WO2007125978A1 - 測位装置、測位制御方法、測位制御プログラム及び記録媒体 - Google Patents

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phase difference
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Hiroki Yoshioka
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    • G01S19/30—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system code related

Definitions

  • Positioning device positioning control method, positioning control program, and recording medium
  • the present invention relates to a positioning device that uses radio waves from a transmission source, a positioning control method, a positioning control program, and a recording medium.
  • GPS Global Positioning System
  • This GPS receiver is based on navigation messages indicating the orbits of GPS satellites (roughly satellite orbit information: almanac, precision satellite orbit information: including FEMERIS, etc.). Receives a CZA (Clear and Acquision or Coarse and Access) code, which is one of the pseudo-noise codes (hereinafter referred to as PN (Psue do random noise code) codes) carried on radio waves.
  • the CZA code is a code that is the basis of positioning.
  • the GPS receiver specifies which GPS satellite power the CZA code is transmitted from, and, for example, based on the phase (code phase) of the CZA code, the GPS satellite and the GPS Calculate the receiver distance (pseudo-range).
  • the GPS receiver measures the position of the GPS receiver based on the pseudoranges of three or more GPS satellites and the position of each GPS satellite in the satellite orbit.
  • the CZA code has a bit rate of 1.023 Mbps and the code length is 1,023 chips. Therefore, the C / A code can be considered to run side by side every approximately 300 kilometers (km), which is the distance that radio waves travel in 1 millisecond (ms).
  • the GPS satellite position in the satellite orbit and the approximate position force of the GPS receiver can also calculate the pseudo-range by calculating the force with several CZA codes between the GPS satellite and the GPS receiver. it can. More specifically, if one cycle (1,023 chips) of the CZA code (the integer part of the CZA code) is calculated and the phase of the CZA code (the fractional part of the CZ A code) is specified, the pseudorange is calculated. Can be calculated.
  • the integer part of the C / A code is such that the approximate position of the GPS receiver has a certain accuracy, for example 150k It can be estimated within m. For this reason, the GPS receiver can calculate the pseudorange by specifying the phase of the CZA code.
  • the GPS receiver integrates the correlation between the received CZA code and the replication force CZA code generated inside the GPS receiver, and the correlation integrated value reaches a certain level.
  • the GPS receiver performs correlation processing while shifting the phase and frequency of the replica CZA code.
  • Patent Document 1 a technique for continuously coherently (synchronously) is proposed (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Translation of Special Publication 2004- 501352
  • the present invention provides a positioning device that can accurately measure the position of a positioning basic code in a weak electric field with weak radio field strength, a positioning device control method, An object is to provide a program and a recording medium.
  • One aspect of the present invention includes a phase calculation unit that performs correlation processing between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code having a predetermined transmission source power to calculate a current phase of the positioning basic code; Based on the phase used at the time of positioning, the Doppler shift of the frequency of the radio wave carrying the positioning basic code, and the elapsed time since the previous positioning, the current phase A predicted phase calculation unit that calculates a predicted phase when the phase is predicted, and whether or not a phase difference between the phase calculated by the phase calculation unit and the predicted phase is a force within a predetermined phase difference allowable range.
  • the present invention relates to a positioning apparatus having a phase difference evaluation unit and a positioning unit that measures a current position using the phase corresponding to the phase difference within the phase difference tolerance range.
  • the positioning device since the positioning device has the phase difference evaluation unit, it can determine whether or not the phase difference is within the phase difference tolerance range. That is, the positioning device can verify the accuracy of the phase.
  • the positioning device since the positioning device has the positioning unit, the current position can be measured by using the phase corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range.
  • the positioning apparatus can perform positioning with high accuracy after verifying the phase accuracy of the positioning basic code under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the phase calculation unit calculates the phase using a plurality of frequency sequences
  • the phase difference evaluation unit includes the positioning among the plurality of frequency sequences.
  • a positioning device may be configured to determine whether the phase difference between the phase calculated using the frequency sequence having the highest signal strength of the basic code and the predicted phase is within the phase difference allowable range. .
  • the phase calculation unit is configured to calculate a phase using a plurality of frequency sequences.
  • the accuracy of the reception frequency of any one frequency sequence should be higher than the accuracy of the reception frequency of other frequency sequences. For this reason, it is highly possible that the positioning device can calculate the phase at a highly accurate reception frequency.
  • the phase calculation unit includes a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code corresponding to the transmission source power for at least one frequency series for each transmission source.
  • the phase of the positioning base code is calculated by performing the correlation processing of the phase difference, and the positioning unit minimizes the phase difference for each of the transmission sources among the phases corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range.
  • a phase selection unit that selects the phase of the selected phase as a selection phase, a selection phase first evaluation unit that determines whether the signal strength of the selection phase is a maximum power, and the phase in the frequency sequence to which the selection phase belongs And a selection phase second evaluation unit for determining whether the number of times that the phase difference is within the allowable range of the phase difference is within the specified number of times range defined in advance.
  • a positioning device that measures the current position using the selected phase when the determination result by the evaluation unit is positive may be configured.
  • the positioning device since the positioning device has the phase difference evaluation unit, it is possible to determine whether the body phase difference is within the phase difference allowable range force. That is, the positioning device can verify the accuracy of the phase.
  • the positioning device since the positioning device includes the phase selection unit, the selection phase can be calculated for each transmission source. Since the selected phase is the phase with the smallest phase difference, it is more accurate than the phase of other frequency series.
  • the positioning device further includes a selected phase first evaluation unit, it is possible to determine whether or not the signal strength of the selected phase is the maximum. If the signal strength of the selected phase is maximum, it can be considered that the selected phase is guaranteed to be more accurate than the other phases. Since the positioning device has a positioning unit, if the determination result by the selected phase first evaluation unit is affirmative, the current position can be measured using the selected phase.
  • the positioning device can accurately measure the position of the positioning basic code after verifying the accuracy of the phase of the positioning basic code under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the signal intensity of the phase with the smallest phase difference is not necessarily the maximum. That is, although the accuracy of the selected phase is higher than other phases, the signal strength may not be the maximum. Therefore, if the signal strength is not maximum
  • the positioning device since the positioning device has the selected phase second evaluation unit, the number of times that the phase in the frequency sequence to which the selected phase belongs is continuously within the phase difference allowable range is within the specified number of times range. Can determine the current position using the selected phase.
  • the positioning device can perform positioning using a phase with high accuracy even when the determination result by the selected phase first evaluation unit is negative.
  • the predicted phase calculation unit uses the phase at the time of the previous positioning, and further uses the phase at the time of completion of the correlation process to calculate the predicted phase. You may comprise the positioning device to calculate.
  • the force at the completion of the correlation process for example, SNR
  • the predicted phase calculation unit is configured to calculate the predicted phase using the phase at the time of the previous positioning and further using the phase at the time of completion of the correlation processing. A high predicted phase can be calculated.
  • the positioning device can calculate a highly accurate predicted phase that is the basis for accurate positioning.
  • a reception frequency specifying unit that specifies a reception frequency when receiving a radio wave carrying the positioning basic code, the reception frequency at the previous positioning, and the current reception frequency
  • a frequency difference evaluation unit that determines whether or not the frequency difference is within a predetermined allowable frequency difference range, and the phase of the positioning basic code corresponding to the frequency difference outside the allowable frequency difference range is excluded
  • a positioning device having a phase exclusion unit that performs the above-described operation may be configured.
  • the positioning device since the positioning device has the phase exclusion unit, it is possible to exclude the positioning force from the phase of the positioning basic code corresponding to the frequency difference outside the allowable frequency difference range.
  • the positioning device can verify not only the accuracy of the phase of the positioning basic code but also the accuracy of the reception frequency when the phase is calculated. And the reception frequency The higher the accuracy, the higher the phase accuracy.
  • the positioning apparatus can perform positioning with higher accuracy after verifying the phase accuracy of the positioning basic code in a weak electric field with weak radio field strength.
  • a reception frequency specifying unit that specifies a reception frequency when receiving a radio wave carrying the positioning basic code, a frequency between the reception frequency at the previous positioning and the current reception frequency
  • a frequency difference evaluation unit for determining whether or not the difference is within a predetermined frequency difference tolerance range
  • a phase exclusion unit that eliminates the positioning force of the phase of the positioning basic code corresponding to the frequency difference outside the allowable frequency difference range, and the frequency series are separated from each other by a predetermined frequency interval.
  • the frequency difference allowable range may constitute a positioning device defined by a threshold value less than the frequency interval.
  • the phase at that time can be excluded from the positioning force.
  • the frequency is the condition for using the phase for positioning that the frequency series with the highest signal strength is continuous.
  • the phase calculated in the frequency sequence that best follows the Doppler shift of the frequency of the radio wave reaching the positioning device can be used for positioning, so that the weak electric field with weak radio wave intensity can be used. Below, it is possible to perform positioning even more accurately.
  • the apparatus includes a phase difference allowable range determination unit that determines the phase difference allowable range based on a reception state of the positioning basic code, and the phase difference evaluation unit includes: A positioning device that determines whether or not the above-determined phase difference allowable range force is acceptable may be configured.
  • the phase difference allowable range can be determined based on the reception state of the positioning basic code.
  • the positioning device includes the phase difference evaluation unit, it is possible to determine whether or not the phase difference is within a phase difference allowable range. For this reason, the positioning device can verify the accuracy of the phase.
  • the positioning device since the positioning device has a positioning unit, the current position can be measured using the phase corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range. [0043] Thus, the positioning device can perform positioning with high accuracy after verifying the phase accuracy of the positioning basic code under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the reception state may constitute a positioning device including the number of the transmission sources received by the positioning device when receiving the positioning basic code.
  • the positioning device receives the positioning basic code, and the larger the number of transmission sources, the narrower the phase difference allowable range, and the relatively accurate phase. Only can be used for positioning.
  • the positioning device can perform positioning using a phase with relatively high accuracy under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • a positioning device including the signal strength of the positioning basic code received by the positioning device as the reception state may be configured.
  • the positioning device receives the positioning device and narrows the phase difference allowable range as the number of transmission sources with strong signal strength of the positioning basic code increases.
  • only the highly accurate phase can be used for positioning.
  • the positioning device can perform positioning using a phase with relatively high accuracy under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the reception state may constitute a positioning device that includes information indicating whether a drift of a reference clock of the positioning device is a force within a predetermined drift allowable range. .
  • the positioning device can calculate the phase more accurately as the drift is smaller.
  • the phase difference allowable range can be narrowed and only the phase with relatively high accuracy can be used for positioning.
  • the positioning device can perform positioning using the phase with relatively high accuracy in a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the reception state may constitute a positioning device including information indicating the elapsed time of the force by starting the correlation process.
  • the phase of the positioning basic code is specified more precisely. can do.
  • the longer the elapsed time the narrower the phase difference tolerance, and only the relatively accurate phase can be used for positioning.
  • the positioning device can perform positioning using the phase with relatively high accuracy under a weak electric field with weak radio field intensity.
  • the phase difference allowable range determination unit is configured such that the phase difference allowable range increases as the number of the transmission sources that the positioning device receives the positioning basic code increases.
  • the positioning device may be configured such that the phase difference allowable range is set wider as the number of the transmission sources receiving and receiving the positioning basic code is smaller.
  • the positioning device since the positioning device receives the positioning basic code and sets the allowable phase difference narrower as the number of transmission sources increases, the positioning device uses a highly accurate phase. It can be done.
  • the positioning device has a small number of transmission sources when the positioning device receives the positioning basic code! Since the allowable range of phase difference is set wider, the possibility that the positioning position can be calculated can be increased.
  • the transmission source may constitute a positioning device which is an SPS (Satellite Positioning System) satellite.
  • SPS Session Positioning System
  • a phase calculating step for calculating a phase of the positioning basic code by performing a correlation process between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code having a predetermined source power.
  • the predicted phase when the current phase is predicted based on the phase used at the previous positioning, the Doppler shift of the frequency of the radio wave carrying the positioning basic code, and the elapsed time from the previous positioning.
  • a predicted phase calculating step for calculating the phase difference a phase difference evaluating step for determining whether or not a phase difference between the phase calculated in the phase calculating step and the predicted phase is within a predetermined phase difference allowable range, and the phase difference
  • the phase calculating step includes the correlation processing between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code of the transmission source power in at least one frequency sequence for each transmission source.
  • To calculate the phase of the positioning basic code by performing The positioning step includes selecting the phase having the smallest phase difference for each of the transmission sources from among the phases corresponding to the phase difference within the phase difference tolerance range, and selecting the phase as a selected phase; A first selection step for determining whether or not the signal strength of the selected phase is maximum; and the number of times that the phase in the frequency sequence to which the selected phase belongs is continuously within the allowable range of phase difference.
  • a selection phase second evaluation step for determining whether or not it is within a specified number of times of the specified number, and a determination result by the selection phase first evaluation step and a determination by Z or the selection phase second evaluation step If the result is affirmative, a positioning control method, which is a step of positioning the current position using the selected phase, may be configured.
  • the method includes a phase difference allowable range determining step for determining the phase difference allowable range based on a reception state of the positioning basic code, and the phase difference evaluation step includes:
  • a positioning control method which is a step of determining whether or not the phase difference is within the determined allowable range, may be configured.
  • the current phase is predicted based on the calculation step, the phase used at the time of the previous positioning, the Doppler shift of the frequency of the radio wave carrying the positioning basic code, and the elapsed time from the previous positioning.
  • a predicted phase calculation step for calculating a predicted phase in the case, and whether or not a phase difference between the current phase calculated in the phase calculation step and the predicted phase is within a predetermined phase difference allowable range.
  • the present invention relates to a positioning control program for executing a phase difference evaluation step for determination, and a positioning step for positioning a current position using the phase corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range.
  • the phase calculation step includes the correlation process between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code of the transmission source power in at least one frequency sequence for each transmission source. And calculating the phase of the positioning basic code, wherein the positioning step has a minimum phase difference for each of the transmission sources among the phases corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range.
  • a first evaluation step and a selection for determining whether or not the number of times that the phase in the frequency sequence to which the selected phase belongs is continuously within the phase difference allowable range is within a predetermined number of times defined in advance.
  • a phase second evaluation step and when the determination result by the selection phase first evaluation step and the determination result by Z or the selection phase second evaluation step are affirmative, the selection phase is used.
  • a positioning control program that is a step of positioning the current position may be configured.
  • the computer is caused to execute a phase difference allowable range determining step for determining the phase difference allowable range based on a reception state of the positioning basic code, so that the phase difference is determined.
  • the evaluation step may constitute a positioning control program which is a step of determining whether the determined phase difference allowable range force is acceptable or not.
  • a phase in which a computer performs correlation processing between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code from a predetermined transmission source to calculate a current phase of the positioning basic code is predicted based on the calculation step, the phase used at the time of the previous positioning, the Doppler shift of the frequency of the radio wave carrying the positioning basic code, and the elapsed time from the previous positioning.
  • a compilation that records a positioning control program for executing a phase difference evaluation step and a positioning step for positioning the current position using the phase corresponding to the phase difference within the phase difference tolerance range. This invention relates to a readable recording medium.
  • the phase calculation step includes the correlation process between a predetermined replica positioning basic code and a positioning basic code of the transmission source power in at least one frequency sequence for each transmission source. And calculating the phase of the positioning basic code, wherein the positioning step has a minimum phase difference for each of the transmission sources among the phases corresponding to the phase difference within the phase difference allowable range.
  • a recording medium in which the positioning control program is recorded may be configured, which is a step of positioning the current position using the selected phase.
  • the computer is caused to execute a phase difference allowable range determining step for determining the phase difference allowable range based on a reception state of the positioning basic code, so that the phase difference is determined.
  • the evaluation step may constitute a recording medium on which the positioning control program is recorded, which is a step of determining whether or not the determined phase difference allowable range is within the allowable range.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a terminal and the like according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing a positioning method in the first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a correlation process in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a relationship between a correlation integrated value and a code phase in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a relationship between a candidate code phase and a passage of time in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a relationship between a candidate code phase and a time passage in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a main hardware configuration of a terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a GPS device according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a main software configuration of a terminal according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of an estimated frequency calculation program according to the first embodiment.
  • FIG. 11A is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the first embodiment.
  • FIG. 11B is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the first embodiment.
  • FIG. 11C is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a prediction code phase calculation program according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic flowchart showing an operation example of the terminal in the first embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing a terminal and the like according to the second embodiment.
  • ⁇ 15 It is a conceptual diagram showing a positioning method in the second embodiment.
  • ⁇ 17 A diagram showing an example of a relationship between a correlation integrated value and a code phase in the second exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a relationship between a candidate code phase and time passage in the second embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a relationship between a candidate code phase and time passage in the second embodiment.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a main software configuration of a terminal according to the second embodiment.
  • FIG. 23 An explanatory diagram of an estimated frequency calculation program in the second embodiment.
  • FIG. 24A is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the second embodiment.
  • FIG. 24B is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the second embodiment.
  • FIG. 24C is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the second embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of current measurement information in the second embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of previous measurement information in the second embodiment.
  • ⁇ 27] is an explanatory diagram of a prediction code phase calculation program in the second embodiment.
  • ⁇ 28] is a diagram showing an example of prediction code phase information in the second embodiment.
  • FIG. 29 is an explanatory diagram of a code phase selection program according to the second embodiment.
  • ⁇ 30] is a diagram showing an example of selection code phase information in the second exemplary embodiment.
  • [31A] It is an explanatory diagram of a selection code phase second evaluation program in the second embodiment.
  • FIG. 31B is an explanatory diagram of a selection code phase second evaluation program in the second embodiment.
  • FIG. 31C It is an explanatory diagram of a selection code phase second evaluation program in the second embodiment.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of positioning use code phase information in the second exemplary embodiment.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing a terminal and the like of the third embodiment.
  • FIG. 37 is an explanatory diagram of the correlation processing in the third embodiment.
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of the relationship between the accumulated correlation value and the code phase in the third embodiment.
  • FIG. 39 is a diagram illustrating an example of a relationship between a candidate code phase and time passage in the third embodiment.
  • FIG. 40 is a diagram illustrating an example of a relationship between a candidate code phase and time passage in the third embodiment.
  • FIG. 41 is a schematic diagram showing the main hardware configuration of the terminal in the third embodiment.
  • FIG. 42 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a GPS device in a third embodiment.
  • FIG. 43 is a schematic diagram showing a main software configuration of a terminal in the third embodiment.
  • ⁇ 44 An explanatory diagram of an estimated frequency calculation program according to the third embodiment.
  • FIG. 45A is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the third embodiment.
  • FIG. 45B is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the third embodiment.
  • FIG. 45C is an explanatory diagram of a measurement calculation program according to the third embodiment.
  • ⁇ 46] is an explanatory diagram of a prediction code phase calculation program in the third embodiment.
  • ⁇ 47] is an explanatory diagram of a code phase threshold value setting program in the third embodiment.
  • each embodiment includes common items. However, in order to clarify that the terminals of the respective embodiments can be configured independently, common items are described in a redundant manner.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a terminal 1020 and the like according to the first embodiment.
  • the terminal 1020 is, for example, positioning satellites, GPS (Global Position ing System) satellites 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12 8 and 12, et al., Telecommunications 31, S2 , S3, S4, S5, S6, S7 and S8 can be received.
  • GPS satellite 12a is also an example of a transmission source.
  • the source is not limited to a GPS satellite as long as it is an SPS (Satellite Positioning System) satellite.
  • Various codes are carried on the radio wave S1 and the like.
  • One of them is the CZA code Sea.
  • the CZA code Sea consists of 1,023 chips.
  • Terminal 1020 is an example of a positioning device that measures the current position, and performs positioning of the current position using this CZA code.
  • This CZA code Sea is an example of a positioning basic code.
  • almanac Sal and FEMERIS Seh are collectively called navigation messages.
  • the terminal 1020 can determine the position of the CZA code from three or more different GPS satellites 12a and the like, and can determine the current position! /.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of a positioning method.
  • CZA codes are continuously arranged between the GPS satellite 12a and the terminal 1020. Since the distance between the GPS satellite 12a and the terminal 1020 is not necessarily an integral multiple of the length of the CZA code (300 kilometers (km)), the code fraction part CZAa exists. That is, between the GPS satellite 12a and the terminal 1020, there are an integer multiple of the C ZA code and a fractional part. The total length of the integer multiple part and the fractional part of the CZA code is the pseudorange.
  • the terminal 1020 performs positioning using pseudoranges for three or more GPS satellites 12a and the like.
  • the fractional part CZAa of the CZA code is called a code phase.
  • the code phase can be indicated by, for example, the number of chips with 1,023 in the CZA code, or can be indicated in terms of distance.
  • the code phase is converted to distance.
  • the position of the GPS satellite 12a in the orbit can be calculated by using FEMERIS Seh. For example, if the distance between the position of the GPS satellite 12a in the orbit and the initial position QA0 described later is calculated, a portion that is an integral multiple of the CZA code can be specified. Since the length of the CZA code is 300 kilometers (km), the position error of the initial position QA0 needs to be within 150 kilometers (km).
  • the correlation process is performed while moving the phase of the replica CZA code in the direction of the arrow XI, for example.
  • the terminal 1020 performs correlation processing while changing the synchronization frequency.
  • This correlation processing is composed of coherent processing and incoherent processing described later.
  • the phase at which the correlation integrated value is maximized is the code fraction CZAa.
  • the terminal 1020 may perform positioning using, for example, radio waves from a communication base station of a mobile phone. Also, unlike the first embodiment, terminal 1020 may receive radio waves from a LAN (Local Area Network) and perform positioning.
  • LAN Local Area Network
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the correlation processing.
  • Coherent determines the correlation between the CZA code received by terminal 1020 and the replica CZA code.
  • the replica CZA code is a code generated by the terminal 1020.
  • the replica CZA code is an example of a replica positioning basic code.
  • the correlation value between the CZA code synchronously integrated in the time of 10 msec and the replica CZA code is calculated.
  • a correlated phase (code phase) and a correlation value are output.
  • Incoherent is the integration of correlation values by integrating the correlation values of coherent results.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the correlation integrated value and the code phase.
  • terminal 1020 sets the correlation integrated value with the smaller correlation integrated value in the code phase that is one-half chip away from code phase CP1 as the noise correlation integrated value Pnoise.
  • Terminal 1020 defines the value obtained by dividing the difference between Pmax and Pnoise by Pmax as the signal strength XPR.
  • Signal strength XPR is an example of signal strength.
  • the terminal 1020 sets the code phase CP1 as a code phase candidate to be used for positioning.
  • this code phase is referred to as a “candidate code phase”.
  • the candidate code phase is a candidate for use in positioning.
  • 0 is not always used for positioning.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams illustrating an example of the relationship between the candidate code phase and the passage of time.
  • FIG. 5 shows a state where the GPS satellite 12a is approaching the terminal 1020, for example.
  • GPS satellite 12a force When approaching the S terminal 1020, the distance between the GPS satellite 12a and the terminal 1020 becomes shorter, so the candidate code phase C1 approaches 0 with time.
  • the synchronization frequency F1 is set to increase with time. This is because the arrival frequency when the radio wave S1 reaches the terminal 1020 is increased due to the Doppler shift caused by the GPS satellite 12a approaching the terminal 1020.
  • the terminal 1020 uses, for example, three frequency sequences Fl, F2, and F3 as shown in FIG. 6 in order to efficiently synchronize with the varying arrival frequency.
  • the frequency series F1 etc. is an example of a frequency series.
  • the frequency sequences F1 and F2 are separated by a frequency width of 50 hertz (Hz).
  • the frequency sequences F1 and F3 are separated by a frequency width of 50 hertz (Hz).
  • the frequency interval of 50 Hz is specified in advance. That is, the frequency interval of 50 hertz (Hz) is an example of a frequency interval.
  • This frequency interval is defined within a frequency search step interval in the correlation processing performed by the terminal 1020. For example, if the frequency search step interval is 100 Hertz (Hz) (see Fig. 11B), it is specified to be less than 100 Hertz (Hz).
  • each frequency series F1 and the like is set so as to change with the passage of time in anticipation of the Doppler shift of the arrival frequency.
  • the code phase C1 is calculated.
  • the code phase C2 is calculated.
  • code phase C3 is calculated.
  • the frequency sequence F1 or the like having the highest XPR is not always maintained.
  • the frequency sequence F 2 is between time t2 and t3 where the XPR of candidate code phase C1 calculated at frequency sequence F1 is the highest.
  • the XPR of candidate code phase C2 calculated in (1) is the highest.
  • the candidate code phase calculated for any one frequency sequence is continuously changed to other frequencies. The accuracy should be higher than the candidate code phase calculated in the sequence. In other words, for example, the frequency sequence F1 should keep following the actual arrival frequency with the highest accuracy compared to the other frequency sequences F2 and F3.
  • the terminal 1020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the candidate code phase under the weak electric field by the following hardware configuration and software configuration.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the main hardware configuration of terminal 1020.
  • terminal 1020 has a computer, and the computer has bus 1022.
  • the bus 1022 includes a CPU (Central Processing Unit) 1024 and a storage device 102.
  • CPU Central Processing Unit
  • the storage device 1026 is, for example, a RAM (Random Access Memory) ROM (Read Only Memory) or the like.
  • an input device 1028, a power supply device 1030, a GPS device 1032, a display device 1034, a communication device 1036, and a clock 1038 are connected to the bus 1022.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the GPS device 1032.
  • the GPS device 1032 includes an RF unit 1032a and a baseband unit 1032b.
  • the RF unit 1032a receives the radio wave S1 and the like with the antenna 1033a. Then, a signal such as a CZA code that is carried on the LNA1033b radio wave S1 that is an amplifier is amplified. Then, the mixer 1033c down-converts the signal frequency. The quadrature (IQ) detector 10 33d then IQ separates the signal. Subsequently, the AZD Contourers 1033el and 1033e2 are configured to convert the IQ separated signals into digital signals!
  • the baseband unit 1032b receives the signal converted from the RF unit 1032a into a digital signal.
  • the signal is sampled, integrated, and correlated with the CZA code held by the baseband unit 1032b.
  • the baseband unit 1032b has, for example, 128 correlators (not shown) and integrators (not shown), and can perform correlation processing at 128 phases at the same time. Yes.
  • the correlator is configured to perform the coherent processing described above.
  • the accumulator is configured to perform the incoherent process described above.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a main software configuration of terminal 1020.
  • the terminal 1020 includes a control unit 1100 for controlling each unit, a GPS unit 1102 corresponding to the GPS device 1 032 in FIG. 7, a time measuring unit 1104 corresponding to the clock 1038, and the like. .
  • the terminal 1020 also includes a first storage unit 1110 that stores various programs and a second storage unit 1150 that stores various types of information.
  • terminal 1020 stores navigation message 1152 in second storage unit 1150.
  • Navigation message 1152 includes almanac 1152a and ephemeris 1152b.
  • the terminal 1020 uses the almanac 1152a and the ephemeris 1152b for positioning.
  • terminal 1020 stores initial position information 1154 in second storage unit 1150.
  • the initial position QA0 is, for example, the previous positioning position.
  • terminal 1020 stores observable satellite calculation program 1112 in first storage unit 1110.
  • the observable satellite calculation program 1112 is a program for the control unit 1100 to calculate the observable GPS satellites 12a and the like based on the initial position QA0 indicated in the initial position information 1154.
  • control unit 1100 refers to the almanac 1152a and determines the GPS satellites 12a and the like that can be observed at the current time measured by the time measuring unit 1104.
  • the control unit 1100 stores observable satellite information 1156 indicating the observable GPS satellites 12a and the like (hereinafter referred to as “observable satellites”) in the second storage unit 1150.
  • the observable satellites are GPS satellites 12a to 12h (see FIGS. 1 and 9).
  • the terminal 1020 stores the estimated frequency calculation program 1 in the first storage unit 1110. 114 are stored.
  • the estimated frequency calculation program 1114 is a program for the control unit 1100 to estimate the reception frequency of the radio wave S1 and the like from the GPS satellite 12a and the like.
  • This reception frequency is an arrival frequency when radio wave S1 reaches terminal 1020. More specifically, the reception frequency is such that the radio wave S1 reaches the terminal 1020 and further reaches the terminal 1020.
  • V is the intermediate (IF) frequency when down-converted.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of the estimated frequency calculation program 1114.
  • control unit 1100 calculates estimated frequency A1 by adding Doppler shift H2 to transmission frequency HI from GPS satellite 12a or the like.
  • the transmission frequency HI of GPS satellite 12a is known, for example, 1,575.42 MHz.
  • Doppler shift H2 is caused by relative movement between each GPS satellite 12a and the like and the terminal 1020.
  • the control unit 1100 uses the F-Meris 1152b and the initial position QAO to
  • the control unit 1100 calculates an estimated frequency A1 for each GPS satellite 12a or the like that can be observed.
  • the estimated frequency A1 includes an error corresponding to the drift of the clock of the terminal 1020 (reference oscillator: not shown).
  • Drift is a change in oscillation frequency due to a temperature change.
  • the control unit 1100 searches for the radio wave S1 and the like at a frequency having a predetermined width around the estimated frequency A1.
  • the radio wave S 1 and the like are searched in the frequency range of (A1 ⁇ 100) 1 ⁇ 3 ⁇ 4 to (8 1 + 100) 1 ⁇ Hz at a frequency of every 100 Hz.
  • terminal 1020 stores measurement calculation program 1 116 in first storage unit 1110.
  • the measurement calculation program 1116 performs the correlation process between the CZA code that also received the 1100 power GPS satellite 12a equal force and the replica CZA code generated by the terminal 1020, and the correlation integrated value maximum value Pmax, noise correlated integrated value It is a program for calculating measurements including Pnoise, candidate code phase and received frequency.
  • the measurement calculation program 1116 and the control unit 1100 are an example of a phase calculation unit and an example of a reception frequency specifying unit.
  • FIGS. 11A to 11C are explanatory diagrams of the measurement calculation program 1116.
  • the control unit 1100 divides one chip of the CZA code, for example, at equal intervals by the baseband unit 1032b, and performs correlation processing.
  • one chip of CZA code is divided into 32 equal parts.
  • correlation processing is performed at the phase width (first phase width W1) interval of 1/32 chip.
