衛星軌道データの圧縮方法、衛星軌道データの提供方法、衛星軌道データの展開方法、サーバ及び測位装置
【課題】長期予測エフェメリスのデータ量を削減すること。
【解決手段】測位システム１において、サーバシステム３は、外部システム２から受信した衛星予測暦を基に、連続する単位期間それぞれのＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道をケプラーの近似式で近似した衛星軌道パラメータの値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、完全長期予測エフェメリスの各パラメータのうち、自パラメータ以外の他のパラメータの値と、自パラメータの当該単位期間の１つ前の単位期間の値とを用いて推定可能なパラメータ（推定対象パラメータ）については、当該推定対象パラメータの値を、推定値との差分値（推定値の誤差）に置き換えることで完全長期予測エフェメリスを圧縮する。そして、サーバシステム３は、完全長期予測エフェメリスを圧縮することで得られた圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。
【解決手段】測位システム１において、サーバシステム３は、外部システム２から受信した衛星予測暦を基に、連続する単位期間それぞれのＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道をケプラーの近似式で近似した衛星軌道パラメータの値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、完全長期予測エフェメリスの各パラメータのうち、自パラメータ以外の他のパラメータの値と、自パラメータの当該単位期間の１つ前の単位期間の値とを用いて推定可能なパラメータ（推定対象パラメータ）については、当該推定対象パラメータの値を、推定値との差分値（推定値の誤差）に置き換えることで完全長期予測エフェメリスを圧縮する。そして、サーバシステム３は、完全長期予測エフェメリスを圧縮することで得られた圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星軌道データの圧縮方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで測位する。
【０００３】
ＧＰＳによる測位では、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号に重畳されているアルマナックやエフェメリスといった航法データに基づいて、ＧＰＳ衛星の位置、速度、移動方向等の衛星情報を算出し、当該衛星情報及び時刻情報を用いて測位演算を行う。特にエフェメリスは、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるため、例えばエフェメリスを保持していない状態で測位を開始した場合には、初回測位時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。また、初回測位でない場合であっても、ある衛星を初めて捕捉する際には、その衛星のエフェメリスを保持しているか否かで捕捉時間が大きく変わる。
【０００４】
非特許文献１には、少なくとも１日以上の長期間有効なエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス」（予測衛星軌道暦）と称す。）に関する技術が開示されている。
【非特許文献１】SiRF Technology、Global Locate、Nokia-Siemens、Motorola、Nokia、Alcatel-Lucent、RIM、AT&T、“A-GNSS, Orbit extension”、[Online]、3GPP TSG-GERAN Meeting #34 Shenzhen、China 14th to 18th May 2007、インターネット ＜URL：http://www.3gpp.org/ftp/tsg_geran/TSG_GERAN/GERAN_34_Shenzhen/Docs/GP070866.zip＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に開示されている技術は、長期予測エフェメリスのデータ量を削減する技術である。具体的には、６時間ごとの各期間（以下、「単位期間」と称す。）それぞれの衛星軌道をケプラーの楕円軌道モデル式で表した場合に、そのモデル式に用いた係数（以下「衛星軌道パラメータ値」と称す。）をエフェメリスとする。６時間毎のデータであるため、衛星軌道パラメータ値の組を４組生成することで、１日分のデータとなる。
【０００６】
この１日分のデータを長期予測エフェメリスとすると、１つ目の単位期間を基準として（以下、「基準単位期間」と称す。）、残りの３つの単位期間の衛星軌道パラメータ値を、それぞれ基準単位期間の衛星軌道パラメータ値からの差分（Ｄｅｌｔａ）に置き換えることで、長期予測エフェメリス全体のデータ量を削減する。
【０００７】
しかしながら、長期予測エフェメリスのデータ量を更に削減したいという要望がある。すなわち、想定されている長期予測エフェメリスの利用形態は、測位装置がサーバシステムからダウンロードして利用する形態である。従って、でき得る限り、長期予測エフェメリスのデータ量を少なくして、通信時間や通信量を減らしたいという要望がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、長期予測エフェメリスのデータ量を削減するための新たな手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の発明は、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出することと、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、を含む衛星軌道データの圧縮方法である。
【００１０】
この第１の発明によれば、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属するパラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値については、第１パラメータとは異なるパラメータの値及び第１単位期間とは異なる単位期間に属する第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する。そして、第１パラメータの値を、推定値と第１パラメータの値との差分値に置き換えることで、衛星軌道データを圧縮する。
【００１１】
パラメータの元の値を、元の値と推定値との差分値と比較すると、差分値の方が値が格段に小さく、データ量を減らすことができる。このため、衛星軌道を近似するパラメータのうち、推定演算で推定可能なパラメータについて、元の値を推定値との差分値に置き換えて衛星軌道データを構成することで、データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００１２】
この場合、さらに第７の発明として、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、推定値を算出することと、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、を含む衛星軌道データの圧縮方法を構成することも可能である。
【００１３】
また、第２の発明として、第１の発明の衛星軌道データの圧縮方法であって、前記第１単位期間に属する前記所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、前記第１の単位期間に属する前記第２パラメータの値と前記第１の単位期間とは異なる単位期間に属する前記第２パラメータの値との差分値に置き換えることを含む衛星軌道データの圧縮方法を構成してもよい。
【００１４】
この第２の発明によれば、第１単位期間に属する所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、第１の単位期間に属する第２パラメータの値と第１の単位期間とは異なる単位期間に属する第２パラメータの値との差分値に置き換えることで、衛星軌道データのデータ量を削減することができる。
【００１５】
この場合、第３の発明として、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供方法を構成してもよい。
【００１６】
また、第４の発明として、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを元の衛星軌道データに戻す衛星軌道データの展開方法であって、前記圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求めることと、前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出することと、を含む衛星軌道データの展開方法を構成してもよい。
【００１７】
この第４の発明によれば、圧縮された衛星軌道データに含まれるパラメータのうち、第１パラメータの推定値を所定の演算で求める。そして、求めた推定値、及び、圧縮された衛星軌道データに含まれている差分値を用いて、第１パラメータの値を算出する。これにより、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを展開することができる。
【００１８】
また、第５の発明として、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する推定部と、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることによって、前記衛星軌道データを圧縮する圧縮部と、前記圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供部と、を備えたサーバを構成してもよい。
【００１９】
この第５の発明によれば、第１又は第２の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供するサーバを実現することができる。
【００２０】
また、第６の発明として、第１又は第２に発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求める推定部と、前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出する算出部と、前記算出された前記第１パラメータの値を用いて測位を行う測位部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００２１】
この第６の発明によれば、第４の発明の展開方法によって展開した衛星軌道データを用いて衛星を捕捉して測位する測位装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００２３】
１．システム構成
図１は、本実施形態における測位システム１の概略構成を示す図である。測位システム１は、外部システム２と、サーバシステム３と、測位装置を備えた電子機器である携帯型電話機４と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。
【００２４】
外部システム２は、ＧＰＳ衛星ＳＶから定期的に衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる航法データ等に基づいて衛星予測暦を生成してサーバシステム３に提供するシステムである。外部システム２が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星位置を時系列に並べた離散的なデータ群であり、不連続な位置のデータである。外部システム２は、例えば衛星予測暦の提供を業務とする民間や公営の団体のコンピュータシステムに相当する。
【００２５】
サーバシステム３は、衛星予測暦を外部システム２から取得し、当該衛星予測暦を用いて、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの予測されるエフェメリスであって、少なくとも１日分以上の例えば１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、本実施形態において「長期予測エフェメリス（予測衛星軌道暦）」と称す。）を生成・提供するサーバを備えたシステムである。
【００２６】
本実施形態では、サーバシステム３は、衛星軌道パラメータの原数値が格納された完全な形態の長期予測エフェメリス（以下、「完全長期予測エフェメリス」と称す。）を基に、衛星軌道パラメータの圧縮値が格納された圧縮された形態の長期予測エフェメリス（以下、「圧縮長期予測エフェメリス」と称す。）を生成する。ここで、「原数値」とは、後述する圧縮値ではない、オリジナルの値という意味である。そして、生成した圧縮長期予測エフェメリスを、要求信号を受信した携帯型電話機４に送信する。
【００２７】
携帯型電話機４は、ユーザが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、通話やメールの送受信といった携帯型電話機としての本来の機能の他、位置を計測する機能（測位機能）を有している。携帯型電話機４は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対して圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を送信し、サーバシステム３から圧縮長期予測エフェメリスを受信する。そして、受信した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを取得し、当該完全長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉することで測位する。
【００２８】
２．サーバシステム
２−１．機能構成
図２は、サーバシステム３の機能構成を示すブロック図である。サーバシステム３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、操作部３２０と、通信部３３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０と、ハードディスク３５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６０とを備え、各部がバス３７０で接続されたコンピュータシステムである。
【００２９】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されているシステムプログラム等に従ってサーバシステム３の各部を統括的に制御するプロセッサである。本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１に従って、携帯型電話機４に圧縮長期予測エフェメリスを提供する処理を行う。
【００３０】
操作部３２０は、サーバシステム３の管理者による操作指示を受け付け、操作に応じた信号をＣＰＵ３１０に出力する入力装置である。この機能は、例えばキーボードやボタン、マウス等により実現される。
【００３１】
