JP2010203959A - 初期位置決定方法、位置算出方法及び位置算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置算出演算をする際の初期位置を決定するための新たな手法を提案すること。
【解決手段】地球上に、携帯型電話機２の所在地を含むと想定される位置範囲であって、３００ｋｍ四方以上の複数のフレームを設定する。そして、設定した複数のフレームそれぞれについて、当該フレームの代表グリッドで、センサー部により検出された移動速度及び移動方向で移動していると仮定した場合のＧＰＳ衛星信号の想定受信周波数を算出する。そして、ＧＰＳ衛星信号を受信した際の観測受信周波数と想定受信周波数との差に基づいて、複数のフレームの中から初期位置とする位置を含む処理対象フレームを抽出する。そして、ＧＰＳ衛星信号を用いて、抽出された処理対象フレーム内に初期位置とする位置を決定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、測位用衛星からの衛星信号に基づいて位置算出計算をする際の初期位置を決定する初期位置決定方法等に関する。

測位用信号を利用した位置算出システムとしては、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位置算出装置に利用されている。ＧＰＳでは、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自機の位置を示す３次元の座標値と時計誤差とを求める位置算出演算を行う。

位置算出演算は、ニュートン法等を用いた収束演算を行って位置を算出する方法が一般的である。この一般的な収束演算で位置を算出する際には、初期位置が必要となるため、初期位置を求めるための様々な技術が考案されている。例えば特許文献１には、前回の位置算出演算により求められた算出位置に含まれる位置誤差を用いて、今回の位置算出演算に使用する初期位置を決定する技術が開示されている。

特開２００６−７１４６０号公報

従来の位置算出装置はＧＰＳ衛星からの衛星信号に載せられている拡散符号の一種であるＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コードの端数部分（コード位相）を利用して初期位置を判定するのが一般的である。ＰＲＮコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ＝３００ｋｍ）のビット長の信号である。従って、初期位置が真位置から１５０ｋｍ以内の誤差範囲であれば、ＰＲＮコードの端数部分（コード位相）を利用して位置収束演算が可能となる。このため、従来の位置算出演算においては、初期位置の誤差が１５０ｋｍ以内である必要があった。

ところが、実際には、位置算出装置の真位置に近い初期位置を得ることは困難な場合がある。飛行機で移動した後に、位置算出装置の電源を入れて初めて位置算出する場合が典型的な例である。場合によっては、位置算出装置の真位置から５００ｋｍや１０００ｋｍも離れた初期位置が与えられる場合もあり得る。このような場合であっても、位置算出装置の真位置に近い初期位置を決定することができれば好適である。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、位置算出演算をする際の初期位置を決定するための新たな手法を提案することを目的としている。

以上の課題を解決するための第１の形態は、測位用衛星からの衛星信号に基づいて位置算出計算をする際の初期位置を決定する初期位置決定方法であって、複数の候補範囲を設定することと、前記測位用衛星から衛星信号を受信することと、移動速度及び移動方向を検出することと、前記複数の候補範囲それぞれについて、当該候補範囲の代表位置で前記移動速度及び前記移動方向で移動していると仮定した場合の前記衛星信号の想定受信周波数を算出することと、前記衛星信号を受信した際の受信周波数と前記想定受信周波数との差に基づいて、前記複数の候補範囲の中から前記初期位置とする位置を含む候補範囲を抽出することと、前記衛星信号を用いて、前記抽出された候補範囲内に前記初期位置とする位置を決定することと、を含む初期位置決定方法である。

また、他の形態として、測位用衛星からの衛星信号に基づいて位置算出計算を行う位置算出装置であって、複数の候補範囲を設定する設定部と、前記測位用衛星から衛星信号を受信する受信部と、移動速度及び移動方向を検出する検出部と、前記複数の候補範囲それぞれについて、当該候補範囲の代表位置で前記移動速度及び前記移動方向で移動していると仮定した場合の前記衛星信号の想定受信周波数を算出する周波数算出部と、前記衛星信号を受信した際の受信周波数と前記想定受信周波数との差に基づいて、前記複数の候補範囲の中から前記初期位置とする位置を含む候補範囲を抽出する抽出部と、前記衛星信号を用いて、前記抽出された候補範囲内に前記初期位置とする位置を決定する決定部と、前記初期位置を用いて前記位置算出計算を行った位置を算出する位置算出部と、を備えた位置算出装置を構成してもよい。

この第１の形態等によれば、複数の候補範囲それぞれについて、当該候補範囲の代表位置で、検出された移動速度及び移動方向で移動していると仮定した場合の衛星信号の想定受信周波数を算出する。そして、衛星信号を受信した際の受信周波数と想定受信周波数との差に基づいて、複数の候補範囲の中から初期位置とする位置を含む候補範囲を抽出する。そして、衛星信号を用いて、抽出された候補範囲内に初期位置とする位置を決定する。

複数の候補範囲を設定して計算を行うことによって、位置算出装置の真位置から大きく離れた位置が与えられた場合であっても、初期位置を決定することが可能となる。また、候補範囲の代表位置と位置算出装置の真位置とが近ければ、当該代表位置で衛星信号を受信したと仮定した場合の想定受信周波数と実際に衛星信号を受信した際の受信周波数とは近い値となり、受信周波数と想定受信周波数との差は小さくなるはずである。そのため、受信周波数と想定受信周波数との差に基づいて候補範囲を絞り込むことで、計算量を削減しつつ、真位置に近い初期位置を求めることが可能となる。この際、移動速度及び移動方向を加味して想定受信周波数を算出することで、位置算出装置の移動に伴うドップラーを考慮した正確な受信周波数が算出されることになり、求められる初期位置の正確性が向上する。

また、第２の形態として、第１の形態の初期位置決定方法であって、１５０ｋｍを超える誤差を有する可能性のある概略位置及び当該概略位置の誤差を示す信頼性指標値を外部システムから取得することを更に含み、前記候補範囲の設定は、前記概略位置及び前記信頼性指標値に基づいて、前記候補範囲を設定する位置及び数を決定することを含む初期位置決定方法を構成してもよい。

この第２の形態によれば、１５０ｋｍを超える誤差を有する可能性のある概略位置及び当該概略位置の誤差を示す信頼性指標値を外部システムから取得する。そして、取得した概略位置及び信頼性指標値に基づいて、候補範囲を設定する位置及び数を決定する。これにより、位置算出装置の真位置から５００ｋｍや１０００ｋｍも離れた位置が与えられた場合であっても、適切な位置及び数の候補範囲を設定して初期位置を決定することが可能となる。

また、第３の形態として、第１又は第２の形態の初期位置決定方法であって、前記想定受信周波数を算出することは、複数の前記測位用衛星からの衛星信号それぞれについての前記想定受信周波数を算出することを含み、前記候補範囲を抽出することは、複数の前記測位用衛星それぞれについて、前記受信周波数と前記想定受信周波数との差を求めることと、前記求めた差を前記候補範囲ごとに集計することと、前記集計結果に基づいて前記候補範囲を抽出することと、を含む初期位置決定方法を構成してもよい。

この第３の形態によれば、複数の測位用衛星からの衛星信号それぞれについての想定受信周波数を算出し、複数の測位用衛星それぞれについて、受信周波数と想定受信周波数との差を求める。そして、求めた差を候補範囲ごとに集計し、その集計結果に基づいて候補範囲を抽出する。

受信周波数と想定受信周波数との差が小さい候補範囲には、位置算出装置の真位置が含まれている可能性が高い。それも、複数の測位用衛星について計算を行って同じように受信周波数の差が小さくなるのであれば、当該候補範囲には間違いなく真位置が含まれていると考えることできる。そのため、複数の測位用衛星それぞれについて算出した受信周波数の差を候補範囲ごとに集計して候補範囲を絞り込むことで、真位置に一層近い初期位置を求めることが可能となる。

また、第４の形態として、第３の形態の初期位置決定方法であって、前記衛星信号の信号強度を検出することを更に含み、前記集計することは、前記衛星信号の信号強度に応じた重み付けを行って、前記求めた差を集計することを含む初期位置決定方法を構成してもよい。

この第４の形態によれば、衛星信号の信号強度を検出し、検出した衛星信号の信号強度に応じた重み付けを行って、受信周波数の差を集計する。衛星信号の信号強度が大きな測位用衛星についての受信周波数の差の計算結果ほど、信頼性は高いものと考えられる。そのため、信号強度が大きな測位用衛星ほど重み付けを高くして受信周波数の差を集計することにすれば好適である。

また、第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の初期位置決定方法であって、前記候補範囲内に複数の第１候補位置を格子状に設定することを更に含み、前記初期位置を決定することは、前記抽出された候補範囲内の前記第１候補位置の中から前記初期位置とする位置を選択することを含む初期位置決定方法を構成してもよい。

この第５の形態によれば、候補範囲内に複数の第１候補位置を格子状に設定し、抽出された候補範囲内の第１候補位置の中から初期位置とする位置を選択する。これにより、初期位置の候補となる位置を候補範囲内に満遍なく配置することができるとともに、計算機（コンピューター）による計算が容易となる。

