JP2010060456A - 電子時計 - Google Patents

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Abstract

【課題】受信状況に応じて消費電力を最適化しながら位置情報衛星から送信される衛星信号に基づいて時刻修正を行う電子時計を提供すること。
【解決手段】ＧＰＳ付き腕時計１は、ＧＰＳ装置７０、制御部４０、文字板１１、指針１２を含む。ＧＰＳ装置７０は、ＧＰＳ衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に基づいて、捕捉時間内にＧＰＳ衛星を捕捉し、捕捉したＧＰＳ衛星から送信された衛星信号から衛星情報を取得し、衛星情報に基づいて時刻修正情報を生成する。制御部４０は、時刻修正情報に基づいて内部時刻情報を修正する。文字板１１及び指針１２は内部時刻情報を表示する。ＧＰＳ装置７０（ベースバンド部６０）は、捕捉したＧＰＳ衛星の数及び当該ＧＰＳ衛星から送信された衛星信号の受信レベルに基づいて、時刻修正情報を生成する制限時間を可変に設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＧＰＳ衛星等の位置情報衛星から送信される衛星信号に基づいて時刻修正を行う電子時計に関する。
地球上空の軌道を周回する人工衛星（ＧＰＳ衛星）が時刻情報や軌道情報を重畳させた電波を送信し、地上の受信機（ＧＰＳ受信機）がこの電波を受信して自己の位置を測位するＧＰＳ（Global Positioning System）システムが広く知られている。ＧＰＳ受信機は、複数のＧＰＳ衛星を捕捉し、捕捉したＧＰＳ衛星から正確な時刻情報（ＧＰＳ時刻情報）や軌道情報を含む衛星情報を取得し、取得した衛星情報を用いて測位計算を行い自己の位置情報を取得する。従って、衛星信号の強度によっては衛星情報を取得するのに時間を要し、測位計算がなかなか収束しない場合がある。そこで、特許文献１において、以前に取得した衛星情報や位置情報をバックアップメモリに記憶させておき、バックアップメモリに記憶した情報を用いて現在捕捉可能なＧＰＳ衛星を推測してその捕捉を試みることにより起動から測位までに要する時間の短縮を図るホットスタートモードと、すべてのＧＰＳ衛星に対して順次捕捉を試みるコールドスタートモードを備えるＧＰＳ受信機が提案されている。このＧＰＳ受信機では、コールドスタートモードで起動した場合はホットスタートモードで起動した場合よりも長いタイムアウト時間を設定することにより、測位計算が収束する確率を高くする。
特開２００３−３４４５２３号公報
一方、ＧＰＳ受信機の１つとして、近年、ＧＰＳ衛星から正確な時刻情報や軌道情報を取得して現在時刻を正確な現地時刻に修正する電子時計が開発されている。一般に、腕時計のような電池駆動の電子時計では、測位計算に長時間を要すると電池残量が急激に減りシステムダウンを起こしかねないという問題がある。そのため、特に、電池駆動の電子時計では、受信状況に応じて測位計算のタイムアウト時間を適切に設定することにより、消費電力を最適化することが課題になる。特許文献１に記載された手法では、コールドスタートモードにおけるタイムアウト時間をより長く設定するため、信号強度が弱い状況でのコールドスタートモードでは測位計算に長時間を要する場合がある。従って、電池駆動の電子時計に特許文献１の手法をそのまま適用することは困難である。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、受信状況に応じて消費電力を最適化しながら位置情報衛星から送信される衛星信号に基づいて時刻修正を行う電子時計を提供することを目的とする。
（１）本発明は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信する機能を有する電子時計であって、前記衛星信号を受信する衛星信号受信部と、前記衛星信号受信部が受信した前記衛星信号に基づいて、捕捉時間内に前記位置情報衛星を捕捉する処理を行う衛星捕捉部と、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号から衛星情報を取得し、当該衛星情報に基づいて時刻修正情報を生成する時刻修正情報生成部と、前記時刻修正情報に基づいて、内部時刻情報を修正する時刻情報修正部と、前記内部時刻情報を表示する時刻情報表示部と、前記衛星捕捉部が捕捉した位置情報衛星の数及び当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルに基づいて、前記時刻修正情報生成部が前記時刻修正情報を生成する制限時間を可変に設定する制限時間設定部と、を含むことを特徴とする。
衛星情報は、位置情報衛星が保有する時刻情報や位置情報衛星の軌道情報等である。
内部時刻情報は、電子時計の内部で計時される時刻の情報である。
時刻修正情報は、内部時刻情報を修正するために必要な情報であればよく、例えば、衛星信号から取得した位置情報衛星の時刻情報そのものであってもよいし、取得した位置情報衛星の時刻情報に基づいて算出された時刻情報（位置情報衛星の時刻と電子時計の内部時刻の時間差の情報等）であってもよい。また、時刻修正情報は、複数の位置情報衛星の軌道情報に基づいて算出された位置情報に関連づけられた時差に関する情報等であってもよい。
捕捉した複数の位置情報衛星からそれぞれ送信された複数の衛星信号に基づいて時刻修正情報を生成する場合には、時刻修正情報の生成に使用される各衛星信号の受信レベルを検出し、捕捉した位置情報衛星の数及び検出された最も低い受信レベルに基づいて、時刻修正情報を生成する制限時間を可変に設定するようにしてもよい。
本発明の電子時計では、捕捉した位置情報衛星の数と、捕捉した位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルに基づいて、時刻修正情報を生成する制限時間が可変に設定される。捕捉した位置情報衛星の数が多いほど、衛星情報を取得する候補となる位置情報衛星の数が多くなるので、衛星情報を取得できる確率が高くなる。すなわち、捕捉した位置情報衛星の数が多いほど受信状況が良いといえる。また、捕捉した位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルが高いほど、ノイズ等の影響を受けにくいので衛星情報を取得できる確率が高くなる。すなわち、衛星信号の受信レベルが高いほど受信状況が良いといえる。従って、本発明によれば、受信状況に応じて、時刻修正情報を生成する制限時間を適切に設定することができるので消費電力を最適化することができる。
（２）本発明の電子時計において、前記衛星信号受信部は、前記時刻修正情報生成部が前記制限時間内に前記時刻修正情報を生成することができなかった場合には前記衛星信号の受信を停止するようにしてもよい。
本発明によれば、制限時間内に時刻修正情報を生成することができなかった場合には、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
（３）本発明の電子時計において、前記時刻修正情報生成部は、前記衛星情報を取得する衛星情報取得部と、時刻情報取得モードにおいて、前記衛星情報に含まれる衛星時刻情報に基づいて前記時刻修正情報を生成する測時計算部と、測位モードにおいて、前記衛星情報に含まれる前記衛星時刻情報及び軌道情報に基づいて測位計算を行い、測位計算の結果に基づいて前記時刻修正情報を生成する測位計算部と、を含み、前記制限時間設定部は、前記時刻情報取得モードにおける前記制限時間及び前記測位モードにおける前記制限時間をそれぞれ可変に設定するようにしてもよい。
時刻情報取得モードは、本発明の電子時計が少なくとも１つの位置情報衛星からの衛星信号を受信して内部時刻情報を修正するモードである。また、測位モードは、本発明の電子時計が複数の位置情報衛星からの衛星信号を受信して測位計算を行い、測位計算により得られた位置情報に基づいて内部時刻情報を修正するモードである。
本発明の電子時計では、時刻情報取得モードか測位モードかによって、時刻修正情報を生成する制限時間を変更することができる。一般に、時刻情報取得モードでは１つの位置情報衛星を捕捉して衛星情報を取得するのに対して、測位モードでは複数の位置情報衛星を捕捉して複数の衛星情報を取得するため、測位モードの方が時刻修正情報を生成する時間が長くなる傾向がある。本発明によれば、例えば、測位モードにおける制限時間を時刻情報取得モードにおける制限時間よりも長く設定することができる。
（４）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定するようにしてもよい。
捕捉した位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合は、受信状況が比較的悪いと考えられる。従って、本発明によれば、受信状況が悪い場合には、時刻修正情報を生成する制限時間をより短く設定することにより、短時間で衛星情報を取得できなければ時刻修正処理を中止することができる。従って、本発明によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
（５）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数が所定数以下であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該位置情報衛星の数が当該所定数より多い場合又は当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定するようにしてもよい。
捕捉した位置情報衛星の数が所定数以下であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合は、受信状況がかなり悪いと考えられる。従って、本発明によれば、受信状況が悪い場合には、時刻修正情報を生成する制限時間をより短く設定することにより、短時間で衛星情報を取得できなければ時刻修正処理を中止することができる。従って、本発明によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
（６）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数が所定数以上であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より高い場合には、当該位置情報衛星の数が当該所定数より少ない場合又は当該受信レベルが当該所定値より低い場合よりも長い前記制限時間を設定するようにしてもよい。
捕捉した位置情報衛星の数が所定数以上であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルが所定値より高い場合は、受信状況がかなり良いと考えられる。従って、本発明によれば、受信状況が良い場合には、時刻修正情報を生成する制限時間をより長く設定することにより、時刻修正処理を完了させる可能性を高くすることができる。
（７）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、さらに、前記電子時計に電力を供給する電池の出力電圧に基づいて、前記制限時間を可変に設定するようにしてもよい。
電池の出力電圧が低いほど電池の残量が少ないと考えられる。従って、本発明によれば、電池の残量に応じて時刻修正情報を生成する制限時間を可変に設定することにより、消費電力を最適化することができる。
（８）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記電池の出力電圧が所定値より低い場合には、当該出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定するようにしてもよい。
電池の出力電圧が所定値より低い場合は、電池の残量が少ないと考えられる。従って、本発明によれば、電池残量が少ない場合には、時刻修正情報を生成する制限時間をより短く設定することにより、短時間で衛星情報を取得できなければ時刻修正処理を中止することができる。従って、本発明によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
（９）本発明の電子時計において、前記衛星信号受信部は、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数及び当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルの組み合わせが所定の条件を満たさない場合には、前記衛星信号の受信を停止するようにしてもよい。
捕捉した位置情報衛星の数及び捕捉した位置情報衛星から送信された衛星信号の受信レベルの組み合わせが所定の条件を満たさない場合は、受信状況が比較的悪いと考えられる。従って、本発明によれば、受信状況が悪い場合には、衛星信号の受信を停止して時刻修正処理を中止することができる。従って、本発明によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
（１０）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記電子時計に電力を供給する電池の出力電圧に基づいて、前記捕捉時間を可変に設定するようにしてもよい。
