CN101109808A - 定位装置、定位装置的控制方法、程序及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接收来自SPS(Satellite Posisioning System)卫星的卫星信号、进行当前位置定位的定位装置，该定位装置(20)包括：方位角计算部，用于计算出接收到的卫星信号所对应的SPS卫星的方位角；接收环境判断部，基于由所述方位角计算部计算出来的多个SPS卫星的方位角，判断包含多路径环境的接收环境。

Description

定位装置、定位装置的控制方法、程序及存储介质

技术领域

本发明涉及利用来自发送源的电波进行定位的定位装置、定位装置的控制方法、程序及存储介质。

背景技术

目前，利用卫星导航***的一例、即GPS(Global PositioningSystem：全球卫星定位***)，对GPS接收机的当前位置进行定位的定位***被广泛使用。

该GPS接收机基于记录了GPS卫星轨道等信息的导航信息(包括：概略星历，almanac；精密星历，ephemeris，等)，接收C/A(粗捕获码：Clear and Acquision或者Coarse Access)码，它是一种载在GPS卫星信号(以后，简称卫星信号)中的伪随机噪声码(以后，简称PN码，PN：Psuedo random noise code)。C/A码是作为定位基础的代码。

GPS接收机在确定了该C/A码是由哪个GPS卫星发出的基础上，例如，基于该C/A码的相位(码相位，Code Phase)，计算出GPS卫星和GPS接收机之间的距离(伪距)。然后，GPS接收机根据与3个以上的GPS卫星之间的伪距和各个卫星在轨道上的位置，就可以定位出GPS接收机的位置。例如，C/A码的位率为1.023Mbps，码长是1023片(Chip，码片、码元)。从而，可以认为C/A码对应于在1毫秒(ms)期间电波传播距离约300公里，向前排列地传播着。因此，从卫星轨道上的GPS卫星的位置和GPS接收机的概略位置，可以计算出GPS卫星和GPS接收机之间有多少个C/A码，进而计算出伪距。再详细来说，如果能计算出C/A码的一个周期(1023Chip)的传播距离(C/A码的整数部分)，并计算出C/A码的相位(C/A码的余数部分)，则可以计算出伪距。在此，C/A码的整数部分，可以按照一定的精度例如150km以内，去推断GPS接收机的概略位置。因此，GPS接收机可以通过确定C/A码的相位来计算出伪距。

GPS接收机，例如，将接收到的C/A码和GPS接收机自己内部生成的复制C/A码取相关，并进行积分(累计)，在相关积分值达到一定水平时，确定出C/A码的相位。此时，GPS接收机一边调整复制C/A码的相位及频率，一边进行相关处理。

可是，在接收的卫星信号是被建筑物等反射之后到达接收机的间接波(以下，称为间接波)的情况下，GPS接收机就不能正确地确定出C/A码的相位。

针对此问题，提出了以下技术。带有通信功能的GPS接收机，保存伴随着多路径效应频发地区信息的地图数据，可以判断由定位获得的当前位置是否是多路径效应频发地区，或者，如果通信中的通信基站位于城市街区的话，GPS接收机可以据此判断此处是多路径效应频发地区(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2001-272450号公报

可是，使用上述的技术，必须保存地图数据，或者，需要与通信基站通信，这是第一个问题。此外，接收状况较差的状况不只是多路径效应频发的环境，而且，多路径效应环境也不都是一样的，所以如果只是判断多路径效应环境，那么就不可能按照多样化的接收环境有效地利用卫星信号进行定位，这是第二个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定位装置及定位装置的控制方法，其既不必存储地图数据，也不必与通信基站通信，就可以迅速地排除多路径因素的干扰实现定位。进一步来说，可以针对多种多样的接收环境有效地使用卫星信号进行定位。

本发明第一方面所涉及的定位装置，接收来自SPS(SatellitePositioning System)卫星的卫星信号进行当前位置定位，包括：方位角计算部，用于计算接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的方位角；以及接收环境判断部，基于所述方位角计算部所计算出的多个所述SPS卫星的所述方位角，判断包括多路径效应环境的接收环境。

基于此，所述定位装置因为具有所述接收环境判断部，所以既不必存储地图数据，也不必与通信基站通信，就可以判断包括多路径环境的所述接收环境。

此外，本实施例的定位装置也可以构成如下：具有工作的信号强度不同的多个定位模式，所述接收环境判断部，根据使用各所述定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，判断偏向。

基于此，所述定位装置可以根据使用各所述定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，判断所述接收环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，在多个所述SPS卫星中，基于强信号卫星的所述方位角，判断多个所述SPS卫星的偏向，所述强信号卫星是预先规定的信号强度范围内的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星。

