位置计算方法与位置计算装置以及位置信息提供方法

1.根据来自多个无线发射台的信号的传输延时来计算接收机位置 的位置计算方法，此方法包括以下步骤：检测来自各无线发射台的信号， 求出已检测出信号的各无线发射台的位置，测定来自所述各无线发射台 的信号传输延时，根据所述各无线发射台的位置和所述信号传输延时计 算接收机的位置，并计算由于上述传输延时的测定所产生的测距误差标 准偏差的第一步骤；根据各无线发射台的位置、第一步骤计算出的接收 机位置与测距误差标准偏差，计算接收机测位误差的第二步骤；根据第 二步骤计算的接收机测位误差推导出与测位误差大的方向相接近的方 向上的无线发射台的第三步骤；再次检测来自此第三步骤导出的与测位 误差大的方向接近的方向上的无线发射台的信号，而再次计算此接收机 位置的第四步骤。
2.权利要求1所述的位置计算方法，其中还包含有这样的步骤： 根据上述第二步骤中计算的接收机的测位误差值与预定值的比较结果， 判定前述第四步骤中位置计算的结束。
3.权利要求1所述的位置计算方法，其中根据：对前述第三步骤 导出的与测位误差大的方向相接近的方向上的各无线发射台的信号进 行再检测所测定的各个传输延时、通过该传输延时的测定所产生的各测 距误差标准偏差、在该再检测以前测定的上述无线发射台的传输延时、 在该再检测以前计算的测距误差标准偏差以及各无线发射台的位置，在 计算接收机的位置的同时，相对于前述第三步骤导出的与测位误差大的 方向接近的方向上的各个无线发射台，更新传输延时与测距误差标准偏 差。
4.根据来自多个无线发射台的信号的传输延时来算出接收机位置 的位置计算方法，此方法包括以下步骤：检测来自各无线发射台的信号， 求出已检测出信号的各无线发射台的位置，测定来自所述各无线发射台 的信号传输延时，根据所述各无线发射台的位置和所述信号传输延时计 算接收机的位置，并计算由于所述传输延时的测定所产生的测距误差标 准偏差的第一步骤；根据各无线发射台的位置、第一步骤计算出的接收 机位置与测距误差标准偏差，计算接收机测位误差的第二步骤；根据第 二步骤计算的接收机测位误差推导出与测位误差大的方向接近的方向 上的无线发射台的第三步骤；对于由第三步推导与测位误差大的方向接 近的方向上的无线发射台，计算再次检测出来自此无线发射台的信号时 的接收机的测位误差，计算再次检测来自无线发射台的信号所需的检测 次数的步骤；根据所需再检测次数再次检测各无线发射台的信号所测定 的各传输延时、测定该传输延时时所产生的各测距误差标准偏差、在该 再检测之前计算的测距误差标准偏差以及各无线发射台的位置、构成再 次计算前述接收机的位置的步骤。
5.权利要求4所述的位置计算方法，其中所述第三步骤求出将前 述第二步骤计算的测位误差除以由无线发射台和接收机的位置关系确 定的测距误差的标准偏差得到的商，利用在二维轴上求得的所述商，确 定误差大的方向，按照与测位误差大的方向的方位差从小到大的顺序对 无线发射台排序。
6.根据来自多个无线发射台的信号的传输延时来计算接收机位置 的位置计算装置，此装置具有：接收无线发射台的信号的接收部；作成 无线发射台的信号延时分布且输出该分布的延时分布作成部；分析此延 时分布，测定信号传输延时的信号传输延时测定部；存储位置计算装置 的位置算出中必要数据的存储部；控制上述接收部、延时分布作成部、 信号传输延时测定部与存储部，对位置计算用的各种数据进行处理而进 行测位运算的处理部；此处理部则设有根据上述信号传输延时测定部测 定的传输延时求出位置计算装置的位置的位置算出设备、计算由上述传 输延时测定产生的测距误差标准偏差的标准偏差计算装置、根据上述各 无线发射台的位置与位置算出设备计算出的位置计算装置的位置以及 该标准偏差计算装置计算出的测距误差标准偏差来计算位置计算装置 的测位误差的误差计算装置，
所述位置计算装置还设有通过上述误差计算装置计算出的测位误 差导出与测位误差大的方向接近的方向上的无线发射台的导出装置；上 述位置算出设备用再次检出的与测位误差大的方向接近的方向上的无 线发射台的信号，再次计算上述位置计算装置的位置；前述误差计算装 置应用所述再次算出的上述位置计算装置的位置来再次计算此位置计 算装置的测位误差。
7.权利要求6所述的位置计算装置，其中还设有显示上述位置算 出设备算出的位置计算装置的位置与上述误差计算装置计算的测位误 差的显示部，前述处理部根据位置计算装置的测位误差计算表示误差范 围的椭圆，而上述显示部在显示前述位置计算装置的位置同时还显示由 上述椭圆表示的测位误差。
8.权利要求7所述的位置计算装置，其中所述显示部在显示前述 位置计算装置的位置与测位误差的同时，还显示由地图数据库提供的地 图信息。
9.权利要求7所述的位置计算装置，其中所述显示部还显示前述 接收机的位置包含在表示前述误差范围的椭圆内的概率。
10.适用于位置信息提供系统的位置信息提供方法，此系统具有根 据来自多个无线发射台的信号传输延时来算出位置的位置计算装置的 位置检测终端、将此位置计算装置算出的位置以使用者可识别的形式提 供的位置信息识别装置；上述位置计算装置导出与测位误差大的方向相 接近的方向上的无线发射台，对上述导出的与测位误差大的方向相接近 的方向上的无线发射台的信号进行再检测，再次算出前述位置检测终端 的位置，并将算出的位置信息向通信网络输出；上述位置信息识别装置 将经由通信网络由上述位置计算装置接收的测位结果同与此测位结果 相对应的地图信息关联，作为能由使用者识别的信息输出。
11.权利要求10所述的位置信息提供方法，其中所述位置计算装 置将作为测位结果的前述位置检测终端的位置以及前述位置检测终端 的测位误差一起输出；而前述位置信息识别装置将由所述位置计算装置 作为测位结果的前述位置检测终端的位置与测位误差以及由地图数据 库提供的地图信息一起，作为能让使用者识别的信息形式输出。
12.权利要求11所述的位置信息提供方法，其中所述位置检测终 端的测位误差通过表示误差范围的椭圆形式输出。

技术领域
本发明涉及根据无线电台发送的信号的传输延时来测定接收机位 置的方法，特别涉及到基于移动通信基站的信号的传输延时而以高精度 来测定移动通信终端位置的方法。
背景技术
在移动通信系统中，已提出了利用基站发送的信号来检测终端机位 置的技术。例如特开平7-181242公报(1995年7月21公开)中提出了， 在码分多址接入(CDMA)系统中利用各基站的位置和从各基站发送给终 端机的信号的传输延时，求得在基站的PN码发送时的时间差来测定终 端机位置的技术。
利用从基站发送的信号来测定终端机位置时伴生的误差，可以通过 将各基站的信号传输延时的判定值平均化，或是通过延长传输延时判定 用信号检测中耗用的积分时间来加以改善。但是，平均化中所用样本数 的增多或信号检测中耗费的积分时间的延长，一方面倒是减小了测定误 差，但另一方面，为取得测定结果所需的时间增多而增大了终端机的耗 电量。于是，计算测位误差，根据误差发生状况而有效地算定出位置成 为研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于减少测位所需时间和所耗电力，同时减少终端的 测位误差以测定出正确的位置。