本発明によれば、電池の残量に応じて捕捉時間を可変に設定することにより、消費電力を最適化することができる。
（１１）本発明の電子時計において、前記制限時間設定部は、前記電池の出力電圧が所定値より低い場合には、当該出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い前記捕捉時間を設定するようにしてもよい。
本発明によれば、電池残量が少ない場合には、捕捉時間をより短く設定することにより、短時間で必要数の位置情報衛星を捕捉できなければ時刻修正処理を中止することができる。従って、本発明によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１．ＧＰＳシステム
１−１．概要
図１は、ＧＰＳシステムの概要について説明するための図である。
ＧＰＳ衛星１０は、地球の上空の所定の軌道上を周回しており、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。ここで、ＧＰＳ衛星１０は本発明における位置情報衛星の一例であり、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波（以下、「衛星信号」という）は本発明における衛星信号の一例である。
現在、約３０個のＧＰＳ衛星１０が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星１０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星１０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。従って、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
ＧＰＳ衛星１０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星１０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。そのため、ＧＰＳ受信機１は、１つのＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正することができる。
衛星信号にはＧＰＳ衛星１０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。ＧＰＳ受信機１は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、ＧＰＳ受信機１の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、ＧＰＳ受信機１の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、ＧＰＳ受信機１は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。
１−２．航法メッセージ
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、航法メッセージの構成について説明するための図である。
図２（Ａ）に示すように、航法メッセージは、全ビット数１５００ビットのメインフレームを１単位とするデータとして構成される。メインフレームは、それぞれ３００ビットの５つのサブフレーム１〜５に分割されている。１つのサブフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１０から６秒で送信される。従って、１つのメインフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１０から３０秒で送信される。
サブフレーム１には、週番号データ（ＷＮ）等の衛星補正データが含まれている。週番号データは、現在のＧＰＳ時刻情報が含まれる週を表す情報である。ＧＰＳ時刻情報の起点は、ＵＴＣ（協定世界時）における１９８０年１月６日００：００：００であり、この日に始まる週は週番号０となっている。週番号データは、１週間単位で更新される。
サブフレーム２、３には、エフェメリスパラメータ（各ＧＰＳ衛星１０の詳細な軌道情報）が含まれる。また、サブフレーム４、５には、アルマナックパラメータ（全ＧＰＳ衛星１０の概略軌道情報）が含まれている。
さらに、サブフレーム１〜５には、先頭から、３０ビットのＴＬＭ（Telemetry word）データが格納されたＴＬＭ（Telemetry）ワードと３０ビットのＨＯＷ（hand over word）データが格納されたＨＯＷワードが含まれている。
従って、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ装置衛星１０から６秒間隔で送信されるのに対し、週番号データ等の衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータは３０秒間隔で送信される。
図２（Ｂ）に示すように、ＴＬＭワードには、プリアンブルデータ、ＴＬＭメッセージ、Reservedビット、パリティデータが含まれている。
図２（Ｃ）に示すように、ＨＯＷワードには、ＴＯＷ（Time of Week、「Ｚカウント」ともいう）という時刻情報が含まれている。Ｚカウントデータは毎週日曜日の０時からの経過時間が秒で表示され、翌週の日曜日の０時に０に戻るようになっている。つまり、Ｚカウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報であって、経過時間が１．５秒単位で表した数となっている。ここで、Ｚカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信される時刻情報を示す。例えば、サブフレーム１のＺカウントデータは、サブフレーム２の先頭ビットが送信される時刻情報を示す。また、ＨＯＷワードには、サブフレームのＩＤを示す３ビットのデータ(ＩＤコード)も含まれている。すなわち、図２（Ａ）に示すサブフレーム１〜５のＨＯＷワードには、それぞれ「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」のＩＤコードが含まれている。
ＧＰＳ受信機１は、サブフレーム１に含まれる週番号データとサブフレーム１〜５に含まれるＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）を取得することで、ＧＰＳ時刻情報を取得することができる。ただし、ＧＰＳ受信機１は、以前に週番号データを取得し、週番号データを取得した時期からの経過時間を内部でカウントしている場合は、週番号データを取得しなくてもＧＰＳ衛星の現在の週番号データを得ることができる。従って、ＧＰＳ受信機１は、Ｚカウントデータを取得すれば、現在のＧＰＳ時刻情報が概算で分かるようになっている。このため、ＧＰＳ受信機１は、通常、時刻情報としてＺカウントデータのみを取得する。
なお、ＴＬＭワード、ＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）、衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータ等は、本発明における衛星情報の一例である。
ＧＰＳ受信機１として、例えば、ＧＰＳ装置付き腕時計（以下、「ＧＰＳ付き腕時計」という）を考えることができる。ＧＰＳ付き腕時計は本発明に係る電子時計の一例であり、以下では本実施形態のＧＰＳ付き腕時計について説明する。
２．ＧＰＳ付き腕時計
２−１．第１実施形態
［ＧＰＳ付き腕時計の構造］
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造について説明するための図である。図３（Ａ）はＧＰＳ付き腕時計の概略平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＧＰＳ付き腕時計の概略断面図である。
図３（Ａ）に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板１１及び指針１２を備えている。文字板１１の一部に形成された開口部にディスプレイ１３が組み込まれている。ディスプレイ１３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）表示パネル等で構成され、現在の経度及び緯度、現在地の都市名等の情報や各種のメッセージ情報を表示する。指針１２は、秒針、分針、時針等により構成されており、歯車を介してステップモータで駆動される。文字板１１および指針１２は、本発明における時刻情報表示部として機能する。
ＧＰＳ付き腕時計１は、リューズ１４やボタン１５、１６を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星１０からの衛星信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（測時モード）と複数のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差を修正するモード（測位モード）に設定できるように構成されている。また、ＧＰＳ付き腕時計１は、測時モードや測位モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。なお、本実施形態における測時モード及び測位モードは、それぞれ、本発明における時刻修正モード及び測位モードに対応する。
図３（Ｂ）に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等の金属で構成された外装ケース１７を備えている。
外装ケース１７は、略円筒状に形成され、表面側の開口にはベゼル１８を介して表面ガラス１９が取り付けられている。また、外装ケース１７の裏面側の開口には裏蓋２６が取り付けられている。裏蓋２６は、リング状に金属で形成され、その中央の開口には裏面ガラス２３が取り付けられている。
外装ケース１７の内部には、指針１２を駆動するステップモータ、ＧＰＳアンテナ２７、電池２４等が配置されている。
ステップモータは、モータコイル２０、ステータ、ロータ等で構成されており、歯車を介して指針１２を駆動する。
ＧＰＳアンテナ２７は、複数のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号を受信するアンテナであり、パッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、チップアンテナ等により実現される。ＧＰＳアンテナ２７は、文字板１１の時刻表示面の反対側の面（裏面側）に配置され、表面ガラス１９及び文字板１１を通過した衛星信号を受信する。そのため、文字板１１及び表面ガラス１９は、１．５ＧＨｚ帯の電波を通す材料、例えばプラスチックで構成されている。また、ベゼル１８は、金属部材よりも受信性能の劣化が少ないセラミック等で構成される。
ＧＰＳアンテナ２７の裏蓋側には回路基板２５が配置され、回路基板２５の裏蓋側には電池２４が配置されている。
回路基板２５には、ＧＰＳアンテナ２７で受信した衛星信号を処理する受信回路を含む受信用ＩＣ３０、ステップモータの駆動制御等を行う制御用ＩＣ４０等が取り付けられている。受信用ＩＣ３０や制御用ＩＣ４０は、電池２４から供給される電力で駆動される。
電池２４はリチウムイオン電池等の充電可能な二次電池であり、電池２４の下側（裏蓋側）には、磁性シート２１が配置されている。磁性シート２１を介して充電用コイル２２が配置されており、電池２４は外部充電器から電磁誘導で電力を充電できるようになっている。
また、磁性シート２１は、磁界を迂回させることができるようになっている。そのため、磁性シート２１は、電池２４の影響を低減して、効率的にエネルギー伝送を行うことができるようになっている。裏蓋２６の中央部には、電力転送のために裏面ガラス２３が配置されている。
なお、本実施形態では、電池２４として、リチウムイオン電池等の二次電池を用いているが、リチウム電池などの一次電池を用いてもよい。また、二次電池を設けた場合の充電方法は、本実施形態のような、充電用コイル２２を設けて外部の充電器から電磁誘導方式で充電するものに限らず、例えばＧＰＳ付き腕時計１にソーラーセル等の発電機構を設けて充電してもよい。
［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
図４は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図である。
ＧＰＳ付き腕時計１は、ＧＰＳ装置７０及び時刻表示装置８０を含んで構成されている。ＧＰＳ装置７０は、本発明における衛星信号受信部、衛星捕捉部、時刻修正情報生成部及び制限時間設定部を含み、衛星信号の受信、ＧＰＳ衛星１０の捕捉、時刻修正情報の生成及び時刻修正情報生成処理の制限時間の設定等の処理を行う。時刻表示装置８０は、本発明における時刻情報修正部及び時刻情報表示部を含み、内部時刻情報の修正及び内部時刻情報の表示等の処理を行う。
充電用コイル２２は、充電制御回路２８を通じて電池２４に電力を充電する。電池２４は、レギュレータ２９を介して、ＧＰＳ装置７０及び時刻表示装置８０等に駆動電力を供給する。
［ＧＰＳ装置の構成］
