JP2009168699A - 測位方法、プログラム及び測位装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信信号の逆極性の成分同士が累積加算されることに起因する受信感度の低下を防止すること。
【解決手段】携帯型電話機１において、航法データによって極性反転されるＰＲＮコードで拡散変調されたＧＰＳ衛星信号の受信信号のＩＱ成分それぞれについて何れかの極性を対象に累積加算が行われ、累積加算結果の２乗和が算出される。そして、２乗和の算出結果とＰＲＮコードのレプリカコードとの相関演算が行われ、相関演算の結果に基づいて、所定の測位演算が行われて現在位置が測位される。
【選択図】図１

Description

本発明は、測位方法、プログラム及び測位装置に関する。

測位用信号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、携帯型電話機やカーナビゲーション装置等に内蔵された測位装置に利用されている。ＧＰＳでは、自機の位置を示す３次元の座標値と、時計誤差との４つのパラメータの値を、複数のＧＰＳ衛星の位置や各ＧＰＳ衛星から自機までの擬似距離等の情報に基づいて求める測位演算を行うことで、自機の現在位置を測位する。

ＧＰＳ衛星から送出されるＧＰＳ衛星信号は、ＰＲＮコードと呼ばれるＧＰＳ衛星毎に異なる拡散符号で変調されている。そして、このＰＲＮコードは、航法データによる位相変調によって、２０ミリ秒毎の間隔で極性が反転し得ることが知られている（例えば、特許文献１）。
特開平１１−２５８３２６号公報

従来の測位装置では、微弱な受信信号の中からＧＰＳ衛星信号を捕捉（抽出）するために、受信信号を所定の累積加算時間の間、累積加算（積算）し、当該累積加算結果の信号に対してＰＲＮコードのレプリカコードとの相関演算を行う手法が一般に用いられている。

しかし、上述したように、ＰＲＮコードの極性が反転するタイミング（以下、「極性反転タイミング」と称す。）が２０ミリ秒毎（以下、このタイミングを「極性反転可能タイミング」と称す。）に現われ得る。従って、極性反転可能タイミングを跨いで累積加算（積算）する場合には、その極性反転可能タイミングで極性反転がなされ、そのタイミングの前後で極性の異なる信号を累積加算する場合が生じ得る。極性の異なる信号を累積加算してしまうと、受信信号の一部又は全部が相殺されてしまい、受信感度が低下するという問題が起こる。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものである。

以上の課題を解決するための第１の発明は、航法データによって極性反転される拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号のＩＱ成分それぞれについて何れかの極性を対象に累積加算することと、前記累積加算結果の２乗和を算出することと、前記２乗和の算出結果と前記拡散符号のレプリカコードとの相関演算を行うことと、前記相関演算の結果に基づいて、所定の測位演算を行って現在位置を測位することと、を含む測位方法である。

また、他の発明として、航法データによって極性反転される拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号のＩＱ成分それぞれについて何れかの極性を対象に累積加算する累積加算部と、前記累積加算結果の２乗和を算出する算出部と、前記２乗和の算出結果と前記拡散符号のレプリカコードとの相関演算を行う相関演算部と、前記相関演算の結果に基づいて、所定の測位演算を行って現在位置を測位する測位部と、を備えた測位装置を構成してもよい。

この第１の発明等によれば、受信信号のＩＱ成分それぞれについて、何れかの極性を対象に累積加算した上で、その累積加算結果の２乗和を算出して相関演算を行う。このため、受信信号のＩＱ成分それぞれについて、逆極性の成分同士が加算されることによる信号の相殺が発生することがなく、受信感度の低下を効果的に防止することができる。

また、第２の発明として、第１の発明の測位方法であって、前記受信信号の時系列データを前記測位用信号の航法データの時系列データと照査して、前記航法データ中の極性反転タイミングの合致部分を判定することと、前記判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、を更に含み、前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである測位方法を構成してもよい。

この第２の発明によれば、受信信号の時系列データを判定対象データとし、測位用信号の航法データの時系列データを参照データとするいわゆるパターンマッチング処理によって、今後受信信号が取る極性の多寡を簡便に推定することが可能となる。そして、多い方の極性を対象に累積加算することができるため、相関演算用の受信信号の効率的な累積加算を実現し得る。

また、第３の発明として、第２の発明の測位方法であって、前記判定の結果に基づいて前記受信信号の極性が反転するタイミング及びその極性を推定することを更に含み、前記累積加算することは、前記推定された極性反転タイミング及びその極性に基づいて前記受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算していくことである測位方法を構成してもよい。

この第３の発明によれば、第２の発明と同様のパターンマッチング処理によって、受信信号の極性反転タイミング及びその極性を簡便に推定することができる。そして、その推定結果に基づいて受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、その判定結果に従って正負の極性のうちの多い方の極性を対象に信号を累積加算していくことで、累積加算の対象とする極性とは異なる極性の信号が誤って累積加算される事態を回避し、効率的な累積加算を実現することができる。

