JP2004184121A

JP2004184121A - Ｇｐｓ受信機の制御装置、及び、サーバ装置

Info

Publication number: JP2004184121A
Application number: JP2002348415A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Muto; 勝彦武藤; Toshiyuki Ito; 敏之伊藤; Hideki Yano; 英樹谷野; Koji Kato; 耕司加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】効率よくＧＰＳ衛星を捕捉可能なＧＰＳ受信機を提供すること。
【解決手段】ＧＰＳ受信機は、地域毎にマスク情報３１を記憶するデータベース３０を備える。当該受信機の制御部は、ＧＰＳ信号の受信地域に対応するマスク情報を読み出し、そのマスク情報に従って、捕捉するＧＰＳ衛星を選択する。マスク情報は、天空の可視領域の分布に基づき作成されており、不可視領域には、その領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉対象として選択することを禁止するための選択禁止フラグ”１”が付与されている。また、可視領域には、その領域を航行するＧＰＳ衛星が捕捉対象として選択可能であることを示す選択可能フラグ”０”が付与されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星を捕捉してＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機の制御装置、及び、その制御装置に情報提供を行うサーバ装置、に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られているように、ＧＰＳ受信機は、地球周回軌道上に打ち上げられている複数のＧＰＳ衛星から送信されてくるＧＰＳ信号を受信し、そのＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージ等を解析して、自己の現在位置を導出する。三次元測位の場合には、少なくとも４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉してＧＰＳ信号を受信する。
【０００３】
一般的なＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星の捕捉は、ＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号のキャリア周波数を検出する処理と、衛星信号のコード位相を検出して同期をとる処理と、を経て行われる。ＧＰＳ受信機は、これらの処理を経て捕捉したＧＰＳ衛星の中から、測位に使用するＧＰＳ衛星を選択して、測位計算を行う。
【０００４】
ところで、従来のＧＰＳ受信機では、天空が完全に開けている（即ち、ＧＰＳ受信機から天空が完全に見渡せる）と仮定してＧＰＳ衛星の捕捉を試みるため、高層建造物などの障害物により衛星信号が届かないＧＰＳ衛星に対しても、捕捉を試みる場合があった。
【０００５】
このような場合、衛星信号を受信することができないＧＰＳ衛星に対して、無駄に捕捉を試みるため、測位に要する時間が長くなるといった問題があった。また、無駄な電力を消費する原因にもなっていた。
尚、従来技術として特許文献１には、衛星選択禁止範囲を仰角により設定して、測位時間の劣化などを防止する技術が開示されている。また、特許文献２には、カメラを用いて天空の可視障害物を検出し、その検出結果に基づいて捕捉するＧＰＳ衛星を選択する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３４７３８号公報
【特許文献２】
特表２００１−５２３００６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した前者の技術（特許文献１）は、主に観測用気球等にＧＰＳ受信機を搭載した際の問題解決を目的としてなされたものであるため、そのような技術を、電波障害物の種類が異なる地上用のＧＰＳ受信機に適用しても、測位時間等に関する有効な効果を得ることができないといった問題があった。
【０００８】
例えば、車載用のＧＰＳ受信機では、高層建造物などの電波障害となる周囲の環境が、車両の走行と共に時々刻々と変化するため、一定の仰角により衛星選択禁止範囲を設定しても、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗する可能性が高かった。尚、衛星電波の受信状態に基づいて、衛星選択禁止範囲を規定する仰角を調節することも考えられるが、このような手法を採用しても、時々刻々と変化する周囲の環境に、衛星選択禁止範囲の設定が間に合わないため、ＧＰＳ受信機の性能を効果的に向上させることは困難であった。
【０００９】
一方、上述した後者の技術（特許文献２）では、カメラの撮影内容を画像解析して可視障害物を検出するため、その可視障害物の検出に時間がかかるといった問題があった。特に、自動車等の移動体に搭載するＧＰＳ受信機では、可視障害物が時々刻々と変化するため、常時カメラにより撮影した画像を解析して可視障害物を検出するのは困難であった。また夜間では、可視障害物を検出できないといった問題があった。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、ＧＰＳ受信機に好適なＧＰＳ衛星を捕捉させることが可能なＧＰＳ受信機の制御装置、及び、それに用いるサーバ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載のＧＰＳ受信機の制御装置においては、選択規則情報取得手段がデータベースから取得したＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報に従って、衛星選択手段が、天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択する。また、捕捉制御手段は、その衛星選択手段により選択されたＧＰＳ衛星を、ＧＰＳ受信機が備える受信手段に捕捉させる。
【００１２】
本発明（請求項１）では、データベースに各地域の選択規則情報を格納して、その選択規則情報をＧＰＳ受信機の制御装置に提供するようにしているので、ＧＰＳ信号の受信地域に好適なＧＰＳ衛星を、ＧＰＳ受信機の受信手段に、捕捉させることができる。
【００１３】
捕捉に好適なＧＰＳ衛星は、ＧＰＳ受信機が置かれている周囲の電波障害物の配置などによって変化するから、このように選択規則情報を地域毎にデータベースに納め、それによってＧＰＳ衛星の選択規則を地域毎に変更可能にすると、移動体（自動車等の車両、携帯端末等）に搭載されるＧＰＳ受信機に、好適なＧＰＳ衛星を捕捉させることができるのである。
【００１４】
この結果、本発明によれば、ＧＰＳ衛星の捕捉にかかる時間を短縮することができ、しいては、測位に要する時間を短縮することができる。また、選択規則情報によって、ＧＰＳ受信機の受信手段に、測位計算に好適なＧＰＳ衛星を捕捉させることができるので、ＧＰＳ信号に基づいた測位計算の精度が向上する。
【００１５】
尚、当該ＧＰＳ受信機の制御装置は、ＧＰＳ受信機に組み込まれていてもよいし、無線にて、ＧＰＳ受信機の受信手段を遠隔制御する構成にされていてもよい。
また、ＧＰＳ受信機の受信手段には、ＧＰＳ衛星が見渡せる天空の可視領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉させたほうが、電波障害が少ない等の理由により、好適なＧＰＳ信号を受信させることができる。したがって、本発明においては、各地域から見た天空の可視領域の分布に基づき選択規則情報を特徴付けて、その選択規則情報をデータベースに納めるのが良い。このように選択規則情報を特徴付ければ、天空の可視領域を航行するＧＰＳ衛星について捕捉が行われるように、ＧＰＳ受信機を動作させることができる。
【００１６】
また、このように天空の可視領域の分布に基づき特徴づけられた選択規則情報を取り扱う請求項２に記載のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、建造物・地形等を原因とする電波障害によってＧＰＳ衛星の捕捉に失敗する回数を大幅に減少させることができる。したがって、請求項２に記載のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、ＧＰＳ衛星の捕捉にかかる電力を抑制することができ、ＧＰＳ受信機を、少ない電力で動作させることができる。
