信息处理设备、位置估计方法、程序、人造卫星系统的制作方法

专利名称：信息处理设备、位置估计方法、程序、人造卫星系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信息处理设备、位置估计方法、程序;^AJt卫星系统。
背景技术：
近年来，接收从人造卫星发送来的导航消息并计算其当前的位置的
GPS (全球定位系统)接收器由于被应用于移动电话、汽车导航系统等而 得到广泛的使用。
具体地说，v^Ait卫星发送来的导航消息包含指示Ait卫星的轨道的 轨道信息以及诸如信号的发送时间之类的信息。GPS接收器接收来自四 个或更多个人造卫星的导航消息，并根据包含在导航消息中的轨道信息来 计算各人造卫星的位置。然后，GPS接收器基于各Ait卫星的位置以及 导航消息的发送时间与接收时间的差，通过联立方程来计算当前的三维位 置。例如，日本专利申请特开平第11-64481号^^艮中描述了根据轨道信 息来计算各Ait卫星的位置的方法。
因为在GPS接收器内所包含的时钟与布置在AJt卫星中的原子钟之 间存在误差，所以在计算三维位置时，期望得到从四个或更多个AJt卫星 发送来的导航消息。可以通过使用从四个或更多个Ait卫星发送来的导航 消息来计算包括三维位置及时间在内的四个未知的M。

发明内容
^Ait卫星发送来的导航消息的帧的长度约为30秒，并由五个子帧 构成。在GPS接收器计算Ait卫星的位置时所使用的轨道信息等包含在 前三个子帧中，而且在接收到这三个子帧之前必需约18秒。因此，如果 GPS接收器不具有Ait卫星的轨道信息，或者如果有效期已过期，则在 计算出当前的位置之前必需几十秒至几分钟，因此在可用性方面出现问 题。
本发明解决了与传统的方法及设备相关联的上述及其他问题，本发明期望提供一种能够早期地估计人造卫星的位置的新的改善的信息处理设
备、位置估计方法、程序;^AJt卫星系统。
根据本发明的实施例，提供了一种信息处理设备，它包括卫星位置 估计部，其用于通过将任意时间代入由一个或两个或更多个周期函数自变 量的和所表示的、人造卫星的位置的估计方程，来估计所i^AJt卫星在所 述任意时间的位置。
根据该结构，所述卫星位置估计部可以在不使用包含在导航消息中的 卫星位置信息的情况下估计Ait卫星的位置。换言之，所述信息处理设备 可以通过计算由周期函数自变量的和所表示的估计方程的相对容易的方 法来更快地掌握Ait卫星的位置。
所述信息处理设备还可以包括接收部，其用于接4^所i^A造卫星 发送来的信号，并获取包含在该信号中的、指示所iiAJt卫星的位置的卫 星位置信息；存储部，其用于记录由所述接收部所获取到的所述卫星位置 信息；以及系数计算部，其用于根据记录在所述存储部中的所述卫星位置
信息来计算所述估计方程中的所述周期函数自变量的各个系数。除了所述 任意时间之外，所述卫星位置估计部还将由所述系数计算部所计算出的所 述系数代入所述估计方程，以估计所iiAJ造卫星的位置。
根据该结构，存储部中记录有新的卫星位置信息。系数计算部才艮据记 录在存储部中的卫星位置信息来计算周期函数自变量的各个系数，从而将 周期函数自变量的各个系数顺序地更新成新的值。因此，根据所述信息处 理设备，即使在经过时间之后，也可以保持Ait卫星的位置的估计方程的 精度。
所述系数计算部可以基于在第 一 时间段内由所述接收部所获取到的 所述卫星位置信息来计算具有第一周期的所述周期函数自变量的所述系 数，并基于在比所述第一时间段短的第二时间段内由所述接收部所获取到 的所述卫星位置信息来计算具有比所述第 一周期短的第二周期的所述周 期函数自变量的所述系数。在基于在比预定周期极端地短的时间段内所获 取到的卫星位置信息、或者在基于在比预定周期极端地长的时间段内所获 取到的卫星位置信息来计算具有该预定周期的周期函数自变量的系数时， 关注系数的精度。周期函数自变量的周期越长，可以通过基于在越长的时 间段上所获取到的卫星位置信息来计算周期函数自变量的系数，从而提高 估计方程的精度以;^AJt卫星的估计位置的精度。所述卫星位置信息可以包括用于指定所述人造卫星的位置的多个参 数，并且所述估计方程可以根据所述多个参数中的每一个参数而不同。才艮 据该结构，各个参数随着时间的流逝而不同地改变，因此，可以通过对各 个M应用不同的估计方程来针对各个参数计算适当的估计值。