ＧＰＳ装置７０は、ＧＰＳアンテナ２７及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３１を含む。ＧＰＳアンテナ２７は、図３（Ｂ）で説明したように、複数のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号を受信するアンテナである。ただし、ＧＰＳアンテナ２７は衛星信号以外の信号も受信する。ＳＡＷフィルタ３１は、ＧＰＳアンテナ２７が受信した信号から衛星信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３１は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。
また、ＧＰＳ装置７０は、受信用ＩＣ（受信回路）３０を含む。受信回路３０は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、受信回路３０は、ＳＡＷフィルタ３１が抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。
ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。
ＳＡＷフィルタ３１が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅された衛星信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。
ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。
ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Ce ntral Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。
温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。
フラッシュメモリ６６には時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。
ベースバンド部６０は、測時モード又は測位モードに設定されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。
また、ベースバンド部６０は、測時モード又は測位モードに設定されると、後述する衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。そして、ベースバンド部６０は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星１０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星１０を捕捉）したものと判断する。すなわち、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、本発明における衛星捕捉部として機能する。ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星１０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。従って、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星１０を検索することができる。
また、ベースバンド部６０は、測時モード又は測位モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星１０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星１０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星１０の衛星情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワード（プリアンブルデータ）を検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する（例えばＳＲＡＭ６３に記憶する）処理を行う。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
そして、ベースバンド部６０は、衛星情報に基づいて、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報を生成する。
測時モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報に基づいて測時計算を行い時刻修正情報を生成する。測時モードにおける時刻修正情報は、例えば、ＧＰＳ時刻情報そのものであってもよいし、ＧＰＳ時刻情報と内部時刻情報との時間差の情報であってもよい。
一方、測位モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時にＧＰＳ付き腕時計１が位置する場所の緯度および経度）を取得する。さらに、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定されるＧＰＳ付き腕時計１の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。このようにして、ベースバンド部６０は、時刻修正情報としてＧＰＳ時刻情報及び時差データを生成する。測位モードにおける時刻修正情報は、上記の通り、ＧＰＳ時刻情報と時差データそのものであってもよいが、例えば、ＧＰＳ時刻情報の代わりに内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差のデータであってもよい。
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星１０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよいし、複数のＧＰＳ衛星１０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。
すなわち、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、本発明における衛星情報取得部、測時計算部及び測位計算部を含み、時刻修正情報生成部として機能する。
ここで、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、測時モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルに応じて、ＧＰＳ衛星１０を捕捉してから時刻修正情報を生成するまでの制限時間を可変に設定する。例えば、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い制限時間を設定する。
また、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、測位モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数及び当該ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルに応じて、ＧＰＳ衛星１０を捕捉してから時刻修正情報を生成するまでの制限時間を可変に設定する。例えば、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が所定数以下であり、かつ、当該ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該ＧＰＳ衛星１０の数が当該所定数より多い場合又は当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い制限時間を設定する。
すなわち、ベースバンド部６０（ＣＰＵ６２）は、本発明における制限時間設定部として機能する。また、ＧＰＳ装置７０は、ＧＰＳアンテナ２７、ＳＡＷフィルタ３１、ＲＦ部５０及びベースバンド部の一部により、本発明における衛星信号受信部として機能する。
なお、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。
［時刻表示装置の構成］
時刻表示装置８０は、制御用ＩＣ（制御部）４０、駆動回路４４、ＬＣＤ駆動回路４５及び水晶振動子４３を含んで構成されている。
制御部４０は、記憶部４１、発振回路４２を備え、各種制御を行う。
制御部４０は、ＧＰＳ装置７０を制御する。すなわち、制御部４０は、制御信号を受信回路３０に送り、ＧＰＳ装置７０の受信動作を制御する。
また、制御部４０は、駆動回路４４を介して指針１２の駆動を制御する。さらに、制御部４０は、ＬＣＤ駆動回路４５を介してディスプレイ１３の駆動を制御する。例えば、制御部４０は、測位モードにおいてディスプレイ１３に現在位置の表示が行われるように制御してもよい。
記憶部４１には内部時刻情報が記憶されている。内部時刻情報は、ＧＰＳ付き腕時計１の内部で計時される時刻の情報である。内部時刻情報は、水晶振動子４３および発振回路４２によって生成される基準クロック信号によって更新される。従って、受信回路３０への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針１２の運針を継続することができるようになっている。
制御部４０は、測時モードに設定されると、ＧＰＳ装置７０の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部４１に記憶する。より具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセット（現在は＋１４秒）を加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。また、制御部４０は、測位モードに設定されると、ＧＰＳ装置７０の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部４１に記憶する。すなわち、制御部４０は、本発明における時刻情報修正部として機能する。
以下、第１実施形態の時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）の手順について説明する。制御部４０及びベースバンド部６０は、専用回路により実現してこれらの処理の各種制御を行うようにすることもできるが、記憶部４１及びＳＲＡＭ６３等にそれぞれ記憶された制御プログラムを実行することによりこれらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図５に示すように、制御プログラムにより、制御部４０は受信制御手段４０−１、時刻情報修正手段４０−２及び駆動制御手段４０−３として機能し、ベースバンド部６０は制限時間設定手段６０−１、衛星検索手段６０−２、受信レベル取得手段６０−３、衛星情報取得手段６０−４、測時計算手段６０−５及び測位計算手段６０−６として機能することにより、時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）が実行される。
［時刻修正処理（測時モード）］
図６は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順の一例を示すフローチャートである。
ＧＰＳ付き腕時計１は、測時モードに設定された場合、図６に示す時刻修正処理（測時モード）を実行する。
時刻修正処理（測時モード）が開始されると、ＧＰＳ付き腕時計１は、まず、制御部４０（受信制御手段４０−１）によってＧＰＳ装置７０を制御し、受信処理を行う。すなわち、制御部４０（受信制御手段４０−１）がＧＰＳ装置７０を起動し、ＧＰＳ装置７０はＧＰＳ衛星１０から送信される衛星信号の受信を開始する（ステップＳ１０）。
受信が開始されると、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉時間Ｔｓを設定する（ステップＳ１２）。ここで、捕捉時間Ｔｓは、ＧＰＳ装置７０が、受信動作を開始してから後述する衛星検索工程を終了するまでの制限時間である。例えば、捕捉時間Ｔｓとして６秒が設定される。なお、捕捉時間Ｔｓは、受信開始前に設定するようにしてもよい。
次に、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は衛星検索工程（衛星サーチ工程）を開始する（ステップＳ１４）。衛星検索工程において、ＧＰＳ装置７０は、捕捉可能なＧＰＳ衛星１０を検索する処理を行う。
具体的には、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、例えば３０個のＧＰＳ衛星１０が存在する場合、まず、衛星番号ＳＶを１から３０まで順次変更しながら衛星番号ＳＶのＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生させる。次に、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値を計算する。ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードが同じコードであれば相関値は所定のタイミングでピークを持つが、異なるコードであれば相関値はピークをもたず常にほぼゼロとなる。
ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値が最大になるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が所定の閾値以上の場合には衛星番号ＳＶのＧＰＳ衛星１０を捕捉したものと判断する。そして、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０の情報（例えば衛星番号）をＳＲＡＭ６３等の記憶部に記憶する。
次に、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、捕捉時間Ｔｓが経過する前に衛星検索工程を終了したか否かを判断する（ステップＳ１８）。例えば、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、衛星番号ＳＶを１から３０まで変更しながらＧＰＳ衛星１０をサーチしている場合には、衛星番号ＳＶが３０のＧＰＳ衛星１０のサーチが終了したか否かを判断することで衛星検索工程が終了したか否かを判断する。
ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）が衛星検索工程を終了する前に捕捉時間Ｔｓが経過した場合（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ４４）。ＧＰＳ付き腕時計１が、受信できない環境である場合、例えば、屋内であるような場合には、すべてのＧＰＳ衛星１０のサーチを行ってもＧＰＳ衛星１０を捕捉できる可能性が非常に低い。ＧＰＳ付き腕時計１は、捕捉時間Ｔｓが経過しても捕捉可能なＧＰＳ衛星１０を検出できない場合、ＧＰＳ衛星１０のサーチを強制的に終了することにより無駄に電力が消費されることを低減することができる。
一方、捕捉時間Ｔｓが経過する前に衛星検索工程を終了した場合（ステップＳ１８でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、ＧＰＳ衛星１０を捕捉することができたか否かを判定する（ステップＳ２０）。
ＧＰＳ衛星１０を捕捉することができなかった場合（ステップＳ２０でＮｏの場合）、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は衛星検索工程を再び開始する（ステップＳ１４）。
一方、ＧＰＳ衛星１０を捕捉することができた場合（ステップＳ２０でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（受信レベル取得手段６０−３）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルを取得する（ステップＳ２２）。具体的には、ベースバンド部６０（受信レベル取得手段６０−３）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングした信号のパワーを計算し、受信レベルを取得する。そして、ベースバンド部６０（受信レベル取得手段６０−３）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルをＳＲＡＭ６３等の記憶部に記憶する。
次に、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数及び当該ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルに基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する（ステップＳ２４）。なお、衛星信号デコード時間Ｔｄは、本発明における時刻修正情報生成部が時刻修正情報を生成する制限時間に対応する。
次に、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は捕捉したＧＰＳ衛星１０の衛星情報（特にＧＰＳ時刻情報）の取得を開始する（ステップＳ２６）。具体的には、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星からの航法メッセージをそれぞれ復調してＺカウントデータを取得する処理を行う。そして、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は、取得したＧＰＳ時刻情報をＳＲＡＭ６３等に記憶する。
ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）が１つ以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を取得する前に衛星信号デコード時間Ｔｄが経過した場合（ステップＳ２８でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ４４）。例えば、ＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルが低いために、１つ以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を正しく復調することができないまま衛星信号デコード時間Ｔｄが経過することが考えられる。
一方、衛星信号デコード時間Ｔｄが経過する前に１つ以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を取得することができた場合（ステップＳ３０でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０から１つ以上のＧＰＳ衛星１０を選択して測時計算を開始する（ステップＳ３２）。
具体的には、ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）は、選択したＧＰＳ衛星１０の衛星情報（ＧＰＳ時刻情報）をＳＲＡＭ３６等から読み出して測時計算を行い、時刻修正情報を生成する。前述したように、ＧＰＳ時刻情報はＧＰＳ衛星１０が航法メッセージのサブフレームの先頭ビットを送信した時刻を表している。従って、ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）は、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報として、例えば、サブフレームの先頭ビットを受信した時の内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差を算出することができる。また、ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）は、複数のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報に基づいて、より正確な時刻修正情報を生成することもできる。そして、ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）は、時刻修正情報を生成することができれば測時計算を終了する。
ベースバンド部６０（測時計算手段６０−５）が測時計算を終了する前に衛星信号デコード時間Ｔｄが経過した場合（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ４４）。
一方、衛星信号デコード時間Ｔｄが経過する前に測時計算を終了することができた場合（ステップＳ３６でＹｅｓの場合）、制御部４０（時刻情報修正手段４０−２）は、時刻修正情報を用いて記憶部４１に記憶されている内部時刻情報を修正する（ステップＳ３８）。
そして、ＧＰＳ装置７０の受信動作が終了する（ステップＳ４０）。
最後に、制御部４０（駆動制御手段４０−３）は、修正した内部時刻情報に基づいて駆動回路４４又はＬＣＤ駆動回路４５を制御し、時刻表示が修正される（ステップＳ４２）。
なお、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了された場合（ステップＳ４４）、制御部４０（駆動制御手段４０−３）が駆動回路４４又はＬＣＤ駆動回路４５を制御し、受信失敗の表示がされる（ステップＳ４６）。
図７は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順における衛星信号デコード時間設定手順（ステップＳ２４）の一例を示すフローチャートである。
図７の衛星信号デコード時間設定手順において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、測時計算に使用するＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルに応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
具体的には、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、測時計算に使用するＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍ以下の場合（ステップＳ２４−１でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×２＝３０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２４−２）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍより高く−１３２ｄＢｍより低い場合（ステップＳ２４−１でＮｏ、かつ、ステップＳ２４−３でＮｏの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×３＝４５ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２４−４）。
さらに、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルが−１３２ｄＢｍ以上の場合（ステップＳ２４−３でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×４＝６０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２４−５）。
［時差修正処理（測位モード）］
図８は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順の一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明において、時刻修正処理（測時モード）手順と同じ処理については、その説明を省略又は簡略する。
ＧＰＳ付き腕時計１は、測位モードに設定された場合、図８に示す時差修正処理（測位モード）を実行する。
時差修正処理（測位モード）が開始されると、ＧＰＳ付き腕時計１は、まず、制御部４０（受信制御手段４０−１）によってＧＰＳ装置７０を制御し、受信処理を行う。すなわち、制御部４０（受信制御手段４０−１）がＧＰＳ装置７０を起動し、ＧＰＳ装置７０はＧＰＳ衛星１０から送信される衛星信号の受信を開始する（ステップＳ５０）。
受信が開始されると、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉時間Ｔｓを設定する（ステップＳ５２）。
次に、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は衛星検索工程（衛星サーチ工程）を開始する（ステップＳ５４）。
次に、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、捕捉時間Ｔｓが経過する前に衛星検索工程を終了したか否かを判断する（ステップＳ５８）。
ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）が衛星検索工程を終了する前に捕捉時間Ｔｓが経過した場合（ステップＳ５６でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ８４）。
一方、捕捉時間Ｔｓが経過する前に衛星検索工程を終了した場合（ステップＳ５８でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は、所定数（Ｎ個）以上のＧＰＳ衛星１０を捕捉することができたか否かを判定する（ステップＳ６０）。ここで、ＧＰＳ付き腕時計１の３次元の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を特定するためにはｘ，ｙ，ｚが３つの未知数となる。そのため、ＧＰＳ付き腕時計１の３次元の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を計算するためには、３個以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報及び軌道情報が必要である。さらに、測位精度を高めるためにＧＰＳ付き腕時計１の内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時刻誤差も未知数と考えると、４個以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報及び軌道情報が必要である。
