初次定位输出位置运算决定方法、定位装置及电子设备的制作方法

专利名称：初次定位输出位置运算决定方法、定位装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及初次定位输出位置运算决定方法、存储介质、定位 装置及电子设备。
背景技术：
作为利用人造卫星的定位系统，7>知有GPS ( GlobalPositioning System:全球卫星定位系统)，现已被用于汽车导航装置等。在GPS 中，由绕地球周围轨道旋转的多个GPS卫星中的各个GPS卫星发 送GPS卫星信号，GPS接收机基于接收到的GPS卫星信号计算出 (定位)当前位置。不过，在被捕捉的GPS卫星信号中，存在包含有受多路径等影 响的GPS卫星信号的情况。也就是i兌，多^各径就是经建筑物或地势 等反射、衍射的间接波重叠到GPS卫星发送的直接波上，从多个路 径4妄收同一电波。这种4妻收环境称为多鴻4圣环境。当^吏用受该多^各 径影响的GPS卫星信号时，可能无法准确进行当前位置的计算(定 位)。即，需要乂人-波捕冲足的GPS卫星信号中除去受多^各径等影响的 GPS卫星信号进行定位运算。因此，作为辨别受多路径等影响的 GPS卫星信号的方法之一，公知有使用归纳残差APR的方法(例 如参照日本特开2003-240836号7>报)。此夕卜，GPS接收机每隔-见定时间(例如，每隔1秒)重复进行 定位运算，把计算出的当前位置作为定位结果输出，但从定位开始 到输出初次的定位结果一^:需要几秒时间。在到输出该初次的定位 位置所需的时间TTFF ( Time to First Fix:首次定位时间)和定位精 度之间，往往存在缩短TTFF则定位精度下降，相反，提高定位精 度则TTFF变长等这样的关系，优先定位精度和缩短TTFF的哪一 方面好因^妄收环境而不同。例如，在多^各径环境等整体定位精度低 的接收环境下，定位精度优先于缩短TTFF,即使TTFF增长，也 优选在Z计数被译码而改善定位精度之后，输出定位结果。针对于 此，在开》文天空环境下，由于定位精度高所以优选缩短TTFF，可 以不等Z计H的译码就输出定位结果。发明内容本发明涉及一种初次定位输出位置运算决定方法，包括选出 用于本次的定<立处理的卫星症且合、即卫星《且；用所述卫星组所包含 的各卫星的卫星信号对所述卫星组的各个卫星组计算出当前位置 候补；基于所述当前位置候补对所述卫星组各个计算出所述卫星组 的卫星各自的APR ^i;通过平均所述卫星纟且的各个卫星组的所述 APR值，计算出本次的定位处理的APR平均值；从所述卫星组各 自的所述当前位置候补中选择一个当前位置候补作为基于本次的 定位处理的定位位置；基于所述APR平均值改变重复执4于所述定 位处理的次凄丈；当所述定位处理4皮才丸4亍了所述重复才丸4亍次凄t时，将 最终算出的定位位置决定为定位输出的初次的定位位置。才艮据本发明，在输出初次定位结果时可才艮据4姿收环境适当判断 是优先提高定位精度还是优先缩短TTFF。本发明第一方面涉及初次定位l叙出位置运算决定方法，所述初 次定位输出位置运算决定方法用于接收从定位用卫星发送的卫星信号进行基于该接收的卫星信号的当前位置的定位运算，并在定位开始后决定最初定位llr出的定位位置，包括以下步骤4丸4亍定位处理，所述定位处理是指进行基于接收的卫星信号的定位运算并算出定位位置的处理；改变所述定位处理的重复#^亍次凄史；当所述定位 处理被执行了所述重复执行次数时，将最后算出的定位位置决定为 定位输出的初次的定位位置；执行所述定位处理包括以下步骤基 于接收的卫星信号选出用于本次的定位处理的卫星组合、即卫星 组；用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号对所述选出的卫星组 的各个卫星计算出当前位置候补；对所述选出的卫星组的各个卫星 组计算出APR值，所述APR值是所述卫星组的卫星各自的(1 )伪 距和(2)近似距离的差分的平方和，所述近似距离是所述卫星和 所述计算出的当前位置候补之间的距离；通过平均所述卫星组各自 的所述APR值，计算出本次的定位处理的APR平均值；从所述算 出的卫星组各自的当前位置候补中选择一个当前位置候补作为基 于本次的定位处理的定位位置；改变所述重复次ft包4舌基于所述 APR平均值改变重复执行次数。并且，在本发明中，也可以构成为一种定位装置，所述定位装 置用于接收定位用卫星发送的卫星信号，并基于该接收的卫星信号 进行当前位置的定位运算，其包括定位处理部，进行定位处理， 所述定位处理是指进行基于接收的卫星信号的定位运算并算出定 4立^f立置的处J里；重复次凄t改变部，改变所述定J立处5里部所进4于的所 述定位处理的重复执行次数；初次定位输出位置决定部，当所述定 位处理部的所述定位处理被执行了所述重复执行次数时，把最终算 出的定位位置决定为最初定位输出的定位位置；其中，所述定位处 理部包括卫星组选出部，基于4妄收的卫星信号选出用于本次的定 ^立处理的卫星组合、即卫星组；当前4立置<,美4卜计算部，用所述卫星 组包含的各卫星的卫星信号对所述选出的卫星组的各个卫星组计 算出当前位置候补；APR值计算部，对所述选出的卫星组的各个卫星组计算出APR值，所述APR值是所述卫星组的卫星各自的(1 ) 伪距和(2)近似距离的差分的平方和，所述近似距离是所述卫星 和所述计算出的当前位置候补间的距离；平均值计算部，通过平均 由所述APR值计算部算出的卫星组各自的APR4直，计算出本次的 定位处理的APR平均值；本次定位位置选择部，乂人所述计算出的 卫星组各自的当前位置候补中选择一 个当前位置候补作为基于本 次的定位处理的定位位置；所述重复次凄t改变部包4舌基于由所述定 位处理部计算出的APR平均值改变重复执行次数的APR平均值基 准次ft改变部。据此，当算出定位位置的定位处理^皮反复4丸行了重复4丸行次凄t 时，将最终算出的定位位置决定为定位输出的初次定位位置。