JP2000214245A - Gps受信機 - Google Patents

Gps受信機

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JP2000214245A
JP2000214245A JP11018186A JP1818699A JP2000214245A JP 2000214245 A JP2000214245 A JP 2000214245A JP 11018186 A JP11018186 A JP 11018186A JP 1818699 A JP1818699 A JP 1818699A JP 2000214245 A JP2000214245 A JP 2000214245A
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JP
Japan
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temperature
tcxo
reference oscillator
controller
temperature sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP11018186A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Miyahara
一典 宮原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sokkia Co Ltd
Original Assignee
Sokkia Co Ltd
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Publication date
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  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで基準発振器の温度補償をするこ
と。 【解決手段】 GPS受信機1は、衛星から送信された
電波を受信するアンテナ2と、アンテナ2を介して受信
した複数のGPS衛星からの送信電波を受信処理する信
号処理回路3とを備えている。信号処理回路3は、シン
セサイザ3eに周波数変換用の高周波信号を供給するT
CXO3fを有している。TCXO3fの近傍には、温
度調節器10が配置されている。温度調節器10は、T
CXO3fに近接して設置された加温用のヒータ10a
と、放熱用のファン10bとを有している。TCXO3
fの近傍には、温度センサ11が配置されている。この
温度センサ11には、コントローラ12が接続されてい
て、コントローラ12は、温度センサ11の検出値に基
づいて、これが一定になるように、ヒータ10a及びフ
ァン10bを駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、GPS受信機に
関し、特に、この種の受信機における周波数変換用の高
周波信号を供給する基準発振器の周波数を常時一定に保
つことができるようにする技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】GPS受信機は、通常、より正確な現在
位置の測位を可能にするために、トラッキング.ループ
のバンド幅を狭めてGPS衛星からの電波信号を受信し
ている。
【0003】ところで、GPS受信機の電源投入直後で
は、基準信号発生手段としての温度補償型水晶発振器
(以下TCXOという)の発信周波数の温度特性によ
り、発信周波数が急激に変化するので、GPS衛星から
の電波を補足したい場合には、先ず、TCXOの発信周
波数が安定するまでの期間、信号をサーチする周波数の
範囲を広げて受信し、得られた測定値から軌道データを
復調し、この軌道データに基づいて、距離測定をして正
確な現在位置の測位を行う必要があった。
【0004】しかしながら、このような方式では、正確
な測位演算を実行するまでの時間が相当長時間となる。
【0005】そこで、電源投入から測定までの時間を短
縮するための従来技術として、例えば、特開昭63−3
08587号公報にその一例が開示されている。この公
報に記載されている発明は、受信用のTCXOの発信周
波数の温度特性を、読出し可能な記憶手段に記憶させる
とともに、前記TCXOの近傍に温度センサを配設し、
GPS受信機の電源投入の際に、温度センサから導出さ
れる温度情報を基に、記憶手段に記憶してあるTCXO
の温度特性に係る予測周波数を読出すことにより、電源
投入後からのGPS衛星信号を補足するまでの時間を短
縮するものである。
【0006】しかしながら、このようなTCXOに対す
る温度補償手段には、以下に説明する技術的な課題があ
った。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、先ず、温度
センサの出力と、TCXOの出力周波数のずれ量は、単
純な関係ではなく、温度センサの出力からTCXOの出
力周波数を求めるには、温度センサの出力を適当な範囲
で分割し、この範囲内でのTCXOの出力周波数のずれ
量を予め記憶しておく必要があり、このためには、予め
TCXOの温度変動分を測定し、その値をROMテーブ
ルなどの記憶手段に記憶させる作業が必要となり、余分
な生産コストがかかる欠点があった。
【0008】また、上述した公報に示されている温度補
