局１０からの電波の受信時刻として検出されるとともに、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＥ６で算出された規格化相関値のピーク値の値と移動局１０からの電波の受信時刻とが、例えば通信ケーブル２０を介して送信される。
【００８５】
サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＥ８においては、ＳＥ７で各測位基地局１２から送信された規格化相関値のピーク値および電波の受信時刻、予め既知とされた各測位基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の測位が行なわれる。具体的には、ＳＥ６で検出された規格化相関値のピーク値の値と、前記図８に示したような規格化相関値のピーク値とジッタ量との関係などに基づいて各基地局１２における受信時刻の誤差の最大値を算出し、前記（２ａ）式乃至（２ｆ）式に対応する式を導出し、これらを解くことにより、移動局１０の存在する領域についての情報が得られる。
【００８６】
前述の実施例によれば、移動局１０の移動局無線部２２により、所定の拡散符号を含む電波が所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信され、基地局１２においては、基地局無線部３２により、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波が受信され、相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）により、基地局無線部３２により受信した電波に含まれる拡散符号と移動局１０の送信部から送信される拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との規格化された規格化相関値が算出される。そして、基地局数決定部５６により、移動局１０の測位における必要基地局数を表わす自然数Ｎが移動局１０が移動可能とされる領域に基づいて決定され、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出された規格化相関値のうちＮ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが比較され、該Ｎ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数が測位周波数として設定され、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）により、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により設定された周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局が測位基地局１２として含まれるように選択され、また、測位部６６により、該測位基地局選択部６０によって選択された測位基地局１２と移動局１０との間で、測位周波数設定部５６によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局１０の測位が行なわれるので、複数種類の周波数のうち、Ｎ−１番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−１局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択され、選択された測位周波数を用いて移動局から送信される電波を受信した際に規格化相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局１０からの電波を良好に受信した順にＮ−１局の基地局が測位基地局に含まれるように選択され、選択された測位周波数により移動局１０および測位基地局１２の間で電波の送受信が行なわれ、その受信結果に基づいて移動局１０の測位が行なわれ、移動局１０の測位を精度よく行なうことができる。言い換えれば、例えば１局など少数の基地局１２においてのみ大きい規格化相関値が算出され、他の全ての基地局１２においては小さい規格化相関値が算出されるようなマルチパスの影響が大きい周波数が測位周波数として選択されることがない。
【００８７】
また前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）は、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出された規格化相関値のうちＮ−２番目に大きい規格化相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、複数種類の周波数のうち、Ｎ−２番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ−２局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００８８】
また前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、前記測位周波数設定部５８（ＳＡ４）は、複数種類の周波数のそれぞれについて、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出された規格化相関値のうちＮ番目に大きい規格化相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定するので、複数種類の周波数のうち、Ｎ番目に大きい規格化相関値の大きさが最大となる周波数、すなわち、少なくともＮ局の基地局においてマルチパスの影響が少なく比較的大きい規格化相関値が算出される周波数が測位周波数として選択される。
【００８９】
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】
【００９０】
本実施例においては、測位基地局選択部６０の作動が前述の実施例とは異なる。すなわち前述の実施例においては、測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。さらに測位基地局選択部６０は、残りの基地局１２のうち任意の１局を測位基地局１２として選択する。一方、本実施例においては測位基地局選択部６０は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。
【００９１】
図１５は、本発明の移動局測位システム８の別の実施態様における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートであって、前述の実施例における図１０のフローチャートのＳＡ５において実行される図１３に対応する図である。
【００９２】
測位基地局選択部６０などに対応するＳＦ１においては、ＳＡ４で設定された測位周波数について、ＳＡ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に３局の基地局１２が測位基地局として選択される。
【００９３】
なお、ＳＡ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＡ４において周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、２番目に大きい第２基地局、および３番目に大きい第４基地局の３局が測位基地局１２として選択される。
【００９４】
前述の実施例によれば、前記移動局測位システム８において、測位基地局選択部６０（ＳＡ５）は、測位周波数設定部５８（ＳＡ４）により設定された周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９（ＳＡ２、ＳＢ６など）において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局１２として選択するので、移動局１０の測位に必要なＮ局の基地局１２が、選択された測位周波数を用いて移動局１０から送信される電波を受信した際に規格化相関値の値が大きい、すなわちマルチパスの影響が少なく移動局からの電波を良好に受信した順にＮ局の基地局となるように選択される。
