JP2008002860A - Gps receiver and position detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、GPS受信装置および位置検出方法に関し、特に、衛星からの電波を受信して現在位置を検出するGPS受信装置および位置検出方法に関するものである。 The present invention relates to a GPS receiver and a position detection method, and more particularly to a GPS receiver and a position detection method for detecting a current position by receiving radio waves from a satellite.
GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)は、複数の衛星からの電波を受信して、現在位置を検出するシステムである。この場合の衛星は静止衛星ではなく、高度2万kmを周回し、地球に対して刻々と位置が変化する32個の衛星である。現在位置を検出するためには、32個の衛星の中の最低3個の衛星からGPS信号を受信する必要がある。実際は、検出する現在位置の標高を考慮した演算を行うために、4個の衛星からGPS信号を受信して現在位置を検出している。一般にGPSを利用した位置検出においては、8チャネル乃至16チャネルのそれぞれに各衛星からのGPS信号のデータをストアして、その中から受信感度の高い4個のチャネルのデータに基づいて位置を検出する。各衛星からは30秒のメインフレームが送信される。このメインフレームは、各フレームが6秒の5個のサブフレームで構成され、各サブフレームは300ビットのデータで構成されている。第1乃至第5の5個のサブフレームのうち、第1のサブフレームには、各衛星に固有のクロック補正係数情報、各衛星の状態が格納され、第2、第3のサブフレームには、各衛星に固有の軌道情報である「エフェメリス」が格納され、第4および第5の2個のサブフレームには、32個のすべての衛星に共通の概略軌道情報である「アルマナックデータ」が格納されている。 A GPS (Global Positioning System) is a system that receives radio waves from a plurality of satellites and detects a current position. The satellites in this case are not geostationary satellites, but 32 satellites that orbit the altitude of 20,000 km and change their positions with respect to the earth. In order to detect the current position, it is necessary to receive GPS signals from at least three of the 32 satellites. Actually, in order to perform calculation in consideration of the altitude of the current position to be detected, the current position is detected by receiving GPS signals from four satellites. In general, in position detection using GPS, GPS signal data from each satellite is stored in each of 8 to 16 channels, and the position is detected based on the data of four channels with high reception sensitivity. To do. A 30-second mainframe is transmitted from each satellite. This main frame is composed of 5 subframes each having 6 seconds, and each subframe is composed of 300-bit data. Of the first to fifth subframes, the first subframe stores clock correction coefficient information specific to each satellite and the state of each satellite, and the second and third subframes store the clock correction coefficient information. “Ephemeris” which is orbit information unique to each satellite is stored, and “Almanac data” which is general orbit information common to all 32 satellites is stored in the fourth and fifth subframes. Stored.
GPSを利用した位置検出において、消費電力を低減するための技術に関しては、いくつか提案がなされている。
例えば、ある提案のRFレシーバにおいては、電池から電力を供給される時計に組み込まれ、アンテナからのRF信号を受信・整形するユニット、受信・整形段で整形された中間信号を受信する12チャネルの相関段、この相関段に接続されていてGPS衛星から送信されたGPS信号から取り出したデータの関数として、X、Y、Z位置、速度、時刻のデータを計算するマイクロプロセッサとを備え、各チャネルは制御器が付随した相関器およびデジタル信号処理アルゴリズムを備え、チャネルが動作状態になったとき、GPS衛星を捕捉・追跡するために自動的に実行すべきあらゆる同期タスクを実行可能にしてGPS衛星を自動追跡する。(特許文献1参照)
また、ある提案のGPS受信機においては、GPS衛星からアルマナックデータ、又はエフェメリスデータの取得が完了している場合に、衛星位置計算部で求めた衛星の概略位置又は詳細位置から、仰角の高い衛星を最高位に、仰角の低い衛星を中位に、受信不可能な衛星を最低位にして、受信部の各受信チャネルに割り当てるGPS衛星の優先順位を設定して、優先順位に基づいて測位対象のGPS衛星を選定する。クロック制御部は、選定されたGPS衛星を割り当てる受信チャネルのみにクロック信号を供給し、他の受信チャネルへのクロック信号の供給を停止して、消費電力の低減を図っている。(特許文献2参照)
For example, in a proposed RF receiver, a unit that receives and shapes an RF signal from an antenna and a 12-channel that receives an intermediate signal shaped by a reception and shaping stage are incorporated in a watch powered by a battery. A correlation stage, a microprocessor connected to the correlation stage and calculating X, Y, Z position, velocity, and time data as a function of data extracted from a GPS signal transmitted from a GPS satellite; Is equipped with a correlator and digital signal processing algorithm associated with the controller, allowing the GPS satellite to perform any synchronization task that should be automatically performed to acquire and track the GPS satellite when the channel is operational Auto-tracking. (See Patent Document 1)
