JP2000292572A - 時刻同期系観測システム - Google Patents

時刻同期系観測システム

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JP2000292572A
JP2000292572A JP9952999A JP9952999A JP2000292572A JP 2000292572 A JP2000292572 A JP 2000292572A JP 9952999 A JP9952999 A JP 9952999A JP 9952999 A JP9952999 A JP 9952999A JP 2000292572 A JP2000292572 A JP 2000292572A
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radio wave
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兼太郎 安楽
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信装置の高額化や基準クロック発振器周辺
回路・構造の複雑化を招くことなく、センサによって測
定されたデータの絶対的な時刻情報が保証可能な時刻同
期系観測システムを提供する。 【解決手段】 GPS受信部22−1〜22−nは各々
対応するGPS衛星5−1〜5−nからの時刻同期情報
を含む電波を受信する。選択部23はGPS受信部22
−1〜22−nで受信された電波の中から任意の電波を
選択する。時刻情報抽出部24は選択部23で選択され
た電波から時刻情報信号を抽出する。時刻情報変換部2
8は時刻情報抽出部24で抽出された時刻情報信号を時
刻数値情報に変換する。送信部3のデータ処理部32は
時刻数値情報の付加されたセンサデータである時刻同期
系センサデータを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は時刻同期系観測シス
テムに関し、特にGPS(Global Positi
oning System)衛星の電波を受信してセン
サによって測定されたデータの絶対的な時刻情報を保証
するためのタイムスタンプを行う時刻同期系観測システ
ムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、時刻同期系観測システムにおいて
は、GPS衛星の電波が何らかの要因で受信できない時
間が継続する場合においても、センサによって測定され
たデータの絶対的な時刻情報を保証するため、基準クロ
ック発振器に高精度かつ高安定度が求められている。
【0003】すなわち、上記の時刻同期系観測システム
は、図3に示すように、送信装置1と受信局4とGPS
衛星5とから構成されている。送信装置1は時刻部6と
送信部3とを備えており、受信局4は受信装置41と端
末42とを備えている。
【0004】時刻部6はアンテナ61と、GPS受信部
62と、時刻情報抽出部63と、基準クロック発振部6
4と、システムクロック発生部65と、位相比較制御部
66と、時刻情報変換部67とからなっている。また、
送信部3はセンサ31−1〜31−mと、データ処理部
32と、インタフェース部33とからなっている。
【0005】上記の時刻同期系観測システムにおいて
は、GPS衛星5からの絶対時刻を含む電波をアンテナ
61を介して受信している。アンテナ61を介して受信
した電波はGPS受信部62にて電気信号に変換され、
時刻情報抽出部63にて電気信号に含まれる時刻情報信
号が抽出される。抽出された時刻情報信号は時刻信号線
201を介して位相比較制御部66及び時刻情報変換部
67に出力される。
【0006】一方、基準クロック発振部64は時刻同期
系観測システムを動作させる基準となるクロックを発生
させており、システムクロック発生部65は時刻同期系
観測システムが動作する上で必要なタイミングクロック
を発生させ、クロック信号線203を介して位相比較制
御部66とm個のセンサ31−1〜31−mとデータ処
理部32とにそれぞれ分配する。
【0007】位相比較制御部66は入力する時刻情報信
号とシステムクロックとの位相を測定し、両者の位相条
件が常に一定となるようにシステムクロック発生部65
を制御する位相制御信号を生成し、制御信号線202を
介してシステムクロック発生部65に出力する。また、
時刻情報変換部67は入力する時刻情報信号をデータ処
理に適する時刻数値情報に変換し、時刻情報線204を
介してデータ処理部32に出力する。
【0008】位相制御されてGPS衛星5の時刻情報に
同期したシステムクロックがm個のセンサ31−1〜3
1−mに入力されると、m個のセンサ31−1〜31−
mはこれに同期し、任意のセンサデータをセンサ信号線
205−1〜205−mを介してデータ処理部32へ出
力する。
【0009】データ処理部32は時刻数値情報とシステ
ムクロックとセンサデータとを受信し、時刻数値情報の
付加されたセンサデータである時刻同期系センサデータ
を生成し、データ信号線206を介してインタフェース
部33へ出力する。
【0010】インタフェース部33は時刻同期系センサ
データを受信局4に伝送する伝送路207のインタフェ
ース条件に適合したデータ形式に変換し、伝送路207
を介して受信局4へ出力する。受信局4の受信装置41
