JP2008002861A - Apparatus and method for position detection - Google Patents

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心平 松田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely receive GPS signals from satellites and detect current positions without unnecessary consumption of electric power or the occurrence of a substantial voltage drop in cells to bring apparatuses to a breakdown, when using coin cells and other compact cells as power supplies. <P>SOLUTION: In a CPU 31, an RF control part 34 controls with respect to an RF part 2 to change over from a non-operating mode to an operating mode and from an operating mode to a non-operating mode; when none of five items of subframe data has been acquired, change-over from a non-operating mode to an operating mode is made intermittently in matching with the transmission of subframe data which has not been acquired; and when all the five pieces of subframe data have been acquired, a current position is computed, on the basis of positional information included in the subframe data. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、位置検出装置および位置検出方法に関し、特に、衛星からの電波を受信して現在位置を検出する位置検出装置および位置検出方法に関するものである。   The present invention relates to a position detection apparatus and a position detection method, and more particularly to a position detection apparatus and a position detection method for receiving a radio wave from a satellite and detecting a current position.

GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)は、複数の衛星からの電波を受信して、現在位置を検出するシステムである。この場合の衛星は静止衛星ではなく、高度2万kmを周回し、地球に対して刻々と位置が変化する32個の衛星である。現在位置を検出するためには、32個の衛星の中の最低3個の衛星からGPS信号を受信する必要がある。実際は、4個の衛星からGPS信号を受信して現在位置を検出している。各衛星からは30秒のメインフレームが送信される。このメインフレームは、各フレームが6秒の5個のサブフレームで構成され、各サブフレームは300ビットのデータで構成されている。第1乃至第5の5個のサブフレームのうち、第1のサブフレームには、各衛星の状態とクロック補正係数、第2、第3のサブフレームには、各衛星の軌道情報である「エフェメリス」が格納され、第4および第5の2個のサブフレームには、32個のすべての衛星に共通の概略軌道情報である「アルマナック」が格納されている。図7は、腕時計を利用した従来の位置検出装置の構成を示すブロック図である。この位置検出装置は、図7に示すように、アンテナ11、RF部12、ベースバンド処理部13、システム14、および電源15で構成されている。   A GPS (Global Positioning System) is a system that receives radio waves from a plurality of satellites and detects a current position. The satellites in this case are not geostationary satellites, but 32 satellites that orbit the altitude of 20,000 km and change their positions with respect to the earth. In order to detect the current position, it is necessary to receive GPS signals from at least three of the 32 satellites. Actually, GPS signals are received from four satellites to detect the current position. A 30-second mainframe is transmitted from each satellite. This main frame is composed of 5 subframes each having 6 seconds, and each subframe is composed of 300-bit data. Among the first to fifth subframes, the first subframe includes the state and clock correction coefficient of each satellite, and the second and third subframes include orbit information of each satellite. “Ephemeris” is stored, and “almanac”, which is general orbit information common to all 32 satellites, is stored in the fourth and fifth subframes. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional position detecting device using a wristwatch. As shown in FIG. 7, the position detection device includes an antenna 11, an RF unit 12, a baseband processing unit 13, a system 14, and a power supply 15.

アンテナ11は、衛星からのGPS信号を受信してRF部12に入力する。RF部12は、入力されたGPS信号を復調してベースバンド処理部13にベースバンド信号を入力する。ベースバンド処理部13は、CPU131、n個のサーチ・エンジン132、同期検出部133で構成されている。同期検出部133は、各サブフレームの先頭にある8ビットの同期信号(これを「プリアンブル」という)を検出して、サブフレームの開始タイミングをCPU131に入力する。CPU131は、同期検出部133からのプリアンブルに基づいて、n個のサーチ・エンジン132を起動する。各サーチ・エンジンは、1個のサブフレームを取り込んで、そのデータをストアする。したがって、4個の衛星からGPS信号を受信して現在位置を検出する場合には、各衛星から同時に送信される連続した5個のサブフレームのデータを5個のサーチ・エンジンに順にストアし、合計20個のサーチ・エンジンにストアしたデータによって現在位置を検出する。システム14は、例えば、時計装置であり、ベースバンド処理部13で検出された現在位置を表示する。電源15は、小型のコイン型電池(例えば、2016タイプ)およびDC/DCコンバータなどで構成され、RF部12、ベースバンド処理部13、およびシステム14に電力を供給する。   The antenna 11 receives a GPS signal from a satellite and inputs it to the RF unit 12. The RF unit 12 demodulates the input GPS signal and inputs the baseband signal to the baseband processing unit 13. The baseband processing unit 13 includes a CPU 131, n search engines 132, and a synchronization detection unit 133. The synchronization detection unit 133 detects an 8-bit synchronization signal (referred to as “preamble”) at the head of each subframe, and inputs the start timing of the subframe to the CPU 131. The CPU 131 activates n search engines 132 based on the preamble from the synchronization detection unit 133. Each search engine takes one subframe and stores the data. Therefore, when receiving GPS signals from four satellites and detecting the current position, the data of five consecutive subframes transmitted simultaneously from each satellite is stored in order in five search engines, The current position is detected by data stored in a total of 20 search engines. The system 14 is, for example, a clock device, and displays the current position detected by the baseband processing unit 13. The power source 15 includes a small coin-type battery (for example, 2016 type) and a DC / DC converter, and supplies power to the RF unit 12, the baseband processing unit 13, and the system 14.

