JPH0850173A - 衛星を用いた移動体の電波標定方法および電波標定装置およびそれに対応する送信方法 - Google Patents
衛星を用いた移動体の電波標定方法および電波標定装置およびそれに対応する送信方法Info
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- JPH0850173A JPH0850173A JP7154858A JP15485895A JPH0850173A JP H0850173 A JPH0850173 A JP H0850173A JP 7154858 A JP7154858 A JP 7154858A JP 15485895 A JP15485895 A JP 15485895A JP H0850173 A JPH0850173 A JP H0850173A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 衛星を用いた移動体の電波標定方法を提供す
る。 【構成】 本発明は、衛星の無線の届く範囲内で移動す
る移動局の地理的位置決定方法に関するものであり、こ
の方法は、 − 前記衛星と前記移動局との間の瞬間的距離ｄを決定
する（３３）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと衛星の高度ｈと地球の半径Ｒに
基づいて、前記衛星の瞬間的仰角φを計算する（３４）
段階と、 − ドップラシフトδを決定する（３５）段階と、 − 前記ドップラシフトδと前記瞬間的仰角φに基づい
て、前記衛星がたどる軌道の地球表面への射影（２３）
と前記衛星及び前記移動局を通る直線の地球表面への射
影（２４）との間の角度θを計算する（３６）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと前記瞬間的仰角φと前記角度θ
に基づいて、前記移動局の位置を決定する（３８）段階
とを含む。
る。 【構成】 本発明は、衛星の無線の届く範囲内で移動す
る移動局の地理的位置決定方法に関するものであり、こ
の方法は、 − 前記衛星と前記移動局との間の瞬間的距離ｄを決定
する（３３）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと衛星の高度ｈと地球の半径Ｒに
基づいて、前記衛星の瞬間的仰角φを計算する（３４）
段階と、 − ドップラシフトδを決定する（３５）段階と、 − 前記ドップラシフトδと前記瞬間的仰角φに基づい
て、前記衛星がたどる軌道の地球表面への射影（２３）
と前記衛星及び前記移動局を通る直線の地球表面への射
影（２４）との間の角度θを計算する（３６）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと前記瞬間的仰角φと前記角度θ
に基づいて、前記移動局の位置を決定する（３８）段階
とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の分野は電波標定技術を用
いた移動体の地理的位置決定である。一般にこれらの技
術によって、移動体の現在位置を測定することが可能に
なる。いいかえれば、移動体と１つあるいは複数の基準
点との間の電波回線を用いて、ある瞬間における空間内
でのこの移動体の位置を決定することができる。
いた移動体の地理的位置決定である。一般にこれらの技
術によって、移動体の現在位置を測定することが可能に
なる。いいかえれば、移動体と１つあるいは複数の基準
点との間の電波回線を用いて、ある瞬間における空間内
でのこの移動体の位置を決定することができる。
【０００２】
【従来の技術】これまですでに、数多くの電波標定シス
テムが存在する。それらは主に、海上及び航空用であ
る。周知のこれらのシステムは、地上送信ネットワーク
（たとえばＯＭＥＧＡあるいはＬＯＲＡＮ Ｃ）あるい
は衛星群（たとえばＴＲＡＮＳＩＴ）といった特定の送
信構造を利用している。
テムが存在する。それらは主に、海上及び航空用であ
る。周知のこれらのシステムは、地上送信ネットワーク
（たとえばＯＭＥＧＡあるいはＬＯＲＡＮ Ｃ）あるい
は衛星群（たとえばＴＲＡＮＳＩＴ）といった特定の送
信構造を利用している。
【０００３】また、あらゆるタイプの移動体において使
用することができるＧＰＳ（全地球位置把握システム）
システムも知られている。このシステムは、１つの移動
体がいつでも３つの別々の衛星から送信される信号を受
け取ることができるように配分された２４個の衛星群を
利用している。つまり、このＧＰＳシステムでは、場所
決定を行うために３つの衛星が必要である。
用することができるＧＰＳ（全地球位置把握システム）
システムも知られている。このシステムは、１つの移動
体がいつでも３つの別々の衛星から送信される信号を受
け取ることができるように配分された２４個の衛星群を
利用している。つまり、このＧＰＳシステムでは、場所
決定を行うために３つの衛星が必要である。
【０００４】従来のこれらの専用システムの大きな欠点
は、送信ネットワークの設置に関するだけでなくその保
守にも多額の費用がかかる点である。
は、送信ネットワークの設置に関するだけでなくその保
守にも多額の費用がかかる点である。
【０００５】こうしたインフラストラクチャ費用はま
た、位置決定装置にも反映する。さらに、位置決定装置
は強力で精密な計算手段を備えていなければならない。
実際に、これらのシステムの目標はおよそ数十メートル
の精度を達成することにある。
た、位置決定装置にも反映する。さらに、位置決定装置
は強力で精密な計算手段を備えていなければならない。
実際に、これらのシステムの目標はおよそ数十メートル
の精度を達成することにある。
【０００６】こうした精度は特定の利用法においては利
点をもっている。しかしながら、はるかに低費用のもっ
と大まかな位置決定を必要とするような異なる需要（た
とえば、無線電話セルネットワークのセルのレベルで）
も存在する。現在、いかなるシステムもこの需要に応え
るものではない。
点をもっている。しかしながら、はるかに低費用のもっ
と大まかな位置決定を必要とするような異なる需要（た
とえば、無線電話セルネットワークのセルのレベルで）
も存在する。現在、いかなるシステムもこの需要に応え
るものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
この需要に応え、さらに技術の現状のさまざまな欠点を
解消することにある。
この需要に応え、さらに技術の現状のさまざまな欠点を
解消することにある。
【０００８】より厳密には、本発明の目的は、簡略化さ
れた衛星のインフラストラクチャを利用する電波標定方
法を提案することにある。いいかえれば、その目的は
（従来のシステムにおけるように３つの衛星の信号では
