JP2006162265A - Gps positioning terminal and network-type gps positioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体通信網を介してGPS測位に必要なGPS衛星情報を取得することで、GPS衛星からの受信信号レベルが低かったり、障害物等で可視衛星数が少なかったりしても、GPS測位を可能にしたネットワークアシスト型のGPS測位端末およびそのGPS測位端末に移動体通信網を介して接続される測位サーバを備えて成るGPS測位システムに関する。 The present invention acquires GPS satellite information necessary for GPS positioning via a mobile communication network, so that even if the received signal level from the GPS satellite is low or the number of visible satellites is small due to obstacles, The present invention relates to a network-assisted GPS positioning terminal that enables GPS positioning and a GPS positioning system that includes a positioning server connected to the GPS positioning terminal via a mobile communication network.
GPS(グローバルポジショニングシステム)による測位演算においては、各GPS衛星から送信される衛星信号のC/Aコードへの同期によって、擬似距離と呼ばれる各衛星との相対的な距離情報を取得すること、および衛星信号に乗せて送信されるエフェメリスなどのGPS衛星情報(軌道情報)から衛星位置を計算することによって、GPS測位端末の位置を求めている。このうち、GPS衛星情報については、取得には20〜30秒程度は安定して衛星信号を受信する必要があることから、測位までの時間短縮や、衛星信号が不安定な環境での測位の実現の障害となっている。 In positioning calculation by GPS (Global Positioning System), by acquiring the relative distance information with each satellite called pseudorange by synchronizing the satellite signal transmitted from each GPS satellite with the C / A code, and The position of the GPS positioning terminal is obtained by calculating the satellite position from GPS satellite information (orbit information) such as ephemeris transmitted on the satellite signal. Among these, for GPS satellite information, it is necessary to stably receive satellite signals for about 20 to 30 seconds for acquisition, so it is possible to shorten the time until positioning, or positioning in an environment where the satellite signals are unstable. It is an obstacle to realization.
そこで、このGPS衛星情報を含む衛星信号を、安定して受信できる場所で取得し、測位サーバに蓄積・更新して、携帯電話網などの移動体通信網を介して端末へ送信することで、端末においては衛星信号への同期処理のみでも測位演算を実行できるようにし、測位時間の短縮や、前記のようにGPS衛星からの受信信号レベルが低かったり、障害物等で可視衛星数が少なかったりする衛星信号が不安定な環境での測位を実現した、ネットワークアシスト型のGPSシステムが提案されている。さらに、GPS衛星情報は有効期限内では繰返し測位演算に使用可能であることから、前記測位サーバからの取得に必要な時間や通信量を節減するためには、GPS衛星情報の通信はできるだけ抑制することが求められる。そこで、たとえば特許文献1には、可視衛星、すなわち端末が受信できる可能性のある衛星について、端末が保持しているGPS衛星情報が、測位に必要な数を下回った場合のみ、端末から測位サーバへ取得要求を送信してGPS衛星情報を取得することで、通信回数を削減するようにした位置計測システムが提案されている。
しかしながら、上述のようにGPS衛星情報の取得要求の条件として、端末が保持する有効なGPS衛星情報の数を用いるような場合、GPS衛星の移動に伴って可視衛星が変わったときや、GPS衛星情報の有効期限が切れたときなどには、各端末でGPS衛星情報の取得要求が発生する。したがって、略同じ地域に存在する端末にとっては、電源投入から長時間使用すると、前記GPS衛星情報を更新すべきタイミングが一致してゆき、各端末から一斉にGPS衛星情報の取得要求が発生することになる。このため、測位サーバやその付近の通信網等のネットワーク側への負荷の集中を招くことになり、ネットワーク側の構成を増強する必要が生じ、設備および運用のコストが嵩むという問題がある。 However, when the number of valid GPS satellite information held by the terminal is used as a condition for obtaining the GPS satellite information as described above, when the visible satellite changes as the GPS satellite moves, When the expiration date of information expires, a request for acquisition of GPS satellite information is generated at each terminal. Therefore, for terminals located in substantially the same area, when the power is turned on for a long time, the timings at which the GPS satellite information should be updated coincide with each other, and requests for acquisition of GPS satellite information are generated simultaneously from each terminal. become. For this reason, the load on the network side such as the positioning server and the communication network in the vicinity thereof is concentrated, and it is necessary to reinforce the configuration on the network side, and there is a problem that the cost of facilities and operation increases.
本発明の目的は、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができるGPS測位端末およびネットワーク型GPS測位システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a GPS positioning terminal and a network-type GPS positioning system that do not need to reinforce the configuration on the network side and can reduce the cost of equipment and operation.
本発明のGPS測位端末は、GPS測位に必要なGPS衛星情報の取得要求の実行条件に端末が保持するGPS衛星情報が含まれ、前記実行条件を満足する時刻となると、制御手段が通信手段および移動体通信網を介してGPS衛星情報を受信し、そのGPS衛星情報を用いて、GPS測位手段に前記GPS測位を行わせるGPS測位端末において、前記制御手段は、前記GPS衛星情報の取得要求の発生タイミングを分散する機能を有することを特徴とする。 In the GPS positioning terminal of the present invention, the GPS satellite information held by the terminal is included in the execution condition of the acquisition request for GPS satellite information necessary for GPS positioning, and when the time when the execution condition is satisfied, the control means In a GPS positioning terminal that receives GPS satellite information via a mobile communication network and uses the GPS satellite information to cause the GPS positioning means to perform the GPS positioning, the control means sends an acquisition request for the GPS satellite information. It has a function of distributing the generation timing.