また、第６の形態として、第５の形態の初期位置決定方法であって、前記初期位置を決定することは、前記抽出された候補範囲に含まれる第１候補位置の中から、当該第１候補位置と前記測位用衛星間の幾何学的距離と、前記測位用衛星からの衛星信号に基づいて算出した擬似距離との差に基づいて第２候補位置を選択することと、前記第２候補位置の中から、前記衛星信号を用いて前記初期位置とする位置を選択することと、を含む初期位置決定方法を構成してもよい。

この第６の形態によれば、抽出された候補範囲に含まれる第１候補位置の中から、当該第１候補位置と測位用衛星間の幾何学的距離と、測位用衛星からの衛星信号に基づいて算出した擬似距離との差に基づいて第２候補位置を選択する。そして、選択した第２候補位置の中から、衛星信号を用いて初期位置とする位置を選択する。

第１候補位置と測位用衛星との間の物理的位置関係から算出した幾何学的距離と、衛星信号に基づいて算出した擬似距離との差が小さければ、当該第１候補位置は位置算出装置の真位置に近い可能性が高い。そのため、例えば、幾何学的距離と擬似距離との差が小さい順に所定数の第１候補位置を第２候補位置として選択することで、位置算出計算の前段階で候補位置を効果的に絞り込むことができる。これにより、全ての第１候補位置を対象として処理を行う必要がなくなり、計算量を削減することができる。

また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の初期位置決定方法により決定された初期位置を用いて前記位置算出計算を行って位置を算出する位置算出方法を構成してもよい。

位置算出システムの概略構成を示す図。 初期位置決定の原理の説明図。 初期位置決定の原理の説明図。 初期位置決定の原理の説明図。 処理対象フレームの抽出方法の説明図。 処理対象フレームの抽出方法の説明図。 携帯型電話機の機能構成を示すブロック図。 携帯型電話機のＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。 携帯型電話機のフラッシュＲＯＭに格納されたデータの一例を示す図。 携帯型電話機のＲＡＭに格納されるデータの一例を示す図。 初期位置信頼度設定データのデータ構成の一例を示す図。 メジャメントデータのデータ構成の一例を示す図。 グリッドデータのデータ構成の一例を示す図。 候補初期位置データのデータ構成の一例を示す図。 センサーデータのデータ構成の一例を示す図。 優先度データのデータ構成の一例を示す図。 メイン処理の流れを示すフローチャート。 位置算出処理の流れを示すフローチャート。 位置算出処理の流れを示すフローチャート。 拡張グリッドサーチ処理の流れを示すフローチャート。 初期位置推定軽減処理の流れを示すフローチャート。 第１ＡＰＲ値算出処理の流れを示すフローチャート。 第２ＡＰＲ値算出処理の流れを示すフローチャート。 ドップラーチェック処理の流れを示すフローチャート。 第２位置算出処理の流れを示すフローチャート。 第２初期位置推定軽減処理の流れを示すフローチャート。

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。但し、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．システム構成
図１は、本実施形態における位置算出システム１の概略構成を示す図である。位置算出システム１は、位置算出装置を備えた電子機器の一種である携帯型電話機２と、携帯型電話機の基地局３と、複数のＧＰＳ衛星ＳＶ（ＳＶ１，ＳＶ２，ＳＶ３，ＳＶ４，・・・）とを備えて構成される。

携帯型電話機２は、ユーザーが通話やメールの送受信等を行うための電子機器であり、基地局３と基地局通信を行うことで、通話やメールの送受信といった携帯電話機としての本来の機能を発揮する。また、携帯型電話機２は、位置算出機能を成す位置算出装置を具備しており、ＧＰＳ衛星ＳＶから受信したＧＰＳ衛星信号に基づいて位置を算出し、算出位置をプロットした画面を表示部に表示させる。

携帯型電話機２は、電源投入後の初回の位置算出の場合、又は、前回の位置算出時から長時間が経過している場合に、概略位置を基地局３に要求する。そして、概略位置と、当該概略位置の信頼度（例えば、概略位置が携帯型電話機２の真位置から最大でどの程度離れているか）とを基地局３から取得し、後述する原理に従って、位置算出演算をする際の初期位置を決定する。そして、決定した初期位置を用いた位置算出演算を行うことで、携帯型電話機２の位置を計測する。

基地局３は、携帯型電話機のサービス事業者が設置する無線基地局であり、携帯型電話機２に対して基地局信号を送信し、携帯型電話機２との間で基地局通信を行うことで、携帯型電話機２が通話やメールの送受信等の機能を発揮することを可能にする。基地局３は、携帯型電話機２の要求を受けて、概略位置及び当該概略位置の信頼度を要求元の携帯型電話機２に提供する外部システムとして機能する。

尚、概略位置は、例えば国や地域毎に予め定められた位置とすることができる。例えば、日本では東京の位置情報を概略位置として与え、中国では北京の位置情報を概略位置として与えるなどといったことが考えられる。尚、概略位置の信頼度の算出方法は公知の手法を適用することができるため、本実施形態では説明を省略する。

２．原理
図２〜図６は、本実施形態における初期位置決定の原理を説明するための図である。
初期位置は、携帯型電話機２が位置算出演算（より詳細には位置収束演算）を行うために必要となる他、捕捉対象とする衛星（以下、「捕捉対象衛星」と称す。）を判定したり、携帯型電話機２と捕捉対象衛星間の幾何学的な距離を算出するために用いられる。このため、初期位置を、携帯型電話機２の真位置により近い位置に決定する必要がある。

基地局３から取得した概略位置が、携帯型電話機２の真位置から±１５０ｋｍ以内の精度を有している場合には、取得した概略位置を中心とする３００ｋｍ四方の位置範囲に携帯型電話機２の所在地が含まれていると考えられる。このため、少なくとも３００ｋｍ以下の誤差範囲で携帯型電話機２の真位置に近い初期位置を求めることができる。

詳細に説明すると、例えば図２に示すように、概略位置（図中では二重丸で示している。）を中心とし、高度を概略位置と同一の高度とする２次元の所定領域（以下、この領域のことを「フレーム」と称する。）を地球上に仮想的に配置する。そして、当該フレーム内に、例えば５０ｋｍ間隔でグリッドと呼ばれる候補位置を格子状に配設する。尚、ここでは、グリッドの高度が全て同一となるように２次元のフレームを配置するものとして説明するが、グリッドの高度が当該グリッドの地表面の高度となるように３次元のフレームを配置することとしてもよい。

そして、各グリッドそれぞれについて、次式（１）に従って、当該グリッドと捕捉対象衛星との間の距離を位置座標から求める。本実施形態では、当該グリッドと捕捉対象衛星との間の距離を位置座標から求めた距離のことを「幾何学的距離」と称する。

但し、「ＧＲ」は幾何学的距離を示しており、添え字の「ｉ」は、捕捉対象衛星の番号を示している。また、（Ｘ_i，Ｙ_i，Ｚ_i）は捕捉対象衛星の位置座標であり、（ｘ，ｙ，ｚ）はグリッドの位置座標である。

また、ＧＰＳ衛星ＳＶから送出されているＧＰＳ衛星信号は、衛星毎に異なる拡散符号の一種であるＰＲＮコードで直接スペクトラム拡散方式により変調されている。この場合、装置内部で発生させたレプリカコードとＰＲＮコードとの相関処理を行うことで、ＰＲＮコードの位相（以下、「コード位相」と称す。）を検出することができる。当該コード位相から、携帯型電話機２と捕捉対象衛星間の擬似距離「ＰＲ」を算出することができる。

そして、各グリッドそれぞれについて、当該グリッドを仮初期位置として、擬似距離「ＰＲ」と幾何学的距離「ＧＲ」との差「δＲ＝ＰＲ−ＧＲ」を用いて位置収束演算を行う。収束演算としては、例えば逐次近似法（ニュートン・ラフソン法）を用いることができ、解が収束したグリッドを位置算出演算のための初期位置に決定する。

基地局３から与えられた概略位置に含まれる誤差が１５０ｋｍ以下である場合は、上述したように３００ｋｍ四方のフレーム１つを考え、当該フレーム内の各グリッドそれぞれについて位置収束演算を行うことで、初期位置を決定することができる。しかし、概略位置が１５０ｋｍを超える誤差を有する可能性がある場合は、与えられた概略位置を中心とする３００ｋｍ四方のフレーム内に携帯型電話機２の所在地が含まれているとは限らない。そのため、初期位置の探索範囲を拡張する必要がある。

具体的には、与えられた概略位置に基づいて、設定するフレームの位置を決定し、与えられた概略位置の信頼度に基づいて、設定するフレームの数を決定する。例えば、信頼度が５００ｋｍの概略位置が基地局３から与えられた場合には、図３に示すように、与えられた概略位置（図中では二重丸で示している。）を中心とするフレームＦ１を設定するとともに、その周囲に８個のフレームＦ２〜Ｆ９を設定することで、１０００ｋｍ四方の領域を形成する。そして、フレームＦ１〜Ｆ９に含まれる全てのグリッドを対象として位置収束演算を行うことで初期位置を決定する。

しかし、図３の例では、１つのフレームにつき７×７＝４９個のグリッドが含まれるため、９個のフレームでは４９×９＝４４１個のグリッドが存在し、これら全てのグリッドを対象として位置収束演算を行ったのでは、計算量が膨大になるという問題がある。また、初期位置の探索範囲を拡大したことにより、位置収束演算によって複数の収束点が観測されてしまい、初期位置とするグリッドを選定するのが困難になる場合がある。

