JP2008281551A - 現在位置測位方法、プログラム、記憶媒体、測位装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】１回の測位において複数の衛星組それぞれについて測位演算を行う場合に、測位位置の算出に要する演算量を短縮すること。
【解決手段】各衛星組について推定現在位置を算出する推定演算を２回行い、２回目の推定演算による推定現在位置を当該衛星組についての現在位置候補とする。このとき、１つ目の衛星組については、１回目の推定演算では、算出した各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離をキャッシュに保存し、２回目の推定演算では、各ＧＰＳ衛星の衛星位置をキャッシュから読み出して取得する。２つ目以降の衛星組については、１回目の推定演算では、各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離をキャッシュから読み出して取得し、キャッシュに保存されていないＧＰＳ衛星については、算出して取得するとともにキャッシュに保存し、２回目の推定演算では、各ＧＰＳ衛星の衛星位置をキャッシュから読み出して取得する。
【選択図】図３

Description

本発明は、現在位置測位方法、プログラム、記憶媒体、測位装置及び電子機器に関する。

人工衛星を利用した測位システムとして、ＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られており、カーナビゲーション装置等で利用されている。ＧＰＳでは、地球周回軌道を周回する複数のＧＰＳ衛星それぞれからＧＰＳ衛星信号が送出され、ＧＰＳ受信機では、受信したＧＰＳ衛星信号を基に現在位置を算出（測位）する。

ＧＰＳ受信機の位置の算出は、一般的に、次のように行われる。即ち、捕捉されたＧＰＳ衛星信号から４個以上のＧＰＳ衛星の組合せである衛星組を生成し、この衛星組それぞれについて測位演算を行って現在位置を算出する。そして、算出した衛星組それぞれの現在位置のうち、例えばＰＤＯＰ（Position Dilution of Precision）といった指標を基に最も精度が高いと思われるものを選択し、今回の測位結果とする。

また、このように複数の衛星組それぞれについて現在位置を算出する場合に、測位の前段階において、衛星組それぞれについて「測位精度予測低下率」を算出し、この測位精度予測低下率を基に、測位精度が最も良いと思われる（即ち、低下率が最も小さい）衛星組を最初に捕捉して測位を行う方法が提案されている。「測位精度予測低下率」は、ＧＰＳ衛星の上空における幾何学的配置によって規定される指標であり、配置の広がりが大きいほど、低下率が小さくなるように定められている。これは、ＧＰＳ衛星の配置の広がりが大きいほど、測位精度が向上する傾向があるためである。この方法は、特に、前回の測位から時間が経過している場合に、精度良く測位を行うための方法として有効とされている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−９０８３９号公報

ところで、複数のＧＰＳ衛星の衛星組それぞれについて測位演算を行って現在位置を算出する方法では、測位に時間を要するという問題があった。例えば、単純には、衛星組の数に比例して測位に要する時間が長くなる。また、近年では、携帯型電話機や腕時計といった携帯型の電子機器にもＧＰＳ機能が備えられるようになり、携帯型のＧＰＳ受信機の場合、通常は移動しながら利用されるため、例えば１秒間隔といったように、定められた制限時間内に現在位置の測位を行う必要がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、１回の測位において複数の衛星組それぞれについて測位演算を行う場合に、測位位置の算出に要する演算量を短縮することを目的としている。

上記課題を解決するための第１の発明は、測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づく現在位置の測位演算を繰り返し実行する際の現在位置測位方法であって、受信した衛星信号に基づいて今回の測位演算に用いる衛星の組合せである衛星組を選出する衛星組選出ステップと、前記選出された衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出する衛星組別現在位置算出ステップと、前記算出された各衛星組それぞれの現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択し、今回の測位位置として決定する今回現在位置決定ステップとを含み、前記衛星組別現在位置算出ステップは、仮の現在位置を設定する仮現在位置設定ステップと、前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から、当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については受信した当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して取得し、前記衛星位置記憶部に格納する衛星位置取得ステップと、前記設定された仮の現在位置と前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得する推定擬似距離取得ステップとを含み、前記設定された仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の前記取得された位置及び前記取得された推定擬似距離とを初期値として用いた所定の推定演算を繰り返し実行することで当該衛星組による現在位置候補を算出するステップである現在位置測位方法である。

また、第６の発明は、測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づく現在位置の測位演算を繰り返し実行する測位装置であって、受信した衛星信号に基づいて今回の測位演算に用いる衛星の組合せである衛星組を選出する衛星組選出部と、前記選出された衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出する衛星組別現在位置算出部と、前記算出された各衛星組それぞれの現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択し、今回の測位位置として決定する今回現在位置決定部とを備え、前記衛星組別現在位置算出部は、仮の現在位置を設定する仮現在位置設定部と、前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から、当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については受信した当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して取得し、前記衛星位置記憶部に格納する衛星位置取得部と、前記設定された仮の現在位置と前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得する推定擬似距離取得部とを有し、前記設定された仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の前記取得された位置及び前記取得された推定擬似距離とを初期値として用いた所定の推定演算を繰り返し実行することで当該衛星組による現在位置候補を算出する測位装置である。

