移動端末および移動端末の測位方法
【課題】消費電力およびトラヒック負荷を削減した移動端末および移動端末の測位方法を提供する。
【解決手段】人工衛星の位置情報に基づいて移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上である人工衛星を特定し、特定された人工衛星のうちＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内である人工衛星の数を計数し、計数された人工衛星の数が閾値Ｚ以上であるか判定する。
判定が否定的なら、位置情報提供装置３０に対して位置情報およびＴＯＥを要求して受信し、人工衛星から送信された現在時刻情報を含む信号を受信し、受信した位置情報および信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末４０の位置を測位する。
判定が肯定的なら、位置情報提供装置３０に対して位置情報およびＴＯＥを要求せず、人工衛星から送信された現在時刻情報を含む信号を受信し、記憶部９０に記憶されている位置情報および信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末４０の位置を測位する。
【解決手段】人工衛星の位置情報に基づいて移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上である人工衛星を特定し、特定された人工衛星のうちＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内である人工衛星の数を計数し、計数された人工衛星の数が閾値Ｚ以上であるか判定する。
判定が否定的なら、位置情報提供装置３０に対して位置情報およびＴＯＥを要求して受信し、人工衛星から送信された現在時刻情報を含む信号を受信し、受信した位置情報および信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末４０の位置を測位する。
判定が肯定的なら、位置情報提供装置３０に対して位置情報およびＴＯＥを要求せず、人工衛星から送信された現在時刻情報を含む信号を受信し、記憶部９０に記憶されている位置情報および信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末４０の位置を測位する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末および移動端末の測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球上における現在位置を測位するための手段として、グローバル・ポジショニング・システム（Global Positioning System、以下ＧＰＳと称する）が用いられている。ＧＰＳによる測位は、地球を周回する複数のＧＰＳ衛星が送信する時刻情報および衛星位置情報を地上のＧＰＳ測位装置が受信して、複数のＧＰＳ衛星とＧＰＳ測位装置との間の距離の各々を測定することによって行われる。
【０００３】
各衛星が送信する衛星位置情報には、各衛星毎の詳細な位置情報を示したエフェメリス（ephemeris）と、全衛星の概略的な位置情報を示したアルマナック（almanac）が含まれる。各衛星は、その衛星のエフェメリスおよび全衛星に共通するアルマナックを常時送信している。
【０００４】
ＧＰＳによる測位方法としては、ＧＰＳ測位装置がＧＰＳ衛星から時刻情報および衛星位置情報の両方を取得して測位を行う自律ＧＰＳ測位（autonomous GPS positioning）の他、必要な位置情報をＧＰＳ衛星からではなくネットワークから取得して測位したり、測位のために必要な計算をＧＰＳ測位装置以外のサーバ（アシストサーバ）に行わせてその結果を受信したりするアシスト型ＧＰＳ測位（assisted GPS positioning）がある（例えば、特許文献１）。
自律ＧＰＳ測位では、ＧＰＳ測位装置が衛星位置情報を取得するには、ＧＰＳ衛星が送信する信号をデコードする必要があり、時間が掛かる。アシスト型ＧＰＳ測位では、ＧＰＳ測位装置はアシストサーバに記憶されたデコード済の衛星位置情報をネットワーク経由で受信すればよいので、測位に要する時間が短縮できる。
また、ＧＰＳ衛星からの信号をデコードして衛星位置情報を取得するには、ＧＰＳ信号の強電界環境（受信されるＧＰＳ信号のレベルが高いこと）が必要である。自律ＧＰＳ測位では、衛星位置情報が取得できない弱電界環境においては測位が不可能である。一方、アシスト型ＧＰＳ測位では、弱電界環境でもネットワーク経由で衛星位置情報を受信できるので、測位が可能である。すなわち、自律ＧＰＳ測位と比べて、アシスト型ＧＰＳ測位は測位可能エリアを広くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４７７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アシスト型ＧＰＳ測位を行うには、ＧＰＳ測位装置は、ＧＰＳ衛星から送信される時刻情報とは別にアシストサーバから衛星位置情報を受信する必要がある。そのため、アシスト型ＧＰＳ測位のために必要な消費電力は、自律ＧＰＳ測位のために必要な消費電力と比べて大きい。このことは、ＧＰＳ測位装置が携帯電話等の移動端末である場合には、移動端末の稼働時間が限定されたり、必要な電力を供給するための巨大なバッテリーを装備することが必要になったりするため、問題である。また、衛星位置情報はネットワークを介してＧＰＳ衛星測位装置に受信されるので、ネットワークのトラヒックが増大するという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、測位時間の短さおよび測位エリアの広さを確保しつつ、消費電力およびネットワークのトラヒック負荷を削減した移動端末および移動端末の測位方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移動端末は、複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信する衛星受信部と、複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信する移動通信網通信部と、前記移動通信網通信部が前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶する記憶部と、前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定する人工衛星特定部と、前記人工衛星特定部によって特定された複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数する人工衛星計数部と、前記人工衛星計数部によって計数された計数値が第３閾値以上であるか否かを判定する判定部と、移動端末の位置を測位する測位部とを備え、前記判定部の判定が否定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記移動通信網通信部が要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位し、前記判定部の判定が肯定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する。
【０００９】