なく）唯一つの衛星の信号の受信のみを必要とする方法
を提案することにある。
れた衛星のインフラストラクチャを利用する電波標定方
法を提案することにある。いいかえれば、その目的は
（従来のシステムにおけるように３つの衛星の信号では
なく）唯一つの衛星の信号の受信のみを必要とする方法
を提案することにある。
【０００９】本発明のもう１つの目的は、単純で費用が
あまりかからない位置決定装置を設計、製造できる方法
を提供することにある。特に、本発明の目標は、無線電
話機において容易に使用できるこのような方法を提案す
ることにある。
あまりかからない位置決定装置を設計、製造できる方法
を提供することにある。特に、本発明の目標は、無線電
話機において容易に使用できるこのような方法を提案す
ることにある。
【００１０】本発明の目的はまた、特殊なインフラスト
ラクチャの利用を必要とせず、反対に、たとえばグロー
バルスター・ネットワークのような既存のインフラスト
ラクチャを利用できる方法を提案することにある。
ラクチャの利用を必要とせず、反対に、たとえばグロー
バルスター・ネットワークのような既存のインフラスト
ラクチャを利用できる方法を提案することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】これらの目的および後述
のその他の目的は、本発明によれば、一つの衛星の電波
が届く範囲内で移動する移動局の地理的電波標定法によ
って達成される。この方法は、 − 前記衛星と前記移動局との間の瞬間的距離ｄを決定
する段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと衛星の高度ｈと地球の半径Ｒに
基づいて前記衛星の瞬間的仰角φを計算する段階と、 − ドップラシフトδを決定する段階と、 − 前記ドップラシフトδと前記瞬間的仰角φに基づい
て、前記衛星がたどる軌道の地球表面への射影と前記衛
星及び前記移動局を通る直線の地球表面への射影との間
の角度θを計算する段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと前記瞬間的仰角φと前記角度θ
に基づいて、前記移動局を位置決定する段階を含む。
のその他の目的は、本発明によれば、一つの衛星の電波
が届く範囲内で移動する移動局の地理的電波標定法によ
って達成される。この方法は、 − 前記衛星と前記移動局との間の瞬間的距離ｄを決定
する段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと衛星の高度ｈと地球の半径Ｒに
基づいて前記衛星の瞬間的仰角φを計算する段階と、 − ドップラシフトδを決定する段階と、 − 前記ドップラシフトδと前記瞬間的仰角φに基づい
て、前記衛星がたどる軌道の地球表面への射影と前記衛
星及び前記移動局を通る直線の地球表面への射影との間
の角度θを計算する段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと前記瞬間的仰角φと前記角度θ
に基づいて、前記移動局を位置決定する段階を含む。
【００１２】したがって、本発明によって、唯一つの衛
星を用いて移動体の位置決定を行うことができる。特に
ドップラシフトを決定し、計算に入れることによってこ
のことが可能になる。
星を用いて移動体の位置決定を行うことができる。特に
ドップラシフトを決定し、計算に入れることによってこ
のことが可能になる。
【００１３】前記角度θの計算段階はさらに、 − ｖs は衛星の進行速度、ｃは光速、ｆp は伝送され
た信号の搬送周波数であるとして、ドップラシフトの方
程式：δ＝ｖs ／ｃ・ｆp ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ
（φ）に基づいて、ｃｏｓ（θ）の値を計算する段階
と、 − 前記角度θの符号についての不確実さを除去する段
階とを含むと有利である。
た信号の搬送周波数であるとして、ドップラシフトの方
程式：δ＝ｖs ／ｃ・ｆp ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ
（φ）に基づいて、ｃｏｓ（θ）の値を計算する段階
と、 − 前記角度θの符号についての不確実さを除去する段
階とを含むと有利である。
【００１４】実際に、θの符号は、移動体が電波の届く
範囲内で衛星がたどる軌道の射影の右側にいるか左側に
いるかによって変わることがわかっている。
範囲内で衛星がたどる軌道の射影の右側にいるか左側に
いるかによって変わることがわかっている。
【００１５】上記の方法に、 − 前記電波の届く範囲をθの正の値に対応する第一の
領域とθの負の値に対応する第二の領域という少なくと
も２つの別々の領域に分ける段階と、 − 前記領域の夫々に別々の同期信号を割り付ける段階
とを付け加えることによって、θの符号についてのこの
不確実さの除去を可能にすることが好ましい。
領域とθの負の値に対応する第二の領域という少なくと
も２つの別々の領域に分ける段階と、 − 前記領域の夫々に別々の同期信号を割り付ける段階
とを付け加えることによって、θの符号についてのこの
不確実さの除去を可能にすることが好ましい。
【００１６】この場合、前記不確実さ除去段階は、前記
移動局がいる領域、すなわちθの符号を決定できるよう
に、受信した同期信号を分析する段階を含む。
移動局がいる領域、すなわちθの符号を決定できるよう
に、受信した同期信号を分析する段階を含む。
【００１７】前記領域間の分離間隔は、前記衛星の軌道
によって定めることが好ましい。
によって定めることが好ましい。
【００１８】前記瞬間的距離ｄの決定段階は、前記衛星
と前記移動局との間で伝送される信号の伝達時間の測定
といった従来の段階を含むと有利である。
と前記移動局との間で伝送される信号の伝達時間の測定
といった従来の段階を含むと有利である。
【００１９】前記ドップラシフトδの決定段階は、一時
的に対称で持続時間が等しい２つの信号要素の並置で構
成されているパイロット信号を用いて行うことが好まし
い。
的に対称で持続時間が等しい２つの信号要素の並置で構
成されているパイロット信号を用いて行うことが好まし
い。
【００２０】この方法は、特にグローバルスターシステ
ムといった無線電話サービスの枠組みのなかで利用する
ことができる。
ムといった無線電話サービスの枠組みのなかで利用する
ことができる。
【００２１】本発明はまた、上記方法を利用する移動局
の電波標定装置とそれに対応する衛星からのデジタル信
号の送信方法に関するものである。この方法は、 − 前記衛星の軌道の両側で、前記電波の届く範囲を２
つの別々の領域に分ける段階と、 − 前記領域の夫々に別々の同期信号を割り付ける段階
とを含む。
の電波標定装置とそれに対応する衛星からのデジタル信
号の送信方法に関するものである。この方法は、 − 前記衛星の軌道の両側で、前記電波の届く範囲を２
