CN101359218B - 时刻校正装置、计时装置以及时刻校正方法 - Google Patents

时刻校正装置、计时装置以及时刻校正方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种时刻校正装置、计时装置以及时刻校正方法，不需从位置信息卫星获取轨道信息等，即可有效地选择接收所需要的位置信息卫星，并且可以降低功耗。时刻校正装置(10)构成为具有：卫星信号接收部(20)，接收包括从位置信息卫星(15)发送的卫星时刻信息的卫星信号；生成时刻信息的时刻信息生成部(22)；以及时刻信息校正部(36)，根据卫星信号接收部接收到的卫星时刻信息来校正时刻信息，所述时刻校正装置具有位置信息卫星选择部(33)，该位置信息卫星选择部选择用于使卫星信号接收部接收卫星时刻信息的位置信息卫星，位置信息卫星选择部根据从位置信息卫星发出的卫星信号的发送频率的变动信息，选择位置信息卫星。

Description

时刻校正装置、计时装置以及时刻校正方法
技术领域
本发明涉及一种根据来自例如GPS卫星等位置信息卫星的信号进行时刻校正的时刻校正装置、带时刻校正装置的计时装置以及时刻校正方法。
背景技术
在用于测定自身位置的系统即GPS(Global Positioning System)系统中，使用具有环绕地球的轨道等的GPS卫星，在该GPS卫星中设有原子钟表。因此，GPS卫星具有极其准确的时刻信息(GPS时刻)。
并且，为了得到GPS卫星的时刻信息，接收来自GPS卫星的信号的接收机侧需要接收来自GPS卫星的信号中的TOW(Time of Week、GPS时刻、从一周的开始起每一周显示的秒单位的信息)信号(例如专利文献1)。
并且，为了这样地从GPS卫星接收信号并进行时刻校正，需要不经过障碍物等地接收来自GPS卫星的信号。但是，接收机侧例如配置在室内等时，建筑物等成为障碍物等，所以经过窗户等接收卫星信号。
这样，为了从窗户等接收卫星信号，接收机侧选择仰角较低的GPS卫星，从而可以有效接收。
并且，关于该仰角是否较低，只有从GPS卫星获取GPS卫星的轨道信息即年鉴信息后才能得知，所以需要在接收机侧预先获取这种年鉴信息。
专利文献1日本特开平10-10251号公报(摘要等)
但是，该GPS卫星的轨道信息即年鉴信息由于其内容被更新，所以需要在其内容被更新后，接收机侧接收GPS卫星的年鉴信息并更新自身具有的年鉴信息。
并且，由于该年鉴信息是所有GPS卫星的轨道信息，所以在接收机侧接收全部信息需要较长时间，存在接收机侧的电力消耗增大的问题。
另外，这样产生消耗电流增加时，不仅接收机侧的产品寿命缩短，还存在接收机侧使用的使用电池受到限制的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种时刻校正装置、带时刻校正装置的计时装置及时刻校正方法，无需从位置信息卫星获取轨道信息等，即可有效地选择接收需要的位置信息卫星，并且可降低功耗。
所述问题是通过本发明的时刻校正装置解决的，该时刻校正装置的特征在于，具有：卫星信号接收部，其接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；生成时刻信息的时刻信息生成部；以及时刻信息校正部，其根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息来校正所述时刻信息；所述时刻校正装置具有位置信息卫星选择部，该位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，所述位置信息卫星选择部根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，所述时刻校正装置具有接收范围信息存储部，该接收范围信息存储部存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，所述接收范围信息包括用于在所述时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，所述时刻校正装置具有判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断部。
根据所述结构，位置信息卫星选择部构成为根据从位置信息卫星发出的卫星信号的发送频率的变动信息，选择位置信息卫星。该卫星信号的发送频率的变动信息例如包括被称为多普勒频移的信息。
即，多普勒频移表示与卫星信号的发送频率的理论值的误差，在没有误差、即“0kHz”时，表示位置信息卫星被配置在该时刻校正装置的天顶。并且，随着误差从1kHz放大到2kHz，位置信息卫星被配置成其仰角逐渐减小。
因此，位置信息卫星选择部可以根据卫星信号的发送频率掌握该位置信息卫星的仰角等，识别其位置，并据此进行选择。即，位置信息卫星选择部不获取位置信息卫星的轨道信息即年鉴信息，即可获取位置信息卫星的位置信息，并迅速获取该卫星信号。
因此，在所述结构中，不需要像以往那样为了获取年鉴信息等而花费较长时间从位置信息卫星接收卫星信号，所以成为功耗极低的装置。
根据所述结构，构成为具有接收范围信息存储部，该接收范围信息存储部存储根据时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星。