所述信息处理设备还可以包括接收控制部，其用于在睡眠模式中间 歇地激活所述接收部，以使所述接收部获取所述卫星位置信息。根据该结 构，接收部间歇地获取新的卫星位置信息。结果，系数计算部将估计方程 中的周期函数自变量的各个系数顺序地更新成新的值。因此，所述信息处 理设备可以抑制在长时间段上未获取卫星位置信息从而系数的可靠性降 低的情况。
所述信息处理设备还可以包括经过时间确定部，其用于确定从所述 系数计算部计算所述周期函数自变量的各个系It^是否经过了预定时间。 在所述经过时间确定部确定已经过了所述预定时间时，所述系数计算部可 以再次计算所述周期函数自变量的各个系数。
所述信息处理设备还可以包括设备位置估计部，其用于基于由所述 卫星位置估计部所估计出的、所i^Ait卫星在所述任意时间的位置，来估 计自身设备在所述任意时间的位置。根据该信息处理设备，可以在不使用 包含在导航消息中的卫星位置信息的情况下估计AJt卫星的位置。因此， 包含设备位置估计部的信息处理设备可以缩短用于估计自身设备的位置 的时间，由此提高可用性。
所述信息处理设备还可以包括存储部，其用于记录在外部装置中所 获得的所述估计方程。所述卫星位置估计部可以基于记录在所述存储部中 的所述估计方程来估计所iiAJt卫星的位置。根据该结构，不一定需要在 信息处理^:备中布置导出估计方程的结构，因此，可以简化信息处理i殳备 的结构。
根据本发明的另一实施例，提供了一种位置估计方法，它包括以下步 骤根据指示Ait卫星的前一位置的卫星位置信息来计算由一个或两个或 更多个周期函数自变量的和所表示的、所^A造卫星的位置的估计方程中 的周期函数自变量的各个系数；以及通过将任意时间及所述系数代入所述 估计方程来估计所i^AJt卫星在所述任意时间的位置。
根据本发明的另一实施例，提供了一种程序，其用于使计算机用作用 于通过将任意时间代入由一个或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、Ait卫星的位置的估计方程来估计所iiAJt卫星在所述任意时间的 位置的卫星位置估计部。
这种程序可以使包括CPU、 ROM、 RAM等的计算机的硬件资源执 行上述卫星位置估计部的功能。换言之，使用有关的程序的计算机可以用 作上述卫星位置估计部。
才艮据本发明的另一实施例，提供了一种人造卫星系统，它包括AJt 卫星；以及接收装置，其用于接收从所^AJt卫星发送来的信号。更具体 地说，所^Ait卫星发送包含指示所idAJ造卫星的位置的卫星位置信息的 信号。所述接收装置包括接收部，其用于接收从所itAJt卫星发送来的 所述信号，并获取包含在所述信号中的指示所iiAJt卫星的位置的所述卫 星位置信息；存储部，其用于记录由所述接收部所获取到的所述卫星位置 信息；系数计算部，其用于根据记录在所述存储部中的所述卫星位置信息 来计算由 一个或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、所iiAit卫 星的位置的估计方程中的周期函数自变量的各个系数；以及卫星位置估计 部，其用于通过将任意时间及由所述系数计算部所计算出的所述系数代入 所述估计方程来估计所^AJ造卫星在所述任意时间的位置。
根据该结构，存储部中记录有新的卫星位置信息。系数计算部根据记 录在存储部中的卫星位置信息来计算周期函数自变量的各个系数，从而将 周期函数自变量的各个系数顺序地更新成新的值。因此，即使在经过时间 之后，所述信息处理设备也可以保持AJt卫星的位置的估计方程的精度。 此外，卫星位置估计部可以在不使用包含在导航消息中的卫星位置信息的 情况下估计AJt卫星的位置。换言之，所述信息处理设备可以通过计算由 周期函数自变量的和所表示的估计方程的相对容易的方法来更快地掌握 AJt卫星的位置。