つの別々の領域に分ける段階と、 − 前記領域の夫々に別々の同期信号を割り付ける段階
とを含む。
【００２２】添付の図面を参照しながら、限定的でなく
例示的なものとして示した、本発明の好ましい実施例に
関する以下の説明を読めば、本発明のその他の特徴およ
び利点は明らかになるであろう。
例示的なものとして示した、本発明の好ましい実施例に
関する以下の説明を読めば、本発明のその他の特徴およ
び利点は明らかになるであろう。
【００２３】
【実施例】移動局の地理的位置決定は、衛星による未来
の無線電話システム用に提案されているサービスの一つ
である。より一般的には、衛星による電波標定は今後開
発が見込まれている技術である。本発明は、唯一つの衛
星から送信された信号の受信のみを必要とする新しい電
波標定方法を提案している。
の無線電話システム用に提案されているサービスの一つ
である。より一般的には、衛星による電波標定は今後開
発が見込まれている技術である。本発明は、唯一つの衛
星から送信された信号の受信のみを必要とする新しい電
波標定方法を提案している。
【００２４】以下に説明する実施例は、特に、世界中を
カバーするためのＡＭＲＣセルシステムであるグローバ
ルスターシステムの枠組みのなかで利用するためのもの
である。この実施例は、以下の３つのセグメントで構成
されている。
カバーするためのＡＭＲＣセルシステムであるグローバ
ルスターシステムの枠組みのなかで利用するためのもの
である。この実施例は、以下の３つのセグメントで構成
されている。
【００２５】− 低い軌道（１，４１４ｋｍ）の４８個
の衛星と８個の非常用衛星、さらに衛星群の２つの コ
ントロールセンタで形成されているスペースセグメン
ト、 − 移動体あるいは固定体に設置されたモノモード（す
なわち、単にグローバルスターとの相互作用だけが可能
なモード）あるいはバイモード（すなわち、グローバル
スター及びＧＳＭやＤＣＳ１８００のような地上セルシ
ステムとの相互作用が可能なモード）式の携帯型端末、 − 可換型の公共ネットワークとの連結を確立するだけ
でなく、移動性を管理することもできるような接続ステ
ーション。こうした管理によって、移動体が存在する場
所を示すと同時に申し込まれたサービスの特性を示すデ
ータベースの改訂を行うことができる。このような能力
によって、移動ネットワークへの組込みが可能になる。
この結果、バイモード加入者は、その移動体番号を持ち
続け、何もしなくても、地上ネットワークあるいは衛星
ネットワークの区別なく呼び出されることが可能にな
る。
の衛星と８個の非常用衛星、さらに衛星群の２つの コ
ントロールセンタで形成されているスペースセグメン
ト、 − 移動体あるいは固定体に設置されたモノモード（す
なわち、単にグローバルスターとの相互作用だけが可能
なモード）あるいはバイモード（すなわち、グローバル
スター及びＧＳＭやＤＣＳ１８００のような地上セルシ
ステムとの相互作用が可能なモード）式の携帯型端末、 − 可換型の公共ネットワークとの連結を確立するだけ
でなく、移動性を管理することもできるような接続ステ
ーション。こうした管理によって、移動体が存在する場
所を示すと同時に申し込まれたサービスの特性を示すデ
ータベースの改訂を行うことができる。このような能力
によって、移動ネットワークへの組込みが可能になる。
この結果、バイモード加入者は、その移動体番号を持ち
続け、何もしなくても、地上ネットワークあるいは衛星
ネットワークの区別なく呼び出されることが可能にな
る。
【００２６】グローバルスターにおける基本的サービス
は電話通信である。グローバルスターはまたデータ伝送
を行うこともできる。さらに、グローバルスターは、世
界中への範囲拡張という新しいサービスの提供を行うこ
とができるようになりつつもある。ただし、こうした拡
張がサービス区域（つまり、原則的にセルネットワーク
でカバーされる都市圏の人口密集部分以外）に限定され
るのは当然である。これらのサービス区域外では単方向
性の無線メールサービスによって与えられる呼出し信号
を使用することができるであろう。
は電話通信である。グローバルスターはまたデータ伝送
を行うこともできる。さらに、グローバルスターは、世
界中への範囲拡張という新しいサービスの提供を行うこ
とができるようになりつつもある。ただし、こうした拡
張がサービス区域（つまり、原則的にセルネットワーク
でカバーされる都市圏の人口密集部分以外）に限定され
るのは当然である。これらのサービス区域外では単方向
性の無線メールサービスによって与えられる呼出し信号
を使用することができるであろう。
【００２７】また、透明度（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃ
ｅ）と公共ネットワークへの組入れによって、セルオペ
レータネットワークが提供するのと同じサービスを使用
することも可能になるだろう。
ｅ）と公共ネットワークへの組入れによって、セルオペ
レータネットワークが提供するのと同じサービスを使用
することも可能になるだろう。
【００２８】本発明はさらに、このシステムに機能性、
つまり移動体の位置決定を付け加えている。
つまり移動体の位置決定を付け加えている。
【００２９】衛星の電波が届く範囲が図１に示されてい
る。この範囲はざっとみて、上の半円１２と下の半円１
３でできた円１１によって説明することができる。
る。この範囲はざっとみて、上の半円１２と下の半円１
３でできた円１１によって説明することができる。
【００３０】上の半円１２は、衛星が送信し、端末が受
信する信号に正のドップラシフトが付与される範囲（衛
星が端末に近付いている）を定めている。
信する信号に正のドップラシフトが付与される範囲（衛
星が端末に近付いている）を定めている。
【００３１】下の半円１３は、衛星が送信し、端末が受
信する信号に負のドップラシフトが付与される範囲（衛
星が端末から遠ざかっている）を定めている。
信する信号に負のドップラシフトが付与される範囲（衛
星が端末から遠ざかっている）を定めている。
【００３２】これら２つの半円１２と１３は、衛星がた
どる軌道１５に垂直な無ドップラ直径１４によって定め
られている。
どる軌道１５に垂直な無ドップラ直径１４によって定め
られている。
【００３３】図２は、従来の方法で移動体を位置決定す
るために必要なパラメータを示している。本発明は、こ
うした位置決定方法を特に対象としているわけではない
が、正確に言えば、必要なさまざまなパラメータを決定
する方法を対象としている点に留意されたい。
るために必要なパラメータを示している。本発明は、こ
うした位置決定方法を特に対象としているわけではない
が、正確に言えば、必要なさまざまなパラメータを決定
する方法を対象としている点に留意されたい。
【００３４】実際に、進行する衛星２２に対する移動体