は時刻同期系センサデータを受信し、端末42へ出力す
る。端末42は時刻同期系センサデータの表示や保存等
を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の時刻同
期系観測システムでは、基準クロック発振器に高精度か
つ高安定度の発振器を採用する必要があるため、送信装
置の高額化や基準クロック発振器周辺回路の構造の複雑
化を招くという問題がある。
【0012】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、送信装置の高額化や基準クロック発振器周辺回路
の構造の複雑化を招くことなく、センサによって測定さ
れたデータの絶対的な時刻情報を保証することができる
時刻同期系観測システム及びそれに用いるタイムスタン
プ方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による時刻同期系
観測システムは、時刻同期情報を含む電波を発信する複
数のGPS(Global Positioning
System)衛星と、前記複数のGPS衛星のうちの
対応するGPS衛星の電波を受信する複数の受信手段
と、前記複数の受信手段で受信した前記電波の中から任
意の電波を選択する選択手段と、前記選択手段で選択さ
れた前記電波から時刻信号を発生する時刻信号発生手段
と、複数のセンサから受信するデータに前記時刻信号発
生手段で発生した前記時刻信号を付加する付加手段と、
前記付加手段で前記時刻信号が付加されたデータを送信
する送信手段とを備えている。
【0014】本発明による他の時刻同期系観測システム
は、時刻同期情報を含む電波を発信するGPS(Glo
bal Positioning System)衛星
の電波から時刻同期情報を抽出しつその時刻同期情報を
複数のセンサからのセンサデータに付加して送信する送
信装置と、前記送信装置の送信情報を受信して処理する
受信局とを含む時刻同期系観測システムであって、前記
GPS衛星を複数有し、前記送信装置は、前記複数のG
PS衛星のうちの対応するGPS衛星の電波を受信する
複数の受信手段と、前記複数の受信手段で受信した前記
電波の中から任意の電波を選択する選択手段と、前記選
択手段で選択された前記電波から時刻信号を発生する時
刻信号発生手段と、前記複数のセンサから受信するデー
タに前記時刻信号発生手段で発生した前記時刻信号を付
加する付加手段と、前記付加手段で前記時刻信号が付加
されたデータを送信する送信手段とを備えている。
【0015】すなわち、本発明の時刻同期系観測システ
ムは、送信装置において、n個のGPS衛星から電波を
受信し、任意の電波を選択することによって、GPS衛
星の電波が受信できなくなる時間を「0」に近づけられ
るので、基準クロック発振器の精度をGPS衛星並の精
度のものが適用可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によ
る時刻同期系観測システムの構成を示すブロック図であ
る。図1において、本発明の一実施例による時刻同期系
観測システムは送信装置1と受信局4とn個(nは正の
整数)のGPS(Global Positionin
g System)衛星5−1〜5−nとから構成され
ている。
【0017】送信装置1はGPS衛星5−1〜5−nの
電波から時刻同期情報を抽出する時刻部2とm個のセン
サ31−1〜31−mが接続されている送信部3とを備
えている。
【0018】時刻部2はアンテナ21と、n個のGPS
受信部22−1〜22−nと、選択部23と、時刻情報
抽出部24と、基準クロック発振部25と、システムク
ロック発生部26と、位相比較制御部27と、時刻情報
変換部28とからなっている。また、送信部3はm個の
センサ31−1〜31−mと、データ処理部32と、イ
ンタフェース部33とからなっている。
【0019】GPS受信部22−1〜22−nは各々対
応するGPS衛星5−1〜5−nからの時刻同期情報を
含む電波を受信する。選択部23はGPS受信部22−
1〜22−nで受信された電波の中から任意の電波を選
択する。時刻情報抽出部24は選択部23で選択された
電波から時刻情報信号を抽出する。
【0020】基準クロック発振部25は時刻同期系観測
システムの動作の基準となるクロックを発生する。シス
テムクロック発生部26は基準クロック発振部25から
の基準となるクロックを基に時刻同期系観測システムが
動作する上で必要なタイミングクロックを発生する。位
相比較制御部27は時刻情報抽出部24で抽出された時
刻情報信号とシステムクロック発生部26で発生された
システムクロックとの位相同期を確立する。時刻情報変
換部28は時刻情報抽出部24で抽出された時刻情報信
号を時刻数値情報に変換する。
【0021】送信部3のデータ処理部32は時刻数値情
報の付加されたセンサデータである時刻同期系センサデ
ータを生成する。インタフェース部33は時刻同期系セ
ンサデータを受信局4に伝送する伝送路107のインタ
フェース条件に適合したデータ形式に変換する。
【0022】受信局4は伝送路107を介して送信装置
1と相互に接続されており、送信装置1の送信情報を受
信する受信装置41と受信装置41の受信情報を処理す
る端末42とを備えている。
【0023】図2は図1の選択部23の選択処理を示す
フローチャートである。これら図1及び図2を参照して
本発明の一実施例による時刻同期系観測システムの処理
