JP2002071854A - 標準電波受信装置 - Google Patents
標準電波受信装置Info
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- JP2002071854A JP2002071854A JP2000266517A JP2000266517A JP2002071854A JP 2002071854 A JP2002071854 A JP 2002071854A JP 2000266517 A JP2000266517 A JP 2000266517A JP 2000266517 A JP2000266517 A JP 2000266517A JP 2002071854 A JP2002071854 A JP 2002071854A
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Abstract
を発生する標準電波受信装置を提供する。 【解決手段】 基準周波数、基準1秒信号及び時刻情報
をそれぞれ出力する標準電波受信部及びGPS受信部
と、同期周波数を出力する同期周波数発振部と、それぞ
れの基準周波数に基づいて同期周波数発振部を制御する
周波数制御部と、同期周波数に基づいて同期1秒信号を
出力する同期秒信号発生部と、それぞれの基準1秒信号
に基づいて同期周波数発振部若しくは同期秒信号発生部
を制御する秒信号制御部と、それぞれの基準時刻情報に
基づいて同期時刻情報を出力する同期時刻情報発生部と
を有する。
Description
送局などの周波数や時刻を必要とする分野において、基
準周波数および基準時刻を発生する標準電波受信装置に
関する。
l Positioning System)受信機とは、全く別の測定器と
して、単独に使用されていた。
は、標準電波送信局から受信場所までの伝送遅延を補正
する必要があるが、従来この補正値は手動で入力されて
いた。このため、計算方法による値の違いや、送信局、
受信装置内の遅延推定誤差なども加わり、受信時刻に数
100μ秒からミリ秒の誤差が発生するという問題があ
る。
を室内の窓際などに設置して電波を受信すると、受信で
きる衛星数が30%程度に減少し、1日のうちでGPS
から基準時刻を受信できる時間が制限され、時刻精度が
劣化するという問題がある。また、GPSサービスの状
況は、いつも公表されるわけではなく、突然信号が途切
れたり、衛星の保守のために特定の衛星が使用できなく
なったりするという問題もある。更に、夏時間が実施さ
れた場合、GPS電波からは、日本の夏時間情報が収集
できないという問題もある。
PS受信機とのこれら問題点を解決し、高確度且つ高安
定な基準周波数及び基準時刻を発生する標準電波受信装
置を提供することを目的とする。
置は、標準電波受信部及びGPS受信部の両方を搭載す
るし、両受信部からの周波数及び時刻信号を使用して、
周波数及び時刻を再生することを特徴とする。
波標準電波を受信し、基準周波数、基準1秒信号及び時
刻情報を出力する標準電波受信部と、GPS信号を受信
し、基準周波数、基準1秒信号及び時刻情報を出力する
GPS受信部と、同期周波数を出力する同期周波数発振
部と、標準電波受信部から出力された基準周波数と、G
PS受信部から出力された基準周波数とに基づいて、同
期周波数発振部を制御する周波数制御部と、同期周波数
に基づいて、同期1秒信号を出力する同期秒信号発生部
と、標準電波受信部から出力された基準1秒信号と、G
PS受信部から出力された基準1秒信号とに基づいて、
同期周波数発振部若しくは同期秒信号発生部を制御する
秒信号制御部と、標準電波受信部から出力された基準時
刻情報と、GPS受信部から出力された基準時刻情報と
に基づいて、同期時刻情報を出力する同期時刻情報発生
部とを有する。
トワーク上のサーバにアクセスすることが可能なネット
ワークインタフェースと、サーバから、他の時刻標準と
GPS基準1秒信号との時刻差データを取得し、該時刻
差データを処理し、処理後のデータを秒信号制御部に出
力するGPSデータ処理部と、サーバから、標準電波送
信局又は標準電波受信部における回路内遅延データを取
得し、該回路内遅延データを秒信号制御部に出力する回
路内遅延処理部とを更に有することも好ましい。
信部から出力された基準1秒信号と、標準電波受信部か
ら出力された基準1秒信号とを比較し、その時刻差か
ら、標準電波送信局と標準電波受信部までの標準電波伝
搬遅延量を導出し、該遅延量を用いて標準電波受信部か
ら出力された基準1秒信号の遅れを補正することも好ま
しい。
受信部から出力された基準1秒信号と、基準周波数信号
とを位相比較し、該基準1秒信号に最も近い基準周波数
信号の基準立ち上がりを導出し、標準電波送信局と標準