根据上述本发明的实施例，可以早期地估计AJt卫星的位置。


图l是示出根据本实施例的AJt卫星系统的结构的说明图； 图2是示出XY坐标系中的、AJt卫星的轨道的示例的说明图； 图3是示出ECEF坐标系中的、Ait卫星10的轨道的示例的说明图; 图4是示出导航消息的帧结构的说明图；图5是示出根据本实施例的接收器的硬件结构的说明图6是示出根据本实施例的接收器的操作示例的流程的流程图7是示意性地示出在CPU中实现的功能的一个示例的功能框图8A是示出离心率e的实际测量值的i兌明图8B是示出轨道的长半径A的平方根的实际测量值的说明图8C是示出轨道倾角i。的实际测量值的说明图8D是示出平均近点角M。的实际测量值的说明图8E是示出近地点幅角coo的实际测量值的说明图8F是示出升交点经度A的实际值的说明图9是示出从在制造时确定模型公式至估计人造卫星的位置的流程 的流禾呈图；以及
图10是示出从更新系数至估计AJt卫星的位置的流程的流程图。
具体实施例方式
下文中，将参照附图来详细地描述本发明的优选实施例。注意，在本 说明书及附图中，用相同的标号来表示具有大致上相同的功能及结构的结 构要素，并省略对这些结构要素的重复说明。
将根据下面指示的项的顺序来描述"具体实施方式
"。 [llAit卫星系统的概要GPS的位置测量的概要接收器的硬件结构位置估计方法的流程 [4结论根据本实施例的接收器的结构" 中所描述的那样。
AJt卫星10按预定周期来更新星历信息，并发送包含更新后的星历 信息的导航消息。由于人造卫星10不断地移动，因此基于星历信息而计 算出的Ait卫星10的位置与AJt卫星10的实际位置之间的误差从星历信 息的更新起随着时间的经过而变大。因此，对包含在导航消息中的星历信 息设定约2小时的有效期。
已参照图1示意性地描述了 GPS的位置测量。在图1中，作为信息 处理设备的一个示例，用圆圏表示了接收器20，但是接收器20可以是诸 如PC(个人计算机)、家用视频处理装置(DVD刻录机、录^4^等)、移 动电话、PHS (个人手提电话系统)、便携式音乐再现装置、便携式视频 处理装置、PDA(个人数字助理)、家用游戏机、便携式游戏机、家用电 子设备、车载装置等的信息处理设备。<formula>formula see original document page 12</formula>(式1 )
图3是示出ECEF (地心地固)坐标系中的、AJt卫星10的轨道的 示例的说明图。ECEF坐标系是以地球8的重心为原点且X轴指向春分 点的坐标系。
如图3所示，ECEF坐标系中的、人造卫星10的轨道由升交点经度 11、近地点幅角o及轨道倾角i来表示。人造卫星10通过赤道平面的点 称作升交点，升交点经度Q指示升交点与X轴之间的角。近地点幅角co 是指示从原点观察的、以升交点为基准的、近地点的方向的角。轨道倾角 i指示由赤道平面及轨道平面所形成的角。
如上所述，AJ造卫星10在特定时间的位置可以由轨道的六个要素(包 括轨道的长半径A、离心率e、平均近点角M、升交点经度Q、近地点幅 角co及轨道倾角i)来表示。
l-3]导航消息的结构
下面将参照图4来描述导航消息的结构。
图4是示出导航消息的帧结构的说明图。如图4所示，导航消息的一 帧由五个子帧构成。 一帧的长度为30秒，并且包括1500比特的信息量。
用前导码并继之以数据来描述各个子帧，这是固定的模式。在图4 中，前导码是带有颜色的。各个子帧的长度为6秒，并且包括300比特的 信息量。
从笫一子帧1算起第三个的子帧3包含用于计算在"[l-2]表示AJt卫 星位置的方法"中所描述的六个要素的参数以及星历信息(例如，导航消 息的发送时间t。e)。用于计算六个要素的参数包括基准时间时的平均近点 角Mo、近地点幅角co。、当前的GPS周开始时的升交点赤经ft。、以M 准时间时的轨道倾角i。。用于使用这些要素来计算平均近点角M、升交点 经度ft、近地点幅角co及轨道倾角i的公式如下表示。根据本实施例的接收器的结构
3-l接收器的硬件结构
