CN101438185A - 位置信息提供系统、位置信息提供装置以及发送机 - Google Patents

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Abstract

在电波无法到达的场所提供位置信息。位置信息提供装置所执行的处理包括以下步骤:获取接收到的定位信号的步骤(S610);确定定位信号的发送源的步骤(S612);在定位信号的发送源在屋外的情况下获取包含在定位信号中的导航电文的步骤(S622);执行用于根据该信号算出位置的处理的步骤(S624);在定位信号的发送源在屋内的情况下,从定位信号中获取电文数据的步骤(S630);从该数据中获取坐标值的步骤(S632);以及根据该坐标值显示位置信息的步骤(S650)。

Description

位置信息提供系统、位置信息提供装置以及发送机
技术领域
本发明涉及一种提供位置信息的技术。本发明更具体地涉及一种即使在从发送定位信号的卫星发送的信号无法到达的环境下也提供位置信息的技术。
背景技术
作为以往的定位系统,已知GPS(Global PositioningSystem:全球定位系统)。在GPS中使用的用于发送信号(以下为“GPS信号”)的卫星(以下为GPS卫星)在离地面大约2万千米的高度上飞行。使用者接收从GPS卫星发送的信号并进行解调,由此能够测量GPS卫星与使用者之间的距离。因而,在地面与GPS卫星之间没有障碍的情况下,能够使用从GPS卫星发送的信号进行定位。但是,例如在城市中利用GPS的情况下,林立的建筑物成为障碍,使用者的位置信息提供装置无法接收从GPS卫星发送的信号的情况较多。另外,由于建筑物对信号的衍射或者反射,在利用信号进行的距离的测量中产生误差,结果,定位的精确度变差的情况较多。
另外,也有在室内接收穿过墙壁、屋顶的微弱的GPS信号的技术,但是由于接收状况不稳定,定位的精确度也下降。
以上,以GPS为例对定位进行了说明,上述现象对于使用卫星的定位系统来说可以说是普遍存在的。此外,卫星定位系统并不限于GPS,例如也包括俄罗斯共和国的GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System:全球卫星导航系统)、欧洲的Galileo等系统。
在此,例如在日本特开2006-67086号公报(专利文献1)中公开了与位置信息的提供有关的技术。
专利文献1:日本特开2006-67086号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,根据日本特开2006-67086号公报所公开的技术,读出器或者记录器是提供位置信息的系统所固有的,存在通用性欠缺的问题。另外,为了避免干扰,需要抑制发送输出功率,可接收位置信息的范围受限制,除了无法获取连续的位置信息之外,还存在为了覆盖较广的范围而需要非常多的发送机的问题。
另外,关于位置信息的获取或者通知,例如如果是固定电话则预先知道设置场所,因此通过从固定电话拨出的电话能够确定其拨出场所。然而,随着便携式电话的普及,移动体通信变得很普遍,因此无法如固定电话那样通知发送者的位置信息的情况增多。另一方面,关于紧急时的报告,也正在研究关于将位置信息包含在来自便携式电话的报告中的法整备。
在具有以往的定位功能的便携式电话的情况下,在能够接收来自卫星的信号的场所可获取位置信息,因此能够通知便携式电话的位置。然而,在如屋内、地下街道那样无法接收电波的场所,存在利用以往的定位技术无法获取位置信息的问题。
因此,例如,还考虑如下技术:将能够发送类似于GPS信号的信号的多个发送机配置在室内,根据与GPS相同的三边测量的原理求出位置。然而,在这种情况下,需要各发送机的时间同步,存在发送机的成本变高的问题。
另外,由于室内的反射等而电波的传输变得复杂,因此还存在容易产生数十米左右的误差的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种即使在无法接收来自发送用于定位的信号的卫星的电波的场所也不降低精确度地提供位置信息的位置信息提供系统。
其它的目的在于,提供一种根据不需要进行与发送用于定位的信号的卫星的时间同步的信号来提供位置信息的位置信息提供系统。
其它的目的在于,提供一种即使在无法接收来自发送用于定位的信号的卫星的电波的场所也能够不降低精确度地提供位置信息的位置信息提供装置。
其它的目的在于,提供一种能够根据不需要进行与发送用于定位的信号的卫星的时间同步的信号来提供位置信息的位置信息提供装置。
其它的目的在于,提供一种即使在无法接收来自发送用于定位的信号的卫星的电波的场所也能够发送不降低精确度地提供位置信息的信号的发送机。
其它的目的在于,提供一种能够发送根据不需要进行与发送用于定位的信号的卫星的时间同步的信号来提供位置信息的信号的发送机。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,根据本发明的某一方面提供一种用于提供位置信息的位置信息提供系统。该系统具备发送机。发送机包括:存储部,其保存用于确定发送机被设置的场所的位置数据;生成部,其将具有位置数据的第一定位信号作为频谱扩展信号而生成;以及发送部,其发送频谱扩展信号。位置信息提供系统还具备位置信息提供装置。位置信息提供装置具备:接收部,其接收频谱扩展信号;存储部,其保存关于第一定位信号的码图;确定部,其用于根据保存在存储部中的码图,确定与由接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;判断部,其根据使用由确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到第一定位信号;获取部,其在接收到第一定位信号的情况下,从解调得到的信号中获取位置数据;以及输出部,其输出由获取部获取的位置数据。
最好是第一定位信号的形式与由发送用于定位的信号的卫星发送的第二定位信号的形式相同,包含位置数据而代替包含在第二定位信号中的导航电文。位置信息提供装置还将关于各个第二定位信号的码图保存到存储部中。位置信息提供装置还包括算出部,该算出部在接收到多个第二定位信号的情况下,根据各个导航电文算出位置信息提供装置的位置。
最好是被编码的定位信号的中心频率是1574.42MHz。定位信号的扩展频率是1.023MHz。
根据本发明的其它方面提供一种用于提供位置信息的位置信息提供装置。该装置具备:接收部,其接收频谱扩展信号;以及存储部,其保存关于第一定位信号的码图。从设置在预先确定的场所的发送机发送第一定位信号,第一定位信号包含用于确定场所的位置数据。该装置具备:确定部,其用于根据保存在存储部中的码图,确定与由接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;判断部,其根据使用由确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到第一定位信号;获取部,其在接收到第一定位信号的情况下,从解调得到的信号中获取位置数据;以及输出部,其输出由获取部获取的位置数据。
最好是第一定位信号的形式与由发送用于定位的信号的卫星发送的第二定位信号的形式相同,包含位置数据而代替包含在第二定位信号中的导航电文。位置信息提供装置还将关于从多个卫星发送的各个第二定位信号的各个码图保存到存储部中,各码图按各个卫星中的每个卫星而不同。位置信息提供装置还包括算出部,该算出部在接收到多个第二定位信号的情况下,根据各个导航电文算出位置信息提供装置的位置。
最好是接收部接收从设置在预先确定的多个场所中的各个场所中的发送机发送的各个第一定位信号。位置信息提供装置还具备检测部,该检测部检测由接收部接收到的信号的强度。获取部从各个第一定位信号中确定强度最大的第一定位信号,并获取包含在所确定的第一定位信号中的位置数据。
最好是位置数据包含表示发送机被设置的场所的信息。输出部包括显示部,该显示部根据信息显示发送机被设置的场所。
最好是位置数据包含识别发送机的识别数据。位置信息提供装置具备发送部,该发送部在接收到第一定位信号的情况下,通过通信线路将识别数据、和发送机的位置信息的发送请求发送到响应于来自外部的请求而提供位置信息的服务器装置。位置信息与识别数据相关联地被保存在服务器装置中。该装置还具备输入部,该输入部通过通信线路,接受由服务器装置响应于发送请求而发送的位置信息的输入。输出部包括显示位置信息的显示部。
最好是位置信息提供装置包括便携式电话、便携式信息终端、便携式定位装置、以及装载在车辆中的定位系统中的任一个。
最好是发送机连接在输出时间信息的计时装置上。从发送机发送的定位信号包含表示与计时装置的时间同步的时间的时间数据。位置信息提供装置还具备:计时部,其测量时间来输出时间信息;以及校准部,其根据包含在由接收部接收到的定位信号中的时间数据,校准计时部的时间。
最好是位置信息提供装置还具备:存储部,其保存表示位置信息提供装置的属性的属性数据;请求部,其对根据请求可发送与属性数据相应的信息的信息提供装置发送与属性数据相应的信息的传送请求;以及输入部,其接受根据传送请求由信息提供装置发送的信息的输入。输出部包括显示信息的显示部。
根据本发明的其它方面的发送机具备:存储部,其保存用于确定发送机被设置的场所的位置数据;生成部,其将具有位置数据的信号作为频谱扩展信号而生成;以及发送部,其发送频谱扩展信号。
最好是生成部将与由发送用于定位的信号的卫星发送的定位信号的形式相同形式的信号作为频谱扩展信号而生成。
发明的效果
