衛星位置決めシステム受信機を作動する方法および装置
【課題】衛星位置決めシステム受信機を作動する方法および装置
【解決手段】クライアント／サーバアーキテクチャにおいて衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機を操作するための装置および方法。方法の１事例において、第1の時間に第1の複数の擬似距離が決定され、第1の時間の後の第２の時間に第２の複数の擬似距離が決定される。第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は記憶される。第2の時間の後、第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は、通常１つの送信でロケーションサーバに送信される。該ロケーションサーバはその後、該第1の複数の擬似距離から第１位置を決定し、該第２の複数の擬似距離から第２位置を決定する。１つの特定の例においては、該第1の複数の擬似距離および該第２の複数の擬似距離は、所定の種類の事象に応答して送信され、該ロケーションサーバは、時間にわたり収集されたディファレンシャルＧＰＳデータの集合を記憶する。
【解決手段】クライアント／サーバアーキテクチャにおいて衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機を操作するための装置および方法。方法の１事例において、第1の時間に第1の複数の擬似距離が決定され、第1の時間の後の第２の時間に第２の複数の擬似距離が決定される。第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は記憶される。第2の時間の後、第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は、通常１つの送信でロケーションサーバに送信される。該ロケーションサーバはその後、該第1の複数の擬似距離から第１位置を決定し、該第２の複数の擬似距離から第２位置を決定する。１つの特定の例においては、該第1の複数の擬似距離および該第２の複数の擬似距離は、所定の種類の事象に応答して送信され、該ロケーションサーバは、時間にわたり収集されたディファレンシャルＧＰＳデータの集合を記憶する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星位置決めシステム（ Satellite Positioning System（ＳＰＳ））受信機を作動する方法に関し、特に受信機が無線通信リンクを介してその位置に関する情報を提供するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム（ＧＰＳ）のような通常の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）は衛星からの信号を使用して、それらの位置を決定する。ＧＰＳ受信機は一般に、非常に多数のＧＰＳ衛星から同時に送信された信号の相対的な到達時間を計算することによりそれらの位置を決定する。これらの衛星は、それらのメッセージの一部として、ここではまとめて天体暦データと呼ばれる、衛星位置決めデータと、クロックタイミングを加えた時刻に関するデータの両者を送信する。ＧＰＳ信号を探索し、捕捉し、非常に多数の衛星に関する天体暦データを読み取って、このデータから受信機の位置を計算するプロセスは時間がかかり、しばしば数分を必要とする。多くの場合、この長い処理時間は容認できず、さらに移動式(portable)操作及び適用において電池寿命を著しく制限する。
【０００３】
現在のＧＰＳ受信機のもう一つの現在の制限は、それらの操作が、マルチプルな(multiple)衛星が、障害物なしに、はっきり見えており、そして、良好な品質のアンテナがこのような信号を受信するために適切に配置されている状況に制限されることである。したがって、それらは一般に、移動式の本体取付け(body-mounted)適用において、かなりの数の葉のついた木(foliage)または建造物による遮断が生じる領域において、および建造物内において使用できない。
【０００４】
ＧＰＳ受信システムの２つの基本的な機能：（１）種々のＧＰＳ衛星への擬似距離(pseudoranges)の計算、（２）これらの擬似距離と衛星タイミングおよび天体暦データを使用した受信プラットホーム(platform)の位置の計算、がある。擬似距離は、各衛星から受信された信号とＧＰＳ受信機内のローカルクロック(local clock)との間で測定された時間遅延に過ぎない。衛星天体暦およびタイミングデータは、ＧＰＳ信号が捕捉され追跡されると、それから抽出される。上述のように、この情報の収集には一般に比較的長い時間（３０秒乃至数分のような）を要し、低い誤り率を達成するために良好な受信信号レベルで行われなければならない。
【０００５】
最近、ＧＰＳ受信機は、それが移動するとその受信機の位置を送信するために車内においてセルラー電話または移動電話のような無線送信機と共に使用されている。通常の結合されたＧＰＳ／通信システムは典型的に、無線送信機から遠く離れて配置された基地局までの位置を送信する。典型的に、ＧＰＳ受信機はその位置を決定し、その後その情報を送信機に提供し、該送信機はその後、ＧＰＳ受信機が次の位置を決定する前に、該決定された位置を送信する。これにより、その位置を、無線信号を通じて、受信する遠く離れて配置された基地局におけるオペレータは、ＧＰＳ受信機が時間にわたって移動するにつれて、その経路(route)を追跡することが可能になる。たとえば米国特許第 5,663,734号に記載されている別の実施形態においては、通信送信機を含む移動ＧＰＳ受信機は、完了した位置計算（ＧＰＳ受信機の緯度、経度および高度のような）ではなく、時間タグ付(time-tagged)擬似距離の情報を送信する。この場合、ＧＰＳ受信機を含む移動ユニットは、ＧＰＳ信号を収集してこれらの信号を処理し、特定の時間に見えている種々の衛星への擬似距離を決定し、その後その送信機はこれらの擬似距離を、遠く離れて配置された基地局に送信し、その後該基地局はこれらの擬似距離を、移動ユニットの位置を決定するために基地局で収集された、あるいはそこに供給された天体暦データを加えた擬似距離の時間タグを用いて処理する。その上この場合、送信機は、ＧＰＳ受信機が次の組の擬似距離を決定する前に、１組の擬似距離を送信する。
【０００６】
これらの先の両アプローチは、移動中のＧＰＳ受信機の経路を追跡するための１つの方法を提供するが、これらの技術の使用に関するいくつかの問題がある。その位置を決定して該位置を遠く離れて配置された基地局に送信する移動ＧＰＳ受信機の場合、移動ユニットは、ＧＰＳ受信機がその位置を決定する前に擬似距離の計算および天体暦データの読み取りを行うことが可能であるために、天空の良好な視野を有し、そしてマルチプルな衛星をはっきり受信しなければならない。さらに、この移動ＧＰＳ受信機がいくつかの位置を計算し、その後それらを１つの送信で送信することを試みる場合、この受信機は典型的に、大きい組のディファレンシャル補正が基地局でバッファされ(buffered)ない限り、ディファレンシャル(differential)ＧＰＳ補正(corrections)から利益を得ることができない。ＧＰＳ信号の一連のデジタル化されたサンプルを収集し、その一連のもの(series)を１つの送信で送信する移動ＧＰＳ受信機は、大量の電池電力を消費し、収集され、記憶され、送信される大量のデータのせいで無線リンクにおいて混雑(congestion)を生じさせる可能性がある。たとえば、欧州特許出願第0 508 405号を参照されたい。
【０００７】
擬似距離を一時に１つ送信する移動ＧＰＳ受信機の場合、通信送信機は、擬似距離が決定された後にそれら擬似距離の各セットを送信するために繰り返しパワーアップされ(powered up)なければならない。これは、移動ユニットにおける電池寿命を短くする傾向があり、また、該移動ユニットと基地局との間の無線通信リンクにおいて混在を生じさせる可能性がある。さらに、放送時間(air time)の費用はこのような動作に関して高価である可能性がある。
【０００８】
したがって、移動ＧＰＳユニットによりある期間にわたって位置情報のマルチプルなセットを提供するための改良された方法およびシステムを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は衛星位置決めシステム受信機を作動する方法および装置を提供するもので、受信機の位置を時間にわたり追跡することが可能となる。
【００１０】
本発明による方法の１事例において、第1の時間に第1の複数の擬似距離（pseudorange）が決定され、そして第1の時間の後の第２の（あるいは追加の）時間に第2の（あるいは追加の）複数の擬似距離が決定される。第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は衛星位置決めシステム受信機内に記憶される。第2の時間の後、第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は移動ＳＰＳ受信機から送信される。
【００１１】
本発明の方法のある特定の事例において、時間にわたり連続して受入れられた擬似距離のセットのキュー（queue）が記憶され、そして移動ＧＰＳユニットから、所定の種類の事象（event）の発生としてまたは警報状態（alarm condition）として送信される。所定の種類の事象が生じたかまたは警報状態が生じたのかの決定に従って送信が行なわれる。典型的には、ＧＰＳ受信機は第1の複数の擬似距離が決定されたものから第1のＧＰＳ信号を受信し、そしてさらに第２の複数の擬似距離が決定されたものから第２のＧＰＳ信号を受信するであろう。移動ユニットはまた第1のＧＰＳ信号が移動ユニットにおいて受信された第1の受信時間を決定し、そしてさらに第２のＧＰＳ信号が移動ユニットのおいて受信された第２の受信時間を決定するであろう。これらの受信時間は擬似距離のセットと共に送信されるであろう。移動ＧＰＳユニットの受信時間によって特定される種々の時間における位置を決定するために、基地局は１つの信号送信またはパケットのような方法の何れかにより擬似距離のセットのキューを受信し、擬似距離を擬似距離の受信時間と共に、そして天体暦データと共に使用するであろう。所定の種類の事象（または警報状態）が生じない場合は、ある実施例では、擬似距離の情報はいかなる時間においても送信されない。本発明の種々の他の概念および事例が以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の1事例に対応する移動ＧＰＳユニットの経路を追跡するシステムを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは移動ユニットの種々の時間における位置を決定するために遠隔に配置されたロケーションサーバのために移動ＧＰＳユニットにより実行される方法の１事例を示す。
【図１Ｃ】図1Ｃはロケーションサーバが移動ユニットにより時間にわたり受取られた擬似距離のセットのキューから種々の位置を決定する方法の1事例を示す。
【図２】セルベースの通信システムを使用して時間にわたり移動ユニットの位置を追跡するシステムの他の例を示す。
【図３】本発明の１事例においてセルラーベースの通信システムと共に使用可能なロケーションサーバの例を示す。
【図４】本発明の１事例に対応する通信システムと結合される移動ＧＰＳ受信機の事例を示す。
【図５】本発明の１事例と共に使用可能なＧＰＳ基準局の１事例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は例示の方法で図示されており、そして添付の図面の図には限定されず、同様の参照符号は同様の要素を示す。
本発明は受信機の移動を示すために、時間にわたり位置情報を提供する衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機の使用に関する。以下の記述および図面は本発明について記載し、しかも本発明を限定するものとして解釈されるものではない。本発明が全体として理解されるように、多くの固有の詳細説明が記述される。しかしながら、ある事例においては、本発明について不必要に不明瞭となるのを避けるために、周知のまたは慣習的なものの説明は詳細には記載していない。
【００１４】
図1は、移動ＧＰＳ受信機が移動するにしたがってその位置を時間にわたり追跡するシステムの１事例を示す。移動ＧＰＳ受信機１２に関し道路１１における最近の位置が地図上に示される。また前の位置１４、１６、１８、２０、２２、および２４も道路１１に示されている。図１Ａに示される特定の例において、移動ＧＰＳ受信機１２の使用者は道路１１を下方に運転したものであり、そして位置１４から開始し、位置１６、１８、２０、２２、および２４を通過し、そして現在は図１Ａに示される位置にいる。移動ＧＰＳ受信機１２はＧＰＳ受信機を含み、これは、移動ＧＰＳ受信機１２の１事例である図４に示される通信システム７８のような通信システムの一部である送信機に擬似距離の出力を提供可能な通常のＧＰＳ受信機でよい。これに代えて、移動ＧＰＳ受信機１２は米国特許第５，６６３、７３４号に記載されたＧＰＳ受信機および通信システムと同様のものとすることができる。いずれの事例においても、移動ＧＰＳ受信機１２は擬似距離、およびそれから擬似距離が決定されたＧＰＳ信号が何時受信されたかを示すタイムスタンプ(time stamp)を記憶するためのメモリを含む。
【００１５】
また、図１Ａのシステムは、移動ＧＰＳユニット１２と結合されたまたはその一部である通信システムと、無線通信システムを介して通信するロケーションサーバ（location server）２５を含む。基地局２５は典型的にディファレンシャルＧＰＳの時間シーケンスおよび衛星天体暦（ephemeris）情報を記憶するための記憶装置２６を含む。また基地局２５は典型的に視野内の衛星から衛星天体暦データを読み込み、さらにＧＰＳ時間を提供し、そしてさらにディファレンシャルＧＰＳの情報を提供することのできるＧＰＳ基準受信機（reference receiver）２７を含む。このように、ＧＰＳ基準受信機２７はディファレンシャルＧＰＳおよび衛星天体暦情報を決定し、およびそれにＧＰＳ時間をタイムスタンプし、そして基地局は記憶装置２６にこれを記憶することができる。この動作は時間にわたり繰返して実行され、その結果時間にわたり視野内の種々の衛星に対する天体暦およびディファレンシャルＧＰＳ情報のキューが存在する。
