JP6361354B2 - Positioning device, timing signal generating device, electronic device, and moving object - Google Patents

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Description

本発明は、測位装置、タイミング信号生成装置、電子機器および移動体に関する。   The present invention relates to a positioning device, a timing signal generation device, an electronic device, and a moving object.

人工衛星を利用した全地球航法衛星システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)の1つであるGPS(Global Positioning System)が広く知られている。GPSに用いるGPS衛星は、極めて精度の高い原子時計が搭載されており、GPS衛星の軌道情報や正確な時刻情報等が重畳された衛星信号を地上に送信している。GPS衛星から送信された衛星信号は、GPS受信機で受信される。そして、GPS受信機は、衛星信号に重畳されている軌道情報や時刻情報に基づいてGPS受信機の現在位置や時刻情報を算出する処理や、協定世界時(UTC:Coordinated Universal Time)に同期した正確なタイミング信号(1PPS)を生成する処理等を行う。1PPSの精度は、設定される受信点の位置情報の精度に依存するため、GPS受信機に正確な位置情報を設定することが重要になる。   A GPS (Global Positioning System) that is one of Global Navigation Satellite System (GNSS) using an artificial satellite is widely known. A GPS satellite used for GPS is equipped with an extremely accurate atomic clock, and transmits a satellite signal on which orbit information, accurate time information, and the like of the GPS satellite are superimposed on the ground. A satellite signal transmitted from a GPS satellite is received by a GPS receiver. The GPS receiver is synchronized with the process of calculating the current position and time information of the GPS receiver based on orbit information and time information superimposed on the satellite signal, and Coordinated Universal Time (UTC). A process for generating an accurate timing signal (1PPS) is performed. Since the accuracy of 1PPS depends on the accuracy of the position information of the reception point to be set, it is important to set accurate position information in the GPS receiver.

特許文献1に記載のGPS受信機は、3個以上のGPS衛星について、各GPS衛星から送信された衛星信号に含まれるC/Aコード(Coarse/Acquisition Code)に基づいて、送信先のGPS衛星を特定した上で、各GPS衛星とGPS受信機との間の距離を擬似距離として算出した後、この擬似距離と、衛星信号に含まれる軌道情報に基づく各GPS衛星の位置とに基づいて、GPS受信機の位置を測定する。   The GPS receiver described in Patent Document 1 is a destination GPS satellite based on a C / A code (Coarse / Acquisition Code) included in a satellite signal transmitted from each GPS satellite for three or more GPS satellites. After calculating the distance between each GPS satellite and GPS receiver as a pseudo distance, based on this pseudo distance and the position of each GPS satellite based on orbit information included in the satellite signal, Measure the position of the GPS receiver.

C/Aコードは、1.023Mbpsのビット率で、コードの長さは1,023チップである。したがって、C/Aコードは、1ms間に電波が進む距離である約300kmごとに、並んで走っていると考えることができる。このため、GPS衛星とGPS受信機との間にC/Aコードがいくつあるかを算出することで、擬似距離を算出することができる。より詳細には、C/Aコードの1周期(1,023チップ)分(C/Aコードの整数部分)の数を算出し、さらに、C/Aコードの位相(C/Aコードの端数部分)を特定すれば、擬似距離を算出することができる。ここで、C/Aコードの整数部分は、GPS受信機の概略位置が一定の精度(例えば、150km以内)でわかっていれば推定可能である。   The C / A code has a bit rate of 1.023 Mbps and the code length is 1,023 chips. Therefore, it can be considered that the C / A code runs side by side at intervals of about 300 km, which is the distance traveled by radio waves in 1 ms. Therefore, the pseudo distance can be calculated by calculating how many C / A codes are present between the GPS satellite and the GPS receiver. More specifically, the number of one period (1,023 chips) of the C / A code (the integer part of the C / A code) is calculated, and the phase of the C / A code (the fractional part of the C / A code) ) Is specified, the pseudorange can be calculated. Here, the integer part of the C / A code can be estimated if the approximate position of the GPS receiver is known with a certain accuracy (for example, within 150 km).

しかし、特許文献1に記載のGPS受信機では、例えば、擬似距離を算出している間に、GPS衛星の移動に伴ってGPS衛星とGPS受信機との間に存在するC/Aコードの整数部分の数か変化してしまった場合、C/Aコードの整数部分の数をカウントミスした状態のまま擬似距離を算出するため、擬似距離の精度が低下してしまうという問題があった。   However, in the GPS receiver described in Patent Document 1, for example, an integer of C / A codes existing between the GPS satellite and the GPS receiver as the GPS satellite moves while calculating the pseudorange. When the number of parts has changed, the pseudo distance is calculated while the number of integer parts of the C / A code is missed, so that there is a problem that the accuracy of the pseudo distance is lowered.

特開2008−26135号公報JP 2008-26135 A

本発明の目的は、擬似距離を高精度に測定することができる測位装置を提供すること、また、かかる測位装置を備えるタイミング信号生成装置、電子機器および移動体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a positioning device that can measure a pseudorange with high accuracy, and to provide a timing signal generating device, an electronic apparatus, and a moving body including the positioning device.

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態
様または適用例として実現することが可能である。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following aspects or application examples.

[適用例1]
本発明の測位装置は、第1受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、タイミング信号を生成する第1受信機と、
前記第1受信開始タイミングとは異なる第2受信開始タイミングで受信した前記衛星信号を用いて、タイミング信号を生成する第2受信機と、
前記第1受信機からのタイミング信号と前記第2受信機からのタイミング信号との位相を比較して比較結果を生成する位相比較部と、
前記比較結果に基づいて、前記第1受信機および第2受信機を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
[Application Example 1]
The positioning device of the present invention includes a first receiver that generates a timing signal using a satellite signal received at a first reception start timing;
A second receiver that generates a timing signal using the satellite signal received at a second reception start timing different from the first reception start timing;
A phase comparator that compares the phase of the timing signal from the first receiver and the timing signal from the second receiver to generate a comparison result;
A control unit for controlling the first receiver and the second receiver based on the comparison result;
It is characterized by providing.

このような測位装置によれば、受信開始タイミングの異なる2つの受信機(第1受信機および第2受信機)からのタイミング信号の比較結果に基づいて、いずれか一方の受信機において、衛星信号に含まれる識別コード(例えばC/Aコード)が衛星と受信機との間にある数をカウントして擬似距離を算出する際に、そのカウントミスを検知することができる。そのため、識別コードのカウントミスがあった場合でも、カウントミスがない受信開始タイミングとなるように、第1受信機および第2受信機の動作をリセットすることができる。したがって、識別コードのカウントミスがない場合の受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、精度よく擬似距離を測定することができる。また、その測定された擬似距離を用いることで、受信点の位置を高精度に測定したり、高精度なタイミング信号を生成・出力したりすることができる。   According to such a positioning device, in either one of the receivers, the satellite signal is based on the comparison result of the timing signals from the two receivers (first receiver and second receiver) having different reception start timings. When the pseudo code is calculated by counting the number of identification codes (eg, C / A code) included in the satellite between the satellite and the receiver, the counting error can be detected. Therefore, even when there is a count error of the identification code, the operations of the first receiver and the second receiver can be reset so that the reception start timing without the count error is reached. Therefore, the pseudorange can be accurately measured using the satellite signal received at the reception start timing when there is no count error in the identification code. Also, by using the measured pseudo distance, the position of the reception point can be measured with high accuracy, and a highly accurate timing signal can be generated and output.

[適用例2]
本発明の測位装置では、前記第1受信開始タイミングと前記第2受信開始タイミングとのずれが1秒以上であることが好ましい。
[Application Example 2]
In the positioning device of the present invention, it is preferable that a difference between the first reception start timing and the second reception start timing is 1 second or more.

これにより、ループ制御を用いて比較的簡単な構成で、第1受信開始タイミングと第2受信開始タイミングとのずれを任意に設定することができる。   As a result, the difference between the first reception start timing and the second reception start timing can be arbitrarily set with a relatively simple configuration using loop control.

[適用例3]
本発明の測位装置では、前記第1受信機および前記第2受信機がそれぞれ生成するタイミング信号が1PPSであることが好ましい。
[Application Example 3]
In the positioning device of the present invention, it is preferable that a timing signal generated by each of the first receiver and the second receiver is 1 PPS.

これにより、協定世界時(UTC:Coordinated Universal Time)に同期した正確なタイミング信号として1PPS(Pulse per Second)を生成・出力することができる。   Thereby, 1 PPS (Pulse per Second) can be generated and output as an accurate timing signal synchronized with Coordinated Universal Time (UTC).

[適用例4]
本発明の測位装置では、前記制御部は、前記比較結果に基づいて、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングを制御することが好ましい。
これにより、識別コードのカウントミスがない状態を維持することができる。
[Application Example 4]
In the positioning device of the present invention, it is preferable that the control unit controls the first reception start timing and the second reception start timing based on the comparison result.
As a result, it is possible to maintain a state in which there is no miscounting of the identification code.

[適用例5]
本発明の測位装置では、前記位相比較部は、前記第1受信機からのタイミング信号と前記第2受信機からのタイミング信号との位相のずれ量を算出し、
前記制御部は、前記位相のずれ量が規定値よりも大きい場合に、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方のタイミングを変更した後に前記第1受信機および前記第2受信機にタイミング信号の生成を行わせることが好ましい。
[Application Example 5]
In the positioning device of the present invention, the phase comparison unit calculates a phase shift amount between the timing signal from the first receiver and the timing signal from the second receiver,
The control unit changes the timing of the first receiver and the first receiver after changing the timing of at least one of the first reception start timing and the second reception start timing when the phase shift amount is larger than a specified value. It is preferable to cause the second receiver to generate a timing signal.

これにより、識別コードのカウントミスがあった場合に、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方のタイミングを変更して、識別コードのカウントミスがない状態で、タイミング信号の生成を行うことができる。   As a result, when there is an identification code miscount, at least one of the first reception start timing and the second reception start timing is changed, and the timing signal Generation can be performed.

[適用例6]
本発明の測位装置では、前記制御部は、前記位相のずれ量が規定値以下である場合に、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングを保持したまま前記第1受信機および前記第2受信機にタイミング信号の生成を行わせることが好ましい。
[Application Example 6]
In the positioning device of the present invention, when the phase shift amount is equal to or less than a specified value, the control unit holds the first receiver and the second reception start timing while holding the first reception start timing and the second reception start timing. It is preferable to cause the second receiver to generate a timing signal.

これにより、識別コードのカウントミスがない状態で、タイミング信号の生成を行うことができる。   As a result, the timing signal can be generated in a state where there is no miscount of the identification code.

[適用例7]
本発明の測位装置では、前記規定値は、1μsec以上であることが好ましい。
[Application Example 7]
In the positioning device of the present invention, the specified value is preferably 1 μsec or more.

これにより、例えば、識別コードとしてC/Aコードを用いた場合、タイミング信号の位相のずれを簡単かつ高精度に検出することができる。   Thereby, for example, when the C / A code is used as the identification code, the phase shift of the timing signal can be detected easily and with high accuracy.

[適用例8]
本発明の測位装置では、前記衛星信号を用いて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部を備えることが好ましい。
これにより、高精度な受信点の位置情報を生成することができる。
[Application Example 8]
The positioning device of the present invention preferably includes a position information generation unit that generates position information of a reception point using the satellite signal.
Thereby, it is possible to generate the position information of the reception point with high accuracy.

[適用例9]
本発明のタイミング信号生成装置は、本発明の測位装置と、
クロック信号を出力する発振器と、
前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、
を備えることを特徴とする。
[Application Example 9]
The timing signal generation device of the present invention includes the positioning device of the present invention,
An oscillator that outputs a clock signal;
A synchronization control unit for synchronizing the clock signal with the timing signal;
It is characterized by providing.

これにより、発振器が出力するクロック信号を正確なタイミング信号に同期させることで、発振器の精度よりも高い精度のクロック信号を生成することができる。   Thus, by synchronizing the clock signal output from the oscillator with the accurate timing signal, it is possible to generate a clock signal with higher accuracy than the accuracy of the oscillator.

[適用例10]
本発明のタイミング信号生成装置では、前記発振器は、原子発振器であることが好ましい。
[Application Example 10]
In the timing signal generator of the present invention, the oscillator is preferably an atomic oscillator.

