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発明の名称 移動通信システムを用いた測位方式及び移動通信システムの呼出方式
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−9339
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−159041
出願日 平成7年(1995)6月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】山川 政樹
発明者 新谷垣内 良児
要約 目的
移動局に特別なGPS装置を設けることなく移動局の位置を正確に算出すると共に、この際に基地局から移動局へ伝送する情報量を少なくする。

構成
基地局2のGPS装置23では複数のGPS衛星からの信号を受信してその位置を測定し、演算装置24ではこの位置情報と記憶した真の位置情報から誤差情報を算出して移動局4へ送り、移動局の演算装置44では自局のGPS装置43が測定した位置情報とこの誤差情報とから自局の位置を算出する。この結果、移動局では特別なGPS装置を設けずに自局の位置を正確に算出できる。また、緯度及び経度の2つの情報により位置算出を行うため、基地局から移動局へ伝送する情報量を少なくできる。
特許請求の範囲
【請求項1】 移動局と、移動局と制御チャネル等の無線回線を介して接続される基地局と、基地局と接続され前記移動局に対する交換接続処理を行う移動通信交換局とからなる移動通信システムにおいて、前記基地局に、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの基地局の位置を測定する第1のGPS装置と、この基地局の真の位置を記憶する記憶部と、第1のGPS装置により測定された位置情報と記憶部の位置情報とから誤差情報を算出する第1の演算装置とを設け、かつ前記移動局に、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの移動局の位置を測定する第2のGPS装置と、第2のGPS装置により測定された位置情報と前記誤差情報とに基づいてこの移動局の位置を算出する第2の演算装置とを設け、前記移動局の位置を測定するための基準局として前記基地局を利用することを特徴とする移動通信システムを用いた測位方式。
【請求項2】 請求項1記載の移動通信システムを用いた測位方式において、前記第1の演算装置は、第1のGPS装置により測定された緯度及び経度の各位置情報と記憶部に記憶された緯度及び経度の各位置情報とから緯度及び経度の各誤差情報を算出して移動局へ送信し、第2の演算装置は第2のGPS装置により測定された緯度及び経度の各位置情報と前記第1の演算装置からの緯度及び経度の各誤差情報とから移動局の位置を算出することを特徴とする移動通信システムを用いた測位方式。
【請求項3】 請求項1記載の移動通信システムを用いた測位方式において、前記移動通信交換局に、前記第2の演算装置により算出された位置情報を前記移動局の識別番号とともに記憶するレジスタを設けたことを特徴とする移動通信システムを用いた測位方式。
【請求項4】 移動局と、移動局と制御チャネル等の無線回線を介して接続される基地局と、基地局と接続され前記移動局に対する交換接続処理を行う移動通信交換局とからなる移動通信システムにおいて、前記基地局に、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの基地局の位置を測定する第1のGPS装置と、この基地局の真の位置を記憶する記憶部と、第1のGPS装置により測定された位置情報と記憶部の位置情報とから誤差情報を算出する第1の演算装置とを設け、前記移動局に、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの移動局の位置を測定する第2のGPS装置と、第2のGPS装置により測定された位置情報と前記誤差情報とに基づいてこの移動局の位置を算出する第2の演算装置とを設け、前記移動通信交換局に、前記第2の演算装置により算出された位置情報を前記移動局の識別番号とともに記憶するレジスタを設け、前記移動通信交換局は前記レジスタの内容に基づいて前記移動局への呼出を行うことを特徴とする移動通信システムの呼出方式。