動作について説明する。
【0024】送信装置1はn個のGPS衛星5−1〜5
−nからアンテナ21を介して絶対時刻を含む電波を受
信する。n個のGPS衛星5−1〜5−n各々に対応し
たn個のGPS受信部22−1〜22−nは受信した電
波を電気信号に変換し、選択部23に出力する。
【0025】選択部23は予め任意に設定された時刻情
報信号を抽出する対象となるn個のGPS衛星5−1〜
5−nの条件と照合し、n個のGPS衛星5−1〜5−
nの電波の中から採用する電波の電気信号を選択し、時
刻情報抽出部24に出力する。
【0026】すなわち、選択部23は時刻情報変換部2
8で変換された時刻数値情報(現在時刻)が予め設定さ
れた所定時刻になると(図2ステップS1)、各時刻毎
にGPS衛星の状態を示すGPS衛星選択情報が予め記
憶されたGPS衛星選択情報テーブル23aから現在時
刻に対応するGPS衛星選択情報を読出す(図2ステッ
プS2)。
【0027】選択部23はGPS衛星選択情報テーブル
23aから読出したGPS衛星選択情報を基に現在選択
しているGPS衛星からの電波が受信可能かどうかを判
定する(図2ステップS3)。選択部23は現在選択し
ているGPS衛星からの電波が受信不可であれば、電波
が受信可能な他のGPS衛星の電波の電気信号中から任
意のGPS衛星の電波の電気信号を選択する(図2ステ
ップS4)。
【0028】時刻情報抽出部24は選択部23で選択さ
れた電気信号に含まれる時刻情報信号を抽出し、時刻信
号線101を介して位相比較制御部27と時刻情報変換
部28とに出力する。
【0029】一方、基準クロック発振部25は時刻同期
系観測システムを動作させる基準となるクロックを発生
させており、システムクロック発生部26はその基準と
なるクロックを基に時刻同期系観測システムが動作する
上で必要なタイミングクロックを発生させ、クロック信
号線103を介して位相比較制御部27とm個のセンサ
31−1〜31−mとデータ処理部32とに分配する。
【0030】位相比較制御部27は入力する時刻情報信
号とシステムクロックとの位相を測定し、両者の位相条
件が常に一定となるようにシステムクロック発生部26
を制御する位相制御信号を生成し、制御信号線102を
介してシステムクロック発生部26に出力する。
【0031】また、時刻情報変換部28は入力する時刻
情報信号をデータ処理に適する時刻数値情報に変換し、
時刻情報線104を介して選択部23及びデータ処理部
32に出力する。
【0032】m個のセンサ31−1〜31−mは位相制
御されかつn個のGPS衛星5−1〜5−nの時刻情報
に同期したシステムクロックを入力し、これに同期して
任意のセンサデータをセンサ信号線105−1〜105
−mを介してデータ処理部32へ出力する。
【0033】データ処理部32は時刻数値情報とシステ
ムクロックとセンサデータとを受信し、時刻数値情報の
付加されたセンサデータである時刻同期系センサデータ
を生成し、データ信号線106を介してインタフェース
部33へ出力する。インタフェース部33は時刻同期系
センサデータを受信局4に伝送する伝送路107のイン
タフェース条件に適合したデータ形式に変換し、伝送路
107を介して受信局4へ出力する。
【0034】受信局4の受信装置41は時刻同期系セン
サデータを受信すると、その時刻同期系センサデータを
端末42へ出力する。端末42は時刻同期系センサデー
タの表示及び保存等を行う。
【0035】このように、送信装置1において、基準と
なる時刻をn個のGPS衛星5−1〜5−nから直接受
信しかつ使用するGPS衛星を選択部23で選択するこ
とによって、選択しているGPS衛星5−1〜5−nの
電波が受信できなくなり、絶対時刻が保証できなくなる
時間を「0」に近づけることができる。よって、絶対時
刻の保証されたデータを遠隔地においても得ることがで
きる。
【0036】したがって、m個のセンサ31−1〜31
−mを絶対時刻に同期させかつ選択しているGPS衛星
5−1〜5−nの電波を受信できない時間を「0」に近
づけること及びm個のセンサ31−1〜31−mからの
観測データに正確な時刻情報を付けることで、絶対時刻
に同期したクロックで動作させることができ、データの
時間に対する信頼性を向上させることができる。
【0037】また、高精度でかつ高安定度の基準クロッ
ク発振器を持つ必要がなくなる。さらに、m個のセンサ
31−1〜31−mからデータを受信し、他の場所へ送
信する送受信装置にGPS受信機能を持った装置から直
接情報を取込むことで、離れた場所へデータを送信する
際のタイムロスを考慮する必要がなくなる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、時
刻同期情報を含む電波を発信する複数のGPS(Glo
bal Positioning System)衛星
と、複数のGPS衛星のうちの対応するGPS衛星の電
波を受信する複数の受信手段と、複数の受信手段で受信
した電波の中から任意の電波を選択する選択手段と、選
択手段で選択された電波から時刻信号を発生する時刻信
号発生手段と、複数のセンサから受信するデータに時刻
信号発生手段で発生した時刻信号を付加する付加手段
と、付加手段で時刻信号が付加されたデータを送信する
送信手段とを備えることによって、送信装置の高額化や
基準クロック発振器周辺回路・構造の複雑化を招くこと
なく、センサによって測定されたデータの絶対的な時刻