图5是示出根据本实施例的接收器20的硬件结构的说明图。如图5 所示，接收器20包括带有天线212的接收部210、频率转换部220、同步 捕捉部240、同步保持部250、 CPU (中央处理单元)260、 RTC (实时时 钟)264、计时器268、存储器270、 XO (晶体振荡器)272、 TCXO (温 度补偿晶体振荡器)274及倍频器/分频器276。
XO 272使具有预定频率的信号振荡，并将振荡信号提供给RTC 264。 TCXO 274使具有与XO 272不同的频率的信号振荡，并将振荡信号提供 给倍频器/分频器276。倍频器/分频器276基于来自CPU260的指令，对 从TCXO 274提供的信号进行倍频、分频或这二者。倍频器/分频器276 将进行了倍频、分频或这二者的信号提供给频率转换部220的频率合成器 228、 CPU 260、计时器268、存储器270、同步捕捉部240及同步保持部 250。天线212接收诸如^A造卫星10发送来的导航消息之类的无线电信 号，将该无线电信号转换成电信号，并将该电信号提供给频率转换部220。
频率转换部220包括LNA (低噪声放大器)222、 BPF (带通滤波器) 224、放大器226、频率合成器228、乘法器230、放大器232、 LPF(低 通滤波器)234及ADC (模拟数字转换器)236。
LNA222对从天线211提供的信号进行放大，并将其提供给BPF 224。 BPF 224仅提取经LNA放大的信号的频率分量中的特定的频率分量，并 将其提供给放大器226。放大器226对具有由BPF 224所提取出的频率分 量的信号(频率FRF)进行放大，并将其提供给乘法器230。
频率合成器228使用从TCXO 274提供的信号，并基于来自CPU 260 的指令而生成频率为Flo的信号。频率合成器228将所生成的频率为Flo 的信号提供给乘法器230。
乘法器230将M大器226提供的频率为Frf的信号与从频率合成器 228提供的频率为Fw的信号相乘。换言之，乘法器230将高频信号下转 换成IF (中频)信号(中频信号)。
放大器232对经乘法器230下转换的IF信号进行放大，并将其提供 给LPF 234。
LPF 234提取经放大器230放大的IF信号的频率分量中的低频分量， 并将具有所提取出的低频分量的信号提供给ADC 236。在图5中，描述 了将LPF 234布置在放大器232与ADC 236之间的示例，但是可以将BPF 布置在放大器232与ADC 236之间。
ADC 236将从LPF 234提供的模拟格式的IF信号转换成数字格式， 并将被转换成数字格式的IF信号提供给同步捕捉部240及同步保持部 250。
同步捕捉部240基于CPU 260的控制，使用从倍频器/分频器276提 供的信号，对从ADC236提供的IF信号的扩频码进行同步捕捉，并检测 IF信号的载波频率。可以在同步捕捉中使用诸如滑动相关器及匹配滤波 器之类的任意结构。同步捕捉部240将扩频码的相位、IF信号的载波频 率等提供给同步保持部250及CPU 260。
同步保持部250基于CPU 260的控制，使用从倍频器/分频器276提 供的信号，对从ADC 236提供的IF信号的载波及扩频码进行同步保持。 更具体地说，同步保持部250以从同步捕捉部240提供的扩频码的相位、IF信号的载波频率等为初始值来进行操作。同步保持部250对包含在从 ADC 236提供的IF信号中的导航消息进行解调，并将其提供给CPU 260。
CPU 260基于从同步保持部250提供的导航消息来计算各人造卫星 10的位置及速度，并利用在"[lAit卫星系统的概要"中所描述的方法 来计算接收器20的位置。基于导航消息对RTC 264的时间信息进行修正 的CPU 260连接到控制终端、I/O终端及附加的功能终端，以进行各种控 制。此外，根据本实施例的CPU 260可以在不使用导航消息的情况下计 算AJ造卫星10的位置，如在"[3-3]CPU的详细功能，，中详细地描述的那 样。