即，作为接收范围信息，例如在时刻校正装置是室内配置时指仰角为30°(度)～60°(度)范围的信息，在是室外配置时指仰角为0°(度)～30°(度)范围的信息。即，这是因为在室内时，由于通过窗户等接收卫星信号，所以优选仰角较低；另一方面，在室外时，优选能够更加可靠地接收卫星信号的接近天顶的区域、即仰角较高的范围。
在该示例的情况下，位置信息卫星选择部在时刻校正装置位于室内时，进行仰角为30°(度)～60°(度)范围内的位置信息卫星的频率扫描，选择最佳的位置信息卫星并接收其时刻信息。
另一方面，在时刻校正装置位于室外时，在仰角为0°(度)～30°(度)范围内进行频率扫描，选择最佳的位置信息卫星并接收其时刻信息。
优选时刻校正装置的特征在于，所述发送频率的变动信息是与所述发送频率的理论值之间的误差信息，所述位置信息卫星选择部优先选择与所述发送频率的理论值之间的误差信息较小的所述位置信息卫星。
根据所述结构，发送频率的变动信息是与发送频率的理论值之间的误差信息，位置信息卫星选择部构成为优先选择与发送频率的理论值之间的误差信息较小的位置信息卫星。
这样，发送频率的变动信息是与发送频率的理论值之间的误差信息、例如多普勒频移等，位置信息卫星选择部优先选择该与发送频率的理论值之间的误差信息较小、即仰角较高的接近天顶一侧的位置信息卫星。
因此，时刻校正装置可以选择处于更容易接收位置的位置信息卫星，可以更有效地接收该卫星信号。
优选时刻校正装置的特征在于，与所述发送频率的理论值之间的误差信息包括：所述位置信息卫星向接近方向移动的接近频率误差信息、和所述位置信息卫星向远离方向移动的信息即远离频率误差信息，所述位置信息卫星选择部交替地对所述接近频率误差信息和所述远离频率误差信息进行频率扫描，以及/或者使所述接近频率误差信息优先于所述远离频率误差信息进行频率扫描。
根据所述结构，位置信息卫星选择部构成为交替地对接近频率误差信息和远离频率误差信息进行频率扫描，以及/或者使接近频率误差信息优先于远离频率误差信息进行频率扫描。
即，接近频率误差信息例如是位置信息卫星朝向天顶移动的信息，远离频率误差信息例如是位置信息卫星向远离天顶的方向移动的信息。
因此，在所述结构中，时刻校正装置为了接收位置信息卫星的卫星信号而进行频率扫描时，例如可以搜索朝向天顶移动的位置信息卫星和远离天顶的位置信息卫星双方，可以进行高效率的搜索。
尤其作为将要接收的卫星信号，朝向天顶移动的位置信息卫星的卫星信号即接近频率误差信息是比远离频率误差信息更适合接收的卫星信号。
因此，像前述结构那样，使接近频率误差信息优先于远离频率误差信息进行频率扫描，优先接收对应于该频率的位置信息卫星的卫星信号，从而可以更加迅速可靠地获取时刻信息。
优选时刻校正装置的特征在于，所述发送频率的变动信息是频率变化量的大小信息，所述位置信息卫星选择部构成为优先选择该频率变化量较大的所述位置信息卫星。
根据所述结构，发送频率的变动信息是频率变化量的大小信息，位置信息卫星选择部构成为优先选择该频率变化量较大的位置信息卫星。该发送频率的变动信息例如是多普勒频移的变动信息。即，在多普勒频移中，在仰角较低的区域中，该变动不是急剧而是稳定地变动。但是，在仰角较高的区域中，该变动急剧。
因此，位置信息卫星选择部选择该频率变化量较大的区域的位置信息卫星时，其结果将选择仰角较高、即接近天顶的方向的位置信息卫星，时刻校正装置能够更加可靠地接收卫星信号。
尤其在时刻校正装置想要接收作为特定仰角范围的频率范围时，在自身的振荡电路等产生频率失常的情况下，有可能不能在期望的范围内选择可靠的位置信息卫星接收卫星信号。
但是，在这种情况下，在前述结构中，与频率范围无关，可以选择仰角更高即更接近天顶的位置信息，所以能够可靠地选择更加理想的位置信息卫星。
优选时刻校正装置的特征在于，所述室内外判断部根据基于光发电的发电量判断室内外。
根据所述结构，室内外判断部根据基于光发电的发电量判断室内外，所以能够容易且可靠地判断室内外。
所述问题是通过本发明的带时刻校正装置的计时装置解决的，该带时刻校正装置的计时装置的特征在于，具有：卫星信号接收部，其接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；生成时刻信息的时刻信息生成部；以及时刻信息校正部，其根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息来校正所述时刻信息，所述带时刻校正装置的计时装置具有位置信息卫星选择部，该位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，所述位置信息卫星选择部根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，所述带时刻校正装置的计时装置具有接收范围信息存储部，该接收范围信息存储部存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，所述接收范围信息包括用于在所述时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，所述带时刻校正装置的计时装置具有判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断部。