  • the phase of the first phase width W1 interval when the control unit 1100 performs the correlation process is referred to as a first sampling phase SC1.
  • the first phase width W1 is defined as a phase width at which the maximum correlation value Pmax can be detected when the signal strength when the radio wave S1 or the like reaches the terminal 1020 is -155 dBm or more. Yes. Simulations show that the maximum correlation value Pmax can be detected even with a weak electric field if the signal strength is –155 dBm or more with a phase width of 1/32 chip.
  • control unit 1100 performs correlation processing while shifting the frequency range of ⁇ 100 kHz around estimated frequency A1 by first phase width W1. At this time, correlation processing is performed while shifting the frequency by 100 Hz.
  • the baseband unit 1032b outputs the correlation value accumulation P corresponding to the phases C1 to C64 for two chips.
  • Each phase C1 to C64 is the first sampling phase SC1.
  • control unit 1100 searches, for example, from the first chip to the 1,023 chip of the CZA code.
  • the control unit 1100 calculates XPR based on Pmax and Pnoise, and sets the code phase CPA1, reception frequency fAl, PAmaxl, and PAnoisel corresponding to the state with the largest XPR as the current measurement information 1160.
  • Code phase CPA1, reception frequency fAl, PAma xl, and PAnoisel are collectively referred to as measurement.
  • the terminal 1020 calculates a measurement for each GPS satellite 12a and the like.
  • the code phase CPA1 is converted into a distance. As described above, since the code length of the CZA code is, for example, 300 kilometers (km), the code phase that is a fractional part of the CZA code can also be converted into a distance.
  • the control unit 1100 calculates a measurement for each of the observable satellites, for example, six GPS satellites 12a. Measurements for the same GPS satellite 12a etc. Is called the corresponding measurement. For example, code phase C PA1 for GPS satellite 12a and frequency fAl for GPS satellite 12a are the corresponding measurements.
  • the frequency f A1 is a reception frequency when the radio wave S1 from the GPS satellite 12a is received.
  • a narrow correlator (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-312163) may be employed as a correlation processing method.
  • terminal 1020 stores measurement storage program 1 118 in first storage unit 1110.
  • the measurement storage program 1118 is a program for storing the control unit 1100 force measurement in the second storage unit 1150.
  • the control unit 1100 stores the new measurement as the current measurement information 1160 in the second storage unit 1150, and stores the existing current measurement information 1160 as the previous measurement information 1162 in the second storage unit 1150.
  • the previous measurement information 1162 includes the code phase CPAO, frequency fAO, PAmaxO, and PAnoiseO at the previous positioning.
  • terminal 1020 stores frequency evaluation program 1120 in first storage unit 1110.
  • the frequency evaluation program 1120 is a program for the control unit 1100 to determine whether or not the frequency difference between the reception frequency fAO at the previous positioning and the reception frequency fAl at the current positioning is within the frequency threshold ⁇ 1.
  • the range within the frequency threshold ⁇ 1 is defined in advance by a threshold less than the frequency interval of the frequency series Fl, F2 and F3. As described above, if the frequency interval is 50 hertz (Hz), the frequency threshold ⁇ 1 is, for example, 30 hertz (Hz).
  • the frequency evaluation program 1120 and the control unit 1100 described above are an example of a frequency difference evaluation unit.
  • the range within the frequency threshold ⁇ 1 is an example within the frequency difference allowable range defined in advance.
  • terminal 1020 stores prediction code phase calculation program 1122 in first storage unit 1110.
  • Prediction code phase calculation program 1122 is based on code phase CPA0 at the previous positioning, Doppler shift of radio wave S1, etc., and elapsed time dt from the previous positioning! / Is a program for calculating the prediction code phase CPA e by predicting the phase of.
  • the prediction code phase CPAe is an example of the prediction phase.
  • the prediction code phase calculation program 1122 and the control unit 1100 are an example of a prediction phase calculation unit. [0148] Note that the prediction code phase CPAe is converted into a distance.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the prediction code phase calculation program 1122.
  • control unit 1100 calculates the prediction code phase CP Ae by, for example, Equation 1.
  • the control unit 1100 calculates the value obtained by multiplying the relative movement speed of the GPS satellite 12a and the terminal 1020 by the elapsed time dt from the previous positioning, for example, from the code phase CPAO at the previous positioning.
  • the prediction code phase CPAe is calculated by subtracting.
  • Equation 1 the prediction code phase CPAe and the previous code phase CPAO are converted to distance.
  • the radio waves S1 and the like propagate at the speed of light. Therefore, by dividing the speed of light by the transmission frequency HI of the radio wave S1, the approximate speed corresponding to the Doppler shift of 1 hertz (Hz) can be calculated. That is, a Doppler shift of plus (+) 1 hertz (Hz) means that the GPS satellite 12a is approaching the terminal 1020 at a speed of 0.19 meters per second (mZs). Therefore, the prediction code phase CPAe is shorter than the code phase CPA0 at the previous positioning.
  • the Doppler shift is, for example, the difference between the frequency fA 0 at the previous positioning and the transmission frequency HI.
  • the Doppler shift is minus (1) 1 Hertz (Hz) because the GP S satellite 12a is far away from the terminal 1020 at a speed of 0.19 meters per second (mZs). is there. For this reason, the prediction code phase CPAe is longer than the code phase CPA0 of the previous positioning.
  • Equation 1 is satisfied under the condition that the elapsed time of the previous positioning force is short. In other words, Equation 1 holds as long as the relationship between the code phase and the elapsed time can be shown as a straight line on the graph.
  • the average value of the difference between the frequency f AO at the previous positioning and the transmission frequency HI and the difference between the frequency fAl at the current positioning and the transmission frequency HI is It may be a Doppler shift.
  • the prediction code phase CPAe can be calculated more accurately.
  • the control unit 1100 has the prediction code phase information indicating the calculated prediction code phase CPAe.
  • Information 1164 is stored in the second storage unit 1150.
  • terminal 1020 stores code phase evaluation program 1124 in first storage unit 1110.
  • the code phase evaluation program 1124 determines whether the code phase difference between the current code phase CPA1 and the predicted code phase CPAe is equal to or less than the code phase threshold ⁇ 1 (hereinafter referred to as “threshold / 3 1”). It is a program for judging.
  • the range below the threshold value j81 is an example within the phase difference allowable range.
  • the code phase evaluation program 1124 and the control unit 1100 are examples of a phase difference evaluation unit.
  • 81 is defined in advance.
  • the threshold value j81 is, for example, 80 meters (m).
  • the control unit 1100 sets the code phase CPA1 determined by the frequency evaluation program 1120 to be a frequency difference equal to or less than the threshold value ⁇ 1 as a determination target based on the code phase evaluation program 1124.
  • terminal 1020 stores positioning use code phase determination program 1126 in first storage unit 1110.
  • the control unit 1100 measures the code phase CPA1 etc. of the GPS satellite 12a, etc., which is the frequency difference within the frequency threshold ⁇ 1 and the code phase difference below the threshold j81.
  • Use code phase This program is used to determine CPAlf.
  • the code phase CPA1 of the GPS satellite 12a etc. corresponding to the frequency difference not within the frequency threshold ⁇ 1 is not determined as the positioning use code phase CPAlf, and the positioning power is excluded.
  • the code phase CPA1 corresponding to the frequency difference within the frequency threshold ⁇ 1 and corresponding to the code phase difference equal to or less than the threshold j81 is used for positioning. That is, the positioning use code phase determination program 1126 and the control unit 1100 are examples of phase exclusion units.
  • the positioning use code phase CPAlf is, for example, CPAlfa, CPAlfb, CPAlfc, and CPAlfd corresponding to the GPS satellites 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively.
  • Control unit 1100 stores positioning use code phase information 1166 indicating positioning use code phase CPAlf in second storage unit 1150.
  • terminal 1020 stores positioning program 1128 in first storage unit 1110.
  • the positioning program 1128 is controlled by the control unit 1100 using the positioning usage code phase CPAlf. Is a program for positioning the current position using.
  • the positioning program 1128 and the control unit 1100 are examples of a positioning unit.
  • the positioning use code phase CPAlf is the code phase CPA1 or the like within the above-described threshold value j81. In other words, positioning the current position using the positioning use code phase CPAlf is synonymous with positioning the current position using the code phase CPA1 or the like within the threshold j81.
  • control unit 1100 measures the current position using these positioning use code phases CPAlf, and calculates the positioning position QA1.
  • Control unit 1100 stores positioning position information 1168 indicating calculated positioning position QA1 in second storage unit 1150.
  • terminal 1020 stores positioning position output program 1130 in first storage unit 1110.
  • the positioning position output program 1130 is a program for displaying the control unit 1100 force positioning position Q A1 on the display device 1034 (see FIG. 7).
  • the terminal 1020 is configured as described above.
  • the terminal 1020 can determine whether or not the code phase difference between the current code phase CPA1 and the prediction code phase CPAe is equal to or less than a predetermined threshold j81. Therefore, the terminal 1020 can verify the accuracy of the code phase CPA1.
  • the terminal 1020 receives the code phase C corresponding to the code phase difference equal to or less than the threshold ⁇ 1.
  • the current position can be measured using PA1.
  • terminal 1020 can perform positioning with high accuracy in a weak electric field with weak signal strength after verifying the accuracy of the code phase of the positioning basic code.
  • the terminal 1020 can exclude the positioning ability of the code phase CPA1 corresponding to the frequency fAl outside the range within the frequency threshold ⁇ 1.
  • the terminal 1020 receives the positioning basic code in a weak electric field with a weak signal strength. After verifying the accuracy of the code phase, positioning can be performed with higher accuracy.
  • the above is the configuration of the terminal 1020 according to the first embodiment.
  • the operation example will be mainly shown in FIG. explain.
  • FIG. 13 is a schematic flowchart showing an operation example of the terminal 1020.
  • terminal 1020 receives radio wave S 1 and the like, and calculates a measurement (step S in FIG. 13).
  • This step S101 is an example of a phase calculation step.
  • the terminal 1020 stores the measurement (step S102).
  • the terminal 1020 determines whether or not the absolute value force of the frequency difference between the current frequency fAl and the previous frequency fAO is equal to or less than the frequency threshold ex 1 (step S103).
  • Terminal 1020 does not use code phase CPA1 corresponding to the frequency difference determined to be not less than or equal to frequency threshold value ⁇ 1 in step S103 for positioning (step S109). In other words, positioning use code phase CPAlf and Hashi! / ,.
  • step S104 is an example of a predicted phase calculation step.
  • terminal 1020 determines whether or not the absolute value of the code phase difference between code phase CPA1 and prediction code phase CPAe is equal to or less than threshold value j81 (step S105).
  • This step S105 is an example of a phase evaluation step.
  • Terminal 1020 determines that code phase CPA1 for which the absolute value of the code phase difference is less than or equal to threshold 131 is the positioning use code phase CPAlf.
  • terminal 1020 determines whether or not there are three or more positioning use code phases CPAlf (step S106).
  • step S 106 if it is determined that the terminal 1020 force positioning use code phase CPAlf is less than three, positioning is impossible, and the process is terminated without positioning.
  • step S106 terminal 1020 force positioning use code phase CPA
  • step S107 positioning is performed using the positioning use code phase CPAlf.
  • This step S107 is an example of a positioning step.
  • terminal 1020 outputs positioning position QA1 (see FIG. 9) (step S108).
  • the terminal 1020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the phase of the positioning basic code in a weak electric field with weak signal strength.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating the terminal 2020 and the like according to the second embodiment.
  • the terminal 2020 is a positioning satellite, for example, GPS satellites 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g and 12h force are also transmitted by radio waves SI, S2, S3, S4, S5. , S6, S7 and S8 can be received.
  • the GPS satellite 12a is an example of a transmission source.
  • the positioning satellite is not limited to a GPS satellite, but may be a satellite widely used in SPS (Satellite Positioing System).
  • Various codes are carried on the radio wave S1 and the like.
  • One of them is the CZA code Sea.
  • the CZA code Sea consists of 1,023 chips.
  • Terminal 2020 is an example of a positioning device that measures the current position, and uses this CZA code to measure the current position.
  • This CZA code Sea is an example of a positioning basic code.
  • Almanac Sal and FEMERIS Seh are information to be carried on the radio wave S1 and the like.
  • Almanac Sal is information that shows the approximate satellite orbit of all GPS satellites 12a, etc.
  • FEMERIS Seh is information that shows the precise satellite orbit of each GPS satellite 12a and so on.
  • the almanac Sal and the FEMERIS Seh are collectively called navigation messages.
  • the terminal 2020 can determine the code phase (phase) of the CZA code from, for example, three or more different GPS satellites 12a, and can determine the current position.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram showing an example of a positioning method.
  • the code fraction part CZAa exists. That is, between the GPS satellite 12a and the terminal 2020, there are an integer multiple of the CZA code and a fractional part. An integer multiple of the CZA code The total length of the fractional part is the pseudorange. Terminal 2020 performs positioning using pseudoranges for three or more GPS satellites 12a and the like.
  • the fractional part CZAa of the CZA code is referred to as a code phase.
  • the code phase can be indicated by, for example, the number of chips with 1,023 in the CZA code, or can be indicated in terms of distance.
  • the code phase is converted into a distance.
  • the position of the GPS satellite 12a in the orbit can be calculated using FEMERIS Seh. For example, if the distance between the position of the GPS satellite 12a in the orbit and the initial position QBO described later is calculated, a portion that is an integral multiple of the CZA code can be specified. Since the length of the CZA code is 300 kilometers (km), the position error of the initial position QB0 needs to be within 150 kilometers (km).
  • correlation processing is performed while moving the phase of the replica CZA code in the direction of the arrow XI, for example.
  • the terminal 2020 performs correlation processing while changing the synchronization frequency.
  • This correlation processing includes coherent processing and incoherent processing described later.
  • the phase at which the correlation integrated value becomes maximum is the code fraction CZAa.
  • the terminal 2020 may perform positioning using, for example, radio waves from a communication base station of a mobile phone. Further, unlike the second embodiment, the terminal 2020 may receive radio waves from a LAN (Local Area Network) and perform positioning.
  • LAN Local Area Network
  • FIG. 16 is an explanatory diagram of the correlation process.
  • Coherent is a process of correlating the CZA code received by the terminal 2020 and the replica CZA code.
  • the replica CZA code is a code generated by the terminal 2020.
  • the replica CZA code is an example of a replica positioning basic code.
  • the coherent time is 10 msec
  • the correlation value between the CZA code synchronously integrated in the time of 10 msec and the replica CZA code is calculated.
  • the code phase when the correlation is obtained and the correlation value are output.
  • Incoherent adds the correlation value of the coherent result, This is a process of calculating (incoherent value).
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the relationship between the correlation integrated value and the code phase.
  • the code phase CP1 corresponding to the maximum correlation integrated value Pmax in Fig. 17 is the code phase of the CZA code (equal to the code phase of the replica CZA code).
  • terminal 2020 sets the correlation integrated value with the smaller correlation integrated value in the code phase one-half chip away from code phase CP1 as the correlation integrated value Pnoise of noise.
  • the terminal 2020 defines the value obtained by dividing the difference between Pmax and Pnoise by Pmax as the signal strength XPR.
  • Signal strength XPR is an example of signal strength.
  • the terminal 2020 sets the code phase CP1 as a code phase candidate to be used for positioning.
  • this code phase is also referred to as “candidate code phase”.
  • the candidate code phase is a candidate for use in positioning.
  • FIG. 18 and FIG. 19 are diagrams showing an example of the relationship between the candidate code phase and the passage of time.
  • FIG. 18 shows a state where the GPS satellite 12a is approaching the terminal 2020, for example.
  • the frequencies belonging to the frequency sequence F1 are set to increase with time. This is because the arrival frequency when the radio wave S1 reaches the terminal 2020 is increased due to the Doppler shift caused when the GPS satellite 12a approaches the terminal 2020.
  • the terminal 2020 uses, for example, three frequency sequences Fl, F2, and F3 as shown in FIG. 19 in order to efficiently synchronize with the changing arrival frequency.
  • the frequency series F1 etc. is an example of a frequency series.
  • the frequency sequences F1 and F2 are separated by a frequency width of 50 hertz (Hz).
  • the frequency series F1 and F3 are also only 50 Hz wide (Hz). There is a gap.
  • the frequency interval of 50 Hertz (Hz) is predefined. That is, a frequency interval of 50 hertz (Hz) is an example of a frequency interval. This frequency interval is
  • one or four or more may be used.
  • each frequency series F1 and the like are set so as to change with time in anticipation of a Doppler shift of the arrival frequency.
  • any one of the frequency series F1 and the like should follow the Doppler shift of the arrival frequency with the highest accuracy.
  • the code phase C1 is calculated.
  • the code phase C2 is calculated.
  • code phase C3 is calculated.
  • the code phase calculated with the highest XPR is generally the most reliable.
  • the frequency sequence F1 or the like having the highest XPR is not always maintained. For example, as shown in FIG. 19, for example, between time tl and t2, it was calculated with frequency sequence F2 between time t2 and t3 where XPR of code phase C1 calculated with frequency sequence F1 was the highest. Code phase C2 XPR is the highest.
  • the frequency sequence F1 should keep following the actual arrival frequency with the highest accuracy compared to the other frequency sequences F2 and F3. For this reason, the candidate code phase calculated in the frequency sequence F1 should have the highest accuracy even if the frequency sequence F1 has a time zone in which the signal strength XPR is lower than those of the other frequency sequences F2 and F3. .
  • the terminal 2020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the candidate code phase under the weak electric field by the following hardware configuration and software configuration.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing the main hardware configuration of terminal 2020.
  • terminal 2020 includes a computer, and the computer includes node 2022.
  • the bus 2022 includes a CPU (Central Processing Unit) 2024, storage device 2
  • the storage device 2026 is, for example, a RAM (Random Access
  • an input device 2028, a power supply device 2030, a GPS device 2032, a display device 2034, a communication device 2036, and a clock 2038 are connected to the bus 2022.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing the configuration of the GPS device 2032.
  • the GPS device 2032 is configured by an RF 2032a and a base node 2032b.
  • the RF unit 2032a receives the radio wave S1 and the like with the antenna 2033a. Then, it amplifies a signal such as a CZA code carried on the LNA2033b force radio wave S1, which is an amplifier. Then, the mixer 2033c down-converts the signal frequency. The quadrature (IQ) detector 20 33d then IQ separates the signal. Subsequently, the AZD Contourers 2033el and 2033e2 are configured to convert the IQ separated signals into digital signals!
  • the baseband unit 2032b receives the signal converted into the digital signal from the RF unit 2032a, samples and integrates the signal, and correlates with the CZA code held in the baseband unit 2032b. It is configured to take.
  • the baseband unit 2032b has, for example, 128 correlators (not shown) and accumulators (not shown), and at 128 phases at the same time, Correlation processing can be performed.
  • the correlator is configured to perform the coherent processing described above.
  • the accumulator is configured to perform the incoherent process described above.
  • FIG. 22 is a schematic diagram showing a main software configuration of terminal 2020.
  • terminal 2020 has a control unit 2100 that controls each unit, a GPS 2102 that corresponds to GPS device 2032 in FIG. 20, a timekeeping unit 2104 that corresponds to clock 2038, and the like.
  • the terminal 2020 also includes a first storage unit 2110 for storing various programs and a second storage unit 2150 for storing various types of information.
  • terminal 2020 stores navigation message 2152 in second storage unit 2150.
  • Navigation message 2152 includes almanac 2152a and ephemeris 2152b.
  • the terminal 2020 uses the almanac 2152a and the ephemeris 2152b for positioning.
  • terminal 2020 stores initial position information 2154 in second storage unit 2150.
  • the initial position QB0 is, for example, the previous positioning position.
  • terminal 2020 stores observable satellite calculation program 2112 in first storage unit 2110.
  • the observable satellite calculation program 2112 is a program for the control unit 2100 to calculate observable GPS satellites 12a and the like with reference to the initial position QB0 indicated in the initial position information 2154.
  • the control unit 2100 refers to the almanac 2152a, and determines the observable GPS satellites 12a and the like at the current time measured by the time measuring unit 2104.
  • the control unit 2100 stores the observable satellite information 2156 indicating the observable GPS satellites 12a and the like (hereinafter referred to as “observable satellites”) in the second storage unit 2150.
  • the observable satellites are GPS satellites 12a to 12h (see FIGS. 1 and 22).
  • terminal 2020 stores estimated frequency star calculation program 2114 in first storage unit 2110.
  • the estimated frequency star calculation program 2114 is a program for the control unit 2100 to estimate the arrival reception frequency of the radio wave S1, etc. is there.
  • This arrival frequency is a frequency when radio wave S1 reaches terminal 2020. More specifically, this arrival frequency is an intermediate (IF) frequency when the radio wave S1 reaches the terminal 2020 and is further down-converted in the terminal 2020.
  • IF intermediate
  • FIG. 23 is an explanatory diagram of the estimated frequency star calculation program 2114.
  • control unit 2100 calculates estimated frequency A2 by adding Doppler shift H2 to transmission frequency HI from GPS satellite 12a or the like.
  • the transmission frequency HI of GPS satellite 12a is known, for example, 1,575.42 MHz.
  • Doppler shift H2 is caused by relative movement between each GPS satellite 12a and the like and the terminal 2020.
  • the control unit 2100 uses the F-Meris 2152b and the initial position QBO to
  • the control unit 2100 calculates an estimated frequency A2 for each GPS satellite 12a, etc., that can be observed.
  • the estimated frequency A2 includes an error corresponding to the drift of the clock of the terminal 2020 (reference oscillator: not shown).
  • Drift is a change in oscillation frequency due to a temperature change.
  • the control unit 2100 searches for the radio wave S1 and the like at a frequency having a predetermined width around the estimated frequency A2.
  • the radio wave S 1 and the like are searched for in a frequency range of (A2—100) 1 ⁇ 3 ⁇ 4 to (8 2 +100) 1 ⁇ Hz at a frequency of every 100 Hz.
  • the center frequency for starting the search is calculated based on the estimated frequency A2 and the estimated drift.
  • terminal 2020 stores measurement calculation program 2116 in first storage unit 2110.
  • the measurement calculation program 2116 is a correlation process between the CZA code that received the GPS satellite 12a iso-power and the replica CZA code generated by the terminal 2020 for each frequency series F1 to F3 for each GPS satellite 12a etc. This is a program for calculating a measurement including the maximum correlation integrated value Pmax, the correlation integrated value Pnoise of noise, the candidate code phase and the reception frequency. Measurement calculation pro
  • the gram 2116 and the control unit 2100 are an example of a phase calculation unit and an example of a reception frequency specifying unit.
  • FIGS. 24A to 24C are explanatory diagrams of the measurement calculation program 2116.
  • FIG. 24A to 24C are explanatory diagrams of the measurement calculation program 2116.
  • the control unit 2100 divides one chip of the CZA code, for example, at equal intervals by the baseband unit 2032b, and performs correlation processing.
  • one chip of CZA code is divided into 32 equal parts.
  • correlation processing is performed at an interval of the phase width of the 1/32 chip (first phase width W1).
  • the phase of the first phase width W1 interval when the control unit 2100 performs the correlation process is referred to as a first sampling phase SC1.
  • the first phase width W1 is defined as the phase width at which the maximum correlation value Pmax can be detected when the signal strength when the radio wave S1 etc. reaches the terminal 2020 is ⁇ 155 dBm or more. Yes. Simulations show that the maximum correlation value Pmax can be detected even with a weak electric field if the signal strength is –155 dBm or more with a phase width of 1/32 chip.
  • the control unit 2100 performs correlation processing while shifting the frequency range of ⁇ 100kHz around the estimated frequency A2 by the first phase width W1. At this time, correlation processing is performed while shifting the frequency by 100 Hz.
  • the baseband unit 2032b outputs the correlation value integration P corresponding to the phases C1 to C64 for two chips.
  • Each phase C1 to C64 is the first sampling phase SC1.
  • control unit 2100 searches, for example, from the first chip to the 1,023 chip of the CZA code.
  • the control unit 2100 calculates the code phase CPB1, the reception frequency fBl, PBmaxl, and PBnoisel in each frequency series F1 to F3 for each GPS satellite 12a, etc., and sets it as the current measurement information 2160.
  • Code phase CPB1, reception frequency fBl, PBmaxl, and PB noisel are collectively referred to as measurement.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of current measurement information 2160. As shown in FIG.
  • the current measurement information 2160 indicates, for example, the frequency fBl la, the code phase CPBlla, PBmaxlla, and PBnoisel la in the frequency sequence F1 for the GPS satellite 12a.
  • the current measurement information 2160 indicates the frequency fB12a and the code phase CPB12a, PBmaxl2a, and PBnoisel2a in the frequency sequence F2 for the GPS satellite 12a.
  • the current measurement information 2160 indicates the frequency fB13a and the code phase CPB13a, PBmaxl3a, and PBnoisel3a in the frequency sequence F3 for the GPS satellite 12a.
  • the frequencies fBlla to fB13a are reception frequencies when the radio wave S1 from the GPS satellite 12a is received.
  • the current measurement information 2160 indicates the frequency f 1 lb (not shown) in the frequency sequence F1 to frequency sequence F3 and the like for the GPS satellites 12b to 12f.
  • the measurement in the same frequency series F1 etc. for the same GPS satellite 12a etc. is called the corresponding measurement.
  • the code phase CPB1 la and the frequency fBl la in the frequency sequence F1 for the GPS satellite 12a are the corresponding measurements.
  • a narrow correlator (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-312163) may be employed as a correlation processing method.
  • terminal 2020 stores measurement storage program 2118 in first storage unit 2110.
  • the measurement storage program 2118 is a program for storing the control unit 2100 force measurement in the second storage unit 2150.
  • the control unit 2100 stores the new measurement as the current measurement information 2160 in the second storage unit 2150, and stores the existing current measurement information 2160 as the previous measurement information 2162 in the second storage unit 2150.
  • the previous measurement information 2162 includes the code phase CPB0, frequency fB0, PBmaxO, and PBnoiseO at the previous positioning.
  • FIG. 26 shows the previous measurement information 2162. As shown in FIG.
  • the previous measurement information 2162 includes each frequency for each GPS satellite 12a.
  • the frequency fBO la and the like calculated in the number series F 1 to F 3 are shown.
  • FIG. 26 only the measurement for the GPS satellite 12a is shown, and the measurement for the other GPS satellites 12b etc. is omitted.
  • terminal 2020 stores frequency evaluation program 2120 in first storage unit 21 10.
  • the frequency evaluation program 2120 is a program for the control unit 2100 to determine whether or not the frequency difference between the reception frequency fBO at the previous positioning and the reception frequency fBl at the current positioning is less than or equal to the frequency threshold oc2. .
  • the range below the frequency threshold ⁇ 2 is defined in advance by a threshold less than the frequency interval of the frequency sequences F 1, F2 and F3. As described above, if the frequency interval is 50 hertz (Hz), the frequency threshold ⁇ 2 is, for example, 30 hertz (Hz).
  • the frequency evaluation program 2120 and the control unit 2100 described above are examples of a frequency difference evaluation unit.
  • the range below the frequency threshold ⁇ 2 is an example within a predetermined frequency difference allowable range.
  • the control unit 2100 makes the above-described determination for all code phases CP B 1 la and the like (see FIG. 25) indicated in the current measurement information 2160. For example, it is determined whether or not the frequency difference between the current frequency fBl la for the GPS satellite 12a and the previous frequency fBO la is equal to or less than the frequency threshold a2. Similarly, it is determined whether or not the frequency difference between the frequency fB 12a and the frequency fB02a is equal to or less than the frequency threshold ⁇ 2, and whether or not the frequency difference between the frequency fB 13a and the frequency fB03a is equal to or less than the frequency threshold ⁇ 2. Judging. Similarly, for the GPS satellites 12b to 12f, the frequency is similarly determined.
  • the terminal 2020 does not use the corresponding code phase CPB 1 la or the like for positioning. That is, the frequency evaluation program 2120 and the control unit 2100 are examples of phase exclusion units.
  • terminal 2020 stores prediction code phase program 2122 in first storage unit 2110. Based on the code phase CPB0 at the previous positioning, the Doppler shift of the radio wave S1, etc., and the elapsed time dt from the previous positioning! This is a program for predicting the phase and calculating the prediction code phase CPBe.
  • Prediction code phase CPBe is an example of a prediction phase.
  • the prediction code phase program 2122 and the control unit 2100 are examples of a prediction phase calculation unit.
  • the control unit 2100 calculates a prediction code phase CPBe for each frequency series F1 to F3 for each GPS satellite 12a and the like.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram of the prediction code phase program 2122.
  • control unit 2100 uses the prediction code phase CP according to Equation 2.
  • the control unit 2100 obtains the value obtained by multiplying the relative movement speed of the GPS satellite 12a and the terminal 2020 by the elapsed time dt from the previous positioning, for example, from the code phase CPB0 at the previous positioning.
  • the prediction code phase CPBe is calculated by subtracting.
  • Equation 2 the prediction code phase CPBe and the previous code phase CPB0 are converted into distances.
  • the radio waves S1 and the like propagate at the speed of light. Therefore, by dividing the speed of light by the transmission frequency HI of the radio wave S1, the approximate speed corresponding to the Doppler shift of 1 hertz (Hz) can be calculated.
  • a Doppler shift of plus (+) 1 hertz (Hz) means that the GPS satellite 12a is approaching the terminal 2020 at 0.19 meters per second (mZs).
  • the prediction code phase CPBe is shorter than the code phase CPB0 at the previous positioning.
  • the Doppler shift is, for example, the difference between the frequency fBO at the previous positioning and the transmission frequency HI.
  • the fact that the Doppler shift is minus (1) 1 hertz (Hz) means that the GP S satellite 12a is far away from the terminal 2020 at 0.19 meters per second (mZs). is there. For this reason, the prediction code phase CPBe is longer than the code phase CPB0 at the previous positioning.
  • Equation 2 is established under the condition that the elapsed time of the previous positioning force is short. In other words, Equation 2 holds as long as the relationship between the code phase and the elapsed time can be shown as a straight line on the graph.
  • the average value of the difference between the frequency fBO at the previous positioning and the transmission frequency HI and the difference between the current frequency fBl and the transmission frequency HI may be a deviation.
  • the prediction code phase CPBe can be calculated more accurately.