【００１６】
他の実施例において、ＧＰＳ受信機２７は、この受信機が基地局サーバ２５に提供するのと同一形式の情報の遠隔ソースによって置き換えることができる。例えば、ＧＰＳ受信機の小規模なネットワークを、そのような情報を地理的に分散した多数の基地局に提供するために用いて、必要となるＧＰＳ基準受信機の全体数を減少することができる。
【００１７】
図１Ｂは本発明による方法の一例を示す。この方法はステップ３１で始まり、ここでＧＰＳ信号は移動ＧＰＳユニットによって受信され、複数のＧＰＳ衛星に対する複数の擬似距離(pseudorange)が決定される。前述したようにＧＰＳ受信機は、この擬似距離の決定にハードウエア相関を利用する通常の受信機でよい。代替えとして、この擬似距離は米国特許第５，６６３，７３４号公報に説明されているように決定することができる。更に他の方法として、このＧＰＳ信号は、該信号が受信された時間を示すタイムスタンプと共に、受信及びデジタル化及び記憶できる。この場合、擬似距離ではなく、これらデジタル化された信号が送信される。この方法では、このかなり大量のデータを記憶及び送信するために、大容量メモリ及び広い送信帯域幅が必要となる。ステップ３３において、複数の擬似距離がタイムスタンプされ(time stamped)、この複数の擬似距離は対応するタイムスタンプと共に記憶される。このタイムスタンプは移動ユニットにより受信されたＧＰＳ信号からＧＰＳ時間を読み取ることによって得られるか、又は移動ユニット１２と基地局２５の間でメッセージを通信するために用いられた通信システムが、ＣＤＭＡセル通信システムを用いる場合の或るインスタンス(instances)において得られる。このＣＤＭＡ信号は信号の一部として時間を含み、この通信システム及び移動ユニット１２はこの時間を読み込み、それを使用して、擬似距離が決定されるＧＰＳ信号の受信時間をタイムスタンプすることができる。擬似距離が決定されるＧＰＳ信号の収集時間を決定する他の方法は、同時係属中の米国特許出願第０８／７９４，６４９号（出願日：１９９７年２月３日、発明者：Norman F. Krasner)に説明され、それは参考として本願に組み込まれている。
【００１８】
本発明による方法の一実施例において、ステップ３５に示されているように所定の種類の事象が発生したか（または警報状態が発生したか）判断される。尚、このステップはオプションであって、それは典型的にそれらの対応するタイムスタンプと共に記憶された擬似距離を送信するか否かを決定するために用いられる。所定の種類の事象（又は警報状態）が発生しなかった場合、処理はステップ３１に戻り、そこで追加のＧＰＳ信号が受信され、追加の擬似距離が決定される。所定の種類の事象（または警報状態）が発生するまで、処理はステップ３１、３３、３５を繰り返し、それにより異なる時間にとられた複数の擬似距離を収集する。各擬似距離は各々タイムスタンプを有し、そのどれもが移動ユニット１２のメモリに記憶される。このメモリの一例をメモリ８１として図４に示す。所定の種類の事象が発生すると、ステップ３５はステップ３７に進み、記憶された擬似距離及び対応するタイムスタンプがＣＤＭＡのセルベースの(cell based)通信信号のような無線通信システムを介して、ロケーションサーバ(location server)に送信される。また、ステップ３７のように、擬似距離及びタイムスタンプを記憶するメモリはその部分がクリアーされる。これにより、擬似距離の他のセットを、それらの対応するタイムスタンプと共に収集し、記憶し、後に送信することができる。
【００１９】
この方法は、各地点の位置を決定しそれらの位置を送信する従来の技術に対して多くの利点を有している。それは幾つかの位置が時間にわたり決定されるが送信されず、後に位置の集合が得られた後で送信されるような他の例に対しても利点を有している。移動ユニットの位置の決定には、衛星の天体暦データを得るために、適当な天空視野ならびに十分な数の衛星からの信号を読み取る十分な能力を必要とする。更にそのような方法では、位置の計算精度を向上するディファレンシャルＧＰＳ（ＤＧＰＳ）情報の使用は考慮されない（ＤＧＰＳデータを送信するために通信リンクを使用せず、それがより多くの電力を使用することになる場合）。本発明の方法を用いると、擬似距離だけが移動ユニットにより時間にわたり決定されればよい。したがって、衛星天体暦データを読み取ることができることは必要とされない。米国特許第5,663,734号に記載されている改良された処理技術を用いると、天空が遮られているかあるいは信号が弱いときでも、大部分の例において十分な数の衛星への擬似距離を得ることができる。ある１つの事象の発生時のみの送信および擬似距離のキューイング(queuing)は送信“放送時間”を最小化し、該移動体の(mobile’ s)位置の履歴の要求時の決定をさらに可能にする。
【００２０】
図１Ａの例において、移動ＧＰＳ受信機１２は、位置１４，１６，１８，２０，２２，２４およびその現在位置においてＧＰＳ信号を受信し、これらの信号から擬似距離（pseudoranges）を決定し、これらの擬似距離を対応タイムスタンプとともにメモリに記憶する。もし、事象の所定の種類が、擬似距離が決定されるところの信号の第７の組の集合である場合は、移動ユニット１２は、７つの擬似距離全て、および移動ユニット１２に関する図１Ａに示された位置における対応タイムスタンプを送信する。タイムスタンプされた擬似距離のシーケンス送信をもたらし得るその他の可能な所定事象は、多数存在する。既に述べたが、そのうちの１つとして、ある数の記憶された擬似距離に到着したことが挙げられる。別の所定の種類の事象は、警報状態あるいはその他の状態を検出して、記憶された擬似距離の送信を引き起こすところのセンサもしくは警報であってもよい。そのような例の１つとしては、車内での事故の検出、エアバックが膨らむこと、あるいは車両警報のオンなどがある。他の所定の種類の事象は、タイムスタンプされた擬似距離のキュー内に示される先行位置だけでなく移動ＧＰＳ受信機の現在位置を突き止める試みのために、記憶された擬似距離の送信を基地局が依頼することがあり得る。他の所定の種類の事象としては、メモリが擬似距離を記憶する限界に達した場合が考えられる。他の所定の種類の事象としては、擬似距離の最終送信から所定時間が経過した場合が考えられる。もし、この時間が変化する場合は、擬似距離を決定するためにＧＰＳ信号が収集されて処理される間隔を変えることによって、セーブされた擬似距離の数の対応した分散も生じさせ得る。所定事象の他の例としては、移動ＧＰＳ受信機のボタンをユーザが単に押すだけというものもある。
【００２１】
図１Ｃは、ロケーションサーバ２５などのロケーションサーバに関してこの発明に係る方法に従った操作がなされる場合の例を示している。図１Ｃの方法はステップ４１から始まる。このステップにおいて、ロケーション受信機は、一連の時におけるポイントのそれぞれに対して複数のディファレンシャルＧＰＳ補正（differential GPS corrections）を決定して記憶し、さらに、各対応する複数のディファレンシャルＧＰＳ補正のタイムスタンプを記憶する。図１Ａのシステムにおいて前述したように、ロケーションサーバ２５は、既知の位置を持つＧＰＳ基準受信機からのディファレンシャルＧＰＳ補正を受信しあるいは決定できる。基地局および移動ユニットがポイントツーポイント無線通信（および広域拡散セルベースのシステムでないもの）を使用する場合において、ＧＰＳ基準受信機は、通常はロケーションサーバと共同設置され、通常は、ロケーションサーバ２５により追跡されている移動ユニットと同じ視野内の衛星を持っている。ＧＰＳ基準受信機２７は、一般的な方法でディファレンシャルＧＰＳ補正を決定することができ、またディファレンシャルＧＰＳ補正が決定されたＧＰＳ信号が受信された時におけるポイントを示すＧＰＳ時間を提供することもでき、そして、ＧＰＳ基準受信機２７は、時における各ポイントに対するこの情報セットをロケーションサーバに提供し、そのロケーションサーバによりこの情報は記憶装置２６に記憶されることになる。図１Ｃに示す手続全体の間、ステップ４１は、通常は、反復して生じる。すなわち、ディファレンシャルＧＰＳ補正および各補正に関する対応するタイムスタンプのキューを得るために、ステップ４１に記述された操作は反復され、連続して生じる。このことから、移動ユニット１２などの移動ユニットの拡張された移動期間に渡り、ディファレンシャルＧＰＳ補正が可能となる。たとえば、もし、移動ユニット１２が、道路１１に示される位置１４から位置２４を通り過ぎた現在の位置まで移動するのに１時間を要するとすれば、最低限１時間分のディファレンシャルＧＰＳ補正が必要となる。しかしながら、もし、各移動ユニットの位置履歴を決定するために必要な期間に制限があるときは、これらの補正のキューサイズは小さいままにされてもよい（たとえば、このキューを最後の１分間に対応させるなど）。
【００２２】
基地局（ロケーションサーバ）が広大な地理的な領域に対するサービスを行なうときは、ネットワーク全体にディファレンシャル補正を提供するＧＰＳ基準受信機の基準ネットワークが要求されるかも知れないことは、認識されるであろう。この点について、以下、さらに説明する。図１Ｃに戻ると、ステップ４３において、ロケーションサーバは、幾つかの擬似距離のセットおよび各セットに関する対応タイムスタンプを含む送信を受信する。ここで、擬似距離およびタイムスタンプが１つの送信で送信されている間、この送信は幾つかのデータパケットに渡ってなされ、あるいは遮断され得ることは、認識されるであろう。とはいえ、この発明の趣旨からいえば、これはそれでもなお、タイムスタンプされた擬似距離のキューの単一送信とみなすことができる。ステップ４５において、ディファレンシャルＧＰＳ補正に対するタイムスタンプと擬似距離の各セットに対するタイムスタンプとを比較することにより、ロケーションサーバは、擬似距離の各セットとともに使用するに最も適したディファレンシャルＧＰＳ補正を選択する。その結果、ロケーションサーバは、その時間適応性が擬似距離のタイムスタンプに時間的に最も近いようなディファレンシャルＧＰＳ補正を決定するようになる。適切なディファレンシャルＧＰＳ補正を選択したあと、擬似距離のセットは、これらのディファレンシャルＧＰＳ補正により補正される。この発明の好ましい実施例ではこのディファレンシャルＧＰＳ補正のキューを用いているが、このことは、この発明の実施の形態によっては必ずしも必須ではない。ステップ４７において、ロケーションサーバは、補正された擬似距離および対応タイムスタンプの各セットから、送信中の移動ＧＰＳユニットの位置を決定する。このようにして、ロケーションサーバは、移動ユニットが位置１４にいたときに得られる擬似距離に関連するタイムスタンプにより示される時間において位置１４に移動ユニット１２がいたということを決定できる。さらに、ロケーションサーバは、位置１６，１８，２０，２２，２４およびその現在位置を決定でき、かつ、移動ユニットがこれらの位置にいたときの時間を決定できる。このようにして、ロケーションサーバは、空間的にも時間的にも、移動ユニットの移動を追跡できるようになる。この情報は、ステップ４９において、多くの異なる方法で使用される。たとえば、基地局は、無線通信システムを介して移動ユニット１２にヘルプ情報を送信して返すことにより、守衛・管理サービス（concierge services）あるいは経路情報（routing information）を移動ユニット１２のオペレータに提供できる。
【００２３】
位置の時間履歴が算出される擬似距離の時間履歴を有することは、サーバーが移動局の位置並びに速度を追跡するのを可能にする。このことは、自動車事故で移動体のアンテナが機能しなくなったときなどの非常時に、移動体の位置を突き止める為に重要なことである。
【００２４】
前述した説明は、一般に、移動ユニット１２の通信システムと基地局２５の通信システムとの間のポイントツーポイント通信システムを想定しているけれども、以下に述べるようなセルに基づく通信システムであり得ることが理解されるだろう。
【００２５】
図２は、本発明のシステム１０１の一例を示している。このシステムは、複数のセルサイトを備える、セルベースの通信システムを有しており、これらは個々に、特定の地理的な地域と位置に対するサービスを行うように設計されている。セルラー即ちセルに基づく複数の通信システムの一例は、セルベースの電話システムのような、当業者によく知られたものがある。図２は、セルのオーバーラップを示すために示されたものではないことを認識するべきである。しかし、セルの信号カバレージ地域は、実際にはオーバーラップしている。図１に見られるようなセルベースの通信システムは、３つのセル１０２、１０３、並びに１０４を有する。対応したセルサイト並びに／若しくは、セルラーサービスエリアを有する複数のセルは、前記システム１０１に含まれて、移動スイッチングセンター１０５と移動スイッチングセンター１０６のような、１つ若しくはそれ以上のセルベースのスイッチングセンターと結合される。セル１０２のような各セル内に、セル基地局１０２ａのような、無線セル基地局(時としてセルサイトと言及される)は存在し、このセル基地局１０２ａは、セルベースの通信信号を使用する無線通信媒体を介して通信システムと通信できるように設計されており、前記通信システムは、移動ＧＰＳ受信機とセルベースの通信信号を使用することにより通信するための、代表的には、受信機と送信機とを有している。
【００２６】
この結合された通信システムと移動ＧＰＳ受信機とは、図２に示される受信機１０２ｂのような結合されたシステムを備えている。そのようなＧＰＳ受信機と通信システムを有する結合されたシステムの一例は、図４で示されており、前記ＧＰＳアンテナ７７と通信システムアンテナシステム７９の両方を有することもある。各セルサイトは、代表的には、移動スイッチングセンターに結合されている。図２においては、セルベース１０２ａ並びに１０３ａは、それぞれ、接続１０２ｃ、１０３ｃを介してスイッチングセンター１０５に結合されており、セルベース１０４ａは接続１０４ｃを介して異なった移動スイッチングセンター１０６に結合されている。これらの接続は、代表的には、各セルベースと移動スイッチングセンター１０５、１０６との間の無線接続である。各セルベースは、特定のセルサイト／ベースによりサービスを行われた通信システムとの通信のためのアンテナを備えている。一例において、セルサイトは、セルサイトによりサービスを行われるエリア内の移動セルラー電話（ＧＰＳ受信機と統合された）と通信する、セルラー電話のセルサイトでもあり得る。