并且， 该重复执行次数可根据APR平均值改变。卫星组的APR值是基于该卫星组中包含的各卫星的伪距ym和 近似距离yp按照后述的公式(1 )计算得到。各卫星的近似距离yp 是基于该卫星的位置(Xi、 Yi、 Zj)和根据该卫星组中包含的各卫 星的卫星信号算出的当前^f立置(x、 y、 z) 4安照后述的7>式(2)计 算得到。APR值和定位误差之间存在APR值越大则该卫星组的定位姊青 度越低的倾向。并且，APR平均值越大，是多路径环境的可能性越 高，也就是说该环境中，接收的卫星信号中包含受多路径等影响的 卫星信号。换句话i兌，能够/人APR平均值判断出4妻收环境。因此， 通过根据APR平均值改变重复执行次数便可以缩短与定位环境相 关的到定位输出初次定位位置所需的时间TTFF。例如，当APR平 均值大时，是多路径环境、且定位精度低的可能性高。这时，通过 增加重复执行次数便可以优先提高定位精度。相反，当APR平均 值小时，是开放天空环境、且定位精度高的可能性大。这时，通过 减少重复才丸^f亍次数^更可以缩短TTFF。并且，冲艮据本发明，也可以才是供一种初次定位丰#出位置运算决定方法，该方法包^":选出用于本次的定4立处理的卫星组合、即卫 星组；用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号对所述卫星组各个 计算出当前位置候补；基于所述当前位置候补对所述卫星组各个计 算出所述卫星組的卫星各自的APR <直；通过平均所述卫星组各自 的所述APR值，计算出本次的定位处理的APR平均值；从所述卫 星组各自的所述当前位置候补中选4奪一个当前位置候补作为基于 本次的定位处理的定位位置；基于所述APR平均值改变重复执行 所述定位处理的次数；当所述定位处理执行了所述重复执行次数 时，将最终算出的定位位置决定为定位输出的初次的定位位置。并且，才艮据本发明，也可以提供一种定位装置，该定位装置包 括卫星组选出部，选出用于本次定位处理的卫星组合、即卫星组； 当前位置候补计算部，用所述卫星组包含的各卫星的卫星信号对所 述卫星组各个计算出当前位置候补；APR值计算部，基于所述当前 位置4'矣补对所述卫星组各个计算出所述卫星组的卫星各自的APR 值；平均值计算部，通过平均所述卫星组各自的所述APR值，计 算出本次定位处理的APR平均值；本次定位4立置选择部，/人所述 卫星组各自的所述当前位置候补中选择一个当前位置候补作为根 据本次定位处理的定位位置；APR平均值基准次数改变部，基于所 述APR平均值改变重复^M亍所述定位处理的次凄t;初次定位IIT出 位置决定部，当所述定位处理执行了所述重复执行次数时，将最终 算出的定位位置决定为定位l叙出的初次定位位置。并且，才艮据本发明，在上述的初次定位输出位置运算决定方法 中，改变所述重复次凄t是指每次执4亍所述定位处理时，基于在本次 的定4立处J里时计算出的APR平均ii 文变重复纟jM于次凄欠。并且，根据本发明，也可以在上述的定位装置中，所述重复次 数改变部在每次所述定位处理部的定位处理:故执行时，基于本次定 位处理时算出的APR平均值改变重复执行次数。据此，每次执行定位处理时，根据本次定位处理时算出的APR 平均值改变重复执行次数。 APR平均值在每次定位处理中都发生变 动。因此，通过在每次执行定位处理时，才艮据该定位处理时算出的 APR平均值改变重复执行次数，从而可确定更合适的重复执行次数。并且，根据本发明，也可以在上述的初次定位输出位置运算决 定方法中，当基于上次的所述定位处理的定位位置和基于本次的所 述定位处理的定位位置之间的距离差未满足规定的近距离条件时， 将到本次为止的重复次数复位并重新进行重复次数的计数，当满足 时则继续进行重复次lt的计凄t 。并且，根据本发明，也可以在上述的定^f立装置中包括重复次数 计数部，当基于所述定4立处理部的上次定位处理的定位位置和基于 本次定位处理的定位位置的距离差未满足失见定的近3巨离条件时，将 到本次为止的重复次数复位并重新进行重复次数的计数，当满足时 则继续进行重复次数的计数.据此，当基于上次定位处理的定位位置和基于本次定位处理的 定位位置的距离差未满足规定的近距离条件时，将到本次为止的重 复次数复位并重新进行重复次数的计数，当满足时则继续进行重复 次数的计数。也就是说，在定位位置的距离差连续满足近距离条件 的次凌丈达到重复扭J亍次凄史时输出初次定^f立位置。由此，在沿时序的 定位位置的偏差小的时候决定定位输出的初次定位位置。并且，才艮据本发明，也可以构成为在上述的初次定位输出位置 运算决定方法中，计算出所述当前位置候补就是在计算出所述当前 位置候补的同时，用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号计算出时间误差，^丸行所述定位处理包括将在计算所述当前位置候补时 算出的所述时间误差作为才艮据本次的定位处理的时间误差，所述初 次定位输出位置运算决定方法还包括当基于上次的所述定位处理 的时间误差和基于本次的所述定位处理的时间误差之间的差未满 足头见定的近似条件时，将到本次为止的重复次lt复位并重新进行重 复次数的计数，当满足时则继续进行重复次数的计数。并且，根据本发明，也可以在上述的定位装置中，所述当前位 置候补计算部在计算出当前位置候补的同时，用所述卫星组包含的 各卫星的卫星信号计算出时间误差，所述定位处理部包括本次时间 误差决定部，所述本次时间误差决定部将所述当前位置候补计算部 算出当前位置候补时算出的时间误差作为才艮据本次的定位处理的 时间误差，其中，所述当前位置4美补由所述本次定4立位置选4奪部选 才奪，所述定位装置还包括重复次lt计lt部，当基于所述定位处理部 的上次定位处理的时间i吴差和基于本次定位处理的时间i吴差的差 未满足规定的近似条件时，将到本次为止的重复次数复位并重新进 行重复次数的计数，当满足时则继续进行重复次数的计数。据此，在算出当前位置候补的同时，用卫星组所包含的各卫星 的卫星信号计算出时间误差，当才艮据上次定位处理的时间误差和才艮 据本次定位处理的时间误差的差未满足规定的近似条件时，将到本 次为止的重复次^:复位并重新进行重复次^t的计数，当满足时则继 续进行重复次数的计数。也就是说，在时间误差的差连续满足近似 条件的次数达到重复执行次数时输出初次定位位置。由此，在沿时 序的时间误差的偏差小的时4美决定定位输出的初次定位位置。并且，根据本发明，也可以在上述的初次定位输出位置运算决 定方法中，计算出所述当前位置候补就是在计算出所述当前位置候 补的同时，用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号计算出时间误