電波受信部までの標準電波伝搬遅延量に基づいて、基準
周波数信号の基準立ち上がりの位相を補正し、この補正
された基準立ち上がり位相を同期1秒信号とすることも
好ましい。
受信部から出力された基準時刻情報と、GPS受信部か
ら出力された基準時刻情報とに含まれる電波状態の異常
を検出し、標準電波に異常があるときにはGPS受信部
の信号を、又はGPS電波に異常があるときは標準電波
受信部の信号を、使用することも好ましい。
受信部から出力された基準時刻情報と、GPS受信部か
ら出力された基準時刻情報とに含まれる、うるう秒デー
タを比較し、該うるう秒データが一致したときに、該う
るう秒情報を同期時刻情報発生部から装置出力として出
力することも好ましい。
ータ処理部は、ネットワークインタフェースを介して、
他の時刻標準とGPS基準1秒信号との時刻差データに
おける過去の受信スケジュールを取得し、受信時間の変
更割合を導出し、希望日の受信スケジュールを計算する
か又は希望日の受信スケジュールを直接取得し、希望日
にそのスケジュールに基づいて、GPS受信部からの基
準1秒信号と同期秒信号発生部から出力される同期1秒
信号とを位相比較し、自装置における時刻差を求め、再
びネットワークインタフェースを介して、希望日におけ
る他の時刻標準とGPS基準1秒信号との時刻差データ
と、自装置における時刻差の差分から、他の時刻標準と
同期秒信号発生部から出力される同期1秒信号との時刻
差を求め、秒信号制御部により、この時刻差に応じた補
正基準1秒信号を生成することも好ましい。
延処理部は、秒信号発生部から出力される同期1秒信号
と基準電波受信部からの基準1秒信号との位相差が異常
と判断された場合、若しくは定期的に、ネットワークイ
ンタフェースを介して、サーバにアクセスし、標準電波
送信局における標準信号の送信位相の変化、又は標準電
波受信部における回路内遅延、の情報の少なくともどち
らか一方を取得し、該情報に基づいて補正基準1秒信号
を生成することも好ましい。
受信部は、基準1秒信号の振幅を常時モニタし、振幅の
一部の電圧をトリガ電圧として基準1秒信号をリタイミ
ングして再発生することも好ましい。
信装置の第1の実施形態を表す構成図である。図1によ
れば、長波標準電波受信部及びGPS受信部から、基準
時刻情報、基準1秒信号及び基準周波数信号が出力され
る。
部に入力される。周波数制御部は、それぞれの基準周波
数信号と、同期周波数発振部から出力された同期周波数
とを比較する。比較結果は、同期周波数発振部に帰還さ
れ、同期周波数が、基準周波数に一致するようになされ
る。
に入力される。秒信号制御部は、その信号を遅延補正し
た後、同期秒信号発生部に出力する。同期秒信号発生部
は、同期周波数発振部から出力された同期周波数が入力
され、1秒信号を発生し、秒信号制御部からの基準1秒
信号に同期させる。
発生部に入力される。同期時刻情報発生部は、それら基
準時刻情報の比較を行い、時刻情報の一致を確認し、同
期時刻情報を出力する。
ータを入力した構成図である。ネットワークインタフェ
ースは、外部データベースとネットワーク接続するため
に使用され、このインタフェースを介して、GPSデー
タ処理部と回路内遅延処理部が、1秒補正データを取得
する。秒信号制御部は、基準1秒信号を、GPSデータ
処理部及び回路内遅延処理部からの1秒補正データによ
って遅延補正する。
第2の実施形態を表す構成図である。図3によれば、長
波標準電波受信部及びGPS受信部から、基準1秒信号
及び基準周波数信号が出力される。
に入力される。秒信号制御部は、位相比較器及び遅延制
御回路から構成される。ここで、基準1秒信号は、位相
比較器によって位相比較され、時刻差が検出される。検
出された時刻差データは、遅延制御回路に送出される。
遅延制御回路には、長波標準電波受信部からの基準1秒
信号が入力され、時刻差データに応じた量だけ基準1秒
信号は遅延され、出力される。その出力信号は、同期秒
信号発生部に入力される。
から受信点までの伝搬遅延は補正されないので、通常こ
の遅延は手動で調整されるか、若しくは受信機に手動で
データとして入力して補正する必要がある。しかしなが
ら、本発明では、GPSからの基準1秒信号を得ること
ができるので、これを遅延補正データとして使用するこ
とができる。従って、地図上から受信位置を確認して、
伝送遅延量を算出するような手順は省略することがで
き、自動的に長波標準電波受信機の初期設定をすること
が可能となる。
第3の実施形態を表す構成図である。
ら基準1秒信号しか出力されてなく、周波数制御部及び
同期周波数発信部の代わりに位相比較器2を有する。秒
信号制御部の遅延制御回路には、長波標準電波受信部か
らの基準1秒信号が入力され、時刻差データに応じた量
だけ基準1秒信号は遅延され補正基準秒信号が出力され