【００２７】
本発明の代表的な実施例において、受信機１０２のような移動ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ受信機と前記通信システムが同じハウジング内に入れられているような、ＧＰＳ受信機と統合されたセルに基づく通信システムを有している。この一例としては、統合されたＧＰＳ受信機を有するセルラー電話があり、この電話はセルラー電話トランシーバと共通の回路を共有している。この結合されたシステムがセルラー電話通信に使用されているとき、送信は受信機１０２ｂとセルベース１０２ａの間に生じる。受信機１０２ｂからセルベース１０２ａへの送信は、次に、接続１０２ｃを通じて移動スイッチセンター１０５へ、これに続いて、移動スイッチングセンター１０５によりサービスを行なわれたセル内のもう一つのセルラー電話へ、または、陸上ベースの電話システム／ネットワーク１１２を介するもう一つの電話へ(代表的には有線の)接続を介して、伝播される。有線という用語には光ファイバと例えばコッパーケーブリングなど他の無線でない接続が含まれることは、理解されるべきである。受信機１０２ａと通信する他の電話からの送信は、移動スイッチングセンター１０５から接続１０２ｃ並びにセルベース１０２ａを介して受信機１０２ｂへ従来の方法で伝えられる。図２の一例において、一実施例ではＳＳ７ネットワークとして言及されている通信ネットワーク１１５を通して、各移動スイッチングセンター(ＭＳＣ)は少なくとも一つの特定地区のショートメッセージサービスセンター(ＳＭＳＣ)に結合されている。 このネットワークは、ショートメッセージ(管理情報とデータ)が電話ネットワークの要素の間で渡されることを可能にするように設計されている。図２は、一例と、幾つかのＭＳＣが一つの特定地区のＳＭＳＣに結合されることが可能であるということとを、示しているのが理解されるであろう。前記ネットワーク１１５は、ＭＳＣ１０５，１０６と、特定地区のＳＭＳＣ１０７、１０８とを互いに連結させている。また、図２の一例は、特定地区のＳＭＳＣ１０７と特定地区のＳＭＳＣ１０８とにネットワーク１１５を介して結合される２つのＧＰＳロケーションサーバー１０９，１１０を示している。図２の分散システムの一実施例において、ネットワーク１１５は、永久パケットにより切り替えられるデータネットワークであり、各種ＧＰＳロケーションサーバーと様々な特定地区のＳＭＳＣとＭＳＣとを互に連結させている。これにより、各特定地区のＳＭＳＣは、ロケーションサーバーの混雑即ちロケーションサーバーが不足した場合もＧＰＳロケーションサーバーが有用である位置サービスのリクエストを発送するルーターとして機能することができる。このように、特定地区のＳＭＳＣ１０７は、移動ＧＰＳ受信機１０２ｂ(移動ＧＰＳ受信機１０２ｂの利用者が、統合されたセル電話で９１１に電話する)からの位置サービスのリクエストを、もしロケーションサーバー１０９が混雑即ち不足しているとき、即ち、他のやり方では位置サービスのリクエストが不可能なときに、ロケーションサーバー１１０へと発送できる可能性がある。
【００２８】
各ＧＰＳロケーションサーバーは、ＧＰＳロケーションサーバーにディファレンシャルＧＰＳの補正と衛星の天体暦のデータを提供するＧＰＳ基準ステーションの広域ネットワークに、代表的には、結合されている。このＧＰＳ基準ステーションの広域ネットワークは、ＧＰＳ基準ネットワーク１１１に示されるように、専用のパケットにより切り替えられるデータネットワークを介して、代表的には、各ＧＰＳロケーションサーバーに結合されている。従って、ロケーションサーバー１０９は、接続１０９ａを介して、ネットワーク１１１からのデータを受け取り、サーバー１１０は接続１１０ａを介してネットワーク１１１からのデータを受け取る。基準ネットワーク１１１は通信ネットワーク１１２に結合され得る。代わりに、ＧＰＳ基準受信機は、各ロケーションサーバーにおいて、衛星の天体暦とＧＰＳ時間をＧＰＳロケーションサーバーに提供するために使用され得る。図２に示されるように、各ＧＰＳロケーションサーバーはまた、２つのアプリケーションサーバー１１４，１１６が結合されている公衆交換電話網(ＰＳＴＮ)１１２のような通信ネットワークに結合される。
【００２９】
２つのＧＰＳロケーションサーバーは、一実施例において、移動ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号を使用して、移動ＧＰＳ受信機(受信機１０２ｂ)の位置を決定するために使用される。
【００３０】
各ＧＰＳロケーションサーバは、移動ＧＰＳ受信機から擬似レンジと、このＧＰＳ基準ネットワークから衛星天体暦データとを受信し、移動ＧＰＳ受信機の位置の経路を計算し、さらに、これら位置は、ネットワーク１１２（例えば、公衆交換電話網ＰＳＴＮ）を通して、この位置が、アプリケーションサーバでユーザに示されている（例えば、マップに示されている）、アプリケーションサーバの１つ（もしくは両方）に送られる。一般に、このＧＰＳロケーションサーバは、計算するが、このＧＰＳロケーションサーバで位置を（例えば、ディスプレーによって）示さない。アプリケーションサーバはセルの１つにおける特定のＧＰＳ受信機の位置のためのリクエストをＧＰＳロケーションサーバに送り、そのＧＰＳロケーションサーバは、ＧＰＳ受信機の位置の経路を決め、特定のアプリケーションにこれらの位置を報告するために、移動スイッチングセンタを通して特定の移動ＧＰＳ受信機との対話を始め得る。他の実施の形態において、ＧＰＳ受信機の位置決定は、移動ＧＰＳ受信機のユーザによって始められ得る。例えば、移動ＧＰＳ受信機のユーザは、移動ＧＰＳ受信機の位置で緊急状態を示すために、セルフォンで９１１を押すことができ、これは、ここで記述された手段で、位置決定プロセスを始めることができる。
【００３１】
セルラベースのもしくはセルベースの通信システムは、二つ以上の送信機を有する通信システムであり、それらの各々は、瞬時に、予め規定された異なる地理的な領域を提供することが、表され得る。カバーされるこの領域は、特定のセルラシステムに依存しているが、一般に、各送信機は、２０マイルより小さい地理的な半径を有するセルを提供する無線送信機である。セルラテレフォン、ＰＣＳ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）、ＳＭＲ（ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｄｉｏ）、単一方向および両方向のページャシステム、ＲＡＭ、ＡＲＤＩＳ、ワイヤレスパケットデータシステムのような数々のタイプのセルラ通信システムがある。一般に、予め規定された地理的な領域は、セルと呼ばれ、複数のセルは、セルラサービス領域に一つにまとめられ、これら複数組のセルは、地上ベースのテレフォンシステムおよび／もしくはネットワークとの接続を備える１つもしくは複数のセルラスイッチングセンタに結合されている。サービス領域は、広告目的のために、度々使用される。故に、二つ以上のサービス領域は、１つのスイッチングセンタに接続されているケースがあり得る。あるいは、１つのサービス領域内でのセルは、特に、人口過密領域では、異なるスイッチングセンタに接続されるケースが時々ある。一般に、サービス領域は、互いに、地理的にきわめて近接した中に、セルの集合として規定されている。上の記述に適合する他のセルラシステムのクラスは衛星ベースのものであり、ここにおいてセルラの基地局もしくはセルサイトは、地球を一般に旋回する衛星である。これらシステムにおいて、セルのセクタおよびサービス領域は、非常に大きくなり得、時間の関数として移動し得る。このようなシステムの例は、Ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ、Ｏｒｂｃｏｍｍ、Ｏｄｙｓｓｅｙを有する。
【００３２】
図３は、図２でＧＰＳサーバ１０９もしくはＧＰＳサーバ１１０として使用され得るＧＰＳロケーションサーバ５０の一例を示している。このＧＰＳサーバ５０は、故障許容ディジタルコンピュータシステムになり得るデータ処理ユニット５１を有する。このＧＰＳサーバ５０はまた、モデムもしくは他の通信インターフェース５２と、モデムもしくは他の通信インターフェース５３と、モデムもしくは他の通信インターフェース５４とを有する。これら通信インターフェースは、ネットワーク６０、６２、６４として示されている３つの異なるネットワークの間で、図３に示されているロケーションサーバからおよびへの情報の交換のための連結性を備えている。このネットワーク６０は、１つまたは複数の移動スイッチングセンタ、および／もしくは複数の地上のフォンシステムスイッチもしくは複数のセルサイトを有する。このネットワークの例は、図２に示され、このＧＰＳサーバ１０９は、図３のサーバ５０を表している。このように、ネットワーク６０は、移動スイッチングセンタ１０５、１０６と、セル１０２、１０３、１０４とを有するとみなされ得る。ネットワーク６４は、通信インターフェースを有するそれぞれ通常のコンピュータシステムである、アプリケーションサーバ１１４、１１６を有するとみなされ得、一般的に、緊急のテレフォンコール９１１に答えるコントロールセンタである１つもしくは複数の「ＰＳＡＰ‘ｓ」（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓａｆｅｔｙ Ａｎｓｗｅｒｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）を有する。図２のＧＰＳ基準ネットワーク１１１を表すネットワーク６２は、ディファレンシャルＧＰＳ補正情報を備え、データ処理ユニットに衛星の天体暦のデータを有するＧＰＳ信号データもまた有するようにデザインされたＧＰＳ基準受信機であるＧＰＳ受信機のネットワークである。このサーバ５０が、非常に大きな地理的な領域を提供する場合、任意ＧＰＳ受信機５６のような、局所的な任意ＧＰＳ受信機は、この領域の至るところに、移動ＳＰＳ受信機の見えるところにある全てのＧＰＳ衛星を観測することができ得ない。従って、このネットワーク６２は、本発明にしたがって広い領域にわたり衛星の天体暦のデータとディファレンシャルＧＰＳ補正データとを収集し、提供している。
【００３３】
図３に示されているように、大容量記憶装置５５は、データ処理ユニット５１に結合されている。一般に、この大容量記憶装置５５は、データ用の記憶装置と、図２の受信機１０２ｂのような移動ＧＰＳ受信機から擬似距離を受信した後、ＧＰＳ位置計算を実行するためのソフトウエアとを有し得る。これら擬似距離は、セルサイトと、移動スイッチングセンタと、モデムもしくは他のインターフェース５３とを通して一般に受信されている。この大容量記憶装置５５はまた、少なくとも１つの実施の形態で、ソフトウエアを含み、それはモデムもしくは他のインターフェース５４を通してＧＰＳ基準ネットワーク３２によって備えられる衛星の天体暦データを受信および利用するために使用される。この大容量記憶装置５５はまた、上で述べられるように、衛星の天体暦とディファレンシャルＧＰＳの補正とをタイムスタンプの列を特定するデータベースもしくは記憶装置５５ａを一般に有し得る。
【００３４】
本発明の典型的な実施の形態において、図２（図３のネットワーク６２として示されている）のＧＰＳ基準ネットワーク１１１は、ＧＰＳ基準ネットワークにおける様々な基準受信機から見えている衛星からの生の衛星データメッセージを備えると同時に、ディファレンシャルＧＰＳ情報と、対応するタイムスタンプとを備えているので、任意ＧＰＳ受信機５６は必要でない。モデムもしくは他のインターフェース５４を通してネットワークから得られる衛星の天体暦のデータは、移動ＧＰＳ受信機のための位置情報を計算するために移動ＧＰＳ受信機から得られる擬似距離で従来の手段で使用され得る。インターフェース５２、５３、５４はそれぞれ、ネットワーク６４の場合に他のコンピュータシステムに、ネットワーク６０の場合にセルラベースの通信システムに、ネットワーク６２の場合にコンピュータシステムのような送信装置に、データ処理ユニットを結合するモデムもしくは他の適当な通信インターフェースであり得る。１つの実施の形態において、ネットワーク６２は、地理的な領域にわたり散在されたＧＰＳ基準受信機の散在された集合を有することは、明らかになり得る。いくつかの実施の形態において、セルラベースの通信システムを通して移動ＧＰＳ受信機に伝達されるセルサイトもしくはセルラサービス領域の近くの受信機から得られるディファレンシャル補正ＧＰＳ情報は、移動ＧＰＳ受信機の近似の位置に適切なディファレンシャルＧＰＳ補正情報を有し得る。
【００３５】
図４はGPS受信機および通信システムトランシーバを含む全般化された結合システムを示す。一例において、通信システムトランシーバはセルラー電話である。システム75はGPSアンテナ77を有するGPS受信機76および通信アンテナ79を有する通信トランシーバ78を含む。GPS受信機76は図４に示された接続80を通して通信トランシーバ78に結合される。メモリ81は上述されたように決定された擬似距離のキューおよび対応しているタイムスタンプを記憶する。このメモリ81はGPS受信機76に結合され、また通信トランシーバに結合されてもよい（例えばメモリは二重ポートされる）。１つの動作モードにおいて、通信システムトランシーバ78はアンテナ79を通して近似のドプラー情報を受信し、この近似ドプラー情報をリンク80によりGPS受信機76へ供給し、それはGPSアンテナ77を通してGPS衛星からのGPS信号を受信することにより擬似距離の決定を実行する。決定された擬似距離は通信システムトランシーバ78を通してGPSロケーションサーバへ送信される。典型的に、通信システムトランシーバ78はアンテナ79を通して信号をセルサイトへ送り、それはそれからこの情報をGPSロケーションサーバへ転送し戻す。システム75の種々の実施例の例は技術において知られている。例えば、U.S.特許5,663,734には改良されたGPS受信機システムを利用する結合されたGPS受信機および通信システムの例が記述されている。結合されたGPSおよび通信システムの他の例は1996年5月23日に申請された審査中の出願番号No．08/652,833に記述された。U.S.特許5,663,734において記述されているような受信機は改良された性能を提供するが、最も通常のGPS受信機は図４における受信機76として作動するように修正され得る。図４のシステム75は、SPS受信機を有する多数の代わりの通信システムと同様に、擬似距離が決定されるGPS信号の受信の時間を典型的にタイムスタンプするであろう。特に、システム75は、SPS信号の移動ユニットでの受信の時間をタイムスタンプするため、GPS時間（GPS衛星から受信されまたは推定された）を使用してもよく、あるいはCDMA送信（好ましい実施例として）からの時間を使用してもよい。