  • control unit 2100 uses the code phase CPB0 at the time of the previous positioning, and further uses the code phase CPB0 at the time of completion of the correlation process, so that the prediction code phase CPBe may be calculated.
  • the code phase CPB0 at the completion of the correlation process is more accurate than the code phase at the start of the correlation process or in the process of the correlation process because the noise is canceled by the integration, so the accuracy of the predicted code phase CPBe is also higher. Become.
  • the control unit 2100 stores the prediction code phase information 2164 indicating the calculated prediction code phase CPBe in the second storage unit 2150.
  • FIG. 28 is a diagram showing an example of the prediction code phase information 2164. As shown in FIG.
  • the prediction code phase information 2164 includes, for example, the prediction code phase CPBela in the frequency sequence F1 for the GPS satellite 12a, the prediction code phase CPBe2a in the frequency sequence F2, and the frequency sequence F3.
  • the prediction code phase CPBe3 a is shown.
  • the prediction code phase information 2164 indicates the prediction code phase CPBelb and the like (not shown) in the frequency sequences F1 to F3 for the GPS satellites 12b to 12f.
  • terminal 2020 stores code phase evaluation program 2124 in first storage unit 2110.
  • the control unit 2100 determines whether the code phase difference between the current code phase CPB1 and the predicted code phase CPBe is less than or equal to the code phase threshold / 3 2 (hereinafter referred to as “threshold / 3 2”). This is a program for judging The range below the threshold value j82 is an example within the phase difference allowable range.
  • the code phase evaluation program 2124 and the control unit 2100 are examples of a phase difference evaluation unit.
  • the control unit 2100 sets the code phase CPB1 corresponding to the frequency difference determined to be equal to or smaller than the threshold value ⁇ 2 by the frequency evaluation program 2120 described above as a determination target based on the code phase evaluation program 2124.
  • the control unit 2100 Based on the code phase evaluation program 2124, the control unit 2100 has a code phase difference equal to or smaller than a threshold value 2 for each frequency series F1 to F3 of each GPS satellite 12a and the like.
  • the code phase difference evaluation pass count (hereinafter referred to as “pass count”) is incremented by one. Then, the control unit 2100 sets the number of passes to 0 when the code phase difference is larger than the threshold value
  • Control unit 2100 stores code phase evaluation nos count information 2166 indicating the number of passes in second storage unit 2150.
  • terminal 2020 stores code phase selection program 2126 in first storage unit 2110.
  • the control unit 2100 selects the code phase CPB1 having the smallest code phase difference for each GPS satellite 12a etc. from the code phase CPB1 corresponding to the code phase difference of the threshold j8 2 or less.
  • This is a program for selecting the selection code phase CPls.
  • the selection code phase CPls is an example of the selection phase.
  • the code phase selection program 2126 and the control unit 2100 are examples of a phase selection unit.
  • FIG. 29 is an explanatory diagram of the code phase selection program 2126.
  • the control unit 2100 calculates the absolute value dCPBl la of the difference between the code phases CPB1 la and CPBela in the frequency sequence F1 for the GPS satellite 12a. Also, the control unit 2100 calculates the absolute value dCPB12a of the difference between the code phases CPB12a and CPB e2a in the frequency sequence F2, and the absolute value dCPB 13a of the difference between the code phases CPB13a and CPBe3a in the frequency sequence F3.
  • control unit 2100 sets the code phase CPBlla as the selected code phase CPlsa.
  • the control unit 2100 performs the above-described selection for each GPS satellite 12a and the like.
  • the control unit 2100 selects selection code phase information indicating the selected selection code phase CPls.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of the selection code phase information 2168. As shown in FIG.
  • the selected code phase information 2168 indicates the code phase calculated in any one of the frequency sequences F1 to F3 for each GPS satellite 12a and the like.
  • terminal 2020 stores selection code phase first evaluation program 2128 in first storage unit 2110.
  • the selection code phase first evaluation program 2128 is a program for the control unit 2100 to determine whether or not the signal strength XPR of the selection code phase CP lsa is the maximum power.
  • the selection code phase first evaluation program 2128 and the control unit 2100 are examples of a selection phase first evaluation unit.
  • control unit 2100 determines, for each GPS satellite 12a and the like, whether or not it is the maximum in the XPR force code phase CPB 1 and the like of the selected code phase CP 1 sa.
  • terminal 2020 stores selection code phase second evaluation program 2130 in first storage unit 2110.
  • the selection code phase second evaluation program 2130 is a program for determining whether or not the number of passes described above is ⁇ or more. ⁇ times is, for example, 3 times and is defined in advance. The range of y times or more is an example within the specified number of times range.
  • the selection code phase second evaluation program 2130 and the control unit 2100 are examples of the selection phase second evaluation unit.
  • the number of nos is set to 0 unless the code phase difference is less than or equal to the threshold value 132. Therefore, the number of nos is equal to or more than ⁇ . If the threshold value is j8 2 or less, it means that it is continuously ⁇ times or more.
  • the selection code phase second evaluation program 2130 is also a program for the control unit 2100 to determine whether or not the XPR reduction frequency power during the integration time is, for example, 10 times or more.
  • control unit 2100 determines that the selection code phase CP 1 sa or the like has a maximum signal strength XPR such as the selection code phase CP 1 sa by the selection code phase first evaluation program 2128 described above. Judgment is made using the second evaluation program 2130.
  • FIGS. 31A to 31C are explanatory diagrams of the selection code phase second evaluation program 2130.
  • FIG. 31A to 31C are explanatory diagrams of the selection code phase second evaluation program 2130.
  • the integration time is 16 seconds (s)
  • the XPR when 16 seconds (s) has elapsed (when the integration is completed) is the maximum. This is also the power that the CZA code accumulates, while the noise cancels each other out.
  • the code phase at the completion of this integration is highly reliable.
  • XPR may be small and XPR may be reduced immediately after the start of integration. And if the received radio wave is a radio wave carrying a CZA code, XPR will increase as the integration time elapses.
  • the decrease in XPR occurs even if the time corresponding to the accumulated time starting force continues, it can be considered that the received signal is noise. In other words, if the decrease in XPR does not occur after a time equivalent to the accumulated time starting force continues, it means that the received signal can be considered not noise.
  • terminal 2020 stores positioning program 2132 in first storage unit 2110.
  • the positioning program 2132 displays the selection code phase CP 1 s in the positioning code phase CPB when the control unit 2100 determines that the determination result by the selection code phase first evaluation program 2128 or the selection code phase second evaluation program 2130 is affirmative. It is a program for positioning the current position as If. That is, the positioning program 2132 and the control unit 2100 are examples of a positioning unit.
  • control unit 2100 sets the selection code phase CP 1 sa as the positioning use code phase CPB If a.
  • Control unit 2100 determines that the number of code phase evaluation passes is ⁇ or more and the reduction of XPR is less than 10 even if the XPR of the selected code phase CPlsa is not the maximum.
  • the selection code phase CPlsa is used as the positioning use code phase CPBlfa.
  • the control unit 2100 has a power that the number of code phase evaluation passes is less than ⁇ times, or the decrease in XPR is 10 times or more.
  • the XPR is larger! /, Which is the positioning use code phase CPB If a.
  • Control unit 2100 stores positioning use code phase information 2170 indicating determined positioning use code phase CPBlf in second storage unit 2150.
  • FIG. 32 is a diagram showing an example of the positioning use code phase information 2170.
  • positioning use code phase information 2170 indicates, for example, positioning use code phases CPBlfa, CPBlf b, CPB If c, and CPBlf d corresponding to GPS satellites 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively. Information.
  • Control unit 2100 calculates current position Q1 using positioning use code phase CPBlfa, CPBlfb, CPBlfc and CPBlfd indicated in positioning use code phase information 2170.
  • Control unit 2100 stores positioning position information 2172 indicating calculated positioning position QB1 in second storage unit 2150.
  • terminal 2020 stores positioning position output program 2 134 in first storage unit 2110.
  • the positioning position output program 2134 is a program for displaying the control unit 2100 force positioning position QB1 on the display device 2034 (see FIG. 20).
  • the terminal 2020 is configured as described above.
  • the terminal 2020 can determine whether the code phase difference is less than or equal to the threshold value 132. In other words, terminal 2020 can verify the accuracy of code phase CPB1.
  • terminal 2020 has a code phase difference corresponding to a code phase difference corresponding to a code phase difference whose code phase difference is equal to or less than a threshold value / 32 or less.
  • Selection phase CPB1 can be selected to select selection code phase CPls. Since the selection code phase CPls is the code phase with the smallest code phase difference, it is more accurate than the code phase CPB1 of other frequency series.
  • terminal 2020 can determine whether or not the signal strength XPR of selection code phase CP Is is the maximum power. If the XPR of the selection code phase CP Is is maximum, it can be assumed that the selection code phase CPls is guaranteed to be more accurate than the other code phases CPB1.
  • the terminal 2020 changes the selection code phase CPls to the positioning use code phase C.
  • PBlf can measure the current position.
  • terminal 2020 can perform positioning with high accuracy after verifying the phase accuracy of the positioning basic code in a weak electric field with weak radio field strength.
  • terminal 2020 since terminal 2020 has the selected code phase second evaluation program 2130, the number of times that the code phase force in the frequency sequences F1 to F3 to which the selected code phase CPls belongs is continuously less than or equal to the threshold j8 2 is 3 times. If this is the case, selection code phase C
  • Pis can be used to measure the current position.
  • the terminal 2020 can perform positioning using the code phase with high accuracy even when the determination result by the selection code phase first evaluation program 2128 is negative. .
  • the terminal 2020 can exclude the positioning power of the code phase CPB1 corresponding to the frequency fBl outside the range within the frequency threshold ⁇ 2.
  • FIG. 33 is a schematic flowchart showing an operation example of the terminal 2020.
  • terminal 2020 receives radio wave S1 and the like, and calculates a measurement (step S in Fig. 33).
  • This step S201 is an example of a phase calculation step.
  • the terminal 2020 stores the measurement (step S202).
  • terminal 2020 determines whether or not the absolute value of the frequency difference between current frequency fBl and previous frequency fBO is equal to or less than frequency threshold ex 2 (step S 203).
  • Terminal 2020 does not use code phase CPB1 corresponding to the frequency difference determined to be not less than or equal to frequency threshold a2 in step S203 for positioning (step S211).
  • step S204 is an example of a predicted phase calculation step.
  • terminal 2020 determines whether the absolute value of the code phase difference between code phase CPB1 and prediction code phase CPBe is equal to or less than threshold value j82 (step S205).
  • This step S205 is an example of a phase evaluation step.
  • Terminal 2020 does not use code phase CPB1 corresponding to the code phase difference determined to be not less than or equal to threshold 132 in step S205 for positioning! (Step S211).
  • terminal 2020 determines the smallest code phase difference for each GPS satellite 12a, etc., for code phase CPB1 corresponding to the code phase difference determined not to be less than or equal to threshold 132 in step S205.
  • the code phase CPB1 corresponding to is selected and set as the selection code phase CPls (step S206).
  • This step S206 is an example of a phase selection step.
  • terminal 2020 determines positioning use code phase CPB If (step S207).
  • step S207 will be described using FIG. 34 as an example in which it is determined whether or not the selection code phase CPlsa in the positioning sequence F1 of the GPS satellite 12a is used for positioning. To do.
  • FIG. 34 is a flowchart showing details of step S207.
  • terminal 2020 determines whether or not the XPR of selection code phase CPlsa is maximum (step S221 in FIG. 34).
  • This step S221 is an example of a selected phase first evaluation step.
  • step S221 determines the selection code phase CP 1 sa to be the positioning use code phase CPB If a (step S 224).
  • step S221 determines whether the number of passes of the code phase evaluation in frequency sequence F1 is three or more (step S222). .
  • step S222 is an example of the second selection phase evaluation step.
  • step S222 determines whether the number of XPR reductions in frequency sequence F1 is less than 10 (step S223).
  • step S223 If terminal 2020 determines in step S223 that the number of XPR reductions of frequency sequence F1 is less than 10, the selection code phase CPlsa is used for positioning use code phase.
  • step S222 determines that the number of XPR reductions in frequency sequence F1 is not less than 10 in step S223, CP12a Alternatively, among CP13a, the one with the largest XPR is determined as the positioning use code phase CPBlfa (step S225).
  • the terminal 2020 for each GPS satellite 12a, etc., performs the above steps S221 to S2.
  • terminal 2020 determines whether or not there are three or more positioning use code phases CPBlf (step S 208).
  • step S208 If it is determined in step S208 that the terminal 2020 force positioning use code phase CPBlf is less than three, positioning is impossible, and the process ends without positioning. [0359] On the other hand, if it is determined in step S206 that the terminal 2020 force positioning use code phase CP Blf is three or more, positioning is performed using the positioning use code phase CPBlf (step S209). .
  • This step S209 is an example of a positioning step.
  • terminal 2020 outputs positioning position QB1 (see FIG. 22) (step S210).
  • the terminal 2020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the phase of the positioning basic code under a weak electric field with weak signal strength.
  • FIG. 35 is a schematic diagram illustrating a terminal 3020 and the like according to the third embodiment.
  • Fig. 35 [As shown here, terminal 3020 ⁇ , 3 ⁇ 4 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , GPS satellites 12a, 12b, 1 2c, 12d, 12e, 12f, 12g, and 12h forces are also applied to radio wave SI. , S2, S3, S4, S5, S6, S7 and S8.
  • the GPS satellite 12a is an example of a transmission source. The source is not limited to a GPS satellite as long as it is an SPS (Satellite Positioning System) satellite.
  • the CZA code Sea consists of 1,023 chips.
  • the terminal 3020 is an example of a positioning device that measures the current position, and performs positioning of the current position using this CZA code.
  • This CZA code Sea is an example of a positioning basic code.
  • Almanac Sal and FEMERIS Seh are information to be placed on the radio wave S1 and the like.
  • Almanac Sal is information that shows the approximate satellite orbit of all GPS satellites 12a, etc.
  • FEMERIS Seh is information that shows the precise satellite orbit of each GPS satellite 12a and so on.
  • the almanac Sal and the FEMERIS Seh are collectively called navigation messages.
  • the terminal 3020 can determine the position of the CZA code from three or more different GPS satellites 12a and the like, and can determine the current position! /.
  • FIG. 36 is a conceptual diagram showing an example of a positioning method.
  • CZA codes are continuously arranged between the GPS satellite 12a and the terminal 3020.
  • the GPS satellite 12a and the terminal 3020 Since the distance between them is not necessarily an integral multiple of the length of the CZA code (300 kilometers (km)), there is a code fraction part CZAa. That is, between the GPS satellite 12a and the terminal 3020, there are an integer multiple of the C ZA code and a fractional part.
  • the total length of the integer multiple part and the fractional part of the CZA code is the pseudorange.
  • the terminal 3020 performs positioning using pseudoranges for three or more GPS satellites 12a and the like.
  • the fractional part CZAa of the CZA code is called a code phase.
  • the code phase can be indicated by, for example, the number of chips with 1,023 in the CZA code, or can be indicated in terms of distance.
  • the code phase is converted to distance.
  • the position of the GPS satellite 12a in the orbit can be calculated using FEMERIS Seh. For example, if the distance between the position of the GPS satellite 12a in the orbit and the initial position QC0 described later is calculated, a portion that is an integral multiple of the CZA code can be specified. Since the length of the CZA code is 300 kilometers (km), the position error of the initial position QC0 must be within 150 kilometers (km).
  • correlation processing is performed while moving the phase of the replica CZA code in the direction of the arrow XI, for example.
  • the terminal 3020 performs correlation processing while changing the synchronization frequency.
  • This correlation processing includes coherent processing and incoherent processing described later.
  • the phase at which the correlation integrated value becomes maximum is the code fraction CZAa.
  • the terminal 3020 may perform positioning using, for example, radio waves from a communication base station of a mobile phone. Also, unlike the third embodiment, terminal 3020 may receive radio waves from a LAN (Local Area Network) and perform positioning.
  • LAN Local Area Network
  • FIG. 37 is an explanatory diagram of the correlation processing.
  • Coherent is a process of correlating the CZA code received by the terminal 3020 and the replica CZA code.
  • the replica CZA code is a code generated by the terminal 3020.
  • the replica CZA code is an example of a replica positioning basic code.
  • Incoherent integrates the correlation value of the coherent result to obtain the correlation integration value.
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of the relationship between the correlation integrated value and the code phase.
  • the terminal 3020 sets the correlation integrated value having the smaller correlation integrated value in the code phase separated by a half chip from the code phase CP1 as the correlation integrated value Pnoise of noise.
  • the terminal 3020 defines the value obtained by dividing the difference between Pmax and Pnoise by Pmax as the signal strength XPR.
  • Signal strength XPR is an example of signal strength.
  • the terminal 3020 sets the code phase CP1 as a code phase candidate to be used for positioning.
  • this code phase is also referred to as “candidate code phase”.
  • the candidate code phase is a candidate for use in positioning.
  • FIG. 39 and FIG. 40 are diagrams showing an example of the relationship between the candidate code phase and the passage of time.
  • FIG. 39 shows a state where the GPS satellite 12a is approaching the terminal 3020, for example.
  • the synchronization frequency F1 is set to increase with time. This is due to the Doppler shift caused by GPS satellite 12a approaching terminal 3020.
  • the terminal 3020 uses, for example, three frequency sequences Fl, F2, and F3, as shown in FIG. 40, in order to efficiently synchronize with the varying arrival frequency.
  • the frequency series F1 etc. is an example of a frequency series.
  • the frequency sequences F1 and F2 are separated by a frequency width of 50 hertz (Hz).
  • the frequency sequences F1 and F3 are separated by a frequency width of 50 hertz (Hz).
  • the frequency interval of 50 Hz is specified in advance. That is, the frequency interval of 50 hertz (Hz) is an example of a frequency interval.
  • This frequency interval is defined within a frequency search step interval in the correlation processing performed by the terminal 3020. For example, if the frequency search step interval is 100 hertz (Hz) (see Figure 45B), it is specified to be less than 100 hertz (Hz).
  • each frequency series F1 and the like is set so as to change with the passage of time in anticipation of the Doppler shift of the arrival frequency.
  • the code phase C1 is calculated.
  • the code phase C2 is calculated.
  • code phase C3 is calculated.
  • frequency series F1 or the like having the highest XPR is not always maintained.
  • frequency sequence F 2 is between time t2 and t3 when XPR of candidate code phase C1 calculated at frequency sequence F1 is the highest.
  • the XPR of candidate code phase C2 calculated in (1) is the highest.
  • the candidate code phase calculated for any one frequency sequence is continuously changed to other frequencies.
  • the accuracy should be higher than the candidate code phase calculated in the sequence.
  • the frequency sequence F1 should keep following the actual arrival frequency with the highest accuracy compared to the other frequency sequences F2 and F3.
  • the terminal 3020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the candidate code phase under the weak electric field by the following hardware configuration and software configuration.
  • FIG. 41 is a schematic diagram showing the main hardware configuration of terminal 3020.
  • terminal 3020 includes a computer, and the computer includes node 3022.
  • the bus 3022 includes a CPU (Central Processing Unit) 3024, storage device 3
  • the storage device 3026 is, for example, a RAM (Random Access
  • an input device 3028, a power supply device 3030, a GPS device 3032, a display device 3034, a communication device 3036, and a clock 3038 are connected to the bus 3022 !.
  • FIG. 37 is a schematic diagram showing the configuration of the GPS device 3032.
  • the GPS device 3032 includes an RF base 3032a and a base non-terminal 3032b.
  • the RF unit 3032a receives the radio wave S1 and the like by the antenna 3033a. Then, it amplifies a signal such as a CZA code carried on the LNA3033a radio wave S1, which is an amplifier. Then, the mixer 3033c down-converts the signal frequency. The quadrature (IQ) detector 30 33d then IQ separates the signal. Subsequently, the AZD Contourers 3033el and 3033e2 are configured to convert the IQ separated signals into digital signals!
  • the baseband unit 3032b receives the signal converted into the digital signal from the RF unit 3032a, samples and integrates the signal, and correlates with the CZA code held in the baseband unit 3032b. It is configured to take.
  • the baseband unit 3032b has, for example, 128 correlators (not shown) and accumulators (not shown), and at the same time at 128 phases, Correlation processing can be performed.
  • the correlator is configured to perform the coherent processing described above.
  • the accumulator is configured to perform the incoherent process described above.
  • FIG. 43 is a schematic diagram showing the main software configuration of terminal 3020.
  • terminal 3020 includes control unit 3100 for controlling each unit, GPS unit 3102 corresponding to GPS device 3032 in FIG. 41, time measuring unit 3104 corresponding to clock 3038, and the like. .
  • the terminal 3020 also includes a first storage unit 3110 for storing various programs and a second storage unit 3150 for storing various types of information.
  • terminal 3020 stores navigation message 3152 in second storage unit 3150.
  • Navigation message 3152 includes almanac 3152a and ephemeris 3152b.
  • the terminal 3020 uses the almanac 3152a and the ephemeris 3152b for positioning.
  • terminal 3020 stores initial position information 3154 in second storage unit 3150.
  • the initial position QC0 is, for example, the previous positioning position.
  • terminal 3020 stores observable satellite calculation program 3112 in first storage unit 3110.
  • the observable satellite calculation program 3112 is a program for the control unit 3100 to calculate observable GPS satellites 12a and the like with reference to the initial position QC0 indicated in the initial position information 3154.
  • control unit 3100 refers to almanac 3152a to determine GPS satellites 12a and the like that can be observed at the current time measured by clock unit 3104.
  • the control unit 3100 stores observable satellite information 3156 indicating the observable GPS satellites 12a and the like (hereinafter referred to as “observable satellites”) in the second storage unit 3150.
  • the observable satellites are GPS satellites 12a to 12h (see FIGS. 35 and 43).
  • terminal 3020 stores estimated frequency calculation program 3114 in first storage unit 3110.
  • the estimated frequency calculation program 3114 is a program for the control unit 3100 to estimate the reception frequency of the radio wave S1 or the like from the GPS satellite 12a or the like.
  • This reception frequency is the arrival frequency when radio wave S1 reaches terminal 3020. More specifically, the reception frequency is such that the radio wave S1 reaches the terminal 3020 and further reaches the terminal 3020.
  • V is the intermediate (IF) frequency when down-converted.
  • FIG. 44 is an explanatory diagram of the estimated frequency calculation program 3114.
  • the control unit 3100 calculates the estimated frequency A3 by adding the Doppler shift H2 to the transmission frequency HI from the GPS satellite 12a or the like.
  • the transmission frequency HI of GPS satellite 12a is known, for example, 1,575.42 MHz.
  • Doppler shift H2 is caused by relative movement between each GPS satellite 12a etc. and terminal 3020
  • the control unit 3100 uses the F-Meris 3152b and the initial position QCO to
  • the control unit 3100 calculates an estimated frequency A3 for each of the observable satellites such as the GPS satellite 12a.
  • the estimated frequency A3 includes a drift error of the clock of the terminal 3020 (reference oscillator: not shown).
  • Drift is a change in oscillation frequency due to a temperature change.
  • the control unit 3100 searches for the radio wave S1 and the like at a frequency having a predetermined width around the estimated frequency A3.
  • the radio wave S 1 and the like are searched in a frequency range of (A3—100) kHz to a frequency of (A3 + 100) k Hz at a frequency of every 100 Hz.
  • terminal 3020 stores measurement calculation program 3116 in first storage unit 3110.
  • the measurement calculation program 3116 performs correlation processing between the CZA code that also received the control unit 3100 power GPS satellite 12a equal force and the replica CZA code generated by the terminal 3020, and the correlation accumulated value maximum value Pmax and noise correlated accumulated value It is a program for calculating measurements including Pnoise, candidate code phase and reception frequency.
  • the measurement calculation program 3116 and the control unit 3100 are an example of a phase calculation unit and an example of a reception frequency specifying unit.
  • 45A to 45C are explanatory diagrams of the measurement calculation program 3116.
  • the control unit 3100 divides one chip of the CZA code, for example, at equal intervals by the baseband unit 3032b, and performs correlation processing.
  • One chip of CZA code is For example, it is divided into 32 equal parts.
  • correlation processing is performed at the phase width (first phase width W1) interval of 1/32 chip.
  • the phase of the first phase width W1 interval when the control unit 3100 performs correlation processing is referred to as a first sampling phase SC1.
  • the first phase width W1 is defined as a phase width that can detect the maximum correlation value Pmax when the signal intensity when the radio wave S1 or the like reaches the terminal 3020 is ⁇ 155 dBm or more. Simulations show that the maximum correlation value Pmax can be detected even with a weak electric field if the signal strength is –155 dBm or more with a phase width of 1/32 chip.
  • the control unit 3100 performs correlation processing while shifting the frequency range of ⁇ 100 kHz around the estimated frequency A3 by the first phase width W1. At this time, correlation processing is performed while shifting the frequency by 100 Hz.
  • the baseband unit 3032b outputs the correlation value integration P corresponding to the phases C1 to C64 for two chips.
  • Each phase C1 to C64 is the first sampling phase SC1.
  • control unit 3100 searches, for example, from the first chip to the 1,023 chip of the CZA code.
  • the control unit 3100 calculates XPR based on Pmax and Pnoise, and sets the code phase CPC1, reception frequency fCl, PCmaxl, and PCnoisel corresponding to the state with the largest XPR as the current measurement information 3160.
  • Code phase CPC1, reception frequency fCl, PCma xl and PCnoisel are collectively referred to as measurement.
  • the terminal 3020 calculates a measurement for each GPS satellite 12a and the like.
  • the code phase CPC1 is converted into a distance. As described above, since the code length of the CZA code is, for example, 300 kilometers (km), the code phase that is a fractional part of the CZA code can also be converted into a distance.
  • the control unit 3100 calculates a measurement for each of, for example, six GPS satellites 12a among the observable satellites. Note that the measurement for the same GPS satellite 12a etc. is called the corresponding measurement. For example, the code phase C PC 1 for the GPS satellite 12a and the frequency f C 1 for the GPS satellite 12a are the corresponding measurements. Frequency f C 1 is the reception frequency when the radio wave SI from the GPS satellite 12a is received.
  • a narrow correlator (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-312163) may be employed as a correlation processing method.
  • terminal 3020 stores measurement storage program 3118 in first storage unit 3110.
  • the measurement storage program 3118 is a program for storing the control unit 3100 force measurement in the second storage unit 3150.
  • the control unit 3100 stores the new measurement as the current measurement information 3160 in the second storage unit 3150, and stores the existing current measurement information 3160 as the previous measurement information 3162 in the second storage unit 3150.
  • the previous measurement information 3162 includes the code phase CPCO, frequency fCO, PCmaxO, and PCnoiseO at the time of the previous positioning.
  • terminal 3020 stores frequency evaluation program 3120 in first storage unit 3110.
  • the frequency evaluation program 3120 is a program for the control unit 3100 to determine whether or not the frequency difference between the reception frequency fCO at the previous positioning and the reception frequency fCl at the current positioning is within the frequency threshold oc3.
  • the range within the frequency threshold ⁇ 3 is defined in advance by a threshold less than the frequency interval of the frequency sequences Fl, F2 and F3. As described above, if the frequency interval is 50 hertz (Hz), the frequency threshold ⁇ 3 is, for example, 30 hertz (Hz).
  • the frequency evaluation program 3120 and the control unit 3100 described above are examples of the frequency difference evaluation unit.
  • the range within the frequency threshold value ⁇ 3 is an example within the frequency difference allowable range defined in advance.
  • terminal 3020 stores prediction code phase calculation program 3122 in first storage unit 3110.
  • Prediction code phase calculation program 3122 is based on control unit 3 100 power code phase CPC0 at the previous positioning, Doppler shift of radio wave S 1 etc., and elapsed time dt from the previous positioning! This is a program for predicting the phase and calculating the prediction code phase CPCe.
  • the prediction code phase CPCe is an example of a prediction phase.
  • the prediction code phase calculation program 3122 and the control unit 3100 are examples of a prediction phase calculation unit.
  • FIG. 46 is an explanatory diagram of the prediction code phase calculation program 3122. As shown in FIG. 46, the control unit 3100 calculates the prediction code phase CP Ce using Equation 3, for example.
  • the control unit 3100 obtains, for example, a value obtained by multiplying the relative movement speed of the GPS satellite 12a and the terminal 3020 by the elapsed time dt from the previous positioning from the code phase CPCO at the previous positioning.
  • the prediction code phase CPCe is calculated by subtracting.
  • Equation 3 the prediction code phase CPCe and the previous code phase CPC0 are converted to distances.
  • the radio waves S1 and the like propagate at the speed of light. Therefore, by dividing the speed of light by the transmission frequency HI of the radio wave S1, the approximate speed corresponding to the Doppler shift of 1 hertz (Hz) can be calculated.
  • a Doppler shift of plus (+) 1 Hertz (Hz) means that the GPS satellite 12a is approaching the terminal 3020 at a speed of 0.19 meters per second (mZs).
  • the prediction code phase CPCe is shorter than the code phase CPC0 in the previous positioning.
  • the Doppler shift is, for example, the difference between the frequency fCO at the previous positioning and the transmission frequency HI.
  • the fact that the Doppler shift is minus (-) 1 Hertz (Hz) means that the GP S satellite 12a is moving away from the terminal 3020 at 0.19 meters per second (mZs). is there. For this reason, the prediction code phase CPCe is longer than the code phase CPC0 of the previous positioning.
  • Equation 3 is satisfied if the elapsed time of the previous positioning force is a short time! In other words, Equation 3 holds as long as the relationship between the code phase and the elapsed time can be shown as a straight line on the graph.
  • the average value of the difference between the frequency fCO at the previous positioning and the transmission frequency HI and the difference between the frequency fCl at the current positioning and the transmission frequency HI is It may be a shift of the angle.
  • the prediction code phase CPCe can be calculated more accurately.
  • the control unit 3100 stores the prediction code phase information 3164 indicating the calculated prediction code phase CPCe in the second storage unit 3150.
  • the terminal 3020 stores the code phase evaluation program in the first storage unit 3110. Contains the Ram 3124.
  • the control unit 3100 determines whether the code phase difference between the current code phase CPC1 and the predicted code phase CPCe is less than or equal to the code phase threshold value / 3 3 (hereinafter referred to as “threshold value / 3 3”). This is a program for judging The range below the threshold value j83 is an example within the phase difference allowable range.