原子発振器は、高い長期周波数安定度を有する。したがって、タイミング信号に同期させる発振器として原子発振器を用いることにより、長期にわたって衛星信号を受信できない状態となっても、高精度なタイミング信号を生成することができる。   Atomic oscillators have high long-term frequency stability. Therefore, by using an atomic oscillator as an oscillator to be synchronized with the timing signal, a highly accurate timing signal can be generated even when a satellite signal cannot be received for a long time.

[適用例11]
本発明の電子機器は、本発明の測位装置を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
[Application Example 11]
An electronic apparatus according to the present invention includes the positioning device according to the present invention.
Thereby, an electronic device having excellent reliability can be provided.

[適用例12]
本発明の移動体は、本発明の測位装置を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
[Application Example 12]
The moving body of the present invention includes the positioning device of the present invention.
Thereby, the mobile body which has the outstanding reliability can be provided.

本発明の第1実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a timing signal generation device according to a first embodiment of the present invention. GPS衛星から送信される航法メッセージの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the navigation message transmitted from a GPS satellite. 図1に示すタイミング信号生成装置が備えるGPS受信機の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the GPS receiver with which the timing signal generation apparatus shown in FIG. 1 is provided. 識別コード(C/Aコード)を用いた擬似距離の測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of the pseudo distance using an identification code (C / A code). (a)は、C/AコードとレプリカC/Aコードとの相関処理を説明するための図、(b)は、相関積算値とコードフェーズとの関係を示すグラフである。(A) is a figure for demonstrating the correlation process of a C / A code and a replica C / A code, (b) is a graph which shows the relationship between a correlation integrated value and a code phase. 図1に示すタイミング信号生成装置における測位およびタイミング信号の出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the positioning in the timing signal generator shown in FIG. 1, and the output of a timing signal. 本発明の第2実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the timing signal generator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図7に示すタイミング信号生成装置における測位およびタイミング信号の出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process sequence of the positioning in the timing signal generator shown in FIG. 7, and the output of a timing signal. 本発明の電子機器の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows embodiment of the electronic device of this invention. 本発明の移動体の実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment of the mobile body of this invention.

以下、本発明の測位装置、タイミング信号生成装置、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, a positioning device, a timing signal generation device, an electronic apparatus, and a moving body of the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.

1.タイミング信号生成装置
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
1. Timing signal generator <First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a timing signal generation device according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すタイミング信号生成装置1は、GPS受信機10、処理部(CPU)20、原子発振器30、温度センサー40、GPSアンテナ50を含んで構成されている。   The timing signal generation device 1 shown in FIG. 1 includes a GPS receiver 10, a processing unit (CPU) 20, an atomic oscillator 30, a temperature sensor 40, and a GPS antenna 50.

なお、タイミング信号生成装置1は、構成要素の一部または全部が物理的に分離されていてもよいし、一体化されていてもよい。例えば、GPS受信機10と処理部(CPU)20はそれぞれ別個のICで実現されていてもよいし、GPS受信機10と処理部(CPU)20は1チップのICとして実現されていてもよい。   Note that the timing signal generation device 1 may be partly or entirely physically separated from each other or may be integrated. For example, the GPS receiver 10 and the processing unit (CPU) 20 may be realized as separate ICs, or the GPS receiver 10 and the processing unit (CPU) 20 may be realized as a one-chip IC. .

このタイミング信号生成装置1は、GPS衛星2(位置情報衛星の一例)から送信された衛星信号を受信し、高精度の1PPSを生成するものである。   The timing signal generator 1 receives a satellite signal transmitted from a GPS satellite 2 (an example of a position information satellite) and generates a highly accurate 1PPS.

GPS衛星2は、地球の上空の所定の軌道上を周回しており、搬送波である1.57542GHzの電波(L1波)に航法メッセージおよびC/Aコード(Coarse/Acquisition Code)を重畳(搬送波を変調)させた衛星信号を地上に送信している。   The GPS satellite 2 orbits a predetermined orbit above the earth, and superimposes a navigation message and a C / A code (Coarse / Acquisition Code) on a 1.57542 GHz radio wave (L1 wave) that is a carrier wave (with a carrier wave). The modulated satellite signal is transmitted to the ground.

C/Aコードは、現在約30個存在するGPS衛星2の衛星信号を識別するためのものであり、各chipが+1または−1のいずれかである1023chip(1ms周期)からなる固有のパターンである。したがって、衛星信号と各C/Aコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているC/Aコードを検出することができる。   The C / A code is for identifying satellite signals of about 30 GPS satellites that are presently present, and is a unique pattern consisting of 1023 chips (1 ms period) in which each chip is either +1 or -1. is there. Therefore, by correlating the satellite signal and the pattern of each C / A code, the C / A code superimposed on the satellite signal can be detected.

各GPS衛星2が送信する衛星信号(具体的には航法メッセージ)には、各GPS衛星2の軌道上の位置を示す軌道情報が含まれている。また、各GPS衛星2は原子時計を搭載しており、衛星信号には、原子時計で計時された極めて正確な時刻情報が含まれている。したがって、4つ以上のGPS衛星2からの衛星信号を受信し、各衛星信号に含まれている軌道情報および時刻情報を用いて測位計算を行うことで、受信点(GPSアンテナ50の設置場所)の位置と時刻の正確な情報を得ることができる。具体的には、受信点の3次元位置(x,y,z)および時刻tを4つの変数とする4次元方程式を立ててその解を求めればよい。   The satellite signal (specifically, navigation message) transmitted by each GPS satellite 2 includes orbit information indicating the position of each GPS satellite 2 on the orbit. Each GPS satellite 2 has an atomic clock, and the satellite signal includes extremely accurate time information measured by the atomic clock. Therefore, by receiving satellite signals from four or more GPS satellites 2 and performing positioning calculation using orbit information and time information included in each satellite signal, a reception point (location where the GPS antenna 50 is installed) Accurate information on the location and time can be obtained. Specifically, a four-dimensional equation having four variables as the three-dimensional position (x, y, z) and time t of the reception point may be established to find the solution.

なお、受信点の位置が既知である場合、1つ以上のGPS衛星2からの衛星信号を受信し、各衛星信号に含まれている時刻情報を用いて受信点の時刻情報を得ることができる。   When the position of the reception point is known, the satellite signal from one or more GPS satellites 2 can be received, and the time information of the reception point can be obtained using the time information included in each satellite signal. .

また、各衛星信号に含まれている軌道情報を用いて、各GPS衛星2の時刻と受信点の時刻との差の情報を得ることができる。なお、地上のコントロールセグメントにより各GPS衛星2に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメーターも含まれており、この時刻補正パラメーターを用いて受信点の時刻を補正することで極めて正確な時刻情報を得ることができる。   Also, information on the difference between the time of each GPS satellite 2 and the time of the reception point can be obtained using the orbit information included in each satellite signal. A slight time error of the atomic clock mounted on each GPS satellite 2 is measured by the control segment on the ground, and the satellite signal includes a time correction parameter for correcting the time error. By correcting the time at the reception point using this time correction parameter, it is possible to obtain extremely accurate time information.

図2は、GPS衛星から送信される航法メッセージの構成を示す図である。
図2(A)に示すように、航法メッセージは、全ビット数1500ビットのメインフレームを1単位とするデータとして構成されている。メインフレームは、それぞれ300ビットの5つのサブフレーム1〜5に分割されている。1つのサブフレームのデータは、各GPS衛星2から6秒で送信される。したがって、1つのメインフレームのデータは、各GPS衛星2から30秒で送信される。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a navigation message transmitted from a GPS satellite.
As shown in FIG. 2 (A), the navigation message is configured as data with a main frame having a total number of 1500 bits as one unit. The main frame is divided into five sub-frames 1 to 5 each having 300 bits. Data of one subframe is transmitted from each GPS satellite 2 in 6 seconds. Accordingly, data of one main frame is transmitted from each GPS satellite 2 in 30 seconds.

サブフレーム1には、週番号データ(WN)等の衛星補正データが含まれている。週番号データは、GPS衛星2の時刻が含まれる週を表す情報である。GPS衛星2の時刻の起点は、UTC(世界標準時)における1980年1月6日00:00:00であり、この日に始まる週は週番号0となっている。週番号データは、1週間単位で更新される。   Subframe 1 includes satellite correction data such as week number data (WN). The week number data is information representing a week including the time of the GPS satellite 2. The starting time of the GPS satellite 2 is UTC (Universal Standard Time) on January 6, 1980, 00:00:00, and the week starting on this day has a week number 0. Week number data is updated on a weekly basis.

サブフレーム2、3には、エフェメリスパラメータ(各GPS衛星2の詳細な軌道情報)が含まれる。また、サブフレーム4、5には、アルマナックパラメータ(全GPS衛星2の概略軌道情報)が含まれている。   The subframes 2 and 3 include ephemeris parameters (detailed orbit information of each GPS satellite 2). The subframes 4 and 5 include almanac parameters (general orbit information of all GPS satellites 2).

さらに、サブフレーム1〜5の各先頭には、30ビットのTLM(Telemetry word)データが格納されたTLM(Telemetry)ワードと、30ビットのHOW(hand over word)データが格納されたHOWワードとが含まれている。   Furthermore, at each head of subframes 1 to 5, a TLM (Telemetry) word storing 30-bit TLM (Telemetry word) data, and a HOW word storing 30-bit HOW (hand over word) data, It is included.

したがって、TLMワードやHOWワードは、GPS衛星2から6秒間隔で送信されるのに対し、週番号データ等の衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータは30秒間隔で送信される。   Therefore, TLM words and HOW words are transmitted from the GPS satellite 2 at intervals of 6 seconds, whereas satellite correction data such as week number data, ephemeris parameters, and almanac parameters are transmitted at intervals of 30 seconds.

図2(B)に示すように、TLMワードには、プリアンブルデータ、TLMメッセージ、Reservedビット、パリティデータが含まれている。   As shown in FIG. 2B, the TLM word includes preamble data, a TLM message, a reserved bit, and parity data.

図2(C)に示すように、HOWワードには、TOW(Time of Week)(以下、「Zカウント」ともいう)という時刻情報が含まれている。Zカウントデータは毎週日曜日の0時からの経過時間が秒で表示され、翌週の日曜日の0時に0に戻るようになっている。つまり、Zカウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報であって、経過時間が1.5秒単位で表した数となっている。ここで、Zカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信される時刻情報を示す。例えば、サブフレーム1のZカウントデータは、サブフレーム2の先頭ビットが送信される時刻情報を示す。また、HOWワードには、サブフレームのIDを示す3ビットのデータ(IDコード)も含まれている。すなわち、図2(A)に示すサブフレーム1〜5のHOWワードには、それぞれ「001」、「010」、「011」、「100」、「101」のIDコードが含まれている。   As shown in FIG. 2C, the HOW word includes time information called TOW (Time of Week) (hereinafter also referred to as “Z count”). In the Z count data, the elapsed time from 0 o'clock every Sunday is displayed in seconds, and it returns to 0 at 0 o'clock on the next Sunday. That is, the Z count data is information in seconds indicated every week from the beginning of the week, and the elapsed time is a number expressed in units of 1.5 seconds. Here, the Z count data indicates time information at which the first bit of the next subframe data is transmitted. For example, the Z count data of subframe 1 indicates time information at which the first bit of subframe 2 is transmitted. The HOW word also includes 3-bit data (ID code) indicating the ID of the subframe. That is, ID codes “001”, “010”, “011”, “100”, and “101” are included in the HOW words of subframes 1 to 5 shown in FIG.

サブフレーム1に含まれる週番号データとサブフレーム1〜5に含まれるHOWワード(Zカウントデータ)を取得することで、GPS衛星2の時刻を計算することができる。なお、以前に週番号データを取得し、週番号データを取得した時期からの経過時間を内部でカウントしておけば、週番号データを毎回取得しなくてもGPS衛星2の現在の週番号データを得ることができる。したがって、Zカウントデータのみを取得すれば、GPS衛星2の現在の時刻を概算で知ることができる。   By acquiring the week number data included in subframe 1 and the HOW word (Z count data) included in subframes 1 to 5, the time of GPS satellite 2 can be calculated. If the week number data is acquired previously and the elapsed time from the time when the week number data was acquired is counted internally, the current week number data of the GPS satellite 2 can be obtained without acquiring the week number data every time. Can be obtained. Therefore, if only the Z count data is acquired, the current time of the GPS satellite 2 can be known roughly.