通信部３３０は、システム内部で利用される各種データをインターネット等の通信ネットワークを介して外部システム２や携帯型電話機４とやり取りするための通信装置である。
【００３２】
ＲＯＭ３４０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０がサーバシステム３を制御するためのシステムプログラムや、圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に提供するためのプログラム、圧縮長期予測エフェメリスを生成するためのプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００３３】
ハードディスク３５０は、磁気ヘッド等を用いてデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＲＯＭ３４０と同様、サーバシステム３が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００３４】
ＲＡＭ３６０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０により実行されるシステムプログラム、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００３５】
２−２．データ構成
図３は、ＲＯＭ３４０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３４０には、ＣＰＵ３１０により読み出され、圧縮長期予測エフェメリス提供処理（図１１参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が記憶されている。また、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１には、圧縮長期予測エフェメリス生成処理（図１２及び図１３参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１がサブルーチンとして含まれている。
【００３６】
圧縮長期予測エフェメリス提供処理とは、ＣＰＵ３１０が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理を定期的に行い、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、生成済みの圧縮長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機４に送信する処理である。圧縮長期予測エフェメリス提供処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００３７】
圧縮長期予測エフェメリス生成処理とは、ＣＰＵ３１０が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理である。すなわち、外部システム２から受信した衛星予測暦に記憶されている各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置に基づいて、ケプラーの楕円軌道モデルを基に各ＧＰＳ衛星ＳＶの６時間ごとの各単位期間における衛星軌道を算出し、衛星軌道パラメータの原数値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、生成した完全長期予測エフェメリスを基に、衛星軌道パラメータの圧縮値を有してなる圧縮長期予測エフェメリスを生成する。
【００３８】
本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスを４時間に１回生成する。具体的には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間とし、当該１週間の期間を６時間毎に区切った２８個分の各期間を単位期間とする。そして、この２８個の単位期間分の予測エフェメリスでなる完全長期予測エフェメリス及び圧縮長期予測エフェメリスを生成する。
【００３９】
図４は、ハードディスク３５０に格納されたデータの一例を示す図である。ハードディスク３５０には、衛星予測暦３５１と、完全長期予測エフェメリスデータ３５２と、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６とが記憶されている。
【００４０】
図５は、衛星予測暦３５１のデータ構成の一例を示す図である。衛星予測暦３５１は、各ＧＰＳ衛星ＳＶ１の１週間後までの衛星位置が、１５分おきに記憶された離散的なデータである。衛星位置は、例えば地球基準座標系における３次元の座標値で表される。例えば、「２００８年７月１日０時３０分」におけるＧＰＳ衛星「ＳＶ２」の衛星位置は「（Ｘ３２，Ｙ３２，Ｚ３２）」である。
【００４１】
ＣＰＵ３１０は、外部システム２から定期的に（例えば４時間に１回）送信されてくる衛星予測暦３５１で、ハードディスク３５０の衛星予測暦３５１を更新する。そして、圧縮長期予測エフェメリス生成処理において、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星予測暦３５１に記憶されている衛星位置を標本点として、ケプラーの近似モデルに基づいて当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道（衛星軌道パラメータの原数値）を算出する。
【００４２】
図６は、完全長期予測エフェメリスデータ３５２のデータ構成の一例を示す図である。完全長期予測エフェメリスデータ３５２には、完全長期予測エフェメリスの生成日時３５３と対応付けて、第１〜第２８単位期間の予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８で構成される完全長期予測エフェメリス３５４が記憶されている。
【００４３】
図７は、第１〜第２８単位期間の予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８には、それぞれ、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの原数値（元の値）が記憶されている。例えば、ＧＰＳ衛星「ＳＶ１」について算出された離心率の原数値は「ｅ＿１」である。
【００４４】
図８は、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６のデータ構成の一例を示す図である。圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時３５７と対応付けて、第１単位期間の予測エフェメリス３５８−１と、第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８とで構成される圧縮長期予測エフェメリス３５８が記憶されている。すなわち、圧縮長期予測エフェメリス３５８は、第１単位期間のみが予測エフェメリスであり、残余の単位期間が予測エフェメリスのデータを圧縮した圧縮予測エフェメリスである。以下の説明では、第１単位期間のことを「基準単位期間」と称する。
【００４５】
図９は、基準単位期間の予測エフェメリス３５８−１のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス３５８−１には、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの原数値が記憶されている。予測エフェメリス３５８−１のデータは、完全長期予測エフェメリス３５４に含まれる予測エフェメリス３５４−１のデータと変わらない。
【００４６】
図１０は、第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８のデータ構成の一例を示す図である。圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８には、それぞれ、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの圧縮値が記憶されている。圧縮値は、当該衛星軌道パラメータが値を推定可能なパラメータであるか否かによって異なる。
【００４７】
衛星軌道パラメータのうち、平均近点角「Ｍ0」、昇交点赤経「Ω0」、軌道傾斜角「ｉ0」、０次のクロック補正係数「ａｆ０」及び１次のクロック補正係数「ａｆ１」は、所定の推定演算で推定することが可能である。これら５つのパラメータのことを「推定対象パラメータ」と称し、推定対象パラメータ以外のパラメータ（推定不可能なパラメータ）のことを「非推定対象パラメータ」と称する。
【００４８】
具体的には、上述した５つの推定対象パラメータは、次式（１）〜（５）から推定することができる。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
但し、上付きの添え字の「ｅ」は推定値であることを示し、上付きの添え字の「ａ」は原数値であることを示している。また、「ｔ」は時刻を示し、「ｄｔ」は時刻差を示している。また、「μ」、「Ａ」は定数である。
【００４９】
式（１）〜（５）からわかるように、当該単位期間の推定対象パラメータの値は、当該単位期間の１つ前の単位期間の当該推定対象パラメータの推定値と、当該単位期間の１つ前の単位期間及び当該単位期間それぞれの非推定対象パラメータの原数値とを用いて算出することができる。完全長期予測エフェメリスには、全ての単位期間の全ての衛星軌道パラメータの原数値が記憶されているため、第２単位期間から推定演算を逐次行っていくことで、第２８単位期間までの全ての推定対象パラメータの推定値を求めることができる。
【００５０】
本実施形態では、推定対象パラメータについては、各単位期間それぞれについて、上述した手順で求めた推定値の原数値からの誤差を算出して、当該推定対象パラメータの圧縮値とする。具体的には、次式（６）〜（１０）に従って、完全長期予測エフェメリスに含まれる推定対象パラメータの原数値と、推定対象パラメータの推定値との差分値を算出して圧縮値とする。
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
但し、上付きの添え字の「ｅ」は推定値であることを示し、上付きの添え字の「ａ」は原数値であることを示している。また、「＿ｅｒｒ」は、誤差であることを示している。
【００５１】
尚、式（１）〜式（５）を用いて推定対象パラメータの値を推定するのはあくまでも一例であり、他にも何らかの演算で推定対象パラメータの値を推定することが可能であれば、当該演算によって推定対象パラメータの推定値を求め、その推定値と原数値との差分値を圧縮値とすることにしても構わない。
【００５２】
一方、非推定対象パラメータについては、各単位期間それぞれについて、当該単位期間における非推定対象パラメータの原数値と、基準単位期間における非推定対象パラメータの原数値との差分値「δ」を算出して、当該非推定対象パラメータの圧縮値とする。
【００５３】
例えば、図１０において、非推定対象パラメータである近地点引数「ω」のＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての圧縮値は、差分値「δω＿１」である。また、推定対象パラメータである平均近点角「Ｍ0」のＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての圧縮値は、誤差「Ｍ0＿１＿ｅｒｒ」である。
【００５４】
本願発明者は、非特許文献１に記載されている原数値同士の差分値よりも、原数値と推定値との差分値（推定値の誤差）の方が値が小さくなることを発見した。この発見に基づき、推定対象パラメータについては、当該単位期間の原数値と当該単位期間の推定値との差分値を圧縮値として圧縮長期予測エフェメリスを構成することで、データ量の削減を実現している。
【００５５】
本願発明者が実験を行ったところ、１つの推定対象パラメータにつき、最低２ビットのデータ量の削減を行うことができることを確認した。この場合、５つの推定対象パラメータでは最低１０ビットのデータ量の削減になるため、３２衛星で２８単位期間（＝１週間）分の長期予測エフェメリスでは、最低でも１０×３２×２８＝８９６０ビット＝１１２０バイトのデータ量の削減になる。
【００５６】
２−３．処理の流れ
図１１は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１がＣＰＵ３１０により読み出されて実行されることで、サーバシステム３において実行される圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
先ず、ＣＰＵ３１０は、外部システム２から衛星予測暦３５１を受信したか否かを判定し（ステップＡ１）、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ１；Ｎｏ）、ステップＡ５へと処理を移行する。また、受信したと判定した場合は（ステップＡ１；Ｙｅｓ）、受信した衛星予測暦３５１をハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＡ３）。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であるか否かを判定する（ステップＡ５）。本実施形態では、４時間に１回圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとする。そして、まだ生成時刻ではないと判定した場合は（ステップＡ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ９へと処理を移行する。
【００５９】
また、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であると判定した場合は（ステップＡ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１を読み出して実行することで、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＡ７）。
【００６０】
図１２及び図１３は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３１０は、現在日時に基づいて、各単位期間を判定する（ステップＢ１）。具体的には、現在日時（生成日時）から１週間後までの６時間毎の各期間を単位期間と判定する。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１から、ステップＢ１で判定した各単位期間それぞれの各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置を抽出する（ステップＢ３）。
【００６２】
そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ１で判定した各単位期間について、ループＡの処理を実行する（ステップＢ５〜Ｂ１３）。ループＡでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＢの処理を実行する（ステップＢ７〜Ｂ１１）。
【００６３】
