JP2008196896A

JP2008196896A - 位置測位装置

Info

Publication number: JP2008196896A
Application number: JP2007030552A
Authority: JP
Inventors: Junpei Saito; 純平斎藤; Takashi Kawaguchi; 隆司川口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-08-28

Abstract

【課題】ＧＰＳを利用して位置測位を行う従来の携帯端末では、使用時間を長くするため、測位が出来ない時や使用しない時に受信回路に供給する電源を停止していた。
【解決手段】本発明は、複数の受信回路４のうち、受信可能な衛星の数及び必要な位置測位精度に基づいて、動作させる受信回路４の数を決定するとともに、複数の受信回路のうち、動作させる必要がない受信回路の動作を停止させる受信可能衛星判定回路８を設けたので、位置測位中においても、不必要な受信回路の動作を停止させ、位置測位中の消費電力を削減することが可能となった。
【選択図】図２

Description

この発明は、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ（Global Positioning System）信号を利用して位置を測位する位置測位装置に関するものであり、特に電池を電源とする携帯型の位置測位装置に関する。

現在、ＧＰＳ（Global Positioning System 全地球測位システム）と呼ばれる位置測位システムを用いて位置測位が実行されている。このシステムは、高度約２０,０００ｋｍの軌道上に、複数のＧＰＳ衛星が配置されて構成されている。ＧＰＳによる測位は、衛星から発射された電波が受信点にとどくまでどのくらいの時間がかかったかを測定することにより、軌道からの距離をもとに現在位置を求めている。高度を周知のものとする二次元測位は３個のＧＰＳ衛星からの電波を受信することにより可能である。また、４個のＧＰＳ衛星を受信することにより、衛星側の時計と受信機側の時計の誤差を修正してより正確な位置測位を実行することができる。

上記説明のように、ＧＰＳを用いた位置測位は複数のＧＰＳ衛星からの信号を受信することが必要であるため、位置測位装置は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する受信回路を複数個設けなければならない。特許文献１は、この複数の受信回路による消費電力を削減するため、受信状態が悪化したり、受信できなくなったりした場合には、必要に応じて全ての受信回路への電源供給を停止させていた。

特開平１１−３５２２０６号公報

ところで、従来の位置測位装置は、位置測位を行っている時には、全ての受信回路を動作させていたため、電池を電源とする携帯型の位置測位装置においては、使用可能時間が短くなるという問題がある。位置測位のための衛星信号を受信する受信回路の数を削減すれば、位置測位中の消費電力を削減することは可能である。しかし、位置測位のための受信回路を削減することは、同時に受信可能な衛星数が少なくなることから、位置測位精度や測位時間が劣化するという問題が生じる。

本発明は上記課題を解決するために行われたものであり、位置測位中に受信回路の一部を停止し、位置測位中の消費電力を削減することで携帯型位置測位機器の使用時間を長くすることを目的とする。

本発明は、少なくともひとつの人工衛星から送信された衛星信号を含む受信衛星信号より、人工衛星固有の識別コードを用いて、識別コードにより特定される所定の人工衛星からの所定衛星信号を受信衛星信号より分離する受信手段と、この受信手段にて分離された所定衛星信号に基づいて位置測位演算を行い、位置測位結果を得る位置演算手段と、外部から入力された基準クロックを分離して、複数設けられた前記受信手段それぞれに配分する基準クロック分離手段と、複数の受信手段のうち、受信可能な衛星の数ないし必要な位置測位精度に基づいて、動作させる受信手段の数を決定するとともに、複数の受信手段のうち、動作させる必要がない受信手段を停止させる制御手段とを設けたものである。

本発明は、少なくともひとつの人工衛星から送信された衛星信号を含む受信衛星信号より、人工衛星固有の識別コードを用いて、識別コードにより特定される所定の人工衛星からの所定衛星信号を受信衛星信号より分離する受信手段と、この受信手段にて分離された所定衛星信号に基づいて位置測位演算を行い、位置測位結果を得る位置演算手段と、外部から入力された基準クロックを分離して、複数設けられた前記受信手段それぞれに配分する基準クロック分離手段と、複数の受信手段のうち、受信可能な衛星の数ないし必要な位置測位精度に基づいて、動作させる受信手段の数を決定するとともに、複数の受信手段のうち、動作させる必要がない受信手段を停止させる制御手段とを設けたので、動作不要な受信回路の動作を停止させ、位置測位中の消費電力を減らすことができる。