本発明に係る移動端末の測位方法は、複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信することと、前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶部に記憶することと、前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定することと、仰角が第１閾値以上であると特定された前記複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数することと、計数された前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数が第３閾値以上であるか否かを判定することと、前記判定が否定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記位置情報提供装置に対して要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位することと、前記判定が肯定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する。
【００１０】
このように、本発明によれば、過去に記憶部に記憶された人工衛星の位置情報に基づいて人工衛星の仰角を計算することにより、測位に用いることのできる人工衛星を特定し、記憶部に記憶された位置情報時刻情報からの経過時間を計算することにより、測位に用いることのできる人工衛星を特定して、判定を行って測位動作を変更する。従って、本発明によれば、人工衛星からの信号を受信できないこと（人工衛星を追跡できないこと）または人工衛星からの信号が弱いことを判定して測位動作を変更する場合に比べて、人工衛星からの信号を受信する動作およびその受信した信号について判定する動作を省略することができる。従って、消費電力を低減できるとともに、より迅速に測位動作を変更することができる。また、仰角および経過時間の両方に基づいて測位に用いることのできる人工衛星数を判定するので、判定がより確実になる。
【００１１】
本発明によれば、判定が肯定的な場合、すなわち測位のために利用可能な衛星数が第３閾値以上の場合には、移動端末は、位置情報および位置情報時刻情報を受信せずに既に記憶している位置情報を用いて測位を行い、判定が否定的な場合、すなわち測位のために利用可能な衛星数が第３閾値未満の場合には、移動端末は、位置情報および位置情報時刻情報を受信して測位を行う。そのため、移動端末が位置情報および位置情報時刻情報を受信する頻度を低くできる。従って、移動端末が位置情報および位置情報時刻情報を記憶せず、測位の度に位置情報および位置情報時刻情報を取得する場合に比べて、必要な消費電力、所要時間、およびネットワークのトラヒック負荷を削減することができる。
【００１２】
また、判定が肯定的な場合は、位置情報および位置情報時刻情報を受信できなくても測位を行うことができるので、測位の度に位置情報および位置情報時刻情報を取得する必要がある場合に比べて、測位エリアを広くすることができる。
【００１３】
以上のように、本発明によれば、位置情報提供装置から位置情報および位置情報時刻情報を受信しないで行う測位を主とし、位置情報提供装置から位置情報および位置情報時刻情報を受信して行う測位を従とする移動端末の測位において、測位時間の短さおよび測位エリアの広さを確保しつつ、消費電力およびネットワークのトラヒック負荷を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動端末が使用される通信システム全体を示す概略図である。
【図２】前記移動端末の構造を示すブロック図である。
【図３】前記移動端末の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、実施の形態に係る移動端末が使用される全体の通信システムは、移動通信網１０と、移動通信網１０と通信可能な複数の移動端末４０とを備える。移動通信網１０は、複数の基地局１２を備え、基地局１２はその基地局のセルにある移動端末４０と通信する。
【００１７】
各移動端末４０は、例えば携帯電話のハンドセット、または移動通信網を利用可能なその他の端末である。各移動端末４０は、複数（例えば４つ）のＧＰＳ衛星２０から、ＧＰＳ衛星２０が計時する現在時刻情報およびＧＰＳ衛星の位置情報（エフェメリス）を含むＧＰＳ信号を受信し、これらの現在時刻情報およびエフェメリスに基づいて、ＧＰＳ衛星２０の各々と移動端末４０との距離を特定することにより、移動端末４０自身の現在の位置を特定することができる。各移動端末４０は、ＧＰＳ衛星２０から現在時刻情報を受信し、後述する位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信して、ＧＰＳ衛星２０の各々と移動端末４０との距離を特定することにより、移動端末４０自身の現在の位置を特定することもできる。
【００１８】
ここで、ＧＰＳ衛星の位置情報（エフェメリス）には、そのＧＰＳ衛星の位置情報の基準となる時刻の情報（Time Of Ephemeris、ＴＯＥ）が含まれるが、以下、ＴＯＥの存在を明示するため、エフェメリスに併せてＴＯＥが記載されることがある。エフェメリスおよびＴＯＥは、各ＧＰＳ衛星毎に定まる。
【００１９】
移動通信網１０には、位置情報提供装置３０が直接的または間接的に接続されている。例えば、位置情報提供装置３０は、移動通信網１０の一つの基地局１２と無線で通信してもよい。あるいは、位置情報提供装置３０は、移動通信網１０に接続された他の網に有線で接続されていてもよい。
【００２０】
位置情報提供装置３０は、移動端末４０が移動端末４０自身の現在の位置を特定するために必要なエフェメリスおよびＴＯＥを提供する。後述するように、位置情報提供装置３０は、移動端末４０からの要求に応じてエフェメリスおよびＴＯＥを移動通信網を介して移動端末４０に送信する。移動端末４０は、受信したエフェメリスおよびＴＯＥを記憶する。
【００２１】
図２に示すように、移動端末４０は、衛星受信部５０、衛星受信アンテナ５２、移動通信網通信部６０、移動通信網通信アンテナ６２、入力部７０、記憶部９０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００を備える。
衛星受信部５０は、ＣＰＵ１００の制御の下、ＧＰＳ衛星２０が送信するＧＰＳ信号を衛星受信アンテナ５２で受信して解析し、ＧＰＳ信号に含まれる現在時刻情報やエフェメリス等をＣＰＵ１００に出力する。衛星受信部５０は、受信したＧＰＳ信号を解析して現在時刻情報のみを得ることもできるし、現在時刻情報およびエフェメリスを得ることもできる。
【００２２】
移動通信網通信部６０は、他の通信装置が送信した信号を、移動通信網１０を介して、移動通信網通信アンテナ６２で受信し、受信した信号をＣＰＵ１００の制御の下で処理する。例えば、位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網１０を介して移動通信網通信アンテナ６２で受信してＣＰＵ１００に転送する。
また、移動通信網通信部６０は、ＣＰＵ１００の制御の下で、移動通信網通信アンテナ６２によって、移動通信網１０を介して他の通信装置（例えば、位置情報提供装置３０）へ信号を送信する。
【００２３】
入力部７０は、例えば複数のボタンまたはキーボードであり、移動端末４０のユーザによって操作され、ユーザから移動端末４０に対する指示の入力に用いられる。
記憶部９０は、移動通信網通信部６０がエフェメリスおよびＴＯＥを受信する度に、エフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０に記憶する。また、記憶部９０は、移動端末４０の現在位置を記憶している。
【００２４】
ＣＰＵ１００の人工衛星特定部１０２は、記憶部９０に記憶された複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスの各々に基づいて、移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。ここで、閾値Ｘは、移動端末４０から見て水平線上に存在するＧＰＳ衛星全てを特定の対象とするように０度としてもよいし、低い仰角にあるＧＰＳ衛星２０からのノイズが多いＧＰＳ信号を排除するため、例えば、１５度としてもよいし、他の値としてもよい。