また、第４の発明として、第１の発明の測位方法であって、異なる測位用信号の航法データ間に共通する共通データ部分を選定することと、前記受信信号の時系列データを前記共通データ部分と照査して、前記共通データ部分中の極性反転タイミングの合致部分を判定することと、前記判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、を更に含み、前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである測位方法を構成してもよい。

例えば、ＧＰＳ衛星信号の航法データは、アルマナック（衛星暦）、エフェメリス（軌道暦）、電離層補正パラメータ、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time）情報等のデータを含んでいる。これらのデータのうち、例えばアルマナックや電離層補正パラメータ、ＵＴＣ情報等のデータは、全てのＧＰＳ衛星信号に共通のデータである。第４の発明によれば、この航法データの共通データ部分を参照データとするパターンマッチング処理によって、今後受信信号が取る極性の多寡を簡便に推定することが可能となる。そして、多い方の極性を対象に累積加算することができるため、相関演算用の受信信号の効率的な累積加算を実現し得る。

また、第５の発明として、第４の発明の測位方法であって、前記判定の結果に基づいて前記受信信号の極性が反転するタイミング及びその極性を推定することを更に含み、前記累積加算することは、前記推定された極性反転タイミング及びその極性に基づいて前記受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算していくことである測位方法を構成してもよい。

この第５の発明によれば、第４の発明と同様のパターンマッチング処理によって、受信信号の極性反転タイミング及びその極性を簡便に推定することができる。そして、その推定結果に基づいて受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、その判定結果に従って正負の極性のうちの多い方の極性を対象に信号を累積加算していくことで、累積加算の対象とする極性とは異なる極性の信号が誤って累積加算される事態を回避し、効率的な累積加算を実現することができる。

また、第６の発明として、第１の発明の測位方法であって、前記測位用信号に対応する航法データを取得済みである場合に、前記受信信号の時系列データを前記測位用信号の航法データの時系列データと照査して、前記航法データ中の極性反転タイミングの合致部分を判定する第１の判定を行うことと、前記測位用信号に対応する航法データを取得済みである場合に、前記第１の判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、異なる測位用信号の航法データ間に共通する共通データ部分を選定することと、前記測位用信号に対応する航法データを取得済みでない場合に、前記受信信号の時系列データを前記共通データ部分と照査して、前記共通データ部分中の極性反転タイミングの合致部分を判定する第２の判定を行うことと、前記測位用信号に対応する航法データを取得済みでない場合に、前記第２の判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、を更に含み、前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである測位方法を構成してもよい。

この第６の発明によれば、測位用信号に対応する航法データを取得済みである場合は、測位用信号の航法データの時系列データを参照データとするパターンマッチング処理を行い、測位用信号に対応する航法データを取得済みでない場合は、航法データの共通データ部分を参照データとするパターンマッチング処理を行う。かかる構成により、航法データの取得の有無に関わらず、今後受信信号が取る極性の多寡を推定することが可能となる。そして、多い方の極性を対象に累積加算することができるため、相関演算用の受信信号の効率的な累積加算を実現し得る。

また、第７の発明として、第１〜第６の何れかの発明の測位方法を測位装置に内蔵されたコンピュータに実行させるためのプログラムを構成してもよい。

以下、図面を参照して、本発明に好適な実施形態の一例を説明する。尚、以下では、測位装置を備えた電子機器として携帯型電話機を例に挙げ、測位システムとしてＧＰＳを用いた場合について説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるわけではない。

１．機能構成
図１は、本実施形態における携帯型電話機１の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機１は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＧＰＳ受信部２０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）４０と、操作部５０と、表示部６０と、携帯電話用アンテナ７０と、携帯電話用無線通信回路部８０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１００とを備えて構成される。

ＧＰＳアンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から発信されているＧＰＳ衛星信号を含むＲＦ（Radio Frequency）信号を受信するアンテナであり、受信した信号をＧＰＳ受信部２０に出力する。尚、ＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードで直接スペクトラム拡散方式により変調された１．５７５４２［ＧＨｚ］の通信信号である。ＰＲＮコードは、コード長１０２３チップを１ＰＮフレームとする繰返し周期１ｍｓの擬似ランダム雑音である。

ＧＰＳ受信部２０は、ＧＰＳアンテナ１０から出力された信号に基づいて携帯型電話機１の現在位置を測位する測位回路であり、いわゆるＧＰＳ受信機に相当する機能ブロックである。ＧＰＳ受信部２０は、ＲＦ受信回路部２１と、ベースバンド処理回路部３０とを備えて構成される。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。