以上説明したような衛星信号は、図1に示すGPSアンテナ50を介して、GPS受信機10で受信される。   The satellite signal as described above is received by the GPS receiver 10 via the GPS antenna 50 shown in FIG.

GPSアンテナ50は、衛星信号を含む各種の電波を受信するアンテナであり、GPS受信機10に接続されている。   The GPS antenna 50 is an antenna that receives various radio waves including satellite signals, and is connected to the GPS receiver 10.

GPS受信機10は、2つのGPS受信機10a、10bからなり、それぞれのGPS受信機10a、10bがGPSアンテナ50を介して受信した衛星信号に基づいて、各種の処理を行う。ここで、GPS受信機10aは、第1受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する「第1受信機」であり、GPS受信機10bは、第1受信開始タイミングとは異なる第2受信開始タイミングで受信した衛星信号(GPS受信機10aが受信する衛星信号と同一の衛星信号)を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する「第2受信機」である。   The GPS receiver 10 includes two GPS receivers 10 a and 10 b, and performs various processes based on satellite signals received by the GPS receivers 10 a and 10 b via the GPS antenna 50. Here, the GPS receiver 10a is a “first receiver” that generates a timing signal (1PPS) using the satellite signal received at the first reception start timing, and the GPS receiver 10b starts the first reception. A “second receiver” that generates a timing signal (1PPS) using a satellite signal received at a second reception start timing different from the timing (the same satellite signal as the satellite signal received by the GPS receiver 10a). .

具体的に説明すると、GPS受信機10a、10bは、それぞれ、通常測位モード(第1のモードの一例)および位置固定モード(第2のモードの一例)を有し、処理部(CPU)20からの制御コマンド(モード設定用の制御コマンド)に応じて通常測位モードと位置固定モードのいずれかに設定される。   Specifically, each of the GPS receivers 10a and 10b has a normal positioning mode (an example of a first mode) and a position fixing mode (an example of a second mode). Is set to either the normal positioning mode or the position fixing mode according to the control command (control command for mode setting).

GPS受信機10a、10bは、それぞれ、通常測位モードでは、複数(好ましくは4個以上)のGPS衛星2から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報(具体的には、前述したエフェメリスデータやアルマナックデータ等)および時刻情報(具体的には、前述した週番号データやZカウントデータ等)に基づいて測位計算を行う。   Each of the GPS receivers 10a and 10b receives satellite signals transmitted from a plurality of (preferably four or more) GPS satellites 2 in the normal positioning mode, and orbit information (specifically, the received satellite signals). Performs the positioning calculation based on the above-mentioned ephemeris data, almanac data, etc.) and time information (specifically, the above-described week number data, Z count data, etc.).

また、GPS受信機10a、10bは、それぞれ、位置固定モードでは、少なくとも1つのGPS衛星2から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報および時刻情報と設定された受信点の位置情報とに基づいて、1PPS(1 Pulse Per Second)を生成する。1PPS(基準時刻に同期したタイミング信号の一例)は、UTC(世界標準時)と完全同期したパルス信号であり、1秒毎に1パルスを含む。このように、GPS受信機10がタイミング信号の生成に用いる衛星信号が軌道情報および時刻情報を含んでいることにより、基準時刻に正確に同期したタイミング信号を生成することができる。   Each of the GPS receivers 10a and 10b receives a satellite signal transmitted from at least one GPS satellite 2 in the fixed position mode, and receives the orbit information and time information included in the received satellite signal. Based on the position information of the points, 1 PPS (1 Pulse Per Second) is generated. 1 PPS (an example of a timing signal synchronized with a reference time) is a pulse signal that is completely synchronized with UTC (Universal Standard Time), and includes one pulse per second. As described above, since the satellite signal used by the GPS receiver 10 for generating the timing signal includes the orbit information and the time information, a timing signal accurately synchronized with the reference time can be generated.

以下、GPS受信機10a、10bの構成について詳述する。
図3は、図1に示すタイミング信号生成装置が備えるGPS受信機の構成例を示すブロック図である。
Hereinafter, the configuration of the GPS receivers 10a and 10b will be described in detail.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a GPS receiver included in the timing signal generation device illustrated in FIG. 1.

図3に示すGPS受信機10a、10bは、それぞれ、SAW(Surface Acoustic Wave:表面弾性波)フィルター11、RF処理部12、ベースバンド処理部13および温度補償型水晶発振器(TCXO:Temperature Compensated Crystal Oscillator)14を含んで構成されている。   Each of the GPS receivers 10a and 10b shown in FIG. 3 includes a SAW (Surface Acoustic Wave) filter 11, an RF processing unit 12, a baseband processing unit 13, and a temperature compensated crystal oscillator (TCXO). ) 14.

SAWフィルター11は、GPSアンテナ50が受信した電波から衛星信号を抽出する処理を行う。このSAWフィルター11は、1.5GHz帯の信号を通過させるバンドパスフィルターとして構成される。   The SAW filter 11 performs a process of extracting a satellite signal from the radio wave received by the GPS antenna 50. The SAW filter 11 is configured as a bandpass filter that passes a 1.5 GHz band signal.

RF処理部12は、PLL(Phase Locked Loop)121、LNA(Low Noise Amplifier)122、ミキサー123、IFアンプ124、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)フィルター125およびADC(A/D変換器)126を含んで構成されている。   The RF processing unit 12 includes a PLL (Phase Locked Loop) 121, an LNA (Low Noise Amplifier) 122, a mixer 123, an IF amplifier 124, an IF (Intermediate Frequency) filter 125, and an ADC (A / D converter) 126. It is configured to include.

PLL121は、数十MHz程度で発振するTCXO14の発振信号を1.5GHz帯の周波数に逓倍したクロック信号を生成する。   The PLL 121 generates a clock signal obtained by multiplying the oscillation signal of the TCXO 14 that oscillates at about several tens of MHz to a frequency of 1.5 GHz band.

SAWフィルター11が抽出した衛星信号は、LNA122で増幅される。LNA122で増幅された衛星信号は、ミキサー123でPLL121が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯(例えば、数MHz)の信号(IF信号)にダウンコンバートされる。ミキサー123でミキシングされた信号は、IFアンプ124で増幅される。   The satellite signal extracted by the SAW filter 11 is amplified by the LNA 122. The satellite signal amplified by the LNA 122 is mixed with the clock signal output from the PLL 121 by the mixer 123 and down-converted to an intermediate frequency band (for example, several MHz) signal (IF signal). The signal mixed by the mixer 123 is amplified by the IF amplifier 124.

ミキサー123でのミキシングにより、IF信号とともにGHzオーダーの高周波信号も生成されるため、IFアンプ124はIF信号とともにこの高周波信号も増幅する。IFフィルター125は、IF信号を通過させるとともに、この高周波信号を除去する(正確には、所定のレベル以下に減衰させる)。IFフィルター125を通過したIF信号はADC(A/D変換器)126でデジタル信号に変換される。   Since the mixer 123 generates a high-frequency signal in the order of GHz along with the IF signal, the IF amplifier 124 amplifies the high-frequency signal together with the IF signal. The IF filter 125 passes the IF signal and removes the high-frequency signal (precisely, it is attenuated below a predetermined level). The IF signal that has passed through the IF filter 125 is converted into a digital signal by an ADC (A / D converter) 126.

ベースバンド処理部13は、DSP(Digital Signal Processor)131、CPU(Central Processing Unit)132、SRAM(Static Random Access Memory)133およびRTC(リアルタイムクロック)134を含んで構成されており、TCXO14の発振信号をクロック信号として各種処理を行う。   The baseband processing unit 13 includes a DSP (Digital Signal Processor) 131, a CPU (Central Processing Unit) 132, an SRAM (Static Random Access Memory) 133, and an RTC (Real Time Clock) 134, and an oscillation signal of the TCXO 14 Is used as a clock signal.

DSP131とCPU132は、協働しながら、IF信号からベースバンド信号を復調し、航法メッセージに含まれる軌道情報や時刻情報を取得し、通常測位モードの処理あるいは位置固定モードの処理を行う。   The DSP 131 and the CPU 132 cooperate with each other to demodulate the baseband signal from the IF signal, acquire trajectory information and time information included in the navigation message, and perform processing in the normal positioning mode or position fixing mode.

SRAM133は、取得された時刻情報や軌道情報、所定の制御コマンド(位置設定用の制御コマンド)に応じて設定された受信点の位置情報、位置固定モード等で用いる仰角マスク等を記憶するためのものである。RTC134は、ベースバンド処理を行うためのタイミングを生成するものである。このRTC134は、TCXO14からのクロック信号でカウントアップされる。   The SRAM 133 stores time information and orbit information acquired, position information of a reception point set in accordance with a predetermined control command (position setting control command), an elevation angle mask used in a position fixing mode, and the like. Is. The RTC 134 generates timing for performing baseband processing. The RTC 134 is counted up by the clock signal from the TCXO 14.

具体的には、ベースバンド処理部13は、各C/Aコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各C/Aコードとローカルコードの相関をとる処理(衛星サーチ)を行う。そして、ベースバンド処理部13は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードをC/AコードとするGPS衛星2に同期(GPS衛星2を捕捉)したものと判断する。なお、GPSでは、すべてのGPS衛星2が異なるC/Aコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するCDMA(Code Division Multiple Access)方式を採用している。したがって、受信した衛星信号に含まれるC/Aコードを判別することで、捕捉可能なGPS衛星2を検索することができる。   Specifically, the baseband processing unit 13 generates a local code having the same pattern as each C / A code, and performs a process (satellite search) for correlating each C / A code included in the baseband signal with the local code. )I do. Then, the baseband processing unit 13 adjusts the local code generation timing so that the correlation value for each local code has a peak, and when the correlation value is equal to or greater than the threshold, the local code is set as the C / A code. It is determined that the GPS satellite 2 is synchronized (GPS satellite 2 is captured). Note that GPS employs a CDMA (Code Division Multiple Access) system in which all GPS satellites 2 transmit satellite signals of the same frequency using different C / A codes. Therefore, it is possible to search for a GPS satellite 2 that can be captured by determining the C / A code included in the received satellite signal.

また、ベースバンド処理部13は、捕捉したGPS衛星2の軌道情報や時刻情報を取得するために、当該GPS衛星2のC/Aコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したGPS衛星2の軌道情報や時刻情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド処理部13は、航法メッセージに含まれる軌道情報や時刻情報を取得し、SRAM133に記憶する処理を行う。   Further, the baseband processing unit 13 mixes a local code and a baseband signal having the same pattern as the C / A code of the GPS satellite 2 in order to acquire the orbit information and time information of the captured GPS satellite 2. I do. A navigation message including the orbit information and time information of the captured GPS satellite 2 is demodulated in the mixed signal. Then, the baseband processing unit 13 performs processing for acquiring trajectory information and time information included in the navigation message and storing them in the SRAM 133.

また、ベースバンド処理部13は、所定の制御コマンド(具体的にはモード設定用の制御コマンド)を受信し、通常測位モードと位置固定モードのいずれかに設定される。ベースバンド処理部13は、通常測位モードでは、SRAM133に記憶されている4つ以上のGPS衛星2の軌道情報および時刻情報を用いて測位計算を行う。   The baseband processing unit 13 receives a predetermined control command (specifically, a mode setting control command), and is set to either the normal positioning mode or the position fixing mode. In the normal positioning mode, the baseband processing unit 13 performs positioning calculation using orbit information and time information of four or more GPS satellites 2 stored in the SRAM 133.