所述问题是通过本发明的时刻校正方法解决的，该时刻校正方法的特征在于，包括：卫星信号接收步骤，卫星信号接收部接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；时刻信息校正步骤，时刻信息校正部根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息，校正时刻信息生成部的时刻信息，位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，并且，根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，所述时刻校正方法包括接收范围信息存储步骤，在该接收范围信息存储步骤中，存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，所述接收范围信息包括用于在时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，所述时刻校正方法包括判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断步骤。
附图说明
图1是表示本发明涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表的概况图。
图2是表示图1的带GPS的手表的内部主要硬件结构等的概况图。
图3是表示带GPS的手表的主要软件结构等的概况图。
图4是表示图3的各种程序存储部内的数据的概况图。
图5是表示图3的各种数据存储部内的数据的概况图。
图6是表示第1实施方式涉及的带GPS的手表的主要动作等的简要流程图。
图7是表示卫星信号的简要示意图。
图8是表示“多普勒频移”与GPS卫星的仰角和距离之间的关系的图。
图9是表示卫星搜索顺序的简要示意图。
图10是表示第2实施方式涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表的主要软件结构等的概况图。
图11是表示第2实施方式涉及的带GPS时刻校正装置的手表的主要动作等的简要流程图。
图12是表示GPS卫星的卫星轨道历书的简要示意图。
图13是表示第3实施方式涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表的主要软件结构等的概况图。
图14是表示第3实施方式涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表的主要软件结构等的其他概况图。
图15是表示第3实施方式涉及的带GPS时刻校正装置的手表的主要动作等的简要流程图。
图16是表示频率漂移的影响的简要示意图。
符号说明
10带GPS时刻校正装置的手表；11天线；12表盘；13表针；14输入装置；15GPS卫星；20GPS装置；21时刻显示装置；22RTC；23太阳电池；27显示器；31用户输入判断程序；32光发电量判断程序；33卫星搜索程序；34卫星捕捉判断程序；35时刻数据获取程序；36时刻显示更新程序；41室内卫星搜索数据；42室外卫星搜索数据。
具体实施方式
以下，参照附图等具体说明本发明的优选实施方式。
另外，由于以下叙述的实施方式是本发明的优选具体示例，所以添加了在技术上优选的各种限定，但是只要在以下的说明中没有特别限定本发明的描述，则本发明的范围不限于这些方式。
(第1实施方式)
图1是表示本发明涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表10(以下称为“带GPS的手表10”)的概况图，图2是表示图1的带GPS的手表10的内部主要硬件结构等的概况图。
如图1所示，带GPS的手表10在其表面配置有表盘12、长针和短针等的表针13等，并且形成有利用显示各种信息的LED等构成的显示器27。另外，显示器27除LED外，也可以是LCD、模拟显示等。
另外，带GPS的手表10还具有用于使用者输入各种指示的输入装置14。
并且，如图1所示，带GPS的手表10具有天线11，该天线11例如构成为从以预定轨道在地球上空环绕的GPS卫星15接收信号。另外，GPS卫星15是位置信息卫星的一例。
并且，如图2所示，带GPS的手表10构成为在其内部具有时刻显示装置21和GPS装置20等，还发挥计算机的作用。
并且，该实施方式的时刻显示装置21构成为发挥所谓电子钟表的作用。以下说明图2所示的各个结构。
如图2所示，带GPS的手表10具有总线16，在总线16上连接着CPU(Central Processing Unit：中央处理器)17、RAM(Random AccessMemory：随机存储器)18、ROM(Read Only Memory：只读存储器)19等。
并且，在总线16上连接着接收从GPS卫星15发出的卫星信号的GPS装置20。另外，在总线16上还连接着时刻显示装置21。