【００３６】
図５はGPS基準局の一実施例示す。各基準局がこの方法で構成され、通信ネットワークまたは媒体に結合されることが認識されるであろう。典型的に、図５のGPS基準局90のような各GPS基準局は、アンテナ91の視界にあるGPS衛星からのGPS信号を受信するGPSアンテナ91に結合された2重周波数GPS基準受信機92を含む。GPS基準受信機は技術においてよく知られている。本発明の一実施例によれば、GPS基準受信機92は受信機92からの出力として少なくとも２つの型の情報を提供する。擬似距離の出力93はプロセッサおよびネットワークインターフェイス95に供給され、これらの擬似距離の出力（および基準擬似距離が決定されるSPS信号が受信された時間）は、GPSアンテナ91の視界にあるこれらの衛星に関して、通常の方法で擬似距離のディファレンシャル補正(pseudorange differential correction)を計算するために使用される。プロセッサおよびネットワークインターフェイス95は技術においてよく知られるように、GPS基準受信機からのデータを受信するインターフェイスを有する通常のデジタルコンピュータシステムであってもよい。プロセッサ95はGPSアンテナ91の視界にある各衛星の適当な擬似距離の補正を決定するため、擬似距離データを処理するように設計されたソフトウエアを典型的に含む。これらの擬似距離の補正（およびそれらの対応するタイムスタンプ）はそれから、他のGPS基準局がまた結合される通信ネットワークまたは媒体96へネットワークインターフェイスを通して送信される。GPS基準受信機92はまた衛星天文暦データ出力94を提供する。このデータはプロセッサおよびネットワークインターフェイス95へ供給され、それはそれからこのデータを通信ネットワーク96へ送信し、それは図２のGPS基準ネットワーク111に含まれる。
【００３７】
衛星天文暦データ出力94は典型的に、各GPS衛星から受信された実際のGPS信号に符号化された完全な生の50ボーナビゲーション2進データの少なくとも一部を提供する。この衛星天文暦データはGPS衛星からのGPS信号における毎秒50ビットデータ流として放送されるナビゲーションメッセージの部分であり、GPS ICD−200文献により詳細に記述される。プロセッサおよびネットワークインターフェイス95はこの衛星天文暦データ出力94を受信し、リアルタイムでまたはリアルタイムに近くそれを通信ネットワーク96へ送信する。以下に記述されるように、通信ネットワークに送信されたこの衛星天文暦データは、本発明の態様にしたがって種々のGPSロケーションサーバのネットワークを通してより後で受信される。
【００３８】
本発明のある実施例において、衛星天文暦データメッセージのようなナビゲーションメッセージのあるセグメントのみが、ネットワークインターフェイスおよび通信ネットワークの帯域幅要求を下げるためにロケーションサーバへ送られてもよい。典型的にまた、このデータは連続的に供給される必要がないかもしれない。例えば、全部で5フレーム一緒よりもむしろ天文暦情報を含む最初の3フレームのみが、リアルタイムでまたはリアルタイムに近く通信ネットワーク96に規則的な基準で送信されてもよい。本発明の一実施例において、Norman F. Krasnerにより1997年2月3日に申請された審査中の出願番号No．08/794,649に記述された方法のように、衛星データメッセージに関する時間を測定する方法を実行するために、ロケーションサーバは１つまたはそれ以上のGPS基準受信機から送信される完全なナビゲーションメッセージを受信してもよいことが認識される。ここに使用されるように、“衛星天文暦データ”なる用語は、GPS衛星により送信された衛星ナビゲーションメッセージ（例えば、50ボーメッセージ）の一部に過ぎない、またはこの衛星天文暦データの少なくとも数学的表現であるデータを含む。例えば、衛星天文暦データの用語はGPS衛星から送信されるGPS信号に符号化された50ボーデータメッセージの一部のことをいう。GPS基準受信機92は、衛星天文暦データを含む2進データ出力94を提供するために、基準受信機92の視界にある異なるGPS衛星からの異なるGPS信号を復号することがまた認識されるであろう。
【００３９】
本発明の方法が図２のセルベースのシステムの移動ユニットの時間の経路を時間にわたり追跡するために使用されるとき、１つのロケーションサーバは１つのセルから複数の他のセルへの特定の移動ユニットの移動を追跡するかもしれない。かかるシステムの相互接続により、セル102に始まった移動ユニットからの信号の受信すら、移動ユニットがセル104へ移動した後でさえ、同じロケーションサーバにより追跡され得る。代わりに、１つのロケーションサーバは他のロケーションサーバへ特定の移動ユニットのために決定された位置および時間を示すその経路データを転送してもよく、他のロケーションサーバは移動ユニットが１つのセルサイト即ちセルラーサービスセンターから他のセルサイト即ちセルラーサービスセンターへ移動するとき、その移動ユニットの追跡を引き継ぐ。
【００４０】
本発明の方法と装置とはＧＰＳ衛星との関連で記述してきたが、その開示内容はシュウドライト（ｐｓｅｕｄｏｌｉｔｅｓ）または衛星とシュウドライトとの組み合わせを利用した位置決めシステムにも等しく応用できることは理解できよう。シュウドライトはＬ帯域搬送信号で変調した、通常ＧＰＳ時間に同期するＰＮコード（ＧＰＳ信号に似ている）を放送する地上ベースの送信機である。各送信機には一意のＰＮコードが割り付けられ、これにより遠隔地にある受信機により識別できる。シュウドライトは、軌道を回っている衛星からのＧＰＳ信号を受信できない場合、たとえばトンネルや、坑内、建物、他の密閉された場所で有用である。ここで用いる「衛星」なる用語は、シュウドライト又はシュウドライト相当物を含むことも意味し、またここで用いる「ＧＰＳ信号」なる用語はシュウドライト又はシュウドライト相当物からのＧＰＳ類似信号を含むことも意味する。
【００４１】
上記説明では、合衆国地球位置決め衛星（ＧＰＳ）システムでの応用を例として本発明を記述してきた。しかし、これらの方法は同様な衛星位置決めシステム、特にロシアのグロナス・システムにも等しく応用可能であることは明らかである。グロナノス・システムは、主として、異なる擬似ランダムなコードを用いるのではなく、僅かに異なる搬送周波数を用いて異なる衛星からの送信相互に区別をつける点でＧＰＳシステムと異なっている。この状況で、新たな衛星からの送信を処理する際に、異なった搬送周波数に対応する異なる指数乗算器を使ってデータを前処理する場合を除いて、前述の回路構成とアルゴリズムの殆ど全てが応用できる。ここで用いた「ＧＰＳ」なる語は、ロシアのグロナス・システムを含む代替衛星位置決めシステムを含む。
【００４２】
本明細書の上記説明では、本発明は特定の実施例を参照して説明した。しかし、添付の特許請求の範囲に述べたように、本発明の範囲内で様々な改良、変更が可能である。したがって、本明細書と図面とは発明を示すものであるが、本発明を限定するものではない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は衛星位置決めシステム（ Satellite Positioning System（ＳＰＳ））受信機を作動する方法に関し、特に受信機が無線通信リンクを介してその位置に関する情報を提供するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全地球測位システム（ＧＰＳ）のような通常の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）は衛星からの信号を使用して、それらの位置を決定する。ＧＰＳ受信機は一般に、非常に多数のＧＰＳ衛星から同時に送信された信号の相対的な到達時間を計算することによりそれらの位置を決定する。これらの衛星は、それらのメッセージの一部として、ここではまとめて天体暦データと呼ばれる、衛星位置決めデータと、クロックタイミングを加えた時刻に関するデータの両者を送信する。ＧＰＳ信号を探索し、捕捉し、非常に多数の衛星に関する天体暦データを読み取って、このデータから受信機の位置を計算するプロセスは時間がかかり、しばしば数分を必要とする。多くの場合、この長い処理時間は容認できず、さらに移動式(portable)操作及び適用において電池寿命を著しく制限する。
【０００３】
現在のＧＰＳ受信機のもう一つの現在の制限は、それらの操作が、マルチプルな(multiple)衛星が、障害物なしに、はっきり見えており、そして、良好な品質のアンテナがこのような信号を受信するために適切に配置されている状況に制限されることである。したがって、それらは一般に、移動式の本体取付け(body-mounted)適用において、かなりの数の葉のついた木(foliage)または建造物による遮断が生じる領域において、および建造物内において使用できない。
【０００４】
ＧＰＳ受信システムの２つの基本的な機能：（１）種々のＧＰＳ衛星への擬似距離(pseudoranges)の計算、（２）これらの擬似距離と衛星タイミングおよび天体暦データを使用した受信プラットホーム(platform)の位置の計算、がある。擬似距離は、各衛星から受信された信号とＧＰＳ受信機内のローカルクロック(local clock)との間で測定された時間遅延に過ぎない。衛星天体暦およびタイミングデータは、ＧＰＳ信号が捕捉され追跡されると、それから抽出される。上述のように、この情報の収集には一般に比較的長い時間（３０秒乃至数分のような）を要し、低い誤り率を達成するために良好な受信信号レベルで行われなければならない。
【０００５】
最近、ＧＰＳ受信機は、それが移動するとその受信機の位置を送信するために車内においてセルラー電話または移動電話のような無線送信機と共に使用されている。通常の結合されたＧＰＳ／通信システムは典型的に、無線送信機から遠く離れて配置された基地局までの位置を送信する。典型的に、ＧＰＳ受信機はその位置を決定し、その後その情報を送信機に提供し、該送信機はその後、ＧＰＳ受信機が次の位置を決定する前に、該決定された位置を送信する。これにより、その位置を、無線信号を通じて、受信する遠く離れて配置された基地局におけるオペレータは、ＧＰＳ受信機が時間にわたって移動するにつれて、その経路(route)を追跡することが可能になる。たとえば米国特許第 5,663,734号に記載されている別の実施形態においては、通信送信機を含む移動ＧＰＳ受信機は、完了した位置計算（ＧＰＳ受信機の緯度、経度および高度のような）ではなく、時間タグ付(time-tagged)擬似距離の情報を送信する。この場合、ＧＰＳ受信機を含む移動ユニットは、ＧＰＳ信号を収集してこれらの信号を処理し、特定の時間に見えている種々の衛星への擬似距離を決定し、その後その送信機はこれらの擬似距離を、遠く離れて配置された基地局に送信し、その後該基地局はこれらの擬似距離を、移動ユニットの位置を決定するために基地局で収集された、あるいはそこに供給された天体暦データを加えた擬似距離の時間タグを用いて処理する。その上この場合、送信機は、ＧＰＳ受信機が次の組の擬似距離を決定する前に、１組の擬似距離を送信する。
【０００６】
これらの先の両アプローチは、移動中のＧＰＳ受信機の経路を追跡するための１つの方法を提供するが、これらの技術の使用に関するいくつかの問題がある。その位置を決定して該位置を遠く離れて配置された基地局に送信する移動ＧＰＳ受信機の場合、移動ユニットは、ＧＰＳ受信機がその位置を決定する前に擬似距離の計算および天体暦データの読み取りを行うことが可能であるために、天空の良好な視野を有し、そしてマルチプルな衛星をはっきり受信しなければならない。さらに、この移動ＧＰＳ受信機がいくつかの位置を計算し、その後それらを１つの送信で送信することを試みる場合、この受信機は典型的に、大きい組のディファレンシャル補正が基地局でバッファされ(buffered)ない限り、ディファレンシャル(differential)ＧＰＳ補正(corrections)から利益を得ることができない。ＧＰＳ信号の一連のデジタル化されたサンプルを収集し、その一連のもの(series)を１つの送信で送信する移動ＧＰＳ受信機は、大量の電池電力を消費し、収集され、記憶され、送信される大量のデータのせいで無線リンクにおいて混雑(congestion)を生じさせる可能性がある。たとえば、欧州特許出願第0 508 405号を参照されたい。
【０００７】
擬似距離を一時に１つ送信する移動ＧＰＳ受信機の場合、通信送信機は、擬似距離が決定された後にそれら擬似距離の各セットを送信するために繰り返しパワーアップされ(powered up)なければならない。これは、移動ユニットにおける電池寿命を短くする傾向があり、また、該移動ユニットと基地局との間の無線通信リンクにおいて混在を生じさせる可能性がある。さらに、放送時間(air time)の費用はこのような動作に関して高価である可能性がある。
【０００８】
したがって、移動ＧＰＳユニットによりある期間にわたって位置情報のマルチプルなセットを提供するための改良された方法およびシステムを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は衛星位置決めシステム受信機を作動する方法および装置を提供するもので、受信機の位置を時間にわたり追跡することが可能となる。
【００１０】
