JP2004239798A

JP2004239798A - 移動体の位置監視装置

Info

Publication number: JP2004239798A
Application number: JP2003030401A
Authority: JP
Inventors: Akira Fukuda; 明福田; Katsuji Miwa; 勝二三輪; Eiji Hirano; 英二平野; Hisaaki Maeda; 久昭前田; Kenichi Furuki; 健一古木
Original assignee: Koden Electronics Co Ltd
Current assignee: Koden Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】渡り鳥などの野性動物の行動を監視するために、そのような移動体に長期にわたって搭載され、間欠的に動作せしめられるＧＰＳ受信機を含む位置監視装置において、消費電力を節減し、電池の寿命を延長する。
【解決手段】本発明に係わる移動体の位置監視装置は、ＧＰＳ信号を間欠的に受信して自位置を検出する自位置検出手段と、検出された自位置をその検出時の時間と共に保存する保存手段と、上記各手段に動作電力を供給する給電手段を備えると共に位置監視対象の移動体に取付けられる。そして、上記自位置検出手段は、上記ＧＰＳ信号のうちアルマナック情報を予め保存しておき、エフェメリス情報を受信して処理することにより現在位置を算定する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、移動体の位置の監視装置に関するものであり、特に、野鳥などの野性動物の生態を調査するためにその移動の様子を長期間にわたって監視するのに適した移動体の位置監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、野鳥などの野性動物の生態を調査するために、その移動の様子を長期間にわたって追跡・監視するシステムが開発されてきている。例えば、本出願人らの先行の特許出願には、監視対象の野鳥などにＧＰＳ受信機を備えた移動局を固定し、ＧＰＳ受信機で検出した自位置データを内蔵のメモリに保存させ、野鳥などが予め指定された地域に達したときに、メモリに保存中の自位置データを無線で送信させ、これを地上の無線受信局で受信するという構成が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８１９２７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
監視対象の野鳥が渡り鳥の場合、その移動の状況を、少なくとも１年ほどの期間にわたって監視する必要がある。このように、監視期間が長期にわたる場合の最大の問題点は、いかにして電池の寿命を引き延ばすかということにある。野鳥の位置を検出するためにＧＰＳ受信機を動作させると、そのつど電力が消費され、電池の寿命が短縮される。また、保存したデータを無線で送信するたびに、電力が消費され、電池が消耗する。
【０００５】
電池の寿命を延ばすには、電力容量を増やすことが有効である。しかし、電池の重量が増加し、野鳥などへの負荷が過大になり、自然の状態を乱してしまうおそれがある。電池の寿命を延ばすには、ＧＰＳ受信機の動作の頻度を低下させることが有効である。しかし、動作の頻度を低下させすぎると、肝心な移動データの分解能が確保できなくなるという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、移動データの分解能を確保しながら電池の消耗を少しでも抑えることができる移動体の位置監視装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決する本発明に係わる移動体の位置監視装置は、ＧＰＳ信号を間欠的に受信して自位置を検出する自位置検出手段と、前記検出された自位置をその検出時の時間と共に保存する保存手段と、前記各手段に動作電力を供給する給電手段を備えると共に位置監視対象の移動体に取付けられるように構成されている。そして、この自位置検出手段は、ＧＰＳ信号のうちアルマナック情報を予め保存しておき、エフェメリス情報を受信して処理することにより現在位置を算定する構成であるから、電力消費量の大きなＧＰＳ信号の受信時間を短縮できるという効果が奏される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態によれば、ＧＰＳ信号の受信をＧＰＳ時刻５０秒から約３３秒間だけ間欠的に行う構成であるから、この受信をＵＴＣ（協定世界時）００秒から開始する場合に比べて、受信にかかる時間を１７％ほど短縮でき、そのぶん電池の寿命を延ばすことができるという効果が奏される。