また、ベースバンド処理部13は、位置固定モードでは、SRAM133に記憶されている1つ以上のGPS衛星2の軌道情報と、SRAM133に記憶されている受信点の位置情報とを用いて高精度の1PPSを出力する。具体的には、ベースバンド処理部13は、RTC134の一部に1PPSの各パルスの発生タイミングをカウントする1PPSカウンターを備えており、GPS衛星2の軌道情報と受信点の位置情報とを用いて、GPS衛星2から送信された衛星信号が受信点まで到達するのに要する伝搬遅延時間を計算し、この伝搬遅延時間に基づき1PPSカウンターの設定値を最適値に変更する。   Further, the baseband processing unit 13 uses the orbit information of one or more GPS satellites 2 stored in the SRAM 133 and the position information of the reception points stored in the SRAM 133 in the position fixing mode. 1PPS is output. Specifically, the baseband processing unit 13 includes a 1PPS counter that counts the generation timing of each 1PPS pulse in a part of the RTC 134, and uses the orbit information of the GPS satellite 2 and the position information of the reception point. The propagation delay time required for the satellite signal transmitted from the GPS satellite 2 to reach the reception point is calculated, and the set value of the 1PPS counter is changed to the optimum value based on this propagation delay time.

なお、ベースバンド処理部13は、通常測位モードにおいて、測位計算で得られた受信点の時刻情報に基づき1PPSを出力してもよく、位置固定モードにおいて、複数のGPS衛星2が捕捉できれば測位計算を行ってもよい。   Note that the baseband processing unit 13 may output 1 PPS based on the time information of the reception point obtained by the positioning calculation in the normal positioning mode, and the positioning calculation may be performed if a plurality of GPS satellites 2 can be captured in the position fixing mode. May be performed.

また、ベースバンド処理部13は、測位計算の結果の位置情報や時刻情報、受信状況(GPS衛星2の捕捉数、衛星信号の強度等)等の各種情報を含むNMEAデータを出力する。   In addition, the baseband processing unit 13 outputs NMEA data including various information such as position information and time information as a result of positioning calculation, reception status (number of GPS satellites 2 captured, satellite signal strength, etc.).

以上説明したように構成されたGPS受信機10の動作は、図1に示す処理部(CPU)20により制御される。   The operation of the GPS receiver 10 configured as described above is controlled by the processing unit (CPU) 20 shown in FIG.

処理部20は、GPS受信機10に対して各種の制御コマンドを送信してGPS受信機10の動作を制御し、GPS受信機10が出力する1PPSやNMEAデータを受け取って各種の処理を行う。なお、処理部20は、例えば、任意のメモリーに記憶されているプログラムにしたがって、各種処理を行ってもよい。   The processing unit 20 transmits various control commands to the GPS receiver 10 to control the operation of the GPS receiver 10, receives 1PPS and NMEA data output from the GPS receiver 10, and performs various processes. The processing unit 20 may perform various processes according to a program stored in an arbitrary memory, for example.

この処理部20は、位相比較器21、ループフィルター22、DSP(Digital Signal Processor)23、分周器24、GPS制御部25および位相比較器26を含んで構成されている。なお、DSP23とGPS制御部25とは一つの部品で構成されていてもよい。   The processing unit 20 includes a phase comparator 21, a loop filter 22, a DSP (Digital Signal Processor) 23, a frequency divider 24, a GPS control unit 25, and a phase comparator 26. Note that the DSP 23 and the GPS control unit 25 may be composed of a single component.

DSP23は、GPS受信機10(GPS受信機10a、10bのいずれか)から定期的に(例えば、1秒毎に)NMEAデータを取得し、NMEAデータに含まれる位置情報(GPS受信機10による通常測位モードでの測位計算の結果)を集めて所定時間における統計情報を作成し、その統計情報に基づいて、受信点の位置情報を生成する処理を行う。例えば、GPS受信機10による通常測位モードでの複数の測位計算結果の平均値、最頻値または中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する。ここで、DSP23は、GPS受信機10aまたは10bの測位結果を用いて、受信点の位置情報を生成する「位置情報生成部」である。   The DSP 23 acquires NMEA data periodically (for example, every second) from the GPS receiver 10 (any one of the GPS receivers 10a and 10b), and the position information included in the NMEA data (normally by the GPS receiver 10). The result of the positioning calculation in the positioning mode) is collected to create statistical information for a predetermined time, and based on the statistical information, processing for generating position information of the reception point is performed. For example, the position information of the reception point is generated based on an average value, a mode value, or a median value of a plurality of positioning calculation results in the normal positioning mode by the GPS receiver 10. Here, the DSP 23 is a “position information generation unit” that generates position information of a reception point using the positioning result of the GPS receiver 10a or 10b.

GPS制御部25は、GPS受信機10a、10bを制御する「制御部」であり、GPS受信機10a、10bに各種の制御コマンドを送信し、GPS受信機10の動作を制御する。具体的には、GPS制御部25は、位相比較器26の比較結果に基づいて、GPS受信機10a、10bに測位を開始させる制御コマンドを送信し、GPS受信機10a、10bによる測位を互いに異なる所定タイミングで開始させる処理を行う。また、GPS制御部25は、GPS受信機10にモード設定用の制御コマンドを送信し、GPS受信機10を通常測位モードから位置固定モードに切り替える処理を行う。また、GPS制御部25は、GPS受信機10を通常測位モードから位置固定モードに切り替える前に、GPS受信機10に位置設定用の制御コマンドを送信し、DSP23が生成した受信点の位置情報をGPS受信機10に設定する処理を行う。   The GPS control unit 25 is a “control unit” that controls the GPS receivers 10 a and 10 b, and transmits various control commands to the GPS receivers 10 a and 10 b to control the operation of the GPS receiver 10. Specifically, the GPS control unit 25 transmits a control command for starting positioning to the GPS receivers 10a and 10b based on the comparison result of the phase comparator 26, and the positioning by the GPS receivers 10a and 10b is different from each other. A process of starting at a predetermined timing is performed. Further, the GPS control unit 25 transmits a mode setting control command to the GPS receiver 10 and performs a process of switching the GPS receiver 10 from the normal positioning mode to the position fixing mode. Further, the GPS control unit 25 transmits a position setting control command to the GPS receiver 10 before switching the GPS receiver 10 from the normal positioning mode to the position fixing mode, and receives the position information of the reception point generated by the DSP 23. Processing to set in the GPS receiver 10 is performed.

位相比較器26は、GPS受信機10aが出力する1PPS(タイミング信号)とGPS受信機10bが出力する1PPS(タイミング信号)とを位相比較する。ここで、位相比較器26は、GPS受信機10aからのタイミング信号とGPS受信機10bからのタイミング信号との位相のずれ量を算出する「位相比較部」である。位相比較器26の比較結果の位相差信号は、GPS制御部25に入力される。これにより、GPS制御部25は、位相比較器26の比較結果に基づいて、後述する擬似距離の算出の際におけるカウントミスの有無を判断することができる。   The phase comparator 26 performs phase comparison between 1 PPS (timing signal) output from the GPS receiver 10 a and 1 PPS (timing signal) output from the GPS receiver 10 b. Here, the phase comparator 26 is a “phase comparator” that calculates the amount of phase shift between the timing signal from the GPS receiver 10a and the timing signal from the GPS receiver 10b. The phase difference signal as a comparison result of the phase comparator 26 is input to the GPS control unit 25. Thereby, the GPS control part 25 can determine the presence or absence of the count mistake in the calculation of the pseudo distance mentioned later based on the comparison result of the phase comparator 26. FIG.

分周器24は、原子発振器30が出力するクロック信号(周波数:f)をf分周し、1Hzの分周クロック信号を出力する。   The frequency divider 24 divides the clock signal (frequency: f) output from the atomic oscillator 30 by f and outputs a 1 Hz frequency-divided clock signal.

位相比較器21は、GPS受信機10aが出力する1PPSと分周器24が出力する1Hzの分周クロック信号とを位相比較する。位相比較器21の比較結果の位相差信号は、ループフィルター22を介して原子発振器30に入力される。ループフィルター22のパラメーターは、DSP23により設定される。   The phase comparator 21 compares the phase of the 1 PPS output from the GPS receiver 10 a with the 1 Hz frequency-divided clock signal output from the frequency divider 24. The phase difference signal as a comparison result of the phase comparator 21 is input to the atomic oscillator 30 via the loop filter 22. The parameters of the loop filter 22 are set by the DSP 23.

分周器24が出力する1Hzの分周クロック信号は、GPS受信機10aが出力する1PPSと同期しており、タイミング信号生成装置1は、この分周クロック信号をUTCと同期した極めて周波数精度の高い1PPSとして外部に出力する。また、タイミング信号生成装置1は、1PPSと同期して1秒毎に最新のNMEAデータを外部に出力する。   The 1 Hz frequency-divided clock signal output from the frequency divider 24 is synchronized with 1 PPS output from the GPS receiver 10a, and the timing signal generating device 1 synchronizes this frequency-divided clock signal with UTC with extremely high frequency accuracy. Output to the outside as high 1PPS. In addition, the timing signal generation device 1 outputs the latest NMEA data to the outside every second in synchronization with 1 PPS.

原子発振器30は、原子のエネルギー遷移を利用した周波数精度の高いクロック信号を出力可能な発振器であり、例えば、ルビジウム原子やセシウム原子を用いた原子発振器が広く知られている。原子発振器30として、例えば、EIT(Electromagnetically Induced Transparency)現象(CPT(Coherent Population Trapping)現象とも呼ばれる)を利用した原子発振器や、光マイクロ2重共鳴現象を利用した原子発振器等を利用することができる。タイミング信号生成装置1は、原子発振器30が出力する周波数がfのクロック信号も外部に出力する。   The atomic oscillator 30 is an oscillator that can output a clock signal with high frequency accuracy using energy transition of atoms. For example, an atomic oscillator using rubidium atoms or cesium atoms is widely known. As the atomic oscillator 30, for example, an atomic oscillator using an EIT (Electromagnetically Induced Transparency) phenomenon (also called a CPT (Coherent Population Trapping) phenomenon), an atomic oscillator using an optical micro double resonance phenomenon, or the like can be used. . The timing signal generator 1 also outputs a clock signal having a frequency f output from the atomic oscillator 30 to the outside.

原子発振器30は、ループフィルター22の出力電圧(制御電圧)に応じて周波数を微調整可能に構成されており、前述のように、位相比較器21、ループフィルター22、DSP23および分周器24により、原子発振器30が出力するクロック信号はGPS受信機10aが出力する1PPSに完全に同期する。すなわち、位相比較器21、ループフィルター22、DSP23および分周器24による構成は、原子発振器30が出力するクロック信号を1PPSに同期させる「同期制御部」として機能する。なお、原子発振器30は、単体では周波数温度特性が平坦ではないため、原子発振器30の近傍に温度センサー40が配置されており、DSP23は、温度センサー40の検出値(検出温度)に応じて位相比較器21の出力電圧を調整することで、原子発振器30の周波数温度特性を温度補償する処理も行う。   The atomic oscillator 30 is configured such that the frequency can be finely adjusted according to the output voltage (control voltage) of the loop filter 22, and as described above, the phase comparator 21, the loop filter 22, the DSP 23, and the frequency divider 24. The clock signal output from the atomic oscillator 30 is completely synchronized with 1 PPS output from the GPS receiver 10a. That is, the configuration of the phase comparator 21, the loop filter 22, the DSP 23, and the frequency divider 24 functions as a “synchronization control unit” that synchronizes the clock signal output from the atomic oscillator 30 with 1 PPS. In addition, since the frequency temperature characteristic of the atomic oscillator 30 is not flat by itself, the temperature sensor 40 is disposed in the vicinity of the atomic oscillator 30, and the DSP 23 has a phase corresponding to the detection value (detection temperature) of the temperature sensor 40. By adjusting the output voltage of the comparator 21, the temperature temperature characteristic of the atomic oscillator 30 is subjected to temperature compensation.