根据本发明一个方面，提供了根据来自多个无线发射台的信号的传 输延时来计算接收机位置的位置计算方法，此方法包括以下步骤：检测 来自各无线发射台的信号，求出已检测出信号的各无线发射台的位置， 测定来自所述各无线发射台的信号传输延时，根据所述各无线发射台的 位置和所述信号传输延时计算接收机的位置，并计算由于上述传输延时 的测定所产生的测距误差标准偏差的第一步骤；根据各无线发射台的位 置、第一步骤计算出的接收机位置与测距误差标准偏差，计算接收机测 位误差的第二步骤；根据第二步骤计算的接收机测位误差推导出与测位 误差大的方向相接近的方向上的无线发射台的第三步骤；再次检测来自 此第三步骤导出的与测位误差大的方向接近的方向上的无线发射台的 信号，而再次计算此接收机位置的第四步骤。
根据本发明的另一方面，提供了根据来自多个无线发射台的信号的 传输延时来算出接收机位置的位置计算方法，此方法包括以下步骤：检 测来自各无线发射台的信号，求出已检测出信号的各无线发射台的位 置，测定来自所述各无线发射台的信号传输延时，根据所述各无线发射 台的位置和所述信号传输延时计算接收机的位置，并计算由于所述传输 延时的测定所产生的测距误差标准偏差的第一步骤；根据各无线发射台 的位置、第一步骤计算出的接收机位置与测距误差标准偏差，计算接收 机测位误差的第二步骤；根据第二步骤计算的接收机测位误差推导出与 测位误差大的方向接近的方向上的无线发射台的第三步骤；对于由第三 步推导与测位误差大的方向接近的方向上的无线发射台，计算再次检测 出来自此无线发射台的信号时的接收机的测位误差，计算再次检测来自 无线发射台的信号所需的检测次数的步骤；根据所需再检测次数再次检 测各无线发射台的信号所测定的各传输延时、测定该传输延时时所产生 的各测距误差标准偏差、在该再检测之前计算的测距误差标准偏差以及 各无线发射台的位置、构成再次计算前述接收机的位置的步骤。
本发明的位置计算装置是根据来自多个无线发射台的信号的传输 延时来算出接收机位置的位置计算装置，此装置具有：接收无线发射台 的信号的接收部；作成无线发射台的信号延时分布且输出该分布的延时 分布作成部；分析此延时分布，测定信号传输延时的信号传输延时测定 部；存储位置计算装置的位置算出中必要数据的存储部；控制上述接收 部、延时分布作成部、信号传输延时测定部与存储部，对位置计算用的 各种数据进行处理而进行测位运算的处理部；此处理部则设有根据上述 信号传输延时测定部测定的传输延时求出位置计算装置的位置的位置 算出设备、计算由上述传输延时测定产生的测距误差标准偏差的标准偏 差计算装置、根据上述各无线发射台的位置与位置算出设备计算出的位 置计算装置的位置以及该标准偏差计算装置计算出的测距误差标准偏 差来计算位置计算装置的测位误差的误差计算装置，所述位置计算装置 还设有通过上述误差计算设备计算出的测位误差导出与测位误差大的 方向接近的方向上的无线发射台的导出装置；上述位置计算装置用再次 检出的与测位误差大的方向接近的方向上的无线发射台的信号，再次计 算上述位置计算装置的位置；前述误差计算装置应用所述再次算出的上 述位置计算装置的位置来再次计算此位置计算装置的测位误差。
根据本发明，可以减少测位所需的时间和耗费的电力和测定终端 机的正确位置。此外，本发明的位置信息提供装置与位置信息提供 系统不仅能识别测位误差，还能用于判断要继续进行位置计算或结 束位置计算。
附图说明
图1是本发明第一实施形式的位置计算装置的框图。
图2是本发明第一实施形式的位置计算方法的流程图。
图3是第一实施形式中求改进可能性大的基站的方法流程图。
图4是本发明第一实施形式的不同位置计算方法的流程图。
图5是本发明第一实施形式位置计算装置的框图。
图6示明本发明的测位误差显示装置的另一实施例。
图7是本发明另一位置计算方法的流程图。
图8是本发明第四实施形式的位置信息提供系统的框图。
图9是图8所示位置信息提供系统中所用服务器装置的框图。
图10是图8所示位置信息提供系统的工作流程图。
图11是不根据本发明的位置检测方法的测位误差分布图。
图12是根据本发明的位置检测方法的测位误差分布图。
图13是不根据本发明的位置检测方法的测位误差分布图。
图14是不根据本发明的位置检测方法的测位误差分布图。
图15是相对于各基站再行测位的误差分布图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形式。
图1是示明本发明第一实施形式的位置计算装置主要结构的框图。
接收部1根据处理部5的控制接收来自基站(图示省略)的信号，将 基带滤波器处理过的信号输出给时延分布作成部2。此外，接收部1测 定噪声功率输出给处理部5。
时延分布作成部2根据来自接收部1的信号，作成由处理部5指示 的有关基站的延时分布，输出给信号传输延时测定部3与处理部5。
信号传输延时测定部3根据处理部5的控制，分析延时分布作成部 输出的延时分布，判定来自基站的信号传输延时，将此传输延时输出给 处理部5。
存储部4存储有基站信息、SNR-σ表。存储于存储部4中的这类信 息由处理部5读出。基站信息，与各基站识别号码相对应，包括各基站 的位置、用于接收各基站的信号时所需的频率(信道)、各基站的发送定 时(PN码)的信息。上述SNR-σ表是在信号传输延时测定部3中，将信 号传输延时判定时伴生的测距误差标准偏差σ用于从测定中所用信号求 信噪比(SNR)的SNR与σ的对应表。此外，在图4所示的位置计算方法 中，是假定SNR-σ表取一定的值来计算测位误差的。
存储部4暂时存储所检测出的各基站位置(xi，yi)、有关各基站的信 号传输延时的判定值ti、判定中伴生的测距误差标准偏差的计算值σ的 倒数Wi、误差改进可能性大的基站的序号ord(i)、推定测位误差值(A， B，Q)与其中间值(ai，bi)以及示明所要求的再次检测次数的计算器 (CNT)。这些暂时存储的信息由处理部5读/写。
处理部5控制接收部1、时延分布作成部2、信号传输延时测定部 3与存储部4，应用各种参数进行测位运算。处理部5由处理器与存储 器构成。此存储器中存储和保持着用于执行后述装置功能的程序，处 理器则从此存储器中读出并执行所述程序。
图2是本发明第一实施形式的位置计算方法的流程图。
首先将示明位置计算装置中位置检测运算的实行次数的计数器复 位(S101)。此计数器设计成能避免该位置检测运算(S105～S112)成为无 穷的循环，将计数器初始化预置为“0”(S101)，在每次执行位置检测 运算时使计数器作加法运算(S108)，判断位置检测运算是否达到规定次 数(S107)，结束位置检测运算。
再于步骤S102～S104中求出位置计算装置的概略位置。首先，位 置计算装置接收(检测)来自各基站的信号，确定出发送源的基站 (S102)。
然后判定来自各基站的信号的传输延时ti，根据特定的基站的识 别序号从存储部4读出各基站BSi的位置(xi，yi)，通过传输延时的判 定结果计算产生的测距误差标准偏差σ(S103)。测距误差标准偏差σ的 计算例如根据所判定的信号的信噪比(SNR)进行。具体地说，采用相对 于传输延时判定装置预先由试验求得的存储于存储部4中的SNR与σ 的对应表(SNR-σ表)。也可以应用存储部4中存储的SNR与σ的关系 式。同样，通过判定装置，有时即使SNR比变化，σ也难以发生变化， 故也可设σ为常值而计算测位误差(参看图4)。然后算出测距误差标准 偏差的倒数Wi，存储于存储部4中。
将步骤S102中检测出的n个基站分别记为BS1、BS2、……BSn， 同时把各基站的位置分别设定为(x1，x2)、(x2，y2)、……(xn，yn)。相 对于各基站算出的测距误差标准偏差的倒数分别记为W1、W2、…、 Wn，同时把来自各基站的信号的传输延时分别设定为t1、t2、…、tn。