基于此，所述定位装置可以使用相对较强的所述SPS卫星的方位角来判断所述接收环境，因此可以精度更高地判断所述接收环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，当满足第一偏向条件时，判断为所述SPS卫星偏向于所述中心区域的角度，其中所述第一偏向条件是指在将360度的角度范围至少八等分所形成的角度区域中，位于中心区域的所述强信号卫星的数目和位于与所述中心区域邻接的邻接区域的所述强信号卫星的数目基本相同。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，计算出由仰角和方位角所规定的各所述SPS卫星的坐标所构成的图形的重心，并计算出从所述定位装置指向所述重心的矢量，当满足第二偏向条件时，判断为所述SPS卫星偏向于所述矢量的方向，所述第二偏向条件是指所述矢量的大小小于等于预先规定的大小。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述定位模式，包括在强电场下工作的第一定位模式和在较所述强电场弱的电场强度下工作的第二定位模式；所述弱电场分类成第一弱电场和由较所述第一弱电场强的电场强度规定的第二弱电场；所述接收环境判断部，在使用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目和使用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目基本相同时，进行所述第一偏向条件或所述第二偏向条件的判断。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：在使用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目和使用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目基本相同、且又不满足所述第一偏向条件或第二偏向条件时，将所述接收环境判断为谷中。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：排除与所述SPS卫星偏向方向相反的方向上的所述SPS卫星，进行定位。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：在所述接收环境为谷中情况下，排除预先规定的低仰角范围的所述SPS卫星，进行定位。

此外，本发明涉及接收来自SPS卫星的卫星信号进行当前位置定位的定位装置，包括：定位基础值计算部，基于所述卫星信号，计算包括所述卫星信号的相位、信号强度在内的定位基础值；接收环境判断部，基于多个来自所述SPS卫星的所述卫星信号的接收状态，判断所述卫星信号的接收环境；定位部，基于所述接收环境判断部所判断的接收环境，使用所述定位基础值，进行定位。

基于此，所述定位装置因为具有所述接收环境判断部，所以既不必存储地图数据，也不必与通信基站通信，就可以判断所述接收环境。

而且，所述定位装置因为具有所述定位部，所以可以基于多样的所述接收环境，并使用所述的定位基础值进行定位。

基于此，所述定位装置既既不必存储地图数据，也不必与通信基站通信，而且，可以根据多种多样的接收环境高效地利用卫星信号进行定位。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：具有工作的信号强度不同的多个定位模式，所述接收环境判断部，根据使用各所述定位模式接收到的所述卫星信号所对应的SPS卫星的数目，判断所述接收环境。

基于此，所述定位装置可以基于使用各所述定位模式所接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，判断所述接收环境。即，因为各所述定位模式是在不同信号强度下工作的，所以，根据使用各所述定位模式所接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，可以间接地判断各所述卫星信号的信号强度。因此，所述定位装置可以判断所述接收环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述定位部，基于所述接收环境判断部所判断的接收环境，决定是否排除所述定位基础值，以及，是否校正所述定位基础值。

基于此，因为所述定位装置可以决定是否排除所述定位基础值，以及是否校正所述定位基础值，所以，可以根据多样的接收环境，高效地使用卫星信号进行定位。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述定位模式，包括在强电场下工作的第一定位模式，和在较所述强电场弱的电场强度下工作的第二定位模式。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述强电场分类为：第一强电场、由较所述第一强电场强的电场强度规定的第二强电场、以及由较所述第二强电场强的电场强度规定的第三强电场；所述弱电场分类为：第一弱电场、以及由较所述第一弱电场强的电场强度规定的第二弱电场；所述接收环境判断部，当用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目大于等于预先规定的规定值时，将所述接收环境判断为开放空间(OpenSky)环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、和用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在时，将所述接收环境判断为准开放空间(准OpenSky)环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下所述接收环境判断部，在用所述第一强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、和用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在时，将所述接收环境判断为第一多路径环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在，并且，多个所述SPS卫星的配置存在偏向时，判断为偏向环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在，并且，多个所述SPS卫星的配置不存在偏向时，判断为谷中环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，在用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目，比用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目多时，判断为第二多路径环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，当用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目只有一个时，判断为第三多路径环境。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，当只存在用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星时，判断为第一弱电场。

此外，本发明的定位装置也可以构成如下：所述接收环境判断部，当只存在用所述第二定位模式接收到的所述第一弱电场的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星时，判断为第二弱电场。

此外，本发明涉及一种接收来自SPS卫星的卫星信号进行当前位置定位的定位装置的控制方法，包括：方位角计算步骤，用于计算接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的方位角；接收环境判断步骤，基于所述方位角计算步骤计算出来的多个所述SPS卫星的所述方位角，判断包括多路径环境的接收环境。

此外，本发明涉及一种接收来自SPS卫星的卫星信号进行当前位置定位的定位装置的控制方法，包括：定位基础值计算步骤，基于所述卫星信号，计算包括所述卫星信号的相位、信号强度在内的定位基础值；接收环境判断步骤，判断所述卫星信号的接收环境；定位步骤，基于所述接收环境判断步骤所判断的接收环境，使用所述定位基础值，进行定位。

此外，本实施例也可以构成如下：将上述的控制方法，编制成在计算机中可执行的程序，所述计算机内置于接收来自SPS卫星的卫星信号进行当前位置定位的定位装置中。进一步，可以制作成记录有该程序的计算机可读存储介质。