ＣＰＵ１００の人工衛星計数部１０４は、記憶部９０に記憶された複数のＧＰＳ衛星２０に対応するＴＯＥの各々に基づいて、人工衛星特定部１０２に閾値Ｘ以上であると特定された複数のＧＰＳ衛星２０について、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。ここで、閾値Ｙは、それ以降エフェメリスが示す位置と実際のＧＰＳ衛星２０の位置との誤差が顕著になる１．５時間としてもよいし、他の値としてもよい。
ＣＰＵ１００の判定部１０６は、人工衛星計数部１０４によってＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であると計数されたＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上であるか否かを判定する。ここで、ＧＰＳ衛星２０の数を変化させた場合の測位精度と測位時間を調べた実験結果によれば、閾値Ｚを７とすると好ましい。
ＣＰＵ１００の測位部１０８は、判定部１０６の判定結果に従って、移動端末４０の現在位置を測位する。
【００２５】
上述のように、記憶部９０に記憶されたエフェメリスおよびＴＯＥに基づいて、移動端末４０の現在位置を測位するのに利用可能なＧＰＳ衛星２０の数を計数し判定できる。したがって、実際にＧＰＳ衛星２０が送信するＧＰＳ信号を受信して、受信可否を判断したり受信品質を測定したりすることにより、測位利用可能なＧＰＳ衛星２０の数を計数し判定する場合に比べ、所要時間および消費電力を削減することができる。
【００２６】
次に、図３のフローチャートを参照して、移動端末４０の動作を説明する。この動作は、図３のフローチャートに対応するコンピュータプログラムをＣＰＵ１００が実行することにより実現される。この動作は、移動端末４０のユーザが入力部７０によりＧＰＳ測位を要求したこと、または定期的に移動端末４０の現在位置を取得するための定期自動測定機能プログラム（例えば、日本で株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモがオートＧＰＳ等という名称で提供しているサービスのためのプログラム）等の移動端末４０のＣＰＵ１００で実行されているプログラムがＧＰＳ測位を要求したことを契機として実行される。
【００２７】
ステップＳ１において、人工衛星特定部１０２は、前述の通り、移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。具体的には、人工衛星特定部１０２は、記憶部９０から複数のＧＰＳ衛星２０の各々に対応するエフェメリスおよび移動端末４０の現在位置を読み出し、エフェメリスの各々と移動端末４０の現在位置に基づいてＧＰＳ衛星２０の各々の仰角を算出し、仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。
【００２８】
ステップＳ２において、人工衛星計数部１０４は、前述の通り、仰角が閾値Ｘ以上であると特定された複数のＧＰＳ衛星２０について、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。具体的には、人工衛星計数部１０４は、記憶部９０からステップＳ１で特定されたＧＰＳ衛星２０に対応するＴＯＥを読み出し、ＴＯＥの各々からの移動端末４０の内部現在時刻に対する経過時間を算出し、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。
この例では、人工衛星計数部１０４が計数する際にＴＯＥからの経過時間を算出することとしたが、変形例として、ＣＰＵ１００が予めＴＯＥと移動端末４０の内部現在時刻との差を算出して記憶部９０に記憶しておき、記憶された差に基づいて、人工衛星計数部１０４が、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数することとしてもよい。また、別の変形例として、ＣＰＵ１００がタイマーとして動作し、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙを超えたＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０から削除して、記憶部９０がＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内のＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥのみを記憶するようにしてもよい。また、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙを超えたＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０から削除する代わりに、判定に使用しないためのフラグを設定してもよい。
【００２９】
ステップＳ３において、判定部１０６は、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が、閾値Ｚ以上であるか否かを判定する。
判定が肯定的である場合、すなわち、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、処理はステップＳ４に進む。
判定が否定的、すなわち、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ未満である場合には、処理はステップＳ６に進む。
【００３０】
ステップＳ４において、ＣＰＵ１００は、複数のＧＰＳ衛星２０が送信したＧＰＳ信号の各々を衛星受信部５０が受信して解析するように制御する。衛星受信部５０は、衛星受信アンテナ５２で受信した複数のＧＰＳ信号を解析し、ＧＰＳ衛星２０の各々に対応した現在時刻情報を算出して、ＣＰＵ１００に出力する。
【００３１】
ステップＳ５において、測位部１０８は、記憶部９０に記憶されている、複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスを読み出す。そして、ステップＳ４で衛星受信部５０が出力したＧＰＳ衛星の現在時刻情報と、記憶部９０から読み出したエフェメリスに基づいて、移動端末４０の位置を測位し、測位された現在位置を記憶部９０に記憶する。その後、測位動作は終了する。
【００３２】
他方、ステップＳ６において、ＣＰＵ１００は、移動通信網通信部６０がエフェメリスおよびＴＯＥの送信要求を位置情報提供装置３０に送信するように制御する。移動通信網通信部６０は、移動通信網通信アンテナ６２によって、移動通信網１０を介して位置情報提供装置３０へエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求する信号を送信する。
【００３３】
ステップＳ７において、ＣＰＵ１００は、ステップＳ６における要求に従い位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網通信部６０が受信するように制御する。移動通信網通信部６０は、位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網通信アンテナ６２で受信してＣＰＵ１００に転送する。ＣＰＵ１００は、移動通信網通信部６０が転送したエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０に記憶する。
【００３４】
ステップＳ８において、ＣＰＵ１００は、複数のＧＰＳ衛星２０が送信したＧＰＳ信号の各々を衛星受信部５０が受信して解析するように制御する。衛星受信部５０は、衛星受信アンテナ５２で受信した複数のＧＰＳ信号を解析し、ＧＰＳ衛星２０の各々に対応した現在時刻情報を算出して、ＣＰＵ１００に出力する。
【００３５】
ステップＳ９において、測位部１０８は、ステップＳ８で衛星受信部５０が出力したＧＰＳ衛星の現在時刻情報と、ステップＳ７で移動通信網通信部６０が受信したエフェメリスに基づいて、移動端末４０の位置を測位し、測位された現在位置を記憶部９０に記憶する。その後、測位動作は終了する。
【００３６】