本発明による方法の１事例において、第1の時間に第1の複数の擬似距離（pseudorange）が決定され、そして第1の時間の後の第２の（あるいは追加の）時間に第2の（あるいは追加の）複数の擬似距離が決定される。第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は衛星位置決めシステム受信機内に記憶される。第2の時間の後、第1の複数の擬似距離および第２の複数の擬似距離は移動ＳＰＳ受信機から送信される。
【００１１】
本発明の方法のある特定の事例において、時間にわたり連続して受入れられた擬似距離のセットのキュー（queue）が記憶され、そして移動ＧＰＳユニットから、所定の種類の事象（event）の発生としてまたは警報状態（alarm condition）として送信される。所定の種類の事象が生じたかまたは警報状態が生じたのかの決定に従って送信が行なわれる。典型的には、ＧＰＳ受信機は第1の複数の擬似距離が決定されたものから第1のＧＰＳ信号を受信し、そしてさらに第２の複数の擬似距離が決定されたものから第２のＧＰＳ信号を受信するであろう。移動ユニットはまた第1のＧＰＳ信号が移動ユニットにおいて受信された第1の受信時間を決定し、そしてさらに第２のＧＰＳ信号が移動ユニットのおいて受信された第２の受信時間を決定するであろう。これらの受信時間は擬似距離のセットと共に送信されるであろう。移動ＧＰＳユニットの受信時間によって特定される種々の時間における位置を決定するために、基地局は１つの信号送信またはパケットのような方法の何れかにより擬似距離のセットのキューを受信し、擬似距離を擬似距離の受信時間と共に、そして天体暦データと共に使用するであろう。所定の種類の事象（または警報状態）が生じない場合は、ある実施例では、擬似距離の情報はいかなる時間においても送信されない。本発明の種々の他の概念および事例が以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】図１Ａは本発明の1事例に対応する移動ＧＰＳユニットの経路を追跡するシステムを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは移動ユニットの種々の時間における位置を決定するために遠隔に配置されたロケーションサーバのために移動ＧＰＳユニットにより実行される方法の１事例を示す。
【図１Ｃ】図1Ｃはロケーションサーバが移動ユニットにより時間にわたり受取られた擬似距離のセットのキューから種々の位置を決定する方法の1事例を示す。
【図２】セルベースの通信システムを使用して時間にわたり移動ユニットの位置を追跡するシステムの他の例を示す。
【図３】本発明の１事例においてセルラーベースの通信システムと共に使用可能なロケーションサーバの例を示す。
【図４】本発明の１事例に対応する通信システムと結合される移動ＧＰＳ受信機の事例を示す。
【図５】本発明の１事例と共に使用可能なＧＰＳ基準局の１事例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は例示の方法で図示されており、そして添付の図面の図には限定されず、同様の参照符号は同様の要素を示す。
本発明は受信機の移動を示すために、時間にわたり位置情報を提供する衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機の使用に関する。以下の記述および図面は本発明について記載し、しかも本発明を限定するものとして解釈されるものではない。本発明が全体として理解されるように、多くの固有の詳細説明が記述される。しかしながら、ある事例においては、本発明について不必要に不明瞭となるのを避けるために、周知のまたは慣習的なものの説明は詳細には記載していない。
【００１４】
図1は、移動ＧＰＳ受信機が移動するにしたがってその位置を時間にわたり追跡するシステムの１事例を示す。移動ＧＰＳ受信機１２に関し道路１１における最近の位置が地図上に示される。また前の位置１４、１６、１８、２０、２２、および２４も道路１１に示されている。図１Ａに示される特定の例において、移動ＧＰＳ受信機１２の使用者は道路１１を下方に運転したものであり、そして位置１４から開始し、位置１６、１８、２０、２２、および２４を通過し、そして現在は図１Ａに示される位置にいる。移動ＧＰＳ受信機１２はＧＰＳ受信機を含み、これは、移動ＧＰＳ受信機１２の１事例である図４に示される通信システム７８のような通信システムの一部である送信機に擬似距離の出力を提供可能な通常のＧＰＳ受信機でよい。これに代えて、移動ＧＰＳ受信機１２は米国特許第５，６６３、７３４号に記載されたＧＰＳ受信機および通信システムと同様のものとすることができる。いずれの事例においても、移動ＧＰＳ受信機１２は擬似距離、およびそれから擬似距離が決定されたＧＰＳ信号が何時受信されたかを示すタイムスタンプ(time stamp)を記憶するためのメモリを含む。
【００１５】
また、図１Ａのシステムは、移動ＧＰＳユニット１２と結合されたまたはその一部である通信システムと、無線通信システムを介して通信するロケーションサーバ（location server）２５を含む。基地局２５は典型的にディファレンシャルＧＰＳの時間シーケンスおよび衛星天体暦（ephemeris）情報を記憶するための記憶装置２６を含む。また基地局２５は典型的に視野内の衛星から衛星天体暦データを読み込み、さらにＧＰＳ時間を提供し、そしてさらにディファレンシャルＧＰＳの情報を提供することのできるＧＰＳ基準受信機（reference receiver）２７を含む。このように、ＧＰＳ基準受信機２７はディファレンシャルＧＰＳおよび衛星天体暦情報を決定し、およびそれにＧＰＳ時間をタイムスタンプし、そして基地局は記憶装置２６にこれを記憶することができる。この動作は時間にわたり繰返して実行され、その結果時間にわたり視野内の種々の衛星に対する天体暦およびディファレンシャルＧＰＳ情報のキューが存在する。
【００１６】
他の実施例において、ＧＰＳ受信機２７は、この受信機が基地局サーバ２５に提供するのと同一形式の情報の遠隔ソースによって置き換えることができる。例えば、ＧＰＳ受信機の小規模なネットワークを、そのような情報を地理的に分散した多数の基地局に提供するために用いて、必要となるＧＰＳ基準受信機の全体数を減少することができる。
【００１７】
図１Ｂは本発明による方法の一例を示す。この方法はステップ３１で始まり、ここでＧＰＳ信号は移動ＧＰＳユニットによって受信され、複数のＧＰＳ衛星に対する複数の擬似距離(pseudorange)が決定される。前述したようにＧＰＳ受信機は、この擬似距離の決定にハードウエア相関を利用する通常の受信機でよい。代替えとして、この擬似距離は米国特許第５，６６３，７３４号公報に説明されているように決定することができる。更に他の方法として、このＧＰＳ信号は、該信号が受信された時間を示すタイムスタンプと共に、受信及びデジタル化及び記憶できる。この場合、擬似距離ではなく、これらデジタル化された信号が送信される。この方法では、このかなり大量のデータを記憶及び送信するために、大容量メモリ及び広い送信帯域幅が必要となる。ステップ３３において、複数の擬似距離がタイムスタンプされ(time stamped)、この複数の擬似距離は対応するタイムスタンプと共に記憶される。このタイムスタンプは移動ユニットにより受信されたＧＰＳ信号からＧＰＳ時間を読み取ることによって得られるか、又は移動ユニット１２と基地局２５の間でメッセージを通信するために用いられた通信システムが、ＣＤＭＡセル通信システムを用いる場合の或るインスタンス(instances)において得られる。このＣＤＭＡ信号は信号の一部として時間を含み、この通信システム及び移動ユニット１２はこの時間を読み込み、それを使用して、擬似距離が決定されるＧＰＳ信号の受信時間をタイムスタンプすることができる。擬似距離が決定されるＧＰＳ信号の収集時間を決定する他の方法は、同時係属中の米国特許出願第０８／７９４，６４９号（出願日：１９９７年２月３日、発明者：Norman F. Krasner)に説明され、それは参考として本願に組み込まれている。
【００１８】
本発明による方法の一実施例において、ステップ３５に示されているように所定の種類の事象が発生したか（または警報状態が発生したか）判断される。尚、このステップはオプションであって、それは典型的にそれらの対応するタイムスタンプと共に記憶された擬似距離を送信するか否かを決定するために用いられる。所定の種類の事象（又は警報状態）が発生しなかった場合、処理はステップ３１に戻り、そこで追加のＧＰＳ信号が受信され、追加の擬似距離が決定される。所定の種類の事象（または警報状態）が発生するまで、処理はステップ３１、３３、３５を繰り返し、それにより異なる時間にとられた複数の擬似距離を収集する。各擬似距離は各々タイムスタンプを有し、そのどれもが移動ユニット１２のメモリに記憶される。このメモリの一例をメモリ８１として図４に示す。所定の種類の事象が発生すると、ステップ３５はステップ３７に進み、記憶された擬似距離及び対応するタイムスタンプがＣＤＭＡのセルベースの(cell based)通信信号のような無線通信システムを介して、ロケーションサーバ(location server)に送信される。また、ステップ３７のように、擬似距離及びタイムスタンプを記憶するメモリはその部分がクリアーされる。これにより、擬似距離の他のセットを、それらの対応するタイムスタンプと共に収集し、記憶し、後に送信することができる。
【００１９】
この方法は、各地点の位置を決定しそれらの位置を送信する従来の技術に対して多くの利点を有している。それは幾つかの位置が時間にわたり決定されるが送信されず、後に位置の集合が得られた後で送信されるような他の例に対しても利点を有している。移動ユニットの位置の決定には、衛星の天体暦データを得るために、適当な天空視野ならびに十分な数の衛星からの信号を読み取る十分な能力を必要とする。更にそのような方法では、位置の計算精度を向上するディファレンシャルＧＰＳ（ＤＧＰＳ）情報の使用は考慮されない（ＤＧＰＳデータを送信するために通信リンクを使用せず、それがより多くの電力を使用することになる場合）。本発明の方法を用いると、擬似距離だけが移動ユニットにより時間にわたり決定されればよい。したがって、衛星天体暦データを読み取ることができることは必要とされない。米国特許第5,663,734号に記載されている改良された処理技術を用いると、天空が遮られているかあるいは信号が弱いときでも、大部分の例において十分な数の衛星への擬似距離を得ることができる。ある１つの事象の発生時のみの送信および擬似距離のキューイング(queuing)は送信“放送時間”を最小化し、該移動体の(mobile’ s)位置の履歴の要求時の決定をさらに可能にする。
【００２０】
図１Ａの例において、移動ＧＰＳ受信機１２は、位置１４，１６，１８，２０，２２，２４およびその現在位置においてＧＰＳ信号を受信し、これらの信号から擬似距離（pseudoranges）を決定し、これらの擬似距離を対応タイムスタンプとともにメモリに記憶する。もし、事象の所定の種類が、擬似距離が決定されるところの信号の第７の組の集合である場合は、移動ユニット１２は、７つの擬似距離全て、および移動ユニット１２に関する図１Ａに示された位置における対応タイムスタンプを送信する。タイムスタンプされた擬似距離のシーケンス送信をもたらし得るその他の可能な所定事象は、多数存在する。既に述べたが、そのうちの１つとして、ある数の記憶された擬似距離に到着したことが挙げられる。別の所定の種類の事象は、警報状態あるいはその他の状態を検出して、記憶された擬似距離の送信を引き起こすところのセンサもしくは警報であってもよい。そのような例の１つとしては、車内での事故の検出、エアバックが膨らむこと、あるいは車両警報のオンなどがある。他の所定の種類の事象は、タイムスタンプされた擬似距離のキュー内に示される先行位置だけでなく移動ＧＰＳ受信機の現在位置を突き止める試みのために、記憶された擬似距離の送信を基地局が依頼することがあり得る。他の所定の種類の事象としては、メモリが擬似距離を記憶する限界に達した場合が考えられる。他の所定の種類の事象としては、擬似距離の最終送信から所定時間が経過した場合が考えられる。もし、この時間が変化する場合は、擬似距離を決定するためにＧＰＳ信号が収集されて処理される間隔を変えることによって、セーブされた擬似距離の数の対応した分散も生じさせ得る。所定事象の他の例としては、移動ＧＰＳ受信機のボタンをユーザが単に押すだけというものもある。
【００２１】
図１Ｃは、ロケーションサーバ２５などのロケーションサーバに関してこの発明に係る方法に従った操作がなされる場合の例を示している。図１Ｃの方法はステップ４１から始まる。このステップにおいて、ロケーション受信機は、一連の時におけるポイントのそれぞれに対して複数のディファレンシャルＧＰＳ補正（differential GPS corrections）を決定して記憶し、さらに、各対応する複数のディファレンシャルＧＰＳ補正のタイムスタンプを記憶する。図１Ａのシステムにおいて前述したように、ロケーションサーバ２５は、既知の位置を持つＧＰＳ基準受信機からのディファレンシャルＧＰＳ補正を受信しあるいは決定できる。基地局および移動ユニットがポイントツーポイント無線通信（および広域拡散セルベースのシステムでないもの）を使用する場合において、ＧＰＳ基準受信機は、通常はロケーションサーバと共同設置され、通常は、ロケーションサーバ２５により追跡されている移動ユニットと同じ視野内の衛星を持っている。ＧＰＳ基準受信機２７は、一般的な方法でディファレンシャルＧＰＳ補正を決定することができ、またディファレンシャルＧＰＳ補正が決定されたＧＰＳ信号が受信された時におけるポイントを示すＧＰＳ時間を提供することもでき、そして、ＧＰＳ基準受信機２７は、時における各ポイントに対するこの情報セットをロケーションサーバに提供し、そのロケーションサーバによりこの情報は記憶装置２６に記憶されることになる。図１Ｃに示す手続全体の間、ステップ４１は、通常は、反復して生じる。すなわち、ディファレンシャルＧＰＳ補正および各補正に関する対応するタイムスタンプのキューを得るために、ステップ４１に記述された操作は反復され、連続して生じる。このことから、移動ユニット１２などの移動ユニットの拡張された移動期間に渡り、ディファレンシャルＧＰＳ補正が可能となる。たとえば、もし、移動ユニット１２が、道路１１に示される位置１４から位置２４を通り過ぎた現在の位置まで移動するのに１時間を要するとすれば、最低限１時間分のディファレンシャルＧＰＳ補正が必要となる。しかしながら、もし、各移動ユニットの位置履歴を決定するために必要な期間に制限があるときは、これらの補正のキューサイズは小さいままにされてもよい（たとえば、このキューを最後の１分間に対応させるなど）。