この第１又は第６の発明によれば、受信した衛星信号に基づいて選出した衛星組それぞれについての現在位置候補は、仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の位置及び推定擬似距離とを初期値として用いた所定の推定演算を繰り返し実行することで算出される。このとき、各衛星の位置は、各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から読み出して取得され、記憶されていない衛星については、受信した当該衛星の衛星信号に基づいて算出して取得されるとともに、算出した位置が衛星位置記憶部に格納される。ところで、異なる衛星組に同一の衛星が含まれる場合があるが、衛星それぞれの位置は、当該衛星が含まれる衛星組によって異なるといったことは無い。このため、算出した各衛星の位置を衛星位置記憶部に記憶しておくことで、既に位置の算出が行われた衛星については当該衛星の位置を算出せずに衛星位置記憶部から読み出して取得することができ、これにより、同一の演算を複数回行うといったことを無くし、測位位置の算出に要する演算量を削減することができる。

なお、他の発明として、衛星の組合せである衛星組を複数選出するステップと、前記衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出するステップと、前記衛星組それぞれの前記現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択して今回の測位位置として決定するステップと、を含み、更に、前記衛星組それぞれの現在位置候補を算出するステップは、前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得し、記憶されていない衛星については当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して前記衛星位置記憶部に格納することと、仮の現在位置と当該衛星組の前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得することと、を含み、前記仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の位置及び前記推定擬似距離とを初期値として用いて当該衛星組による現在位置候補を算出するステップである、現在位置測位方法を構成することとしてもよい。

第２の発明は、第１の発明の現在位置測位方法であって、前記仮現在位置設定ステップは、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうち初回の推定演算の際には、前回の測位位置を仮の現在位置として設定し、２回目以降の推定演算の際には、前回の推定演算で算出された推定現在位置を仮の現在位置として設定するステップであり、前記推定擬似距離取得ステップは、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの初回の推定演算の際に、前記各衛星それぞれに係る推定擬似距離を記憶する推定擬似距離記憶部から、当該衛星組の各衛星に係る推定擬似距離を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については前記取得された当該衛星の位置と前記設定された仮の現在位置とから推定擬似距離を算出して取得し、前記推定擬似距離記憶部に格納する初回用ステップと、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの２回目以降の推定演算の際に、前記設定された仮の現在位置と前記取得された当該衛星組の各衛星の位置とから当該各衛星に係る推定擬似距離を算出して取得する２回目以降用ステップとを有するステップである現在位置測位方法である。

また、第７の発明は、第６の発明の測位装置であって、前記仮現在位置設定部は、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうち初回の推定演算の際には、前回の測位位置を仮の現在位置として設定し、２回目以降の推定演算の際には、前回の推定演算で算出された推定現在位置を仮の現在位置として設定し、前記推定擬似距離取得部は、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの初回の推定演算の際に、前記各衛星それぞれに係る推定擬似距離を記憶する推定擬似距離記憶部から、当該衛星組の各衛星に係る推定擬似距離を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については前記取得された当該衛星の位置と前記設定された仮の現在位置とから推定擬似距離を算出して取得して前記推定擬似距離記憶部に格納する初回用取得部と、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの２回目以降の推定演算の際に、前記設定された仮の現在位置と前記取得された当該衛星組の各衛星の位置とから当該各衛星に係る推定擬似距離を算出して取得する２回目以降用取得部とを有する測位装置である。

この第２又は第７の発明によれば、各衛星組に対する所定の推定演算のうち、初回の推定演算では、前回の測位位置が仮の現在位置として設定されるとともに、各衛星の推定擬似距離は、各衛星それぞれに係る推定擬似距離を記憶する推定擬似距離記憶部から読み出して取得され、記憶されていない衛星については、当該衛星の位置と仮の現在位置とから算出して取得されるとともに、算出した推定擬似距離が推定擬似距離記憶部に記憶される。そして、２回目以降の推定演算では、前回の推定演算で算出された推定現在位置が仮の現在位置として設定されるとともに、各衛星に係る推定擬似距離は、当該衛星の位置と仮の現在位置とから算出して取得される。ところで、各衛星の推定擬似距離は、当該衛星の位置及び仮の現在位置が同じならば、当該衛星が含まれる衛星組によって異なるといったことは無い。つまり、何れの衛星組についても仮の現在位置が同じ（前回の測位位置）である初回の推定演算では、各衛星の推定擬似距離は、当該衛星が含まれる衛星組に関わらず同じである。このため、初回の推定演算については、算出した各衛星の推定擬似距離を記憶しておくことで、既に推定擬似距離の算出が行われた衛星については、当該衛星の推定擬似距離を算出せずに推定擬似距離記憶部から読み出して取得することができ、これにより、同一の演算を複数回行うといったことを無くし、測位位置の算出に要する演算量を更に削減することができる。