Ｎ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０を捕捉することができなかった場合（ステップＳ６０でＮｏの場合）、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）は衛星検索工程を再び開始する（ステップＳ５４）。
一方、Ｎ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０を捕捉することができた場合（ステップＳ６０でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（受信レベル取得手段６０−３）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルを取得する（ステップＳ６２）。そして、ベースバンド部６０（受信レベル取得手段６０−３）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルをＳＲＡＭ６３等の記憶部に記憶する。
次に、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数及び当該ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルに基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する（ステップＳ６４）。
次に、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は捕捉したＧＰＳ衛星１０の衛星情報（特にＧＰＳ時刻情報及び軌道情報）の取得を開始する（ステップＳ６６）。具体的には、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は、捕捉した各ＧＰＳ衛星からの航法メッセージをそれぞれ復調してＺカウントデータ及びエフェメリスパラメータを取得する処理を行う。そして、ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）は、取得したＧＰＳ時刻情報及び軌道情報をＳＲＡＭ６３等に記憶する。
ベースバンド部６０（衛星情報取得手段６０−４）がＮ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を取得する前に衛星信号デコード時間Ｔｄが経過した場合（ステップＳ６８でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ８４）。例えば、ＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルが低いために、Ｎ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を正しく復調することができないまま衛星信号デコード時間Ｔｄが経過することが考えられる。
一方、衛星信号デコード時間Ｔｄが経過する前にＮ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０の衛星情報を取得することができた場合（ステップＳ７０でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０からＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の組を選択して測位計算を開始する（ステップＳ７２）。
具体的には、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、選択したＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の衛星情報（ＧＰＳ時刻情報及び軌道情報）をＳＲＡＭ３６等から読み出して測位計算を行い、位置情報（ＧＰＳ付き腕時計１が位置する場所の緯度及び経度（座標値））を生成する。前述したように、ＧＰＳ時刻情報はＧＰＳ衛星１０が航法メッセージのサブフレームの先頭ビットを送信した時刻を表している。従って、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、サブフレームの先頭ビットを受信した時の内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の差及び時刻補正データに基づいて、Ｎ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０とＧＰＳ付き腕時計１の擬似的な距離をそれぞれ計算することができる。また、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、軌道情報に基づいてＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の位置をそれぞれ計算することができる。そして、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、Ｎ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０とＧＰＳ付き腕時計１の擬似的な距離及びＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の位置に基づいて、ＧＰＳ付き腕時計１の位置情報を生成することができる。
そして、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、フラッシュメモリ６６に記憶された時差情報を参照し、位置情報により特定されるＧＰＳ付き腕時計１の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。
このようにして、ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）は、時刻修正情報として、ＧＰＳ時刻情報及び時差データを生成することができれば測位計算を終了する。
ベースバンド部６０（測位計算手段６０−６）が測位計算を終了する前に衛星信号デコード時間Ｔｄが経過した場合（ステップＳ７４でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ８４）。例えば、ＧＰＳ付き腕時計１の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを１つに特定することができないまま衛星信号デコード時間Ｔｄが経過することが考えられる。
一方、衛星信号デコード時間Ｔｄが経過する前に測位計算を終了することができた場合（ステップＳ７６でＹｅｓの場合）、制御部４０（時刻情報修正手段４０−２）は、時刻修正情報を用いて記憶部４１に記憶されている内部時刻情報を修正する（ステップＳ７８）。
そして、ＧＰＳ装置７０の受信動作が終了する（ステップＳ８０）。
最後に、制御部４０（駆動制御手段４０−３）は、修正した内部時刻情報に基づいて駆動回路４４又はＬＣＤ駆動回路４５を制御し、時刻表示（時差）が修正される（ステップＳ８２）。
なお、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了された場合（ステップＳ８４）、制御部４０（駆動制御手段４０−３）が駆動回路４４又はＬＣＤ駆動回路４５を制御し、受信失敗の表示がされる（ステップＳ８６）。
図９及び図１０は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順における衛星信号デコード時間設定手順（ステップＳ６４）の一例を示すフローチャートである。
図９及び図１０の衛星信号デコード時間設定手順において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数と、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルに応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
図９の衛星信号デコード時間設定手順では、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５以下である場合（ステップＳ６４−１でＹｅｓの場合）、かつ、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍ以下である場合（ステップＳ６４−２でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋６０ｓｅｃ．＝１２０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ６４−３）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５より多い場合（ステップＳ６４−１でＮｏの場合）、又は、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍより高い場合（ステップＳ６４−２でＮｏの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋１２０ｓｅｃ．＝１８０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ６４−４）。
一方、図１０の衛星信号デコード時間設定手順では、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が６以上である場合（ステップＳ６４−５でＹｅｓの場合）、かつ、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍ以上である場合（ステップＳ６４−６でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋１２０ｓｅｃ．＝１８０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ６４−７）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が６より少ない場合（ステップＳ６４−５でＮｏの場合）、又は、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍより低い場合（ステップＳ６４−６でＮｏの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋６０ｓｅｃ．＝１２０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ６４−８）。
［第１実施形態の効果］
第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図６〜図１０に示したように、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数と、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルに基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄが可変に設定される。捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が多いほど、衛星情報を取得する候補となるＧＰＳ衛星１０の数が多くなるので、衛星情報を取得できる確率が高くなる。すなわち、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が多いほど受信状況が良いといえる。また、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが高いほど、ノイズ等の影響を受けにくいので衛星情報を取得できる確率が高くなる。すなわち、衛星信号の受信レベルが高いほど受信状況が良いといえる。従って、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、受信状況に応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを適切に設定することができるので消費電力を最適化することができる。
また、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図６及び図８に示したように、衛星信号デコード時間Ｔｄ内に時刻修正情報を生成することができなかった場合には衛星信号の受信を停止する。従って、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、衛星信号デコード時間Ｔｄ内に時刻修正情報を生成することができなかった場合には、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