根据本发明所涉及的位置信息提供系统,能够使用不取得与卫星的时间同步的信号来提供位置信息。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的位置信息提供系统10的结构的图。
图2是表示屋内发送机200-1的硬件结构的框图。
图3是概念性地表示屋内发送机200-1所具备的EEPROM240中的数据保存的一个方式的图。
图4是表示位置信息提供装置100-1的硬件结构的框图。
图5是表示从发送机发送的定位信号的图。
图6是表示位置信息提供装置100所执行的处理的过程的流程图。
图7是表示位置信息提供装置100的显示器440上的画面显示的图。
图8是表示本发明的第一实施方式的其它场合的信号的结构的图(之一)。
图9是表示本发明的第一实施方式的其它场合的信号的结构的图(之二)。
图10是表示本发明的第一实施方式的变形例所涉及的位置信息提供装置1000的结构的框图。
图11是表示本发明的第一实施方式的变形例所涉及的位置信息提供装置被使用的场所的图。
图12是表示本发明的第二实施方式所涉及的位置信息提供装置的使用方式的图。
图13是表示本发明的第三实施方式所涉及的便携式电话1200的硬件结构的框图。
图14是表示本发明的第三实施方式所涉及的信息提供服务器1230的硬件结构的框图。
图15是概念性地表示信息提供服务器1230所具备的硬盘1450中的数据保存的一个方式的图。
附图标记说明
10:位置信息提供系统;110、111、112:GPS卫星;120、121、122:发送机;100-1、100-2、100-3、100-4、1000、1160、1170:位置信息提供装置;130:大厦;200-1、200-2、200-3、1110、1120、1130、1210:屋内发送机;1010、1308:天线;1140、1150:区域;1220:因特网;1382:存储卡;1462:CD-ROM。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。在以下的说明中,对同一部件附加了同一附图标记。它们的名称和功能也相同。因而,不重复对它们的详细说明。
<第一实施方式>
参照图1说明本发明的第一实施方式所涉及的位置信息提供系统10。图1是表示位置信息提供系统10的结构的图。位置信息提供系统10具备GPS(Global Positioning Satellite:全球定位卫星)卫星110、111、112、113、以及作为提供位置信息的装置而发挥功能的位置信息提供装置100-1~100-4,其中,所述GPS卫星110、111、112、113在地面的上空大约2万米的高度上飞行,发送用于定位的信号(以下表示为“定位信号”。)。统称位置信息提供装置100-1~100-4时表示为位置信息提供装置100。位置信息提供装置100例如是如便携式电话、车辆导航系统及其它移动体定位装置那样具有以往的定位装置的终端。
在此,定位信号是所谓的频谱扩展得到的信号,例如是所谓的GPS信号。然而,该信号并不限于GPS信号。此外,下面为了使说明简单以GPS为一例说明定位系统,但是本发明也可应用于其它的卫星定位系统(Galileo,GLONASS等)中。
定位信号的中心频率例如是1574.42MHz。定位信号的扩展频率例如是1.023MHz。在这种情况下,定位信号的频率与已有的GPS的L1频带的C/A(Coarse and Access:粗捕获)信号的频率相同。因而,由于能够沿用已有的定位信号接收电路(例如GPS信号接收电路),因此位置信息提供装置100不追加新的电路也能够接收定位信号。
也可以利用1.023MHz的矩形波对定位信号进行调制。在这种情况下,例如,如果与L1频带上的计划新的发送的定位信号的数据信道相同,则使用者能够使用可接收新的GPS信号并进行处理的接收机来接收该定位信号。此外,矩形波的频率并不限于1.023MHz。能够通过与频谱分离之间的权衡来决定用于调制的频率,其中,上述频谱分离用于避免与已有的C/A信号、和/或其它信号之间的干扰。
在GPS卫星110中装载有发送定位信号的发送机120。在GPS卫星111、112、113中也分别装载有相同的发送机121、122、123。具有与位置信息提供装置100-1相同功能的位置信息提供装置100-2、100-3、100-4在大厦130及其它的电波难以到达的场所中也能够使用。在大厦130的第一层的天花板上安装有屋内发送机200-1。位置信息提供装置100-4接收从屋内发送机200-1发送的定位信号。同样地,在大厦130的第二层和第三层的各楼层的天花板上也分别安装有屋内发送机200-2、200-3。在此,各屋内发送机200-1、200-2、200-3的时间(以下称为“地面时间”。)只要与GPS卫星110、111、112、113的时间(称为“卫星时间”。)相互独立即可,不需要同步。各卫星时间最好各自同步。
通过利用伪噪声码(PRN(P seudo Random Noise:伪随机噪声)码)对导航电文进行调制来生成从各发送机作为定位信号发送的频谱扩展信号。导航电文包含时间数据、轨道信息、历书(almanac)、电离层校正数据等。各发送机120还分别具有用于识别该发送机120本身、或者装载有发送机120的GPS卫星的数据(PRN-ID(Identification:标识))。
位置信息提供装置100具有用于产生各伪噪声码的数据以及码发生器。位置信息提供装置100在接收到定位信号时,使用对各卫星中的每个卫星分配的伪噪声码的码图,执行后述的解调处理,能够确定接收到的信号是从哪个卫星发送的信号。另外,在新的GPS信号中,在数据中包含PRN-ID,能够防止利用在接收电平较低时容易产生的错误的码图进行信号的捕捉、跟踪。
装载在GPS卫星中的发送机的结构的概要如下。发送机120、121、122分别具有原子钟、保存数据的存储装置、振荡电路、用于生成定位信号的处理电路、用于对利用处理电路生成的信号进行频谱扩展编码的编码电路、发送天线等。存储装置保存具有星历(ephemeris)、各卫星的历书、电离层校正数据等的导航电文、和PRN-ID。
处理电路使用从原子钟得到的时间信息、和保存在存储装置中的各数据来生成发送用的电文。
在此,对各发送机120中的每个发送机预先规定用于进行频谱扩展编码的伪噪声码的码图。各码图按每个发送机(即,按每个GPS卫星)而不同。编码电路使用这种伪噪声码对上述电文进行频谱扩展。发送机120将被编码后的信号变换为高频,通过发送天线发送到宇宙空间。
如上所述,发送机120发送与其它发送机之间不引起有害干扰的频谱扩展信号。在此,能够通过限制为不产生干扰的程度的输出电平来确保“不引起有害干扰”。或者,也能够通过分离频谱的方式实现。例如利用被称为L1频带的载波发送该信号。各发送机120、121、122例如按照扩展频谱通信方式发送具有同一频率的定位信号。因而,即使在由位置信息提供装置100-1接收到从各卫星发送的定位信号的情况下,各个定位信号也不会相互受到干扰地被接收。来自地面的屋内发送机的定位信号的情况也与从卫星发送的信号的情况同样地,来自多个屋内发送机的信号不会相互受到干扰地被接收。
参照图2说明屋内发送机200-1。图2是表示屋内发送机200-1的硬件结构的框图。
屋内发送机200-1具备数字处理模块210、与数字处理模块210电连接的EEPROM(Electronically Erasable andProgrammable Read Only Memory:电可擦除可编程只读存储器)240、与数字处理模块210电连接的UART 250、与数字处理模块210电连接的数字输入输出接口260、与数字处理模块210电连接的时钟280、与数字处理模块210电连接的模拟处理模块290、与模拟处理模块290电连接的天线292、以及电源294。数字处理模块210包括CPU(C entral Processing Unit:中央处理单元)220、和RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)230。
EEPROM 240保存CPU 220所执行的程序、表示屋内发送机200-1被设置的场所的数据等。在屋内发送机200-1起动时从EEPROM 240中读出该程序或者数据并传送到RAM 230。EEPROM 240还能够保存从屋内发送机200-1的外部输入的数据。此外,用于保存程序或者数据的存储装置不限于EEPROM240。只要是至少能够非易失性地保存数据的存储装置即可。另外,如后所述,在被输入来自外部的数据的情况下,只要是能够写入数据的存储装置即可。稍后记述EEPROM 240的数据结构。
数字处理模块210生成成为信号源的数据,该信号源是通过屋内发送机200-1作为用于定位的信号而发送的信号的信号源。数字处理模块210将所生成的数据作为比特流向模拟处理模块290发送。
时钟280将规定CPU 220的动作的时钟信号、或者用于生成载波的时钟信号提供给数字处理模块210。
数字输入输出接口260能够监视发送机的内部状态(例如“PLL Cntrl”信号)。或者,数字输入输出接口260能够从外部接受用于对从屋内发送机200-1发送的信号进行扩展调制的伪噪声码的码图的输入、或者规定发送输出功率的数据的输入。并且,还能够接受应从屋内发送机200-1发送的其它的数据的输入。该其它的数据例如是表示屋内发送机200-1被设置的场所的文本数据。或者,在屋内发送机200-1被设置在百货商店及其它商业设施中的情况下,宣传广告用的数据能够作为该其它的数据而被输入到屋内发送机200-1。
伪扩展码的码图在被输入到屋内发送机200-1时被写入到在EEPROM 240中的预先规定的区域中。之后,该被写入的PRN-ID被包含在用于定位的信号中。其它的数据也被写入到在EEPROM 240中根据该数据的种类预先确保的区域中。
