JP2005003430A - 携帯端末およびｇｐｓ時刻維持方法 - Google Patents
携帯端末およびｇｐｓ時刻維持方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】省電力モードの状態に移行し長い間測位が行われない場合でも、次の測位の際に正確なＧＰＳ時刻を算出して測位性能を向上させる。
【解決手段】フリーランＲＴＣカウンタ５３は、省電力モードの状態であってもＲＴＣ用発振器３０のクロックのカウントを継続的に行う。タイムメンテナンス処理部５４は、高精度の通信用発振器１０のクロックを参照クロックとし、参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を比較してＲＴＣ周波数の誤差を予め計算する。タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態への移行の際にフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値およびＧＰＳ時刻を記憶し、省電力モードの状態から復帰した際のフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値と、ＲＴＣ周波数誤差に基づき省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいたＧＰＳ時刻に、算出された時間を加算して現在のＧＰＳ時刻を算出する。
【選択図】 図２
【解決手段】フリーランＲＴＣカウンタ５３は、省電力モードの状態であってもＲＴＣ用発振器３０のクロックのカウントを継続的に行う。タイムメンテナンス処理部５４は、高精度の通信用発振器１０のクロックを参照クロックとし、参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を比較してＲＴＣ周波数の誤差を予め計算する。タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態への移行の際にフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値およびＧＰＳ時刻を記憶し、省電力モードの状態から復帰した際のフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値と、ＲＴＣ周波数誤差に基づき省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいたＧＰＳ時刻に、算出された時間を加算して現在のＧＰＳ時刻を算出する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した、携帯電話やＰＨＳ等の携帯端末に関し、特に、ＧＰＳ時刻を維持するためのＧＰＳ時刻維持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）による自己位置検索機能を備えた携帯電話やＰＨＳなどの携帯端末が提案されるようになっている。このようなＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末３を図１１に示す。
【０００３】
この従来の携帯端末３は、図１１に示されるように、通信用プロセッサ（Ｃ−ＣＰＵ）４０と、ＧＰＳ処理部１５０と、通信用発振器１０と、ＧＰＳ用発振器２０を備えている。
【０００４】
通信用発振器１０は、通信用プロセッサ４０へのクロックを生成するための発振器であり、ＧＰＳ用発振器２０は、ＧＰＳ処理部１５０へのクロックを生成するための発振器である。通信用発振器１０により生成されたクロックは、通信用プロセッサ４０に動作クロックとして入力される。また、ＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックは、ＧＰＳ処理部１５０に動作クロックとして入力される。
【０００５】
ＧＰＳ処理部１５０では、各ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、この電波に含まれる時刻情報と電波を受信した時刻との差からＧＰＳ衛星までの距離を算出している。そのため、精度の高い位置測定を行うためには、送信側であるＧＰＳ衛星における時刻と、受信側であるＧＰＳ受信機における時刻とがともに正確である必要がある。
【０００６】
各ＧＰＳ衛星には、それぞれ原子時計が搭載されているため、ＧＰＳ衛星から送信される電波に含まれる時刻情報の精度は高くなっている。しかし、ＧＰＳ受信機にはそのような精度の高い時計を備えることは困難である。特に携帯端末のように小型化、省電力化が求められる装置に原子時計と同様な精度の計時手段を備えることは物理的に不可能である。
【０００７】
そのため、一般的に、ＧＰＳ受信機では、複数のＧＰＳ衛星から受信した電波に含まれる時刻情報を用いることにより精度の高い時刻を得るようにし、この時刻を用いて各ＧＰＳ衛星との距離を算出している。このＧＰＳ衛星からの電波により算出された時刻はＧＰＳ時刻と呼ばれている。
【０００８】
このＧＰＳ時刻の精度は非常に高いものであるため、このＧＰＳ時刻を用いて精度の高い計時を行うようにした各種の装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また。送信機および受信機がそれぞれＧＰＳ時刻を用いて同期を確立することにより、送受信機間で同期をとるようにした無線通信システムも提案されている。
【０００９】
しかし、通常の携帯電話、ＰＨＳ等の携帯端末にはＧＰＳ機能が搭載されているわけではないため、基地局と携帯端末との間は、ＧＰＳ時刻とは非同期の通信方式が採用されている。このようなＧＰＳ時刻と非同期である通信方式による携帯端末にＧＰＳ機能を搭載する場合に、測位を行う毎にＧＰＳ時刻の算出を行っていたのでは、測位に時間がかかってしまう。そのため、一度得られたＧＰＳ時刻を維持しておき、次に測位を行う際には、そのＧＰＳ時刻を用いて測位を行うことにより測位時間を短縮して測位性能を向上するようにすることが行われる。しかし、携帯端末では、消費電力を削減することが求められるため、省電力モードに移行する場合がある。また、携帯電話の電源は常にオンとなっているわけではなく、電源オフとなる場合もある。ただし、本明細書では、省電力モード、電源オフ等のＧＰＳ処理部の電源が遮断されているすべての場合を含めて省電力モードと表現する。
【００１０】
一般により正確なＧＰＳ時刻を知ることが出来れば測位処理開始後にＧＰＳ時刻をより早く取得することができ、ＧＰＳ時刻をより早く取得することができれば測位の性能が良くなることが知られている。そのため、省電力モードに移行した場合でも、できるだけＧＰＳ時刻に近い時刻を維持することにより、省電力モードから復帰後の測位時間を短くすることができる。
【００１１】
このような省電力モードに移行した場合に、ＧＰＳ時刻を維持するための従来の方法を図１２を参照して説明する。
【００１２】
図１２では、ＧＰＳ処理部１５０が測位を終了して（時刻Ｔ１）、一度省電力モードの状態に移行し（時刻Ｔ２）、省電力モードの状態から復帰し（時刻Ｔ３）、次の測位を開始する（時刻Ｔ４）までの処理をＧＰＳ時刻軸上で示されている。図１２においては２つの例が示されている。
【００１３】
まず、＜例１＞について説明する。時刻Ｔ１において測位が終了し、この時ＧＰＳ処理部１５０内で刻まれるＧＰＳ時刻も時刻Ｔ１である。しかし、ＧＰＳ処理部１５０は測位が終了した時点でＧＰＳ時刻を維持しなくなり、その後次の測位を開始する時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻は時刻Ｔ１のままとなる。
【００１４】
次に、＜例２＞について説明する。時刻Ｔ１において測位が終了し、この時ＧＰＳ処理部１５０内で刻まれるＧＰＳ時刻も時刻Ｔ１である。その後、ＧＰＳ処理部１５０は省電力モードまたは電源オフの状態に入るまでの間、ＧＰＳ用発振器２０からのＧＰＳ用発振器周波数を利用してＧＰＳ時刻を維持し続ける。
【００１５】
しかし、ＧＰＳ処理部１５０は省電力モードの状態に移行した時点でＧＰＳ時刻を維持しなくなり、その後、省電力モードの状態から復帰した時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻は時刻Ｔ２のままとなる。省電力モードの状態から復帰してからは、ＧＰＳ処理部１５０はＧＰＳ用発振器周波数を利用してＧＰＳ時刻を維持し続けるが、次の測位を開始する時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻はＴ２＋（Ｔ４−Ｔ３）となる。
【００１６】
しかしながら、従来のＧＰＳ時刻を維持する方法においては、例２の場合においても、省電力モードの状態となっている間にはＧＰＳ時刻を維持することができないため、次に測位を開始する時点では、正確なＧＰＳ時刻を知ることができないという課題がある。
【００１７】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ時刻情報を受信できなくなった場合でも、高い精度でＧＰＳ時刻を維持するようにした方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この特許文献２に開示されている方法では、ＧＰＳ電波を受信中に装置内の発振器の発振周波数を調整するものであるため、発信周波数を調整するための回路が必要となり、また発振器を継続して動作させておく必要があるため上述したような省電力モードに移行するようなシステムには適用することができない。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１４８３７２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３２６７８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末では、省電力モードの状態の間にＧＰＳ時刻を維持することができないため、省電力モードの状態から復帰後の測位には長時間を要することになるという問題点があった。
【００２０】
本発明の目的は、省電力モードの状態に移行しＧＰＳ処理部が長い間測位を行なわない場合でも、次に測位を開始する際により正確なＧＰＳ時刻を算出することにより測位性能を大きく向上させることを可能にしたＧＰＳ機能を搭載した携帯端末およびＧＰＳ時刻維持方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の携帯端末は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した携帯端末であって、
省電力モードの状態であっても継続的にリアルタイムクロックを生成して出力するＲＴＣ用発振器と、
前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックのカウントを、省電力モードの状態であっても継続的に行うフリーランＲＴＣカウンタと、省電力モードの状態への移行の際に前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値および通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておき、省電力モードの状態から復帰する際に再度前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値を読み取り、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出して出力するタイムメンテナンス処理部と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うとともに測位を行う際に得られたＧＰＳ時刻を前記タイムメンテナンス処理部に通知し、省電力モードからの復帰の際には前記タイムメンテナンス処理部からのＧＰＳ時刻を用いて測位を行う測位処理部とを有するＧＰＳ処理部とを備えている。