ＲＦ受信回路部２１は、高周波信号（ＲＦ信号）の受信回路ブロックであり、所定の発振信号を分周或いは逓倍することで、ＲＦ信号乗算用の発振信号を生成する。そして、生成した発振信号を、ＧＰＳアンテナ１０で受信したＲＦ信号に乗算することで、ＲＦ信号を中間周波数の信号（以下、「ＩＦ（Intermediate Frequency）信号」と称す。）にダウンコンバートし、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、ベースバンド処理回路部３０に出力する。

すなわち、ＲＦ受信回路部２１は、いわゆるスーパーヘテロダイン方式によって信号受信を行う受信システムである。また、詳細な回路構成を図示していないが、ＲＦ受信回路部２１は、発振信号及び発振信号の位相を９０度ずらした信号をＲＦ信号に乗算することで、ＩＦ信号として同相成分（Ｉ成分）及び直交成分（Ｑ成分）の信号（Ｉ信号及びＱ信号）に分離し、Ｉ成分及びＱ成分それぞれをＡ／Ｄ変換して、ベースバンド処理回路部３０に出力する。

ベースバンド処理回路部３０は、ＲＦ受信回路部２１から出力されたＩＦ信号に対して相関処理等を行ってＧＰＳ衛星信号を捕捉・抽出し、データを復号して測位演算を行う回路部である。ベースバンド処理回路部３０は、バッファ部３１と、メモリ部３２と、相関演算部３３と、レプリカコード生成部３４と、ＣＰＵ３５と、ＲＯＭ３６と、ＲＡＭ３７とを備えて構成される。尚、本実施形態においては現在位置の測位演算そのものはＣＰＵ３５で実行することとして説明するが、ホストＣＰＵ４０で現在位置を測位演算することとしてもよいのは勿論である。

バッファ部３１は、ＣＰＵ３５の制御信号に従って、ＲＦ受信回路部２１から入力した受信信号のＩ，Ｑ信号を時系列順に蓄積記憶するバッファである。バッファ部３１は、Ｉ信号の時系列データを格納するＩ信号用バッファ３１１と、Ｑ信号の時系列データを格納するＱ信号用バッファ３１２とを備えて構成される。

メモリ部３２は、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号それぞれの時系列データを、ＣＰＵ３５が累積加算する際に使用するメモリである。ＣＰＵ３５は、後述する極性反転タイミング推定処理によるＩ，Ｑ信号の極性反転タイミングの推定の成否及び極性多寡推定処理によるＩ，Ｑ信号の極性の多寡の推定結果に基づいて、メモリ部３２に信号の格納領域を動的に確保して、Ｉ，Ｑ信号の累積加算を行う。

具体的には、極性反転タイミングの推定に成功した場合は、第１の累積加算時間（例えば「２００ミリ秒」）が経過するまでの間、極性多寡推定処理によりＩ，Ｑ信号それぞれについて多いと推定された方の極性（以下、「多推定極性」と称す。）を対象に、信号を累積加算していく。この場合は、メモリ部３２に、Ｉ信号の多推定極性用及びＱ信号の多推定極性用の２つの格納領域を設定し、それぞれの格納領域に、対応する極性の信号を累積加算する。

例えば、Ｉ信号の多推定極性が「正極性」、Ｑ信号の多推定極性が「負極性」であった場合は、Ｉ信号の正極性用の格納領域と、Ｑ信号の負極性用の格納領域とを設定し、前者の格納領域には正極性のＩ信号（Ｉ＋信号）を、後者の格納領域には負極性のＱ信号（Ｑ−信号）を累積加算する。

一方、極性反転タイミングの推定に失敗した場合は、バッファ部３１に蓄積記憶されたＩ，Ｑ信号それぞれを、第２の累積加算時間（例えば「１０ミリ秒」）が経過するまでの間、累積加算する。この場合は、メモリ部３２に、Ｉ信号及びＱ信号用の２つの格納領域を設定し、それぞれの格納領域に、対応する信号を累積加算する。

極性反転タイミングの推定に成功した場合は、Ｉ，Ｑ信号それぞれについて、多いと推定された方の極性の信号のみを累積加算することができるため、長時間に亘って信号を累積加算しても、受信信号の逆極性の成分同士が加算されることによる信号の相殺が発生することはない。また、少ない方の極性の信号を累積加算しないため、効率的な累積加算を実現し得る。

しかし、極性反転タイミングの推定に失敗した場合は、Ｉ，Ｑ信号それぞれについて、多いと推定された方の極性の信号のみを累積加算することができず、極性反転タイミングの到来時間間隔より長い時間に亘って信号を累積加算すると、受信信号の逆極性の成分同士が加算されることで信号の一部又は全部が相殺されるおそれがある。従って、第２の累積加算時間は、第１の累積加算時間よりも短い時間、好ましくは航法データの極性反転可能タイミングの到来時間間隔である「２０ミリ秒」以下の時間とする必要がある。

