定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置以及定位系统中的中继站、终端与流程

本公开涉及一种定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置以及定位系统中的中继站、终端。

背景技术：

在专利文献1中，公开了如下一种移动站：该移动站在本站所存在的覆盖区域内，选择性地使用从天线站发送的多个校正信息中的与位于本站位置的附近的虚拟基准点有关的校正信息来进行相对定位。

专利文献1：日本特开2005-172738号公报

技术实现要素：

本公开使得即使基准站所能够使用的通信的带宽窄也能够进行终端的定位。

本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置使用基准站、与基准站进行通信的多个中继站以及与中继站进行通信的终端来对终端的坐标进行定位。本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置获取用于确定与终端进行通信的中继站的信息，基于与终端进行通信的中继站的坐标并基于由基准站接收的来自卫星的定位信号来生成校正信息。并且，在本公开的定位方法、定位系统中，基准站经由中继站向终端发送校正信息。

另外，定位系统中的中继站、终端被用在上述的定位系统内。

本公开中的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置以及定位系统中的中继站、终端对于即使基准站所能够使用的通信的带宽窄也能够进行终端的定位而言是有效的。

附图说明

图1是实施方式1中的定位系统的概念图。

图2是实施方式1中的基准站的框图。

图3是实施方式1中的中继站的框图。

图4是实施方式1中的终端的框图。

图5是表示实施方式1中的定位处理的流程图。

图6是表示实施方式1中的从终端向基准站发送数据的流程的图。

图7是表示实施方式1中的从基准站向终端发送个别地生成的校正信息的流程的图。

图8是表示实施方式1中的从基准站向终端发送按每个中继站生成的校正信息的流程的图。

图9是表示实施方式1中的从基准站向终端发送基于多个中继站的坐标生成的校正信息的流程的图。

具体实施方式

下面，适当参照附图来详细地说明实施方式。但是，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略已广为公知的事项的详细说明、对于实质上相同的结构的重复说明。这是为了避免下面的说明不必要地变得冗长，以使本领域技术人员容易理解。

此外，附图和下面的说明是为了使本领域技术人员充分理解本公开而提供的，并非意图通过它们来限定权利要求书所记载的主题。

(实施方式1)

下面，使用图1～图9来说明实施方式1。

[1-1.结构]

图1是实施方式1中的定位系统的概念图。

定位系统100具有基准站110、中继站120以及终端130。

基准站110的地球上的坐标是已知的。中继站120的地球上的坐标也是已知的。终端130存在于想要求出地球上的坐标的地方。

基准站110与中继站120进行通信。中继站120与终端130进行通信。在本实施方式中，在基准站110与终端130之间存在多个中继站120。中继站120将从基准站110发送的校正信息以接力中继(bucketbrigade)方式进行中继来发送到终端130。这样的网络结构一般被称为多跳网络(multi-hopnetwork)。

定位系统100使用校正信息来进行终端130的定位，由此求出终端130的地球上的坐标。

在本实施方式中，作为一例，说明基准站110主动地生成校正信息的例子。也就是说，说明基准站作为校正信息生成装置进行动作的例子。但是，通过以无线或有线的方式与基准站连接来生成校正信息的装置(专用计算机或通用计算机等)也相当于校正信息生成装置。

图2是实施方式1中的基准站的框图。

基准站110具有处理器201、存储部202、输入部203、输出部204、通信部205、接收装置206以及总线210。

处理器201经由总线210来控制基准站110的其它要素。作为一例，能够通过使用通用cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)来构成处理器201。另外，处理器201能够执行规定的程序。通过由处理器201执行规定的程序，基准站进行动作。

存储部202从其它要素获取各种信息，并暂时或永久地保持该信息。存储部202是所谓的主存储装置和辅助存储装置的统称，也可以物理性地配置多个存储部202。对于存储部202的结构，例如能够使用dram(directrandomaccessmemory，直接随机存取存储器)、hdd(harddiskdrive，硬盘驱动器)、ssd(solidstatedrive，固态硬盘)。

输入部203接收来自外部的信息。输入部203接收的来自外部的信息中包含与来自基准站110的操作者的输入有关的信息等。作为一例，能够通过使用键盘等输入接口来构成输入部203。

输出部204向外部呈现信息。输出部所呈现的信息中包含与定位有关的信息等。作为一例，能够通过使用显示器等现有的输出接口来构成输出部204。

通信部205经由通信路径而与外部的设备进行通信。与通信部205进行通信的设备包括中继站120。作为一例，能够通过使用如下通信接口来构成通信部205：能够与使用超短波(30mhz～0.3ghz)的无线通信网、无线lan通信网、3g通信网等现有的通信网进行通信的通信接口。