附图说明

图1表示本发明的实施例的终端等的概况图。

图2表示定位方法的概念图。

图3表示相关处理的说明图。

图4表示相关积分值与码相位之间关系的一例。

图5表示终端的主要硬件构成的概况图。

图6表示终端的主要软件构成的概况图。

图7表示卫星信号接收程序的处理过程的说明图。

图8表示观测信息的一例。

图9表示环境判断程序的处理过程的说明图。

图10表示环境判断程序以及定位程序的处理过程的说明图。

图11A及图11B是接收环境的说明图

图12是接收环境的说明图。

图13A及图13B是接收环境的说明图。

图14是接收环境的说明图。

图15A及图15B是接收环境的说明图。

图16是接收环境的说明图。

图17A、图17B及图17C是偏向环境的判断的说明图。

图18A、图18B及图18C是偏向环境的判断的说明图。

图19A、图19B及图19C是偏向环境的判断的说明图。

图20是谷中环境的判断的说明图。

图21表示终端的工作例的概略流程图。

图22A及图22B是偏向环境的判断的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图等对本发明的优选实施例进行详细地说明。

另外，以下所述的实施例是本发明的优选的具体实施例，因此，在技术上施加了各种优选的限定，在以下的说明中，只要没有用于特别限定本发明的描述，则本发明的范围并不限于这些方式。

图1是表示本发明的实施例的终端20等的概况图。

如图1所示，终端20可以从作为SPS卫星如GPS卫星12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g及12h接收电波S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7及S8。此外，SPS卫星不限于GPS卫星。

在电波S1等之中，携带着各种码(符号)。其中之一就是C/A码Sca。该C/A码Sca是1.023Mbps位率、1023bit(＝1msec)的位长的信号。C/A码Sca由1023片(chip)构成。终端20是定位当前位置的定位装置的一个示例，它接收该C/A码Sca并进行当前位置的定位。该C/A码Sca是卫星信号的一个示例。

此外，作为携带在电波S1等之中的信息，还有概略星历Sal(almanac)以及精密星历Seh(ephemeris)，概略星历Sal是表示所有GPS卫星12a等的概略卫星轨道的信息，精密星历Seh表示各GPS卫星12a等的精密卫星轨道的信息。概略星历Sal和精密星历Seh统称为导航信息。

终端20通过确定例如大于等于3颗的不同的GPS卫星12a发出的C/A码的相位，就可以定位出当前位置。

图2是表示定位方法示例的概念图。

如图2所示，例如，在GPS卫星12a和终端20之间，可以认为C/A码是连续排列着的。而且，GPS卫星12a和终端20之间的距离不限于C/A码长度(300公里(km))的整数倍，C/A码的余数部分C/Aa也存在。即，在GPS卫星12a和终端20之间，存在着C/A码的整数倍部分和余数倍部分。C/A码的整数倍的部分和余数倍部分的和是伪距。终端20使用针对3个以上的GPS卫星12a的伪距进行定位。

在本说明书中，将C/A码的余数部分C/Aa称为码相位(码位)。码相位既可以用例如C/A码的1023片中的第某个片来表示，又可以换算成距离来表示。计算伪距时，需要将码相位换算成距离。

GPS卫星12a在轨道上的位置可以使用精密星历Seh计算出来。而且，通过计算出GPS卫星12a在轨道上的位置和后面叙述的初始位置P0之间的距离，就可以计算出C/A码的整数倍部分。另外，因为C/A码的长度时300公里(km)，所以初始位置P0的位置误差有需要在150公里(km)以内。

而且，如图2所示，一边让复制C/A码的相位沿着箭头X1的方向移动，一边进行相关处理。此时，终端20一边变换同步用频率一边进行相关处理。该相关处理由后面叙述的相干处理(COHERENT)及非相干(INCOHERENT)处理构成。

相关积分值最大的相位就是码余数C/Aa。

图3是相关处理的说明图。

相干处理是终端20接收到的C/A码和复制C/A码之间取相关的处理。复制C/A码是终端20产生的代码。

例如，如图3所示，如果相干时间是5毫秒(msec)的话，在5毫秒(msec)的时间中，计算出同步积分的C/A码和复制C/A码之间的相关值。相干处理的结果，是输出取相关的相位(码相位)和相关值。

非相干是通过积分相干处理结果的相关值，来计算出相关积分值(非相干值)。

相关处理的结果，输出相干处理输出的码相位和相关积分值。

图4是表示相关积分值和码相位之间关系的示例图。

图4的相关积分值的最大值Pmax所对应的码相位CP1是复制C/A码的码相位、即C/A码的码相位。

而且，终端20从距离码相位CP1为二分之一片(chip)的码相位中，选择相关积分值较小的相关积分值作为噪声的相关积分值Pnoise。

终端20将Pmax与Pnoise的差除以Pmax定义为信号强度XPR。

此外，在输入指定电场强度的信号的情况下，计算出来的Pmax以及信号强度XPR可以通过实验获取。因此，终端20可以从Pmax以及信号强度XPR计算出终端20所接收到的电波S1等的电场强度。

此外，电场强度表示的是到达终端20的天线(未图示)处的电波S1等的电场强度。

电场强度越强，上述的非相干的时间即使较短，也可以确定出码相位。而且，该码相位的精度很高。

与此相对，电场强度较弱时，如果非相干的时间不长，就不能确定出码相位。而且，与电场强度强时相比，此时的码相位的精度较低。

(终端20的主要硬件构成)