相関演算部３３は、ＣＰＵ３５によってメモリ部３２に設定された格納領域それぞれに累積加算された信号の２乗和として算出された信号と、レプリカコード生成部３４によって生成されたレプリカコードとの相関演算を行う回路部である。具体的には、レプリカコードの位相（コード位相）をずらしつつ、上記算出された２乗和の信号との相関演算を行い、各コード位相における相関値をＣＰＵ３５に出力する。

レプリカコード生成部３４は、ＣＰＵ３５からの制御信号に従って、捕捉対象のＧＰＳ衛星（以下、「捕捉対象衛星」と称す。）のＰＲＮコードを模擬したレプリカコードを生成し、生成したレプリカコードを相関演算部３３に出力する。

ＣＰＵ３５は、所定の測位演算を行って携帯型電話機１の現在位置を測位するプロセッサである。具体的には、相関演算部３３から出力された相関値を基に、ＧＰＳ衛星信号に含まれるＰＲＮコード及びコード位相を検出してＧＰＳ衛星信号を捕捉・追尾する。そして、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星信号のデータを復号し、ＧＰＳ衛星の軌道情報や時刻情報等を基に擬似距離の演算や測位演算等を行って、携帯型電話機１の現在位置を測位する。

図２は、ＲＯＭ３６に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ３６には、ＣＰＵ３５により読み出され、ベースバンド処理（図５参照）として実行されるベースバンド処理プログラム３６１が記憶されている。また、ベースバンド処理プログラム３６１には、測位処理（図６及び図７参照）として実行される測位プログラム３６１１と、極性反転タイミング推定処理（図８参照）として実行される極性反転タイミング推定プログラム３６１３と、極性多寡推定処理として実行される極性多寡推定プログラム３６１５とがサブルーチンとして含まれている。

測位処理とは、ＣＰＵ３５が、所定の測位演算を行って携帯型電話機１の現在位置を測位する処理である。より具体的には、各捕捉対象衛星について、受信信号の極性反転タイミング及び極性多寡の推定結果に基づいて、メモリ部３２に格納領域を動的に設定してＩ，Ｑ信号それぞれの累積加算を行い、その２乗和の信号を相関演算部３３に出力する。そして、相関演算部３３による相関演算結果に基づいて、各捕捉対象衛星の捕捉の成否を判定するとともに、捕捉に成功した衛星（以下、「捕捉衛星」と称す。）の擬似距離の情報を用いた所定の測位演算を行うことで、携帯型電話機１の現在位置を測位する。

極性反転タイミング推定処理とは、ＣＰＵ３５が、各捕捉対象衛星について、受信信号の極性反転タイミング及びその極性を推定する処理である。より具体的には、当該捕捉対象衛星のＧＰＳ衛星信号の航法データが取得済みである場合は、バッファ部３１に蓄積記憶された受信信号の時系列データを判定対象データとし、当該取得済みの航法データの時系列データを参照データとするいわゆるパターンマッチング処理を行い、その結果を基に、受信信号の極性反転タイミング及びその極性を推定する。

一方、当該捕捉対象衛星の航法データが取得済みでない場合は、取得済みである航法データの中から、データ内容が共通する共通データ部分を選定する。そして、バッファ部３１に蓄積記憶された受信信号を判定対象データとし、当該共通データ部分を参照データとするパターンマッチング処理を行い、その結果を基に、受信信号の極性反転タイミング及びその極性を推定する。

極性多寡推定処理とは、極性反転タイミング推定処理により推定された受信信号の極性反転タイミング及びその極性に基づいて、今後受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定する処理である。ベースバンド処理、測位処理及び極性反転タイミング推定処理については、それぞれフローチャートを用いて詳細に後述する。また、極性多寡推定処理についても、詳細に後述する。

図３は、ＲＡＭ３７に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ３７には、取得済み航法データ３７１と、捕捉衛星データ３７３と、測位データ３７５とが記憶される。

図４は、取得済み航法データ３７１のデータ内容を説明するための図である。取得済み航法データ３７１には、ＧＰＳ衛星の番号と対応付けて、取得済みの航法データが記憶される。

航法データは、ＰＲＮコード２０周期分（＝２０ＰＮフレーム）を１ビットとする信号であり、アルマナック（衛星暦）、エフェメリス（軌道暦）、電離層補正パラメータ、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time）情報等のデータを含んでいる。これらのデータのうち、例えばアルマナックや電離層補正パラメータ、ＵＴＣ情報等のデータは、全てのＧＰＳ衛星について共通である。航法データのうち、このデータ内容が共通する部分を「共通データ部分」と称する。図４では、共通データ部分の概念を説明するために、共通データ部分に相当する箇所にハッチングを施している。

航法データは、例えば測位開始時に、携帯電話用無線通信回路部８０に基地局との間の通信（以下、「基地局通信」と称す。）を実行させ、全てのＧＰＳ衛星の航法データを基地局から受信することで取得する構成とすることが可能である。尚、全てのＧＰＳ衛星の航法データを受信するのではなく、携帯型電話機１の天空に位置していることが想定される衛星（想定可視衛星）の航法データのみを受信することとしてもよい。