此时，根据所检测出的各基站的位置(xi，yi)与来自各基站的信号 的传输延时ti，计算出位置计算装置的位置(x0，y0)(S104)。位置计算装 置的位置例如可以用特开平7-181242号公报中记载的方法算出。
于步骤S105计算测位误差(A，B，Q)。测位误差的推定值例如是 相对于，在东西方向上的东向为正向的x轴和在南北方向上的北向为 正向的y轴为基准，按反时针走向转过角θ而成的x′轴和与x′轴正 交的y′轴设定。此时，设测位误差在x′轴方向上的分量为A，在y ′轴方向上的分量为B，由A、B与θ表示推定误差。此A、B与θ可 分别由下面(1)、(2)与(3)式求出。
$A=\{{\Sigma }_{i=1}^{i=n}{W_i}^2{\Sigma }_{j=I}^{j=n}{b_j}^2-({\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w}_i{b}_i{)}^2\}/D---\left(1\right)$
$B=\{{\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w_i}^2{\Sigma }_{j=1}^{j=n}{a_j}^2-({\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w}_i{a}_i{)}^2\}/D---\left(2\right)$
                        θ＝-φ                    (3)
上列(1)与(2)式中所用的D由式(4)给出。
$D={\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w_i}^2{\Sigma }_{j=1}^{j=n}{a_j}^2{\Sigma }_{k=1}^{k=n}{b_k}^2+{2\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w}_i{a}_i{\Sigma }_{j=1}^{j=n}{a}_j{b}_j{\Sigma }_{k=1}^{k=n}{w}_k{b}_k$
$-{\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w_i}^2({\Sigma }_{j=1}^{j=n}{a}_j{b}_j{)}^2-({\Sigma }_{i=1}^{i=n}{w}_i{a}_i{)}^2{\Sigma }_{j=1}^{j=n}{b_j}^2-{\Sigma }_{i=1}^{i=n}{a_i}^2({\Sigma }_{j=1}^{j=n}{w}_j{b}_j{)}^2---\left(4\right)$
而ai、bi可由下式

给出。式(5)中所用的ui、vi则可由下式
$u_i=w_i(x_i-x_o)/\sqrt{(x_i-x_o{)}^2+(y_i+y_o{)}^2}---\left(6\right)$
与
$v_i=w_i(y_i-y_o)/\sqrt{(x_i-x_o{)}^2+(y_i-y_o{)}^2}---\left(7\right)$
给出。
式(3)所用的φ则由下式
                    φ＝arctanα                      (8)
式(8)中用的α则是下式中的解：
$\{{\Sigma }_{i=1}^n{w_i}^2{\Sigma }_{j=1}^n{u}_j{v}_j-{\Sigma }_{i=1}^n{w}_i{u}_i{\Sigma }_{j=1}^n{w}_j{v}_j\}{a}^2$
$+\left\{\right({{\Sigma }_{i=1}^n{w}_i{u}_i)}^2-({\Sigma }_{i=1}^n{w}_i{v}_i{)}^2-{\Sigma }_{i=1}^n{w_i}^2{\Sigma }_{j=1}^n({u_j}^2-{v_j}^2)a$
${+\{\Sigma }_{i=1}^n{w}_i{u}_i{\Sigma }_{j=1}^n{w}_i{v}_i-{\Sigma }_{i=1}^n{w_i}^2{\Sigma }_{j=1}^n{u}_j{v}_j\}=0---\left(9\right)$
通过以上所述运算，使x′轴方向或y′轴方向成为测位误差最大的方 向，同时由θ给出误差成为最大的方向。
(x0，y0)                          (10)
为位置计算装置的坐标，于步骤S104中算出。
(x1，y1)，i＝1，2，....，n        (11)
为位置计算装置检测出的是基站BSi的坐标，于步骤S103中由存储部 4读出。此外
wi，i＝1，2，…，n                (12)
为判定来自各基站BSi的信号的传输延时之际产生的测距误差标准偏 差的倒数，于步骤S103由SNR-σ表算出。所检测的基站的台数n为 步骤S102中能接收到的基站的台数。
于步骤S106，判定位置检测结束。当步骤S105中计算的推定测 位误差A、B都在预定的阈值以下时(于S106，为“是”)，则该位置 检测运算结束，将这时所得的(x0，y0)作为位置计算装置的位置输出。
若是A、B中的某个超过了预定的阈值时(步骤S106中为“否”)， 则在判断为表示测位次数的计数器值后，进到步骤S108。此外，在步 骤S106，也可不将各测位误差与阈值比较，而是将A2+B2或(A2+B2) 的平方根与预定的阈值比较。
然后，表示位置检测运算次数的计数器判断为达到所定值(S017)。
此计数器的设置是为了在步骤S105～S112的位置计算中测位误差(A，B) 不低于阈值的情形，用于避免位置检测运算成为无穷环，以在将有关步骤 执行了预定的次数后来结束此有关位置计算的运算的。此时，在步骤108， 于每进行一次该位置检测运算后，于示明位置检测运算执行次数的计数器 中加“1”。
然后于步骤105，相对于计算出的测位误差导出误差改进可能性大的 基站的序号[ord(i)](S109)。此步骤S109的细节在后面结合图3说明。
再对来自步骤S109求得的序号中所含各基站BS ORD(1)的信号进行 检测(S110)，应用此再检测的信号再判定来自各基站的信号的传输延时 tORD(1)，再次计算有关再检测的信号的基站的测距误差标准偏差，更新 此标准偏差的倒数WORD(1)(S111)。
在上述步骤中，把成为信号再检测对象的基站作为BSi。同时设在紧 接此之前步骤中测定而取得的该基站的信号传输延时为ti、上述信号的传 输延时判定中伴生的测距误差标准偏差的倒数为wi、通过再检测测定的 信号的传输延时为ti′、判定该信号的传输延时之中伴生的测距误差标准 偏差的倒数为wi′，于是可据
$t_i=\frac{{w_i}^2}{{w_i}^2+{w_i}^{\prime 2}}{t}_i+\frac{{w_i}^{\prime 2}}{{w_i}^2+{w_i}^{\prime 2}}{t_i}^{\prime }---\left(13\right)$
求出相对于该基站的传输延时ti而加以更新，再由