【０００９】
図３は、ＧＰＳ信号の構成を示す信号フォーマット図である。１周期は１２分３０秒の長さであり、それぞれ３０秒の長さの２５フレームから成る。１フレームは、それぞれ６秒の長さの５個のサブフレームから成る。各フレームにおいて、先行の３個のサブフレーム（１〜３）には、エフェメリス情報と呼ばれる「衛星の軌道情報」などが書き込まれている。各フレームの後続の２個のサブフレーム（４，５）には、アルマナック情報と呼ばれる情報が書き込まれている。このアルマナック情報は、ＧＰＳ時刻とＵＴＣ（協定世界時）の差である「うるう秒」などに関する情報が含まれる。
【００１０】
本発明の第１の特徴によれば、ＧＰＳ信号のうち、サブフレーム１〜３のエフェメリス情報のみが時々刻々変化する自位置の測定に必要な情報として受信される。残るサブフレーム４〜５のアルマナック情報のうち「うるう秒」などのＧＰＳ信号の受信や測位に必要な成分は、変化の周期が長く予測可能なことから、その受信が省略される。そして、このサブフレーム４〜５のアルマナック情報については、受信が省略される代わりに、ＧＰＳ信号の受信や測位に際して最低限必要な成分である「うるう秒」などの情報が初期データとして、予めＧＰＳ受信部内に書き込まれる。
【００１１】
図２は、本発明の位置監視装置がサブフレーム１〜３のエフェメリス情報を受信する場合の受信タイミングを示すタイミングチャートである。ＧＰＳ信号の受信の開始後、同期の確立によって信号が捕捉されて復調が可能になるまでに、１０秒前後の時間が費やされる。このため、目的とするサブフレーム１〜３のエフェメリス情報を受信するには、その出現に先立つ十数秒前にＧＰＳ信号の受信を開始する必要がある。図２のタイミングチャートは、ＵＴＣ（協定世界時）の００秒に受信を開始し、約４０秒間だけ受信を行う場合を示している。
【００１２】
図１は、本発明の位置監視装置がサブフレーム１〜３のエフェメリス情報を受信する場合の他の受信タイミングを示すタイミングチャートである。ＵＴＣ（協定世界時）から１３秒ほどのうるう秒だけずれたＧＰＳ時刻を基準に受信が行われる。図１の場合、ＧＰＳ時刻５０秒から受信を開始し、約３３秒間だけ受信を行う場合を示している。この図１の受信タイミングによれば、図２の受信タイミングを採用する場合に比べて７秒間ほど、比率でいえば１７％ほど受信にかかわる時間を短縮できる。
【００１３】
【実施例】
図４は、本発明の一実施例に係わる移動体の位置監視装置の構成を示す機能ブロック図である。本装置は、ＧＰＳ受信部１０と、入出力／電源制御部２０とから構成されている。ＧＰＳ受信部１０は、高周波処理／復調部１１と、判定／処理部１２と、記憶部１３と、タイマ１４と電源制御部１５とを備えている。入出力／電源制御部２０は、入出力部２１と、電源制御部２２と、主電源２３と、補助電源２４とを備えている。
【００１４】
図４の右端に点線で囲んで示す外部コンピュータからＧＰＳ受信部１０に初期値が入力される。すなわち、入出力／電源制御部２０の入出力部２１を介して、ＧＰＳ受信部１０の判定／処理部１２に、ＧＰＳ信号のアルマナックデータ、ＵＴＣ時刻（協定世界時）による現在時刻と動作開始時刻、動作間隔などが転送される。判定／処理部１２は、外部コンピュータから転送されてきたアルマナックデータ、動作開始時刻、動作間隔などを記憶部１３内に書き込み、現在時刻をタイマ１４に初期設定する。
【００１５】
ＧＰＳ受信部１０が動作開始待ち状態にある期間内には、入出力／電源制御部２０内の補助電源２４からＧＰＳ受信部１０内の電源制御部１５に電力が供給され、この電源制御部１５からＧＰＳ受信部１０内の各部に電力が供給される。判定／処理部１２は、記憶部１３内に記憶されているアルマナックデータの中からうるう秒（約１３秒）を読出し、タイマ１４が示すＵＴＣ時刻からこのうるう秒を加算することにより、ＵＴＣ時刻をＧＰＳ時刻に変換する。同様に、判定／処理部１２は、記憶部１３に書き込まれているＵＴＣ時刻による動作開始時刻からうるう秒を加算することによりＧＰＳ時刻に変換する。判定／処理部１２は、ＧＰＳ時刻に変換された動作開始時刻から所定の信号同期補足期間を減算し、これがＧＰＳ時刻の現在時刻と一致するか否かを判定する。