上述したとおり、この実施の形態によれば、ステップＳ３で肯定的な判定が下された後の測位動作であるステップＳ４およびＳ５では、移動端末４０は位置情報提供装置３０に対してエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求しない。一方、ステップＳ３で否定的な判定が下された後の測位動作であるステップＳ６〜Ｓ９では、移動端末４０は位置情報提供装置３０に対してエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求する。
すなわち、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、エフェメリスを新たに受信する必要がないので、過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いて測位を行う。測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ未満である場合には、エフェメリスを新たに受信する必要があるので、位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信して、受信したエフェメリスを用いて測位を行う（アシスト型ＧＰＳ測位）。このように測位手段を選択することで、通常のアシスト型ＧＰＳ測位のように測位の度毎に位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信する必要がなくなるため、測位時間を短縮でき、測位のための消費電力を削減でき、移動通信網のトラヒック負荷を低減できる。
【００３７】
また、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、エフェメリスを受信するために移動通信網にアクセスする必要がないので、移動端末４０が移動通信網にアクセスできない場所でも移動端末４０の現在位置を測位可能である。
【００３８】
また、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数に基づいて測位手段を選択するので、直近のアシスト型ＧＰＳ測位を行ってからの経過時間が所定時間以上であった場合にはアシスト型ＧＰＳ測位を行い、そうでなければ過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いてＧＰＳ測位を行うようなタイマーを用いた測位手段の選択と比較して、利用可能なＧＰＳ衛星２０の数に応じた動的な測位手段の選択が可能となる。
【００３９】
さらに、記憶部９０に記憶されたエフェメリスに基づいてＧＰＳ衛星２０の仰角を算出し、記憶部９０に記憶されたＴＯＥからの経過時間を計算して、測位に利用可能なＧＰＳ衛星２０の数をカウントすることにより、過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いたＧＰＳ測位を行うかアシスト型ＧＰＳ測位を行うかを判定するので、ＧＰＳ衛星２０を追跡できないことまたはＧＰＳ衛星２０からの信号の受信レベルが低いことによりどちらの測位を行うかを判定する場合と比較して、判定のためにＧＰＳ衛星２０からの信号を受信する動作を省略することができる。従って、消費電力を削減でき、併せて、迅速な判定が可能となる。また、仰角およびＴＯＥからの経過時間の両方からＧＰＳ衛星２０の有効性を判定するので、より確実な判定が可能となる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、以下のような変形も本発明の範囲内にある。
【００４１】
上述の実施の形態では、複数のＧＰＳ衛星２０から送信された現在時刻情報および複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスに基づいて測位部１０８が移動端末４０の現在位置を測位する（ステップＳ５、ステップＳ９）。他の実施の形態として、測位部１０８は、複数のＧＰＳ衛星２０から送信された現在時刻情報およびそれらのＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスと、１つ以上の基地局１２から送信された基地局１２の位置情報を示す信号に基づいて移動端末４０の現在位置を測位してもよい。
【００４２】
上述の実施の形態では、ユーザの指示またはＣＰＵ１００で実行されているプログラムからの要求により測位動作を開始しているが、他の実施の形態では、移動端末４０が現在のセルまたはセクタから他のセルまたはセクタに移動するときに測位動作を開始してもよい。すなわち、セル間ハンドオーバまたはセクタ間ハンドオーバの開始または終了を契機として移動端末４０の測位動作を開始してもよい。
【００４３】
上述の実施の形態では、エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星２０の仰角を算出したが、エフェメリスに代えてアルマナックを用いて仰角を算出してもよい。アルマナックは有効期間が長いので、有効なエフェメリスが記憶部９０に記憶されておらずアルマナックだけが記憶されているＧＰＳ衛星２０についても仰角を算出できる。
【００４４】
上述の実施の形態では、移動端末４０は１つのＣＰＵ１００を有する。しかし、他の実施の形態として、移動端末４０は、人工衛星特定部１０２、人工衛星計数部１０４、判定部１０６、測位部１０８の機能を有する複数のＣＰＵを有していてもよい。
さらに、ＣＰＵ１００が実行する各機能は、ＣＰＵの代わりにハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。また、ＧＰＳチップのＣＰＵが各機能を実行してもよい。
【００４５】
上述した変形は、矛盾しない限り組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０…移動通信網、２０…ＧＰＳ衛星、３０…位置情報提供装置、４０…移動端末、５０…衛星受信部、６０…移動通信網通信部、７０…入力部、９０…記憶部、１００…ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末および移動端末の測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球上における現在位置を測位するための手段として、グローバル・ポジショニング・システム（Global Positioning System、以下ＧＰＳと称する）が用いられている。ＧＰＳによる測位は、地球を周回する複数のＧＰＳ衛星が送信する時刻情報および衛星位置情報を地上のＧＰＳ測位装置が受信して、複数のＧＰＳ衛星とＧＰＳ測位装置との間の距離の各々を測定することによって行われる。
【０００３】
各衛星が送信する衛星位置情報には、各衛星毎の詳細な位置情報を示したエフェメリス（ephemeris）と、全衛星の概略的な位置情報を示したアルマナック（almanac）が含まれる。各衛星は、その衛星のエフェメリスおよび全衛星に共通するアルマナックを常時送信している。
【０００４】
ＧＰＳによる測位方法としては、ＧＰＳ測位装置がＧＰＳ衛星から時刻情報および衛星位置情報の両方を取得して測位を行う自律ＧＰＳ測位（autonomous GPS positioning）の他、必要な位置情報をＧＰＳ衛星からではなくネットワークから取得して測位したり、測位のために必要な計算をＧＰＳ測位装置以外のサーバ（アシストサーバ）に行わせてその結果を受信したりするアシスト型ＧＰＳ測位（assisted GPS positioning）がある（例えば、特許文献１）。
自律ＧＰＳ測位では、ＧＰＳ測位装置が衛星位置情報を取得するには、ＧＰＳ衛星が送信する信号をデコードする必要があり、時間が掛かる。アシスト型ＧＰＳ測位では、ＧＰＳ測位装置はアシストサーバに記憶されたデコード済の衛星位置情報をネットワーク経由で受信すればよいので、測位に要する時間が短縮できる。