なお、GPS受信機10が衛星信号を受信できない等の状況(ホールドオーバー)が発生すると、GPS受信機10が出力する1PPSの精度が劣化し、あるいは、GPS受信機10が1PPSの出力を停止する。そのような場合、処理部20は、原子発振器30が出力するクロック信号をGPS受信機10が出力する1PPSに同期させる処理を停止して原子発振器30を自走発振させるようにしてもよい。このようにすれば、タイミング信号生成装置1は、GPS受信機10が出力する1PPSの精度が劣化した場合でも、原子発振器30の自走発振による周波数精度の高い1PPSを出力することができる。なお、原子発振器30に代えてダブルオーブンもしくはシングルオーブンの恒温槽型水晶発振器(OCXO)を用いても、自走発振による周波数精度の高い1PPSを出力することができる。   When a situation (holdover) occurs in which the GPS receiver 10 cannot receive a satellite signal, the accuracy of 1 PPS output from the GPS receiver 10 deteriorates, or the GPS receiver 10 stops outputting 1 PPS. . In such a case, the processing unit 20 may stop the process of synchronizing the clock signal output from the atomic oscillator 30 with 1 PPS output from the GPS receiver 10 and cause the atomic oscillator 30 to self-oscillate. In this way, the timing signal generation device 1 can output 1 PPS with high frequency accuracy due to free-running oscillation of the atomic oscillator 30 even when the accuracy of 1 PPS output from the GPS receiver 10 deteriorates. Note that even if a double oven or single oven thermostat crystal oscillator (OCXO) is used in place of the atomic oscillator 30, 1 PPS with high frequency accuracy due to free-running oscillation can be output.

以下、GPS受信機10a、10bによる測位について詳述する。
図4は、識別コード(C/Aコード)を用いた擬似距離の測定方法を説明するための図である。
Hereinafter, positioning by the GPS receivers 10a and 10b will be described in detail.
FIG. 4 is a diagram for explaining a pseudo distance measurement method using an identification code (C / A code).

図4に示すように、例えば、GPS衛星2とタイミング信号生成装置1との間(より具体的にはGPS衛星2とGPSアンテナ50との間)には、複数のC/Aコードが連続的に並んでいると捉えることができる。ここで、GPS衛星2とタイミング信号生成装置1との間の距離は、通常、C/Aコードの長さ(約300km)の整数倍とはならず、コード端数C/Aaが存在する。つまり、GPS衛星2とタイミング信号生成装置1との間には、C/Aコードの整数倍部分および端数部分が存在する。   As shown in FIG. 4, for example, a plurality of C / A codes are continuous between the GPS satellite 2 and the timing signal generator 1 (more specifically, between the GPS satellite 2 and the GPS antenna 50). Can be seen as being in line. Here, the distance between the GPS satellite 2 and the timing signal generator 1 is not normally an integral multiple of the length of the C / A code (about 300 km), and there is a code fraction C / Aa. That is, between the GPS satellite 2 and the timing signal generator 1, there are an integer multiple portion and a fractional portion of the C / A code.

したがって、C/Aコードの整数倍部分と端数部分との合計の長さを、GPS衛星2とタイミング信号生成装置1との間の誤差を含む距離である「擬似距離」として測定する。タイミング信号生成装置1では、3個以上のGPS衛星2について擬似距離を測定し、測定した3つ以上の擬似距離を用いて受信点の位置の測定(測位)を行う。   Therefore, the total length of the integer multiple portion and the fractional portion of the C / A code is measured as a “pseudo distance” that is a distance including an error between the GPS satellite 2 and the timing signal generation device 1. The timing signal generation device 1 measures pseudoranges for three or more GPS satellites 2 and measures (positions) the position of a reception point using the measured three or more pseudoranges.

なお、本明細書において、前述したコード端数C/Aaをコードフェーズという。コードフェーズは、例えば、C/Aコードの1,023あるチップの何番目であるかで示すこともできるし、距離に換算して示すこともできる。擬似距離を算出するときには、コードフェーズを距離に換算して用いる。   In the present specification, the code fraction C / Aa described above is referred to as a code phase. The code phase can be indicated, for example, by the number of the 1023 chip in the C / A code, or can be indicated in terms of distance. When calculating the pseudo distance, the code phase is converted into a distance and used.

C/Aコードの整数倍部分の長さの計測については、GPS衛星2と受信点との間の概算距離を用いることにより、C/Aコードの整数倍部分を特定することができる。ここで、概算距離は、エフェメリスパラメータに基づくGPS衛星2の位置と、大まかな受信点の位置とに基づいて算出することができる。また、1つのC/Aコードの長さが約300kmであるため、概算距離の算出に用いる大まかな受信点の位置は、正規の受信点の位置に対する誤差が150km以内であればよく、例えば、前回の測位により得られた位置情報である。   Regarding the measurement of the length of the integer multiple portion of the C / A code, the integral multiple portion of the C / A code can be specified by using the approximate distance between the GPS satellite 2 and the reception point. Here, the approximate distance can be calculated based on the position of the GPS satellite 2 based on the ephemeris parameter and the approximate position of the reception point. In addition, since the length of one C / A code is about 300 km, the approximate position of the reception point used for calculating the approximate distance may be an error with respect to the position of the regular reception point within 150 km. This is position information obtained by the previous positioning.

C/Aコードの端数部分の長さの計測については、図4中の矢印X1で示すように、レプリカC/Aコードの位相を移動させながら、C/AコードとレプリカC/Aコードとの相関処理を行うことで、C/Aコードの端数部分を特定することができる。このとき、タイミング信号生成装置1は、同期用周波数も変動させながら、かかる相関処理を行う。また、かかる相関処理は、コヒーレント処理およびインコヒーレント処理で構成される。そして、かかる相関処理において、相関積算値が最大になった位相がコード端数C/Aaである。   Regarding the measurement of the length of the fractional part of the C / A code, as indicated by the arrow X1 in FIG. 4, the phase of the replica C / A code is moved while the phase of the C / A code and the replica C / A code are moved. By performing the correlation process, the fractional part of the C / A code can be specified. At this time, the timing signal generation device 1 performs the correlation process while changing the synchronization frequency. Further, such correlation processing includes coherent processing and incoherent processing. In such correlation processing, the phase where the correlation integrated value is maximized is the code fraction C / Aa.

図5(a)は、C/AコードとレプリカC/Aコードとの相関処理を説明するための図、図5(b)は、相関積算値とコードフェーズとの関係を示すグラフである。   FIG. 5A is a diagram for explaining the correlation processing between the C / A code and the replica C / A code, and FIG. 5B is a graph showing the relationship between the correlation integrated value and the code phase.

コヒーレントは、タイミング信号生成装置1が受信したC/AコードとレプリカC/Aコードとの相関をとる処理である。レプリカC/Aコードは、タイミング信号生成装置1が発生する符号である。   Coherent is a process for obtaining a correlation between the C / A code received by the timing signal generation device 1 and the replica C / A code. The replica C / A code is a code generated by the timing signal generator 1.

例えば、図5(a)に示すように、コヒーレント時間が5msecであれば、5msecの時間において同期積算したC/AコードとレプリカC/Aコードとの相関値等を算出する。コヒーレント処理の結果、相関をとった位相(コードフェーズ)と、相関値が出力される。   For example, as shown in FIG. 5A, if the coherent time is 5 msec, the correlation value between the C / A code and the replica C / A code synchronously integrated in the time of 5 msec is calculated. As a result of the coherent processing, a correlated phase (code phase) and a correlation value are output.

インコヒーレントは、コヒーレント結果の相関値を積算することによって、相関積算値(インコヒーレント値)を算出する処理である。相関処理の結果、コヒーレント処理で出力されたコードフェーズと、相関積算値が出力される。   Incoherent is a process of calculating a correlation integrated value (incoherent value) by integrating the correlation values of coherent results. As a result of the correlation process, the code phase output by the coherent process and the correlation integrated value are output.

図5(b)に示すように、相関積算値の最大値Pmaxに対応するコードフェーズCP1が、レプリカC/Aコードのコードフェーズ、すなわち、C/Aコードのコードフェーズである。そして、タイミング信号生成装置1は、例えば、コードフェーズCP1から2分の1チップ離れたコードフェーズのうち、相関積算値が小さい方の相関積算値をノイズの相関積算値Pnoiseとする。   As shown in FIG. 5B, the code phase CP1 corresponding to the maximum correlation integrated value Pmax is the code phase of the replica C / A code, that is, the code phase of the C / A code. Then, for example, the timing signal generation device 1 sets the correlation integrated value with the smaller correlation integrated value in the code phase that is one-half chip away from the code phase CP1 as the noise correlation integrated value Pnoise.

また、タイミング信号生成装置1は、PmaxとPnoiseとの差分をPmaxで除した値を信号強度XPRとして規定する。なお、特定の電界強度の信号を入力した場合に、算出されるPmaxおよび信号強度XPRの値は、実験によって取得可能である。このため、タイミング信号生成装置1は、Pmaxおよび信号強度XPRから、タイミング信号生成装置1が受信する衛星信号の電界強度を算出することができる。この電界強度は、タイミング信号生成装置1のGPSアンテナ50に到達する衛星信号の電界強度を意味する。   Further, the timing signal generation device 1 defines a value obtained by dividing the difference between Pmax and Pnoise by Pmax as the signal strength XPR. When a signal having a specific electric field strength is input, the calculated values of Pmax and signal strength XPR can be obtained by experiments. Therefore, the timing signal generation device 1 can calculate the electric field strength of the satellite signal received by the timing signal generation device 1 from Pmax and the signal strength XPR. This electric field strength means the electric field strength of the satellite signal that reaches the GPS antenna 50 of the timing signal generation device 1.

ここで、電界強度が強いほど、上述したインコヒーレント時間が短くてもコードフェーズを特定することができ、そのコードフェーズの精度が高い。これに対して、電界強度が弱い場合には、インコヒーレント時間を長くしなければコードフェーズを特定することができず、電界強度が強い場合に比べて、そのコードフェーズの精度が低くなる。   Here, the higher the electric field strength, the more the code phase can be specified even if the incoherent time described above is short, and the accuracy of the code phase is high. On the other hand, when the electric field strength is weak, the code phase cannot be specified unless the incoherent time is lengthened, and the accuracy of the code phase becomes lower than when the electric field strength is strong.

以上説明したようにして擬似距離を測定するが、C/Aコードの整数倍部分の長さの計測は比較的迅速に行うことができるのに対して、C/Aコードの端数部分の長さの計測は、受信状況等に応じて計測に要する時間が変化するため、長時間を要する場合がある。そのため、C/Aコードの整数倍部分の長さの計測が終了していても、C/Aコードの端数部分の長さの計測を行っている間に、GPS衛星2の移動に伴ってGPS衛星2と受信点との間に存在するC/Aコードの整数部分の数か変化してカウントミスを生じてしまう場合がある。このような場合、C/Aコードの整数部分の数をカウントミスした状態のまま擬似距離を算出するため、擬似距離の精度が低下してしまう。   Although the pseudo distance is measured as described above, the length of the integer multiple portion of the C / A code can be measured relatively quickly, whereas the length of the fractional portion of the C / A code is measured. This measurement may take a long time because the time required for the measurement changes depending on the reception status and the like. Therefore, even if the measurement of the length of the integer multiple portion of the C / A code has been completed, the GPS satellite 2 moves with the GPS while the length of the fractional portion of the C / A code is being measured. There may be a case where the number of integer parts of the C / A code existing between the satellite 2 and the reception point changes to cause a count error. In such a case, since the pseudo distance is calculated in a state where the number of integer parts of the C / A code is missed, the accuracy of the pseudo distance is lowered.

そこで、タイミング信号生成装置1では、前述したように2つのGPS受信機10a、10bを搭載し、GPS受信機10a、10bによる測位を互いに異なる所定タイミングで開始させておき、位相比較器26の比較結果に基づいて、擬似距離の算出の際におけるカウントミスの有無を判断し、カウントミスがあると判断した場合に、GPS受信機10a、10bの測位をやり直す。   Therefore, in the timing signal generation device 1, the two GPS receivers 10a and 10b are mounted as described above, and positioning by the GPS receivers 10a and 10b is started at predetermined timings different from each other, and the comparison by the phase comparator 26 is performed. Based on the result, it is determined whether or not there is a counting error when calculating the pseudo distance, and when it is determined that there is a counting error, positioning of the GPS receivers 10a and 10b is performed again.

より具体的に説明すると、タイミング信号生成装置1では、GPS受信機10aが第1受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成するとともに、GPS受信機10bが第1受信開始タイミングとは異なる第2受信開始タイミングで受信した衛星信号(GPS受信機10aが受信する衛星信号と同一の衛星信号)を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する。   More specifically, in the timing signal generating device 1, the GPS receiver 10a generates a timing signal (1PPS) using the satellite signal received at the first reception start timing, and the GPS receiver 10b has the first signal. A timing signal (1PPS) is generated using the satellite signal received at the second reception start timing different from the reception start timing (the same satellite signal as the satellite signal received by the GPS receiver 10a).