情報を保証することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による時刻同期系観測システ
ムの構成を示すブロック図である。
【図2】図1の選択部の選択処理を示すフローチャート
である。
【図3】従来例による時刻同期系観測システムの構成を
示すブロック図である。
【符号の説明】
1 送信装置 2 時刻部 3 送信部 4 受信局 5−1〜5−n GPS衛星 21 アンテナ 22−1〜22−n GPS受信部 23 選択部 24 時刻情報抽出部 25 基準クロック発振部 26 システムクロック発生部 27 位相比較制御部 28 時刻情報変換部 31−1〜31−m センサ 32 データ処理部 33 インタフェース部 41 受信装置 42 端末

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時刻同期情報を含む電波を発信する複数
    のGPS(Global Positioning S
    ystem)衛星と、前記複数のGPS衛星のうちの対
    応するGPS衛星の電波を受信する複数の受信手段と、
    前記複数の受信手段で受信した前記電波の中から任意の
    電波を選択する選択手段と、前記選択手段で選択された
    前記電波から時刻信号を発生する時刻信号発生手段と、
    複数のセンサから受信するデータに前記時刻信号発生手
    段で発生した前記時刻信号を付加する付加手段と、前記
    付加手段で前記時刻信号が付加されたデータを送信する
    送信手段とを有することを特徴とする時刻同期系観測シ
    ステム。
  2. 【請求項2】 自システムの動作の基準となるクロック
    を発生するクロック発振手段と、前記クロック発振手段
    との位相同期を確立する位相比較制御手段とを含むこと
    を特徴とする請求項1記載の時刻同期系観測システム。
  3. 【請求項3】 前記選択手段で選択された前記電波から
    前記時刻同期情報を抽出する抽出手段を含み、前記時刻
    信号発生手段は前記抽出手段で抽出された前記時刻同期
    情報を基に前記時刻信号を発生するよう構成したことを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の時刻同期系観
    測システム。
  4. 【請求項4】 前記選択手段は、各時刻毎に前記GPS
    衛星からの電波が受信可能か否かを示す選択情報を保持
    する選択情報テーブルを含み、予め設定された所定時刻
    毎に前記選択情報テーブルから読出した前記選択情報を
    基に前記複数の受信手段で受信した前記電波の中から任
    意の電波を選択するよう構成したことを特徴とする請求
    項1から請求項3のいずれか記載の時刻同期系観測シス
    テム。
  5. 【請求項5】 時刻同期情報を含む電波を発信するGP
    S(GlobalPositioning Syste
    m)衛星の電波から時刻同期情報を抽出しつその時刻同
    期情報を複数のセンサからのセンサデータに付加して送
    信する送信装置と、前記送信装置の送信情報を受信して
    処理する受信局とを含む時刻同期系観測システムであっ
    て、前記GPS衛星を複数有し、前記送信装置は、前記
    複数のGPS衛星のうちの対応するGPS衛星の電波を
    受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段で受信
    した前記電波の中から任意の電波を選択する選択手段
    と、前記選択手段で選択された前記電波から時刻信号を
    発生する時刻信号発生手段と、前記複数のセンサから受
    信するデータに前記時刻信号発生手段で発生した前記時
    刻信号を付加する付加手段と、前記付加手段で前記時刻
    信号が付加されたデータを送信する送信手段とを有する
    ことを特徴とする時刻同期系観測システム。
  6. 【請求項6】 自システムの動作の基準となるクロック
    を発生するクロック発振手段と、前記クロック発振手段
    との位相同期を確立する位相比較制御手段とを含むこと
    を特徴とする請求項5記載の時刻同期系観測システム。
  7. 【請求項7】 前記選択手段で選択された前記GPS衛
    星の電波から前記時刻同期情報を抽出する抽出手段を含
    み、前記時刻信号発生手段は前記抽出手段で抽出された
    前記時刻同期情報を基に前記時刻信号を発生するよう構
    成したことを特徴とする請求項5または請求項6記載の
    時刻同期系観測システム。
  8. 【請求項8】 前記選択手段は、各時刻毎に前記GPS
    衛星からの電波が受信可能か否かを示す選択情報を保持
    する選択情報テーブルを含み、予め設定された所定時刻
    毎に前記選択情報テーブルから読出した前記選択情報を
    基に前記複数の受信手段で受信した前記電波の中から任
    意の電波を選択するよう構成したことを特徴とする請求
    項5から請求項7のいずれか記載の時刻同期系観測シス
    テム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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