また、第４の発明として、測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づき現在位置を測位する測位装置に内蔵されたコンピュータに、上述した現在位置測位方法を実行させるためのプログラムを構成することとしてもよい。

また、第５の発明として、第４の発明のプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体を構成することとしてもよい。

ここで、記憶媒体とは、記憶されている情報をコンピュータが読み取り可能な、例えばハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード、ＩＣメモリ等の記憶媒体である。従って、この第５の発明によれば、記憶媒体に記憶されている情報をコンピュータに読み取らせて演算処理を実行させることで、第４の発明と同様の作用効果を奏することができる。

また、第８の発明として、上述した測位装置を備えた電子機器を構成することとしてもよい。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。尚、以下では、本発明の測位装置を備えた電子機器を携帯電話機に適用した場合を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

図１は、本実施形態の携帯電話機１の内部構成を示すブロック図である。図１によれば、携帯電話機１は、ＧＰＳアンテナ１０と、測位装置であるＧＰＳ受信部２０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、操作部４１と、表示部４２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４４と、携帯電話用アンテナ５０と、携帯電話用無線通信回路部６０とを備えて構成される。

ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ信号を受信するアンテナであり、受信したＲＦ信号を出力する。

ＧＰＳ受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０で受信されたＲＦ信号からＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、ＧＰＳ衛星信号から取り出した航法メッセージ等に基づく測位演算を行って現在位置を算出する。このＧＰＳ受信部２０は、ＲＦ（Radio Frequency）受信回路部２１と、ＴＣＸＯ（Temperature Controlled Oscillators）２２と、ベースバンド処理回路部３０とを有している。尚、ＲＦ受信回路部２１とベースバンド処理回路部３０とは、それぞれ別のＬＳＩ（Large Scale Integration）として製造することも、１チップとして製造することも可能である。

ＴＣＸＯ２２は、温度補償型水晶発振器であり、所定の発振周波数を有する発振信号を生成して出力する。

ＲＦ受信回路部２１は、ＴＣＸＯ２２から入力される発振信号を分周或いは逓倍した信号を、ＧＰＳアンテナ１０から入力されたＲＦ信号に乗算することで、該ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」という）にダウンコンバートし、このＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換して出力する。

ベースバンド処理回路部３０は、ＲＦ受信回路部２１から入力されるＩＦ信号の中からＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾し、データを復号して取り出した航法メッセージや時刻情報等に基づいて、擬似距離の算出演算や測位演算等を行う回路部である。

具体的には、先ず、入力されたＩＦ信号に基づくＧＰＳ衛星信号の捕捉を行う。ＧＰＳ衛星信号の捕捉は、ＩＦ信号からＧＰＳ衛星信号を抽出する処理であり、ＩＦ信号に対する相関処理を行う。具体的には、ＩＦ信号と擬似的に発生させたレプリカＣ／Ａコード（コードレプリカ）との相関を、ＦＦＴ演算を用いて算出するコヒーレント処理を行い、このコヒーレント処理の結果である相関値を積算して相関積算値を算出するインコヒーレント処理を行う。これにより、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＣ／Ａコード及び搬送波周波数の位相が得られる。

ＧＰＳ衛星信号を捕捉したならば、次いで、捕捉したＧＰＳ衛星信号を追尾する。ＧＰＳ信号の追尾は、捕捉した複数のＧＰＳ衛星信号の同期保持を並列的に行う処理であり、例えば遅延ロックループ（ＤＬＬ）で実現されてＣ／Ａコードの位相を追尾するコールドループと、例えば位相ロックループ（ＰＬＬ）で実現されて搬送波周波数の位相を追尾するキャリアループとを行う。そして、追尾した各ＧＰＳ衛星信号のデータを復号して航法メッセージを取り出し、擬似距離の演算や測位演算等を行って、現在位置を測位する処理を行う。

また、このベースバンド処理回路部３０は、ＣＰＵ３１と、ＲＯＭ３２と、ＲＡＭ３３とを有するとともに、レプリカＣ／Ａコードの発生回路や、相関演算を行う回路、データの復号回路等の各種回路を含む。

ＣＰＵ３１は、ベースバンド処理回路部３０の各部や、ＲＦ受信回路部２１の各部を統括的に制御するとともに、後述のベースバンド処理を含む各種演算処理を行う。

ベースバンド処理では、ＣＰＵ３１は、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星信号から復号した航法メッセージに含まれる各ＧＰＳ衛星の軌道情報や時刻情報を基に、捕捉した各ＧＰＳ衛星との擬似距離を算出し、算出した擬似距離に基づく測位演算を行って現在位置を算出する。