【実施例３】
【００９５】
図１６は、本発明の移動局測位システム８の別の実施態様におけるサーバ１４の電子制御装置４８の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。図１６の電子制御装置４８においては、測位基地局選択部６０は第１測位基地局選択部６２および第２測位基地局選択部６４を機能的に含んで構成される。また、測位部６６は位置候補算出部６８および位置選択部７０を機能的に含んで構成される。
【００９６】
このうち、測位基地局選択部６０は、前述の実施例と同様に、移動局１０の測位に用いる基地局１２である測位基地局１２を選択する。第１測位基地局選択部６２は、前記測位周波数設定部５８によって設定された測位周波数において各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値を比較し、検出される規格化相関値のピーク値が大きい順にＮ−１局の基地局１２を測位基地局１２として選択する。なお、Ｎは前述の実施例と同様に、測位部６６において移動局１０の位置の算出（測位）を行なうのに必要な基地局１２の数である。
【００９７】
各基地局１２において各周波数ごとに検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、測位周波数決定部５８により周波数１が測位周波数として設定されるので、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局の２（＝Ｎ−１）局の基地局１２が測位基地局１２として選択される。
【００９８】
測位部６６の位置候補算出部６８は、移動局１０が送信した測位のための電波の送信時刻、移動局１０が送信した測位のための電波の第１測位基地局選択部６２において選択された（Ｎ−１）局の測位基地局１２における受信結果である受信時刻、および、それら（Ｎ−１）局の測位基地局１２の位置についての情報に基づいて、前述の実施例における測位部６６と同様にして移動局１０の位置の候補の算出を行なう。具体的には、前記第１測位基地局選択部６２によって選択された第１基地局および第２基地局のそれぞれと移動局１０との距離の関係を表わす式である前記（２ａ）式乃至（２ｄ）式を解くことにより、移動局１０の位置の候補を算出する。
【００９９】
ここで、前述の図９を用いて、位置候補算出部６８の作動を説明する。位置候補算出部６８は、前記第１測位基地局選択部６２によって選択された測位基地局１２である第１基地局１２Ａおよび第２基地局１２Ｂについて、それら測位基地局１２と移動局１０との距離に基づいて算出される円環状の領域を算出する。具体的には、第１基地局１２Ａについては、第１基地局１２Ａの位置（Ｘ１，Ｙ１）を中心とする半径ｃ×（ｔ１−Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ１と半径ｃ×（ｔ１＋Δｔｊ１−ｔ０）の円ＣＡ２に囲まれた円環状の領域Ｐ１、第２基地局１２Ｂについては、第２基地局１２Ｂの位置（Ｘ２，Ｙ２）を中心とする半径ｃ×（ｔ２−Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ１と半径ｃ×（ｔ２＋Δｔｊ２−ｔ０）の円ＣＢ２に囲まれた円環状の領域Ｐ２をそれぞれ算出する。そして、それら領域Ｐ１およびＰ２の積集合を移動局１０の存在する位置の候補領域とする。
【０１００】
図９に示すように、位置候補算出部６８が領域Ｐ１およびＰ２の積集合として算出する移動局１０の存在する位置の候補領域は、領域ＳおよびＳ’の２つの領域となる。そこで後述する位置選択部７０は、これら２つの候補領域ＳおよびＳ’のいずれが移動局１０の存在する位置の領域であるかを選択する。
【０１０１】
第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。具体的には、第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補を結ぶ直線のうち、これら２つの候補を結ぶ線分を除く２本の半直線との距離が最も短い基地局１２を、位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２として選択する。
【０１０２】
図１７は、第２測位基地局選択部６４による前記Ｎ番目の測位基地局１２の選択を説明する図である。図１７において、領域Ｓ１およびＳ２はそれぞれ位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域、点Ｂ１およびＢ２はそれぞれ、前記領域Ｓ１およびＳ２の重心位置を表わしている。第２測位基地局選択部６４はこの重心Ｂ１およびＢ２を前記候補領域Ｓ１およびＳ２の位置であるとして、Ｂ１およびＢ２を結ぶ直線のうち、２つの重心を結ぶ線分８３を除く２本の半直線８２との距離が最も短い基地局１２を選択する。すなわち、図１７においては、第１測位基地局選択部６２によって測位基地局１２に選択されなかった基地局１２Ｓ、１２Ｔ、１２Ｒが存在する場合において、半直線８２との距離が最も短い基地局が第２測位基地局選択部６４により前記Ｎ番目の測位基地局として選択される。図１７においては基地局１２Ｔと半直線８２との距離Ｌｔと基地局１２Ｒと線分８２との距離ＬｒとがＬｔ＜Ｌｒの関係にあるので、基地局１２Ｔが前記Ｎ番目の測位基地局として選択される。なお、図１７において斜線を付した非選択領域８０は、重心Ｂ１およびＢ２を通る直線に直交する帯状の領域であって、その両端はそれぞれ重心Ｂ１およびＢ２を通る領域である。この非選択領域８０に属する点からは、前記２本の半直線８２との距離を算出することができないとして、非選択領域８０内に位置する基地局１２Ｓは測位基地局として選択されないものとされている。
【０１０３】
図１８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って、前述の実施例における図１０に対応する図である。まず、ＳＧ１乃至ＳＧ４はサーバ１４の測位周波数設定部５８などに対応する。まず、ＳＧ１においては、例えば予め定められた複数種類の周波数のうちのいずれか１つが選択される。
【０１０４】
ＳＧ２においては、ＳＧ１で選択された周波数の電波について各基地局１２でその相関値のピーク値を検出するための相関値ピーク測定ルーチンが実行される。この相関値ピーク測定ルーチンは例えば前述の実施例における図１１において説明したものが実行される。
【０１０５】
ＳＧ３においては、ＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンを予め設定された全ての周波数について実行したか否かが判断される。予め設定された全ての周波数についてＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンを実行した場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＧ４が実行される。一方、予め設定された全ての周波数について実行していない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＧ１に戻って、別の周波数についてＳＧ２の相関値ピーク測定ルーチンが実行される。
【０１０６】
ＳＧ４においては、ＳＡ２の相関値ピーク測定ルーチンの結果、すなわち各周波数についての各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値に基づいて、測位に用いる周波数である測位周波数を設定するための測位周波数設定ルーチンが実行される。具体的には各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択される。
【０１０７】
なお、ＳＧ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、