【００１７】
尚、上記データベースには、選択規則情報として、所定地域毎に、捕捉対象として選択可能なＧＰＳ衛星の航行領域を表す領域情報を、記憶させるのがよい。また、データベースにこのような領域情報を記憶させる場合には、領域情報が表す航行領域を航行するＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択するように衛星選択手段を構成すればよい。
【００１８】
このような構成にされた請求項３記載のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、捕捉対象として不適切なＧＰＳ衛星について、ＧＰＳ受信機の受信手段に捕捉を実行させなくて済むので、受信手段に、ＧＰＳ衛星を効率的に捕捉させることができる。したがって、本発明（請求項３）によれば、ＧＰＳ受信機の消費電力を抑えることができる。
【００１９】
また、上記領域情報が表すＧＰＳ衛星の航行領域を天空の可視領域とすれば、地上から見渡すことのできない天空の不可視領域を航行するＧＰＳ衛星から送信されてくるＧＰＳ信号を測位計算に用いずに済み、従来より知られるマルチパスの影響によって測位誤差が生じるのを抑制することができる。したがって、このような構成のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、従来より高精度に測位を行うことができる。
【００２０】
また、上記領域情報は、請求項４記載のように構成されると一層好ましい。請求項４記載のＧＰＳ受信機の制御装置が取り扱う領域情報は、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、その領域を航行するＧＰＳ衛星が捕捉対象として選択可能であるか否かを表す選択可否情報を備える。
【００２１】
この発明（請求項４）によれば、天空を二次元座標系で表して分割し、各領域について選択可否情報を与えているので、衛星選択手段に、捕捉対象のＧＰＳ衛星として好適なＧＰＳ衛星を効率的に選択させることが可能である。
例えば、天空を一次元座標系で表して分割し、各領域に選択可否情報を与えて領域情報を構成することも可能であるが、このようにすると、一つの位置パラメータ（仰角など）で捕捉対象として適切である領域を、選択可否情報を用いて表すことになる。これに対し、地上で電波障害の原因となる高層建造物や、山・丘などの地形は、ＧＰＳ受信機の現在位置を中心とした方位や仰角などによってその分布が定まる。つまり、天空を一次元座標系で表しても、電波障害物に関する情報を、領域情報に十分に反映させることができない。
【００２２】
また、天空を三次元座標系で表して分割し、各領域に選択可否情報を与え領域情報を構成することも可能であるが、このようにしても、情報の増加量に似合うほどの効果（測位時間の短縮など）が期待できない。
一方、請求項４記載のように領域情報を構成すれば、少ない情報量で、適切に、電波障害物に関する情報を領域情報に反映させることができる。尚、請求項４記載の領域情報を、天空の可視領域の分布に基づき特徴付ける場合には、例えば、天空の可視領域をＧＰＳ衛星が捕捉対象として選択可能である領域に分類し、不可視領域を捕捉対象として選択不可能である領域に分類して領域情報を作成すればよい。
【００２３】
このようにすれば、高層建造物や地形等の障害物により地上からは見渡せないＧＰＳ衛星を、捕捉対象から外すことができるので、それを原因とするＧＰＳ衛星の性能劣化を防止することができる。また、マルチパスによる測位誤差を抑制することができて、受信手段の受信結果に基づく測位計算の精度が向上する。
【００２４】
その他、選択規則情報として、上記データベースには、請求項５記載のようにＧＰＳ衛星の選択順位を表す選択順位情報を記憶させるとよい。
データベースにこのような選択順位情報を記憶させておけば、好適なＧＰＳ衛星から順に必要数のＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機の受信手段に捕捉させることができる。例えば、捕捉できる可能性の低いＧＰＳ衛星の選択順位を低くすると、ＧＰＳ衛星の捕捉にかかる時間を短縮でき、測位に到るまでの時間を短縮することができる。
【００２５】
尚、データベースに、このような選択順位情報を含む選択規則情報を記憶させる場合には、その選択規則情報に含まれる選択順位情報に従い、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択するように、衛星選択手段を構成すればよい。
また、選択順位情報は、請求項６に記載のように、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、ＧＰＳ衛星の選択優先度を表す優先度情報を備える構成とするのが良い。また、このように選択順位情報を構成する場合には、選択規則情報取得手段が取得した選択規則情報に含まれる選択順位情報に従い、選択優先度の高い領域を航行するＧＰＳ衛星から順に、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択するように、衛星選択手段を構成すると良い。
【００２６】
天空を一次元座標系・三次元座標系で表して優先度情報を各領域に付与することも可能であるが、本発明（請求項６）のように、天空を二次元座標で表して分割し、各領域について優先度情報を与えれば、上述した請求項４記載の発明と同様に、電波障害物の分布を適切に反映させ、選択順位情報を作成することができる。したがってＧＰＳ受信機の受信手段に、好適なＧＰＳ衛星を効率的に捕捉させることが可能である。
【００２７】
尚、請求項６記載の選択順位情報を、天空の可視領域の分布に基づき特徴付ける場合には、例えば、可視面積の大きい領域ほど選択優先度を高くし、可視面積の小さい領域ほど選択優先度を低くするようにして、分割した上記各領域に優先度情報を付与すればよい。また、不可視領域から可視領域に向けて、選択優先度が高くなるように、優先度情報を、分割した各領域に付与してもよい。
【００２８】
このようにすれば、高層建造物や地形等の障害物により地上からは見渡せないＧＰＳ衛星についての選択優先度を下げることができ、マルチパスによる測位誤差等を抑制することができる。したがって、このような構成のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、測位にいたるまでの時間を短縮でき、更には、測位精度を向上させることができる。
【００２９】
その他、請求項１〜請求項６記載のＧＰＳ受信機の制御装置には、請求項７に記載のように、衛星選択手段が選択した各ＧＰＳ衛星について、受信手段がそのＧＰＳ衛星を捕捉できたか否か判断し、その判断結果に従って、データベースが記憶する選択規則情報を更新する情報更新手段、を設けると良い。
【００３０】
このような構成にされた請求項７記載のＧＰＳ受信機の制御装置によれば、受信手段の捕捉結果に基づいて、選択規則情報の学習更新を行うことができ、ＧＰＳ受信機の受信手段に、一層好適なＧＰＳ衛星を選択的に捕捉させることができる。
【００３１】
以上、請求項１〜請求項７記載のＧＰＳ受信機の制御装置について説明したが、上述のデータベースは、請求項８に記載のように、本発明のＧＰＳ受信機の制御装置と双方向通信可能なサーバ装置に内蔵させることが可能である。
データベースを外部のサーバ装置に組み込む場合には、ＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報をサーバ装置に要求して、そのサーバ装置のデータベースから、ＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報を取得するように、請求項１〜請求項７記載の選択規則情報取得手段を構成すればよい。
【００３２】
データベースを外部のサーバ装置に組み込めば、データベースに必要なメモリ等の記録媒体をＧＰＳ受信機若しくはその制御装置に設けなくて済むので、ＧＰＳ受信機及びその制御装置を安価に製造することが可能である。尚、適切な選択規則情報をサーバ装置側から得るためには、選択規則情報の要求と共に、当該ＧＰＳ受信機の受信手段によるＧＰＳ信号の受信地域を表す位置情報を、サーバ装置に提供するように、選択規則情報取得手段を構成すると良い。