$w_I=\sqrt{{w_i}^2+{w_i}^{\prime 2}}---\left(14\right)$
将该基站再检测中伴生的测距误差标准偏差的倒数更新wi。此ti、wi按 ti(式13)与wi(式14)的顺序更新。
然后，根据各基站的坐标(xi，yi)与来自各基站的信号的传输延时ti，算 出位置计算装置的位置(x0，y0)(S112)，返回步骤S105，计算再次测位的误 差(S105)，判定测位误差是否在阈值以下(S106)。
于步骤S110～S112，通过将多个测定的传输延时判定值平均化，
也有可能减小相对于再检测对象的基站的测距误差。一般而论，设各 次测定为独立事件，则通过将M次测定值平均化，可将一次测定中的 误差降低到重复次数(M次)的平方根的倒数倍。
也可以通过改进接收信号的信噪比(SNR)来减小有关再检测对 象基站的测距误差。具体的例子是增加同相加法的次数。一般，通过 M倍的同相加法运算，可以使SNR改进M倍。
在上述步骤S103和/或步骤S111中，在判定传输延时ti，t ORD(1) 之际的基准时间即使没有绝对正确的时间，只要有相对正确的时间也 是可以的。但是在步骤S103与S111中，必须使用同一基准时间。例 如当于步骤S103中将特定的基站之一发送的导频信号用于基准时间 时，则需在步骤S111中将作为基准的基站包含于再检测对象中，而必 需把此基站发送的导频信号用于基准中。
误差改进可能性大的基站，可通过图3中说明的方法，求出选择 最接近测位误差最大方向中最接近方向的基站或是此接近方向的上级 几个台中的基站。
图3是示明在图2所示位置计算方法中求改进可能性大的基站的 方法的流程图。
首先将最近检测出的几个基站BS1、BS2、…、BSn的下标组成的 集合记为N＝{1，2，…，n}(S121)。使N个任意元件i和预定的值sup-w 相对应，将满足wi＜sup_w的i组成的集合记为M(S122)。这里的wi 为相对于各基站计算的测距误差标准偏差的倒数，sup-w为相对于测 距误差标准偏差倒数的阈值。于步骤S122形成的集合M是在所检测 出的整个基站之中相对于测距误差标准偏差比预定阈值大(测距误差 标准偏差的倒数比预定阈值小)的基站获得的基站下标的集合。当于所 计算的测距误差标准偏差中不必设置阈值时，也可取M＝H。
于是以M中所含元件的个数和预定的再测基站的最大数(sup_ord) 中小的值为M。
然后比较x′轴向的推定误差A和y′轴向的推定误差B。若A≥ B(于S124中为“是”)，则于集合M中所含元件i相对应的x′轴向 误差组成的集合{ai}内，按ai绝对值大的顺序取出m个，设为 aORD(1)、aORD(2)、…、aORD(M)(S125)。另一方面，若A＜B(于S124 中为“否”)，则于集合M中所含元件i相对应的y′轴向误差组成的 集合{bi}内，按{bi}绝对值大的顺序取出m个，设为bORD(1)、 bORD(2)、…、bORD(M)(S126)。此时，由于ORD(1)、ORD(2)、…、 ORD(M)表示了误差改进可能性大的基站的顺序，因而基站BS ORD(1) 比BS ORD(2)有大的误差改进可能性。再有，从上述{ai}或{bi}按绝对 值大的顺序取出m个时，当对应于元件j(j＜m)的x′轴向的误差 aORD(J)除以与第一个元件相对应的x′轴向的误差aORD(1)的绝对 值|aORD(J)/aORD(1)|，以及与元件j对应的y′轴向的误差bORD(J) 除以与第一个元件相对应的y′轴向的误差bORD(1)时的绝对值 |bORD(J)/bORD(1)|这两者都小于sup-r时，即可判定第j号以后基站 的改进可能性小，而将表明有改进可能性的基站数m更新为m＝j-1， 可以中止继续这一顺序。这样，在应用此m时，由图2所示位置计算 方法再测的基站数成为j-1个。
其次说明前述位置计算装置(图1)中实行此位置计算方法时的操 作可能性。
处理部5，从存储部4读出基站信息，控制接收部1接收来自基 站的信号。处理部5根据存储部4中存储的基站信息所含的定时信息， 控制延时分布作成部2构成各基站的延时分布。处理部5根据延时分 布作成部2输出的各基站的延时分布信号功率，判定来自各基站的信 号检测量而具体确定基站BSi(S102)。
对于检测出信号的基站BSi，处理部5根据上述基站的延时分布、 基准时间、各基站的发送定时的信息，控制信号传输延时判定部3用 以判定信号传输延时。此处理部5还相对于基站BSi将基站位置(xi，yi) 暂时存储于存储部4中。再从接收部1的噪声功率与延时分布作成部2 的信号功率，根据存储部4存储的SNR-σ表求测距误差标准偏差σ， 求出其倒数wi，暂时存储于存储部4中(S103)。
然后，处理部5根据存储部4存储的位置计算装置的位置(x0，y0)、 基站的位置{(xi，yi)}与测距误差标准偏差的倒数{wi}，求出A、B、θ、 {ai}、{bi}，暂时存储于存储部4中(S105)。
处理部5比较存储部4中存储的A、B与存储部4中存储(或从外 部输入)的阈值，确定是否转移到S107、S108或结束此处理(S106)。在 结束的情形，将存储部4中现下存储的(x0，y0)作为该位置计算装置的位 置，从位置计算装置输出，也可以构成从位置计算装置输出测位误差 (A，B，θ)。
处理部5从存储部4读出A、B、{ai}、{bi}，根据存储部4存储(或 从外部输入)的再检测的基站的最大数(sup_ord)，求误差改进可能性大 的基站的顺序{ord(i)}，暂时存储于存储部4(S109)。
处理部5再根据存储部4中存储的{ord(i)}，与上述步骤S102中处 理部5的操作相同，对于误差改进可能性大的基站{BS ORD(1)}，再检 测来自各基站的信号，由延时分布作成部2构成延时分布(S110)。
然后根据信号传输延时测定部3的各传输延时判定值与存储部4 中存储的{wORD(1)}、{tORD(1)}，更新{tORD(1)}，暂时存储于存储部 4(S111)。再根据接收部1的噪声功率、延时分布作成部2的各信号功 率、存储部4中暂时存储的{wi}与SNR-σ表更新{wORD(1)}，暂时存 储于存储部4(S111)。
再据存储部4存储的{(xi，yi)}与{tORD(1)}，算出该位置计算装置的 位置(x0，y0)，暂时存储于存储部4(S112)。
图4是本发明第一实施形式的不同位置计算方法的流程图。
在假定有关检测出的基站的测距误差标准偏差为常数时，将取预 定误差以下的基站加以组合而计算其各个所要求的再检测次数后，能 够高效地再检测来自基站的信号。图4所示的位置计算方法与前述的 位置计算方法(图2)相比较时，具有采用所要再检测次数{CNTi}的步 骤S143、S149与S151中的特征。
首先于步骤S141～S144求位置计算装置的概略位置。位置计算装 置接收(检测)各基站的信号，具体确定发送源的基站(Bsi)。
然后判定各基站的信号传输延时(ti)，根据特定的基站的识别序 号，从存储部4读出各基站Bsi的位置，将通过传输延时判定产生的 测距误差标准偏差的计算值的倒数wi取作预定的常值(prm_w)，将此 prm_w输入wi(S142)。具体地说，将步骤S141检测出的n个基站分别 设为BS1、BS2、…、BSn，将各基站的位置分别设为(x1，y1)、(x2，y2)、…、 (xn，yn)，将相对于各基站计算的各测距误差标准偏差的倒数w1、 w2、…、wn设为prm-w，将各基站的信号的传输延时设定为t1、t2、…、 tn。