また、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図７、図９及び図１０に示したように、測時モードか測位モードかによって、衛星信号デコード時間Ｔｄを変更することができる。一般に、測時モードでは１つのＧＰＳ衛星１０を捕捉して衛星情報を取得するのに対して、測位モードでは複数（例えば４個以上）のＧＰＳ衛星１０を捕捉して複数の衛星情報を取得するため、測位モードの方が時刻修正情報を生成する時間が長くなる傾向がある。第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、例えば、測位モードにおける衛星信号デコード時間Ｔｄを測時モードにおける衛星信号デコード時間Ｔｄよりも長く設定することができる。
また、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図７に示したように、測時モードでは、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定値（−１３８ｄＢｍ）より低い場合（受信状況が比較的悪い場合）には、当該受信レベルが所定値（−１３８ｄＢｍ）より高い場合（受信状況が比較的良い場合）と比較して、衛星信号デコード時間Ｔｄをより短く設定する。また、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図９に示したように、測位モードでは、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が所定数（５個）以下であり、かつ、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定値（−１３５ｄＢｍ）より低い場合（受信状況がかなり悪い場合）には、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が所定数（５個）より多い場合、又は、当該受信レベルが所定値（−１３５ｄＢｍ）より高い場合（受信状況が比較的良い場合）と比較して、衛星信号デコード時間Ｔｄをより短く設定する。従って、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、受信状況が悪い場合には、より短時間で衛星情報を取得できなければ時刻修正処理（測時モード）又は時差修正処理（測位モード）を中止するので、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
また、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１０に示したように、測位モードでは、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が所定数（６個）以上であり、かつ、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定値（−１３５ｄＢｍ）より高い場合（受信状況がかなり良い場合）には、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が所定数（６個）より少ない場合、又は、当該受信レベルが所定値（−１３５ｄＢｍ）より低い場合（受信状況が比較的悪い場合）と比較して、衛星信号デコード時間Ｔｄをより長く設定する。従って、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、受信状況が良い場合には、時差修正処理（測位モード）を完了させる可能性を高くすることができる。
２−２．第２実施形態
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造及び回路構成は、図３〜図５に示した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造及び回路構成と同様であるため、その説明を省略する。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計において、ＧＰＳ装置７０は、ベースバンド部６０（衛星検索手段６０−２）が捕捉したＧＰＳ衛星１０の数及び当該ＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルの組み合わせが所定の条件を満たさない場合には、衛星信号の受信を停止する。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順及び時差修正処理（測位モード）手順は、衛星信号デコード時間設定処理（ステップＳ２４、Ｓ６４の処理）を除いて、図６及び図８に示した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の各手順と同じである。以下では、第２実施形態における衛星信号デコード時間設定処理の手順について説明する。
図１１は、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順（図６に示した処理手順と同じ）における衛星信号デコード時間設定処理（ステップＳ２４の処理）の手順の一例を示すフローチャートである。
図１１の衛星信号デコード時間設定手順において、測時計算に使用するＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルが−１４０ｄＢｍより低い場合（ステップＳ１２４−１でＮｏの場合）は、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ４４）。一方、当該衛星信号の受信レベルが−１４０ｄＢｍ以上の場合（ステップＳ１２４−１でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルに応じて衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
具体的には、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルが−１４０ｄＢｍ以上−１３８ｄＢｍ以下である場合（ステップＳ１２４−１でＹｅｓ、かつ、ステップＳ１２４−２でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×２＝３０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１２４−３）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍより高く−１３２ｄＢｍより低い場合（ステップＳ１２４−２でＮｏ、かつ、ステップＳ１２４−４でＮｏの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×３＝４５ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１２４−５）。
さらに、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、当該衛星信号の受信レベルが−１３２ｄＢｍ以上の場合（ステップＳ１２４−４でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×４＝６０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１２４−６）。
図１２は、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順（図８に示した処理手順と同じ）における衛星信号デコード時間設定処理（ステップＳ６４の処理）の手順の一例を示すフローチャートである。
図１２の衛星信号デコード時間設定手順において、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１４０ｄＢｍより低い場合（ステップＳ１６４−１でＮｏの場合）は、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ８４）。一方、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１４０ｄＢｍ以上の場合（ステップＳ１６４−１でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数と、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルに応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
具体的には、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５以下である場合（ステップＳ１６４−２でＹｅｓの場合）、かつ、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍ以下である場合（ステップＳ１６４−３でＹｅｓの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋６０ｓｅｃ．＝１２０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１６４−４）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５より多い場合（ステップＳ１６４−２でＮｏの場合）、又は、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍより高い場合（ステップＳ１６４−３でＮｏの場合）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋１２０ｓｅｃ．＝１８０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１６４−５）。
［第２実施形態の効果］
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計と同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１１に示したように、測時モードでは、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルが所定の条件（受信レベル≧−１４０ｄＢｍ）を満たさない場合（受信状況が比較的悪い場合）、すぐに衛星信号の受信を停止して時刻修正処理を中止する。また、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１２に示したように、測位モードでは、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数及び捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信された衛星信号の受信レベルの組み合わせが所定の条件（捕捉したＧＰＳ衛星１０の数≧４かつ受信レベル≧−１４０ｄＢｍ）を満たさない場合（受信状況が比較的悪い場合）、すぐに衛星信号の受信を停止して時差修正処理を中止する。従って、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
２−３．第３実施形態
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造は、図３に示した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造と同様であるため、その説明を省略する。
図１３は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計３の回路構成について説明するための図である。
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計３の回路構成は、電圧検出回路３２が加わっている点を除いて、図４に示した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成と同じである。そのため、電圧検出回路３２以外の構成には図４と同じ番号を付しており、その説明を省略する。
電圧検出回路３２は、電池２４の出力電圧値を検出する処理を行う。例えば、電圧検出回路３２は、電池２４に並列接続された、抵抗器とスイッチの直列回路であってもよい。その場合、電圧検出回路３２は、電圧検出時はスイッチがオンになり、それ以外の時はスイッチがオフになるように制御される。
そして、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、測時モード又は測位モードにおいて、電圧検出回路３２が検出した電池２４の出力電圧値に応じて衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。例えば、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の出力電圧が所定値より低い場合には、電池２４の出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する。
なお、電池２４としては、例えば、一般的に使用されているリチウムイオン系二次電池を使用することができる。