ループＢでは、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置を用いて、ケプラーの楕円軌道モデルに基づく衛星軌道を算出し、その衛星軌道パラメータ値を原数値とする（ステップＢ９）。尚、衛星軌道の具体的な算出方法については公知であるため、説明を省略する。そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星ＳＶへと処理を移行する。
【００６４】
全てのＧＰＳ衛星ＳＶについてステップＢ９の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＢの処理を終了する（ステップＢ１１）。ループＢの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、次の単位期間へと処理を移行する。そして、全ての単位期間についてステップＢ７〜Ｂ１１の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ１３）。
【００６５】
ループＡの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、求めた衛星軌道パラメータの原数値を統合して完全長期予測エフェメリス３５４を生成し、生成日時３５３と対応付けて、完全長期予測エフェメリスデータ３５２としてハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＢ１５）。
【００６６】
その後、ＣＰＵ３１０は、基準単位期間以外の各単位期間について、ループＣの処理を実行する（ステップＢ１７〜Ｂ２７）。ループＣでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＤの処理を実行する（ステップＢ１９〜Ｂ２５）。
【００６７】
ループＤでは、ＣＰＵ３１０は、各推定対象パラメータについて圧縮値を算出する（ステップＢ２１）。すなわち、式（１）〜（５）に従って、当該単位期間の各推定対象パラメータの推定値を算出する。そして、式（６）〜（１０）に従って、各推定対象パラメータの推定値の誤差を算出して圧縮値とする。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ３１０は、各非推定対象パラメータについて圧縮値を算出する（ステップＢ２３）。すなわち、ステップＢ１５で生成した完全長期予測エフェメリス３５４に含まれる当該単位期間の非推定対象パラメータの原数値と、基準単位期間の非推定対象パラメータの原数値との差分を算出して圧縮値とする。
【００６９】
そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星ＳＶへと処理を移行する（ステップＢ２５）。全てのＧＰＳ衛星ＳＶについてステップＢ２１及びＢ２３の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＤの処理を終了する（ステップＢ２５）。
【００７０】
ループＤの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、次の単位期間へと処理を移行する。そして、基準単位期間以外の全ての単位期間についてステップＢ１９〜Ｂ２５の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＣの処理を終了する（ステップＢ２７）。
【００７１】
ループＣの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、求めた衛星軌道パラメータの圧縮値を統合して圧縮長期予測エフェメリス３５８を生成し、生成日時３５７と対応付けて、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６としてハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＢ２９）。そして、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を終了する。
【００７２】
図１１の圧縮長期予測エフェメリス提供処理に戻って、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＡ９）。そして、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。
【００７３】
また、要求信号を受信したと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６を要求元の携帯型電話機４に送信する（ステップＡ１１）。そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ１に戻る。
【００７４】
３．携帯型電話機
３−１．機能構成
図１４は、携帯型電話機４の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機４は、ＧＰＳアンテナ４０５と、ＧＰＳ受信部４１０と、ホストＣＰＵ４２０と、操作部４３０と、表示部４４０と、携帯電話用アンテナ４５０と、携帯電話用無線通信回路部４６０と、ＲＯＭ４７０と、フラッシュＲＯＭ４８０と、ＲＡＭ４９０とを備えて構成される。
【００７５】
ＧＰＳアンテナ４０５は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部４１０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＰＲＮコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号である。
【００７６】
ＧＰＳ受信部４１０は、ＧＰＳアンテナ４０５から出力された信号に基づいて測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部４１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００７７】
ＲＦ受信回路部４１１は、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、所定の局部発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ４０５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部４１３に出力する。
【００７８】
ベースバンド処理回路部４１３は、ＲＦ受信回路部４１１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する回路部である。ベースバンド処理回路部４１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ４１５と、メモリとしてのＲＯＭ４１７及びＲＡＭ４１９とを備えて構成される。ＣＰＵ４１５は、ホストＣＰＵ４２０が圧縮長期予測エフェメリスを展開することで取得した完全長期予測エフェメリスを用いて、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００７９】
ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている測位演算プログラムやシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機４の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３によって捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号からデータを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して測位演算を行う。そして、測位演算により求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４４０に表示させる。
【００８０】
操作部４３０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたアイコンやボタンの信号をホストＣＰＵ４２０に出力する。この操作部４３０の操作により、通話要求やメールの送受信要求、ＧＰＳの起動要求等の各種指示入力がなされる。
【００８１】
表示部４４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４２０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部４４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００８２】
携帯電話用アンテナ４５０は、携帯型電話機４の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【００８３】
携帯電話用無線通信回路部４６０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
【００８４】
ＲＯＭ４７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するためのシステムプログラムや、測位演算を実現するための測位演算プログラム、ナビゲーション機能を実現するためのナビゲーションプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００８５】
フラッシュＲＯＭ４８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ４７０と同様に、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているデータは、携帯型電話機４の電源を切断しても失われない。
【００８６】
ＲＡＭ４９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０により実行されるシステムプログラム、測位演算プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００８７】
３−２．データ構成
図１５は、ＲＯＭ４７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４７０には、ホストＣＰＵ４２０により読み出され、メイン処理（図１８参照）として実行されるメインプログラム４７１が記憶されている。
【００８８】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、携帯型電話機４の本来の機能である通話やメールの送受信のための処理を行う他、携帯型電話機４の位置を測定する処理（測位処理）、携帯型電話機４の電源投入後の初回の測位を高速化する処理等を行う処理である。メイン処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８９】
図１６は、フラッシュＲＯＭ４８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ４８０には、サーバシステム３から受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１と、圧縮長期予測エフェメリスデータを展開することで得られる完全長期予測エフェメリスデータ４８３とが記憶される。
【００９０】
圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１のデータ構成は、図８〜図１０と同様である。また、完全長期予測エフェメリスデータ４８３のデータ構成は、図６及び図７と同様である。これらのデータは、メイン処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００９１】
図１７は、ＲＡＭ４９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４９０には、測位処理により求められた測位位置４９１が記憶される。測位位置４９１は、メイン処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００９２】
３−３．処理の流れ
図１８は、ＲＯＭ４７０に記憶されているメインプログラム４７１がホストＣＰＵ４２０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機４において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
メイン処理は、ホストＣＰＵ４２０が、操作部４３０を介してユーザにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ４０５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部４１１によるＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ＩＦ信号がベースバンド処理回路部４１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００９４】
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＣ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＣ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に無線基地局との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間の通話を実現する。
【００９５】
また、ステップＣ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、メール送受信処理を行う（ステップＣ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００９６】
また、ステップＣ１において指示操作が測位指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；測位指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、測位処理を行う（ステップＣ７）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５に、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている完全長期予測エフェメリス４８３を用いてＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出を行わせる。
【００９７】
そして、ＲＯＭ４７０から測位演算プログラムを読み出して実行し、ＣＰＵ４１５により捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号を利用した所定の測位演算を行うことで測位する。測位演算としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算等の公知の手法を適用することができる。そして、ホストＣＰＵ４２０は、測位演算により求めた測位位置４９１をＲＡＭ４９０に記憶させる。