本ステップはつぎのように実行される。まず、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値どうしが周波数ごとに抽出される。すなわち、周波数１については第２基地局で検出された７０、周波数２については第３基地局で検出された７０、周波数３については第３基地局で検出された６０がそれぞれ抽出される。そしてこれらが比較され、各周波数のうち、前記２番目に大きい値が最も大きい周波数が選択される。なお、図７の場合においては周波数１および周波数２の２つが等しく、かつ最も大きいとされるが、かかる場合においてはいずれかが任意に選択されればよい。
【０１０８】
第１測位基地局選択部６２に対応するＳＧ５においては、ＳＧ４で設定された測位周波数について、ＳＧ２で測定された規格化相関値のピーク値が大きい順に２局の基地局１２が（Ｎ−１）局の測位基地局１２として選択される。
【０１０９】
なお、ＳＧ２により各周波数ごとに各基地局１２において検出される規格化相関値のピーク値が前述の図７のように得られる場合においては、本ルーチンはつぎのように実行される。すなわち、ＳＧ４において周波数１が測位周波数として設定される場合、周波数１について検出された規格化相関値のピーク値が最も大きい第１基地局、および２番目に大きい第２基地局の２局が測位基地局１２として選択される。
【０１１０】
測位部６６の位置候補算出部６８に対応するＳＧ６においては、移動局１０の存在する位置の候補を算出するための位置候補算出ルーチンが実行される。図１９はこの位置候補算出ルーチンを説明するフローチャートである。まずＳＨ１においては、サーバ１４の測位部６６から例えば第１基地局１２Ａに対し、移動局１０への送信指示が行なわれる。移動局１０への送信指示は、移動局１０にＳＧ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示である。本ステップにおいても図１１のＳＢ１と同様に、サーバ１４と移動局１０との通信はいずれかの基地局１２を介して行なわれる。
【０１１１】
第１基地局１２Ａの周波数制御部３５などに対応するＳＨ２においては、第１基地局１２Ａから移動局１０に対し、ＳＧ４で選択された測位周波数により送信を開始させる指示が送信される。
【０１１２】
サーバ１４の測位部６６や基地局１２の周波数制御部３５などに対応するＳＨ３においては、サーバ１４から各基地局１２に対し、ＳＧ４で選択された測位周波数の電波の受信を待機する指示が行なわれる。
【０１１３】
移動局１０の周波数制御部２５、移動局無線部２２等に対応するＳＨ４においては、ＳＧ４において選択された測位周波数により移動局１０から電波が送信される。この電波には予め定められた拡散符号が含められる。
【０１１４】
基地局１２の基地局無線部３２などに対応するＳＨ５においては、ＳＨ４で移動局１０から送信された電波が基地局１２において受信される。さらに、基地局１２の相関値算出部３９などに対応するＳＨ６においては、ＳＨ５において受信された電波から取り出された拡散符号と予め記憶されているその拡散符号のレプリカ符号との規格化相関値が算出され、そのピーク値が記憶される。
【０１１５】
基地局１２の受信時刻検出部３８などに対応するＳＨ７においては、ＳＨ６で規格化相関値のピーク値が検出された時刻が移動局１０からの電波の受信時刻として検出されるとともに、基地局１２からサーバ１４に対し、ＳＨ６で算出された規格化相関値のピーク値の値と移動局１０からの電波の受信時刻とが、例えば通信ケーブル２０を介して送信される。
【０１１６】
サーバ１４の測位部６６などに対応するＳＨ８においては、ＳＨ７で各測位基地局１２から送信された規格化相関値のピーク値および電波の受信時刻、予め既知とされた各測位基地局１２の位置情報に基づいて、移動局１０の測位が行なわれる。具体的には、ＳＨ６で検出された規格化相関値のピーク値の値と、前記図８に示したような規格化相関値のピーク値とジッタ量との関係などに基づいて各基地局１２における受信時刻の誤差の最大値を算出し、前記（２ａ）式乃至（２ｄ）式に対応する式を導出し、これらを解くことにより、移動局１０の存在する領域の２つの候補についての情報が得られる。
【０１１７】
ＳＨ９においては、ＳＨ８において算出された移動局１０の存在する領域の２つの候補のそれぞれについて、重心が算出される。この重心は後述するＳＧ７において用いられる。
【０１１８】
図１８に戻って、第２測位基地局選択部６２および位置選択部７０などに対応するＳＧ７においては、ＳＧ６で算出された移動局１０の位置の候補のうち、いずれが移動局１０の存在する位置であるかを選択するための位置選択ルーチンが実行される。
【０１１９】
図２０はこの位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。このうちＳＩ１乃至ＳＩ４は第２測位基地局選択部６２に対応する。まず、ＳＩ１においては、ＳＧ５において測位基地局１２に選択されなかった基地局１２のそれぞれから、ＳＨ９で算出された移動局１０の存在する領域の２つの候補のそれぞれの重心を結ぶ直線までの距離が算出される。
【０１２０】
ＳＩ２においては、ＳＩ１で算出された各基地局１２から前記直線までの距離のうち、その距離が最も短い基地局１２が選択される。
【０１２１】
ＳＩ３においては、ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属するか否かが判断される。この非選択領域は前述の図１７における領域８０に対応するものであって、ＳＨ９で算出された重心Ｂ１およびＢ２を通る直線に直交する帯状の領域であって、その両端はそれぞれ重心Ｂ１およびＢ２を通る領域である。ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属する場合は、本ステップの判断が肯定され、ＳＩ２で選択された基地局１２は測位基地局とすることができないとしてＳＩ４が実行される。ＳＩ２で選択された基地局１２が非選択領域に属しない場合は、本ステップの判断が否定され、ＳＩ２で選択された基地局１２はＮ番目の測位基地局であると選択されて、ＳＩ５が実行される。
【０１２２】
ＳＩ３の判断が肯定された場合に実行されるＳＩ４においては、ＳＩ１で算出された各基地局１２から前記直線までの距離のうち、その距離がＳＩ３の判断が肯定された基地局１２の次に短い基地局１２が選択される。
【０１２３】
ＳＩ３の判断が否定された場合に実行されるＳＩ５は、位置選択部７０に対応する。ＳＩ５においては、ＳＩ３において測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１２４】
具体的には例えば、ＳＩ３においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果であるＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１２５】
前述の実施例によれば、移動局測位システム８において、測位基地局選択部６０は、測位周波数設定部５８により設定された測位周波数について、基地局１２のそれぞれの相関値算出部３９において算出される規格化相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部６２と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部６４とを有し、測位部６６は、基地局１２と移動局１０との間で測位周波数設定部５８によって選択された測位周波数により電波の送受信を行い、第１測位基地局選択部６２によって選択されたＮ−１局の測位基地局１２における受信結果である受信時刻に基づいて移動局１０の位置の候補を複数算出する位置候補算出部６８と、第２測位基地局選択部６４によって選択された残りの測位基地局１２における受信結果である受信時刻に基づいて移動局１０の位置の候補領域から移動局１０の存在する領域を選択する位置選択部７０とを有し、第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の存在する候補領域に基づいて残りの測位基地局１２を選択するので、移動局１０の測位を精度よく行なうことができる。