る。標準電波受信部から出力された基準1秒信号及び基
準周波数信号は、位相比較器2により位相比較され、基
準1秒信号に最も近い基準周波数信号の基準立ち上がり
信号が得られる。
は、同期秒信号発生部に入力される。基準立ち上がり信
号は、補正基準秒信号に基づいて、標準電波送信局から
標準電波受信部が設置される場所までの標準電波伝搬遅
延に相当する量だけ、位相が進められ、同期1秒信号が
発生される。
ある。図4の第3の実施形態では、長波標準電波受信部
からの基準1秒信号及び基準周波数信号を使用してい
る。1秒信号の波形立ち上がりが遅いために、1秒信号
を再生するときには、時刻の誤差が発生する。これに対
して、40kHzの長波標準電波のキャリア信号は、1
秒信号に比較すると、正確に再生される。更に、長波標
準電波では、送信時に基準1秒信号位相と基準周波数信
号位相とが一致していることを利用する。位相比較器2
では、図4に示す基準1秒信号と基準周波数信号とのよ
うな位相関係を比較し、基準1秒信号に最も近い基準周
波数信号を選択し、基準立ち上がり信号を出力する。基
準立ち上がり信号はより安定な基準周波数信号から発生
されているので、雑音の少ない基準立ち上がり信号を得
ることができる。
準電波に伝搬遅延を受けているので、送信元の1秒信号
からは遅れている。ここで、図3の第2の実施形態で説
明したように、GPS受信部から出力される基準1秒信
号に基づいて伝搬遅延量を導出し、この結果に従って同
期秒信号発生部で遅延補正し、同期1秒信号を発生す
る。
第4の実施形態を表す構成図である。図6によれば、標
準電波受信部から出力された基準時刻情報と、GPS受
信部から出力された基準時刻情報とに含まれる電波状態
等のアラーム情報を、同期時刻情報発生部が受信する。
このとき、アラーム情報により、標準電波若しくはGP
Sの異常が検出されると、周波数については、周波数制
御部で正常な方が選択され、1秒信号については、秒信
号制御部で正常な方が選択される。
PSのどちらかに異常がある場合にも、切り替えによ
り、基準1秒信号も基準周波数も途切れることなく、再
生することができる。基準1秒信号と基準周波数とをま
とめて切り替える方法だけでなく、長波標準電波受信部
からの基準周波数とGPS受信部から基準1秒信号とい
うような組み合わせも可能である。
第5の実施形態を表す構成図である。標準電波受信部か
らの基準時刻情報と、GPS受信部からの基準時刻情報
とに含まれる、うるう秒情報を、同期時刻情報発生部が
受信する。同期時刻情報発生部では、これら2種類のう
るう秒データを比較し、一致したときにうるう秒情報
を、同期時刻情報として出力する。
異常処理を行うと、時刻への影響が非常に大きい。異常
処理を防ぐためには、まずうるう秒が実施される日時を
確実に取得する必要がある。この要求に対して、標準電
波受信部からの時刻情報と、GPS受信部からの時刻情
報の両方からうるう秒情報を受信することは、情報の信
頼性を上げることができる有効な手段である。
第6の実施形態を表す構成図である。インターネットを
介して、他のサイトで蓄積されているGPS関連データ
を取得することで、GPSの受信精度を上げることを可
能にしている。特に、同時刻に同じGPS衛星からの情
報を得ることで、受信する2サイト間の共通的な時刻誤
差要因を打ち消すことができるCommon-viewと呼ばれる
処理を自動的に行うことで、時刻精度を上げることが可
能である。
秒信号とを位相比較器aで比較し、得られた時刻差デー
タを、時刻差データを取得した時刻とともにデータサー
バに蓄積する。
理部では、ネットワークインタフェースを介して、他の
サイトにおけるデータサーバにアクセスする。GPSデ
ータ処理部は、まず他のサイトの時刻差データを取得し
た時刻を取得する。GPSでは、同じ衛星を毎日受信す
る場合、4分ずつ受信時刻をずらしてゆく必要がある。
標準電波受信装置のGPSデータ処理部は、他のサイト
の前日ないし数日前の時刻差データを取得した時刻にア
クセスし、このデータから、今後自分が受信すべきGP
S衛星とその受信時刻などの受信スケジュールを求め
る。
は、得られたスケジュールにしたがい、GPS受信機を
制御して、決められたGPS衛星からの電波を受信させ
る。このとき得られる基準1秒信号は、位相比較器bに
より、同期秒信号発生部が発生する同期1秒信号と比較
される。これによって得られた時刻差データは、秒信号
制御部に蓄積される。
理部は、再びネットワークインタフェースを介して、他
のサイトにおけるデータサーバにアクセスする。GPS
データ処理部は、自身のサイトでのスケジュールに従っ
て、そのスケジュールと同じ時刻に測定された時刻差デ
ータを、他のサイトから取得する。標準電波受信装置の