これらの問題を解決するため、本実施形態では、各フレームそれぞれについて、当該フレーム内の代表グリッド（代表位置）でＧＰＳ衛星信号を受信したと仮定した場合の理論上の受信周波数と、携帯型電話機２が実際に観測したＧＰＳ衛星信号の受信周波数との差に基づいて、フレームの選定・抽出を行う。この際、携帯型電話機２の移動速度及び移動方向を加味して理論上の受信周波数を算出する。

そして、選定したフレームに含まれるグリッドを対象として、帰納的残差ＡＰＲ（以下、「ＡＰＲ値」と称す。）を用いたグリッドの絞り込みを行う。そして、絞り込んだグリッドのみを対象として位置収束演算を行うことで、計算量を削減するとともに、位置収束演算によって複数の収束点が観測されることを防止する。

ここで、ＡＰＲ値は、次式（２）に従って算出される。

但し、「Ｎ」は捕捉対象衛星の個数である。ＡＰＲ値は、各捕捉対象衛星それぞれの擬似距離「ＰＲ」と幾何学的距離「ＧＲ」との差「δＲ」の２乗和として与えられる。

図４は、本実施形態における初期位置の決定及び位置算出の手順を説明するための図である。ＰＲＮコードは、１．０２３Ｍｂｐｓのビット率、１，０２３ｂｉｔ（＝１ｍｓｅｃ＝３００ｋｍ）のビット長の信号である。ＧＰＳ衛星ＳＶとグリッド間の距離（幾何学的距離）は、ＰＲＮコードの繰り返し周期である１ｍｓ分の波長である３００ｋｍの整数倍に端数部分を加えた長さとして表すことができる。例えば、図４において、グリッドＧと衛星ＳＶとの間の幾何学的距離は「ＧＲ＝３００ｋｍ×Ａ＋Ｂ」と表すことができる。同様に、携帯型電話機２と衛星ＳＶ間の擬似距離も「ＰＲ＝３００ｋｍ×Ｃ＋Ｄ」と表すことができる。

先ず、設定した複数のフレームそれぞれについて、当該フレームに含まれる複数のグリッドの中から選択した代表グリッド（代表位置）で、携帯型電話機２が現在の移動速度及び移動方向で移動していると仮定した場合の受信周波数（以下、「想定受信周波数」と称す。）を算出する（図４の（１））。

携帯型電話機２の移動速度及び移動方向は、例えば携帯型電話機２に速度センサーや方位センサー等を備えたセンサー部を設けておき、このセンサー部の検出結果に基づいて取得することができる。また、代表グリッドは、例えば各フレームにおける中心のグリッドとすることができる。

より具体的には、予め取得して格納しておいた衛星軌道情報（例えばエフェメリス）に基づいて、現在日時におけるＧＰＳ衛星の衛星位置、衛星移動速度及び衛星移動方向を衛星情報として算出する。そして、算出した衛星情報と、代表グリッドの位置及びセンサー部により検出された携帯型電話機２の移動速度及び移動方向とを用いて、公知の手法に従って想定受信周波数を算出する。

そして、各代表グリッドでの想定受信周波数と、携帯型電話機２が実際に観測した受信周波数（以下、「観測受信周波数」と称す。）との差を算出し、算出した受信周波数の差に基づいて、処理対象とするフレーム（以下、「処理対象フレーム」と称す。）を抽出する（図４の（２））。

図５及び図６は、処理対象フレームの抽出方法を説明するための図である。ここでは、図３に示したような９つのフレームＦ１〜Ｆ９を設定した場合を一例として説明する。先ず、算出した受信周波数の差に基づいて、フレーム別に点数を計算する。点数は、例えば「０点」を基準として減点方式で計算する。

具体的には、例えば図５に示すように、各フレームＦ１〜Ｆ９の中心のグリッドを代表グリッドとし、各代表グリッドでＧＰＳ衛星信号を受信する場合の想定受信周波数を算出した結果、それぞれｆ１〜ｆ９［ＧＨｚ］が得られたとする。また、携帯型電話機２が実在位置において実際にＧＰＳ衛星信号を受信した場合の観測受信周波数がｆ０[ＧＨｚ]であったとする。

この場合、各フレームそれぞれについて、想定受信周波数と観測受信周波数との差を算出する。その結果、フレームＦ１〜Ｆ９の受信周波数の差が、それぞれ１０［Ｈｚ］、６０［Ｈｚ］、７０［Ｈｚ］、３０［Ｈｚ］、１５［Ｈｚ］、１０［Ｈｚ］、５［Ｈｚ］、１０［Ｈｚ］、５０［Ｈｚ］となったとする。但し、受信周波数の差は絶対値を計算したものとしている。

次いで、算出された受信周波数の差に基づいて、各フレームの点数を計算する。点数の計算方法としては種々の方法が考えられる。例えば、受信周波数の差の平均値を算出し、受信周波数の差が当該平均値を超えたフレームを、差が大きいフレームほど大きく減点する方法が考えられる。図５の例では、受信周波数の差の平均値は２９［Ｈｚ］であるため、受信周波数の差が２９［Ｈｚ］を超えたフレームを減点する。その結果、フレームＦ４が「−１点」、フレームＦ９が「−２点」、フレームＦ２が「−３点」、フレームＦ３が「−４点」、それ以外のフレームが「０点」となる。

他の方法としては、例えば受信周波数の差が最小値＋αを超えたフレームを、差が大きいフレームほど大きく減点することにしてもよい。図５の例では、受信周波数の差の最小値は５［Ｈｚ］である。この場合、例えばα＝２０［Ｈｚ］として、受信周波数の差が２５［Ｈｚ］を超えたフレームを減点する。その結果、受信周波数の差が大きいものから順に、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ９、Ｆ４の４つのフレームが減点されることになる。

また、受信周波数の差が大きい順に所定数のフレームを抽出し、差が大きいフレームほど大きく減点することにしてもよい。図５の例において、例えば４個のフレームを抽出することにすると、受信周波数の差が大きいものから順に、Ｆ３、Ｆ２、Ｆ９、Ｆ４の４つのフレームが抽出されて減点されることになる。

各捕捉対象衛星について、上述した手順に従ってフレーム毎に点数を計算する。受信周波数は捕捉対象衛星毎に異なるため、捕捉対象衛星毎にフレームの点数を計算するのである。そして、計算した点数をフレーム毎に集計して各フレームの優先度を算出する。優先度は、処理対象フレームを選択する際の優先順位を決定付ける指標値であり、「０」以下の値で表され、「０」が最も優先度が高く、値が小さいほど優先度が低いことを意味する。

具体的には、図６に示すように、各捕捉対象衛星（ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ６，・・・）について算出されたフレームの点数をフレーム別に合算・集計することで、各フレームの優先度を算出する。そして、算出した優先度に従って処理対象フレームを抽出する。例えば、優先度が所定の閾値を超えたフレームを処理対象フレームとして抽出することにしてもよいし、優先度が大きい順に所定数のフレームを処理対象フレームとして抽出してもよい。

例えば、フレームＦ１〜Ｆ９の優先度が、それぞれ「−２」、「−１５」、「−１６」、「−７」、「−６」、「０」、「０」、「０」、「−１２」になったとする。この場合、閾値を「−５」として、優先度が「−５」を超えたフレームを処理対象フレームとして抽出することにすると、Ｆ１、Ｆ６、Ｆ７及びＦ８の４つのフレームが処理対象フレームとなる。

図４の説明に戻って、処理対象フレームを抽出した後、各処理対象フレームに含まれる各グリッドそれぞれについて幾何学的距離「ＧＲ」を算出し、その端数部分を算出する。また、観測された擬似距離「ＰＲ」の端数部分を算出する。そして、擬似距離「ＰＲ」の端数部分「Ｄ」と幾何学的距離「ＧＲ」の端数部分「Ｂ」との差を用いてＡＰＲ値を算出し、ＡＰＲ値が小さい順にＮ個のグリッドを選択することで、Ｎ個のグリッドに絞り込む（図４の（３））。尚、ここで絞り込むグリッドの個数「Ｎ」は、「５〜２０個」程度とすれば好適である。

次に、絞り込んだＮ個のグリッドそれぞれを候補初期位置として、反復回数をｍ回とする位置収束演算を行うことで、さらにＭ個のグリッドに絞り込む（図４の（４））。この場合の位置収束演算の反復回数「ｍ」は、「５回」以下程度、より好適には「２〜３回」程度とすることが好ましい。Ｎ個のグリッドのうち、ｍ回の位置収束演算によって解が収束するグリッドは概ね「２〜３個」である。ここで絞りこんだグリッドの個数をＭ個とする。

そして、絞り込んだＭ個のグリッドそれぞれについて、幾何学的距離「ＧＲ」と擬似距離「ＰＲ」とを用いてＡＰＲ値を算出する。そして、算出したＡＰＲ値が最小となったグリッドを初期位置として選択・決定する（図４の（５））。