差，执行所述定位处理包括将在计算所述当前位置候补时算出的 时间误差作为根据本次的定位处理的时间误差，其中，所述当前位 置候补一皮选择作为才艮据本次的定位处理的所述定位位置，所述初次 定位输出位置运算决定方法还包括在符合(1 )基于上次的所述 定位处理的定位位置和根据本次的所述定位处理的定位位置之间 的距离差未满足规定的近距离条件、或(2)基于上次的所述定位 处理的时间i吴差和冲艮纟居本次的所述定〗立处理的时间-i吴差的差未满 足规定的近似条件中任一个时，将到本次为止的重复次数复位并重 新进行重复次数的计数，当不符合任一个时则继续进行重复次数的 计数。
并且，才艮据本发明，也可以在上述的定位装置中，所述当前位 置候补计算部在计算出当前位置候补的同时，用所述卫星组包含的 各卫星的卫星信号计算出时间误差，所述定位处理部包括本次时间 误差决定部，所述本次时间i吴差决定部将所述当前位置4矣补计算部 算出当前位置候补时算出的时间误差作为根据本次的定位处理的 时间误差，其中，所述当前位置候补由所述本次定位位置选才奪部选 4奪，所述定位位置还包括重复次凄t计l史部，在符合(1)才艮据所述 定位处理部的上次定位处理的定位位置和根据本次定位处理的定 位位置之间的距离差未满足规定的近距离条件、或(2)根据所述 定位处理部的上次定位处理的时间误差和才艮据本次定位处理的时 间误差的差未满足失见定的近似条件中任一个时，所述重复次凄t计^t 部将到本次为止的重复次凄《复位并重新进行重复次#:的计凄欠，当不 符合任一个时则继续进4于重复次ft的计tt 。据此，在算出当前位置候补的同时，用卫星组包含的各卫星的 卫星信号计算出时间误差，并且，在符合(1 )基于上次定位处理 的定位位置和根据本次定位处理的定位位置之间的距离差未满足
规定的近距离条件、或(2)基于上次定位处理的时间误差和根据 本次定位处理的时间误差的差未满足规定的近似条件中任一个时， 将到本次为止的重复次数复位并重新进行重复次数的计数，当不符 合任一个时则继续进行重复次数的计数。也就是i兌，在定位位置的
距离差连续满足近距离条件的次数达到重复执行次数、且时间误差 的差连续满足近似条件的次It达到重复才丸4亍次lt时输出初次定位 位置。由此，在沿时序的定位位置及时间误差的偏差小的时候决定 定位输出的初次定位位置。
并且，根据本发明，也可以l是供一种计算机可读存储介质，其 存储有用于使计算机执行上述任一种初次定位输出位置运算决定 方法的程序，所述计算机内置于接收定位用卫星发送的卫星信号并 基于该接收的卫星信号定位当前位置的定位装置中。
在此，存储介质是可由计算机读取存储于其上的信息的诸如硬 盘、CD-ROM、 DVD、存储卡以及IC存4诸器等存储介质。
并且，在本发明实施例中，也可以构成为一种包括上述定位装 置的电子设备。


图1是便携式电话机的内部结构图。
图2中的图2 ( a )及图2(b)是表示ARP平均值和定位误差 之间的关系的 一例实-验结果。图3是ROM的结构图。
图4是计数完了条件表的数据构成例。
图5是阈值变更条件表的数据构成例。
图6是RAM的构成图。
图7是卫星位置数据的数据构成例。
图8是卫星组数据的凄t据构成例。
图9是定位结果凄t据的凄t据构成例。
图IO是基带处理的流程图。
图11是在基带处理中实施的定位运算处理的流考呈图。
图12是在基带处理中实施的计数处理的流程图。
图13是在基带处理中实施的阈值变更处理的流程图。
具体实施例方式
下面，参照附图等详细地说明本发明的优选实施例。
此夕卜，以下描述的实施例是本发明的优选的具体例，因此，在 ^支术上附加了各种优选的限定，在以下iJt明中，只要没有用于特别 限定本发明的描述，则本发明的范围不限于这些方式。
下面，参照附图对在便携式电话机中适用本发明的实施例进行 说明。[构成]
图1是表示本实施例的便携式电话机1的内部结构的框图。根
据图1,《更携式电话才几1包括GPS天线10、作为定4立装置的GPS 才妄收部20、主才几CPU 40 (Central Processing Unit:中央处理装置)、 才乘作部41、显示部42、 ROM 43 ( Read Only Memory:只读存4诸器)、 RAM 44 ( Random Access Memory:随才几存取存储器)、 <更携式电话 才几用天线50以及^更携式电话才几用无线通〗言电^各部60。
GPS天线10是接收包含有从GPS卫星发送的GPS卫星信号的 RF信号的天线，并把接收的RF信号输出。
GPS接收部20从GPS天线10接收的RF信号中捕捉、提取 GPS卫星信号，基于从GPS卫星信号中读取的导航信息等进行定 位运算，计算出当前位置。该GPS接收部20包括RF (Radio Frequency:射频)接收电路部21、振荡电3各22以及基带处理电路 部30。而且，RF 4妻收电^各部21和基带处理电3各部30既可以作为 单独的LSI ( Large Scale Integration:大规才莫集成电3各)分别制造， 也可以制造成一个芯片。
振荡电路22诸如是晶体振荡器，生成具有规定的振荡频率的 振荡信号进行输出。