In addition, in a proposed GPS receiver, when almanac data or ephemeris data has been acquired from a GPS satellite, a satellite with a high elevation angle is obtained from the approximate position or detailed position of the satellite obtained by the satellite position calculation unit. Set the priority of GPS satellites to be assigned to each reception channel of the receiving unit with the satellite at the highest position, the satellite with a low elevation angle at the middle, and the satellite that cannot be received at the lowest position, and positioning targets based on the priority Select a GPS satellite. The clock control unit supplies the clock signal only to the reception channel to which the selected GPS satellite is assigned, and stops the supply of the clock signal to the other reception channels to reduce power consumption. (See Patent Document 2)
しかしながら、上記特許文献1および特許文献2においては、8チャネル乃至16チャネルに捕捉した各衛星からのGPS信号のデータをストアして、受信感度の高い3個又は4個のチャネルを選択するので、受信環境が悪い場合には、3個又は4個の衛星を捕捉することが困難であり、捕捉するまでに長い時間を要する場合、又は、3個又は4個の衛星を捕捉できなかった場合に、8チャネル乃至16チャネルにおいて消費される電力のために、電池の電圧降下により連続計測可能時間が減少するばかりでなく、位置検出どころか装置自体が機能停止に陥ってしまうおそれもある。
However, in
例えば、一般的なコイン型電池の仕様を電圧3V、標準電流0.1mA、標準容量30mAhと仮定すると、3Vで0.1mAを流した場合に300時間使用することができる。GPS受信装置において、1チャネル当たりほぼ0.4mAの消費電流がある。したがって、理論的な連続計測可能時間Hは、下記の式で表される。
H=30(mAh)/0.4(mA)×チャネル数
8個のチャネルを動作状態にするためには、
H=30(mAh)/0.4(mA)×8(ch)=9.375(h)
12個のチャネルを動作状態にするためには、
H=30(mAh)/0.4(mA)×12(ch)=6.25(h)
16個のチャネルを動作状態にするためには、
H=30(mAh)/0.4(mA)×16(ch)=4.6875(h)
となる。
このため、電池によって駆動されるGPS受信装置において、電池の消費電力をいかにして低減するかという課題があった。
For example, assuming that the specifications of a general coin-type battery are a voltage of 3 V, a standard current of 0.1 mA, and a standard capacity of 30 mAh, it can be used for 300 hours when 0.1 mA is passed at 3 V. In the GPS receiver, there is a current consumption of approximately 0.4 mA per channel. Therefore, the theoretical continuous measurable time H is expressed by the following equation.
H = 30 (mAh) /0.4 (mA) × number of channels In order to set the eight channels to the operating state,
H = 30 (mAh) /0.4 (mA) × 8 (ch) = 9.375 (h)
To bring 12 channels into operation,
H = 30 (mAh) /0.4 (mA) × 12 (ch) = 6.25 (h)
To bring 16 channels into operation,
H = 30 (mAh) /0.4 (mA) × 16 (ch) = 4.6875 (h)
It becomes.
For this reason, in the GPS receiver driven by a battery, there existed the subject of how to reduce the power consumption of a battery.
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、コイン型電池やその他の小型の電源によって位置検出を行う場合に、消費電力を低減することを目的とする。 The present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to reduce power consumption when position detection is performed using a coin-type battery or other small power source.
請求項1に記載のGPS受信装置は、複数の衛星から送信される電波の受信感度に基づいてGPS信号を受信可能な衛星を特定する受信手段(実施形態においては、図1のデジタル信号処理部13に相当する)と、GPS信号を復調して情報を抽出するための所定数の情報抽出手段(実施形態においては、図1のn個のチャネルデコーダ15に相当する)と、受信手段によって特定された衛星のGPS信号を割り当てる情報抽出手段を決定する割当手段(実施形態においては、図1のGPS制御回路部17に相当する)と、割当手段によってGPS信号が割り当てられた情報抽出手段を動作状態に制御し、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態に制御する制御手段(実施形態においては、図1のGPS制御回路部17に相当する)と、を備えた構成になっている。
The GPS receiver according to
請求項1のGPS受信装置において、請求項2に記載したように、割当手段は、GPS信号を受信可能な衛星の数に応じて当該GPS信号を割り当てた情報抽出手段によって抽出される情報の内容を指定するような構成にしてもよい。
請求項2のGPS受信装置において、請求項3に記載したように、割当手段は、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個未満の場合には情報抽出手段によって抽出される情報の内容として少なくとも時刻情報を指定し、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個以上の場合には情報抽出手段によって抽出される情報の内容として少なくとも位置情報および時刻情報を指定するような構成にしてもよい。
請求項1のGPS受信装置において、請求項4に記載したように、所定数の情報抽出手段の各々は、電池から供給される電力および制御手段によって供給されるクロック信号によって動作し、制御手段は、クロック信号を停止することによって、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態にするような構成にしてもよい。
2. The GPS receiver according to
In the GPS receiving device according to
In the GPS receiver according to
請求項5に記載の位置検出方法は、複数の衛星から送信される電波の受信感度に基づいてGPS信号を受信可能な衛星を特定するステップAと、GPS信号を復調して情報を抽出するための所定数の情報抽出手段(実施形態においては、図1のn個のチャネルデコーダ15に相当する)の中からステップAによって特定された衛星のGPS信号を割り当てる情報抽出手段を決定するステップBと、ステップBによってGPS信号が割り当てられた情報抽出手段を動作状態に制御し、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態に制御するステップCと、を実行する構成になっている。
ステップA乃至ステップCは、実施形態においては、図1のGPS制御回路部17によって実行される処理に相当する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a position detection method for identifying a satellite capable of receiving a GPS signal based on reception sensitivity of radio waves transmitted from a plurality of satellites, and for extracting information by demodulating the GPS signal. Step B for determining information extraction means for assigning the GPS signals of the satellites identified in Step A from among a predetermined number of information extraction means (corresponding to
Step A to step C correspond to processing executed by the GPS control circuit unit 17 of FIG. 1 in the embodiment.