【００９８】
また、ステップＣ１において指示操作が初期測位高速化指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；初期測位高速化指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を行う（ステップＣ９）。
【００９９】
図１９は、初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリスの要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＤ１）。そして、サーバシステム３から、圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１を受信し、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ３）。
【０１００】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス展開処理を行う（ステップＤ５〜Ｄ９）。先ず、ステップＤ３において受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１の圧縮長期予測エフェメリスに含まれる各推定対象パラメータそれぞれについて、原数値と推定値との差分値（推定値の誤差）で表される圧縮値を展開し、各単位期間の各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについての当該推定対象パラメータの原数値を取得する（ステップＤ５）。
【０１０１】
より具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、受信した圧縮長期予測エフェメリスに含まれている原数値及び圧縮値を用いて、式（１）〜（５）に従って各推定対象パラメータの推定値を算出する。そして、算出した推定対象パラメータの推定値と、圧縮長期予測エフェメリスに含まれている推定対象パラメータの圧縮値（推定値の誤差）とを用いて、式（６）〜（１０）を用いて推定対象パラメータの原数値を算出する。
【０１０２】
また、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリスに含まれる各非推定対象パラメータそれぞれについて、基準単位期間の原数値との差分値で表される圧縮値を展開して、各単位期間の各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについての当該非推定対象パラメータの原数値を取得する（ステップＤ７）。
【０１０３】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、求めた衛星軌道パラメータの原数値を統合し、完全長期予測エフェメリスとしてフラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ９）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【０１０４】
図１８のメイン処理に戻って、ステップＣ３〜Ｃ９の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してユーザにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＣ１１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｎｏ）、ステップＣ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【０１０５】
４．作用効果
測位システム１において、サーバシステム３は、外部システム２から受信した衛星予測暦を基に、連続する単位期間それぞれのＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道をケプラーの近似式で近似した衛星軌道パラメータの値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、完全長期予測エフェメリスの各パラメータのうち、自パラメータ以外の他のパラメータの値と、自パラメータの当該単位期間の１つ前の単位期間の値とを用いて推定可能なパラメータ（推定対象パラメータ）については、当該推定対象パラメータの値を、推定値との差分値（推定値の誤差）に置き換えることで完全長期予測エフェメリスを圧縮する。そして、サーバシステム３は、完全長期予測エフェメリスを圧縮することで得られた圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。
【０１０６】
携帯型電話機４は、サーバシステム３から圧縮長期予測エフェメリスを受信する。そして、携帯型電話機４は、推定演算を行って推定対象パラメータそれぞれの推定値を求め、当該推定値と、圧縮長期予測エフェメリスに含まれている推定対象パラメータの圧縮値（推定値の誤差）とを用いて推定対象パラメータの原数値を算出することで、圧縮完全長期予測エフェメリスを展開する。そして、携帯型電話機４は、圧縮完全長期予測エフェメリスを展開することで得られた完全長期予測エフェメリスに含まれている衛星軌道パラメータの値を用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉し、所定の測位演算を行うことで自機の位置を計測する。
【０１０７】
以上のように、衛星軌道パラメータのうちの推定対象パラメータについては、各単位期間の各ＧＰＳ衛星それぞれについて、原数値を推定値の誤差（原数値と推定値との差分値）に置き換えることで、長期予測エフェメリス全体としてデータ量を削減することが可能となる。
【０１０８】
５．変形例
５−１．測位システム
上述した実施形態では、サーバシステム３と携帯型電話機４を備えた測位システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な測位システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機４の代わりに、測位装置を備えたノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
【０１０９】
５−２．衛星測位システム
また、上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。
【０１１０】
５−３．処理の分化
ホストＣＰＵ４２０が行う処理の一部又は全部を、ＣＰＵ４１５が行うことにしてもよい。例えば、ＣＰＵ４１５が、サーバシステム３に圧縮長期予測エフェメリスを要求し、取得した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを生成してＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。また、ホストＣＰＵ４２０が測位演算を実行するのではなく、ＣＰＵ４１５が測位演算を実行する構成としてもよいことは勿論である。
【０１１１】
５−４．圧縮長期予測エフェメリスの生成・提供
上述した実施形態では、サーバシステム３が予め所定の時間間隔（例えば４時間に１回）で圧縮長期予測エフェメリスを生成しておき、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けた場合に、圧縮長期予測エフェメリスを送信するものとして説明した。このような構成を採るのではなく、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けたときに、圧縮長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機４に送信することにしてもよい。
【０１１２】
図２０は、この場合にサーバシステム３のＣＰＵ３１０が実行する第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１１の圧縮長期予測エフェメリス提供処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、圧縮長期予測エフェメリス提供処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１１３】
第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理では、携帯型電話機４から要求信号を受信した場合に（ステップＥ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行って、圧縮長期予測エフェメリスを生成する（ステップＡ７）。圧縮長期予測エフェメリス生成処理は、図１２及び図１３で説明した通りである。そして、ＣＰＵ３１０は、生成した圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６を要求元の携帯型電話機４に送信して（ステップＥ９）、ステップＡ１に戻る。
【０１１４】
５−５．圧縮長期予測エフェメリスのデータ構成
上述した実施形態では、推定対象パラメータについては推定値の誤差、非推定対象パラメータについては原数値の差分をそれぞれ圧縮値として用いて圧縮長期予測エフェメリスを構成するものとして説明したが、非推定対象パラメータについては、圧縮値ではなく原数値を用いて圧縮長期予測エフェメリスを構成することとしてもよい。但し、この場合は、上述した実施形態と比べてデータ量は大きくなる。
【０１１５】
５−６．衛星軌道の近似モデル
上述した実施形態では、ケプラーの近似モデルを用いてＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出するものとして説明したが、他にはラグランジュ（Lagrange）やネヴィル（Neville）、スプライン（Spline）等の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている衛星位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を求めることで、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を近似する。
【０１１６】
５−７．予測期間
上述した実施形態では、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、予測期間は１週間よりも長い期間（例えば２週間）としてもよいし、１週間よりも短い期間（例えば３日）としてもよい。ＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスは有効期間が一般に４時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。
【０１１７】
５−８．単位期間
また、圧縮長期予測エフェメリスの予測期間を６時間ずつ区切って単位期間を構成するものとして説明したが、例えば４時間ずつ区切って単位期間を構成することとしてもよく、単位期間の長さは適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】測位システムの概略構成を示す図。
【図２】サーバシステムの機能構成を示すブロック図。
【図３】サーバシステムのＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図４】サーバシステムのハードディスクに格納されたデータの一例を示す図。
【図５】衛星予測暦のデータ構成の一例を示す図。
【図６】完全長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図７】第１〜第２８単位期間の予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図８】圧縮長期予測エフェメリデータのデータ構成の一例を示す図。
【図９】基準単位期間の予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１０】第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１１】圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図１５】携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１６】携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１７】携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。
【図１８】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 測位システム 、 ２ 外部システム、 ３ サーバシステム、
４ 携帯型電話機、 ３１０ ＣＰＵ、 ３２０ 操作部、 ３３０ 通信部、
３４０ ＲＯＭ、 ３５０ ハードディスク、 ３６０ ＲＡＭ、 ３７０ バス、
４０５ ＧＰＳアンテナ、 ４１０ ＧＰＳ受信部、 ４１１ ＲＦ受信回路部、
４１３ ベースバンド処理回路部、 ４１５ ＣＰＵ、 ４１７ ＲＯＭ、
４１９ ＲＡＭ、 ４２０ ホストＣＰＵ、 ４３０ 操作部、 ４４０ 表示部、
４５０ 携帯電話用アンテナ、 ４６０ 携帯電話用無線通信回路部、
４７０ ＲＯＭ、 ４８０ フラッシュＲＯＭ、 ４９０ ＲＡＭ、 ＳＶ ＧＰＳ衛星
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星軌道データの圧縮方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
測位用信号を利用した測位システムとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで測位する。
【０００３】
ＧＰＳによる測位では、ＧＰＳ衛星から発信されるＧＰＳ衛星信号に重畳されているアルマナックやエフェメリスといった航法データに基づいて、ＧＰＳ衛星の位置、速度、移動方向等の衛星情報を算出し、当該衛星情報及び時刻情報を用いて測位演算を行う。特にエフェメリスは、衛星を捕捉する際の有力な手掛かりとなるため、例えばエフェメリスを保持していない状態で測位を開始した場合には、初回測位時間（ＴＴＦＦ：Time To First Fix）が増大する。また、初回測位でない場合であっても、ある衛星を初めて捕捉する際には、その衛星のエフェメリスを保持しているか否かで捕捉時間が大きく変わる。
【０００４】
非特許文献１には、少なくとも１日以上の長期間有効なエフェメリス（以下、「長期予測エフェメリス」（予測衛星軌道暦）と称す。）に関する技術が開示されている。