该GPS装置20具体地讲具有天线11，并且具有把通过天线11接收到的信号设为中间频率(I/F)等的RF部、以及对信号进行解调处理的基带部等。即，GPS装置20构成为可以通过天线11、RF部和基带部等取出从图1的GPS卫星15等接收到的信号，作为GPS信号。这样，GPS装置20是卫星信号接收部的一例。
并且，该GPS信号(卫星信号的一例)中包含基于原子钟表的精度较高的GPS时刻信息(Z计数)。另外，关于该GPS时刻信号将在后面叙述。
并且，连接在总线16上的时刻显示装置21具有由IC(半导体集成电路)等构成的实时时钟(RTC)22和显示器27等。并且，在总线16上还连接着作为电源的以光发电形式发电的太阳电池23。
这样，RTC22是时刻信息生成部的一例。
总线16具有连接所有器件的功能，是具有地址和数据总线的内部总线。RAM18等除进行预定程序的处理外，还控制连接在总线16上的ROM19等。ROM19存储各种程序和各种信息等。
图3是表示带GPS的手表10的主要软件结构等的概况图。
如图3所示，带GPS的手表10具有控制部28，控制部28构成为处理图3所示的各种程序存储部30内的各种程序、各种数据存储部40内的各种数据。
并且，图3分开表示各种程序存储部30和各种数据存储部40，但实际上数据不是这样分开存储的，只是为了便于说明才分开描述。
图4是表示图3的各种程序存储部30内的数据的概况图，图5是表示图3的各种数据存储部40内的数据的概况图。
图6是表示该实施方式涉及的带GPS的手表10的主要动作等的简要流程图。
在该实施方式中，带GPS的手表10构成为获取从GPS卫星15发出的卫星信号中包含的时刻信息，根据该时刻信息进行图2的RTC22的时刻校正。但是，另一方面，带GPS的手表10不具有GPS卫星15的轨道信息即年鉴数据。因此，不具有GPS卫星15何时位于何处的信息。
因此，该实施方式的特征之一是不使用这种年鉴数据，即可有效捕捉GPS卫星15，并获取其时刻信息。
在说明该特征之前，说明作为其前提的卫星信号。
图7是表示卫星信号的简要示意图。
从GPS卫星15按照图7(a)所示以1帧(30秒)单位发来信号。该1帧具有5个子帧(1子帧为6秒)。各个子帧具有10个字(1个字为0.6秒)。
并且，各个子帧前头的字是存储有TLM(Telemetry word：遥测字)数据的TLM字，在该TLM字内，如图7(b)所示，在其前头存储有前置码数据。
并且，继TLM之后的字是存储有HOW(hand over word：切换字)数据的HOW字，在其前头存储有被称为TOW(Time of week：周时间)的GPS卫星15的GPS时刻信息(Z计数)。
该Z计数存储有后续子帧的TLM的开始部分的时刻。
GPS时刻利用秒表示从每周星期天的0时起的经过时间，在下一周的星期天的0时返回为0。
并且，在该实施方式的时刻信息中，采用通过从GPS卫星15获取被称为TOW的GPS卫星15的GPS时刻信息(Z计数)可以进行时刻校正的结构。
下面，关于不使用年鉴即可可靠高效地搜索捕捉GPS卫星15的结构等，首先说明使用图6的流程图说明时的前提事项。
在该实施方式中，带GPS的手表10不具有年鉴数据，所以本来带GPS的手表10的GPS装置20为了捕捉GPS卫星15，需要搜索全部GPS卫星15。并且，为了可靠接收来自GPS卫星15的卫星信号，优选从位于GPS装置20的天顶的GPS卫星15接收卫星信号。
但是，这适合带GPS的手表10被配置在室外的情况，相反在室内时，接收来自天顶附近的GPS卫星15的卫星信号比较困难。
即，在带GPS的手表10被配置在室内时，优选从建筑物的窗户等接收卫星信号。此时的GPS卫星15不在天顶，而处于仰角较低的位置。
因此，在该实施方式中，带GPS的手表10构成为预先区分配置在室外时的GPS卫星15的搜索范围、和配置在室内时的GPS卫星15的搜索范围，并进行搜索。关于具体情况将在后面叙述。
另外，在该实施方式中，利用两种方法执行带GPS的手表10的室内外判断。一种方法是通过带GPS的手表10的持有者操作图1的输入装置14，从而带GPS的手表10识别是在室内还是在室外。
另一种方法是当图1的太阳电池23的发电量较多时判断为室外，当较少时判断为室内。该发电量是环境信息的一例。
在该实施方式中，采取并用这两种方法的结构，以便进行后面的具体说明。
下面，按照图6的流程图进行具体说明。
首先，在图6的ST1中，判断带GPS的手表10的持有者即用户是否已输入室外指示。具体地讲，采取在用户操作图1和图2的输入装置14后例如判断为室外的结构。并且，在进行该操作后，图4的用户输入判断程序31动作，带GPS的手表10识别到自己被配置在室外。
在该实施方式中，表示用户已输入室外指示的示例，但也可以是用户输入室内指示或者室内外指示的结构。
在ST1中，也可以取代判断用户输入的室外指示，而判断光发电量是否在预定值以上。该情况时，图4的光发电量判断程序32动作，判断图1等的太阳电池23的发电量是否在预定值以上，当在预定值以上时判断为“室外”，当小于预定值时判断为“室内”。
这样，用户输入判断程序31和光发电量判断程序32是室内外判断部的一例。
在ST1中用户输入室外指示、或者光发电量在预定值以上时，带GPS的手表10判断为被配置在室外，转入ST2。
在ST2中，利用多普勒频移的值，将相关获取的同步频率范围设定为0kHz到±3kHz。