RTC 264使用从XO 272提供的具有预定频率的信号来测量时间。 CPU 260对由RTC 264所测得的时间进行适当的修正。
计时器268使用从倍频器/分频器276提供的信号来进行计时。在确 定CPU 260的各种控制的开始定时时参考该计时器268。
存储器270具有用作下文中将要描述的CPU 260的工作空间、程序 的存储部、导航消息的存储部、模型公式存储部等的功能。该存储器270 可以是诸如EEPROM (电可擦可编程只读存储器)、EPROM (可擦可编 程只读存储器)的非易失性存储器，诸如^Jt及盘形磁体盘的磁盘，诸如 CD-R (可记录光盘)/RW (可擦写)、DVD-R (可记录数字多用途盘) /RW/+R/+RW/RAM (随^lM!"^M!"储器)及BD (蓝光盘(注册商标)) -R/BD-RE的光盘，MO (磁光)盘等。
「2兀)「2;r 、
y = v4m sin——I+ Aw COS—Z
、r" ■)
n=l,...，N (式3)
在式3中，Tn表示与上述各M的变化有关的各个周期，An表示正 弦函数的系数，Bn表示余弦函数的系数，X表示特定时间，N表示要考 虑的周期数。即，式3以由周期函数自变量的和所表示的模型公式(估计方程)来表示星历信息的各^lt的值。
下面将使用图8来IHE利用周期函数自变量的和来表示星历信息的 各参数的值的模型公式的有效性。
图8是示出星历信息的各M的实际测量值的说明图，更具体地说， 图8A示出了离心率e的实际测量值，图8B示出了轨道的长半径A的平 方才艮的实际测量值，图8C示出了轨道倾角io的实际测量值，图8D示出 了平均近点角Mo的实际测量值，图8E示出了近地点幅角co。的实际测量 值，图8F示出了升交点经度no的实际值。
参照图8A，随着时间的经过，离心率e的值整体上向图的下侧变化， 但是可以看到，以诸如10天的短周期周期性地反复升降。相似的是，如 图8B所示，随着时间的经过，轨道的长半径A的平方才艮整体上上升，但 是以10天的短周期周期性地反复升降。参照图8C至8F,还可以看到， 平均近点角M。、升交点经度fl。、近地点幅角co。及轨道倾角i。在利用多 个频率分量的合成来表示时表现出具有有效性的变化。
然而，由于星历信息的各^lt表现出不同的变化，如图8所示，因此 还期望根据星历信息的各参数来确定各参数的模型公式(即，N的值以及 诸如An及Bn之类的系数)。
模型公式确定部320根据星历信息的各M的特性来确定各M的 N及Tn的值。模型公式确定部320可以将对参数的值贡献小的周期的周 期函数自变量M型公式中排除。根据该结构，可以抑制要计算的系数的 数量以及记录到存储器270的记录量。
系数计算部330基于记录在存储器270中的过去的星历信息的各参数 来计算式3中的An及Bn。在这种情况下，系数计算部330根据最小二 乘法将An及Bn计算成使下式4的值变成最小的值。在式4中，某一参 数在时间Xm的值对应于Ym。
[式4<formula>formula see original document page 18</formula>在基于在比预定周期极端地短的时间段中所获取到的星历信息、或者 基于在比预定周期极端地长的时间段中所获取到的星历信息来计算具有 该预定周期的周期函数自变量的系数时，系数的精度变成一个问题。系数
计算部330可以根据各周期函数自变量的周期Tn来改变务使用的过去的 星历信息的时间段，并多次执行最小二乘法。
例如，系数计算部330可以使用第一时间段的星历信息来计算具有长 的周期Tn的第一周期函数自变量的系数，固定第一周期函数自变量的系 数，并使用第一时间段的后一半时间中的星历信息来计算与第一周期函数 自变量相比具有更短的周期的第二周期函数自变量的系数。根据该结构， 可以提高模型公式的精度。
按这种方式由系数计算部330计算出的各周期函数自变量的系数An 及Bn针对星历信息的各参数而记录在存储器270中。存储器270还记录 有由接收部210所获取到的星历信息，但是通it^记录新的星历信息时删 除旧的星历信息来抑制保持在存储器270中的星历信息的数据量的增加。