图5是表示终端20的主要硬件构成的概略图。

如图5所示，终端20具有计算机。计算机有总线22。在总线22上连接有CPU(Central Processing Unit)24、存储装置26等。存储装置26是如RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)等。

此外，总线22上连接有输入装置28、电源装置30、GPS装置32、显示装置34、通信装置36以及时钟38。

(终端20的主要软件构成)

图6是表示终端20的主要软件构成的概略图。

如图6所示，终端20具有控制各部分的控制部100、与图5的GPS装置对应的GPS部102、与时钟38对应的计时部104等。

终端20还有存储各种程序的第一存储部110、存储各种信息的第二存储部150。

如图6所示，终端20在第二存储部150中存储导航信息152。导航信息包括概略星历152a及精密星历152b。

终端20将概略星历152a及精密星历152b用于定位。

如图6所示，终端20在第二存储部150中存储初始位置信息154。初始位置P0是例如上次的定位位置。

如图6所示，终端20在第一存储部110中存储卫星信号接收程序112。卫星信号接收程序112是控制部100用于接收电波S1等的程序。控制部100参照概略星历152a，判断当前时刻可以观测到的GPS卫星12a等。而且，控制部100参照精密星历152b，计算出GPS卫星12a等在轨道上的当前位置，并计算出电波S1等的多普勒偏移，进而推测(推定、估计)出接收频率。然后，使用推测出来的频率，接收GPS卫星12a等发出的信号S1等。此时，作为基准的自身位置例如是初始位置P0。

图7是卫星信号接收程序112所进行的处理的说明图。

如图7所示，卫星信号接收程序112是用于实施搜索模式M1、第一跟踪模式M2及第二跟踪模式M3的程序。

搜索模式M1是用于捕捉电波S1等的模式。因此，搜索模式M1搜索例如3千赫兹(KHz)的宽频(宽度频率)范围。

第一跟踪模式M2(以下，称为“模式M2”)是在捕捉到电波S1等之后进行跟踪的定位模式。模式M2是信号强度(电场强度)较强时的工作模式(定位模式)。所谓的信号强度较强是指负(-)139dBm以上。

模式2中的积分时间(INCOHERENT时间：非相干时间)t1例如为1秒。

第二跟踪模式M3(以下，称为“模式M3”)在捕捉到电波S1等之后进行跟踪的定位模式。模式3是信号强度弱时的工作模式(定位模式)。所谓的信号强度弱是指，负(-)160dBm以上、且小于负(-)139dBm。

模式3中的积分时间(非相干时间)t2例如为2秒。

模式3中的积分时间t2被规定成比模式2中的乘积时间t1长。

如上所述，终端20根据工作信号强度的不同，具有多个定位模式。模式2及模式3是定位模式的一个示例。此外，模式2也是第一定位模式的一个示例。而且，模式3也是第二定位模式的一个示例。

控制部100基于卫星信号接收程序112，计算出包括接收到的信号的码相位、信号强度、仰角以及方位角等的观测值。

观测值计算程序114和控制部100是方位角计算部的一个示例。

此外，观测值是定位基础值的一个示例。因此，观测值计算程序114和控制部100也是定位基础值计算部的一个示例。控制部100实施模式M2或M3的跟踪，同时，计算出观测值。

控制部100将表示观测值的观测信息(测量信息)156存储在第二存储部150中。

图8是表示观测信息156的一个示例。

如图8所示，观测信息156包括卫星编号1到8。而且，在本实施例中，假设从GPS卫星12a到12h接收电波S1到S8。

卫星编号1到8分别对应GPS卫星12a到12h。

观测信息156还包括码相位。关于码相位，各GPS卫星12a等的码相位各不相同。

观测信息156还包括Pmax、Pnoise以及XPR。

观测信息156还包括仰角以及方位角。该仰角以及方位角以当前位置为基准，用仰角以及方位角来表示GPS卫星12a等的位置。控制部100基于精密星历152b计算出各GPS卫星12a等在轨道上的当前位置，再以初始位置P0为基准，计算出各GPS卫星12a等的仰角以及方位角。

观测信息156还包括模式M2以及M3。

例如，使用模式M2接收来自GPS卫星12a的电波S1时，卫星编号1对应于模式M2。使用模式M3接收来自GPS卫星12e的电波S5时，卫星编号5对应于模式M3。

因此，例如，使用模式M2接收来自GPS卫星12a的电波S1时，将该GPS卫星12a也称为“模式M2的卫星”。

观测信息156还包括电场强度。控制部100从Pmax以及XPR计算出电场强度。各GPS卫星12a等的电场强度各异。

例如，v1是负(-)159dBm，v2是负(-)140dBm。

在观测信息156中所包括的信息中，将码相位、Pmax、Pnoise、XPR、仰角、方位角统称为观测值。

如图6所示，终端20在第一存储部110中存储环境判断程序114。环境判断程序114是控制部100基于来自多个GPS卫星12a等的C/A码的接收状态，判断C/A码的接收环境的程序。环境判断程序114和控制部100是接收环境判断部的一个示例。如后面所述，接收环境包括多路径效应容易发生的多路径环境。