【００３３】
また、請求項８記載の制御装置の構成に対応して、サーバ装置は請求項９に記載のように構成されるとよい。請求項９記載のサーバ装置は、上記選択規則情報を所定地域毎に記憶するデータベース、を備えており、ＧＰＳ受信機の制御装置から選択規則情報の提供要求があると、位置情報取得手段にて、そのＧＰＳ受信機によるＧＰＳ信号の受信地域を表す位置情報を取得し、その位置情報に基づき、情報提供手段にて、ＧＰＳ受信機のＧＰＳ信号受信地域に対応する選択規則情報をデータベースから読み出して、その選択規則情報をＧＰＳ受信機の制御装置に提供する。このサーバ装置によれば、請求項８記載のＧＰＳ受信機の制御装置に、選択規則情報を提供することができる。
【００３４】
尚、位置情報取得手段は、ＧＰＳ受信機から位置情報を取得する構成にされると良い。また、サーバ装置とＧＰＳ受信機の制御装置とが無線通信システムを介して通信を行う構成にされている場合には、その無線通信システムが電波の受信状態に基づいて推定したＧＰＳ受信機の制御装置の位置情報を、その無線通信システムから取得するように位置情報取得手段を構成してもよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。尚、図１は、本発明が適用された制御部２０を備える第一実施例のＧＰＳ受信機１の構成を表す説明図である。
【００３６】
第一実施例のＧＰＳ受信機１は、主に、受信部１０と、制御部２０と、データベース３０と、通信インタフェース４０と、から構成されている。
受信部１０は、受信アンテナ１１に接続されており、受信アンテナ１１が受信した無線周波信号を、適宜増幅し中間周波信号に変換する高周波処理回路１２と、その高周波処理回路１２から出力される中間周波信号を復調するデータ復調部１３と、を備える。
【００３７】
データ復調部１３は、同時捕捉するＧＰＳ衛星の個数（Ｎ個）に応じた複数の復調回路（チャネル１〜Ｎ）１４を備えており、最大Ｎ個のＧＰＳ衛星について、それらＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号を並列に復調可能な構成にされている。尚、三次元測位の場合には、一般に６〜８個程度の復調回路１４を設ける。
【００３８】
各復調回路１４は、制御部２０により制御されて、ＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号に対し同期をとり、ＧＰＳ衛星を捕捉する。そして、捕捉したＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号を復調してＧＰＳ信号を得る。そして、復調結果（ＧＰＳ信号）を制御部に入力する。
【００３９】
具体的に、Ｎ個の各復調回路１４は、捕捉するＧＰＳ衛星のキャリア周波数を探索し、同時に、スペクトル拡散コードにより変調された衛星信号について、コード同期を取ることでＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号をスペクトル逆拡散可能にし、ＧＰＳ信号を得る。
【００４０】
制御部２０は、ＣＰＵ２１や、後述する各種処理をＣＰＵ２１に実行させるためのプログラムを記憶するメモリ２３（ＲＯＭ、ＲＡＭ）などから構成されており、当該受信機各部を統括制御する。具体的に、この制御部２０は、データ復調部１３の各復調回路１４（各チャネル）に捕捉対象とするＧＰＳ衛星を夫々割り当て、その各復調回路１４を制御することにより、各ＧＰＳ衛星から送信されてくるＧＰＳ信号を受信可能にする。そしてＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージ等を受信部１０から得る。尚、周知のように航法メッセージには、衛星軌道情報に該当するアルマナックデータや、エフェメリスデータなど、測位に必要な各種情報が含まれている。
【００４１】
また当該ＧＰＳ受信機１は、制御部２０にて読み出し・書込み可能な記憶媒体からなるデータベース３０を備えている。図２（ａ）は、データベース３０の構成を表す説明図である。このデータベース３０には、ＧＰＳ衛星の選択規則を表すマスク情報３１が、そのマスク情報の適用地域を表す中心位置情報（例えば、緯度・経度）及び適用範囲情報（例えば、適用半径）に関連付けられて、適用地域毎に記憶されている。各マスク情報３１は、その中心位置情報にて表される中心位置から適用範囲以内の地域に、ＧＰＳ受信機１が置かれている場合に使用される。
【００４２】
図２（ｂ）は、このマスク情報３１のデータ構成を表す説明図である。このマスク情報３１は、予め収集された天空の可視領域の分布に関するデータ（図３（ｂ）参照）に基づいて作成される。尚、図３（ｂ）は、天空を方位及び仰角をパラメータとする二次元座標で表し、天空の不可視領域を塗りつぶして天空の可視領域の分布を表したものである。この図３（ｂ）には、図３（ａ）に示すように建造物が隣接した地域に対応する天空の可視領域の分布が表されている。この種のデータは、カメラを天空に向けつつ移動させて、天空を撮影し、その画像を解析することにより得ることが可能である。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、道路沿いに高層建造物が隣接している場合には、ＧＰＳ受信機１と高層建造物とを結ぶ線の延長線上に位置するＧＰＳ衛星（即ち、ＧＰＳ受信機１から見渡せない天空の不可視領域を航行するＧＰＳ衛星）から、衛星信号を良好に受信することができなくなる。
【００４４】
したがって、本実施例では、予め収集された天空の可視領域の分布に関するデータに基づいて、天空の不可視領域には、選択禁止フラグ”１”を設定し、可視領域には、選択可能フラグ”０”を設定して、マスク情報３１を作成した。尚、これらのフラグは、対応領域を航行するＧＰＳ衛星が捕捉対象として選択可能であるか否かを表す情報である。
【００４５】
尚具体的に、本実施例では、天空を方位及び仰角をパラメータとする二次元座標系で表し、これを方位１５度、仰角１５度間隔で格子状に分割して、その分割により構成される各領域毎に上記フラグを付与した。但し、マスク情報３１のデータ量を抑制するため、仰角７５度以上では方位によって領域を分割しないことにした。
【００４６】
一方、このデータベース３０を備える本実施例のＧＰＳ受信機１は、具体的に、図４に示す処理を実行してＧＰＳ衛星を捕捉し、測位計算を行う構成されている。尚、図４は、制御部２０が、当該受信機１の起動と同時にＣＰＵ２１にて実行するメインルーチンを表すフローチャートである。
【００４７】
処理を開始すると、制御部２０は、前回動作時に測位計算によって得た当該受信機１の現在位置を表す現在位置情報と、その際に使用された衛星軌道情報（アルマナックデータ等）とが、自身内蔵のメモリ２３に記憶されているか否か判断する（Ｓ１１０）。
【００４８】
そして、記憶されていないと判断すると（Ｓ１１０でＮｏ）、処理をＳ１６０に移行する。一方、記憶されていると判断すると（Ｓ１１０でＹｅｓ）、制御部２０は、メモリ２３から現在位置情報及び衛星軌道情報を読み出すと共に（Ｓ１２０）、その現在位置情報に基づいて、当該受信機１の現在位置（即ち、ＧＰＳ信号の受信地域）に対応するマスク情報３１がデータベース３０に存在するか否か判断する（Ｓ１３０）。
【００４９】
尚、この処理において制御部２０は、マスク情報３１に関連付けられている中心位置情報及び適用範囲情報に従い、その中心位置から適用範囲内に、ＧＰＳ受信機１が存在するか否か判断し、存在するとそのマスク情報３１を、当該受信機１の現在位置に対応するマスク情報３１であると判断する。
【００５０】
Ｓ１３０において、対応するマスク情報３１が存在しないと判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、制御部２０は、処理をＳ１６０に移す。一方、存在すると判断すると（Ｓ１３０でＹｅｓ）、制御部２０は、当該受信機１の現在位置に対応するマスク情報３１をデータベース３０から取得し（Ｓ１４０）、その後に、図５に示すＧＰＳ衛星選択処理を実行する（Ｓ１５０）。尚、図５は、制御部２０がＣＰＵ２１にて実行するＧＰＳ衛星選択処理を表すフローチャートである。
【００５１】