在制造接收器20时，外部操作设备30可以将各周期函数自变量的系 数An及Bn记录在存储器270中。外部操作设备30包括星历信息存储部 32、模型公式确定部34及系数计算部36。
星历信息存储部32是记M过去的星历信息的存储介质。与存储器 270相似的是，星历信息存储部32可以是诸如EEPROM及EPROM的 非易失性存储器，诸如硬盘及盘形磁体盘的磁盘，诸如CD-R/RW、 DVD-R/RW/+R/+RW/RAM及BD (蓝光盘(注册商标))-R/BD-RE的光 盘，MO (磁光)盘等。
与接收器20的模型公式确定部320相似的是，模型公式确定部34 确定针对星历信息的各M的适当的模型公式。与接收器20的系数计算 部330相似的是，系数计算部36基于记录在星历信息存储部32中的过去 的星历信息来计算由模型公式确定部34所确定的模型公式中的各周期函 数自变量的系数。
因此，如果在制造接收器20时将由外部操作设备30所计算出的、各 周期函数自变量的系数An及Bn记录在存储器270中，则可能不一定需 要在接收器20中布置模型公式确定部320及系数计算部330。结果，可 以简化接收器20的结构。
卫星位置估计部340通过将由系数计算部330所计算出的系数以及用作任意时间的当前时间代入由模型公式确定部320所确定的模型公式，来 计算星历信息的各M的值。在这种情况下，卫星位置估计部340可以使 用正被保持的时间信息，或者可以使用包含在导航消息的HOW(转换字) 中的时间信息(TOW)。卫星位置估计部340基于计算出的、星历信息的 各M的值来估计Ait卫星10的当前的位置。例如，卫星估计部340根 据平均近点角M。、近地点幅角oo、升交点赤经Q。及轨道倾角io等来估 计平均近点角M、近地点幅角co、升交点赤经ft及轨道倾角i的值。
位置测量部310可以使用由卫星位置测量部340所估计出的Ait卫星 10的当前的位置来估计接收器20的当前的位置。在这种情况下，与卫星 位置估计部340相似的是，位置测量部310可以使用正被保持的时间信息， 或者可以使用包含在导航消息的HOW中的时间信息。
如上所述，根据本实施例的接收器20,卫星位置估计部340可以根 据模型公式来早期地估计Ait卫星10的位置。然而，由系数计算部330
所计算出的、各周期函数自变量的系数的值的可靠性随着时间的经过而降 低。因此，在根据本实施例的CPU 260中实现更新确定部360的用于更 新系数的值的功能。
当更新系数的值时，期望过去的星历信息被充分地记录在存储器270 中，但是如果接收器20长时间未被激活，则过去的星历信息可能未被充 分地记录在存储器270中。因此，在根据本实施例的CPU 260中实现睡 眠控制部350的用于将星历信息定期地记录在存储器270中的功能。下面 将描述睡眠控制部350及更新确定部360的功能。
(睡眠控制部350 )
如果接收器20被激活，但是其处于睡眠模式，则睡眠控制部350参 考计时器268,并使接收部210按位置测量中不会产生问题的优先約顷序 来间歇地获取导航消息。
此外，即使接收器20未被激活，睡眠控制部350也参考计时器268 来定期地激活接收器20 ，以使接收部210获取导航消息。
根据该结构，接收部210间歇地获取新的星历信息。结果，可以抑制 其中长时间未获取星历信息因而未适当地计算出各周期函数自变量的系 数的情况。(更新确定部360)
更新确定部360参考计时器268,并使系数计算部330在预定的定时 再次计算(即，更新)各周期函数自变量的系数。预定的定时可以是在从 系数计算部330的上次更新起经过预定时间段之后，或者可以是在用户提 出请求时。
根据该结构，防止各周期函数自变量的系数的值的可靠性随着时间的 经过而降低，从而可以保持各周期函数自变量的系数的值的可靠性。
[3-4位置估计方法的流程
已参照图7及图8描述了 CPU 260的详细功能。下面将参照图9及 图10来描述位置估计方法的流程。