对于已检测的n个基站，假设示明所要求再检次数的计数器为 CNT1、CNT2、…、CNTn，并将计数器值初始化为“0”(S143)。
其次根据已检测的各基站的位置(xi，yi)，以及由各基站的信号的传 输延时ti，算出位置计算装置的位置(x0，y0)(S144)。位置计算装置的位 置例如可用特开平7-181242号公报中记载的方法算出。
再用与图2中说明的位置计算方法的步骤S105相同的方法计算测 位误差(A，B，θ)(S145)。此测位误差A是以x轴的正向为基准反时 针走向转过θ角所成的x′轴向的误差分量，B为与x′轴正交的y′ 轴向的误差分量。
于S146，判定基站的组合与各基站所需再检测次数的计算结束。 当于步骤S145算出的推定测位误差A、B都在预定的阈值以下时(步 骤146为“是”)，转移到步骤S151。
另一方面，当A、B中之一超过预定阈值时(于S146为“否”)， 在判断了所要再检测的次数CNT ORD(1)(S147)后，进到步骤S148。
于步骤S146，也可构成不是使测位误差A、B的各个与阈值比较， 而是使A2+B2或(A2+B2)的平方根与预定的阈值比较。
再来判定所需的再检测次数CNT ORD(1)是否达到所定的值 (S147)。此所需的再检测次数的判定是为了在步骤S145～S150中，即 使是增加了所需再检测的次数而测位误差(A，B)不比阈值低时，避免 此所需再检测次数算出成为无穷环。以在将该步骤实行了预定的次数 后结束此所需再检测次数的计算。
再在步骤S145相对于计算的测位误差导出误差改进可能性大的 基站的序号{ord(i)}(S148)。此{ord(i)}按图3中说明的步骤推导。
此后，相对于误差改进可能性大的各基站，对所要再检测次数 {CNTi}如式(15)所示，加上预定的再检测次数的增量值 (prm_step)(S149)：
CNTord(i)＝CNTord(i)+prm_step，(i＝1，2，…，m)    (15)
再如式(16)所示，更新测距误差标准偏差的倒数：
$w_i=\sqrt{{w_1}^2+\mathrm{prm}\_\mathrm{step}\times \mathrm{prm}\_w^2}---\left(16\right)$
再回到步骤S145，再度计算测位误差(A，B，θ)(S145)，判定测 位误差是否在阈值以下(S146)。
例如于sup_ord＝1时，对于设prm_step＝1的情形，式(15)成为式 (17)：
CNTord(1)＝CNTord(1)+1                             (17)
而式(16)成为式(18)：
$w_i=\sqrt{{w_i}^2+\mathrm{prm}\_w^2}---\left(18\right)$
于步骤S146、S147，若是判断结束了计数器{CNTi}的计算(S149)， 则移到步骤S151。对来自基站Bsi(i＝1，2，…，n)的信号分别再检测CNTi 次(S151)，用再检测的信号将来自各基站的信号的传输延时ti作CNTi 次判定，将各个结果记为ti(1)、ti(2)、…、ti(CNTi)(S151)。然后相对于 再度检测信号的基站，将来自基站Bsi的信号传输延时的判定结果作 为包含这些测定结果与由步骤142所得结果的平均值。即更新为 ti＝{ti+ti(1)+…+ti(CNTi)}/{1+CNTi}(S152)。
然后根据各基站的座标(xi，yi)和各基站的信号的传输延时，算出位 置计算装置的位置(x0，y0)(S153)，作为位置计算装置的位置输出。还可 以构成为从位置计算装置输出测位误差(A，B，θ)。
下面说明前述的位置计算装置(图1)中，执行图4说明的位置检测 方法时的操作。
在步骤S141～S144中，处理部5与图2所述位置计算方法的步骤 S101～S104中处理部5的操作相同，求出{(xi，yi)}、{ti}、{wi}、(x0，y0)， 暂时存储于存储部4(S142，S144)。再将{CNTi}全部初始化为“0”，暂时 存储于存储部4(S143)。
在步骤S145，处理部5进行与图2所述位置计算方法中步骤S105 相同的操作。
随后，处理部5将存储部4中存储的A与B同存储部4中存储(或 从外部输入)的阈值比较，决定转移到步骤S148或是步骤S151(S146)。
在步骤S148，处理部5进行与图2所述位置计算方法中步骤S109 相同的操作。
然后，处理部5读出存储部4中存储的{ord(i)}、{CNTi}、{wi}、prm_w 与prm_step，根据这些值更新{CNTi}、{wi}，暂时存储于存储部4(S149～ S150)。
在步骤S151～S153，处理部5根据存储部4中存储的{CNTi}，进行 与图2所述位置计算方法中步骤S102～S104相同的操作。亦即相对于 {BSi}作成各延时分布，分别进行{CNTi}次的信号再检测(S151)。再根据 来自信号传输延时测定部3的各传输延时判定值以及存储部4中存储的 {ti}与{CNTi}，更新{ti}(S152)。此外，根据上述{ti}与存储部4中存储的 {(xi，yi)}计算该位置计算装置的位置(x0，y0)，从位置计算装置输出{S153}。 处理部分5还可构成为从位置计算装置输出存储部4中存储的A、B与 θ。
这样，此第一实施形式的位置计算装置具有：接收来自基站的信 号的接收部1；作成基站的信号的延时分布的延时分布作成部2；分 析延时分布，判定信号的传输延时的信号传输延时测定部3；将位置 计算装置的位置计算中存储必要的数据的存储部4；控制接收部1、 时延分布作成部2、信号传输延时测定部3与存储部4，处理位置计 算中所用的各种数据而进行测位运算的处理部5；而此处理部5则配 备有：根据信号传输延时测定部3测定的传输延时求位置计算装置的 位置的位置算出设备；计算因传输延时判定产生的测距误差标准偏差的 标准偏差计算装置；计算由于检测的各基站的位置、由于位置算出设备所 计算的位置计算装置的位置以及由于标准偏差计算装置所计算的测距 误差标准偏差等，造成位置计算装置的测位误差的误差计算装置；导 出由误差计算装置计算出的测位误差大的方向中在接近方向上的基站 的导出装置；而上述位置计算装置则根据再检测出的测位误差大的方 向中接近方向上基站的信号，再次算出位置计算装置的位置。
由此，根据检测各基站的信号(S102)、判定各基站的信号传输延 时、计算因位置计算装置的位置与传输延时的判定产生的测距误差标 准偏差(S103)、通过各基站的位置与位置计算装置的位置和测距误差标 准偏差计算位置计算装置的测位误差(S104，S105)、基于计算出的位 置计算装置的测位误差导出测位误差大的方向中接近方向上的基站 (S109)、再次检测所导出的测位误差大的方向中接近方向上基站的信号 (S110)，而再次算出位置计算装置的位置(S112)，由此可以减少测位所 需的时间和所消耗的功率和测定出位置计算装置的正确位置。
由于是根据计算的位置算出的测位误差与预定值的比较结果来判 定位置算出的结束(S106)，故能求得测位误差在一定值以下的位置测定 结果。
还通过处于导出的测位误差大的方向中接近方向上的情况下对各 基站的信号进行再检测(S110)所测定的各传输延时、由该传输延时的判 定产生的各测距误差标准偏差、在该再检测前判定的基站的传输延时 判定值、在该再检测前计算出的测距误差标准偏差以及各基地台的位 置，并且在计算位置计算装置的位置的同时，相对于导出的测位误差 改进可能性大的各基站更新传输延时判定值与测距误差标准偏差的计 算值(S111)，又再次算出位置计算装置的位置，从而能以很少的运算来 降低位置计算装置的测位误差。