また、基地局通信によって航法データを取得するのではなく、携帯型電話機１内部で航法データを解読して取得済みの航法データとする構成としてもよい。すなわち、捕捉衛星のＧＰＳ衛星信号（捕捉衛星信号）を復号することで得られた航法データを取得済みの航法データとし、当該捕捉衛星の番号と対応付けて取得済み航法データ３７１に記憶させておけばよい。

捕捉衛星データ３７３は、捕捉衛星の番号が記憶されたデータであり、ベースバンド処理においてＣＰＵ３５により更新される。

測位データ３７５は、測位演算により算出された測位位置が記憶されたデータであり、ベースバンド処理においてＣＰＵ３５により更新される。

ホストＣＰＵ４０は、ＲＯＭ９０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型電話機１の各部を統括的に制御するプロセッサである。ホストＣＰＵ４０は、ＣＰＵ３５から入力した測位位置をプロットしたナビゲーション画面を、表示部６０に表示させる。

操作部５０は、例えばタッチパネルやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、押下されたキーやボタンの信号をホストＣＰＵ４０に出力する。この操作部５０の操作により、通話要求やメールの送受信要求等の各種指示入力がなされる。

表示部６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ４０から入力される表示信号に基づいた各種表示を行う表示装置である。表示部６０には、ナビゲーション画面や時刻情報等が表示される。

携帯電話用アンテナ７０は、携帯型電話機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８０は、ＲＦ変換回路、ベースバンド処理回路等によって構成される携帯電話の通信回路部であり、携帯電話用無線信号の変調・復調等を行うことで、通話やメールの送受信等を実現する。

ＲＯＭ９０は、ホストＣＰＵ４０が携帯型電話機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。

ＲＡＭ１００は、ホストＣＰＵ４０により実行されるシステムプログラム、各種処理プログラム、各種処理の処理中データ、処理結果などを一時的に記憶するワークエリアを形成している。

２．処理の流れ
図５は、ＣＰＵ３５によりＲＯＭ３６に記憶されているベースバンド処理プログラム３６１が読み出されて実行されることで、携帯型電話機１において実行されるベースバンド処理の流れを示すフローチャートである。

ベースバンド処理は、ＲＦ受信回路部２１によるＧＰＳ衛星信号の受信と併せて、ＣＰＵ３５が、操作部５０に測位開始指示の操作がなされたことを検出した場合に実行を開始する処理であり、各種アプリケーションの実行といった各種の処理と並行して行われる処理である。尚、携帯型電話機１の電源のＯＮ／ＯＦＦとＲＦ受信回路部２１を含むＧＰＳ受信部２０の起動／停止とを連動させ、携帯型電話機１の電源投入操作を検出した場合に処理の実行を開始させることにしてもよい。

また、特に説明しないが、以下のベースバンド処理の実行中は、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ジョン及び信号のＩＱ分離が行われ、受信信号のＩ，Ｑ信号がベースバンド処理回路部３０に随時出力される状態にあるものとする。

先ず、ＣＰＵ３５は、ＲＦ受信回路部２１から出力された受信信号のＩ，Ｑ信号を、バッファ部３１のＩ信号用バッファ３１１及びＱ信号用バッファ３１２に、それぞれ時系列順に蓄積記憶させていく（ステップＡ１）。そして、ＲＯＭ３６に記憶されている測位プログラム３６１１を読み出して実行することで、測位処理を行う（ステップＡ３）。

図６及び図７は、測位処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の取得済み航法データ３７１に記憶されている取得済みの航法データのアルマナック等のデータに基づいて、捕捉対象衛星を決定する（ステップＢ１）。そして、各捕捉対象衛星について、ループＡの処理を実行する（ステップＢ３〜Ｂ３７）。ループＡでは、ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３６に記憶されている極性反転タイミング推定プログラム３６１３を読み出して実行することで、極性反転タイミング推定処理を行う（ステップＢ５）。

図８は、極性反転タイミング推定処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の取得済み航法データ３７１を参照し、当該捕捉対象衛星の航法データが取得済みであるか否かを判定する（ステップＣ１）。そして、取得済みであると判定した場合は（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号の時系列データを、取得済み航法データ３７１に記憶されている当該捕捉対象衛星の航法データの時系列データと照査して、航法データ中の極性反転タイミングの合致部分を判定する処理（パターンマッチング処理）を行う（ステップＣ３）。

その後、ＣＰＵ３５は、合致部分の判定に成功したか否かを判定し（ステップＣ５）、成功したと判定した場合は（ステップＣ５；Ｙｅｓ）、航法データ中の当該合致部分以降のデータ部分の極性反転タイミング及びその極性を基に、今後到来予定の受信信号の極性反転タイミング及びその極性を推定する（ステップＣ７）。そして、ＣＰＵ３５は、極性反転タイミング推定処理を終了する。