【００２２】
基地局（ロケーションサーバ）が広大な地理的な領域に対するサービスを行なうときは、ネットワーク全体にディファレンシャル補正を提供するＧＰＳ基準受信機の基準ネットワークが要求されるかも知れないことは、認識されるであろう。この点について、以下、さらに説明する。図１Ｃに戻ると、ステップ４３において、ロケーションサーバは、幾つかの擬似距離のセットおよび各セットに関する対応タイムスタンプを含む送信を受信する。ここで、擬似距離およびタイムスタンプが１つの送信で送信されている間、この送信は幾つかのデータパケットに渡ってなされ、あるいは遮断され得ることは、認識されるであろう。とはいえ、この発明の趣旨からいえば、これはそれでもなお、タイムスタンプされた擬似距離のキューの単一送信とみなすことができる。ステップ４５において、ディファレンシャルＧＰＳ補正に対するタイムスタンプと擬似距離の各セットに対するタイムスタンプとを比較することにより、ロケーションサーバは、擬似距離の各セットとともに使用するに最も適したディファレンシャルＧＰＳ補正を選択する。その結果、ロケーションサーバは、その時間適応性が擬似距離のタイムスタンプに時間的に最も近いようなディファレンシャルＧＰＳ補正を決定するようになる。適切なディファレンシャルＧＰＳ補正を選択したあと、擬似距離のセットは、これらのディファレンシャルＧＰＳ補正により補正される。この発明の好ましい実施例ではこのディファレンシャルＧＰＳ補正のキューを用いているが、このことは、この発明の実施の形態によっては必ずしも必須ではない。ステップ４７において、ロケーションサーバは、補正された擬似距離および対応タイムスタンプの各セットから、送信中の移動ＧＰＳユニットの位置を決定する。このようにして、ロケーションサーバは、移動ユニットが位置１４にいたときに得られる擬似距離に関連するタイムスタンプにより示される時間において位置１４に移動ユニット１２がいたということを決定できる。さらに、ロケーションサーバは、位置１６，１８，２０，２２，２４およびその現在位置を決定でき、かつ、移動ユニットがこれらの位置にいたときの時間を決定できる。このようにして、ロケーションサーバは、空間的にも時間的にも、移動ユニットの移動を追跡できるようになる。この情報は、ステップ４９において、多くの異なる方法で使用される。たとえば、基地局は、無線通信システムを介して移動ユニット１２にヘルプ情報を送信して返すことにより、守衛・管理サービス（concierge services）あるいは経路情報（routing information）を移動ユニット１２のオペレータに提供できる。
【００２３】
位置の時間履歴が算出される擬似距離の時間履歴を有することは、サーバーが移動局の位置並びに速度を追跡するのを可能にする。このことは、自動車事故で移動体のアンテナが機能しなくなったときなどの非常時に、移動体の位置を突き止める為に重要なことである。
【００２４】
前述した説明は、一般に、移動ユニット１２の通信システムと基地局２５の通信システムとの間のポイントツーポイント通信システムを想定しているけれども、以下に述べるようなセルに基づく通信システムであり得ることが理解されるだろう。
【００２５】
図２は、本発明のシステム１０１の一例を示している。このシステムは、複数のセルサイトを備える、セルベースの通信システムを有しており、これらは個々に、特定の地理的な地域と位置に対するサービスを行うように設計されている。セルラー即ちセルに基づく複数の通信システムの一例は、セルベースの電話システムのような、当業者によく知られたものがある。図２は、セルのオーバーラップを示すために示されたものではないことを認識するべきである。しかし、セルの信号カバレージ地域は、実際にはオーバーラップしている。図１に見られるようなセルベースの通信システムは、３つのセル１０２、１０３、並びに１０４を有する。対応したセルサイト並びに／若しくは、セルラーサービスエリアを有する複数のセルは、前記システム１０１に含まれて、移動スイッチングセンター１０５と移動スイッチングセンター１０６のような、１つ若しくはそれ以上のセルベースのスイッチングセンターと結合される。セル１０２のような各セル内に、セル基地局１０２ａのような、無線セル基地局(時としてセルサイトと言及される)は存在し、このセル基地局１０２ａは、セルベースの通信信号を使用する無線通信媒体を介して通信システムと通信できるように設計されており、前記通信システムは、移動ＧＰＳ受信機とセルベースの通信信号を使用することにより通信するための、代表的には、受信機と送信機とを有している。
【００２６】
この結合された通信システムと移動ＧＰＳ受信機とは、図２に示される受信機１０２ｂのような結合されたシステムを備えている。そのようなＧＰＳ受信機と通信システムを有する結合されたシステムの一例は、図４で示されており、前記ＧＰＳアンテナ７７と通信システムアンテナシステム７９の両方を有することもある。各セルサイトは、代表的には、移動スイッチングセンターに結合されている。図２においては、セルベース１０２ａ並びに１０３ａは、それぞれ、接続１０２ｃ、１０３ｃを介してスイッチングセンター１０５に結合されており、セルベース１０４ａは接続１０４ｃを介して異なった移動スイッチングセンター１０６に結合されている。これらの接続は、代表的には、各セルベースと移動スイッチングセンター１０５、１０６との間の無線接続である。各セルベースは、特定のセルサイト／ベースによりサービスを行われた通信システムとの通信のためのアンテナを備えている。一例において、セルサイトは、セルサイトによりサービスを行われるエリア内の移動セルラー電話（ＧＰＳ受信機と統合された）と通信する、セルラー電話のセルサイトでもあり得る。
【００２７】
本発明の代表的な実施例において、受信機１０２のような移動ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ受信機と前記通信システムが同じハウジング内に入れられているような、ＧＰＳ受信機と統合されたセルに基づく通信システムを有している。この一例としては、統合されたＧＰＳ受信機を有するセルラー電話があり、この電話はセルラー電話トランシーバと共通の回路を共有している。この結合されたシステムがセルラー電話通信に使用されているとき、送信は受信機１０２ｂとセルベース１０２ａの間に生じる。受信機１０２ｂからセルベース１０２ａへの送信は、次に、接続１０２ｃを通じて移動スイッチセンター１０５へ、これに続いて、移動スイッチングセンター１０５によりサービスを行なわれたセル内のもう一つのセルラー電話へ、または、陸上ベースの電話システム／ネットワーク１１２を介するもう一つの電話へ(代表的には有線の)接続を介して、伝播される。有線という用語には光ファイバと例えばコッパーケーブリングなど他の無線でない接続が含まれることは、理解されるべきである。受信機１０２ａと通信する他の電話からの送信は、移動スイッチングセンター１０５から接続１０２ｃ並びにセルベース１０２ａを介して受信機１０２ｂへ従来の方法で伝えられる。図２の一例において、一実施例ではＳＳ７ネットワークとして言及されている通信ネットワーク１１５を通して、各移動スイッチングセンター(ＭＳＣ)は少なくとも一つの特定地区のショートメッセージサービスセンター(ＳＭＳＣ)に結合されている。 このネットワークは、ショートメッセージ(管理情報とデータ)が電話ネットワークの要素の間で渡されることを可能にするように設計されている。図２は、一例と、幾つかのＭＳＣが一つの特定地区のＳＭＳＣに結合されることが可能であるということとを、示しているのが理解されるであろう。前記ネットワーク１１５は、ＭＳＣ１０５，１０６と、特定地区のＳＭＳＣ１０７、１０８とを互いに連結させている。また、図２の一例は、特定地区のＳＭＳＣ１０７と特定地区のＳＭＳＣ１０８とにネットワーク１１５を介して結合される２つのＧＰＳロケーションサーバー１０９，１１０を示している。図２の分散システムの一実施例において、ネットワーク１１５は、永久パケットにより切り替えられるデータネットワークであり、各種ＧＰＳロケーションサーバーと様々な特定地区のＳＭＳＣとＭＳＣとを互に連結させている。これにより、各特定地区のＳＭＳＣは、ロケーションサーバーの混雑即ちロケーションサーバーが不足した場合もＧＰＳロケーションサーバーが有用である位置サービスのリクエストを発送するルーターとして機能することができる。このように、特定地区のＳＭＳＣ１０７は、移動ＧＰＳ受信機１０２ｂ(移動ＧＰＳ受信機１０２ｂの利用者が、統合されたセル電話で９１１に電話する)からの位置サービスのリクエストを、もしロケーションサーバー１０９が混雑即ち不足しているとき、即ち、他のやり方では位置サービスのリクエストが不可能なときに、ロケーションサーバー１１０へと発送できる可能性がある。
【００２８】
各ＧＰＳロケーションサーバーは、ＧＰＳロケーションサーバーにディファレンシャルＧＰＳの補正と衛星の天体暦のデータを提供するＧＰＳ基準ステーションの広域ネットワークに、代表的には、結合されている。このＧＰＳ基準ステーションの広域ネットワークは、ＧＰＳ基準ネットワーク１１１に示されるように、専用のパケットにより切り替えられるデータネットワークを介して、代表的には、各ＧＰＳロケーションサーバーに結合されている。従って、ロケーションサーバー１０９は、接続１０９ａを介して、ネットワーク１１１からのデータを受け取り、サーバー１１０は接続１１０ａを介してネットワーク１１１からのデータを受け取る。基準ネットワーク１１１は通信ネットワーク１１２に結合され得る。代わりに、ＧＰＳ基準受信機は、各ロケーションサーバーにおいて、衛星の天体暦とＧＰＳ時間をＧＰＳロケーションサーバーに提供するために使用され得る。図２に示されるように、各ＧＰＳロケーションサーバーはまた、２つのアプリケーションサーバー１１４，１１６が結合されている公衆交換電話網(ＰＳＴＮ)１１２のような通信ネットワークに結合される。
【００２９】
２つのＧＰＳロケーションサーバーは、一実施例において、移動ＧＰＳ受信機によって受信されたＧＰＳ信号を使用して、移動ＧＰＳ受信機(受信機１０２ｂ)の位置を決定するために使用される。
【００３０】
各ＧＰＳロケーションサーバは、移動ＧＰＳ受信機から擬似レンジと、このＧＰＳ基準ネットワークから衛星天体暦データとを受信し、移動ＧＰＳ受信機の位置の経路を計算し、さらに、これら位置は、ネットワーク１１２（例えば、公衆交換電話網ＰＳＴＮ）を通して、この位置が、アプリケーションサーバでユーザに示されている（例えば、マップに示されている）、アプリケーションサーバの１つ（もしくは両方）に送られる。一般に、このＧＰＳロケーションサーバは、計算するが、このＧＰＳロケーションサーバで位置を（例えば、ディスプレーによって）示さない。アプリケーションサーバはセルの１つにおける特定のＧＰＳ受信機の位置のためのリクエストをＧＰＳロケーションサーバに送り、そのＧＰＳロケーションサーバは、ＧＰＳ受信機の位置の経路を決め、特定のアプリケーションにこれらの位置を報告するために、移動スイッチングセンタを通して特定の移動ＧＰＳ受信機との対話を始め得る。他の実施の形態において、ＧＰＳ受信機の位置決定は、移動ＧＰＳ受信機のユーザによって始められ得る。例えば、移動ＧＰＳ受信機のユーザは、移動ＧＰＳ受信機の位置で緊急状態を示すために、セルフォンで９１１を押すことができ、これは、ここで記述された手段で、位置決定プロセスを始めることができる。
【００３１】
セルラベースのもしくはセルベースの通信システムは、二つ以上の送信機を有する通信システムであり、それらの各々は、瞬時に、予め規定された異なる地理的な領域を提供することが、表され得る。カバーされるこの領域は、特定のセルラシステムに依存しているが、一般に、各送信機は、２０マイルより小さい地理的な半径を有するセルを提供する無線送信機である。セルラテレフォン、ＰＣＳ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）、ＳＭＲ（ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｄｉｏ）、単一方向および両方向のページャシステム、ＲＡＭ、ＡＲＤＩＳ、ワイヤレスパケットデータシステムのような数々のタイプのセルラ通信システムがある。一般に、予め規定された地理的な領域は、セルと呼ばれ、複数のセルは、セルラサービス領域に一つにまとめられ、これら複数組のセルは、地上ベースのテレフォンシステムおよび／もしくはネットワークとの接続を備える１つもしくは複数のセルラスイッチングセンタに結合されている。サービス領域は、広告目的のために、度々使用される。故に、二つ以上のサービス領域は、１つのスイッチングセンタに接続されているケースがあり得る。あるいは、１つのサービス領域内でのセルは、特に、人口過密領域では、異なるスイッチングセンタに接続されるケースが時々ある。一般に、サービス領域は、互いに、地理的にきわめて近接した中に、セルの集合として規定されている。上の記述に適合する他のセルラシステムのクラスは衛星ベースのものであり、ここにおいてセルラの基地局もしくはセルサイトは、地球を一般に旋回する衛星である。これらシステムにおいて、セルのセクタおよびサービス領域は、非常に大きくなり得、時間の関数として移動し得る。このようなシステムの例は、Ｉｒｉｄｉｕｍ、Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ、Ｏｒｂｃｏｍｍ、Ｏｄｙｓｓｅｙを有する。
【００３２】