請求項5の位置検出方法において、請求項6に記載したように、ステップBは、GPS信号を受信可能な衛星の数に応じて当該GPS信号を割り当てた情報抽出手段によって抽出される情報の内容を指定するような構成にしてもよい。
請求項6の位置検出方法において、請求項7に記載したように、ステップBは、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個未満の場合には情報抽出手段によって抽出される情報の内容として少なくとも時刻情報を指定し、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個以上の場合には情報抽出手段によって抽出される情報の内容として少なくとも位置情報および時刻情報を指定するような構成にしてもよい。
請求項5の位置検出方法において、請求項8に記載したように、所定数の情報抽出手段の各々は、電池から供給される電力およびステップCによって供給されるクロック信号によって動作し、ステップCは、クロック信号を停止することによって、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態に制御するような構成にしてもよい。
6. The position detection method according to
In the position detection method according to claim 6, as described in claim 7, step B is performed as information contents extracted by the information extraction means when the number of satellites capable of receiving GPS signals is less than three. At least time information is specified, and when the number of satellites capable of receiving GPS signals is 3 or more, at least position information and time information are specified as the contents of information extracted by the information extraction means. Good.
In the position detection method according to
本発明によれば、コイン型電池やその他の電源によって位置検出を行う場合に、消費電力を低減できるという効果が得られる。 According to the present invention, when position detection is performed using a coin-type battery or other power source, an effect of reducing power consumption can be obtained.
以下、本発明によるGPS受信装置および位置検出方法の実施形態について、図1乃至図7を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態におけるGPS受信装置100の構成を示すブロック図である。図1に示すように、GPS受信装置100は、アンテナ10、アンテナ・プリアンプ11、高周波受信回路12、デジタル信号処理部13、時計部14、およびこれらに電力を供給する電源部(図示せず)を備えている。
Hereinafter, embodiments of a GPS receiver and a position detection method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
アンテナ10は、GPS衛星から送信されるGPS信号を受信する無指向性のアンテナである。GPS信号は、基本周波数が1575.42MHzのL1波と称される無線信号である。GPS信号には、民間用のC/Aコード(Coarse / Acquisition Code)と呼ばれる信号が含まれている。C/Aコードは、疑似雑音符号であるPRNコード(Pseudo Random Noise Code)によって符号化され、最大32個のGPS衛星にそれぞれ異なるC/Aコードが割り当てられている。したがって、受信したGPS信号をそれぞれのGPS衛星に固有のC/Aコードで逆拡散することで、衛星毎にGPS信号を分離して受信することができる。
The
また、C/Aコードは、1023ビットの信号を1msの周期で繰り返し送信される。このC/Aコードの20周期分をひとかたまりとして1ビットとするデータが航法データである。航法データには、GPS衛星の軌道情報、時刻情報等のデータが含まれている。図2は、航法データのフォーマットを示す図である。GPS衛星から送信される航法データは、図2(A)に示すように、1500ビット、30秒のメインフレームを1ページとした25ページのデータで構成されている。したがって、25ページのメインフレームを受信するには12分30秒かかる。各ページのメインフレームは、サブフレーム1乃至サブフレーム5の5個のサブフレームで構成されている。各サブフレームは、300ビット、6秒であり、1ワードが30ビットとする10ワードで構成されている。また、各サブフレームの先頭の同期用の2ワードには、30ビットのTLM(Telemetry)のデータ、および、同じく30ビットのHOW(Handover Word)のデータが含まれている。
Further, the C / A code is transmitted repeatedly with a 1023 bit signal at a period of 1 ms. The navigation data is data in which the 20 cycles of the C / A code are taken as 1 bit. The navigation data includes data such as GPS satellite orbit information and time information. FIG. 2 is a diagram showing a format of navigation data. As shown in FIG. 2A, navigation data transmitted from a GPS satellite is composed of 25 pages of data with a 1500-bit, 30-second mainframe as one page. Therefore, it takes 12 minutes and 30 seconds to receive the 25-page mainframe. The main frame of each page is composed of five subframes of