UART 250用于调整屋内发送机200-1。外部时钟270与UART 250同样地用于调整屋内发送机200-1。例如,外部时钟270还用于从电力线(未图示)接受频率的输入而校准用于定位的信号的发送频率。
模拟处理模块290使用从数字处理模块210输出的比特流,对1.57542GHz的载波进行调制来生成发送信号,并发送到天线292。利用天线292发送该信号。这样,从屋内发送机200-1发送具有与用于定位的信号相同结构的信号。在这种情况下,信号的内容与从卫星发送的定位信号中所包含的内容不是完全相同。稍后记述从屋内发送机200-1发送的信号的结构的一例(图5)。
电源294对构成屋内发送机200-1的各部分提供电力。此外,电源294如图2所示那样也可以被内置在屋内发送机200-1中,也可以是接受来自外部的电力的供给的形式。
在以上的说明中,作为用于实现数字处理模块210中的处理的运算处理装置使用CPU 220,但是也可以使用其它的运算处理装置。另外,由于屋内发送机200-1所实现的动作并不复杂,因此也可以代替CPU 220而利用例如构成为实现各处理的电路来实现数字处理模块210。
另外,在图2中,从数字处理模块210向模拟处理模块290提供时钟信号(Clk),但是也可以从时钟280直接提供给模拟处理模块290。
并且,为了使说明明确,在本实施方式中,分开示出了数字处理模块210和模拟处理模块290,但是物理上也可以混装在一个芯片中。
参照图3说明屋内发送机200-1的数据结构。图3是概念性地表示屋内发送机200-1所具备的EEPROM240中的数据保存的一个方式的图。EEPROM 240包括用于保存数据的区域310~340。
在区域300中保存有发送机ID作为用于识别发送机的编号。发送机ID例如是在制造该发送机时非易失性地写入到存储器中的数字和/或英文字母、其它组合。在区域310中保存有分配给该发送机的伪扩展码的PRN-ID。发送机的名称作为文本数据而被保存在区域320中。
在区域330中保存有分配给该发送机的伪扩展码的码图。伪扩展码的码图是从为了用于本发明的实施方式所涉及的位置信息提供系统而预先分配的有限个的多个码图中选择的码图,是与对每个卫星分配的伪扩展码的码图不同的码图。另外,如上所述,伪扩展码的码图可变更为通过数字输入输出接口260输入的其它的码图。
为了用于该位置信息提供系统而分配的伪扩展码的码图是有限个,但是屋内发送机的数量根据各发送机的设置场所的面积、或者设置场所的结构(大厦的层数等)而不同,有时使用多于码图的数量的多个屋内发送机。因而,有可能存在具有同一伪扩展码的码图的多个发送机。在这种情况下,只要考虑信号的输出功率来决定具有同一码图的发送机的设置场所即可。由此,可防止由同一位置信息提供装置同时接收使用同一伪扩展码的码图的多个定位信号的情形。
区域340中保存用于确定屋内发送机200-1被设置的场所的位置数据。例如作为纬度、经度、高度的组合来表示位置数据。在区域320中除了该位置数据之外、或者代替数据也可以保存住址、建筑物的名称等。
参照图4说明位置信息提供装置100-1。图4是表示位置信息提供装置100-1的硬件结构的框图。
位置信息提供装置100具备天线402、与天线402电连接的RF(Radio Frequency:无线电频率)前端电路404、与RF前端电路404电连接的向下变换器406、与向下变换器406电连接的A/D(Analogto Digital:模拟/数字)变换器408、与A/D变换器408电连接的基带处理器410、与基带处理器410电连接的存储器420、与基带处理器410电连接的导航处理器430、以及与导航处理器430电连接的显示器440。
存储器420包括保存伪噪声码的码图的多个区域,其中,上述伪噪声码的码图作为用于识别定位信号的各发送源的数据。作为一例,在某种场合,在使用48个码图的情况下,存储器420如图4所示那样包括区域421-1~421-48。另外,在其它的场合,在使用48个以上的码图的情况下,在存储器420中确保更多的区域。相反地,也有可能存在使用比在存储器420中确保的区域的数量少的码图的情况。
作为一例在使用48个码图的情况下,例如,在卫星定位系统中使用24个卫星的情况下,在区域421-1~421-36中保存识别各卫星的24个识别数据、和12个备用数据。此时,例如,在区域421-1中保存关于第一卫星的伪噪声码的码图。从区域421-1中读出码图并进行与接收信号的互相关处理,由此能够进行信号的跟踪、包含在信号中的导航电文的解读。此外,在此,示例性地示出了保存并读出码图的方法,但是也可以是通过码图生成器生成码图的方法。例如通过组合两个反馈移位寄存器进行来实现码图生成器。此外,对于本领域技术人员来说能够容易理解码图生成器的结构和动作。因而,在此,不重复对它们的详细说明。
同样地,在区域421-37~421-48中保存分配给发送定位信号的屋内发送机的伪噪声码的码图。例如,在区域432-37中保存分配给第一屋内发送机的伪噪声码的码图。在这种情况下,在本实施方式中,可使用12个具有码图的屋内发送机,但是也可以分别配置各屋内发送机使得在同一位置信息提供装置可接收的范围内不存在使用同一码图的屋内发送机。通过这样,也能够将12台以上的屋内发送机例如设置在大厦130的同一楼层上。
基带处理器410包括:相关器部(correlator)412,其接受从A/D变换器408输出的信号的输入;控制部414,其控制相关器部412的动作;以及判断部416,其根据从控制部414输出的数据来判断定位信号的发送源。导航处理器430包括:屋外定位部432,其用于根据从判断部416输出的信号来测量屋外的位置信息提供装置100的位置;以及屋内定位部434,其用于根据从判断部416输出的数据来推导出表示屋内的位置信息提供装置100的位置的信息。
天线402能够分别接收从GPS卫星110、111、112分别发送的定位信号以及从屋内发送机200-1发送的定位信号。另外,在作为便携式电话实现位置信息提供装置100的情况下,天线402除了能够发送和接收上述信号之外还能够发送和接收用于无线电话的信号或者用于数据通信的信号。
RF前端电路404接受由天线402接收到的信号,进行噪声消除或者仅输出预先规定的带宽的信号的滤波处理等。从RF前端电路404输出的信号被输入到向下变换器406。
向下变换器406将从RF前端电路404输出的信号进行放大而作为中心频率进行输出。该信号被输入到A/D变换器408。A/D变换器408对被输入的中心频率信号进行数字变换处理,变换为数字数据。数字数据被输入到基带处理器410。
在基带处理器410中,相关器部412进行由控制部414从存储器420中读出的码图、与接收信号之间的相关处理。例如,相关器部412进行控制部414所提供的两种码图、与从A/D变换器408发送的数字数据之间的匹配,其中,上述两种码图中,一个比特的码相位不同。相关器部412使用各码图来跟踪位置信息提供装置100所接收到的定位信号,并确定具有与该定位信号的比特排列一致的排列的码图。由此,确定伪噪声码的码图,因此位置信息提供装置100能够判断所接收到的定位信号是从哪个卫星发送的定位信号、还是从屋内发送机发送的定位信号。另外,位置信息提供装置100能够使用所确定的码图进行解调和电文的解读。
具体地说,判断部416进行如上所述的判断,将与该判断结果相应的数据发送到导航处理器430。判断部416判断包含在所接收到的定位信号中的PRN-ID是否为分配给装载在GPS卫星中的发送机以外的发送机的PRN-ID。
在此,作为一例说明在定位系统中使用24个GPS卫星的情况。在这种情况下,当包含备用的码时,例如使用36个伪噪声码。此时,PRN-01~PRN-24被使用为识别各卫星的编号(PRN-ID),PRN-25~PRN-36被使用为识别备用卫星的编号。备用卫星是指,除了最初发射的卫星之外另行发射的卫星。即,这种卫星是为了防备GPS卫星或者装载在GPS卫星中的发送机等的故障而发射的卫星。
并且,假设12个伪噪声码的码图被分配给装载在GPS卫星中的发送机以外的发送机(例如屋内发送机200-1等)。此时,与分配给卫星的PRN-ID不同的编号、例如从PRN-37至PRN-48被分配给各发送机中的每个发送机。因而,在该例子中存在48个PRN-ID。在此,PRN-ID~PRN-48例如根据各屋内发送机的配置而被分配给该屋内发送机。因而,假设在使用从各屋内发送机发送的信号不产生干扰的程度的发送输出功率的情况下,也可以在不同的屋内发送机中使用同一PRN-ID。通过这种配置能够使用比为了地面用的发送机而分配的PRN-ID的数量更多数量的发送机。
因此,判断部416参照保存在存储器420中的伪噪声码的码图422,判断从接收到的定位信号中获取的码图是否与分配给屋内发送机的码图一致。在这些码图一致的情况下,判断部416判断为该定位信号是从屋内发送机发送的信号。在不一致的情况下,判断部416判断为该信号是从GPS卫星发送的信号,参照保存在存储器420中的码图来确定该所获取的码图是分配给哪个卫星的码图。此外,作为判断的方式,示出了使用码图的例子,但是通过其它的数据的比较也可以进行上述判断。例如,也可以在该判断中使用利用了PRN-ID的比较。
并且,在接收到的信号是从各GPS卫星发送的信号的情况下,判断部416将从所确定的信号中获取的数据发送到屋外定位部432。在从信号中获取的数据中包含导航电文。另一方面,在接收到的信号是从屋内发送机200-1等发送的信号的情况下,判断部416将从该信号中获取的数据发送到屋内定位部434。该数据即是作为用于确定屋内发送机200-1的位置的数据而预先设定的坐标值。或者,在其它场合也可以使用识别该发送机的编号。