初期位置が決まったら、当該初期位置を用いて、反復回数をｎ回とする位置収束演算を行うことで、携帯型電話機２の算出位置を求める（図４の（６））。この場合の位置収束演算の反復回数「ｎ」は、「６〜１０回」程度とすることが好ましい。

本願実施形態の大きな特徴の１つは、先ず、数多くのフレームの中から処理対象とするフレームを選定・抽出し、選定したフレームに含まれる複数のグリッドを対象として、グリッドの絞り込みを行う点にある。すなわち、処理対象フレームに含まれるグリッドの中から、幾何学的距離の端数部分及び擬似距離の端数部分を用いてグリッドを５〜２０個程度に絞り込み、その後、反復回数の少ない（計算量の少ない）位置収束演算を行うことで、さらにグリッドを２〜３個にまで絞り込む。これにより、膨大な数のグリッドそれぞれについて完全な位置収束演算を行うことなく、少ない計算量で初期位置とするグリッドを選定することが可能となる。

３．機能構成
図７は、本実施形態における携帯型電話機２の機能構成を示すブロック図である。携帯型電話機２は、ＧＰＳアンテナ１０と、ＧＰＳ受信部２０と、ＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）４０と、ホストＣＰＵ（Central Processing Unit）５０と、操作部６０と、表示部７０と、携帯電話用アンテナ７５と、携帯電話用無線通信回路部８０と、センサー部９０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１００と、フラッシュＲＯＭ１１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２０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。

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２の現在位置を位置算出する位置算出回路であり、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（Radio Frequency）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、ＲＦ信号の処理回路ブロックであり、ＴＣＸＯ４０により生成された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から出力された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する。そして、ＩＦ信号を増幅等した後、Ａ／Ｄ（Analog Digital）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。

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、データを復号して航法メッセージや時刻情報等を取り出して位置算出演算を行う回路部である。ベースバンド処理回路部３０は、演算制御部３１と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３７とを備えて構成される。また、演算制御部３１は、メジャメント取得演算部３３を備えて構成される。

メジャメント取得演算部３３は、ＲＦ受信回路部２１から出力された受信信号（ＩＦ信号）から、ＧＰＳ衛星信号の捕捉・追尾を行う回路部であり、相関演算部３３１を備えて構成されている。メジャメント取得演算部３３は、捕捉・追尾したＧＰＳ衛星信号のドップラー周波数やコード位相等の情報をメジャメント観測値として取得して、ホストＣＰＵ５０に出力する。

相関演算部３３１は、受信信号に含まれるＰＲＮコードとレプリカコードとの相関を、例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform）演算を用いて算出し積算する相関演算処理を行って、ＧＰＳ衛星信号を捕捉する。レプリカコードとは、擬似的に発生させた捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号に含まれるＰＲＮコードを模擬した信号である。

捕捉しようとするＧＰＳ衛星信号が間違いなければ、そのＧＰＳ衛星信号に含まれるＰＲＮコードとレプリカコードとは一致し（捕捉成功）、間違っていれば一致しない（捕捉失敗）。そのため、算出された相関値のピークを判定することによってＧＰＳ衛星信号の捕捉が成功したか否かを判定でき、レプリカコードを次々に変更して、同じ受信信号との相関演算を行うことで、ＧＰＳ衛星信号を捕捉することが可能となる。

また、相関演算部３３１は、上述した相関演算処理を、レプリカコードの発生信号の周波数、及び、レプリカコードの位相を変更しつつ行っている。レプリカコードの発生信号の周波数と受信信号の周波数とが一致し、且つ、レプリカコードの位相と受信信号に含まれるＰＲＮコードの位相とが一致した場合に、相関値が最大となる。

より具体的には、捕捉対象のＧＰＳ衛星信号に応じた所定の周波数及び位相の範囲をサーチ範囲として設定する。そして、このサーチ範囲内で、ＰＲＮコードの開始位置（コード位相）を検出するための位相方向の相関演算と、周波数を検出するための周波数方向の相関演算とを行う。サーチ範囲は、周波数についてはＧＰＳ衛星信号の搬送波周波数である１．５７５４２［ＧＨｚ］を中心とする所定の周波数掃引範囲、位相についてはＰＲＮコードのチップ長である１０２３チップのコード位相範囲内に定められる。

ＴＣＸＯ４０は、所定の発振周波数で発振信号を生成する温度補償型水晶発振器であり、生成した発振信号をＲＦ受信回路部２１及びベースバンド処理回路部３０に出力する。

ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００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２の各部を統括的に制御するプロセッサーである。ホストＣＰＵ５０は、位置算出処理を行うことで求めた出力位置を表示部７０に表示させる。

操作部６０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ＣＰＵ５０に出力する。この操作部６０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７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、ホストＣＰＵ５０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７０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７５は、携帯型電話機２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。

センサー部９０は、携帯型電話機２の移動状態を検出するための各種センサーで構成されており、例えば、速度センサー９１と、方位センサー９３とを備えている。

速度センサー９１は、携帯型電話機２の移動速度を検出するセンサーであり、例えばドップラー効果を利用したものや空間フィルターを利用したものなど、何れの方式のものであってもよい。

方位センサー９３は、例えば磁場の強さによって抵抗値やインピーダンス値が増減する素子等で構成される２軸の地磁気センサーであり、携帯型電話機２の移動方向を検出する。

ＲＯＭ１００は、読み取り専用の不揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ５０が携帯型電話機２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。

フラッシュＲＯＭ１１０は、読み書き可能な不揮発性の記憶装置であり、ＲＯＭ１００と同様に、ホストＣＰＵ５０が携帯型電話機２を制御するための各種プログラムやデータ等を記憶している。フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されているデータは、携帯型電話機２の電源を切断しても失われない。

ＲＡＭ１２０は、読み書き可能な揮発性の記憶装置であり、ホストＣＰＵ５０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。

４．データ構成
図８は、ＲＯＭ１００に格納されたデータの一例を示す図である。ＲＯＭ１００には、ホストＣＰＵ５０により読み出され、メイン処理（図１７参照）として実行されるメインプログラム１０１と、初期位置信頼度設定データ１０３とが記憶されている。

また、メインプログラム１０１には、位置算出処理（図１８及び図１９参照）として実行される位置算出プログラム１０１１と、拡張グリッドサーチ処理（図２０参照）として実行される拡張グリッドサーチプログラム１０１２と、初期位置推定軽減処理（図２１参照）として実行される初期位置推定軽減プログラム１０１３と、第１ＡＰＲ値算出処理（図２２参照）として実行される第１ＡＰＲ値算出プログラム１０１４と、第２ＡＰＲ値算出処理（図２３参照）として実行される第２ＡＰＲ値算出プログラム１０１５と、ドップラーチェック処理（図２４参照）として実行されるドップラーチェックプログラム１０１６と、第１位置算出演算処理として実行される第１位置算出演算プログラム１０１７と、第２位置算出演算処理として実行される第２位置算出演算プログラム１０１８とがサブルーチンとして含まれている。これらの処理については、フローチャートを用いて詳細に後述する。

図１１は、初期位置信頼度設定データ１０３のデータ構成の一例を示す図である。初期位置信頼度設定データ１０３には、ドップラー残差幅１０３１と、初期位置信頼度１０３３とが対応付けて記憶されている。例えば、ドップラー残差幅１０３１が「２０〜６０Ｈｚ」の場合の初期位置信頼度１０３３は「１００ｋｍ」である。

ドップラー残差幅１０３１は、各捕捉対象衛星それぞれについて、暫定的な初期位置（以下、「暫定初期位置」と称す。）を用いて算出した理論上のドップラー周波数と、メジャメント取得演算部３３により演算されたドップラー周波数との差（以下、「ドップラー残差」と称す。）の幅である。より具体的には、各捕捉対象衛星について算出されたドップラー残差のうちの最大値から最小値を減算した値がドップラー残差幅１０３１である。

初期位置信頼度１０３３は、初期位置１１１の信頼性の程度を示す指標値であり、初期位置１１１に含まれ得る誤差の大きさとして表される。例えば、初期位置信頼度１０３３が「１００ｋｍ」といったときは、初期位置１１１には最大で「１００ｋｍ」の誤差が含まれ得ることを意味している。

図９は、フラッシュＲＯＭ１１０に格納されたデータの一例を示す図である。フラッシュＲＯＭ１１０には、初期位置１１１と、初期位置信頼度１１２と、衛星軌道データ１１３とが記憶される。

初期位置１１１は、位置算出演算に使用する携帯型電話機２の初期位置である。電源投入後の初回位置算出の場合や、前回位置算出時から所定時間以上が経過している場合は、ホストＣＰＵ５０は、基地局３と通信を行って携帯型電話機２の概略位置を取得し、初期位置１１１としてフラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる。

初期位置信頼度１１２は、初期位置１１１の信頼性の程度を示す指標値であり、図１１の初期位置信頼度１０３３に対応している。ホストＣＰＵ５０は、基地局３から概略位置の信頼度を取得し、初期位置信頼度１１２としてフラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる。

衛星軌道データ１１３は、例えばアルマナックやエフェメリスといった各ＧＰＳ衛星ＳＶの衛星軌道が記憶されたデータである。衛星軌道データ１１３は、基地局からサーバーアシストによって取得したり、ベースバンド処理回路部３０により捕捉されたＧＰＳ衛星信号をデコードすることで取得することができる。