償手段の場合には、予め測定された温度範囲外のドリフ
ト分については、補償することができないので、特に、
極端な気候の場所、例えば、寒冷地や酷暑地域での使用
についての制限があった。
【0009】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的とするところは、
TCXOの温度を常時一定とすることで、温度変動に対
するTCXOの特性変動をなくし、短時間でのアクセス
が可能となるGPS受信機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、複数のGPS衛星からの送信電波を受信
するアンテナと、このアンテナを介して受信した複数の
GPS衛星からの送信電波を受信処理する信号処理回路
とを備えたGPS受信機において、前記信号処理回路に
周波数変換用の高周波信号を供給する基準発振器に近接
配置され、前記基準発振器を加温または冷却する温度調
節器と、前記基準発振器の近傍にあって、この基準発振
器の周囲雰囲気温度を計測する温度センサと、前記温度
センサの検出値を常時一定値に保持すべく、前記温度調
節器の加熱または冷却を調整するコントローラとを設け
た。この構成によれば、基準発振器(TCXO)が、コ
ントローラにより常時一定の温度雰囲気下に保持され、
これにより、温度による周波数特性の変動を防止するこ
とができる。前記温度調節器は、前記基準発振器を挟ん
で近接配置されたヒータ及び放熱用の小型ファンで構成
することができる。このとき、ヒータおよび小型ファン
は、温度の下降,上昇に伴い、コントローラからの指示
を受けて、ヒータの強度を上げたり、小型ファンの回転
数を変えることが可能である。この構成によれば、ヒー
タとファンという簡単な構成により、基準発振器(TC
XO)の温度による周波数特性の変動を防止することが
できる。また、前記温度調節器は、前記ヒータと、電熱
冷却素子とで構成することができ、この構成によれば、
高温の温度雰囲気下においても、よりアクティブな冷却
を行うことで、温度を一定に保持することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照して詳細に説明する。図1
は、この発明にかかるGPS受信機の一実施例を示して
いる。
【0012】同図におけるGPS受信機1は、衛星から
送信された電波を受信するアンテナ2と、アンテナ2を
介して受信した複数のGPS衛星からの送信電波を受信
処理する信号処理回路3とを備えている。
【0013】信号処理回路3は、アンテナ2で受信した
電波信号を増幅する高周波増幅回路3aと、この高周波
増幅回路3aの出力信号を中間周波数信号に変換する周
波数変換回路3bと、周波数変換回路3bの中間周波数
出力信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路3c
と、変換されたデジタル信号を復調するデジタル処理回
路3dと、これら各部にクロック信号を送出するシンセ
サイザ3eと、シンセサイザ3eに周波数変換用の高周
波信号を供給するTCXO3fとを有しており、このよ
うに構成された信号処理回路3は、従来のこの種の受信
機と同様な構成を備えている。
【0014】ところが、本実施例のGPS受信機1は、
以下に説明する点に顕著な特徴がある。すなわち、本実
施例のGPS受信機1では、TCXO3fの近傍に温度
調節器10が配置されている。この温度調節器10は、
TCXO3fに近接して設置された加温用のヒータ10
aと、放熱用のファン10bとを備えている。また、T
CXO3fの近傍には、温度センサ11が配置されてい
る。この温度センサ11には、コントローラ12が接続
されていて、コントローラ12は、CPUとROMとで
構成されており、温度センサ11の検出値を予めROM
に格納されたテーブルと比較して、CPUで計算し、一
定の温度になるように、ヒータ10a及びファン10b
を駆動制御する。
【0015】温度センサ11とコントローラ12とヒー
タ10aおよびファン10bは、フィードバック制御の
関係にあり、微妙な温度変化に対応することができる。
【0016】なお、図1に符号13で示した部品は、コ
ントローラ12などの駆動電源となるバックアップ用電
池である。コントローラ12は、温度センサ11の検出
値が常時一定となるように、ヒータ10a及びファン1
0bの制御を行い、TCXO3fの周囲温度を設定温度
に保つもので、この設定温度は、周囲温度との差が少な
く、しかも、予めTCXO3fの温度による周波数特性
が既知の一ないし複数の温度が選択される。
【0017】この選択が可能になるように、コントロー
ラ12からの指示によってヒータ10aは、その強度
を、ファン10bは、その回転速度を変化できるように
してある。
【0018】このような選択温度は、例えば、冬など気
温の低い時期、春秋、夏などの気温の高い時期、緯度,
高度などに応じた周囲温度に適合して複数種選択され、
可及的に消費電力を少なくする切替えを自動的に行う。
またこのために、温度センサ11に加え、外気温度を測
定するための温度センサを設けることもできる。
【0019】図2は、TCXO3f及びその周囲の具体
的な実装構造を示している。図において、プリント基板
14上には、TCXO3fが搭載されている。TCXO
3fの搭載位置の下側には、開口部14aが穿設されて
いて、この開口部14aに臨むようにしてプリント基板
14の下面との間に隙間をあけてヒータ10aが取付け
られている。
【0020】また、プリント基板14上には、スペーサ