接收装置206具有接收天线和解调器。接收装置接收来自定位卫星的定位信号。在本实施方式中，作为定位卫星的一例，使用gps卫星。gps卫星发送l1信号(1575.42mhz)、l2信号(1227.60mhz)等来作为定位信号。接收器对由接收装置接收到的定位信号进行解调。

以上所列举的基准站110的结构是一例。也能够将基准站110的各结构要素的一部分合并来构成。也能够将基准站110的各结构要素的一部分分割为多个要素来构成。也能够省略基准站110的各结构要素的一部分。也能够对基准站110附加其它要素来构成。

图3是实施方式1中的中继站的框图。

中继站120具有处理器301、存储部302、输入部303、输出部304、通信部305以及总线310。

处理器301经由总线310来控制中继站120的其它要素。作为一例，能够通过使用通用cpu来构成处理器301。另外，处理器301能够执行规定的程序。通过由处理器301执行规定的程序，中继站120进行动作。

存储部302从其它要素获取各种信息，并暂时或永久地保持该信息。存储部302是所谓的主存储装置和辅助存储装置的统称，也可以物理性地配置多个存储部302。对于存储部302的结构，例如能够使用dram、hdd、ssd。

输入部303接收来自外部的信息。输入部303接收的来自外部的信息中包含与来自中继站120的操作者的输入有关的信息等。作为一例，能够通过使用键盘等输入接口来构成输入部303。

输出部304向外部呈现信息。输出部所呈现的信息中包含与定位有关的信息等。作为一例，能够通过使用显示器等现有的输出接口来构成输出部304。

通信部305经由通信路径而与外部的设备进行通信。与通信部305进行通信的设备包括基准站110和终端130。作为一例，能够通过使用如下通信接口来构成通信部305：能够与使用超短波的无线通信网、无线lan通信网、3g通信网等现有的通信网进行通信的通信接口。

以上所列举的中继站120的结构是一例。也能够将中继站120的各结构要素的一部分合并来构成。也能够将中继站120的各结构要素的一部分分割为多个要素来构成。也能够省略中继站120的各结构要素的一部分。也能够对中继站120附加其它要素来构成。

图4是实施方式1中的终端的框图。

终端130具有处理器401、存储部402、输入部403、输出部404、通信部405、接收装置406以及总线410。

处理器401经由总线410来控制终端130的其它要素。作为一例，能够通过使用通用cpu来构成处理器401。另外，处理器401能够执行规定的程序。通过由处理器401执行规定的程序，终端130进行动作。

存储部402从其它要素获取各种信息，并暂时或永久地保持该信息。存储部402是所谓的主存储装置和辅助存储装置的统称，也可以物理性地配置多个存储部402。对于存储部402的结构，例如能够使用dram、hdd、ssd。

输入部403接收来自外部的信息。输入部403接收的来自外部的信息中包含与来自终端130的操作者的输入有关的信息等。作为一例，能够通过使用键盘等输入接口来构成输入部403。

输出部404向外部呈现信息。输出部所呈现的信息中包含与定位有关的信息等。作为一例，能够通过使用显示器等现有的输出接口来构成输出部404。

通信部405经由通信路径而与外部的设备进行通信。与通信部405进行通信的设备包括中继站120。作为一例，能够通过使用如下通信接口来构成通信部405：能够与使用超短波的无线通信网、无线lan通信网、3g通信网等现有的通信网进行通信的通信接口。

接收装置406具有接收天线和解调器。接收装置接收来自定位卫星的定位信号。在本实施方式中，作为定位卫星的一例，使用gps卫星。gps卫星发送l1信号、l2信号等来作为定位信号。接收器对由接收装置接收到的定位信号进行解调。

以上所列举的终端130的结构是一例。也能够将终端130的各结构要素的一部分合并来构成。也能够将终端130的各结构要素的一部分分割为多个要素来构成。也能够省略终端130的各结构要素的一部分。也能够对终端130附加其它要素来构成。

[1-2.动作]

说明如以上那样构成的定位系统所进行的定位处理。

图5是表示实施方式1中的定位处理的流程图。

在步骤s511中，终端130的处理器401计算终端130的估算坐标。估算坐标是处理器401基于由接收装置406接收到的定位信号计算出的。基于定位信号计算估算坐标的处理一般公知为码定位(codepositioning)。在码定位中进行以下处理：由处理器401对(1)定位信号所表示的码(0和1的组合模式)以及(2)卫星发送了码的时刻进行分析，由此计算估算坐标。通过码定位计算出的估算坐标中包含因电离层的影响等而产生的误差。