在导航处理器430中,屋外定位部432执行如下处理:根据从判断部416发送的数据来算出位置信息提供装置100的位置。具体地说,屋外定位部432使用从3个以上的GPS卫星(最好是4个以上)发送的信号所包含的数据,计算各信号的传播时间,根据其计算结果算出位置信息提供装置100的位置。使用公知的卫星定位的方法执行该处理。对于本领域技术人员来说能够容易理解该处理。因而,在此不重复其详细说明。
另一方面,在导航处理器430中,屋内定位部434根据从判断部416输出的数据来执行位置信息提供装置100存在于屋内的情况下的定位处理。如后所述,屋内发送机200-1发送包含用于确定场所的数据(时间数据)的定位信号。因此,在位置信息提供装置100接收到上述信号的情况下,可取出包含在该信号中的数据,并使用该数据作为位置信息提供装置100的位置。屋内定位部434进行该处理。由屋外定位部432或者屋内定位部434算出的数据用于显示器440上的显示。具体地说,这些数据被嵌入在用于显示画面的数据中,生成表示所测量出的位置的图像或者用于显示屋内发送机200-1被设置的场所的图像,通过显示器440进行显示。
参照图5说明从发送机发送的定位信号。图5是表示由装载在GPS卫星中的发送机发送的信号500的结构的图。信号500由300比特的5个子帧、即子帧510~550构成。由该发送机重复发送子帧510~550。子帧510~550例如分别是300比特,以50bps(bitper second:比特/位)的比特率发送。因而,在这种情况下,在6秒内发送各子帧。
第一子帧510包含30比特的传输开销(transportoverhead)511、30比特的时间信息512、以及240比特的电文数据513。详细地说,时间信息512包含生成子帧510时获取的时间信息、和子帧ID。在此,子帧ID是指,用于从其它的子帧中区分出第一子帧510的识别编号。电文数据513包含GPS周编号、时钟信息、该GPS卫星的状态信息、轨道精确度信息等。
第二子帧520包含30比特的传输开销521、30比特的时间信息522、以及240比特的电文数据523。时间信息522具有与第一子帧510中的时间信息512相同的结构。电文数据523包含星历。在此,星历(ephemeris、广播星历)是指,发送定位信号的卫星的轨道信息。星历是由管理该卫星的航行的管制局依次被更新的、高精确度的信息。
第三子帧530具有与第二子帧520相同的结构。即,第三子帧530包含30比特的传输开销531、30比特的时间信息532、以及240比特的电文数据533。时间信息532具有与第一子帧510中的时间信息512相同的结构。电文数据533包含星历。
第四子帧540包含30比特的传输开销541、30比特的时间信息542、以及240比特的电文数据543。电文数据543与其它的电文数据513、523、533不同,包含历书信息、卫星状态信息的摘要(summary)、电离层延迟信息、UTC(Coordinated UniversalTime:协调世界时)参数等。
第五子帧550包含30比特的传输开销551、30比特的时间信息552、以及240比特的电文数据553。电文数据553包含历书信息和卫星状态信息的摘要。电文数据543、553分别由25页构成,在每页上定义了上述不同的信息。在此,历书信息是指表示卫星的概略轨道的信息,不仅包含该卫星的信息,还包含关于所有GPS卫星的信息。当重复25次发送子帧510~550时,返回到第一页发送相同的信息。
分别从发送机120、121、122发送子帧510~550。当由位置信息提供装置100接收到子帧510~550时,根据包含在传输开销511~551中的各维修、管理信息、时间信息512~552、电文数据513~553计算位置信息提供装置100的位置。
信号560具有与包含在子帧510~550中的各电文数据513~553相同的数据长度。信号560在代替表示为星历(电文数据523、533)的轨道信息而具有表示信号560的发送源的位置的数据的点上与子帧510~550不同。
即,信号560包含6比特的PRN-ID 561、15比特的发送机ID562、X坐标值563、Y坐标值564、Z坐标值565、高度校正系数(Zhf)566、地址567、以及保留568。代替包含在子帧510~550中的电文数据513~553而从屋内发送机200-1、200-2、200-3发送信号560。
PRN-ID 561是预先对作为信号560的发送源的发送机(例如屋内发送机200-1、200-2、200-3)分配的一组伪噪声码的码图的识别编号。PRN-ID 561与对装载在各GPS卫星中的各个发送机分配的一组伪噪声码的码图的识别编号不同,是对从相同序列的码序列生成的码图分配的编号。位置信息提供装置从所接收到的信号560中获取分配给屋内发送机的伪噪声码的码图中的任一个,由此确定该信号是从卫星发送的子帧510~550、还是从屋内发送机发送的信号560。
X坐标值563、Y坐标值564以及Z坐标值565是表示屋内发送机200-1被安装的位置的数据。X坐标值563、Y坐标值564、Z坐标值565例如被表示为纬度、经度、高度。高度校正系数566为了校正根据Z坐标值565确定的高度。此外,高度校正系数566不是必需的数据项目。因而,在不要求根据Z坐标值565确定的高度以上的精确度的情况下,也可以不使用该系数。在这种情况下,在为高度校正系数566分配的区域中保存例如表示“空(NULL)”的数据。
参照图6说明位置信息提供装置100的控制结构。图6是表示位置信息提供装置100的基带处理器410和导航处理器430执行的处理的过程的流程图。
在步骤S610中,位置信息提供装置100获取(跟踪、捕捉)定位信号。具体地说,基带处理器410从A/D变换器408接受所接收到的定位信号(数字变换处理后的数据)的输入。基带处理器410作为伪噪声码的副本(replica)生成反映有可能产生的延迟的码相位不同的码图,分别检测该码图与接收到的定位信号之间的相关的有无。所生成的码图的数量例如是码图的比特数的两倍。作为一例,例如在码片速率(chip rate)是1023比特的情况下,可生成具有每两分钟延迟一位、即码相位差的2046个码图。并且,执行使用各码图获取与接收到的信号的相关的处理。基带处理器410在该相关处理中在检测到预先规定的强度以上的输出功率的情况下,锁定该码图,能够通过该码图来确定发送了该定位信号的卫星。具有该码图的比特排列的伪噪声码仅存在一个。由此,确定为了对接收到的定位信号进行频谱扩展编码而使用的伪噪声码。
此外,如后所述,也可以将用于取得通过接收而获取的信号、与局部产生的副本的码图之间的相关的处理作为并行处理来实现。
在步骤S612中,基带处理器410确定该定位信号的发送源。具体地说,判断部416根据与发送机相对应的PRN-ID(例如图4中的存储器420)来确定该信号的发送源,其中,上述发送机使用为了生成该信号而在调制时所使用的伪噪声码的码图。在该定位信号是从屋外发送的信号的情况下,控制转移到步骤S620。在该定位信号是在屋内发送的信号的情况下,控制转移到步骤S630。在接收到的多个信号包含分别从屋外和屋内发送的信号的情况下,控制转移到步骤S640。
在步骤S620中,位置信息提供装置100通过进行定位信号的解调来获取包含在该信号中的数据。具体地说,导航处理器430的屋外定位部432使用暂时保存在存储器420中的码图(上述被“锁定”的码图、以下为“锁定的码图”)叠加在该定位信号中,由此从构成该信号的子帧中获取导航电文。在步骤S622中,屋外定位部432执行使用所获取的4个以上的导航电文来算出位置的普通的导航电文处理。
在步骤S624中,屋外定位部432执行用于根据该处理结果算出位置信息提供装置100的位置的处理。例如,位置信息提供装置100在接收从4个以上的卫星发送的各定位信号的情况下,使用包含在从各信号解调得到的导航电文中的各卫星的轨道信息、时间信息等算出距离。
另外,在其它的方面,位置信息提供装置100在接收由卫星发送的定位信号(屋外信号)和来自屋内发送机的信号(屋内信号)的情况下(即,在步骤S642之后执行步骤S624的情况),例如根据屋内信号和屋外信号的强度进行用于确定在位置的算出中使用的信号的分配。作为一例,在屋内信号的强度大于屋外信号的强度的情况下,选择屋内信号,包含在该屋内信号中的坐标值设为位置信息提供装置100的位置。
在步骤S630中,位置信息提供装置100通过进行定位信号的解调来获取包含在该信号中的数据。具体地说,屋内定位部434通过将该锁定的码图叠加在从基带处理器410发送的定位信号中,由此从构成定位信号的子帧中获取电文数据。该电文数据是代替包含在从卫星发送的定位信号中的导航电文而被包含在由屋内发送机发送的定位信号中的电文数据。因而,电文数据的数据长度最好是与导航电文的数据长度相同的数据长度。
在步骤S632中,屋内定位部434从该数据中获取坐标值(即,用于确定屋内发送机的设置场所的数据(例如,图5的信号560中的X坐标值563、Y坐标值564、Z坐标值565))。此外,在表示设置场所或者设置场所的住址的文本信息代替上述坐标值而被包含在帧中的情况下,获取该文本信息。
在步骤S640中,位置信息提供装置100通过进行定位信号的解调来获取包含在该信号中的数据。具体地说,屋外定位部432通过将该锁定的码图叠加在由基带处理器410发送的定位信号中,来获取构成定位信号的子帧中的数据。在这种情况下,位置信息提供装置100接收来自卫星的信号以及来自屋内发送机的信号,因此可以说作为“混合”模式进行动作。因而,针对来自各卫星的信号,获取具有取得同步的时间数据的导航电文,针对来自屋内发送机的信号,获取具有上述坐标值及其它位置信息的数据。