【０１２６】
また、前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＩ１〜ＳＩ４）は、位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域の重心を通る直線のうち２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線８２への距離が最も近い基地局１２を前記残りの（Ｎ番目の）基地局１２として選択するので、前記位置選択部７０（ＳＩ５）は、残りの測位基地局１２における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部６８により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができる。
【実施例４】
【０１２７】
本実施例は、前述の実施例３における第２測位基地局選択部６４の別の実施態様に関するものである。
【０１２８】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。具体的には、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差を算出する。そして、算出された差が最も大きい基地局を、位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２として選択する。なお、移動局１０の位置の候補領域の位置としては、例えばそれらの領域の重心が用いられる。
【０１２９】
図２１は、本実施例の第２測位基地局選択部６４による前記Ｎ番目の測位基地局１２の選択を説明する図である。図２１において、領域Ｓ１およびＳ２はそれぞれ位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域、点Ｂ１およびＢ２はそれぞれ、前記領域Ｓ１およびＳ２の重心位置を表わしている。また、基地局１２Ｑは第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局の１つを表わしている。第２測位基地局選択部６４は、第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局である基地局１２Ｑから位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、具体的にはそれら領域の重心である点Ｂ１およびＢ２までの距離ＲＱ１およびＲＱ２を算出し、その差Ｌ（＝｜ＲＱ１−ＲＱ２｜）を算出する。これを第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった全ての基地局について行ない、基地局ごとに算出された差Ｌの値が最も大きい基地局をＮ番目の測位基地局１２として選択する。
【０１３０】
図２２は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２２の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２０のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１３１】
第２測位基地局選択部６２に対応するＳＪ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。そして、基地局ごとに算出された前記差Ｌの値が最も大きい基地局がＮ番目の測位基地局１２として選択される。
【０１３２】
位置選択部７０に対応するＳＪ２においては、ＳＪ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１３３】
具体的には例えば、ＳＪ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１３４】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＪ１）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離を算出し、その差Ｌを算出する。そして、基地局１２ごとに算出された前記差Ｌの値が最も大きい基地局をＮ番目の測位基地局１２として選択するので、前記位置選択部７０（ＳＪ２）は、該残りの測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部６８により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができる。
【実施例５】
【０１３５】
本実施例は、前述の実施例３における第２測位基地局選択部６４のさらに別の実施態様に関するものである。
【０１３６】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。
【０１３７】
具体的には、まず、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差Ｌを算出する。
【０１３８】
また、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、移動局１０からの電波を受信する際におけるジッタの最大振幅、すなわちジッタの変動における片側の振幅の最大値である３σの値を算出する。このジッタの最大振幅の算出は、受信した移動局１０からの電波について各基地局１２の相関値算出部３９において算出される規格化相関値のピーク値と、予めシミュレーションなどによって得られる規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とに基づいて行なわれる。ここで、規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とは、例えば図８に示すものである。さらに算出されたジッタ量の最大振幅３σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δを例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出する。
【０１３９】
そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１４０】
前述の図２１を用いて説明する。基地局１２Ｑを第２測位基地局選択部６４が前記Ｎ番目の測位基地局として選択する基地局とすると、基地局１２Ｑと前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域Ｓ１、Ｓ２の位置Ｂ１、Ｂ２との距離ＲＱ１、ＲＱ２の差Ｌが前記測距誤差Δを上回るので、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【０１４１】
図２３は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２３の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２０のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１４２】
ＳＫ１乃至ＳＫ５は第２測位基地局選択部６２に対応する。ＳＫ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。
【０１４３】
ＳＫ２においては、ＳＫ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２のうち、いずれか１の基地局が選択される。そしてＳＫ３において、その基地局１２が移動局１０からの電波を受信する際のジッタの最大振幅が算出される。具体的には、図１９のＳＨ６において検出されたその基地局１２における規格化相関値のピーク値の値と、例えば前記図８に示したような、規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの関係とに基づいてジッタの最大振幅３σが算出される。また、算出されたジッタ量の最大振幅３σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δが例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出される。