如图6所示，终端20在第一存储部110中存储定位程序116。定位程序116是控制部100基于接收环境使用观测值进行定位的程序。定位程序116和控制部100是定位部的一个示例。

图9是表示环境判断程序114所进行的处理的说明图。

图10是环境判断程序114及定位程序116所进行的处理的说明图。

如图9所示，控制部100基于环境判断程序114，将电场强度v1等(参考图8)区分为强电场和弱电场。强电场是模式M2工作的电场强度。弱电场是模式M3工作的电场强度。

进一步，控制部100将强电场划分为第一强电场、第二强电场以及第三强电场。

第一强电场是大于等于α1且小于α2的电场强度。第二强电场是大于等于α2且小于等于α3的电场强度。第三强电场是大于等于α3的电场强度。α1、α2、α3是电场强度的阈值，α2大于α1，α3大于α2。α1例如是负(-)140。α2例如是负(-)130。α3例如是负(-)124。

此外，控制部100将弱电场区分为第一弱电场以及第二弱电场。

第一弱电场是大于等于β1且小于β2的电场强度。第二弱电场是大于等于β2且小于β3的电场强度。β1、β2、β3是电场强度的阈值，β2大于β1，β3大于β2。β1例如是负(-)160。β2例如是负(-)150。β3例如是负(-)140。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在第三强电场的M2的卫星大于等于8个，并且，在没有第三强电场的M2的卫星以外的GPS卫星的情况下，判断为第一环境(OpenSky)。例如，“M2的卫星为8个”表示使用模式M2跟踪的GPS卫星为8个。

图11到图16是接收环境的说明图。

第一环境是如图11a所示，在终端20的周围不存在电波S1等的障碍物的环境。因此，按理不会存在多路径问题。

控制部100如图10所示，在判断为第一环境的情况下，基于定位程序116，使用计算出来的所有GPS卫星12a等的观测值，进行定位。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在第三强电场的M2的卫星和第二强电场的M2的卫星以及M3的卫星并存时，判断为第二环境(准OpenSky)。

第二环境如图11b所示，是在终端20的周围存在可能会成为障碍物的大楼13A到13D的环境。因此，至少来自M3的卫星的信号可能会出现多路径问题。

控制部100如图10所示，在判断为第二环境的情况下，基于定位程序116，排除M3的卫星的观测值后进行定位。因此，与使用M3的卫星的观测值进行定位相比，可以提高定位精度。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在第一强电场的M2的卫星和第二强电场的M2的卫星以及M3的卫星并存时，判断为第三环境(第一多路径环境)。

第三环境如图12所示，是在终端20的周围既存在可能会成为障碍物的大楼13A到13D、又存在噪声源的通信基站14等的环境。因此，不只是来自M3的卫星的信号，来自M2的卫星的信号也可能会出现多路径问题。

控制部100如图10所示，在判断为第三环境的情况下，基于定位程序116，实施多路径对策而进行定位。例如，来自M2卫星的信号，例如，在其与通过精密星历152b计算出的电波S1的方向相异时，决定为多路径信号，排除多路径的观测值。对于来自于M3的卫星的信号，无条件地排除它的观测值。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在第三强电场的M2的卫星和第二弱电场的M3的卫星并存，并且，卫星位置有偏向时，判断为第四环境(偏向环境)。在这里，控制部100在第三强电场的M2的卫星大于等于3个且第二弱电场的M3的卫星大于等于4个的情况等下、在数目相同以上(此时是3个以上)情况下，判断为第三强电场的M2的卫星和第二弱电场的M3的卫星并存。这样判断的理由如下所述。

即，在指定的场所，假定GPS卫星可以观测到6到9个。此时，在某一方向被遮住了，或者只能看到上空的状况时，可以假定强信号强度(第三强电场)的卫星3到4个和数目与其相同的信号强度稍弱(第二弱电场)的卫星共存。

第四环境，例如图13a所示，是卫星配置向西偏向的环境。这是由于大楼15的存在，GPS卫星12f、12g以及12h的电波S6、S7以及S8无法直接到达终端20。即，第四环境也是一种多路径环境。

控制部100如图10所示，在判断为第四环境的情况下，基于定位程序116，排除与卫星偏向方向相反方向的GPS卫星12f、12g以及12h的观测值，进行定位。

图17、图18以及图19是偏向环境的判断的说明图。

如图17a所示，将以终端20位置为中心的360度的角度范围，例如划分成8等分，方位角属于这8个角度区域R1到R8之中的一个。在图17a中，距离圆中心的距离表示仰角，圆中心处的仰角是90度，在圆周上的仰角是0度。

此外，与本实施例不同，角度区域可以不限定于将360度的角度范围8等分，例如也可以16等分。

然后，控制部100判断强电场的卫星是否偏向某一个角度区域。强电场的卫星是强信号卫星的一个示例。即，控制部100基于强信号卫星的方位角，就可以判断多个GPS卫星12a等的偏向情况。