GPSを利用した位置検出の技術に関しては、多くの提案がなされている。
例えば、ある提案のGPS航法装置においては、エフェメリスのデータをサブフレーム単位に分割収集し、メモリに保存することによって、データ収集に要する時間を短くするようになっている。具体的には、サブフレーム収集フラグを設けて、サブフレームの収集に応じてこのフラグを1(有効)にセットする。したがって、一度収集したサブフレームであるか否かをフラグで判定するので、そのサブフレームを再度収集する必要がなくなり、収集する時間を短縮できる。(特許文献1参照)
また、ある提案のGPS受信機においては、複数のチャンネルを持つ検波部と、検波部で復調した衛星から送信される航法メッセージを収集するメッセージ収集部と、収集したメッセージを解析するメッセージ解析部と、伝搬時間と衛星の位置から受信機の位置を算出する測位部と、各チャンネルのメッセージ収集部に対して航法メッセージを走査するタイミングを指定するタイミング指定部とを備え、1チャンネル以上で航法メッセージを収集した場合に、他のチャンネルに対してメッセージの収集タイミングを指定する。したがって、GPS衛星から送信される航法メッセージの先頭を示すビットパターンであるプリアンブルパターンを早く検出し、すべてのチャンネルでプリアンブルパターンを検出するまでの時間を短縮し、航法メッセージをすばやく収集することにより、測位不能時間を短縮する。(特許文献2参照)
また、ある提案のGPS受信装置においては、複数のチャンネルにおいてそれぞれGPS衛星を捕捉することができ、その捕捉したGPS衛星からの衛星データから取り出した時刻情報と、GPS受信装置側にて計時した現在時刻とに基づいて、GPS衛星と現在位置(GPS受信装置の位置)との間の距離を測定する。また衛星データに含まれる詳細軌道情報(エフェメリス)を取り出して衛星位置を計算し、さらに測定した距離を加味して、GPS受信装置の位置を算出する。これにより、衛星データとの同期確立を早期に行えるようにし、測位を開始するまでの時間を短縮する。(特許文献3参照)
また、ある提案の位置検出装置においては、GPS受信機で受信したGPS衛星からのデータは、メインフレーム、サブフレーム、ワードという階層構造となっており、各ワードチェックにチェック用のパリティビットが組み込まれているので、GPS受信機では、各ワード毎にパリティビットを行い、受信したサブフレームで何ワードがパリティチェックでMGとなったか出力する。受信判定部では、パリティチェックMGの数により、データ受信可能状態か判定する。データ受信不可能と判定した場合においては、制御部においてデータ収集のための連続通電をオフとし、一定時間経過してから再度データ収集のためにスイッチをオンとして、メイン電源を通電させる。これにより、衛星軌道情報を取得するために連続通電する場合に、受信環境が悪いとデータ収集に長い時間が必要となり、無駄な電力を消費することを回避する。(特許文献4参照)
特開平3−42793号公報 特開平11−304899号公報 特開2000−292521号公報 特開2003−194910号公報
Many proposals have been made regarding position detection technology using GPS.
For example, in a proposed GPS navigation apparatus, ephemeris data is divided and collected in units of subframes and stored in a memory, thereby shortening the time required for data collection. Specifically, a subframe collection flag is provided, and this flag is set to 1 (valid) according to the collection of the subframe. Therefore, since it is determined by the flag whether or not the subframe has been collected once, it is not necessary to collect the subframe again, and the collection time can be shortened. (See Patent Document 1)
Further, in a proposed GPS receiver, a detection unit having a plurality of channels, a message collection unit that collects a navigation message transmitted from a satellite demodulated by the detection unit, a message analysis unit that analyzes the collected message, A positioning unit that calculates the position of the receiver from the propagation time and the position of the satellite, and a timing designating unit that designates a timing for scanning the navigation message for the message collection unit of each channel, and a navigation message in one or more channels When collecting messages, specify the message collection timing for other channels. Therefore, by quickly detecting a preamble pattern that is a bit pattern indicating the head of a navigation message transmitted from a GPS satellite, reducing the time to detect a preamble pattern in all channels, and quickly collecting navigation messages, Reduce positioning time. (See Patent Document 2)
In addition, in a proposed GPS receiver, GPS satellites can be captured in a plurality of channels, time information extracted from satellite data from the captured GPS satellites, and current time measured on the GPS receiver side Based on the time, the distance between the GPS satellite and the current position (the position of the GPS receiver) is measured. Further, the detailed orbit information (ephemeris) included in the satellite data is taken out, the satellite position is calculated, and the position of the GPS receiver is calculated in consideration of the measured distance. As a result, synchronization with the satellite data can be established at an early stage, and the time required to start positioning is shortened. (See Patent Document 3)
In a proposed position detection device, data from GPS satellites received by a GPS receiver has a hierarchical structure of mainframe, subframe, and word, and a parity bit for checking is incorporated in each word check. Therefore, the GPS receiver performs a parity bit for each word and outputs how many words are MG in the parity check in the received subframe. The reception determination unit determines whether data reception is possible based on the number of parity checks MG. When it is determined that data cannot be received, the control unit turns off continuous energization for data collection, turns on the switch for data collection again after a predetermined time, and energizes the main power supply. As a result, when continuous energization is performed in order to acquire satellite orbit information, it takes a long time to collect data if the reception environment is bad, thereby avoiding unnecessary power consumption. (See Patent Document 4)
JP-A-3-42793 Japanese Patent Laid-Open No. 11-304899 JP 2000-292521 A JP 2003-194910 A

上記特許文献1乃至特許文献4を含め、GPSを利用した従来の位置検出では、第1乃至第5の5個のサブフレームを連続して取得する構成になっている。5個のサブフレームは30秒であるので、前後のマージンを含めると連続通電する時間は40秒以上も必要である。しかしながら、コイン型電池を使用した図7の腕時計の位置検出装置やその他の携帯型の位置検出装置の場合には、各部に電力を供給する電源にコイン型電池を使用した場合には、40秒以上も連続通電すると電池の放電特性が劣化し、電池の著しい電圧降下のために装置自体が機能停止になるおそれがある。
本発明は、このような従来の課題を解決するためのものであり、コイン型電池やその他の小型の電池を電源として使用した場合でも、無駄な電力消費を回避して、電池の著しい電圧降下が発生して装置が機能停止になるような事態を招くことなく、衛星からのGPS信号を確実に受信して現在位置を検出できるようにすることを目的とする。
In the conventional position detection using the GPS including the above-described Patent Documents 1 to 4, the first to fifth subframes are continuously acquired. Since the five subframes are 30 seconds, if the margins before and after are included, the time for continuous energization needs 40 seconds or more. However, in the case of the wristwatch position detection device of FIG. 7 using a coin-type battery or other portable position detection device, when a coin-type battery is used as a power source for supplying power to each part, 40 seconds. If the current is continuously applied, the discharge characteristics of the battery deteriorate, and the device itself may stop functioning due to a significant voltage drop of the battery.
The present invention is to solve such a conventional problem, and even when a coin-type battery or other small battery is used as a power source, a wasteful power consumption is avoided and a significant voltage drop of the battery is achieved. An object of the present invention is to make it possible to reliably receive a GPS signal from a satellite and detect the current position without causing a situation in which the function of the apparatus is stopped due to the occurrence of an error.

請求項1に記載の位置検出装置は、電池から電力を供給される動作モードにおいては衛星から時系列的に送信される第1番目から第m番目までのm個のサブフレームデータ(実施形態においては、5個のサブフレームデータに相当する)の期間を1周期とするメインフレームデータを担うGPS信号を受信し、電池から電力を供給されない非動作モードにおいては受信を停止する受信手段(実施形態においては、図1のRF部2に相当する)と、受信手段に対して非動作モードから動作モードに切り替える制御および動作モードから非動作モードに切り替える制御を行う動作制御手段(実施形態においては、図1のCPU31に相当する)と、動作制御手段によって非動作モードから動作モードに切り替えられたときに、受信手段によりm個のサブフレームデータの全てが取得できたか否かを判定する取得判定手段(実施形態においては、図1のCPU31に相当する)と、m個のサブフレームデータの全てが取得できなかったことが取得判定手段によって判定されたときは、取得できなかったサブフレームデータの送信に合わせて非動作モードから動作モードに間欠的に切り替える時間を演算して、動作制御手段に対して当該演算した切替時間に基づく制御を指示する演算手段(実施形態においては、図1のCPU31に相当する)と、m個のサブフレームデータの全てが取得できたことが取得判定手段によって判定されたときは、当該取得されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出する位置算出手段(実施形態においては、図1のCPU31に相当する)と、を備えた構成になっている。   In the operation mode in which power is supplied from a battery, the position detection device according to claim 1 includes m-th subframe data from the first to the m-th transmitted in time series from a satellite (in the embodiment, Is a receiving means for receiving a GPS signal carrying mainframe data with a period of 5 subframes (corresponding to 5 subframe data) and stopping reception in a non-operation mode in which power is not supplied from the battery (Embodiment) 1 and the operation control means for controlling the receiving means to switch from the non-operation mode to the operation mode and the control to switch from the operation mode to the non-operation mode (in the embodiment, Corresponding to the CPU 31 in FIG. 1) and m by the receiving means when the operation control means switches from the non-operation mode to the operation mode. Acquisition determination means for determining whether or not all of the subframe data has been acquired (corresponding to the CPU 31 in FIG. 1 in the embodiment), and acquisition determination that all of the m subframe data have not been acquired When determined by the means, the time for intermittent switching from the non-operation mode to the operation mode is calculated in accordance with the transmission of the subframe data that could not be acquired, and based on the calculated switching time for the operation control means When the acquisition determining unit determines that the calculation unit (in the embodiment, corresponding to the CPU 31 in FIG. 1) that instructs the control and all the m pieces of subframe data have been acquired, the acquired Position calculation means for calculating the current position based on the position information included in the m pieces of subframe data (in the embodiment, the CP of FIG. And corresponding) 31 has a structure equipped with.