上記の構成によれば、制御手段が、通信手段および移動体通信網を介して、測位サーバなどからGPS測位に必要なGPS衛星情報を取得可能に構成し、GPS衛星からの受信信号レベルが低かったり、障害物等で可視衛星数が少なかったりして、受信状況が悪く、前記GPS衛星情報を取得できない場合などに前記GPS衛星情報の取得要求を発生し、前記測位サーバなどからGPS衛星情報を取得することで、GPS測位手段による測位を可能に構成したネットワークアシスト型のGPS測位端末において、そのGPS衛星情報の取得要求の実行条件に端末が保持するGPS衛星情報が含まれ、前記実行条件を満足する時刻となると、GPS衛星情報取得要求を発生するにあたって、各GPS測位端末を電源投入から長時間使用すると、略同じ地域に存在する端末にとっては、前記GPS衛星情報を更新すべきタイミングが一致してゆくのに対して、前記制御手段は、GPS衛星情報の取得要求の発生タイミングを分散する機能を有する。 According to the above configuration, the control means is configured to be able to acquire GPS satellite information necessary for GPS positioning from a positioning server or the like via the communication means and the mobile communication network, and the received signal level from the GPS satellite is low. When the GPS satellite information cannot be acquired because the reception status is poor because the number of visible satellites is small due to obstacles or the like, the GPS satellite information acquisition request is generated, and the GPS satellite information is obtained from the positioning server or the like. In the network assist type GPS positioning terminal configured to be capable of positioning by the GPS positioning means by acquiring, the GPS satellite information held by the terminal is included in the execution condition of the acquisition request of the GPS satellite information, and the execution condition is When it is time to satisfy, when generating GPS satellite information acquisition request, if each GPS positioning terminal is used for a long time from power on, For terminals existing in the same area, while the timing to update the GPS satellite information slide into matching, the control means has a function of dispersing the generation timing of the acquisition request of the GPS satellite information.
したがって、前記測位サーバやその付近の通信網等のネットワーク側における負荷を分散することができる。これによって、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができる。 Therefore, the load on the network side such as the positioning server and the communication network in the vicinity thereof can be distributed. As a result, it is not necessary to unnecessarily increase the configuration on the network side, and the cost of equipment and operation can be suppressed.
また、本発明のGPS測位端末では、前記制御手段は、端末における可視衛星と、対応するGPS衛星情報の数とを用いて、前記GPS衛星情報の取得要求の実行条件を判定し、衛星の移動による可視衛星の変化によって前記取得要求の実行条件が満足されると、前記分散して取得要求を発生することを特徴とする。 In the GPS positioning terminal of the present invention, the control means determines the execution condition of the GPS satellite information acquisition request using the visible satellites in the terminal and the number of corresponding GPS satellite information, and moves the satellite. When the acquisition request execution condition is satisfied by the change in the visible satellite due to the above, the acquisition request is generated in a distributed manner.
上記の構成によれば、GPS衛星情報の取得要求の実行条件として、端末における可視衛星と、対応するGPS衛星情報の数とを用いることで、必要な測位性能を実現する最小限の通信量に抑えることができる。 According to the above configuration, by using the visible satellite in the terminal and the number of corresponding GPS satellite information as the execution condition of the GPS satellite information acquisition request, the minimum communication amount that realizes the required positioning performance is achieved. Can be suppressed.
さらにまた、本発明のGPS測位端末では、前記制御手段は、可視衛星数に対して、対応するGPS衛星情報数が予め定める第1の閾値以下となると前記分散してGPS衛星情報の取得要求を発生し、前記第1の閾値よりも小さい予め定める第2の閾値以下であると、前記分散を行わずにGPS衛星情報の取得要求を発生することを特徴とする。 Furthermore, in the GPS positioning terminal of the present invention, the control means distributes the acquisition request for GPS satellite information when the number of GPS satellite information corresponding to the number of visible satellites is equal to or less than a predetermined first threshold. If it is generated and is equal to or less than a predetermined second threshold value smaller than the first threshold value, a GPS satellite information acquisition request is generated without performing the dispersion.