２１の瞬間的位置は、以下の３つのパラメータによって
完全に定められる。
２１の瞬間的位置は、以下の３つのパラメータによって
完全に定められる。
【００３５】− 衛星２２と移動局２１との間の瞬間的
距離ｄ、 − 端末２１に対する衛星２２の瞬間的仰角φ、 − 衛星がたどる軌道の地球表面への射影２３と衛星−
端末間の方向２４との間の角度θ。
距離ｄ、 − 端末２１に対する衛星２２の瞬間的仰角φ、 − 衛星がたどる軌道の地球表面への射影２３と衛星−
端末間の方向２４との間の角度θ。
【００３６】本発明によれば、これらさまざまなパラメ
ータは、図３に示されている方法を用いて決定される。
ータは、図３に示されている方法を用いて決定される。
【００３７】この方法には２つのタイプの処理が含まれ
る。まず第一に、後述するように、衛星レベルにおいて
一回だけ行われ、θの符号についての不確実さを除去す
ることができる初期化処理３１と、適切な処理手段を備
えているあらゆる移動体によっていつでも行うことがで
きる位置決定処理３２である。
る。まず第一に、後述するように、衛星レベルにおいて
一回だけ行われ、θの符号についての不確実さを除去す
ることができる初期化処理３１と、適切な処理手段を備
えているあらゆる移動体によっていつでも行うことがで
きる位置決定処理３２である。
【００３８】したがって本発明によれば、移動体の位置
決定処理３２は単一衛星によって送信された信号に基づ
いて移動体の位置を決定するものである。
決定処理３２は単一衛星によって送信された信号に基づ
いて移動体の位置を決定するものである。
【００３９】そのために、このプロセスはまず第一に衛
星と移動局との間の距離ｄの決定段階３３を含んでい
る。
星と移動局との間の距離ｄの決定段階３３を含んでい
る。
【００４０】従来のように、この決定は、たとえば、衛
星と端末との間に送信される信号の伝達遅延を測定する
ことで得られる。
星と端末との間に送信される信号の伝達遅延を測定する
ことで得られる。
【００４１】続いて、ｄと地球の半径Ｒと衛星の高度ｈ
に基づいて、端末に対する衛星の瞬間的仰角φが計算さ
れる（３４）。これらのデータＲとｈは、移動端末自体
があらゆる位置決定処理を行う場合には、その移動端末
に知らされる。より一般的には、この場合、移動端末は
当該衛星の位置推算暦を知っている。
に基づいて、端末に対する衛星の瞬間的仰角φが計算さ
れる（３４）。これらのデータＲとｈは、移動端末自体
があらゆる位置決定処理を行う場合には、その移動端末
に知らされる。より一般的には、この場合、移動端末は
当該衛星の位置推算暦を知っている。
【００４２】端末の複雑性を限定するために、移動局の
位置決定に関する処理の重要部分もまた、対応する地上
局によって行うことができる。
位置決定に関する処理の重要部分もまた、対応する地上
局によって行うことができる。
【００４３】さらに、ドップラシフトδが決定される。
この作業は、最初の同期化のときに移動局によって行わ
れ、その後規則的な間隔で行われる。ドップラシフトの
決定方法については後に詳しく述べる。
この作業は、最初の同期化のときに移動局によって行わ
れ、その後規則的な間隔で行われる。ドップラシフトの
決定方法については後に詳しく述べる。
【００４４】この技術によって、衛星は時間的に対称な
信号要素と、たとえば少なくとも一つの第一の同期化擬
似確率デジタルシーケンスｘ（０）〜ｘ（Ｎ−１）を、
さらに定期的に、時間的な対称によって得られる前記第
一のシーケンスの逆に相当する少なくとも一つの第二の
デジタルシーケンスｘ（Ｎ−１）〜ｘ（０）を含むパイ
ロット信号を送信する。
信号要素と、たとえば少なくとも一つの第一の同期化擬
似確率デジタルシーケンスｘ（０）〜ｘ（Ｎ−１）を、
さらに定期的に、時間的な対称によって得られる前記第
一のシーケンスの逆に相当する少なくとも一つの第二の
デジタルシーケンスｘ（Ｎ−１）〜ｘ（０）を含むパイ
ロット信号を送信する。
【００４５】この信号の構造によって、適切な分析後、
ベースステーションの時間的な基準を回収することがで
き、ドップラーシフトを測定することができる。
ベースステーションの時間的な基準を回収することがで
き、ドップラーシフトを測定することができる。
【００４６】ドップラシフトδは以下に対応することが
わかっている。
わかっている。
【００４７】 δ＝ｖs ／ｃ・ｆp ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ（φ） ここで、ｖs は衛星の進行速度である。
【００４８】ｃは光速である。
【００４９】ｆp は搬送周波数である。
【００５０】これら３つの情報は、端末に知らされる。
したがって、方程式（１）に基づいてｃｏｓ（θ）、つ
まりθの絶対値を計算する（３６）ことが可能である。
したがって、方程式（１）に基づいてｃｏｓ（θ）、つ
まりθの絶対値を計算する（３６）ことが可能である。
【００５１】したがって、θの符号についての不確実さ
がそのままとなる。本発明の重要な特性によれば、この
不確実さは、特定の２つのパイロット信号ＡとＢの使用
によって、また図４にそれが示されているように電波の
届く範囲を衛星の軌道と関連づけて２つの区域に分ける
ことによって、除去することができる： − 同期信号Ａは、軌道４１の右側の半円４２にだけ伝
えられる。
がそのままとなる。本発明の重要な特性によれば、この
不確実さは、特定の２つのパイロット信号ＡとＢの使用
によって、また図４にそれが示されているように電波の
届く範囲を衛星の軌道と関連づけて２つの区域に分ける
ことによって、除去することができる： − 同期信号Ａは、軌道４１の右側の半円４２にだけ伝
えられる。
【００５２】− 同期信号Ｂは、軌道４１の左側の半円
４３にだけ伝えられる。
４３にだけ伝えられる。
【００５３】これは初期化処理３１に相当し、その間、
電波の届く範囲は２つの別々の区域に分けられ（３
９）、これらの区域に当然端末に知らされる別々の同期
信号が付与される（３１０）。グローバルスター・シス
テムの特殊な場合では、電波の届く範囲は、図５に示さ
れているように１９本のビーム５１1 〜５１19でできた
一つの円に相当することがわかっている。
電波の届く範囲は２つの別々の区域に分けられ（３
９）、これらの区域に当然端末に知らされる別々の同期
信号が付与される（３１０）。グローバルスター・シス
テムの特殊な場合では、電波の届く範囲は、図５に示さ
れているように１９本のビーム５１1 〜５１19でできた
一つの円に相当することがわかっている。
【００５４】パイロット信号Ａ及びＢの配分は、衛星の
軌道５２の両側に同じ方法で行われる。
軌道５２の両側に同じ方法で行われる。
【００５５】このように、位置決定処理３２は、端末を
半円４２と４３のいずれかの側に位置させることができ
る受信したパイロット信号の周知の周波数特性の分析に