【００２２】
本発明によれば、省電力モードの状態から復帰して測位処理部が測位を開始する際に、タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態であった時間をフリーランＲＴＣカウンタのカウント値に基づいて算出し、省電力モードの状態に移行する前のＧＰＳ時刻に省電力モードの状態であった時間を加算して現在のＧＰＳ時刻を算出するようにする。従って、省電力モードの状態に移行することにより長い時間測位が行われない場合においても、現在のＧＰＳ時刻を算出して測位時間の短縮を図ることができ測位性能を向上させることができる。また、消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタのカウント値を用いて省電力モードの状態であった時間を算出するようにしているので、少ない消費電力でＧＰＳ時刻の維持を行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明の携帯端末は、通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器または前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器をさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックまたは前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うようにしてもよい。
【００２４】
本発明によれば、高精度な周波数を持つ通信用発振器のクロックまたはＧＰＳ用発振器のクロックを参照クロックとして利用し、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響を抑制することができ精度の高いＧＰＳ時刻を算出することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の携帯端末は、通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器と、前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器とをさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックと前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックのうちのいずれかを前記タイムメンテナンス処理部または測位処理部からの指示に従って選択して出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路により選択されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うようにしてもよい。
【００２６】
本発明によれば、通信用発振器が動作している時には通信用発振器のクロックを参照クロックとして使用し、通信用発振器が動作していない場合にはＧＰＳ用発振器のクロックを参照クロックとして使用することにより、できるだけ高精度の通信用発振器のクロックを参照クロックとしてＲＴＣ周波数の誤差を算出するようにできるので、ＲＴＣ周波数の誤差の算出をできるだけ高精度に行うことが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明の携帯端末では、前記ＧＰＳ処理部は、一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出し、再度省電力モードに移行する前に前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間動作させて前記リアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行うようにしてもよい。
【００２８】
本発明によれば、測位処理部により測位が行われてから次に測位が行われる間のタイムメンテナンス処理を一定間隔で行うことにより、省電力モードの状態が長くなりＲＴＣ周波数誤差が変化した場合でも、省電力モードの状態であった時間をより高精度で算出することが可能となり、得られるＧＰＳ時刻の精度が向上し測位性能の向上を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末の構成を示すブロック図である。図１において、図１１中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００３１】
本実施形態の携帯端末１は、通信用発振器１０と、通信用プロセッサ４０と、ＧＰＳ用発振器２０と、ＧＰＳ処理部５０と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ：リアルタイムクロック）用発振器３０とを備えている。
【００３２】
通信用発振器１０は、通信用プロセッサ４０へのクロックを生成するための発振器であり、ＧＰＳ用発振器２０は、ＧＰＳ処理部１５０へのクロックを生成するための発振器である。通信用発振器１０により生成されたクロックは、通信用プロセッサ４０に動作クロックとして入力される。また、ＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックは、ＧＰＳ処理部１５０に動作クロックとして入力される。
【００３３】
また、ＲＴＣ用発振器３０は、省電力モードの状態であっても継続的にリアルタイムクロック（ＲＴＣ）を生成して出力する、タイムスタンプ用に端末内に設けられた発振器であり、ＲＴＣ用発振器３０により生成されたリアルタイムクロックはＧＰＳ処理部５０内のＲＴＣカウンタに入力される。尚、通常ＲＴＣ周波数は１００ｐｐｍ前後の精度を有している。
【００３４】
また、通信用発振器１０の出力周波数は、ＧＰＳ処理部５０の一機能であるタイムメンテナンス（時刻補正）の、補正元の周波数としてＧＰＳ処理部５０にも入力される。
【００３５】
通信用プロセッサ４０は、通信用発振器１０の出力周波数である通信用発振器周波数を、基地局との通信により、基地局の持つ発振器に相当する精度まで補正する機能を有していて、本機能が働いている間は、通信用発振器１０の出力周波数は通常０．１ｐｐｍ程度の高精度な周波数となっている。
【００３６】
ＧＰＳ処理部５０は、この高精度な通信用発振器周波数をタイムメンテナンスの補正元の周波数として用いることで、ＧＰＳ時刻との同期精度を高めることが可能である。
【００３７】
次に、図１に示したＧＰＳ処理部５０内の構成を図２のブロック図に示す。ＧＰＳ処理部５０は、図２に示されるように、参照クロックカウンタ５１と、ＲＴＣカウンタと、フリーランＲＴＣカウンタ５３と、タイムメンテナンス処理部５４と、測位処理部５５とを備えている。
【００３８】
ＲＴＣカウンタ５２およびフリーランＲＴＣカウンタ５３は、ＲＴＣ用発振器３０により生成されたクロックのカウントを行っている。
【００３９】
また、フリーランＲＴＣカウンタ５３は、携帯端末１の電源が投入されている限り動作を継続し続けるようになっており、携帯端末１が省電力モードの状態となった場合でも、ＲＴＣ用発振器３０からのクロックを継続的にカウントし、その動作の開始と終了を制御されることはない。
【００４０】
また、参照クロックカウンタ５１は、ＧＰＳ処理部５０に入力される通信用発振器のクロックを参照クロック（ＲｅｆＣｌｋ ： Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｌｏｃｋ）としてカウントする。
【００４１】
タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態への移行の際にフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値および測位処理部５５から通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておき、省電力モードの状態から復帰する際に再度フリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値を読み取り、記憶されているカウント値と読み取ったカウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出して測位処理部５５に出力する。
【００４２】
また、タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態でない状態において、参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の参照クロックカウンタ５１のカウント値とＲＴＣカウンタ５２のカウント値とを比較することによりＲＴＣ用発振器３０により生成されるリアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、省電力モードの状態であった時間を算出する際に、リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行う。
【００４３】
また、測位処理部５５は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うとともに測位を行う際に得られたＧＰＳ時刻をタイムメンテナンス処理部５４に通知し、省電力モードからの復帰の際にはタイムメンテナンス処理部５４から補正済みのＧＰＳ時刻を受け取り、受け取ったＧＰＳ時刻を用いて測位を行う。
【００４４】
このようにして、本実施形態では、通常高精度な周波数を保つことができる通信用発振器１０のクロックがＧＰＳ処理部５０に参照クロックとして入力されており、ＧＰＳ処理部５０内では参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントし、またＲＴＣカウンタ５２がＲＴＣをカウントしている。そして、タイムメンテナンス処理部５４が参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２の２つのカウンタを同時に制御し、カウント値を読み出すことによりＲＴＣ周波数の誤差情報を予め得ることができる。
【００４５】
そのため、ＧＰＳ処理部５０が一度ＧＰＳ時刻を取得した後、省電力モードに入り、長い間測位をしなかった場合でも、タイムメンテナンス処理部５４がフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出すことで省電力モードに入っていた時間をＲＴＣで測り、かつ予め参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を利用して、ＲＴＣ周波数の誤差を計算することで、次に測位を開始する時にその誤差要因を取り除き、ＧＰＳ処理部５０は、誤差を含んだＲＴＣカウント値だけで換算して算出されるＧＰＳ時刻と比べてはるかに正確なＧＰＳ時刻を算出することができ、測位処理部５５の性能を向上させることができる。
【００４６】
尚、省電力モードは、フリーランＲＴＣカウンタ５３にのみ電源が入っている状態を示す。従って省電力モードにおいてもＧＰＳ処理部５０はＲＴＣをカウントし続けているが、通常ＲＴＣ周波数は数１０ｋＨｚであり、フリーランＲＴＣカウンタ５３の消費電力は、１０〜２０ＭＨｚ程度の周波数を持つ参照クロックをカウントする参照クロックカウンタ５１の消費電力より小さい。
【００４７】
次に、本実施形態の携帯端末１の動作を図３を参照して詳細に説明する。
【００４８】