  • the code phase evaluation program 3124 and the control unit 3100 are examples of a phase difference evaluation unit.
  • the threshold value j83 is defined in advance.
  • the threshold value j83 is, for example, 80 meters (m).
  • the control unit 3100 sets the code phase CPC1 determined by the frequency evaluation program 3120 described above to be a frequency difference equal to or less than the threshold value ⁇ 3 as a determination target based on the code phase evaluation program 3124.
  • terminal 3020 stores positioning use code phase determination program 3126 in first storage unit 3110.
  • the control unit 3100 determines the code phase CPC1 etc. of the GPS satellite 12a etc., which has a frequency difference ⁇ 3 or less and a code phase difference of the threshold value
  • Positioning code phase This program is used to determine CPClf.
  • the code phase CPC 1 of the GPS satellite 12a or the like corresponding to the frequency difference not within the frequency threshold ⁇ 3 is not determined as the positioning use code phase CPC If, and the positioning power is also excluded. Then, the code phase CPC1 corresponding to the frequency difference within the frequency threshold ex3 and corresponding to the code phase difference equal to or less than the threshold ⁇ 3 is used for positioning. That is, the positioning use code phase determination program 3126 and the control unit 3100 are examples of phase exclusion units.
  • the positioning use code phase CPClf is, for example, CPClfa, CPClfb, CPClfc, and CPClfd corresponding to the GPS satellites 12a, 12b, 12c, and 12d, respectively.
  • Control unit 3100 stores positioning use code phase information 3166 indicating positioning use code phase CPC If in second storage unit 3150.
  • code phase CPC1 for positioning is synonymous with the use of code phase CPC1 for positioning use code phase CPClf.
  • terminal 3020 stores positioning program 3128 in first storage unit 3110.
  • Positioning program 3128, control unit 3100 force positioning use code phase CPC It is a program for positioning the current position using If.
  • the positioning program 3128 and the control unit 3100 are examples of a positioning unit.
  • the positioning use code phase CPClf is the code phase CPC1 or the like within the threshold value 133 described above. In other words, positioning the current position using the positioning use code phase CPClf is synonymous with positioning the current position using the code phase CPC1 or the like within the threshold j83.
  • control unit 3100 measures the current position using these positioning use code phases CPC If, and calculates the positioning position QC1.
  • Control unit 3100 stores positioning position information 3168 indicating calculated positioning position QC1 in second storage unit 3150.
  • terminal 3020 stores positioning position output program 3130 in first storage unit 3110.
  • the positioning position output program 3130 is a program for displaying the control unit 3100 force positioning position QC1 on the display device 3034 (see FIG. 41).
  • terminal 3020 stores code phase threshold value setting program 3132 in first storage unit 3110.
  • the code phase threshold setting program 3132 is a program for determining the threshold j83 based on the reception state of the control unit 3100 force CZA code.
  • the code phase threshold setting program 3132 and the control unit 3100 are an example of a phase difference allowable range determining unit.
  • FIG. 47 is an explanatory diagram of the code phase threshold setting program 3132.
  • the table in Fig. 47 is referred to as a condition table.
  • the condition table shows drift determinism 130b, number of tracking satellites 130c, strong satellite presence 130d, weak satellite presence 130e, strong satellite proportion 130f, weak satellite proportion 130g, elapsed accumulated time 130h, code phase threshold 13 Including 3.
  • the above drift determinism 130b, tracking satellite number 130c, strong satellite presence 130d, weak satellite presence 130e, strong satellite proportion 130f, weak satellite proportion 130g, and elapsed accumulated time 130h are the C / A code It is an example of a receiving state. Drift determinism 130b etc. are collectively called reception status [0463] As described above, the condition table includes the positioning mode 130a.
  • the positioning mode 130a includes a normal mode, a high sensitivity mode, and a movement mode.
  • the integration time when the initial setting of the integration time (incoherent time) is 1 second (s) and the signal strength of the C / A code is weak, the integration time is 4 seconds (s), 8 seconds ( In this positioning mode, the length is increased stepwise, such as s) and 24 seconds (s).
  • the normal mode is a positioning mode suitable when the signal intensity input to the antenna 3033a of the GPS device 3032 is, for example, minus ( ⁇ ) 150 dBM or more.
  • the high sensitivity mode is a positioning mode in which the integration time is set to 1 second (s) and the integration time is immediately increased to 24 seconds (s) when the signal strength of the CZA code is weak.
  • the high sensitivity mode is a suitable positioning mode when the signal intensity input to the antenna 3033a of the GPS device 3032 is, for example, less than minus (-) 150dBM.
  • the movement mode is a positioning mode in which the initial setting of the integration time is fixed at 1 second (s).
  • the movement mode is a preferred positioning mode while the terminal 3020 is moving.
  • the condition table includes drift determinism 130b.
  • the drift is a frequency change due to a temperature change of a reference clock (not shown) of the terminal 3020.
  • This drift can be calculated by preliminary positioning using 3 or more GPS satellites 12a.
  • the time error of the terminal 3020 can be calculated by preliminary positioning. The drift can be calculated based on this time error.
  • the drift determinism 130b is information indicating whether or not the terminal 3020 is within a frequency error power plus minus (50) 50 Hz (Hz) with respect to the set value of the frequency.
  • the terminal 3020 determines that the drift has been confirmed (with drift determinism) when the frequency error power with respect to the frequency setting value is within plus or minus (50) hertz (Hz).
  • terminal 3020 determines that the drift has been confirmed (with drift determinism).
  • the frequency range within plus or minus ( ⁇ ) 50 hertz (Hz) is an example of a predefined drift tolerance range.
  • the terminal 3020 has a frequency error with respect to the set frequency value. Force to determine that there is drift determinism when it is within eggplant ( ⁇ ) 50 hertz (Hz) This error range is defined as a range less than the frequency step (see Fig. 45B) in the measurement calculation.
  • the condition table includes the number of tracking satellites 130c.
  • the number of tracking satellites 130c is the number of GPS satellites 12a, etc., on which the terminal 3020 is continuously receiving radio waves S1, etc.
  • the condition table includes the strong satellite presence 130d.
  • Strong satellite presence 130d indicates whether there is a GPS satellite 12a or the like (hereinafter referred to as “strong satellite”) having a signal strength XPR of 0.7 or more.
  • Terminal 3020 determines that there is a strong satellite when there is even one strong satellite.
  • terminal 3020 determines that there is no strong satellite.
  • the condition table includes the weak satellite presence 130e.
  • the weak satellite presence 130e indicates whether there is a GPS satellite 12a or the like (hereinafter referred to as “weak satellite”) having a signal strength XPR of 0.4 or less.
  • Terminal 3020 determines that there is a weak satellite when there is even one weak satellite.
  • the terminal 3020 determines that there is no weak satellite.
  • the condition table includes the strong satellite multiplicity 130f.
  • Strong satellite multiplicity 130f indicates whether or not all GPS satellites 12a and the like being tracked by terminal 3020 are strong satellites.
  • Terminal 3020 determines “YES” when all tracking GPS satellites 12a, etc. are strong satellites.
  • the terminal 3020 determines “NO” when one or more of the tracking GPS satellites 12a and the like are not strong satellites.
  • the condition table includes 130 g of weak satellite multiplicity.
  • Weak satellite number 130g indicates whether or not all GPS satellites 12a, etc. being tracked by terminal 3020 are weak satellites.
  • Terminal 3020 determines "YES" when all GPS satellites 12a and the like being tracked are weak satellites.
  • the terminal 3020 has one or more GPS satellites 12a, etc. being tracked as weak satellites. In such a case, “NO” is determined.
  • the condition table includes the elapsed accumulated time 130h.
  • the elapsed accumulated time 130h indicates whether or not the incoherent starting force is also the elapsed time up to the current time (hereinafter referred to as “elapsed accumulated time”) force time threshold, for example, 12 seconds (s) or less.
  • elapsed accumulated time the elapsed time up to the current time of incoherent starting force is synonymous with the elapsed time since the start of correlation processing.
  • Terminal 3020 determines "YES” if the elapsed cumulative time is 12 seconds (s) or less.
  • the terminal 3020 determines “NO”.
  • the time threshold is specified according to the accuracy of the code phase CPC1 required for the positioning accuracy.
  • the control unit 3100 sets the code phase threshold ⁇ 3 based on the conditions such as the positioning mode 130a included in the condition table.
  • the code phase threshold 3 is set to a minimum value, for example, 19 meters (m).
  • Cond7 has fewer tracking satellites than Condi.
  • the terminal 3020 sets the code phase threshold j83 to be larger than Condi, for example, 52 meters (m).
  • Condi for example, 52 meters (m).
  • the code phase threshold ⁇ 8 3 is set to be smaller as the number of GPS satellites 12a being tracked increases, and the number of GPS satellites 12a being tracked becomes smaller.
  • the terminal 3020 sets the code phase threshold j83 to be slightly larger than Condi, for example, 25 meters (m), so that the number of codes that can be measured is minimized while minimizing the deterioration of positioning accuracy. Phase CPC1 can be secured.
  • the number of tracking satellites may be the minimum number of three for positioning, and the weak satellite multiplicity 130g is "YES". Therefore, if the code phase threshold 3 is set low, the number of GPS satellites 12a, etc. may not reach the number that can be measured. For this reason, the terminal 3020 sets the number of code phases CPC 1 that can be measured while securing the deterioration of positioning accuracy to an allowable limit by setting it to 80 meters (m), which is larger than Condi, Cond4, etc. To secure it.
  • 8 is set to 80 meters (m). This length of 80 meters (m) is the same as the time of the previous positioning when the terminal 3020 is a high-speed moving part, for example, when it is mounted on the Shinkansen and is positioning at 1 second (s) intervals. It is specified as the length less than the distance at which the code phase changes between the current time and the current time.
  • the terminal 3020 sets the code phase threshold j83 to a value that can be measured even if the positioning accuracy is deteriorated to an allowable limit by setting the code phase threshold j83 to be greater than, for example, 80 meters (m). Ace CPC1 has been secured!
  • the terminal 3020 is configured as described above.
  • the terminal 3020 can determine whether or not the code phase difference between the current code phase CPC1 and the prediction code phase CPCe is equal to or less than a predetermined threshold j83. Therefore, the terminal 3020 can verify the accuracy of the code phase CPC1.
  • the terminal 3020 can determine the current position using the code phase C PC 1 corresponding to the code phase difference equal to or less than the threshold value 133. [0502] Thus, the terminal 3020 can perform positioning with high accuracy in a weak electric field with weak signal strength after verifying the accuracy of the code phase of the positioning basic code.
  • the terminal 3020 can exclude the positioning power of the code phase CPC1 corresponding to the frequency fCl outside the range within the frequency threshold ⁇ 3.
  • the terminal 3020 can perform positioning with higher accuracy after verifying the accuracy of the code phase of the positioning basic code under a weak electric field with weak signal strength.
  • the terminal 3020 can use only the code phase CPC1 with relatively high accuracy for positioning by decreasing the code phase threshold j833 as the number of GPS satellites 12a and the like being tracked increases.
  • terminal 3020 can perform positioning using code phase CPC1 with relatively high accuracy in a weak electric field with weak radio field strength.
  • the terminal 3020 has, for example, a signal strength XPR of the received CZA code having a large G
  • terminal 3020 can perform positioning using code phase CPC1 with relatively high accuracy in a weak electric field with weak radio field strength.
  • the terminal 3020 reduces the code phase threshold j83 and reduces the code phase CPC1 with relatively high accuracy. Only can be used for positioning.
  • terminal 3020 can perform positioning using code phase CPC1 with relatively high accuracy in a weak electric field with weak radio field strength.
  • the terminal 3020 is relatively accurate in a weak electric field with weak radio field strength.
  • High code phase CPC1 can be used for positioning.
  • the terminal 3020 increases the code phase threshold as the number of GPS satellites 12a and the like being tracked increases.
  • the terminal 3020 sets the code phase threshold value ⁇ 83 as the number of GPS satellites 12a and the like being tracked decreases, the possibility that the positioning position can be calculated can be increased.
  • FIG. 48 is a schematic flowchart showing an operation example of the terminal 3020.
  • the terminal 3020 receives the radio wave S1 and the like, and calculates a measurement (step S in FIG. 47).
  • This step S301 is an example of a phase calculation step.
  • the terminal 3020 stores the measurement (step S302).
  • the terminal 3020 determines whether or not the absolute value of the frequency difference between the current frequency fCl and the previous frequency fCO is equal to or less than the frequency threshold ex 3 (step S303).
  • the terminal 3020 does not use the code phase CPC1 corresponding to the frequency difference determined not to be less than or equal to the frequency threshold a3 in step S303 for positioning (step S310). That is, the positioning use code phase CPClf is not used.
  • step S304 is an example of a predicted phase calculation step.
  • step S305 is an example of a phase difference allowable range determination step.
  • the terminal 3020 determines whether or not the absolute value of the code phase difference between the code phase CPC1 and the prediction code phase CPCe is equal to or less than a threshold value j83 (step S306).
  • This step S306 is an example of a phase evaluation step.
  • the terminal 3020 determines that the code phase CPC1 determined that the absolute value of the code phase difference is equal to or less than the threshold ⁇ 3 is the positioning use code phase. CPClf.
  • the terminal 3020 determines whether or not there are three or more positioning use code phases CPClf (step S307).
  • step S307 If it is determined in step S307 that the terminal 3020 force positioning use code phase CPClf is less than three, positioning is impossible and the process is terminated without positioning.
  • step S307 terminal 3020 force positioning use code phase CPC
  • step S308 is an example of a positioning step.
  • the terminal 3020 outputs the positioning position QC1 (see FIG. 43) (step S309).
  • the terminal 3020 can perform positioning with high accuracy after verifying the accuracy of the phase of the positioning basic code in a weak electric field with weak signal strength.

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Abstract

　位装置（１０２０）は、所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源からの測位基礎符号との相関処理を行って測位基礎符号の現在の位相を算出する位相算出部と、前回測位時に使用された位相と、測位基礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の位相を予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出部と、算出された現在の位相と予測位相との位相差が予め規定した位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価部と、位相差許容範囲内の位相を使用して、現在位置を測位する測位部と、を有する。

Description

明 細 書
測位装置、測位制御方法、測位制御プログラム及び記録媒体
技術分野
[0001] 本発明は、発信源からの電波を利用する測位装置、測位制御方法、測位制御プロ グラム及び記録媒体に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、衛星航法システムである例えば、 GPS (Global Positioning System)を 利用して GPS受信機の現在位置を測位する測位システムが実用化されている。
[0003] この GPS受信機は、 GPS衛星の軌道等を示す航法メッセージ (概略衛星軌道情報 ：アルマナック、精密衛星軌道情報:ェフエメリス等を含む）に基づいて、 GPS衛星か らの電波（以後、衛星電波と呼ぶ）に乗せられている擬似雑音符号 (以後、 PN (Psue do random noise code)符号と呼ぶ)の一つでめる CZA (Clear and Acquisi onまたは Coarse and Access)コードを受信する。 CZAコードは、測位の基礎と なる符号である。
[0004] GPS受信機は、その CZAコードがどの GPS衛星力 発信されたものであるかを特 定したうえで、例えば、その CZAコードの位相（コードフェーズ）に基づいて、 GPS衛 星と GPS受信機の距離 (擬似距離)を算出する。そして、 GPS受信機は、 3個以上の GPS衛星についての擬似距離と、各 GPS衛星の衛星軌道上の位置に基づいて、 G PS受信機の位置を測位するようになつている。例えば、 CZAコードは、 1. 023Mbp sのビット率で、コードの長さは 1, 023チップである。したがって C/Aコードは、 1ミリ 秒 (ms)間に電波が進む距離である約 300キロメートル (km)ごとに、並んで走ってい ると考えることができる。このため、衛星軌道上の GPS衛星の位置と、 GPS受信機の 概略位置力も GPS衛星と GPS受信機との間に CZAコードがいくつある力を算出す ることで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、 CZAコードの 1周期（1, 023チップ)分 (CZAコードの整数部分)を算出し、さらに、 CZAコードの位相（CZ Aコードの端数部分)を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、 C/ Aコードの整数部分は、 GPS受信機の概略位置が一定の精度である例えば、 150k m以内であれば推定可能である。このため、 GPS受信機は、 CZAコードの位相を特 定することにより、擬似距離を算出することができる。
[0005] GPS受信機は、例えば、受信した CZAコードと GPS受信機内部で生成したレプリ 力 CZAコードの相関をとつて積算し、相関積算値が一定のレベルに達した場合に、
CZAコードの位相を特定する。このとき、 GPS受信機は、レプリカ CZAコードの位 相及び周波数をずらせながら相関処理を行っている。
[0006] ところが、 CZAコードを乗せた衛星電波の電波強度が弱い場合には、十分な信号 強度を得られず、 CZAコードの位相を特定することが困難になる。
[0007] これに対して、受信信号のセグメントを処理した結果を、スレショルド信号雑音比（S
NR)が達成されるまで、コヒーレントに（同期的に)連続して組み合わせる技術が提 案されている（例えば、特許文献 1)。
特許文献 1 :特表 2004— 501352号公報
発明の開示
[0008] しかし、 GPS衛星と GPS受信機は相対的に移動するから、 GPS受信機に到達する 衛星電波の到達周波数はドップラー偏移によって変化する。
[0009] ここで、信号強度が弱い場合には、 GPS受信機側の同期用周波数を継続的に変 化する到達周波数に同期することが困難な場合がある。
[0010] そして、 GPS受信機側の同期用周波数が到達周波数と乖離している場合には、相 関積算値が一定のレベルに達したとしても、そのときの CZAコードの位相の精度は 劣化する。このため、その位相を使用して測位すると、測位位置の精度が劣化する場 合があるという問題がある。
[0011] そこで、本発明は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の位相の 精度を検証したうえで、精度良く測位することができる測位装置、測位装置の制御方 法、その御プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
[0012] 本発明の一態様は、所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力 の測位基礎 符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の現在の位相を算出する位相算出部 と、前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波 数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記位相 を予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出部と、前記位相算出部により算 出された前記位相と前記予測位相の位相差が所定の位相差許容範囲内力ゝ否かを判 断する位相差評価部と、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相 を使用して、現在位置を測位する測位部と、を有する測位装置に関する。
[0013] これによれば、測位装置は、位相差評価部を有するから、位相差が前記位相差許 容範囲内か否かを判断することができる。すなわち、測位装置は、位相の精度を検 証することができる。
[0014] また、測位装置は、測位部を有するから、位相差許容範囲内の位相差に対応する 位相を使用して、現在位置を測位することができる。
[0015] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の 位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0016] また、本発明の一態様では、前記位相算出部は、複数の周波数系列を使用して前 記位相を算出し、前記位相差評価部は、前記複数の周波数系列のうち、前記測位 基礎符号の信号強度が最も大きい周波数系列を使用して算出された前記位相と前 記予測位相との位相差が前記位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する測位装置を構 成しても良い。