サブフレーム1乃至サブフレーム3は、25ページのメインフレームを通して同一のデータで構成されているが、サブフレーム4およびサブフレーム5は、データ量が多いので25ページに分割されて送信される。図2(B)は、サブフレーム1乃至サブフレーム5のデータの内容を示す図である。サブフレーム1は、送信しているGPS衛星自身の衛星時計補正係数、データ更新時期および各種フラグが含まれている。サブフレーム2およびサブフレーム3は、送信しているGPS衛星自身の軌道情報(エフェメリスデータ)が含まれている。すなわち、サブフレーム1乃至サブフレーム3は、各GPS衛星に固有のデータになっている。これに対して、サブフレーム4およびサブフレーム5は、最大が32個の軌道上の全てのGPS衛星に共通の概略軌道情報(アルマナックデータ)や電離層補正係数、衛星の健康状態のデータが含まれている。
The
図1において、アンテナ・プリアンプ11は、アンテナ10で受信された1575.42MHzの高周波信号を増幅して高周波受信回路部12に供給する。高周波受信回路部12は、その高周波信号を検波・増幅し、1.023MHzの中間周波数に変換して、デジタル信号処理部13に供給する。
In FIG. 1, the
デジタル信号処理部13は、多チャネルデコーダ15、メモリ16、GPS制御回路部17、ROM18、およびRAM19で構成されている。多チャネルデコーダ15は、チャネルデコーダ(1)乃至チャネルデコーダ(n)からなるn個(例えば、16個)のチャネルデコーダで構成され、各受信チャンネルに1個のGPS衛星が割り当てられ、各チャネルデコーダで独立した受信処理、すなわち、GPS信号に含まれている図2に示した航法データを復調して、図2に示したエフェメリスおよびアルマナックの情報を抽出する処理が行われる。メモリ16は、チャネルデコーダ(1)乃至チャネルデコーダ(n)の受信処理によって抽出されたGPS衛星の情報および受信感度の値を記憶する。GPS制御回路部17は、ROM18に記憶されているシステムプログラムおよび各種のアプリケーションプログラムの中から、GPS受信制御プログラムなどの必要なプログラムをRAM19に展開して、メモリ16に記憶された情報に基づいて、多チャネルデコーダ15を制御すると共に、アンテナ・プリアンプ11および高周波受信回路部12への電力の供給を制御する。
The digital
時計部14は、装置制御回路部20、計時回路部21、発振回路部22、入力部23、表示出力部24、表示部25、ROM26、およびRAM27で構成されている。
装置制御回路部20は、ROM26に記憶されているシステムプログラムおよび各種のアプリケーションプログラムの中から、時刻修正プログラムおよび位置表示プログラムなど必要なプログラムをRAM27に展開して、デジタル信号処理部13のGPS制御回路部17との間でコマンドおよびデータの授受を行いながら、時計部14の動作を制御する。計時回路部21は、発振回路部22から出力されるクロック信号に基づいて時刻を計時して、例えば、1秒単位で刻まれる現在時刻のデータを装置制御回路部20に供給する。装置制御回路部20は、その現在時刻のデータを表示データに変換して表示出力部24を介して表示部25に表示する。入力部23は、ユーザからの操作情報および他のコンピュータや記憶媒体からの情報を装置制御回路部20に入力する。装置制御回路部20は、入力部23から表示内容を指定するモード信号や測定指示が入力されたときは、その入力内容に応じた処理を行う。
The
The device control circuit unit 20 develops necessary programs such as a time correction program and a position display program from the system program and various application programs stored in the
次に、図1に示したGPS受信装置100によって実行される位置検出方法について、GPS制御回路部17および装置制御回路部20の協働によって実行されるフローチャートに基づいて説明する。
図3は、装置制御回路部20のメインルーチンのフローチャートである。装置制御回路部20は、まず、所定のイニシャライズ(ステップSA1)を行って、入力部23からモード信号が入力されたか否かを判別し(ステップSA2)、モード信号が入力されたときは、そのモード信号が現在時刻を取得する時刻取得指示か、3個のGPS衛星を捕捉して現在位置を取得する3衛星捕捉(2DFix)指示か、4個のGPS衛星を捕捉して現在位置を取得する4衛星捕捉(3DFix)指示かを判別する(ステップSA3)。
Next, a position detection method executed by the
FIG. 3 is a flowchart of the main routine of the device control circuit unit 20. The device control circuit unit 20 first performs predetermined initialization (step SA1) to determine whether or not a mode signal is input from the input unit 23 (step SA2). When the mode signal is input, The mode signal is a time acquisition instruction for acquiring the current time, a three satellite acquisition (2D Fix) instruction for acquiring three GPS satellites and acquiring the current position, or acquiring four GPS satellites and acquiring the current position. It is determined whether it is a 4-satellite capture (3D Fix) instruction (step SA3).