在步骤s512中，处理器401经由通信部205向基准站110发送正在与终端130进行通信的中继站120的信息以及在步骤s511中计算出的估算坐标。正在与终端130进行通信的中继站120的信息包含能够识别正在与终端130进行通信的中继站120的信息。作为能够识别正在与终端130进行通信的中继站120的信息的一例，可列举出中继站120的id。中继站120定期地向与自己(中继站)进行通信的终端发送用于识别自己的id。在本实施方式中，处理器401向基准站110发送该id来作为正在与终端130进行通信的中继站120的信息。

图6是表示实施方式1中的从终端向基准站发送数据的流程的图。图6所示的箭头表示数据的方向。如图6所示，终端621经由中继站613、中继站611向基准站601发送正在与自己进行通信的中继站的信息以及在步骤s511中计算出的估算坐标。终端622和终端623经由中继站614、中继站611向基准站601发送正在与自己进行通信的中继站的信息以及在步骤s511中计算出的估算坐标。终端624经由中继站615、中继站612向基准站601发送正在与自己进行通信的中继站的信息以及在步骤s511中计算出的估算坐标。此外，中继站616经由中继站612向基准站601发送表示不存在正在与自己进行通信的终端的意思的信息。

在步骤s521中，基准站110的处理器201估计与中继站120之间的可用带宽。与中继站120之间的可用带宽是指在与同自己(基准站)进行通信的中继站之间能够发送接收的每单位时间的信息量。说明图6所示的例子，在图6中，基准站601与中继站611、中继站612进行通信。因此，基准站601在步骤s521中估计与中继站611、中继站612之间的可用带宽。能够使用已知的技术来估计可用带宽。例如，能够使用以下方法：从基准站110向中继站120以使数据量逐渐增加的方式发送数据包，并观测与数据量对应的数据包的到达时间，由此估计可用带宽。此外，在本公开中，不是必须估计可用带宽。例如，也能够通过在存储部202中预先记录基准站110与中继站120之间的可用带宽，从而不进行可用带宽的估计。

在步骤s522中，基准站110的处理器201判定在步骤s521中估计出的可用带宽是否大于第一值。作为第一值的标准，可列举出能够向在步骤s512中向自己(基准站)进行了发送的所有基准站发送校正信息(后述)的程度的带宽的值。这样一来，处理器201判定是否能够在规定的单位时间以内发送对校正信息的数据量乘以终端的数量而得到的值。

在步骤s523(步骤s522中“是”)中，基准站110的处理器201基于在步骤s512中接收到的终端的估算坐标来生成校正信息。校正信息是指使用该信息本身来提高终端130的定位精度的信息。基于某个地点来计算校正信息。用于计算校正信息的地点越接近终端的实际坐标，则越能够利用校正信息来提高终端130的定位精度。作为校正信息的一例，可列举出rtk(realtimekinematics，实时动态定位)法中使用的虚拟点数据。rtk法中使用的虚拟点数据是表示以下数据的数据：如果在虚拟点存在接收来自定位卫星的定位信号的虚拟终端则该虚拟终端应该会接收到的定位信号的数据。rtk法是被称为干涉定位的定位方法之一。干涉定位是基于由坐标已知的基准站接收到的定位信号与由终端接收到的定位信号之间的波长的差来高精度地求出终端的坐标的方法。一般来说，在干涉定位中，基准站与终端之间的距离越小则定位的精度越高。因此，近年来，有时在终端的附近定义虚拟点，并使用虚拟点数据进行rtk法。将这样的方法也称为vrs(virtualrefferencestation，虚拟参考站)-rtk法。

结束步骤s523后，处理进入步骤s527。在结束步骤s523后进入的步骤s527中，基准站110向终端130发送针对终端130个别地生成的校正信息。使用图来说明该发送的流程。

图7是表示实施方式1中的从基准站向终端发送个别地生成的校正信息的流程的图。在图7中，箭头表示发送校正信息的路径。如图7所示，从基准站601向中继站611发送基于终端621、终端622、终端623各自的估算坐标生成的校正信息。从中继站611向中继站613发送基于终端621的估算坐标生成的校正信息。从中继站613向终端621发送基于终端621的估算坐标生成的校正信息。从中继站611向中继站614发送基于终端622、终端623各自的估算坐标生成的校正信息。从中继站614向终端622发送基于终端622的估算坐标生成的校正信息。从中继站614向终端623发送基于终端623的估算坐标生成的校正信息。从基准站601向中继站612发送基于终端624的估算坐标生成的校正信息。从中继站612向中继站615发送基于终端624的估算坐标生成的校正信息。从中继站615向终端624发送基于终端624的估算坐标生成的校正信息。此外，基准站601不(经由中继站612)向中继站616发送校正信息。这是因为不存在正在与中继站616进行通信的终端。