請求項1の位置検出装置において、請求項2に記載したように、複数の記憶手段(実施形態においては、図1のn個のサーチ・エンジン32に相当する)をさらに備え、位置算出手段は、受信手段によって受信されたGPS信号の中から順に取得した衛星のサブフレームデータを当該衛星の識別情報(実施形態においては、図2のTLMのデータに相当する)に対応して割り当てた各記憶手段に記憶し、所定数(実施形態においては、3個又は4個に相当する)の記憶手段の各々に対応する衛星のm個のサブフレームデータを記憶したときに、各記憶手段に記憶されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出するような構成にしてもよい。   The position detection device according to claim 1, further comprising a plurality of storage means (in the embodiment, corresponding to n search engines 32 of FIG. 1), as described in claim 2, The subframe data of the satellites obtained in order from the GPS signals received by the receiving means are assigned to the respective memories allocated in correspondence with the identification information of the satellites (corresponding to the TLM data of FIG. 2 in the embodiment). Stored in each of the storage means, when m subframe data of the satellites corresponding to each of the predetermined number of storage means (corresponding to 3 or 4 in the embodiment) are stored. Alternatively, the current position may be calculated based on the position information included in the m subframe data.

請求項1の位置検出装置において、請求項3に記載したように、動作制御手段は、演算手段から切替時間に基づく制御を指示される前は、任意のk(1≦k≦m)番目のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出した時から1周期の期間(実施形態においては、30秒の期間に相当する)、受信手段を非動作モードから動作モードに切り替えるような構成にしてもよい。   In the position detection device according to claim 1, as described in claim 3, before the operation control means is instructed to perform control based on the switching time from the calculation means, any k (1 ≦ k ≦ m) th The receiving means may be switched from the non-operation mode to the operation mode for one period (in the embodiment, corresponding to a period of 30 seconds) from the detection of the head synchronization signal of the subframe data. .

請求項3の位置検出装置において、請求項4に記載したように、取得判定手段は、動作制御手段によって受信手段が非動作モードから動作モードに切り替えられた後、所定時間(実施形態においては、少なくともサブフレームデータの6秒の時間に相当する)が経過しても任意のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出できないときは、動作制御手段に対して受信手段を動作モードから非動作モードに切り替えるように指示するような構成にしてもよい。   In the position detection device according to claim 3, as described in claim 4, the acquisition determination unit is configured to perform a predetermined time (in the embodiment, after the reception unit is switched from the non-operation mode to the operation mode by the operation control unit. If the head synchronization signal of any subframe data cannot be detected even after elapse of at least the time corresponding to 6 seconds of subframe data), the receiving means is changed from the operation mode to the non-operation mode for the operation control means. You may make it the structure which instruct | indicates to switch.

請求項5に記載の位置検出方法は、電池から電力を供給される動作モードにおいては衛星から時系列的に送信される第1番目から第m番目までのm個のサブフレームデータ(実施形態においては、5個のサブフレームデータに相当する)の期間を1周期とするメインフレームデータを担うGPS信号を受信し、電池から電力を供給されない非動作モードにおいては受信を停止する受信手段(実施形態においては、図1のRF部2に相当する)に対して、非動作モードから動作モードに切り替える制御および動作モードから非動作モードに切り替える制御を行うステップAと、ステップAによって非動作モードから動作モードに切り替えられたときに、受信手段によりm個のサブフレームデータの全てが取得できたか否かを判定するステップBと、m個のサブフレームデータの全てが取得できなかったことがステップBによって判定されたときは、取得できなかったサブフレームデータの送信に合わせて非動作モードから動作モードに間欠的に切り替える時間を演算して、ステップAに対して当該演算した切替時間に基づく制御を指示するステップCと、m個のサブフレームデータの全てが取得できたことがステップBによって判定されたときは、当該取得されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出するステップDと、を実行する構成になっている。
ステップA乃至ステップDは、実施形態においては、図1のCPU31の処理に相当する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the operation mode in which power is supplied from the battery, the first to mth subframe data (in the embodiment) transmitted from the satellite in time series. Is a receiving means for receiving a GPS signal carrying mainframe data with a period of 5 subframes (corresponding to 5 subframe data) and stopping reception in a non-operation mode in which power is not supplied from the battery (Embodiment) 1 corresponds to the RF unit 2 in FIG. 1) and performs control for switching from the non-operation mode to the operation mode and control for switching from the operation mode to the non-operation mode. Step B for determining whether or not all m subframe data have been acquired by the receiving means when switched to the mode. When it is determined in step B that all of the m subframe data cannot be acquired, the time for intermittently switching from the non-operation mode to the operation mode in accordance with the transmission of the subframe data that could not be acquired. When step B determines that all of the m pieces of subframe data have been acquired, and step C that calculates and instructs control based on the calculated switching time to step A, the acquisition is performed. Step D for calculating the current position based on the position information included in the m pieces of subframe data is executed.
Step A to step D correspond to the processing of the CPU 31 in FIG. 1 in the embodiment.

請求項5の位置検出方法において、請求項6に記載したように、ステップDは、受信手段によって受信されたGPS信号の中から順に取得した衛星のサブフレームデータを、複数の記憶手段(実施形態においては、図1のn個のサーチ・エンジン32に相当する)の中において、当該衛星の識別情報に対応して割り当てた1つの記憶手段に記憶し、所定数(実施形態においては、3個又は4個に相当する)の記憶手段の各々に対応する衛星のm個のサブフレームデータを記憶したときに、各記憶手段に記憶されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出するような構成にしてもよい。   In the position detection method according to claim 5, as described in claim 6, in step D, the subframe data of the satellites acquired in order from the GPS signals received by the receiving means are stored in a plurality of storage means (embodiments). Is stored in one storage means allocated corresponding to the identification information of the satellite in the search engine 32 in FIG. 1), and a predetermined number (3 in the embodiment). (Corresponding to 4) storage means, when the m subframe data of the satellite corresponding to each of the storage means is stored, the position information included in the m subframe data stored in each storage means The current position may be calculated based on the current position.