此外，检测计算出的位置计算装置的测位误差大的方向(S105)，将 由该方向发送信号的基站作为测位误差大的方向中接近方向上的基站 导出。这就是说，由于根据计算出的测位误差与各基站的相对于位置 计算装置的方向余弦由测距误差标准偏差求得的商，导出测位误差大 的方向中接近方向上的基站的顺序(S105)，从而能以较少的运算选择出 可以显著降低位置计算装置测位误差的基站。
在图4说明的位置计算方法中，根据：检测来自各基站的信号 (S141)、判定来自各基站的信号的传输延时、计算由于位置计算装置的 位置与传输延时的判定产生的测距误差标准偏差(S142)、通过各基站的 位置与位置计算装置的位置以及测距误差标准偏差计算位置计算装置 的测位误差(S144)、通过计算出的位置计算装置的误差导出测位误差大 的方向中接近方向上的基站(S148)、相对于测位误差大的方向中接近方 向上的基站计算再检测该基站的信号时的测距误差而计算再检测基站 的信号时所要再检测的次数(S149、S150、S146)、通过按所要再检测 的次数对各基站的信号再检测而测定的各传输延时、由于测定该传输 延时而产生的各测距误差标准偏差、在该再检测以前测定的基站的传 输延时、在该再检测以前计算的测距误测标准偏差以及各无线发射台 的位置，再次算出前述位置计算装置的位置(S151～S153)，这样在对 通过检测次数致测位误差的减少，进行了试算之后，经过再次算出接 收机的位置，就能省去多余的运算而测定出位置计算装置的正确位 置。
进一步，计算已算出的位置计算装置的测位误差大的方向，将由 该方向发送信号的基站作为测位误差大的方向中接近方向上的基站导 出(S148)。具体地说，根据计算出的测位误差和各基站的相对于位置计 算装置方向余弦通过测距误差标准偏差求得的商，导出测位误差大的 方向中接近方向上基站的序号(S148)，这样就能通过少量的运算可选择 有助于降低位置计算装置测位误差的基站。
图5为示明本发明第二实施形式的位置计算装置主要结构的框 图。此第二实施形式的位置计算装置与第一实施形式(图1)的位置计算 装置相比，不同的特征在于备有显示部6。至于附有与第一实施形式(图 1)相同标号的结构由于从事相同的操作，略去其详细的说明。处理部5 ′在输出位置计算装置的位置(x0，y0)时，根据存储部4中存储的测位误 差(A，B，θ)求出示明测位误差的椭圆E并输出，此椭圆E由下式(19) 表示：
$\frac{(x\cos \theta -y\sin \theta {)}^2}{A^2}+\frac{(x\sin \theta +y\cos \theta {)}^2}{B^2}=1---\left(19\right)$
然后于显示部在x-y平面上显示位置计算装置的位置(x0，y0)以及误差椭 圆E，即，第二实施例形式的位置显示装置是作为表示在哪个方向上 误差大的功能的测位误差表示装置。
此椭圆可以由扩大或缩小的相似形式显示。例如由下式(20)所表 示。
$\frac{(x\cos \theta -y\sin \theta {)}^2}{-2A^2{\log }_e(1-p)}+\frac{(x\sin \theta +y\cos \theta {)}^2}{-2B^2{\log }_e(1-p)}=1---\left(20\right)$
上式中，p为测位误差的累积概率，成为测位结果由式(20)所示椭圆E 中包含的概率p。这时也可构成为使概率p于显示部6之中显示。
图6为示明本发明第三实施形式位置计算装置的主要结构的框 图。
此第三实施形式的位置计算装置与第二实施形式(图5)的位置计 算装置相比，不同的特征是配备有地图数据库7。其中附有与第一实 施形式(图1)或与第二实施形式(图5)有相同标号的结构，由于执行相 同的操作，略去其详细说明。
处理部55″根据位置计算装置的位置(x0，y0)从地图数据库读出地 图数据，在示明测位的推定误差的椭圆E的同时，输出给显示部6′。 也就是在地图数据库7读出的地图数据上作成使误差椭圆E重叠的地 图数据，并将其输出。显示部6′具有显示上述地图数据与误差椭圆 E，使位置计算装置用作为显示误差的测位误差显示装置的功能。通过 使地图信息与误差椭圆E重叠显示，也容易确定自己存在的范围。例 如在图6中，误差椭圆E的长轴为西北(东南)的方向，由于在误差椭 圆附近于从西北到东南的方向中存在有通道，可知处于这一道路上的 可能性很大。
此外，处理部5′也可构成为，根据表征误差椭圆的参数A、B与 ρ，控制显示地图的缩小比例尺，以确切地显示椭圆。
还可以构成为用式(20)求椭圆E而于显示部6′中显示概率p。
图7是概据本发明的第二或第三实施形式的位置计算装置的位置 计算方法的流程图。
图7所示的位置计算方法与第一实施形式的位置计算方法(图2) 相比，其不同的特征在于具有步骤S166与S167。至于执行与图2的 位置计算方法相同处理的步骤则略去其说明。
在此位置的计算方法的初始化，首先将结束标记设定于 OFF(S161)。测位误差显示装置算出测位误差(A，B，θ)(S165)后，更 新与此测位误差相对应的椭圆E的显示(S166)。然后，当判定结束标 志为ON(S167)时，结束此位置检测计算。
用户通过重复步骤S165～S171中位置算出的计算，通过由显示部 6′显示的为逐渐缩小的椭圆E确认测位误差的推定值，若是达到所满 足的误差，则将相对于处理部5″输入的参数结束标志设定于ON，结 束位置检测计算。对于输入参数的设定例如可用键盘进行。
这样，此第二实施形式的位置计算装置具有：接收基站的信号的 接收部1；作成基站的信号的延时分布的延时分布作成部2；分析此延 时分布判定信号传输延时的信号传输延时测定部3；存储位置计算装 置的位置算出中必要的数据的存储部4；显示位置算出结果的显示部 6；控制接收部1、延时分布作成部2、信号传输延时测定部3、存储 部4与显示部6，处理位置算出用的各种数据而进行测位运算的处理 部5；此处理部5在算出位置计算装置的位置与测位误差的同时，根 据此测位误差算出表示误差范围的椭圆，而显示部6则在显示位置计 算装置的位置同时以椭圆显示误差范围，由此，可以测定位置计算装 置的正确位置、识别测位误差同时能用以判断位置算出的继续与结 束。
第三实施形式的位置计算装置具有：接收基站的信号的接收部1； 构成基站的信号的延时分布的延时分布作成部2；分析延时分布判定 信号传输延时的信号传输延时测定部3；存储位置计算装置的位置计 算中必要数据的存储部4；显示位置算出结果的显示部6′；读出地图 信息的地图数据库7；控制接收部1、延时分布作成部2、信号传输延 时测定部3、存储部4、显示部6与地图数据库7，对位置算出中所用 的各种数据进行处理和进行测位运算的处理部5″；而此处理部5″在 算出位置计算装置的位置与测位误差的同时，据此测位误差计算表示 误差范围的椭圆，从地图数据库7中选择误差椭圆包含范围内的地图 信息，显示部6′则在显示位置计算装置的位置、误差椭圆的同时显 示地图信息，由此可以测定位置计算装置的正确位置与误差等，还能 识别测位误差和能用于位置算出的继续与结束的判断。
此外，由于在显示部显示有误差椭圆中位置计算装置的位置所含 的概率，故易于识别算出的位置的精度。