RF接收电路部21在从GPS天线10输入的RF信号上乘以对 从振荡电if各22输入的振荡信号进行了分频或增倍得到的信号，从 而将该RF信号降频转换为中频的信号(以下称为"IF (Intermediate Frequency:中频)信号，，)，在对该IF信号i文大等之后，通过A/D 转换器转换为数字信号输出。基带处理电3各部30是从RF接收电路部21输入的IF信号中捕 捉、追踪GPS卫星信号，基于译码数据读取的导航信息和时间信息 等，进行伪距的计算运算和定位运算等的电i 各部。
具体地说，首先，基于输入的IF信号进行GPS卫星信号的捕 捉。GPS卫星信号的捕捉是从IF信号提取GPS卫星信号的处理， 其对IF信号进行相关处理。具体地说，用FFT运算进行计算出IF 信号和虚拟产生的复制C/A码(复制码)之间的相关的相干处理， 累计该相干处理的结果、即相关值，进行计算出相关累计值的非相 干处理。基于此，得到GPS卫星信号包含的C/A码及载波频率的 相位。
如捕捉到GPS卫星信号，接着，追踪捕捉到的GPS卫星信号。 GPS卫星信号的追踪是并列地进行捕捉到的多个GPS卫星信号的 同步保持的处理，其进行诸如通过延迟锁相环(DLL)实现的追踪 C/A码的相位的冷环和诸如通过相位锁相环(PLL)实现的追踪载 波频率的相位的载波环的处理。接着，译码追踪到的各GPS卫星信 号的H据，读耳又导4元信息，从而进行伪距的运算和定位运算等，以 此进行定位当前位置的处理。
此外，该基带处理电3各部30在包4舌CPU 31 、ROM 32以及RAM 33的同时，也包括复制C/A码的产生电路、进行相关运算的电路 以及数据的i,码电3各等各种电^各。
CPU 31在总体控制基带处理电^各部30的各部和RF 4妄收电路 部21的各部的同时，进行包含有后述的基带处理的各种运算处理。
在基带处理中，CPU 31 i奪码净皮捕才足、追踪的GPS卫星信号所 包含的导航信息，基于译码后的导航信息所包含的GPS卫星的轨道 信息和时间信息计算出当前位置。即，根据从GPS卫星各自的GPS卫星信号的发送时刻和在GPS接收机中该GPS卫星信号的接收时 刻的差，计算出发送GPS卫星信号时的各GPS卫星的位置和从GPS 接收机到各GPS卫星的伪距。而且，建立把当前位置以及GPS卫 星与GPS接收机的时间误差这样的4个值作为未知数的联立方程， 通过解答该联立方程计算出当前^f立置。这时，通过从至少大于等于 4个的GPS卫星接收GPS卫星信号可以计算出当前位置。这是因 为把三维位置、即当前位置的各坐标值(x、 y、 z)、以及GPS卫星 和GPS接收机之间的时间误差T这样的4个值^L为未知数。
具体地说，CPU 31在规定时间间隔(例如，1秒间隔)下重复 进行计算出当前位置p的定位处理。在定位处理中，从被捕捉的
GPS卫星信号中选出大于等于4个的GPS卫星的组合、即"卫星 纟且"。例如，当4乾才足到8个GPS卫星4言号时，选出163个(=8 C 8 +8 C7 +8 C6 +8 C5 +8 C4 )卫星组。4妄着，通过只于选出 的卫星组的各个卫星组进行例如用最小平方法的定位运算，计算出 本机的当前位置候补和时间误差候补。而且，从这些卫星组中，例 如按照^见定的评价基准选纟奪一个，在决定选择的卫星组(选择卫星 组)的当前位置候补作为本次的当前位置P的同时，决定该卫星组 的时间误差候补作为本次的时间误差候补T。作为评价基准，诸如 通过基于卫星组的GPS卫星的几何学配置的位置精度衰减指数 PDOP ( Position Dilution of Precision:位置4青度衰减因子)、以及基 于各GPS卫星信号的信号强度的方法等公知手法实现。而且在这 里，也可以在从捕捉的GPS卫星组成的全部卫星组中，才是取诸如由 大于等于6个的GPS卫星组成的数十个卫星组，把纟是取的卫星组作 为3于象来决定定位^立置和时间i吴差。
在本实施例中，在定4立开始之后(初次的定^f立)直4妻重复进4亍 一次以上上述的定位处理，4巴在最后的定位处理中计算出的当前位 置P作为初次的定位位置输出(定位输出)。而且，在决定初次的定位位置并输出之后，将每次定位处理计算出的当前位置P作为定 位位置输出(定位输出)。
就是说，在初次的定位中，当在各次的定位处理中计算出当前
位置P及时间i吴差T时，对计算出的本次的当前位置P和在上次的 定位处理中计算出的当前位置PO的差(位置差分)AP进行计算。 接着，如计算出的位置差分AP满足预先规定的近距离条件(例如， 200 (m)以下)，则位置计数器更新为加"1"后的^f直(相加)，如 未满足近距离条件，位置计凄t器清零。在这里，位置计lt器在定位 开始时刻被清零。即，该计数值(位置计数值)是对位置差分AP 连续为规定值以下的次数进行计数。
此外，计算出本次的时间i吴差T和在上次的定《立处理中计算出 的时间误差T0的差(时间差分)AT。而且，如计算出的时间差分 △ T满足预先^见定的近似条件(例如，0.02 "秒，，以下)，时间计数 器更新为加"1"后的值(相加)，如未满足近似条件，时间计数器 清零。在这里，时间计数器在定位开始时刻清零。即，该计数值(时 间计数值)是对时间差分AT连续为规定值以下的次数进行计数。
此外，决定位置阈值和时间阈值。具体地说，用根据在本次的 定位处理中的APR平均值的改变量增减预先井见定的基准阈^直(例 如"3")来分别决定位置阈值及时间阈值。APR平均值是在本次的 定位处理中选出的卫星组的各个卫星组的归纳残差APR ( APR值) 的平均值。
而且，比较各计数值和各阈值，如位置计数值达到位置阈值， 且时间计数值达到时间阈值，决定本次的当前位置P作为初次的定 位位置并进行输出(定位输出)。另一方面，如位置计凄t值尚未达 到位置阈值或时间计K值尚未达到时间阈值，则继续进行下次的定 位处理。通过下面的/>式(1)赋zf直关于某个卫星组的归纳残差APR (APR值)。
(公式1 )<formula>formula see original document page 23</formula>
