図1および図2は、本発明が好適に適用さ� �る位置測定空間Pと移動局測位システム10の� �成を説明する図である。この移動局測位シ� �テム10は、室内、倉庫内、屋内屋外の資材置 場等においてたとえば数m乃至百数十m程度の� ��め設定された位置測定空間P内を移動する移 動局Mから発信される電波を複数個たとえば4� ��の基地局K1乃至K4で受信することにより、そ の移動局Mの位置(x,y,z)を測位するものである� ��上記基地局K1乃至K4は、有線或いは無線のネ ットワークやLANケーブル等の通信回線12を介� ��て測位サーバ14に接続されている。それら� �地局K1乃至K4は、その受信感度を高めるため� ��見通しがよい比較的高所、たとえば柱、梁� ��壁、天井等に、上記位置測定空間Pを囲むよ うに設置される。本実施例では、理解を容易 とするために、図1および図2に示すように、� ��置測定空間Pは直方体で示され、基地局K1乃� ��K4はその直方体の上面を囲む四辺の中央部� �それぞれ設置されている。また、上記のよ� �に基地局K1乃至K4は高所に設置されることか� ��、それら基地局K1乃至K4の位置を正確に実測 するのに時間がかかるだけでなく、高い測定 精度が得られないので、それら基地局K1乃至K 4の位置を正確に測定するための固定発信器C1 乃至C4が既知の位置、すなわち位置測定空間P の四隅R1、R2、R3、R4にそれぞれ設置されてい� ��。

 図3乃至図6は、上記移動局M、固定発信器C 1乃至C4、基地局K1乃至K4、測位サーバ14の構成 を概略説明するブロック線図である。図3に� �いて、移動局Mは、アンテナ16に受信した電� �を弁別して復調した信号を出力するととも� �、後述する制御部20により生成されるスペク トラム拡散された同期コードや自識別符号な どの入力信号をたとえば2.4GHz帯のキャリヤ周 波数で変調してアンテナ16から電波を送信す� ��無線送受信部18と、受信信号を解釈すると� �もにその受信信号から解釈される指令に基� �いて送信信号を生成制御する制御部20とを備 える。この移動局Mは、生体や物体等の測位� �象物と共に移動するように、たとえばそれ� �貼着可能なタグ状、カード状、ラベル状の� �較的薄型に構成されるが、電波の送受信の� �力や制御電力を供給するためにバッテリを� �えるか或いは物体の電源に接続される電源22 を備えており、少なくとも位置測定空間P内� �到達可能な送信電力の送信電波が得られる� �うになっている。

 上記図4において、固定発信器C1乃至C4は� �アンテナ24に受信した電波を弁別して復調し た信号を出力するとともに、入力信号を変調 してアンテナ24から電波を送信する無線送受� ��部26と、受信信号および送信信号を制御す� �制御部28と、基準クロックを有して時刻情報 を逐次出力する時計部30と、受信した信号を� ��時記憶するとともに制御プログラムや自己� ��ID等を記憶する記憶部32と、それら無線送受 信部26、制御部28、時計部30、記憶部32を収容� ��るケース34とを備え、たとえば図7に示すよ� ��に、基地局K1乃至K4の位置決定のために位置 測定空間Pの既知の場所たとえば床上のコー� �部(角部)に設置される。図7に示すように、� �ース34の上面にはアンテナ24が立設されてお� ��、ケース34の背面が位置測定空間Pの上記コ� ��ナ部の直交する側壁面に密接する状態で設� ��されると、アンテナ24の位置は位置測定空� �Pのコーナ点の位置と一定の関係にあるので� ��位置測定空間Pのコーナの位置が既知であれ ば、アンテナ24の位置も既知となる。たとえ� ��、アンテナ24とケース34の直交する2背面と� �距離がe、f、固定発信器C1のアンテナ24と、� �ース34の底面との距離がhであるとし、コー� �点の既知の位置が(xC1, yC1, zC1)であるとする と、固定発信器C1の設置位置すなわちアンテ� ��24の位置は、(xC1+e, yC1+f, zC1+h)となる。これ らの距離e、f、hが測位精度上で無視できない 大きさであれば、そのアンテナ24の位置に示� ��ように補正をしたものを固定発信器C1の設� �位置として使用する。