在步骤S642中,屋内定位部434进行从由屋内发送机200-1发送的定位信号中获取X坐标值563、Y坐标值564、Z坐标值565的处理,另外,从由GPS卫星发送的定位信号中获取导航电文,并进行处理。之后,控制转移到步骤S624。
在步骤S650中,导航处理器430执行根据位置的算出结果在显示器440上显示位置信息的处理。具体地说,生成用于显示所获取的坐标的图像数据或者用于显示屋内发送机200-1的设置场所的数据,并发送到显示器440。显示器440根据这种数据在显示区域上显示位置信息提供装置100的位置信息。
参照图7说明位置信息提供装置100的位置信息的显示方式。图7是表示位置信息提供装置100的显示器440上的画面的显示的图。当位置信息提供装置100在屋外接收到从各GPS卫星发送的定位信号时,显示器440显示图标710,该图标710表示根据该定位信号获取位置信息的情形。之后,在位置信息提供装置100的使用者移动到屋内的情况下,位置信息提供装置100无法接收从各GPS卫星发送的定位信号。反而,位置信息提供装置100例如接收由屋内发送机200-1发送的信号。通过与如上所述那样从GPS卫星发送的定位信号相同的方式发送该信号。因而,位置信息提供装置100对该信号进行与在从卫星接收到定位信号时执行的处理相同的处理。当位置信息提供装置100从该信号中获取位置信息时,将图标720显示在显示器440上,该图标720表示根据从设置在屋内的发送机发送的信号获取该位置信息的情形。
如上所述,本发明的第一实施方式所涉及的位置信息提供装置100在如屋内或者地下街道那样无法接收来自GPS卫星的电波的场所中接收从设置在该场所中的发送机(例如屋内发送机200-1、200-2、200-3)发送的电波。位置信息提供装置100从该电波中获取确定该发送机的位置的信息(例如坐标值、住址)并显示在显示器440上。由此,位置信息提供装置100的使用者可获知当前的位置。这样,即使在如无法直接接收定位信号的场所中也能够提供位置信息。
由此,可确保在屋内接收稳定的信号。另外,在屋内也能够以数米左右的稳定的精确度提供位置信息。
另外,地面时间(屋内发送机200-1等发送机的时间)与卫星时间相互独立即可,不需要同步。因而,能够抑制用于制造屋内发送机的成本的增加。另外,由于在应用位置信息提供系统之后也不需要使屋内发送机的时间同步,因此容易应用。
由于在从各屋内发送机发送的各个信号中包含用于确定相应发送机被设置的场所的信息本身,因此不需要根据从多个卫星发送的各信号来算出位置信息,因而,能够根据从单一的发送机发送的信号导出位置信息。
另外,通过接收从单一的屋内发送机发送的信号,能够确定该信号的接收场所的位置,因此与GPS及其它以往的定位系统相比能够更容易地实现用于提供位置的系统。
在这种情况下,位置信息提供装置100不需要用于接收由屋内发送机200-1发送的信号的专用硬件,能够使用实现以往的定位系统的硬件来实现。因而,不需要从零开始设计用于应用本实施方式所涉及的技术的硬件,因此可抑制位置信息提供装置100的成本的增加,从而容易普及。另外,例如可提供一种防止电路规模的增大或者复杂化的位置信息提供装置。
具体地说,位置信息提供装置100的存储器420保持对屋内发送机和/或卫星预先规定的PRN-ID。位置信息提供装置100具有进行根据该PRN-ID判断所接收到的电波是从卫星发送的电波、还是从屋内发送机发送的电波的处理的程序。该程序通过如基带处理器那样的运算处理装置来实现。或者,通过将用于判断的电路元件变更为包含利用该程序实现的功能的电路元件,能够构成位置信息提供装置100。
并且,在作为便携式电话实现位置信息提供装置100的情况下,也可以将该所获取的信息事先保持在如快闪存储器那样的非易失性的存储器420中。并且,在拨打便携式电话时,也可以将保持在存储器420中的数据发送到发送目的地。这样,发送源的位置信息、即作为便携式电话的位置信息提供装置100从屋内发送机获取的位置信息被发送到中继通话的基站。基站将该位置信息与接收日期和时间一起作为通话记录而进行保存。另外,在发送目的地是紧急联络目的地(例如日本的110号码)的情况下,也可以按原样通知发送源的位置信息。由此,与来自以往的固定电话的紧急联络时的发送源的通知同样地,实现来自移动体的发送源的通知。
另外,关于设置在特定的场所的发送机,利用能够发送与装载在定位卫星中的发送机发送的信号相同的信号的发送机来实现位置信息提供系统。因而,不需要从零开始重新设计发送机。
本实施方式所涉及的位置信息提供系统使用频谱扩展信号作为用于定位的信号。根据该信号的发送,能够降低每个频率的电力,因此,认为例如与以往的RF标签相比使电波的管理变得容易。其结果,使位置信息提供系统的构建变得容易。
<第一变形例>
下面,参照图8说明本实施方式的第一变形例。从各发送机发送的信号的结构并不限于图5所示的结构。图8是表示本变形例所涉及的信号的结构的图。在本变形例中,发送六个子帧。由发送机发送信号810作为第一子帧。信号810包含30比特的传输开销811、30比特的时间信息812、6比特的PRN-ID 813、15比特的发送机ID 814、X坐标值815、Y坐标值816、以及Z坐标值817。信号810的最初的60比特与GPS卫星所发送的子帧510~550各自的最初的60比特相同。
由发送机发送信号820作为第二子帧。信号820包含6比特的子帧ID 821、高度校正系数822、以及发送机位置地址823。通过对信号820的从子帧ID起的后面的144比特(在信号820中是高度校正系数822、位置信息地址823)预先定义不同的信息,第三~第六子帧也同样地被发送。包含在各子帧中的信息并不限于上述信息。例如,也可以将与位置信息有关的广告、因特网站点的URL(Uniform Resource Lo cators:统一资源定位器)等保存在各子帧中预先定义的区域中。
信号830表示上述信号810、820以及具有与信号820相同结构的第三~第六子帧的发送例。即,信号830包含第一子帧831和第二子帧832。第一子帧831具有与从GPS卫星发送的子帧510~550相同的头。第二子帧832是与信号820对应的帧。
信号840包含第一子帧831和第三子帧842。第一子帧831与第一子帧831相同。第三子帧具有与信号820相同的结构。
直到用于发送第六子帧872的信号870为止重复这种结构。信号870包含第一子帧831和第六子帧872。
当发送机重复发送信号830至信号870时,按各信号中的每个信号发送第一子帧831。在发送了第一子帧831之后,内插其它的某一个子帧。即,各帧的发送顺序为第一子帧831→第二子帧832→第一子帧831→第三子帧842→第一子帧→...→第六子帧872→第一子帧831→第二子帧832...。
<第二变形例>
下面说明第二变形例。也可以与子帧510~550分开定义电文数据的结构。图9是概念性地表示本变形例所涉及的信号910的结构的图。参照图9,信号910包含传输开销911、前置912、PRN-ID 913、发送机ID 914、第一变量915、X坐标值916、Y坐标值917、Z坐标值918、以及奇偶/CRC 919。信号920具有与信号910相同的结构。在此,代替信号910中的第一变量915而包含第二变量925。
各信号具有150比特长度。发送6个具有相同结构的信号。也可以将具有这种结构的信号构成为从屋内发送机发送的信号。
由于图9所示的各信号也分别具有PRN-ID,因此位置信息提供装置100能够根据该PRN-ID确定所接收到的信号的发送源。如果发送源是屋内发送机,则在该信号中包含X坐标值、Y坐标值以及Z坐标值。因而,位置信息提供装置100能够显示在屋内的位置。
<第三变形例>
也可以使用多个相关器来代替位置信息提供装置100所具备的相关器部412的结构。在这种情况下,由于同时并行执行用于使定位信号与副本匹配的处理,因此位置信息的算出时间变短。
本变形例所涉及的位置信息提供装置1000包括天线1010、与天线1010电连接的带通滤波器1020、与带通滤波器1020电连接的低噪声放大器1030、与低噪声放大器1030电连接的向下变换器1040、与向下变换器1040电连接的带通滤波器1050、与带通滤波器1050电连接的A/D变换器1060、与A/D变换器1060电连接的由多个相关器构成的并行相关器1070、与并行相关器1070电连接的处理器1080、以及与处理器1080电连接的存储器1090。
并行相关器1070包括n个相关器1070-1~1070-n。各相关器根据从处理器1080输出的控制信号同时执行接收到的定位信号与为了对定位信号进行解调而生成的码图的匹配。
具体地说,处理器1080对各并行相关器1070中的各个并行相关器提供生成反映了伪噪声码中有可能产生的延迟的(使码相位偏离的)码图的指令。该指令例如为卫星的数量×2×1023(使用的伪噪声码的码图的长度)。各并行相关器1070根据提供给各自的指令使用对各卫星规定的伪噪声码的码图来生成码相位不同的码图。这样,在生成的所有的码图中存在一个与在接收到的定位信号的调制中使用的伪噪声码的码图一致的码图。因此,为了进行使用各码图的匹配处理而将需要数量的相关器预先构成为并行相关器1070,由此能够瞬时确定伪噪声码的码图。在位置信息提供装置100接收来自屋内发送机的信号的情况下也同样地应用该处理。因而,即使在位置信息提供装置100的使用者位于屋内的情况下,也能够瞬时获取该位置信息。
<第二实施方式>
下面说明本发明的第二实施方式。本实施方式所涉及的位置信息提供系统在安装有多个发送机的点上与第一实施方式不同。