在公式(1 )中，"N"是该卫星组包含的GPS卫星的个数(卫 星凄欠)，"i(-l、 2…，N)"表示在这些GPS卫星中的第i个GPS 卫星。此外，"ymi，，是第i个GPS卫星的伪距。此外，"ypi，，是第 i个GPS卫星的位置(Xi、 Yj、 Z。和通过定位运算得到的当前位 置(x、 y、 z)之间的3巨离(近似距离)，通过/>式(2) 一皮贝武值。
(公式2)
即，APR值作为该卫星组的GPS卫星各自的伪距ym和近似距 离yp的差分的平方和#皮贝武4直。
在图2 (a)及图2 (b)中示出表示APR值和定位精度之间的 关系的一例实验结果。图2(a)表示在"多路径环境'，下的实验结 果，图2(b)表示在"开放天空环境"下的实验结果。而且，本机 的当前位置是已知的。在图2 (a)和图2 (b)中，从定位开始按 时序示出在多路径环境及开放天空环境各自的接收环境中各次的 定位处理的结果。在该定位处理中选择的卫星组(选择卫星组)、 APR平均^直以及水平误差作为定位处理的结果示出。APR平均i"直是 在该定位处理中选出的各个卫星组的APR值的平均值。"水平i吴差"是作为已知的本才几的位置和在该定位处理中算出的当前位置P
的水平方向的差分。此外，在任一接收环境下，均在第5次的定位 处理中i奪码Z计凄史。即，第4次以前的定^f立处理为Z计凄史的i奪码之 前，第5次以后的定位处理为Z计数的译码之后。
才艮据图2(a)及图2(b),可判断在APR平均值和水平误差 之间，APR平均值越大水平误差越大，也就是，存在定位精度变低 的〈顷向。
此外，比较多路径环境和开放天空环境，均是多路径环境下的 APR值及水平误差比开放天空环境下的大。就是说，根据APR平 均值能够判断接收环境。即，APR平均值越大，是多路径环境的可 能性越高，另一方面，APR平均值越小，是开放天空环境的可能性 越高。
此外，在各个接收环境中，对Z计数的译码前后进行对比，在 多路径环境中，在译码Z计数以前水平误差大，且其值的偏差大， ^f旦在i,码Z计lt以后水平误差变小，且其值的偏差变小。并且，在 译码Z计凄t之后，随着水平误差的减少APR平均值也变小。就是 i兌，在多^各径环境中，伊乙选在i奪石马Z计凄1之后丰#出初次的定<立4立置。
另一方面，在开方文天空环境中，不论是在译码Z计凄t的前与后， 水平误差没有太大变化，在其值的偏差小的基础上，水平误差的变 化小。而且，APR平均值也不管是在i奪码Z计凄t的前与后都没有太 大变化，其值的偏差也小。就是说，能够判断在开》文天空环境下， 即使在译码Z计数之前也可以输出初次的定位位置。
因此，在本实施例中，根据这种APR平均值和定位精度的关 系，决定输出初次的定位位置的定时。就是说，根据位置计数值是 否达到位置阈值判断当前位置P的偏差是否小，此外，根据时间计数值是否达到时间阈值判断时间误差T的偏差是否小。然后，在判 断为当前位置P的偏差及时间误差T的偏差都小的定时(timing)
下，车lr出初次的定但^立置。
此外，在各次的定位处理中基于APR平均值决定位置阈值及 时间阈值。因此，即使在移动中也会才艮据当前(本次)的定位处理 中的^^妾收环境改变初次的定位位置的l伶出定时。就是说，在APR 平均值大，多路径环境可能性高的情况下，将位置阈值及时间阈值 同时设置得较大，推迟输出初次的定位位置的定时。此外，在APR 平均值小，开放天空环境的可能性高的情况下，将位置阈值及时间 阈值同时设置得较'J、，使输出初次的定位位置的定时提前。
返回到图1, ROM 32存储用于CPU 31控制基带处理电路部 30及RF接收电路部21的各部的系统程序和用于实现包括基带处 理的各种处理的各种程序和凄t据等。图3示出ROM 32的一例结构。 根据图3，在ROM 32中存储有基带处理程序321、相加条件表322 以及阈值变更条件表323 。
相加条件表322是定义增力口 ( count up，相加)位置计数及时 间计数的条件的数据表。图4示出相加条件表322的一例数据构成。 根据图4，相加条件表322存储有分别对位置计数器及时间计数器 增加计数值(相加)的条件。即，针对位置计数器，在各次的定位 处理中当前位置P的偏差被视为"小"的位置差分厶P的大小被规 定作为近距离条件。此外，针对时间计数器，在各次的定位处理中 时间误差T的偏差祐j见为"小"的时间差分AT的大小净皮失见定作为 近似条件。
阈值变更条件表323是定义改变位置阈值及时间阈值的条件的 数据表。图5示出阈值变更条件表323的一例数据构成。根据图5， 阈值变更条件表323将阈值的变更条件323a和阈〗直的变更量323b相互对应地进4亍存4诸。在变更条件323a中存4诸有卫星lt、 PDOP值 以及APR平均值各自的条件值。如上所述，APR平均值越小，是 开放天空环境的可能性越高，相反，APR平均值越大，是多路径环 境的可能性越高。因此，对于APR平均值，规定在APR平均值小 的情况下，设变更量为负值以使阈值降低，相反，在APR平均值 大的情况下，设变更量为正值以使阈值提高。此外， 一般情况下， 存在PDOP值越小，定位精度越高的倾向。因此，对于PDOP值， 规定在PDOP值大的情况下，设变更量为负值以使阈值降低。此外， 一4殳情况下，存在卫星凄史越多，PDOP值越小，定位冲奇度越高的倾 向。因此，对于卫星^t, ^见定在卫星^:多的情况下，i殳变更量为负 值以使阈值降低。
RAM 33作为CPU 31的工作区使用，暂时地存储从ROM 32 读出的程序和数据以及CPU 31按照各种程序执行的运算结果等。 图6表示RAM 33的一例结构。根据图6，在RAM 33中存储有卫 星4立置教:4居331、卫星纽jt悟332以及定4立结果教:才居333。
卫星位置数据331是有关于在各次的定位处理中被捕捉的GPS 卫星的位置的数据。图7表示卫星位置数据331的一例数据构成。 根据图7,卫星位置数据331对捕捉到的各GPS卫星331a分别相 对应地存^f诸了基于该GPS卫星信号计算出的卫星位置331b。