 上記図5において、基地局K1乃至K4は、ア� �テナ36に受信した電波を弁別して復調した信 号を出力するとともに、入力信号を変調して アンテナ36から電波を送信する無線送受信部3 8と、受信信号から各情報を解釈するととも� �I/F部46からの指令に基づいて送信信号を制御 する制御部40と、スペクトラム拡散された受� ��信号(同期信号)をレプリカを用いて相関係� �を演算するとともに、基準クロックを有し� �時刻を逐次出力する時計部43を参照して時刻 情報を逐次出力する測時部42と、受信した信� ��を一時記憶するとともに制御プログラムや� ��己のIDK1乃至IDK4等を記憶する記憶部44と、I/F 部(入出力インターフェース部)46とを備え、� �とえば図1に示すように、位置測定空間Pの上 部たとえば天井を囲む4辺のそれぞれの中間� �に設置されるとともに、I/F部46および通信回 線12を介して測位サーバ14に接続されている� �

 前記図6において、測位サーバ14は、所謂� ��ンピュータにより構成されており、通信回� ��12を介して基地局K1乃至K4に接続されたI/F部( 入出力インターフェース部)50と、受信した信 号を一時的に記憶する第1記憶部52と、測位演 算処理プログラムが予め記憶された第2記憶� �54と、信号入力のためにキーボードや或いは マウスなどから構成される入力部56と、第2記 憶部54に予め記憶された測位演算処理プログ� ��ムに従って、入出力インターフェース部50� �ら入力される信号を処理するとともにその� �出力インターフェース部50を介して指令を出 力することにより、基地局K1乃至K4の位置を� �出し、且つ移動局Mの位置を算出する制御部5 8とを備えている。この制御部58により算出さ れた移動局Mの位置は、図示しない表示器に� �示されるとともに、通信回線12を介して接続 された図示しない他の端末装置へ送信される 。

 図8は移動局Mの制御部20の制御作動の要部 を示すフローチャートである。図8のステッ� �(以下、ステップを省略する)SM1では、いずれ かの基地局からの指令を受信したか否かが判 断される。このSM1の判断が否定されるうちは SM2の実行がスキップされるが、肯定されると 、SM2において、自己のIDM を表す信号と、基� ��局Kで受信タイミングを正確に検出するため にM系列符号やGold径列符号でスペクトラム拡� ��された同期コードS0とが送信される。この� �信は必要に応じて比較的短い所定の周期で� �り返し実行される。

 図9は、固定発信器C1乃至C4の制御作動の� �部を示すフローチャートである。図9のSC1に� ��いて、たとえば基地局K1からの同期コード� �送信指令が受信されたか否かが判断される� �この判断が否定されるうちはSC2の実行がス� �ップされるが、肯定されると、SC2において� �記憶部32に記憶された自己のIDとスペクトラ� ��拡散された同期コードにより変調された電� ��が送信されるとともに、その発信時刻t1 が 記憶部32に記憶される。次いで、SC3では、基� ��局Kからの同期コードの受信指令を受信した か否かが判断される。このSC3の判断が否定さ れるうちはSC4の実行がスキップされるが、肯 定されると、SC4において、同期コードを受信 するとともに、その受信時刻t2 乃至t4 がそ� ��ぞれの記憶部32に記憶される。さらに、SC5� �は、時刻情報送信指令を受信したか否かが� �断される。このSC5の判断が否定されるうち� �SC6の実行がスキップさせられるが、肯定さ� �ると、SC6において、記憶されていた送信時� �情報t1或いは受信時刻情報t2 乃至t4 が自己� ��IDとともに送信される。また、送信時には� �各固定発信器からの受信時刻ts1乃至ts4が合� �せて送信される。たとえば、基地局K1からの 同期コード送信指令が固定発信器C1を指定す� ��ものであって、その固定発信器C1がその同� �コード送信指令を受信する場合には、固定� �信器C1では専ら上記SC1およびS2が実行され、� ��の固定発信器C2乃至C4では、同期コード受信 指令を受けて、上記専らSC3およびS4が実行さ� ��る。その後、基地局からの時刻情報送信指� ��を受けて、C1乃至C4でSC5およびSC6が実行され る。このようにして固定発信器C1から送信さ� ��た発信時刻t1 を表す信号と、固定発信器C2� ��至C4から送信された受信時刻t2 乃至t4 を表 す信号とを含む電波は、それら電波の発信時 刻ts1乃至ts4を示す信号と各固定発信器を識別 するためのIDC1乃至IDC4と共に、後述のように� ��地局K1によって受信される。