GPSデータ処理部は、他サイトの時刻差データと、自
分自身に蓄積している自サイトの時刻差データから、同
期秒信号発生部を介して同期1秒信号を補正する。
号、REFbは自サイトでの同期1秒信号式(1)にし
たがって時刻差データ計測された場合、式(2)の演算
をすることで、自サイトでの同期1秒信号と他サイトで
の標準1秒信号との時刻差を求めることができる。
同期秒信号発生部を制御することで、他サイトでの標準
1秒信号に、自サイトでの同期1秒信号を同期すること
ができる。
第7の実施形態を表す構成図である。図9によれば、標
準電波受信部における回路内遅延の情報を得ることで、
同期1秒信号の時刻精度を向上している。
る標準1秒信号と、基準長波標準電波受信部からの基準
1秒信号との時刻差を、位相比較器により計測する。他
の時刻標準は、GPSなどの他の手段により標準時刻に
同期しているものとする。また、基準長波標準電波受信
部では、標準電波送信局と標準電波受信部が設置される
場所までの標準電波伝搬遅延は補正されているものとす
る。
時刻差は、標準電波受信部における回路内遅延データを
示すこととなる。この回路内遅延データは、データサー
バに蓄積される。位相比較器を定期的に動作させ、回路
内遅延データを得ることで、回路内遅延データは定期的
に更新される。
フェース、インターネットを介して、他サイトのデータ
ベースにアクセスする。この処理により、最新の回路内
遅延データを取得する。回路内遅延処理部は、取得した
回路内遅延データをもとに、秒信号制御部を制御する。
秒信号制御部は、長波標準電波受信部から出力される基
準1秒信号の位相を、回路内遅延分だけ進める。これに
より、正確な同期1秒信号を生成することができる。
の第8の実施形態を表す構成図である。図10によれ
ば、基準1秒信号が秒信号振幅モニタ部によって、その
振幅が常時モニタされている。秒信号振幅モニタ部は、
振幅の55%の電圧をトリガ電圧として出力する。基準
1秒信号は、同時に秒信号リタイミング回路に入力され
ている。秒信号リタイミング回路は、秒信号振幅モニタ
部からのトリガ電圧で、基準1秒信号をリタイミングし
て再発生している。
準電波受信装置によれば、標準電波受信機とGPS受信
機とを組み合わせて時刻を発生するために、標準電波で
必ず行う必要がある伝送遅延の補正を、GPSからの情
報で自動的に行うことができる。また、GPSを受信す
ることで発生する米海軍標準に同期してしまう問題を、
標準電波を受信することで、国家標準とのトレーサビリ
ティを確保し解決することができる。更に、GPS及び
標準電波それぞれに発生する停波による信号断の影響
を、GPS信号と標準電波の両方を使用することで、最
小限にすることができる。
態の構成図である。
た構成図である。
態の構成図である。
態の構成図である。
態の構成図である。
態の構成図である。
態の構成図である。
態の構成図である。
形態の構成図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 長波標準電波を受信し、基準周波数、基
準1秒信号及び時刻情報を出力する標準電波受信部と、 GPS信号を受信し、基準周波数、基準1秒信号及び時
刻情報を出力するGPS受信部と、 同期周波数を出力する同期周波数発振部と、 前記標準電波受信部から出力された前記基準周波数と、
前記GPS受信部から出力された前記基準周波数とに基
づいて、前記同期周波数発振部を制御する周波数制御部
と、 前記同期周波数に基づいて、同期1秒信号を出力する同
期秒信号発生部と、 前記標準電波受信部から出力された前記基準1秒信号
と、前記GPS受信部から出力された前記基準1秒信号
とに基づいて、同期周波数発振部若しくは同期秒信号発
生部を制御する秒信号制御部と、 前記標準電波受信部から出力された前記基準時刻情報
と、前記GPS受信部から出力された前記基準時刻情報
とに基づいて、同期時刻情報を出力する同期時刻情報発
生部とを有することを特徴とする標準電波受信装置。 - 【請求項2】 IPネットワーク上のサーバにアクセス
することが可能なネットワークインタフェースと、 前記サーバから、他の時刻標準とGPS基準1秒信号と
の時刻差データを取得し、該時刻差データを処理し、処
理後のデータを秒信号制御部に出力するGPSデータ処
理部と、 前記サーバから、標準電波送信局又は標準電波受信部に
おける回路内遅延データを取得し、該回路内遅延データ
を秒信号制御部に出力する回路内遅延処理部とを更に有
することを特徴とする請求項1に記載の標準電波受信装
置。 - 【請求項3】 前記GPS受信部から出力された前記基
準1秒信号と、前記標準電波受信部から出力された前記
基準1秒信号とを比較し、その時刻差から、前記標準電
波送信局と前記標準電波受信部までの標準電波伝搬遅延
