JP2017167045A - 衛星信号受信装置、電子機器および衛星信号受信装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ピーク電流を抑制し、かつ、情報の取得成功率を向上できる衛星信号受信装置、電子機器および衛星信号受信装置の制御方法を提供すること。【解決手段】衛星信号受信装置では、制御部は、第一モードが設定された場合、受信部を動作状態としかつ相関演算処理部を非動作状態として所定期間分の受信信号を受信信号記憶部に記憶させると、受信部を非動作状態としかつ相関演算処理部を動作状態として検出処理を実行し、第二モードが設定された場合、受信部および相関演算処理部を動作状態として追尾処理を実行する。モード設定部は、受信処理が開始されると第一モードを設定し、第一モードが設定されている場合、第一条件に該当すると第二モードを設定し、第二モードが設定されている場合、第二条件に該当すると第一モードを設定する。【選択図】図9
Description
本発明は、衛星信号を受信する衛星信号受信装置、電子機器および衛星信号受信装置の制御方法に関する。
従来、GPS衛星などの位置情報衛星から送信される衛星信号を受信し、受信した衛星信号に基づいて時刻情報や現在地の位置情報を取得する衛星信号受信装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の衛星信号受信装置は、位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力するRF受信部と、受信信号を記憶するRAMと、受信信号から衛星信号を検出する信号検出部とを備えている。
この衛星信号受信装置は、受信処理を開始すると、RF受信部を動作状態とし、かつ、信号検出部を非動作状態として、受信信号をRAMに記憶させる。次に、RF受信部を非動作状態とし、かつ、信号検出部を動作状態として、RAMに記憶された受信信号から衛星信号を検出する。そして、衛星信号が検出されると、RF受信部および信号検出部を動作状態として、検出された衛星信号を追尾する。
ここで、衛星信号を検出する処理は、受信信号とコードとの相関処理などを必要とするため消費電力が大きいが、当該衛星信号受信装置によれば、衛星信号を検出する際は、RF受信部が非動作状態にあるため、RF受信部が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。
特許文献1の衛星信号受信装置は、位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力するRF受信部と、受信信号を記憶するRAMと、受信信号から衛星信号を検出する信号検出部とを備えている。
この衛星信号受信装置は、受信処理を開始すると、RF受信部を動作状態とし、かつ、信号検出部を非動作状態として、受信信号をRAMに記憶させる。次に、RF受信部を非動作状態とし、かつ、信号検出部を動作状態として、RAMに記憶された受信信号から衛星信号を検出する。そして、衛星信号が検出されると、RF受信部および信号検出部を動作状態として、検出された衛星信号を追尾する。
ここで、衛星信号を検出する処理は、受信信号とコードとの相関処理などを必要とするため消費電力が大きいが、当該衛星信号受信装置によれば、衛星信号を検出する際は、RF受信部が非動作状態にあるため、RF受信部が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。
しかしながら、特許文献1の衛星信号受信装置では、検出した衛星信号を追尾している際、受信環境が変化するなどして、衛星信号を見失ってしまった場合は、時刻情報や位置情報を取得できなくなるという問題がある。
本発明の目的は、ピーク電流を抑制し、かつ、情報の取得成功率を向上できる衛星信号受信装置、電子機器および衛星信号受信装置の制御方法を提供することにある。
本発明の衛星信号受信装置は、位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する受信部と、前記受信信号を記憶する受信信号記憶部と、前記受信信号および前記位置情報衛星に対応したコードの相関値を演算する相関演算処理部と、第一モードおよび第二モードを切り替えて設定するモード設定部と、前記受信部および前記相関演算処理部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一モードが設定された場合、前記受信部を動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を非動作状態として、前記受信部から出力された前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、所定期間分の前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させると、前記受信部を非動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号記憶部に記憶された前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、前記衛星信号を検出する検出処理を実行し、前記第二モードが設定された場合、前記受信部および前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、検出された前記衛星信号を追尾する追尾処理を実行し、追尾した前記衛星信号に基づいて情報を取得し、前記モード設定部は、受信処理が開始されると、前記第一モードを設定し、前記第一モードが設定されている場合、予め設定された第一条件に該当すると、前記第一モードに替えて前記第二モードを設定し、前記第二モードが設定されている場合、予め設定された第二条件に該当すると、前記第二モードに替えて前記第一モードを設定し、前記受信処理を継続させることを特徴とする。