また、ＧＰＳ衛星からの信号をデコードして衛星位置情報を取得するには、ＧＰＳ信号の強電界環境（受信されるＧＰＳ信号のレベルが高いこと）が必要である。自律ＧＰＳ測位では、衛星位置情報が取得できない弱電界環境においては測位が不可能である。一方、アシスト型ＧＰＳ測位では、弱電界環境でもネットワーク経由で衛星位置情報を受信できるので、測位が可能である。すなわち、自律ＧＰＳ測位と比べて、アシスト型ＧＰＳ測位は測位可能エリアを広くすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１４７７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アシスト型ＧＰＳ測位を行うには、ＧＰＳ測位装置は、ＧＰＳ衛星から送信される時刻情報とは別にアシストサーバから衛星位置情報を受信する必要がある。そのため、アシスト型ＧＰＳ測位のために必要な消費電力は、自律ＧＰＳ測位のために必要な消費電力と比べて大きい。このことは、ＧＰＳ測位装置が携帯電話等の移動端末である場合には、移動端末の稼働時間が限定されたり、必要な電力を供給するための巨大なバッテリーを装備することが必要になったりするため、問題である。また、衛星位置情報はネットワークを介してＧＰＳ衛星測位装置に受信されるので、ネットワークのトラヒックが増大するという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、測位時間の短さおよび測位エリアの広さを確保しつつ、消費電力およびネットワークのトラヒック負荷を削減した移動端末および移動端末の測位方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る移動端末は、複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信する衛星受信部と、複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信する移動通信網通信部と、前記移動通信網通信部が前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶する記憶部と、前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定する人工衛星特定部と、前記人工衛星特定部によって特定された複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数する人工衛星計数部と、前記人工衛星計数部によって計数された計数値が第３閾値以上であるか否かを判定する判定部と、移動端末の位置を測位する測位部とを備え、前記判定部の判定が否定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記移動通信網通信部が要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位し、前記判定部の判定が肯定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する。
【０００９】
本発明に係る移動端末の測位方法は、複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信することと、前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶部に記憶することと、前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定することと、仰角が第１閾値以上であると特定された前記複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数することと、計数された前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数が第３閾値以上であるか否かを判定することと、前記判定が否定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記位置情報提供装置に対して要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位することと、前記判定が肯定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する。
【００１０】
このように、本発明によれば、過去に記憶部に記憶された人工衛星の位置情報に基づいて人工衛星の仰角を計算することにより、測位に用いることのできる人工衛星を特定し、記憶部に記憶された位置情報時刻情報からの経過時間を計算することにより、測位に用いることのできる人工衛星を特定して、判定を行って測位動作を変更する。従って、本発明によれば、人工衛星からの信号を受信できないこと（人工衛星を追跡できないこと）または人工衛星からの信号が弱いことを判定して測位動作を変更する場合に比べて、人工衛星からの信号を受信する動作およびその受信した信号について判定する動作を省略することができる。従って、消費電力を低減できるとともに、より迅速に測位動作を変更することができる。また、仰角および経過時間の両方に基づいて測位に用いることのできる人工衛星数を判定するので、判定がより確実になる。
【００１１】
本発明によれば、判定が肯定的な場合、すなわち測位のために利用可能な衛星数が第３閾値以上の場合には、移動端末は、位置情報および位置情報時刻情報を受信せずに既に記憶している位置情報を用いて測位を行い、判定が否定的な場合、すなわち測位のために利用可能な衛星数が第３閾値未満の場合には、移動端末は、位置情報および位置情報時刻情報を受信して測位を行う。そのため、移動端末が位置情報および位置情報時刻情報を受信する頻度を低くできる。従って、移動端末が位置情報および位置情報時刻情報を記憶せず、測位の度に位置情報および位置情報時刻情報を取得する場合に比べて、必要な消費電力、所要時間、およびネットワークのトラヒック負荷を削減することができる。
【００１２】
また、判定が肯定的な場合は、位置情報および位置情報時刻情報を受信できなくても測位を行うことができるので、測位の度に位置情報および位置情報時刻情報を取得する必要がある場合に比べて、測位エリアを広くすることができる。
【００１３】
以上のように、本発明によれば、位置情報提供装置から位置情報および位置情報時刻情報を受信しないで行う測位を主とし、位置情報提供装置から位置情報および位置情報時刻情報を受信して行う測位を従とする移動端末の測位において、測位時間の短さおよび測位エリアの広さを確保しつつ、消費電力およびネットワークのトラヒック負荷を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る移動端末が使用される通信システム全体を示す概略図である。
【図２】前記移動端末の構造を示すブロック図である。
【図３】前記移動端末の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１に示すように、実施の形態に係る移動端末が使用される全体の通信システムは、移動通信網１０と、移動通信網１０と通信可能な複数の移動端末４０とを備える。移動通信網１０は、複数の基地局１２を備え、基地局１２はその基地局のセルにある移動端末４０と通信する。
【００１７】
各移動端末４０は、例えば携帯電話のハンドセット、または移動通信網を利用可能なその他の端末である。各移動端末４０は、複数（例えば４つ）のＧＰＳ衛星２０から、ＧＰＳ衛星２０が計時する現在時刻情報およびＧＰＳ衛星の位置情報（エフェメリス）を含むＧＰＳ信号を受信し、これらの現在時刻情報およびエフェメリスに基づいて、ＧＰＳ衛星２０の各々と移動端末４０との距離を特定することにより、移動端末４０自身の現在の位置を特定することができる。各移動端末４０は、ＧＰＳ衛星２０から現在時刻情報を受信し、後述する位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信して、ＧＰＳ衛星２０の各々と移動端末４０との距離を特定することにより、移動端末４０自身の現在の位置を特定することもできる。