図２は、ＣＰＵ３１による現在位置の算出（測位）の概要を説明する図である。ＣＰＵ３１は、先ず、捕捉されたＧＰＳ衛星信号から、４個以上のＧＰＳ衛星の組合せである「衛星組」を生成する。例えば、８個のＧＰＳ衛星信号が捕捉された場合、１６３個（＝_８Ｃ_８＋_８Ｃ_７＋_８Ｃ_６＋_８Ｃ_５＋_８Ｃ_４）の衛星組が生成される。次いで、生成した衛星組それぞれについて、最小二乗法を用いた測位演算を行うことで、自機の現在位置候補Ｐを算出する。

そして、これら衛星組それぞれの現在位置候補のうちから、例えば所定の評価基準に従って１つを選択し、今回の測位位置として決定する。ここで、評価基準としては、例えば、該当する衛星組のＧＰＳ衛星の幾何学配置に基づく位置精度劣化指数ＰＤＯＰ（Position Dilution of Precision）や、各ＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づく方法といった公知の手法により実現される。決定された測位位置は、後段のホストＣＰＵ４０に出力される。

図３は、ＣＰＵ３１による測位位置の算出を詳細に説明する図であり、１回の測位について示している。本実施形態では、各衛星組それぞれについて、最小二乗法を用いて自機の現在位置（推定現在位置）を算出する推定演算を、２回行う。そして、２回目の推定演算により算出された推定現在位置を、該当する衛星組についての現在位置候補とする。また、各衛星組の現在位置候補Ｐの算出方法は、１つ目の衛星組と２つ目以降の衛星組とで異なる。

先ず、１つ目の衛星組について説明する。ここで、１つ目の衛星組を、４個のＧＰＳ衛星♯１〜♯４から成る衛星組「Ａ」とする。１回目の推定演算では、前回の測位位置或いは所定の初期位置を、自機の仮現在位置とする。また、対象の衛星組のＧＰＳ衛星それぞれについて、当該ＧＰＳ衛星のＧＰＳ衛星信号を基に当該ＧＰＳ衛星の位置（衛星位置）を算出して取得するとともに、算出した各ＧＰＳ衛星の衛星位置を衛星位置キャッシュに保存する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯４それぞれの衛星位置Ｐ１〜Ｐ４が算出されるとともに、衛星位置キャッシュに保存される。次いで、対象の衛星組のＧＰＳ衛星それぞれについて、自機の仮現在位置との間の擬似距離（推定擬似距離）を算出するとともに、算出した各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を推定擬似距離キャッシュに保存する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯４それぞれの推定擬似距離Ｌ１〜Ｌ４が算出されるとともに、推定擬似距離キャッシュに保存される。そして、これらの仮現在位置と、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離とを初期値とした最小二乗法を用いた推定演算を行うことにより、自機の現在位置（推定現在位置）を算出する。

続いて、２回目の推定演算を行う。２回目の推定演算では、直前に行った１回目の推定演算で算出した推定現在位置を、自機の仮現在位置とする。また、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星の衛星位置を、衛星位置キャッシュから読み出して取得する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯４それぞれの衛星位置Ｐ１〜Ｐ４が、衛星位置キャッシュから読み出して取得される。次いで、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星それぞれについて、推定擬似距離を算出して取得する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯４それぞれの推定擬似距離が算出される。２回目の推定演算での仮現在位置は１回目の推定演算での仮現在位置と異なるため、推定擬似距離は全て算出して取得される。続いて、これらの仮現在位置と、各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離を初期値とした最小二乗法を用いた、自機の推定現在位置を算出する推定演算を行う。そして、この２回目の推定演算により算出した推定現在位置を、対象の衛星組（１つ目の衛星組「Ａ」）についての現在位置候補とする。

次に、２つ目の衛星組について説明する。ここで、２つ目の衛星組を、４個のＧＰＳ衛星♯１〜♯３，♯５から成る衛星組「Ｂ」とする。１回目の測位演算では、１つ目の衛星組と同様に、前回の測位位置或いは所定の初期位置を、自機の仮現在位置とする。また、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星の衛星位置を取得する。具体的には、各ＧＰＳ衛星のうち、衛星位置が衛星位置キャッシュに保存されているＧＰＳ衛星については、衛星位置を衛星位置キャッシュから取得し、保存されていないＧＰＳ衛星については、当該ＧＰＳ衛星のＧＰＳ衛星信号を基に衛星位置を算出して取得するとともに、算出した衛星位置を衛星位置キャッシュに保存する。即ち、衛星♯１〜♯３それぞれの衛星位置Ｐ１〜Ｐ３が衛星位置キャッシュから読み出されて取得されるとともに、ＧＰＳ衛星♯５の衛星位置Ｐ５が算出されて衛星位置キャッシュに保存される。つまり、衛星位置キャッシュには、衛星♯１〜♯５それぞれの衛星位置Ｐ１〜Ｐ５が保存された状態となる。