本発明によれば、受信処理が開始されると、モード設定部は、第一モードを設定する。
第一モードが設定されると、制御部は、受信部を動作状態とし、かつ、相関演算処理部を非動作状態として、受信部から出力された受信信号を受信信号記憶部に記憶させる。
そして、制御部は、所定期間分の受信信号を受信信号記憶部に記憶させると、受信部を非動作状態とし、かつ、相関演算処理部を動作状態として、受信信号記憶部に記憶された受信信号およびコードの相関値を演算して、衛星信号を検出する検出処理を実行する。
そして、第一条件に該当すると、モード設定部は、第一モードに替えて第二モードを設定する。
第一条件としては、例えば、第二モードにおいて衛星信号を追尾する追尾処理を実行した場合に、情報の取得に成功できると判定できる条件が設定される。例えば、測位モードで受信処理が実行される場合は、第一条件は、衛星信号を3つ以上検出できたかなどである。
第一条件に該当して第二モードが設定された場合は、制御部は、受信部および相関演算処理部を動作状態として、受信信号およびコードの相関値を演算して、検出された衛星信号を追尾する追尾処理を実行する。そして、追尾した衛星信号に基づいて、時刻情報や位置情報である情報を取得する。
このとき、第二条件に該当すると、モード設定部は、第二モードに替えて第一モードを設定し、受信処理を継続させる。
第二条件としては、例えば、追尾処理を継続しても情報の取得に成功できないと判定できる条件が設定される。例えば、測位モードで受信処理が実行される場合は、第二条件は、追尾している衛星信号が3つ未満かなどである。
これによれば、例えば、測位モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に、追尾していた衛星信号を見失い、追尾している衛星信号が例えば2つになり、追尾処理を継続しても位置情報の取得に成功できない場合は、第一モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が3つ以上検出されると、再び第二モードを設定でき、位置情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
これによれば、第二モードが設定された後、第一モードが設定されることがない場合と比べて、情報の取得成功率を向上できる。
また、相関演算処理部が動作状態となり検出処理が実行される際は、受信部が非動作状態にあるため、受信部が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。
第一モードが設定されると、制御部は、受信部を動作状態とし、かつ、相関演算処理部を非動作状態として、受信部から出力された受信信号を受信信号記憶部に記憶させる。
そして、制御部は、所定期間分の受信信号を受信信号記憶部に記憶させると、受信部を非動作状態とし、かつ、相関演算処理部を動作状態として、受信信号記憶部に記憶された受信信号およびコードの相関値を演算して、衛星信号を検出する検出処理を実行する。
そして、第一条件に該当すると、モード設定部は、第一モードに替えて第二モードを設定する。
第一条件としては、例えば、第二モードにおいて衛星信号を追尾する追尾処理を実行した場合に、情報の取得に成功できると判定できる条件が設定される。例えば、測位モードで受信処理が実行される場合は、第一条件は、衛星信号を3つ以上検出できたかなどである。
第一条件に該当して第二モードが設定された場合は、制御部は、受信部および相関演算処理部を動作状態として、受信信号およびコードの相関値を演算して、検出された衛星信号を追尾する追尾処理を実行する。そして、追尾した衛星信号に基づいて、時刻情報や位置情報である情報を取得する。
このとき、第二条件に該当すると、モード設定部は、第二モードに替えて第一モードを設定し、受信処理を継続させる。
第二条件としては、例えば、追尾処理を継続しても情報の取得に成功できないと判定できる条件が設定される。例えば、測位モードで受信処理が実行される場合は、第二条件は、追尾している衛星信号が3つ未満かなどである。
これによれば、例えば、測位モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に、追尾していた衛星信号を見失い、追尾している衛星信号が例えば2つになり、追尾処理を継続しても位置情報の取得に成功できない場合は、第一モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が3つ以上検出されると、再び第二モードを設定でき、位置情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