図３において、最初はＧＰＳ処理部５０がＧＰＳ時刻を取得していない状態であるものとする。ＧＰＳ処理部５０はＧＰＳ時刻やその他の測位処理に用いられるデータを一切持っていないとしても、衛星の信号を受信してその信号に含まれる航法データを解析し、測位をすることが可能である。
【００４９】
ＧＰＳ処理部５０は測位に成功すると同時にＧＰＳ時刻も取得する。ＧＰＳ処理部５０は測位に成功した後、次に測位を行なう時にも正確なＧＰＳ時刻を保っていられるように、タイムメンテナンス処理部５４は次回の測位までの各段階で下記に説明する一連の処理を行なう。以後は、この一連の処理をタイムメンテナンス処理と呼ぶ。この一連の処理を以下に説明する。
【００５０】
まず、タイムメンテナンス処理部５４は、ＲＴＣ用発振器３０により生成されるＲＴＣ周波数の誤差情報を求める。タイムメンテナンス処理部５４は、ＧＰＳ処理部５０に参照クロックとして入力されるクロックは正確な周波数であるという前提の元に、ＲＴＣカウンタ５２によってカウントされるＲＴＣクロックカウント数と、参照クロックカウンタ５１によってカウントされる参照クロックカウント数とを比較することによりＲＴＣ周波数の誤差情報を求める。具体的には、タイムメンテナンス処理部５４は参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を同時に開始させ、同時に停止させる。
【００５１】
その後、ＲＴＣ周波数が正確であった場合に参照クロックカウンタ５１が示すべき理想的な参照クロックカウント値と、実際に参照クロックカウンタ５１が示しているカウント値を比較することで、ＲＴＣの誤差情報が決定される。
【００５２】
以下にＲＴＣ周波数の誤差情報を求める方法の具体例を示す。
【００５３】
参照クロック：１９．２ＭＨｚ、ＲＴＣ：３２．７６８ｋＨｚとし、ＲＴＣカウンタ５２がＲＴＣを３２７６８回カウントするまでの間、参照クロックカウンタ５１は参照クロックをカウントするものとする。
【００５４】
ＲＴＣ周波数が正確であった場合、参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントする期間は１秒であるので、参照クロックカウンタ５１のカウント値は理想的には１９２０００００である。しかしここでは例えば、実際に参照クロックカウンタ５１が示すカウント値が１９２００９００であったとする。この時、参照クロックカウント値がずれる原因は、参照クロック周波数が正確であるという前提の元では、ＲＴＣ周波数の誤差により、本来１秒であるはずのカウント期間が１秒ではなくなったためであることになる。この参照クロックカウント値のずれを元にタイムメンテナンス処理部５４はＲＴＣ周波数を以下のように求めることができる。
【００５５】
３２．７６８ｋＨｚ（ＲＴＣ周波数設計値）×｛１９２０００００（理想参照クロックカウント値）／１９２００９００（実際の参照クロックカウント値）｝＝３２．７６６４６４０７ｋＨｚ
この例ではＲＴＣ周波数が設計値より小さかったために参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントする期間が１秒より長くなり、その結果参照クロックカウント値が理想値より大きくなっている。
【００５６】
このようにして実際のＲＴＣ周波数を求めることができるが、この時点ではタイムメンテナンス処理部５４は参照クロックカウンタ５１のカウント値のみをＲＴＣ周波数の誤差情報として保持しておく。
【００５７】
次にＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入る前の準備を行なう。タイムメンテナンス処理部５４はＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入る前に、フリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出し、その値（Ｃｏｕｎｔ１）を保持すると同時にその時のＧＰＳ時刻をフリーランＲＴＣカウンタ５３の値と関連付けて保持する。
【００５８】
次にタイムメンテナンス処理部５４または通信用プロセッサ４０がＧＰＳ処理部５０を省電力モードに遷移させる。ＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入っている間、フリーランＲＴＣカウンタ５３はＲＴＣをカウントし続けている。フリーランＲＴＣカウンタ５３は、実使用上の問題がない程度に充分に大きい桁数でＲＴＣをカウントするので、オーバーフローすることはないものとする。
また、ＧＰＳ処理部は省電力モードに入っている間、ＧＰＳ時刻を維持することができない。
【００５９】
次にタイムメンテナンス処理部５４または通信用プロセッサ４０がＧＰＳ処理部５０を省電力モードから復帰させる。
【００６０】
次にＧＰＳ処理部５０が省電力モードから復帰した後のタイムメンテナンス処理が行なわれる。ＧＰＳ処理部５０が省電力モードから復帰後、タイムメンテナンス処理部５４はフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出す。ここで読み出されるカウント値をＣｏｕｎｔ２とする。
【００６１】
タイムメンテナンス処理部５４は省電力モードに入る前に保持した値との比較から、省電力モードに入る前にＧＰＳ時刻を保持した時から、省電力モードから復帰後にフリーランＲＴＣカウンタ５３を読み出す時までの時間をＲＴＣのカウント数をＣｏｕｎｔ２ − Ｃｏｕｎｔ１により算出する。
【００６２】
また、タイムメンテナンス処理部５４は省電力モードに入る前に保持したＲＴＣの誤差情報を元に、前述のＲＴＣのカウント数に相当する正確な時間を求めることができ、前述の保持されたＧＰＳ時刻にその時間を加えることで省電力モードから復帰後のＧＰＳ時刻を算出することができる。
【００６３】
以下に省電力モードから復帰後にＧＰＳ時刻を算出する方法の例を示す。
【００６４】
省電力モードに入る前に保持したＲＴＣの誤差情報（参照クロックカウント値）：１９００９００、
省電力モードに入る前に保持したフリーランＲＴＣカウンタの値（Ｃｏｕｎｔ１）：７０００００００、
省電力モードに入る前に保持したＧＰＳ時刻：１２５０（ＧＰＳ Ｗｅｅｋ）、３０２４０００００ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）
省電力モードから復帰後のフリーランＲＴＣカウンタの値（Ｃｏｕｎｔ２）：１８７９６４８００
の場合についてＧＰＳ時刻を求める。
【００６５】
まず、省電力モードに入る前にＧＰＳ時刻を保持した時から省電力モードから復帰した後にフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出した時までの時間をＲＴＣのカウント数で求める。
【００６６】
１８７９６４８００（省電力モード復帰後）−７０００００００（省電力モード前）＝１１７９６４８００
次にＲＴＣの誤差情報から前述の方法でＲＴＣ周波数が求められる。
【００６７】
ＲＴＣ周波数：３２．７６６４６４０７ ｋＨｚ
前述の周波数を持つＲＴＣが１１７９６４８００までカウントするのにかかる時間は以下のように求められる。
【００６８】
１１７９６４８００／３２．７６６４６４０７ ｋＨｚ＝ ３６００．１６８７５ ｓ
従って、省電力モードから復帰後にフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出した時のＧＰＳ時刻は以下のようになる。
【００６９】
３０２４０００００ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）＋３６００．１６８７５ ｓ × １０００＝３０６０００１６８．８７５ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）
（もし結果が６０４８０００００ｍｓｅｃ（一週間）を超えた場合、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋは結果から６０４８０００００を引いて求められ、ＧＰＳ Ｗｅｅｋに１が足される。）
以上がタイムメンテナンス処理である。タイムメンテナンス処理部５４は上記の方法で算出したＧＰＳ時刻を次回の測位を開始する前に測位処理部５５に渡す。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の携帯端末１のＧＰＳ時刻維持方法によれば、省電力モードの状態から復帰した際に測位処理部５５が測位を開始する際には、タイムメンテナンス処理部５４は、過去に取得したＧＰＳ時刻と、そのＧＰＳ時刻を取得してからの時間に基づいて現在のＧＰＳ時刻を算出して測位処理部５５に渡すようにしている。そのため、一回ＧＰＳ時刻を測定し、省電力モードに移行することにより、測位処理部５５が最後に測位をしてから長い間測位をしなかった場合においても、測位時間を短縮することができ、連続で測位している場合とほぼ同等の測位性能で測位することが可能となる。さらに、消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタ５３を読み出した値を利用して、測位をしていない期間を算出しているので、ＧＰＳ時刻を維持するために必要な消費電力を低減できることである。
【００７１】
また、高精度な周波数を持つ通信用発振器１０のクロックを参照クロックとして利用し、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響を抑制することができ精度の高いＧＰＳ時刻を算出することができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末について説明する。
【００７３】
本実施形態の携帯端末２の構成を図４に示す。また、本実施形態におけるＧＰＳ処理部６０の構成を図５に示す。
【００７４】
本実施形態の携帯端末２は、図４に示すように、その基本的構成は図１と同様でありＧＰＳ処理部５０がＧＰＳ処理部６０に置き換えられた構成となっているのみであるが、上記で説明した第１の実施形態と比較して通信用発振器１０により生成されたクロックがＧＰＳ処理部６０に入力されていない。
【００７５】
また、本実施形態におけるＧＰＳ処理部６０は、図５に示すように、その基本的構成は図２に示したＧＰＳ処理部５０と同様であるが、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックが、通信用発振器１０のクロックではなく、ＧＰＳ処理部６０の動作クロックとしても入力されるＧＰＳ用発振器２０のクロックとなっている。
【００７６】
本実施形態において、タイムメンテナンス処理部５４が行なうタイムメンテナンス処理は上述した第１の実施形態と変わらないが、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックがＧＰＳ用発振器２０のクロックであるという点が前述の実施形態との相違点である。
【００７７】
このように本実施形態では、ＧＰＳ用発振器２０のクロックがＧＰＳ処理部６０内の参照クロックカウンタ５１に接続されているので、タイムメンテナンス処理部５４は、いつでも参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を開始させ、ＲＴＣ誤差情報を得ることができる。その理由は、通信用発振器１０のクロックは、通信用プロセッサ４０のための動作クロックであるため、常に参照クロックカウンタ５１に入力されているとは限らないからである。また、携帯端末全体の消費電力を低減させるために、通信用プロセッサ４０と通信用発振器１０のクロックを断続的に停止させるという設計がなされる可能性は高い。
【００７８】
本実施形態は、ＧＰＳ処理部６０の動作クロックであるＧＰＳ用発振器２０のクロックを参照クロックカウンタ５１に接続させることで、上記で説明した第１の実施形態により得られる効果に加えて、携帯端末の消費電力の増加を防ぐという効果を得ることができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末について説明する。