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セルラー系移動通信システム等の移動通信システムを用いた測位方式及びこの移動通信システムの呼出方式に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、GPS(Global Positioning System)衛星を用いて移動局の位置測定を行う場合は、GPS衛星では内蔵した高精度の原子時計を基準として、周期的に自己の軌道データと時刻とを電波信号として移動局側へ送信し、移動局側では各GPS衛星から受信した時刻情報と、内蔵時計の時刻との差から、各GPS衛星との間の距離を算出する。そして、算出された各距離を半径とする球面を描きその交点を求めることにより移動局の位置が決定される。
【0003】しかし、実際にはGPS衛星の時計の時刻と移動局の時計の時刻とを完全に合致させることは困難であることから、移動局の2次元測位を行う場合、最低3個のGPS衛星との間の距離を測定して3種類の方程式から真の位置を算出する。ここで、GPS衛星から発信される信号には、軍用の信号と一般に公開されている信号との2種類があるが、一般に公開されている信号を用いて位置測定を行うとその測位精度は公称100mとなっている。
【0004】ところで、このような測位精度を向上させる対策として、ディファレンシャル測位と呼ばれる測位方式が提案されている。即ち、この測位方式では、位置が既知である固定局を設け、この固定局にGPS装置を取り付ける。そして、この固定局のGPS装置により測定されたGPS衛星−固定局間の距離と、GPS衛星からの軌道データ及び固定局の既知の位置から計算されたGPS衛星−固定局間の距離との差を固定局で求め、誤差情報として移動局へ送信する。移動局では、内蔵したGPS装置により測定したGPS衛星−移動局間の距離を、この誤差情報に基づき補正した後、測位計算を行い自局の位置として算出する。なお、近年は、このようなディファレンシャル測位方式をセルラー系移動通信システムに取り入れ、この移動通信システム内の移動局の位置を測定する方法も提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなディファレンシャル測位方式では、移動局でGPS衛星−移動局間の距離を求める場合、測定したGPS衛星−移動局間の距離を固定局から送信された誤差情報を基に補正した後、測位計算を行っている。このため、こうした測位方式に基づく新たなGPS装置が移動局に必要になるという問題があった。また、このようなディファレンシャル測位方式を既設のセルラー系移動通信システムに適用した場合は、基地局から移動局に対し制御チャネルを用いて誤差情報を伝送しなければならないが、この際にはGPS衛星の認識番号(識別番号)や上述の誤差情報等の伝送が必要になる等、伝送する情報量が多くなるという問題もあった。従って本発明は、移動局に特別なGPS装置を設けることなく移動局の位置を正確に算出すると共に、この際に基地局から移動局へ伝送する情報量を少なくすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決するために本発明は、基地局に、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの基地局の位置を測定する第1のGPS装置と、基地局の真の位置を記憶する記憶部と、第1のGPS装置により測定された位置情報と記憶部の位置情報とから誤差情報を算出する第1の演算装置とを設け、かつ移動局には、複数のGPS衛星からの信号を受信してこの移動局の位置を測定する第2のGPS装置と、第2のGPS装置により測定された位置情報と上記誤差情報とに基づいて移動局の位置を算出する第2の演算装置とを設け、移動局の位置を測定するための基準局として基地局を利用するようにしたものである。また、第1の演算装置は、第1のGPS装置により測定された緯度及び経度の各位置情報と記憶部に記憶された緯度及び経度の各位置情報とから緯度及び経度の各誤差情報を算出して移動局へ送信し、第2の演算装置は第2のGPS装置により測定された緯度及び経度の各位置情報と第1の演算装置からの緯度及び経度の各誤差情報とから移動局の位置を算出するようにしたものである。また、移動通信交換局に、第2の演算装置により算出された位置情報を移動局の識別番号とともに記憶するレジスタを設けたものである。また、移動通信交換局に、第2の演算装置により算出された位置情報を移動局の識別番号とともに記憶するレジスタを設け、移動通信交換局はレジスタの内容に基づいて移動局への呼出を行うようにしたものである。