控制部100，如图17b所示，例如在强电场的卫星为3个、第二弱电场的卫星也为3个的情况下，即，强电场的卫星数和第二弱电场的卫星数相等时，开始偏向情况的判断。

此外，与本实施例不同，在不限定强电场的卫星数和第二弱电场的卫星数相等的情况下，例如，强电场的卫星数和第二弱电场的卫星数是事先规定的数目的情况下，比如，3个以上情况下，控制部100也可以开始偏向情况的判断。此时，例如，可以是强电场的卫星为3个、第二弱电场的卫星数为4个。

控制部100首先如图17b所示，计算出全角度区域的一半区域的R1、R2、R7以及R8中的强电场卫星数。在图17b的示例中，强电场的卫星数是3个。区域R1、R2、R7以及R8构成的区域称为第一半圆区域，区域R1和R8构成的区域称为中心区域。

接下来，控制部100如图17c所示，例如，在从第一半圆区域中去掉区域R7再加入区域R3而构成的区域(称为第二半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图17c的示例中，强电场的卫星数是3个。

接下来，控制部100如图18a所示，例如，在从第一半圆区域中去掉区域R2再加入区域R6而构成的区域(称为第三半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图18a的示例中，强电场的卫星数是3个。

接下来，控制部100如图18b所示，例如，在从第二半圆区域(参考图17c)中去掉区域R8再加入区域R4而构成的区域(称为第四半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图18b的示例中，强电场的卫星数是1个。

接下来，控制部100如图18c所示，例如，在从第四半圆区域(参考图18b)中去掉区域R1再加入区域R5而构成的区域(称为第五半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图18c的示例中，强电场的卫星数是0个。

接下来，控制部100如图19a所示，例如，在从第五半圆区域(参考图18c)中去掉区域R2再加入区域R6而构成的区域(称为第六半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图19a的示例中，强电场的卫星数是0个。

接下来，控制部100如图19b所示，例如，在从第六半圆区域(参考图19a)中去掉区域R3再加入区域R7而构成的区域(称为第七半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图19b的示例中，强电场的卫星数是0个。

接下来，控制部100如图19c所示，例如，在从第七半圆区域(参考图19b)中去掉区域R4再加入区域R8而构成的区域(称为第8半圆区域)中，计算强电场的卫星数。在图19c的示例中，强电场的卫星数是0个。

如上所述，控制部100让180度角度范围形成的半圆区域每次按照45度旋转之后，分别计算出强电场的卫星数。

然后，控制部100以满足连续3个半圆区域中的强电场卫星数相等为条件，判断为卫星偏向。在此，控制部100判断3个半圆区域的中心半圆区域为偏向的方向。

例如，第一区域(参考图17b)、第二区域(参考图17c)以及第三区域(参考图18a)是连续的，并且，强电场的卫星数是相同的。而且，中心的半圆区域是第一区域。而且，第一区域的中心方向是北。

因此，控制部100判断GPS卫星12a等偏北。

此外，在该例中，第一区域是中心区域的一个示例。第二区域以及第三区域是邻接区域的一个示例。而且，连续3个半圆区域中的强电场卫星数相等，这一条件是第一偏向条件的一个示例。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在第三强电场的M2的卫星和第二弱电场的M3的卫星并存，并且，卫星位置没有偏向(连续3个半圆区域中的强电场卫星数相等这个条件不满足)时，判断为第五环境(谷中环境)。第五环境是，例如如图13b所示，虽然卫星配置不偏，但是由大楼15及16形成的类似于谷中的环境。例如，日本的银座的状态。第五环境是多路径效应容易发生的环境。即第五环境也是一种多路径环境。

控制部100如图10所示，在判断为第五环境时，基于定位程序116，排除障碍物方向的GPS卫星12a等的观测值，再排除第二弱电场的M3的卫星的观测值，进行定位。

此外，与本实施例不同，控制部100也可以排除仰角为60度以下的卫星的观测值，进行定位。在第五环境中，仰角60度以下的卫星的信号是多路径的，这一结论是本发明的发明人通过实验确定的。仰角60度以下的范围是预先规定的低仰角范围的一个示例。

图20是谷中环境判断的说明图。

当存在基本相同数目的第三强电场的M2的卫星和第二弱电场的M3的卫星，并且，无偏向时，如图17所示，第三强电场的M2的卫星的仰角比第二弱电场的M3的卫星的仰角高。而且，电场强度和仰角的关系会在谷中这样的地形中发生，这一现象是本发明的发明人通过实验确定的。

因此，当存在基本相同数目的第三强电场的M2的卫星和第二弱电场的M3的卫星，并且，无偏向时，可以判断为谷中(山中)环境。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在M3的卫星多于M2的卫星时，判断为第六环境(第二多路径环境)。

第六环境是，例如如图14所示，存在大楼17A到17E，并且建筑物之间互相重叠的环境。或者，第六环境是有窗子的室内的环境。在第六环境中，电场强度弱，并且容易发生多路径。

控制部100如图10所示，在判断为第六环境时，基于定位程序116，实施多路径对策，进行定位。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在只有一个M2的卫星，其余均是M3的卫星的情况下，判断为第七环境(第三多路径环境)。