ＧＰＳ衛星選択処理を実行すると、制御部２０は、天空が完全に開けている（即ち、不可視領域がない）と仮定して、ＧＰＳ受信機１から見渡せる天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から、マスク情報３１と照合するＧＰＳ衛星を一つ選択する（Ｓ１５１）。
【００５２】
その後、制御部２０は、衛星軌道情報から導出したＧＰＳ衛星の航行領域と、マスク情報３１を照合することにより、ＧＰＳ衛星が捕捉対象のＧＰＳ衛星として選択可能な領域（以下、「捕捉可能領域」と表現する。）を航行しているか否か判断する（Ｓ１５２）。尚、この判断は、ＧＰＳ衛星の航行領域に対応するフラグを、Ｓ１４０にて取得したマスク情報３１により識別して行われる。
【００５３】
そして、ＧＰＳ衛星の航行領域が捕捉可能領域内であると（即ち、ＧＰＳ衛星の航行位置に対応する領域のフラグが”０”であると）判断すると（Ｓ１５２でＹｅｓ）、制御部２０は、そのＧＰＳ衛星を、捕捉するＧＰＳ衛星の候補としてメモリに一時記憶し（Ｓ１５３）、その後にＳ１５４の判断を行う。
【００５４】
一方Ｓ１５２において、ＧＰＳ衛星の航行領域が、捕捉可能領域ではないと（即ち、対応する領域のフラグが”１”であると）判断すると、制御部２０は、Ｓ１５３の処理を実行することなく、Ｓ１５４の判断へ移行する。Ｓ１５４において制御部２０は、照合対象の全ＧＰＳ衛星に対して照合が完了したか否か判断し、完了していないと判断すると、処理をＳ１５１に移し、次のＧＰＳ衛星について先程と同様にマスク情報３１との照合を行う。
【００５５】
そして、照合対象の全ＧＰＳ衛星に対してマスク情報３１との照合が完了したと判断すると（Ｓ１５４でＹｅｓ）、制御部２０は、照合結果に基づき、捕捉候補とされたＧＰＳ衛星が規定数（例えば４個）以上あるか否か判断し（Ｓ１５５）、規定数以上あれば（Ｓ１５５でＹｅｓ）、捕捉候補とされたＧＰＳ衛星の中から、実際に受信部１０を制御して、受信部１０に捕捉させる捕捉対象のＧＰＳ衛星を選択する（Ｓ１５６）。
【００５６】
尚、捕捉候補とされたＧＰＳ衛星の数がデータ復調部１３のチャネル数より多い場合には、周知のＤＯＰ（ＤｉｌｕｔｉｏｎＯｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎ）値などを用いて、捕捉するＧＰＳ衛星をチャネル数（Ｎ個）に対応する数だけ選択すればよい。尚、捕捉候補とされたＧＰＳ衛星の数がチャネル数に満たない場合には、捕捉候補とされた全ＧＰＳ衛星を捕捉するＧＰＳ衛星として選択すればよい。
【００５７】
一方、制御部２０は、Ｓ１５５において、捕捉候補とされたＧＰＳ衛星が規定数に満たないと判断すると、処理をＳ１５７に移して、従来型衛星選択処理を実行する。尚、この従来型衛星選択処理では、マスク情報を用いず、天空が完全に開けていると仮定して、捕捉対象のＧＰＳ衛星を選択する。尚、この処理では周知の方法で衛星を選択すればよいので、処理の具体的な説明を省略することにするが、例えば、ＤＯＰ値が小さくなるようにして、測位に必要な数以上のＧＰＳ衛星を選択すればよい。このようにして捕捉する衛星の選択が完了すると、制御部２０は、当該ＧＰＳ衛星選択処理を終了する。
【００５８】
この後、制御部２０は、受信部１０を制御し、データ復調部１３の各復調回路１４に対して、ＧＰＳ衛星選択処理又は従来型衛星選択処理にて選択されたＧＰＳ衛星を一つずつ割り当て、受信部１０に、それらＧＰＳ衛星の捕捉動作を行わせる（Ｓ１７０）。尚、この処理を受けて、受信部１０は、上述のように、キャリア周波数の検出と、スペクトル拡散コードの同期をとることにより、各ＧＰＳ衛星の捕捉を試みる。
【００５９】
また、このようにしてＧＰＳ衛星の捕捉が完了すると、制御部２０は、測位に必要な数以上のＧＰＳ衛星が受信部１０にて捕捉されたか否か判断し（Ｓ１８０）、測位に必要な数以上のＧＰＳ衛星が捕捉されていないと判断すると（Ｓ１８０でＮｏ）、処理をＳ１６０に移し、マスク情報なしで捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択する。そして、再度ＧＰＳ衛星の捕捉を受信部１０に試みさせる（Ｓ１７０）。
【００６０】
そして、測位に必要な数のＧＰＳ衛星が捕捉されたと判断すると（Ｓ１８０でＹｅｓ）、制御部２０は、捕捉後に受信部１０がＧＰＳ衛星から継続して受信するＧＰＳ信号を、その受信部１０から取得し、そのＧＰＳ信号を用いて周知の方法で測位計算を行う（Ｓ１９０）。そして、測位計算の結果にしたがって、自身の現在位置を更新し、その現在位置情報を通信インタフェース４０に出力する（Ｓ２００）。ここで出力された現在位置情報は、通信インタフェース４０を介してナビゲーション装置３に入力される。
【００６１】
また、制御部２０は、現在位置の更新が完了すると、Ｓ１７０の処理を受けて受信部１０が捕捉を試みたにもかかわらず捕捉できなかったＧＰＳ衛星があったか否かを判断する（Ｓ２１０）。尚、この判断は、捕捉対象のＧＰＳ衛星が全て捕捉されたか否かを、受信部１０からの出力結果に基づき判断することにより実現可能である。
【００６２】
そして、捕捉できなかったＧＰＳ衛星があったと判断すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、データベース３０が記憶するマスク情報３１を捕捉結果に従って更新する（Ｓ２２０）。尚、第一実施例のＳ２２０では、捕捉できなかったＧＰＳ衛星が航行していた領域を判定し、捕捉を試みた地域に対応するマスク情報３１について、そのＧＰＳ衛星の航行領域に対応するフラグを、選択可能フラグ”０”から、選択禁止フラグ”１”に書き換えることで、データベース３０のマスク情報３１を更新する（Ｓ２２０）。
【００６３】
その後、制御部２０は、電源オフの指令等により外部から終了指令が入力されているか否か判断し（Ｓ２３０）、終了指令が入力されていれば当該処理を終了する。一方、入力されていなければ、再び、処理をＳ１３０に移して、更新したＧＰＳ受信機１の現在位置に対応するマスク情報３１があるか否か判断し、あればマスク情報３１を用いて捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択し（Ｓ１４０，Ｓ１５０）、なければ、マスク情報３１を用いずに従来型の手法で捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択する（Ｓ１６０）。そして、選択した各ＧＰＳ衛星ついて、受信部１０に捕捉を試みさせ（Ｓ１７０）、捕捉により受信可能となったＧＰＳ信号を用いて測位計算を行い（Ｓ１９０）、現在位置を更新する（Ｓ２００）。
【００６４】
以上、第一実施例のＧＰＳ受信機１について説明したが、第一実施例では、ＧＰＳ信号の受信地域に対応するマスク情報３１に従って、天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択し、受信部１０に、その選択したＧＰＳ衛星を捕捉させるように制御部２０を構成したので、各受信地域において、マスク情報３１に従い好適なＧＰＳ衛星を受信部１０に効率よく捕捉させることができる。従って、本実施例によれば、捕捉に要する時間を短縮することができ、測位に要する時間を短縮することができる。
【００６５】
特に、本実施例では、各地域毎のマスク情報３１を、その適用地域から見た天空の可視領域の分布に基づき特徴付けて、天空の可視領域を航行するＧＰＳ衛星の中から捕捉対象のＧＰＳ衛星を制御部２０に選択させるようにし、不可視領域を航行する捕捉できない可能性の高いＧＰＳ衛星を捕捉対象としないようにしたので、受信部１０がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗する確率を抑えることができる。
【００６６】
即ち、本実施例によれば、受信部１０に無駄な捕捉動作をさせずに済み、従来より短時間に必要数のＧＰＳ衛星を受信部１０に捕捉させることができる。また、この結果として、本実施例によれば捕捉にかかる電力を抑えることができ、ＧＰＳ受信機１の消費電力を抑制することができる。また、本実施例では、不可視領域を航行するＧＰＳ衛星を捕捉対象としないので、マルチパスを原因とする測位誤差を抑制することができ、ＧＰＳ受信機１の測位精度を高めることができる。
【００６７】