在步骤s524(步骤s522中“否”)中，基准站110的处理器201判定在步骤s521中估计出的可用带宽是否大于第二值。第二值是比第一值小的值。作为第二值的标准，可列举出能够向在步骤s512中向自己(基准站)进行了发送的中继站中的正在与终端进行通信的中继站发送校正信息(后述)的程度的带宽的值。这样一来，处理器201判定是否能够在规定的单位时间以内发送对校正信息的数据量乘以中继站的数量而得到的值。

在步骤s525(步骤s524中“是”)中，基准站110的处理器201基于中继站120的坐标来生成校正信息。在本实施方式中，设中继站120的坐标被记录在基准站110的存储部202中。作为由基准站110生成校正信息的对象的中继站是正在与终端进行通信的中继站。与终端进行通信的中继站与终端之间的距离通常处于一定范围内。基于中继站120的坐标生成的校正信息虽然可能劣于在步骤s523中生成的校正信息，但是能够使终端130进行精度足够高的定位。

结束步骤s525后，处理进入步骤s527。在结束步骤s525后进入的步骤s527中，基准站110向终端130发送按每个中继站生成的校正信息。使用图来说明该发送的流程。

图8是表示实施方式1中的从基准站向终端发送按每个中继站生成的校正信息的流程的图。在图8中，箭头表示发送校正信息的路径。特别是，在图8中，空心的箭头表示通过组播(multi-cast：广播发送)来发送校正信息的路径。向一个中继站或终端发送一个校正信息所需的带宽与将一个校正信息进行组播所需的带宽大致相同。在本实施方式中，设在从发送侧向多个接收侧发送同一校正信息的情况下，通过组播进行发送。如图8所示，从基准站601向中继站611发送基于中继站613、中继站614各自的坐标生成的校正信息。从中继站611向中继站613发送基于中继站613的坐标生成的校正信息。从中继站613向终端621发送基于中继站613的坐标生成的校正信息。从中继站611向中继站614发送基于中继站614的坐标生成的校正信息。从中继站614向终端622和终端623组播发送基于中继站614的坐标生成的校正信息。从基准站601向中继站612发送基于中继站615的坐标生成的校正信息。从中继站612向中继站615发送基于中继站615的坐标生成的校正信息。从中继站615向终端624发送基于中继站615的坐标生成的校正信息。对图8与图7进行比较可知，在图8中，(1)从基准站601向中继站611、中继站612的通信量降低，(2)从中继站611向中继站614的通信量降低，(3)从中继站614向终端622、终端623的通信量降低。以上所述的(1)(2)是通过按每个中继站生成校正信息来产生的效果，(3)是通过除了按每个中继站生成校正信息之外还进行组播发送来产生的效果。也就是说，组播发送在本公开中虽然不是必须的，但是进行组播发送的情况对于降低通信量和中继站的运算量而言是有用的。

在步骤s526(步骤s524中“否”)中，基准站110的处理器201基于多个中继站的坐标来生成校正信息。多个中继站是指正在与终端进行通信的中继站的集合。基于多个中继站的坐标的校正信息是指基于中继站的坐标的中间地点(平均坐标)、根据正在进行通信的终端的数量实施加权所得到的平均坐标等来生成的校正信息。在基于多个中继站的坐标生成了校正信息的情况下，不个别地对作为生成的基础的中继站进行校正信息的生成。在本实施方式中，示出针对中继站613、中继站614以及中继站615这三点的中间地点的坐标生成校正信息的例子。由此，不再需要如步骤s525那样生成基于中继站613、中继站614、中继站615各自的坐标的校正信息。在此，关于基于何种程度的中继站来生成中间地点，能够由处理器201根据可用带宽来灵活地决定。例如在设(可用带宽)÷(发送校正信息所需的带宽)的商为n(整数)的情况下，也可以基于需要的数量的中继站的平均坐标来生成校正信息，直到最终由处理器201生成的校正信息的数量成为n为止。例如在n为2的情况下，也可以是，针对仅中继站613和中继站614的坐标的中间地点生成校正信息，关于中继站615则基于中继站615的坐标生成校正信息。中继站120通常彼此位于一定的范围内。基于多个中继站120的坐标生成的校正信息虽然可能劣于在步骤s523、步骤s525中生成的校正信息，但是能够使终端130进行精度足够高的定位。