【０１４４】
ＳＫ４においては、ＳＫ２で選択された基地局１２について、ＳＫ１で算出されたその基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置Ｂ１およびＢ２までの距離の差Ｌと、ＳＫ２で算出されるその基地局１２の測距誤差Δとが比較され、距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っているかが判断される。距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っている場合には本ステップの判断が肯定されて、ＳＫ４で選択された基地局１２が前記Ｎ番目の測位基地局として選択され、ＳＫ６が実行される。一方、距離の差Ｌが測距誤差Δを下回っているあるいは両者が等しい場合には、ＳＫ５が実行される。
【０１４５】
ＳＫ４の判断が否定された場合に実行されるＳＫ５においては、ＳＫ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２、すなわち図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、ＳＫ４の判断が行なわれていない他の基地局１２が選択される。そして、ＳＫ３以降が再度実行される。
【０１４６】
ＳＫ４の判断が肯定された場合に実行されるＳＫ６は位置選択部７０に対応する。ＳＫ６においては、ＳＫ４においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１４７】
具体的には例えば、ＳＫ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１４８】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＫ１〜５）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離を算出し、その差Ｌを算出する。そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択するので、前述の実施例の効果である、位置選択部７０（ＳＫ６）は、該残りの（Ｎ番目の）測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができるのに加えて、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【実施例６】
【０１４９】
本実施例は、前述の実施例５における第２測位基地局選択部６４の別の実施態様に関するものである。
【０１５０】
本実施例における第２測位基地局選択部６４は、前述の実施例５と同様に、位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の候補領域についての情報と、基地局１２の位置についての情報などに基づいて、後述する測位部６６の位置選択部７０において用いられるＮ番目の測位基地局１２を選択する。
【０１５１】
具体的には第２測位基地局選択部６４は、まず、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離をそれぞれ算出し、その差Ｌを算出する。また、前記各基地局１２について、測距誤差Δを算出する。そして、算出された前記距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、前記距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１５２】
ところで、前述の実施例５においては、第２測位基地局選択部６４は、各基地局１２の測距誤差Δを次のように算出した。すなわち、受信した移動局１０からの電波について各基地局１２の相関値算出部３９において算出される規格化相関値のピーク値と、予めシミュレーションなどによって得られる規格化相関値のピーク値の値と、前記移動局１０と前記基地局１２との間の電波の伝搬において発生するジッタ量の最大振幅３σとの例えば図８に示すような関係とに基づいてジッタの最大振幅３σの算出を行ない、さらに各基地局１２における測距誤差Δを、算出されたジッタ量の最大振幅３σと電波の速度ｃとを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出した。
【０１５３】
なお、本実施例においては、各基地局１２はそれぞれ前述の受信強度検出部３７を含んで構成される。各基地局１２の受信強度検出部３７は、移動局１０から送信される電波を受信し、その受信強度として例えばＲＳＳＩを検出する。
【０１５４】
本実施例においては、第２測位基地局選択部６４は、各基地局１２の測距誤差Δを次のように算出する。まず第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについての、移動局１０からの電波を受信する際の受信強度を取得する。この受信強度は例えばデシベル単位（ｄＢｍ）で表現される受信電力が用いられる。この受信強度は各基地局１２の有する受信強度検出部３７によって検出されるが、本実施例のように受信強度検出部３７が検出する受信強度がＲＳＳＩであり、第２測位基地局選択部６４によって必要とされる受信強度がデシベル表現された受信電力である場合には、受信強度検出部３７が検出するＲＳＳＩから必要な換算を行なう。
【０１５５】
続いて第２測位基地局選択部６４は、前記各基地局１２のそれぞれにおける、ジッタの標準偏差の値σを算出する。このジッタの標準偏差σは、取得された基地局１２のそれぞれについての移動局１０からの電波を受信する際の受信強度を、予め得られている電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係に適用することにより得られる。
【０１５６】
図２４は、電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係の一例を示した図であって、例えば実験的に、あるいはシミュレーションにより得られる。第２測位基地局選択部６４は、前記各基地局１２のそれぞれにおいて取得された基地局１２のそれぞれについての移動局１０からの電波を受信する際の受信強度に対応するジッタの標準偏差σの値を例えば前述の図２４に示す関係に基づいて算出する。
【０１５７】
さらに第２測位基地局選択部６４は、算出されたジッタ量の標準偏差σの値に基づいて、各基地局１２における測距誤差Δを例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出する。
【０１５８】
そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択する。
【０１５９】
図２５は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。図２５の位置選択ルーチンは、前述の実施例において移動局測位システム８の制御作動を説明する図１８のフローチャートのＳＧ７において実行されるフローチャートであって、前述の実施例における図２３のフローチャートに代えて実行されるものである。
【０１６０】
ＳＬ１乃至ＳＬ５は第２測位基地局選択部６２に対応する。ＳＬ１においては、図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から図１８のＳＧ６において算出される移動局１０の位置の候補領域領域Ｓ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。
【０１６１】