その他、本実施例によれば、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、選択規則に関する情報（選択可否を表すフラグ）を付与して、捕捉対象として選択可能なＧＰＳ衛星の航行領域を表す領域情報を含むマスク情報３１を作成するようにしたので、天空における可視領域の分布を、マスク情報３１に詳細に反映させることができる。したがって本実施例によれば、実際の電波障害物の分布に適合したＧＰＳ衛星の捕捉をＧＰＳ受信機１の受信部１０に試みさせることが可能である。
【００６８】
また、本実施例では、捕捉対象となった各ＧＰＳ衛星について、受信部１０がそれらＧＰＳ衛星を捕捉したか否か判断し、捕捉されていないＧＰＳ衛星がある場合には、データベース３０が記憶するマスク情報３１を更新するように（Ｓ２１０及びＳ２２０参照）制御部２０を構成して、受信部１０による捕捉結果に基づきマスク情報３１が更新がされるようにした。したがって、本実施例によれば、外部環境の変化（建造物の新設等）によって可視領域の分布が変わっても、常時好適なＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機１の受信部１０に捕捉させることができる。
【００６９】
尚、第一実施例では、可視領域において所定数のＧＰＳ衛星が見つからない場合には従来型衛星選択処理を実行してマスク情報３１に関係なくＧＰＳ衛星を選択するようにしたので、そのような場合マスク情報３１を有効活用することができないことになる。一方、マスク情報３１に代えて、以下に説明する第二実施例のマスク情報３５を用いると、マスク情報のデータ量は増加するものの可視領域の少ない地域においてもマスク情報を有効に活用することができる。
【００７０】
以下には、第二実施例について図６及び図７を用いて説明することにする。図６は、第二実施例のマスク情報３５のデータ構成を表す説明図である。また、図７は、第二実施例の制御部２０が、メインルーチンのＳ１５０で実行するＧＰＳ衛星選択処理を表すフローチャート（ａ）及びＧＰＳ衛星の選択方法を表す説明図（ｂ）である。
【００７１】
尚、第二実施例のＧＰＳ受信機は、マスク情報３５の構成と、制御部２０の処理動作が第一実施例と一部異なる程度であって、その他の構成は第一実施例と同一であるので、同一構成の各部の詳細な説明を省略することにする。また一部では、第一実施例にかかる図面を代用して、第二実施例を説明することにする。
【００７２】
第二実施例におけるＧＰＳ受信機のデータベース３０には、第一実施例のマスク情報３１に代えて、図６に示す構成のマスク情報３５が、そのマスク情報３５の適用地域を表す中心位置情報（例えば、緯度・経度）及び適用範囲情報（例えば、適用半径）に関連付けられて、適用地域毎に記憶されている。
【００７３】
このマスク情報３５は、第一実施例と同様に予め収集された天空の可視領域の分布に関するデータに基づき特徴付けられている。具体的にこのマスク情報３５は、仰角方向について、天空の不可視領域から可視領域に向けて、ＧＰＳ衛星の選択優先度が高くなるように作成されている。
【００７４】
第二実施例では、方位及び仰角をパラメータとする二次元座標系で表した天空を、方位１５度、仰角１５度間隔で格子状に分割し、この分割により構成される各領域毎に、ＧＰＳ衛星の選択優先度を表す優先値を付与してマスク情報３５を作成している。但し、マスク情報３５のデータ量を抑制するため、仰角７５度以上では方位によって領域を分割しないことにした。また、優先値は、０〜ｎまでのｎ＋１段階（図ではｎ＝４）の値をとるようにされており、値が小さいほど選択優先度が高いことを表す。
【００７５】
このようなマスク情報３５を備える第二実施例のＧＰＳ受信機の制御部２０は、第一実施例と同様にＳ１１０からＳ１３０までの処理（図４参照）を実行し、Ｓ１４０にて、当該ＧＰＳ受信機の現在位置（即ち、ＧＰＳ信号の受信地域）に対応するマスク情報３５を読み出した後、Ｓ１５０にて、図７（ａ）に示すＧＰＳ衛星選択処理を実行する。
【００７６】
ＧＰＳ衛星選択処理を実行すると、制御部２０は、Ｓ３１０にて、天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の内、選択優先度の高い領域を航行するＧＰＳ衛星から順に（即ち、マスク情報の各領域に割り当てられた優先値の小さい領域を航行するＧＰＳ衛星から順に）、そのＧＰＳ衛星を捕捉候補としてリストアップする。
【００７７】
例えば、図６に示すマスク情報３５に対して、図３（ｂ）に示す配置でＧＰＳ衛星が航行している場合、制御部２０は、図７（ｂ）に示すように、ＧＰＳ衛星を、選択優先度の高い順から、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ５，Ｇ６，Ｇ８，Ｇ４，Ｇ３，Ｇ７…のようにリストアップする。尚、リストアップの結果は、自身内蔵のメモリに一時記憶する。
【００７８】
その後、制御部２０は、Ｓ３１０にて得た結果に従って、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を、選択優先度の高い領域を航行するＧＰＳ衛星から順に、必要数（データ復調部１３のチャネル数）選択する。尚、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を、優先値による条件だけでは選択しきれない場合（例えば、優先値０に該当するＧＰＳ衛星がチャネル数以上ある場合）には、優先値の小さい順にＧＰＳ衛星を選択しつつ、優先値だけでは選択しきれないＧＰＳ衛星について周知のＤＯＰ値を評価し、その評価結果に従ってＧＰＳ衛星を選択すればよい。尚、図７（ｂ）には、チャネル数Ｎ＝６である場合に捕捉するＧＰＳ衛星を点線で囲んで表す。
【００７９】
このようにＧＰＳ衛星を選択した後、制御部２０は、第一実施例と同様に、選択された捕捉対象のＧＰＳ衛星を受信部１０に捕捉させる（Ｓ１７０）。そして、受信部１０が規定数以上のＧＰＳ衛星を捕捉したと判断すると（Ｓ１８０でＹｅｓ）、それらＧＰＳ衛星から得られるＧＰＳ信号を用いて測位計算を行う（Ｓ１９０）。また、位置情報及び衛星軌道情報がない場合（Ｓ１１０でＮｏ）、マスク情報３５がない場合（Ｓ１３０でＮｏ）、及び、受信部１０が規定数以上ＧＰＳ衛星を捕捉できなかった場合（Ｓ１８０でＮｏ）には、マスク情報なしで従来型衛星選択処理を実行して、それにより選択されたＧＰＳ衛星を受信部１０に捕捉させ（Ｓ１７０）、測位計算を行う（Ｓ１９０）。
【００８０】
その後、制御部２０は、現在位置を更新する（Ｓ２００）。また、受信部１０に捕捉を試みさせたにもかかわらず捕捉できなかったＧＰＳ衛星がある場合には（Ｓ２１０でＹｅｓ）、その捕捉結果に基づき、データベース３０に記憶されているマスク情報３５を更新する（Ｓ２２０）。
【００８１】
尚、マスク情報３５の更新方法としては、例えば、受信部１０が捕捉を試みた地域に対応するマスク情報３５について、捕捉できなかったＧＰＳ衛星の航行領域に対応する領域の優先値を１加算するなどし、選択優先度を下げる方向に、マスク情報３５を更新する方法が挙げられる。
【００８２】
このようにマスク情報３５を更新した後、制御部２０は、終了指令が入力されているか判断し、終了指令が入力されていなければ（Ｓ２３０でＮｏ）、Ｓ１３０からＳ２３０までの処理を繰り返し実行する。そして、終了指令が入力されると（Ｓ２３０でＹｅｓ）、当該メインルーチンを終了する。
【００８３】
以上、第二実施例のＧＰＳ受信機の動作について説明したが、本実施例では、天空の可視領域の分布に基づき、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、ＧＰＳ衛星の選択優先度を表す優先度情報としての優先値を付与してマスク情報３５を作成し、これによって、マスク情報３５に、ＧＰＳ衛星の選択順位に関する情報を格納すると共に、制御部２０に、その優先値の小さい順からＧＰＳ衛星を選択させるようにしたので、好適なＧＰＳ衛星から順に必要数のＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機の受信部１０に捕捉させることができる。
【００８４】
また第二実施例では特に、不可視領域から可視領域に向けて、選択優先度が高くなるように、優先値を付与したので、可視領域を航行するＧＰＳ衛星から順に捕捉対象のＧＰＳ衛星を制御部２０に選択させて、受信部１０にそのＧＰＳ衛星を捕捉させることが可能である。したがって、本実施例によれば、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗する回数を抑えることができ、その結果として、捕捉から測位に到るまでの時間や、捕捉にかかる電力を抑えることができる。また、本実施例によれば、マルチパスによる影響を最小限に抑えて制御部２０に測位させることができ、測位精度が向上する。