また、ステップＣ１において、当該捕捉対象衛星の航法データを取得済みではないと判定した場合は（ステップＣ１；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号のデータのＰＮフレーム数が所定数（例えば「２００」）を超えているか否かを判定する（ステップＣ９）。そして、所定数を超えていると判定した場合は（ステップＣ９；Ｙｅｓ）、取得済み航法データ３７１に記憶されている取得済みの航法データの共通データ部分を選定する（ステップＣ１１）。

その後、ＣＰＵ３５は、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号の時系列データを共通データ部分と照査して、共通データ部分中の極性反転タイミングの合致部分を判定する処理（パターンマッチング処理）を行う（ステップＣ１３）。そして、ＣＰＵ３５は、合致部分の判定に成功したか否かを判定し（ステップＣ１５）、成功したと判定した場合は（ステップＣ１５；Ｙｅｓ）、共通データ部分中の当該合致部分以降のデータ部分の極性反転タイミング及びその極性を基に、今後到来予定の受信信号の極性反転タイミング及びその極性を推定する（ステップＣ１７）。

但し、捕捉対象衛星の航法データを取得していないため、航法データの共通データ部分以降のデータ部分（以下、「非共通データ部分」と称す。）の極性反転タイミング及びその極性は推定することができない。従って、ステップＣ１７で推定可能な受信信号の極性反転タイミング及びその極性は、あくまでも航法データの共通データ部分に対応する部分の極性反転タイミング及びその極性のみである。極性反転タイミングを推定した後、ＣＰＵ３５は、極性反転タイミング推定処理を終了する。

一方、ステップＣ９において、バッファ部３１に格納されたデータのＰＮフレーム数が所定数以下であると判定した場合には（ステップＣ９；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、受信信号の極性反転タイミングの推定に失敗したと判定する（ステップＣ１９）。また、ステップＣ５又はＣ１５において、合致部分の判定に失敗したと判定した場合にも（ステップＣ５；Ｎｏ、又は、ステップＣ１５；Ｎｏ）、受信信号の極性反転タイミングの推定に失敗したと判定する（ステップＣ１９）。そして、ＣＰＵ３５は、極性反転タイミング推定処理を終了する。

図６の測位処理に戻って、極性判定タイミングを行った後、ＣＰＵ３５は、極性反転タイミングの推定に成功したか否かを判定し（ステップＢ７）、成功したと判定した場合は（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、ＲＯＭ３６に記憶されている極性多寡推定プログラム３６１５を読み出して実行することで、極性多寡推定処理を行う（ステップＢ８）。

具体的には、当該捕捉対象衛星の航法データが取得済みである場合は、ステップＣ３で判定した航法データ中の合致部分以降のデータ部分を対象として、ステップＣ７で推定した極性反転タイミング及びその極性を基に、正極性及び負極性の何れの信号の方が多いかを推定する。一方、当該捕捉対象衛星の航法データが取得済みでない場合は、ステップＣ１３で判定した共通データ部分中の合致部分以降のデータ部分を対象として、ステップＣ１７で推定した極性反転タイミング及びその極性を基に、正極性及び負極性の何れの信号の方が多いかを推定する。

尚、捕捉対象衛星の航法データを取得していない場合、航法データの非共通データ部分については、極性反転タイミング及びその極性を推定することができないため、極性の多寡も推定することができない。そのため、航法データの共通データ部分に対応する部分のみを対象として、信号の累積加算を行うと好適である。

次いで、ＣＰＵ３５は、極性多寡推定処理による推定結果に基づいて、メモリ部３２に、Ｉ信号の多推定極性用及びＱ信号の多推定極性用の格納領域を設定する（ステップＢ９）。その後、ＣＰＵ３５は、極性反転タイミング及び極性の推定結果に基づき、Ｉ，Ｑ信号の極性の判定を開始する（ステップＢ１１）。そして、ＣＰＵ３５は、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号それぞれについて、メモリ部３２に設定した多推定極性用の格納領域に、対応する極性の信号を累積加算する処理を開始する（ステップＢ１３）。

その後、ＣＰＵ３５は、第１の累積加算時間（例えば「２００ミリ秒」）が経過するまでの間、Ｉ，Ｑ信号の極性判定及び累積加算を実行し、第１の累積加算時間が経過したと判定した場合は（ステップＢ１５；Ｙｅｓ）、メモリ部３２に設定したＩ信号の多推定極性用及びＱ信号の多推定極性用の格納領域それぞれに累積加算された信号の２乗和を算出する（ステップＢ１７）。