本実施形態の携帯端末の構成は、図１に示した携帯端末１と同様である。ただし、本実施形態の携帯端末は、図１に示した構成に対して、ＧＰＳ処理部５０が、図６に示すＧＰＳ処理部７０に置き換えられた構成となっている。
【００８０】
本実施形態のＧＰＳ処理部７０は、図２に示したＧＰＳ処理部５０に対してスイッチ回路５６が新たに加えられた構成となっている。
【００８１】
スイッチ回路５６は、通信用発振器１０により生成されたクロックとＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックのうちのいずれかをタイムメンテナンス処理部５４または測位処理部５５からの指示に従って選択して出力する。また、本実施形態における参照クロックカウンタ５１は、スイッチ回路５６により選択されたクロックを参照クロックとしてカウントする。つまり、スイッチ回路５６は、タイムメンテナンス処理部５４または測位処理部５５により制御され、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックを、通信用発振器１０のクロックとＧＰＳ用発振器２０のクロックのから選択することを可能にする。
【００８２】
本実施形態は、通信用発振器１０のクロックが動作している時には通信用発振器１０のクロックを参照クロックカウンタ５１に入力させ、通信用発振器１０のクロックが停止している時にはＧＰＳ用発振器２０のクロックを参照クロックカウンタ５１に入力させるという動作を可能にし、上記で説明した第１および第２の実施形態により得られる効果に加えて、携帯端末としての消費電力増加を防ぐと同時に、高精度な通信用発振器クロックを可能な限り使用するという効果を得ることが可能となる。
【００８３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の携帯端末について説明する。本実施形態の携帯端末は、上記の第１から第３の実施形態の携帯端末と同様な構成であるが、タイムメンテナンス処理の方法が異なっている。
【００８４】
本実施形態では、ＧＰＳ処理部は、一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、タイムメンテナンス処理部は、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出し、再度省電力モードに移行する前に参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を一定期間動作させてリアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行うようにする。
【００８５】
本実施形態のタイムメンテナンス処理を図７に示す。本実施形態における一連のタイムメンテナンス処理では、ＧＰＳ処理部が測位を開始するまでの間にタイムメンテナンス処理が複数回実施される。
【００８６】
通常端末に採用されるＲＴＣは温度変化により周波数が大きく変動するので、タイムメンテナンス処理部が省電力モードに入る前に行なう参照クロックカウントによって得られるＲＴＣ誤差情報は、省電力モードに入っている時間が長いほど不正確な情報になる。
【００８７】
本実施形態では、ＧＰＳ処理部が測位をしていない間にもタイムメンテナンス処理が定期的に繰り返され、従ってＲＴＣ誤差情報が定期的に更新されるので、次に測位を開始する直前のタイムメンテナンス処理の結果算出されるＧＰＳ時刻が、タイムメンテナンス処理を１回のみ実施する場合に比べて、はるかに正確になるという効果がある。
【００８８】
本実施形態による効果について図８、図９、図１０を参照しながら以下に述べる。図８、９、１０のグラフは、ＧＰＳ処理部が省電力モードでいる間にフリーランＲＴＣカウンタのカウント値がどのように増えるかを示している。
【００８９】
カウント値が一定の割合で増加しないのは、周囲の温度変動の影響を受けて、ＲＴＣ周波数が途中で変化してしまったためとする。
【００９０】
図８は時刻Ｔｒｅａｌ２までの間にタイムメンテナンス処理を１回のみ実施する場合を示す。図８中の時刻Ｔｒｅａｌ２で省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌに相当するＧＰＳ時刻となる。この時、タイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻算出の誤差は、Ｔｒｅａｌ２ − Ｔｃａｌとなる。
【００９１】
図９、図１０は時刻Ｔｒｅａｌ２までの間にタイムメンテナンス処理を２回実施する場合の、それぞれ１回目と２回目を示す。図９中の時刻Ｔｒｅａｌ１で省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌ１に相当するＧＰＳ時刻となる。この時、１回目のタイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻算出の誤差は、（Ｔｒｅａｌ１ − Ｔｃａｌ１）となる。
【００９２】
１回目のタイムメンテナンス処理を終えると、即座に２回目のタイムメンテナンス処理が実施され、この時最新のＲＴＣ誤差情報を得ることができる。
【００９３】
図１０中の時刻Ｔｒｅａｌ２で再度省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、２回目に省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌ２に相当するが、１回目のタイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻の誤差と合わせると、２回のタイムメンテナンス処理の結果得られるＧＰＳ時刻の誤差は以下のようになる。
（ Ｔｒｅａｌ１ − Ｔｃａｌ１ ） ＋ （ Ｔｒｅａｌ２ − Ｔｃａｌ２ ）
このようにして、２回のタイムメンテナンス処理を実施すれば、１回目のタイムメンテナンス処理を終えて、その直後に２回目のタイムメンテナンス処理を開始するタイミングによって効果が異なるが、１回のみタイムメンテナンス処理を実施する場合よりも正確にＧＰＳ時刻を算出することが可能である。
【００９４】
また、図９、図１０ではタイムメンテナンス処理は２回実施されているが、タイムメンテナンス処理を実施する回数が多いほど、最終的に算出されるＧＰＳ時刻の誤差は小さくなる。つまり、ＧＰＳ処理部が測位していない時に行なうタイムメンテナンス処理の間隔を短くするほど、ＧＰＳ時刻を正確に維持することが可能になり、次にＧＰＳ処理部が測位した時の性能が向上するという効果がある。ただし、タイムメンテナンス処理を実施する頻度が高くなると、ＧＰＳ処理部が省電力モードから復帰する回数が増えるので消費電力は増えてしまう。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができる。
（１）測位を開始する際に、過去に取得したＧＰＳ時刻と、そのＧＰＳ時刻を取得してからの時間に基づいて現在のＧＰＳ時刻を算出しているので、測位時間を短縮し測位性能の向上を図ることができる。
（２）消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタを読み出した値を利用して、測位をしていない期間を算出しているので、ＧＰＳ時刻を維持するために必要な消費電力を低減することができる。
（３）高精度な周波数を持つクロックを参照クロックとして利用して、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響をなくすことができる。
（４）測位が行われてから次の測位が行われるまでの間に一定間隔で定期的にタイムメンテナンス処理を繰り返すようにした場合には、途中でＲＴＣ周波数の誤差が変化した場合でも省電力モードの状態となっていた時間を算出する際に含まれる誤差を少なくすることができるので、長時間、より高い精度でＧＰＳ時刻を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第１の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＧＰＳ処理部５０の構成を示すブロック図である。
【図３】ＧＰＳ機能を搭載した第１の実施形態の携帯端末の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第２の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図５】図４中のＧＰＳ処理部６０の構成を示すブロック図である。
【図６】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第３の実施形態の携帯端末におけるＧＰＳ処理部７０の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態におけるタイムメンテナンス処理を説明するための図である。
【図８】タイムメンテナンス処理を１回のみ実施した場合の、フリーランＲＴＣカウンタの増加量を示すグラフである。
【図９】タイムメンテナンス処理を２回実施した場合の、１回目のタイムメンテナンス処理を説明するためのグラフである。
【図１０】タイムメンテナンス処理を２回実施した場合の、２回目のタイムメンテナンス処理を説明するためのグラフである。
【図１１】ＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１〜３ 携帯端末
１０ 通信用発振器
２０ ＧＰＳ用発振器
３０ ＲＴＣ用発振器
４０ 通信用プロセッサ
５０ ＧＰＳ処理部
５１ 参照クロックカウンタ
５２ ＲＴＣカウンタ
５３ フリーランＲＴＣカウンタ
５４ タイムメンテナンス処理部
５５ 測位処理部
５６ スイッチ回路
６０ ＧＰＳ処理部
７０ ＧＰＳ処理部
１５０ ＧＰＳ処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した、携帯電話やＰＨＳ等の携帯端末に関し、特に、ＧＰＳ時刻を維持するためのＧＰＳ時刻維持方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）による自己位置検索機能を備えた携帯電話やＰＨＳなどの携帯端末が提案されるようになっている。このようなＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末３を図１１に示す。
【０００３】
この従来の携帯端末３は、図１１に示されるように、通信用プロセッサ（Ｃ−ＣＰＵ）４０と、ＧＰＳ処理部１５０と、通信用発振器１０と、ＧＰＳ用発振器２０を備えている。
【０００４】
通信用発振器１０は、通信用プロセッサ４０へのクロックを生成するための発振器であり、ＧＰＳ用発振器２０は、ＧＰＳ処理部１５０へのクロックを生成するための発振器である。通信用発振器１０により生成されたクロックは、通信用プロセッサ４０に動作クロックとして入力される。また、ＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックは、ＧＰＳ処理部１５０に動作クロックとして入力される。
【０００５】
ＧＰＳ処理部１５０では、各ＧＰＳ衛星からの電波を受信して、この電波に含まれる時刻情報と電波を受信した時刻との差からＧＰＳ衛星までの距離を算出している。そのため、精度の高い位置測定を行うためには、送信側であるＧＰＳ衛星における時刻と、受信側であるＧＰＳ受信機における時刻とがともに正確である必要がある。
【０００６】
各ＧＰＳ衛星には、それぞれ原子時計が搭載されているため、ＧＰＳ衛星から送信される電波に含まれる時刻情報の精度は高くなっている。しかし、ＧＰＳ受信機にはそのような精度の高い時計を備えることは困難である。特に携帯端末のように小型化、省電力化が求められる装置に原子時計と同様な精度の計時手段を備えることは物理的に不可能である。