 図10は基地局K1の制御部40の制御作動の要� ��を示すフローチャートである。

 図10において、SK1では、同期コードを表� �電波を固定発信器C1から送信させるためのコ マンド(送信指令)を送信する指令が測位サー� ��14から入力されたか否かが判断される。こ� �SK1の判断が否定されるうちはSK2の実行がス� �ップさせられるが、肯定されると、SK2にお� �て、同期コードを固定発信器C1から送信させ るコマンドを表す電波が基地局K1から固定発� ��器C1へ送信される。次に、SK3では、固定発� �器からの電波を受信する指令が測位サーバ14 から入力されたか否かが判断される。このSK3 の判断が否定されるうちはSK4の実行がスキッ プさせられるが、肯定されると、SK4において 、固定発信器C1乃至C4から送信された電波が� �信され、その受信時刻s1乃至s4が記憶される� ��続くSK5において、固定発信器C1の同期コー� �発信時刻t1 、固定発信器C2乃至C4の同期コー ドの受信時刻t2 乃至t4 、固定発信器C1乃至C4 の基地局K1に対する電波の発信時刻ts1乃至ts4� ��および、上記基地局K1の受信時刻s1 乃至s4  が、測位サーバ14へ出力される。

 次いで、SK6において、同期コードを表す� ��波を基地局K1から送信させるためのコマン� �(送信指令)を送信する指令が測位サーバ14か� ��入力されたか否かが判断される。このSK6の� ��断が否定されるうちはSK7の実行がスキップ� ��せられるが、肯定されると、SK7において、� ��期コードを固定発信器C1から送信させるコ� �ンドを表す電波が基地局K1から固定発信器C1� ��送信される。次に、SK7では、同期コードが� ��地局K1から他の基地局K2乃至K4へ送信され、� ��の発信時刻T1が記憶部44に記憶されるととも に、基地局K1のIDK1とともに測位サーバ14へ出� ��される。次に、SK8において、他の基地局か� ��の同期コードを受信する指令が測位サーバ1 4から入力されたか否かが判断される。このSK 8の判断が否定されるうちはSK9、SK10の実行が� ��キップさせられるが、肯定されると、基地� ��K1から送信された電波が受信され、その受� �時刻T2乃至T4が記憶部44に記憶される。次い� �、SK10において、その受信時刻T2乃至T4が各基 地局K2乃至K4のIDM2乃至IDM4とともに測位サーバ 14へ出力される。

 次いで、SK11では、移動局Mからの電波を� �信する指令が測位サーパ14から入力されたか 否かが判断される。このSK11の判断が否定さ� �るうちはSK12およびSK13の実行がスキップさせ られるが、肯定されると、SK12において、上� �移動局Mからの電波が受信され、その受信時� ��S1が記憶される。続くSK13においては、その� ��信時刻S1が移動局Mからの発信時刻S0および� �動局IDM と共に測位サーバ14へ出力される。

 図11乃至図14は、測位サーバ14の制御作動� ��説明するフローチャートであり、図11は位� �検出制御のメインフローを示し、図12は図11� ��固定発信器間時計誤差算出ルーチンを示し� ��図13は図11の基地局位置算出ルーチンを示し 、図14は基地局間時計誤差算出ルーチンをそ� ��ぞれ示している。

 図11のメインフローの実行に先立っては� �固定発信器設置工程に相当する作業が実行� �れる。すなわち、固定発信器C1乃至C4を境界� ��の交点等の位置データを容易に取得できる� ��置、たとえば図1に示すように位置測定空間 Pの床上の4箇所の隅R1、R2、R3、R4の内側位置� �設置する作業が行われるとともに、たとえ� �位置測定空間Pの外郭を構成する建造物の図� ��から読み取られた固定発信器C1乃至C4の設置 位置(xn,yn,zn ;n=1~4)が入力部56から入力操作さ� ��ることにより第1記憶部52に記憶される。一� ��に、建造物であれば、その図面内において� ��定発信器C1乃至C4の設置位置を提供する電子 データである設計時のCADデータが採用され、 そのCADデータから固定発信器C1乃至C4の設置� �置(xn,yn,zn ;n=1~4)が取得される。

 次いで、オペレータの入力部56を使用し� �測位開始操作に応答して図11のメインフロー が実行される。先ず、図11のS1では、基地局K1 乃至K4の少なくとも1部の新たな設置や設置位 置変更、基地局K1乃至K4や固定発信器C1乃至C4� ��部品交換特に時計部30、時計部43、測時部42� ��修理や交換などの更新条件が成立したか否� ��が、入力部56からの入力信号や受信した信� �等に基づいて判断される。このS1の判断が否 定される場合は、S6以下の移動局Mの位置算出 のためのステップが実行される。