ＳＬ２においては、ＳＬ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２のうち、いずれか１の基地局が選択される。そしてＳＬ３において、その基地局１２が移動局１０からの電波を受信する際のジッタの分散が算出される。具体的には、図１９のＳＨ５において各基地局１２において移動局１０からの電波を受信する際に、受信した電波のＲＳＳＩを測定しておき、そのＲＳＳＩを例えば前記図２４に示したような、電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの分散の値との関係に適用することによりジッタの標準偏差σが算出される。また、算出されたジッタ量の標準偏差σに基づいて、各基地局１２における測距誤差Δが例えば電波の速度ｃを用いてΔ＝ｃ×３σのように算出される。
【０１６２】
ＳＬ４においては、ＳＬ２で選択された基地局１２について、ＳＬ１で算出されたその基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置Ｂ１およびＢ２までの距離の差Ｌと、ＳＬ２で算出されるその基地局１２の測距誤差Δとが比較され、距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っているかが判断される。距離の差Ｌが測距誤差Δを上回っている場合には本ステップの判断が肯定されて、ＳＬ４で選択された基地局１２が前記Ｎ番目の測位基地局として選択され、ＳＬ６が実行される。一方、距離の差Ｌが測距誤差Δを下回っているあるいは両者が等しい場合には、ＳＬ５が実行される。
【０１６３】
ＳＬ４の判断が否定された場合に実行されるＳＬ５においては、ＳＬ１で距離の差Ｌが算出された基地局１２、すなわち図１８のステップＳＧ５において測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、ＳＬ４の判断が行なわれていない他の基地局１２が選択される。そして、ＳＬ３以降が再度実行される。
【０１６４】
ＳＬ４の判断が肯定された場合に実行されるＳＬ６は位置選択部７０に対応する。ＳＬ６においては、ＳＬ４においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２での移動局１０から送信される電波の受信結果に基づいて、ＳＧ６で算出された移動局１０の存在する位置の候補領域のいずれが移動局１０が存在する領域であるかが選択される。
【０１６５】
具体的には例えば、ＳＬ１においてＮ番目の測位基地局１２として選択された基地局１２における移動局１０から送信される電波の受信結果である図２０のＳＨ７において得られる受信時刻に基づいて、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離が算出される一方、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離が算出される。そして、前記移動局１０の存在する位置の２つの候補領域の重心のそれぞれとＮ番目の測位基地局１２との距離のうち、Ｎ番目の測位基地局１２と移動局１０との距離に近い値である位置の候補領域が移動局１０が存在する領域であるとして選択される。
【０１６６】
前述の実施例によれば、第２測位基地局選択部６４（ＳＬ１〜５）は、基地局１２のそれぞれについて、それら基地局１２から位置候補算出部６８によって算出された移動局１０の位置の２つの候補領域のＳ１およびＳ２までの距離、たとえばそれら領域の重心Ｂ１およびＢ２までの距離が算出され、その差Ｌが算出される。そして、第２測位基地局選択部６４は、前記第１測位基地局選択部６２によって測位基地局として選択されなかった基地局１２のうち、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが前記測距誤差Δを上回り、かつ、基地局１２と前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域の位置との距離の差Ｌが最も大きい基地局１２を前記Ｎ番目の測位基地局として選択するので、前述の実施例と同様の効果が得られる。すなわち、位置選択部７０（ＳＬ６）は、該残りの（Ｎ番目の）測位基地局における移動局１０からの電波の受信結果に基づいて、前記位置候補算出部により算出される移動局１０の位置の候補から移動局１０の位置を選択することができるとともに、位置選択部７０において前記位置候補算出部６８によって算出される移動局１０の位置の２つの候補領域からいずれかを選択することができなかったり、あるいは選択が誤りであることが防止される。
【０１６７】
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。
【０１６８】
例えば、前述の各実施例においては、移動局１０が平面上（２次元）を移動する場合について説明したが、移動局１０が空間（３次元）を移動する場合においても本発明の移動局測位システムは同様に適用可能である。この場合、測位周波数設定部５８による測位周波数の設定は次のように行なわれる。
【０１６９】
まず、測位部６６が３次元空間を移動する移動局１０の測位をＴＯＡ方式により行なう場合、基地局数決定部５６は４局の基地局が必要である、すなわちＮ＝４と決定する。そして、測位周波数設定部５８は、各基地局１２におけるそれぞれの移動局１０から送信される複数種類の周波数のそれぞれの電波についての規格化相関値のピーク値を取得する。測位周波数設定部５８は続いて、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−１番目、すなわち３番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち３番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として設定する。
【０１７０】
また、例えば前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−１（＝３）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の決定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち３番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−２（＝２）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７１】
また、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−２（＝２）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち２番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ−３（＝１）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７２】
さらに、前記規格化相関値のピーク値のうちＮ−３（＝１）番目に大きい値が最大である周波数が２つ以上存在する場合には、測位周波数設定部５８はさらに次のように測位周波数の設定を行なう。すなわち、前記規格化相関値のピーク値のうち１番目に大きい値が最大である周波数のそれぞれについて、各基地局１２において検出された規格化相関値のピーク値のうちＮ（＝４）番目に大きい値を抽出し、前記複数種類の周波数のそれぞれについて比較する。そして、前記規格化相関値のピーク値のうち４番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７３】
このように、測位周波数設定部５８は、測位に必要な基地局の数がＮである場合において、検出された各基地局１２における規格化相関値のピーク値のうち、まず、Ｎ−１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、続いてＮ−２番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、・・・、Ｎ−（Ｎ−１）番目、すなわち１番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択し、最後にＮ番目に大きい値が最大である周波数を測位周波数として選択する。