卫星组凄丈据332是有关在各次的定位处理中选出的卫星组的凝: 据。图8表示卫星组数据332的一例数据构成。根据图8,卫星组 数据332对选出的各卫星组332a分别相对应地存储了该卫星组包 含的GPS卫星332b、当前位置候补332c、时间误差候补332d、卫 星凄t 332e、 PDOP <直332f以及APR 332g。
定位结果凄t据333是各次的定位处理中的计算结果的lt据。图 9表示定位结果凄t据333的一例凄《据构成。根据图9,定位结果凄t据333对/人定位开始的各次定位处理分别相对应地存々者了定位时刻 333a、选择卫星组333b、定位位置333c、时间误差333d、卫星数 333e、 PDOP值333f以及APR平均值333g。
计数器数据334存储位置计数器及时间计数器各自的当前计数 值。数据335分别存储当前的位置阈值及时间阈值。
主机CPU 40按照存储在ROM 43中的系统程序等各种程序总 体控制便携式电话机l的各部。具体地说，在主要实现作为电话机 的通话功能的同时，进行用于实现各种功能的处理，所述各种功能 包括将在地图上标示了从基带处理电路部30输入的1"更携式电话机1 的当前位置的导4元画面显示在显示部42中等的导4元功能。
操作部41是由操作键和按钮开关等构成的输入装置，将响应 使用者的操作的操作信号输出给主机CPU 40。根据该操作部41的 才喿作^r入定位的开始/结束指示等各种指示。显示部42是由LCD (Liquid Crystal Display:液晶显示器)等构成的显示装置，基于从
主才几cpu 40丰ir入的显示信号，显示显示画面(例^口，导^元画面和 时刻信息等)。
ROM 43存储用于主机CPU 40控制便携式电话机1的系统程 序和用于实现导航功能的各种程序和数据。RAM 44作为主机CPU 40的工作区域使用，暂时地存储从ROM43读出的程序和数据、从 操作部41输入的数据以及主机CPU 40按照各种程序执行的运算结 果等。
便携式电话用天线50是用于与便携式电话机1的通信服务商 设置的无线基站之间进行便携式电话用无线信号的发送与接收的 天线。便携式电话用无线通信电路部60是由RF转换电路和基带处理电路等构成的便携式电话用的通信电路部，按照主机CPU 40的 控制进行无线信号的发送与接收。
图10是用于说明基带处理流程的流程图。通过CPU31执行基 带处理禾呈序321实5见该处理。并且，在基带处理之前，经GPS天线 10接收RF信号和RF接收电路部21对IF信号的降频转换而被数 字化的IF信号是处于要输入到基带处理电路部30状态的信号。
才艮据图10,首先，作为初始i殳定，CPU 31清零位置计数器和 时间计凄t器(步骤Al )。接着，进行定位运算处理，计算出本次的 当前位置P和时间误差T (步驶朵A3 )。
图11是用于说明定位运算处理流程的流程图。根据图11, CPU 31基于捕捉的GPS卫星信号计算出包含各GPS卫星的位置的卫星 信息(步骤B1)。 4妻着，基于捕冲足到的GPS卫星信号选出由大于等 于4个的GPS卫星组成的卫星组(步骤B3 ),进4亍将选出的卫星组 的各个卫星组作为乂于象的环A的处理。
在环A中，基于对象卫星组的各GPS卫星的位置，i者如用最 小平方法进行定位运算，计算出当前位置候补及时间误差候补(步 骤B5)。此外，计算出对象卫星组所包含的GPS卫星的凄t量(卫星 数)(步骤B7)。而且，基于计算出的当前位置候补，计算出对象 卫星组的PDOP值(步骤B9)，进而，计算出APR值(步骤Bll )。 环A就是像这样地被执行。
结束4巴全部的卫星组作为对象的环A之后，4妄着计算出各卫星 组的APR值的平均值、即APR平均值(步骤B13 )。此外，进行用 PDOP值等分別评价各卫星组的评价处理(步骤B15)。而且，基于评价结果选择l个卫星组，在决定选择的卫星组的当前位置候补作 为本次的定位位置的同时，决定该卫星组的时间i吴差4美补作为本次
的时间误差(步骤B17)。进4于以上处理后结束定位运算处理。
定位运算处理结束后，CPU 31接着进行计数处理(步骤A5 )。
图12是用于说明计数处理流程的流程图。根据图12， CPU 31 计算出上次的定位位置和本次的定位位置之间的差(位置差分)△ P(步骤C1)。而且，如计算出的位置差分AP满足相加条件(即、 规定值以下)(步骤C3:是)，位置计数器更新为加"1"后的值(步 骤C5),如未满足相加条件(步骤C3:否)，清零位置计数器(步 骤C7 )。
此外，计算出上次的时间误差和本次的时间误差之间的差(时 间差分)AT(步骤C9)。而且，如计算出的时间差分厶T满足相加 条件(即、规定值以下)(步骤Cll:是)，时间计数器更新为加"1" 后的值(步骤C13),如未满足相加条件(步骤Cll:否)，清零时 间计lt器(步骤C15)。进行以上处理后结束计lt处理。
计数处理结束后，CPU31接着进行阈值变更处理(步骤A7)。
图13是用于说明阈值变更处理流程的流程图。根据图13，作 为初始设定，CPU 31把位置阈值及时间阈值同时设定为基准阈值 "3"(步骤D1)。接着，参照阈值变更条件表323，基于卫星^t改 变位置阈值及时间阈值(步骤D3 )。此外，基于PDOP值改变位置 阈值及时间阈值(步骤D5)，进而，基于APR平均值改变位置阔 值及时间阈值(步驶《D7)。进4亍以上处理后结束阈<直变更处理。
阈值变更处理结束后，CPU 31 4姿着分别比一交位置计lt值和位 置阈值、时间计数值和时间阈值。而且，如位置计数值不足位置阈值(步骤A9:否)、或时间计数值不足时间阈值(步骤All:否)， 返回到步骤A3进行下次定位。另一方面，如位置计数值为位置阈 值以上(步骤A9:是)、且时间计数值为时间阈值以上(步骤All: 是)，决定本次的当前位置P为初次的定位位置并输出(步骤A13 )。 到这里为初次的定位。