[0017] これによれば、位相算出部は、複数の周波数系列を使用して位相を算出する構成 となっている。いずれか 1つの周波数系列の受信周波数の精度は、他の周波数系列 の受信周波数の精度よりも高いはずである。このため、測位装置は、精度の高い受 信周波数において位相を算出することができる可能性が大きい。
[0018] ここで、一般的には、信号強度が最も大きい周波数系列における受信周波数の精 度が最も信頼度が高いと推定することができる。このため、一般的には、信号強度が 最も大きい周波数系列において算出された位相が、他の周波数系列の位相よりも精 度が高!、と推定することができる。
[0019] しかし、特に弱電界下においては、信号強度が最も大きい周波数系列における受 信周波数の精度が最も信頼度が高 、とは限らな 、。
[0020] この点、測位基礎符号の信号強度が最も大きい周波数系列において算出された位 相の精度を検証し、測位力 排除することができるから、電波強度が微弱な弱電界下 において精度の悪い測位位置を算出することを防止することができる。
[0021] また、本発明の一態様では、前記位相算出部は、各発信源ごとに少なくとも 1つの 周波数系列にぉレ、て所定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力もの測位基礎符 号との前記相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出し、前記測位部は、前記 位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源ごとに 前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択部と、前記選択 位相の信号強度が最大力、否かを判断する選択位相第 1評価部と、前記選択位相が 属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相差許容範囲内であ つた回数が予め規定した規定回数範囲内であるカゝ否かを判断する選択位相第 2評 価部と、を有し、前記選択位相第 1評価部による判断結果及び/又は前記選択位相 第 2評価部による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在 位置を測位する、測位装置を構成しても良い。
[0022] これによれば、測位装置は、位相差評価部を有するから、体相差が位相差許容範 囲内力否かを判断することができる。すなわち、測位装置は、位相の精度を検証する ことができる。
[0023] また、測位装置は、位相選択部を有するから、各発信源ごとに選択位相を算出する ことができる。選択位相は、位相差が最小の位相であるから、他の周波数系列の位 相よりも精度が高い。
[0024] 測位装置は、さらに、選択位相第 1評価部を有するから、選択位相の信号強度が 最大カゝ否かを判断することができる。選択位相の信号強度が最大であれば、選択位 相は、他の位相に比べて精度が高いことが保証されたと考えることができる。そして、 測位装置は測位部を有するから、選択位相第 1評価部による判断結果が肯定的であ る場合には、選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
[0025] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下におレ、て、測位基礎符号の 位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0026] ここで、特に弱電界下においては、位相差が最小の位相の信号強度が最大である とは限らない。すなわち、選択位相の精度が他の位相に比べて高いにもかかわらず 、その信号強度は最大ではない場合がある。このため、信号強度が最大ではない場
r扉さ た繼翻卿 合であっても、選択位相の精度を確認することができる限り、選択位相を測位に使用 することが望ましい。
[0027] この点、測位装置は選択位相第 2評価部を有するから、選択位相が属する周波数 系列における位相が、連続して位相差許容範囲内であった回数が規定回数範囲内 である場合には、選択位相を使用して、現在位置を測位することができる。
[0028] これにより、測位装置は、選択位相第 1評価部による判断結果が否定的である場合 であっても、精度が高い位相を使用して測位をすることができる。
[0029] また、本発明の一態様では、前記予測位相算出部は、前回測位時の前記位相で あって、さらに、前記相関処理の完了時における前記位相を使用して、前記予測位 相を算出する測位装置を構成しても良い。
[0030] 相関処理の過程において、相関処理の開始時よりも完了時の方力 例えば、 SNR
(信号対雑音比）が向上し、測位基礎符号を雑音力 明確に区別することができるか ら、位相の精度が高い。
[0031] この点、予測位相算出部は、前回測位時の前記位相であって、さらに、相関処理の 完了時における位相を使用して、予測位相を算出する構成となっているから、精度の 高い前記予測位相を算出することができる。
[0032] すなわち、測位装置は、精度よく測位するための基礎となる精度の高い予測位相を 算出することができる。
[0033] また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受 信周波数を特定する受信周波数特定部と、前回測位時の前記受信周波数と現在の 前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断 する周波数差評価部と、前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記 測位基礎符号の位相を測位カゝら排除する位相排除部と、を有する測位装置を構成し ても良い。
[0034] これによれば、測位装置は、位相排除部を有するから、周波数差許容範囲外の周 波数差に対応する測位基礎符号の位相を測位力 排除することができる。
[0035] これは、測位装置が、測位基礎符号の位相の精度のみならず、位相を算出したとき の受信周波数の精度も検証することができることを意味する。そして、受信周波数の 精度が高いほど、位相の精度も高い。
[0036] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の 位相の精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる
また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受 信周波数を特定する受信周波数特定部と、前回測位時の前記受信周波数と現在の 前記受信周波数との周波数差が予め規定した周波数差許容範囲内か否かを判断 する周波数差評価部と、
前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記測位基礎符号の位相 を測位力 排除する位相排除部と、を有し、前記各周波数系列は、互いに予め規定 した周波数間隔だけ乖離しており、前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未 満の閾値によって規定される測位装置を構成しても良い。
[0037] これによれば、信号強度が最も大きい前記周波数系列が切り替わった場合には、 そのときの位相を測位力も排除することができる。これは、信号強度が最も大きい周 波数系列が連続していることを位相を測位に使用するための条件とすることを意味す る。
[0038] これにより、測位装置に到達する電波の周波数のドップラー偏移に最も良く追従し ている周波数系列において算出された位相を測位に使用することができるから、電 波強度が微弱な弱電界下において、なお一層精度良く測位することができる。
[0039] また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号の受信状態に基づ 、て、前記位 相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定部を有し、前記位相差評価部は、前 記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する、測位装置を構成しても良い。
[0040] これによれば、測位装置は、位相差許容範囲決定部を有するから、測位基礎符号 の受信状態に基づいて、位相差許容範囲を決定することができる。
[0041] そして、測位装置は、位相差評価部を有するから、位相差が位相差許容範囲内か 否かを判断することができる。このため、測位装置は、位相の精度を検証することが できる。
[0042] また、測位装置は、測位部を有するから、位相差許容範囲内の位相差に対応する 位相を使用して、現在位置を測位することができる。 [0043] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の 位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0044] また、本発明の一態様では、前記受信状態は、前記測位装置が前記測位基礎符 号を受信して ヽる前記発信源の数を含む測位装置を構成しても良 ヽ。
[0045] これによれば、測位装置は、例えば、測位装置が測位基礎符号を受信して 、る発 信源の数が多いほど位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の高い位相のみを 測位に使用することができる。
[0046] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高い位相を使用して測位することができる。
[0047] また、本発明の一態様では、前記受信状態は、前記測位装置が受信して!/、る前記 測位基礎符号の信号強度を含む測位装置を構成しても良 ヽ。
[0048] これによれば、測位装置は、例えば、測位装置が受信して 、る測位基礎符号の信 号強度が強い発信源の数が多いほど、位相差許容範囲を狭くして、相対的に精度の 高い位相のみを測位に使用することができる。
[0049] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高い位相を使用して測位することができる。
[0050] また、本発明の一態様では、前記受信状態は、前記測位装置の基準クロックのドリ フトが、予め規定したドリフト許容範囲内力否かを示す情報を含む測位装置を構成し ても良い。
[0051] これによれば、測位装置は、前記ドリフトが小さいほど、前記位相を精度良く算出す ることがでさる。
[0052] 例えば、ドリフトがドリフト許容範囲内である場合に、位相差許容範囲を狭くして、相 対的に精度の高い位相のみを測位に使用することができる。
[0053] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高 ヽ前記位相を使用して測位することができる。
[0054] また、本発明の一態様では、前記受信状態は、前記相関処理を開始して力 の経 過時間を示す情報を含む測位装置を構成しても良い。
[0055] これによれば、前記経過時間が長!ヽほど、測位基礎符号の前記位相を精密に特定 することができる。例えば、経過時間が長いほど、位相差許容範囲を狭くして、相対 的に精度の高い位相のみを測位に使用することができる。
[0056] これにより、測位装置は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高 ヽ前記位相を使用して測位することができる。
[0057] また、本発明の一態様では、前記位相差許容範囲決定部は、前記測位装置が前 記測位基礎符号を受信して ヽる前記発信源の数が多 ヽほど前記位相差許容範囲を 狭く設定し、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信して!/ヽる前記発信源の数が 少ないほど前記位相差許容範囲を広く設定する測位装置を構成しても良い。
[0058] これによれば、測位装置は、測位装置が測位基礎符号を受信して 、る発信源の数 が多いほど位相差許容範囲を狭く設定するから、精度の高い位相を使用して測位す ることがでさる。
[0059] また、測位装置は、測位装置が測位基礎符号を受信して 、る発信源の数が少な！、 ほど位相差許容範囲を広く設定するから、測位位置を算出することができる可能性を 高くすることができる。
[0060] 尚、前記発信源は、 SPS (Satellite Positioning System)衛星である測位装置 を構成しても良い。
[0061] また、本発明の一態様は、所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力もの測 位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ス テツプと、前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の 周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記 位相を予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ステップと、前記位相算出 ステップにおいて算出された前記位相と前記予測位相との位相差が所定の位相差 許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記位相差許容範囲内の前 記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位する測位ステップと、を 有する測位制御方法に関する。
[0062] また、本発明の一態様では、前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1 つの周波数系列において所定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基 礎符号との前記相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、 前記測位ステップは、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相の うち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする 位相選択ステップと、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相 第 1評価ステップと、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、 連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であ るか否かを判断する選択位相第 2評価ステップと、を有し、前記選択位相第 1評価ス テツプによる判断結果及び Z又は前記選択位相第 2評価ステップによる判断結果が 肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位するステップであ る、測位制御方法を構成しても良い。
[0063] また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号の受信状態に基づ 、て、前記位 相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップを有し、前記位相差評価ス テツプは、前記決定された位相差許容範囲内か否かを判断するステップである、測 位制御方法を構成しても良 ヽ。
[0064] また、本発明の一態様は、コンピュータに、所定のレプリカ測位基礎符号と所定の 発信源からの測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の現在の位相 を算出する位相算出ステップと、前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基 礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに 基づいて、現在の前記位相を予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ス テツプと、前記位相算出ステップにお 、て算出された現在の前記位相と前記予測位 相との位相差が所定の位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、 前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を 測位する測位ステップと、を実行させるための測位制御プログラムに関する。
[0065] また、本発明の一態様では、前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1 つの周波数系列において所定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基 礎符号との前記相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、 前記測位ステップは、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相の うち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする 位相選択ステップと、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相 第 1評価ステップと、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、 連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であ るか否かを判断する選択位相第 2評価ステップと、を有し、前記選択位相第 1評価ス テツプによる判断結果及び Z又は前記選択位相第 2評価ステップによる判断結果が 肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位するステップであ る、測位制御プログラムを構成しても良い。
[0066] また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号の受信状態に基づ 、て、前記位 相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップを前記コンピュータに実行さ せ、前記位相差評価ステップは、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断 するステップである測位制御プログラムを構成しても良 、。
[0067] また、本発明の一態様は、コンピュータに、所定のレプリカ測位基礎符号と所定の 発信源からの測位基礎符号との相関処理を行って前記測位基礎符号の現在の位相 を算出する位相算出ステップと、前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基 礎符号を乗せた電波の周波数のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに 基づいて、現在の前記位相を予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ス テツプと、前記位相算出ステップにお 、て算出された前記位相と前記予測位相との 位相差が所定の位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、前記 位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置を測位 する測位ステップと、を実行させるための測位制御プログラムを記録したコンピュータ 読み取り可能な記録媒体に関する。
[0068] また、本発明の一態様では、前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1 つの周波数系列において所定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基 礎符号との前記相関処理を行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、 前記測位ステップは、前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相の うち、各前記発信源ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする 位相選択ステップと、前記選択位相の信号強度が最大か否かを判断する選択位相 第 1評価ステップと、前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、 連続して前記位相差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であ るか否かを判断する選択位相第 2評価ステップと、を有し前記選択位相第 1評価ステ ップによる判断結果及び/又は前記選択位相第 2評価ステップによる判断結果が肯 定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を測位するステップである、 前記測位制御プログラムを記録した記録媒体を構成しても良 、。
[0069] また、本発明の一態様では、前記測位基礎符号の受信状態に基づ 、て、前記位 相差許容範囲を決定する位相差許容範囲決定ステップを前記コンピュータに実行さ せ、前記位相差評価ステップは、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断 するステップである前記測位制御プログラムを記録した記録媒体を構成しても良 、。 図面の簡単な説明
[0070] [図 1]第 1の実施の形態の端末等を示す概略図である。
[図 2]第 1の実施の形態における測位方法を示す概念図である。
[図 3]第 1の実施の形態における相関処理の説明図である。
[図 4]第 1の実施の形態における相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図 である。
[図 5]第 1の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を 示す図である。
[図 6]第 1の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を 示す図である。
[図 7]第 1の実施の形態における端末の主なハードウェア構成を示す概略図である。
[図 8]第 1の実施の形態における GPS装置の構成の一例を示す概略図である。
[図 9]第 1の実施の形態における端末の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
[図 10]第 1の実施の形態における推定周波数算出プログラムの説明図である。
[図 11A]第 1の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 11B]第 1の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 11C]第 1の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 12]第 1の実施の形態における予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である
[図 13]第 1の実施の形態における端末の動作例を示す概略フローチャートである。 [図 14]第 2の実施の形態の端末等を示す概略図である。
圆 15]第 2の実施の形態における測位方法を示す概念図である。
圆 16]第 2の実施の形態における相関処理の説明図である。
圆 17]第 2の実施の形態における相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す 図である。
[図 18]第 2の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例 を示す図である。
[図 19]第 2の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例 を示す図である。
圆 20]第 2の実施の形態における端末の主なハードウェア構成を示す概略図である 圆 21]第 2の実施の形態における GPS装置の構成の一例を示す概略図である。 圆 22]第 2の実施の形態における端末の主なソフトウェア構成を示す概略図である。 圆 23]第 2の実施の形態における推定周波数算出プログラムの説明図である。
[図 24A]第 2の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 24B]第 2の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 24C]第 2の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 25]第 2の実施の形態における現在メジャメント情報の一例を示す図である。
[図 26]第 2の実施の形態における前回メジャメント情報の一例を示す図である。 圆 27]第 2の実施の形態における予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である 圆 28]第 2の実施の形態における予測コードフェーズ情報の一例を示す図である。
[図 29]第 2の実施の形態におけるコードフェーズ選択プログラムの説明図である。 圆 30]第 2の実施の形態における選択コードフェーズ情報の一例を示す図である。 圆 31A]第 2の実施の形態における選択コードフェーズ第 2評価プログラムの説明図 である。
圆 31B]第 2の実施の形態における選択コードフェーズ第 2評価プログラムの説明図 である。 圆 31C]第 2の実施の形態における選択コードフェーズ第 2評価プログラムの説明図 である。
圆 32]第 2の実施の形態における測位使用コードフェーズ情報の一例を示す図であ る。
圆 33]第 2の実施の形態における端末の動作例を示す概略フローチャートである。 圆 34]第 2の実施の形態における端末の動作例を示す概略フローチャートである。 圆 35]第 3の実施の形態の端末等を示す概略図である。
圆 36]第 3の実施の形態における測位方法を示す概念図である。
圆 37]第 3の実施の形態における相関処理の説明図である。
圆 38]第 3の実施の形態における相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す 図である。
[図 39]第 3の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例 を示す図である。
[図 40]第 3の実施の形態における候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例 を示す図である。
圆 41]第 3の実施の形態における端末の主なハードウェア構成を示す概略図である
[図 42]第 3の実施の形態における GPS装置の構成の一例を示す概略図である。 圆 43]第 3の実施の形態における端末の主なソフトウェア構成を示す概略図である。 圆 44]第 3の実施の形態における推定周波数算出プログラムの説明図である。
[図 45A]第 3の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 45B]第 3の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。
[図 45C]第 3の実施の形態におけるメジャメント算出プログラムの説明図である。 圆 46]第 3の実施の形態における予測コードフェーズ算出プログラムの説明図である 圆 47]第 3の実施の形態におけるコードフェーズ閾値設定プログラムの説明図である 圆 48]第 3の実施の形態における端末の動作例を示す概略フローチャートである。 発明を実施するための最良の形態
[0071] 以下、この発明の好適な実施の形態を添付図面等を参照しながら、詳細に説明す る。
[0072] 尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好 ましい種々の限定が付されている力 本発明の範囲は、以下の説明において特に本 発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
[0073] また、以下では大きく 3つの実施の形態を説明する。それぞれの実施の形態は共通 する事項が含まれる。しかし、それぞれの実施の形態の端末を独立して構成可能で あることを明確にするために、共通する事項を敢えて重複的に記載する。
[0074] [第 1の実施の形態]
図 1は、第 1の実施の形態の端末 1020等を示す概略図である。
[0075] 図 1に示すように、端末 1020は、測位衛星である例えば、 GPS (Global Position ing System)衛星 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 128及び12 ら、電波31, S2, S3, S4, S5, S6, S7及び S8を受信すること力 ^できる。 GPS衛星 12a等は、発 信源の一例でもある。なお、発信源は、 SPS (Satellite Positioning System)衛 星であればよぐ GPS衛星に限らない。
[0076] 電波 S1等には各種のコード (符号）が乗せられている。そのうちの一つが CZAコ ード Seaである。この C/Aコード Seaは、 1. 023Mbpsのビット率、 1, 023bit ( = lm sec)のビット長の信号である。 CZAコード Seaは、 1, 023チップ（chip)で構成され ている。端末 1020は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、この CZAコード を使用して現在位置の測位を行う。この CZAコード Seaは、測位基礎符号の一例で ある。
[0077] また、電波 S1等に乗せられる情報として、アルマナック Sal及びェフエメリス Sehが ある。アルマナック Salはすべての GPS衛星 12a等の概略の衛星軌道を示す情報で あり、ェフエメリス Sehは各 GPS衛星 12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。ァ ルマナック Sal及びェフエメリス Sehを総称して航法メッセージと呼ぶ。
[0078] 端末 1020は、例えば、 3個以上の異なる GPS衛星 12a等からの CZAコードの位 相を特定して、現在位置を測位することができるようになって!/、る。 [0079] 図 2は、測位方法の一例を示す概念図である。
[0080] 図 2に示すように、例えば、 GPS衛星 12aと端末 1020との間には、 CZAコードが 連続的に並んでいると観念することができる。そして、 GPS衛星 12aと端末 1020との 間の距離は、 CZAコードの長さ（300キロメートル (km) )の整数倍とは限らないから 、コード端数部 CZAaが存在する。つまり、 GPS衛星 12aと端末 1020との間には、 C ZAコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。 CZAコードの整数倍の部分と 端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末 1020は、 3個以上の GPS衛星 12a 等についての擬似距離を使用して測位を行う。
[0081] 本実施形態において、 CZAコードの端数部 CZAaをコードフェーズと呼ぶ。コー ドフェーズは、例えば、 CZAコードの 1, 023あるチップの何番目かで示すこともでき るし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフエ一 ズを距離に換算している。
[0082] GPS衛星 12aの軌道上の位置はェフエメリス Sehを使用して算出可能である。そし て、例えば、 GPS衛星 12aの軌道上の位置と後述の初期位置 QA0との距離を算出 すれば、 CZAコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、 CZAコードの 長さが 300キロメートル (km)であるから、初期位置 QA0の位置誤差は、 150キロメ 一トル (km)以内である必要がある。
[0083] そして、図 2に示すように、レプリカ CZAコードの位相を例えば、矢印 XI方向に移 動させながら、相関処理を行う。このとき、端末 1020は、同期用周波数も変動させな がら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレント 処理で構成される。
[0084] 相関積算値が最大になった位相がコード端数 CZAaである。
[0085] なお、第 1の実施の形態とは異なり、端末 1020は、例えば、携帯電話の通信基地 局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、第 1の実施の形態とは異 なり、端末 1020は、 LAN (Local Area Network)から電波を受信して、測位を行 うようにしてもよい。
[0086] 図 3は、相関処理の説明図である。
[0087] コヒーレントは、端末 1020が受信した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関を とる処理である。レプリカ CZAコードは、端末 1020が発生する符号である。レプリカ CZAコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
[0088] 例えば、図 3に示すように、コヒーレント時間が 10msecであれば、 10msecの時間 において同期積算した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関値等を算出する。 コヒーレント処理の結果、相関をとつた位相（コードフェーズ）と、相関値が出力される
[0089] インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値
(インコヒーレント値)を算出する処理である。
[0090] 相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出 力される。
[0091] 図 4は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
[0092] 図 4の相関積算値の最大値 Pmaxに対応するコードフェーズ CP1が、レプリカ CZ
Aコードのコードフェーズ、すなわち、 CZAコードのコードフェーズである。
[0093] そして、端末 1020は、例えば、コードフェーズ CP1から 2分の 1チップ離れたコード フェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値 Pnoise とする。
[0094] 端末 1020は、 Pmaxと Pnoiseとの差分を Pmaxで除した値を信号強度 XPRとして 規定する。信号強度 XPRは、信号強度の一例である。
[0095] そして、端末 1020は、 XPRが例えば、 0. 2以上である場合に、コードフェーズ CP1 を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補 コードフェーズ」と呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末 102
0が実際に測位に使用するとは限らない。
[0096] 図 5及び図 6は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図である
[0097] 図 5は、例えば、 GPS衛星 12aが端末 1020に近づいている状態を示している。
[0098] GPS衛星 12a力 S端末 1020に近づくと、 GPS衛星 12aと端末 1020との距離が短く なるから、候補コードフェーズ C1は時間経過とともに、 0に近づく。
[0099] また、同期用周波数 F1は、時間経過とともに、高くなるように設定されている。これ は、 GPS衛星 12aが端末 1020に近づいているために生じるドップラー偏移によって 、電波 S1が端末 1020に到達するときの到達周波数が高くなることに対応するためで ある。
[0100] 端末 1020は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図 6に示すように 、例えば、 3つの周波数系列 Fl, F2及び F3を使用する。周波数系列 F1等は周波 数系列の一例である。周波数系列 F1と F2は 50ヘルツ (Hz)の周波数幅だけ乖離し ている。また、周波数系列 F1と F3は 50ヘルツ（Hz)の周波数幅だけ乖離している。 5 0ヘルツ (Hz)の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、 50ヘルツ (Hz)の周 波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末 1020が実施する 相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定されている。例え ば、周波数サーチのステップ間隔が 100ヘルツ (Hz)であれば（図 11B参照）、 100 ヘルツ (Hz)未満にぉ ヽて規定される。
[0101] なお、周波数系列 F1等は複数であればよぐ第 1の実施の形態とは異なり、例えば 、4個以上でもよい。
[0102] 図 6に示すように、各周波数系列 F1等は、到達周波数のドップラー偏移を予想して 時間経過とともに変化するように設定される。
[0103] そして、各周波数系列 F1等の 、ずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精 度良く追随して ヽるはずである。
[0104] 周波数系列 F1においてはコードフェーズ C1が算出される。そして、周波数系列 F2 においてはコードフェーズ C2が算出される。そして、周波数系列 F3においてはコー ドフェーズ C3が算出される。
[0105] このように、 3つのコードフェーズ C1等が並行して算出されるのである力 信号強度
XPRが最も高い状態で算出された候補コードフェーズが最も信頼度が高いと仮定す ることがでさる。
[0106] ところが、 XPRが最も高い周波数系列 F1等が維持されるとは限らない。例えば、図 6に示すように、例えば、時刻 tlと t2との間においては周波数系列 F1で算出した候 補コードフェーズ C1の XPRが最も高ぐ時刻 t2と t3との間においては周波数系列 F 2で算出した候補コードフェーズ C2の XPRが最も高い。 [0107] 予想されるドップラー偏移に基づいて、各周波数系列 F1等の周波数を変更してい るのであるから、いずれか 1つの周波数系列で算出した候補コードフェーズは、継続 的に、他の周波数系列で算出した候補コードフェーズよりも精度が高いはずである。 言い換えると、例えば、周波数系列 F1が、他の周波数系列 F2及び F3に比べて、実 際の到達周波数に最も精度良く追随し続けているはずである。
[0108] このため、時間経過によって周波数系列が変わる場合には、 XPRが高い状態で算 出された候補コードフェーズが、精度が最も高いとは限らない。
[0109] この点、端末 1020は、以下のハードウェア構成及びソフトウェア構成によって、弱 電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位するこ とがでさる。
[0110] (端末 1020の主なハードウェア構成について）
図 7は、端末 1020の主なハードウェア構成を示す概略図である。
[0111] 図 7に示すように、端末 1020は、コンピュータを有し、コンピュータは、バス 1022を 有する。バス 1022には、 CPU (Central Processing Unit) 1024、記憶装置 102
6等が接続されている。記憶装置 1026は、例えば、 RAM (Random Access Me mory)ゝ ROM (Read Only Memory)等である。
[0112] また、バス 1022には、入力装置 1028、電源装置 1030、 GPS装置 1032、表示装 置 1034、通信装置 1036及び時計 1038が接続されている。
[0113] (GPS装置 1032の構成について）
図 8は、 GPS装置 1032の構成を示す概略図である。
[0114] 図 8に示すように、 GPS装置 1032は、 RF部 1032aとベースバンド部 1032bで構 成される。
[0115] RF部 1032aは、アンテナ 1033aで電波 S1等を受信する。そして、増幅器である L NA1033b力 電波 S1に乗せられている CZAコード等の信号を増幅する。そして、 ミキサ 1033cが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交 (IQ)検波器 10 33dが信号を IQ分離する。続いて、 AZDコンノータ 1033el及び 1033e2力 IQ分 離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されて!ヽる。
[0116] ベースバンド部 1032bは、 RF部 1032aからデジタル信号に変換された信号を受 信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部 1032bが保持している CZAコ ードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部 1032bは、例えば、 128個 の相関器（図示せず)及び積算器（図示せず)を有し、同時に 128の位相にお 、て、 相関処理を行うことができるようになつている。相関器は前述のコヒーレント処理を行う ための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
[0117] (端末 1020の主なソフトウェア構成について）
図 9は、端末 1020の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
[0118] 図 9に示すように、端末 1020は、各部を制御する制御部 1100、図 7の GPS装置 1 032に対応する GPS部 1102、時計 1038に対応する計時部 1104等を有している。
[0119] 端末 1020は、また、各種プログラムを格納する第 1記憶部 1110、各種情報を格納 する第 2記憶部 1150を有する。
[0120] 図 9に示すように、端末 1020は、第 2記憶部 1150に、航法メッセージ 1152を格納 している。航法メッセージ 1152は、アルマナック 1152a及びエフェメリス 1152bを含 む。
[0121] 端末 1020は、アルマナック 1152a及びエフェメリス 1152bを、測位のために使用 する。
[0122] 図 9に示すように、端末 1020は、第 2記憶部 1150に、初期位置情報 1154を格納 している。初期位置 QA0は、例えば、前回の測位位置である。
[0123] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、観測可能衛星算出プロダラ ム 1112を格納している。観測可能衛星算出プログラム 1112は、制御部 1100が、初 期位置情報 1154に示される初期位置 QA0を基準として、観測可能な GPS衛星 12 a等を算出するためのプログラムである。