また、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を取得する。具体的には、各ＧＰＳ衛星のうち、推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュに保存されているＧＰＳ衛星については、推定擬似距離を推定擬似距離キャッシュから取得し、保存されていないＧＰＳ衛星については、推定擬似距離を算出して取得するとともに、算出した推定擬似距離を推定擬似距離キャッシュに保存する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯３それぞれの推定擬似距離Ｌ１〜Ｌ３が推定擬似距離キャッシュから読み出されて取得されるとともに、ＧＰＳ衛星♯５の推定擬似距離が算出されて推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュに保存される。つまり、推定擬似距離キャッシュには、ＧＰＳ衛星♯１〜♯５それぞれの推定擬似距離Ｌ１〜Ｌ５が保存された状態となる。そして、これらの仮現在位置、各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離を初期値とした最小二乗法を用いた推定演算により、自機の推定現在位置を算出する。

続いて、２回目の推定演算では、直前に行った１回目の推定演算で算出した推定現在位置を自機の仮現在位置とする。また、対象の各ＧＰＳ衛星の衛星位置を、衛星位置キャッシュから取得する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯３，♯５それぞれの衛星位置Ｐ１〜Ｐ３，Ｐ４が、衛星位置キャッシュから読み出されて取得される。また、対象の各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を算出して取得する。即ち、ＧＰＳ衛星♯１〜♯３，♯５それぞれの推定擬似距離Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ５が算出されて取得される。そして、これらの仮現在位置、各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離を初期値とした最小二乗法を用いた推定演算により、自機の推定現在位置を算出する。

また、３つ目以降の各衛星組についても、２つ目の衛星組と同様に現在候補位置が算出される。このように、本実施形態では、各推定演算において、キャッシュに記憶されている各ＧＰＳ衛星の位置（衛星位置）や擬似距離（推定擬似距離）を読み出して取得することで、同一演算を複数回行わないようにし、演算量を削減している。

図１に戻り、ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１がベースバンド処理回路部３０及びＲＦ受信回路部２１の各部を制御するためのシステムプログラムや、ベースバンド処理を含む各種処理を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。図４に、ＲＯＭ３２の構成の一例を示す。図４によれば、ＲＯＭ３２には、ベースバンド処理プログラム３２１が記憶されている。

ＲＡＭ３３は、ＣＰＵ３１の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３２から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ３１が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。図５に、ＲＡＭ３３の構成の一例を示す。図５によれば、ＲＡＭ３３には、衛星組データ３３１と、最小二乗法初期値データ３３２とが記憶されるとともに、データ格納領域である衛星位置キャッシュ３３３と、推定擬似距離キャッシュ３３４とが形成される。

衛星組データ３３１は、捕捉されたＧＰＳ衛星信号から生成される衛星組についてのデータである。図６に、衛星組データ３３１のデータ構成の一例を示す。図６によれば、衛星組データ３３１は、生成された衛星組３３１ａそれぞれについて、当該衛星組に含まれるＧＰＳ衛星３３１ｂと、現在位置候補３３１ｃと、評価点３３１ｄとを対応付けて格納している。

最小二乗法初期値データ３３２は、最小二乗法を用いた推定演算で用いられる初期値のデータである。図７に、最小二乗法初期値データ３３２のデータ構成の一例を示す。図７によれば、最小二乗法初期値データ３３２は、自機の仮現在位置３３２ａと、対象の衛星組３３２ｂとを格納しているとともに、この対象の衛星組に含まれる各ＧＰＳ衛星について、衛星ＩＤ３３２ｃと、衛星位置３３２ｄと、推定擬似距離３３２ｅとを対応付けて格納している。

衛星位置キャッシュ３３３は、各ＧＰＳ衛星の衛星位置を保存するためのデータ格納領域（衛星位置記憶部）である。図８に、衛星位置キャッシュ３３３のデータ構成の一例を示す。図８によれば、衛星位置キャッシュ３３３には、現在運用（実運用）されている３２個のＧＰＳ衛星それぞれについて、衛星位置を格納する領域（データエリア）が形成されている。

推定擬似距離キャッシュ３３４は、各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を保存するためのデータ格納領域（推定擬似距離記憶部）である。図９に、推定擬似距離キャッシュ３３４のデータ構成の一例を示す。図９によれば、推定擬似距離キャッシュ３３４には、現在運用されている３２個のＧＰＳ衛星それぞれについて、推定擬似距離を格納する領域（データエリア）が形成されている。

ホストＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４３に記憶されているシステムプログラム等の各種プログラムに従って携帯電話機１の各部を統括的に制御する。具体的には、主に、電話機としての通話機能を実現するとともに、ベースバンド処理回路部３０から入力された携帯電話機１の現在位置を地図上にプロットしたナビゲーション画面を表示部４２に表示させるといったナビゲーション機能を含む各種機能を実現するための処理を行う。

操作部４１は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、利用者による操作に応じた操作信号をホストＣＰＵ４０に出力する。この操作部４１の操作により、測位の開始／終了指示等の各種指示が入力される。表示部４２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ホストＣＰＵ４０から入力される表示信号に基づく表示画面（例えば、ナビゲーション画面や時刻情報等）を表示する。