图9是示出4制造时确定模型公式至估计AJt卫星10的位置的流 程的流程图。首先，如图9所示，外部操作设备30的模型公式确定部34 确定针对星历信息的各参数的模型公式(S404)。然后，系数计算部36 确定用于要计算的各参数的过去的星历信息的时间段(S408 )。
其后，系数计算部36根据最小二乘法来计算模型公式中的周期函数 自变量的系数(S412)。当对某个^lt的所有的系数的计算终止(S416)、 并且对所有的参数的系数的计算终止(S420 )时，将包含各参数的系数的 模型公式记录在接收器20的存储器270中(S424 )。接收器20的卫星位 置估计部340可以根据以该方式记录在存储器270中的模型公式来估计人 造卫星10的位置。
图10是示出从更新系数至估计Ait卫星10的位置的流程的流程图。 首先，如图10所示，接收器20的模型公式确定部320确定针对星历信息 的各参数的模型公式(S454 )。系数计算部330使用记录在存储器270中 的过去的星历信息，根据最小二乘法来计算模型公式中的周期函数自变量 的系数(S458)。
当对某个参数的所有的系数的计算终止(S462)、并且对所有的参数 的系数的计算终止(S466)时，系数计算部330将记录在存储器270中的 模型公式中的系数更新成计算出的系数(S470)。接收器20的卫星位置估 计部340可以根据包含更新后的系数的模型公式来估计人造卫星10的位 置(S474 )。[41结论
如上所述，在本实施例中，卫星位置估计部340可以在不使用包含在 导航消息中的星历信息的情况下估计AJt卫星10的位置。换言之，根据 本实施例的接收器20可以通过计算由周期函数自变量的和所表示的模型 公式的相对容易的方法来更快地掌握AJt卫星10的位置。
存储器270记录有新的星历信息。系数计算部330基于来自更新确定 部360的指令，根据记录在存储器270中的星历信息来计算周期函数自变 量的各系数，因而周期函数自变量的各系数被顺序地更新成新的值。因此， 根据接收器20，即使经过了时间，也可以保持用于估计AJt卫星10的位 置的模型公式的精度。
接收器20可以在不使用来自AJt卫星10的星历信息的情况下估计人 造卫星10的位置，因此可以在不对来自Ait卫星10的星历信息进行解调 的情况下估计接收器20的位置。因此，缩短了用于估计接收器20的位置 的时间，提高了可用性。
在上述说明中，描述了估计诸如轨道的长半径A的平方根、离心率e、 平均近点角Mo、近地点幅角0)。、升交点赤经ft。、轨道倾角io等的M 的示例，但是本发明并不限于该示例。例如，可以通过应用上述方法来估 计诸如lldot、 idot、 An、 Cuc及Cus、 Crc及Cri的其他要素。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求及其他因素，可以想到各 种修改、组合、子组合及改变，只要它们在所附权利要求书及其等同物的 范围内即可。
例如，本说明书的接收器20的处理中的各步骤可以不沿着流程图中 所描述的顺序按时间顺序来进行。接收器20的处理中的各步骤可以包括 并行地或单独地执行的处理(例如，并行处理或按照对象的处理)。
还提供了用于使CPU 260用作位置测量部310、模型公式确定部320、 系数计算部330、卫星位置估计部340、睡眠控制部350及更新确定部360 的计算机程序。还提供了存储有该计算机程序的存储介质。图7的功能框 图中所示的各功能块由硬件构成，以使得可以通过硬件来实现系列处理。
本申请包含与于2008年3月28日在日本专利局提交的日本在先专利 申请JP 2008-088078中所公开的主题有关的主题，这里通过引用来合并其 全部内容。
权利要求
1. 一种信息处理设备，包括卫星位置估计部，其用于通过将任意时间代入由一个或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、人造卫星的位置的估计方程，来估计所述人造卫星在所述任意时间的位置。