図３は、図２でＧＰＳサーバ１０９もしくはＧＰＳサーバ１１０として使用され得るＧＰＳロケーションサーバ５０の一例を示している。このＧＰＳサーバ５０は、故障許容ディジタルコンピュータシステムになり得るデータ処理ユニット５１を有する。このＧＰＳサーバ５０はまた、モデムもしくは他の通信インターフェース５２と、モデムもしくは他の通信インターフェース５３と、モデムもしくは他の通信インターフェース５４とを有する。これら通信インターフェースは、ネットワーク６０、６２、６４として示されている３つの異なるネットワークの間で、図３に示されているロケーションサーバからおよびへの情報の交換のための連結性を備えている。このネットワーク６０は、１つまたは複数の移動スイッチングセンタ、および／もしくは複数の地上のフォンシステムスイッチもしくは複数のセルサイトを有する。このネットワークの例は、図２に示され、このＧＰＳサーバ１０９は、図３のサーバ５０を表している。このように、ネットワーク６０は、移動スイッチングセンタ１０５、１０６と、セル１０２、１０３、１０４とを有するとみなされ得る。ネットワーク６４は、通信インターフェースを有するそれぞれ通常のコンピュータシステムである、アプリケーションサーバ１１４、１１６を有するとみなされ得、一般的に、緊急のテレフォンコール９１１に答えるコントロールセンタである１つもしくは複数の「ＰＳＡＰ‘ｓ」（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓａｆｅｔｙ Ａｎｓｗｅｒｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ）を有する。図２のＧＰＳ基準ネットワーク１１１を表すネットワーク６２は、ディファレンシャルＧＰＳ補正情報を備え、データ処理ユニットに衛星の天体暦のデータを有するＧＰＳ信号データもまた有するようにデザインされたＧＰＳ基準受信機であるＧＰＳ受信機のネットワークである。このサーバ５０が、非常に大きな地理的な領域を提供する場合、任意ＧＰＳ受信機５６のような、局所的な任意ＧＰＳ受信機は、この領域の至るところに、移動ＳＰＳ受信機の見えるところにある全てのＧＰＳ衛星を観測することができ得ない。従って、このネットワーク６２は、本発明にしたがって広い領域にわたり衛星の天体暦のデータとディファレンシャルＧＰＳ補正データとを収集し、提供している。
【００３３】
図３に示されているように、大容量記憶装置５５は、データ処理ユニット５１に結合されている。一般に、この大容量記憶装置５５は、データ用の記憶装置と、図２の受信機１０２ｂのような移動ＧＰＳ受信機から擬似距離を受信した後、ＧＰＳ位置計算を実行するためのソフトウエアとを有し得る。これら擬似距離は、セルサイトと、移動スイッチングセンタと、モデムもしくは他のインターフェース５３とを通して一般に受信されている。この大容量記憶装置５５はまた、少なくとも１つの実施の形態で、ソフトウエアを含み、それはモデムもしくは他のインターフェース５４を通してＧＰＳ基準ネットワーク３２によって備えられる衛星の天体暦データを受信および利用するために使用される。この大容量記憶装置５５はまた、上で述べられるように、衛星の天体暦とディファレンシャルＧＰＳの補正とをタイムスタンプの列を特定するデータベースもしくは記憶装置５５ａを一般に有し得る。
【００３４】
本発明の典型的な実施の形態において、図２（図３のネットワーク６２として示されている）のＧＰＳ基準ネットワーク１１１は、ＧＰＳ基準ネットワークにおける様々な基準受信機から見えている衛星からの生の衛星データメッセージを備えると同時に、ディファレンシャルＧＰＳ情報と、対応するタイムスタンプとを備えているので、任意ＧＰＳ受信機５６は必要でない。モデムもしくは他のインターフェース５４を通してネットワークから得られる衛星の天体暦のデータは、移動ＧＰＳ受信機のための位置情報を計算するために移動ＧＰＳ受信機から得られる擬似距離で従来の手段で使用され得る。インターフェース５２、５３、５４はそれぞれ、ネットワーク６４の場合に他のコンピュータシステムに、ネットワーク６０の場合にセルラベースの通信システムに、ネットワーク６２の場合にコンピュータシステムのような送信装置に、データ処理ユニットを結合するモデムもしくは他の適当な通信インターフェースであり得る。１つの実施の形態において、ネットワーク６２は、地理的な領域にわたり散在されたＧＰＳ基準受信機の散在された集合を有することは、明らかになり得る。いくつかの実施の形態において、セルラベースの通信システムを通して移動ＧＰＳ受信機に伝達されるセルサイトもしくはセルラサービス領域の近くの受信機から得られるディファレンシャル補正ＧＰＳ情報は、移動ＧＰＳ受信機の近似の位置に適切なディファレンシャルＧＰＳ補正情報を有し得る。
【００３５】
図４はGPS受信機および通信システムトランシーバを含む全般化された結合システムを示す。一例において、通信システムトランシーバはセルラー電話である。システム75はGPSアンテナ77を有するGPS受信機76および通信アンテナ79を有する通信トランシーバ78を含む。GPS受信機76は図４に示された接続80を通して通信トランシーバ78に結合される。メモリ81は上述されたように決定された擬似距離のキューおよび対応しているタイムスタンプを記憶する。このメモリ81はGPS受信機76に結合され、また通信トランシーバに結合されてもよい（例えばメモリは二重ポートされる）。１つの動作モードにおいて、通信システムトランシーバ78はアンテナ79を通して近似のドプラー情報を受信し、この近似ドプラー情報をリンク80によりGPS受信機76へ供給し、それはGPSアンテナ77を通してGPS衛星からのGPS信号を受信することにより擬似距離の決定を実行する。決定された擬似距離は通信システムトランシーバ78を通してGPSロケーションサーバへ送信される。典型的に、通信システムトランシーバ78はアンテナ79を通して信号をセルサイトへ送り、それはそれからこの情報をGPSロケーションサーバへ転送し戻す。システム75の種々の実施例の例は技術において知られている。例えば、U.S.特許5,663,734には改良されたGPS受信機システムを利用する結合されたGPS受信機および通信システムの例が記述されている。結合されたGPSおよび通信システムの他の例は1996年5月23日に申請された審査中の出願番号No．08/652,833に記述された。U.S.特許5,663,734において記述されているような受信機は改良された性能を提供するが、最も通常のGPS受信機は図４における受信機76として作動するように修正され得る。図４のシステム75は、SPS受信機を有する多数の代わりの通信システムと同様に、擬似距離が決定されるGPS信号の受信の時間を典型的にタイムスタンプするであろう。特に、システム75は、SPS信号の移動ユニットでの受信の時間をタイムスタンプするため、GPS時間（GPS衛星から受信されまたは推定された）を使用してもよく、あるいはCDMA送信（好ましい実施例として）からの時間を使用してもよい。
【００３６】
図５はGPS基準局の一実施例示す。各基準局がこの方法で構成され、通信ネットワークまたは媒体に結合されることが認識されるであろう。典型的に、図５のGPS基準局90のような各GPS基準局は、アンテナ91の視界にあるGPS衛星からのGPS信号を受信するGPSアンテナ91に結合された2重周波数GPS基準受信機92を含む。GPS基準受信機は技術においてよく知られている。本発明の一実施例によれば、GPS基準受信機92は受信機92からの出力として少なくとも２つの型の情報を提供する。擬似距離の出力93はプロセッサおよびネットワークインターフェイス95に供給され、これらの擬似距離の出力（および基準擬似距離が決定されるSPS信号が受信された時間）は、GPSアンテナ91の視界にあるこれらの衛星に関して、通常の方法で擬似距離のディファレンシャル補正(pseudorange differential correction)を計算するために使用される。プロセッサおよびネットワークインターフェイス95は技術においてよく知られるように、GPS基準受信機からのデータを受信するインターフェイスを有する通常のデジタルコンピュータシステムであってもよい。プロセッサ95はGPSアンテナ91の視界にある各衛星の適当な擬似距離の補正を決定するため、擬似距離データを処理するように設計されたソフトウエアを典型的に含む。これらの擬似距離の補正（およびそれらの対応するタイムスタンプ）はそれから、他のGPS基準局がまた結合される通信ネットワークまたは媒体96へネットワークインターフェイスを通して送信される。GPS基準受信機92はまた衛星天文暦データ出力94を提供する。このデータはプロセッサおよびネットワークインターフェイス95へ供給され、それはそれからこのデータを通信ネットワーク96へ送信し、それは図２のGPS基準ネットワーク111に含まれる。
【００３７】
衛星天文暦データ出力94は典型的に、各GPS衛星から受信された実際のGPS信号に符号化された完全な生の50ボーナビゲーション2進データの少なくとも一部を提供する。この衛星天文暦データはGPS衛星からのGPS信号における毎秒50ビットデータ流として放送されるナビゲーションメッセージの部分であり、GPS ICD−200文献により詳細に記述される。プロセッサおよびネットワークインターフェイス95はこの衛星天文暦データ出力94を受信し、リアルタイムでまたはリアルタイムに近くそれを通信ネットワーク96へ送信する。以下に記述されるように、通信ネットワークに送信されたこの衛星天文暦データは、本発明の態様にしたがって種々のGPSロケーションサーバのネットワークを通してより後で受信される。
【００３８】
本発明のある実施例において、衛星天文暦データメッセージのようなナビゲーションメッセージのあるセグメントのみが、ネットワークインターフェイスおよび通信ネットワークの帯域幅要求を下げるためにロケーションサーバへ送られてもよい。典型的にまた、このデータは連続的に供給される必要がないかもしれない。例えば、全部で5フレーム一緒よりもむしろ天文暦情報を含む最初の3フレームのみが、リアルタイムでまたはリアルタイムに近く通信ネットワーク96に規則的な基準で送信されてもよい。本発明の一実施例において、Norman F. Krasnerにより1997年2月3日に申請された審査中の出願番号No．08/794,649に記述された方法のように、衛星データメッセージに関する時間を測定する方法を実行するために、ロケーションサーバは１つまたはそれ以上のGPS基準受信機から送信される完全なナビゲーションメッセージを受信してもよいことが認識される。ここに使用されるように、“衛星天文暦データ”なる用語は、GPS衛星により送信された衛星ナビゲーションメッセージ（例えば、50ボーメッセージ）の一部に過ぎない、またはこの衛星天文暦データの少なくとも数学的表現であるデータを含む。例えば、衛星天文暦データの用語はGPS衛星から送信されるGPS信号に符号化された50ボーデータメッセージの一部のことをいう。GPS基準受信機92は、衛星天文暦データを含む2進データ出力94を提供するために、基準受信機92の視界にある異なるGPS衛星からの異なるGPS信号を復号することがまた認識されるであろう。
【００３９】
本発明の方法が図２のセルベースのシステムの移動ユニットの時間の経路を時間にわたり追跡するために使用されるとき、１つのロケーションサーバは１つのセルから複数の他のセルへの特定の移動ユニットの移動を追跡するかもしれない。かかるシステムの相互接続により、セル102に始まった移動ユニットからの信号の受信すら、移動ユニットがセル104へ移動した後でさえ、同じロケーションサーバにより追跡され得る。代わりに、１つのロケーションサーバは他のロケーションサーバへ特定の移動ユニットのために決定された位置および時間を示すその経路データを転送してもよく、他のロケーションサーバは移動ユニットが１つのセルサイト即ちセルラーサービスセンターから他のセルサイト即ちセルラーサービスセンターへ移動するとき、その移動ユニットの追跡を引き継ぐ。
【００４０】
本発明の方法と装置とはＧＰＳ衛星との関連で記述してきたが、その開示内容はシュウドライト（ｐｓｅｕｄｏｌｉｔｅｓ）または衛星とシュウドライトとの組み合わせを利用した位置決めシステムにも等しく応用できることは理解できよう。シュウドライトはＬ帯域搬送信号で変調した、通常ＧＰＳ時間に同期するＰＮコード（ＧＰＳ信号に似ている）を放送する地上ベースの送信機である。各送信機には一意のＰＮコードが割り付けられ、これにより遠隔地にある受信機により識別できる。シュウドライトは、軌道を回っている衛星からのＧＰＳ信号を受信できない場合、たとえばトンネルや、坑内、建物、他の密閉された場所で有用である。ここで用いる「衛星」なる用語は、シュウドライト又はシュウドライト相当物を含むことも意味し、またここで用いる「ＧＰＳ信号」なる用語はシュウドライト又はシュウドライト相当物からのＧＰＳ類似信号を含むことも意味する。
【００４１】
上記説明では、合衆国地球位置決め衛星（ＧＰＳ）システムでの応用を例として本発明を記述してきた。しかし、これらの方法は同様な衛星位置決めシステム、特にロシアのグロナス・システムにも等しく応用可能であることは明らかである。グロナノス・システムは、主として、異なる擬似ランダムなコードを用いるのではなく、僅かに異なる搬送周波数を用いて異なる衛星からの送信相互に区別をつける点でＧＰＳシステムと異なっている。この状況で、新たな衛星からの送信を処理する際に、異なった搬送周波数に対応する異なる指数乗算器を使ってデータを前処理する場合を除いて、前述の回路構成とアルゴリズムの殆ど全てが応用できる。ここで用いた「ＧＰＳ」なる語は、ロシアのグロナス・システムを含む代替衛星位置決めシステムを含む。
【００４２】
本明細書の上記説明では、本発明は特定の実施例を参照して説明した。しかし、添付の特許請求の範囲に述べたように、本発明の範囲内で様々な改良、変更が可能である。したがって、本明細書と図面とは発明を示すものであるが、本発明を限定するものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1の複数個の擬似距離を第1の時間で決定することと、
第２の複数個の擬似距離を第1の時間後の第２の時間で決定することと、
前記第1の複数個の擬似距離を記憶し、前記第２の複数個の擬似距離を記憶することと、
前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを前記第２の時間後に送信することを備えた、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機の操作方法。
【請求項２】