実施の形態１．
図１は、位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。図１において、受信アンテナ１は、人工衛星から送信されたＧＰＳ信号のような衛星信号を受信する。受信アンテナ１により受信された受信衛星信号は、ＲＦブロック２でＡ／Ｄ変換されてサンプリングデータ３に変換される。受信回路４は、サンプリングデータ３に対して、人工衛星固有の識別コードであるＣ／Ａコード（Clear and Acquisitionまたは、Coarse and Access）との相関演算を行うことにより、サンプリングデータ３の中から所定の人工衛星からの所定衛星信号を分離する。Ｃ／Ａコードとは、人工衛星ごとに異なる擬似ランダムデータである。ひとつの受信回路４は、衛星固有のＣ／Ａコードとサンプリングデータ３を相関演算することにより、ひとつの人工衛星の信号を受信衛星信号より分離した相関計算結果５を出力する。したがって、受信衛星信号より複数の衛星の信号を分離して取り出すため、位置測位装置は複数の受信回路４_１〜４_Ｎを複設けている。受信回路４_１〜４_Ｎで算出された相関計算結果５_１〜５_Ｎは、位置演算手段である中央処理装置６に入力されて位置計算が実行される。中央処理装置６が位置計算を実行して得られた位置測位結果である測位データ７は、メモリなどの記憶装置７に記憶される。

図１のブロック図に従って処理の流れを説明する。複数の人工衛星から送信される衛星信号を受信アンテナ１で受信し、この受信衛星信号をＲＦブロック２でＡ／Ｄ変換することによりサンプリングデータ３を得る。受信回路４_１〜４_ＮはＣ／Ａコードとサンプリングデータ３の相関計算を行うことで所定の人工衛星の信号を分離する相関計算結果が得られる。受信回路４_１〜４_Ｎで得られた相関計算結果５_１〜５_Ｎには、Ｃ／Ａコードと一致する点で相関ピークが得られており、位置計算を行う中央処理装置６にデータを送る。上空にいない衛星もしくは遮蔽物などによって信号が減衰して受信できない衛星であった場合は受信回路４_１〜４_Ｎでの相関計算によって信号が得られなくなるため、他の衛星用のＣ／Ａコードを使用して再度計算を行う。位置測位に必要な数の衛星から衛星信号が受信できた場合、中央処理装置６は、相関計算結果５_１〜５_Ｎから衛星と携帯端末の距離を算出することによって携帯端末の位置を算出する。

位置測位装置で受信可能な衛星の数が、位置測位装置が有する受信回路４_１〜４_Ｎの数に満たない場合、位置測位のために全ての受信回路を動作させる必要はなく、一部の受信回路４を停止させることができる。図２は、本発明の実施の形態１に係る位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。図２において図１と同一の符号は、同一または相当部分を示すので説明は省略する。受信回路４_１〜４_Ｎは動作及び停止する制御が可能な回路で構成されているものとする。受信可能衛星判定回路８は、受信回路４_１〜４_Ｎによる相関計算結果５_１〜５_Ｎから受信可能な衛星数がわかるため、位置測位のために動作させる必要のある受信回路数を算出する。受信可能衛星判定回路８は、位置測位のために動作させる必要のある受信回路数を算出した結果より、受信回路４_１から４_Ｎの動作や停止を制御する受信回路制御信号１２を生成し、クロックゲート回路１１に出力する。クロックゲート回路１１は、外部から入力された基準クロック９を、受信回路４_１〜４_Ｎ毎に供給する受信回路用基準クロック１０_１〜１０_Ｎに分離するものである。クロックゲート回路１１は、受信可能衛星判定回路８からの受信回路制御信号１２に応じて、停止させる受信回路４への受信回路用基準クロック１０の供給を停止する。受信回路用基準クロック１０が供給されない受信回路４はその動作を停止するので、位置測位中の消費電力が節約されるという効果がある。

上記説明のように、受信可能衛星判定回路８は、位置測位のために動作させる必要のある受信回路数を算出し、動作不要の受信回路への基準クロックの供給を停止させることにより、動作不要な受信回路の動作を停止させ、位置測位中の消費電力を減らすことができる。特に、乾電池や充電可能な二次電池を電源とする移動端末は、供給可能な電力が限られているので、位置測位中において動作不要な受信回路の動作を停止させることにより、使用可能時間を延長することができるという効果がある。なお、動作不要の受信回路への基準クロックを停止するのではなく、受信回路毎に電源を分離し、動作不要な受信回路の電源を停止するように構成してもよい。また、受信可能衛星判定回路８は中央処理装置６によるソフトウェアの処理に置き換えてもよく、受信回路制御信号１２の生成は中央処理装置６が制御すればよい。