【非特許文献１】SiRF Technology、Global Locate、Nokia-Siemens、Motorola、Nokia、Alcatel-Lucent、RIM、AT&T、“A-GNSS, Orbit extension”、[Online]、3GPP TSG-GERAN Meeting #34 Shenzhen、China 14th to 18th May 2007、インターネット ＜URL：http://www.3gpp.org/ftp/tsg_geran/TSG_GERAN/GERAN_34_Shenzhen/Docs/GP070866.zip＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に開示されている技術は、長期予測エフェメリスのデータ量を削減する技術である。具体的には、６時間ごとの各期間（以下、「単位期間」と称す。）それぞれの衛星軌道をケプラーの楕円軌道モデル式で表した場合に、そのモデル式に用いた係数（以下「衛星軌道パラメータ値」と称す。）をエフェメリスとする。６時間毎のデータであるため、衛星軌道パラメータ値の組を４組生成することで、１日分のデータとなる。
【０００６】
この１日分のデータを長期予測エフェメリスとすると、１つ目の単位期間を基準として（以下、「基準単位期間」と称す。）、残りの３つの単位期間の衛星軌道パラメータ値を、それぞれ基準単位期間の衛星軌道パラメータ値からの差分（Ｄｅｌｔａ）に置き換えることで、長期予測エフェメリス全体のデータ量を削減する。
【０００７】
しかしながら、長期予測エフェメリスのデータ量を更に削減したいという要望がある。すなわち、想定されている長期予測エフェメリスの利用形態は、測位装置がサーバシステムからダウンロードして利用する形態である。従って、でき得る限り、長期予測エフェメリスのデータ量を少なくして、通信時間や通信量を減らしたいという要望がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、長期予測エフェメリスのデータ量を削減するための新たな手法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するための第１の発明は、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出することと、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、を含む衛星軌道データの圧縮方法である。
【００１０】
この第１の発明によれば、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属するパラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値については、第１パラメータとは異なるパラメータの値及び第１単位期間とは異なる単位期間に属する第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する。そして、第１パラメータの値を、推定値と第１パラメータの値との差分値に置き換えることで、衛星軌道データを圧縮する。
【００１１】
パラメータの元の値を、元の値と推定値との差分値と比較すると、差分値の方が値が格段に小さく、データ量を減らすことができる。このため、衛星軌道を近似するパラメータのうち、推定演算で推定可能なパラメータについて、元の値を推定値との差分値に置き換えて衛星軌道データを構成することで、データ量を大幅に削減することが可能となる。
【００１２】
この場合、さらに第７の発明として、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、推定値を算出することと、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、を含む衛星軌道データの圧縮方法を構成することも可能である。
【００１３】
また、第２の発明として、第１の発明の衛星軌道データの圧縮方法であって、前記第１単位期間に属する前記所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、前記第１の単位期間に属する前記第２パラメータの値と前記第１の単位期間とは異なる単位期間に属する前記第２パラメータの値との差分値に置き換えることを含む衛星軌道データの圧縮方法を構成してもよい。
【００１４】
この第２の発明によれば、第１単位期間に属する所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、第１の単位期間に属する第２パラメータの値と第１の単位期間とは異なる単位期間に属する第２パラメータの値との差分値に置き換えることで、衛星軌道データのデータ量を削減することができる。
【００１５】
この場合、第３の発明として、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供方法を構成してもよい。
【００１６】
また、第４の発明として、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを元の衛星軌道データに戻す衛星軌道データの展開方法であって、前記圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求めることと、前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出することと、を含む衛星軌道データの展開方法を構成してもよい。
【００１７】
この第４の発明によれば、圧縮された衛星軌道データに含まれるパラメータのうち、第１パラメータの推定値を所定の演算で求める。そして、求めた推定値、及び、圧縮された衛星軌道データに含まれている差分値を用いて、第１パラメータの値を算出する。これにより、第１又は第２の発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを展開することができる。
【００１８】
また、第５の発明として、連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する推定部と、前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることによって、前記衛星軌道データを圧縮する圧縮部と、前記圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供部と、を備えたサーバを構成してもよい。
【００１９】
この第５の発明によれば、第１又は第２の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供するサーバを実現することができる。
【００２０】
また、第６の発明として、第１又は第２に発明の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求める推定部と、前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出する算出部と、前記算出された前記第１パラメータの値を用いて測位を行う測位部と、を備えた測位装置を構成してもよい。
【００２１】
この第６の発明によれば、第４の発明の展開方法によって展開した衛星軌道データを用いて衛星を捕捉して測位する測位装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。但し、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。
【００２３】
１．システム構成
図１は、本実施形態における測位システム１の概略構成を示す図である。測位システム１は、外部システム２と、サーバシステム３と、測位装置を備えた電子機器である携帯型電話機４と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。
【００２４】
外部システム２は、ＧＰＳ衛星ＳＶから定期的に衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる航法データ等に基づいて衛星予測暦を生成してサーバシステム３に提供するシステムである。外部システム２が提供する衛星予測暦は、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星位置を時系列に並べた離散的なデータ群であり、不連続な位置のデータである。外部システム２は、例えば衛星予測暦の提供を業務とする民間や公営の団体のコンピュータシステムに相当する。
【００２５】
サーバシステム３は、衛星予測暦を外部システム２から取得し、当該衛星予測暦を用いて、全てのＧＰＳ衛星ＳＶの予測されるエフェメリスであって、少なくとも１日分以上の例えば１週間といった長期間有効なエフェメリス（以下、本実施形態において「長期予測エフェメリス（予測衛星軌道暦）」と称す。）を生成・提供するサーバを備えたシステムである。
【００２６】
本実施形態では、サーバシステム３は、衛星軌道パラメータの原数値が格納された完全な形態の長期予測エフェメリス（以下、「完全長期予測エフェメリス」と称す。）を基に、衛星軌道パラメータの圧縮値が格納された圧縮された形態の長期予測エフェメリス（以下、「圧縮長期予測エフェメリス」と称す。）を生成する。ここで、「原数値」とは、後述する圧縮値ではない、オリジナルの値という意味である。そして、生成した圧縮長期予測エフェメリスを、要求信号を受信した携帯型電話機４に送信する。
【００２７】
携帯型電話機４は、ユーザが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、通話やメールの送受信といった携帯型電話機としての本来の機能の他、位置を計測する機能（測位機能）を有している。携帯型電話機４は、ユーザ操作に従って、サーバシステム３に対して圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を送信し、サーバシステム３から圧縮長期予測エフェメリスを受信する。そして、受信した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを取得し、当該完全長期予測エフェメリスを用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉することで測位する。
【００２８】
２．サーバシステム
２−１．機能構成
図２は、サーバシステム３の機能構成を示すブロック図である。サーバシステム３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、操作部３２０と、通信部３３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０と、ハードディスク３５０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３６０とを備え、各部がバス３７０で接続されたコンピュータシステムである。
【００２９】
ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されているシステムプログラム等に従ってサーバシステム３の各部を統括的に制御するプロセッサである。本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１に従って、携帯型電話機４に圧縮長期予測エフェメリスを提供する処理を行う。
【００３０】
操作部３２０は、サーバシステム３の管理者による操作指示を受け付け、操作に応じた信号をＣＰＵ３１０に出力する入力装置である。この機能は、例えばキーボードやボタン、マウス等により実現される。
【００３１】
通信部３３０は、システム内部で利用される各種データをインターネット等の通信ネットワークを介して外部システム２や携帯型電話機４とやり取りするための通信装置である。
【００３２】
ＲＯＭ３４０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０がサーバシステム３を制御するためのシステムプログラムや、圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に提供するためのプログラム、圧縮長期予測エフェメリスを生成するためのプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００３３】
ハードディスク３５０は、磁気ヘッド等を用いてデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＲＯＭ３４０と同様、サーバシステム３が備える各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶している。
【００３４】
ＲＡＭ３６０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ＣＰＵ３１０により実行されるシステムプログラム、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００３５】
２−２．データ構成
図３は、ＲＯＭ３４０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３４０には、ＣＰＵ３１０により読み出され、圧縮長期予測エフェメリス提供処理（図１１参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１が記憶されている。また、圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１には、圧縮長期予測エフェメリス生成処理（図１２及び図１３参照）として実行される圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１がサブルーチンとして含まれている。
【００３６】
圧縮長期予測エフェメリス提供処理とは、ＣＰＵ３１０が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理を定期的に行い、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信した場合に、生成済みの圧縮長期予測エフェメリスを要求元の携帯型電話機４に送信する処理である。圧縮長期予測エフェメリス提供処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００３７】
圧縮長期予測エフェメリス生成処理とは、ＣＰＵ３１０が、圧縮長期予測エフェメリスを生成する処理である。すなわち、外部システム２から受信した衛星予測暦に記憶されている各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置に基づいて、ケプラーの楕円軌道モデルを基に各ＧＰＳ衛星ＳＶの６時間ごとの各単位期間における衛星軌道を算出し、衛星軌道パラメータの原数値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、生成した完全長期予測エフェメリスを基に、衛星軌道パラメータの圧縮値を有してなる圧縮長期予測エフェメリスを生成する。
【００３８】
本実施形態では、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスを４時間に１回生成する。具体的には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間とし、当該１週間の期間を６時間毎に区切った２８個分の各期間を単位期間とする。そして、この２８個の単位期間分の予測エフェメリスでなる完全長期予測エフェメリス及び圧縮長期予測エフェメリスを生成する。
【００３９】