【００１８】
ここで、ＧＰＳ衛星の位置情報（エフェメリス）には、そのＧＰＳ衛星の位置情報の基準となる時刻の情報（Time Of Ephemeris、ＴＯＥ）が含まれるが、以下、ＴＯＥの存在を明示するため、エフェメリスに併せてＴＯＥが記載されることがある。エフェメリスおよびＴＯＥは、各ＧＰＳ衛星毎に定まる。
【００１９】
移動通信網１０には、位置情報提供装置３０が直接的または間接的に接続されている。例えば、位置情報提供装置３０は、移動通信網１０の一つの基地局１２と無線で通信してもよい。あるいは、位置情報提供装置３０は、移動通信網１０に接続された他の網に有線で接続されていてもよい。
【００２０】
位置情報提供装置３０は、移動端末４０が移動端末４０自身の現在の位置を特定するために必要なエフェメリスおよびＴＯＥを提供する。後述するように、位置情報提供装置３０は、移動端末４０からの要求に応じてエフェメリスおよびＴＯＥを移動通信網を介して移動端末４０に送信する。移動端末４０は、受信したエフェメリスおよびＴＯＥを記憶する。
【００２１】
図２に示すように、移動端末４０は、衛星受信部５０、衛星受信アンテナ５２、移動通信網通信部６０、移動通信網通信アンテナ６２、入力部７０、記憶部９０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００を備える。
衛星受信部５０は、ＣＰＵ１００の制御の下、ＧＰＳ衛星２０が送信するＧＰＳ信号を衛星受信アンテナ５２で受信して解析し、ＧＰＳ信号に含まれる現在時刻情報やエフェメリス等をＣＰＵ１００に出力する。衛星受信部５０は、受信したＧＰＳ信号を解析して現在時刻情報のみを得ることもできるし、現在時刻情報およびエフェメリスを得ることもできる。
【００２２】
移動通信網通信部６０は、他の通信装置が送信した信号を、移動通信網１０を介して、移動通信網通信アンテナ６２で受信し、受信した信号をＣＰＵ１００の制御の下で処理する。例えば、位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網１０を介して移動通信網通信アンテナ６２で受信してＣＰＵ１００に転送する。
また、移動通信網通信部６０は、ＣＰＵ１００の制御の下で、移動通信網通信アンテナ６２によって、移動通信網１０を介して他の通信装置（例えば、位置情報提供装置３０）へ信号を送信する。
【００２３】
入力部７０は、例えば複数のボタンまたはキーボードであり、移動端末４０のユーザによって操作され、ユーザから移動端末４０に対する指示の入力に用いられる。
記憶部９０は、移動通信網通信部６０がエフェメリスおよびＴＯＥを受信する度に、エフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０に記憶する。また、記憶部９０は、移動端末４０の現在位置を記憶している。
【００２４】
ＣＰＵ１００の人工衛星特定部１０２は、記憶部９０に記憶された複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスの各々に基づいて、移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。ここで、閾値Ｘは、移動端末４０から見て水平線上に存在するＧＰＳ衛星全てを特定の対象とするように０度としてもよいし、低い仰角にあるＧＰＳ衛星２０からのノイズが多いＧＰＳ信号を排除するため、例えば、１５度としてもよいし、他の値としてもよい。
ＣＰＵ１００の人工衛星計数部１０４は、記憶部９０に記憶された複数のＧＰＳ衛星２０に対応するＴＯＥの各々に基づいて、人工衛星特定部１０２に閾値Ｘ以上であると特定された複数のＧＰＳ衛星２０について、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。ここで、閾値Ｙは、それ以降エフェメリスが示す位置と実際のＧＰＳ衛星２０の位置との誤差が顕著になる１．５時間としてもよいし、他の値としてもよい。
ＣＰＵ１００の判定部１０６は、人工衛星計数部１０４によってＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であると計数されたＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上であるか否かを判定する。ここで、ＧＰＳ衛星２０の数を変化させた場合の測位精度と測位時間を調べた実験結果によれば、閾値Ｚを７とすると好ましい。
ＣＰＵ１００の測位部１０８は、判定部１０６の判定結果に従って、移動端末４０の現在位置を測位する。
【００２５】
上述のように、記憶部９０に記憶されたエフェメリスおよびＴＯＥに基づいて、移動端末４０の現在位置を測位するのに利用可能なＧＰＳ衛星２０の数を計数し判定できる。したがって、実際にＧＰＳ衛星２０が送信するＧＰＳ信号を受信して、受信可否を判断したり受信品質を測定したりすることにより、測位利用可能なＧＰＳ衛星２０の数を計数し判定する場合に比べ、所要時間および消費電力を削減することができる。
【００２６】
次に、図３のフローチャートを参照して、移動端末４０の動作を説明する。この動作は、図３のフローチャートに対応するコンピュータプログラムをＣＰＵ１００が実行することにより実現される。この動作は、移動端末４０のユーザが入力部７０によりＧＰＳ測位を要求したこと、または定期的に移動端末４０の現在位置を取得するための定期自動測定機能プログラム（例えば、日本で株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモがオートＧＰＳ等という名称で提供しているサービスのためのプログラム）等の移動端末４０のＣＰＵ１００で実行されているプログラムがＧＰＳ測位を要求したことを契機として実行される。
【００２７】
ステップＳ１において、人工衛星特定部１０２は、前述の通り、移動端末４０の現在位置からの仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。具体的には、人工衛星特定部１０２は、記憶部９０から複数のＧＰＳ衛星２０の各々に対応するエフェメリスおよび移動端末４０の現在位置を読み出し、エフェメリスの各々と移動端末４０の現在位置に基づいてＧＰＳ衛星２０の各々の仰角を算出し、仰角が閾値Ｘ以上であるＧＰＳ衛星２０を特定する。
【００２８】
ステップＳ２において、人工衛星計数部１０４は、前述の通り、仰角が閾値Ｘ以上であると特定された複数のＧＰＳ衛星２０について、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。具体的には、人工衛星計数部１０４は、記憶部９０からステップＳ１で特定されたＧＰＳ衛星２０に対応するＴＯＥを読み出し、ＴＯＥの各々からの移動端末４０の内部現在時刻に対する経過時間を算出し、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数する。
この例では、人工衛星計数部１０４が計数する際にＴＯＥからの経過時間を算出することとしたが、変形例として、ＣＰＵ１００が予めＴＯＥと移動端末４０の内部現在時刻との差を算出して記憶部９０に記憶しておき、記憶された差に基づいて、人工衛星計数部１０４が、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数を計数することとしてもよい。また、別の変形例として、ＣＰＵ１００がタイマーとして動作し、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙを超えたＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０から削除して、記憶部９０がＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内のＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥのみを記憶するようにしてもよい。また、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙを超えたＧＰＳ衛星２０のエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０から削除する代わりに、判定に使用しないためのフラグを設定してもよい。