2. 根据权利要求1所述的信息处理设备，该信息处理设备还包括接收部，其用于接收从所idA造卫星发送来的信号，并获取包含在该 信号中的、指示所^Ait卫星的位置的卫星位置信息；存储部，其用于记录由所述接收部所获取到的所述卫星位置信息；以及系数计算部，其用于根据记录在所述存储部中的所述卫星位置信息来 计算所述估计方程中的所述周期函数自变量的各个系数，其中，除了所述任意时间之外，所述卫星位置估计部还将由所述系数计算部 所计算出的所述系数代入所述估计方程，以估计所^Ait卫星的位置。
3. 根据权利要求2所述的信息处理设备，其中，所述系数计算部基 于在第 一时间段内由所述接收部所获取到的所述卫星位置信息来计算具 有第一周期的所述周期函数自变量的所述系数，并基于在比所述第一时间 段短的第二时间段内由所述接收部所获取到的所述卫星位置信息来计算 具有比所述第一周期短的第二周期的所述周期函数自变量的所述系数。
4. 根据权利要求2所述的信息处理设备，其中， 所述卫星位置信息包括用于指定所^AJt卫星的位置的多个^lt，并且所述估计方程根据所述多个参数中的每一个参数而不同。
5. 根据权利要求2所述的信息处理设备，该信息处理设备还包括 接收控制部，其用于在睡眠模式中间歇地激活所述接收部，以使所述接收 部获取所述卫星位置信息。
6. 根据权利要求2所述的信息处理设备，该信息处理设备还包括 经过时间确定部，其用于确定从所述系数计算部计算所述周期函数自变量 的各个系l^是否经过了预定时间，其中，在所述经过时间确定部确定已经过了所述预定时间时，所述系数计算 部再次计算所述周期函数自变量的各个系数。
7. 根据权利要求2所述的信息处理设备，该信息处理设备还包括 设备位置估计部，其用于基于由所述卫星位置估计部所估计出的、所U 造卫星在所述任意时间的位置，来估计所述信息处理设备在所述任意时间 的位置。
8. 根据权利要求1所述的信息处理设备，该信息处理设备还包括 存储部，其用于记录在外部装置中所获得的所述估计方程，其中，所述卫星位置估计部基于记录在所述存储部中的所述估计方程来估 计所i^AJ造卫星的位置。
9. 一种位置估计方法，包括以下步骤根据指示AJt卫星的前一位置的卫星位置信息，来计算由一个或两个 或更多个周期函数自变量的和所表示的、所i^AJt卫星的位置的估计方程 中的周期函数自变量的各个系数；以及通过将任意时间及所述系数代入所述估计方程来估计所述人造卫星 在所述任意时间的位置。
10. —种程序，其用于使计算机用作用于通过将任意时间代入由一个 或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、Ait卫星的位置的估计方 程来估计所iiAJ造卫星在所述任意时间的位置的卫星位置估计部。
11. 一种Ait卫星系统，包括Ait卫星；以及接收装置，其用于接 收从所i^A造卫星发送来的信号，其中，所述人造卫星发送包含指示所i^A造卫星的位置的卫星位置信息的 信号，并且所述接收装置包括接收部，其用于接收从所i^A造卫星发送来的所述信号，并获取 包含在所述信号中的指示所^Ait卫星的位置的所述卫星位置信息；存储部，其用于记录由所述接收部所获取到的所述卫星位置信息；系数计算部，其用于根据记录在所述存储部中的所述卫星位置信 息，来计算由一个或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、所U 造卫星的位置的估计方程中的周期函数自变量的各个系数；以及卫星位置估计部，其用于通过将任意时间及由所述系数计算部所计算出的所述系数代入所述估计方程，来估计所iiA造卫星在所述任意时 间的位置。
全文摘要
本发明涉及信息处理设备、位置估计方法、程序、人造卫星系统。提供了一种布置有卫星位置估计部的信息处理设备，所述卫星位置估计部用于通过将任意时间代入由一个或两个或更多个周期函数自变量的和所表示的、人造卫星的位置的估计方程来估计所述人造卫星在所述任意时间的位置。
文档编号G01S19/11GK101545968SQ200910129540
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月28日
发明者清野静浩, 粟田英树 申请人:索尼株式会社