ＲＯＭ４３は、ホストＣＰＵ４０が携帯電話機１を制御するためのシステムプログラムや、ナビゲーション機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。ＲＡＭ４４は、ホストＣＰＵ４０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ４３から読み出されたプログラムやデータ、操作部４１から入力されたデータ、ホストＣＰＵ４０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。

携帯電話用アンテナ５０は、携帯電話機１の通信サービス事業者が設置した無線基地局との間で携帯電話用無線信号の送受信を行うアンテナである。携帯電話用無線通信回路部６０は、ＲＦ変換回路やベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話用の通信回路部であり、ホストＣＰＵ４０の制御に従って無線信号の送受信を行う。

［処理の流れ］
図１０は、ベースバンド処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ３１がベースバンド処理プログラム３２１を実行することで実現される。尚、ベースバンド処理に先立ち、ＧＰＳアンテナ１０によるＲＦ信号の受信やＲＦ受信回路部２１によるＩＦ信号へのダウンコンバートを経てデジタル化されたＩＦ信号が、ベースバンド処理回路部３０に随時入力される状態にあるものとする。

図１０によれば、ＣＰＵ３１は、先ず、衛星位置キャッシュ３３３及び推定擬似距離キャッシュ３３４をクリアする（ステップＡ１）。次いで、捕捉された衛星信号を基に、４個以上のＧＰＳ衛星から成る衛星組を生成し（ステップＡ３）、生成した衛星組それぞれを対象としたループＡの処理を行う。

ループＡでは、先ず、所定の初期位置或いは前回の測位位置を自機の仮現在位置とする（ステップＡ５）。そして、対象の衛星組のＧＰＳ衛星それぞれを対象としたループＢの処理を行う。

ループＢでは、対象のＧＰＳ衛星の衛星位置が衛星位置キャッシュ３３３に保存されているか否かを判断し、保存されているならば（ステップＡ７：ＹＥＳ）、当該ＧＰＳ衛星の位置情報を衛星位置キャッシュ３３３から取得する（ステップＡ９）。一方、保存されていないならば（ステップＡ７：ＮＯ）、対象のＧＰＳ衛星のＧＰＳ衛星信号を基に当該ＧＰＳ衛星の衛星位置を算出して取得するとともに、算出した衛星位置を当該ＧＰＳ衛星と対応付けて衛星位置キャッシュ３３３に保存する（ステップＡ１１）。

次いで、ＣＰＵ３１は、対象のＧＰＳ衛星の推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュ３３４に保存されているか否かを判断し、保存されているならば（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、当該ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を推定擬似距離キャッシュ３３４から取得する（ステップＡ１５）。一方、保存されていないならば（ステップＡ１３：ＮＯ）、当該ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を算出して取得するとともに、算出した推定擬似距離を当該ＧＰＳ衛星と対応付けて推定擬似距離キャッシュ３３４に保存する（ステップＡ１７）。ループＢは、このように行われる。このループＢにより、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星それぞれの衛星位置及び推定擬似距離が取得される。

対象の衛星組の全てのＧＰＳ衛星を対象としたループＢを終了すると、ＣＰＵ３１は、自機の仮現在位置と、算出した各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離とを初期位置とした最小二乗法により、対象の衛星組についての自機の推定現在位置を算出する位置推定演算を行う（ステップＡ１９）。ここまでが１回目の位置推定演算である。

続いて、２回目の位置推定演算を行う。即ち、先ず、直前の１回目の位置推定演算において算出した現在位置候補を、自機の仮現在位置とする（ステップＡ２１）。次いで、対象の衛星組のＧＰＳ衛星それぞれを対象としたループＣの処理を行う。ループＣでは、対象のＧＰＳ衛星の衛星位置を衛星位置キャッシュ３３３から取得するとともに（ステップＡ２３）、取得した衛星位置と決定した仮現在位置とから当該ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を算出して取得する（ステップＡ２５）。ループＣは、このように行われる。ループＣにより、対象の衛星組の各ＧＰＳ衛星にそれぞれの衛星位置及び推定擬似距離情報が取得される。

対象の衛星組の全てのＧＰＳ衛星を対象としたループＣの処理を終了すると、ＣＰＵ３１は、自機の仮現在位置と、算出した各ＧＰＳ衛星の衛星位置及び推定擬似距離とを初期値とした最小二乗法により、対象の衛星組についての自機の推定現在位置を算出する推定演算を行う（ステップＡ２７）。ここまでが、２回目の推定演算である。

続いて、算出した推定現在位置を、当該衛星組の現在位置候補とする（ステップＡ２９）。次いで、対象の衛星組について、算出した現在位置候補の評価点を、ＰＤＯＰ等を用いて決定する評価処理を行う（ステップＡ３１）。そして、対象の衛星組に、算出した現在位置候補及び評価点を対応付けて記憶する（ステップＡ３３）。ループＡは、このように行われる。