図４は、ハードディスク３５０に格納されたデータの一例を示す図である。ハードディスク３５０には、衛星予測暦３５１と、完全長期予測エフェメリスデータ３５２と、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６とが記憶されている。
【００４０】
図５は、衛星予測暦３５１のデータ構成の一例を示す図である。衛星予測暦３５１は、各ＧＰＳ衛星ＳＶ１の１週間後までの衛星位置が、１５分おきに記憶された離散的なデータである。衛星位置は、例えば地球基準座標系における３次元の座標値で表される。例えば、「２００８年７月１日０時３０分」におけるＧＰＳ衛星「ＳＶ２」の衛星位置は「（Ｘ３２，Ｙ３２，Ｚ３２）」である。
【００４１】
ＣＰＵ３１０は、外部システム２から定期的に（例えば４時間に１回）送信されてくる衛星予測暦３５１で、ハードディスク３５０の衛星予測暦３５１を更新する。そして、圧縮長期予測エフェメリス生成処理において、各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、衛星予測暦３５１に記憶されている衛星位置を標本点として、ケプラーの近似モデルに基づいて当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道（衛星軌道パラメータの原数値）を算出する。
【００４２】
図６は、完全長期予測エフェメリスデータ３５２のデータ構成の一例を示す図である。完全長期予測エフェメリスデータ３５２には、完全長期予測エフェメリスの生成日時３５３と対応付けて、第１〜第２８単位期間の予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８で構成される完全長期予測エフェメリス３５４が記憶されている。
【００４３】
図７は、第１〜第２８単位期間の予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス３５４−１〜３５４−２８には、それぞれ、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの原数値（元の値）が記憶されている。例えば、ＧＰＳ衛星「ＳＶ１」について算出された離心率の原数値は「ｅ＿１」である。
【００４４】
図８は、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６のデータ構成の一例を示す図である。圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６には、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時３５７と対応付けて、第１単位期間の予測エフェメリス３５８−１と、第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８とで構成される圧縮長期予測エフェメリス３５８が記憶されている。すなわち、圧縮長期予測エフェメリス３５８は、第１単位期間のみが予測エフェメリスであり、残余の単位期間が予測エフェメリスのデータを圧縮した圧縮予測エフェメリスである。以下の説明では、第１単位期間のことを「基準単位期間」と称する。
【００４５】
図９は、基準単位期間の予測エフェメリス３５８−１のデータ構成の一例を示す図である。予測エフェメリス３５８−１には、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの原数値が記憶されている。予測エフェメリス３５８−１のデータは、完全長期予測エフェメリス３５４に含まれる予測エフェメリス３５４−１のデータと変わらない。
【００４６】
図１０は、第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８のデータ構成の一例を示す図である。圧縮予測エフェメリス３５８−２〜３５８−２８には、それぞれ、３２個のＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについて、ケプラーの衛星軌道パラメータの圧縮値が記憶されている。圧縮値は、当該衛星軌道パラメータが値を推定可能なパラメータであるか否かによって異なる。
【００４７】
衛星軌道パラメータのうち、平均近点角「Ｍ0」、昇交点赤経「Ω0」、軌道傾斜角「ｉ0」、０次のクロック補正係数「ａｆ０」及び１次のクロック補正係数「ａｆ１」は、所定の推定演算で推定することが可能である。これら５つのパラメータのことを「推定対象パラメータ」と称し、推定対象パラメータ以外のパラメータ（推定不可能なパラメータ）のことを「非推定対象パラメータ」と称する。
【００４８】
具体的には、上述した５つの推定対象パラメータは、次式（１）〜（５）から推定することができる。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
但し、上付きの添え字の「ｅ」は推定値であることを示し、上付きの添え字の「ａ」は原数値であることを示している。また、「ｔ」は時刻を示し、「ｄｔ」は時刻差を示している。また、「μ」、「Ａ」は定数である。
【００４９】
式（１）〜（５）からわかるように、当該単位期間の推定対象パラメータの値は、当該単位期間の１つ前の単位期間の当該推定対象パラメータの推定値と、当該単位期間の１つ前の単位期間及び当該単位期間それぞれの非推定対象パラメータの原数値とを用いて算出することができる。完全長期予測エフェメリスには、全ての単位期間の全ての衛星軌道パラメータの原数値が記憶されているため、第２単位期間から推定演算を逐次行っていくことで、第２８単位期間までの全ての推定対象パラメータの推定値を求めることができる。
【００５０】
本実施形態では、推定対象パラメータについては、各単位期間それぞれについて、上述した手順で求めた推定値の原数値からの誤差を算出して、当該推定対象パラメータの圧縮値とする。具体的には、次式（６）〜（１０）に従って、完全長期予測エフェメリスに含まれる推定対象パラメータの原数値と、推定対象パラメータの推定値との差分値を算出して圧縮値とする。
【数６】
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
但し、上付きの添え字の「ｅ」は推定値であることを示し、上付きの添え字の「ａ」は原数値であることを示している。また、「＿ｅｒｒ」は、誤差であることを示している。
【００５１】
尚、式（１）〜式（５）を用いて推定対象パラメータの値を推定するのはあくまでも一例であり、他にも何らかの演算で推定対象パラメータの値を推定することが可能であれば、当該演算によって推定対象パラメータの推定値を求め、その推定値と原数値との差分値を圧縮値とすることにしても構わない。
【００５２】
一方、非推定対象パラメータについては、各単位期間それぞれについて、当該単位期間における非推定対象パラメータの原数値と、基準単位期間における非推定対象パラメータの原数値との差分値「δ」を算出して、当該非推定対象パラメータの圧縮値とする。
【００５３】
例えば、図１０において、非推定対象パラメータである近地点引数「ω」のＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての圧縮値は、差分値「δω＿１」である。また、推定対象パラメータである平均近点角「Ｍ0」のＧＰＳ衛星「ＳＶ１」についての圧縮値は、誤差「Ｍ0＿１＿ｅｒｒ」である。
【００５４】
本願発明者は、非特許文献１に記載されている原数値同士の差分値よりも、原数値と推定値との差分値（推定値の誤差）の方が値が小さくなることを発見した。この発見に基づき、推定対象パラメータについては、当該単位期間の原数値と当該単位期間の推定値との差分値を圧縮値として圧縮長期予測エフェメリスを構成することで、データ量の削減を実現している。
【００５５】
本願発明者が実験を行ったところ、１つの推定対象パラメータにつき、最低２ビットのデータ量の削減を行うことができることを確認した。この場合、５つの推定対象パラメータでは最低１０ビットのデータ量の削減になるため、３２衛星で２８単位期間（＝１週間）分の長期予測エフェメリスでは、最低でも１０×３２×２８＝８９６０ビット＝１１２０バイトのデータ量の削減になる。
【００５６】
２−３．処理の流れ
図１１は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス提供プログラム３４１がＣＰＵ３１０により読み出されて実行されることで、サーバシステム３において実行される圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。
【００５７】
先ず、ＣＰＵ３１０は、外部システム２から衛星予測暦３５１を受信したか否かを判定し（ステップＡ１）、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ１；Ｎｏ）、ステップＡ５へと処理を移行する。また、受信したと判定した場合は（ステップＡ１；Ｙｅｓ）、受信した衛星予測暦３５１をハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＡ３）。
【００５８】
次いで、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であるか否かを判定する（ステップＡ５）。本実施形態では、４時間に１回圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとする。そして、まだ生成時刻ではないと判定した場合は（ステップＡ５；Ｎｏ）、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ９へと処理を移行する。
【００５９】
また、圧縮長期予測エフェメリスの生成時刻であると判定した場合は（ステップＡ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリス生成プログラム３４１１を読み出して実行することで、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行う（ステップＡ７）。
【００６０】
図１２及び図１３は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３１０は、現在日時に基づいて、各単位期間を判定する（ステップＢ１）。具体的には、現在日時（生成日時）から１週間後までの６時間毎の各期間を単位期間と判定する。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている衛星予測暦３５１から、ステップＢ１で判定した各単位期間それぞれの各時刻（衛星予測暦３５１に記憶されている１５分おきの時刻であって、当該単位期間に含まれる時刻のことをいう。）における各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置を抽出する（ステップＢ３）。
【００６２】
そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＢ１で判定した各単位期間について、ループＡの処理を実行する（ステップＢ５〜Ｂ１３）。ループＡでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＢの処理を実行する（ステップＢ７〜Ｂ１１）。
【００６３】
ループＢでは、ＣＰＵ３１０は、当該単位期間の各時刻における当該ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星位置を用いて、ケプラーの楕円軌道モデルに基づく衛星軌道を算出し、その衛星軌道パラメータ値を原数値とする（ステップＢ９）。尚、衛星軌道の具体的な算出方法については公知であるため、説明を省略する。そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星ＳＶへと処理を移行する。
【００６４】
全てのＧＰＳ衛星ＳＶについてステップＢ９の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＢの処理を終了する（ステップＢ１１）。ループＢの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、次の単位期間へと処理を移行する。そして、全ての単位期間についてステップＢ７〜Ｂ１１の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ１３）。
【００６５】
ループＡの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、求めた衛星軌道パラメータの原数値を統合して完全長期予測エフェメリス３５４を生成し、生成日時３５３と対応付けて、完全長期予測エフェメリスデータ３５２としてハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＢ１５）。
【００６６】
その後、ＣＰＵ３１０は、基準単位期間以外の各単位期間について、ループＣの処理を実行する（ステップＢ１７〜Ｂ２７）。ループＣでは、ＣＰＵ３１０は、各ＧＰＳ衛星ＳＶについて、ループＤの処理を実行する（ステップＢ１９〜Ｂ２５）。
【００６７】
ループＤでは、ＣＰＵ３１０は、各推定対象パラメータについて圧縮値を算出する（ステップＢ２１）。すなわち、式（１）〜（５）に従って、当該単位期間の各推定対象パラメータの推定値を算出する。そして、式（６）〜（１０）に従って、各推定対象パラメータの推定値の誤差を算出して圧縮値とする。
【００６８】
次いで、ＣＰＵ３１０は、各非推定対象パラメータについて圧縮値を算出する（ステップＢ２３）。すなわち、ステップＢ１５で生成した完全長期予測エフェメリス３５４に含まれる当該単位期間の非推定対象パラメータの原数値と、基準単位期間の非推定対象パラメータの原数値との差分を算出して圧縮値とする。
【００６９】
そして、ＣＰＵ３１０は、次のＧＰＳ衛星ＳＶへと処理を移行する（ステップＢ２５）。全てのＧＰＳ衛星ＳＶについてステップＢ２１及びＢ２３の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＤの処理を終了する（ステップＢ２５）。
【００７０】
ループＤの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、次の単位期間へと処理を移行する。そして、基準単位期間以外の全ての単位期間についてステップＢ１９〜Ｂ２５の処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、ループＣの処理を終了する（ステップＢ２７）。
【００７１】
ループＣの処理を終了した後、ＣＰＵ３１０は、求めた衛星軌道パラメータの圧縮値を統合して圧縮長期予測エフェメリス３５８を生成し、生成日時３５７と対応付けて、圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６としてハードディスク３５０に更新記憶させる（ステップＢ２９）。そして、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を終了する。
【００７２】