図１０は、ＲＡＭ１２０に格納されるデータの一例を示す図である。ＲＡＭ１２０には、メジャメントデータ１２１と、フレーム配置データ１２２と、グリッドデータ１２３と、候補初期位置データ１２４と、センサーデータ１２５と、優先度データ１２６と、暫定初期位置１２７と、候補出力位置１２８と、出力位置１２９とが記憶される。

図１２は、メジャメントデータ１２１のデータ構成の一例を示す図である。メジャメントデータ１２１には、各捕捉対象衛星１２１１それぞれについて、コード位相及びドップラー周波数でなるメジャメント観測値１２１３が記憶される。ホストＣＰＵ５０は、メジャメント取得演算部３３からメジャメント観測値１２１３を取得し、捕捉対象衛星１２１１と対応付けてメジャメントデータ１２１に記憶させる。

フレーム配置データ１２２は、例えば図３のフレームＦ１〜Ｆ９のような、各フレームの配置に関するデータであり、例えばフレームの座標値がこれに含まれる。

図１３は、グリッドデータ１２３のデータ構成の一例を示す図である。グリッドデータ１２３は、全てのフレームの全てのグリッドについてのデータであり、フレームの番号１２３１と、当該フレームに含まれるグリッドの番号１２３３と、当該グリッドに含まれるグリッドの位置座標１２３５と、当該グリッドについて算出された第１ＡＰＲ値１２３７とが対応付けて記憶される。

図１４は、候補初期位置データ１２４のデータ構成の一例を示す図である。候補初期位置データ１２４は、候補初期位置として選出されたグリッドについてのデータであり、フレームの番号１２４１と、グリッドの番号１２４３と、当該グリッドの位置座標１２４５と、第２ＡＰＲ値１２４７とが対応付けて記憶される。

図１５は、センサーデータ１２５のデータ構成の一例を示す図である。センサーデータ１２５には、検出時刻１２５１（例えばミリ秒）と対応付けて、速度センサー９１により検出された移動速度１２５３と、方位センサー９３により検出された移動方向１２５５とが対応付けて記憶される。

図１６は、優先度データ１２６のデータ構成の一例を示す図である。優先度データ１２６には、各フレームの番号１２６１と、当該フレームの捕捉対象衛星別の点数１２６３と、優先度１２６５とが対応付けて記憶されている。

暫定初期位置１２７は、候補初期位置の中から暫定的な初期位置として決定されたグリッドに対応する位置である。候補出力位置１２８は、第２位置算出演算処理により出力位置の候補として算出された位置である。また、出力位置１２９は、最終的に表示部７０に出力する位置として決定された位置である。

５．処理の流れ
図１７は、ＲＯＭ１００に記憶されているメインプログラム１０１がホストＣＰＵ５０により読み出されて実行されることで、携帯型電話機２において実行されるメイン処理の流れを示すフローチャートである。

メイン処理は、ホストＣＰＵ５０が、操作部６０を介してユーザーにより電源投入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る。また、特に説明しないが、以下のメイン処理の実行中は、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ＲＦ信号のＩＦ信号へのダウンコンバージョンが行われ、ベースバンド処理回路部３０によるＩＦ信号からのＧＰＳ衛星信号の捕捉・抽出や、メジャメント取得演算部３３によるメジャメント観測値の演算が随時なされる状態にあるものとする。また、センサー部９０により携帯型電話機２の移動状態が随時検出される状態にあるものとする。

先ず、ホストＣＰＵ５０は、操作部６０を介してなされた指示操作を判定し（ステップＡ１）、指示操作が通話指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；通話指示操作）、通話処理を行う（ステップＡ３）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部８０に基地局３との間の基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間の通話を実現する。

また、ステップＡ１において指示操作がメール送受信指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；メール送受信指示操作）、ホストＣＰＵ５０は、メール送受信処理を行う（ステップＡ５）。具体的には、携帯電話用無線通信回路部８０に基地局通信を行わせ、携帯型電話機２と他機との間のメールの送受信を実現する。

また、ステップＡ１において指示操作が位置算出指示操作であると判定した場合は（ステップＡ１；位置算出指示操作）、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている位置算出プログラム１０１１を読み出して実行することで、位置算出処理を行う（ステップＡ７）。

図１８及び図１９は、位置算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、電源投入後の初回位置算出、又は、前回位置算出から所定時間以上が経過しているか否かを判定し（ステップＢ１）、この条件を満たさないと判定した場合は（ステップＢ１；Ｎｏ）、ステップＢ５へと処理を移行する。また、この条件を満たすと判定した場合は（ステップＢ１；Ｙｅｓ）、通信基地局から携帯型電話機２の概略位置及びその信頼度を取得し、初期位置１１１及び初期位置信頼度１１３としてフラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる（ステップＢ３）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている初期位置１１１及び衛星軌道データ１１３を用いて、捕捉対象衛星判定処理を行う（ステップＢ５）。より詳細には、不図示の時計部で計時されている現在日時において、初期位置１１１の天空に位置するＧＰＳ衛星ＳＶを衛星軌道データ１１３から判定して捕捉対象衛星とする。

その後、ホストＣＰＵ５０は、捕捉対象衛星数が４個以上であるか否かを判定し（ステップＢ７）、４個未満であると判定した場合は（ステップＢ７；Ｎｏ）、ステップＢ５に戻る。

また、４個以上であると判定した場合は（ステップＢ７；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ５０は、捕捉対象衛星の組合せ（以下、「衛星組合せ」と称す。）を抽出する（ステップＢ９）。例えば、捕捉対象衛星の数が６個である場合には、４個の衛星でなる組合せ（₆Ｃ₄＝１５個）と、５個の衛星でなる組合せ（₆Ｃ₅＝６個）と、６個の衛星でなる組合せ（₆Ｃ₆＝１個）との計２２個の衛星組合せを抽出する。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ステップＢ９で抽出した各衛星組合せについて、ループＡの処理を実行する（ステップＢ１１〜Ｂ４５）。ループＡの処理では、ホストＣＰＵ５０は、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている初期位置信頼度１１２が１５０ｋｍを超えているか否かを判定し（ステップＢ１３）、１５０ｋｍ以下であると判定した場合は（ステップＢ１３；Ｎｏ）、ステップＢ４１へと処理を移行する。

また、初期位置信頼度１１２が１５０ｋｍを超えていると判定した場合は（ステップＢ１３；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている拡張グリッドサーチプログラム１０１２を読み出して実行することで、拡張グリッドサーチ処理を行う（ステップＢ１５）。

図２０は、拡張グリッドサーチ処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、メジャメント取得演算部３３により演算されたメジャメント観測値が前回位置算出時と同一であるか否かを判定する（ステップＣ１）。そして、同一ではないと判定した場合は（ステップＣ１；Ｎｏ）、ホストＣＰＵ５０は、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている初期位置１１１に基づいてフレームの位置を決定するとともに、初期位置信頼度１１２に基づいてフレームの数を決定する（ステップＣ３）。そして、ホストＣＰＵ５０は、決定した位置及び数に従って地球上にフレームを仮想的に配置する（ステップＣ５）。

より具体的には、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている初期位置１１１を中心のグリッドとして、初期位置信頼度１１２に応じた個数のフレームを配置する。例えば、誤差範囲が「６００〜１０００ｋｍ」の範囲である場合は、図３に示すように、初期位置１１１を中心とするフレームＦ１を中心に配置し、その周りにＦ２〜Ｆ９の８つのフレームを配置する。また、「３００ｋｍ〜６００ｋｍ」の範囲である場合は、縦２個×横２個の４個のフレームを配置し、「１０００ｋｍ〜１３００ｋｍ」の範囲である場合は、縦４個×横４個の１６個のフレームを配置する。以降、範囲が３００ｋｍ増えるごとに配置するフレーム数の個数を増やす。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている初期位置推定軽減プログラム１０１３を読み出して実行することで、初期位置推定軽減処理を行う（ステップＣ７）。

図２１は、初期位置推定軽減処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星それぞれについて、ループＨの処理を実行する（ステップＨ１〜Ｈ１５）。ループＨの処理では、ホストＣＰＵ５０は、当該捕捉対象衛星から受信したＧＰＳ衛星信号のドップラー周波数をメジャメント取得演算部３３から取得して観測受信周波数とする（ステップＨ３）。

その後、ホストＣＰＵ５０は、ステップＣ５で配置した各フレームそれぞれについて、ループＩの処理を実行する（ステップＨ５〜Ｈ１３）。ループＩの処理では、ホストＣＰＵ５０は、当該フレームの代表グリッドで当該捕捉対象衛星からＧＰＳ衛星信号を受信する場合の受信周波数を、センサー部９０の検出結果とフラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている衛星軌道データ１１３とを用いて算出して想定受信周波数とする（ステップＨ７）。

そして、ホストＣＰＵ５０は、ステップＨ７で算出した想定受信周波数と、ステップＨ３で取得した観測受信周波数との差を算出する（ステップＨ９）。そして、ホストＣＰＵ５０は、算出した受信周波数の差に基づいて当該フレームの点数１２６３を計算し、ＲＡＭ１２０の優先度データ１２６に記憶させる（ステップＨ１１）。そして、ホストＣＰＵ５０は、次のフレームへと処理を移行する。