装置制御回路部20は、モード信号が時刻取得指示のときはフラグMODEを「0」にセットし(ステップSA4)、モード信号が2DFix指示のときは、MODEを「1」にセットし(ステップSA5)、モード信号が3DFix指示のときは、MODEを「2」にセットする(ステップSA6)。MODEをセットした後、又は、モード信号が入力されず、MODEが前回の値にセットされている状態において、装置制御回路部20は、入力部23から測定指示が入力されたか否かを判別し(ステップSA7)、測定指示が入力されたときは、GPS制御回路部17に対してMODEの値を送付すると共に、測定モード処理の実行を指示する(ステップSA8)。
The device control circuit unit 20 sets the flag MODE to “0” when the mode signal is a time acquisition instruction (step SA4), and sets the MODE to “1” when the mode signal is a 2D Fix instruction (step SA5). ) When the mode signal indicates 3D Fix, MODE is set to “2” (step SA6). After setting MODE, or when the mode signal is not input and MODE is set to the previous value, device control circuit unit 20 determines whether or not a measurement instruction is input from
図4および図5は、GPS制御回路部17によって実行される測定モード処理のフローチャートである。GPS制御回路部17は、アンテナ・プリアンプ11および高周波受信回路部12へのイネーブル信号をアクティブにして、アンテナ・プリアンプ11および高周波受信回路部12を動作停止状態(スリープ状態)から動作状態に遷移させて(ステップSB1)、衛星捕捉処理を実行する(ステップSB2)。
4 and 5 are flowcharts of the measurement mode process executed by the GPS control circuit unit 17. The GPS control circuit unit 17 activates an enable signal to the
図6は、衛星捕捉処理のフローチャートである。GPS制御回路部17は、多チャネルデコーダ15を始動させて(ステップSC1)、チャネルデコーダを指定する変数CHに「1」をセットし(ステップSC2)、CHの値を変化させながらステップSC3乃至ステップSC8のループ処理を実行する。このループ処理において、GPS制御回路部17は、チャネルデコーダ(CH)での衛星捕捉を開始して(ステップSC3)、捕捉が可能か否かを判別し(ステップSC4)、捕捉ができないときは、所定時間が経過したか否かを判別し(ステップSC5)、所定時間が経過する前に、衛星を捕捉できたときは、そのチャネルデコーダのフラグON(CH)を「1」にセットし(ステップSC6)、CHの値を1つインクリメントして(ステップSC7)、CHの値がチャネルデコーダ数を超えたか否かを判別する(ステップSC8)。この後、GPS制御回路部17は、ステップSC3に移行してループ処理を繰り返す。 FIG. 6 is a flowchart of the satellite acquisition process. The GPS control circuit unit 17 starts the multi-channel decoder 15 (step SC1), sets “1” to the variable CH designating the channel decoder (step SC2), and changes the value of CH to steps SC3 to SC The loop process of SC8 is executed. In this loop process, the GPS control circuit unit 17 starts satellite acquisition by the channel decoder (CH) (step SC3), determines whether or not acquisition is possible (step SC4), and when acquisition is not possible, It is determined whether or not a predetermined time has elapsed (step SC5). If a satellite can be acquired before the predetermined time has elapsed, the flag ON (CH) of the channel decoder is set to "1" (step SC). SC6), the value of CH is incremented by 1 (step SC7), and it is determined whether or not the value of CH exceeds the number of channel decoders (step SC8). Thereafter, the GPS control circuit unit 17 proceeds to step SC3 and repeats the loop processing.
GPS制御回路部17は、ステップSC4において衛星が捕捉できず、ステップSC5において所定時間が経過したときは、捕捉できた衛星が全くないか否かを判別し(ステップSC9)、捕捉できた衛星が全くないときは、警告フラグをオンにする(ステップSC10)。GPS制御回路部17は、ステップSC8においてCHの値がチャネルデコーダ数を超えたとき、すなわち、すべてのチャネルデコーダに対する衛星捕捉処理を行ったとき、又は、ステップSC10において警告フラグをオンにしたときは、図4の測定モード処理に戻る。 If the satellite cannot be captured in step SC4 and the predetermined time has elapsed in step SC5, the GPS control circuit unit 17 determines whether or not any satellite has been captured (step SC9). If there is none, the warning flag is turned on (step SC10). When the value of CH exceeds the number of channel decoders at step SC8, that is, when satellite acquisition processing is performed for all channel decoders, or when the warning flag is turned on at step SC10, the GPS control circuit unit 17 Returning to the measurement mode processing of FIG.