図１１の圧縮長期予測エフェメリス提供処理に戻って、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行った後、ＣＰＵ３１０は、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求信号を受信したか否かを判定する（ステップＡ９）。そして、受信しなかったと判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。
【００７３】
また、要求信号を受信したと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、ハードディスク３５０に記憶されている圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６を要求元の携帯型電話機４に送信する（ステップＡ１１）。そして、ＣＰＵ３１０は、ステップＡ１に戻る。
【００７４】
３．携帯型電話機
３−１．機能構成
図１４は、携帯型電話機４の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機４は、ＧＰＳアンテナ４０５と、ＧＰＳ受信部４１０と、ホストＣＰＵ４２０と、操作部４３０と、表示部４４０と、携帯電話用アンテナ４５０と、携帯電話用無線通信回路部４６０と、ＲＯＭ４７０と、フラッシュＲＯＭ４８０と、ＲＡＭ４９０とを備えて構成される。
【００７５】
ＧＰＳアンテナ４０５は、ＧＰＳ衛星ＳＶから発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部４１０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＰＲＮコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音符号である。
【００７６】
ＧＰＳ受信部４１０は、ＧＰＳアンテナ４０５から出力された信号に基づいて測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部４１０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とを備えて構成される。尚、ＲＦ受信回路部４１１と、ベースバンド処理回路部４１３とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。
【００７７】
ＲＦ受信回路部４１１は、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、所定の局部発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ４０５から出力されたＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートする。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）変換器でデジタル信号に変換して、ベースバンド処理回路部４１３に出力する。
【００７８】
ベースバンド処理回路部４１３は、ＲＦ受信回路部４１１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する回路部である。ベースバンド処理回路部４１３は、プロセッサとしてのＣＰＵ４１５と、メモリとしてのＲＯＭ４１７及びＲＡＭ４１９とを備えて構成される。ＣＰＵ４１５は、ホストＣＰＵ４２０が圧縮長期予測エフェメリスを展開することで取得した完全長期予測エフェメリスを用いて、ＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。
【００７９】
ホストＣＰＵ４２０は、ＲＯＭ４７０に記憶されている測位演算プログラムやシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯型電話機４の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３によって捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号からデータを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して測位演算を行う。そして、測位演算により求めた測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部４４０に表示させる。
【００８０】
操作部４３０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたアイコンやボタンの信号をホストＣＰＵ４２０に出力する。この操作部４３０の操作により、通話要求やメールの送受信要求、ＧＰＳの起動要求等の各種指示入力がなされる。
【００８１】
表示部４４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４２０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部４４０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。
【００８２】
携帯電話用アンテナ４５０は、携帯型電話機４の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。
【００８３】
携帯電話用無線通信回路部４６０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。
【００８４】
ＲＯＭ４７０は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するためのシステムプログラムや、測位演算を実現するための測位演算プログラム、ナビゲーション機能を実現するためのナビゲーションプログラム等の各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００８５】
フラッシュＲＯＭ４８０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ４７０と同様に、ホストＣＰＵ４２０が携帯型電話機４を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されているデータは、携帯型電話機４の電源を切断しても失われない。
【００８６】
ＲＡＭ４９０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ４２０により実行されるシステムプログラム、測位演算プログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。
【００８７】
３−２．データ構成
図１５は、ＲＯＭ４７０に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ４７０には、ホストＣＰＵ４２０により読み出され、メイン処理（図１８参照）として実行されるメインプログラム４７１が記憶されている。
【００８８】
メイン処理とは、ホストＣＰＵ４２０が、携帯型電話機４の本来の機能である通話やメールの送受信のための処理を行う他、携帯型電話機４の位置を測定する処理（測位処理）、携帯型電話機４の電源投入後の初回の測位を高速化する処理等を行う処理である。メイン処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。
【００８９】
図１６は、フラッシュＲＯＭ４８０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ４８０には、サーバシステム３から受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１と、圧縮長期予測エフェメリスデータを展開することで得られる完全長期予測エフェメリスデータ４８３とが記憶される。
【００９０】
圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１のデータ構成は、図８〜図１０と同様である。また、完全長期予測エフェメリスデータ４８３のデータ構成は、図６及び図７と同様である。これらのデータは、メイン処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００９１】
図１７は、ＲＡＭ４９０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ４９０には、測位処理により求められた測位位置４９１が記憶される。測位位置４９１は、メイン処理においてホストＣＰＵ４２０により更新される。
【００９２】
３−３．処理の流れ
図１８は、ＲＯＭ４７０に記憶されているメインプログラム４７１がホストＣＰＵ４２０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機４において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【００９３】
メイン処理は、ホストＣＰＵ４２０が、操作部４３０を介してユーザにより電源投入操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理である。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、ＧＰＳアンテナ４０５によるＲＦ信号の受信や、ＲＦ受信回路部４１１によるＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ＩＦ信号がベースバンド処理回路部４１３に随時出力される状態にあるものとする。
【００９４】
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＣ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＣ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に無線基地局との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間の通話を実現する。
【００９５】
また、ステップＣ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、メール送受信処理を行う（ステップＣ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部４６０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機４と他機との間のメールの送受信を実現する。
【００９６】
また、ステップＣ１において指示操作が測位指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；測位指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、測位処理を行う（ステップＣ７）。具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、ベースバンド処理回路部４１３のＣＰＵ４１５に、フラッシュＲＯＭ４８０に記憶されている完全長期予測エフェメリス４８３を用いてＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出を行わせる。
【００９７】
そして、ＲＯＭ４７０から測位演算プログラムを読み出して実行し、ＣＰＵ４１５により捕捉・抽出されたＧＰＳ衛星信号を利用した所定の測位演算を行うことで測位する。測位演算としては、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算等の公知の手法を適用することができる。そして、ホストＣＰＵ４２０は、測位演算により求めた測位位置４９１をＲＡＭ４９０に記憶させる。
【００９８】
また、ステップＣ１において指示操作が初期測位高速化指示操作であると判定した場合は（ステップＣ１；初期測位高速化指示操作）、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を行う（ステップＣ９）。
【００９９】
図１９は、初期測位高速化処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリスの要求信号をサーバシステム３に送信する（ステップＤ１）。そして、サーバシステム３から、圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１を受信し、フラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ３）。
【０１００】
次いで、ホストＣＰＵ４２０は、長期予測エフェメリス展開処理を行う（ステップＤ５〜Ｄ９）。先ず、ステップＤ３において受信した圧縮長期予測エフェメリスデータ４８１の圧縮長期予測エフェメリスに含まれる各推定対象パラメータそれぞれについて、原数値と推定値との差分値（推定値の誤差）で表される圧縮値を展開し、各単位期間の各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについての当該推定対象パラメータの原数値を取得する（ステップＤ５）。
【０１０１】
より具体的には、ホストＣＰＵ４２０は、受信した圧縮長期予測エフェメリスに含まれている原数値及び圧縮値を用いて、式（１）〜（５）に従って各推定対象パラメータの推定値を算出する。そして、算出した推定対象パラメータの推定値と、圧縮長期予測エフェメリスに含まれている推定対象パラメータの圧縮値（推定値の誤差）とを用いて、式（６）〜（１０）を用いて推定対象パラメータの原数値を算出する。
【０１０２】
また、ホストＣＰＵ４２０は、圧縮長期予測エフェメリスに含まれる各非推定対象パラメータそれぞれについて、基準単位期間の原数値との差分値で表される圧縮値を展開して、各単位期間の各ＧＰＳ衛星ＳＶそれぞれについての当該非推定対象パラメータの原数値を取得する（ステップＤ７）。
【０１０３】
そして、ホストＣＰＵ４２０は、求めた衛星軌道パラメータの原数値を統合し、完全長期予測エフェメリスとしてフラッシュＲＯＭ４８０に更新記憶させる（ステップＤ９）。そして、ホストＣＰＵ４２０は、初期測位高速化処理を終了する。
【０１０４】
図１８のメイン処理に戻って、ステップＣ３〜Ｃ９の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ４２０は、操作部４３０を介してユーザにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＣ１１）、なされなかったと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｎｏ）、ステップＣ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＣ１１；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。
【０１０５】
４．作用効果