全ての衛星組を対象としたループＡの処理が終了すると、全ての衛星組のうち、評価点が最高の衛星組に対応する現在位置候補を今回の測位位置として決定する（ステップＡ３５）。その後、測位を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ３７：ＮＯ）、ステップＡ１に移行して次回の測位を行う。終了するならば（ステップＡ３７：ＹＥＳ）、ベースバンド処理を終了する。

［作用・効果］
このように、本実施形態によれば、各衛星組それぞれについて、推定現在位置を算出する推定演算を２回行い、２回目の推定演算による推定現在位置が当該衛星組についての現在位置候補とされる。このとき、１つ目の衛星組については、１回目の推定演算では、算出した各ＧＰＳ衛星の衛星位置が衛星位置キャッシュ３３３に、推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュ３３４に、それぞれ保存される。そして、２回目の推定演算では、各ＧＰＳ衛星の衛星位置が、衛星位置キャッシュ３３３から読み出して取得される。また、２つ目以降の衛星組については、１回目の推定演算では、各ＧＰＳ衛星の衛星位置が衛星位置キャッシュ３３３から、推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュ３３４から、それぞれ読み出して取得され、保存されていないＧＰＳ衛星については、衛星位置及び推定擬似距離が算出して取得されるとともに、算出した衛星位置が衛星位置キャッシュ３３３に、推定擬似距離が推定擬似距離キャッシュ３３４に保存される。そして、２回目の推定演算では、１つ目の衛星組の場合と同様に、各ＧＰＳ衛星の衛星位置が衛星位置キャッシュ３３３から読み出して取得される。

ところで、異なる衛星組に同一のＧＰＳ衛星が含まれる場合があるが、ＧＰＳ衛星それぞれの位置は、当該ＧＰＳ衛星が含まれる衛星組によって異なるといったことは無い。このため、算出した各ＧＰＳ衛星の位置を衛星位置キャッシュ３３３に保存しておくことで、既に衛星位置の算出が行われたＧＰＳ衛星については、衛星位置を算出せずに衛星位置キャッシュ３３３から読み出して取得することができる。また、ＧＰＳ衛星の推定擬似距離は、当該ＧＰＳ衛星の位置及び仮現在位置が同じならば、当該ＧＰＳ衛星が含まれる衛星組によって異なるといったことは無い。つまり、衛星組それぞれでの１回目の推定演算では、仮現在位置は何れも前回測位位置であるので、各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離は、当該ＧＰＳ衛星が含まれる衛星組に関わらず同じである。このため、初回の推定演算については、算出した各ＧＰＳ衛星の推定擬似距離を推定擬似距離キャッシュ３３４に保存しておくことで、既に推定擬似距離の算出が行われたＧＰＳ衛星については、推定擬似距離を算出せずに推定擬似距離キャッシュ３３４から読み出して取得することができる。これらのことにより、同一の演算を複数回行うといったことを無くし、測位位置の算出に要する演算量を削減することができる。

［変形例］
尚、本発明の適用は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。

（Ａ）ホストＣＰＵ
例えば、ベースバンド処理回路部３０のＣＰＵ３１が行う処理の一部又は全部を、ホストＣＰＵ４０がソフトウェア的に行うことにしても良い。

（Ｂ）ＧＰＳ測位装置
上述の実施形態では、ＧＰＳ測位装置を携帯電話機に適用した場合を説明したが、例えば携帯型のナビゲーション装置や車載用のナビゲーション装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、腕時計といった他の電子機器についても同様に適用することが可能である。

（Ｃ）衛星測位システム
また、上述の実施形態では、ＧＰＳを利用した場合を説明したが、例えばＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal Navigation Satellite System）といった他の衛星測位システムにも同様に適用可能なのは勿論である。

（Ｄ）記録媒体
また、ベースバンド処理プログラム３２１をＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録して、携帯電話機等の電子機器にインストールする構成としても良い。

携帯電話機の内部構成図。 測位位置の決定の概要図。 各衛星組についての現在位置候補の算出の説明図。 ＲＯＭの構成図。 ＲＡＭの構成図。 衛星組データのデータ構成例。 最小二乗法初期値データのデータ構成例。 衛星位置キャッシュの構成例。 推定擬似距離キャッシュの構成例。 ベースバンド処理の流れ図。

符号の説明

１ 携帯電話機、２０ ＧＰＳ受信部、２１ ＲＦ受信回路部、２２ ＴＣＸＯ、３０ ベースバンド処理回路部、３１ ＣＰＵ、３２ ＲＯＭ、３３ ＲＡＭ、３２１ ベースバンド処理プログラム、３３１ 衛星組データ、３３２ 最小二乗法初期値データ、３３３ 衛星位置キャッシュ、３３４ 推定擬似距離キャッシュ

Claims (8)