図4の測定モード処理において、GPS制御回路部17は、衛星捕捉処理の後、警告フラグがオフであるか否かを判別し(ステップSB3)、警告フラグがオフの場合、すなわち、少なくとも1つの衛星を捕捉できたときは、捕捉数/受信感度検知処理を実行する(ステップSB4)。図7は、捕捉数/受信感度検知処理のフローチャートである。 In the measurement mode process of FIG. 4, after the satellite acquisition process, the GPS control circuit unit 17 determines whether or not the warning flag is off (step SB3). If the warning flag is off, that is, at least one When the satellite can be acquired, the acquisition number / reception sensitivity detection process is executed (step SB4). FIG. 7 is a flowchart of the acquisition number / reception sensitivity detection process.
図7において、GPS制御回路部17は、チャネルデコーダを指定する変数CHの値を「1」にセットして(ステップSD1)、CHの値を変化させながら、ステップSD2乃至ステップSD6のループ処理を実行する。このループ処理において、GPS制御回路部17は、フラグON(CH)の値が「1」であるか否かを判別し(ステップSD2)、ON(CH)の値が「1」である場合には、チャネルデコーダ(CH)の受信感度の値が閾値Aより小さいか否かを判別し(ステップSD3)、受信感度の値がAより小さい場合には、受信環境が悪くてGPS信号を復調できないとして、ON(CH)を「0」にリセットする(ステップSD4)。 In FIG. 7, the GPS control circuit unit 17 sets the value of the variable CH designating the channel decoder to “1” (step SD1), and performs the loop processing from step SD2 to step SD6 while changing the value of CH. Execute. In this loop processing, the GPS control circuit unit 17 determines whether or not the value of the flag ON (CH) is “1” (step SD2), and when the value of ON (CH) is “1”. Determines whether the reception sensitivity value of the channel decoder (CH) is smaller than the threshold value A (step SD3). If the reception sensitivity value is smaller than A, the reception environment is bad and the GPS signal cannot be demodulated. Then, ON (CH) is reset to “0” (step SD4).
GPS制御回路部17は、ステップSD4においてON(CH)をリセットした後、又は、ステップSD2においてON(CH)が「0」の場合、若しくは、ステップSD3においてチャネルデコーダ(CH)の受信感度の値がA以上の場合には、CHの値を1つインクリメントして(ステップSD5)、CHの値がチャネルデコーダ数を超えたか否かを判別し(ステップSD6)、CHの値がチャネルデコーダ数以下の場合には、ステップSD2に移行して、ループ処理を繰り返す。 The GPS control circuit unit 17 resets the ON (CH) at step SD4, or when ON (CH) is "0" at step SD2, or the value of the reception sensitivity of the channel decoder (CH) at step SD3. Is equal to or greater than A, the value of CH is incremented by 1 (step SD5), and it is determined whether the value of CH exceeds the number of channel decoders (step SD6). The value of CH is equal to or less than the number of channel decoders. In this case, the process proceeds to step SD2 to repeat the loop process.
ステップSD6においてCHの値がチャネルデコーダ数を超えた場合には、GPS制御回路部17は、装置制御回路部20から送付されたフラグMODEの値が「0」、「1」又は「2」のいずれであるかを判別して(ステップSD7)、MODEの値が「0」の場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダの数が「1」以上の条件を満たしているか否かを判別し(ステップSD8)、MODEの値が「1」の場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダの数が「3」以上の条件を満たしているか否かを判別し(ステップSD9)、MODEの値が「2」の場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダの数が「4」以上の条件を満たしているか否かを判別する(ステップSD10)。GPS制御回路部17は、ステップSD8、ステップSD9、又はステップSD10において、いずれの条件も満たしていない場合には、警告フラグをオンにする(ステップSD11)。ステップSD8、ステップSD9、又はステップSD10において、いずれかの条件を満たしている場合、又は、ステップSD11において警告フラグをオンにした後は、図4の測定モード処理に戻る。 When the value of CH exceeds the number of channel decoders in step SD6, the GPS control circuit unit 17 sets the value of the flag MODE sent from the device control circuit unit 20 to “0”, “1”, or “2”. When the value of MODE is “0”, whether the number of channel decoders whose ON () is “1” satisfies the condition of “1” or more is satisfied. (Step SD8), when the MODE value is “1”, it is determined whether or not the number of channel decoders whose ON () is “1” satisfies the condition of “3” or more (step S8). SD9) If the MODE value is “2”, it is determined whether or not the number of channel decoders whose ON () is “1” satisfies the condition of “4” or more (step SD10). In step SD8, step SD9, or step SD10, the GPS control circuit unit 17 turns on the warning flag if none of the conditions is satisfied (step SD11). If any of the conditions is satisfied in step SD8, step SD9, or step SD10, or after the warning flag is turned on in step SD11, the process returns to the measurement mode process of FIG.