以下、第３実施形態の時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）の手順について説明する。なお、図１４に示すように、制御プログラムにより、制御部４０は受信制御手段４０−１、時刻情報修正手段４０−２及び駆動制御手段４０−３として機能し、ベースバンド部６０は制限時間設定手段６０−１、衛星検索手段６０−２、衛星検索手段６０−３、衛星情報取得手段６０−４、測時計算手段６０−５、測位計算手段６０−６及び電圧検出制御手段６０−７として機能することにより、時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）が実行される。ここで、第３実施形態の制御部４０が実現する各手段は、図５に示した第１実施形態の制御部４０が実現する各手段と同じである。また、第３実施形態のベースバンド部６０が実現する各手段は、電圧検出制御手段６０−７を除いて、図５に示した第１実施形態のベースバンド部６０が実現する各手段と同じである。
図１５は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順の一例を示すフローチャートである。
図１５に示す時刻修正処理（測時モード）手順は、ステップＳ１１及びＳ２４の処理を除いて、図６に示した第１実施形態の時刻修正処理（測時モード）手順と同じである。そのため、ステップＳ１１及びＳ２４以外のステップＳ１０〜Ｓ４６の処理については、その説明を省略する。
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計は、測時モードに設定された場合、図１５に示す時刻修正処理（測時モード）を実行する。
受信が開始されると（ステップＳ１０）、ベースバンド部６０（電圧検出制御手段６０−７）は、電圧検出回路３２に電池２４の出力電圧を検出させる（ステップＳ１１）。例えば、電圧検出回路３２が上記構成の回路の場合、ベースバンド部６０（電圧検出制御手段６０−７）はオフになっているスイッチをオンにする。そして、ベースバンド部６０（電圧検出制御手段６０−７）は、検出電圧値をＳＲＡＭ６３等に記憶した後、スイッチをオフにする。
そして、ステップＳ１２以降の処理が行われ、ステップＳ２４における衛星信号デコード時間設定処理において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、ＳＲＡＭ６３等に記憶された検出電圧値に基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する。
そして、ステップＳ２６以降の処理が行われて、時刻修正処理（測時モード）が終了する。
図１６は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順における衛星信号デコード時間設定手順（ステップＳ２４）の一例を示すフローチャートである。
図１６の衛星信号デコード時間設定手順において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、測時計算に使用するＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルと、電池２４の検出電圧値に応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
具体的には、測時計算に使用するＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍ以下の場合（ステップＳ２２４−１でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ２２４−２でＮｏの場合）、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×２＝３０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−３）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ２２４−２でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）×２＝６０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−４）。
また、当該衛星信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍより高く−１３２ｄＢｍより低い場合（ステップＳ２２４−１でＮｏ、かつ、ステップＳ２２４−５でＮｏの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ２２４−６でＮｏの場合）、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×３＝４５ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−７）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ２２４−６でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）×３＝９０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−８）。
さらに、当該衛星信号の受信レベルが−１３２ｄＢｍ以上の場合（ステップＳ２２４−５でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ２２４−９でＮｏの場合）、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（１５ｓｅｃ．）×４＝６０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−１０）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ２２４−９でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）×４＝１２０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２２４−１１）。
図１７は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順の一例を示すフローチャートである。
図１７に示す時差修正処理（測位モード）手順は、ステップＳ５１及びＳ６４の処理を除いて、図８に示した第１実施形態の時差修正処理（測位モード）手順と同じである。そのため、ステップＳ５１及びＳ６４以外のステップＳ５０〜Ｓ８６の処理については、その説明を省略する。
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計は、測位モードに設定された場合、図１７に示す時差修正処理（測位モード）を実行する。
図１５に示した時刻修正処理（測時モード）手順と同様に、受信が開始されると（ステップＳ５０）、ベースバンド部６０（電圧検出制御手段６０−７）は、電圧検出回路３２に電池２４の出力電圧を検出させる（ステップＳ５１）。そして、ベースバンド部６０（電圧検出制御手段６０−７）は、検出電圧値をＳＲＡＭ６３等に記憶する。
そして、ステップＳ５２以降の処理が行われ、ステップＳ６４における衛星信号デコード時間設定処理において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、ＳＲＡＭ６３等に記憶された検出電圧値に基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する。
そして、ステップＳ６６以降の処理が行われて、時差修正処理（測位モード）が終了する。
図１８は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順における衛星信号デコード時間設定手順（ステップＳ６４）の一例を示すフローチャートである。
図１８の衛星信号デコード時間設定手順において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数と、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルと、電池２４の検出電圧値に応じて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。
具体的には、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５以下である場合（ステップＳ２６４−１でＹｅｓの場合）、かつ、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍ以下である場合（ステップＳ２６４−２でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ２６４−３でＮｏの場合）、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋６０ｓｅｃ．＝１２０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２６４−４）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ２６４−３でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ１（１２０ｓｅｃ．）＋６０ｓｅｃ．＝１８０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２６４−５）。
また、捕捉したＧＰＳ衛星１０の数が５より多い場合（ステップＳ２６４−１でＮｏの場合）、又は、測位計算に使用する４個のＧＰＳ衛星１０からの衛星信号の受信レベルの最小値が−１３５ｄＢｍより高い場合（ステップＳ２６４−２でＮｏの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ２６４−６でＮｏの場合）、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ０（６０ｓｅｃ．）＋１２０ｓｅｃ．＝１８０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２６４−７）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ２６４−６でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、衛星信号デコード時間Ｔｄを、Ｔｄ＝Ｔ１（１２０ｓｅｃ．）＋１２０ｓｅｃ．＝２４０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ２６４−８）。
［第３実施形態の効果］
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計と同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１３〜図１８に示したように、電池２４の出力電圧に基づいて、衛星信号デコード時間Ｔｄを可変に設定する。従って、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、電池の残量に応じて消費電力を最適化することができる。
また、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１６及び図１８に示したように、電池２４の出力電圧が所定値（３．３Ｖ）より低い場合には、電池２４の出力電圧が所定値（３．３Ｖ）より高い場合よりも短い衛星信号デコード時間Ｔｄを設定する。従って、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、電池残量が少ない場合には、より短時間で衛星情報を取得できなければ時刻修正処理（測時モード）又は時差修正処理（測位モード）を中止するので、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
２−４．第４実施形態
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造は、図３に示した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造と同様であるため、その説明を省略する。また、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成は、図１３及び図１４に示した第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構成と同様であるため、その説明を省略する。
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計において、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電圧検出回路３２が検出した電池２４の出力電圧値に応じて捕捉時間Ｔｓを可変に設定する。例えば、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の出力電圧が所定値より低い場合には、電池２４の出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い捕捉時間Ｔｓを設定する。