【００２９】
ステップＳ３において、判定部１０６は、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が、閾値Ｚ以上であるか否かを判定する。
判定が肯定的である場合、すなわち、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、処理はステップＳ４に進む。
判定が否定的、すなわち、仰角が閾値Ｘ以上であると特定されたＧＰＳ衛星２０のうち、ＴＯＥからの経過時間が閾値Ｙ以内であるＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ未満である場合には、処理はステップＳ６に進む。
【００３０】
ステップＳ４において、ＣＰＵ１００は、複数のＧＰＳ衛星２０が送信したＧＰＳ信号の各々を衛星受信部５０が受信して解析するように制御する。衛星受信部５０は、衛星受信アンテナ５２で受信した複数のＧＰＳ信号を解析し、ＧＰＳ衛星２０の各々に対応した現在時刻情報を算出して、ＣＰＵ１００に出力する。
【００３１】
ステップＳ５において、測位部１０８は、記憶部９０に記憶されている、複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスを読み出す。そして、ステップＳ４で衛星受信部５０が出力したＧＰＳ衛星の現在時刻情報と、記憶部９０から読み出したエフェメリスに基づいて、移動端末４０の位置を測位し、測位された現在位置を記憶部９０に記憶する。その後、測位動作は終了する。
【００３２】
他方、ステップＳ６において、ＣＰＵ１００は、移動通信網通信部６０がエフェメリスおよびＴＯＥの送信要求を位置情報提供装置３０に送信するように制御する。移動通信網通信部６０は、移動通信網通信アンテナ６２によって、移動通信網１０を介して位置情報提供装置３０へエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求する信号を送信する。
【００３３】
ステップＳ７において、ＣＰＵ１００は、ステップＳ６における要求に従い位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網通信部６０が受信するように制御する。移動通信網通信部６０は、位置情報提供装置３０が送信したエフェメリスおよびＴＯＥを、移動通信網通信アンテナ６２で受信してＣＰＵ１００に転送する。ＣＰＵ１００は、移動通信網通信部６０が転送したエフェメリスおよびＴＯＥを記憶部９０に記憶する。
【００３４】
ステップＳ８において、ＣＰＵ１００は、複数のＧＰＳ衛星２０が送信したＧＰＳ信号の各々を衛星受信部５０が受信して解析するように制御する。衛星受信部５０は、衛星受信アンテナ５２で受信した複数のＧＰＳ信号を解析し、ＧＰＳ衛星２０の各々に対応した現在時刻情報を算出して、ＣＰＵ１００に出力する。
【００３５】
ステップＳ９において、測位部１０８は、ステップＳ８で衛星受信部５０が出力したＧＰＳ衛星の現在時刻情報と、ステップＳ７で移動通信網通信部６０が受信したエフェメリスに基づいて、移動端末４０の位置を測位し、測位された現在位置を記憶部９０に記憶する。その後、測位動作は終了する。
【００３６】
上述したとおり、この実施の形態によれば、ステップＳ３で肯定的な判定が下された後の測位動作であるステップＳ４およびＳ５では、移動端末４０は位置情報提供装置３０に対してエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求しない。一方、ステップＳ３で否定的な判定が下された後の測位動作であるステップＳ６〜Ｓ９では、移動端末４０は位置情報提供装置３０に対してエフェメリスおよびＴＯＥの送信を要求する。
すなわち、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、エフェメリスを新たに受信する必要がないので、過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いて測位を行う。測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ未満である場合には、エフェメリスを新たに受信する必要があるので、位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信して、受信したエフェメリスを用いて測位を行う（アシスト型ＧＰＳ測位）。このように測位手段を選択することで、通常のアシスト型ＧＰＳ測位のように測位の度毎に位置情報提供装置３０からエフェメリスを受信する必要がなくなるため、測位時間を短縮でき、測位のための消費電力を削減でき、移動通信網のトラヒック負荷を低減できる。
【００３７】
また、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数が閾値Ｚ以上である場合には、エフェメリスを受信するために移動通信網にアクセスする必要がないので、移動端末４０が移動通信網にアクセスできない場所でも移動端末４０の現在位置を測位可能である。
【００３８】
また、測位のために利用可能なＧＰＳ衛星２０の数に基づいて測位手段を選択するので、直近のアシスト型ＧＰＳ測位を行ってからの経過時間が所定時間以上であった場合にはアシスト型ＧＰＳ測位を行い、そうでなければ過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いてＧＰＳ測位を行うようなタイマーを用いた測位手段の選択と比較して、利用可能なＧＰＳ衛星２０の数に応じた動的な測位手段の選択が可能となる。
【００３９】
さらに、記憶部９０に記憶されたエフェメリスに基づいてＧＰＳ衛星２０の仰角を算出し、記憶部９０に記憶されたＴＯＥからの経過時間を計算して、測位に利用可能なＧＰＳ衛星２０の数をカウントすることにより、過去に記憶部９０に記憶されたエフェメリスを用いたＧＰＳ測位を行うかアシスト型ＧＰＳ測位を行うかを判定するので、ＧＰＳ衛星２０を追跡できないことまたはＧＰＳ衛星２０からの信号の受信レベルが低いことによりどちらの測位を行うかを判定する場合と比較して、判定のためにＧＰＳ衛星２０からの信号を受信する動作を省略することができる。従って、消費電力を削減でき、併せて、迅速な判定が可能となる。また、仰角およびＴＯＥからの経過時間の両方からＧＰＳ衛星２０の有効性を判定するので、より確実な判定が可能となる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、以下のような変形も本発明の範囲内にある。
【００４１】
上述の実施の形態では、複数のＧＰＳ衛星２０から送信された現在時刻情報および複数のＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスに基づいて測位部１０８が移動端末４０の現在位置を測位する（ステップＳ５、ステップＳ９）。他の実施の形態として、測位部１０８は、複数のＧＰＳ衛星２０から送信された現在時刻情報およびそれらのＧＰＳ衛星２０に対応するエフェメリスと、１つ以上の基地局１２から送信された基地局１２の位置情報を示す信号に基づいて移動端末４０の現在位置を測位してもよい。
【００４２】
上述の実施の形態では、ユーザの指示またはＣＰＵ１００で実行されているプログラムからの要求により測位動作を開始しているが、他の実施の形態では、移動端末４０が現在のセルまたはセクタから他のセルまたはセクタに移動するときに測位動作を開始してもよい。すなわち、セル間ハンドオーバまたはセクタ間ハンドオーバの開始または終了を契機として移動端末４０の測位動作を開始してもよい。
【００４３】