 しかし、S1の判断が肯定される場合は、S2 において、予め入力部56から入力操作されて� ��1記憶部52に記憶された固定発信器C1乃至C4の 設置位置情報(xn,yn,zn ;n=1~4)が、設置位置デー タとアンテナ位置とがずれている場合は必要 に応じてたとえば図7に示すずれの修正を受� �た後に、第1記憶部52から読み込まれる。

 次いで、固定発信器時計合せ工程或いは� ��定発信器時計合せ手段に対応するS3の固定� �信器間時計誤差算出ルーチンが図12に示すよ うに実行される。図12のS31では、図15に示す� �うに基地局K1から発信指示をさせ、その発信 指示を受けた固定発信器C1が同期コードを発� ��したときの発信時刻t1 と、他の固定発信器 C2乃至C4がその同期コードを受信した受信時� �t2 乃至t4 とが各記憶部32に記憶されるとと� ��に、図16に示すように、それら発信時刻t1 � ��よび受信時刻t2乃至t4 は基地局K1へ送信さ� �てその基地局K1の記憶部44に予め記憶される� ��これにより、図12のS31では、それら発信時� �t1 および受信時刻t2乃至t4 が、基地局K1か� �第1記憶部52に読み込まれる。次いで、S32で� �、予め記憶された次式から、前記固定発信� �C1乃至C4の既知の位置(xn,yn,zn ;n=1~4)に基づい� ��、固定発信器C1と他の固定発信器C2乃至C4と� ��間の実距離d12、d13、d14が算出される。

 d12=√[(x1-x2) ²  +(y1-y2) ²  +(z1-z2) ² ]
 d13=√[(x1-x3) ²  +(y1-y3) ²  +(z1-z3) ² ]
 d14=√[(x1-x4) ²  +(y1-y4) ²  +(z1-z4) ² ]

 そして、S33では、予め記憶された次式か� ��、上記固定発信器C1と他の固定発信器C2乃至 C4との間の実距離d12、d13、d14と、上記固定発� ��器C1から送信された発信時刻t1および他の固 定発信器C2乃至C4の受信時刻t2乃至t4とに基づ� ��て、固定発信器C1と他の固定発信器C2乃至C4� ��の時計部30間の時計誤差δ12、δ13、δ14(sec)が 算出される。たとえば固定発信器C1と固定発� ��器C2との時計部30間の時計誤差δ12を示す次� �は、δ12=d12/c- (t2 -t1 )として変形すること� �でき、その右辺第1項は距離d12を電波の速度c で割ったことにより得られる理論的な伝搬時 間であり、第2項は固定発信器C1の時計部30で� ��測された発信時刻t1 と固定発信器C2の時計� ��30で計測された受信時刻t2 との間の時間で� ��る実測の伝搬時間であり、それら時計部30� �正しければ上記時計誤差δ12が零となるが、� ��ずれか一方がずれていれば、上記時計誤差� �12が正または負の値として得られる。なお、 次式以下の各式において、cは予め設定され� �つ記憶された電波の速度(光速)である。

 δ12=(t1 +d12/c)-t2
 δ13=(t1 +d13/c)-t3
 δ14=(t1 +d14/c)-t4

 図11に戻って、基地局位置算出工程或い� �基地局位置算出手段に対応するS4の基地局位 置算出ルーチンが、図13に示すように実行さ� ��る。前記のように各固定発信器C1乃至C4から 基地局K1へ固定発信器C1から送信された発信(� ��信) 時刻t1 を表す信号と、固定発信器C2乃� ��C4から送信された受信時刻t2 乃至t4 を表す 信号とを含む電波送信されるとき、図17に示� ��ように固定発信器C1乃至C4からはそれらの発 信時刻情報である発信(送信)時刻ts1乃至ts4お� ��び各IDも共に送信されてくる。このため、� �13のS41では、固定発信器C1乃至C4からそれぞ� �送信されてきた電波の発信時刻ts1乃至ts4と� �それらの電波を受けた基地局K1の受信時刻s1� �乃至s4 とが、基地局K1から入力される。次� �で、S42では、各固定発信器C1乃至C4間の時計� ��差δ12、δ13、δ14を考慮して、基地局K1と各� �定発信器C1乃至C4との間の4経路の電波の伝搬 距離l1 、l2 、l3 、l4 が、予め記憶された� �式から、上記発信時刻ts1乃至ts4および受信� �刻s1 乃至s4 に基づいてそれぞれ算出される 。次式では、上記4経路での発信時刻ts1乃至ts 4と受信時刻s1 乃至s4 との間の伝搬時間(s1 - ts1)、 [s2 -(ts2+δ12)] 、 [s3 -(ts3+δ13)] 、 [s4  -(ts4+δ14)] に、電波の速度cがそれぞれ掛け� ��されることにより伝搬距離l1、l2 、l3 、l4� �が算出されている。

 l1 =c(s1 -ts1)
 l2 =c [s2 -(ts2+δ12)]
 l3 =c [s3 -(ts3+δ13)]
 l4 =c [s4 -(ts4+δ14)]