上記の構成によれば、前記制御手段が、通常、前記GPS衛星情報の取得要求を発生する基準として予め定める第1の閾値を設定し、可視衛星数に対して、対応するGPS衛星情報数がその第1の閾値未満となると前記分散して取得要求を発生する。一方、前記第1の閾値よりも小さい予め定める第2の閾値も設定し、前記第1の閾値未満となる電源が投入されているGPS測位端末が一斉に取得要求を発生するタイミングではなく、そのタイミングから或る程度の時間が経過してGPS衛星情報が更に減ったタイミングで、GPS測位端末が起動されたり、移動体通信網による通信が可能となった状況などで、保持している衛星情報数が前記第2の閾値未満となっていると、前記制御手段は、前記取得要求の発生タイミングの分散を行わず、直ちに取得要求を発生する。 According to the above configuration, the control means normally sets a first threshold value that is predetermined as a reference for generating the acquisition request of the GPS satellite information, and the number of GPS satellite information corresponding to the number of visible satellites is When the value is less than the first threshold, the acquisition request is generated in a distributed manner. On the other hand, a predetermined second threshold value that is smaller than the first threshold value is also set, and it is not the timing at which GPS positioning terminals that are powered on that are less than the first threshold value generate acquisition requests all at once. Satellite information held when GPS positioning terminal is activated or communication via mobile communication network is possible at a timing when GPS satellite information further decreases after a certain amount of time has elapsed from the timing When the number is less than the second threshold value, the control means generates an acquisition request immediately without distributing the generation timing of the acquisition request.
したがって、ネットワーク側における負荷を軽減しつつも、GPS測位端末側の測位性能の低下も抑えることができる。 Therefore, it is possible to suppress a decrease in positioning performance on the GPS positioning terminal side while reducing the load on the network side.
また、本発明のGPS測位端末では、前記制御手段は、前記GPS衛星情報の有効期限が切れる予め定める時間だけ以前の時点から、前記分散してGPS衛星情報の取得要求を発生することを特徴とする。 In the GPS positioning terminal according to the present invention, the control means generates the distributed GPS satellite information acquisition requests from a time point before a predetermined time before the expiration date of the GPS satellite information. To do.
上記の構成によれば、前記GPS衛星情報の保持率が高くても、次の取得要求までに有効期限が切れるGPS衛星情報があれば、制御手段は、その期限が切れる予め定める時間だけ以前の時点から、前記分散して取得要求を発生する。 According to the above configuration, even if the retention rate of the GPS satellite information is high, if there is GPS satellite information that expires before the next acquisition request, the control means is only a predetermined time before the expiration date. From the point in time, the acquisition request is generated in a distributed manner.
したがって、前記有効期限切れで急激にGPS衛星情報の保持率が悪化しても、前もって、各GPS測位端末間で分散してGPS衛星情報の取得要求を実行しているので、これによってもまた、該GPS衛星情報の取得要求の集中を防ぐことができる。 Therefore, even if the GPS satellite information retention rate suddenly deteriorates due to the expiration, the GPS satellite information acquisition request is distributed in advance among the GPS positioning terminals. Concentration of GPS satellite information acquisition requests can be prevented.
さらにまた、本発明のGPS測位端末では、時刻計時手段を備え、前記タイミング制御手段は、電源起動時に前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、前記通信手段に、前記GPS衛星情報の取得要求を送信させることを特徴とする。 Furthermore, the GPS positioning terminal of the present invention includes a time measuring means, and the timing control means determines a dispersion time from the time information acquired from the time measuring means when power is turned on, and generates an acquisition request for the GPS satellite information. The communication means is made to transmit the acquisition request for the GPS satellite information with a delay by the dispersion time from time.
上記の構成によれば、前記GPS衛星情報の取得要求を分散させるにあたって、時刻計時手段を設け、電源起動時に前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記タイミング制御手段は分散時間として使用する。具体的には、取得した時刻情報の秒部分を60倍に加工して分単位として分散時間に設定し、GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、実際にGPS衛星情報の取得要求を送信する。 According to the above configuration, when distributing the acquisition request of the GPS satellite information, the time counting unit is provided, the distribution time is determined from the time information acquired from the time counting unit at the time of power activation, and the timing control unit is distributed Use as time. Specifically, the second part of the acquired time information is processed 60 times and set as a dispersion time as a minute unit, and the GPS satellite information is actually delayed by the dispersion time from the occurrence of the GPS satellite information acquisition request. Send an information acquisition request.
したがって、電源起動時刻は多数のGPS測位端末で秒単位で一致することはないので、計算された分散時間も集中することはなく、取得要求が実行される時間を適切に分散させることができる。 Therefore, since the power activation time does not coincide with each other in a number of GPS positioning terminals, the calculated dispersion time is not concentrated, and the time when the acquisition request is executed can be appropriately dispersed.
また、本発明のGPS測位端末では、時刻計時手段を備え、前記タイミング制御手段は、前回のGPS衛星情報の取得時に前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、前記通信手段に、前記GPS衛星情報の取得要求を送信させることを特徴とする。 The GPS positioning terminal according to the present invention further includes a time measuring means, and the timing control means determines a dispersion time from the time information acquired from the time measuring means when acquiring the previous GPS satellite information, and the GPS satellite information. The communication means is made to transmit the acquisition request for the GPS satellite information with a delay by the dispersion time from the occurrence of the acquisition request.