【０１７４】
また、前述の実施例の測位部６６においては、移動局１０と各測位基地局１２との距離は、基地局１２における電波の受信結果である受信時刻から算出される電波の伝搬時間に基づいて算出されたが、これに限られない。例えば、予め移動局１０から送信される電波の伝搬距離に対する電波の受信強度についての関係を実験やシミュレーションなどにより得ておき、基地局１２の受信強度測定部３７において測定される受信強度を表わすＲＳＳＩと前記関係などに基づいて移動局１０と各基地局との距離を算出してもよい。また、移動局１０と各測位基地局１２との距離が、測位部６６の位置候補算出部６４、位置選択部６６のいずれか一方においては基地局１２における電波の伝搬時間などに基づいて算出され、他方においては基地局１２における受信強度などに基づいて算出されるようにしてもよい。
【０１７５】
また、前述の実施例においては相関値算出部３９において算出される相関値は規格化相関値であるとされたが、例えば移動局測位システム８において一定のチップ幅の拡散符号が用いられる場合などには、規格化された相関値でなくてもよい。
【０１７６】
また、前述の実施例では、測位周波数設定部５８に対応する図１２の測位周波数設定ルーチンにおいて、各基地局１２において測定される規格化相関値のピーク値のうち、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ１）、複数の周波数が選択された場合には、１（＝Ｎ−２）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ４）、複数の周波数が選択された場合には、更に３（＝Ｎ）番目に大きい値が最大である周波数が選択される（ＳＣ７）ものとされたが、このような態様に限られない。例えば、２（＝Ｎ−１）番目に大きい値が最大である周波数が選択され（ＳＣ１）、複数の周波数が選択された場合には、該複数の選択された周波数のうち任意の周波数が測位周波数として選択されるなどのようにしても一定の効果は得られる。
【０１７７】
前述の実施例においては、測位部６６においては、移動局１０から送信された電波が基地局１２に到達する際のジッタを考慮することにより、測位の結果として移動局１０の存在しうる領域を得たが、このような態様に限られない。すなわち前記ジッタを考慮せず、移動局１０の存在する位置（点）として測位を得ることもできる。
【０１７８】
また、前述の実施例においては、移動局１０の存在する候補領域を表わす位置（点）として重心が用いられたが、これに限られない。例えば領域の中心などであってもよい。
【０１７９】
また、例えば前述の実施例１における移動局測位システム８の制御作動において、移動局１０から基地局１２への拡散符号の送信は、図１０のフローチャートのステップＳＡ２において実行される相関値ピーク測定ルーチン（図１１）のステップＳＢ４、およびステップＳＡ６において実行される測位ルーチン（図１４）のステップＳＥ５の２回行なわれた。しかしながら、前記相関値ピーク測定ルーチンにおいて移動局１０から送信された電波の受信結果を各基地局１２が記憶しておき、測位ルーチンにおいてその受信結果を用いることができる。このようにすれば、例えば図１４に示した測位ルーチンのステップＳＥ１乃至ＳＥ６を省略することができ、測位をより高速におこなったり、あるいは移動局１０からの送信回数を低減することにより移動局１０の消費電力を低減することができる。
【０１８０】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】本発明の移動局測位システムの一実施例における構成の概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図４】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図５】図４のサーバの電子制御装置の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。
【図６】マッチドフィルタの構成の一例を説明する図である。
【図７】測位周波数設定部によって取得される、各基地局における規格化相関値のピーク値の例を示した図である。
【図８】基地局において検出される規格化相関値のピーク値の値と、発生するジッタ量の片側最大値（最大振幅）３σとの関係を表わした図である
【図９】測位部６６による移動局の測位を説明する図である。
【図１０】移動局測位システム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１１】図１０における相関値ピーク測定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】図１０における測位周波数設定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１３】図１０における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１４】図１０における測位ルーチンを説明するフローチャートである
【図１５】本発明の移動局測位システムの別の実施態様における測位基地局選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図１３に対応する図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施態様における、図１の移動局測位システムを構成するサーバの電子制御装置の有する機能の要部を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。
【図１７】第２測位基地局選択部による前記Ｎ番目の測位基地局の選択を説明する図である。
【図１８】本発明の別の実施例における移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートであって、前述の実施例における図１０に対応する図である。
【図１９】図１８における位置候補算出ルーチンを説明するフローチャートである。
【図２０】図１８における位置選択ルーチンを説明するフローチャートである。
【図２１】本発明のさらに別の実施例において、第２測位基地局選択部による前記Ｎ番目の測位基地局の選択を説明する図である。
【図２２】移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図２０に代えて実行される。
【図２３】本発明のさらに別の実施例において、移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図１８、２０のフローチャートに代えて実行される。
【図２４】電波を受信する際の受信強度とその際の受信信号に生ずるジッタの標準偏差σの値との関係の一例を示した図である。
【図２５】本発明のさらに別の実施例において、移動局測位システムの制御作動における位置選択ルーチンを説明するフローチャートであって、図２３のフローチャートに代えて実行される。
【符号の説明】
【０１８２】
８：移動局測位システム
１０：移動局
１２：基地局
２２：移動局無線部（送信部）
３２：基地局無線部（受信部）
３９：相関値算出部
５８：測位周波数設定部
６０：測位基地局選択部
６２：第１測位基地局選択部
６４：第２測位基地局選択部
６６：測位部
６８：位置候補算出部
７０：位置選択部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信された電波を他方が受信し、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう移動局測位システムであって、
前記移動局は、所定の拡散符号を含む電波を所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信可能な送信部を有し、