【００８５】
また本実施例では第一実施例と同様に、実際の電波障害物の分布を的確に反映させたマスク情報３５を作成することが可能である。したがって、第二実施例おけるＧＰＳ受信機についても、効果的に、捕捉から測位に到るまでの時間を短縮することができ、捕捉にかかる電力を抑えることができる。
【００８６】
その他、本実施例では第一実施例と同様に、受信部１０による捕捉結果に基づいてマスク情報３５が更新されるように制御部２０を構成したので、外部環境の変化によらず、常時好適なＧＰＳ衛星をＧＰＳ受信機に捕捉させることができる。
【００８７】
続いて、第三実施例のＧＰＳ受信機５１について説明する。第三実施例のＧＰＳ受信機５１は、図１に示す第一実施例のＧＰＳ受信機１から上記データベース３０を取り除いた構成にされている。また、制御部５３は、ナビゲーション装置３に接続された無線通信装置５を通じて、外部のサーバ装置６０からマスク情報３１，３５を取得する構成にされている。
【００８８】
第三実施例のＧＰＳ受信機５１の構成は、上述のように、データベース３０が存在しないことと、制御部５３における処理動作が異なることを除けば、第一実施例のＧＰＳ受信機１と略同一構成であるので、以下では、同一構成にかかる部分の詳細な説明を省略することにする。
【００８９】
図８は、当該ＧＰＳ受信機５１とサーバ装置６０との間の通信体系を表す説明図である。図８に示すように、第三実施例のＧＰＳ受信機５１の通信インタフェース４０には、ナビゲーション装置３を介して無線通信装置５が接続されている。
【００９０】
この無線通信装置５は、セルラー網７を介して、そのセルラー網７に接続されたサーバ装置６０に双方向通信可能に接続される。尚、サーバ装置６０には、図２（ａ）に示す第一実施例と同一構成のデータベース３０が備えられている。但し、サーバ装置６０のデータベース３０には、図２（ｂ）に示すマスク情報３１に代えて、図６に示すマスク情報３５が格納されていても構わない。
【００９１】
図９は、第三実施例のＧＰＳ受信機５１の制御部５３が自身内蔵のＣＰＵにて実行するメインルーチンを表すフローチャートである。
第三実施例におけるＧＰＳ受信機５１の制御部５３は、無線通信装置５を通じて、サーバ装置６０と双方向通信可能な構成にされており、図９に示すメインルーチンを実行すると、まず、自身内蔵のメモリに現在位置情報及び衛星軌道情報があるか否か判断し（Ｓ４１０）、あると判断すると（Ｓ４１０でＹｅｓ）、マスク情報３１，３５の要求信号を、サーバ装置６０に送信すると共に、サーバ装置６０に自身の現在位置情報を送信する（Ｓ４２０）ことで、当該ＧＰＳ受信機５１の現在位置に対応するマスク情報３１，３５をサーバ装置６０に対して要求する。
【００９２】
一方、現在位置情報及び衛星軌道情報のいずれかが存在しないと判断すると（Ｓ４１０でＮｏ）、制御部５３は、マスク情報３１，３５の要求信号を、サーバ装置６０に対して送信する（Ｓ４３０）。
尚、このような要求を行うと、サーバ装置６０からは、後述するＳ６４０又はＳ６８０の処理によって、当該ＧＰＳ受信機５１の現在位置に対応するマスク情報３１，３５が送信されてくる。また、現在位置情報をサーバ装置６０に送信しなかった場合には、サーバ装置６０からマスク情報３１，３５に加えて衛星軌道情報が送信されてくる（図１０参照。詳細後述）。
【００９３】
したがって、制御部５３は、Ｓ４４０において、無線通信装置５がサーバ装置６０から、要求した情報を受信しているか否か判断する。そして、要求した情報を無線通信装置５が受信していると判断すると（Ｓ４４０でＹｅｓ）、制御部５３は、無線通信装置５からマスク情報３１，３５を取得すると共に、衛星軌道情報を自身のメモリ若しくはサーバ装置６０の受信信号から取得し（Ｓ４４５）、その後に、ＧＰＳ衛星選択処理を実行する（Ｓ４５０）。
【００９４】
尚、図２（ｂ）に示す構造のマスク情報３１を用いる場合には、図５に示すＧＰＳ衛星選択処理を、Ｓ４５０で制御部５３に実行させる。また、図６に示す構造のマスク情報３５を用いる場合には、図７（ａ）に示すＧＰＳ衛星選択処理をＳ４５０で制御部５３に実行させる。
【００９５】
このＧＰＳ衛星選択処理が終了すると、制御部５３は、処理をＳ４７０に移し、選択されたＧＰＳ衛星について受信部１０に捕捉を試みさせる。また、それらＧＰＳ衛星についての捕捉が完了すると、Ｓ４８０にて、測位に必要な規定数以上のＧＰＳ衛星が受信部１０により捕捉されたか否か判断する。
【００９６】
ここで、規定数以上のＧＰＳ衛星が受信部１０により捕捉されなかったと判断すると（Ｓ４８０でＮｏ）、制御部５３は、処理をＳ４６０に移して、従来型衛星選択処理を実行し、その後Ｓ４７０に処理を移して、従来型衛星選択処理にて選択されたＧＰＳ衛星について、受信部１０に捕捉を試みさせる。尚、この従来型衛星処理は、Ｓ４４０でＮｏと判断された場合にも実行される。
【００９７】
一方、規定数以上のＧＰＳ衛星が捕捉されていると判断すると（Ｓ４８０でＹｅｓ）、制御部５３は、処理をＳ４９０に移して、受信部１０から取得したＧＰＳ信号を用い、周知の方法で測位計算を行う。そして、計算結果に従って現在位置を更新する（Ｓ５００）。
【００９８】
その後、制御部５３は、終了指令が入力されているか否か判断し（Ｓ５１０）、入力されていれば、当該処理を終了し、入力されていなければ、処理をＳ４２０に移して、終了指令が入力されるまで、Ｓ４２０，Ｓ４４０〜Ｓ５１０までの処理を繰り返す。
【００９９】
一方、第三実施例のサーバ装置６０は、無線通信装置５を介して外部のＧＰＳ受信機５１と双方向通信可能な通信部６１を備えており、図１０に示すように動作する。尚、図１０は、サーバ装置６０が常時繰り返し実行する情報提供処理を表すフローチャートである。この情報提供処理は、サーバ装置６０が内蔵するＭＰＵ６３にて実行される。
【０１００】
情報提供処理を実行すると、サーバ装置６０は、セルラー網７に接続された通信部６１がＧＰＳ受信機５１からマスク情報３１，３５の要求信号を受信するまで待機する（Ｓ６１０でＮｏ）。そして、マスク情報３１，３５の要求信号をＧＰＳ受信機５１から受信したと判断すると（Ｓ６１０でＹｅｓ）、ＧＰＳ受信機５１からマスク情報３１，３５の要求信号と共に現在位置情報が送信されてきたか否か判断する（Ｓ６２０）。
【０１０１】
ここで、現在位置情報がＧＰＳ受信機５１から送信されてきていると判断すると（Ｓ６２０でＹｅｓ）、サーバ装置６０は、その受信信号からＧＰＳ受信機５１の現在位置情報を取得して（Ｓ６２５）、その現在位置情報に基づき、ＧＰＳ受信機５１の現在位置に対応するマスク情報３１，３５をデータベース３０から読み出す（Ｓ６３０）。尚、読み出し方法は、上述した第一実施例と同様である。
【０１０２】
そして、マスク情報３１，３５の読み出しが完了すると、サーバ装置６０は、処理をＳ６４０に移し、読み出したマスク情報３１，３５を通信部６１から、セルラー網７を介して要求元のＧＰＳ受信機５１に送信する。その後、当該処理を終了する。
【０１０３】
一方、Ｓ６２０において、ＧＰＳ受信機５１から現在位置情報が送信されてこなかったと判断すると（Ｓ６２０でＮｏ）、サーバ装置６０は、セルラー網７より、無線通信装置５の現在位置情報を、ＧＰＳ受信機５１の現在位置情報として取得する（Ｓ６５０）。尚、ＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは無線基地局における電波の受信状態を解析することで無線通信装置の位置を導き出すことが可能である。本実施例のセルラー網７にもそのような機能が具備されていることを想定している。
【０１０４】
その後、サーバ装置６０は、セルラー網７より取得した現在位置情報に基づき、ＧＰＳ受信機５１の現在位置に対応するマスク情報３１，３５をデータベース３０より読み出す（Ｓ６６０）。また、そのセルラー網７より取得した現在位置情報に基づいて、その位置に対応したＧＰＳ衛星の衛星軌道情報を作成する（Ｓ６７０）。その後、サーバ装置６０は、マスク情報３１，３５と共に衛星軌道情報を通信部６１からセルラー網７を介してＧＰＳ受信機５１に送信し（Ｓ６８０）、当該処理を終了する。
【０１０５】