1. 測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づく現在位置の測位演算を繰り返し実行する際の現在位置測位方法であって、
   受信した衛星信号に基づいて今回の測位演算に用いる衛星の組合せである衛星組を選出する衛星組選出ステップと、
   前記選出された衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出する衛星組別現在位置算出ステップと、
   前記算出された各衛星組それぞれの現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択し、今回の測位位置として決定する今回現在位置決定ステップと、
   を含み、
   前記衛星組別現在位置算出ステップは、
   仮の現在位置を設定する仮現在位置設定ステップと、
   前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から、当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については受信した当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して取得し、前記衛星位置記憶部に格納する衛星位置取得ステップと、
   前記設定された仮の現在位置と前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得する推定擬似距離取得ステップと、
   を含み、前記設定された仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の前記取得された位置及び前記取得された推定擬似距離とを初期値として用いた所定の推定演算を繰り返し実行することで当該衛星組による現在位置候補を算出するステップである、
   現在位置測位方法。
2. 請求項１に記載の現在位置測位方法であって、
   前記仮現在位置設定ステップは、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうち初回の推定演算の際には、前回の測位位置を仮の現在位置として設定し、２回目以降の推定演算の際には、前回の推定演算で算出された推定現在位置を仮の現在位置として設定するステップであり、
   前記推定擬似距離取得ステップは、
   当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの初回の推定演算の際に、前記各衛星それぞれに係る推定擬似距離を記憶する推定擬似距離記憶部から、当該衛星組の各衛星に係る推定擬似距離を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については前記取得された当該衛星の位置と前記設定された仮の現在位置とから推定擬似距離を算出して取得し、前記推定擬似距離記憶部に格納する初回用ステップと、
   当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの２回目以降の推定演算の際に、前記設定された仮の現在位置と前記取得された当該衛星組の各衛星の位置とから当該各衛星に係る推定擬似距離を算出して取得する２回目以降用ステップと、
   を有するステップである、
   現在位置測位方法。
3. 衛星の組合せである衛星組を複数選出するステップと、
   前記衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出するステップと、
   前記衛星組それぞれの前記現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択して今回の測位位置として決定するステップと、
   を含み、更に、
   前記衛星組それぞれの現在位置候補を算出するステップは、
   前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得し、記憶されていない衛星については当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して前記衛星位置記憶部に格納することと、
   仮の現在位置と当該衛星組の前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得することと、
   を含み、前記仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の位置及び前記推定擬似距離とを初期値として用いて当該衛星組による現在位置候補を算出するステップである、
   現在位置測位方法。
4. 測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づき現在位置を測位する測位装置に内蔵されたコンピュータに、請求項１〜３の何れか一項に記載の現在位置測位方法を実行させるためのプログラム。
5. 請求項４に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
6. 測位用の衛星から送出される衛星信号を受信し、該受信した衛星信号に基づく現在位置の測位演算を繰り返し実行する測位装置であって、
   受信した衛星信号に基づいて今回の測位演算に用いる衛星の組合せである衛星組を選出する衛星組選出部と、
   前記選出された衛星組それぞれについて、当該衛星組に含まれる各衛星の衛星信号を用いて現在位置候補を算出する衛星組別現在位置算出部と、
   前記算出された各衛星組それぞれの現在位置候補の中から択一的に現在位置候補を選択し、今回の測位位置として決定する今回現在位置決定部と、
   を備え、
   前記衛星組別現在位置算出部は、
   仮の現在位置を設定する仮現在位置設定部と、
   前記各衛星それぞれの位置を記憶する衛星位置記憶部から、当該衛星組の各衛星の位置を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については受信した当該衛星の衛星信号に基づいて当該衛星の位置を算出して取得し、前記衛星位置記憶部に格納する衛星位置取得部と、
   前記設定された仮の現在位置と前記各衛星それぞれとの間の擬似距離である推定擬似距離を取得する推定擬似距離取得部と、
   を有し、前記設定された仮の現在位置と、当該衛星組の各衛星の前記取得された位置及び前記取得された推定擬似距離とを初期値として用いた所定の推定演算を繰り返し実行することで当該衛星組による現在位置候補を算出する、
   測位装置。
7. 請求項６に記載の測位装置であって、
   前記仮現在位置設定部は、当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうち初回の推定演算の際には、前回の測位位置を仮の現在位置として設定し、２回目以降の推定演算の際には、前回の推定演算で算出された推定現在位置を仮の現在位置として設定し、
   前記推定擬似距離取得部は、
   当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの初回の推定演算の際に、前記各衛星それぞれに係る推定擬似距離を記憶する推定擬似距離記憶部から、当該衛星組の各衛星に係る推定擬似距離を読み出して取得するとともに、記憶されていない衛星については前記取得された当該衛星の位置と前記設定された仮の現在位置とから推定擬似距離を算出して取得して前記推定擬似距離記憶部に格納する初回用取得部と、
   当該衛星組に対する前記所定の推定演算のうちの２回目以降の推定演算の際に、前記設定された仮の現在位置と前記取得された当該衛星組の各衛星の位置とから当該各衛星に係る推定擬似距離を算出して取得する２回目以降用取得部と、
   を有する、
   測位装置。
8. 請求項６又は７に記載の測位装置を備えた電子機器。

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