在此说明多普勒频移。多普勒频移基本上基于多普勒效应，即，根据卫星信号等的发生源(GPS卫星15)与观测者(带GPS的手表10)的相对速度，观测到的信号频率不同。并且，在多普勒效应中，在卫星信号接近时频率提高，在远离时降低。
把该关系表示为与卫星信号的本征频率即理论值的误差(偏差)，称为“多普勒频移(kHz)”。
图8是表示这种“多普勒频移”与GPS卫星15的仰角和距离之间的关系的图。
在图8中，纵轴表示多普勒频移(kHz)，横轴表示GPS卫星15的仰角。具体地讲，由于GPS卫星15在移动，所以从图的左侧朝向右侧移动。即，从配置有带GPS的手表10的位置观看，GPS卫星15在看起来处于地平线上时为图8的“-90°”。然后，伴随GPS卫星15逐渐接近带GPS的手表10的天顶，其仰角也接近“0°”。然后，在GPS卫星15进一步向远离天顶的方向移动而处于相反侧的地平线上时，其仰角成为“+90°”。
这样，对应于图8的横轴表示的从仰角“-90°”向“+90°”的变动，纵轴的多普勒频移(kHz)也变动。具体地讲，该图的仰角“-90°”在多普勒频移中对应于“5kHz”，仰角“0°”在多普勒频移中对应于“0kHz”，另外仰角“+90°”在多普勒频移中对应于“-5kHz”。
这样，GPS卫星15所处的仰角可以根据从GPS卫星15接收到的卫星信号的多普勒频移的值(kHz)判断。
即，在该实施方式中，即使带GPS的手表10没有保存GPS卫星15等全部卫星的轨道信息即年鉴数据，也能够根据多普勒频移可靠掌握其位置。
在此，返回图6的ST2进行说明，在ST2中，设定为搜索多普勒频移幅度为0kHz～±3kHz的GPS卫星15等。参照图8，设定为从仰角-30°到0度再到+30°的范围。即，采取把天顶作为中心的高仰角的范围。
因此，在ST2的步骤中，带GPS的手表10被配置在室外，所以设定最容易接收卫星信号的高仰角范围。然后，转入ST4。
另一方面，当在ST1中用户没有输入室外指示、或者光发电量小于预定值时，带GPS的手表10判断为配置在室内，转入ST3。在ST3中，用于搜索GPS卫星15等的多普勒频移(kHz)的范围为+3kHz到+4.5kHz、-3kHz到-4.5kHz。该范围在参照图8时为从仰角-60°到-30°的范围、和从仰角+30°到+60°的范围。
即，在ST3中，由于带GPS的手表10被配置在室外，所以无法从位于以天顶为中心的高仰角范围内的GPS卫星15等接收卫星信号。
因此，把预计配置有窗户等开放部分的仰角、即+30°到+60°和-30°到-60°的范围设为GPS卫星15等的搜索范围。然后，转入ST5。
下面，说明ST4。在ST4中，说明图1的GPS卫星20搜索GPS卫星15等的顺序。即，在多普勒频移为0kHz到3kHz的范围中搜索卫星，并且按照使多普勒频移+kHz优先的、从多普勒频移+kHz到-kHz的顺序进行该搜索。
具体地讲，图4的卫星搜索程序33动作，根据图5的室外卫星搜索数据42执行。在该室外卫星搜索数据42中记述了搜索范围及其方法的数据。室外卫星搜索数据42是室外接收范围信息的一例。
按照图8进行说明，图8的箭头A表示的斜线部分是存储在室外卫星搜索数据42中的搜索范围的数据，图1的GPS卫星20在该范围内进行卫星搜索。并且，进行卫星搜索的顺序为从天顶部分(0kHz)起依次搜索到3kHz，此时，例如从多普勒频移+kHz(0kHz的上侧)实施到多普勒频移-kHz(0kHz的下侧)。
图9是表示卫星搜索顺序的简要示意图。图9中利用a～p表示的是室外搜索时的卫星搜索顺序。
如图9所示，从天顶附近即a开始，首先搜索多普勒频移+kHz的区域、即接近带GPS的手表10的GPS卫星15等所在的区域，然后，搜索多普勒频移-kHz的区域、即远离带GPS的手表10的GPS卫星15等所在的区域，由此可以有效地搜索双方区域的卫星。
另一方面，在ST5中，说明图1的GPS装置20搜索GPS卫星15等的顺序。即，在多普勒频移为+3kHz到+4.5kHz以及-3kHz到-4.5kHz的范围中搜索卫星，并且按照使多普勒频移+kHz优先的、从+kHz到-kHz的顺序进行该搜索。
具体地讲，图4的卫星搜索程序33动作，根据图5的室内卫星搜索数据41执行。在该室内卫星搜索数据41中记述了搜索范围及其方法的数据。室内卫星搜索数据41是室内接收范围信息的一例。
按照图8进行说明，图8的箭头B表示的斜线部分是存储在室内卫星搜索数据41中的搜索范围的数据，图1的GPS装置20在该范围内进行卫星搜索。并且，进行卫星搜索的顺序为从多普勒频移3kHz(仰角30°)起依次搜索到4.5kHz(仰角60°)，此时，例如从多普勒频移+kHz(0kHz)的上侧)实施到-kHz(0kHz的下侧)。
图9中利用“1”到“11”表示的是室内搜索时的卫星搜索顺序。
如图9所示，首先从多普勒频移3kHz(仰角30°)的+3kHz的区域“1”开始卫星搜索，然后搜索-3kHz的区域“2”。然后，按照图9的“3”～“11”所示，交替搜索多普勒频移+kHz和-kHz、即接近带GPS的手表10的GPS卫星15等所在的区域和远离带GPS的手表10的GPS卫星15等所在的区域。因此，能够有效地搜索双方区域的卫星。
这样，卫星搜索程序33是位置信息卫星选择部的一例，多普勒频移是卫星信号的发送频率的变动信息和与发送频率的理论值的误差信息的一例。