全てのフレームについてステップＨ７〜Ｈ１１の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＩの処理を終了する（ステップＨ１３）。そして、ホストＣＰＵ５０は、次の捕捉対象衛星へと処理を移行する。そして、全ての捕捉対象衛星についてステップＨ３〜Ｈ１３の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＨの処理を終了する（ステップＨ１５）。

その後、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星についてステップＨ１１で計算された点数１２６３をフレーム別に合算・集計することで各フレームの優先度１２６５を算出し、ＲＡＭ１２０の優先度データ１２６に記憶させる（ステップＨ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、算出した優先度に従って処理対象フレームを抽出して（ステップＨ１９）、初期位置推定軽減処理を終了する。

図２０の拡張グリッドサーチ処理に戻って、初期位置推定軽減処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ステップＨ１９で抽出した各処理対象フレームそれぞれについて、ループＣの処理を実行する（ステップＣ９〜Ｃ１５）。ループＣの処理では、ホストＣＰＵ５０は、当該フレームの全てのグリッドの位置座標１２３５を算出し、当該フレームの番号１２３１及び当該グリッドの番号１２３３と対応付けてＲＡＭ１２０のグリッドデータ１２３に記憶させる（ステップＣ１１）。

その後、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている第１ＡＰＲ値算出プログラム１０１４を読み出して実行することで、第１ＡＰＲ値算出処理を行う（ステップＣ１３）。

図２２は、第１ＡＰＲ値算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、当該フレームの各グリッドについて、ループＤの処理を実行する（ステップＤ１〜Ｄ２７）。ループＤの処理では、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０のグリッドデータ１２３に記憶されている当該グリッドの第１ＡＰＲ値１２３７をリセットする（ステップＤ３）。

その後、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星について、ループＥの処理を実行する（ステップＤ５〜Ｄ２３）。ループＥの処理では、ホストＣＰＵ５０は、当該捕捉対象衛星の番号を「ｉ」に代入する（ステップＤ７）。そして、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている衛星軌道データ１１３に基づいて、当該捕捉対象衛星の位置座標を算出する（ステップＤ９）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、グリッドデータ１２３に記憶されている当該グリッドの位置座標１２３５と、ステップＤ９で算出した当該捕捉対象衛星の位置座標とに基づいて、当該グリッドと当該捕捉対象衛星間の幾何学的距離「ＧＲ」を算出する（ステップＤ１１）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、算出した幾何学的距離「ＧＲ」の３００ｋｍ以下の部分（端数部分）を算出して第１端数部分とする（ステップＤ１３）。また、ホストＣＰＵ５０は、メジャメント取得演算部３３により演算された当該捕捉対象衛星についてのコード位相に相当する長さを算出して第２端数部分とする（ステップＤ１５）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ステップＤ１３で算出した第１端数部分と、ステップＤ１５で算出した第２端数部分との差を算出してＤｉｆｆ［ｉ］とする（ステップＤ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、当該捕捉対象衛星について算出したＤｉｆｆ［ｉ］から、１番目の捕捉対象衛星について算出したＤｉｆｆ［１］を減算して、Ｄｉｆｆ＿Ｔｅｍｐ［ｉ］とする（ステップＤ１９）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ステップＤ１９で算出したＤｉｆｆ＿Ｔｅｍｐ［ｉ］の二乗値を現在の第１ＡＰＲ値に加算して、第１ＡＰＲ値１２３７を更新する（ステップＤ２１）。そして、ホストＣＰＵ５０は、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Ｄ７〜Ｄ２１の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＥの処理を終了する（ステップＤ２３）。ループＥの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、当該グリッドの第１ＡＰＲ値１２３７をＲＡＭ１２０のグリッドデータ１２３に記憶させ（ステップＤ２５）、次のグリッドへと処理を移行する。

全てのグリッドについてステップＤ３〜Ｄ２５の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＤの処理を終了する（ステップＤ２７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、第１ＡＰＲ値算出処理を終了する。

図２０の拡張グリッドサーチ処理に戻って、第１ＡＰＲ値算出処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、次のフレームへと処理を移行する。全てのフレームについてステップＣ１１及びＣ１３の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＣの処理を終了する（ステップＣ１５）。

ループＣの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０のグリッドデータ１２３に記憶されている第１ＡＰＲ値１２３７が小さい順に「１０個」のグリッドを候補初期位置として抽出し、ＲＡＭ１２０の候補初期位置データ１２４に更新記憶させる（ステップＣ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、拡張グリッドサーチ処理を終了する。

一方、ステップＣ１において、メジャメント観測値が前回位置算出時と同一である場合は（ステップＣ１；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ５０は、拡張グリッドサーチ処理を終了する。これは、メジャメント観測値が前回位置算出時と同一であれば、候補初期位置も前回位置算出時と同一となることから、ステップＣ３〜Ｃ１７の処理を行うことは計算量が増えることになるためである。

図１８の位置算出処理に戻って、拡張グリッドサーチ処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、各候補初期位置と各捕捉対象衛星間の幾何学的距離を算出する（ステップＢ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、各候補初期位置について、ループＢの処理を実行する（ステップＢ１９〜Ｂ２９）。

ループＢの処理では、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている第１位置算出演算プログラム１０１７を読み出して実行することで、第１位置算出演算処理を行う（ステップＢ３１）。具体的には、ステップＢ１７で算出した幾何学的距離とコード位相から算出される擬似距離とを用いて、最小二乗法に基づく位置収束演算を行う。この際、収束演算の反復回数を「２回」とする。

その後、ホストＣＰＵ５０は、解が収束したか否かを判定し（ステップＢ２３）、解が収束しなかったと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｎｏ）、次の候補初期位置へと処理を移行する。また、解が収束したと判定したと判定した場合は（ステップＢ２３；Ｙｅｓ）、ＲＯＭ１００に記憶されている第２ＡＰＲ値算出プログラム１０１５を読み出して実行することで、第２ＡＰＲ値算出処理を行う（ステップＢ２５）。

図２３は、第２ＡＰＲ値算出処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０の候補初期位置データ１２４に記憶されている当該候補初期位置の第２ＡＰＲ値１２４７をリセットする（ステップＥ１）。その後、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星について、ループＦの処理を実行する（ステップＥ３）。

ループＦの処理では、ホストＣＰＵ５０は、当該捕捉対象衛星の番号を「ｉ」に代入する（ステップＥ５）。そして、当該候補初期位置を用いて第１位置算出演算処理により算出した算出位置と、当該捕捉対象衛星間の幾何学的距離を算出する（ステップＥ７）。また、ホストＣＰＵ５０は、メジャメント取得演算部３３により演算された当該捕捉対象衛星についてのコード位相を用いて、携帯型電話機２と当該捕捉対象衛星間の擬似距離を算出する（ステップＥ９）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ステップＥ７で算出した幾何学的距離と、ステップＥ９で算出した擬似距離との差を算出してＤｉｆｆ［ｉ］とする（ステップＥ１１）。そして、ホストＣＰＵ５０は、算出したＤｉｆｆ［ｉ］の二乗値を現在の第２ＡＰＲ値に加算して、第２ＡＰＲ値を更新する（ステップＥ１３）。そして、ホストＣＰＵ５０は、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Ｅ５〜Ｅ１３の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＦの処理を終了する（ステップＥ１５）。ループＦの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、当該候補初期位置の第２ＡＰＲ値１２４７を当該衛星組合せに含まれる衛星数で除算して第２ＡＰＲ値１２４７を更新する（ステップＥ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、第２ＡＰＲ値算出処理を終了する。

図１９の位置算出処理に戻って、第２ＡＰＲ値算出処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、当該候補初期位置の第２ＡＰＲ値１２４７をＲＡＭ１２０の候補初期位置データ１２４に記憶させる（ステップＢ２７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、次の候補初期位置へと処理を移行する。

全ての候補初期位置についてステップＢ２１〜Ｂ２７の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＢの処理を終了する（ステップＢ２９）。ループＢの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０の候補初期位置データ１２４に記憶されている第２ＡＰＲ値１２４７が最小の候補初期位置を選択して暫定初期位置１２７とし、ＲＡＭ１２０に更新記憶させる（ステップＢ３１）。

その後、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されているドップラーチェックプログラム１０１６を読み出して実行することでドップラーチェック処理を行い、暫定初期位置１２７の適否を判定する（ステップＢ３３）。

図２４は、ドップラーチェック処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星について、ループＧの処理を実行する（ステップＦ１〜Ｆ９）。ループＧの処理では、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０に記憶されている暫定初期位置１２７と、当該捕捉対象衛星の衛星位置及びフラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている衛星軌道データ１１３とからドップラー周波数を算出して第１ドップラー周波数とする（ステップＦ３）。