量を導出し、該遅延量を用いて前記標準電波受信部から
出力された前記基準1秒信号の遅れを補正することを特
徴とする請求項1又は2に記載の標準電波受信装置。 - 【請求項4】 前記標準電波受信部から出力された前記
基準1秒信号と、前記基準周波数信号とを位相比較し、
該基準1秒信号に最も近い基準周波数信号の基準立ち上
がりを導出し、 標準電波送信局と前記標準電波受信部までの標準電波伝
搬遅延量に基づいて、基準周波数信号の基準立ち上がり
の位相を補正し、 この補正された基準立ち上がり位相を同期1秒信号とす
ることを特徴とする請求項3に記載の標準電波受信装
置。 - 【請求項5】 前記標準電波受信部から出力された前記
基準時刻情報と、前記GPS受信部から出力された前記
基準時刻情報とに含まれる電波状態の異常を検出し、標
準電波に異常があるときには前記GPS受信部の信号
を、又はGPS電波に異常があるときは前記標準電波受
信部の信号を、使用することを特徴とする請求項1から
4のいずれか1項に記載の標準電波受信装置。 - 【請求項6】 前記標準電波受信部から出力された前記
基準時刻情報と、前記GPS受信部から出力された前記
基準時刻情報とに含まれる、うるう秒データを比較し、
該うるう秒データが一致したときに、該うるう秒情報を
前記同期時刻情報発生部から装置出力として出力するこ
とを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の
標準電波受信装置。 - 【請求項7】 前記GPSデータ処理部は、 前記ネットワークインタフェースを介して、他の時刻標
準とGPS基準1秒信号との時刻差データにおける過去
の受信スケジュールを取得し、受信時間の変更割合を導
出し、希望日の受信スケジュールを計算するか又は希望
日の受信スケジュールを直接取得し、 希望日にそのスケジュールに基づいて、前記GPS受信
部から出力される前記基準1秒信号と、前記同期秒信号
発生部から出力される同期1秒信号とを位相比較し、自
装置における時刻差を求め、 再びネットワークインタフェースを介して、希望日にお
ける他の時刻標準とGPS基準1秒信号との時刻差デー
タと、自装置における時刻差の差分から、他の時刻標準
と前記同期秒信号発生部から出力される前記同期1秒信
号との時刻差を導出し、 前記秒信号制御部により、この時刻差に応じた補正基準
1秒信号を生成することを特徴とする請求項3に記載の
標準電波受信装置。 - 【請求項8】 前記回路内遅延処理部は、 前記秒信号発生部から出力される前記同期1秒信号と、
前記基準電波受信部から出力される前記基準1秒信号と
の位相差が異常と判断された場合、若しくは定期的に、
前記ネットワークインタフェースを介して、前記サーバ
にアクセスし、標準電波送信局における標準信号の送信
位相の変化、又は前記標準電波受信部における回路内遅
延、の情報の少なくともどちらか一方を取得し、該情報
に基づいて補正基準1秒信号を生成することを特徴とす
る請求項3に記載の標準電波受信装置。 - 【請求項9】 前記標準電波受信部は、 前記基準1秒信号の振幅を常時モニタし、振幅の一部の
電圧をトリガ電圧として該基準1秒信号をリタイミング
して再発生することを特徴する請求項1から8のいずれ
か1項に記載の標準電波受信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000266517A JP2002071854A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 標準電波受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000266517A JP2002071854A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 標準電波受信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002071854A true JP2002071854A (ja) | 2002-03-12 |
Family
ID=18753588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000266517A Pending JP2002071854A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | 標準電波受信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002071854A (ja) |
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