【０００７】
そのため、一般的に、ＧＰＳ受信機では、複数のＧＰＳ衛星から受信した電波に含まれる時刻情報を用いることにより精度の高い時刻を得るようにし、この時刻を用いて各ＧＰＳ衛星との距離を算出している。このＧＰＳ衛星からの電波により算出された時刻はＧＰＳ時刻と呼ばれている。
【０００８】
このＧＰＳ時刻の精度は非常に高いものであるため、このＧＰＳ時刻を用いて精度の高い計時を行うようにした各種の装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また。送信機および受信機がそれぞれＧＰＳ時刻を用いて同期を確立することにより、送受信機間で同期をとるようにした無線通信システムも提案されている。
【０００９】
しかし、通常の携帯電話、ＰＨＳ等の携帯端末にはＧＰＳ機能が搭載されているわけではないため、基地局と携帯端末との間は、ＧＰＳ時刻とは非同期の通信方式が採用されている。このようなＧＰＳ時刻と非同期である通信方式による携帯端末にＧＰＳ機能を搭載する場合に、測位を行う毎にＧＰＳ時刻の算出を行っていたのでは、測位に時間がかかってしまう。そのため、一度得られたＧＰＳ時刻を維持しておき、次に測位を行う際には、そのＧＰＳ時刻を用いて測位を行うことにより測位時間を短縮して測位性能を向上するようにすることが行われる。しかし、携帯端末では、消費電力を削減することが求められるため、省電力モードに移行する場合がある。また、携帯電話の電源は常にオンとなっているわけではなく、電源オフとなる場合もある。ただし、本明細書では、省電力モード、電源オフ等のＧＰＳ処理部の電源が遮断されているすべての場合を含めて省電力モードと表現する。
【００１０】
一般により正確なＧＰＳ時刻を知ることが出来れば測位処理開始後にＧＰＳ時刻をより早く取得することができ、ＧＰＳ時刻をより早く取得することができれば測位の性能が良くなることが知られている。そのため、省電力モードに移行した場合でも、できるだけＧＰＳ時刻に近い時刻を維持することにより、省電力モードから復帰後の測位時間を短くすることができる。
【００１１】
このような省電力モードに移行した場合に、ＧＰＳ時刻を維持するための従来の方法を図１２を参照して説明する。
【００１２】
図１２では、ＧＰＳ処理部１５０が測位を終了して（時刻Ｔ１）、一度省電力モードの状態に移行し（時刻Ｔ２）、省電力モードの状態から復帰し（時刻Ｔ３）、次の測位を開始する（時刻Ｔ４）までの処理をＧＰＳ時刻軸上で示されている。図１２においては２つの例が示されている。
【００１３】
まず、＜例１＞について説明する。時刻Ｔ１において測位が終了し、この時ＧＰＳ処理部１５０内で刻まれるＧＰＳ時刻も時刻Ｔ１である。しかし、ＧＰＳ処理部１５０は測位が終了した時点でＧＰＳ時刻を維持しなくなり、その後次の測位を開始する時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻は時刻Ｔ１のままとなる。
【００１４】
次に、＜例２＞について説明する。時刻Ｔ１において測位が終了し、この時ＧＰＳ処理部１５０内で刻まれるＧＰＳ時刻も時刻Ｔ１である。その後、ＧＰＳ処理部１５０は省電力モードまたは電源オフの状態に入るまでの間、ＧＰＳ用発振器２０からのＧＰＳ用発振器周波数を利用してＧＰＳ時刻を維持し続ける。
【００１５】
しかし、ＧＰＳ処理部１５０は省電力モードの状態に移行した時点でＧＰＳ時刻を維持しなくなり、その後、省電力モードの状態から復帰した時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻は時刻Ｔ２のままとなる。省電力モードの状態から復帰してからは、ＧＰＳ処理部１５０はＧＰＳ用発振器周波数を利用してＧＰＳ時刻を維持し続けるが、次の測位を開始する時点では、ＧＰＳ処理部１５０内ではＧＰＳ時刻はＴ２＋（Ｔ４−Ｔ３）となる。
【００１６】
しかしながら、従来のＧＰＳ時刻を維持する方法においては、例２の場合においても、省電力モードの状態となっている間にはＧＰＳ時刻を維持することができないため、次に測位を開始する時点では、正確なＧＰＳ時刻を知ることができないという課題がある。
【００１７】
ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ時刻情報を受信できなくなった場合でも、高い精度でＧＰＳ時刻を維持するようにした方法が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この特許文献２に開示されている方法では、ＧＰＳ電波を受信中に装置内の発振器の発振周波数を調整するものであるため、発信周波数を調整するための回路が必要となり、また発振器を継続して動作させておく必要があるため上述したような省電力モードに移行するようなシステムには適用することができない。
【００１８】
【特許文献１】
特開２００２−１４８３７２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３３２６７８号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末では、省電力モードの状態の間にＧＰＳ時刻を維持することができないため、省電力モードの状態から復帰後の測位には長時間を要することになるという問題点があった。
【００２０】
本発明の目的は、省電力モードの状態に移行しＧＰＳ処理部が長い間測位を行なわない場合でも、次に測位を開始する際により正確なＧＰＳ時刻を算出することにより測位性能を大きく向上させることを可能にしたＧＰＳ機能を搭載した携帯端末およびＧＰＳ時刻維持方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の携帯端末は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した携帯端末であって、
省電力モードの状態であっても継続的にリアルタイムクロックを生成して出力するＲＴＣ用発振器と、
前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックのカウントを、省電力モードの状態であっても継続的に行うフリーランＲＴＣカウンタと、省電力モードの状態への移行の際に前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値および通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておき、省電力モードの状態から復帰する際に再度前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値を読み取り、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出して出力するタイムメンテナンス処理部と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うとともに測位を行う際に得られたＧＰＳ時刻を前記タイムメンテナンス処理部に通知し、省電力モードからの復帰の際には前記タイムメンテナンス処理部からのＧＰＳ時刻を用いて測位を行う測位処理部とを有するＧＰＳ処理部とを備えている。
【００２２】
本発明によれば、省電力モードの状態から復帰して測位処理部が測位を開始する際に、タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態であった時間をフリーランＲＴＣカウンタのカウント値に基づいて算出し、省電力モードの状態に移行する前のＧＰＳ時刻に省電力モードの状態であった時間を加算して現在のＧＰＳ時刻を算出するようにする。従って、省電力モードの状態に移行することにより長い時間測位が行われない場合においても、現在のＧＰＳ時刻を算出して測位時間の短縮を図ることができ測位性能を向上させることができる。また、消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタのカウント値を用いて省電力モードの状態であった時間を算出するようにしているので、少ない消費電力でＧＰＳ時刻の維持を行うことが可能となる。
【００２３】
また、本発明の携帯端末は、通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器または前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器をさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックまたは前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うようにしてもよい。
【００２４】
本発明によれば、高精度な周波数を持つ通信用発振器のクロックまたはＧＰＳ用発振器のクロックを参照クロックとして利用し、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響を抑制することができ精度の高いＧＰＳ時刻を算出することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の携帯端末は、通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器と、前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器とをさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックと前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックのうちのいずれかを前記タイムメンテナンス処理部または測位処理部からの指示に従って選択して出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路により選択されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うようにしてもよい。
【００２６】
本発明によれば、通信用発振器が動作している時には通信用発振器のクロックを参照クロックとして使用し、通信用発振器が動作していない場合にはＧＰＳ用発振器のクロックを参照クロックとして使用することにより、できるだけ高精度の通信用発振器のクロックを参照クロックとしてＲＴＣ周波数の誤差を算出するようにできるので、ＲＴＣ周波数の誤差の算出をできるだけ高精度に行うことが可能となる。
【００２７】
さらに、本発明の携帯端末では、前記ＧＰＳ処理部は、一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出し、再度省電力モードに移行する前に前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間動作させて前記リアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行うようにしてもよい。
【００２８】
本発明によれば、測位処理部により測位が行われてから次に測位が行われる間のタイムメンテナンス処理を一定間隔で行うことにより、省電力モードの状態が長くなりＲＴＣ周波数誤差が変化した場合でも、省電力モードの状態であった時間をより高精度で算出することが可能となり、得られるＧＰＳ時刻の精度が向上し測位性能の向上を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末の構成を示すブロック図である。図１において、図１１中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００３１】