前記基地局は、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信可能な受信部と、
前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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算出する相関値算出部と、をそれぞれ有し、
前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定する測位周波数設定部と、
前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する測位基地局選択部と、
該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう測位部と、
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】
前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−２番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定すること
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４】
前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局として選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部とを有し、
前記測位部は、前記基地局と前記移動局との間で前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、前記第１測位基地局選択部によって選択されたＮ−１局の測位基地局における受信結果に基づいて該移動局の位置の候補を複数算出する位置候補算出部と、前記第２測位基地局選択部によって選択された前記残りの測位基地局における受信結果に基づいて前記移動局の位置の候補から移動局の位置を選択する位置選択部とを有し、
前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出される移動局の位置の候補に基づいて前記残りの測位基地局を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出された前記移動局の位置の２つの候補を通る直線のうち前記２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線への距離が最も近い基地局を前記残りの測位基地局として選択すること、
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１】
移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信された電波を他方が受信し、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう移動局測位システムであって、
前記移動局は、所定の拡散符号を含む電波を所定の複数種類の周波数のそれぞれを切り替えて送信可能な送信部を有し、
前記基地局は、前記所定の複数種類の周波数のそれぞれの電波を受信可能な受信部と、
前記受信部により受信した電波に含まれる拡散符号と前記移動局の送信部から送信さ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算出する相関値算出部と、をそれぞれ有し、
前記移動局が移動可能とされる領域に基づいて決定される、前記移動局の測位に用いられる測位基地局の数を表わす自然数がＮである場合に、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−１番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−１番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定する測位周波数設定部と、
前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する測位基地局選択部と、
該測位基地局選択部によって選択された測位基地局と前記移動局との間で、前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて該移動局の測位を行なう測位部と、
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】
前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ−２番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ−２番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項３】
前記測位周波数設定部は、前記複数種類の周波数のそれぞれについて、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出された相関値のうちＮ番目に大きい相関値の大きさを比較し、該Ｎ番目に大きい相関値の大きさが最大となる周波数を測位周波数として設定すること
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４】
前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ局の基地局を測位基地局として選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項５】
前記測位基地局選択部は、前記測位周波数設定部により設定された周波数について、前記基地局のそれぞれの相関値算出部において算出される前記相関値の値が大きい順にＮ−１局の基地局を測位基地局として含むように選択する第１測位基地局選択部と、残りの測位基地局を選択する第２測位基地局選択部とを有し、
前記測位部は、前記基地局と前記移動局との間で前記測位周波数設定部によって設定された測位周波数により電波の送受信を行い、前記第１測位基地局選択部によって選択されたＮ−１局の測位基地局における受信結果に基づいて該移動局の位置の候補を複数算出する位置候補算出部と、前記第２測位基地局選択部によって選択された前記残りの測位基地局における受信結果に基づいて前記移動局の位置の候補から移動局の位置を選択する位置選択部とを有し、
前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出される移動局の位置の候補に基づいて前記残りの測位基地局を選択すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局測位システム。
【請求項６】
前記第２測位基地局選択部は、前記位置候補算出部によって算出された前記移動局の位置の２つの候補を通る直線のうち前記２つの候補を結ぶ線分を除いて得られる２本の半直線への距離が最も近い基地局を前記残りの測位基地局として選択すること、
を特徴とする請求項５に記載の移動局測位システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−７８５２７（Ｐ２０１０−７８５２７Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４９２２９（Ｐ２００８−２４９２２９）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【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２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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