図4において、GPS制御回路部17は、捕捉数/受信感度検知処理を実行した後、警告フラグがオフであるか否かを判別し(ステップSB5)、警告フラグがオフである場合には、MODEが「0」であるか否かを判別し(ステップSB6)、MODEが「0」である場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダ15で受信感度の1番高いチャネルデコーダを選択して(ステップSB7)、それ以外のチャネルデコーダの動作を停止させて(ステップSB8)、選択したチャネルデコーダから時刻情報を抽出し(ステップSB9)、その時刻情報を時計部14に送付して(ステップSB10)、アンテナ・プリアンプ11、高周波受信回路12、およびチャネルデコーダ15の動作を停止させる(ステップSB11)。
ステップSB3又はステップSB5において警告フラグがオンの場合には、GPS制御回路部17は、装置制御回路部20に対して一定時間の警告表示を指示して(ステップSB12)、アンテナ・プリアンプ11、高周波受信回路12、およびチャネルデコーダの動作を停止させる(ステップSB11)。
In FIG. 4, the GPS control circuit unit 17 determines whether or not the warning flag is off after executing the capture number / reception sensitivity detection process (step SB5). If the warning flag is off, It is determined whether or not MODE is “0” (step SB6). If MODE is “0”, the
If the warning flag is ON in step SB3 or SB5, the GPS control circuit unit 17 instructs the device control circuit unit 20 to display a warning for a predetermined time (step SB12), and the
GPS制御回路部17は、ステップSB6において、MODEが「0」でない場合には、MODEが「1」であるか又は「2」であるかを判別し(図5のステップSB13)、MODEが「1」である場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダのうち受信感度が1乃至3番目に高いチャネルデコーダを選択し(ステップSB14)、MODEが「2」である場合には、ON( )が「1」のチャネルデコーダのうち受信感度が1乃至4番目に高いチャネルデコーダを選択する(ステップSB15)。 If the MODE is not “0” in step SB6, the GPS control circuit unit 17 determines whether the MODE is “1” or “2” (step SB13 in FIG. 5). In the case of “1”, the channel decoder having the first to third highest receiving sensitivity is selected from the channel decoders in which ON () is “1” (step SB14), and when the MODE is “2”, The channel decoder having the first to fourth highest receiving sensitivity is selected from the channel decoders whose ON () is “1” (step SB15).
ステップSB14又はステップSB15においてチャネルデコーダを選択した後、GPS制御回路部17は、選択したチャネルデコーダ以外のチャネルデコーダの動作を停止させ(ステップSB16)、3個又は4個のGPS衛星から受信した位置情報を抽出し(ステップSB17)、その位置情報に基づいて現在位置を演算して(ステップSB18)、その演算結果を時計部14に送付し(ステップSB19)、アンテナ・プリアンプ11、高周波受信回路12、および多チャネルデコーダ15の動作を停止させる(図4のステップSB11)。
After selecting the channel decoder in step SB14 or step SB15, the GPS control circuit unit 17 stops the operation of the channel decoder other than the selected channel decoder (step SB16), and the position received from three or four GPS satellites. Information is extracted (step SB17), the current position is calculated based on the position information (step SB18), the calculation result is sent to the clock unit 14 (step SB19), the
以上のように、この実施形態によれば、デジタル信号処理部13は、複数の衛星から送信される電波の受信感度に基づいてGPS信号を受信可能な衛星を特定し、多チャネルデコーダ15のn個のチャネルデコーダは、GPS信号を復調して情報を抽出することができる。GPS制御回路部17は、特定された衛星のGPS信号を割り当てるチャネルデコーダを決定し、GPS信号が割り当てられたチャネルデコーダを動作状態に制御し、GPS信号が割り当てられないチャネルデコーダを動作停止状態に制御する。
したがって、コイン型電池やその他の電源によって位置検出を行う場合に、消費電力を低減できる。
As described above, according to this embodiment, the digital
Therefore, power consumption can be reduced when position detection is performed using a coin-type battery or other power source.