结束步骤s526后，处理进入步骤s527。在结束步骤s526后进入的步骤s527中，基准站110向终端130发送基于多个中继站的坐标生成的校正信息。使用图来说明该发送的流程。

图9是表示实施方式1中的从基准站向终端发送基于多个中继站的坐标生成的校正信息的流程的图。在图9中，箭头表示发送校正信息的路径。与图8同样地，在图9中，空心的箭头表示通过组播来发送校正信息的路径。如图9所示，从基准站601向中继站611和中继站612组播发送基于中继站613、中继站614以及中继站615这三点的中间地点的坐标生成的校正信息(在该段中简称为校正信息)。从中继站611向中继站613和中继站614组播发送校正信息。从中继站613向终端621发送校正信息。从中继站614向终端622和终端623组播发送校正信息。从中继站612向中继站615发送校正信息。从中继站615向终端624也发送校正信息。对图9与图8进行比较可知，在图9中，(1)从基准站601向中继站611、中继站612的通信量降低，(2)从中继站611向中继站613、中继站614的通信量降低。以上所述的(1)是通过除了基于多个中继站的坐标生成校正信息之外还进行组播发送来产生的效果。此外，关于(1)，即使在未进行组播发送的情况下，通信量也比图8所示的例子中的通信量降低。这是因为，在未进行组播发送的情况下，从基准站601进行向中继站611和中继站612的两个发送。以上所述的(2)是通过除了基于多个中继站的坐标生成校正信息之外还进行组播发送来产生的效果。也就是说，如上所述，组播发送在本公开中虽然不是必须的，但是进行组播发送的情况对于降低通信量和中继站的运算量而言是有用的。

处理器201在结束步骤s527的处理后返回到步骤s521的处理。之后重复进行从步骤s521到步骤s527的处理。

在步骤s513中，终端130的处理器401接收在步骤s527中发送的校正信息，基于校正信息来执行定位。

处理器401在结束步骤s513的处理后返回到步骤s511的处理。之后重复进行从步骤s511到步骤s513的处理。

[1-3.效果等]

如以上那样，在本实施方式中，本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置使用基准站、与基准站进行通信的多个中继站以及与中继站进行通信的终端来对终端的坐标进行定位。本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置获取用于确定与终端进行通信的中继站的信息，基于与终端进行通信的中继站的坐标并基于由基准站接收的来自卫星的定位信号来生成校正信息。并且，在本公开的定位方法、定位系统中，基准站经由中继站向终端发送校正信息。

由此，降低了发送与终端的数量相同的数量的校正信息的必要。因此，即使基准站所能够使用的带宽窄，也能够进行终端的定位。

另外，在本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置中，从基准站经由由多个中继站形成的多跳网络向终端传输校正信息。

由此，即使在难以发送大量的数据的多跳网络中，也能够进行终端的定位。

另外，本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置不针对未与终端进行通信的中继站的坐标生成校正信息。

由此，能够抑制不必要的校正信息的发送。

另外，本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置获取由终端基于来自卫星的定位信号计算出的估算坐标，在基准站与中继站之间的可用带宽比规定的值大的情况下，基于估算坐标生成校正信息。

由此，在带宽有富余的情况下，能够生成高精度的校正信息。

另外，本公开的定位方法、定位系统、校正信息生成方法、校正信息生成装置在基准站与中继站之间的可用带宽小于规定的值的情况下，基于使用多个中继站的坐标计算出的坐标来生成校正信息。

由此，在带宽的富余少的情况下，降低了发送与中继站的数量相同的数量的校正信息的必要。因此，即使基准站所能够使用的带宽窄，也能够进行终端的定位。

(其它实施方式)

如以上那样，作为本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式1。然而，本公开中的技术不限定于此，也能够应用于适当地进行了变更、替换、附加、省略等的实施方式。另外，也能够对在上述实施方式1中说明的各结构要素进行组合来得到新的实施方式。

此外，上述的实施方式用于对本公开中的技术进行例示，因此能够在权利要求书或其均等的范围内进行各种变更、替换、附加、省略等。

产业上的可利用性

本公开能够应用于由自治团体或个人等设置的定位系统等。

附图标记说明

100：定位系统；110：基准站；120：中继站；130：终端；201：处理器；202：存储部；203：输入部；204：输出部；205：通信部；206：接收装置；210：总线；301：处理器；302：存储部；303：输入部；304：输出部；305：通信部；310：总线；401：处理器；402：存储部；403：输入部；404：输出部；405：通信部；406：接收装置；410：总线；601：基准站；611：中继站；612：中继站；613：中继站；614：中继站；615：中继站；616：中继站；621：终端；622：终端；623：终端；624：终端。