また、ホストＣＰＵ５０は、メジャメント取得演算部３３により取得されたドップラー周波数を第２ドップラー周波数とする（ステップＦ５）。次いで、ホストＣＰＵ５０は、第１ドップラー周波数と第２ドップラー周波数との差の絶対値を算出してドップラー残差とする（ステップＦ７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、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Ｆ３〜Ｆ７の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＧの処理を終了する（ステップＦ９）。ループＧの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、ドップラー残差の最大値と最小値との差を算出してドップラー残差幅とする（ステップＦ１１）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ステップＦ１１で算出したドップラー残差幅が所定の閾値未満であるか否かを判定し（ステップＦ１３）、閾値未満であると判定した場合は（ステップＦ１３；Ｙｅｓ）、ドップラーチェックＯＫと判定する（ステップＦ１５）。また、閾値以上であると判定した場合は（ステップＦ１３；Ｎｏ）、ドップラーチェックＮＧと判定する（ステップＦ１７）。そして、ホストＣＰＵ５０は、ドップラーチェック処理を終了する。

図１９の位置算出処理に戻って、ドップラーチェック処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ドップラーチェックＯＫであったか否かを判定し（ステップＢ３５）、ドップラーチェックＮＧであったと判定した場合は（ステップＢ３５；Ｎｏ）、次の衛星組合せへと処理を移行する。

また、ドップラーチェックＯＫであったと判定した場合は（ステップＢ３５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０に記憶されている暫定初期位置１２７を初期位置１１１としてフラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる（ステップＢ３７）。

そして、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている初期位置信頼度設定データ１０３を参照し、ステップＦ１１で算出したドップラー残差幅１０３１に対応する初期位置信頼度１０３３を読み出して、フラッシュＲＯＭ１１０に初期位置信頼度１１２として更新記憶させる（ステップＢ３９）。

次いで、ホストＣＰＵ５０は、ＲＯＭ１００に記憶されている第２位置算出演算プログラム１０１８を読み出して実行することで、第２位置算出演算処理を行う（ステップＢ４１）。具体的には、フラッシュＲＯＭ１１０に記憶されている初期位置１１１と各捕捉対象衛星間の幾何学的距離と、コード位相から算出される擬似距離とを用いて、最小二乗法に基づく位置収束演算を行う。この際、収束演算の反復回数を「６回」とする。

そして、ホストＣＰＵ５０は、第２位置算出演算処理で得られた算出位置を候補出力位置１２８としてＲＡＭ１２０に蓄積記憶させて（ステップＢ４３）、次の衛星組合せへと処理を移行する。全ての衛星組合せについてステップＢ１３〜Ｂ４３の処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、ループＡの処理を終了する（ステップＢ４５）。

ループＡの処理を終了した後、ホストＣＰＵ５０は、ＲＡＭ１２０に蓄積記憶された候補出力位置１２８の中から出力位置１２９を決定してＲＡＭ１２０に記憶させる（ステップＢ４７）。具体的には、例えば、捕捉対象衛星の信号強度の平均値が最も大きい候補出力位置１２８や、捕捉対象衛星の天空配置の指標値であるＰＤＯＰ（Position Dilution Of Precision）値が最も小さい候補出力位置１２８を出力位置１２９に決定することができる。

そして、ホストＣＰＵ５０は、ステップＢ４７で決定した出力位置１２９をプロットしたナビゲーション画面を表示部７０に表示させた後（ステップＢ４９）、位置算出処理を終了する。

図１７のメイン処理に戻って、ステップＡ３〜Ａ７の何れかの処理を行った後、ホストＣＰＵ５０は、操作部６０を介してユーザーにより電源切断指示操作がなされたか否かを判定し（ステップＡ９）、なされなかったと判定した場合は（ステップＡ９；Ｎｏ）、ステップＡ１に戻る。また、電源切断指示操作がなされたと判定した場合は（ステップＡ９；Ｙｅｓ）、メイン処理を終了する。

６．作用効果
本実施形態によれば、地球上に、携帯型電話機２の所在地を含むと想定される位置範囲であって、３００ｋｍ四方以上の複数のフレームを設定する。そして、設定した複数のフレームそれぞれについて、当該フレームの代表グリッドで、センサー部により検出された移動速度及び移動方向で移動していると仮定した場合のＧＰＳ衛星信号の想定受信周波数を算出する。そして、ＧＰＳ衛星信号を受信した際の観測受信周波数と想定受信周波数との差に基づいて、複数のフレームの中から初期位置とする位置を含む処理対象フレームを抽出する。そして、ＧＰＳ衛星信号を用いて、抽出された処理対象フレーム内に初期位置とする位置を決定する。

複数のフレームを設定して計算を行うことによって、携帯型電話機２の真位置から大きく離れた位置が与えられた場合であっても、初期位置を決定することが可能となる。また、フレームの代表グリッドと携帯型電話機２の真位置とが近ければ、当該代表グリッドでＧＰＳ衛星信号を受信したと仮定した場合の想定受信周波数と実際にＧＰＳ衛星信号を受信した際の観測受信周波数とは近い値となり、観測受信周波数と想定受信周波数との差は小さくなるはずである。そのため、観測受信周波数と想定受信周波数との差に基づいてフレームを絞り込むことで、計算量を削減しつつ、真位置に近い初期位置を求めることが可能となる。この際、携帯型電話機２の移動速度及び移動方向を加味して想定受信周波数を算出することで、携帯型電話機２の移動に伴うドップラーを考慮した正確な受信周波数が算出されることになり、求められる初期位置の正確性が向上する。

また、本実施形態では、１５０ｋｍを超える誤差を有する可能性のある概略位置及び当該概略位置の誤差を示す信頼度を外部システムである基地局３から取得する。そして、取得した概略位置及び信頼度に基づいて、設定するフレームの位置及び数を決定する。これにより、携帯型電話機２の真位置から５００ｋｍや１０００ｋｍも離れた概略位置が与えられた場合であっても、適切な位置及び数のフレームを設定して初期位置を決定することが可能となる。

また、本実施形態では、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ衛星信号それぞれについての想定受信周波数を算出し、複数のＧＰＳ衛星それぞれについて、観測受信周波数と想定受信周波数との差を求める。そして、求めた受信周波数の差に基づいて点数を計算し、各ＧＰＳ衛星について計算された点数を合算・集計してフレームの優先度を算出し、算出した優先度に従って処理対象フレームを抽出する。

観測受信周波数と想定受信周波数との差が小さいフレームには、携帯型電話機２の真位置が含まれている可能性が高い。それも、複数のＧＰＳ衛星について計算を行って同じように受信周波数の差が小さくなるのであれば、当該フレームには間違いなく真位置が含まれていると考えることできる。そのため、複数のＧＰＳ衛星それぞれについて算出した受信周波数の差をフレーム毎に集計してフレームを絞り込むことで、真位置に可及的に近い初期位置を求めることが可能となる。

７．変形例
７−１．電子機器
上述した実施形態では、位置算出装置を備えた電子機器として携帯型電話機を例に挙げて説明したが、ノート型パソコンやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器としてもよい。

７−２．衛星位置算出システム
また、上述した実施形態では、衛星位置算出システムとして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等の他の衛星位置算出システムであってもよい。

７−３．処理の分化
ホストＣＰＵ５０が行う処理の一部又は全部を、ベースバンド処理回路部３０の演算制御部３１が行うことにしてもよい。例えば、上述した実施形態では、ホストＣＰＵ５０がグリッドの絞り込みや位置算出演算（位置収束演算）を実行するものとして説明したが、演算制御部３１がこれらの処理を実行する構成としてもよいことは勿論である。

７−４．暫定初期位置の適否判定
上述した実施形態では、ドップラーチェック処理を行って暫定初期位置の適否を判定するものとして説明したが、ドップラーチェック処理を行わずに、暫定初期位置の適否を簡易に判定することも可能である。この場合の処理を、図２５を参照して説明する。

具体的には、図１８及び図１９に記載した位置算出処理のステップＢ３３及びＢ３５とステップＢ３９とを、それぞれ図２５のステップＧ３５とステップＧ３９とに代えた第２位置算出処理を実行すればよい。図２５に、第２位置算出処理のうち、図１９の位置算出処理に相当する部分のフローチャートを示す。

第２位置算出処理では、ステップＢ３１において暫定初期位置を決定した後、ホストＣＰＵ５０は、決定した暫定初期位置が前回位置算出時の暫定初期位置と一致したか否かを判定する（ステップＧ３５）。そして、一致しないと判定した場合は（ステップＧ３５；Ｎｏ）、次の衛星組合せへと処理を移行する。

また、一致すると判定した場合は（ステップＧ３５；Ｙｅｓ）、ホストＣＰＵ５０は、ステップＢ３１で決定した暫定初期位置を初期位置として、フラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる（ステップＢ３７）。すなわち、連続して同じ暫定初期位置が得られた場合に、当該暫定初期位置は適切であると判定する。

そして、ホストＣＰＵ５０は、当該衛星組合せに含まれる捕捉対象衛星数に基づいて初期位置信頼度を決定して、フラッシュＲＯＭ１１０に更新記憶させる（ステップＧ３９）。具体的には、例えば、当該衛星組合せに含まれる捕捉対象衛星数が６個以上である場合は、初期位置信頼度を５０ｋｍとし、捕捉対象衛星数が５個である場合は、初期位置信頼度を１００ｋｍとする。また、捕捉対象衛星数が４個である場合は、初期位置信頼度を１５０ｋｍとする。すなわち、捕捉対象衛星数が多いほど、初期位置信頼度を高く設定する。