  続くS43では、予め記憶された連立方程� �から、上記距離l1 、l2 、l3 、l4 および各� ��定発信器C1乃至C4の設置位置(xn,yn,zn ;n=1~4)に 基づいて、各基地局K1乃至K4の設置位置(Xn,Yn,Z n ;n=1~4)が算出される。なお、以下に示す予� �記憶された連立方程式は固定発信器C1の設置 位置(X1,Y1,Z1 )を算出するためのものであるが 、他の基地局K2乃至K4の設置位置(Xn,Yn,Zn ;n=2~4 )を算出する場合も同様のものが用いられる� �

√[(X1-x2) ²  +(Y1-y2) ²  +( Z1-z2) ² ]-
    √[(X1-x1) ²  +(Y1-y1) ²  +( Z1-z1) ² ]=l2 -l1
√[(X1-x3) ²  +(Y1-y3) ²  +( Z1-z3) ² ]-
    √[(X1-x1) ²  +(Y1-y1) ²  +( Z1-z1) ² ]=l3 -l1
√[(X1-x4) ²  +(Y1-y4) ²  +( Z1-z4) ² ]-
    √[(X1-x1) ²  +(Y1-y1) ²  +( Z1-z1) ² ]=l4 -l1

 図11に戻って、基地局時計合せ工程或い� �基地局時計合せ手段に対応するS5の基地局間 時計誤差算出ルーチンが図14に示すように実� ��される。図14のS51では、図18に示すように、 基地局K1から同期コードが発信させられると� ��基地局K1ではその同期コードを発信した発� �時刻T1 が記憶部44に記憶され、記憶された� �信時刻T1 が測位サーバ14へ送信されてそれ� �第1記憶部52に読み込まれる。次いで、S52で� �、図18に示すように、同期コードを受信した 他の基地局K2乃至K4ではその同期コードの受� �時刻T2 乃至T4 が各記憶部44に記憶されるの� ��、各基地局K1乃至K4に記憶された受信時刻T2� �乃至T4 が測位サーバ14へ送信されてそれら� �第1記憶部52に読み込まれる。

 続くS53では、予め記憶された次式から、S 4において算出された各基地局の設置位置(Xn,Y n,Zn ;n=1~4)に基づいて、基地局K1と他の基地局 K2乃至K4との間の距離D12、D13、D14が算出され� �。

 D12=√[(X1-X2) ²  +(Y1-Y2) ²  +( Z1-Z2) ² ]
 D13=√[(X1-X3) ²  +(Y1-Y3) ²  +( Z1-Z3) ² ]
 D14=√[(X1-X4) ²  +(Y1-Y4) ²  +( Z1-Z4) ² ]

 次いで、S54では、予め記憶された次式か� ��、上記基地局K1と他の基地局K2乃至K4との間� ��距離D12、D13、D14と、上記基地局K1から送信� �れた発信時刻T1および他の基地局K2乃至K4の� �信時刻T2乃至T4とに基づいて、基地局K1と他� �基地局K2乃至K4の時計部43間の時計誤差δ12、� �13、δ14(sec)が算出される。たとえば基地局K1� ��基地局K2との時計部43間の時計誤差δ12を示� �次式は、δ12=D12/c-(T2 -T1 )として変形するこ� ��ができ、その右辺第1項は距離D12を電波の速 度cで割ったことにより得られる理論的な伝� �時間であり、第2項は基地局K1の測時部42でそ の時計部43の時刻を参照して計測された発信� ��刻T1 と基地局K2の測時部42でその時計部43の 時刻を参照して計測された受信時刻T2 との� �の時間である実測の伝搬時間であり、それ� �時計部43が正しければ上記時計誤差δ12は零� �なるが、いずれか一方がずれていれば、上� �時計誤差δ12が正または負の値として得られ� ��。