よって、θの符号についての不確実さを除去する段階３
７を含む。
半円４２と４３のいずれかの側に位置させることができ
る受信したパイロット信号の周知の周波数特性の分析に
よって、θの符号についての不確実さを除去する段階３
７を含む。
【００５６】前述のように、３つの値（θ、φ、δ）を
知ることによって、移動局の位置を決定する（３８）こ
とができる。
知ることによって、移動局の位置を決定する（３８）こ
とができる。
【００５７】この最終段階は、地上局によって行うと有
利である。この場合、端末の役割は以下に限定される。
利である。この場合、端末の役割は以下に限定される。
【００５８】− 地上局によって衛星と移動局との間の
伝達遅延を測定することができる。
伝達遅延を測定することができる。
【００５９】− ドップラシフトの測定を行う（符号と
絶対値）。
絶対値）。
【００６０】− 検知された同期信号を決定する（Ａあ
るいはＢ）。
るいはＢ）。
【００６１】− これらの情報を地上局へ伝送する。
【００６２】伝達遅延、ドップラシフト、検知された同
期信号、進行する衛星の位置推算暦、さらに地球の半径
などを知ることによって、地上局は、移動局の位置を計
算し、場合によってはそれを移動局に伝えることができ
る（位置決定サービス）。
期信号、進行する衛星の位置推算暦、さらに地球の半径
などを知ることによって、地上局は、移動局の位置を計
算し、場合によってはそれを移動局に伝えることができ
る（位置決定サービス）。
【００６３】ここで、図６から図８に関連して、ドップ
ラシフトの決定方法を説明する。
ラシフトの決定方法を説明する。
【００６４】図６は、グローバルスターのようなＡＭＲ
Ｃシステムについて従来型のパイロット信号の構造を示
している。このパイロット信号は、Ｎｃ個の二進要素の
系列１２’0 ないし１２’Nc-1で構成されている同一の
擬似確率シーケンス（ＰＮ）１１’の間断のない繰り返
しによって構成されている。
Ｃシステムについて従来型のパイロット信号の構造を示
している。このパイロット信号は、Ｎｃ個の二進要素の
系列１２’0 ないし１２’Nc-1で構成されている同一の
擬似確率シーケンス（ＰＮ）１１’の間断のない繰り返
しによって構成されている。
【００６５】このシーケンスＰＮは、たとえば適切な生
成多項式によって与えられる３２７６７（１０15−１）
ビットのシーケンスとすることもできる。このシーケン
スは、受信機が受信した信号について時間的に同期でき
るように、受信機に知らされる。周波数同期は、別の方
法で行われ、ドップラシフトについてはどんなわずかな
情報も入手できない。
成多項式によって与えられる３２７６７（１０15−１）
ビットのシーケンスとすることもできる。このシーケン
スは、受信機が受信した信号について時間的に同期でき
るように、受信機に知らされる。周波数同期は、別の方
法で行われ、ドップラシフトについてはどんなわずかな
情報も入手できない。
【００６６】図７に示されている新しい同期信号は、受
信器の時間及び周波数同期を行うことを可能にする。
信器の時間及び周波数同期を行うことを可能にする。
【００６７】この信号には常に、規則的に伝送される第
一シーケンスＰＮ（ｎ）２１’（直接シーケンスと呼ば
れる）が含まれる。しかしながら、この第一シーケンス
２１’は、規則正しい時間間隔で、第一シーケンスＰＮ
に基づき時間的な対称によって得られた第二のシーケン
スＰＮ（Ｎｃ−１−ｎ）２２’に置き換えられる。
一シーケンスＰＮ（ｎ）２１’（直接シーケンスと呼ば
れる）が含まれる。しかしながら、この第一シーケンス
２１’は、規則正しい時間間隔で、第一シーケンスＰＮ
に基づき時間的な対称によって得られた第二のシーケン
スＰＮ（Ｎｃ−１−ｎ）２２’に置き換えられる。
【００６８】この第二の対称シーケンスは、二進レベル
で（二進法の読取り順序の逆転）あるいは直接に変調信
号レベルで行うことができる。
で（二進法の読取り順序の逆転）あるいは直接に変調信
号レベルで行うことができる。
【００６９】このシーケンスはシステムの必要性（たと
えば、許容可能なドップラシフト及び誤検知数の観点か
ら）に応じたリズムで、パイロット信号のなかに規則正
しく挿入される。図７の実施例においては、伝送される
シーケンスは、交互に、直接シーケンス２１’と逆シー
ケンス２２’となっている。
えば、許容可能なドップラシフト及び誤検知数の観点か
ら）に応じたリズムで、パイロット信号のなかに規則正
しく挿入される。図７の実施例においては、伝送される
シーケンスは、交互に、直接シーケンス２１’と逆シー
ケンス２２’となっている。
【００７０】図８は、図７の信号を活用する同期化装置
を概略的に示したものである。
を概略的に示したものである。
【００７１】受信したパイロット信号３１’は、サンプ
リング時間Ｔe でサンプルｘ（ｉ）を与える変換器ＣＡ
Ｎ３２’によってサンプリングされる。
リング時間Ｔe でサンプルｘ（ｉ）を与える変換器ＣＡ
Ｎ３２’によってサンプリングされる。
【００７２】これらのサンプルは、Ｎ個（シーケンスＰ
Ｎの長さ）のセルを含む第一のシフトレジスタ３３’の
なかに入れられる。サンプリング時間は、ＴPN＝Ｎ・Ｔ
ｅがシーケンスＰＮの持続時間に対応するように選択さ
れる。
Ｎの長さ）のセルを含む第一のシフトレジスタ３３’の
なかに入れられる。サンプリング時間は、ＴPN＝Ｎ・Ｔ
ｅがシーケンスＰＮの持続時間に対応するように選択さ
れる。
【００７３】レジスタ３３’の出力は、同じようにＮ個
のセルを持つ第二のシフトレジスタ３５’の入力に再ル
ープ（３４’）される。したがって、ある瞬間には、 − レジスタ３３’が、サンプルｘ（０）〜ｘ（Ｎ−
１）を備え、 − レジスタ３５’が、サンプルｘ（Ｎ）〜ｘ（２Ｎ−
１）を備える。
のセルを持つ第二のシフトレジスタ３５’の入力に再ル
ープ（３４’）される。したがって、ある瞬間には、 − レジスタ３３’が、サンプルｘ（０）〜ｘ（Ｎ−
１）を備え、 − レジスタ３５’が、サンプルｘ（Ｎ）〜ｘ（２Ｎ−
１）を備える。
【００７４】この装置はまた増倍手段３６’0 ないし３
６’N-1 ももっており、以下のようなＮ個の係数３７’
ｃ（ｉ）を与えるように、それぞれが２つのレジスタの
セル３３’と３５’の増倍を行う。
６’N-1 ももっており、以下のようなＮ個の係数３７’
ｃ（ｉ）を与えるように、それぞれが２つのレジスタの
セル３３’と３５’の増倍を行う。
【００７５】ｃ（ｉ）＝ｘ（ｉ）・ｘ（２Ｎ−１−ｉ）
ｉは０からＮ−１まで変化する。
ｉは０からＮ−１まで変化する。
【００７６】これらの係数は以下のように書き表わすこ
ともできる。
ともできる。
【００７７】ｃ（ｎＴe ）＝ｃｏｓ（２πδｎＴe ＋φ
（ｎＴe ））・ｃｏｓ（２πδ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋
φ（（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ））＝１／２・ｃｏｓ（２π
δ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋φ（ｎＴe ）＋φ（２Ｎ−１
−ｎ）Ｔe ））＋１／２・ｃｏｓ（４πδｎＴe −２π
δ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋φ（ｎＴe ）−φ（（２Ｎ−
１−ｎ）Ｔe ）） ある瞬間に、シフトレジスタ３３’がまさしく直接シー
ケンスを持っており、シフトレジスタ３５’がまさしく
逆シーケンスを有するとき（一致がみられるときとい
う）には、以下の方程式が得られる。
（ｎＴe ））・ｃｏｓ（２πδ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋
φ（（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ））＝１／２・ｃｏｓ（２π
δ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋φ（ｎＴe ）＋φ（２Ｎ−１
−ｎ）Ｔe ））＋１／２・ｃｏｓ（４πδｎＴe −２π
δ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋φ（ｎＴe ）−φ（（２Ｎ−
１−ｎ）Ｔe ）） ある瞬間に、シフトレジスタ３３’がまさしく直接シー
ケンスを持っており、シフトレジスタ３５’がまさしく
逆シーケンスを有するとき（一致がみられるときとい
う）には、以下の方程式が得られる。
【００７８】 φ（ｎＴe ）＝φ［（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ］ このとき、増倍器の出力における信号は以下のようにな
る。
る。
【００７９】ｃ（ｎＴe ）＝１／２・ｃｏｓ（２πδ
（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋２φ（ｎＴe ））＋１／２・ｃ
ｏｓ（４πδｎＴe −２πδ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ） また以下のことが容易に確認できる。
（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ＋２φ（ｎＴe ））＋１／２・ｃ
ｏｓ（４πδｎＴe −２πδ（２Ｎ−１−ｎ）Ｔe ） また以下のことが容易に確認できる。
【００８０】− 第一の項は、分割されたスペクトル信
号である。
号である。
【００８１】− 第二の項は、２δの関数である純粋正
弦曲線である。
弦曲線である。
【００８２】一致が見られない場合には、反対に、分割
されたスペクトル信号しか得られない。
されたスペクトル信号しか得られない。
【００８３】増倍器から出された係数シーケンスはスペ
クトル分析手段３８’に伝達される。Ｔe 毎に行われる
この分析は、従来の技術によって以下を可能にする。
クトル分析手段３８’に伝達される。Ｔe 毎に行われる
この分析は、従来の技術によって以下を可能にする。
【００８４】− 一致がみられるとすぐに、ベースステ
ーションの時間的基準を獲得する。
ーションの時間的基準を獲得する。
【００８５】− ２δに等しい正弦曲線の周波数測定に
よってドップラシフトの値を測定する。
よってドップラシフトの値を測定する。
【００８６】さらに、パイロット信号のなかに逆シーケ
ンスを挿入することは義務付けられていない点が注目さ
れる。というのも、別の実施例によれば、逆シーケンス
を別の周波数で伝達できるからである。この場合、直接
シーケンスしか含んでいないパイロット信号を常時伝達
する一方で、他方では少なくとも定期的に逆シーケンス
が伝達される。
ンスを挿入することは義務付けられていない点が注目さ
れる。というのも、別の実施例によれば、逆シーケンス
を別の周波数で伝達できるからである。この場合、直接
シーケンスしか含んでいないパイロット信号を常時伝達
する一方で、他方では少なくとも定期的に逆シーケンス
が伝達される。
【００８７】もちろんこの場合、図８の装置は適合した
ものでなければならないが、２つのシフトレジスタは連
結されていないので、さらにそれぞれが各シーケンスに
よって別々に供給される。
ものでなければならないが、２つのシフトレジスタは連
結されていないので、さらにそれぞれが各シーケンスに
よって別々に供給される。
【００８８】より一般的には、係数ｃ（ｉ）の計算とそ
れらの分析を行うかぎり、この装置の別の構造も可能で
ある。
れらの分析を行うかぎり、この装置の別の構造も可能で
ある。
【図１】衛星の電波の届く範囲を概略的に示す図であ
る。
る。
【図２】衛星に対する移動体の位置決定を可能にする３
つのパラメータｄ、φ、θを示す図である。
つのパラメータｄ、φ、θを示す図である。
【図３】本発明の位置決定方法を示す概略図である。
【図４】瞬間的仰角の符号についての不確実さを除去す
るために本発明によって利用される原理を示す図であ
る。
るために本発明によって利用される原理を示す図であ
る。
【図５】グローバルスター無線電話システムに対応する
図４の特殊なケースを示す図である。
図４の特殊なケースを示す図である。
【図６】ドップラシフトの決定方法を示す図であり、Ａ
ＭＲＣ無線電話システム用の従来型のパイロット信号の
構造を示す図である。
ＭＲＣ無線電話システム用の従来型のパイロット信号の
構造を示す図である。
【図７】ドップラシフトの決定方法を示す図であり、同
じようにＡＭＲＣ無線電話システム用にこのドップラシ
フト決定方法を利用することができるパイロット信号の
構造を示す図である。
じようにＡＭＲＣ無線電話システム用にこのドップラシ
フト決定方法を利用することができるパイロット信号の
構造を示す図である。
【図８】ドップラシフトの決定方法を示す図であり、図
７の信号を利用する時間及び周波数同期化装置の概略図
である。
７の信号を利用する時間及び周波数同期化装置の概略図
である。
２１ 移動局 ２２ 衛星 ２３ 軌道 ２４ 衛星−端末間の方向 ｄ 衛星と移動局との間の距離 φ 仰角
Claims (10)
- 【請求項１】 衛星（２２）の電波が届く範囲内で移動
する移動局（２１）の地理的電波標定法であって、 − 前記衛星と前記移動局との間の瞬間的距離ｄを決定
する（３３）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと衛星の高度ｈと地球の半径Ｒに
基づいて、前記衛星の瞬間的仰角φを計算する（３４）
段階と、 − ドップラシフトδを決定する（３５）段階と、 − 前記ドップラシフトδと前記瞬間的仰角φに基づい