請求項5の位置検出方法において、請求項7に記載したように、ステップAは、ステップCから切替時間に基づく制御を指示される前は、任意のk(1≦k≦m)番目のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出した時から1周期の期間(実施形態においては、30秒の期間に相当する)、受信手段を非動作モードから動作モードに切り替えるような構成にしてもよい。   In the position detection method according to claim 5, as described in claim 7, before step A is instructed to perform control based on the switching time from step C, an arbitrary k (1 ≦ k ≦ m) th sub The receiving unit may be switched from the non-operation mode to the operation mode for a period of one cycle (in the embodiment, corresponding to a period of 30 seconds) from the detection of the leading synchronization signal of the frame data.

請求項7の位置検出方法において、請求項8に記載したように、ステップBは、ステップAによって受信手段が非動作モードから動作モードに切り替えられた後、所定時間(実施形態においては、少なくとも1個のサブフレームデータの6秒の時間に相当する)が経過しても任意のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出できないときは、ステップAに対して受信手段を動作モードから非動作モードに切り替えるように指示するように構成してもよい。   In the position detection method according to claim 7, as described in claim 8, the step B includes a predetermined time (in the embodiment, at least 1 after the receiving unit is switched from the non-operation mode to the operation mode by the step A). If the synchronization signal at the head of any subframe data cannot be detected even after elapse of 6 seconds of subframe data), the receiving means is switched from the operation mode to the non-operation mode for step A. You may comprise so that it may instruct | indicate to switch.

本発明によれば、コイン型電池やその他の小型の電池を電源として使用した場合でも、無駄な電力消費を回避して、電池の著しい電圧降下が発生して装置が機能停止になるような事態を招くことなく、衛星からのGPS信号を確実に受信して現在位置を検出できるという効果が得られる。   According to the present invention, even when a coin-type battery or other small battery is used as a power source, useless power consumption is avoided, and a significant voltage drop of the battery occurs, causing the device to stop functioning. Without incurring an error, the GPS signal from the satellite can be reliably received and the current position can be detected.

以下、本発明による位置検出装置および位置検出方法の実施形態について、図1乃至図6を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明は、その技術的範囲の属する限り、当業者によって容易に考えられる様々な変形例が可能であることは言うまでもない。   Hereinafter, embodiments of a position detection device and a position detection method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6. The following embodiment is an example for realizing the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. That is, it goes without saying that the present invention can be variously modified by those skilled in the art as long as the technical scope of the present invention belongs.

図1は、本発明の各実施形態における位置検出装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、アンテナ1、RF部2、ベースバンド処理部3、システム4、および電源5で構成されている。
アンテナ1は、衛星からの電波を受信してRF部2に入力する。RF部2は、入力された電波の中からGPS信号のみを抽出して復調し、必要なレベルに増幅した後にアナログ信号からデジタル信号のベースバンド信号に変換してベースバンド処理部3に入力する。ベースバンド処理部3は、CPU31、n個のサーチ・エンジン32、同期検出部33、RF制御部34、RAM35などで構成されている。同期検出部33は、各サブフレームの先頭にある8ビットの同期信号であるプリアンブルを検出して、サブフレームの開始タイミングをCPU31に入力する。CPU31は、システム4からのGPS信号の取得指示に応じて、RF制御部34によってRF部2を非動作モードから動作モードに切り替えると共に、同期検出部33からのプリアンブルに基づいて、n個のサーチ・エンジン32を起動する。各サーチ・エンジンは、1個のサブフレームを取り込んで、そのデータによって識別される衛星および何番目のサブフレームであるかを内部のメモリ(図示せず)にストアする。CPU31は、n個のサーチ・エンジン32のそれぞれにストアされている衛星およびサブフレームの番号をRAM35にストアして管理する。すなわち、所定数(例えば、4個)の衛星から送信された第1乃至第5の5個のサブフレームのすべてを受信したか否かを管理する。RF制御部34は、CPU31のコマンドに応じてRF部2を動作モード又は非動作モードに制御する。動作モードにおいては、RF部2のクロックなどをイネーブル状態にして、上記したRF部2の信号処理を可能にする。一方、非動作モードにおいては、RF部2のクロックなどをイネーブル状態にして、上記したRF部2の信号処理を停止させる。なお、RF制御部34については、必ずしもこのような専用のハードウェアシステム4で構成しなくてもよい。CPU31からの制御信号によってRF部2を動作モード又は非動作モードに制御する構成でもよい。システム4は、例えば、時計装置であり、ベースバンド処理部3で検出された現在時刻および現在位置を表示する。電源5は、小型のコイン型電池(例えば、2016タイプ)およびDC/DCコンバータなどで構成され、RF部2、ベースバンド処理部3、およびシステム4に電力を供給する。ただし、非動作モードではRF部2は信号処理を停止しているので電力を消費しない。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a position detection device in each embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the antenna 1, the RF unit 2, the baseband processing unit 3, the system 4, and the power source 5 are configured.
The antenna 1 receives radio waves from the satellite and inputs them to the RF unit 2. The RF unit 2 extracts and demodulates only the GPS signal from the input radio wave, amplifies it to a required level, converts it from an analog signal to a digital baseband signal, and inputs it to the baseband processing unit 3 . The baseband processing unit 3 includes a CPU 31, n search engines 32, a synchronization detection unit 33, an RF control unit 34, a RAM 35, and the like. The synchronization detection unit 33 detects a preamble that is an 8-bit synchronization signal at the head of each subframe, and inputs the start timing of the subframe to the CPU 31. In response to a GPS signal acquisition instruction from the system 4, the CPU 31 switches the RF unit 2 from the non-operation mode to the operation mode by the RF control unit 34, and n searches based on the preamble from the synchronization detection unit 33. -Start the engine 32. Each search engine takes one subframe and stores the satellite identified by the data and the number of subframes in an internal memory (not shown). The CPU 31 stores the number of satellites and subframes stored in each of the n search engines 32 in the RAM 35 for management. That is, it is managed whether or not all of the first to fifth subframes transmitted from a predetermined number (for example, four) of satellites have been received. The RF control unit 34 controls the RF unit 2 in an operation mode or a non-operation mode according to a command from the CPU 31. In the operation mode, the clock of the RF unit 2 is enabled to enable the signal processing of the RF unit 2 described above. On the other hand, in the non-operation mode, the clock of the RF unit 2 is enabled and the signal processing of the RF unit 2 is stopped. Note that the RF control unit 34 is not necessarily configured by such a dedicated hardware system 4. A configuration in which the RF unit 2 is controlled to an operation mode or a non-operation mode by a control signal from the CPU 31 may be used. The system 4 is a clock device, for example, and displays the current time and the current position detected by the baseband processing unit 3. The power supply 5 includes a small coin-type battery (for example, 2016 type) and a DC / DC converter, and supplies power to the RF unit 2, the baseband processing unit 3, and the system 4. However, in the non-operation mode, the RF unit 2 does not consume power because the signal processing is stopped.