そして、位相比較器26が、GPS受信機10aからのタイミング信号とGPS受信機10bからのタイミング信号との位相を比較して比較結果を生成し、GPS制御部25が、その比較結果に基づいて、GPS受信機10a、10bを制御する。   Then, the phase comparator 26 compares the phases of the timing signal from the GPS receiver 10a and the timing signal from the GPS receiver 10b to generate a comparison result, and the GPS control unit 25 is based on the comparison result. The GPS receivers 10a and 10b are controlled.

具体的には、GPS制御部25は、位相比較器26の比較結果に基づいて、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングを制御する。これにより、必要に応じて、GPS受信機10a、10bの受信開始タイミングを変更し、カウントミスを防止することができる。すなわち、識別コードのカウントミスがない状態を維持することができる。   Specifically, the GPS control unit 25 controls the first reception start timing and the second reception start timing based on the comparison result of the phase comparator 26. Thereby, the reception start timing of GPS receiver 10a, 10b can be changed as needed, and a count mistake can be prevented. That is, it is possible to maintain a state where there is no miscounting of the identification code.

以下、GPS制御部25によるGPS受信機10a、10bの受信開始タイミングの制御について説明する。   Hereinafter, the control of the reception start timing of the GPS receivers 10a and 10b by the GPS control unit 25 will be described.

図6は、図1に示すタイミング信号生成装置における測位およびタイミング信号の出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure of positioning and timing signal output in the timing signal generation device shown in FIG.

まず、GPS受信機10a、10bの双方が測位可能な状態であるか否かを判断する(ステップS1)。そして、GPS受信機10a、10bの双方が測位可能な状態となった場合、GPS受信機10aの測位を開始する(ステップS2)。このGPS受信機10aが測位を開始したタイミングが「第1受信開始タイミング」である。   First, it is determined whether or not both of the GPS receivers 10a and 10b are capable of positioning (step S1). When both the GPS receivers 10a and 10b are ready for positioning, the GPS receiver 10a starts positioning (step S2). The timing at which the GPS receiver 10a starts positioning is the “first reception start timing”.

その後、所定時間が経過したか否かを判断し(ステップS3)、経過した場合に、GPS受信機10bの測位を開始する(ステップS4)。このGPS受信機10bが測位を開始したタイミングが「第2受信開始タイミング」であり、ステップS3における所定時間分第1受信開始タイミングに対して遅れている。   Thereafter, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (step S3). When the predetermined time has elapsed, positioning of the GPS receiver 10b is started (step S4). The timing at which the GPS receiver 10b starts positioning is the “second reception start timing”, which is delayed from the first reception start timing by a predetermined time in step S3.

ここで、第1受信開始タイミングと第2受信開始タイミングとのずれが1秒以上であることが好ましい。これにより、ループ制御を用いて比較的簡単な構成で、第1受信開始タイミングと第2受信開始タイミングとのずれを任意に設定することができる。   Here, it is preferable that the difference between the first reception start timing and the second reception start timing is 1 second or more. As a result, the difference between the first reception start timing and the second reception start timing can be arbitrarily set with a relatively simple configuration using loop control.

次に、GPS受信機10a、10bの測位に必要な時間の経過後、GPS受信機10a、10bの測位を終了する(ステップS5)。測位終了後、GPS受信機10a、10bは、それぞれ、得られた測位結果を用いて1PPSを生成する。   Next, after the time necessary for positioning of the GPS receivers 10a and 10b has elapsed, the positioning of the GPS receivers 10a and 10b is terminated (step S5). After the positioning is completed, the GPS receivers 10a and 10b each generate 1PPS using the obtained positioning results.

次に、位相比較器26の比較結果に基づいて、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10bからの1PPSの位相差が所定範囲内であるか否かを判断する(ステップS6)。そして、かかる位相差が所定範囲内でない場合には、擬似距離の算出の際におけるカウントミスがあったと判断し、前述したステップS2に移行して、GPS受信機10a、10bによる測位をやり直す。これにより、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方が変更される。このとき、ステップS3に設定された所定時間を変更してもよい。   Next, based on the comparison result of the phase comparator 26, it is determined whether or not the phase difference between 1PPS from the GPS receiver 10a and 1PPS from the GPS receiver 10b is within a predetermined range (step S6). If the phase difference is not within the predetermined range, it is determined that there has been a count error in the calculation of the pseudo distance, the process proceeds to step S2 described above, and positioning by the GPS receivers 10a and 10b is performed again. Thereby, at least one of the first reception start timing and the second reception start timing is changed. At this time, the predetermined time set in step S3 may be changed.

このように、GPS制御部25は、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10bからの1PPSとの位相のずれ量が規定値よりも大きい場合に、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方のタイミングを変更した後にGPS受信機10a、10bに1PPSの生成を行わせる。これにより、C/Aコードのカウントミスがあった場合に、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方のタイミングを変更して、C/Aコードのカウントミスがない状態で、GPS受信機10a、10bからの1PPSの生成を行うことができる。   As described above, the GPS control unit 25 performs the first reception start timing and the second reception start when the amount of phase shift between the 1PPS from the GPS receiver 10a and the 1PPS from the GPS receiver 10b is larger than the specified value. After changing the timing of at least one of the timings, the GPS receivers 10a and 10b are caused to generate 1PPS. As a result, when there is a C / A code count error, at least one of the first reception start timing and the second reception start timing is changed so that there is no C / A code count error. 1PPS can be generated from the GPS receivers 10a and 10b.

ここで、ステップS6において位相差が所定範囲内であるか否かの判断に用いる規定値は、1μsec以上であることが好ましく、より具体的には、1μsec程度に設定されていることが好ましい。これにより、例えば、識別コードとしてC/Aコードを用いた場合、1PPSの位相のずれを簡単かつ高精度に検出することができる。   Here, the specified value used for determining whether or not the phase difference is within the predetermined range in step S6 is preferably 1 μsec or more, and more specifically, is preferably set to about 1 μsec. Thereby, for example, when a C / A code is used as the identification code, a phase shift of 1 PPS can be detected easily and with high accuracy.

一方、かかる位相差が所定範囲内である場合には、擬似距離の算出の際におけるカウントミスがなかったと判断し、位相比較器21、ループフィルター22、DSP23および分周器24により、GPS受信機10aが出力する1PPSを、原子発振器30が出力するクロック信号に完全に同期させて出力するPLL処理を行う(ステップS7)。これにより、擬似距離の算出の際におけるカウントミスのない高精度な1PPSを出力することができる。   On the other hand, when the phase difference is within the predetermined range, it is determined that there is no count error when calculating the pseudorange, and the GPS signal is received by the phase comparator 21, the loop filter 22, the DSP 23, and the frequency divider 24. PLL processing is performed to output 1 PPS output from 10a in complete synchronization with the clock signal output from the atomic oscillator 30 (step S7). As a result, it is possible to output highly accurate 1PPS without counting errors when calculating the pseudorange.

このように、GPS制御部25は、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10bからの1PPSとの位相のずれ量が規定値以下である場合に、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングを保持したままGPS受信機10a、10bに1PPSの生成を行わせる。これにより、C/Aコードのカウントミスがない状態で、GPS受信機10a、10bからの1PPSの生成を行うことができる。   As described above, the GPS control unit 25 performs the first reception start timing and the second reception start when the amount of phase shift between the 1PPS from the GPS receiver 10a and the 1PPS from the GPS receiver 10b is equal to or less than the specified value. The GPS receivers 10a and 10b are caused to generate 1 PPS while maintaining the timing. Thereby, 1PPS can be generated from the GPS receivers 10a and 10b in a state where there is no C / A code count error.

この1PPSの出力は、終了の指示があるまで継続し(ステップS8)、終了の指示があった場合、終了する(ステップS9)。   This 1PPS output is continued until an end instruction is given (step S8), and when an end instruction is given, the output ends (step S9).

このような測位およびタイミング信号の出力の手順によれば、受信開始タイミングの異なる2つのGPS受信機10a、10bからの1PPSの比較結果に基づいて、いずれか一方の受信機において、衛星信号に含まれるC/Aコード(識別コードの一例)がGPS衛星2と受信点との間にある数をカウントして擬似距離を算出する際に、そのカウントミスを検知することができる。そのため、C/Aコードのカウントミスがあった場合でも、カウントミスがない受信開始タイミングとなるように、GPS受信機10a、10bの動作をリセットすることができる。したがって、C/Aコードのカウントミスがない場合の受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、精度よく擬似距離を測定することができる。また、その測定された擬似距離を用いることで、受信点の位置を高精度に測定したり、高精度な1PPSを生成・出力したりすることができる。   According to such positioning and timing signal output procedures, one of the receivers is included in the satellite signal based on the comparison result of 1 PPS from the two GPS receivers 10a and 10b having different reception start timings. When a pseudo distance is calculated by counting the number of C / A codes (an example of an identification code) between the GPS satellite 2 and the reception point, it is possible to detect the counting error. Therefore, even when there is a C / A code count error, the operations of the GPS receivers 10a and 10b can be reset so that the reception start timing without a count error is reached. Therefore, it is possible to accurately measure the pseudorange using the satellite signal received at the reception start timing when there is no C / A code count error. Further, by using the measured pseudo distance, it is possible to measure the position of the reception point with high accuracy and to generate / output highly accurate 1PPS.

ここで、GPS受信機10a、10bがそれぞれ生成するタイミング信号が1PPSであるため、協定世界時(UTC:Coordinated Universal Time)に同期した正確なタイミング信号として1PPS(Pulse per Second)を生成・出力することができる。   Here, since the timing signals generated by the GPS receivers 10a and 10b are each 1 PPS, 1 PPS (Pulse per Second) is generated and output as an accurate timing signal synchronized with Coordinated Universal Time (UTC). be able to.

また、前述したような高精度なGPS受信機10aまたは10bの測位結果を用いてDSP23が受信点の位置情報を生成するため、高精度な受信点の位置情報を生成することができる。   Further, since the DSP 23 generates the position information of the reception point using the positioning result of the high-accuracy GPS receiver 10a or 10b as described above, it is possible to generate the position information of the reception point with high accuracy.

<第2実施形態>
図7は、本発明の第2実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
Second Embodiment
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a timing signal generation device according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態は、GPS受信機の数が異なり、それに伴ってスイッチおよび位相比較器を追加した以外は、前述した第1実施形態と同様である。   This embodiment is the same as the first embodiment described above except that the number of GPS receivers is different and a switch and a phase comparator are added accordingly.

なお、以下の説明では、第2実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図7において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。   In the following description, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted. Moreover, in FIG. 7, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to embodiment mentioned above.

図7に示すタイミング信号生成装置1Aは、GPS受信機10A、処理部(CPU)20A、原子発振器30、温度センサー40、GPSアンテナ50を含んで構成されている。   A timing signal generating apparatus 1A shown in FIG. 7 includes a GPS receiver 10A, a processing unit (CPU) 20A, an atomic oscillator 30, a temperature sensor 40, and a GPS antenna 50.

GPS受信機10Aは、3つのGPS受信機10a、10b、10cからなり、それぞれのGPS受信機10a、10b、10cがGPSアンテナ50を介して受信した衛星信号に基づいて、各種の処理を行う。ここで、GPS受信機10aは、第1受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する「第1受信機」であり、GPS受信機10bは、第1受信開始タイミングとは異なる第2受信開始タイミングで受信した衛星信号(GPS受信機10aが受信する衛星信号と同一の衛星信号)を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する「第2受信機」である。また、GPS受信機10cは、第1受信開始タイミングおよび第2受信開始タイミングとは異なる第3受信開始タイミングで受信した衛星信号(GPS受信機10aが受信する衛星信号と同一の衛星信号)を用いて、タイミング信号(1PPS)を生成する「第3受信機」である。   The GPS receiver 10 </ b> A includes three GPS receivers 10 a, 10 b, and 10 c, and performs various processes based on satellite signals received by the GPS receivers 10 a, 10 b, and 10 c via the GPS antenna 50. Here, the GPS receiver 10a is a “first receiver” that generates a timing signal (1PPS) using the satellite signal received at the first reception start timing, and the GPS receiver 10b starts the first reception. A “second receiver” that generates a timing signal (1PPS) using a satellite signal received at a second reception start timing different from the timing (the same satellite signal as the satellite signal received by the GPS receiver 10a). . The GPS receiver 10c uses a satellite signal (the same satellite signal as the satellite signal received by the GPS receiver 10a) received at a third reception start timing different from the first reception start timing and the second reception start timing. Thus, it is a “third receiver” that generates the timing signal (1PPS).