これによれば、第二モードが設定された後、第一モードが設定されることがない場合と比べて、情報の取得成功率を向上できる。
また、相関演算処理部が動作状態となり検出処理が実行される際は、受信部が非動作状態にあるため、受信部が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記検出処理において、前記衛星信号が、前記情報の種類に応じて設定される第一所定数以上検出された場合、前記モード設定部は、前記第一条件に該当したと判定することが好ましい。
例えば、第一所定数は、測位モードで受信処理が実行される場合は、位置情報を取得可能な最小値である3つ以上に設定され、測時モードで受信処理が実行される場合は、時刻情報を取得可能な最小値である1つ以上に設定される。
本発明によれば、情報の取得に必要な数の衛星信号を検出できている場合にのみ、第二モードを設定でき、追尾処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が実行されることを抑制できる。
本発明によれば、情報の取得に必要な数の衛星信号を検出できている場合にのみ、第二モードを設定でき、追尾処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が実行されることを抑制できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記受信処理が開始された直後は、前記第一所定数を、前記情報を取得可能な最小値よりも多い数に設定し、前記受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、前記第一所定数を、前記最小値未満にはならない範囲で少なくする条件設定部を備えることが好ましい。
例えば、測位モードの場合、条件設定部は、受信処理が開始された直後は、第一所定数を例えば5つに設定する。これによれば、第一条件に該当して第二モードが設定され、追尾処理が実行されている場合、例えば、追尾していた衛星信号を2つまで見失ったとしても、位置情報の取得に成功できる。このため、第一所定数が前記最小値である3つに設定されている場合と比べて、追尾処理が実行された場合の情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、条件設定部は、第一所定数を、3つ未満にはならない範囲で少なくする。これによれば、衛星信号が少なくとも3つ検出されていれば、衛星信号の追尾処理が実行されるため、第一所定数を、例えば、5つのまま変更しない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、条件設定部は、第一所定数を、3つ未満にはならない範囲で少なくする。これによれば、衛星信号が少なくとも3つ検出されていれば、衛星信号の追尾処理が実行されるため、第一所定数を、例えば、5つのまま変更しない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記追尾処理において追尾されている前記衛星信号の数が、前記情報の種類に応じて設定される第二所定数未満の場合、前記モード設定部は、前記第二条件に該当したと判定することが好ましい。
例えば、第二所定数は、測位モードの場合は、位置情報を取得可能な最小値である3つに設定され、測時モードで受信処理が実行される場合は、時刻情報を取得可能な最小値である1つに設定される。
本発明によれば、追尾処理において情報の取得に必要な数の衛星信号を追尾できなくなった場合には、第一モードを設定でき、追尾処理を停止し、検出処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が継続されることを防止できる。
本発明によれば、追尾処理において情報の取得に必要な数の衛星信号を追尾できなくなった場合には、第一モードを設定でき、追尾処理を停止し、検出処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が継続されることを防止できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記制御部は、前記受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、追尾する前記衛星信号の数を多くすることが好ましい。
例えば、制御部は、第二モードが最初に設定された場合は、情報の取得に必要な最小の数の衛星信号を追尾する。このため、追尾処理にかかる消費電力を最小にできる。
また、受信処理を開始してからの経過時間が長くなるに従って、より多くの衛星信号を追尾できるため、情報の取得に成功し易くでき、情報の取得成功率を向上できる。