図2は、GPS信号におけるフレーム構成を示す図である。図2(A)は、32個の衛星から30秒ごとに送信されるメインフレームを示している。各メインフレームは、サブフレーム1乃至サブフレーム5の5個のサブフレームで構成されている。サブフレーム1乃至サブフレーム3は、各衛星における固有のデータ(「エフェメリス」と称する)で構成され、サブフレーム4およびサブフレーム5は、同期してGPS信号を送信する32個の衛星に共通するデータ(「アルマナック」と称する)で構成されている。これら5個のサブフレームのデータをすべて取得したときに、その衛星に対応する位置情報が得られる。この装置の現在位置を検出するためには、4個(最低は3個)の衛星のそれぞれに対応する位置情報を取得する必要があるので、合計で20個のサブフレームを取得することになるが、本発明では、後述するように、各衛星から同時に送信される連続した5個のサブフレームを分割して取得する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a frame configuration in the GPS signal. FIG. 2A shows a main frame transmitted every 30 seconds from 32 satellites. Each main frame is composed of five subframes of subframes 1 to 5. Subframe 1 to subframe 3 are composed of unique data (referred to as “ephemeris”) in each satellite, and subframe 4 and subframe 5 are common to 32 satellites that transmit GPS signals in synchronization. It consists of data (referred to as “almanac”). When all the data of these five subframes are acquired, position information corresponding to the satellite is obtained. In order to detect the current position of this device, it is necessary to acquire position information corresponding to each of the four (at least three) satellites, so a total of 20 subframes are acquired. However, in the present invention, as will be described later, five consecutive subframes transmitted simultaneously from each satellite are divided and acquired.

図2(B)は、6秒の時間長からなる300ビットの各サブフレームを示している。通常、各サブフレームの先頭には、30ビットのTLM(Telemetry)のデータがあり、次に、同じく30ビットのHOW(Handover Word)のデータが続き、その後に、240ビットのクロック、各衛星の状態のデータ(サブフレーム1)、各衛星に固有の詳細軌道情報などのエフェメリスのデータ(サブフレーム2、3)、32個の衛星に共通する概略軌道情報や電離層補正情報などのアルマナックのデータ(サブフレーム4、5)がある。図には示していないが、TLMの最初の8ビット(10001011)がプリアンブルパターンであり、サブフレームの開始を示す同期信号を構成している。   FIG. 2B shows each 300-bit subframe having a time length of 6 seconds. Usually, at the beginning of each subframe, there is 30-bit TLM (Telemetry) data, followed by 30-bit HOW (Handover Word) data, followed by a 240-bit clock and each satellite. State data (subframe 1), ephemeris data such as detailed orbit information unique to each satellite (subframes 2 and 3), almanac data such as rough orbit information common to 32 satellites and ionosphere correction information ( There are subframes 4, 5). Although not shown in the figure, the first 8 bits (10001011) of the TLM are a preamble pattern, and constitute a synchronization signal indicating the start of a subframe.

このように、32個の衛星からのGPS信号は、各サブフレームの送信タイミングが同期しており、任意の衛星の任意のサブフレームのTLMを取得すれば、そのサブフレームの衛星を特定し、5個のサブフレームの中の何番目のサブフレームであるかを認識することができる。さらに、取得したサブフレームのTLMのデータに基づいて、他の任意のサブフレームの送信タイミングを予測することが可能である。本発明は、このようなサブフレームの特徴的な構成を活用することによって現在位置を検出するものである。   In this way, the GPS signals from 32 satellites have the transmission timing of each subframe synchronized, and if the TLM of any subframe of any satellite is obtained, the satellite of that subframe is identified, It is possible to recognize the number of the subframe among the five subframes. Further, it is possible to predict the transmission timing of any other subframe based on the acquired TLM data of the subframe. The present invention detects the current position by utilizing such a characteristic configuration of the subframe.

図3乃至図5は、CPU31によって実行される実施形態の位置検出方法を示すフローチャートである。
図3において、CPU31は、所定のイニシャライズ処理(ステップS1)の後、システム4からGPS信号の取得指示があるか否かを判別し(ステップS2)、GPS信号の取得指示があったときは、RF制御部34にオン指示を行って(ステップS3)、時系列的に送信される5個のサブフレームを受信できる期間、すなわち、1個のメインフレームを受信できる約30秒の期間、RF部2を非動作モードから動作モードに切り替える。
3 to 5 are flowcharts showing the position detection method of the embodiment executed by the CPU 31.
In FIG. 3, after a predetermined initialization process (step S1), the CPU 31 determines whether or not there is a GPS signal acquisition instruction from the system 4 (step S2). The RF controller 34 is instructed to turn on (step S3), and a period in which five subframes transmitted in time series can be received, that is, a period of about 30 seconds in which one main frame can be received. 2 is switched from the non-operation mode to the operation mode.

RF部2を動作モードに切り替えた後、CPU31は、同期検出部33により同期確立を検出したか否か、すなわち、各サブフレームの先頭にある8ビットのプリアンブルを検出したか否かを判別し(ステップS4)、同期確立を検出しない場合には、RF部2のオン指示から所定時間が経過したか否かを判別し(ステップS5)、所定時間が経過したときは、ステップS2に移行してシステム4からGPS信号の取得指示の有無を判別するが、所定時間が経過していない場合には、ステップS4において同期確立を検出したか否かを判別する。各サブフレームの先頭のプリアンブルは、各衛星から6秒の周期で送信されるので、この所定時間は、少なくとも1個のサブフレームデータの6秒の時間に設定される。   After switching the RF unit 2 to the operation mode, the CPU 31 determines whether or not synchronization establishment is detected by the synchronization detection unit 33, that is, whether or not an 8-bit preamble at the head of each subframe is detected. (Step S4) If the establishment of synchronization is not detected, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed from the ON instruction of the RF unit 2 (Step S5). When the predetermined time has elapsed, the process proceeds to Step S2. Whether or not there is a GPS signal acquisition instruction from the system 4 is determined. If a predetermined time has not elapsed, it is determined whether or not synchronization establishment is detected in step S4. Since the preamble at the head of each subframe is transmitted from each satellite in a cycle of 6 seconds, this predetermined time is set to a time of 6 seconds of at least one subframe data.

CPU31は、ステップS4において同期確立を検出したときは、その同期検出タイミングをRAM35にストアして(ステップS6)、サーチ・エンジン部32よりデータ取込を開始し(ステップS7)、フレームデータを取得して(ステップS8)、サブフレーム番号およびサブフレームデータをRAM35にストアし(ステップS9)、同期検出からメインフレームの周期である30秒が経過したか否かを判別し(ステップS10)、30秒が経過していない場合には、ステップS8乃至ステップS10の処理を繰り返す。   When the CPU 31 detects establishment of synchronization in step S4, the CPU 31 stores the synchronization detection timing in the RAM 35 (step S6), starts data acquisition from the search engine unit 32 (step S7), and acquires frame data. (Step S8), the subframe number and the subframe data are stored in the RAM 35 (Step S9), and it is determined whether or not 30 seconds, which is the period of the main frame, has elapsed since the synchronization detection (Step S10). If the second has not elapsed, the processing from step S8 to step S10 is repeated.