この処理部20Aは、位相比較器21、ループフィルター22、DSP(Digital Signal Processor)23、分周器24、GPS制御部25、位相比較器26、27およびスイッチ28を含んで構成されている。   The processing unit 20A includes a phase comparator 21, a loop filter 22, a DSP (Digital Signal Processor) 23, a frequency divider 24, a GPS control unit 25, phase comparators 26 and 27, and a switch 28.

位相比較器27は、GPS受信機10bが出力する1PPS(タイミング信号)とGPS受信機10cが出力する1PPS(タイミング信号)とを位相比較する。ここで、位相比較器27は、GPS受信機10bからのタイミング信号とGPS受信機10cからのタイミング信号との位相のずれ量を算出する「位相比較部」である。位相比較器27の比較結果の位相差信号は、GPS制御部25に入力される。これにより、GPS制御部25は、位相比較器27の比較結果に基づいて、後述する擬似距離の算出の際におけるカウントミスの有無を判断することができる。   The phase comparator 27 performs phase comparison between 1 PPS (timing signal) output from the GPS receiver 10 b and 1 PPS (timing signal) output from the GPS receiver 10 c. Here, the phase comparator 27 is a “phase comparator” that calculates the amount of phase shift between the timing signal from the GPS receiver 10 b and the timing signal from the GPS receiver 10 c. The phase difference signal as a comparison result of the phase comparator 27 is input to the GPS control unit 25. As a result, the GPS control unit 25 can determine the presence or absence of a counting error when calculating a pseudo distance, which will be described later, based on the comparison result of the phase comparator 27.

スイッチ28は、GPS受信機10aと位相比較器21との間に設けられている。このスイッチ28には、GPS受信機10aからの1PPSだけでなく、GPS受信機10bからの1PPSも入力される。そして、スイッチ28は、位相比較器21に対して、GPS受信機10aからの1PPSと、GPS受信機10bとのうちのいずれかを選択して出力する。この選択は、GPS制御部25が、位相比較器26、27の比較結果に基づいて行う。   The switch 28 is provided between the GPS receiver 10 a and the phase comparator 21. Not only 1PPS from the GPS receiver 10a but also 1PPS from the GPS receiver 10b are input to the switch 28. The switch 28 selects and outputs either the 1PPS from the GPS receiver 10a or the GPS receiver 10b to the phase comparator 21. This selection is performed by the GPS control unit 25 based on the comparison results of the phase comparators 26 and 27.

以下、GPS受信機10a、10b、10cの受信開始タイミングの制御について説明する。   Hereinafter, control of the reception start timing of the GPS receivers 10a, 10b, and 10c will be described.

図8は、図7に示すタイミング信号生成装置における測位およびタイミング信号の出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure of positioning and timing signal output in the timing signal generation device shown in FIG.

まず、GPS受信機10a、10b、10cのすべてが測位可能な状態であるか否かを判断する(ステップS10)。そして、GPS受信機10a、10b、10cのすべてが測位可能な状態となった場合、GPS受信機10aの測位を開始する(ステップS2)。   First, it is determined whether or not all of the GPS receivers 10a, 10b, and 10c are in a state where positioning is possible (step S10). When all of the GPS receivers 10a, 10b, and 10c are ready for positioning, the GPS receiver 10a starts positioning (step S2).

その後、所定時間が経過したか否かを判断し(ステップS3)、経過した場合に、GPS受信機10bの測位を開始する(ステップS4)。   Thereafter, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (step S3). When the predetermined time has elapsed, positioning of the GPS receiver 10b is started (step S4).

さらに、所定時間が経過したか否かを判断し(ステップS11)、経過した場合に、GPS受信機10cの測位を開始する(ステップS12)。このGPS受信機10cが測位を開始したタイミングが「第3受信開始タイミング」であり、ステップS11における所定時間分第2受信開始タイミングに対して遅れている。   Further, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed (step S11), and when it has elapsed, positioning of the GPS receiver 10c is started (step S12). The timing at which the GPS receiver 10c starts positioning is the “third reception start timing”, which is delayed from the second reception start timing by a predetermined time in step S11.

ここで、第2受信開始タイミングと第3受信開始タイミングとのずれが1秒以上であることが好ましい。これにより、ループ制御を用いて比較的簡単な構成で、第2受信開始タイミングと第3受信開始タイミングとのずれを任意に設定することができる。   Here, the difference between the second reception start timing and the third reception start timing is preferably 1 second or more. Thereby, the shift | offset | difference of a 2nd reception start timing and a 3rd reception start timing can be arbitrarily set with a comparatively simple structure using loop control.

次に、GPS受信機10a、10b、10cの測位に必要な時間の経過後、GPS受信機10a、10b、10cの測位を終了する(ステップS13)。測位終了後、GPS受信機10a、10b、10cは、それぞれ、得られた測位結果を用いて1PPSを生成する。   Next, after the time necessary for positioning of the GPS receivers 10a, 10b, and 10c has elapsed, the positioning of the GPS receivers 10a, 10b, and 10c is terminated (step S13). After the positioning is finished, the GPS receivers 10a, 10b, and 10c each generate 1PPS using the obtained positioning results.

次に、位相比較器26の比較結果に基づいて、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10bからの1PPSの位相差が所定範囲内であるか否かを判断する(ステップS6)。そして、位相比較器26の比較結果に基づく位相差が所定範囲内でない場合には、位相比較器27の比較結果に基づいて、GPS受信機10bからの1PPSとGPS受信機10cからの1PPSの位相差が所定範囲内であるか否かを判断する(ステップS15)。   Next, based on the comparison result of the phase comparator 26, it is determined whether or not the phase difference between 1PPS from the GPS receiver 10a and 1PPS from the GPS receiver 10b is within a predetermined range (step S6). If the phase difference based on the comparison result of the phase comparator 26 is not within the predetermined range, the position of 1PPS from the GPS receiver 10b and 1PPS from the GPS receiver 10c are determined based on the comparison result of the phase comparator 27. It is determined whether or not the phase difference is within a predetermined range (step S15).

位相比較器27の比較結果に基づく位相差が所定範囲内でない場合には、擬似距離の算出の際におけるカウントミスがあったと判断し、前述したステップS2に移行して、GPS受信機10a、10b、10cによる測位をやり直す。これにより、第1受信開始タイミング、第2受信開始タイミングおよび第3受信開始タイミングのうちの少なくとも一つのタイミングが変更される。このとき、ステップS3およびステップS11のうちのいずれか一方に設定された所定時間を変更してもよい。   If the phase difference based on the comparison result of the phase comparator 27 is not within the predetermined range, it is determined that there is a count error in the calculation of the pseudo distance, and the process proceeds to the above-described step S2, and the GPS receivers 10a and 10b. Repeat positioning by 10c. Thereby, at least one of the first reception start timing, the second reception start timing, and the third reception start timing is changed. At this time, you may change the predetermined time set to any one of step S3 and step S11.

一方、位相比較器27の比較結果に基づく位相差が所定範囲内である場合には、GPS受信機10b、10cにおける擬似距離の算出の際におけるカウントミスがなかったと判断し、スイッチ28の切り換えによりGPS受信機10bを選択してPLL処理を行う(ステップS16)。これにより、擬似距離の算出の際におけるカウントミスのない高精度な1PPSを出力することができる。   On the other hand, when the phase difference based on the comparison result of the phase comparator 27 is within the predetermined range, it is determined that there is no count error when calculating the pseudo distance in the GPS receivers 10b and 10c, and the switch 28 is switched. The GPS receiver 10b is selected and PLL processing is performed (step S16). As a result, it is possible to output highly accurate 1PPS without counting errors when calculating the pseudorange.

また、位相比較器26の比較結果に基づく位相差が所定範囲内である場合には、GPS受信機10a、10bにおける擬似距離の算出の際におけるカウントミスがなかったと判断し、スイッチ28の切り換えによりGPS受信機10aを選択してPLL処理を行う(ステップS14)。これにより、擬似距離の算出の際におけるカウントミスのない高精度な1PPSを出力することができる。   Further, when the phase difference based on the comparison result of the phase comparator 26 is within a predetermined range, it is determined that there is no count error in calculating the pseudo distance in the GPS receivers 10a and 10b, and the switch 28 is switched. The GPS receiver 10a is selected and PLL processing is performed (step S14). As a result, it is possible to output highly accurate 1PPS without counting errors when calculating the pseudorange.

このようなスイッチ28の選択後の1PPSの出力は、終了の指示があるまで継続し(ステップS8)、終了の指示があった場合、終了する(ステップS9)。   The output of 1 PPS after the selection of the switch 28 is continued until an end instruction is given (step S8), and when an end instruction is given, the output ends (step S9).

以上説明したようなタイミング信号生成装置1Aによれば、3つのGPS受信機10a、10b、10cを用いて、擬似距離の算出におけるカウントミスを検知するため、擬似距離の算出のやり直しの確率を低くすることができ、信頼性を向上させることができる。   According to the timing signal generating apparatus 1A as described above, since the count error in the pseudo distance calculation is detected using the three GPS receivers 10a, 10b, and 10c, the probability of the re-calculation of the pseudo distance is reduced. And reliability can be improved.

なお、本実施形態では、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10bからの1PPSとの位相差、および、GPS受信機10bからの1PPSとGPS受信機10cからの1PPSとの位相差に基づいて、擬似距離の算出におけるカウントミスを検知する場合を説明したが、これに加えて、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10cからの1PPSとの位相差に基づいて、擬似距離の算出におけるカウントミスを検知してもよい。この場合、GPS受信機10aからの1PPSとGPS受信機10cからの1PPSとの位相差が所定範囲内であるとき、GPS受信機10aまたはGPS受信機10cを選択してPLL処理を行えばよい。   In this embodiment, based on the phase difference between 1PPS from the GPS receiver 10a and 1PPS from the GPS receiver 10b, and the phase difference between 1PPS from the GPS receiver 10b and 1PPS from the GPS receiver 10c. In addition, although the case of detecting a count error in the calculation of the pseudo distance has been described, in addition to this, the calculation of the pseudo distance is performed based on the phase difference between the 1PPS from the GPS receiver 10a and the 1PPS from the GPS receiver 10c. A count error may be detected. In this case, when the phase difference between 1PPS from the GPS receiver 10a and 1PPS from the GPS receiver 10c is within a predetermined range, the GPS processing may be performed by selecting the GPS receiver 10a or the GPS receiver 10c.

2.電子機器
次に、本発明の電子機器の実施形態を説明する。
2. Next, an embodiment of an electronic device of the present invention will be described.

図9は、本発明の電子機器の実施形態を示すブロック図である。
図9に示す電子機器300は、タイミング信号生成装置310、CPU(Central Processing Unit)320、操作部330、ROM(Read Only Memory)340、RAM(Random Access Memory)350、通信部360および表示部370を含んで構成されている。
FIG. 9 is a block diagram showing an embodiment of the electronic apparatus of the present invention.
9 includes a timing signal generation device 310, a CPU (Central Processing Unit) 320, an operation unit 330, a ROM (Read Only Memory) 340, a RAM (Random Access Memory) 350, a communication unit 360, and a display unit 370. It is comprised including.

タイミング信号生成装置310は、例えば、前述した第1実施形態または第2実施形態のいずれかのタイミング信号生成装置(1または1A)であり、先に説明したように、衛星信号を受信して高精度のタイミング信号(1PPS)を生成し、外部に出力する。これにより、より低コストで信頼性の高い電子機器300を実現することができる。   The timing signal generation device 310 is, for example, the timing signal generation device (1 or 1A) of the first embodiment or the second embodiment described above, and receives a satellite signal and receives a high signal as described above. A precision timing signal (1PPS) is generated and output to the outside. Thereby, the electronic device 300 with higher reliability at a lower cost can be realized.