[0124] 具体的には、制御部 1100は、アルマナック 1152aを参照して、計時部 1104によつ て計測した現在時刻にお 、て観測可能な GPS衛星 12a等を判断する。制御部 110 0は、観測可能な GPS衛星 12a等 (以下、「観測可能衛星」と呼ぶ)を示す観測可能 衛星情報 1156を第 2記憶部 1150に格納する。第 1の実施の形態においては、観測 可能衛星は、 GPS衛星 12a乃至 12hである（図 1及び図 9参照）。
[0125] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、推定周波数算出プログラム 1 114を格納している。推定周波数算出プログラム 1114は、制御部 1100が、 GPS衛 星 12a等からの電波 S1等の受信周波数を推定するためのプログラムである。
[0126] この受信周波数は、電波 S1が端末 1020に到達するときの到達周波数である。より 詳細には、この受信周波数は、電波 S1が端末 1020に到達し、さらに端末 1020にお
V、てダウンコンバートされたときの中間（IF)周波数である。
[0127] 図 10は、推定周波数算出プログラム 1114の説明図である。
[0128] 図 10に示すように、制御部 1100は、 GPS衛星 12a等からの発信周波数 HIにドッ ブラー偏移 H2を加えて、推定周波数 A1を算出する。 GPS衛星 12a等力もの発信周 波数 HIは既知であり、例えば、 1, 575. 42MHzである。
[0129] ドップラー偏移 H2は、各 GPS衛星 12a等と端末 1020との相対移動によって生じる
。制御部 1100は、エフヱメリス 1152bと初期位置 QAOによって現在時刻における各
GPS衛星 12a等の視線速度 (端末 1020の方向に対する速度）を算出する。そして、 その視線速度に基づいて、ドップラー偏移 H2を算出する。
[0130] 制御部 1100は、観測可能衛星である GPS衛星 12a等ごとに、推定周波数 A1を算 出する。
[0131] なお、推定周波数 A1には、端末 1020のクロック (基準発振器：図示せず)のドリフト 分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
[0132] このため、制御部 1100は、推定周波数 A1を中心として、所定の幅の周波数にお いて電波 S1等をサーチする。例えば、（A1— 100) 1^¾の周波数から(八1 + 100) 1^ Hzの周波数の範囲を、 100Hzごとの周波数で電波 S 1等をサーチする。
[0133] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、メジャメント算出プログラム 1 116を格納している。メジャメント算出プログラム 1116は、制御部 1100力 GPS衛星 12a等力も受信した CZAコードと端末 1020が生成したレプリカ CZAコードとの相 関処理を行って、相関積算値の最大値 Pmax、ノイズの相関積算値 Pnoise、候補コ ードフェーズ及び受信周波数を含むメジヤメントを算出するためのプログラムである。 メジャメント算出プログラム 1116と制御部 1100は、位相算出部の一例であり、受信 周波数特定部の一例でもある。
[0134] 図 11A〜11Cは、メジャメント算出プログラム 1116の説明図である。 [0135] 図 11Aに示すように、制御部 1100はベースバンド部 1032bによって、 CZAコード の 1チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。 CZAコードの 1チップは、 例えば、 32等分される。すなわち、 32分の 1チップの位相幅 (第 1位相幅 W1)間隔 で相関処理を行う。そして、制御部 1100が相関処理を行うときの第 1位相幅 W1間隔 の位相を第 1サンプリング位相 SC1と呼ぶ。
[0136] 第 1位相幅 W1は、電波 S1等が端末 1020に到達するときの信号強度が— 155dB m以上である場合に、相関最大値 Pmaxを検出することができる位相幅として規定さ れている。 32分の 1チップの位相幅であれば、信号強度が— 155dBm以上であれば 弱電界であっても、相関最大値 Pmaxを検出することができることがシミュレーション によって明らかになつている。
[0137] 図 11Bに示すように、制御部 1100は、推定周波数 A1を中心として、 ± 100kHzの 周波数範囲を第 1位相幅 W1ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を 1 00Hzずつずらしながら、相関処理を行う。
[0138] 図 11Cに示すように、ベースバンド部 1032bからは、 2チップ分の位相 C1乃至 C6 4に対応する相関値積算 Pが出力される。各位相 C1乃至 C64が、第 1サンプリング位 相 SC1である。
[0139] 制御部 1100はメジャメント算出プログラム 1116に基づいて、例えば、 CZAコード の第 1チップから第 1, 023チップまでをサーチする。
[0140] 制御部 1100は、 Pmax及び Pnoiseに基づいて XPRを算出し、最も XPRが大きい 状態に対応するコードフェーズ CPA1、受信周波数 fAl、 PAmaxl及び PAnoisel を現在メジャメント情報 1160とする。コードフェーズ CPA1、受信周波数 fAl、 PAma xl及び PAnoiselを総称して、メジヤメントと呼ぶ。端末 1020は、各 GPS衛星 12a等 ごとにメジヤメントを算出する。
[0141] なお、コードフェーズ CPA1は、距離に換算されている。上述のように、 CZAコード のコード長は、例えば、 300キロメートル (km)であるから、 CZAコードの端数部分で あるコードフェーズも距離に換算することができる。
[0142] 制御部 1100は、観測可能衛星のうち、例えば、 6個の GPS衛星 12a等について、 それぞれメジヤメントを算出する。なお、同一の GPS衛星 12a等についてのメジャメン トを、対応するメジヤメントと呼ぶ。例えば、 GPS衛星 12aについてのコードフェーズ C PA1と GPS衛星 12aについての周波数 fAlは対応するメジャメントである。周波数 f A1は、 GPS衛星 12aからの電波 S1を受信したときの受信周波数である。
[0143] なお、第 1の実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ (例 えば、特開 2000 - 312163号公報参照）を採用してもょ ヽ。
[0144] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、メジャメント保存プログラム 1 118を格納している。メジャメント保存プログラム 1118は、制御部 1100力 メジャメン トを第 2記憶部 1150に保存するためのプログラムである。
[0145] 制御部 1100は、新たなメジヤメントを現在メジャメント情報 1160として第 2記憶部 1 150に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報 1160を前回メジャメント情報 11 62として第 2記憶部 1150に格納する。前回メジャメント情報 1162は、前回測位時の コードフェーズ CPAO、周波数 fAO、 PAmaxO及び PAnoiseOを含む。
[0146] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、周波数評価プログラム 1120 を格納している。周波数評価プログラム 1120は、制御部 1100が、前回測位時の受 信周波数 fAOと現在測位時の受信周波数 fAlとの周波数差が周波数閾値 α 1以内 であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値 α 1以内の範囲は、周 波数系列 Fl, F2及び F3の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されている。 上述のように、周波数間隔が 50ヘルツ (Hz)であれば、周波数閾値 α 1は、例えば、 30ヘルツ (Hz)である。上述の周波数評価プログラム 1120及び制御部 1100は、周 波数差評価部の一例である。そして、周波数閾値 α 1以内の範囲は、予め規定した 周波数差許容範囲内の一例である。
[0147] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、予測コードフェーズ算出プロ グラム 1122を格納している。予測コードフェーズ算出プログラム 1122は、制御部 11 00が、前回測位時のコードフェーズ CPA0と、電波 S1等のドップラー偏移と、前回測 位時からの経過時間 dtに基づ!/、て、現在の位相を予測して予測コードフェーズ CPA eを算出するためのプログラムである。予測コードフェーズ CPAeは、予測位相の一例 である。予測コードフェーズ算出プログラム 1122と制御部 1100は、予測位相算出部 の一例である。 [0148] なお、予測コードフェーズ CPAeは、距離に換算されている。
[0149] 図 12は、予測コードフェーズ算出プログラム 1122の説明図である。
[0150] 図 12に示すように、制御部 1100は、例えば、式 1によって、予測コードフェーズ CP Aeを算出する。
[0151] 制御部 1100は、式 1に示すように、前回測位時のコードフェーズ CPAOから、例え ば、 GPS衛星 12aと端末 1020の相対移動速度に前回測位時からの経過時間 dtを 乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズ CPAeを算出する。
[0152] なお、式 1において、予測コードフェーズ CPAe、前回コードフェーズ CPAOは、距 離に換算されている。
[0153] ここで、電波 S1等は、光速で伝播する。このため、光速を電波 S1等の発信周波数 HIで除することによって、ドップラー偏移 1ヘルツ (Hz)に対応する概略の速度を算 出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（ + ) 1ヘルツ (Hz)であるとい うことは、 GPS衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 1020に近づいていると いうことである。このため、予測コードフェーズ CPAeは、前回測位時のコードフエ一 ズ CPA0よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数 fA 0と発信周波数 HIとの差分である。
[0154] これに対して、ドップラー偏移がマイナス（一） 1ヘルツ（Hz)であるということは、 GP S衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 1020から遠ざかつているということで ある。このため、予測コードフェーズ CPAeは、前回測位時のコードフェーズ CPA0よ りち長くなる。
[0155] なお、式 1は、前回測位時力もの経過時間が短時間であるという条件において成立 するものである。言い換えると、式 1は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上 で直線として示せる限りにお 、て成立する。
[0156] また、第 1の実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数 f AOと発信周波数 HIと の差分と、現在測位時の周波数 fAlと発信周波数 HIとの差分との平均値を、ドッブ ラー偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズ CPAeを一層正確に算出する ことができる。
[0157] 制御部 1100は、算出した予測コードフェーズ CPAeを示す予測コードフェーズ情 報 1164を第 2記憶部 1150に格納する。
[0158] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、コードフェーズ評価プロダラ ム 1124を格納している。コードフェーズ評価プログラム 1124は、制御部 1100力 現 在のコードフェーズ CPA1と予測コードフェーズ CPAeとのコードフェーズ差がコード フェーズ閾値 β 1 (以下、「閾値 /3 1」と呼ぶ）以下か否かを判断するためのプログラム である。閾値 j8 1以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ評 価プログラム 1124と制御部 1100は、位相差評価部の一例である。
[0159] 閾値 |8 1は、予め規定されている。閾値 j8 1は、例えば、 80メートル (m)である。
[0160] 制御部 1100は、上述の周波数評価プログラム 1120によって閾値 α 1以下の周波 数差分であると判断したコードフェーズ CPA1を、コードフェーズ評価プログラム 112 4に基づく判断の対象とする。
[0161] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、測位使用コードフェーズ決 定プログラム 1126を格納して 、る。測位使用コードフェーズ決定プログラム 1126は 、制御部 1100が、周波数閾値 α 1以内の周波数差であって、かつ、閾値 j8 1以下の コードフェーズ差である GPS衛星 12a等のコードフェーズ CPA1等を、測位使用コー ドフェーズ CPAlfとして決定するためのプログラムである。
[0162] 周波数閾値 α 1以内ではない周波数差に対応する GPS衛星 12a等のコードフエ一 ズ CPA1等を測位使用コードフェーズ CPAlfとして決定せず、測位力 排除する。 そして、周波数閾値 α 1以内の周波数差に対応し、かつ閾値 j8 1以下のコードフエ一 ズ差に対応するコードフェーズ CPA1を測位に使用するのである。すなわち、測位使 用コードフェーズ決定プログラム 1126と制御部 1100は、位相排除部の一例である。
[0163] 第 1の実施の形態においては、測位使用コードフェーズ CPAlfは、例えば、 GPS 衛星 12a, 12b, 12c及び 12dにそれぞれ対応する CPAlfa, CPAlfb, CPAlfc及 び CPAlfdとする。
[0164] 制御部 1100は、測位使用コードフェーズ CPAlfを示す測位使用コードフェーズ 情報 1166を第 2記憶部 1150に格納する。
[0165] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、測位プログラム 1128を格納 している。測位プログラム 1128は、制御部 1100が、測位使用コードフェーズ CPAlf を使用して現在位置を測位するためのプログラムである。測位プログラム 1128と制御 部 1100は、測位部の一例である。
[0166] 測位使用コードフェーズ CPAlfは、上述の閾値 j8 1以内のコードフェーズ CPA1 等である。すなわち、測位使用コードフェーズ CPAlfを使用して現在位置を測位す ることは、閾値 j8 1以内のコードフェーズ CPA1等を使用して現在位置を測位するこ とと同義である。
[0167] 制御部 1100は、測位使用コードフェーズ CPAlfが 3個以上ある場合には、それら の測位使用コードフェーズ CPAlfを使用して現在位置を測位し、測位位置 QA1を 算出する。
[0168] 制御部 1100は、算出した測位位置 QA1を示す測位位置情報 1168を第 2記憶部 1150に格納する。
[0169] 図 9に示すように、端末 1020は、第 1記憶部 1110に、測位位置出力プログラム 11 30を格納している。測位位置出力プログラム 1130は、制御部 1100力 測位位置 Q A1を表示装置 1034 (図 7参照）に表示するためのプログラムである。
[0170] 端末 1020は、上述のように構成されている。
[0171] 端末 1020は、現在のコードフェーズ CPA1と予測コードフェーズ CPAeとのコード フェーズ差が予め規定した閾値 j8 1以下か否かを判断することができる。このため、 端末 1020は、コードフェーズ CPA1の精度を検証することができる。
[0172] また、端末 1020は、閾値 β 1以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズ C
PA1を使用して、現在位置を測位することができる。
[0173] これにより、端末 1020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0174] また、端末 1020は、周波数閾値 α 1以内の範囲外の周波数 fAlに対応するコード フェーズ CPA1を測位力も排除することができる。
[0175] これは、端末 1020力 C/Aコードのコードフェーズ CPA1の精度を検証するのみ ならず、コードフェーズ CPA1を算出したときの受信周波数 fAlの精度も検証するこ とができることを意味する。
[0176] これにより、端末 1020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の コードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる 以上が第 1の実施の形態に係る端末 1020の構成であるが、以下、その動作例を主 に図 13を使用して説明する。
[0177] 図 13は端末 1020の動作例を示す概略フローチャートである。
[0178] まず、端末 1020は、電波 S 1等を受信し、メジヤメントを算出する（図 13のステップ S
101)。このステップ S 101は、位相算出ステップの一例である。
[0179] 続いて、端末 1020は、メジヤメントを保存する（ステップ S 102)。
[0180] 続いて、端末 1020は、現在周波数 fAlと前回周波数 f AOとの周波数差分の絶対 値力 周波数閾値 ex 1以下力否かを判断する (ステップ S 103)。
[0181] 端末 1020は、ステップ S 103において、周波数閾値 α 1以下ではないと判断した 周波数差分に対応するコードフェーズ CPA1を測位に使用しない (ステップ S 109)。 すなわち、測位使用コードフェーズ CPAlfとはしな!/、。
[0182] これに対して、ステップ S 103において、周波数閾値 α 1以下であると判断した周波 数差分に対応するコードフェーズ CPA1については、対応する予測コードフェーズ C
PAeを算出する（ステップ S 104)。このステップ S 104は、予測位相算出ステップの一 例である。
[0183] 続いて、端末 1020は、コードフェーズ CPA1と予測コードフェーズ CPAeとのコード フェーズ差の絶対値が閾値 j8 1以下力否かを判断する（ステップ S 105)。このステツ プ S 105は、位相評価ステップの一例である。端末 1020は、コードフェーズ差の絶対 値が閾値 13 1以下であると判断したコードフェーズ CPA1を測位使用コードフェーズ CPAlfとする。
[0184] 続いて、端末 1020は、測位使用コードフェーズ CPAlfが 3個以上あるか否かを判 断する (ステップ S 106)。
[0185] ステップ S 106において、端末 1020力 測位使用コードフェーズ CPAlfが 3個未 満であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。
[0186] これ対して、ステップ S 106において、端末 1020力 測位使用コードフェーズ CPA
Ifが 3個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズ CPAlfを使用し て測位する（ステップ S 107)。このステップ S 107は、測位ステップの一例である。 [0187] 続いて、端末 1020は、測位位置 QA1 (図 9参照）を出力する（ステップ S108)。
[0188] 以上のステップによって、端末 1020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測 位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0189] [第 2の実施の形態]
図 14は、第 2の実施の形態の端末 2020等を示す概略図である。
[0190] 図 14に示すように、端末 2020は、測位衛星である例えば、 GPS衛星 12a, 12b, 1 2c, 12d, 12e, 12f, 12g及び 12h力も、電波 SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7及び S 8を受信することができる。 GPS衛星 12a等は、発信源の一例でもある。なお、測位 衛星は、 GPS衛星に限らず、広く SPS (Satellite Positioing System)において 使用される衛星であってもよい。
[0191] 電波 S1等には各種のコード (符号）が乗せられている。そのうちの一つが CZAコ ード Seaである。この C/Aコード Seaは、 1. 023Mbpsのビット率、 1, 023bit ( = lm sec)のビット長の信号である。 CZAコード Seaは、 1, 023チップ（chip)で構成され ている。端末 2020は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、この CZAコード を使用して現在位置の測位を行う。この CZAコード Seaは、測位基礎符号の一例で ある。
[0192] また、電波 S1等に乗せられる情報として、アルマナック Sal及びェフエメリス Sehが ある。アルマナック Salはすべての GPS衛星 12a等の概略の衛星軌道を示す情報で あり、ェフエメリス Sehは各 GPS衛星 12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。ァ ルマナック Sal及びェフエメリス Sehを総称して航法メッセージと呼ぶ。
[0193] 端末 2020は、例えば、 3個以上の異なる GPS衛星 12a等からの CZAコードのコ ードフェーズ (位相）を特定して、現在位置を測位することができるようになって 、る。
[0194] 図 15は、測位方法の一例を示す概念図である。
[0195] 図 15〖こ示すよう〖こ、例えば、 GPS衛星 12aと端末 2020との間〖こは、 CZAコードが 連続的に並んでいると観念することができる。そして、 GPS衛星 12aと端末 2020との 間の距離は、 CZAコードの長さ（300キロメートル (km) )の整数倍とは限らないから 、コード端数部 CZAaが存在する。つまり、 GPS衛星 12aと端末 2020との間には、 C ZAコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。 CZAコードの整数倍の部分と 端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末 2020は、 3個以上の GPS衛星 12a 等についての擬似距離を使用して測位を行う。
[0196] 本実施形態において、 CZAコードの端数部 CZAaをコードフェーズ (位相）と呼ぶ 。コードフェーズは、例えば、 CZAコードの 1, 023あるチップの何番目かで示すこと もできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフ エーズを距離に換算して 、る。
[0197] GPS衛星 12aの軌道上の位置はェフエメリス Sehを使用して算出可能である。そし て、例えば、 GPS衛星 12aの軌道上の位置と後述の初期位置 QBOとの距離を算出 すれば、 CZAコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、 CZAコードの 長さが 300キロメートル (km)であるから、初期位置 QB0の位置誤差は、 150キロメー トル (km)以内である必要がある。
[0198] そして、図 15に示すように、レプリカ CZAコードの位相を例えば、矢印 XI方向に 移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末 2020は、同期用周波数も変動させ ながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレ ント処理で構成される。
[0199] 相関積算値が最大になった位相がコード端数 CZAaである。
[0200] なお、第 2の実施の形態とは異なり、端末 2020は、例えば、携帯電話の通信基地 局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、第 2の実施の形態とは異 なり、端末 2020は、 LAN (Local Area Network)から電波を受信して、測位を行 うようにしてもよい。
[0201] 図 16は、相関処理の説明図である。
[0202] コヒーレントは、端末 2020が受信した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関を とる処理である。レプリカ CZAコードは、端末 2020が発生する符号である。レプリカ CZAコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
[0203] 例えば、図 16に示すように、コヒーレント時間が 10msecであれば、 10msecの時間 において同期積算した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関値等を算出する。 コヒーレント処理の結果、相関をとつたときのコードフェーズと、相関値が出力される。
[0204] インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値 (インコヒーレント値)を算出する処理である。
[0205] 相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出 力される。
[0206] 図 17は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
[0207] 図 17の相関積算値の最大値 Pmaxに対応するコードフェーズ CP1が、 CZAコー ドのコードフェーズ（レプリカ CZAコードのコードフェーズと等しい）である。
[0208] そして、端末 2020は、例えば、コードフェーズ CP1から 2分の 1チップ離れたコード フェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値 Pnoise とする。
[0209] 端末 2020は、 Pmaxと Pnoiseとの差分を Pmaxで除した値を信号強度 XPRとして 規定する。信号強度 XPRは、信号強度の一例である。
[0210] そして、端末 2020は、 XPRが例えば、 0. 2以上である場合に、コードフェーズ CP1 を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補 コードフェーズ」とも呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末 20
20が実際に測位に使用するとは限らない。
[0211] 図 18及び図 19は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図であ る。
[0212] 図 18は、例えば、 GPS衛星 12aが端末 2020に近づいている状態を示している。
[0213] ί列えば、、 GPS衛星 12a力端末 2020に近づくと、 GPS衛星 12aと端末 2020との距 離が短くなるから、候補コードフェーズ C1は時間経過とともに、 0に近づく。
[0214] また、周波数系列 F1に属する周波数は、時間経過とともに、高くなるように設定され ている。これは、 GPS衛星 12aが端末 2020に近づいているために生じるドップラー 偏移によって、電波 S1が端末 2020に到達するときの到達周波数が高くなることに対 応するためである。
[0215] 端末 2020は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図 19に示すよう に、例えば、 3つの周波数系列 Fl, F2及び F3を使用する。周波数系列 F1等は周波 数系列の一例である。周波数系列 F1と F2は例えば、 50ヘルツ (Hz)の周波数幅だ け乖離している。また、周波数系列 F1と F3もまた、 50ヘルツ (Hz)の周波数幅だけ 乖離している。 50ヘルツ (Hz)の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、 50 ヘルツ (Hz)の周波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末 2
020が実施する相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定 されている。例えば、周波数サーチのステップ間隔が 100ヘルツ (Hz)であれば（図 2
4B参照）、 100ヘルツ（Hz)未満において規定される。
[0216] なお、周波数系列 F1等は少なくとも 1つであればよぐ第 2の実施の形態とは異なり
、例えば、 1つでもよいし、 4つ以上でもよい。
[0217] 図 19に示すように、各周波数系列 F1等は、到達周波数のドップラー偏移を予想し て時間経過とともに変化するように設定される。
[0218] そして、各周波数系列 F1等のいずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精 度良く追随して ヽるはずである。
[0219] 周波数系列 F1においてはコードフェーズ C1が算出される。そして、周波数系列 F2 においてはコードフェーズ C2が算出される。そして、周波数系列 F3においてはコー ドフェーズ C3が算出される。
[0220] このように、 3つのコードフェーズ C1等が並行して算出されるのである力 信号強度
XPRが最も高い状態で算出されたコードフェーズが最も信頼度が高いのが一般的で ある。
[0221] ところが、 XPRが最も高い周波数系列 F1等が維持されるとは限らない。例えば、図 19に示すように、例えば、時刻 tlと t2との間においては周波数系列 F1で算出したコ ードフェーズ C1の XPRが最も高ぐ時刻 t2と t3との間においては周波数系列 F2で 算出したコードフェーズ C2の XPRが最も高い。
[0222] 各周波数系列 F1等の周波数は、予想されるドップラー偏移という共通の要素に基 づ 、て変更されて 、るのであるから、 V、ずれか 1つの周波数系列で算出したコードフ エーズが精度が高いものであれば、継続的に、他の周波数系列で算出したコードフ エーズよりも精度が高いはずである。
[0223] ここで、「精度が高い」とは、算出したコードフェーズと真のコードフェーズとの乖離 が小さいことを意味する。
[0224] 例えば、周波数系列 F1の精度が他の周波数系列 F2及び F3よりも精度が高い場 合には、周波数系列 F1が他の周波数系列 F2及び F3に比べて、実際の到達周波数 に最も精度良く追随し続けているはずである。このため、周波数系列 F1において、他 の周波数系列 F2及び F3よりも信号強度 XPRが低い時間帯があつたとしても、周波 数系列 F1において算出された候補コードフェーズが、精度が最も高いはずである。
[0225] この点、端末 2020は、以下のハードウェア構成及びソフトウェア構成によって、弱 電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位するこ とがでさる。
[0226] (端末 2020の主なハードウェア構成につ!、て）
図 20は、端末 2020の主なハードウェア構成を示す概略図である。
[0227] 図 20に示すように、端末 2020は、コンピュータを有し、コンピュータは、ノ ス 2022 を有する。バス 2022には、 CPU (Central Processing Unit) 2024、記憶装置 2
026等が接続されている。記憶装置 2026は、例えば、 RAM (Random Access
Memory)、 ROM (Read Only Memory)等である。
[0228] また、バス 2022には、入力装置 2028、電源装置 2030、 GPS装置 2032、表示装 置 2034、通信装置 2036及び時計 2038が接続されて!、る。
[0229] (GPS装置 2032の構成について）
図 21は、 GPS装置 2032の構成を示す概略図である。
[0230] 図 21に示すように、 GPS装置 2032は、 RF咅 2032aとベースノンド咅 2032bで構 成される。
[0231] RF部 2032aは、アンテナ 2033aで電波 S1等を受信する。そして、増幅器である L NA2033b力 電波 S1に乗せられている CZAコード等の信号を増幅する。そして、 ミキサ 2033cが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交 (IQ)検波器 20 33dが信号を IQ分離する。続いて、 AZDコンノータ 2033el及び 2033e2力 IQ分 離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されて!ヽる。
[0232] ベースバンド部 2032bは、 RF部 2032aからデジタル信号に変換された信号を受 信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部 2032bが保持している CZAコ ードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部 2032bは、例えば、 128個 の相関器（図示せず)及び積算器（図示せず)を有し、同時に 128の位相にお 、て、 相関処理を行うことができるようになつている。相関器は前述のコヒーレント処理を行う ための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
[0233] (端末 2020の主なソフトウェア構成につ!、て）
図 22は、端末 2020の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
[0234] 図 22に示すように、端末 2020は、各部を制御する制御部 2100、図 20の GPS装 置 2032に対応する GPS2102、時計 2038に対応する計時部 2104等を有している
[0235] 端末 2020は、また、各種プログラムを格納する第 1記憶部 2110、各種情報を格納 する第 2記憶部 2150を有する。
[0236] 図 22に示すように、端末 2020は、第 2記憶部 2150に、航法メッセージ 2152を格 納している。航法メッセージ 2152は、アルマナック 2152a及びエフェメリス 2152bを 含む。
[0237] 端末 2020は、アルマナック 2152a及びエフェメリス 2152bを、測位のために使用 する。
[0238] 図 22に示すように、端末 2020は、第 2記憶部 2150に、初期位置情報 2154を格 納している。初期位置 QB0は、例えば、前回の測位位置である。
[0239] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、観測可能衛星算出プログ ラム 2112を格納している。観測可能衛星算出プログラム 2112は、制御部 2100が、 初期位置情報 2154に示される初期位置 QB0を基準として、観測可能な GPS衛星 1 2a等を算出するためのプログラムである。
[0240] 具体的には、制御部 2100は、アルマナック 2152aを参照して、計時部 2104によつ て計測した現在時刻にお 、て観測可能な GPS衛星 12a等を判断する。制御部 210 0は、観測可能な GPS衛星 12a等 (以下、「観測可能衛星」と呼ぶ)を示す観測可能 衛星情報 2156を第 2記憶部 2150に格納する。第 2の実施の形態においては、観測 可能衛星は、 GPS衛星 12a乃至 12hである（図 1及び図 22参照）。
[0241] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、推定周波数星算出プログ ラム 2114を格納している。推定周波数星算出プログラム 2114は、制御部 2100が、 GPS衛星 12a等力もの電波 S1等の到達受信周波数を推定するためのプログラムで ある。
[0242] この到達周波数は、電波 S1が端末 2020に到達するときの周波数である。より詳細 には、この到達周波数は、電波 S1が端末 2020に到達し、さらに端末 2020において ダウンコンバートされたときの中間（IF)周波数である。
[0243] 図 23は、推定周波数星算出プログラム 2114の説明図である。
[0244] 図 23に示すように、制御部 2100は、 GPS衛星 12a等からの発信周波数 HIにドッ ブラー偏移 H2を加えて、推定周波数 A2を算出する。 GPS衛星 12a等力もの発信周 波数 HIは既知であり、例えば、 1, 575. 42MHzである。
[0245] ドップラー偏移 H2は、各 GPS衛星 12a等と端末 2020との相対移動によって生じる
。制御部 2100は、エフヱメリス 2152bと初期位置 QBOによって現在時刻における各
GPS衛星 12a等の視線速度 (端末 2020の方向に対する速度）を算出する。そして、 その視線速度に基づいて、ドップラー偏移 H2を算出する。
[0246] 制御部 2100は、観測可能衛星である GPS衛星 12a等ごとに、推定周波数 A2を算 出する。
[0247] なお、推定周波数 A2には、端末 2020のクロック (基準発振器：図示せず)のドリフト 分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
[0248] このため、制御部 2100は、推定周波数 A2を中心として、所定の幅の周波数にお いて電波 S1等をサーチする。例えば、（A2— 100) 1^¾の周波数から(八2 + 100) 1^ Hzの周波数の範囲を、 100Hzごとの周波数で電波 S 1等をサーチする。
[0249] なお、第 2の実施の形態とは異なり、ドリフトを予め推定することができる場合には、 推定周波数 A2及び推定したドリフトに基づいて、サーチを開始する中心周波数を算 出することにしてちょい。
[0250] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、メジャメント算出プログラム 2116を格納している。メジャメント算出プログラム 2116は、制御部 2100力 各 GPS 衛星 12a等ごとに各周波数系列 F1乃至 F3にお 、て、 GPS衛星 12a等力も受信した CZAコードと端末 2020が発生するレプリカ CZAコードとの相関処理を行って、相 関積算値の最大値 Pmax、ノイズの相関積算値 Pnoise、候補コードフェーズ及び受 信周波数を含むメジヤメントを算出するためのプログラムである。メジャメント算出プロ グラム 2116と制御部 2100は、位相算出部の一例であり、受信周波数特定部の一例 でもある。
[0251] 図 24A〜24Cは、メジャメント算出プログラム 2116の説明図である。
[0252] 図 24Aに示すように、制御部 2100はベースバンド部 2032bによって、 CZAコード の 1チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。 CZAコードの 1チップは、 例えば、 32等分される。すなわち、 32分の 1チップの位相幅 (第 1位相幅 W1)間隔 で相関処理を行う。そして、制御部 2100が相関処理を行うときの第 1位相幅 W1間隔 の位相を第 1サンプリング位相 SC1と呼ぶ。
[0253] 第 1位相幅 W1は、電波 S1等が端末 2020に到達するときの信号強度が— 155dB m以上である場合に、相関最大値 Pmaxを検出することができる位相幅として規定さ れている。 32分の 1チップの位相幅であれば、信号強度が— 155dBm以上であれば 弱電界であっても、相関最大値 Pmaxを検出することができることがシミュレーション によって明らかになつている。
[0254] 図 24Bに示すように、制御部 2100は、推定周波数 A2を中心として、 ± 100kHzの 周波数範囲を第 1位相幅 W1ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を 1 00Hzずつずらしながら、相関処理を行う。
[0255] 図 24Cに示すように、ベースバンド部 2032bからは、 2チップ分の位相 C1乃至 C6 4に対応する相関値積算 Pが出力される。各位相 C1乃至 C64が、第 1サンプリング位 相 SC1である。
[0256] 制御部 2100はメジャメント算出プログラム 2116に基づいて、例えば、 CZAコード の第 1チップから第 1, 023チップまでをサーチする。
[0257] 制御部 2100は、各 GPS衛星 12a等ごとに各周波数系列 F1乃至 F3において、コ ードフェーズ CPB1、受信周波数 fBl、 PBmaxl及び PBnoiselを算出し、現在メジ ヤメント情報 2160とする。コードフェーズ CPB1、受信周波数 fBl、 PBmaxl及び PB noiselを総称して、メジヤメントと呼ぶ。
[0258] なお、コードフェーズ CPB1は、距離に換算されている。上述のように、 CZAコード のコード長は、例えば、 300キロメートル (km)であるから、 CZAコードの端数部分で あるコードフェーズを距離に換算することができる。 [0259] 図 25は、現在メジャメント情報 2160の一例を示す図である。
[0260] 図 25に示すように、現在メジャメント情報 2160は、例えば、 GPS衛星 12aについて 周波数系列 F1における周波数 fBl la、コードフェーズ CPBl la、 PBmaxl la, PBn oisel laを示して 、る。
[0261] また、現在メジャメント情報 2160は、 GPS衛星 12aについての周波数系列 F2にお ける周波数 fB12a、コードフェーズ CPB12a、 PBmaxl2a、 PBnoisel2aを示してい る。
[0262] また、現在メジャメント情報 2160は、 GPS衛星 12aについての周波数系列 F3にお ける周波数 fB13a、コードフェーズ CPB13a、 PBmaxl3a、 PBnoisel3aを示してい る。
[0263] 周波数 fBl la乃至 fB13aは、 GPS衛星 12aからの電波 S1を受信したときの受信周 波数である。
[0264] 同様に、現在メジャメント情報 2160は、 GPS衛星 12b乃至 12fについての周波数 系列 F1乃至周波数系列 F3等における周波数 f 1 lb等（図示せず)を示す。
[0265] なお、同一の GPS衛星 12a等についての同一の周波数系列 F1等におけるメジヤメ ントを、対応するメジヤメントと呼ぶ。例えば、 GPS衛星 12aについての周波数系列 F 1におけるコードフェーズ CPB1 laと周波数 fBl laは対応するメジャメントである。
[0266] なお、第 2の実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ (例 えば、特開 2000 - 312163号公報参照）を採用してもょ ヽ。