以上、第三実施例のＧＰＳ受信機５１及びそれに用いるサーバ装置６０について説明したが、本実施例においては、サーバ装置６０にデータベース３０を設けて、無線通信システムとしてのセルラー網７を介して、サーバ装置６０のデータベース３０からマスク情報３１，３５を取り出すようにＧＰＳ受信機５１の制御部５３を構成したので、大量のマスク情報３１，３５をＧＰＳ受信機５１に記憶させなくて済み、そのためのメモリ等をＧＰＳ受信機５１に内蔵させなくて済む。この結果、第三実施例によれば、ＧＰＳ受信機５１を安価に製造することが可能となる。
【０１０６】
また、このようにサーバ装置６０にデータベース３０を設ければ、サーバ管理者側でマスク情報３１，３５を更新することができ、実際の可視領域の分布を的確に反映させたマスク情報３１，３５をＧＰＳ受信機５１に提供することができる。つまり、第一及び第二実施例のように、マスク情報３１，３５を捕捉結果に基づき更新する方法では、建造物の新設等により天空の可視領域の分布が変化すると、少なくとも一度はＧＰＳ衛星の捕捉に失敗することになる。これに対し、サーバ事業者側でデータベース３０を管理すれば、ＧＰＳ衛星の捕捉結果によらず、カメラ等による可視領域のデータ収集によってマスク情報３１，３５を更新することができ、常にＧＰＳ受信機５１に信頼性の高いマスク情報３１，３５を提供することができる。
【０１０７】
また、本実施例では、ＧＰＳ受信機５１から現在位置情報が取得できない場合に、セルラー網７からＧＰＳ受信機５１の現在位置情報を取得するようにサーバ装置６０を構成したので、ＧＰＳ受信機５１が現在位置を把握していない場合（電源投入時であって、前回の電源オフ時に現在位置情報が記憶されていない場合等）にも、マスク情報３１，３５を用いたＧＰＳ衛星の捕捉をＧＰＳ受信機５１に行わせることができる。
【０１０８】
以上、第一〜第三実施例のＧＰＳ受信機１，５１、及びそれに用いるサーバ装置６０について説明したが、本発明の受信手段は、本実施例の受信部１０に相当し、本発明の制御装置は、ＧＰＳ受信機１，５１が内蔵する制御部２０，５３に相当する。また、本発明の衛星選択手段は、本実施例の制御部２０，５３が実行するＧＰＳ衛星選択処理（図５、図７（ａ）参照）にて実現されている。
【０１０９】
また、本発明の捕捉制御手段は、制御部２０，５３が実行する衛星捕捉処理（Ｓ１７０，Ｓ４７０）にて実現されている。また、選択規則情報は、マスク情報３１，３５に相当し、選択規則情報取得手段は、制御部２０，５３がデータベース３０からマスク情報３１，３５を取得する動作（Ｓ１４０，Ｓ４２０〜Ｓ４４５）にて実現されている。その他、本発明の情報更新手段は、制御部２０が実行するマスク情報３１，３５の更新処理（Ｓ２１０，Ｓ２２０）にて実現されている。
【０１１０】
また、サーバ装置の位置情報取得手段は、サーバ装置６０がＧＰＳ受信機５１若しくはセルラー網７から現在位置情報を取得する動作（Ｓ６２５，Ｓ６５０）にて実現されている。その他、サーバ装置の情報提供手段は、サーバ装置６０がＧＰＳ受信機５１にマスク情報を提供する動作（Ｓ６４０，Ｓ６８０）にて実現されている。
【０１１１】
また、本発明の制御装置及びサーバ装置は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、データベース３０は、図２（ａ）に示した構成に限定されず、図１１に示すような構成にされていてもよい。図１１は、変形例のデータベース７０の構成を表す説明図である。図１１に示すように変形例のデータベース７０には、マスク情報３１に中心位置情報と、地域種別情報と、が関連付けられて記憶されている。このデータベース７０には更に、適用範囲テーブル７１が記憶されている。
【０１１２】
適用範囲テーブル７１には、予め設定された地域種別毎に、上記中心位置情報が表す位置を中心としたマスク情報３１の適用範囲（適用半径等）を表す適用範囲情報が備えられている。尚、地域種別としては、例えば、都市部、山間部などが考えられる。
【０１１３】
このようにマスク情報３１に直接適用範囲情報を関連付けず、地域種別情報を介して、マスク情報３１と適用範囲情報とを関連付けると、全体としてデータベース７０のデータ量を抑えることができる。また一般的に知られているようにナビゲーション装置３の地図データベースなどには、都市部、山間部などの地域種別情報が記憶されているから、本実施例のようなデータベース７０の形態を採用すれば、これらの情報との関連付けが簡単になりナビゲーション装置３との連携動作が容易になる。尚、データベース７０には、マスク情報３１に代えて、図６に示すマスク情報３５を格納してもよい。
【０１１４】
また、ＧＰＳ受信機をナビゲーション装置と連携して動作させる場合には、ナビゲーション装置が内蔵する地図データベースにマスク情報３１，３５を付与して、上記データベース３０，７０の代わりとしても構わない。尚、図１２は、地図データベース９１にマスク情報３１を備えるナビゲーション装置９０と、それに接続されたＧＰＳ受信機８１の構成を表す説明図である。このナビゲーション装置９０の地図データベース９１には、リンク情報（リンクＩＤ等）及びノード情報（ノードＩＤ等）に関連付けられて、上述構成のマスク情報３１（図２（ｂ）参照）が記憶されている。
【０１１５】
このＧＰＳ受信機８１の制御部８３は、メインルーチンを実行すると、Ｓ１３０にて、当該ＧＰＳ受信機８１の現在位置に対応するマスク情報３１をナビゲーション装置９０に要求し、マスク情報３１がナビゲーション装置９０から通信インタフェース４０を介して送信されてくると、現在位置に対応するマスク情報があると判断し（Ｓ１３０でＹｅｓ）、そのナビゲーション装置９０の送信信号からマスク情報３１を抽出し（Ｓ１４０）、Ｓ１５０にてＧＰＳ衛星選択処理を実行する。一方、マスク情報３１がナビゲーション装置９０から送信されてこない場合には、マスク情報なしと判断して（Ｓ１３０でＮｏ）、従来型衛星選択処理を実行する（Ｓ１６０）。
【０１１６】
一方、ナビゲーション装置９０は、本発明のサーバ装置として機能し、自身が備えるＭＰＵ９３にて、図１３に示す情報提供処理を実行する。尚、図１３は、ナビゲーション装置９０がＭＰＵ９３にて実行する情報提供処理を表すフローチャートである。
【０１１７】
ナビゲーション装置９０は、通信インタフェース４０を介してＧＰＳ受信機８１の制御部８３と双方向通信可能な構成にされており、ＧＰＳ受信機８１の制御部８３からマスク情報３１の要求があると（Ｓ７１０でＹｅｓ）、ＧＰＳ受信機８１から現在位置情報を取得し（Ｓ７２０）、その現在位置情報に対応するリンクＩＤ若しくはノードＩＤがあるか否か判断することで、現在位置情報に対応するマスク情報３１が地図データベース９１に存在するか否か判断する（Ｓ７３０）。
【０１１８】
そして、マスク情報３１が存在すると判断すると（Ｓ７３０でＹｅｓ）、その現在位置情報に対応するリンクＩＤ若しくはノードＩＤに関連付けられているマスク情報３１を読み出して（Ｓ７４０）、そのＧＰＳ受信機８１の現在位置に対応するマスク情報３１をＧＰＳ受信機８１に送信する（Ｓ７５０）。一方、ＧＰＳ受信機８１が道路から外れた位置に置かれているなどして、その位置に対応するリンクＩＤ若しくはノードＩＤがないと、ナビゲーション装置９０は、現在位置情報に対応するマスク情報３１が地図データベース９１にないと判断し（Ｓ７３０でＮｏ）、マスク情報３１がない旨をＧＰＳ受信機８１に通知（Ｓ７６０）して当該処理を終了する。
【０１１９】
このようにナビゲーション装置９０を動作させれば、地図データベース９１にマスク情報３１を格納した場合でも、第一実施例及び第二実施例に係る発明と同様に、ＧＰＳ受信機８１に対して好適なＧＰＳ衛星を捕捉させることができる。尚、上記実施例では、ＧＰＳ受信機８１から得られる現在位置情報に基づいて、ナビゲーション装置９０がマスク情報３１を読み出す例を示したが、一般に知られる車載用のナビゲーション装置等が内蔵する車速センサ、ジャイロスコープ等の位置検出器から得られる位置情報を用いてマスク情報３１，３５を読み出すようにナビゲーション装置９０を構成しても構わない。
【０１２０】
この他、ナビゲーション装置９０に目的地までの経路が設定されている場合には、その経路情報を利用するようにＧＰＳ受信機８１の制御部８３を構成してもよい。即ち、経路情報と共にその経路に沿ったマスク情報３１をナビゲーション装置９０から読み出し、その経路にそってＧＰＳ受信機８１が移動することを前提として、捕捉するのに最適なＧＰＳ衛星の組み合わせを、マスク情報３１に基づき選択するように制御部８３を構成してもよい。
【０１２１】