上記の構成によれば、前記GPS衛星情報の取得要求を分散させるにあたって、時刻計時手段を設け、前回のGPS衛星情報を実際に取得できた時点で、前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記タイミング制御手段は分散時間として使用する。具体的には、取得した時刻情報の秒部分を60倍に加工して分単位として分散時間に設定し、GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、実際にGPS衛星情報の取得要求を送信する。 According to the above configuration, when distributing the acquisition request of the GPS satellite information, the time counting means is provided, and when the previous GPS satellite information can be actually acquired, the time information is distributed from the time information acquired from the time counting means. Time is determined, and the timing control means uses it as a dispersion time. Specifically, the second part of the acquired time information is processed 60 times and set as a dispersion time as a minute unit, and the GPS satellite information is actually delayed by the dispersion time from the occurrence of the GPS satellite information acquisition request. Send an information acquisition request.
したがって、前記GPS衛星情報を実際に取得できる時刻は多数のGPS測位端末で秒単位で一致することはないので、計算された分散時間も集中することはなく、取得要求が実行される時間を適切に分散させることができる。また、各GPS測位端末に分散時間が固定してしまうことを防ぐこともできる。 Therefore, since the time at which the GPS satellite information can actually be acquired does not match in units of seconds at a large number of GPS positioning terminals, the calculated distributed time is not concentrated, and the time when the acquisition request is executed is appropriate. Can be dispersed. Further, it is possible to prevent the dispersion time from being fixed to each GPS positioning terminal.
さらにまた、本発明のネットワーク型GPS測位システムは、前記のGPS測位端末に、移動体通信網を介して接続され、前記GPS衛星情報を送信する測位サーバを備えて成ることを特徴とする。 Furthermore, the network type GPS positioning system of the present invention is characterized by comprising a positioning server connected to the GPS positioning terminal via a mobile communication network and transmitting the GPS satellite information.
上記の構成によれば、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができるネットワークアシスト型のGPS測位システムを構築することができる。 According to the above configuration, it is not necessary to increase the configuration on the network side unnecessarily, and it is possible to construct a network-assisted GPS positioning system that can suppress the cost of equipment and operation.
本発明のGPS測位端末は、以上のように、GPS測位に必要なGPS衛星情報の取得要求の実行条件に端末が保持するGPS衛星情報が含まれ、前記実行条件を満足する時刻となると、移動体通信網を介してGPS測位に必要なGPS衛星情報を受信することで、受信状況が悪くてもGPS測位を可能に構成したネットワークアシスト型のGPS測位端末において、各GPS測位端末を電源投入から長時間使用すると、略同じ地域に存在する端末にとっては前記GPS衛星情報を更新すべきタイミングが一致してゆくのに対して、制御手段は、GPS衛星情報の取得要求の発生タイミングを分散する機能を有する。 As described above, the GPS positioning terminal of the present invention includes the GPS satellite information held by the terminal in the execution condition of the acquisition request for GPS satellite information necessary for GPS positioning, and moves when the time that satisfies the execution condition is reached. By receiving GPS satellite information necessary for GPS positioning via the body communication network, in each network positioning type GPS positioning terminal configured to enable GPS positioning even if the reception status is bad, each GPS positioning terminal is turned on When used for a long time, the timing at which the GPS satellite information should be updated coincides for terminals that exist in substantially the same area, whereas the control means functions to distribute the generation timing of the GPS satellite information acquisition request. Have
それゆえ、測位サーバやその付近の通信網等のネットワーク側における負荷を分散することができ、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができる。 Therefore, the load on the network side such as the positioning server and the communication network in the vicinity thereof can be distributed, and it is not necessary to increase the configuration on the network side unnecessarily, and the cost of equipment and operation can be suppressed.
さらにまた、本発明のネットワーク型GPS測位システムは、以上のように、前記のGPS測位端末に、移動体通信網を介して接続され、前記GPS衛星情報を送信する測位サーバを備えて成る。 Furthermore, as described above, the network type GPS positioning system of the present invention includes a positioning server connected to the GPS positioning terminal via a mobile communication network and transmitting the GPS satellite information.
それゆえ、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができるネットワークアシスト型のGPS測位システムを構築することができる。 Therefore, it is not necessary to reinforce the configuration on the network side, and it is possible to construct a network-assisted GPS positioning system that can suppress equipment and operation costs.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の一形態に係るネットワーク型GPS測位システムの電気的構成を示すブロック図である。このネットワーク型GPS測位システムは、多数のGPS測位端末1が、携帯電話網などの移動体通信網2を介して、測位サーバ3および管理サーバ4に接続されて構成されている。各GPS測位端末1は、予め定める周期で現在位置をGPS測位し、その測位結果を移動体通信網2を介して管理サーバ4へ送信しており、各GPS測位端末1を保持した子供や老人あるいは各GPS測位端末1を搭載した車両や貴重品などの現在位置を、管理サーバ4側で一元管理可能なセキュリティシステムが構築されている。そして、前記管理サーバ4へネットワークを介して接続される保護者のパーソナルコンピュータなどからも、前記現在位置の確認が可能となっている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a network type GPS positioning system according to an embodiment of the present invention. This network type GPS positioning system is configured by connecting a large number of GPS positioning terminals 1 to a positioning server 3 and a
また、各GPS測位端末1は、電源が投入されて前記予め定める周期で現在位置をGPS測位している状態では、可視衛星、すなわち該GPS測位端末1が受信できる可能性のある衛星について、該GPS測位端末1が保持しているGPS衛星情報が、測位に必要な数を下回った場合に、移動体通信網2を介して測位サーバ3にGPS衛星情報の取得要求を送信し、一方、固定位置に設置される測位サーバ3は、常時良好にGPS衛星信号を受信し、前記GPS衛星情報を逐次更新して保持しており、前記GPS衛星情報の取得要求に応答して、移動体通信網2を介してGPS測位端末1に返信する。これによって、測位までの時間を短縮し、またGPS衛星情報の通信回数を削減するように構成されている。 Each GPS positioning terminal 1 has a visible satellite, that is, a satellite that can be received by the GPS positioning terminal 1 in a state where the current position is GPS-measured at the predetermined cycle after the power is turned on. When the GPS satellite information held by the GPS positioning terminal 1 falls below the number necessary for positioning, a GPS satellite information acquisition request is transmitted to the positioning server 3 via the mobile communication network 2, while the fixed number is fixed. The positioning server 3 installed at the position always receives the GPS satellite signal satisfactorily, updates and holds the GPS satellite information sequentially, and responds to the GPS satellite information acquisition request in response to the mobile communication network. 2 to the GPS positioning terminal 1 via As a result, the time until positioning is shortened, and the number of times GPS satellite information is communicated is reduced.