[0267] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、メジャメント保存プログラム 2118を格納している。メジャメント保存プログラム 2118は、制御部 2100力 メジヤメ ントを第 2記憶部 2150に保存するためのプログラムである。
[0268] 制御部 2100は、新たなメジヤメントを現在メジャメント情報 2160として第 2記憶部 2 150に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報 2160を前回メジャメント情報 21 62として第 2記憶部 2150に格納する。前回メジャメント情報 2162は、前回測位時の コードフェーズ CPB0、周波数 fB0、 PBmaxO及び PBnoiseOを含む。
[0269] 図 26は、前回メジャメント情報 2162を示す図である。
[0270] 図 26に示すように、前回メジャメント情報 2162は、各 GPS衛星 12a等ごとに各周波 数系列 F l乃至 F3において算出された周波数 fBO la等を示している。なお、図 26に おいては、 GPS衛星 12aについてのメジャメントのみを図示し、他の GPS衛星 12b等 のメジャメントにつ ヽては図示を省略して 、る。
[0271] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 21 10に、周波数評価プログラム 212 0を格納している。周波数評価プログラム 2120は、制御部 2100が、前回測位時の 受信周波数 fBOと現在測位時の受信周波数 fBlとの周波数差が周波数閾値 oc 2以 下であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値 α 2以下の範囲は、 周波数系列 F l , F2及び F3の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されてい る。上述のように、周波数間隔が 50ヘルツ (Hz)であれば、周波数閾値 α 2は、例え ば、 30ヘルツ（Hz)である。
[0272] 上述の周波数評価プログラム 2120及び制御部 2100は、周波数差評価部の一例 である。そして、周波数閾値 α 2以下の範囲は、予め規定した周波数差許容範囲内 の一例である。
[0273] 制御部 2100は、現在メジャメント情報 2160に示されるすべてのコードフェーズ CP B l la等（図 25参照）について、上述の判断を行う。例えば、 GPS衛星 12aについて の現在の周波数 fBl l aと前回の周波数 fBO laとの周波数差が周波数閾値 a 2以下 であるか否かを判断する。同様に、周波数 fB 12aと周波数 fB02aとの周波数差が周 波数閾値 α 2以下であるか否かを判断し、周波数 fB 13aと周波数 fB03aとの周波数 差が周波数閾値 α 2以下である力否かを判断する。同様に、 GPS衛星 12b乃至 12f についても、同様に周波数についての判断を行う。
[0274] 端末 2020は、周波数差が周波数閾値 α 2以下ではない場合には、対応するコー ドフェーズ CPB 1 la等を測位に使用しない。すなわち、周波数評価プログラム 2120 と制御部 2100は、位相排除部の一例である。
[0275] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 21 10に、予測コードフェーズプログ ラム 2122を格納している。予測コードフェーズプログラム 2122は、制御部 2100が、 前回測位時のコードフェーズ CPB0と、電波 S 1等のドップラー偏移と、前回測位時か らの経過時間 dtに基づ!/、て、現在の位相を予測して予測コードフェーズ CPBeを算 出するためのプログラムである。予測コードフェーズ CPBeは、予測位相の一例であ る。予測コードフェーズプログラム 2122と制御部 2100は、予測位相算出部の一例で ある。制御部 2100は、各 GPS衛星 12a等についての各周波数系列 F1乃至 F3につ いて、それぞれ予測コードフェーズ CPBeを算出する。
[0276] なお、予測コードフェーズ CPBeは、距離に換算されている。
[0277] 図 27は、予測コードフェーズプログラム 2122の説明図である。
[0278] 図 27に示すように、制御部 2100は、例えば、式 2によって、予測コードフェーズ CP
Beを算出する。
[0279] 制御部 2100は、式 2に示すように、前回測位時のコードフェーズ CPB0から、例え ば、 GPS衛星 12aと端末 2020の相対移動速度に前回測位時からの経過時間 dtを 乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズ CPBeを算出する。
[0280] なお、式 2において、予測コードフェーズ CPBe、前回コードフェーズ CPB0は、距 離に換算されている。
[0281] ここで、電波 S1等は、光速で伝播する。このため、光速を電波 S1等の発信周波数 HIで除することによって、ドップラー偏移 1ヘルツ (Hz)に対応する概略の速度を算 出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（ + ) 1ヘルツ (Hz)であるとい うことは、 GPS衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 2020に近づいていると いうことである。このため、予測コードフェーズ CPBeは、前回測位時のコードフェーズ CPB0よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数 fBOと 発信周波数 HIとの差分である。
[0282] これに対して、ドップラー偏移がマイナス（一） 1ヘルツ（Hz)であるということは、 GP S衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 2020から遠ざかつているということで ある。このため、予測コードフェーズ CPBeは、前回測位時のコードフェーズ CPB0よ りち長くなる。
[0283] なお、式 2は、前回測位時力もの経過時間が短時間であるという条件において成立 するものである。言い換えると、式 2は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上 で直線として示せる限りにお 、て成立する。
[0284] また、第 2の実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数 fBOと発信周波数 HIとの 差分と、現在測位時の周波数 fBlと発信周波数 HIとの差分との平均値を、ドッブラ 一偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズ CPBeを一層正確に算出するこ とがでさる。
[0285] また、第 2の実施の形態とは異なり、制御部 2100は、前回測位時のコードフェーズ CPB0であって、さらに、相関処理の完了時におけるコードフェーズ CPB0を使用し て、予測コードフェーズ CPBeを算出するようにしてもよい。相関処理の完了時のコー ドフェーズ CPB0は、積算によってノイズが相殺されているため、相関処理の開始時 や相関処理の過程におけるコードフェーズよりも精度が高いから、予測コードフエ一 ズ CPBeの精度も高くなる。
[0286] 制御部 2100は、算出した予測コードフェーズ CPBeを示す予測コードフェーズ情 報 2164を第 2記憶部 2150に格納する。
[0287] 図 28は、予測コードフェーズ情報 2164の一例を示す図である。
[0288] 図 28に示すように、予測コードフェーズ情報 2164は、例えば、 GPS衛星 12aにつ いての周波数系列 F1における予測コードフェーズ CPBela、周波数系列 F2におけ る予測コードフェーズ CPBe2a、周波数系列 F3における予測コードフェーズ CPBe3 aを示す。同様に、予測コードフェーズ情報 2164は、 GPS衛星 12b乃至 12fについ て各周波数系列 F1乃至 F3における予測コードフェーズ CPBelb等（図示せず）を 示す。
[0289] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、コードフェーズ評価プログ ラム 2124を格納している。コードフェーズ評価プログラム 2124は、制御部 2100が、 現在のコードフェーズ CPB1と予測コードフェーズ CPBeとのコードフェーズ差がコー ドフェーズ閾値 /3 2 (以下、「閾値 /3 2」と呼ぶ）以下力否かを判断するためのプロダラ ムである。閾値 j8 2以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ 評価プログラム 2124と制御部 2100は、位相差評価部の一例である。
[0290] 制御部 2100は、上述の周波数評価プログラム 2120によって閾値 α 2以下であると 判断した周波数差分に対応するコードフェーズ CPB1を、コードフェーズ評価プログ ラム 2124に基づく判断の対象とする。
[0291] 制御部 2100は、また、コードフェーズ評価プログラム 2124に基づいて、各 GPS衛 星 12a等の各周波数系列 F1乃至 F3ごとに、コードフェーズ差が閾値 2以下である 場合には、コードフェーズ差評価パス回数 (以下、「パス回数」と呼ぶ)を 1づっ加算 する。そして、制御部 2100は、各 GPS衛星 12a等の各周波数系列 F1乃至 F3ごとに 、コードフェーズ差が閾値 |8 2より大きい場合には、パス回数を 0にする。
[0292] 制御部 2100は、パス回数を示すコードフェーズ評価ノ ス回数情報 2166を第 2記 憶部 2150に格納する。
[0293] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、コードフェーズ選択プログ ラム 2126を格納している。コードフェーズ選択プログラム 2126は、制御部 2100が、 上述の閾値 j8 2以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズ CPB1のうち、各 GPS衛星 12a等ごとに、コードフェーズ差が最小のコードフェーズ CPB1を選択して 選択コードフェーズ CPlsとするためのプログラムである。選択コードフェーズ CPlsは 、選択位相の一例である。コードフェーズ選択プログラム 2126と制御部 2100は、位 相選択部の一例である。
[0294] 図 29は、コードフェーズ選択プログラム 2126の説明図である。
[0295] 図 29に示すように、制御部 2100は、例えば、 GPS衛星 12aについて、周波数系列 F1におけるコードフェーズ CPB1 laと CPBelaとの差分の絶対値 dCPBl laを算出 する。また、制御部 2100は、周波数系列 F2におけるコードフェーズ CPB12aと CPB e2aとの差分の絶対値 dCPB12a、周波数系列 F3におけるコードフェーズ CPB13a と CPBe3aとの差分の絶対値 dCPB 13aを算出する。
[0296] そして、例えば、図 29に示すように、絶対値 dCPBl la乃至絶対値 dCPB13aの中 で、絶対値 dCPBl laが最小である場合には、コードフェーズ CPB1 laを選択する。
[0297] そして、制御部 2100は、コードフェーズ CPBl laを選択コードフェーズ CPlsaとす る。
[0298] 制御部 2100は、各 GPS衛星 12a等について、それぞれ上述の選択を行う。
[0299] 制御部 2100は、選択した選択コードフェーズ CPlsを示す選択コードフェーズ情報
2168を第 2期億部 2150に格納する。
[0300] 図 30は、選択コードフェーズ情報 2168の一例を示す図である。
[0301] 選択コードフェーズ情報 2168は、各 GPS衛星 12a等ごとに周波数系列 F1乃至 F3 のうちいずれかにおいて算出されたコードフェーズを示す。 [0302] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 21 10に、選択コードフェーズ第 1評 価プログラム 2128を格納している。選択コードフェーズ第 1評価プログラム 2128は、 制御部 2100が、選択コードフェーズ CP l sa等の信号強度 XPRが最大力否かを判 断するためのプログラムである。選択コードフェーズ第 1評価プログラム 2128と制御 部 2100は、選択位相第 1評価部の一例である。
[0303] 具体的には、制御部 2100は、各 GPS衛星 12a等ごとに、選択コードフェーズ CP 1 saの XPR力 コードフェーズ CPB 1等のなかで最大か否かを判断する。
[0304] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 21 10に、選択コードフェーズ第 2評 価プログラム 2130を格納している。選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130は、 制御部 2100力 上述のパス回数が、 γ回以上であるか否かを判断するためのプロ グラムである。 γ回は例えば、 3回であり、予め規定されている。 y回以上の範囲は、 規定回数範囲内の一例である。選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130と制御 部 2100は、選択位相第 2評価部の一例である。
[0305] なお、ノ ス回数は、コードフェーズ差が閾値 13 2以下であることが連続しない限り、 0 にされるから、ノ ス回数が γ回以上であるということは、連続してコードフェーズが閾 値 j8 2以下であることが連続して γ回以上であることを意味する。
[0306] また、選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130は、制御部 2100が、積算時間 中における XPRの低下回数力 予め規定した例えば、 10回以上か否かを判断する ためのプログラムでもある。
[0307] 具体的には、制御部 2100は、上述の選択コードフェーズ第 1評価プログラム 2128 によって、選択コードフェーズ CP l sa等の信号強度 XPRが最大ではな 、と判断した 場合に、選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130による判断を行う。
[0308] 図 31A〜31Cは、選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130の説明図である。
[0309] 図 31Aに示すように、例えば、積算時間を 16秒 (s)とすれば、 16秒 (s)経過時 (積 算完了時）における XPRが最大である。これは、ノイズは互いに相殺されるのに対し て、 CZAコードは積算される力もである。この積算完了時におけるコードフェーズは 信頼性が高い。
[0310] そして、 XPRは、理論には、積算開始時から積算完了時にかけて、大きくなつてい <o
[0311] ところが、実際には、図 31Bにおけるように、積算開始直後においては XPRは低減 する場合がある。このため、コードフェーズを正確に算出することができない。
[0312] そして、端末 2020が受信している信号がノイズ (偽信号)である場合には、図 31C に示すように、積算完了時に至っても、 XPRは大きくならない。このため、コードフエ ーズを算出することは困難である。
[0313] このように、受信している電波が CZAコードを乗せた電波であってもノイズであって も、積算開始直後においては XPRが小さぐかつ、 XPRが低下する場合がある。そし て、受信している電波が CZAコードを乗せた電波である場合には、積算時間の経過 に伴って、 XPRが大きくなる。
[0314] このため、積算開始力も相当程度の時間が経過した後に、コードフェーズ差が閾値 β 2以下であるという状態が継続した場合には、受信している信号力 ノイズではない と考えることができる。
[0315] また、 XPRの低下が積算時間開始力 相当程度の時間が継続しても発生する場合 には、受信している信号がノイズであると考えることができる。言い替えると、 XPRの 低下が積算時間開始力 相当程度の時間が継続した後に発生しない場合には、受 信して 、る信号がノイズではな 、と考えることができることを意味する。
[0316] そこで、端末 2020においては、コードフェーズ差が閾値 j8 2以下であるという状態 が継続した力否かと、 XPRの低下が連続した力否かを、受信している信号がノイズか 否かを判断するための基準としている
図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、測位プログラム 2132を格 納している。測位プログラム 2132は、制御部 2100が、選択コードフェーズ第 1評価 プログラム 2128又は選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130による判断結果が 肯定的である場合に、選択コードフェーズ CP 1 sを測位使用コードフェーズ CPB Ifと して、現在位置を測位するためのプログラムである。すなわち、測位プログラム 2132 と制御部 2100は、測位部の一例である。
[0317] 制御部 2100は、例えば、選択コードフェーズ CPlsaの XPRが最大である場合に は、その選択コードフェーズ CP 1 saを測位使用コードフェーズ CPB If aとする。 [0318] 制御部 2100は、選択コードフェーズ CPlsaの XPRが最大ではない場合であって も、コードフェーズ評価パス回数が γ回以上であって、かつ、 XPRの低減が 10回未 満である場合には、選択コードフェーズ CPlsaを測位使用コードフェーズ CPBlfaと する。
[0319] これに対して、制御部 2100は、選択コードフェーズ CPlsaの XPRが最大ではない 場合において、コードフェーズ評価パス回数が γ回未満である力、又は、 XPRの低 減が 10回以上である場合には、選択コードフェーズ CPlsa (コードフェーズ CPB11 a)以外のコードフェーズ CPB 12a及び CP 13aのうち、 XPRが大き!/、方を測位使用コ ードフェーズ CPB If aとする。
[0320] 制御部 2100は、決定した測位使用コードフェーズ CPBlfを示す測位使用コードフ エーズ情報 2170を第 2記憶部 2150に格納する。
[0321] 図 32は、測位使用コードフェーズ情報 2170の一例を示す図である。
[0322] 図 32に示すように、測位使用コードフェーズ情報 2170は、例えば、 GPS衛星 12a , 12b, 12c及び 12dにそれぞれ対応する測位使用コードフェーズ CPBlfa, CPBlf b, CPB If c及び CPBlf dを示す情報である。
[0323] 制御部 2100は、測位使用コードフェーズ情報 2170に示される測位使用コードフエ ーズ CPBlfa, CPBlfb, CPBlfc及び CPBlfdを使用して、現在位置 Q1を算出す る。
[0324] 制御部 2100は、算出した測位位置 QB1を示す測位位置情報 2172を第 2記憶部 2150に格納する。
[0325] 図 22に示すように、端末 2020は、第 1記憶部 2110に、測位位置出力プログラム 2 134を格納している。測位位置出力プログラム 2134は、制御部 2100力 測位位置 QB1を表示装置 2034 (図 20参照）に表示するためのプログラムである。
[0326] 端末 2020は、上述のように構成されている。
[0327] 端末 2020は、コードフェーズ差が閾値 13 2以下力否かを判断することができる。す なわち、端末 2020は、コードフェーズ CPB1の精度を検証することができる。
[0328] また、端末 2020は、コードフェーズ差が閾値 /3 2以下のコードフェーズ差に対応す るコードフェーズ CPB1のうち、各 GPS衛星 12a等ごとにコードフェーズ差が最小のコ ードフェーズ CPB1を選択し、選択コードフェーズ CPlsとすることができる。選択コー ドフェーズ CPlsは、コードフェーズ差が最小のコードフェーズであるから、他の周波 数系列のコードフェーズ CPB1よりも精度が高い。
[0329] さらに、端末 2020は、選択コードフェーズ CP Isの信号強度 XPRが最大力否かを 判断することができる。選択コードフェーズ CP Isの XPRが最大であれば、選択コー ドフェーズ CPlsは、他のコードフェーズ CPB1よりも精度が高いことが保証されたと 考えることができる。
[0330] そして、端末 2020は、選択コードフェーズ第 1評価プログラム 2128による判断結 果が肯定的である場合には、選択コードフェーズ CPlsを測位使用コードフェーズ C
PBlfとして、現在位置を測位することができる。
[0331] これにより、端末 2020は、電波強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の 位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0332] また、端末 2020は選択コードフェーズ第 2評価プログラム 2130を有するから、選択 コードフェーズ CPlsが属する周波数系列 F1乃至 F3におけるコードフェーズ力 連 続して閾値 j8 2以下であった回数が 3回以上である場合には、選択コードフェーズ C
Pisを使用して、現在位置を測位することができる。
[0333] 選択コードフェーズ CPlsが属する周波数系列 F1等におけるコードフェーズ力 連 続して閾値 j8 2以下であった回数が 3回以上であるということは、選択コードフェーズ
CPlsが属する周波数系列 F1等におけるコードフェーズは、他の周波数系列におけ るコードフェーズよりも精度が高 、ことを意味する。
[0334] これにより、端末 2020は、選択コードフェーズ第 1評価プログラム 2128による判断 結果が否定的である場合であっても、精度が高 、コードフェーズを使用して測位をす ることがでさる。
[0335] また、端末 2020は、周波数閾値 α 2以内の範囲外の周波数 fBlに対応するコード フェーズ CPB1を測位力も排除することができる。
[0336] これは、端末 2020力 CZAコードのコードフェーズ CPB1の精度を検証するのみ ならず、コードフェーズ CPB1を算出したときの受信周波数 fBlの精度も検証すること ができることを意味する。 [0337] これにより、端末 2020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の コードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる
以上が第 2の実施の形態に係る端末 2020の構成であるが、以下、その動作例を主 に図 33を使用して説明する。
[0338] 図 33は端末 2020の動作例を示す概略フローチャートである。
[0339] まず、端末 2020は、電波 S1等を受信し、メジヤメントを算出する（図 33のステップ S
201)。このステップ S201は、位相算出ステップの一例である。
[0340] 続!、て、端末 2020は、メジヤメントを保存する（ステップ S202)。
[0341] 続いて、端末 2020は、現在周波数 fBlと前回周波数 fBOとの周波数差分の絶対 値が、周波数閾値 ex 2以下か否かを判断する (ステップ S 203)。
[0342] 端末 2020は、ステップ S203において、周波数閾値 a 2以下ではないと判断した 周波数差分に対応するコードフェーズ CPB1を測位に使用しない (ステップ S211)。
[0343] これに対して、ステップ S203において、周波数閾値 α 2以下であると判断した周波 数差分に対応するコードフェーズ CPB1については、対応する予測コードフェーズ C
PBeを算出する（ステップ S204)。このステップ S204は、予測位相算出ステップの一 例である。
[0344] 続いて、端末 2020は、コードフェーズ CPB1と予測コードフェーズ CPBeとのコード フェーズ差の絶対値が閾値 j8 2以下力否かを判断する（ステップ S205)。このステツ プ S205は、位相評価ステップの一例である。
[0345] 端末 2020は、ステップ S205において、閾値 13 2以下ではないと判断したコードフ エーズ差に対応するコードフェーズ CPB1を測位に使用しな!、 (ステップ S211)。
[0346] これに対して、端末 2020は、ステップ S205において、閾値 13 2以下ではないと判 断したコードフェーズ差に対応するコードフェーズ CPB1について、各 GPS衛星 12a 等ごとに、最小のコードフェーズ差に対応するコードフェーズ CPB1を選択し、選択コ ードフェーズ CPlsとする（ステップ S206)。このステップ S206は、位相選択ステップ の一例である。
[0347] 続いて、端末 2020は、測位使用コードフェーズ CPB Ifを決定する（ステップ S207
) o [0348] ここで、図 34を使用して、 GPS衛星 12aの測位系列 F1における選択コードフエ一 ズ CPlsaを測位に使用する力否かを決定する場合を例にして、ステップ S207の詳 細を説明する。
[0349] 図 34は、ステップ S207の詳細を示すフローチャートである。
[0350] まず、端末 2020は、選択コードフェーズ CPlsaの XPRが最大か否かを判断する（ 図 34のステップ S221)。このステップ S221は、選択位相第 1評価ステップの一例で ある。
[0351] 端末 2020は、ステップ S221における判断が肯定的であった場合には、選択コー ドフェーズ CP 1 saを測位使用コードフェーズ CPB If aに決定する（ステップ S 224)。
[0352] これに対して、端末 2020は、ステップ S221における評価が否定的であった場合に は、周波数系列 F1におけるコードフェーズ評価のパス回数が 3回以上力否かを判断 する（ステップ S222)。このステップ S222は、選択位相第 2評価ステップの一例であ る。
[0353] 端末 2020は、ステップ S222における判断が肯定的であった場合には、周波数系 列 F 1の XPR低下回数が 10回未満か否かを判断する（ステップ S 223)。
[0354] 端末 2020は、ステップ S223において、周波数系列 F1の XPR低下回数が 10回未 満であると判断した場合には、選択コードフェーズ CPlsaを測位使用コードフェーズ
CPBlfaに決定する（ステップ S224)。
[0355] これに対して、端末 2020は、ステップ S222における評価が否定的であった場合、 又は、ステップ S223において周波数系列 F1の XPR低下回数が 10回未満ではない と判断した場合には、 CP12a又は CP13aのうち、 XPRが最大のものを測位使用コー ドフェーズ CPBlfaに決定する（ステップ S225)。
[0356] 端末 2020は、各 GPS衛星 12a等ごとに、上述の各ステップ S221乃至ステップ S2
25を実施する。
[0357] 続いて、端末 2020は、測位使用コードフェーズ CPBlfが 3個以上あるか否かを判 断する (ステップ S 208)。
[0358] ステップ S208において、端末 2020力 測位使用コードフェーズ CPBlfが 3個未満 であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。 [0359] これに対して、ステップ S206において、端末 2020力 測位使用コードフェーズ CP Blfが 3個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズ CPBlfを使用し て測位する（ステップ S 209)。このステップ S 209は、測位ステップの一例である。
[0360] 続いて、端末 2020は、測位位置 QB1 (図 22参照）を出力する (ステップ S210)。
[0361] 以上のステップによって、端末 2020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測 位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0362] [第 3の実施の形態]
図 35は、第 3の実施の形態の端末 3020等を示す概略図である。
[0363] 図 35【こ示すよう【こ、端末 3020ίま、 ¾Μ立衛星である ί列免 ίま、、 GPS衛星 12a, 12b, 1 2c, 12d, 12e, 12f, 12g及び 12h力も、電波 SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7及び S 8を受信することができる。 GPS衛星 12a等は、発信源の一例でもある。なお、発信 源は、 SPS (Satellite PositioningSystem)衛星であればよぐ GPS衛星に限ら ない。
[0364] 電波 S1等には各種のコード (符号）が乗せられている。そのうちの一つが CZAコ ード Seaである。この C/Aコード Seaは、 1. 023Mbpsのビット率、 1, 023bit ( = lm sec)のビット長の信号である。 CZAコード Seaは、 1, 023チップ（chip)で構成され ている。端末 3020は、現在位置を測位する測位装置の一例であり、この CZAコード を使用して現在位置の測位を行う。この CZAコード Seaは、測位基礎符号の一例で ある。
[0365] また、電波 S1等に乗せられる情報として、アルマナック Sal及びェフエメリス Sehが ある。アルマナック Salはすべての GPS衛星 12a等の概略の衛星軌道を示す情報で あり、ェフエメリス Sehは各 GPS衛星 12a等の精密な衛星軌道を示す情報である。ァ ルマナック Sal及びェフエメリス Sehを総称して航法メッセージと呼ぶ。
[0366] 端末 3020は、例えば、 3個以上の異なる GPS衛星 12a等からの CZAコードの位 相を特定して、現在位置を測位することができるようになって!/、る。
[0367] 図 36は、測位方法の一例を示す概念図である。
[0368] 図 36に示すように、例えば、 GPS衛星 12aと端末 3020との間には、 CZAコードが 連続的に並んでいると観念することができる。そして、 GPS衛星 12aと端末 3020との 間の距離は、 CZAコードの長さ（300キロメートル (km) )の整数倍とは限らないから 、コード端数部 CZAaが存在する。つまり、 GPS衛星 12aと端末 3020との間には、 C ZAコードの整数倍の部分と、端数部分が存在する。 CZAコードの整数倍の部分と 端数部分の合計の長さが擬似距離である。端末 3020は、 3個以上の GPS衛星 12a 等についての擬似距離を使用して測位を行う。
[0369] 本実施形態において、 CZAコードの端数部 CZAaをコードフェーズと呼ぶ。コー ドフェーズは、例えば、 CZAコードの 1, 023あるチップの何番目かで示すこともでき るし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフエ一 ズを距離に換算している。
[0370] GPS衛星 12aの軌道上の位置はェフエメリス Sehを使用して算出可能である。そし て、例えば、 GPS衛星 12aの軌道上の位置と後述の初期位置 QC0との距離を算出 すれば、 CZAコードの整数倍の部分を特定することができる。なお、 CZAコードの 長さが 300キロメートル (km)であるから、初期位置 QC0の位置誤差は、 150キロメー トル (km)以内である必要がある。
[0371] そして、図 36に示すように、レプリカ CZAコードの位相を例えば、矢印 XI方向に 移動させながら、相関処理を行う。このとき、端末 3020は、同期用周波数も変動させ ながら、相関処理を行う。この相関処理は、後述のコヒーレント処理及びインコヒーレ ント処理で構成される。
[0372] 相関積算値が最大になった位相がコード端数 CZAaである。
[0373] なお、第 3の実施の形態とは異なり、端末 3020は、例えば、携帯電話の通信基地 局からの電波を使用して測位を行うようにしてもよい。また、第 3の実施の形態とは異 なり、端末 3020は、 LAN (Local Area Network)から電波を受信して、測位を行 うようにしてもよい。
[0374] 図 37は、相関処理の説明図である。
[0375] コヒーレントは、端末 3020が受信した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関を とる処理である。レプリカ CZAコードは、端末 3020が発生する符号である。レプリカ CZAコードは、レプリカ測位基礎符号の一例である。
[0376] 例えば、図 37に示すように、コヒーレント時間が 10msecであれば、 10msecの時間 において同期積算した CZAコードとレプリカ CZAコードとの相関値等を算出する。 コヒーレント処理の結果、相関をとつた位相（コードフェーズ）と、相関値が出力される
[0377] インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値
(インコヒーレント値)を算出する処理である。
[0378] 相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出 力される。
[0379] 図 38は、相関積算値とコードフェーズの関係の一例を示す図である。
[0380] 図 38の相関積算値の最大値 Pmaxに対応するコードフェーズ CP1が、レプリカ CZ
Aコードのコードフェーズ、すなわち、 CZAコードのコードフェーズである。
[0381] そして、端末 3020は、例えば、コードフェーズ CP1から 2分の 1チップ離れたコード フェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値 Pnoise とする。
[0382] 端末 3020は、 Pmaxと Pnoiseとの差分を Pmaxで除した値を信号強度 XPRとして 規定する。信号強度 XPRは、信号強度の一例である。
[0383] そして、端末 3020は、 XPRが例えば、 0. 2以上である場合に、コードフェーズ CP1 を測位に使用するコードフェーズの候補とする。以下、このコードフェーズを、「候補 コードフェーズ」とも呼ぶ。候補コードフェーズは測位に使用する候補であり、端末 30
20が実際に測位に使用するとは限らない。
[0384] 図 39及び図 40は、候補コードフェーズと時間経過等との関係の一例を示す図であ る。
[0385] 図 39は、例えば、 GPS衛星 12aが端末 3020に近づいている状態を示している。
[0386] GPS衛星 12a力端末 3020に近づくと、 GPS衛星 12aと端末 3020との距離力 ^短く なるから、候補コードフェーズ C1は時間経過とともに、 0に近づく。
[0387] また、同期用周波数 F1は、時間経過とともに、高くなるように設定されている。これ は、 GPS衛星 12aが端末 3020に近づいているために生じるドップラー偏移によって
、電波 S1が端末 3020に到達するときの到達周波数が高くなることに対応するためで ある。 [0388] 端末 3020は、変動する到達周波数に効率的に同期するために、図 40に示すよう に、例えば、 3つの周波数系列 Fl, F2及び F3を使用する。周波数系列 F1等は周波 数系列の一例である。周波数系列 F1と F2は 50ヘルツ (Hz)の周波数幅だけ乖離し ている。また、周波数系列 F1と F3は 50ヘルツ（Hz)の周波数幅だけ乖離している。 5 0ヘルツ (Hz)の周波数間隔は予め規定されている。すなわち、 50ヘルツ (Hz)の周 波数間隔は、周波数間隔の一例である。この周波数間隔は、端末 3020が実施する 相関処理における周波数サーチのステップ間隔未満において規定されている。例え ば、周波数サーチのステップ間隔が 100ヘルツ (Hz)であれば（図 45B参照）、 100 ヘルツ (Hz)未満にぉ ヽて規定される。
[0389] なお、周波数系列 F1等は複数であればよぐ第 3の実施の形態とは異なり、例えば 、4個以上でもよい。
[0390] 図 40に示すように、各周波数系列 F1等は、到達周波数のドップラー偏移を予想し て時間経過とともに変化するように設定される。
[0391] そして、各周波数系列 F1等の 、ずれかが、到達周波数のドップラー偏移に最も精 度良く追随して ヽるはずである。
[0392] 周波数系列 F1においてはコードフェーズ C1が算出される。そして、周波数系列 F2 においてはコードフェーズ C2が算出される。そして、周波数系列 F3においてはコー ドフェーズ C3が算出される。
[0393] このように、 3つのコードフェーズ C1等が並行して算出されるのである力 信号強度
XPRが最も高い状態で算出された候補コードフェーズが最も信頼度が高いと仮定す ることがでさる。
[0394] ところが、 XPRが最も高い周波数系列 F1等が維持されるとは限らない。例えば、図 40に示すように、例えば、時刻 tlと t2との間においては周波数系列 F1で算出した候 補コードフェーズ C1の XPRが最も高ぐ時刻 t2と t3との間においては周波数系列 F 2で算出した候補コードフェーズ C2の XPRが最も高い。
[0395] 予想されるドップラー偏移に基づいて、各周波数系列 F1等の周波数を変更してい るのであるから、いずれか 1つの周波数系列で算出した候補コードフェーズは、継続 的に、他の周波数系列で算出した候補コードフェーズよりも精度が高いはずである。 言い換えると、例えば、周波数系列 F1が、他の周波数系列 F2及び F3に比べて、実 際の到達周波数に最も精度良く追随し続けているはずである。
[0396] このため、時間経過によって周波数系列が変わる場合には、 XPRが高い状態で算 出された候補コードフェーズが、精度が最も高いとは限らない。
[0397] この点、端末 3020は、以下のハードウェア構成及びソフトウェア構成によって、弱 電界下において、候補コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位するこ とがでさる。
[0398] (端末 3020の主なハードウェア構成につ!、て）
図 41は、端末 3020の主なハードウェア構成を示す概略図である。
[0399] 図 41に示すように、端末 3020は、コンピュータを有し、コンピュータは、ノ ス 3022 を有する。バス 3022には、 CPU (Central Processing Unit) 3024、記憶装置 3
026等が接続されている。記憶装置 3026は、例えば、 RAM (Random Access
Memory)、 ROM (Read Only Memory)等である。
[0400] また、バス 3022には、入力装置 3028、電源装置 3030、 GPS装置 3032、表示装 置 3034、通信装置 3036及び時計 3038が接続されて!、る。
[0401] (GPS装置 3032の構成について）
図 37は、 GPS装置 3032の構成を示す概略図である。
[0402] 図 37に示すように、 GPS装置 3032は、 RF咅 3032aとベースノンド咅 3032bで構 成される。
[0403] RF部 3032aは、アンテナ 3033aで電波 S1等を受信する。そして、増幅器である L NA3033a力 電波 S1に乗せられている CZAコード等の信号を増幅する。そして、 ミキサ 3033cが、信号の周波数をダウンコンバートする。そして、直交 (IQ)検波器 30 33dが信号を IQ分離する。続いて、 AZDコンノータ 3033el及び 3033e2力 IQ分 離された信号をそれぞれデジタル信号に変換するように構成されて!ヽる。
[0404] ベースバンド部 3032bは、 RF部 3032aからデジタル信号に変換された信号を受 信し、信号をサンプリングして積算し、ベースバンド部 3032bが保持している CZAコ ードとの相関をとるように構成されている。ベースバンド部 3032bは、例えば、 128個 の相関器（図示せず)及び積算器（図示せず)を有し、同時に 128の位相にお 、て、 相関処理を行うことができるようになつている。相関器は前述のコヒーレント処理を行う ための構成である。積算器は前述のインコヒーレント処理を行うための構成である。
[0405] (端末 3020の主なソフトウェア構成につ!、て）
図 43は、端末 3020の主なソフトウェア構成を示す概略図である。
[0406] 図 43に示すように、端末 3020は、各部を制御する制御部 3100、図 41の GPS装 置 3032に対応する GPS部 3102、時計 3038に対応する計時部 3104等を有してい る。
[0407] 端末 3020は、また、各種プログラムを格納する第 1記憶部 3110、各種情報を格納 する第 2記憶部 3150を有する。
[0408] 図 43に示すように、端末 3020は、第 2記憶部 3150に、航法メッセージ 3152を格 納している。航法メッセージ 3152は、アルマナック 3152a及びエフェメリス 3152bを 含む。
[0409] 端末 3020は、アルマナック 3152a及びエフェメリス 3152bを、測位のために使用 する。
[0410] 図 43に示すように、端末 3020は、第 2記憶部 3150に、初期位置情報 3154を格 納している。初期位置 QC0は、例えば、前回の測位位置である。
[0411] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、観測可能衛星算出プログ ラム 3112を格納している。観測可能衛星算出プログラム 3112は、制御部 3100が、 初期位置情報 3154に示される初期位置 QC0を基準として、観測可能な GPS衛星 1 2a等を算出するためのプログラムである。
[0412] 具体的には、制御部 3100は、アルマナック 3152aを参照して、計時部 3104によつ て計測した現在時刻において観測可能な GPS衛星 12a等を判断する。制御部 310 0は、観測可能な GPS衛星 12a等 (以下、「観測可能衛星」と呼ぶ)を示す観測可能 衛星情報 3156を第 2記憶部 3150に格納する。第 3の実施の形態においては、観測 可能衛星は、 GPS衛星 12a乃至 12hである（図 35及び図 43参照）。
[0413] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、推定周波数算出プログラム 3114を格納している。推定周波数算出プログラム 3114は、制御部 3100が、 GPS 衛星 12a等からの電波 S1等の受信周波数を推定するためのプログラムである。 [0414] この受信周波数は、電波 S1が端末 3020に到達するときの到達周波数である。より 詳細には、この受信周波数は、電波 S1が端末 3020に到達し、さらに端末 3020にお
V、てダウンコンバートされたときの中間（IF)周波数である。
[0415] 図 44は、推定周波数算出プログラム 3114の説明図である。
[0416] 図 44に示すように、制御部 3100は、 GPS衛星 12a等からの発信周波数 HIにドッ ブラー偏移 H2を加えて、推定周波数 A3を算出する。 GPS衛星 12a等力もの発信周 波数 HIは既知であり、例えば、 1, 575. 42MHzである。
[0417] ドップラー偏移 H2は、各 GPS衛星 12a等と端末 3020との相対移動によって生じる
。制御部 3100は、エフヱメリス 3152bと初期位置 QCOによって現在時刻における各
GPS衛星 12a等の視線速度 (端末 3020の方向に対する速度）を算出する。そして、 その視線速度に基づいて、ドップラー偏移 H2を算出する。
[0418] 制御部 3100は、観測可能衛星である GPS衛星 12a等ごとに、推定周波数 A3を算 出する。