また、受信処理を開始してからの経過時間が長くなるに従って、より多くの衛星信号を追尾できるため、情報の取得に成功し易くでき、情報の取得成功率を向上できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記制御部は、前記検出処理による前記衛星信号の検出状態に応じて、前記所定期間を変更することが好ましい。
受信強度が弱い信号まで検出するには、受信強度が強い信号だけを検出する場合と比べて、検出処理の対象となる受信信号の長さを長くとる必要があり、前記所定期間を長くする必要がある。
本発明では、制御部は、例えば、受信処理が実行された直後は、前記所定期間を、受信強度が強い信号を検出可能な最小値に設定する。これによれば、前記所定期間を、受信強度が弱い信号まで検出可能な長さに設定する場合と比べて、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間を短縮できる。このため、受信処理が実行されてから、時間経過に伴い受信環境が変化することで、検出された衛星信号を追尾できなくなってしまう可能性を低減できる。
そして、検出処理により衛星信号が検出されなかった場合は、制御部は、前記所定期間を、受信強度が弱い信号まで検出可能な長さに設定する。これによれば、受信強度が弱い信号まで検出できるため、衛星信号を検出できる確率を向上できる。
本発明では、制御部は、例えば、受信処理が実行された直後は、前記所定期間を、受信強度が強い信号を検出可能な最小値に設定する。これによれば、前記所定期間を、受信強度が弱い信号まで検出可能な長さに設定する場合と比べて、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間を短縮できる。このため、受信処理が実行されてから、時間経過に伴い受信環境が変化することで、検出された衛星信号を追尾できなくなってしまう可能性を低減できる。
そして、検出処理により衛星信号が検出されなかった場合は、制御部は、前記所定期間を、受信強度が弱い信号まで検出可能な長さに設定する。これによれば、受信強度が弱い信号まで検出できるため、衛星信号を検出できる確率を向上できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記第二モードが設定された後に前記第一モードが設定された場合、前記第一モードが最初に設定された場合に対して、前記第一条件を、前記衛星信号に関する情報に基づいて変更する条件設定部を備えることが好ましい。
第二モードが設定された場合は、情報を取得する処理を実行するなかで、情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミングなどの衛星信号に関する情報を取得できる。このため、第二モードが設定された後に第一モードが設定された場合は、第一モードが最初に設定された場合に対して、第一条件を衛星信号に関する情報に基づいて変更することで、第一条件を受信状況に応じた条件に設定できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記モード設定部は、前記情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミングではない場合、前記第二条件に該当したと判定することが好ましい。
衛星信号では、情報の取得に必要なデータが送信されるタイミングは決まっている。例えば、GPSの場合、位置情報の取得に必要な衛星軌道情報が送信されるタイミングは、航法メッセージにおけるサブフレーム1〜3の送信タイミングである。
本発明によれば、前記データを受信可能なタイミングではない場合、第一モードを設定できるため、追尾処理を実行しても情報の取得に成功できない時間を利用して、検出処理を実行でき、検出処理を効率的に実行できる。
本発明によれば、前記データを受信可能なタイミングではない場合、第一モードを設定できるため、追尾処理を実行しても情報の取得に成功できない時間を利用して、検出処理を実行でき、検出処理を効率的に実行できる。
本発明の電子機器は、上記衛星信号受信装置を備えることを特徴とする。
本発明の電子機器においても、上記衛星信号受信装置の発明と同様の作用効果を得ることができる。
本発明の電子機器においても、上記衛星信号受信装置の発明と同様の作用効果を得ることができる。
本発明は、位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する受信部と、前記受信信号を記憶する受信信号記憶部と、前記受信信号および前記位置情報衛星に対応したコードの相関値を演算する相関演算処理部と、を備える衛星信号受信装置の制御方法であって、受信処理が開始されると、第一モードを設定し、前記受信部を動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を非動作状態として、前記受信部から出力された前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、所定期間分の前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させると、前記受信部を非動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号記憶部に記憶された