初次的定位结束后，接着开始第二次之后的定位。即、进行定 位运算处理(参照图11 )(步驶A A15)， 4巴计算出的当前位置P作为 定位结果进行输出(步骤A17)。接着，判断是否结束定位，如没 有结束(步骤A19:否)，返回到步骤A15进行下次的定位。如结 束定位(步骤A19:是)，则结束基带处理。
以上，i兌明了适用本发明的一实施例，4旦可以适用本发明的实 施例不限于上述的实施例，只要不脱离本发明的实质可以适当变形。
(A) Z计数的译码
例如 ，在译码Z计数之后，即使为多路径环境，时间误差T的 偏差也大致为零。因此，也可以在译码了 Z计数的情况下，不进行 计数值和阈值的比较就决定当前位置P为定位位置并输出。
(B )主机CPU
此外，主沐几CPU 40也可以以專欠件的形式进4亍基带处理电^各部 30的CPU 31所进行的一部分或全部的处理。
(C)定位装置此外，在上述的实施例中，对具备定位装置的电子i殳备的一种、 即便携式电话机进行了说明，但对诸如便携式的导航装置、车载用
导4元装置、PDA (Personal Digital Assistants:个人凄t字助理)以及 手表等其他电子设备也同样适用。
(D) 卫星定位系统
此外，在上述的实施例中，对利用GPS的情况进行了说明，但 只于卞者如GLONASS (GLObal Navigation Satellite System:全J求卫星 导4元系统)等其他卫星定位系统也同样适用。
(E ) 存储介质
此夕卜，也可以采用将基带处理程序321存l诸在CD-ROM等存 储介质中再安装在便携式电话机等电子设备上这样的结构。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细说明，只要实质上不 脱离本发明的发明点和效果可以进行诸多的变形，这对于本领域的 技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本 发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种初次定位输出位置运算决定方法，用于接收从定位用卫星发送的卫星信号进行基于该接收的卫星信号的当前位置的定位运算，并在定位开始后决定最初定位输出的定位位置，所述初次定位输出位置运算决定方法包括以下步骤执行定位处理，所述定位处理是指进行基于接收的卫星信号的定位运算并算出定位位置的处理；改变所述定位处理的重复执行次数；当所述定位处理被执行了所述重复执行次数时，将最后算出的定位位置决定为用于定位输出的初次的定位位置；执行所述定位处理包括以下步骤基于接收的卫星信号选出用于本次的定位处理的卫星组合、即卫星组；对于所述选出的卫星组的各个卫星组，用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号计算出当前位置候补；对所述选出的卫星组的各个卫星组计算出APR值，所述APR值是所述卫星组的卫星各自的伪距和近似距离的差分的平方和，所述近似距离是所述卫星和所述计算出的当前位置候补之间的距离；通过平均所述卫星组的各个卫星组的所述APR值，计算出本次的定位处理的APR平均值；从所述卫星组的各个卫星组的所述当前位置候补中选择一个所述当前位置候补作为基于本次的定位处理的定位位置；改变所述重复次数的情况包括基于所述APR平均值改变重复执行次数。
2. 才艮据4又利要求1所述的初次定位ilr出位置运算决定方法，其中，改变所述重复次数是指每次执行所述定位处理时，基于 在本次的定位处理时计算出的所述APR平均值改变重复才丸4亍次数。
3. 根据权利要求1或2所述的初次定位输出位置运算决定方法， 其还包括以下步骤当基于上次的所述定位处理的定位位置和基于本次的所 述定位处理的定位位置之间的距离差未满足-见定的近距离条 件时，将到本次为止的重复次数复位并重新进行重复次数的计 数，当满足时则继续进行重复次数的计数。
4. 才艮据4又利要求1或2所述的初次定位输出位置运算决定方法， 其中，计算出所述当前位置候补是指在计算出所述当前位置候 补的同时，用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号计算出时 间误差，执行所述定位处理包括将在计算所述当前位置候补时 算出的所述时间i吴差作为基于本次的定位处理的时间误差，所述初次定位车俞出位置运算决定方法还包括当基于上 次的所述定位处理的时间误差和基于本次的所述定位处理的 时间误差之间的差未满足规定的近似条件时，将到本次为止的 重复次数复位并重新进行重复次数的计数，当满足时则继续进 行重复次数的计数。
5. 才艮据4又利要求1或2所述的初次定4立输出^f立置运算决定方法， 其中，计算出所述当前位置候补是指在计算出所述当前位置候 补的同时，用所述卫星组所包含的各卫星的卫星信号计算出时 间误差，执行所述定位处理包括将在计算所述当前位置候补时 算出的时间误差作为基于本次的定位处理的时间误差，其中， 所述当前位置 <类4卜—皮选4奪作为基于本次的定位处理的所述定 位位置，所述初次定位输出位置运算决定方法还包4舌在符合第 一情况或者第二情况中任一个时，将到本次为止的重复次数复 位并重新进行重复次数的计数，当不符合任一个时则继续进行 重复次数的计数，所述第一情况是指基于上次的所述定位处理 的定位位置和基于本次的所述定4立处理的定位位置之间的距 离差未满足规定的近距离条件，所述第二情况是指基于上次的 所述定位处理的时间误差和基于本次的所述定位处理的时间 误差的差未满足-见定的近似条件。
6. —种初次定位llr出位置运算决定方法，包4舌以下步-银选出用于本次的定4立处理的卫星组合、即卫星纟且；对于所述卫星组的各个卫星组，用所述卫星组所包含的 各卫星的卫星信号计算出当前位置候补；对所述卫星组的各个卫星组基于所述当前位置候补计算 出所述卫星iEL的卫星各自的APR^直；通过平均所述卫星组的各个卫星组的所述APR值，计算 出本次定位处理的APR平均值；,人所述卫星组的各个卫星组的所述当前位置候补中选择一个当前位置4美补作为基于本次定位处理的定位位置；基于所述APR平均<直改变重复#丸4亍所述定<立处理的次数；当所述定位处理被执行了所述重复执行次数时，将最终 算出的定位位置决定为用于定位输出的初次的定位位置。