 δ12=(T1 +D12/c)-T2
 δ13=(T1 +D13/c)-T3
 δ14=(T1 +D14/c)-T4

 以上のようにして、各基地局K1乃至K4の設 置位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)が算出され、基地局K1と� ��の基地局K2乃至K4の時計部43間の時計誤差δ12 、δ13、δ14が算出されると、発信受信時刻検� ��工程或いは発信受信時刻検出手段に対応す� ��図11のS6乃至S7と、移動局位置算出工程或い� ��移動局位置算出手段に対応する図11のS8乃至 S9とを含む移動局Mの測位ルーチンが実行され る。先ず、図11のS6では、図19に示すように、 基地局K1から移動局Mへ送信指令信号が発信さ れる。この送信指令信号を受けた移動局Mか� �は、発信(送信)時刻S0と移動局Mの自己のIDM � ��を表す電波が発信される。続くS7では、そ� �電波を受けた各基地局K1乃至K4が、電波のそ� ��ぞれの受信時刻S1乃至S4とその電波が示す発 信時刻S0と移動局Mの自己のIDM とを第1記憶部 52に記憶するとともに、それら移動局Mの発信 時刻S0およびIDM と、各基地局K1乃至K4の受信� ��刻S1乃至S4とが、各基地局K1乃至K4から通信� �線12を介して測位サーバ14の第1記憶部52に読� ��込まれる。上記電波の発信時刻S0および受� �時刻S1乃至S4は、移動局Mから発信されて各基 地局K1乃至K4が受信するまでの電波の伝搬時� �を示すものであるから、上記発信受信時刻� �出工程或いは発信受信時刻検出手段は、伝� �時間検出工程或いは伝搬時間検出手段にも� �応している。

 次いで、前記移動局位置算出工程に含ま� ��る基地局移動局間距離算出工程或いは基地� ��移動局間距離算出手段に対応するS8では、� �め記憶された次式から、S7において読み込ま れた、移動局Mの発信時刻S0 および各基地局K 1乃至K4の受信時刻S1 乃至S4 と、各基地局K1� �至K4の時計部43間の時計誤差δ12、δ13、δ14と� ��基づいて、各基地局K1乃至K4と移動局Mとの� �の4経路の伝搬の伝搬距離L1 、L2 、L3 、L4  がそれぞれ算出される。次式では、上記4経� �での発信時刻S0と受信時刻S1 乃至S4 との間� ��実測の伝搬時間(S1 -S0 )、(S2 +δ12-S0)、(S3 + δ13-S0 )、(S4 +δ14-S0 )に、電波の速度cがそれ ぞれ掛け算されることにより伝搬距離L1 、L2  、L3 、L4 が算出されている。したがって� �このS8には、伝搬時間算出工程或いは伝搬時 間算出手段が含まれる。

 L1 =c(S1 -S0 )
 L2 =c(S2 +δ12-S0 )
 L3 =c(S3 +δ13-S0 )
 L4 =c(S4 +δ14-S0 )

 そして、移動局位置算出工程に対応するS 9では、予め記憶された次式から、S4において 算出された各基地局K1乃至K4の設置位置(Xn,Yn,Z n ;n=1~4)、および、各基地局K1乃至K4と移動局M との間の距離L1 、L2 、L3 、L4 に基づいて� �移動局Mの位置(x,y,z)が算出される。

√[(X2-x) ² +( Y2-y) ² +( Z2-z) ² ] -
    √[(X1-x) ² +( Y1-y) ² +( Z1-z) ² ] =L2 -L1
√[(X3-x) ² +( Y3-y) ² +( Z3-z) ² ] -
    √[(X1-x) ² +( Y1-y) ² +( Z1-z) ² ] =L3 -L1
√[(X4-x) ² +( Y4-y) ² +( Z4-z) ² ] -
    √[(X1-x) ² +( Y1-y) ² +( Z1-z) ² ] =L4 -L1

 上述のように、本実施例によれば、既知� ��複数位置にそれぞれ設置された複数の固定� ��信器C1乃至C4から所定の基地局K1へ発信され� ��電波の発信時刻ts1乃至ts4および受信時刻s1  乃至s4 がそれぞれ検出され、基地局位置算� �工程(S4) において、それら電波の発信時刻ts 1乃至ts4および受信時刻s1 乃至s4 と、それら の固定発信器C1乃至C4の既知の位置(xn,yn,zn ;n= 1~4)とに基づいて、所定の基地局K1を含む複数 の基地局K1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)がそれ� �れ算出されるので、各基地局K1乃至K4の位置� ��それぞれ実測しないでもそれらの基地局K1� �至K4の位置を正確に測定できる。また、複数 の基地局K1乃至K4がそれぞれ受信した移動局M� ��らの電波の伝搬距離L1 、L2 、L3 、L4 とそ の基地局K1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)とに基� �いて移動局Mの位置(x, y, z)を測定すること� �できる。