CPU31は、同期確立から30秒が経過したときは、図4のフローチャートにおいて、RAM35にストアされたサブフレーム番号を取り出して(ステップS11)、5個のサブフレームの番号が全てそろっているか否かを判別し(ステップS12)、全てそろっている場合には、ストアされたフレームデータをシステム4に対して送付して(ステップS13)、RF制御部34に対してRF部2をオフにするように指示し(ステップS14)、図3のステップS2に移行して、システム4からGPS信号の取得指示の有無を判別する。この状態は、受信環境が良好なため、5個のサブフレームデータを一度に取得できた場合である。   When 30 seconds have elapsed from the establishment of synchronization, the CPU 31 extracts the subframe numbers stored in the RAM 35 in the flowchart of FIG. 4 (step S11), and determines whether or not all five subframe numbers are available. (Step S12), if all of them are available, the stored frame data is sent to the system 4 (step S13), and the RF unit 2 is turned off with respect to the RF control unit 34. (Step S14), the process proceeds to step S2 in FIG. 3, and it is determined whether or not there is a GPS signal acquisition instruction from the system 4. This state is a case where five subframe data can be acquired at a time because the reception environment is good.

一方、5個のサブフレームの番号が全てそろっていない場合には、CPU31は、RF制御部34に対してRF部2をオフにするように指示し(ステップS15)、欠けているサブフレーム番号を抽出して(ステップS16)、RAM35にストアされている同期検出タイミングに基づいて、欠けているサブフレームデータが取得できる次のタイミング時間を算出し(ステップS17)、その算出したタイミング時間が経過したか否かを判別し(ステップS18)、そのタイミング時間が経過したときは、RF制御部34に対してRF部2をオンにするように指示する(ステップS19)。欠けているサブフレームが複数で且つ連続していない場合には、非動作モードから動作モードに切り替えるための算出時間は、後述する図6(A)の例のように、断続した複数の算出時間になる。   On the other hand, if all the five subframe numbers are not complete, the CPU 31 instructs the RF control unit 34 to turn off the RF unit 2 (step S15), and the missing subframe number. Is extracted (step S16), and based on the synchronization detection timing stored in the RAM 35, the next timing time at which the missing subframe data can be acquired is calculated (step S17), and the calculated timing time has elapsed. (Step S18), and when the timing time has elapsed, the RF control unit 34 is instructed to turn on the RF unit 2 (step S19). When there are a plurality of missing subframes and they are not continuous, the calculation time for switching from the non-operation mode to the operation mode is a plurality of intermittent calculation times as in the example of FIG. become.

この後、図5のフローチャートにおいて、CPU31は、RF部2から受信するサブフレームデータを取得し(ステップS20)、RF制御部34に対してRF部2をオフにするように指示して(ステップS21)、サブフレーム番号およびサブフレームデータをRAM35に追加してストアし(ステップS22)、全ての算出時間に対してデータ取得を終了したか否かを判別する(ステップS23)。全ての算出時間のデータ取得を終了していない場合には、CPU31は、図4のステップS18に移行して、図5のステップS23までの処理を繰り返し、全ての算出時間に対してデータ取得を終了したときは、図3のステップS2に移行して、システム4からGPS信号の取得指示の有無を判別する。   Thereafter, in the flowchart of FIG. 5, the CPU 31 acquires the subframe data received from the RF unit 2 (step S20), and instructs the RF control unit 34 to turn off the RF unit 2 (step S20). S21), the subframe number and subframe data are added and stored in the RAM 35 (step S22), and it is determined whether or not the data acquisition has been completed for all the calculation times (step S23). If the data acquisition for all the calculation times has not been completed, the CPU 31 proceeds to step S18 in FIG. 4 and repeats the processing up to step S23 in FIG. 5 to acquire the data for all the calculation times. When the process is completed, the process proceeds to step S2 in FIG. 3 to determine whether or not there is a GPS signal acquisition instruction from the system 4.

図6は、RF部2に対する動作モードおよび非動作モードの切替タイミングの例を示す図である。図6(A)の例では、1番目のサブフレームの同期確立を検出したタイミングから30秒の時間、RF部2をオンにしてサブフレームデータの検出を行った結果、2番目および4番目のサブフレームを取得できなかった場合である。したがって、欠けている2番目および4番目のサブフレームデータが取得できる次のタイミング時間を算出してRF部2のオンにする。この場合には、非動作モードから動作モードに切り替える回数は2回である。図6(B)の例では、4番目のサブフレームの同期確立を検出したタイミングから30秒の時間、RF部2をオンにしてサブフレームデータの検出を行った結果、1番目および2番目のサブフレームを取得できなかった場合である。したがって、欠けている1番目および2番目のサブフレームデータが取得できる次のタイミング時間を算出してRF部2のオンにする。この場合には、非動作モードから動作モードに切り替える回数は1回である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of switching timing between the operation mode and the non-operation mode for the RF unit 2. In the example of FIG. 6A, as a result of detecting the subframe data by turning on the RF unit 2 for 30 seconds from the timing when the synchronization establishment of the first subframe is detected, the second and fourth subframe data are detected. This is a case where the subframe could not be acquired. Therefore, the next timing time when the missing second and fourth subframe data can be acquired is calculated, and the RF unit 2 is turned on. In this case, the number of times of switching from the non-operation mode to the operation mode is two. In the example of FIG. 6B, as a result of detecting the subframe data by turning on the RF unit 2 for 30 seconds from the timing when the synchronization establishment of the fourth subframe is detected, the first and second subframes are detected. This is a case where the subframe could not be acquired. Therefore, the next timing time at which the missing first and second subframe data can be acquired is calculated, and the RF unit 2 is turned on. In this case, the number of times of switching from the non-operation mode to the operation mode is one.