图8为示明本发明第四实施形式的位置信息提供系统的主要结构 的框图。
推定测位误差的计算与显示不必限于由一个装置进行。根据用户 的用途在系统上也可以构成分散的形式。第四实施形式的位置信息提 供系统是采用第1～3实施形式的位置检测方法的位置信息提供系 统。
在第四实施形式的位置信息提供系统中，位置检测终端10具有第 一实施形式的位置计算装置12、经通信网络与服务器装置30通信的 通信控制部11显示终端20具有经通信网络与服务器装置30通信的通 信控制部分21、显示位置检测终端10的位置与误差椭圆E所显示的 地图的显示部22。
服务器装置30如图9所示具有：经通信网络与其他终端通信的通 信控制部31；根据位置检测终端10的识别信息进行认证与计费的认 证计费部32；根据位置与误差椭圆E从地图数据库34选择与此误差 椭圆E对应的地图数据，为在该地图上补记误差椭圆E的地图作成部 33。
位置计算装置12采用的虽为第一实施形式的，但也可采用第二或 第三实施形式的位置计算装置，这时若构成为从服务器装置30将地图 数据发送给位置检测终端10与显示终端20两方时，则在位置检测终 端10中不必配备地图数据。
下面说明第四实施形式的位置信息提供系统的作业的流程图。
首先在位置检测终端10中，算出位置检测终端10的位置(x0，y0) 及表示其推定误差的椭圆E的参数(A，B，θ)(S181)。然后将包含位 置信息发送源的位置检测终端10的识别信息(终端ID)、成为终点地址 的显示终端20的识别信息(电话号码与电子邮件地址等)、计算位置 (x0，y0)与椭圆E的参数(A，B，θ)等的消息，发送给服务器装置 30(S182)。
然后，服务器装置30根据此消息中所含位置检测终端10的识别 信息进行认证处理(S183)，根据需要进行计费处理(S184)。再据此消息 中所包含的位置(x0，y0)与误差椭圆E，从地图数据库34选择包含误差 椭圆E的地图数据，将误差椭圆记载于此地图上(S185)。随后将发送 源的位置检测终端10的识别信息(终端ID)、成为终点地址的显示终端 20的识别信息(电话号码等)、包含误差椭圆E的地图数据传送给成为 终点地址的显示终端20(S186)。
此显示终端20将记载有误差椭圆E的地图显示于显示部22中 (S187)。
这样，此第四实施形式的位置信息提供系统是具有配备了根据多 个基站的信号的传输延时计算位置的位置计算装置12的位置检测终 端10、提供地图信息的服务器装置30、将位置检测终端检测出的位置 信息以使用者可观察的形式提供的显示终端20、位置检测终端10、使 服务器装置30与显示终端20以可通信地连接的通信网络的位置信息 提供系统；此位置计算装置12具有导出测位误差大的方向中接近方向 上的基站的导出装置、对导出的测位误差大的方向中接近方向上基站 的信号进行再检测而再度算出位置检测终端10的位置的位置计算装 置；服务器装置30配备有根据位置计算装置12的位置，选择与此位 置对应的地图信息输出地图信息的输出装置；显示装置20将位置计算 装置12的位置与地图信息以使用者可识别的形式输出。于是，由于位 置计算装置12导出测位误差大的方向中接近方向上的基站，再次检测 来自导出的基站的信号而再次算出位置检测终端10的位置，此算出的 位置信息则输出给通信网络。显示终端20将来自位置计算装置12中 的经通信网络接收的测位结果与服务器30输出的与此测位结果相对 应的地图信息相关联而由显示部22所显示，因而显示终端20的持有 者能够探索位于另外场所的位置检测终端10的实际位置。还由于地图 数据库能由服务器装置30作一元件化的管理，即使相应的位置信息提 供系统包含多个位置检测终端10与显示终端20，地图数据库的维护 也容易。
此外，位置计算装置12在输出位置检测终端10的位置同时也输 出了测位误差，服务器装置30(地图信息输出装置)则对根据测位误差 算出的椭圆所包含范围内的地图信息作选择输出，由于显示装置20将 位置检测终端的位置10、误差椭圆及地图信息显示于显示部22，因此 可以测定位置检测终端10的正确位置的同时、可识别测位误差还能用 于判断位置计算的继续或结束。
能用于第四实施形式的位置信息提供系统中的服务器装置30是 应用来自多个基站的信号的传输延时，导出测位误差大的方向中接近 方向上的无线发射台，对来自此导出的测位误差大的方向中接近方向 上无线发射台的信号作再检测，能经由通信网络与计算自身位置的位 置计算装置12的位置检测终端10，和对于将位置检测终端10检测出 的位置信息提供给使用者的显示终端20，作通信连接的服务器装置 30，它具有经通信网络与其他终端通信的通信控制部31和从地图数据 库34读出并提供地图信息的地图作成部33，此地图作成部33根据位 置计算装置12算出的位置检测终端10的测位误差(位置信息)而选择与 此测位误差对应的地图信息，通信控制部31则相对于显示终端20输 出该地图信息，于是显示终端20的持有者便能探索位于另外场所的位 置检测终端10的位置，可以用地图上识别位置检测终端的位置与测位 误差进行识别。
服务器装置还具有根据位置检测终端的识别信息进行认证与计费 的认证/计费部32，此认证/计费部32根据地图信息的利用状况作为计 费数据，能对利用地图的资费作可靠地计费。
下面用计算机模拟说明本发明位置计算方法的效果。
作为目标测位精度，将测位误差的累积分布的67％设定为50m以 下。这是1999年9月15日联邦通信委员会(FCC)所公布的增强的 911(E911)方面Ⅱ的要求中所记载的条件。
作为模拟条件，取以下假定。其中距离单位为m(米)。
位置检测终端真实位置(x0，y0)＝(1500，130)
第一步骤检测出的基站BS1、BS2、BS3
各基站的位置
(x1，y1)＝(0，0)
(x2，y2)＝(2000，0)
(x3，y3)＝(1750，2000)
各基站测距误差标准偏差的倒数
w1＝w2＝w3＝1/42
在位置检测终端10中信号检测之际判定的各基站的传输延时，设 定为对以光速去除从位置检测终端10到基站的距离所得的值分别加 上各基站独立的噪声时的值、这里的噪声按照平均为零，标准偏差为 0.14微秒的正态分布。于是，位置检测终端10与基站的距离在上述值 下成正态分布。
图11为示明根据第一实施形式的位置计算方法计算位置检测终 端10位置时中途状态的误差分布，表明了由图2中步骤S104算出的 位置检测终端10的测位结果的误差分布。图11中，以横轴为x轴、 以纵轴为y轴，而取样数为5000。此时，测位误差的累积分布的67％ 的值为55m，不满足上述目标精度。
在实行了图2的步骤S105与步骤S109后，在以上各测位结果之 中，BS3成为误差改进可能性最大的基站。例如测位结果为(x0，y0)＝(1500， 130)时，得到A＝30m、B＝44m、θ＝2.7°、b1＝-0.0032、b2＝-0.0049、 b3＝0.024。根据上述椭圆参数、位置检测终端10与各基站的相对位置 可知，在此椭圆长轴B方向中的基站是BS3。
再执行图2的步骤S110～S112。具体地说，就判断误差改进可能 性最大而言应为基站BS3，再检测信号来判定传输延时，再判定此基 站的传输延时，对位置检测终端10的位置进行测位。此测位结果的误 差分布示明于图12。这时的测位误差累积分布的67％值为48m，满足 上述目标精度。