【0007】
【作用】移動局の位置を測定するための基準局として基地局を用いる場合に、基地局では、第1のGPS装置により測定された位置情報と記憶部の位置情報とから誤差情報を算出して移動局へ送信し、移動局では第2のGPS装置により測定された位置情報と上記誤差情報とに基づいて移動局の位置を算出する。この結果、移動局では特別なGPS装置を設けることなく自局の位置を正確に算出することができる。また、上記位置情報及び誤差情報として、緯度及び経度の2つの情報を用いるように構成する。この結果、移動局の位置を測定するための基準局として基地局を用いる場合に、基地局から移動局へ伝送する情報量を少なくでき、従って既存のシステムへの導入が容易になる。また、算出された移動局の位置情報を移動局の識別番号とともに移動通信交換局のレジスタに記憶する。この結果、移動局から例えば警察や消防署等に対し緊急連絡があった場合は、どの場所から連絡があったかを正確かつ迅速に認識することができる。また、このレジスタの内容を出力するようにすれば、精度の高いナビゲーションシステムとして活用できる。また、算出された移動局の位置情報を移動局の識別番号とともに移動通信交換局のレジスタに記憶し、移動通信交換局はレジスタの内容に基づいて移動局への呼出を行う。この結果、移動通信交換局では、最適な基地局を選択して移動局への呼出を行うことができ、従って効率の良い呼出が行える。
【0008】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明する。図1は、本発明を適用したセルラー系移動通信システムの一実施例を示すブロック図である。同図において、11 〜13 はGPS衛星、2は基地局、3は基地局2と接続され交換接続処理を行う移動通信交換局、4は移動局である。ここで、基地局2は、無線機21、制御チャネル多重装置22、GPS装置23、及び自局位置記憶部24Aを有する演算装置24から構成される。また、移動局4は、無線機41、制御チャネル多重装置42、GPS装置43及び演算装置44から構成される。
【0009】基地局2のGPS装置23では、各GPS衛星11 〜13 から時刻情報,軌道データ等の信号を受信すると、この基地局2の緯度及び経度の位置情報を算出する。演算装置24では、自局位置記憶部24Aに予め記憶されている基地局2の真の緯度及び経度の各位置情報と、GPS装置23で算出された緯度及び経度の各位置情報とをそれぞれ比較し、緯度及び経度の誤差情報を計算する。算出された緯度及び経度の各誤差情報は、制御チャネル多重装置22で多重されて無線機21へ送られる。無線機21では無線回線の制御チャネルを介し移動局4へ周期的にこの誤差情報を送信する。こうした誤差情報は、移動局4の無線機41で受信され、制御チャネル多重装置42を介して演算装置44に送られる。
【0010】一方、移動局4においても、基地局2と同様、内蔵または接続されている汎用のGPS装置43により各GPS衛星11 〜13 からの信号を受信している。そして各衛星からの信号を受信すると、基地局2のGPS装置23と同様に、自局(即ち、移動局4)の緯度及び経度の各位置情報を算出する。この場合、演算装置44では、GPS装置43で算出された緯度及び経度の各位置情報と、基地局2から送られた緯度及び経度の各誤差情報とから移動局4の正確な緯度及び経度の各位置情報を算出する。
【0011】このように、セルラー系移動通信システムの基地局2をGPSの基準局とした場合、基地局2と移動局4との距離は数キロ程度と短く、また、GPS衛星−基地局2間と、GPS衛星−移動局4間との伝搬路の相関がかなり高いため、基地局2及び移動局4で信号を受信するGPS衛星は同一の衛星と考えて良い。従って、単に緯度及び経度の各誤差情報を基地局2から移動局4へ送信するだけで移動局4では測位誤差を補正することが可能になり、以下のような効果が期待できる。