第七环境是，例如如图15a所示，只有一个窗子18a的建筑物18内的环境。在第七环境中，窗字18a的方向的卫星可以用M2取跟踪，来自其他卫星的信号很可能是多路径信号。

控制部100如图10所示，在判断为第七环境时，基于定位程序116，实施多路径对策，进行定位。例如，用从直接波和间接波的合成波计算出来的观测值校正原有观测值，进行定位。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在只有第二弱电场的M3的卫星时，判断为第八环境(第二弱电场)。

第八环境是，例如如图15b所示，附近有噪音源通信基站14和高压线18A的环境。

控制部100如图10所示，在判断为第八环境时，基于定位程序116，使用所有的观测值进行定位。

如图10所示，控制部100基于环境判断程序114，在只有第一弱电场的M3的卫星时，判断为第九环境(第一弱电场)。

第9环境是，例如如图16所示，附近有噪音源通信基站14和高压线18A及18B的环境。

控制部100如图10所示，在判断为第九环境时，基于定位程序116，使用所有观测值，并延长积分时间(非相干时间)，进行定位。

控制部100通过上述的定位，计算出定位位置P，并将表示定位位置P的定位信息160存储在第二存储部150中。

上述的第三环境、第四环境、第五环境、第六环境以及第七环境是多路径环境的一个示例。

如图6所示，终端20在第一存储部110中存储定位位置输出程序118。定位位置输出程序118是，控制部100将定位位置输出到显示装置34(参考图5)上的程序。

终端20具有如上的构成。

如上所述，终端20使用通过模式M2以及M3所接收到的C/A码所对应的GPS卫星12a等的数目，来判断接收环境(第一环境到第九环境)。

因此，终端20没有必要保存地图数据，也没有必要于通信基站通信，就可以判断接收环境。

此外，终端基于接收环境，决定是否排除观测值，以及是否校正观测值，来进行定位。

这样一来，终端20不必保存地图数据和与通信基站通信，并且，可以适应多样的接收环境，高效地利用卫星信号，进行定位。

以上是本实施例所涉及的终端20的构成。以下，针对工作示例，使用图21进行说明。

图21是表示终端20的工作示例的概略流程图。

首先，终端20接收电波S1等(图21的步骤ST1)，计算出观测值(ST2)。该步骤ST1以及ST2是基础值计算步骤的一个示例。

接下来，终端20进行环境判断(步骤ST3)。该步骤ST3是接收环境判断步骤的一个示例。

接下来，终端20进行定位(步骤ST4)。该步骤ST4是定位步骤的一个示例。

接下来，终端20输出定位位置(步骤ST5)。

通过上述的步骤ST1到ST5，终端20不必保存地图数据和与通信基站通信，并且，可以适应多样的接收环境，高效地利用卫星信号，进行定位。

(变形例)

终端20可以使用其他的方法进行上述的第四环境(偏向环境)的判断。

图22是偏向判断的说明图。

图22a表示卫星偏向的状况。

如图22a所示，终端20的控制部100计算出，由仰角和方位角定义的各卫星坐标所形成的图形的重心G。然后，控制部100计算出从终端20指向重心G的矢量H。然后，控制部100，在矢量H的大小即仰角成分满足例如不到45度的情况下，判断为GPS卫星12a等偏向矢量H的方向。不到45度是事先规定的大小的一个示例。

矢量H的大小即仰角成分例如不到45度，这一条件是第二偏向条件的一个示例。

图22b表示卫星不偏的状况。

如图22b所示，在卫星不偏时，向量H在45度以上。

因此，通过向量H的大小(仰角成分)，就可以判断卫星的偏向与否。

(程序及计算机可读存储介质等)

可以作为计算机上可以运行的定位装置的控制程序，运行上述的工作例的方位角计算步骤和接收环境判断步骤等。

此外，还可以作为存储这些定位装置的控制程序等的计算机可读存储介质。

程序存储介质将这些定位装置的控制程序等安装在计算机上，并通过计算机使这些程序处于可执行状态，程序存储介质不仅包括：例如象软盘(注册商标)这样的软磁盘、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory：光盘驱动器)、CD-R(Compact Disc Recordable：可记录光盘驱动器)、CD-RW(Compact Disc-Rewritable：可重写光盘驱动器)、DVD(Digital Versatile Disc：数字化视频光盘驱动器)等的包式介质，还可以通过暂时或永久存储程序的半导体存储器、磁盘存储器、或光盘存储器等来实现。

本发明不限于上述的各个实施例。也可以是上述的各个实施例的组合。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细说明，但根据本发明的发明点和效果只要不脱离本发明的实质宗旨的各种变形对本领域的技术人员来说都是显而易见的。因此，这种变形例也应该包含在本发明的保护范围内。

Claims (26)

1.一种定位装置，接收来自SPS卫星的卫星信号，进行当前位置的定位，包括：

方位角计算部，用于计算出接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的方位角；以及

接收环境判断部，基于由所述方位角计算部计算出来的多个所述SPS卫星的所述方位角，判断包括多路径环境的接收环境。

2.根据权利要求1所述的定位装置，其中，

具有工作的信号强度不同的多个定位模式，

所述接收环境判断部，根据使用各所述定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，判断偏向。

3.根据权利要求1或2所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在多个所述SPS卫星中，基于强信号卫星的所述方位角，判断多个所述SPS卫星的偏向，所述强信号卫星是预先规定的信号强度范围内的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星。