GPS測位端末1において、前記GPS衛星情報は、GPS衛星信号を良好に受信できる場合には直接該GPS衛星信号を受信して得るようにし、GPS衛星信号の受信レベルが低かったり、障害物等で可視衛星数が少なかったりして、受信状況が悪く、前記GPS衛星情報を取得できない場合にのみ、測位サーバ3への前記GPS衛星情報の取得要求を発生してもよく、あるいは常に測位サーバ3から得るようにしてもよい。以下の説明では、直接受信によって取得可能な場合は、直接受信によって取得するものとして説明する。 In the GPS positioning terminal 1, the GPS satellite information is obtained by receiving the GPS satellite signal directly when the GPS satellite signal can be satisfactorily received. The GPS satellite information acquisition request may be issued to the positioning server 3 only when the number of visible satellites is small, the reception status is poor, and the GPS satellite information cannot be acquired. You may make it obtain. In the following description, a case where acquisition is possible by direct reception will be described as acquisition by direct reception.
前記GPS測位端末1は、制御手段である端末制御部11と、GPS測位手段であるGPS測位装置12と、通信手段である無線通信部13と、時刻計時手段であるリアルタイムクロック14とを備えて構成される。GPS測位装置12は、3個以上のGPS衛星からの信号を受信して、各衛星信号に同期して衛星との相対距離を求めるとともに、上述のように衛星信号からEphemerisと呼ばれる衛星の軌道情報を取得して、測位演算を実行することによって、現在位置を求めるようになっている。
The GPS positioning terminal 1 includes a
また、衛星信号からEphemerisを取得する代わりに、上述のように無線通信部13を利用して、移動体通信網2経由で、測位サーバ3からEphemerisを取得することも可能になっている。Ephemerisの取得は、GPS測位装置12が保持しているGPS衛星情報が測位に必要な数を下回った場合、具体的には、衛星の移動によって可視衛星(端末1から見える場所にあるはずの衛星で、たとえば衛星位置が端末1の現在の概略の位置から見て、仰角が5度以上にある衛星)が変化したり、保持しているGPS衛星情報の有効期限(2時間)が切れた場合に、端末制御部11が、無線通信部13を介して、Ephemeris取得要求を測位サーバ3へ送信することで実行される。
Further, instead of acquiring Ephemeris from satellite signals, it is also possible to acquire Ephemeris from the positioning server 3 via the mobile communication network 2 using the
前記リアルタイムクロック14は、端末停止時にも常時時刻を計時しており、端末制御部11はリアルタイムクロック14から現在時刻を取得することが可能である。
The
前記測位サーバ3は、Ephemeris送信部31と、Ephemeris受信装置32と、Ephemeris蓄積部33とを備えて構成される。Ephemeris受信装置32は、上述のように常時安定してGPS衛星からの衛星信号を受信可能なように設置されたアンテナを備えて、各衛星の最新のEphemerisを衛星信号から取得して、Ephemeris蓄積部33に蓄積・更新している。Ephemeris送信部31は、各GPS測位端末1から、必要な衛星のEphemeris取得要求を受信すると、Ephemeris蓄積部33から、対応する衛星の最新のEphemerisを取得して、該当GPS測位端末1へ返信する。
The positioning server 3 includes an
このように構成されるネットワーク型GPS測位システムでは、各GPS測位端末1を電源投入から長時間使用すると、略同じ地域に存在する端末にとっては、前述のようにEphemerisを更新すべきタイミングが一致してゆく。このため本発明では、タイミング制御手段である端末制御部11は、無線通信部13へのEphemerisの取得要求の発生タイミングを、端末毎にランダムに設定した遅延時間だけ遅らせ、分散させる。
In the network type GPS positioning system configured as described above, when each GPS positioning terminal 1 is used for a long time after the power is turned on, the timings at which Ephemeris should be updated coincide with each other for terminals existing in substantially the same area as described above. Go. For this reason, in the present invention, the
したがって、前記測位サーバ3やその付近の通信網等のネットワーク側における負荷を分散することができる。これによって、ネットワーク側の構成をむやみに増強する必要はなく、設備および運用のコストを抑えることができる。 Therefore, the load on the network side such as the positioning server 3 and the communication network in the vicinity thereof can be distributed. As a result, it is not necessary to unnecessarily increase the configuration on the network side, and the cost of equipment and operation can be suppressed.