图11是表示本发明的第二实施方式所涉及的位置信息提供装置的使用方式的图。参照图1,1将屋内发送机1110、1120、1130分别安装在同一楼层的天花板上。各屋内发送机执行与上述屋内发送机200-1相同的处理。即,各屋内发送机发送包含有表示各个屋内发送机被安装的场所的数据的定位信号。
在这种情况下,存在能够全部接收从根据屋内发送机的安装位置而相邻的各发送机分别发送的信号的区域(即,空间)。例如,区域1140是能够接收从屋内发送机1110和1120各自发送的信号的区域。同样地,区域1150是能够接收由屋内发送机1120和1130分别发送的定位信号的区域。
因此,例如在本发明所涉及的位置信息提供装置1160存在于图11示出的位置的情况下,位置信息提供装置1160能够获取包含在从屋内发送机1110发送的信号中的、用于表示屋内发送机1110的安装位置的数据来作为位置信息提供装置1160的位置。之后,当位置信息提供装置1160的使用者例如移动到与区域1160相当的位置时,位置信息提供装置1160除了能够接收由屋内发送机1110发送的信号之外还能够接收由屋内发送机1120发送的信号。在这种情况下,例如能够根据所接收到的信号的强度来决定将哪个信号所包含的位置数据确定为位置信息提供装置1160的位置。即,在接收到从多个屋内发送机发送的信号的情况下,只要将其中的具有接收强度最大的值的数据使用在该位置信息的显示即可。在假设各信号的强度相同的情况下,也可以通过导出包含在这些信号中的数据的算术和来作为位置信息提供装置1160的位置。
如上所述,根据本实施方式所涉及的位置信息提供装置1160,即使在屋内接收到用于定位的多个信号的情况下,也能够确定任一个信号的发送源,因此也能够确定该发送源、即设置在屋内的发送机的安装位置。
此外,在此“屋内”是指,并不限于大厦及其它建筑物的内部,只要是无法接收从GPS卫星发送的电波的场所即可。这种场所例如也包含地下街道、铁道的车辆等。
<第三实施方式>
下面,说明本发明的第三实施方式。本实施方式所涉及的位置信息提供装置代替根据包含在屋内发送机中的数据来确定位置,而通过将用于识别该发送机的数据发送到提供与该发送机有关的信息的装置来能够获取位置信息,在这一点上与上述的各实施方式不同。
图12是表示本实施方式所涉及的位置信息提供装置的使用方式的图。例如作为便携式电话1200实现该位置信息提供装置。便携式电话1200能够接收由屋内发送机1210发送的定位信号。屋内发送机1210连接在因特网1220上。在因特网1220上连接有能够提供屋内发送机1210的信息的信息提供服务器1230。在因特网1220上还连接有进行与便携式电话1200之间的通信的基站1240。
当便携式电话1200接收由屋内发送机1210发送的信号时,从该信号中获取用于识别屋内发送机1210的发送机ID。发送机ID例如与上述PRN-ID相对应。便携式电话1200将该发送机ID(或者与PRN-ID一起)发送到信息提供服务器1230。具体地说,便携式电话1200在与基站1240之间开始通信,将包含所获取的发送机ID的分组数据发送到信息提供服务器1230。
信息提供服务器1230在识别出该发送机ID时,参照与发送机ID相关联的数据库来读出与该ID相关联的位置数据。当信息提供服务器1230对基站1240发送该数据时,基站1240发送该数据。便携式电话1200在检测到该数据的到达时,根据便携式电话1200的使用者的阅读操作,能够从该数据中获取发送机1250的位置。
在此,参照图13说明便携式电话1200的结构。图13是表示便携式电话1200的硬件结构的框图。便携式电话1200包括各自电连接的天线1308、通信装置1302、CPU 1310、操作按钮1320、照相机1340、快闪存储器1344、RAM 1346、数据用ROM 1348、存储卡驱动装置1380、声音信号处理电路1370、麦克风1372、扬声器1374、显示器1350、LED(Light Emitting Diode:发光二极管)1376、数据通信IF 1378、以及振荡器1384。
由天线1308接收到的信号通过通信装置1302被传输到CPU1310。CPU 1310将该信号传输到声音信号处理电路1370。声音信号处理电路1370对该信号执行预先规定的信号处理,将处理后的信号发送到扬声器1374。扬声器1374根据该信号输出声音。
麦克风1372接受对便携式电话1200发出的声音,将与发出的声音对应的信号输出到声音信号处理电路1370。声音信号处理电路1370根据该信号执行为了通话而预先规定的信号处理,将处理后的信号发送到CPU 1310。CPU 1310将该信号变换为发送用的数据,并发送到通信装置1302。当通信装置1302通过天线1308发送该信号时,基站1240接收该信号。
快闪存储器1344保存从CPU 1310发送的数据。相反地,CPU 1310读出保存在快闪存储器1344中的数据,使用该数据执行预先规定的处理。
RAM 1346根据对操作按钮1320进行的操作暂时保持由CPU 1310生成的数据。数据用ROM 1348保存用于使便携式电话1200执行预先决定的动作的数据或者程序。CPU 1310从数据用ROM 1348中读出该数据或者程序,使便携式电话1200执行预先决定的处理。
存储卡驱动装置1380接受存储卡1382的安装。存储卡驱动装置1380读出保存在存储卡1382中的数据,并发送到CPU 710。相反地,存储卡驱动装置1380将由CPU 1310输出的数据写入到在存储卡1382中所确保的数据保存区域中。
声音信号处理电路1370执行对于在如上所述的通话中使用的信号的处理。此外,也可以将CPU 1310与声音信号处理电路1370构成为一体。
显示器1350根据从CPU 1310输出的数据来显示由该数据规定的图像。例如,在快闪存储器1344保存用于访问信息提供服务器1230的数据(例如URL)的情况下,显示器1350显示该URL。
LED 1376根据来自CPU 1310的信号实现预先决定的发光动作。例如,在LED 1376可显示多个颜色的情况下,LED 1376根据包含在从CPU 1310输出的信号中的数据,以与该数据相关联的颜色发光。
数据通信IF 1378接受数据通信用的线缆的安装。数据通信IF 1378将从CPU 1310输出的信号发送到该线缆。或者,数据通信IF 1378将通过该线缆接收到的数据发送到CPU 1310。
振荡器1384根据从CPU 1310输出的信号以预先决定的频率执行发送动作。对于本领域技术人员来说能够容易理解便携式电话1200的基本动作。因而,在此不重复详细说明。
参照图14说明信息提供服务器1230的具体结构。图14是表示信息提供服务器1230的硬件结构的框图。例如由公知的计算机系统实现信息提供服务器1230。
信息提供服务器1230包括CPU 1410、接受信息提供服务器1230的使用者的指示的输入的鼠标1420、键盘1430、暂时保存通过执行CPU 1410的程序而生成的数据、或者通过鼠标1420或键盘1430输入的数据的RAM1440、非易失性地保存大容量的数据的硬盘1450、CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory:光盘只读存储器)驱动装置1460、监视器1480、以及通信IF 1470作为主要硬件。该硬件通过数据总线相互连接。在CD-ROM驱动装置1460中安装CD-ROM 1462。
通过该硬件以及由CPU 1410执行的软件实现计算机系统中的处理,其中,上述计算机系统实现信息提供服务器1230。这种软件有时被预先保存在硬盘1450中。另外,软件有时被保存在CD-ROM 1460中其它的数据记录介质中,作为程序产品而流通。或者,有时将软件作为连接在所谓的因特网上的其它的可由信息提供人员能够下载的程序产品而提供。这种软件在由CD-ROM驱动装置1460及其它数据读取装置从其数据记录介质读取、或者通过通信IF 1470被下载之后,暂时被保存在硬盘1450中。该软件由CPU 1410从硬盘1450被读出,并以可执行的程序的形式被保存在RAM1440中。CPU 1410执行该程序。
实现图14所示的信息提供服务器1230的计算机系统的硬件是普通的硬件。因而,本发明所涉及的信息提供服务器1230的本质的部分也可以说是保存在RAM 1440、硬盘1450、CD-ROM 1462及其它数据记录介质中的软件、或者可通过网络下载的软件。此外,上述计算机系统的硬件的动作是公知的。因而,不重复详细说明。
此外,作为记录介质并不限于上述的CD-ROM 1462、硬盘1450等,也可以是磁带、盒式磁带、光盘(MO(Magnetic OpticalDisc:磁光盘)/MD(Mini Disc:微型光盘)/DVD(Digital VersatileDisc:数字通用光盘))、IC(Integrated Circuit:集成电路)卡(包括存储卡)、光卡、掩模ROM、EPROM、EEPROM、快闪ROM等半导体存储器等可固定保持程序的介质。
另外,在此所说的程序不仅是可由CPU 1410直接执行的程序,也包含源程序形式的程序、压缩处理后的程序、被加密的程序等。
参照图15说明信息提供服务器1230的数据结构。图15是概念性地表示硬盘1450中的数据保存的一个方式的图。硬盘1450包含用于保存数据的区域1510~1550。