7. —种定位装置，用于接收定位用卫星发送的卫星信号，并基于 该接收的卫星信号进行当前位置的定位运算，包括定位处理部，用于批J亍定位处理，所述定^f立处理是指进 行基于接收的卫星信号的定位运算并算出定位位置的处理；重复次凄t改变部，改变由所述定位处理部进4亍的所述定 位处理的重复寺丸4于次凄t;以及初次定4立l叙出4立置决定部，当所述定4立处理部所进4亍的 所述定位处理^U亍了所述重复执4亍次数时，4巴最终算出的定位 位置决定为最初定位输出的定位位置；其中，所述定位处理部包括卫星组选出部，基于接收的卫星信号选出用于本次的 定j立处理的卫星纟且合、即卫星纟且；当前位置4美补计算部，用所述卫星组包含的各卫星的 卫星信号计算出所述选出的卫星组的各个卫星组的当前 位置候补；APR值计算部，对所述选出的卫星组的各个卫星组 计算出APR值，所述APR值是所述卫星组的卫星各自的 伪距和近似距离的差分的平方和，所述近似距离是所述卫 星和所述计算出的当前位置候补间的距离；平均值计算部，通过平均由所述APR值计算部算出 的卫星组的各个卫星组的APR^直，计算出本次的定位处 理的APR平均 <直；以及本次定位位置选择部，从所述计算出的卫星组的各个 卫星组的当前位置候补中选4奪一个当前位置候补作为基 于本次定位处理的定位位置，其中，所述重复次凄丈改变部包^舌基于由所述定《立处理部 计算出的APR平均〗直改变重复4丸^亍次凄t的APR平均j直基准次 凄史改变部。
8. 根据权利要求7所述的定位装置，其中，所述重复次凄t改变部在每次所述定4立处理部所进4亍的定 ^立处理^U^f亍时，基于本次定^f立处玉里时算出的APR平均〃f直改 变重复扭j于次凄t。
9. 才艮据4又利要求7或8所述的定位装置，包括重复次^t计lt部，当基于所述定位处理部所进4亍的上次 定4立处理的定^f立^立置和基于本次定^立处理的定位>[立置的3巨离 差未满足规定的近距离条件时，将到本次为止的重复次数复位 并重新进行重复次^t的计数，当满足时则继续进行重复次数的 计数。
10. 根据权利要求7或8所述的定位装置，其中，所述当前位置4矣补计算部在计算出当前位置4美补的同 时，用所述卫星组包含的各卫星的卫星信号计算出时间误差，所述定〗立处理部包4舌本次时间i吴差决定部，所述本次时 间误差决定部将所述当前位置候补计算部算出当前位置4奖补时算出的时间误差作为基于本次的定位处理的时间误差，其 中，所述当前位置候补由所述本次定位位置选l奪部选择，所述定位装置还包括重复次数计数部，当基于所述定位 处理部的上次定位处理的时间误差和基于本次定位处理的时 间误差的差未满足规定的近似条件时，将到本次为止的重复次 凄t复位并重新进^f亍重复次数的计凄t,当满足时则继续进4亍重复 次数的计凄史。
11. 根据权利要求7或8所述的定位装置，其中，所述当前位置候补计算部在计算出当前位置4美补的同 时，用所述卫星组包含的各卫星的卫星信号计算出时间误差，所述定位处理部包括本次时间误差决定部，所述本次时 间误差决定部将所述当前位置候补计算部算出当前位置候补 时算出的时间误差作为基于本次的定位处理的时间误差，其 中，所述当前位置候补由所述本次定位位置选"l奪部选^^，所述定位位置还包括重复次数计数部，在符合第一情况 和第 一情况中任一个时，所述重复次数计数部将到本次为止的 重复次数复位并重新进行重复次数的计数，当不符合任一个时 则继续进行重复次数的计数，所述第一情况是指基于所述定位 处理部的上次定〗立处理的定位4立置和基于本次定〗立处理的定 位位置之间的距离差未满足规定的近距离条件，所述第二情况 是指基于所述定位处理部的上次定位处理的时间i吴差和基于 本次定位处理的时间误差的差未满足规定的近似条件。
12. —种定位装置，包括卫星组选出部，选出用于本次定4立处理的卫星组合、即 卫星组；当前位置候补计算部，用所述卫星组包含的各卫星的卫星信号对所述卫星组各个计算出当前位置^矣补；APR值计算部，基于所述当前位置候补对所述卫星组各个计算出所述卫星组的卫星各自的APR^直；平均〗直计算部，通过平均所述卫星组的各个卫星纟且的所 述APR^直，计算出本次定4立处理的APR平均^直；本次定位位置选纟奪部，^^人所述卫星组的各个卫星组的所 述当前位置候补中选择一个当前位置候补作为基于本次定位 处理的定位位置；APR平均值基准次数改变部，基于所述APR平均值改变 重复执行所述定位处理的次数；以及初次定位输出位置决定部，当所述定位处理寺丸行了所述 重复才丸4亍次数时，将最终算出的定位位置决定为定位1#出的初 次定位位置。
13. —种电子设备，包括权利要求7~ 12中任一项所述的定位装置。
全文摘要
本发明公开了初次定位输出位置运算决定方法、定位装置和电子设备，在初次定位中，反复执行多次基于捕捉的GPS卫星信号计算出当前位置的定位处理(步骤A3)。每次执行定位处理都用位置计数器对计算出的本次定位位置和上次定位位置之间的差(位置差分)ΔP连续在规定值以下的次数进行计数，并用时间计数器对本次时间误差和上次时间误差之间的差(时间差分)ΔT连续在规定值以下的次数进行计数(步骤A5)。此外，通过用与APR平均值相应的变更量变更基准阈值，从而决定位置阈值和时间阈值(步骤A7)。接着，如位置计数值达到位置阈值(步骤A9是)、且时间计数值达到时间阈值(步骤A11是)，将本次的定位位置决定为初次的定位位置并输出(步骤A13)。
文档编号G01S19/22GK101285879SQ200810089918
公开日2008年10月15日 申请日期2008年4月9日 优先权日2007年4月9日
发明者永原干央, 满永新一 申请人:精工爱普生株式会社