図2は、そのようなEphemeris取得要求の発生タイミングの分散処理を詳しく説明するためのフローチャートである。先ず、GPS測位端末1が起動されると、端末制御部11は、ステップS1において、リアルタイムクロック14から現在時刻を取得する。この取得した現在時刻から、分散時間であるEphemeris取得遅延時間の設定用パラメータを決定して保存し、Ephemeris取得要求を分散させるための遅延に用いる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining in detail the distribution processing of the generation timing of such an Ephemeris acquisition request. First, when the GPS positioning terminal 1 is activated, the
端末起動後、端末制御部11は、ステップS2で、測位処理を開始するためにGPS測位装置12を起動する。GPS測位装置12の起動後、端末制御部11では、ステップS3で、Ephemeris取得判断を開始して、ステップS4で、GPS測位装置12から可視衛星情報を取得して、可視衛星中のEphemeris保持率を求める。
After the terminal is activated, the
この可視衛星中のEphemeris保持率に基づいて、端末制御部11は、Ephemeris取得判断を以下のように実行する。先ず、ステップS5で、Ephemeris保持率が90%以上であるか否かが判断され、90%以上である場合は新たにEphemerisを取得しなくてもGPS測位が充分可能であるとして、Ephemeris取得要求を実行しない。ここで、判断基準を90%より大きくすれば、Ephemerisの取得頻度は上がるが、その分GPS測位性能は向上し、判断基準を90%より小さくすれば、GPS測位性能は低下するが、Ephemeris取得頻度は下がって、Ephemeris取得に必要な時間および/またはコストを削減することが可能であり、必要な性能とコストとによって、この判断基準を変更することが可能である。
Based on the Ephemeris retention rate in the visible satellite, the
前記ステップS5においてEphemeris保持率が90%未満の場合、後述のステップS8でEphemeris取得要求を実行し、ステップS9で受信することにするが、Ephemerisを保持している衛星が時間とともに可視衛星から外れて新たにEphemerisを保持していない衛星が可視衛星に入ってくることによって、可視衛星中のEphemeris保持率が90%を切る場合、可視衛星計算用の概略の位置が一定の範囲に入る端末については、ほぼ同時にEphemeris取得の判断をすることになる。これによってEphemeris取得要求が一時に集中することを防ぐために、ステップS7において、上述のように端末毎にランダムに設定した遅延時間経過後に、ステップS8でEphemeris取得要求を送信することにする。 If the Ephemeris retention rate is less than 90% in Step S5, an Ephemeris acquisition request is executed in Step S8, which will be described later, and received in Step S9. When a new satellite that does not hold Ephemeris enters the visible satellite and the Ephemeris retention rate in the visible satellite falls below 90%, the terminal for which the approximate position for visible satellite calculation falls within a certain range Will decide to acquire Ephemeris almost simultaneously. Thus, in order to prevent the Ephemeris acquisition requests from being concentrated at one time, the Ephemeris acquisition request is transmitted in Step S8 after the delay time set randomly for each terminal as described above has elapsed in Step S7.
前記遅延時間は、端末毎にランダムに設定されている必要があるが、ここでは、Ephemeris取得遅延時間設定用のパラメータを導入して設定する。前記パラメータは、0から59の値で、上述のように、端末起動時にステップS1でリアルタイムクロック14から取得した現在時刻の秒部分を初期値として、後のステップS10でEphemeris取得完了毎に取得完了時刻の秒部分を加算することで更新する。この設定用パラメータの値に対して、たとえば1分刻みで、1分から60分(パラメータの0秒は、60分の遅延時間)の遅延時間を割り付けることによって、遅延時間を設定するようにしてもよく、或いは20秒から20分まで20秒刻みに設定される遅延時間に対してランダムに前記0から59までの設定用パラメータを割り付け、その設定用パラメータに対応する遅延時間を取得することで、1秒違えば、数分以上異なる遅延時間になるようにしてもよい。
The delay time needs to be set at random for each terminal, but here, a parameter for setting Ephemeris acquisition delay time is introduced and set. The parameter is a value from 0 to 59, and as described above, the second part of the current time acquired from the real-
したがって、電源起動時刻は多数のGPS測位端末1において秒単位で一致することはなく、また前記Ephemerisを実際に取得できる時刻も多数のGPS測位端末1において秒単位で一致することはないので、計算された遅延時間も集中することはなく、端末毎に遅延を前記1〜60分間や20秒〜20分間に分散させ、取得要求が実行される時間を適切に分散させることができる。 Therefore, the power activation time does not match in units of seconds in many GPS positioning terminals 1, and the time at which the Ephemeris can actually be acquired also does not match in seconds in many GPS positioning terminals 1. The delay time is not concentrated, and the delay is distributed to the terminals for 1 to 60 minutes or 20 seconds to 20 minutes for each terminal, and the time for executing the acquisition request can be appropriately distributed.