前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、前記衛星信号を検出する検出処理を実行するステップと、前記第一モードが設定されている場合、予め設定された第一条件に該当すると、前記第一モードに替えて第二モードを設定し、前記受信部および前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、検出された前記衛星信号を追尾する追尾処理を実行し、追尾した前記衛星信号に基づいて情報を取得するステップと、前記第二モードが設定されている場合、予め設定された第二条件に該当すると、前記第二モードに替えて前記第一モードを設定し、前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、前記検出処理を実行するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明の衛星信号受信装置の制御方法においても、上記衛星信号受信装置の発明と同様の作用効果を得ることができる。
本発明の衛星信号受信装置の制御方法においても、上記衛星信号受信装置の発明と同様の作用効果を得ることができる。
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態の電子時計1を示す概略図である。
電子機器としての電子時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星100のうち、少なくとも1つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して時刻情報を取得し、少なくとも3つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して位置情報を算出して取得するように構成されている。なお、GPS衛星100は、位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約30個のGPS衛星100が周回している。
[第1実施形態]
図1は、本実施形態の電子時計1を示す概略図である。
電子機器としての電子時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星100のうち、少なくとも1つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して時刻情報を取得し、少なくとも3つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して位置情報を算出して取得するように構成されている。なお、GPS衛星100は、位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約30個のGPS衛星100が周回している。
[電子時計の概略構成]
図2は、電子時計1の正面図であり、図3は、電子時計1の概略を示す断面図である。
電子時計1は、図2および図3に示すように、外装ケース30と、カバーガラス33と、裏蓋34とを備えている。外装ケース30は、金属で形成された円筒状のケース31に、セラミックで形成されたベゼル32が嵌合されて構成されている。このベゼル32の内周側に、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング35を介して、円盤状の文字板11が時刻表示部分として配置されている。
外装ケース30の側面には、文字板11の中心より、2時方向の位置にAボタン2と、4時方向の位置にBボタン3と、3時方向の位置にリューズ4とが設けられている。
図2は、電子時計1の正面図であり、図3は、電子時計1の概略を示す断面図である。
電子時計1は、図2および図3に示すように、外装ケース30と、カバーガラス33と、裏蓋34とを備えている。外装ケース30は、金属で形成された円筒状のケース31に、セラミックで形成されたベゼル32が嵌合されて構成されている。このベゼル32の内周側に、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング35を介して、円盤状の文字板11が時刻表示部分として配置されている。
外装ケース30の側面には、文字板11の中心より、2時方向の位置にAボタン2と、4時方向の位置にBボタン3と、3時方向の位置にリューズ4とが設けられている。
電子時計1は、図3に示すように、金属製のケース31の二つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル32を介してカバーガラス33で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋34で塞がれている。
外装ケース30の内側には、ベゼル32の内周に取り付けられているダイヤルリング35と、光透過性の文字板11と、指針21〜28と、カレンダー車20と、各指針21〜28およびカレンダー車20を駆動する駆動機構140などが備えられている。