以上のように、この実施形態によれば、RF部2は、電池から電力を供給される動作モードにおいては衛星から時系列的に送信される第1番目から第m番目までのm個のサブフレームデータの期間を1周期とするメインフレームデータを担うGPS信号を受信し、電池から電力を供給されない非動作モードにおいては受信を停止する。
CPU31は、RF制御部34によって、RF部2に対して非動作モードから動作モードに切り替える制御および動作モードから非動作モードに切り替える制御を行い、非動作モードから動作モードに切り替えたときに、RF部2により5個のサブフレームデータの全てが取得できたか否かを判定し、5個のサブフレームデータの全てが取得できなかったことが判定されたときは、取得できなかったサブフレームデータの送信に合わせて非動作モードから動作モードに間欠的に切り替える時間を演算して、その演算した切替時間に基づいて、RF部2に対して非動作モードから動作モードに切り替え、5個のサブフレームデータの全てが取得できたことが判定されたときは、その取得された5個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出する。
したがって、コイン型電池やその他の小型の電池を電源として使用した場合でも、無駄な電力消費を回避して、電池の著しい電圧降下が発生して装置が機能停止になるような事態を招くことなく、衛星からのGPS信号を確実に受信して現在位置を検出できる。
As described above, according to this embodiment, in the operation mode in which power is supplied from the battery, the RF unit 2 transmits the m sub-numbers from the first to the m-th transmitted in time series from the satellite. A GPS signal carrying main frame data with a period of frame data as one cycle is received, and reception is stopped in a non-operation mode in which power is not supplied from the battery.
The CPU 31 controls the RF unit 2 to switch from the non-operation mode to the operation mode and control from the operation mode to the non-operation mode by the RF control unit 34, and when switching from the non-operation mode to the operation mode, the RF 31 The unit 2 determines whether or not all of the five subframe data have been acquired. When it is determined that not all of the five subframe data have been acquired, A time for intermittent switching from the non-operation mode to the operation mode is calculated in accordance with transmission, and the RF unit 2 is switched from the non-operation mode to the operation mode based on the calculated switching time, and five subframes When it is determined that all of the data has been acquired, the position information included in the acquired five subframe data The basis for calculating the current position.
Therefore, even when a coin-type battery or other small battery is used as a power source, wasteful power consumption is avoided, and a situation in which a significant voltage drop of the battery occurs and the device stops functioning is not caused. The GPS signal from the satellite can be reliably received and the current position can be detected.

また、上記実施形態においては、n個のサーチ・エンジン32をさらに備え、CPU31は、RF部2によって受信されたGPS信号の中から順に取得した衛星のサブフレームデータを、その衛星の識別情報であるTLMのデータに対応して割り当てた各サーチ・エンジンに記憶し、3個又は4個のサーチ・エンジンに3個又は4個の衛星の5個のサブフレームデータを記憶したときに、各サーチ・エンジンに記憶された5個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出する。
したがって、例えば、4個の衛星における5個のサブフレームデータからなる20個のサブフレームデータの中から、任意のサブフレームデータを順に取得する場合でも、RF部2のオン時間が最短になるので、コイン型電池やその他の小型の電池を電源として使用した場合でも、無駄な電力消費を回避して、電池の著しい電圧降下が発生して装置が機能停止になるような事態を招くことなく、衛星からのGPS信号を確実に受信して現在位置を検出できる。
In the above-described embodiment, the search engine 32 is further provided, and the CPU 31 uses the satellite identification information of the satellite subframe data obtained sequentially from the GPS signals received by the RF unit 2. Each search engine assigned corresponding to the data of a certain TLM is stored, and three or four search engines store five subframe data of three or four satellites. The current position is calculated based on position information included in the five subframe data stored in the engine.
Therefore, for example, even when arbitrary subframe data is sequentially acquired from 20 subframe data including 5 subframe data in 4 satellites, the on-time of the RF unit 2 is minimized. Even if a coin-type battery or other small battery is used as a power source, it avoids unnecessary power consumption, without causing a situation where a significant voltage drop of the battery occurs and the device stops functioning, The GPS signal from the satellite can be reliably received and the current position can be detected.

また、上記実施形態において、CPU31は、最初にサブフレームデータを取得するときは、任意のk(1≦k≦5)番目のサブフレームデータの先頭の同期信号であるプリアンブルを検出し、その時から1周期分の30秒の間、RF部2を非動作モードから動作モードに切り替えて、5個のサブフレームデータの取得を試みる。そして、取得できなかったサブフレームデータがあった場合に、次の1周期にそのサブフレームデータの送信に合わせてRF部2を間欠的に動作モードに切り替える。
したがって、受信環境が良好で最初の1周期で5個のサブフレームデータを一度に取得できた場合には、間欠的な動作モードの切替は必要なく、無駄な電力消費を回避することができる。
In the above embodiment, when the subframe data is first acquired, the CPU 31 detects the preamble that is the leading synchronization signal of any k (1 ≦ k ≦ 5) th subframe data, and from that time For 30 seconds for one cycle, the RF unit 2 is switched from the non-operation mode to the operation mode, and an attempt is made to acquire five subframe data. If there is subframe data that could not be acquired, the RF unit 2 is intermittently switched to the operation mode in accordance with the transmission of the subframe data in the next one cycle.
Therefore, when the reception environment is good and 5 subframe data can be acquired at the same time in the first cycle, intermittent operation mode switching is not necessary, and wasteful power consumption can be avoided.

また、上記実施形態において、CPU31は、最初にサブフレームデータを取得する場合に、RF2を非動作モードから動作モードに切り替えた後、所定時間が経過しても任意のサブフレームデータの先頭のプリアンブルを検出できないときは、RF部2を動作モードから非動作モードに切り替える。
したがって、受信環境が悪い場合には、無駄な電力消費を回避することができる。
In the above embodiment, when acquiring subframe data for the first time, the CPU 31 switches the RF2 from the non-operation mode to the operation mode, and then the preamble of the head of any subframe data even after a predetermined time has elapsed. Is not detected, the RF unit 2 is switched from the operation mode to the non-operation mode.
Therefore, wasteful power consumption can be avoided when the reception environment is bad.

本発明の実施形態における位置検出装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the position detection apparatus in embodiment of this invention. GPS信号におけるフレーム構成を示す図。The figure which shows the frame structure in a GPS signal. 実施形態における位置検出方法を示すCPUのフローチャート。The flowchart of CPU which shows the position detection method in embodiment. 図3に続くCPUのフローチャート。The flowchart of CPU following FIG. 図4に続くCPUのフローチャート。5 is a flowchart of the CPU following FIG. RF部に対する動作モードおよび非動作モードの切替タイミングの例を示す図。The figure which shows the example of the switching timing of the operation mode with respect to RF part, and a non-operation mode. 従来例における位置検出装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the position detection apparatus in a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 アンテナ
2 RF部
3 ベースバンド部
4 システム
31 CPU
32 サーチ・エンジン
33 同期検出部
34 RF制御部
35 RAM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna 2 RF part 3 Baseband part 4 System 31 CPU
32 Search Engine 33 Synchronization Detection Unit 34 RF Control Unit 35 RAM

Claims (8)