【００１６】
判定／処理部１２は、上記判定結果が一致すると、入出力／電源制御部２０内の入出力部２１に起動信号を送出する。この起動信号を受けた入出力部２１は、電源制御部２２を介して主電源２３を起動し、ここからＧＰＳ受信部１０内の電源制御部１５への電力供給を開始させる。電源制御部１５は、電力の供給源を補助電源２４から主電源２３に切替え、主電源電力をＧＰＳ受信部１０内の各部に供給する。
【００１７】
この主電源電力の供給開始により、高周波処理／復調部１１によるＧＰＳ信号の受信・復調と、判定／処理部１２による測位が開始される。判定／処理部１２は、検出した現在位置を現在時刻と共に記憶部１３に記憶する。
【００１８】
判定／処理部１２は、動作開始時刻から所定のＴＴＦＦ時間（約３３秒）の時間が経過すると、入出力／電力制御部２０内の入出力部２１に動作停止信号を送信する。この動作停止信号を受けた入出力部２１は、電力制御部２２を介して主電源２３からの電源電力の供給を停止させる。この主電源電力の供給の停止を受けたＧＰＳ受信部１０内の電源制御部１５は、電力供給源を補助電源２４に切替え、ＧＰＳ受信部１０内の各部に供給する。
【００１９】
このように、入出力／電源制御部２０内の給電源を主電源２３と補助電源２４との２系統に分離したたため、小容量の補助電源をボタン電池などの簡易・小型な電池で実現できるという利点がある。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる移動体の位置監視装置は、ＧＰＳ信号のうちアルマナック情報を予め保存しておき、エフェメリス情報を受信して処理することにより現在位置を算定する構成であるから、電力消費量の大きなＧＰＳ信号の受信時間を短縮でき、移動データの分解能を確保しながら電池の消耗を少しでも抑えることができるという効果が奏される。
【００２１】
本発明の好適な実施の形態によれば、ＧＰＳ信号の受信をＧＰＳ時刻を基準にして行う構成であるから、この受信をＵＴＣを基準にして行う場合に比べて、受信にかかる時間を１７％ほど短縮でき、そのぶん電池の寿命を延ばすことができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる移動体の位置監視装置によるＧＰＳ信号の受信のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図２】本発明の一実施例に係わる移動体の位置監視装置によるＧＰＳ信号の他の受信のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図３】ＧＰＳ信号の構成を示す信号フォーマット図である。
【図４】本発明の一実施例に係わる移動体の位置監視装置の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０ＧＰＳ受信部
１１高周波処理／復調部
１２判定／処理部
１３記憶部
１４タイマ
１５電源制御部
２０入出力／電源制御部
２１入出力部
２２電源制御部
２３主電源
２４補助電源

Claims

ＧＰＳ信号を間欠的に受信して自位置を検出する自位置検出手段と、前記検出された自位置をその検出時の時間と共に保存する保存手段と、前記各手段に動作電力を供給する給電手段を備えると共に位置監視対象の移動体に取付けられる移動体の位置監視装置において、
前記自位置検出手段は、前記ＧＰＳ信号のうちアルマナック情報を予め保存しておき、エフェメリス情報を受信して処理することにより現在位置を算定することを特徴とする移動体の位置監視装置。
請求項１において、
前記自位置検出手段は、前記ＧＰＳ信号の受信をＧＰＳ時刻５０秒から約３３秒間だけ間欠的に行うことを特徴とする移動体の位置監視装置。
請求項１と２のそれぞれにおいて、
前記位置検出手段は、前記ＧＰＳ信号の間欠的な受信を所定周期で行うことを特徴とする移動体の位置監視装置。
請求項１乃至３のそれぞれにおいて、
前記給電手段は、前記自位置検出手段に、ＧＰＳ信号の受信待ち状態にある期間内の給電を行う第１の給電手段と、ＧＰＳ信号の受信中に給電を行う第２の給電手段とを備えたことを特徴とする移動体の位置監視装置。