７−５．信号強度に基づく重み付け
上述した実施形態では、各捕捉対象衛星について計算されたフレームの点数を単純に合算して各フレームの優先度を算出するものとして説明したが、優先度の算出方法は他にも考えられる。例えば、受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて捕捉対象衛星に重み付けをし、フレームの点数を加重平均して優先度を算出することにしてもよい。

図２６は、この場合にホストＣＰＵ５０が初期位置推定軽減処理の代わりに行う処理である第２初期位置推定軽減処理の流れを示すフローチャートである。尚、図２１の初期位置推定軽減処理と同一のステップについては同一の符号を付して説明を省略し、初期位置推定軽減処理とは異なる部分について説明する。

第２初期位置推定軽減処理では、ホストＣＰＵ５０は、各捕捉対象衛星について行うループＨの処理の中で、当該捕捉対象衛星から受信したＧＰＳ衛星信号の信号強度に基づいて、当該捕捉対象衛星の重み「ω」を決定する（ステップＪ４）。

ＧＰＳ衛星信号の信号強度が大きい衛星ほど、計算で求められたフレームの点数は信頼できるものである可能性が高い。そこで、ＧＰＳ衛星信号の信号強度が大きな捕捉対象衛星ほど値が大きくなるように重み「ω」を決定する。この場合、次式（３）が成立するように重み「ω」を正規化すれば好適である。

但し、添え字の「ｉ」は捕捉対象衛星の番号を示しており、「Ｎ」は捕捉対象衛星の数を示している。

ホストＣＰＵ５０は、ループＨの処理を行った後、各捕捉対象衛星についてステップＪ４で決定された重み「ω」を用いて、ステップＨ１１で算出された点数をフレーム別に加重平均計算することで、各フレームの優先度を算出する（ステップＪ１７）。具体的には、次式（４）に従って優先度「Ｐ_j」を算出する。

但し、「ｐ」は当該フレームの点数を示しており、添え字の「ｊ」はフレームの番号を示している。

そして、ホストＣＰＵ５０は、ステップＪ１７で算出した優先度に従って処理対象フレームを抽出し（ステップＪ１９）、第２初期位置推定軽減処理を終了する。

尚、ＧＰＳ衛星信号の信号強度ではなく、ＧＰＳ衛星の仰角に基づいて優先度を同様に算出することもできる。すなわち、仰角が高い衛星ほど、計算されるフレームの点数は信頼できるものである可能性が高い。そこで、仰角が高い捕捉対象衛星ほど大きな重みを設定して、フレームの点数を加重平均計算するようにする。

７−６．出力位置
上述した実施形態では、初期位置を決定した後に、当該初期位置を用いた第２位置算出演算処理を行って出力位置を決定するものとして説明したが、第２位置算出演算処理を行わずに、初期位置を出力位置に決定することとしてもよい。上述した原理に従ったグリッドの絞り込みにより、算出装置の真位置に近い初期位置を得ることができるためである。

７−７．グリッドの絞り込み
上述した実施形態では、全てのグリッドに対して、幾何学的距離の端数部分と擬似距離の端数部分との差を用いて第１ＡＰＲ値を算出するものとして説明したが、端数部分を用いるのではなく、幾何学的距離の全体と擬似距離の全体との差を用いて第１ＡＰＲ値を算出して、グリッドの絞り込みを行うこととしてもよい。

また、距離の差を用いてＡＰＲ値を算出するのではなく、ドップラー周波数の差を用いてＡＰＲ値を算出して、グリッドの絞り込みを行うこととしてもよい。すなわち、各捕捉対象衛星それぞれについて、理論的に算出したドップラー周波数と、実際に計測したドップラー周波数との差を算出し、それらの二乗和を計算することによってＡＰＲ値を求める。そして、求めたＡＰＲ値が小さい順にグリッドを抽出することで、グリッドを絞り込む。

７−８．フレーム及びグリッド
上述した実施形態では、３００ｋｍ四方のフレームに５０ｋｍ間隔でグリッドを格子状に配設するものとして説明したが、グリッドの配設間隔は適宜設定変更可能である。グリッドの配設間隔を狭くするほど、より真位置に近い初期位置を得ることが可能となるが、その分計算量は増加する。

また、フレームの形状は必ずしも矩形である必要はなく、例えば円形としてもよい。同様に、グリッドの配設形状についても格子状とする必要はなく、例えば同心円状や螺旋状としてもよい。

７−９．衛星組合せ
上述した実施形態では、図１８及び図１９の位置算出処理において、ステップＢ９で抽出した衛星組合せの全てについて、ステップＢ１１〜Ｂ４５の処理を行うものとして説明したが、ステップＢ９で抽出した衛星組合せのうち、例えばＰＤＯＰ値が所定の閾値以下である衛星組合せや、捕捉したＧＰＳ衛星信号の信号強度の平均値が所定の閾値以上である衛星組合せについてのみステップＢ１１〜Ｂ４５の処理を行うこととしてもよい。これにより、計算量を削減することが可能となる。

１ 位置算出システム 、 ２ 携帯型電話機、 ３ 基地局、
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 演算制御部、
３３ メジャメント取得演算部、 ３５ ＲＯＭ、 ３７ ＲＡＭ、 ４０ ＴＣＸＯ、
５０ ホストＣＰＵ、 ６０ 操作部、 ７０ 表示部、 ７５ 携帯電話用アンテナ、
８０ 携帯電話用無線通信回路部、 ９０ センサー部、 ９１ 速度センサー、
９３ 方位センサー、 １００ ＲＯＭ、 １１０ フラッシュＲＯＭ、
１２０ ＲＡＭ

Claims (8)

1. 測位用衛星からの衛星信号に基づいて位置算出計算をする際の初期位置を決定する初期位置決定方法であって、
   複数の候補範囲を設定することと、
   前記測位用衛星から衛星信号を受信することと、
   移動速度及び移動方向を検出することと、
   前記複数の候補範囲それぞれについて、当該候補範囲の代表位置で前記移動速度及び前記移動方向で移動していると仮定した場合の前記衛星信号の想定受信周波数を算出することと、
   前記衛星信号を受信した際の受信周波数と前記想定受信周波数との差に基づいて、前記複数の候補範囲の中から前記初期位置とする位置を含む候補範囲を抽出することと、
   前記衛星信号を用いて、前記抽出された候補範囲内に前記初期位置とする位置を決定することと、
   を含む初期位置決定方法。
2. １５０ｋｍを超える誤差を有する可能性のある概略位置及び当該概略位置の誤差を示す信頼性指標値を外部システムから取得することを更に含み、
   前記候補範囲の設定は、前記概略位置及び前記信頼性指標値に基づいて、前記候補範囲を設定する位置及び数を決定することを含む、
   請求項１に記載の初期位置決定方法。
3. 前記想定受信周波数を算出することは、複数の前記測位用衛星からの衛星信号それぞれについての前記想定受信周波数を算出することを含み、
   前記候補範囲を抽出することは、
   複数の前記測位用衛星それぞれについて、前記受信周波数と前記想定受信周波数との差を求めることと、
   前記求めた差を前記候補範囲ごとに集計することと、
   前記集計結果に基づいて前記候補範囲を抽出することと、
   を含む、
   請求項１又は２に記載の初期位置決定方法。
4. 前記衛星信号の信号強度を検出することを更に含み、
   前記集計することは、前記衛星信号の信号強度に応じた重み付けを行って、前記求めた差を集計することを含む、
   請求項３に記載の初期位置決定方法。
5. 前記候補範囲内に複数の第１候補位置を格子状に設定することを更に含み、
   前記初期位置を決定することは、前記抽出された候補範囲内の前記第１候補位置の中から前記初期位置とする位置を選択することを含む、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の初期位置決定方法。
6. 前記初期位置を決定することは、
   前記抽出された候補範囲に含まれる第１候補位置の中から、当該第１候補位置と前記測位用衛星間の幾何学的距離と、前記測位用衛星からの衛星信号に基づいて算出した擬似距離との差に基づいて第２候補位置を選択することと、
   前記第２候補位置の中から、前記衛星信号を用いて前記初期位置とする位置を選択することと、
   を含む、
   請求項５に記載の初期位置決定方法。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の初期位置決定方法により決定された初期位置を用いて前記位置算出計算を行って位置を算出する位置算出方法。
8. 測位用衛星からの衛星信号に基づいて位置算出計算を行う位置算出装置であって、
   複数の候補範囲を設定する設定部と、
   前記測位用衛星から衛星信号を受信する受信部と、
   移動速度及び移動方向を検出する検出部と、
   前記複数の候補範囲それぞれについて、当該候補範囲の代表位置で前記移動速度及び前記移動方向で移動していると仮定した場合の前記衛星信号の想定受信周波数を算出する周波数算出部と、
   前記衛星信号を受信した際の受信周波数と前記想定受信周波数との差に基づいて、前記複数の候補範囲の中から前記初期位置とする位置を含む候補範囲を抽出する抽出部と、
   前記衛星信号を用いて、前記抽出された候補範囲内に前記初期位置とする位置を決定する決定部と、
   前記初期位置を用いて前記位置算出計算を行った位置を算出する位置算出部と、
   を備えた位置算出装置。

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