用于识别保存在硬盘1450中的数据记录的记录No.被保存在区域1510中。用于识别发送定位信号的发送机的发送机ID被保存在区域1520中。用于表示设置有该发送机的场所的数据(坐标值)被保存在区域1530中。例如在设置各发送机中的每个发送机时该数据被保存到硬盘1450中。设置有该发送机的场所的具体名称被保存在区域1540中。使用该数据使例如对保存在硬盘1450中的数据进行管理的管理者(或者使用信息提供服务器1230提供位置信息的服务的提供者)能够识别。表示该发送机被保存的住址的数据被保存在区域1550中。该数据也与保存在区域1540中的数据同样地由管理者使用。
信息提供服务器1230如下提供发送机的位置信息。便携式电话1200使用根据PRN-ID的判断结果获取的发送机ID和用于访问信息提供服务器1230的数据(URL等),生成请求位置信息的分组数据(以下称为“请求”)。便携式电话1200将该请求发送到基站1240。利用公知的通信处理实现该发送。基站1240在接收到该请求时传输到信息提供服务器1240。
信息提供服务器1230检测该请求的接收。CPU 1410从该请求中获取发送机ID,检索硬盘1450。具体地说,CPU 1410进行所获取的发送机ID与保存在区域1520中的发送机ID是否一致的匹配处理。匹配处理的结果,当存在与包含在从便携式电话1200发送的数据中的发送机ID一致的发送机ID的情况下,CPU1410读出与该发送机ID相关联的坐标值(区域1530),生成用于将位置信息返回给便携式电话1200的分组数据。具体地说,CPU1410除了具有坐标值的数据之外,还将便携式电话1200的地址附加在头中来生成分组数据。CPU 1410通过通信IF 1470将该分组数据发送到基站1240。
基站1240在接收到由信息提供服务器1230发送的分组数据时,根据包含在该数据中的地址来发送分组数据。此外,基站1240也可以将接收到的分组数据与接收时间保存到非易失性的存储装置(例如硬盘装置)中。由此,便携式电话1200的使用者获取位置信息的历史被保留,因此还能够掌握使用者所移动的路径。
便携式电话1200在存在于来自基站1240的电波到达的范围内的情况下,接收由基站1240发送的分组数据。当便携式电话1200的使用者为了阅览所接收到的数据而执行预先规定的操作(例如用于阅览电子邮件的操作)时,显示器1350显示该发送机的坐标值。由此,该使用者能够获知大体的位置。这样,不需要对设置在屋内的各个发送机预先登记坐标值,因此能够更灵活地变更发送机的设置场所。
如上所述,根据本实施方式所涉及的位置信息提供系统,从设置在地面的发送机发送的信号只要包含用于识别该发送机的数据(发送机ID)即可。该数据在提供该发送机的位置信息的服务器装置中与该位置信息相关联地被保存。作为位置信息提供装置而发挥功能的便携式电话1200通过将发送机ID发送给该服务器装置来获取上述位置信息。根据这种信息的提供方法,由于不需要使该发送机自身保持发送机的位置信息,因此能够容易地变更发送机的设置场所。
应该认为本次公开的实施方式在所有的点上是示例性的而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书所表示而并不是由上述的说明所表示,意图包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
产业上的可利用性
本发明所涉及的位置信息提供装置例如可应用于具有定位功能的便携式电话、便携式定位终端、便携式监视终端及其它能够接收用于定位的信号的终端。另外,本发明所涉及的发送机例如可应用于设置在屋内的发送机及其它发送装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种位置信息提供系统,能够使用作为来自多个卫星的频谱扩展信号的第一定位信号来提供位置信息,该位置信息提供系统具备屋内发送机(200-1),
上述屋内发送机包括:
第一存储部(240),其保存用于确定上述屋内发送机被设置的场所的位置数据;
生成部(210),其将具有上述位置数据的第二定位信号作为频谱扩展信号而生成;以及
发送部(292),其发送上述频谱扩展信号,
其中,上述位置信息提供系统还具备位置信息提供装置(100),
上述位置信息提供装置具备:
接收部(402),其接收频谱扩展信号;
第二存储部(420),其保存关于上述第一和第二定位信号的码图;
确定部(412),其用于根据保存在上述第二存储部中的码图,确定与由上述接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;
判断部(316),其根据使用由上述确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到上述第一定位信号和第二定位信号中的任一个;
位置信息算出部(430),其根据上述判断的结果来切换处理,由此推导出上述位置信息提供装置的位置信息;以及
输出部(440),其输出由上述位置信息算出部推导出的位置信息,
其中,上述位置信息算出部在接收到由上述屋内发送机发送的上述第二定位信号的情况下,从上述解调得到的信号中获取上述位置数据,
在接收到多个上述第一定位信号的情况下,根据多个各上述频谱扩展信号,算出上述位置信息。
2.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述位置信息算出部在接收到由单一的上述屋内发送机发送的上述第二定位信号的情况下,从上述解调得到的信号中获取上述位置数据。
3.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
用于生成包含在来自上述卫星的上述第一定位信号中的时间信息的各个上述卫星的第一计时装置的计时、与上述屋内发送机的第二计时装置的计时相互独立。
4.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述第二定位信号的形式与上述第一定位信号的形式共用,代替包含在上述第一定位信号中的导航电文而包含上述位置数据,
上述位置信息提供装置的上述位置信息算出部包括算出部,该算出部在接收到多个上述第一定位信号的情况下,根据各个上述导航电文算出上述位置信息提供装置的位置。
5.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述位置数据是仅用上述位置数据直接表示上述屋内发送机的位置的数据,
上述输出部将仅根据上述位置数据推导出的上述位置信息作为表示测量得到的位置的图像而输出。
6.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述位置数据包含上述屋内发送机的地球上的坐标值、和表示上述屋内发送机被设置的场所的数据中的任一个。
7.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述确定部包括多个相关器,针对上述第一定位信号和上述第二定位信号共用地设置上述多个相关器,上述多个相关器分别并行执行上述多个码图与上述频谱扩展信号之间的相关处理,进行确定上述码图的处理,
上述位置信息算出部根据基于来自上述多个相关器的输出的判断结果来切换上述处理。
8.(修改后)根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
被编码的上述定位信号的中心频率是1575.42MHz,上述定位信号的扩展频率是1.023MHz。
9.(修改后)一种位置信息提供装置,是用于使用第一定位信号和第二定位信号来提供位置信息的位置信息提供装置(100),其中,上述第一定位信号是来自多个卫星的频谱扩展信号,上述第二定位信号是从设置在预先确定的场所的屋内发送机发送的、包含用于确定上述场所的位置数据的信号,该位置信息提供装置具备:
接收部(402),其接收频谱扩展信号;
存储部(420),其保存关于上述第一和第二定位信号的码图;
确定部(412),其用于根据保存在上述存储部中的码图,确定与由上述接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;
判断部(316),其根据使用由上述确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到上述第一定位信号和第二定位信号中的任一个;
位置信息算出部(430),其根据上述判断的结果来切换处理,由此推导出上述位置信息提供装置的位置信息;以及
输出部(440),其输出由上述位置信息算出部推导出的位置信息,
上述位置信息算出部在接收到由上述屋内发送机发送的上述第二定位信号的情况下,从上述解调得到的信号中获取上述位置数据,
在接收到多个上述第一定位信号的情况下,根据多个各上述频谱扩展信号,算出上述位置信息。
10.(修改后)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置信息算出部在接收到由单一的上述屋内发送机发送的上述第二定位信号的情况下,从上述解调得到的信号中获取上述位置数据。
11.(修改后)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述第二定位信号的形式与上述第一定位信号的形式共用,代替包含在上述第一定位信号中的导航电文而包含上述位置数据,
各上述码图按各个上述卫星和上述屋内发送机中的每个卫星和屋内发送机而不同,
上述位置信息提供装置的上述位置信息算出部还包括算出部,该算出部在接收到多个上述第一定位信号的情况下,根据各个上述导航电文算出上述位置信息提供装置的位置。
12.(修改后)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置数据是仅用上述位置数据直接表示上述屋内发送机的位置的数据,