Ephemerisの取得要求をもっと分散させたい場合は、割付ける遅延時間の範囲を大きくすればよく、Ephemeris取得に発生する遅延を短くしたい場合は、割付ける遅延時間の範囲を小さくすればよい。また、端末1を起動し直さずに、Ephemerisの取得判断を繰返す場合も、Ephemeris取得時刻の秒部分は同じ端末内でも毎回ランダムな値をとるので、端末によって遅延時間が固定することを防ぐことができる。この遅延時間の設定に関しては、端末毎に異なるようにできれば、前記のように乱数を発生させて使用するなども当然利用可能である。 If you want to distribute Ephemeris acquisition requests more, you can increase the range of the delay time to be allocated. If you want to reduce the delay that occurs during the acquisition of Ephemeris, you can decrease the range of the delay time to be allocated. In addition, when repeating the acquisition of Ephemeris without restarting the terminal 1, the second part of the Ephemeris acquisition time takes a random value every time even within the same terminal, thus preventing the delay time from being fixed by the terminal. Can do. Regarding the setting of the delay time, it is naturally possible to generate and use a random number as described above as long as it can be different for each terminal.
ただし、前記ステップS5でEphemeris保持率が90%を切った後、さらに時間がたってから端末を起動したような場合には、Ephemeris取得要求が集中する心配はないので、ステップS6において、Ephemeris取得判断時点でEphemeris保持率が80%を切る場合には、遅延を設定せずに直ぐにステップS8のEphemeris取得要求を送信することで、GPS測位性能を向上させる。Ephemeris取得要求実行の閾値の値や、Ephemeris取得要求を分散させる時間範囲などによって、この80%という閾値は、適当に上下させることも考えられる。 However, after the Ephemeris retention rate falls below 90% in Step S5, there is no concern that the Ephemeris acquisition requests will be concentrated when the terminal is started after a further time, so in Step S6, the Ephemeris acquisition determination If the Ephemeris retention rate falls below 80% at the time, the GPS positioning performance is improved by transmitting the Ephemeris acquisition request in Step S8 immediately without setting a delay. Depending on the value of the threshold for executing the Ephemeris acquisition request, the time range for distributing the Ephemeris acquisition request, etc., the threshold of 80% may be appropriately increased or decreased.
また、前記ステップS5において、Ephemeris保持率が90%以上でも、Ephemerisの有効期限が切れることで、急激にEphemeris保持率が80%を切る場合がある。Ephemerisの有効期限は同じEphemerisを取得した端末間で共通であるので、この場合も、Ephemeris取得要求が一時に集中することになる。これを避けるために、ステップS11〜S14において、有効期限が切れる前に、前もって端末によって分散してEphemeris取得要求を実行するようにする。具体的には、ステップS5において、Ephemeris保持率が90%以上でEphemeris取得要求を実行しないと判断した場合でも、ステップS11において、保持しているEphemerisの有効期限が予め定める時間、たとえば60分以内であれば、前記ステップS7に移って遅延時間を設定して、ステップS8のEphemerisの取得要求に移る。これによって、Ephemerisの有効期限切れによるEphemerisの取得要求の集中を防いでいる。 In Step S5, even if the Ephemeris retention rate is 90% or more, the Ephemeris retention rate may suddenly fall below 80% due to expiration of the Ephemeris. Since the expiration date of Ephemeris is common among terminals that have acquired the same Ephemeris, Ephemeris acquisition requests are concentrated at this time as well. In order to avoid this, in Steps S11 to S14, the Ephemeris acquisition request is distributed in advance by the terminals before the expiration date expires. Specifically, even if it is determined in step S5 that the Ephemeris retention rate is 90% or more and the Ephemeris acquisition request is not executed, the expiration date of the Ephemeris held in Step S11 is a predetermined time, for example, within 60 minutes If so, the process proceeds to step S7, a delay time is set, and the Ephemeris acquisition request in step S8. This prevents concentration of Ephemeris acquisition requests due to expiration of Ephemeris.
これに対して、前記ステップS11において保持しているEphemerisの有効期限が60分を超えていると、ステップS12に移り、測位処理を終了するか否かが判断され、終了する場合にはステップS13でGPS測位を停止して次の測位タイミングまで待機して前記ステップS2の測位処理を開始し、測位処理を終了しない場合にはステップS14で1分待機して前記ステップS3のEphemeris取得判断の開始から処理を繰返す。 On the other hand, if the expiration date of Ephemeris held in step S11 exceeds 60 minutes, the process moves to step S12 to determine whether or not to end the positioning process. In step S2, the GPS positioning is stopped and the next positioning timing is waited to start the positioning process in step S2. If the positioning process is not terminated, the process waits for one minute in step S14 and starts the Ephemeris acquisition determination in step S3. Repeat the process.