て、前記衛星がたどる軌道の地球表面への射影（２３）
と前記衛星及び前記移動局を通る直線の地球表面への射
影（２４）との間の角度θを計算する（３６）段階と、 − 前記瞬間的距離ｄと前記瞬間的仰角φと前記角度θ
に基づいて、前記移動局の位置を決定する（３８）段階
とを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記角度θの計算段階が、 − ｖs は衛星の進行速度、ｃは光速、ｆp は伝送され
た信号の搬送周波数であるとして、ドップラシフトの式
δ＝ｖs ／ｃ・ｆp ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ（φ）に
基づいて、ｃｏｓ（θ）の値を計算する（３６）段階
と、 − 前記角度θの符号についての不確実さを除去する
（３７）段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載
の方法。 - 【請求項３】 さらに、 − 前記電波の届く範囲を、θの正の値に対応する第一
の領域とθの負の値に対応する第二の領域との２つの別
々の領域（４２、４３）に分ける（３９）段階と、 − 前記領域（４２、４３）の夫々に別々の同期信号
（Ａ、Ｂ）を付ける段階とを含み、 前記不確実さ除去段階（３７）が、前記移動局が存在す
る領域、すなわちθの符号を決定できるように、受信し
た同期信号を分析する段階を含むことを特徴とする請求
項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記領域（４２、４３）間の分離が前記
衛星の軌道（４１）によって定められることを特徴とす
る請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記瞬間的距離ｄの決定段階（３３）
が、前記衛星と前記移動局との間に伝達される信号の伝
達時間を測定する段階を含むことを特徴とする請求項１
から４のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項６】 前記ドップラシフトδの決定段階（３
５）が、一時的に対称で持続時間が等しい２つの信号要
素の並置で構成されているパイロット信号を用いて行わ
れることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項７】 前記衛星（２２）が無線電話サービスを
行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項８】 前記衛星（２２）がグローバルスターシ
ステムの規格に適合していることを特徴とする請求項１
から７のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
方法を利用することを特徴とする移動局の電波標定装
置。 - 【請求項１０】 衛星（２２）からのデジタル信号送信
方法であって、 − 前記電波の届く範囲を衛星の軌道の両側で２つの別
々の領域（４２、４３）に分ける（３９）段階と、 − 前記領域（４２、４３）の夫々に別々の同期信号を
割り付ける（３１０）段階とを含むことを特徴とする方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9407591 | 1994-06-21 | ||
| FR9407591A FR2721459B1 (fr) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Procédé de radiolocalisation d'un mobile à l'aide d'un satellite, dispositif de radiolocalisation, et procédé d'émission correspondants. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850173A true JPH0850173A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=9464459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7154858A Pending JPH0850173A (ja) | 1994-06-21 | 1995-06-21 | 衛星を用いた移動体の電波標定方法および電波標定装置およびそれに対応する送信方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5610615A (ja) |
| EP (1) | EP0689062A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0850173A (ja) |
| AU (1) | AU698864B2 (ja) |
| CA (1) | CA2152225A1 (ja) |
| FI (1) | FI953028A (ja) |
| FR (1) | FR2721459B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100401123B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2003-10-10 | 한국전자통신연구원 | 비 정지궤도 이동통신 시스템에서의 도플러 천이 주파수보상 방법 |
| JP2013525753A (ja) * | 2010-04-08 | 2013-06-20 | ザ・ボーイング・カンパニー | 地理位置情報を活用したスポットビーム重なり |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6246361B1 (en) | 1999-06-28 | 2001-06-12 | Gary Sutton | Method and apparatus for determining a geographical location of a mobile communication unit |
| KR100450947B1 (ko) | 1997-07-12 | 2004-12-29 | 삼성전자주식회사 | 분실된휴대폰의위치정보송출방법 |
| GB2332111A (en) * | 1997-09-06 | 1999-06-09 | Ico Services Ltd | Compensating for motion in satellite telephone handset |
| US6317049B1 (en) | 1998-02-17 | 2001-11-13 | Souhail Toubia | Apparatus and method for locating missing persons, animals, and objects |