上記実施形態において、GPS制御回路部17は、GPS信号を受信可能な衛星の数に応じて当該GPS信号を割り当てたチャネルデコーダによって抽出される情報の内容を指定する。さらに、この場合、GPS制御回路部17は、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個未満の場合にはチャネルデコーダによって抽出される情報の内容として少なくとも時刻情報を指定し、GPS信号を受信可能な衛星の数が3個以上の場合にはチャネルデコーダによって抽出される情報の内容として少なくとも位置情報および時刻情報を指定する。 In the above embodiment, the GPS control circuit unit 17 specifies the content of information extracted by the channel decoder to which the GPS signal is assigned according to the number of satellites that can receive the GPS signal. Furthermore, in this case, when the number of satellites that can receive GPS signals is less than 3, the GPS control circuit unit 17 designates at least time information as the contents of information extracted by the channel decoder and receives GPS signals. When the number of possible satellites is three or more, at least position information and time information are designated as the contents of information extracted by the channel decoder.
また、上記実施形態において、多チャネルデコーダ15のn個のチャネルデコーダの各々は、電池から供給される電力およびGPS制御回路部17によって供給されるクロック信号によって動作し、GPS制御回路部17は、クロック信号を停止することによって、GPS信号が割り当てられないチャネルデコーダを動作停止状態にする。
Further, in the above embodiment, each of the n channel decoders of the
なお、上記実施形態のGPS受信装置においては、電池によって電力を供給される構成にしたが、光、振動又はその他のエネルギーを受けて発電する発電素子によって電力を供給される構成にしてもよい。このような構成においても、GPS制御回路18は、多チャネルデコーダ15の各チャネルデコーダにクロック信号を与えることによって動作状態とし、クロック信号を停止することによって動作停止状態とする。
したがって、コイン型電池や、光、振動又はその他のエネルギーを受けて発電する発電素子のように、電力の供給が制限される電源によって位置検出を行う場合に、消費電力を低減することができる。
In the GPS receiver of the above embodiment, power is supplied by a battery. However, power may be supplied by a power generation element that generates light by receiving light, vibration, or other energy. Even in such a configuration, the
Therefore, power consumption can be reduced when position detection is performed by a power source that is limited in power supply, such as a coin-type battery or a power generation element that receives light, vibration, or other energy.
なおまた、上記実施形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明は、この明細書に添付した特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者によって容易に考えられる他の実施形態および様々な変形例が可能であることは明らかである。 In addition, the said embodiment is an example for implement | achieving this invention, and this invention is not limited to the following embodiment. That is, it is apparent that the present invention is capable of other embodiments and various modifications that are easily conceivable by those skilled in the art without departing from the scope of the claims appended to this specification.
10 アンテナ
11 アンテナ・プリアンプ
12 高周波受信回路部
13 デジタル信号処理部
14 時計部
15 多チャンネルデコーダ
16 メモリ
17 GPS制御回路部
18 ROM
19 RAM
20 装置制御回路部
21 計時回路部
22 発振回路部
23 入力部
24 表示出力部
25 表示部
26 ROM
27 RAM
DESCRIPTION OF
19 RAM
20 Device
27 RAM
Claims (8)
GPS信号を復調して情報を抽出するための所定数の情報抽出手段と、
前記受信手段によって特定された衛星のGPS信号を割り当てる情報抽出手段を決定する割当手段と、
前記割当手段によってGPS信号が割り当てられた情報抽出手段を動作状態に制御し、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするGPS受信装置。 Receiving means for identifying a satellite capable of receiving a GPS signal based on reception sensitivity of radio waves transmitted from a plurality of satellites;
A predetermined number of information extracting means for demodulating GPS signals and extracting information;
Allocating means for determining information extracting means for allocating the GPS signal of the satellite specified by the receiving means;
Control means for controlling the information extracting means to which the GPS signal is assigned by the assigning means to be in an operating state, and for controlling the information extracting means to which the GPS signal is not assigned to be in an operation stopped state;
A GPS receiver characterized by comprising:
GPS信号を復調して情報を抽出するための所定数の情報抽出手段の中から前記ステップAによって特定された衛星のGPS信号を割り当てる情報抽出手段を決定するステップBと、
前記ステップBによってGPS信号が割り当てられた情報抽出手段を動作状態に制御し、GPS信号が割り当てられない情報抽出手段を動作停止状態に制御するステップCと、
を実行する位置検出方法。 Identifying a satellite capable of receiving GPS signals based on reception sensitivity of radio waves transmitted from a plurality of satellites; and
Step B for determining information extraction means for assigning the GPS signal of the satellite specified in Step A from among a predetermined number of information extraction means for demodulating the GPS signal and extracting information;
Step C for controlling the information extracting means to which the GPS signal is assigned in Step B to the operating state and the information extracting means to which the GPS signal is not assigned to the operating stop state;
Position detection method to execute.
Each of the predetermined number of information extraction means is operated by the power supplied from the battery and the clock signal supplied by the step C, and the GPS signal is not assigned to the step C by stopping the clock signal. 6. The position detecting method according to claim 5, wherein the information extracting means is controlled to be in an operation stop state.
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