 また、本実施例によれば、複数の固定発� ��器C1乃至C4を、位置測定空間P内においてCAD� �ータにより既に位置出しされている場所に� �置する固定発信器設置工程を、含むことか� �、固定発信器C1乃至C4の位置が正確且つ容易� ��求められ、移動局測位のための測位サーバ( 電子制御装置)14へ入力される。

 また、本実施例によれば、固定発信器設� ��工程は、複数の固定発信器C1乃至C4を、移動 局Mの位置測定空間P内の4ケ所以上に設置され ることから、所定の固定発信器たとえばC1か� ��少なくとも3つの他の固定発信器C2乃至C4へ� �期コード信号を送信したときの、所定の固� �発信器C1の発信時刻t1 と他の固定発信器C2乃 至C4の受信時刻t2 乃至t4 とから、所定の固� �発信器C1と他の固定発信器C2乃至C4との間の� �距離d12、d13、d14が求められ、それらの実距� �d12、d13、d14からC1と他の固定発信器C2乃至C4� �の間の時計部30或いはその時計部30のクロッ� ��を基準として発生させられる時刻データの� ��互間の時計誤差δ12、δ13、δ14(sec)が求めら� �る。

 また、本実施例によれば、固定発信器設� ��工程は、複数の固定発信器C1乃至C4を、位置 測定空間Pのコーナ部またはそのコーナ部か� �一定の位置に設置されることから固定発信� �C1乃至C4の位置精度が正確に得られる。

 また、本実施例によれば、(a) 複数の固� �発信器C1乃至C4の既知の位置(xn,yn,zn ;n=1~4)に� ��づくそれら複数の固定発信器C1乃至C4間の実 距離d12、d13、d14と電波の速度cとから算出さ� �る理論上の電波の伝搬時間d12/c、d13/c、d14/c� �、それら複数の固定発信器C1乃至C4のうちの1 つの固定発信器C1から他の固定発信器C2乃至C4 への電波の実測の伝搬時間(t2 -t1 )、(t3-t1 )� ��(t4-t1)に基づいて、それら複数の固定発信器 C1乃至C4に備えられた時計部30の相互の時計誤 差δ12、δ13、δ14を求める固定発信器時計合せ 工程(S3)を含み、(b) 基地局位置算出工程(S4)� �は、固定発信器C1乃至C4に備えられた時計部3 0の相互の時計誤差δ12、δ13、δ14を考慮した� �複数の固定発信器C1乃至C4から複数の基地局K 1乃至K4までの電波の伝搬時間(s1 -ts1)、 [s2 - (ts2+δ12)] 、 [s3 -(ts3+δ13)] 、 [s4 -(ts4+δ14)]� �に基づいて伝搬距離l1 、l2 、l3 、l4 を算� ��し、その伝搬距離l1 、l2 、l3 、l4 と固定 発信器C1乃至C4の既知の位置(xn,yn,zn ;n=1~4)と� �基づいて、複数の基地局K1乃至K4の位置(Xn,Yn, Zn ;n=1~4)を算出するものである。このため、� ��定発信器C1乃至C4に備えられた時計部30の相� ��の時計誤差すなわち時間誤差δ12、δ13、δ14� ��考慮して、複数の固定発信器C1乃至C4から複 数の基地局K1乃至K4までの電波の伝搬時間に� �づいて複数の基地局K1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n =1~4)が正確に算出されるので、複数の基地局K 1乃至K4がそれぞれ受信した移動局Mからの電� �の伝搬距離L1 、L2 、L3 、L4 とその基地局K 1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)とに基づいて移動 局Mの位置(x, y, z)が正確に測定される。

 また、本実施例によれば、(a) 基地局位� �算出工程(S4)により求められた複数の基地局K 1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)間の距離D12、D13、 D14と電波の速度cとから算出される理論上の� �波の伝搬時間D12/c、D13/c、D14/cと、それら基� �局K1乃至K4のうちの1つの基地局K1から他の基� ��局K2乃至K4への電波の実測の伝搬時間(T2 -T1� �)、(T3-T1 )、(T4-T1)と基づいて、各基地局K1乃� ��K4に備えられた時計部43の相互の時計誤差δ1 2、δ13、δ14を求める基地局時計合せ工程(S5)� �、(b) それら基地局K1乃至K4の間の相互の時� �誤差δ12、δ13、δ14を考慮した、移動局Mから� ��数の基地局K1乃至K4までの電波の伝搬時間(S1  -S0 )、(S2 +δ12-S0 )、(S3 +δ13-S0 )、(S4 +δ14- S0 )から算出された伝搬距離L1 、L2 、L3 、L 4 と、基地局位置算出工程により算出された 基地局K1乃至K4の位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)とに基づ� �てその移動局Mの位置(x, y, z)を算出する移� �局位置算出工程(S8、S9)とを、含むものであ� �。このため、基地局K1乃至K4に備えられた時� ��部43の相互の時計誤差δ12、δ13、δ14と移動� �Mから複数の基地局K1乃至K4までの電波の伝搬 時間(S1 -S0 )、(S2 +δ12-S0)、(S3 +δ13-S0 )、(S4� �+δ14-S0 )とに基づいて移動局Mの位置(x, y, z) が正確に算出される。