4.根据权利要求3所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，当满足第一偏向条件时，判断为所述SPS卫星偏向于所述中心区域的角度，其中所述第一偏向条件是指在将360度的角度范围至少八等分所形成的角度区域中，位于中心区域的所述强信号卫星的数目和位于与所述中心区域邻接的邻接区域的所述强信号卫星的数目基本相同。

5.根据权利要求1或2所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，计算出由仰角和所述方位角所规定的各所述SPS卫星的坐标所构成的图形的重心，并计算出从所述定位装置指向所述重心的矢量，

当满足第二偏向条件时，判断为所述SPS卫星偏向于所述矢量的方向，所述第二偏向条件是指所述矢量的大小小于等于预先规定的大小。

6.根据权利要求4或5所述的定位装置，其中，

所述定位模式包括：在强电场下工作的第一定位模式；以及在较所述强电场弱的电场强度下工作的第二定位模式；

所述弱电场分成第一弱电场，以及由较所述第一弱电场强的电场强度规定的第二弱电场；

所述接收环境判断部，在使用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目和使用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目基本相同时，进行所述第一偏向条件或所述第二偏向条件的判断。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在使用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目和使用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目基本相同、且又不满足所述第一偏向条件或第二偏向条件时，将所述接收环境判断为谷中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的定位装置，其中，

排除与所述SPS卫星偏向方向相反的方向上的所述SPS卫星，进行定位。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的定位装置，其中，

在所述接收环境为谷中的情况下，排除预先规定的低仰角范围的所述SPS卫星，进行定位。

10.一种定位装置，接收来自SPS卫星的卫星信号，进行当前位置的定位，包括：

定位基础值计算部，基于所述卫星信号，计算包括所述卫星信号的相位、信号强度的定位基础值；

接收环境判断部，基于多个来自所述SPS卫星的所述卫星信号的接收状态，判断所述卫星信号的接收环境；以及定位部，基于所述接收环境判断部所判断的接收环境，使用所述定位基础值，进行定位。

11.根据权利要求10所述的定位装置，其中，

具有工作的信号强度不同的多个定位模式，

所述接收环境判断部，根据使用各所述定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目，判断所述接收环境。

12.根据权利要求10或11所述的定位装置，其中，

所述定位部，基于所述接收环境判断部所判断的接收环境，决定是否排除所述定位基础值，以及是否校正所述定位基础值。

13.根据权利要求12所述的定位装置，其中，

所述定位模式包括：在强电场下工作的第一定位模式：以及在较所述强电场弱的电场强度下工作的第二定位模式。

14.根据权利要求13所述的定位装置，其中，

所述强电场分类为：第一强电场；由较所述第一强电场强的电场强度规定的第二强电场；以及由较所述第二强电场强的电场强度规定的第三强电场；

所述弱电场分类为：第一弱电场；由较所述第一弱电场强的电场强度规定的第二弱电场；

所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的数目大于等于预先规定的规定值时，将所述接收环境判断为开放空间环境。

15.根据权利要求14所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、和用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在时，将所述接收环境判断为准开放空间环境。

16.根据权利要求14或15所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第一强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、和用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在时，将所述接收环境判断为第一多路径环境。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在、且多个所述SPS卫星的配置存在偏向时，判断为偏向环境。

18.根据权利要求14至17中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第三强电场的所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星、用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星混合存在、且多个所述SPS卫星的配置不存在偏向时，判断为谷中环境。

19.根据权利要求14至18中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目，比用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目多时，判断为第二多路径环境。

20.根据权利要求14至19中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在用所述第一定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星数目只有一个时，判断为第三多路径环境。

21.根据权利要求14至20中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在只存在用所述第二弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星时，判断为第一弱电场。

22.根据权利要求14至21中的任一项所述的定位装置，其中，

所述接收环境判断部，在只存在用所述第一弱电场的所述第二定位模式接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星时，判断为第二弱电场。

23.一种定位装置的控制方法，接收来自SPS卫星的卫星信号，进行当前位置的定位，包括：

方位角计算步骤，用于计算接收到的所述卫星信号所对应的所述SPS卫星的方位角；以及

接收环境判断步骤，基于所述方位角计算步骤计算出来的多个所述SPS卫星的所述方位角，判断包括多路径环境的接收环境。

24.一种定位装置的控制方法，接收来自SPS卫星的卫星信号，进行当前位置的定位，包括：

定位基础值计算步骤，基于所述卫星信号，计算包括所述卫星信号的相位、信号强度的定位基础值；

接收环境判断步骤，判断所述卫星信号的接收环境；以及

定位步骤，基于所述接收环境判断步骤所判断的接收环境，使用所述定位基础值，进行定位。

25.一种程序，用于使计算机中执行权利要求23或权利要求24所述的控制方法，所述计算机内置于接收来自SPS卫星的卫星信号进行当前位置定位的定位装置中。

26.一种计算机可读存储介质，记录有权利要求25所述的程序。

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