[0419] なお、推定周波数 A3には、端末 3020のクロック (基準発振器：図示せず)のドリフト 分の誤差を含む。ドリフトとは、温度変化による発振周波数の変化である。
[0420] このため、制御部 3100は、推定周波数 A3を中心として、所定の幅の周波数にお いて電波 S1等をサーチする。例えば、（A3— 100) kHzの周波数から (A3 + 100) k Hzの周波数の範囲を、 100Hzごとの周波数で電波 S 1等をサーチする。
[0421] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、メジャメント算出プログラム 3116を格納している。メジャメント算出プログラム 3116は、制御部 3100力 GPS衛 星 12a等力も受信した CZAコードと端末 3020が生成したレプリカ CZAコードとの 相関処理を行って、相関積算値の最大値 Pmax、ノイズの相関積算値 Pnoise、候補 コードフェーズ及び受信周波数を含むメジヤメントを算出するためのプログラムである 。メジャメント算出プログラム 3116と制御部 3100は、位相算出部の一例であり、受信 周波数特定部の一例でもある。
[0422] 図 45A〜45Cは、メジャメント算出プログラム 3116の説明図である。
[0423] 図 45Aに示すように、制御部 3100はベースバンド部 3032bによって、 CZAコード の 1チップを例えば、等間隔で分割して、相関処理を行う。 CZAコードの 1チップは、 例えば、 32等分される。すなわち、 32分の 1チップの位相幅 (第 1位相幅 W1)間隔 で相関処理を行う。そして、制御部 3100が相関処理を行うときの第 1位相幅 W1間隔 の位相を第 1サンプリング位相 SC1と呼ぶ。
第 1位相幅 W1は、電波 S1等が端末 3020に到達するときの信号強度が— 155dBm 以上である場合に、相関最大値 Pmaxを検出することができる位相幅として規定され ている。 32分の 1チップの位相幅であれば、信号強度が— 155dBm以上であれば 弱電界であっても、相関最大値 Pmaxを検出することができることがシミュレーション によって明らかになつている。
[0424] 図 45Bに示すように、制御部 3100は、推定周波数 A3を中心として、 ± 100kHzの 周波数範囲を第 1位相幅 W1ずつずらしながら相関処理を行う。このとき、周波数を 1 00Hzずつずらしながら、相関処理を行う。
[0425] 図 45Cに示すように、ベースバンド部 3032bからは、 2チップ分の位相 C1乃至 C6 4に対応する相関値積算 Pが出力される。各位相 C1乃至 C64が、第 1サンプリング位 相 SC1である。
[0426] 制御部 3100はメジャメント算出プログラム 3116に基づいて、例えば、 CZAコード の第 1チップから第 1, 023チップまでをサーチする。
[0427] 制御部 3100は、 Pmax及び Pnoiseに基づいて XPRを算出し、最も XPRが大きい 状態に対応するコードフェーズ CPC1、受信周波数 fCl、 PCmaxl及び PCnoisel を現在メジャメント情報 3160とする。コードフェーズ CPC1、受信周波数 fCl、 PCma xl及び PCnoiselを総称して、メジヤメントと呼ぶ。端末 3020は、各 GPS衛星 12a等 ごとにメジヤメントを算出する。
[0428] なお、コードフェーズ CPC1は、距離に換算されている。上述のように、 CZAコード のコード長は、例えば、 300キロメートル (km)であるから、 CZAコードの端数部分で あるコードフェーズも距離に換算することができる。
[0429] 制御部 3100は、観測可能衛星のうち、例えば、 6個の GPS衛星 12a等について、 それぞれメジヤメントを算出する。なお、同一の GPS衛星 12a等についてのメジャメン トを、対応するメジヤメントと呼ぶ。例えば、 GPS衛星 12aについてのコードフェーズ C PC 1と GPS衛星 12aについての周波数 f C 1は対応するメジャメントである。周波数 f C 1は、 GPS衛星 12aからの電波 S Iを受信したときの受信周波数である。
[0430] なお、第 3の実施の形態とは異なり、相関処理の方法としては、ナローコリレータ (例 えば、特開 2000 - 312163号公報参照）を採用してもょ ヽ。
[0431] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、メジャメント保存プログラム 31 18を格納している。メジャメント保存プログラム 3118は、制御部 3100力 メジヤメ ントを第 2記憶部 3150に保存するためのプログラムである。
[0432] 制御部 3100は、新たなメジヤメントを現在メジャメント情報 3160として第 2記憶部 3 150に格納するとともに、既存の現在メジャメント情報 3160を前回メジャメント情報 31 62として第 2記憶部 3150に格納する。前回メジャメント情報 3162は、前回測位時の コードフェーズ CPCO、周波数 fCO、 PCmaxO及び PCnoiseOを含む。
[0433] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、周波数評価プログラム 312 0を格納している。周波数評価プログラム 3120は、制御部 3100が、前回測位時の 受信周波数 fCOと現在測位時の受信周波数 fClとの周波数差が周波数閾値 oc 3以 内であるか否かを判断するためのプログラムである。周波数閾値 α 3以内の範囲は、 周波数系列 Fl , F2及び F3の周波数間隔未満の閾値によって、予め規定されてい る。上述のように、周波数間隔が 50ヘルツ (Hz)であれば、周波数閾値 α 3は、例え ば、 30ヘルツ（Hz)である。上述の周波数評価プログラム 3120及び制御部 3100は 、周波数差評価部の一例である。そして、周波数閾値 α 3以内の範囲は、予め規定 した周波数差許容範囲内の一例である。
[0434] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、予測コードフェーズ算出プ ログラム 3122を格納している。予測コードフェーズ算出プログラム 3122は、制御部 3 100力 前回測位時のコードフェーズ CPC0と、電波 S 1等のドップラー偏移と、前回 測位時からの経過時間 dtに基づ!/ヽて、現在の位相を予測して予測コードフェーズ C PCeを算出するためのプログラムである。予測コードフェーズ CPCeは、予測位相の 一例である。予測コードフェーズ算出プログラム 3122と制御部 3100は、予測位相算 出部の一例である。
[0435] なお、予測コードフェーズ CPCeは、距離に換算されている。
[0436] 図 46は、予測コードフェーズ算出プログラム 3122の説明図である。 [0437] 図 46に示すように、制御部 3100は、例えば、式 3によって、予測コードフェーズ CP Ceを算出する。
[0438] 制御部 3100は、式 3に示すように、前回測位時のコードフェーズ CPCOから、例え ば、 GPS衛星 12aと端末 3020の相対移動速度に前回測位時からの経過時間 dtを 乗じた値を減じることによって、予測コードフェーズ CPCeを算出する。
[0439] なお、式 3において、予測コードフェーズ CPCe、前回コードフェーズ CPC0は、距 離に換算されている。
[0440] ここで、電波 S1等は、光速で伝播する。このため、光速を電波 S1等の発信周波数 HIで除することによって、ドップラー偏移 1ヘルツ (Hz)に対応する概略の速度を算 出することができる。すなわち、ドップラー偏移がプラス（ + ) 1ヘルツ (Hz)であるとい うことは、 GPS衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 3020に近づいていると いうことである。このため、予測コードフェーズ CPCeは、前回測位時のコードフェーズ CPC0よりも短くなる。ここで、ドップラー偏移は、例えば、前回測位時の周波数 fCOと 発信周波数 HIとの差分である。
[0441] これに対して、ドップラー偏移がマイナス（―） 1ヘルツ（Hz)であるということは、 GP S衛星 12aが秒速 0. 19メートル（mZs)で端末 3020から遠ざかつているということで ある。このため、予測コードフェーズ CPCeは、前回測位時のコードフェーズ CPC0よ りち長くなる。
[0442] なお、式 3は、前回測位時力もの経過時間が短時間であると!/、う条件にぉ 、て成立 するものである。言い換えると、式 3は、コードフェーズと経過時間との関係をグラフ上 で直線として示せる限りにお 、て成立する。
[0443] また、第 3の実施の形態とは異なり、前回測位時の周波数 fCOと発信周波数 HIと の差分と、現在測位時の周波数 fClと発信周波数 HIとの差分との平均値を、ドッブ ラー偏移としてもよい。これにより、予測コードフェーズ CPCeを一層正確に算出する ことができる。
[0444] 制御部 3100は、算出した予測コードフェーズ CPCeを示す予測コードフェーズ情 報 3164を第 2記憶部 3150に格納する。
[0445] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、コードフェーズ評価プログ ラム 3124を格納している。コードフェーズ評価プログラム 3124は、制御部 3100が、 現在のコードフェーズ CPC1と予測コードフェーズ CPCeとのコードフェーズ差がコー ドフェーズ閾値 /3 3 (以下、「閾値 /3 3」と呼ぶ）以下力否かを判断するためのプロダラ ムである。閾値 j8 3以下の範囲は、位相差許容範囲内の一例である。コードフェーズ 評価プログラム 3124と制御部 3100は、位相差評価部の一例である。
[0446] 閾値 j8 3は、予め規定されている。閾値 j8 3は、例えば、 80メートル (m)である。
[0447] 制御部 3100は、上述の周波数評価プログラム 3120によって閾値 α 3以下の周波 数差分であると判断したコードフェーズ CPC1を、コードフェーズ評価プログラム 312 4に基づく判断の対象とする。
[0448] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、測位使用コードフェーズ決 定プログラム 3126を格納して 、る。測位使用コードフェーズ決定プログラム 3126は 、制御部 3100が、周波数閾値《3以内の周波数差であって、かつ、閾値 |8 3以下の コードフェーズ差である GPS衛星 12a等のコードフェーズ CPC1等を、測位使用コー ドフェーズ CPClfとして決定するためのプログラムである。
[0449] 周波数閾値 α 3以内ではない周波数差に対応する GPS衛星 12a等のコードフエ一 ズ CPC 1等を測位使用コードフェーズ CPC Ifとして決定せず、測位力も排除する。 そして、周波数閾値 ex 3以内の周波数差に対応し、かつ閾値 β 3以下のコードフエ一 ズ差に対応するコードフェーズ CPC1を測位に使用するのである。すなわち、測位使 用コードフェーズ決定プログラム 3126と制御部 3100は、位相排除部の一例である。
[0450] 第 3の実施の形態においては、測位使用コードフェーズ CPClfは、例えば、 GPS 衛星 12a, 12b, 12c及び 12dにそれぞれ対応する CPClfa, CPClfb, CPClfc及 び CPClfdとする。
[0451] 制御部 3100は、測位使用コードフェーズ CPC Ifを示す測位使用コードフェーズ情 報 3166を第 2記憶部 3150に格納する。
[0452] なお、本実施形態において、コードフェーズ CPC1を測位に使用することと、コード フェーズ CPC1を測位使用コードフェーズ CPClfにすることは、同義である。
[0453] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、測位プログラム 3128を格 納している。測位プログラム 3128は、制御部 3100力 測位使用コードフェーズ CPC Ifを使用して現在位置を測位するためのプログラムである。測位プログラム 3128と制 御部 3100は、測位部の一例である。
[0454] 測位使用コードフェーズ CPClfは、上述の閾値 13 3以内のコードフェーズ CPC1等 である。すなわち、測位使用コードフェーズ CPClfを使用して現在位置を測位するこ とは、閾値 j8 3以内のコードフェーズ CPC1等を使用して現在位置を測位することと 同義である。
[0455] 制御部 3100は、測位使用コードフェーズ CPClfが 3個以上ある場合には、それら の測位使用コードフェーズ CPC Ifを使用して現在位置を測位し、測位位置 QC 1を 算出する。
[0456] 制御部 3100は、算出した測位位置 QC1を示す測位位置情報 3168を第 2記憶部 3150に格納する。
[0457] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、測位位置出力プログラム 3 130を格納している。測位位置出力プログラム 3130は、制御部 3100力 測位位置 QC1を表示装置 3034 (図 41参照）に表示するためのプログラムである。
[0458] 図 43に示すように、端末 3020は、第 1記憶部 3110に、コードフェーズ閾値設定プ ログラム 3132を格納している。コードフェーズ閾値設定プログラム 3132は、制御部 3 100力 CZAコードの受信状態に基づいて、閾値 j8 3を決定するためのプログラム である。このコードフェーズ閾値設定プログラム 3132と制御部 3100は、位相差許容 範囲決定部の一例である。
[0459] 図 47は、コードフェーズ閾値設定プログラム 3132の説明図である。
[0460] 図 47の表を、条件表と呼ぶ。
[0461] 条件表は、ドリフト確定性 130b、追尾中衛星数 130c、強衛星存在性 130d、弱衛 星存在性 130e、強衛星割合 130f、弱衛星割合 130g及び経過積算時間 130h及び コードフェーズ閾値 13 3を含む。
[0462] 上述のドリフト確定性 130b、追尾中衛星数 130c、強衛星存在性 130d、弱衛星存 在性 130e、強衛星割合 130f、弱衛星割合 130g及び経過積算時間 130hは、 C/ Aコードの受信状態の一例である。ドリフト確定性 130b等を総称して受信状態と呼ぶ [0463] 上述のように、条件表は、測位モード 130aを含む。測位モード 130aは、通常モー ド、高感度モード及び移動モードを含む。
[0464] 通常モードは、積算時間 (インコヒーレント時間）の初期設定が 1秒 (s)であり、 C/ Aコードの信号強度が弱い場合に、積算時間を 4秒 (s)、 8秒 (s)、 24秒 (s)というよう に段階的に長くしていく測位モードである。通常モードは、 GPS装置 3032のアンテ ナ 3033aへ入力する信号強度が例えば、マイナス（―） 150dBM以上の場合に好適 な測位モードである。
[0465] 高感度モードは、積算時間の初期設定が 1秒 (s)であり、 CZAコードの信号強度 が弱い場合に、積算時間を 24秒 (s)に直ちに長くする測位モードである。高感度モ ードは、 GPS装置 3032のアンテナ 3033aへ入力する信号強度が例えば、マイナス（ - ) 150dBM未満の場合に好適な測位モードである。
[0466] 移動モードは、積算時間の初期設定が 1秒 (s)で固定する測位モードである。移動 モードは、端末 3020が移動中に好適な測位モードである。
[0467] 上述のように、条件表は、ドリフト確定性 130bを含む。ドリフトとは、端末 3020の基 準クロック（図示せず)の温度変化による周波数変化である。ドリフトが小さいほど、端 末 3020が算出するメジヤメントの精度は高くなる。このドリフトは、 3個以上の GPS衛 星 12a等を使用して予備測位することによって算出することができる。予備測位によ つて端末 3020の時刻誤差を算出することができる。そして、この時刻誤差に基づい て、ドリフトを算出することができる。
[0468] ドリフト確定性 130bは、端末 3020は、周波数の設定値に対する周波数誤差力 プ ラスマイナス（士） 50ヘルツ (Hz)以内力否かを示す情報である。
[0469] 端末 3020は、周波数の設定値に対する周波数誤差力 プラスマイナス（士） 50へ ルツ (Hz)以内の場合に、ドリフトが確定している（ドリフト確定性あり）と判断する。
[0470] これに対して、端末 3020は、周波数誤差が、プラスマイナス（士） 50ヘルツ (Hz)よ りも大きい場合に、ドリフトが確定している（ドリフト確定性あり）と判断する。
[0471] プラスマイナス（±) 50ヘルツ (Hz)以内の周波数範囲は、予め規定したドリフト許 容範囲の一例である。
[0472] 上述のように、端末 3020は、周波数の設定値に対する周波数誤差が、プラスマイ ナス（±) 50ヘルツ (Hz)以内である場合にドリフト確定性ありと判断する力 この誤差 範囲は、メジャメント算出における周波数ステップ（図 45B参照)未満の範囲にぉ 、て 規定されている。
[0473] 上述のように、条件表は、追尾中衛星数 130cを含む。追尾中衛星数 130cは、端 末 3020が継続的に電波 S1等を受信している GPS衛星 12a等の数である。
[0474] 上述のように、条件表は、強衛星存在性 130dを含む。強衛星存在性 130dは、信 号強度 XPRが 0. 7以上の GPS衛星 12a等（以下、「強衛星」と呼ぶ）が存在するか否 かを示す。
[0475] 端末 3020は、強衛星が 1個でも存在する場合に、強衛星有りと判断する。
[0476] これに対して、端末 3020は、強衛星が 1個も存在しな 、場合に、強衛星無しと判断 する。
[0477] 上述のように、条件表は、弱衛星存在性 130eを含む。弱衛星存在性 130eは、信 号強度 XPRが 0. 4以下の GPS衛星 12a等（以下、「弱衛星」と呼ぶ）が存在するか否 かを示す。
[0478] 端末 3020は、弱衛星が 1個でも存在する場合に、弱衛星有りと判断する。
[0479] これに対して、端末 3020は、弱衛星が 1個も存在しな 、場合に、弱衛星無しと判断 する。
[0480] 上述のように、条件表は、強衛星多数性 130fを含む。強衛星多数性 130fは、端末 3020が追尾中の GPS衛星 12a等がすべて強衛星が否かを示す。
[0481] 端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等がすべて強衛星である場合に、「YES」と 判断する。
[0482] これに対して、端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等の 1個以上が強衛星では な 、場合に、「NO」と判断する。
[0483] 上述のように、条件表は、弱衛星多数性 130gを含む。弱衛星多数性 130gは、端 末 3020が追尾中の GPS衛星 12a等がすべて弱衛星が否かを示す。
[0484] 端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等がすべて弱衛星である場合に、「YES」と 判断する。
[0485] これに対して、端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等の 1個以上が弱衛星では な 、場合に、「NO」と判断する。
[0486] 上述のように、条件表は、経過積算時間 130hを含む。経過積算時間 130hは、ィ ンコヒーレントの開始力も現在時刻までの経過時間（以下、「経過積算時間」と呼ぶ） 力 時間閾値である例えば、 12秒 (s)以下力否かを示す。なお、インコヒーレントの開 始力 現在時刻までの経過時間は、相関処理を開始してからの経過時間と同義であ る。
[0487] 端末 3020は、経過積算時間が 12秒 (s)以下であれば、「YES」と判断する。
[0488] これに対して、端末 3020は、経過積算時間が 12秒 (s)より長い場合には、「NO」と 判断する。
[0489] なお経過積算時間が長いほど、一般的に、信号強度 XPRが大きくなり、コードフエ ーズ CPC1の精度も向上する。このため、時間閾値は、測位精度に対応して必要な コードフェーズ CPC1の精度に応じて規定される。
[0490] 制御部 3100は、上述の条件表に含まれる測位モード 130a等の条件に基づいて、 コードフェーズ閾値 β 3を設定する。
[0491] 例えば、通常モードであって、ドリフト確定性 130bが「有り」であって、追尾中衛星 数 130cが 8個以上であって、強衛星存在性 130dが「有り」であって、強衛星多数性 130fが「YES」であって、経過積算時間 130h力「YES」である場合（Condi)には、 コードフェーズ閾値 3を最小値である例えば、 19メートル (m)に設定する。
[0492] Condiにおいては、追尾中の GPS衛星 12a等の数が十分に多ぐまた、信号強度 XPRも良好であるから、コードフェーズ閾値 j8 3を小さく設定することによって、測位 精度を向上させるのである。
[0493] また、 Cond7は、 Condiと比べて追尾中衛星数が少ない。この場合、端末 3020は 、コードフェーズ閾値 j8 3を Condiよりも大きい例えば、 52メートル (m)に設定する。 これにより、 Condiに比べて測位精度は劣化する力 測位に使用することができる G PS衛星の数をできるだけ多く確保することができる。
[0494] このように、端末 3020は、同じ受信状態であれば、追尾中の GPS衛星 12a等の数 が多いほどコードフェーズ閾値 ι8 3を小さく設定し、追尾中の GPS衛星 12a等の数が 少な 、ほどコードフェーズ閾値 β 3を大きく設定するようになって 、る。 [0495] また、例えば、 Cond3においては、経過積算時間 130hが「NO」であるから、 Cond 1に比べてコードフェーズ CPC1の精度が悪い。このため、端末 3020は、コードフエ ーズ閾値 j8 3を Condiよりもやや大きい例えば、 25メートル (m)に設定することによ つて、測位精度の劣化を最小限度にしつつ、測位可能な数のコードフェーズ CPC1 を確保することができる。
[0496] また、例えば、 Condi 1にお 、ては、追尾中衛星数が、測位をするための最少数で ある 3個である場合があり、しかも、弱衛星多数性 130gが「YES」であるから、コード フェーズ閾値 3を小さく設定すると、 GPS衛星 12a等の数が測位可能な数に達しな い場合がある。このため、端末 3020は、 Condiや Cond4等よりも大きい例えば、 80 メートル (m)に設定することによって、測位精度の劣化を許容限度に確保しつつ、測 位可能な数のコードフェーズ CPC 1を確保するようになつて 、る。
[0497] なお、第 3の実施の形態において、コードフェーズ |8の最大値は 80メートル (m)と 設定している。この 80メートル (m)という長さは、端末 3020が、高速移動部である例 えば、新幹線に搭載されて移動しつつ、 1秒 (s)間隔で測位している場合において、 前回測位時と現在時刻との間に、コードフェーズが変化する距離以下の長さとして規 定されている。
[0498] また、例えば、 Cond23においては、移動モードであるから、端末 3020が移動する ために端末 3020に到達する電波 S1等の到達周波数が継続的に変動する。しかも、 その到達周波数の変動を算出することは困難である。このため、端末 3020は、コー ドフェーズ閾値 j8 3を Condiや Cond4等よりも大きい例えば、 80メートル (m)に設定 することによって、測位精度を許容限度まで劣化させても、測位可能な数のコードフ エーズ CPC1を確保するようになって!/、る。
[0499] 端末 3020は、上述のように構成されている。
[0500] 端末 3020は、現在のコードフェーズ CPC1と予測コードフェーズ CPCeとのコード フェーズ差が予め規定した閾値 j8 3以下か否かを判断することができる。このため、 端末 3020は、コードフェーズ CPC1の精度を検証することができる。
[0501] また、端末 3020は、閾値 13 3以下のコードフェーズ差に対応するコードフェーズ C PC 1を使用して、現在位置を測位することができる。 [0502] これにより、端末 3020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の コードフェーズの精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0503] また、端末 3020は、周波数閾値 α 3以内の範囲外の周波数 fClに対応するコード フェーズ CPC1を測位力も排除することができる。
[0504] これは、端末 3020力 C/Aコードのコードフェーズ CPC1の精度を検証するのみ ならず、コードフェーズ CPC1を算出したときの受信周波数 fClの精度も検証すること ができることを意味する。
[0505] これにより、端末 3020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測位基礎符号の コードフェーズの精度を検証したうえで、一層精度良く測位することができる
また、端末 3020は、例えば、追尾中の GPS衛星 12a等の数が多いほど、コードフ エーズ閾値 j8 3を小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズ CPC1のみを測位 に使用することができる。
[0506] これにより、端末 3020は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高いコードフェーズ CPC1を使用して測位することができる。
[0507] また、端末 3020は、例えば、受信している CZAコードの信号強度 XPRが大きい G
PS衛星 12a等の数が多いほど、コードフェーズ閾値 j8 3を小さくして、相対的に精度 の高いコードフェーズ CPC1のみを測位に使用することができる。
[0508] これにより、端末 3020は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高いコードフェーズ CPC1を使用して測位することができる。
[0509] また、端末 3020は、例えば、ドリフトが例えば、プラスマイナス（士） 50ヘルツ (Hz) 以内である場合に、コードフェーズ閾値 j8 3を小さくして、相対的に精度の高いコード フェーズ CPC1のみを測位に使用することができる。
[0510] これにより、端末 3020は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高いコードフェーズ CPC1を使用して測位することができる。
[0511] また、端末 3020は、例えば、経過積算時間が長いほど、コードフェーズ閾値 /3 3を 小さくして、相対的に精度の高いコードフェーズ CPC1のみを測位に使用することが できる。
[0512] これにより、端末 3020は、電波強度が微弱な弱電界下において、相対的に精度が 高いコードフェーズ CPC1を使用して測位することができる。
[0513] また、端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等の数が多いほどコードフェーズ閾値
β 3を小さく設定するから、精度の高いコードフェーズ CPC1を使用して測位すること ができる。
[0514] また、端末 3020は、追尾中の GPS衛星 12a等の数が少ないほどコードフェーズ閾 値 ι8 3を大きく設定するから、測位位置を算出することができる可能性を高くすること ができる。
[0515] 以上が第 3の実施の形態に係る端末 3020の構成であるが、以下、その動作例を主 に図 48を使用して説明する。
[0516] 図 48は端末 3020の動作例を示す概略フローチャートである。
[0517] まず、端末 3020は、電波 S1等を受信し、メジヤメントを算出する（図 47のステップ S
301)。このステップ S301は、位相算出ステップの一例である。
[0518] 続!、て、端末 3020は、メジヤメントを保存する（ステップ S302)。
[0519] 続いて、端末 3020は、現在周波数 fClと前回周波数 fCOとの周波数差分の絶対 値が、周波数閾値 ex 3以下か否かを判断する (ステップ S303)。
[0520] 端末 3020は、ステップ S303において、周波数閾値 a 3以下ではないと判断した 周波数差分に対応するコードフェーズ CPC1を測位に使用しない (ステップ S310)。 すなわち、測位使用コードフェーズ CPClfとはしない。
[0521] これに対して、ステップ S303において、周波数閾値 α 3以下であると判断した周波 数差分に対応するコードフェーズ CPC1については、対応する予測コードフェーズ C
PCeを算出する（ステップ S304)。このステップ S304は、予測位相算出ステップの一 例である。
[0522] 続いて、端末 3020は、コードフェーズ閾値 β 3を維持又は変更する (ステップ S30 5)。このステップ S305は、位相差許容範囲決定ステップの一例である。
[0523] 続いて、端末 3020は、コードフェーズ CPC1と予測コードフェーズ CPCeとのコード フェーズ差の絶対値が閾値 j8 3以下力否かを判断する（ステップ S306)。このステツ プ S306は、位相評価ステップの一例である。端末 3020は、コードフェーズ差の絶対 値が閾値 β 3以下であると判断したコードフェーズ CPC1を測位使用コードフェーズ CPClfとする。
[0524] 続いて、端末 3020は、測位使用コードフェーズ CPClfが 3個以上あるか否かを判 断する (ステップ S 307)。
[0525] ステップ S307において、端末 3020力 測位使用コードフェーズ CPClfが 3個未 満であると判断した場合には、測位不能であるから、測位することなく終了する。
[0526] これ対して、ステップ S307において、端末 3020力 測位使用コードフェーズ CPC
Ifが 3個以上であると判断した場合には、測位使用コードフェーズ CPClfを使用して 測位する（ステップ S308)。このステップ S308は、測位ステップの一例である。
[0527] 続いて、端末 3020は、測位位置 QC1 (図 43参照）を出力する（ステップ S309)。
[0528] 以上のステップによって、端末 3020は、信号強度が微弱な弱電界下において、測 位基礎符号の位相の精度を検証したうえで、精度良く測位することができる。
[0529] 本発明は、上述の各実施の形態に限定されない。

Claims

請求の範囲
[1] 所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力 の測位基礎符号との相関処理を 行って前記測位基礎符号の現在の位相を算出する位相算出部と、
前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数 のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記位相を 予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出部と、
前記位相算出部により算出された前記位相と前記予測位相の位相差が所定の位 相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価部と、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置 を測位する測位部と、
を有する測位装置。
[2] 前記位相算出部は、複数の周波数系列を使用して前記位相を算出し、
前記位相差評価部は、前記複数の周波数系列のうち、前記測位基礎符号の信号 強度が最も大きい周波数系列を使用して算出された前記位相と前記予測位相との 位相差が前記位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する請求項 1に記載の測位装置。
[3] 前記位相算出部は、各発信源ごとに少なくとも 1つの周波数系列において所定の レプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基礎符号との前記相関処理を行って 測位基礎符号の位相を算出し、
前記測位部は、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源 ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択部と、 前記選択位相の信号強度が最大カゝ否かを判断する選択位相第 1評価部と、 前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相 差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるカゝ否かを判断す る選択位相第 2評価部と、
を有し、前記選択位相第 1評価部による判断結果及び Z又は前記選択位相第 2評 価部による判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現在位置を 測位する、 請求項 1に記載の測位装置。
[4] 前記予測位相算出部は、前回測位時の前記位相であって、さらに、前記相関処理 の完了時における前記位相を使用して、前記予測位相を算出する請求項 3に記載 の測位装置。
[5] 前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周 波数特定部と、
前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定 した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価部と、
前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記測位基礎符号の位相 を測位力 排除する位相排除部と、
を有する請求項 1〜4のいずれかに記載の測位装置。
[6] 前記測位基礎符号を乗せた電波を受信したときの受信周波数を特定する受信周 波数特定部と、
前回測位時の前記受信周波数と現在の前記受信周波数との周波数差が予め規定 した周波数差許容範囲内か否かを判断する周波数差評価部と、
前記周波数差許容範囲外の前記周波数差に対応する前記測位基礎符号の位相 を測位力 排除する位相排除部と、
を有し、
前記各周波数系列は、互いに予め規定した周波数間隔だけ乖離しており、 前記周波数差許容範囲は、前記周波数間隔未満の閾値によって規定される請求 項 2〜4の 、ずれかに記載の測位装置。
[7] 前記測位基礎符号の受信状態に基づ!ヽて、前記位相差許容範囲を決定する位相 差許容範囲決定部を有し、
前記位相差評価部は、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する、 請求項 1に記載の測位装置。
[8] 前記受信状態は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信して！/ヽる前記発信源 の数を含む請求項 7に記載の測位装置。
[9] 前記受信状態は、前記測位装置が受信して!/、る前記測位基礎符号の信号強度を 含む請求項 7又は 8に記載の測位装置。
[10] 前記受信状態は、前記測位装置の基準クロックのドリフトが、予め規定したドリフト許 容範囲内か否かを示す情報を含む請求項 7〜9のいずれかに記載の測位装置。
[11] 前記受信状態は、前記相関処理を開始してからの経過時間を示す情報を含む請 求項 7〜10のいずれかに記載の測位装置。
[12] 前記位相差許容範囲決定部は、前記測位装置が前記測位基礎符号を受信して!/ヽ る前記発信源の数が多いほど前記位相差許容範囲を狭く設定し、
前記測位装置が前記測位基礎符号を受信して!/ヽる前記発信源の数が少な!ヽほど 前記位相差許容範囲を広く設定する請求項 7〜11のいずれかに記載の測位装置。
[13] 前記発信源は、 SPS (Satellite Positioning System)衛星である請求項 1〜1
2の 、ずれかに記載の測位装置。
[14] 所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力 の測位基礎符号との相関処理を 行って前記測位基礎符号の位相を算出する位相算出ステップと、
前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数 のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記位相を 予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記位相算出ステップにおいて算出された前記位相と前記予測位相との位相差が 所定の位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置 を測位する測位ステップと、
を有する測位制御方法。
[15] 前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1つの周波数系列において所 定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基礎符号との前記相関処理を 行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、
前記測位ステップは、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源 ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと 前記選択位相の信号強度が最大カゝ否かを判断する選択位相第 1評価ステップと、 前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相 差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるカゝ否かを判断す る選択位相第 2評価ステップと、
を有し、前記選択位相第 1評価ステップによる判断結果及び Z又は前記選択位相 第 2評価ステップによる判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、 現在位置を測位するステップである、
請求項 14に記載の測位制御方法。
[16] 前記測位基礎符号の受信状態に基づ ヽて、前記位相差許容範囲を決定する位相 差許容範囲決定ステップを有し、
前記位相差評価ステップは、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する ステップである、
請求項 14に記載の測位制御方法。
[17] コンピュータに、
所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力 の測位基礎符号との相関処理を 行って前記測位基礎符号の現在の位相を算出する位相算出ステップと、
前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数 のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記位相を 予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記位相算出ステップにお 、て算出された現在の前記位相と前記予測位相との位 相差が所定の位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置 を測位する測位ステップと、
を実行させるための測位制御プログラム。
[18] 前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1つの周波数系列において所 定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基礎符号との前記相関処理を 行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、
前記測位ステップは、 前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源 ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと 前記選択位相の信号強度が最大カゝ否かを判断する選択位相第 1評価ステップと、 前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相 差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるカゝ否かを判断す る選択位相第 2評価ステップと、
を有し、前記選択位相第 1評価ステップによる判断結果及び Z又は前記選択位相 第 2評価ステップによる判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、 現在位置を測位するステップである、
請求項 17に記載の測位制御プログラム。
[19] 前記測位基礎符号の受信状態に基づ ヽて、前記位相差許容範囲を決定する位相 差許容範囲決定ステップを前記コンピュータに実行させ、
前記位相差評価ステップは、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する ステップである請求項 17に記載の測位制御プログラム。
[20] コンピュータに、
所定のレプリカ測位基礎符号と所定の発信源力 の測位基礎符号との相関処理を 行って前記測位基礎符号の現在の位相を算出する位相算出ステップと、
前回測位時に使用された前記位相と、前記測位基礎符号を乗せた電波の周波数 のドップラー偏移と、前回測位時からの経過時間とに基づいて、現在の前記位相を 予測した場合の予測位相を算出する予測位相算出ステップと、
前記位相算出ステップにおいて算出された前記位相と前記予測位相との位相差が 所定の位相差許容範囲内か否かを判断する位相差評価ステップと、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相を使用して、現在位置 を測位する測位ステップと、
を実行させるための測位制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記 録媒体。
[21] 前記位相算出ステップは、各発信源ごとに少なくとも 1つの周波数系列において所 定のレプリカ測位基礎符号と前記発信源力 の測位基礎符号との前記相関処理を 行って測位基礎符号の位相を算出するステップであり、
前記測位ステップは、
前記位相差許容範囲内の前記位相差に対応する前記位相のうち、各前記発信源 ごとに前記位相差が最小の前記位相を選択して選択位相とする位相選択ステップと 前記選択位相の信号強度が最大カゝ否かを判断する選択位相第 1評価ステップと、 前記選択位相が属する前記周波数系列における前記位相が、連続して前記位相 差許容範囲内であった回数が予め規定した規定回数範囲内であるカゝ否かを判断す る選択位相第 2評価ステップと、
を有し前記選択位相第 1評価ステップによる判断結果及び Z又は前記選択位相第 2評価ステップによる判断結果が肯定的である場合に、前記選択位相を使用して、現 在位置を測位するステップである、
前記測位制御プログラムを記録した請求項 20に記載の記録媒体。
前記測位基礎符号の受信状態に基づ ヽて、前記位相差許容範囲を決定する位相 差許容範囲決定ステップを前記コンピュータに実行させ、
前記位相差評価ステップは、前記決定された位相差許容範囲内力ゝ否かを判断する ステップである前記測位制御プログラムを記録した請求項 20に記載の記録媒体。
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