 図20は、位置測定空間Pの他の例と、この� ��置測定空間Pにおける固定発信器C1乃至C4お� �び基地局K1乃至K4の他の配置例を示している� ��この位置測定空間Pは、図1において固定発� �器C3が配置されていた1つの隅において、柱� �棚等の各柱状の障害物が突き出た1つの角Dが 設けられている結果、5つの隅R1、R2、R4、R5、 R6と1つの角Hから構成されている。基地局K1乃 至K4に対して見通しのよい位置として、固定� ��信器C3はその1つの角の先端部に配置されて� ��るので、5つの隅R1、R2、R4、R5、R6にそれぞ� �固定発信器を設ける場合に比較して、少な� �台数とされる。

 以上、本発明の好適な実施例を図面に基� ��いて詳細に説明したが、本発明はこれらに� ��定されるものではなく、更に別の態様にお� ��ても実施される。

 例えば、前述の実施例では、移動局Mおよ び固定局K1乃至K4は、2.4GHz帯のキャリヤ周波� �を用いていたが、他の周波数帯を用いるも� �であってもよく、また、同期コードとして� �ペクトラム拡散された信号を用いたが、UWB(U ltra Wide Band)により同期コードを送受信して� ��よい。

 また、前述の実施例において、固定発信� ��C1乃至C4の設置位置(xn,yn,zn ;n=1~4)、基地局K1� ��至K4の設置位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)、移動局Mの位� ��(x,y,z)は、x-y-z直交座標系で表現されていた� ��、他の座標系であってもよい。

 また、前述の実施例において、基地局K1� �至K4の設置位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)、移動局Mの位� �(x,y,z)を算出するために用いられる連立方程� ��は、等号の両側が距離差とされた連立方程� ��であったが、本実施例は、時計誤差が予め� ��消された後で3つの未知数(Xn,Yn,Zn )または(x, y,z)を求めるものであるので、たとえば等号� �両辺が距離そのものである3つの連立方程式� ��あってもよい。要するに、3つの未知数を求 めることが可能な3つ以上の連立方程式であ� �ばよい。

 また、前述の実施例において、既知の設� ��位置(xn,yn,zn ;n=1~4)に設置された4台の固定発 信器C1乃至C4と、設置位置(Xn,Yn,Zn ;n=1~4)に設� �された4台の基地局K1乃至K4が用いられていた が、3台ずつであってもよいし、5台以上であ� ��てもよい。

 また、前述の実施例において、図8のステ ップSM1では、いずれかの基地局からの指令を 受信したか否かが判断されていたが、予め設 定された一定の周期で発信(送信) 時刻とな� �たか否かが判断されるようにしてもよい。

 なお、前述の実施例においては、前記伝� ��時間検出工程に対応する発信受信時刻検出� ��程(S6乃至S7)は、移動局Mから発信され各基地 局K1乃至K4のそれぞれが受信する電波の前記� �動局Mにおける発信時刻S0と各基地局K1乃至K4� ��それぞれにおける受信時刻S1乃至S4に基づい て電波の伝搬時間を検出したが、かかる態様 に限られない。例えば各基地局K1乃至K4のそ� �ぞれから発信され、移動局Mが受信する電波� ��それぞれについて、各基地局K1乃至K4におけ る発信時刻S11乃至S14と、前記移動局Mにおけ� �電波の受信時刻S21乃至S24とに基づいて基地� �K1と移動局Mとの間の電波の伝搬時間をS21-S11� ��基地局K2と移動局Mとの間の電波の伝搬時間� ��S22-S12、のように算出してもよい。また、各 基地局K1乃至K4のそれぞれと移動局Mとの間の� ��波の往復の伝搬時間を検出し、その2分の1� �値を伝搬の伝搬時間とすることも可能であ� �。

 その他、一々例示はしないが、本発明は� ��の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々� ��変更が加えられて実施されるものである。