上述の実施の形態では、エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星２０の仰角を算出したが、エフェメリスに代えてアルマナックを用いて仰角を算出してもよい。アルマナックは有効期間が長いので、有効なエフェメリスが記憶部９０に記憶されておらずアルマナックだけが記憶されているＧＰＳ衛星２０についても仰角を算出できる。
【００４４】
上述の実施の形態では、移動端末４０は１つのＣＰＵ１００を有する。しかし、他の実施の形態として、移動端末４０は、人工衛星特定部１０２、人工衛星計数部１０４、判定部１０６、測位部１０８の機能を有する複数のＣＰＵを有していてもよい。
さらに、ＣＰＵ１００が実行する各機能は、ＣＰＵの代わりにハードウェアで実行してもよいし、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。また、ＧＰＳチップのＣＰＵが各機能を実行してもよい。
【００４５】
上述した変形は、矛盾しない限り組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０…移動通信網、２０…ＧＰＳ衛星、３０…位置情報提供装置、４０…移動端末、５０…衛星受信部、６０…移動通信網通信部、７０…入力部、９０…記憶部、１００…ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信する衛星受信部と、
複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信する移動通信網通信部と、
前記移動通信網通信部が前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定する人工衛星特定部と、
前記人工衛星特定部によって特定された複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数する人工衛星計数部と、
前記人工衛星計数部によって計数された計数値が第３閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
移動端末の位置を測位する測位部とを備え、
前記判定部の判定が否定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記移動通信網通信部が要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位し、
前記判定部の判定が肯定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する
ことを特徴とする移動端末。
【請求項２】
移動端末における測位方法であって、
複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信することと、
前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶部に記憶することと、
前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定することと、
仰角が第１閾値以上であると特定された前記複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数することと、
計数された前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数が第３閾値以上であるか否かを判定することと、
前記判定が否定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記位置情報提供装置に対して要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位することと、
前記判定が肯定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する
ことを特徴とする移動端末の測位方法。
【請求項１】
複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信する衛星受信部と、
複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信する移動通信網通信部と、
前記移動通信網通信部が前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶する記憶部と、
前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定する人工衛星特定部と、
前記人工衛星特定部によって特定された複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数する人工衛星計数部と、
前記人工衛星計数部によって計数された計数値が第３閾値以上であるか否かを判定する判定部と、
移動端末の位置を測位する測位部とを備え、
前記判定部の判定が否定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記移動通信網通信部が要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位し、
前記判定部の判定が肯定的である場合には、前記移動通信網通信部は、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記衛星受信部は、前記複数の人工衛星から送信された信号を受信し、前記測位部は、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する
ことを特徴とする移動端末。
【請求項２】
移動端末における測位方法であって、
複数の人工衛星の位置情報を提供する位置情報提供装置から移動通信網を介して人工衛星の位置情報およびこれらの位置情報に対応する位置情報時刻情報を受信することと、
前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信する度に前記位置情報および前記位置情報時刻情報を記憶部に記憶することと、
前記位置情報に基づいて、移動端末の現在位置からの各々の仰角が第１閾値以上である複数の人工衛星を特定することと、
仰角が第１閾値以上であると特定された前記複数の人工衛星のうち、前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数を計数することと、
計数された前記位置情報時刻情報からの経過時間が第２閾値以内である人工衛星の数が第３閾値以上であるか否かを判定することと、
前記判定が否定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を受信し、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記位置情報提供装置に対して要求して受信した位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位することと、
前記判定が肯定的である場合には、前記位置情報提供装置に対して前記位置情報および前記位置情報時刻情報を要求せず、前記複数の人工衛星から送信された前記人工衛星が計時する現在時刻情報を含む信号を受信し、前記記憶部に記憶されている前記位置情報および前記信号が含む現在時刻情報に基づいて移動端末の位置を測位する
ことを特徴とする移動端末の測位方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１８５８９１（Ｐ２０１１−１８５８９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４０６８（Ｐ２０１０−５４０６８）
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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