本実施形態の携帯端末１は、通信用発振器１０と、通信用プロセッサ４０と、ＧＰＳ用発振器２０と、ＧＰＳ処理部５０と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ：リアルタイムクロック）用発振器３０とを備えている。
【００３２】
通信用発振器１０は、通信用プロセッサ４０へのクロックを生成するための発振器であり、ＧＰＳ用発振器２０は、ＧＰＳ処理部１５０へのクロックを生成するための発振器である。通信用発振器１０により生成されたクロックは、通信用プロセッサ４０に動作クロックとして入力される。また、ＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックは、ＧＰＳ処理部１５０に動作クロックとして入力される。
【００３３】
また、ＲＴＣ用発振器３０は、省電力モードの状態であっても継続的にリアルタイムクロック（ＲＴＣ）を生成して出力する、タイムスタンプ用に端末内に設けられた発振器であり、ＲＴＣ用発振器３０により生成されたリアルタイムクロックはＧＰＳ処理部５０内のＲＴＣカウンタに入力される。尚、通常ＲＴＣ周波数は１００ｐｐｍ前後の精度を有している。
【００３４】
また、通信用発振器１０の出力周波数は、ＧＰＳ処理部５０の一機能であるタイムメンテナンス（時刻補正）の、補正元の周波数としてＧＰＳ処理部５０にも入力される。
【００３５】
通信用プロセッサ４０は、通信用発振器１０の出力周波数である通信用発振器周波数を、基地局との通信により、基地局の持つ発振器に相当する精度まで補正する機能を有していて、本機能が働いている間は、通信用発振器１０の出力周波数は通常０．１ｐｐｍ程度の高精度な周波数となっている。
【００３６】
ＧＰＳ処理部５０は、この高精度な通信用発振器周波数をタイムメンテナンスの補正元の周波数として用いることで、ＧＰＳ時刻との同期精度を高めることが可能である。
【００３７】
次に、図１に示したＧＰＳ処理部５０内の構成を図２のブロック図に示す。ＧＰＳ処理部５０は、図２に示されるように、参照クロックカウンタ５１と、ＲＴＣカウンタと、フリーランＲＴＣカウンタ５３と、タイムメンテナンス処理部５４と、測位処理部５５とを備えている。
【００３８】
ＲＴＣカウンタ５２およびフリーランＲＴＣカウンタ５３は、ＲＴＣ用発振器３０により生成されたクロックのカウントを行っている。
【００３９】
また、フリーランＲＴＣカウンタ５３は、携帯端末１の電源が投入されている限り動作を継続し続けるようになっており、携帯端末１が省電力モードの状態となった場合でも、ＲＴＣ用発振器３０からのクロックを継続的にカウントし、その動作の開始と終了を制御されることはない。
【００４０】
また、参照クロックカウンタ５１は、ＧＰＳ処理部５０に入力される通信用発振器のクロックを参照クロック（ＲｅｆＣｌｋ ： Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｃｌｏｃｋ）としてカウントする。
【００４１】
タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態への移行の際にフリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値および測位処理部５５から通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておき、省電力モードの状態から復帰する際に再度フリーランＲＴＣカウンタ５３のカウント値を読み取り、記憶されているカウント値と読み取ったカウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出して測位処理部５５に出力する。
【００４２】
また、タイムメンテナンス処理部５４は、省電力モードの状態でない状態において、参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の参照クロックカウンタ５１のカウント値とＲＴＣカウンタ５２のカウント値とを比較することによりＲＴＣ用発振器３０により生成されるリアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、省電力モードの状態であった時間を算出する際に、リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行う。
【００４３】
また、測位処理部５５は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うとともに測位を行う際に得られたＧＰＳ時刻をタイムメンテナンス処理部５４に通知し、省電力モードからの復帰の際にはタイムメンテナンス処理部５４から補正済みのＧＰＳ時刻を受け取り、受け取ったＧＰＳ時刻を用いて測位を行う。
【００４４】
このようにして、本実施形態では、通常高精度な周波数を保つことができる通信用発振器１０のクロックがＧＰＳ処理部５０に参照クロックとして入力されており、ＧＰＳ処理部５０内では参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントし、またＲＴＣカウンタ５２がＲＴＣをカウントしている。そして、タイムメンテナンス処理部５４が参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２の２つのカウンタを同時に制御し、カウント値を読み出すことによりＲＴＣ周波数の誤差情報を予め得ることができる。
【００４５】
そのため、ＧＰＳ処理部５０が一度ＧＰＳ時刻を取得した後、省電力モードに入り、長い間測位をしなかった場合でも、タイムメンテナンス処理部５４がフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出すことで省電力モードに入っていた時間をＲＴＣで測り、かつ予め参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を利用して、ＲＴＣ周波数の誤差を計算することで、次に測位を開始する時にその誤差要因を取り除き、ＧＰＳ処理部５０は、誤差を含んだＲＴＣカウント値だけで換算して算出されるＧＰＳ時刻と比べてはるかに正確なＧＰＳ時刻を算出することができ、測位処理部５５の性能を向上させることができる。
【００４６】
尚、省電力モードは、フリーランＲＴＣカウンタ５３にのみ電源が入っている状態を示す。従って省電力モードにおいてもＧＰＳ処理部５０はＲＴＣをカウントし続けているが、通常ＲＴＣ周波数は数１０ｋＨｚであり、フリーランＲＴＣカウンタ５３の消費電力は、１０〜２０ＭＨｚ程度の周波数を持つ参照クロックをカウントする参照クロックカウンタ５１の消費電力より小さい。
【００４７】
次に、本実施形態の携帯端末１の動作を図３を参照して詳細に説明する。
【００４８】
図３において、最初はＧＰＳ処理部５０がＧＰＳ時刻を取得していない状態であるものとする。ＧＰＳ処理部５０はＧＰＳ時刻やその他の測位処理に用いられるデータを一切持っていないとしても、衛星の信号を受信してその信号に含まれる航法データを解析し、測位をすることが可能である。
【００４９】
ＧＰＳ処理部５０は測位に成功すると同時にＧＰＳ時刻も取得する。ＧＰＳ処理部５０は測位に成功した後、次に測位を行なう時にも正確なＧＰＳ時刻を保っていられるように、タイムメンテナンス処理部５４は次回の測位までの各段階で下記に説明する一連の処理を行なう。以後は、この一連の処理をタイムメンテナンス処理と呼ぶ。この一連の処理を以下に説明する。
【００５０】
まず、タイムメンテナンス処理部５４は、ＲＴＣ用発振器３０により生成されるＲＴＣ周波数の誤差情報を求める。タイムメンテナンス処理部５４は、ＧＰＳ処理部５０に参照クロックとして入力されるクロックは正確な周波数であるという前提の元に、ＲＴＣカウンタ５２によってカウントされるＲＴＣクロックカウント数と、参照クロックカウンタ５１によってカウントされる参照クロックカウント数とを比較することによりＲＴＣ周波数の誤差情報を求める。具体的には、タイムメンテナンス処理部５４は参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を同時に開始させ、同時に停止させる。
【００５１】
その後、ＲＴＣ周波数が正確であった場合に参照クロックカウンタ５１が示すべき理想的な参照クロックカウント値と、実際に参照クロックカウンタ５１が示しているカウント値を比較することで、ＲＴＣの誤差情報が決定される。
【００５２】
以下にＲＴＣ周波数の誤差情報を求める方法の具体例を示す。
【００５３】
参照クロック：１９．２ＭＨｚ、ＲＴＣ：３２．７６８ｋＨｚとし、ＲＴＣカウンタ５２がＲＴＣを３２７６８回カウントするまでの間、参照クロックカウンタ５１は参照クロックをカウントするものとする。
【００５４】
ＲＴＣ周波数が正確であった場合、参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントする期間は１秒であるので、参照クロックカウンタ５１のカウント値は理想的には１９２０００００である。しかしここでは例えば、実際に参照クロックカウンタ５１が示すカウント値が１９２００９００であったとする。この時、参照クロックカウント値がずれる原因は、参照クロック周波数が正確であるという前提の元では、ＲＴＣ周波数の誤差により、本来１秒であるはずのカウント期間が１秒ではなくなったためであることになる。この参照クロックカウント値のずれを元にタイムメンテナンス処理部５４はＲＴＣ周波数を以下のように求めることができる。
【００５５】
３２．７６８ｋＨｚ（ＲＴＣ周波数設計値）×｛１９２０００００（理想参照クロックカウント値）／１９２００９００（実際の参照クロックカウント値）｝＝３２．７６６４６４０７ｋＨｚ
この例ではＲＴＣ周波数が設計値より小さかったために参照クロックカウンタ５１が参照クロックをカウントする期間が１秒より長くなり、その結果参照クロックカウント値が理想値より大きくなっている。
【００５６】
このようにして実際のＲＴＣ周波数を求めることができるが、この時点ではタイムメンテナンス処理部５４は参照クロックカウンタ５１のカウント値のみをＲＴＣ周波数の誤差情報として保持しておく。
【００５７】
次にＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入る前の準備を行なう。タイムメンテナンス処理部５４はＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入る前に、フリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出し、その値（Ｃｏｕｎｔ１）を保持すると同時にその時のＧＰＳ時刻をフリーランＲＴＣカウンタ５３の値と関連付けて保持する。
【００５８】
次にタイムメンテナンス処理部５４または通信用プロセッサ４０がＧＰＳ処理部５０を省電力モードに遷移させる。ＧＰＳ処理部５０が省電力モードに入っている間、フリーランＲＴＣカウンタ５３はＲＴＣをカウントし続けている。フリーランＲＴＣカウンタ５３は、実使用上の問題がない程度に充分に大きい桁数でＲＴＣをカウントするので、オーバーフローすることはないものとする。
また、ＧＰＳ処理部は省電力モードに入っている間、ＧＰＳ時刻を維持することができない。
【００５９】
次にタイムメンテナンス処理部５４または通信用プロセッサ４０がＧＰＳ処理部５０を省電力モードから復帰させる。
【００６０】
次にＧＰＳ処理部５０が省電力モードから復帰した後のタイムメンテナンス処理が行なわれる。ＧＰＳ処理部５０が省電力モードから復帰後、タイムメンテナンス処理部５４はフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出す。ここで読み出されるカウント値をＣｏｕｎｔ２とする。
【００６１】