另外，卫星搜索程序33构成为优先选择多普勒频移的值较小的GPS卫星15等，所以是位置信息卫星选择部优先选择与发送频率的理论值的误差信息较小的位置信息卫星的结构的一例。
并且，多普勒频移“+kHz”是接近频率误差信息的一例，“-KHz”是远离频率误差信息的-例。
按照ST4或ST5所示，进行卫星搜索，然后转入ST6。在ST6中，图4的卫星捕捉判断程序34动作，经过图9的a～p或“1”～“11”的搜索，如果捕捉到一个GPS卫星15，则结束搜索。
即，在ST4和ST5中，作为接收卫星信号的位置，按照优选顺序进行卫星搜索，所以认为捕捉成功的卫星是在该情况下处于最优选位置的GPS卫星15。
即，在ST4和ST5中，在图5的卫星搜索数据的搜索范围内，尽可能优先选择仰角较大的GPS卫星15等，所以相应地容易可靠接收卫星信号。
然后，在ST6中捕捉到GPS卫星15时，转入ST7。从捕捉到的GPS卫星15的图7的卫星信号接收TOW(时刻数据)并解码，获取Z计数。该步骤由图4的时刻数据获取程序35动作而执行(卫星信号接收步骤的一例)。
在该ST7中，能够获取准确可靠的GPS时刻(z计数)，然后转入ST8。
在ST8中，图4的时刻显示更新程序36动作，图2的RTC22的时刻被校正，图1中示出的时刻也被校正(时刻信息校正步骤的一例)。这样，TOW是卫星时刻信息的一例，时刻显示更新程序36是时刻信息校正部的一例。
另一方面，当在ST6中没有捕捉到GPS卫星15时，转入ST9，把同步频率范围变更为其他范围，返回ST6，捕捉GPS卫星15。例如，在同步频率范围为ST2的“0～±3kHz”的情况下没有捕捉到GPS卫星15时，把该范围变更为“±3～±4.5kHz”。相反，在为ST3的“±3～±4.5kHz”的情况下，把该范围变更为“0～±3kHz”。由此，能够可靠捕捉卫星。
这样，在该实施方式中，带GPS的手表10即使不获取、更新年鉴等GPS卫星15等的全部轨道信息，也能够可靠选择最佳的GPS卫星15并进行时刻校正，所以能够降低功耗。
(第2实施方式)
图10是表示本发明的第2实施方式涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表100(以下称为“带GPS的手表100”)的主要软件结构等的概况图，图11是表示该实施方式涉及的带GPS的手表100的主要动作等的简要流程图。
具体地讲，图10是表示该实施方式的各种数据存储部400内的各种数据的概况图。
该实施方式涉及的带GPS的手表100的结构等大多与上述第1实施方式涉及的带GPS的手表10的结构等相同，所以对相同的结构等赋予相同符号，或者通过表述该情况来省略其说明，以下主要说明不同之处。
该实施方式与上述第1实施方式的主要不同之处是图11的流程图的ST15和ST16，在说明该不同之处之前，说明作为前提的事项。
图12是表示GPS卫星15的卫星轨道历书的简要示意图。图12所示的椭圆形的最外周是相当于图8的仰角90°的部分，其内侧的椭圆形是相当于仰角60°的部分，其内侧是相当于仰角30°的部分。并且，中心部分为仰角0°、即相当于天顶的部分。
并且，图12的卫星轨道历书表示横穿这种仰角不同的范围的、GPS卫星15移动的状态。
具体地讲，例如，图12的15a表示GPS卫星(1)。该GPS卫星(1)15a在16时位于仰角60°～90°的范围内，然后朝向天顶方向移动，在18时移动到仰角30°附近。因此，GPS卫星(1)15a的多普勒频移为“+KHz”。
另一方面，图12的15b表示GPS卫星(2)。该GPS卫星(2)15b在16时位于仰角30°附近，然后移动，在18时移动到仰角60°。因此，GPS卫星(2)15b的多普勒频移为“-kHz”。
这样，环绕地球的GPS卫星15不是全部具有相同的卫星轨道，带GPS的手表10接收卫星信号时，优选从多普勒频移为“+kHz”、即朝向天顶方向移动的GPS卫星15接收卫星信号。
因此，在该实施方式中，如图11的ST15所示，在判断为带GPS的手表10被配置在室外时，卫星搜索程序33首先搜索处于多普勒频移为“+”的范围内的GPS卫星15(朝向天顶移动的GPS卫星15)，然后搜索处于“-”的范围内的GPS卫星15(远离天顶的GPS卫星15)。
具体地讲，卫星搜索程序33参照图10的第2室外卫星搜索数据412，逐渐从多普勒频移“0”搜索到“+3kHz”，然后逐渐从“0”搜索到“-3kHz”。
即，使用图9进行说明，按照“+”侧的a、b、d、f、h、j、l、n、p的顺序进行卫星搜索后，按照“-”侧的c、e、g、i、k、m、o的顺序执行卫星搜索。
在这样搜索接收后，能够首先搜索最佳的朝向天顶移动的GPS卫星15并迅速捕捉，所以成为可以迅速进行时刻校正的带GPS的手表100。
并且，在图11的ST16中，带GPS的手表100被配置在室内，在该情况下，成为从多普勒频移“3kHz”到“4.5kHz”，与ST15相同地优先进行“+kHz”的卫星搜索的步骤。
具体地讲，参照图10的第2室内卫星搜索数据411执行。
使用图9进行说明，按照“+”侧的“1”、“3”、“5”、“7”、“9”、“11”的顺序进行卫星搜索后，按照“-”侧的“2”、“4”、“6”、“8”、“10”的顺序执行卫星搜索。