測位システム１において、サーバシステム３は、外部システム２から受信した衛星予測暦を基に、連続する単位期間それぞれのＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道をケプラーの近似式で近似した衛星軌道パラメータの値を有してなる完全長期予測エフェメリスを生成する。そして、完全長期予測エフェメリスの各パラメータのうち、自パラメータ以外の他のパラメータの値と、自パラメータの当該単位期間の１つ前の単位期間の値とを用いて推定可能なパラメータ（推定対象パラメータ）については、当該推定対象パラメータの値を、推定値との差分値（推定値の誤差）に置き換えることで完全長期予測エフェメリスを圧縮する。そして、サーバシステム３は、完全長期予測エフェメリスを圧縮することで得られた圧縮長期予測エフェメリスを携帯型電話機４に送信する。
【０１０６】
携帯型電話機４は、サーバシステム３から圧縮長期予測エフェメリスを受信する。そして、携帯型電話機４は、推定演算を行って推定対象パラメータそれぞれの推定値を求め、当該推定値と、圧縮長期予測エフェメリスに含まれている推定対象パラメータの圧縮値（推定値の誤差）とを用いて推定対象パラメータの原数値を算出することで、圧縮完全長期予測エフェメリスを展開する。そして、携帯型電話機４は、圧縮完全長期予測エフェメリスを展開することで得られた完全長期予測エフェメリスに含まれている衛星軌道パラメータの値を用いてＧＰＳ衛星ＳＶを捕捉し、所定の測位演算を行うことで自機の位置を計測する。
【０１０７】
以上のように、衛星軌道パラメータのうちの推定対象パラメータについては、各単位期間の各ＧＰＳ衛星それぞれについて、原数値を推定値の誤差（原数値と推定値との差分値）に置き換えることで、長期予測エフェメリス全体としてデータ量を削減することが可能となる。
【０１０８】
５．変形例
５−１．測位システム
上述した実施形態では、サーバシステム３と携帯型電話機４を備えた測位システム１を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な測位システムはこれに限られるわけではない。例えば、携帯型電話機４の代わりに、測位装置を備えたノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等の電子機器に適用することも可能である。
【０１０９】
５−２．衛星測位システム
また、上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。
【０１１０】
５−３．処理の分化
ホストＣＰＵ４２０が行う処理の一部又は全部を、ＣＰＵ４１５が行うことにしてもよい。例えば、ＣＰＵ４１５が、サーバシステム３に圧縮長期予測エフェメリスを要求し、取得した圧縮長期予測エフェメリスを展開して完全長期予測エフェメリスを生成してＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出する。また、ホストＣＰＵ４２０が測位演算を実行するのではなく、ＣＰＵ４１５が測位演算を実行する構成としてもよいことは勿論である。
【０１１１】
５−４．圧縮長期予測エフェメリスの生成・提供
上述した実施形態では、サーバシステム３が予め所定の時間間隔（例えば４時間に１回）で圧縮長期予測エフェメリスを生成しておき、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けた場合に、圧縮長期予測エフェメリスを送信するものとして説明した。このような構成を採るのではなく、携帯型電話機４から圧縮長期予測エフェメリスの要求を受けたときに、圧縮長期予測エフェメリスを生成して携帯型電話機４に送信することにしてもよい。
【０１１２】
図２０は、この場合にサーバシステム３のＣＰＵ３１０が実行する第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャートである。尚、図１１の圧縮長期予測エフェメリス提供処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、圧縮長期予測エフェメリス提供処理とは異なる部分を中心に説明する。
【０１１３】
第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理では、携帯型電話機４から要求信号を受信した場合に（ステップＥ５；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１０は、圧縮長期予測エフェメリス生成処理を行って、圧縮長期予測エフェメリスを生成する（ステップＡ７）。圧縮長期予測エフェメリス生成処理は、図１２及び図１３で説明した通りである。そして、ＣＰＵ３１０は、生成した圧縮長期予測エフェメリスデータ３５６を要求元の携帯型電話機４に送信して（ステップＥ９）、ステップＡ１に戻る。
【０１１４】
５−５．圧縮長期予測エフェメリスのデータ構成
上述した実施形態では、推定対象パラメータについては推定値の誤差、非推定対象パラメータについては原数値の差分をそれぞれ圧縮値として用いて圧縮長期予測エフェメリスを構成するものとして説明したが、非推定対象パラメータについては、圧縮値ではなく原数値を用いて圧縮長期予測エフェメリスを構成することとしてもよい。但し、この場合は、上述した実施形態と比べてデータ量は大きくなる。
【０１１５】
５−６．衛星軌道の近似モデル
上述した実施形態では、ケプラーの近似モデルを用いてＧＰＳ衛星の衛星軌道を算出するものとして説明したが、他にはラグランジュ（Lagrange）やネヴィル（Neville）、スプライン（Spline）等の近似モデルに基づいて算出することとしてもよい。すなわち、各ＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星予測暦に記憶されている衛星位置を標本点として、ラグランジュ法やネヴィル法、スプライン法等の補間技術を用いて補間多項式を求めることで、当該ＧＰＳ衛星の衛星軌道を近似する。
【０１１６】
５−７．予測期間
上述した実施形態では、圧縮長期予測エフェメリスの生成日時を基準として１週間後までの期間を予測期間として圧縮長期予測エフェメリスを生成するものとして説明したが、予測期間は１週間よりも長い期間（例えば２週間）としてもよいし、１週間よりも短い期間（例えば３日）としてもよい。ＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスは有効期間が一般に４時間程度であるが、長期予測エフェメリスは少なくともＧＰＳ衛星から送信される航法データとしてのエフェメリスよりも有効期間が長ければよい。
【０１１７】
５−８．単位期間
また、圧縮長期予測エフェメリスの予測期間を６時間ずつ区切って単位期間を構成するものとして説明したが、例えば４時間ずつ区切って単位期間を構成することとしてもよく、単位期間の長さは適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】測位システムの概略構成を示す図。
【図２】サーバシステムの機能構成を示すブロック図。
【図３】サーバシステムのＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図４】サーバシステムのハードディスクに格納されたデータの一例を示す図。
【図５】衛星予測暦のデータ構成の一例を示す図。
【図６】完全長期予測エフェメリスデータのデータ構成の一例を示す図。
【図７】第１〜第２８単位期間の予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図８】圧縮長期予測エフェメリデータのデータ構成の一例を示す図。
【図９】基準単位期間の予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１０】第２〜第２８単位期間の圧縮予測エフェメリスのデータ構成の一例を示す図。
【図１１】圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【図１２】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１３】圧縮長期予測エフェメリス生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１４】携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。
【図１５】携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１６】携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。
【図１７】携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。
【図１８】メイン処理の流れを示すフローチャート。
【図１９】初期測位高速化処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】第２の圧縮長期予測エフェメリス提供処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１９】
１ 測位システム 、 ２ 外部システム、 ３ サーバシステム、
４ 携帯型電話機、 ３１０ ＣＰＵ、 ３２０ 操作部、 ３３０ 通信部、
３４０ ＲＯＭ、 ３５０ ハードディスク、 ３６０ ＲＡＭ、 ３７０ バス、
４０５ ＧＰＳアンテナ、 ４１０ ＧＰＳ受信部、 ４１１ ＲＦ受信回路部、
４１３ ベースバンド処理回路部、 ４１５ ＣＰＵ、 ４１７ ＲＯＭ、
４１９ ＲＡＭ、 ４２０ ホストＣＰＵ、 ４３０ 操作部、 ４４０ 表示部、
４５０ 携帯電話用アンテナ、 ４６０ 携帯電話用無線通信回路部、
４７０ ＲＯＭ、 ４８０ フラッシュＲＯＭ、 ４９０ ＲＡＭ、 ＳＶ ＧＰＳ衛星
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出することと、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、
を含む衛星軌道データの圧縮方法。
【請求項２】
前記第１単位期間に属する前記所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、前記第１の単位期間に属する前記第２パラメータの値と前記第１の単位期間とは異なる単位期間に属する前記第２パラメータの値との差分値に置き換えることを含む請求項１に記載の衛星軌道データの圧縮方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データの展開方法であって、
前記圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求めることと、
前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出することと、
を含む衛星軌道データの展開方法。
【請求項５】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する推定部と、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることによって、前記衛星軌道データを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供部と、
を備えたサーバ。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求める推定部と、
前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出する算出部と、
前記算出された前記第１パラメータの値を用いて測位を行う測位部と、
を備えた測位装置。
【請求項７】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、推定値を算出することと、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、
を含む衛星軌道データの圧縮方法。
【請求項１】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出することと、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、
を含む衛星軌道データの圧縮方法。
【請求項２】
前記第１単位期間に属する前記所定の演算で推定不可能な第２パラメータの値を、前記第１の単位期間に属する前記第２パラメータの値と前記第１の単位期間とは異なる単位期間に属する前記第２パラメータの値との差分値に置き換えることを含む請求項１に記載の衛星軌道データの圧縮方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データの展開方法であって、
前記圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求めることと、
前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出することと、
を含む衛星軌道データの展開方法。
【請求項５】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの第１単位期間に属する前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、前記第１パラメータとは異なるパラメータの値及び前記第１単位期間とは異なる単位期間に属する前記第１パラメータの値の少なくとも何れかを用いて、推定値を算出する推定部と、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることによって、前記衛星軌道データを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮された衛星軌道データを測位装置に提供する提供部と、
を備えたサーバ。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の圧縮方法によって圧縮された衛星軌道データに含まれる前記パラメータのうち、前記第１パラメータの推定値を前記所定の演算で求める推定部と、
前記推定値、及び、前記圧縮された衛星軌道データに含まれている前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値を用いて、前記第１パラメータの値を算出する算出部と、
前記算出された前記第１パラメータの値を用いて測位を行う測位部と、
を備えた測位装置。
【請求項７】
連続する単位期間の衛星軌道を近似する近似式のパラメータの値を有する衛星軌道データの前記パラメータのうち、所定の演算で推定可能な第１パラメータの値について、推定値を算出することと、
前記第１パラメータの値を、前記推定値と前記第１パラメータの値との差分値に置き換えることと、
を含む衛星軌道データの圧縮方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−３２２５６（Ｐ２０１０−３２２５６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２５２０（Ｐ２００８−１９２５２０）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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