このように、可視衛星数に対して、対応するGPS衛星情報数が予め定める第1の閾値である90%未満となると、遅延を行いつつ前記Ephemerisの取得要求を発生し、前記第1の閾値よりも小さい予め定める第2の閾値である80%未満であると、前記遅延を行わずに直ちにEphemerisの取得要求を発生するので、前記90%未満となる電源が投入されているGPS測位端末が一斉に取得要求を発生するタイミングではなく、そのタイミングから或る程度の時間が経過して、GPS衛星情報が更に減ったタイミングで端末が起動されたり、移動体通信網2による通信が可能となったタイミングには直ちに取得要求を発生することになる。したがって、ネットワーク側における負荷を軽減しつつも、GPS測位端末1側の測位性能の低下も抑えることができる。 As described above, when the number of GPS satellite information corresponding to the number of visible satellites is less than the predetermined first threshold value of 90%, the Ephemeris acquisition request is generated while delaying, and the first threshold value is generated. If it is less than 80%, which is a predetermined second threshold value that is smaller than that, an acquisition request for Ephemeris is generated immediately without performing the delay, so that the GPS positioning terminal that is turned on to be less than 90% It is not the timing to generate acquisition requests all at once, but a certain amount of time has elapsed from that timing, and the terminal is started at a timing when GPS satellite information is further reduced, or communication by the mobile communication network 2 becomes possible. An acquisition request is immediately generated at the timing. Therefore, it is possible to suppress a decrease in positioning performance on the GPS positioning terminal 1 side while reducing the load on the network side.
さらにまた、本発明のGPS測位端末1では、前記GPS測位装置12は、Ephemerisを、総ての衛星分要求するのではなく、可視状態にあると想定されるものだけ、すなわち端末位置の所定仰角上に新たに出現したものや、引き続き前記所定仰角上に位置し、有効期間切れとなるものに対してだけ要求するので、必要な測位性能を実現する最小限の通信量に抑えることができる。なお、これから可視となる衛星についても、事前にGPS衛星情報を取得しておくようにしてもよい。
Furthermore, in the GPS positioning terminal 1 of the present invention, the
本発明のネットワーク型GPS測位システムは、少なくともGPS測位装置と無線基地局との通信手段とを有する端末と、端末からの要求に対して通信手段を介してGPS測位に必要なGPS衛星情報を端末に送信するサーバとを備えて成るネットワーク型GPS測位システムにおいて、端末からサーバへのGPS衛星情報取得要求の実行条件に端末が保持するGPS衛星情報が含まれる場合に、実行条件を満たす時刻に対して、端末によって時間を分散させてGPS衛星情報の取得要求を実行することを特徴とするネットワーク型GPS測位システムである。 The network type GPS positioning system of the present invention includes a terminal having at least a communication means between a GPS positioning device and a radio base station, and GPS satellite information necessary for GPS positioning via the communication means in response to a request from the terminal. In a network-type GPS positioning system comprising a server for transmitting to the time when the GPS satellite information held by the terminal is included in the execution condition of the GPS satellite information acquisition request from the terminal to the server, Thus, a network type GPS positioning system is characterized in that the GPS satellite information acquisition request is executed by distributing the time by the terminal.
1 GPS測位端末
2 移動体通信網
3 測位サーバ
4 管理サーバ
11 端末制御部
12 GPS測位装置
13 無線通信部
14 リアルタイムクロック
31 Ephemeris送信部
32 Ephemeris受信装置
33 Ephemeris蓄積部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GPS positioning terminal 2 Mobile communication network 3
Claims (7)
前記制御手段は、前記GPS衛星情報の取得要求の発生タイミングを分散する機能を有することを特徴とするGPS測位端末。 When the GPS satellite information held by the terminal is included in the execution condition of the GPS satellite information acquisition request necessary for GPS positioning and the time satisfying the execution condition is reached, the control means performs GPS via the communication means and the mobile communication network. In a GPS positioning terminal that receives satellite information and uses the GPS satellite information to cause the GPS positioning means to perform the GPS positioning,
The GPS positioning terminal, wherein the control means has a function of distributing generation timing of the acquisition request of the GPS satellite information.
前記タイミング制御手段は、電源起動時に前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、前記通信手段に、前記GPS衛星情報の取得要求を送信させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のGPS測位端末。 With timekeeping means,
The timing control means determines a dispersion time from the time information acquired from the timekeeping means at the time of power activation, and is delayed by the dispersion time from the time when the acquisition request for the GPS satellite information is generated, and the communication means The GPS positioning terminal according to any one of claims 1 to 4, wherein an acquisition request for GPS satellite information is transmitted.
前記タイミング制御手段は、前回のGPS衛星情報の取得時に前記時刻計時手段から取得した時刻情報から分散時間を決定し、前記GPS衛星情報の取得要求発生時から、その分散時間だけ遅延して、前記通信手段に、前記GPS衛星情報の取得要求を送信させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のGPS測位端末。 With timekeeping means,
The timing control means determines the dispersion time from the time information obtained from the timekeeping means at the time of the previous acquisition of GPS satellite information, and is delayed by the dispersion time from the time when the GPS satellite information acquisition request is generated, The GPS positioning terminal according to any one of claims 1 to 4, wherein a communication unit transmits a request for acquiring the GPS satellite information.
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