電池から電力を供給される動作モードにおいては衛星から時系列的に送信される第1番目から第m番目までのm個のサブフレームデータの期間を1周期とするメインフレームデータを担うGPS信号を受信し、前記電池から電力を供給されない非動作モードにおいては受信を停止する受信手段と、
前記受信手段に対して非動作モードから動作モードに切り替える制御および動作モードから非動作モードに切り替える制御を行う動作制御手段と、
前記動作制御手段によって非動作モードから動作モードに切り替えられたときに、前記受信手段によりm個のサブフレームデータの全てが取得できたか否かを判定する取得判定手段と、
m個のサブフレームデータの全てが取得できなかったことが前記取得判定手段によって判定されたときは、取得できなかったサブフレームデータの送信に合わせて非動作モードから動作モードに間欠的に切り替える時間を演算して、前記動作制御手段に対して当該演算した切替時間に基づく制御を指示する演算手段と、
m個のサブフレームデータの全てが取得できたことが前記取得判定手段によって判定されたときは、当該取得されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出する位置算出手段と、
を備えた位置検出装置。
In an operation mode in which power is supplied from a battery, a GPS signal carrying mainframe data having a period of m subframe data from the first to mth transmitted in time series from a satellite as one cycle Receiving means for receiving and stopping reception in a non-operation mode in which power is not supplied from the battery;
Operation control means for performing control for switching from the non-operation mode to the operation mode and control for switching from the operation mode to the non-operation mode for the reception means;
An acquisition determination unit that determines whether or not all m subframe data have been acquired by the reception unit when the operation control unit is switched from the non-operation mode to the operation mode;
When it is determined by the acquisition determining unit that all of the m subframe data cannot be acquired, the time for intermittently switching from the non-operation mode to the operation mode in accordance with the transmission of the subframe data that could not be acquired. Calculating means for instructing the operation control means to perform control based on the calculated switching time;
When the acquisition determining unit determines that all m pieces of subframe data have been acquired, the current position is calculated based on the position information included in the acquired m pieces of subframe data. Position calculating means;
A position detection device comprising:
複数の記憶手段をさらに備え、前記位置算出手段は、前記受信手段によって受信されたGPS信号の中から順に取得した衛星のサブフレームデータを当該衛星の識別情報に対応して割り当てた各記憶手段に記憶し、所定数の記憶手段の各々に対応する衛星のm個のサブフレームデータを記憶したときに、各記憶手段に記憶されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。   A plurality of storage means, wherein the position calculating means assigns the subframe data of the satellites obtained in order from the GPS signals received by the receiving means to each storage means assigned in correspondence with the identification information of the satellites; Based on the position information included in the m subframe data stored in each storage means when storing the m subframe data of the satellite corresponding to each of the predetermined number of storage means. The position detection apparatus according to claim 1, wherein the current position is calculated. 前記動作制御手段は、前記演算手段から切替時間に基づく制御を指示される前は、任意のk(1≦k≦m)番目のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出した時から1周期の期間、前記受信手段を非動作モードから動作モードに切り替えることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。   The operation control means is one cycle from when the head synchronization signal of any k (1 ≦ k ≦ m) -th subframe data is detected before the operation means is instructed to control based on the switching time. 2. The position detecting device according to claim 1, wherein the receiving unit is switched from a non-operation mode to an operation mode for a period. 前記取得判定手段は、前記動作制御手段によって受信手段が非動作モードから動作モードに切り替えられた後、所定時間が経過しても任意のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出できないときは、前記動作制御手段に対して前記受信手段を動作モードから非動作モードに切り替えるように指示することを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。   The acquisition determining means, when the receiving means is switched from the non-operation mode to the operation mode by the operation control means, when the synchronization signal at the head of any subframe data cannot be detected even after a predetermined time has passed, 4. The position detecting device according to claim 3, wherein the position detecting device instructs the operation control unit to switch the receiving unit from an operation mode to a non-operation mode. 電池から電力を供給される動作モードにおいては衛星から時系列的に送信される第1番目から第m番目までのm個のサブフレームデータの期間を1周期とするメインフレームデータを担うGPS信号を受信し、前記電池から電力を供給されない非動作モードにおいては受信を停止する受信手段に対して、非動作モードから動作モードに切り替える制御および動作モードから非動作モードに切り替える制御を行うステップAと、
前記ステップAによって非動作モードから動作モードに切り替えられたときに、前記受信手段によりm個のサブフレームデータの全てが取得できたか否かを判定するステップBと、
m個のサブフレームデータの全てが取得できなかったことが前記ステップBによって判定されたときは、取得できなかったサブフレームデータの送信に合わせて非動作モードから動作モードに間欠的に切り替える時間を演算して、前記ステップAに対して当該演算した切替時間に基づく制御を指示するステップCと、
m個のサブフレームデータの全てが取得できたことが前記ステップBによって判定されたときは、当該取得されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出するステップDと、
を実行する位置検出方法。
In an operation mode in which power is supplied from a battery, a GPS signal carrying mainframe data having a period of m subframe data from the first to mth transmitted in time series from a satellite as one cycle Step A for performing a control to switch from the non-operation mode to the operation mode and a control to switch from the operation mode to the non-operation mode for the receiving means that receives and stops receiving in the non-operation mode in which power is not supplied from the battery;
Step B for determining whether or not all m subframe data have been acquired by the receiving means when the non-operation mode is switched to the operation mode by Step A;
When it is determined in step B that all of the m subframe data cannot be acquired, the time for intermittently switching from the non-operation mode to the operation mode in accordance with the transmission of the subframe data that could not be acquired. Calculating and instructing step A to perform control based on the calculated switching time;
a step of calculating a current position based on position information included in the acquired m subframe data when it is determined in step B that all of the m subframe data have been acquired; D,
Position detection method to execute.
前記ステップDは、前記受信手段によって受信されたGPS信号の中から順に取得した衛星のサブフレームデータを、複数の記憶手段の中において当該衛星の識別情報に対応して割り当てた1つの記憶手段に記憶し、所定数の記憶手段の各々に対応する衛星のm個のサブフレームデータを記憶したときに、各記憶手段に記憶されたm個のサブフレームデータに含まれている位置情報に基づいて現在位置を算出することを特徴とする請求項5に記載の位置検出方法。   In the step D, the subframe data of the satellite acquired in order from the GPS signal received by the receiving means is stored in one storage means assigned in correspondence with the identification information of the satellite in the plurality of storage means. Based on the position information included in the m subframe data stored in each storage means when storing the m subframe data of the satellite corresponding to each of the predetermined number of storage means. The position detection method according to claim 5, wherein the current position is calculated. 前記ステップAは、前記ステップCから切替時間に基づく制御を指示される前は、任意のk(1≦k≦m)番目のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出した時から1周期の期間、前記受信手段を非動作モードから動作モードに切り替えることを特徴とする請求項5に記載の位置検出方法。   The step A is a period of one cycle from when the head synchronization signal of any k (1 ≦ k ≦ m) subframe data is detected before the control based on the switching time is instructed from the step C. 6. The position detection method according to claim 5, wherein the receiving means is switched from a non-operation mode to an operation mode. 前記ステップBは、前記ステップAによって受信手段が非動作モードから動作モードに切り替えられた後、所定時間が経過しても任意のサブフレームデータの先頭の同期信号を検出できないときは、前記ステップAに対して前記受信手段を動作モードから非動作モードに切り替えるように指示することを特徴とする請求項7に記載の位置検出方法。   In the step B, when the reception means is switched from the non-operation mode to the operation mode in the step A, if the synchronization signal at the head of any subframe data cannot be detected even after a predetermined time has elapsed, the step A The position detection method according to claim 7, wherein the receiving unit is instructed to switch from the operation mode to the non-operation mode.
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