【0012】即ち、現存する多数の基地局2に、各GPS衛星11 〜13 からの信号の受信に基づく緯度及び経度の各位置情報と、予め記憶されている真の緯度及び経度の各位置情報との誤差を算出する機能を付加することにより、簡単にGPSの精度を上げることができる。また、移動局4に簡単な演算装置を付加することにより、移動局では汎用のGPS装置を流用して位置測定を行うことができる。また、例えば移動局4のような移動体の位置を求める場合、基地局2と移動局4間では、無線回線を介して緯度及び経度の2つの情報をやりとりするだけでよく、従って情報量が少なくて済むことから既存の移動通信システムに簡単に導入できる。
【0013】次に、図2は本発明の他の実施例を示すブロック図である。同図において、2A,2Bは基地局、3は移動通信交換局、4は移動局を示す。なお、移動通信交換局3は、基地局制御装置31、移動通信用交換機32、ホームロケーションレジスタ(HLR)33からなる。ところで移動局4では、上述したように、自局のGPS装置43で算出された緯度及び経度の各位置情報と、基地局2から送られた緯度及び経度の各誤差情報とから自局の正確な緯度及び経度の位置情報を算出するが、この場合、算出した正確な位置情報を自局の認識番号(IDコード)ととともに制御チャネル多重装置42及び無線機41を介し基地局2Aへ送信する。
【0014】基地局2Aでは、無線機21で移動局4からの位置情報及び認識番号を受信すると、制御チャネル多重装置22でこの位置情報及び認識番号を取り出し、移動通信交換局3へ送信する。移動通信交換局3の基地局制御装置31では、移動局4からの位置情報及び認識番号を受信すると、移動通信用交換機32を介してホームロケーションレジスタ33へ送出し、ホームロケーションレジスタ33に記憶させる。
【0015】こうして、ホームロケーションレジスタ33に移動局4の正確な位置情報及びその認識番号が記憶されることにより、移動通信交換局3内の移動通信用交換機32では、その移動局4の位置を特定できる。そして、その移動局4の認識番号及び位置情報とともに対応する基地局の番号等をホームロケーションレジスタ33に記憶しておけば、この移動局4に対する着信があった場合に、ホームロケーションレジスタ33の内容を参照することにより、その移動局4に最も近い特定の基地局を選択して移動局4を呼び出すことが可能になる。従って、呼び出しが特定の狭いエリアで行えることから、呼び出しが効率良く行え、この結果、呼出信号のトラヒック分散が可能になる。
【0016】また、移動通信用交換機32では、移動局4の正確な位置が得られるため、移動局4から例えば警察や消防署に対し緊急連絡があった場合は、どの場所から連絡があったかを正確かつ迅速に認識することができる。また、ホームロケーションレジスタ33の内容を表示出力するように構成すれば、本移動通信システムを精度の高いナビゲーションシステムとして活用することができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、移動局の位置を測定するための基準局として基地局を用いる場合に、基地局では、第1のGPS装置により測定された位置情報と記憶部の位置情報とから誤差情報を算出して移動局へ送信し、移動局では第2のGPS装置により測定された位置情報と上記誤差情報とに基づいて移動局の位置を算出するようにしたので、移動局では特別なGPS装置を設けることなく自局の位置を正確に算出することができる。また、上記位置情報及び誤差情報として、緯度及び経度の2つの情報を用いるようにしたので、移動局の位置を測定するための基準局として基地局を用いる場合に、基地局から移動局へ伝送する情報量を少なくでき、従って既存のシステムに対する導入が容易になる。また、算出された移動局の位置情報を移動局の識別番号とともに移動通信交換局のレジスタに記憶するようにしたので、移動局から例えば警察や消防署等に対し緊急連絡があった場合は、どの場所から連絡があったかを正確かつ迅速に認識できる。また、このレジスタの内容を出力するようにすれば、本システムを精度の高いナビゲーションシステムとして活用できる。また、算出された移動局の位置情報を移動局の識別番号とともに移動通信交換局のレジスタに記憶し、移動通信交換局はレジスタの内容に基づいて移動局への呼出を行うようにしたので、移動通信交換局では、最適な基地局を選択して移動局への呼出を行うことができ、従って効率の良い呼出が行える。




 

 


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