另外，卫星搜索程序33、第2室外卫星搜索数据412和第2室内卫星搜索数据411是位置信息卫星选择部使接近频率误差信息优先于远离频率误差信息进行频率扫描的结构的一例。
(第3实施方式)
图13和图14是表示本发明的第3实施方式涉及的带时刻校正装置的计时装置、例如带GPS时刻校正装置的手表200(以下称为“带GPS的手表200”)的主要软件结构等的概况图，图15是表示该实施方式涉及的带GPS的手表200的主要动作等的简要流程图。
具体地讲，图13是表示该实施方式的各种程序存储部300内的各种程序的概况图，图14是表示该实施方式的各种数据存储部500内的各种数据的概况图。
该实施方式涉及的带GPS的手表200的结构等大多与上述第1实施方式涉及的带GPS的手表10的结构等相同，所以对相同的结构等赋予相同符号，或者通过表述该情况来省略其说明，以下主要说明不同之处。
在上述实施方式中，为了掌握GPS卫星15的位置，利用图8所示的多普勒频移(kHz)的值进行判断。该值是与卫星信号的理论值的频率差分数据，该差分的频率值由带GPS的手表200自己判断。
带GPS的手表200具有RTC22，所以具有未图示的振荡电路，该振荡电路以其振子为基准进行动作。但是，该振子容易受到温度等的影响，所以振荡电路的频率也变动，即产生所谓的“频率漂移”，频率产生误差。
在产生这种“频率漂移”、例如2ppm左右的误差的状态下，从GPS卫星15的卫星信号获取上述的多普勒频移(kHz)的值时，实际上偏差3kHz左右，该3kHz的偏差在按仰角考虑时成为30°的偏差。
即，以上述第1实施方式为例进行说明，在判断为带GPS的手表10被配置在室外、想要在多普勒频移的值为0～±3kHz的范围内搜索时，实际上在搜索偏移了3kHz的范围。
进一步说明这一点。图16是表示上述频率漂移的影响的简要示意图。图16的箭头A表示的四方形范围相当于图8的箭头A表示的范围。并且，上述频率漂移产生于“+”侧时的误差相当于图16的箭头A1表示的范围。如图16所示，用于进行卫星搜索的范围为以仰角30°向“+”方向偏移。
相反，图16的箭头A2表示的范围相当于图8的箭头A表示的范围在“-”侧偏移的情况。
这样，本来在室外的卫星搜索中应该搜索0(天顶)～±3kHz之间，但实际搜索0～+6kHz之间或0～-6kHz之间。
该情况时，在图12的示例中，尽管在室外时搜索仰角0°～30°，但有可能把处于仰角30°～60°的GPS卫星15a(在“+”侧偏移时)和GPS卫星15b(在“-”侧偏移时)，错误地选择为适合接收的GPS卫星15。
因此，在该实施方式中，在带GPS的手表200产生这种“频率漂移”时，执行图15所示的步骤，以便可靠选择处于目标仰角范围内的GPS卫星15。
在图15中，为了便于说明，以带GPS的手表200被配置在室外时为例进行说明。
首先，在图15的ST21中，作为相关获取的同步频率范围，把多普勒频移设为0kHz～±3kHz的值。此时，带GPS的手表200已经产生频率漂移，该同步频率范围偏移到图16的箭头A1或A2。
并且，在ST21中，图13的卫星室外搜索程序331动作并进行卫星搜索。该动作实质上与图4的卫星搜索程序33参照图5的室外卫星搜索数据42进行卫星搜索时相同。
然后，在ST22中判断是否已捕捉到一个以上的GPS卫星15等，在ST23中判断是否已捕捉到两个以上的GPS卫星15等。在此，在ST22中未捕捉到GPS卫星15等时结束动作。
具体地讲，图13的捕捉卫星数量判断程序332动作，判断所捕捉的GPS卫星15等的数量。
然后，在ST23中捕捉到两个以上的GPS卫星15等时，转入ST24。在ST24中，选择所捕捉的GPS卫星15的卫星信号中同步频率变动值最大的卫星。
该同步频率变动值与上述的多普勒频移的值不同，是多普勒频移的变动量。即，在图16中，利用曲线表示GPS卫星15等的多普勒频移的值的变动。该曲线如图16所示，在仰角较低的部分，曲线的变动量较小，伴随仰角增大而接近天顶，该变动量增大。
即，获取每个GPS卫星15的多普勒频移的变化量的大小数据，选择该变化量较大的GPS卫星15等，则该卫星最接近天顶。
这样，如果根据多普勒频移的变化量的大小选择GPS卫星15，则即使产生频率漂移，也能够在该范围内选择最接近天顶的GPS卫星15，能够顺利接收卫星信号。
这种动作由图13的同步频率变动值比较程序334动作而执行。
另一方面，在ST23中未捕捉到两个以上的GPS卫星15时，转入ST25。该情况时，由于不能按照ST24所示比较多普勒频移的值的变动量，所以预先确定仰角较高时的同步频率变动即多普勒频移的值的变动量，通过与该值比较，判断是否适合接收。
该仰角较高时的多普勒频移的值的变动量被存储在图14的同步频率变动值数据501中，所以图13的捕捉卫星的同步频率变动判断程序333进行参照，与该捕捉到的GPS卫星15的卫星信号的多普勒频移的变动量比较进行判断。
在该判断的结果是该捕捉到的GPS卫星15的卫星信号的多普勒频移的变动量超过图14的同步频率变动值数据501时，作为仰角较高的GPS卫星15，从该卫星信号获取时刻信息，按照ST7和ST8所示进行时刻校正。并且，在该捕捉到的GPS卫星15的卫星信号的多普勒频移的变动量低于图14的同步频率变动值数据501时，结束动作。
这样，在该实施方式中，即使带GPS的手表200产生频率漂移，并且把多普勒频移作为基准的卫星搜索产生错误的情况下，也能够弥补该错误并选择可靠的GPS卫星15。