タイムメンテナンス処理部５４は省電力モードに入る前に保持した値との比較から、省電力モードに入る前にＧＰＳ時刻を保持した時から、省電力モードから復帰後にフリーランＲＴＣカウンタ５３を読み出す時までの時間をＲＴＣのカウント数をＣｏｕｎｔ２ − Ｃｏｕｎｔ１により算出する。
【００６２】
また、タイムメンテナンス処理部５４は省電力モードに入る前に保持したＲＴＣの誤差情報を元に、前述のＲＴＣのカウント数に相当する正確な時間を求めることができ、前述の保持されたＧＰＳ時刻にその時間を加えることで省電力モードから復帰後のＧＰＳ時刻を算出することができる。
【００６３】
以下に省電力モードから復帰後にＧＰＳ時刻を算出する方法の例を示す。
【００６４】
省電力モードに入る前に保持したＲＴＣの誤差情報（参照クロックカウント値）：１９００９００、
省電力モードに入る前に保持したフリーランＲＴＣカウンタの値（Ｃｏｕｎｔ１）：７０００００００、
省電力モードに入る前に保持したＧＰＳ時刻：１２５０（ＧＰＳ Ｗｅｅｋ）、３０２４０００００ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）
省電力モードから復帰後のフリーランＲＴＣカウンタの値（Ｃｏｕｎｔ２）：１８７９６４８００
の場合についてＧＰＳ時刻を求める。
【００６５】
まず、省電力モードに入る前にＧＰＳ時刻を保持した時から省電力モードから復帰した後にフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出した時までの時間をＲＴＣのカウント数で求める。
【００６６】
１８７９６４８００（省電力モード復帰後）−７０００００００（省電力モード前）＝１１７９６４８００
次にＲＴＣの誤差情報から前述の方法でＲＴＣ周波数が求められる。
【００６７】
ＲＴＣ周波数：３２．７６６４６４０７ ｋＨｚ
前述の周波数を持つＲＴＣが１１７９６４８００までカウントするのにかかる時間は以下のように求められる。
【００６８】
１１７９６４８００／３２．７６６４６４０７ ｋＨｚ＝ ３６００．１６８７５ ｓ
従って、省電力モードから復帰後にフリーランＲＴＣカウンタ５３の値を読み出した時のＧＰＳ時刻は以下のようになる。
【００６９】
３０２４０００００ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）＋３６００．１６８７５ ｓ × １０００＝３０６０００１６８．８７５ ｍｓｅｃ （Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋ）
（もし結果が６０４８０００００ｍｓｅｃ（一週間）を超えた場合、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｗｅｅｋは結果から６０４８０００００を引いて求められ、ＧＰＳ Ｗｅｅｋに１が足される。）
以上がタイムメンテナンス処理である。タイムメンテナンス処理部５４は上記の方法で算出したＧＰＳ時刻を次回の測位を開始する前に測位処理部５５に渡す。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態の携帯端末１のＧＰＳ時刻維持方法によれば、省電力モードの状態から復帰した際に測位処理部５５が測位を開始する際には、タイムメンテナンス処理部５４は、過去に取得したＧＰＳ時刻と、そのＧＰＳ時刻を取得してからの時間に基づいて現在のＧＰＳ時刻を算出して測位処理部５５に渡すようにしている。そのため、一回ＧＰＳ時刻を測定し、省電力モードに移行することにより、測位処理部５５が最後に測位をしてから長い間測位をしなかった場合においても、測位時間を短縮することができ、連続で測位している場合とほぼ同等の測位性能で測位することが可能となる。さらに、消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタ５３を読み出した値を利用して、測位をしていない期間を算出しているので、ＧＰＳ時刻を維持するために必要な消費電力を低減できることである。
【００７１】
また、高精度な周波数を持つ通信用発振器１０のクロックを参照クロックとして利用し、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響を抑制することができ精度の高いＧＰＳ時刻を算出することができる。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末について説明する。
【００７３】
本実施形態の携帯端末２の構成を図４に示す。また、本実施形態におけるＧＰＳ処理部６０の構成を図５に示す。
【００７４】
本実施形態の携帯端末２は、図４に示すように、その基本的構成は図１と同様でありＧＰＳ処理部５０がＧＰＳ処理部６０に置き換えられた構成となっているのみであるが、上記で説明した第１の実施形態と比較して通信用発振器１０により生成されたクロックがＧＰＳ処理部６０に入力されていない。
【００７５】
また、本実施形態におけるＧＰＳ処理部６０は、図５に示すように、その基本的構成は図２に示したＧＰＳ処理部５０と同様であるが、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックが、通信用発振器１０のクロックではなく、ＧＰＳ処理部６０の動作クロックとしても入力されるＧＰＳ用発振器２０のクロックとなっている。
【００７６】
本実施形態において、タイムメンテナンス処理部５４が行なうタイムメンテナンス処理は上述した第１の実施形態と変わらないが、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックがＧＰＳ用発振器２０のクロックであるという点が前述の実施形態との相違点である。
【００７７】
このように本実施形態では、ＧＰＳ用発振器２０のクロックがＧＰＳ処理部６０内の参照クロックカウンタ５１に接続されているので、タイムメンテナンス処理部５４は、いつでも参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を開始させ、ＲＴＣ誤差情報を得ることができる。その理由は、通信用発振器１０のクロックは、通信用プロセッサ４０のための動作クロックであるため、常に参照クロックカウンタ５１に入力されているとは限らないからである。また、携帯端末全体の消費電力を低減させるために、通信用プロセッサ４０と通信用発振器１０のクロックを断続的に停止させるという設計がなされる可能性は高い。
【００７８】
本実施形態は、ＧＰＳ処理部６０の動作クロックであるＧＰＳ用発振器２０のクロックを参照クロックカウンタ５１に接続させることで、上記で説明した第１の実施形態により得られる効果に加えて、携帯端末の消費電力の増加を防ぐという効果を得ることができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態のＧＰＳ機能を搭載した携帯端末について説明する。
本実施形態の携帯端末の構成は、図１に示した携帯端末１と同様である。ただし、本実施形態の携帯端末は、図１に示した構成に対して、ＧＰＳ処理部５０が、図６に示すＧＰＳ処理部７０に置き換えられた構成となっている。
【００８０】
本実施形態のＧＰＳ処理部７０は、図２に示したＧＰＳ処理部５０に対してスイッチ回路５６が新たに加えられた構成となっている。
【００８１】
スイッチ回路５６は、通信用発振器１０により生成されたクロックとＧＰＳ用発振器２０により生成されたクロックのうちのいずれかをタイムメンテナンス処理部５４または測位処理部５５からの指示に従って選択して出力する。また、本実施形態における参照クロックカウンタ５１は、スイッチ回路５６により選択されたクロックを参照クロックとしてカウントする。つまり、スイッチ回路５６は、タイムメンテナンス処理部５４または測位処理部５５により制御され、参照クロックカウンタ５１に入力されるクロックを、通信用発振器１０のクロックとＧＰＳ用発振器２０のクロックのから選択することを可能にする。
【００８２】
本実施形態は、通信用発振器１０のクロックが動作している時には通信用発振器１０のクロックを参照クロックカウンタ５１に入力させ、通信用発振器１０のクロックが停止している時にはＧＰＳ用発振器２０のクロックを参照クロックカウンタ５１に入力させるという動作を可能にし、上記で説明した第１および第２の実施形態により得られる効果に加えて、携帯端末としての消費電力増加を防ぐと同時に、高精度な通信用発振器クロックを可能な限り使用するという効果を得ることが可能となる。
【００８３】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の携帯端末について説明する。本実施形態の携帯端末は、上記の第１から第３の実施形態の携帯端末と同様な構成であるが、タイムメンテナンス処理の方法が異なっている。
【００８４】
本実施形態では、ＧＰＳ処理部は、一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、タイムメンテナンス処理部は、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出し、再度省電力モードに移行する前に参照クロックカウンタ５１とＲＴＣカウンタ５２を一定期間動作させてリアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行うようにする。
【００８５】
本実施形態のタイムメンテナンス処理を図７に示す。本実施形態における一連のタイムメンテナンス処理では、ＧＰＳ処理部が測位を開始するまでの間にタイムメンテナンス処理が複数回実施される。
【００８６】
通常端末に採用されるＲＴＣは温度変化により周波数が大きく変動するので、タイムメンテナンス処理部が省電力モードに入る前に行なう参照クロックカウントによって得られるＲＴＣ誤差情報は、省電力モードに入っている時間が長いほど不正確な情報になる。
【００８７】
本実施形態では、ＧＰＳ処理部が測位をしていない間にもタイムメンテナンス処理が定期的に繰り返され、従ってＲＴＣ誤差情報が定期的に更新されるので、次に測位を開始する直前のタイムメンテナンス処理の結果算出されるＧＰＳ時刻が、タイムメンテナンス処理を１回のみ実施する場合に比べて、はるかに正確になるという効果がある。
【００８８】
本実施形態による効果について図８、図９、図１０を参照しながら以下に述べる。図８、９、１０のグラフは、ＧＰＳ処理部が省電力モードでいる間にフリーランＲＴＣカウンタのカウント値がどのように増えるかを示している。
【００８９】
カウント値が一定の割合で増加しないのは、周囲の温度変動の影響を受けて、ＲＴＣ周波数が途中で変化してしまったためとする。
【００９０】
図８は時刻Ｔｒｅａｌ２までの間にタイムメンテナンス処理を１回のみ実施する場合を示す。図８中の時刻Ｔｒｅａｌ２で省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌに相当するＧＰＳ時刻となる。この時、タイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻算出の誤差は、Ｔｒｅａｌ２ − Ｔｃａｌとなる。
【００９１】
図９、図１０は時刻Ｔｒｅａｌ２までの間にタイムメンテナンス処理を２回実施する場合の、それぞれ１回目と２回目を示す。図９中の時刻Ｔｒｅａｌ１で省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌ１に相当するＧＰＳ時刻となる。この時、１回目のタイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻算出の誤差は、（Ｔｒｅａｌ１ − Ｔｃａｌ１）となる。
【００９２】
１回目のタイムメンテナンス処理を終えると、即座に２回目のタイムメンテナンス処理が実施され、この時最新のＲＴＣ誤差情報を得ることができる。
【００９３】