所定の種類の事象が発生したか否かを決定し、所定の種類の事象が発生したとの決定に応答して前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを送信することを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の種類の事象は、（ａ）センサがある状態を検出すること；（ｂ）記憶限度に達したこと；（ｃ）所定数の複数組の擬似距離がすでに記憶されたこと；（ｄ）擬似距離の最新の組を送信してから所定時間が経過したこと；（ｅ）外部ソースからのコマンドが通信リンクを介したものであること、のうちの一つである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の複数個の擬似距離が決定される第1ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機において受信することと、
前記第1ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機で受けた第1受信時間を決定することと、
前記第２の複数個の擬似距離が決定される第２ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機において受信することと、
この第２ＳＰＳ信号が前記ＳＰＳ受信機で受信された第２受信時間を決定することと、
前記第１受信時間と前記第２受信時間とを送信することと
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
所定の種類の事象が発生したか否かを決定し、前記所定の種類の事象が発生したとの決定に応答して前記第1の複数個の擬似距離と、前記第２の複数個の擬似距離と、前記第１受信時間と、前記第２受信時間とを送信することを更に備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の種類の事象が、擬似距離の最新の組を送信してから経過した所定時間を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定時間は変更可能である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記所定時間を変更することにより、前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離との間の時間間隔が変更される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とが、決定され、時間にわたり順次記憶され、データの集合として送信される一連の複数組の擬似距離の一部である、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
ＳＰＳ信号を受信するＳＰＳ無線周波数受信機と、
前記ＳＰＳ無線周波数受信機に結合され、前記ＳＰＳ信号から複数の擬似距離を決定するプロセッサ、ここにおいて前記プロセッサは第１時間で受信したＳＰＳ信号から第１の複数個の擬似距離を決定し、前記第１時間後の第２時間で受信したＳＰＳ信号から第２の複数個の擬似距離を決定する、
前記プロセッサに結合され、前記第１複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを記憶するメモリと、
前記メモリに結合され、前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを前記第２時間後に送信する送信機とを備えた衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機。
【請求項１１】
所定の種類の事象に応答して、前記送信機が前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを送信する、請求項１０に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１２】
前記ＳＰＳ無線周波数受信機が前記第１の複数個の擬似距離が決定される第１ＳＰＳ信号を受信し、前記ＳＰＳ無線周波数受信機が前記第２の複数個の擬似距離が決定される第２ＳＰＳ信号を受信し、前記第１ＳＰＳ信号が受信された第１受信時間が決定され前記メモリに記憶され、前記第２ＳＰＳ信号が受信された第２受信時間が決定され、前記メモリに記憶され、前記送信機が前記第１受信時間と前記第２受信時間とを送信する、請求項１１に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１３】
前記第１受信時間と前記第２受信時間とがＳＰＳ信号から決定される、請求項１２に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１４】
前記第１受信時間と前記第２受信時間とが、前記プロセッサに結合された通信受信機が受信したセルベースの通信信号中で受けた時間信号から決定される、請求項１２に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１５】
第１時間で受信の第１ＳＰＳ信号から決定した第１の複数個の擬似距離を受信することと、
前記第１時間後の第２時間で受信の第２ＳＰＳ信号から決定した第２の複数個の擬似距離を受信することと、
前記第１の複数個の擬似距離から第１位置を決定し、前記第２の複数個の擬似距離から第２の位置を決定することを備え、
前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とは前記第２時間後に１つの送信で受信された、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）情報から位置を決定する方法。
【請求項１６】
前記１つの送信は所定の種類の事象の後に起きる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の複数個の擬似距離の補正を対応する第１補正時間の間記憶し、第２の複数個の擬似距離の補正を対応する第２補正時間の間記憶することと、
前記第１位置を前記第１の複数個の擬似距離の補正からも決定し、前記第２位置を前記第２の複数個の擬似距離の補正からも決定することとを更に備えた、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
第1の複数個の擬似距離を第1の時間で決定することと、
第２の複数個の擬似距離を第1の時間後の第２の時間で決定することと、
前記第1の複数個の擬似距離を記憶し、前記第２の複数個の擬似距離を記憶することと、
前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを前記第２の時間後に送信することを備えた、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機の操作方法。
【請求項２】
所定の種類の事象が発生したか否かを決定し、所定の種類の事象が発生したとの決定に応答して前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを送信することを更に備えた、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記所定の種類の事象は、（ａ）センサがある状態を検出すること；（ｂ）記憶限度に達したこと；（ｃ）所定数の複数組の擬似距離がすでに記憶されたこと；（ｄ）擬似距離の最新の組を送信してから所定時間が経過したこと；（ｅ）外部ソースからのコマンドが通信リンクを介したものであること、のうちの一つである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の複数個の擬似距離が決定される第1ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機において受信することと、
前記第1ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機で受けた第1受信時間を決定することと、
前記第２の複数個の擬似距離が決定される第２ＳＰＳ信号を前記ＳＰＳ受信機において受信することと、
この第２ＳＰＳ信号が前記ＳＰＳ受信機で受信された第２受信時間を決定することと、
前記第１受信時間と前記第２受信時間とを送信することと
を更に備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
所定の種類の事象が発生したか否かを決定し、前記所定の種類の事象が発生したとの決定に応答して前記第1の複数個の擬似距離と、前記第２の複数個の擬似距離と、前記第１受信時間と、前記第２受信時間とを送信することを更に備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の種類の事象が、擬似距離の最新の組を送信してから経過した所定時間を備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所定時間は変更可能である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記所定時間を変更することにより、前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離との間の時間間隔が変更される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とが、決定され、時間にわたり順次記憶され、データの集合として送信される一連の複数組の擬似距離の一部である、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
ＳＰＳ信号を受信するＳＰＳ無線周波数受信機と、
前記ＳＰＳ無線周波数受信機に結合され、前記ＳＰＳ信号から複数の擬似距離を決定するプロセッサ、ここにおいて前記プロセッサは第１時間で受信したＳＰＳ信号から第１の複数個の擬似距離を決定し、前記第１時間後の第２時間で受信したＳＰＳ信号から第２の複数個の擬似距離を決定する、
前記プロセッサに結合され、前記第１複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを記憶するメモリと、
前記メモリに結合され、前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを前記第２時間後に送信する送信機とを備えた衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）受信機。
【請求項１１】
所定の種類の事象に応答して、前記送信機が前記第1の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とを送信する、請求項１０に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１２】
前記ＳＰＳ無線周波数受信機が前記第１の複数個の擬似距離が決定される第１ＳＰＳ信号を受信し、前記ＳＰＳ無線周波数受信機が前記第２の複数個の擬似距離が決定される第２ＳＰＳ信号を受信し、前記第１ＳＰＳ信号が受信された第１受信時間が決定され前記メモリに記憶され、前記第２ＳＰＳ信号が受信された第２受信時間が決定され、前記メモリに記憶され、前記送信機が前記第１受信時間と前記第２受信時間とを送信する、請求項１１に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１３】
前記第１受信時間と前記第２受信時間とがＳＰＳ信号から決定される、請求項１２に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１４】
前記第１受信時間と前記第２受信時間とが、前記プロセッサに結合された通信受信機が受信したセルベースの通信信号中で受けた時間信号から決定される、請求項１２に記載のＳＰＳ受信機。
【請求項１５】
第１時間で受信の第１ＳＰＳ信号から決定した第１の複数個の擬似距離を受信することと、
前記第１時間後の第２時間で受信の第２ＳＰＳ信号から決定した第２の複数個の擬似距離を受信することと、
前記第１の複数個の擬似距離から第１位置を決定し、前記第２の複数個の擬似距離から第２の位置を決定することを備え、
前記第１の複数個の擬似距離と前記第２の複数個の擬似距離とは前記第２時間後に１つの送信で受信された、衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）情報から位置を決定する方法。
【請求項１６】
前記１つの送信は所定の種類の事象の後に起きる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の複数個の擬似距離の補正を対応する第１補正時間の間記憶し、第２の複数個の擬似距離の補正を対応する第２補正時間の間記憶することと、
前記第１位置を前記第１の複数個の擬似距離の補正からも決定し、前記第２位置を前記第２の複数個の擬似距離の補正からも決定することとを更に備えた、請求項１５に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０７５２０（Ｐ２０１０−１０７５２０Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２８９５（Ｐ２０１０−２８９５）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【分割の表示】特願２０００−５４７４８９（Ｐ２０００−５４７４８９）の分割
【原出願日】平成１１年４月１３日（１９９９．４．１３）
【出願人】（５００４８０２７４）スナップトラック・インコーポレーテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９５（Ｐ２０１０−２８９５）
【出願日】平成２２年１月８日（２０１０．１．８）
【分割の表示】特願２０００−５４７４８９（Ｐ２０００−５４７４８９）の分割
【原出願日】平成１１年４月１３日（１９９９．４．１３）
【出願人】（５００４８０２７４）スナップトラック・インコーポレーテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
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