一方、ステップＢ７において、極性反転タイミングの推定に失敗したと判定した場合は（ステップＢ７；Ｎｏ）、ＣＰＵ３５は、メモリ部３２に、Ｉ信号用及びＱ信号用の格納領域を設定する（ステップＢ１９）。そして、バッファ部３１に格納されたＩ，Ｑ信号それぞれを、対応する格納領域に累積加算する処理を開始する（ステップＢ２１）。

その後、ＣＰＵ３５は、第２の累積加算時間（例えば「１０ミリ秒」）が経過するまでの間、Ｉ，Ｑ信号の累積加算を実行する。そして、第２の累積加算時間が経過したと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３５は、メモリ部３２に設定したＩ信号用及びＱ信号用の格納領域それぞれに累積加算された信号の２乗和を算出する（ステップＢ２５）。

ステップＢ１７又はＢ２５において信号の２乗和を算出した後、ＣＰＵ３５は、算出結果の信号を、相関演算部３３に出力する（ステップＢ２７）。また、レプリカコード生成部３４に対して、当該捕捉対象衛星のＰＲＮコードのレプリカコードの生成指示を与える（ステップＢ２９）。

そして、ＣＰＵ３５は、相関演算部３３から出力された相関値のうち最大の相関値である最大相関値が、所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＢ３１）。そして、最大相関値が閾値以下であると判定した場合は（ステップＢ３１；Ｎｏ）、当該捕捉対象衛星の捕捉に失敗したものと判定して、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。

また、最大相関値が閾値を超えたと判定した場合は（ステップＢ３１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３５は、当該最大相関値に対応するコード位相を特定する（ステップＢ３３）。そして、当該捕捉対象衛星を捕捉衛星に加えてＲＡＭ３７の捕捉衛星データ３７３を更新した後（ステップＢ３５）、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。

全ての捕捉対象衛星についてステップＢ５〜Ｂ３５の処理を行った後、ＣＰＵ３５は、ループＡの処理を終了する。その後、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の捕捉衛星データ３７３に記憶されている各捕捉衛星について、特定したコード位相を用いて、当該捕捉衛星から携帯型電話機１までの擬似距離を算出する（ステップＢ３９）。

その後、ＣＰＵ３５は、複数の捕捉衛星について算出した擬似距離を用いて、例えば最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算を実行して携帯型電話機１の現在位置を測位し（ステップＢ４１）、その測位位置をＲＡＭ３７の測位データ３７５に記憶させる。尚、最小二乗法やカルマンフィルタを用いた測位演算については公知の手法を適用してよいため、詳細な説明を省略する。そして、ＣＰＵ３５は、測位処理を終了する。

図５のベースバンド処理に戻って、測位処理を行った後、ＣＰＵ３５は、ＲＡＭ３７の測位データ３７５に記憶されている測位位置をホストＣＰＵ４０に出力する（ステップＡ５）。そして、操作部５０に対してユーザにより測位終了指示がなされたか否かを判定し（ステップＡ７）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ７；Ｎｏ）、ステップＡ３に戻る。また、測位終了指示がなされたと判定した場合は（ステップＡ７；Ｙｅｓ）、ベースバンド処理を終了する。

３．作用効果
本実施形態によれば、受信信号のＩＱ成分それぞれについて、何れかの極性を対象に累積加算した上で、その累積加算結果の２乗和を算出して相関演算を行う。このため、受信信号のＩＱ成分それぞれについて、逆極性の成分同士が加算されることによる信号の相殺が発生することがなく、受信感度の低下を効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、捕捉対象衛星の航法データを取得済みである場合は、当該取得済みの航法データの時系列データを参照データとするパターンマッチング処理を行って受信信号の時系列データとの合致部分を判定し、捕捉対象衛星の航法データを取得済みでない場合は、航法データの共通データ部分を参照データとするパターンマッチング処理を行って受信信号の時系列データとの合致部分を判定することにしている。かかる構成により、航法データの取得の有無に関わらず、受信信号の極性反転タイミング及びその極性の推定と、今後受信信号が取る極性の多寡の推定とを行うことが可能となる。そして、多い方の極性を対象に累積加算することができるため、相関演算用の受信信号の効率的な累積加算を実現し得る。

４．変形例
４−１．電子機器
本発明は、測位装置を備えた電子機器であれば何れの電子機器にも適用可能である。例えば、ノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、カーナビゲーション装置等についても同様に適用可能である。

４−２．衛星測位システム
上述した実施形態では、衛星測位システムとしてＧＰＳを例に挙げて説明したが、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ等の他の衛星測位システムであってもよい。

４−３．処理の分化
ＣＰＵ３５が実行する処理の一部又は全部を、ホストＣＰＵ４０が実行することにしてもよい。例えば、ホストＣＰＵ４０が極性反転タイミング推定処理や極性多寡推定処理を行い、その推定結果に基づいて、ＣＰＵ３５が測位演算を行うようにする。また、測位演算も含めて、ＣＰＵ３５が実行する処理全てをホストＣＰＵ４０が実行することにしてもよい。