このようにすれば、近い将来に捕捉することができなくなるＧＰＳ衛星をマスク情報３１に基づき予測することができる。したがって、捕捉することができなくなる予定のＧＰＳ衛星について、それらを捕捉対象から除外することができる。このようにＧＰＳ受信機８１を構成すれば、ＧＰＳ衛星の捕捉回数を少なくすることができるので、省電力でＧＰＳ受信機８１を動作させることができる。
【０１２２】
また、第三実施例においては、逐次、サーバ装置６０からマスク情報３１を取得するようにＧＰＳ受信機５１を構成したが、ナビゲーション装置３に経路が設定されている場合には、その経路に沿ったマスク情報３１をサーバ装置６０に対して一括要求し、サーバ装置６０からそれに対応するマスク情報３１を一括して取得するように制御部５３を構成してもよい。
【０１２３】
その他、上記第一実施例では、各ＧＰＳ衛星とマスク情報３１を照合して捕捉候補をリストアップし、その中から実際に捕捉するＧＰＳ衛星を選択する方法を例に挙げて説明したが、ＧＰＳ衛星の選択方法はこの方法に限定されるものではない。例えば、周知の方法で捕捉するＧＰＳ衛星の組み合わせを導き出した後、そのＧＰＳ衛星が、捕捉するのに適切なＧＰＳ衛星であるか否かをマスク情報３１に基づいて評価するようにしてもよい。そして、不適切なＧＰＳ衛星があるならば、そのＧＰＳ衛星を除いて、再度周知の方法で捕捉するＧＰＳ衛星の組み合わせを導き出すようにしてもよい。
【０１２４】
また、上記第二実施例では、各領域に優先値０〜４を付与してＧＰＳ衛星の優先度情報をマスク情報３５に格納したが、例えば、値０〜３を選択可能フラグとして取り扱うと共に値４を選択禁止フラグとして取り扱い、値”４”が付与された領域のＧＰＳ衛星を捕捉対象として選択しないように制御部２０を構成すれば、天空をＧＰＳ衛星の選択可能領域と選択不可領域とに区分しつつ、選択可能領域内において、選択優先度の高い順にＧＰＳ衛星を制御部２０に選択させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された第一実施例のＧＰＳ受信機１の構成を表す説明図である。
【図２】データベース３０の構成を表す説明図（ａ）及びマスク情報３１の構成を表す説明図（ｂ）である。
【図３】天空の可視領域の分布に基づくマスク情報３１の作成方法に関する説明図である。
【図４】ＧＰＳ受信機１の制御部２０が実行するメインルーチンを表すフローチャートである。
【図５】制御部２０が実行する第一実施例のＧＰＳ衛星選択処理を表すフローチャートである。
【図６】第二実施例におけるマスク情報３５の構成を表す説明図である。
【図７】第二実施例の制御部２０が実行するＧＰＳ衛星選択処理を表すフローチャート（ａ）及びＧＰＳ衛星の選択方法を表す説明図（ｂ）である
【図８】第三実施例のＧＰＳ受信機５１及びサーバ装置６０の構成を表す説明図である。
【図９】ＧＰＳ受信機５１の制御部５３が実行するメインルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】サーバ装置６０が常時繰り返し実行する情報提供処理を表すフローチャートである。
【図１１】変形例のデータベース７０の構成を表す説明図である。
【図１２】地図データベース９１にマスク情報３１を備えるナビゲーション装置９０と、それに接続されたＧＰＳ受信機８１の構成を表す説明図である。
【図１３】ナビゲーション装置９０が実行する情報提供処理を表す説明図である。
【符号の説明】
１，５１，８１…ＧＰＳ受信機、３，９０…ナビゲーション装置、５…無線通信装置、７…セルラー網、１０…受信部、１１…受信アンテナ、１２…高周波処理回路、１３…データ復調部、１４…復調回路、２０，５３，８３…制御部、３０，７０…データベース、３１，３５…マスク情報、４０…通信インタフェース、６０…サーバ装置、６１…通信部、７１…適用範囲テーブル、９１…地図データベース

Claims

天空を航行する複数のＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択する衛星選択手段と、
ＧＰＳ衛星を捕捉して、該ＧＰＳ衛星から送信されてくるＧＰＳ信号を受信する受信手段、を備えるＧＰＳ受信機の該受信手段に、前記衛星選択手段が選択したＧＰＳ衛星を捕捉させる捕捉制御手段と、
を備えるＧＰＳ受信機の制御装置であって、
ＧＰＳ衛星の選択規則を表す選択規則情報を所定地域毎に記憶するデータベースから、前記受信手段によるＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報を取得する選択規則情報取得手段、を備え、
前記衛星選択手段は、該選択規則情報取得手段が取得した選択規則情報に従って、天空を航行する前記複数のＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択することを特徴とするＧＰＳ受信機の制御装置。
前記データベースが記憶する各選択規則情報は、その選択規則情報に対応する地域から見た天空の可視領域の分布に基づき特徴付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記選択規則情報は、捕捉対象として選択可能なＧＰＳ衛星の航行領域を表す領域情報を含み、
前記衛星選択手段は、天空を航行する前記複数のＧＰＳ衛星の内、前記選択規則情報取得手段が取得した選択規則情報に含まれる前記領域情報が表す航行領域を航行するＧＰＳ衛星の中から、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記領域情報は、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、その領域を航行するＧＰＳ衛星が捕捉対象として選択可能であるか否かを表す選択可否情報を備えることを特徴とする請求項３に記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記選択規則情報は、ＧＰＳ衛星の選択順位を表す選択順位情報を含み、
前記衛星選択手段は、前記選択規則情報取得手段が前記データベースから取得した前記選択規則情報に含まれる前記選択順位情報に従い、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記選択順位情報は、二次元座標系で表した天空を格子状に分割して構成される各領域毎に、ＧＰＳ衛星の選択優先度を表す優先度情報を備えており、
前記衛星選択手段は、前記選択規則情報取得手段が取得した前記選択規則情報に含まれる前記選択順位情報に従い、選択優先度の高い領域を航行するＧＰＳ衛星から順に、捕捉対象とするＧＰＳ衛星を選択することを特徴とする請求項５に記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記衛星選択手段が選択した各ＧＰＳ衛星について、前記受信手段が該ＧＰＳ衛星を捕捉できたか否か判断し、その判断結果に従って、前記データベースが記憶する前記選択規則情報を更新する情報更新手段、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＧＰＳ受信機の制御装置。
前記データベースを備える外部のサーバ装置と双方向通信可能な請求項１〜請求項７のいずれかに記載のＧＰＳ受信機の制御装置であって、
前記選択規則情報取得手段は、前記受信手段によるＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報を前記サーバ装置に要求して、該サーバ装置のデータベースから、ＧＰＳ信号の受信地域に対応する選択規則情報を取得可能な構成にされていることを特徴とするＧＰＳ受信機の制御装置。
請求項８に記載のＧＰＳ受信機の制御装置と双方向通信可能なサーバ装置であって、
ＧＰＳ衛星の選択規則を表す選択規則情報を所定地域毎に記憶するデータベースと、
前記ＧＰＳ受信機の制御装置から選択規則情報の提供要求があると、該ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ信号の受信地域を表す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
該位置情報取得手段が取得した前記位置情報に基づき、前記ＧＰＳ受信機のＧＰＳ信号受信地域に対応する選択規則情報を前記データベースから読み出し、該選択規則情報を、該ＧＰＳ受信機の制御装置に提供する情報提供手段と、
を備えることを特徴とするサーバ装置。