上述输出部将仅根据上述位置数据推导出的上述位置信息作为表示测量得到的位置的图像而输出。
13.(修改后)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置数据包含表示上述屋内发送机被设置的场所的信息,
上述输出部包括显示部,该显示部根据上述信息显示上述屋内发送机被设置的场所。
14.(增加)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述确定部包括多个相关器,针对上述第一定位信号和上述第二定位信号共用地设置上述多个相关器,上述多个相关器分别并行执行上述多个码图与上述频谱扩展信号之间的相关处理,进行确定上述码图的处理,
上述位置信息算出部根据基于来自上述多个相关器的输出的判断结果来切换上述处理。
15.(增加)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述接收部接收从设置在预先确定的多个场所的各个场所的发送机发送的各个上述第一定位信号,
上述位置信息提供装置还具备检测部,该检测部检测由上述接收部接收到的信号的强度,
上述获取部从各个上述第一定位信号中确定上述强度最大的第一定位信号,获取包含在所确定的第一定位信号中的位置数据。
16.(增加)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置数据包含识别上述屋内发送机的识别数据,
上述位置信息提供装置还具备发送部,该发送部在接收到上述第一定位信号的情况下,通过通信线路将上述识别数据、和上述屋内发送机的位置信息的发送请求发送到响应于来自外部的请求而提供位置信息的服务器装置,上述位置信息与上述识别数据相关联地被保存在上述服务器装置中,
还具备输入部,该输入部通过上述通信线路,接受由上述服务器装置根据上述发送请求发送的上述位置信息的输入,
上述输出部包括显示上述位置信息的显示部。
17.(增加)根据权利要求9所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置信息提供装置包括便携式电话、便携式信息终端、便携式定位装置、以及装载在车辆中的定位系统中的任一个。
18.(增加)一种屋内发送机,是发送与第一定位信号的形式相同形式的信号的屋内发送机(200-1),其中,上述第一定位信号是由发送用于定位的信号的卫星发送的信号,该屋内发送机具备:
存储部(240),其保存用于确定上述屋内发送机被设置的场所的位置数据;以及
生成部(210),其将具有上述位置数据的第二定位信号作为频谱扩展信号而生成,
其中,上述生成部生成上述第二定位信号,上述第二定位信号具有上述位置数据而代替包含在上述第一定位信号中的导航电文,上述第二定位信号作为能够根据来自单一的上述屋内发送机的信号确定上述场所的扩频频谱信号,
具备发送部(292),该发送部(292)发送上述频谱扩展信号。
19.(增加)根据权利要求18所述的屋内发送机,其特征在于,
用于生成包含在来自上述卫星的上述第一定位信号中的时间信息的各个上述卫星的第一计时装置的计时、与上述屋内发送机的第二计时装置的计时相互独立。
20.(增加)根据权利要求19所述的屋内发送机,其特征在于,
上述位置数据包含上述屋内发送机的地球上的坐标值、和表示上述屋内发送机被设置的场所的数据中的任一个。

Claims (13)

1.一种位置信息提供系统,用于提供位置信息,具备发送机(200-1),
上述发送机包括:
存储部(240),其保存用于确定上述发送机被设置的场所的位置数据;
生成部(210),其将具有上述位置数据的第一定位信号作为频谱扩展信号而生成;以及
发送部(292),其发送上述频谱扩展信号,
其中,上述位置信息提供系统还具备位置信息提供装置(100),
上述位置信息提供装置具备:
接收部(402),其接收频谱扩展信号;
存储部(420),其保存关于上述第一定位信号的码图;
确定部(412),其用于根据保存在上述存储部中的码图,确定与由上述接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;
判断部(316),其根据使用由上述确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到上述第一定位信号;
获取部(430),其在接收到上述第一定位信号的情况下,从解调得到的上述信号中获取上述位置数据;以及
输出部(440),其输出由上述获取部获取的位置数据。
2.根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
上述第一定位信号的形式与由发送用于定位的信号的卫星发送的第二定位信号的形式相同,包含上述位置数据而代替包含在上述第二定位信号中的导航电文,
上述位置信息提供装置还将关于各个上述第二定位信号的码图保存到上述存储部中,上述位置信息提供装置还包括算出部,该算出部在接收到多个上述第二定位信号的情况下,根据各个上述导航电文算出上述位置信息提供装置的位置。
3.根据权利要求1所述的位置信息提供系统,其特征在于,
被编码的上述定位信号的中心频率是1574.42MHz,
上述定位信号的扩展频率是1.023MHz。
4.一种位置信息提供装置,是用于提供位置信息的位置信息提供装置(100),具备:
接收部(402),其接收频谱扩展信号;
存储部(420),其保存关于第一定位信号的码图,其中,从设置在预先确定的场所的发送机发送上述第一定位信号,上述第一定位信号包含用于确定上述场所的位置数据,
确定部(412),其用于根据保存在上述存储部中的码图,确定与由上述接收部接收到的频谱扩展信号对应的码图;
判断部(316),其根据使用由上述确定部确定的码图解调得到的信号,判断是否接收到上述第一定位信号;
获取部(430),其在接收到上述第一定位信号的情况下,从解调得到的上述信号中获取上述位置数据;以及
输出部(440),其输出由上述获取部获取的位置数据。
5.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述第一定位信号的形式与由发送用于定位的信号的卫星发送的第二定位信号的形式相同,包含上述位置数据而代替包含在上述第二定位信号中的导航电文,
上述位置信息提供装置还将关于从多个卫星发送的各个上述第二定位信号的各个码图保存到上述存储部中,各码图按各个上述卫星中的每个卫星而不同,
上述位置信息提供装置还包括算出部,该算出部在接收到多个上述第二定位信号的情况下,根据各个上述导航电文算出上述位置信息提供装置的位置。
6.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述接收部接收从设置在预先确定的多个场所中的各个场所中的发送机发送的各个上述第一定位信号,
上述位置信息提供装置还具备检测部,该检测部检测由上述接收部接收到的信号的强度,
上述获取部从各个上述第一定位信号中确定上述强度最大的第一定位信号,并获取包含在所确定的第一定位信号中的位置数据。
7.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置数据包含表示上述发送机被设置的场所的信息,
上述输出部包括显示部,该显示部根据上述信息显示上述发送机被设置的场所。
8.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置数据包含识别上述发送机的识别数据,
上述位置信息提供装置具备发送部,该发送部在接收到上述第一定位信号的情况下,通过通信线路将上述识别数据、和上述发送机的位置信息的发送请求发送到响应于来自外部的请求而提供位置信息的服务器装置,上述位置信息与上述识别数据相关联地被保存在上述服务器装置中,
上述位置信息提供装置还具备输入部,该输入部通过上述通信线路,接受由上述服务器装置响应于上述发送请求而发送的上述位置信息的输入,
上述输出部包括显示上述位置信息的显示部。
9.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述位置信息提供装置包括便携式电话、便携式信息终端、便携式定位装置、以及装载在车辆中的定位系统中的任一个。
10.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
上述发送机连接在输出时间信息的计时装置上,从上述发送机发送的定位信号包含表示与上述计时装置的时间同步的时间的时间数据,
上述位置信息提供装置还具备:
计时部,其测量时间来输出时间信息;以及
校准部,其根据包含在由上述接收部接收到的定位信号中的时间数据,校准上述计时部的时间。
11.根据权利要求4所述的位置信息提供装置,其特征在于,
还具备:
存储部,其保存表示上述位置信息提供装置的属性的属性数据;
请求部,其对根据请求可发送与上述属性数据相应的信息的信息提供装置发送与上述属性数据相应的信息的传送请求;以及
输入部,其接受根据上述传送请求由上述信息提供装置发送的上述信息的输入,
其中,上述输出部包括显示上述信息的显示部。
12.一种发送机,具备:
存储部,其保存用于确定上述发送机被设置的场所的位置数据;
生成部,其将具有上述位置数据的信号作为频谱扩展信号而生成;以及
发送部,其发送上述频谱扩展信号。
13.根据权利要求12所述的发送机,其特征在于,
上述生成部将与由发送用于定位的信号的卫星发送的定位信号的形式相同形式的信号作为上述频谱扩展信号而生成。
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