CPU320は、ROM340等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、CPU320は、タイミング信号生成装置310が出力するタイミング信号(1PPS)やクロック信号に同期して、計時処理、操作部330からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部360を制御する処理、表示部370に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。   The CPU 320 performs various calculation processes and control processes in accordance with programs stored in the ROM 340 and the like. Specifically, the CPU 320 synchronizes with the timing signal (1PPS) and the clock signal output from the timing signal generation device 310, performs various processes according to the operation signal from the operation unit 330, data communication with the outside In order to perform the process, a process of controlling the communication unit 360, a process of transmitting a display signal for displaying various information on the display unit 370, and the like are performed.

操作部330は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をCPU320に出力する。   The operation unit 330 is an input device including operation keys, button switches, and the like, and outputs an operation signal corresponding to an operation by the user to the CPU 320.

ROM340は、CPU320が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。   The ROM 340 stores programs, data, and the like for the CPU 320 to perform various calculation processes and control processes.

RAM350は、CPU320の作業領域として用いられ、ROM340から読み出されたプログラムやデータ、操作部330から入力されたデータ、CPU320が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。   The RAM 350 is used as a work area of the CPU 320, and temporarily stores programs and data read from the ROM 340, data input from the operation unit 330, calculation results executed by the CPU 320 according to various programs, and the like.

通信部360は、CPU320と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。   The communication unit 360 performs various controls for establishing data communication between the CPU 320 and an external device.

表示部370は、LCD(Liquid Crystal Display)等により構成される表示装置であり、CPU320から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部370には操作部330として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。   The display unit 370 is a display device configured by an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays various types of information based on a display signal input from the CPU 320. The display unit 370 may be provided with a touch panel that functions as the operation unit 330.

このような電子機器300としては種々の電子機器が考えられ、特に限定されないが、例えば、標準時刻との同期を実現する時刻管理用のサーバー(タイムサーバー)、タイムスタンプの発行等を行う時刻管理装置(タイムスタンプサーバー)、基地局等の周波数基準装置等が挙げられる。   Various electronic devices are conceivable as such an electronic device 300, and are not particularly limited. For example, a time management server that realizes synchronization with a standard time (time server), time management that issues time stamps, and the like Examples include devices (time stamp servers) and frequency reference devices such as base stations.

3.移動体
図10は、本発明の移動体の実施形態を示す図である。
3. Mobile Object FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a mobile object of the present invention.

図10に示す移動体400は、タイミング信号生成装置410、カーナビゲーション装置420、コントローラー430、440、450、バッテリー460、バックアップ用バッテリー470を含んで構成されている。   A moving body 400 shown in FIG. 10 includes a timing signal generation device 410, a car navigation device 420, controllers 430, 440, 450, a battery 460, and a backup battery 470.

タイミング信号生成装置410としては、上述の各実施形態のタイミング信号生成装置1を適用することができる。タイミング信号生成装置410は、例えば、移動体400が移動中は、通常測位モードでリアルタイムに測位計算を行って1PPS、クロック信号およびNMEAデータを出力する。また、タイミング信号生成装置410は、例えば、移動体400が停止中は、通常測位モードで複数回の測位計算を行った後、現在の位置情報として設定し、位置固定モードで1PPS、クロック信号およびNMEAデータを出力する。   As the timing signal generation device 410, the timing signal generation device 1 of each of the above-described embodiments can be applied. For example, when the moving body 400 is moving, the timing signal generation device 410 performs a positioning calculation in real time in the normal positioning mode and outputs 1 PPS, a clock signal, and NMEA data. Further, for example, when the moving body 400 is stopped, the timing signal generation device 410 performs positioning calculation a plurality of times in the normal positioning mode, and then sets it as the current position information. In the position fixing mode, the timing signal generation device 410 sets 1PPS, Output NMEA data.

カーナビゲーション装置420は、タイミング信号生成装置410が出力する1PPSやクロック信号に同期して、タイミング信号生成装置410が出力するNMEAデータを用いて、位置や時刻その他の各種の情報をディスプレイに表示する。   The car navigation device 420 displays the position, time, and other various information on the display using the NMEA data output from the timing signal generation device 410 in synchronization with the 1PPS output from the timing signal generation device 410 and the clock signal. .

コントローラー430、440、450は、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行う。コントローラー430、440、450は、タイミング信号生成装置410が出力するクロック信号に同期して各種の制御を行うようにしてもよい。   The controllers 430, 440, and 450 perform various controls such as an engine system, a brake system, and a keyless entry system. The controllers 430, 440, and 450 may perform various controls in synchronization with the clock signal output from the timing signal generation device 410.

本実施形態の移動体400は、タイミング信号生成装置410を備えていることで、移動中も停止中も高い信頼性を確保することができる。   Since the moving body 400 of the present embodiment includes the timing signal generation device 410, high reliability can be ensured both during movement and during stoppage.

このような移動体400としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車(電気自動車も含む)、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。   As such a moving body 400, various moving bodies can be considered, and examples thereof include automobiles (including electric automobiles), aircraft such as jets and helicopters, ships, rockets, and artificial satellites.

以上、本発明の測位装置、タイミング信号生成装置、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。   As described above, the positioning device, the timing signal generation device, the electronic device, and the moving body of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.

また、本発明は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。   In addition, the present invention can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function as that of the above-described embodiment, and an arbitrary configuration can be added.

また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を適宜組み合わせるようにしてもよい。   Moreover, you may make it this invention combine suitably the arbitrary structures of each embodiment mentioned above.

また、上述した各実施形態では、GPSを利用したタイミング信号生成装置を例に挙げたが、GPS以外の全地球的航法衛星システム(GNSS)、例えば、ガリレオ、GLONASS等を利用してもよい。   Further, in each of the above-described embodiments, the timing signal generation device using GPS is taken as an example, but a global navigation satellite system (GNSS) other than GPS, for example, Galileo, GLONASS, or the like may be used.

1‥‥タイミング信号生成装置
1A‥‥タイミング信号生成装置
2‥‥GPS衛星
10‥‥GPS受信機
10A‥‥GPS受信機
10a‥‥GPS受信機
10b‥‥GPS受信機
10c‥‥GPS受信機
11‥‥SAWフィルター
12‥‥RF処理部
13‥‥ベースバンド処理部
14‥‥TCXO
20‥‥処理部
20A‥‥処理部
21‥‥位相比較器
22‥‥ループフィルター
23‥‥DSP
24‥‥分周器
25‥‥GPS制御部
26‥‥位相比較器
27‥‥位相比較器
28‥‥スイッチ
30‥‥原子発振器
40‥‥温度センサー
50‥‥アンテナ
121‥‥PLL
122‥‥LNA
123‥‥ミキサー
124‥‥IFアンプ
125‥‥IFフィルター
126‥‥ADC
131‥‥DSP
132‥‥CPU
133‥‥SRAM
134‥‥RTC
300‥‥電子機器
310‥‥タイミング信号生成装置
320‥‥CPU
330‥‥操作部
340‥‥ROM
350‥‥RAM
360‥‥通信部
370‥‥表示部
400‥‥移動体
410‥‥タイミング信号生成装置
420‥‥カーナビゲーション装置
430‥‥コントローラー
440‥‥コントローラー
450‥‥コントローラー
460‥‥バッテリー
470‥‥バックアップ用バッテリー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Timing signal generator 1A ... Timing signal generator 2 ... GPS satellite 10 ... GPS receiver 10A ... GPS receiver 10a ... GPS receiver 10b ... GPS receiver 10c ... GPS receiver 11 SAW filter 12 RF processing unit 13 Baseband processing unit 14 TCXO
20 ... Processing unit 20A ... Processing unit 21 ... Phase comparator 22 ... Loop filter 23 ... DSP
24 ... Frequency divider 25 ... GPS controller 26 ... Phase comparator 27 ... Phase comparator 28 ... Switch 30 ... Atomic oscillator 40 ... Temperature sensor 50 ... Antenna 121 ... PLL
122 ... LNA
123 ... Mixer 124 ... IF amplifier 125 ... IF filter 126 ... ADC
131 ... DSP
132 ... CPU
133 ... SRAM
134 ... RTC
300 ... Electronic equipment 310 ... Timing signal generator 320 ... CPU
330 ... Operation unit 340 ... ROM
350 ... RAM
360 Communication unit 370 Display unit 400 Moving body 410 Timing signal generation device 420 Car navigation device 430 Controller 440 Controller 450 Controller 460 Battery 470 Backup battery

Claims (12)

第1受信開始タイミングで受信した衛星信号を用いて、タイミング信号を生成する第1受信機と、
前記第1受信開始タイミングとは異なる第2受信開始タイミングで受信した前記衛星信号を用いて、タイミング信号を生成する第2受信機と、
前記第1受信機からのタイミング信号と前記第2受信機からのタイミング信号との位相を比較して比較結果を生成する位相比較部と、
前記比較結果に基づいて、前記第1受信機および第2受信機を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする測位装置。
A first receiver that generates a timing signal using a satellite signal received at a first reception start timing;
A second receiver that generates a timing signal using the satellite signal received at a second reception start timing different from the first reception start timing;
A phase comparator that compares the phase of the timing signal from the first receiver and the timing signal from the second receiver to generate a comparison result;
A control unit for controlling the first receiver and the second receiver based on the comparison result;
A positioning device comprising:
前記第1受信開始タイミングと前記第2受信開始タイミングとのずれが1秒以上である請求項1に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 1, wherein a difference between the first reception start timing and the second reception start timing is 1 second or more. 前記第1受信機および前記第2受信機がそれぞれ生成するタイミング信号が1PPSである請求項1または2に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 1 or 2, wherein a timing signal generated by each of the first receiver and the second receiver is 1 PPS. 前記制御部は、前記比較結果に基づいて、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングを制御する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の測位装置。   The positioning device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the first reception start timing and the second reception start timing based on the comparison result. 前記位相比較部は、前記第1受信機からのタイミング信号と前記第2受信機からのタイミング信号との位相のずれ量を算出し、
前記制御部は、前記位相のずれ量が規定値よりも大きい場合に、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングのうちの少なくとも一方のタイミングを変更した後に前記第1受信機および前記第2受信機にタイミング信号の生成を行わせる請求項1ないし4のいずれか1項に記載の測位装置。
The phase comparator calculates a phase shift amount between the timing signal from the first receiver and the timing signal from the second receiver;
The control unit changes the timing of the first receiver and the first receiver after changing the timing of at least one of the first reception start timing and the second reception start timing when the phase shift amount is larger than a specified value. The positioning device according to claim 1, wherein the second receiver generates a timing signal.
前記制御部は、前記位相のずれ量が規定値以下である場合に、前記第1受信開始タイミングおよび前記第2受信開始タイミングを保持したまま前記第1受信機および前記第2受信機にタイミング信号の生成を行わせる請求項5に記載の測位装置。   When the phase shift amount is equal to or less than a predetermined value, the control unit sends timing signals to the first receiver and the second receiver while maintaining the first reception start timing and the second reception start timing. The positioning device according to claim 5, wherein the generation of the position is performed. 前記規定値は、1μsec以上である請求項5または6に記載の測位装置。   The positioning device according to claim 5 or 6, wherein the specified value is 1 μsec or more. 前記衛星信号を用いて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部を備える請求項1ないし7のいずれか1項に記載の測位装置。   The positioning apparatus according to claim 1, further comprising a position information generation unit that generates position information of a reception point using the satellite signal. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の測位装置と、
クロック信号を出力する発振器と、
前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、
を備えることを特徴とするタイミング信号生成装置。
A positioning device according to any one of claims 1 to 8,
An oscillator that outputs a clock signal;
A synchronization control unit for synchronizing the clock signal with the timing signal;
A timing signal generating device comprising:
前記発振器は、原子発振器である請求項9に記載のタイミング信号生成装置。   The timing signal generator according to claim 9, wherein the oscillator is an atomic oscillator. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の測位装置を備えていることを特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the positioning device according to claim 1. 請求項1ないし8のいずれか1項に記載の測位装置を備えていることを特徴とする移動体。   A moving body comprising the positioning device according to claim 1.
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