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順及び時差修正処理（測位モード）手順は、捕捉時間設定処理（ステップＳ１２、Ｓ５２の処理）を除いて、図１５及び図１７に示した第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の各手順と同じである。以下では、第４実施形態における捕捉時間設定処理の手順について説明する。
図１９は、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時刻修正処理（測時モード）手順（図１５に示した処理手順と同じ）における捕捉時間設定処理（ステップＳ１２の処理）の手順の一例を示すフローチャートである。
図１９の捕捉時間設定手順において、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖより低い場合（ステップＳ１２−１でＮｏの場合）は、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了する（ステップＳ４４）。一方、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上の場合（ステップＳ１２−１でＹｅｓの場合）は、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値に応じて捕捉時間Ｔｓを可変に設定する。
具体的には、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．０Ｖ以上で３．３Ｖより低い場合（ステップＳ１２−１でＹｅｓ、かつ、ステップＳ１２−２でＹｅｓの場合）は、捕捉時間Ｔｓを、Ｔｓ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）に設定する（ステップＳ１２−３）。
また、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．３Ｖ以上で３．７Ｖより低い場合（ステップＳ１２−２でＮｏ、かつ、ステップＳ１２−４でＮｏの場合）は、捕捉時間Ｔｓを、Ｔｓ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）×２＝６０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１２−５）。
さらに、ベースバンド部６０（制限時間設定手段６０−１）は、電池２４の検出電圧値が３．７Ｖ以上の場合（ステップＳ１２−４でＹｅｓの場合）は、捕捉時間Ｔｓを、Ｔｓ＝Ｔ１（３０ｓｅｃ．）×３＝９０ｓｅｃ．に設定する（ステップＳ１２−６）。
なお、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の時差修正処理（測位モード）手順（図１７に示した処理手順と同じ）における捕捉時間設定処理（ステップＳ５２の処理）の手順は、図１９に示した捕捉時間設定処理の手順と同じであるため、その説明を省略する。
［第４実施形態の効果］
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計と同様の効果に加えて、以下のような効果が得られる。
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１９に示したように、電池２４の出力電圧に基づいて、捕捉時間Ｔｓを可変に設定する。従って、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、電池の残量に応じて消費電力を最適化することができる。
また、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計では、図１９に示したように、電池２４の出力電圧が所定値（３．３Ｖ）より低い場合には、電池２４の出力電圧が所定値（３．３Ｖ）より高い場合よりも短い捕捉時間Ｔｓを設定する。従って、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計によれば、電池残量が少ない場合には、より短時間で必要数のＧＰＳ衛星１０を捕捉できなければ時刻修正処理（測時モード）又は時差修正処理（測位モード）を中止するので、無駄に電力を消費することを防止し、システムダウンの可能性を低減することができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
ＧＰＳシステムの概要について説明するための図。 図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、航法メッセージの構成について説明するための図。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造について説明するための図。 第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図。 第１実施形態の制御部の構成について説明するための図。 第１実施形態の時刻修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の時刻修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の時差修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の時差修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の時差修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の他の一例を示すフローチャート。 第２実施形態の時刻修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第２実施形態の時差修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図。 第３実施形態の制御部の構成について説明するための図。 第３実施形態の時刻修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態の時刻修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態の時差修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態の時差修正処理手順における衛星信号デコード時間設定手順の一例を示すフローチャート。 第４実施形態の捕捉時間設定手順の一例を示すフローチャート。
符号の説明
１ ＧＰＳ付き腕時計（ＧＰＳ受信機）、３ ＧＰＳ付き腕時計、１０ ＧＰＳ衛星、１１ 文字板、１２ 指針、１３ ディスプレイ、１４ リューズ、１５ ボタン、１６ ボタン、１７ 外装ケース、１８ ベゼル、１９ 表面ガラス、２０ モータコイル、２１ 磁性シート、２２ 充電用コイル、２３ 裏面ガラス、２４ 電池、２５ 回路基板、２６ 裏蓋、２７ ＧＰＳアンテナ、２８ 充電制御回路、２９ レギュレータ、３０ 受信用ＩＣ（受信回路）、３１ ＳＡＷフィルタ、３２ 電圧検出回路、４０ 制御用ＩＣ（制御部）、４１ 記憶部、４２ 発振回路、４３ 水晶振動子、４４ 駆動回路、４５ ＬＣＤ駆動回路、５０ ＲＦ部、５１ ＬＮＡ、５２ ミキサ、５３ ＶＣＯ、５４ ＰＬＬ回路、５５ ＩＦアンプ、５６ ＩＦフィルタ、５７ ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、６０ ベースバンド部、６１ ＤＳＰ、６２ ＣＰＵ、６３ ＳＲＡＭ、６４ ＲＴＣ、６５ 温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）、６６ フラッシュメモリ、７０ ＧＰＳ装置、８０ 時刻表示装置

Claims (11)

  1. 位置情報衛星から送信された衛星信号を受信する機能を有する電子時計であって、
    前記衛星信号を受信する衛星信号受信部と、
    前記衛星信号受信部が受信した前記衛星信号に基づいて、捕捉時間内に前記位置情報衛星を捕捉する処理を行う衛星捕捉部と、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号から衛星情報を取得し、当該衛星情報に基づいて時刻修正情報を生成する時刻修正情報生成部と、
    前記時刻修正情報に基づいて、内部時刻情報を修正する時刻情報修正部と、
    前記内部時刻情報を表示する時刻情報表示部と、
    前記衛星捕捉部が捕捉した位置情報衛星の数及び当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルに基づいて、前記時刻修正情報生成部が前記時刻修正情報を生成する制限時間を可変に設定する制限時間設定部と、を含むことを特徴とする電子時計。
  2. 請求項１において、
    前記衛星信号受信部は、
    前記時刻修正情報生成部が前記制限時間内に前記時刻修正情報を生成することができなかった場合には前記衛星信号の受信を停止することを特徴とする電子時計。
  3. 請求項１又は２において、
    前記時刻修正情報生成部は、
    前記衛星情報を取得する衛星情報取得部と、時刻情報取得モードにおいて、前記衛星情報に含まれる衛星時刻情報に基づいて前記時刻修正情報を生成する測時計算部と、測位モードにおいて、前記衛星情報に含まれる前記衛星時刻情報及び軌道情報に基づいて測位計算を行い、測位計算の結果に基づいて前記時刻修正情報を生成する測位計算部と、を含み、
    前記制限時間設定部は、
    前記時刻情報取得モードにおける前記制限時間及び前記測位モードにおける前記制限時間をそれぞれ可変に設定することを特徴とする電子時計。
  4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
    前記制限時間設定部は、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定することを特徴とする電子時計。
  5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
    前記制限時間設定部は、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数が所定数以下であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より低い場合には、当該位置情報衛星の数が当該所定数より多い場合又は当該受信レベルが当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定することを特徴とする電子時計。
  6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
    前記制限時間設定部は、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数が所定数以上であり、かつ、当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルが所定値より高い場合には、当該位置情報衛星の数が当該所定数より少ない場合又は当該受信レベルが当該所定値より低い場合よりも長い前記制限時間を設定することを特徴とする電子時計。
  7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
    前記制限時間設定部は、
    さらに、前記電子時計に電力を供給する電池の出力電圧に基づいて、前記制限時間を可変に設定することを特徴とする電子時計。
  8. 請求項７において、
    前記制限時間設定部は、
    前記電池の出力電圧が所定値より低い場合には、当該出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い前記制限時間を設定することを特徴とする電子時計。
  9. 請求項１乃至８のいずれかにおいて、
    前記衛星信号受信部は、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数及び当該位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベルの組み合わせが所定の条件を満たさない場合には、前記衛星信号の受信を停止することを特徴とする電子時計。
  10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記制限時間設定部は、
    前記電子時計に電力を供給する電池の出力電圧に基づいて、前記捕捉時間を可変に設定することを特徴とする電子時計。
  11. 請求項１０において、
    前記制限時間設定部は、
    前記電池の出力電圧が所定値より低い場合には、当該出力電圧が当該所定値より高い場合よりも短い前記捕捉時間を設定することを特徴とする電子時計。
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