図１０中の時刻Ｔｒｅａｌ２で再度省電力モードから復帰して、ＧＰＳ時刻を算出する時、２回目に省電力モードに入る前に得たＲＴＣ誤差情報を元に計算されるので、その結果は時刻Ｔｃａｌ２に相当するが、１回目のタイムメンテナンス処理によるＧＰＳ時刻の誤差と合わせると、２回のタイムメンテナンス処理の結果得られるＧＰＳ時刻の誤差は以下のようになる。
（ Ｔｒｅａｌ１ − Ｔｃａｌ１ ） ＋ （ Ｔｒｅａｌ２ − Ｔｃａｌ２ ）
このようにして、２回のタイムメンテナンス処理を実施すれば、１回目のタイムメンテナンス処理を終えて、その直後に２回目のタイムメンテナンス処理を開始するタイミングによって効果が異なるが、１回のみタイムメンテナンス処理を実施する場合よりも正確にＧＰＳ時刻を算出することが可能である。
【００９４】
また、図９、図１０ではタイムメンテナンス処理は２回実施されているが、タイムメンテナンス処理を実施する回数が多いほど、最終的に算出されるＧＰＳ時刻の誤差は小さくなる。つまり、ＧＰＳ処理部が測位していない時に行なうタイムメンテナンス処理の間隔を短くするほど、ＧＰＳ時刻を正確に維持することが可能になり、次にＧＰＳ処理部が測位した時の性能が向上するという効果がある。ただし、タイムメンテナンス処理を実施する頻度が高くなると、ＧＰＳ処理部が省電力モードから復帰する回数が増えるので消費電力は増えてしまう。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができる。
（１）測位を開始する際に、過去に取得したＧＰＳ時刻と、そのＧＰＳ時刻を取得してからの時間に基づいて現在のＧＰＳ時刻を算出しているので、測位時間を短縮し測位性能の向上を図ることができる。
（２）消費電力の少ないフリーランＲＴＣカウンタを読み出した値を利用して、測位をしていない期間を算出しているので、ＧＰＳ時刻を維持するために必要な消費電力を低減することができる。
（３）高精度な周波数を持つクロックを参照クロックとして利用して、ＲＴＣ周波数の誤差を算出しているので、ＲＴＣ周波数の誤差がＧＰＳ時刻算出結果に与える影響をなくすことができる。
（４）測位が行われてから次の測位が行われるまでの間に一定間隔で定期的にタイムメンテナンス処理を繰り返すようにした場合には、途中でＲＴＣ周波数の誤差が変化した場合でも省電力モードの状態となっていた時間を算出する際に含まれる誤差を少なくすることができるので、長時間、より高い精度でＧＰＳ時刻を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第１の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図２】図１中のＧＰＳ処理部５０の構成を示すブロック図である。
【図３】ＧＰＳ機能を搭載した第１の実施形態の携帯端末の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第２の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図５】図４中のＧＰＳ処理部６０の構成を示すブロック図である。
【図６】ＧＰＳ機能を搭載した本発明の第３の実施形態の携帯端末におけるＧＰＳ処理部７０の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態におけるタイムメンテナンス処理を説明するための図である。
【図８】タイムメンテナンス処理を１回のみ実施した場合の、フリーランＲＴＣカウンタの増加量を示すグラフである。
【図９】タイムメンテナンス処理を２回実施した場合の、１回目のタイムメンテナンス処理を説明するためのグラフである。
【図１０】タイムメンテナンス処理を２回実施した場合の、２回目のタイムメンテナンス処理を説明するためのグラフである。
【図１１】ＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＧＰＳ機能を搭載した従来の携帯端末の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１〜３ 携帯端末
１０ 通信用発振器
２０ ＧＰＳ用発振器
３０ ＲＴＣ用発振器
４０ 通信用プロセッサ
５０ ＧＰＳ処理部
５１ 参照クロックカウンタ
５２ ＲＴＣカウンタ
５３ フリーランＲＴＣカウンタ
５４ タイムメンテナンス処理部
５５ 測位処理部
５６ スイッチ回路
６０ ＧＰＳ処理部
７０ ＧＰＳ処理部
１５０ ＧＰＳ処理部
Claims (10)
- ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した携帯端末であって、
省電力モードの状態であっても継続的にリアルタイムクロックを生成して出力するＲＴＣ用発振器と、
前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックのカウントを、省電力モードの状態であっても継続的に行うフリーランＲＴＣカウンタと、省電力モードの状態への移行の際に前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値および通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておき、省電力モードの状態から復帰する際に再度前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値を読み取り、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出し、記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出して出力するタイムメンテナンス処理部と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して測位を行うとともに測位を行う際に得られたＧＰＳ時刻を前記タイムメンテナンス処理部に通知し、省電力モードからの復帰の際には前記タイムメンテナンス処理部からのＧＰＳ時刻を用いて測位を行う測位処理部とを有するＧＰＳ処理部と、を備えている携帯端末。 - 通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器をさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行う請求項１記載の携帯端末。 - 前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器をさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行う請求項１記載の携帯端末。 - 通信用プロセッサへのクロックを生成するための通信用発振器と、前記ＧＰＳ処理部へのクロックを生成するためのＧＰＳ用発振器とをさらに備え、
前記ＧＰＳ処理部が、
前記通信用発振器により生成されたクロックと前記ＧＰＳ用発振器により生成されたクロックのうちのいずれかを前記タイムメンテナンス処理部または測位処理部からの指示に従って選択して出力するスイッチ回路と、前記スイッチ回路により選択されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、前記ＲＴＣ用発振器により生成されたリアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタとをさらに備え、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードの状態でない状態において、前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておき、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行う請求項１記載の携帯端末。 - 前記ＧＰＳ処理部は、一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、
前記タイムメンテナンス処理部は、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出し、再度省電力モードに移行する前に前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間動作させて前記リアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行う請求項１から４のいずれか１項記載の携帯端末。 - ＧＰＳ衛星からの電波を受信して現在位置を特定するＧＰＳ機能を搭載した携帯端末においてＧＰＳ時刻を維持するためのＧＰＳ時刻維持方法であって、
省電力モードの状態への移行の際に、省電力モードの状態であっても継続的に行うフリーランＲＴＣカウンタのカウント値および通知されたＧＰＳ時刻を記憶しておくステップと、
省電力モードの状態から復帰する際に再度前記フリーランＲＴＣカウンタのカウント値を読み取り、記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出するステップと、
記憶しておいた省電力モードの状態へ移行する際のＧＰＳ時刻に、算出された省電力モードの状態であった時間を加算することにより現在のＧＰＳ時刻を算出するステップと、を有するＧＰＳ時刻維持方法。 - 省電力モードの状態でない状態において、通信用プロセッサにおいて動作クロックとして使用されるクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、リアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておくステップと、
記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うステップとをさらに有する請求項６記載のＧＰＳ時刻維持方法。 - 省電力モードの状態でない状態において、ＧＰＳ処理部において動作クロックとして使用されるクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、リアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算しておくステップと、
記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うステップとをさらに有する請求項６記載のＧＰＳ時刻維持方法。 - 通信用プロセッサにおいて動作クロックとして使用されるクロックとＧＰＳ処理部において動作クロックとして使用されるクロックのうちのいずれかを選択するステップと、
省電力モードの状態でない状態において、選択されたクロックを参照クロックとしてカウントするための参照クロックカウンタと、リアルタイムクロックをカウントするためのＲＴＣカウンタを一定期間同時に動作させ、一定期間終了後の前記参照クロックカウンタのカウント値と前記ＲＴＣカウンタのカウント値とを比較することにより前記リアルタイムクロックの周波数の誤差を予め計算するステップと、
記憶されている前記カウント値と読み取った前記カウント値との差から省電力モードの状態であった時間を算出する際に、前記リアルタイムクロックの誤差が補償されるような演算を行うステップとをさらに有する請求項６記載のＧＰＳ時刻維持方法。 - 一定時間間隔で省電力モードの状態から復帰し、省電力モードから復帰した際に、省電力モードの状態であった時間を算出してＧＰＳ時刻を算出するステップと、
再度省電力モードに移行する前に前記参照クロックカウンタと前記ＲＴＣカウンタを一定期間動作させて前記リアルタイムクロックの周波数誤差の計算を行うステップとをさらに有する請求項６から９のいずれか１項記載のＧＰＳ時刻維持方法。
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