| US6072428A (en) * | 1998-06-03 | 2000-06-06 | Trimble Navigation Limited | Location determination using doppler and pseudorange measurements from fewer than four satellites |
| AU5907999A (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-27 | Motorola, Inc. | Movable subscriber device location using dual satellites |
| FR2790098B1 (fr) * | 1999-02-23 | 2001-05-11 | Thomson Csf | Procede de localisation de radios mobiles terrestres a partir d'un aeronef |
| EP1033582A1 (en) * | 1999-03-04 | 2000-09-06 | ICO Services Ltd. | Mobile station position determination in a satellite mobile telephone system |
| FI111037B (fi) * | 2002-02-25 | 2003-05-15 | Nokia Corp | Menetelmä ja järjestelmä elektroniikkalaitteen sijainnin määrittämiseksi ja elektroniikkalaite |
| CN104267392B (zh) * | 2014-08-27 | 2017-01-25 | 邦彦技术股份有限公司 | 一种卫星通信***终端位置的定位方法和装置 |
| FR3110318B1 (fr) * | 2020-05-13 | 2022-04-29 | Commissariat Energie Atomique | Méthode de localisation d’un objet connecté par différences de phase d’arrivée dans un réseau lpwa |
| US20230341562A1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | Qualcomm Incorporated | User equipment positioning based on a non-terrestrial communication network |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4819053A (en) * | 1986-05-09 | 1989-04-04 | Halavais Richard A | Single-point locating system |
| GB2191054A (en) * | 1986-05-22 | 1987-12-02 | Signal Processors Ltd | Combined communication and location system |
| US5161248A (en) * | 1989-10-02 | 1992-11-03 | Motorola, Inc. | Method of predicting cell-to-cell hand-offs for a satellite cellular communications system |
| US5548801A (en) * | 1993-02-10 | 1996-08-20 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | System for determining and registering location of mobile terminal for communication system with non-geosynchronous satellites |
-
1994
- 1994-06-21 FR FR9407591A patent/FR2721459B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-19 FI FI953028A patent/FI953028A/fi unknown
- 1995-06-19 AU AU21771/95A patent/AU698864B2/en not_active Ceased
- 1995-06-19 EP EP95401437A patent/EP0689062A1/fr not_active Withdrawn
- 1995-06-20 CA CA002152225A patent/CA2152225A1/fr not_active Abandoned
- 1995-06-20 US US08/492,886 patent/US5610615A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-21 JP JP7154858A patent/JPH0850173A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100401123B1 (ko) * | 2000-12-27 | 2003-10-10 | 한국전자통신연구원 | 비 정지궤도 이동통신 시스템에서의 도플러 천이 주파수보상 방법 |
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Also Published As
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| US5610615A (en) | 1997-03-11 |
| CA2152225A1 (fr) | 1995-12-22 |
| FR2721459A1 (fr) | 1995-12-22 |
| FR2721459B1 (fr) | 1996-07-26 |
| AU2177195A (en) | 1996-01-04 |
| FI953028A0 (fi) | 1995-06-19 |
| EP0689062A1 (fr) | 1995-12-27 |
| FI953028A (fi) | 1995-12-22 |
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