15を介して上部基板16が固定されている。上部基板
16のTCXO3fと対向する位置には、開口部16a
が穿設されていて、この開口部16aの下部周縁には、
TCXO3fと対面すべくファン10bのケーシング1
00bが固定されている。
【0021】さらに、温度センサ11は、TCXO3f
の外周面に直接貼着されている。なお、温度センサ11
は、一つだけでなく、複数あってもよい。温度センサ1
1を複数個使用した場合には、その平均値や偏差値から
設定値に補正する制御が行え、より一層精度よくTCX
O3fの温度管理を行うことができる。
【0022】このように構成された温度調節器10にお
いては、TCXO3fの上下を包囲した形態で、TCX
O3fの下部側からヒータ10aで加温し、TCXO3
fの上部側でファン10bによって気流の流れを生じさ
せ、この流れで放熱させて、冷却することになる。
【0023】コントローラ12は、温度センサ11の検
出値が常時設定値に一致すべく、ヒータ10aの加熱制
御及びファン10bの回転可変駆動制御を行い、TCX
O3fの温度を一定に保つ。なお、コントローラ12の
制御方式に関しては、既知の制御方式の中から最も経済
的で精度の高い方式を選択すればよい。
【0024】図3は、この発明の第2の実施例を示して
いる。図においては、上述した実施例と同一箇所には同
一符号を付し、新たに加わった構成のみ別の符号を用い
て説明する。
【0025】図3において、上部基板16の下面には、
TCXO3fの上面に対向して、例えば、ペルチェ効果
素子のような、複数の電熱冷却素子20が配置され、そ
の冷熱放出面がTCXO3fの上面に向けられている。
【0026】この実施例の場合には、ファン10bによ
る放熱では,温度を一定に保つことが困難な条件下、例
えば、酷暑あるいは高温雰囲気下において、電熱冷却素
子20を駆動することにより冷熱が放出され、TCXO
3fをアクティブに冷却することで、設定温度に一定に
保持することができる。
【0027】なお、この電熱冷却素子20もコントロー
ラ12の指示により、冷却の度合いが可変でき、微妙な
温度調節が可能である。
【0028】
【発明の効果】以上実施例により詳細に説明したよう
に、本発明にかかるGPS受信機にあっては、TCXO
を常時一定の温度雰囲気下に保持できるため、周波数特
性の温度による変動を防止することができる。
【0029】また、請求項2の構成を採用した場合に
は、構成が簡単で安価となる。さらに請求項3の構成を
採用した場合には、高温使用時におけるアクティブな冷
却を行うことによって温度を一定温度に保つことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるGPS受信機の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】図1のGPS受信機の温度調節器を示す部分断
面図である。
【図3】この発明の第2実施例におけるGPS受信機の
実装構造を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 GPS受信機 2 アンテナ 3 信号処理回路 3f TCXO 10 温度調節器 10a ヒータ 10b 放熱用ファン 11 温度センサ 12 コントローラ 20 電熱冷却素子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のGPS衛星からの送信電波を受信
    するアンテナと、このアンテナを介して受信した複数の
    GPS衛星からの送信電波を受信処理する信号処理回路
    とを備えたGPS受信機において、 前記信号処理回路に周波数変換用の高周波信号を供給す
    る基準発振器に近接配置され、前記基準発振器を加温ま
    たは冷却する温度調節器と、 前記基準発振器の近傍にあって、この基準発振器の周囲
    雰囲気温度を計測する温度センサと、 前記温度センサの検出値を常時一定値に保持すべく、前
    記温度調節器の加熱または冷却を調整するコントローラ
    とを備えたことを特徴とするGPS受信機。
  2. 【請求項2】 前記温度調節器は、前記基準発振器を挟
    んでその上下に近接配置されたヒータ及び放熱用の小型
    ファンとからなることを特徴とする請求項1記載のGP
    S受信機。
  3. 【請求項3】 前記温度調節器は、前記ヒータと、電熱
    冷却素子とからなることを特徴とする請求項2記載のG
    PS受信機。
JP11018186A 1999-01-27 1999-01-27 Gps受信機 Pending JP2000214245A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283475A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Onkyo Corp 圧電発振器
JP2015507786A (ja) * 2011-12-29 2015-03-12 インテル コーポレイション ユーザコンフィギュレーション機能を伴う適応的温度スロットリング

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010283475A (ja) * 2009-06-02 2010-12-16 Onkyo Corp 圧電発振器
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