另一方面，与误差改进可能性无关的再测位时的误差分布则如图 13与图14所示。图13与14是分别相对于基站BS1、BS2示明与前述 BS3的情形相同的再测位结果的误差分布。在上述情形下，测位误差 的累积分布的67％值都为51m，不满足上述目标精度。
与上述相同，相对于所有基站再检测信号，再测位的结果的误差 分布状态则如图15所示。此时测位误差的累积分布的67％值为39m。 这虽然充分地满足了前述目标精度。但对于为获得此测位结果的绝大 部分处理，在形成延时分布中会形成浪费。因此，在对于所有基站(上 述情形下为3台)再检测信号、再测位时，与相对一个基站再检测信号、 再测位时相比，必须进行约3倍量的计算工作。在此情形下，位置检 测的处理时间加长，消耗的功率增大，位置计算的效率变低。
根据本发明，预先计算误差改进可能性大的基站，再度测定此基 站的信号接收时间而可以提高测位精度，因而可以减少位置计算中所 需的时间与功率消耗和提高测位精度。
作为本发明的其他方面的典型内容列举如下。
(1)根据来自多个无线发射台的信号的传输延时来计算接收机位 置的位置计算方法，其特征在于，此方法包括以下步骤：检测来自各 无线发射台的信号，求出已检测出信号的各无线发射台的位置，测定 来自各无线发射台的信号传输延时，计算由于接收机的位置与此传输 延时的测定所产生的测距误差标准偏差的第一步骤；根据各无线发射 台的位置与第一步骤计算出的接收机位置与测距误差标准偏差、计算 接收机测位误差的第二步骤；根据第二步骤算出的接收机测位误差推 导出测位误差大的方向中接近方向上的无线发射台的第三步骤；再次 检测来自接近此第三步骤导出的测位误差大的方向中接近方向上的无 线发射台的信号，而再次算出此接收机位置的第四步骤。
(2)其中还包含有这样的步骤：根据上述第二步骤中计算的接收机 的测位误差值与预定值的比较结果，判定前述第四步骤中位置算出的 结束。
(3)其中根据：对前述第三步骤导出的测位误差大的方向中接近方 向上各无线发射台的信号进行再检测所测定的各个传输延时、通过该 传输延时的测定所产生的各测距误差标准偏差、在该再检测以前测定 的上述无线发射台的传输延时、在该再检测以前计算的测距误差标准 偏差以及各无线发射台的位置，在算出接收机的位置的同时，相对于 前述第三步骤导出的测位误差大的方向中接近方向上的各个无线发射 台，更新传输延时与测距误差标准偏差。
(4)根据来自多个无线发射台的信号的传输延时来算出接收机位 置的位置计算方法，其特征在于，此方法包括以下步骤：检测来自各 无线发射台的信号，求出已检测出信号的各无线发射台的位置，测定 来自所述各无线发射台的信号传输延时，计算由于测定接收机的位置 与测定此传输延时所产生的测距误差标准偏差的第一步骤；根据各无 线发射台的位置与第一步骤计算出的接收机位置与测距误差标准偏 差，计算接收机测位误差的第二步骤；根据第二步骤算出的接收机测 位误差推导出测位误差大的方向中接近方向上的无线发射台的第三步 骤，根据所需再检测次数再次检测各无线发射台的信号所测定的各传 输延时、测定该传输延时时所产生的各测距误差标准偏差，在该再检 测之前计算的测距误差标准偏差以及各无线发射台的位置，再次算出 前述接收机的位置的步骤。
(5)位置计算方法，其特征在于，在上述(1)或(4)的特征之中，根 据前述接收机的测位误差计算表示误差范围的椭圆。
(6)位置计算方法，其特征在于，在上述(1)或(4)的特征之中，根 据前述接收机的测位误差计算表示误差范围的椭圆，而从地图数据库 选择上述椭圆包含范围内的地图信息。
(7)位置计算方法，其特征在于，在上述表示误差范围的椭圆内还 算出其中包含所述接收机的位置的概率。
(8)位置信息提供系统，此系统的特征在于具有：配备了根据来自 多个无线发射台的传输延时计算位置的位置计算装置的位置检测终 端、提供地图信息的服务器装置、将此位置检测终端所检测出的位置 信息以能让使用者识别的形式提供的位置信息识别装置；上述位置检 测终端、服务器装置与位置信息识别装置连接成能经由通信网络进行 通信；上述位置计算装置具有导出测位误差大的方向中接近方向上无 线发射台的导出装置。对此导出的测位误差大的方向中接近方向上无 线发射台的信号进行再检测而再次计算前述位置检测终端的位置的位 置计算装置；前述服务器装置具有根据上述位置计算装置算出的位置 检测终端的位置，选择与此位置对应的地图信息而输出的地图信息输 出装置；前述位置信息识别装置将所述位置计算装置的位置与所述地 图信息作为可由使用者识别的信息输出。
(9)位置信息提供系统，其特征还在于：所述位置检测装置在输出 前述位置检测终端的位置的同时输出测位误差；所述地图信息输出装 置根据上述测位误差，选择算出的椭圆中所含范围内的地图信息输 出；所述位置信息识别装置通过显示此位置检测终端的位置、此测位 误差以及此地图信息而将它们输出。
此外，本发明的另一方面是
(10)由计算机实现根据来自多个无线发射台的信号传输延时来算 出接收机位置的位置计算方法的软件产品，此软件产品的特征是包括 以下步骤：检测来自各无线发射台的信号，求出已检测出信号的各无 线发射台的位置，测定来自各无线发射台的信号的传输延时，计算由 接收机的位置与传输延时的测定所产生的测距误差标准偏差的第一步 骤；根据各无线发射台的位置与第一步骤计算出的接收机位置与测距 误差标准偏差，计算接收机测位误差的第二步骤；根据第二步骤算出 的接收机测位误差推导出测位误差大的方向中接近方向上的无线发射 台的第三步骤；再次检测来自此第三步骤导出的测位误差大的方向中 接近方向上的无线发射台的信号，而再次算出此接收机位置的第四步 骤。
再一方面是
(11)处理装置，此装置内装有能使计算机起到根据来自多个无线发 射台的信号传输延时来算出接收机位置的位置计算装置功能的程序，此 程序使得机算机能起到下述各装置的作用：位置算出设备，它根据传输 延时求出位置计算装置的位置；标准偏差计算装置，它计算通过传输延 时的测定而产生的测距误差标准偏差；误差计算装置，它依据各无线发 射台的位置、由位置算出设备计算出的位置计算装置的位置、标准偏差 计算装置计算出的测距误差标准偏差，计算位置计算装置的测位误差； 导出装置，它根据误差计算装置计算出的测位误差，导出测位误差大的 方向中接近方向上的无线发射台；此外，该位置计算装置则根据来自再 检测出的测位误差大的方向中接近方向上无线发射台的信号再次算出 位置计算装置的位置。
又一方面是
(12)服务器装置，其特征在于，此服务器装置能应用于位置信息提 供系统并能同此系统所具有的位置检测终端与位置信息识别装置实现 通信连接；此位置检测终端配备有位置计算装置，应用来自多个无线发 射台的信号的传输延时导出测位误差大的方向中接近方向上无线发射 台，对此导出的测位误差大的方向中接近方向上的无线发射台的信号作 再检测而算出位置；此位置信息识别装置则将此位置检测终端检测出的 位置信息提供给使用者；所述服务器装置具有控制与外围设备通信的通 信控制部和从地图数据库读出地图信息的控制部，此控制部根据位置计 算装置算出的位置检测终端的位置选择与此位置对应的地图信息，而此 通信控制部则将前述地图信息输出给上述位置信息识别装置。
(13)此外，位置计算装置也可根据位置检测终端的位置以及计算出 的测位误差，选择与测位误差相对应的椭圆中所包含范围内的地图信息 输出。
(14)再有，还可具有根据位置检测终端的识别信息用于进行认证 与计费的认证/计费部，而此认证/计费部也可根据地图信息利用状况构 成计费数据。