另外，上述的同步频率变动值是权利要求书中记载的频率变化量的一例。
本发明不限于上述实施方式。另外，在上述实施方式中，作为位置信息卫星，以环绕地球的GPS卫星为例进行了说明，但本发明的位置信息卫星不限于此，也包括静止卫星和准天顶卫星等。

Claims (6)

1.一种时刻校正装置，其特征在于，该时刻校正装置具有：
卫星信号接收部，其接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；
生成时刻信息的时刻信息生成部；以及
时刻信息校正部，其根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息来校正所述时刻信息；
所述时刻校正装置具有位置信息卫星选择部，该位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，
所述位置信息卫星选择部根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，
所述时刻校正装置具有接收范围信息存储部，该接收范围信息存储部存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，
所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，
所述接收范围信息包括用于在所述时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，
所述时刻校正装置具有判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断部。
2.根据权利要求1所述的时刻校正装置，其特征在于，
所述发送频率的变动信息是与所述发送频率的理论值之间的误差信息，
所述位置信息卫星选择部优先选择与所述发送频率的理论值之间的误差信息较小的所述位置信息卫星。
3.根据权利要求1或2所述的时刻校正装置，其特征在于，
与所述发送频率的理论值之间的误差信息包括：所述位置信息卫星向接近方向移动的接近频率误差信息、和所述位置信息卫星向远离方向移动的信息即远离频率误差信息，
所述位置信息卫星选择部交替地对所述接近频率误差信息和所述远离频率误差信息进行频率扫描，以及/或者使所述接近频率误差信息优先于所述远离频率误差信息进行频率扫描。
4.根据权利要求1所述的时刻校正装置，其特征在于，所述室内外判断部根据基于光发电的发电量判断室内外。
5.一种带时刻校正装置的计时装置，其特征在于，该带时刻校正装置的计时装置具有：
卫星信号接收部，其接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；
生成时刻信息的时刻信息生成部；以及
时刻信息校正部，其根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息来校正所述时刻信息，
所述带时刻校正装置的计时装置具有位置信息卫星选择部，该位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，
所述位置信息卫星选择部根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，
所述带时刻校正装置的计时装置具有接收范围信息存储部，该接收范围信息存储部存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，
所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，
所述接收范围信息包括用于在所述时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，
所述带时刻校正装置的计时装置具有判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断部。
6.一种时刻校正方法，其特征在于，该时刻校正方法包括：
卫星信号接收步骤，卫星信号接收部接收包括从位置信息卫星发送的卫星时刻信息的卫星信号；
时刻信息校正步骤，时刻信息校正部根据所述卫星信号接收部接收到的所述卫星时刻信息，校正时刻信息生成部的时刻信息，
位置信息卫星选择部选择用于使所述卫星信号接收部接收所述卫星时刻信息的所述位置信息卫星，并且，根据从所述位置信息卫星发出的所述卫星信号的发送频率的变动信息，选择所述位置信息卫星，
所述时刻校正方法包括接收范围信息存储步骤，在该接收范围信息存储步骤中，存储根据所述时刻校正装置的环境信息的不同来确定用于接收所述位置信息卫星的接收范围的接收范围信息，
所述位置信息卫星选择部根据该接收范围信息选择所述位置信息卫星，
所述接收范围信息包括用于在时刻校正装置被配置在室内时进行频率扫描的室内接收范围信息、和用于在所述时刻校正装置被配置在室外时进行频率扫描的室外接收范围信息，
所述时刻校正方法包括判断所述时刻校正装置是配置在室内还是室外的室内外判断步骤。
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