実施の形態２.
実施の形態１で説明した位置測位装置は、受信可能な衛星数を算出することにより、位置測位中に停止させる受信回路の数を算出していた。しかし、停止させる受信回路の数を、受信可能な衛星数ではなく、必要な測位精度に応じて決定するようにしても良い。図３は、本発明の実施の形態２に係る位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。図３において、図２と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。携帯端末に表示する地図の縮尺等から、表示する地図の分解能がわかる。具体的には、携帯端末が現在表示している地図の縮尺など携帯端末の状態を示す携帯端末状態情報１３より必要な位置測位精度は決まる。中央処理装置６は、必要な位置測位精度を得るのに受信すべき衛星数を算出し、衛星情報１４を受信回路制御信号生成回路１５に出力する。受信回路制御信号生成回路１５は、衛星情報１４をもとに受信回路制御信号１２を生成することで、動作が不要な受信回路を停止させる。携帯端末が表示する地図が拡大され、より高い位置測位精度が要求された場合には、受信する衛星の数を増やすため、新たに動作させる受信回路に基準クロック又は電源を供給することにより、位置測位の精度を高くすることができる。

実施の形態３．
携帯端末が、例えばナビゲーション機能を実行している状況では、位置測位結果が表示部に表示される。しかし、表示部が消灯されている時には、使用者は表示部の位置測位結果を見ていないので、位置測位演算を行う必要性は低いと判断できる。つまり、携帯端末の表示部が消灯している間は、受信回路４を停止させることにより、消費電力をさらに削減することができる。

図３に示す携帯端末状態情報１３に表示部の点灯／消灯を示す情報を含ませておくことにより、中央処理装置６は、携帯端末の表示部が消灯しているか検知できる。表示部が消灯している場合には、中央処理装置６は位置測位不要と判断し、受信回路制御信号生成回路１５に対して、全部の受信回路を停止させる制御信号を出力する。一方、使用者が携帯端末を操作することで表示部が点灯し、位置測位結果を表示部に表示させる場合、受信可能な衛星数に合わせて基準クロック又は電源を供給し、位置測位計算を再開させる。

上記説明のように、表示部が消灯しているときは、受信回路を停止させることにより消費電力を減らすことができるほか、中央処理装置６自体も位置測位計算を行わないので、さらに消費電力を削減できる。なお、上記説明では、位置測位結果が表示部に表示されていない場合に受信回路を停止させていたが、位置測位結果は、音声案内という形式でスピーカより出力されることもある。したがって、表示部の消灯ではなく、スピーカのオフを検出して受信回路を停止させても良い。

位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。本発明の実施の形態１に係る位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。本発明の実施の形態２に係る位置測位装置の受信信号処理部を示すブロック図である。

符号の説明

１受信アンテナ、２ＲＦブロック、３Ａ／Ｄ変換されたサンプリングデータ、
４受信回路、５相関計算結果、６中央処理装置、７記憶装置、
８受信可能衛星判定回路、９基準クロック、１０受信回路用基準クロック、
１１クロックゲート回路、１２受信回路制御信号、１３携帯端末状態情報、
１４測位に必要な衛星情報、１５受信回路制御信号生成回路

Claims

少なくともひとつの人工衛星から送信された衛星信号を含む受信衛星信号より、人工衛星固有の識別コードを用いて、前記識別コードにより特定される所定の人工衛星からの所定衛星信号を前記受信衛星信号より分離する受信手段と、
この受信手段にて分離された前記所定衛星信号に基づいて位置測位演算を行い、位置測位結果を得る位置演算手段と、
外部から入力された基準クロックを分離して、複数設けられた前記受信手段それぞれに配分する基準クロック分離手段と、
複数の前記受信手段のうち、受信可能な衛星の数ないし必要な位置測位精度に基づいて、動作させる前記受信手段の数を決定するとともに、複数の前記受信手段のうち、動作させる必要がない受信手段を停止させる制御手段とを設けたことを特徴とする位置測位装置。
制御手段は、動作させる必要がない受信手段への基準クロックの供給を停止させるように基準クロック分離手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の位置測位装置。
制御手段は、動作させる必要がない受信手段への電源電力の供給を停止させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の位置測位装置。
制御手段は、位置演算手段により求められた位置測位結果が表示される地図の縮尺に基づいて必要な測位精度を判断し、この測位精度を得るのに必要な数の受信回路を動作させるとともに、動作不要な前記受信回路を停止させるよう制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置測位装置。
制御手段は、位置演算手段により求められた位置測位結果が表示されているか判断するとともに、位置測位結果が表示されていない場合には、動作している受信手段を停止させるよう制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置測位装置。