４−４．相関演算処理
上述した実施形態では、ベースバンド処理回路部３０に相関演算部３３を独立して設け、受信信号の累積加算結果の２乗和とレプリカコードとの相関演算をハードウェア的に実現するものとして説明したが、ＣＰＵ３５が相関演算処理を行う構成とすることで、ソフトウェア的に実現することとしてもよい。

４−５．累積加算結果の合算
また、上述した実施形態では、受信信号の累積加算結果の２乗和を算出してレプリカコードとの相関演算を行うものとして説明したが、２乗和ではなく、例えば受信信号の累積加算結果の４乗和や６乗和を算出してレプリカコードとの相関演算を行うこととしてもよい。

携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。 ＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。 ＲＡＭに格納されたデータの一例を示す図。 取得済み航法データのデータ内容の説明図。 ベースバンド処理の流れを示すフローチャート。 測位処理の流れを示すフローチャート。 測位処理の流れを示すフローチャート。 極性反転タイミング推定処理の流れを示すフローチャート。

符号の説明

１ 携帯型電話機 、 １０ ＧＰＳアンテナ、 ２０ ＧＰＳ受信部、
２１ ＲＦ受信回路部、 ３０ ベースバンド処理回路部、 ３１ バッファ部、
３２ メモリ部、 ３３ 相関演算部、 ３４ レプリカコード生成部、
３５ ＣＰＵ、 ３６ ＲＯＭ、 ３７ ＲＡＭ、 ４０ ホストＣＰＵ、
５０ 操作部、 ６０ 表示部、 ７０ 携帯電話用アンテナ、
８０ 携帯電話用無線通信回路部、 ９０ ＲＯＭ、 １００ ＲＡＭ

Claims (8)

1. 航法データによって極性反転される拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号のＩＱ成分それぞれについて何れかの極性を対象に累積加算することと、
   前記累積加算結果の２乗和を算出することと、
   前記２乗和の算出結果と前記拡散符号のレプリカコードとの相関演算を行うことと、
   前記相関演算の結果に基づいて、所定の測位演算を行って現在位置を測位することと、
   を含む測位方法。
2. 前記受信信号の時系列データを前記測位用信号の航法データの時系列データと照査して、前記航法データ中の極性反転タイミングの合致部分を判定することと、
   前記判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、
   を更に含み、
   前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである、
   請求項１に記載の測位方法。
3. 前記判定の結果に基づいて前記受信信号の極性が反転するタイミング及びその極性を推定することを更に含み、
   前記累積加算することは、前記推定された極性反転タイミング及びその極性に基づいて前記受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算していくことである、
   請求項２に記載の測位方法。
4. 異なる測位用信号の航法データ間に共通する共通データ部分を選定することと、
   前記受信信号の時系列データを前記共通データ部分と照査して、前記共通データ部分中の極性反転タイミングの合致部分を判定することと、
   前記判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、
   を更に含み、
   前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである、
   請求項１に記載の測位方法。
5. 前記判定の結果に基づいて前記受信信号の極性が反転するタイミング及びその極性を推定することを更に含み、
   前記累積加算することは、前記推定された極性反転タイミング及びその極性に基づいて前記受信信号のＩＱ成分それぞれの極性を判定し、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算していくことである、
   請求項４に記載の測位方法。
6. 前記測位用信号に対応する航法データを取得済みである場合に、前記受信信号の時系列データを前記測位用信号の航法データの時系列データと照査して、前記航法データ中の極性反転タイミングの合致部分を判定する第１の判定を行うことと、
   前記測位用信号に対応する航法データを取得済みである場合に、前記第１の判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、
   異なる測位用信号の航法データ間に共通する共通データ部分を選定することと、
   前記測位用信号に対応する航法データを取得済みでない場合に、前記受信信号の時系列データを前記共通データ部分と照査して、前記共通データ部分中の極性反転タイミングの合致部分を判定する第２の判定を行うことと、
   前記測位用信号に対応する航法データを取得済みでない場合に、前記第２の判定の結果に基づいて今後前記受信信号が取る極性として何れの極性が多いかを推定することと、
   を更に含み、
   前記累積加算することは、前記推定された多い方の極性を対象に累積加算することである、
   請求項１に記載の測位方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の測位方法を測位装置に内蔵されたコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 航法データによって極性反転される拡散符号で拡散変調された測位用信号の受信信号のＩＱ成分それぞれについて何れかの極性を対象に累積加算する累積加算部と、
   前記累積加算結果の２乗和を算出する算出部と、
   前記２乗和の算出結果と前記拡散符号のレプリカコードとの相関演算を行う相関演算部と、
   前記相関演算の結果に基づいて、所定の測位演算を行って現在位置を測位する測位部と、
   を備えた測位装置。

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