外装ケース30の内側には、ベゼル32の内周に取り付けられているダイヤルリング35と、光透過性の文字板11と、指針21〜28と、カレンダー車20と、各指針21〜28およびカレンダー車20を駆動する駆動機構140などが備えられている。
ダイヤルリング35は、外周端が、ベゼル32の内周面に接触しているとともに、一面がカバーガラス33と並行している平板部分と、内周端が文字板11に接触するように、文字板11側へ傾斜した傾斜部分を備えている。ダイヤルリング35は、平面視においてはリング形状となっており、断面視においてはすり鉢形状となっている。ダイヤルリング35の平板部分と、傾斜部分と、ベゼル32の内周面とによりドーナツ形状の収納空間が形成されており、この収納空間内には、リング状のアンテナ体110が収納されている。
文字板11は、外装ケース30の内側で時刻を表示する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス33との間に指針21〜28などを備え、ダイヤルリング35の内側に配置されている。
文字板11と、駆動機構140が取り付けられている地板125との間には、光発電を行うソーラーセル135が備えられている。ソーラーセル135は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の光発電素子を直列接続した円形の平板である。文字板11、ソーラーセル135、地板125には、指針21〜23の指針軸29と、指針24〜28の図示しない指針軸とが貫通する穴が形成されている。また、文字板11およびソーラーセル135には、カレンダー小窓15の開口部が形成されている。
文字板11と、駆動機構140が取り付けられている地板125との間には、光発電を行うソーラーセル135が備えられている。ソーラーセル135は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数の光発電素子を直列接続した円形の平板である。文字板11、ソーラーセル135、地板125には、指針21〜23の指針軸29と、指針24〜28の図示しない指針軸とが貫通する穴が形成されている。また、文字板11およびソーラーセル135には、カレンダー小窓15の開口部が形成されている。
駆動機構140は、地板125に取り付けられ、回路基板120で裏面側から覆われている。駆動機構140は、ステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針軸29等を回転させることにより各指針を駆動する。
駆動機構140は、具体的には、第1〜第6駆動機構を備える。第1駆動機構は指針22および指針23を駆動し、第2駆動機構は指針21を駆動し、第3駆動機構は指針24を駆動し、第4駆動機構は指針25を駆動し、第5駆動機構は指針26〜28を駆動し、第6駆動機構はカレンダー車20を駆動する。
駆動機構140は、具体的には、第1〜第6駆動機構を備える。第1駆動機構は指針22および指針23を駆動し、第2駆動機構は指針21を駆動し、第3駆動機構は指針24を駆動し、第4駆動機構は指針25を駆動し、第5駆動機構は指針26〜28を駆動し、第6駆動機構はカレンダー車20を駆動する。
回路基板120は、GPS受信回路45、制御回路50、記憶装置60を備えている。また、この回路基板120とアンテナ体110とは、アンテナ接続ピン115を用い接続されている。GPS受信回路45、制御回路50、記憶装置60が設けられた回路基板120の裏蓋34側には、これらの回路部品を覆うための回路押さえ122が設けられている。また、リチウムイオン電池などの二次電池130が、地板125と裏蓋34との間に設けられている。二次電池130は、ソーラーセル135が発電した電力で充電される。
[電子時計の表示機構]
文字板11の外周部を囲むダイヤルリング35の内周側には、図2に示すように、内周を60分割にする目盛が表記されている。この目盛を用いて、指針21は通常時に第1時刻の「秒」を表示し、指針22は第1時刻の「分」を表示し、指針23は第1時刻の「時」を表示する。なお、第1時刻の「秒」は、後述する第2時刻の「秒」と同じため、ユーザーは、指針21を確認することで、第2時刻の「秒」も把握できる。
また、ダイヤルリング35には、12分位置にアルファベットの「Y」と、18分位置にアルファベットの「N」の英字が表記されている。この英字は、GPS衛星100から受信した衛星信号に基づく各種情報の受信(取得)結果(Y:受信(取得)成功、N:受信(取得)失敗)を示す。指針21は、「Y」および「N」のいずれか一方を指示し、衛星信号の受信結果を表示する。なお、受信結果の表示は、Aボタン2を3秒未満押すことで行われる。
文字板11の外周部を囲むダイヤルリング35の内周側には、図2に示すように、内周を60分割にする目盛が表記されている。この目盛を用いて、指針21は通常時に第1時刻の「秒」を表示し、指針22は第1時刻の「分」を表示し、指針23は第1時刻の「時」を表示する。なお、第1時刻の「秒」は、後述する第2時刻の「秒」と同じため、ユーザーは、指針21を確認することで、第2時刻の「秒」も把握できる。
また、ダイヤルリング35には、12分位置にアルファベットの「Y」と、18分位置にアルファベットの「N」の英字が表記されている。この英字は、GPS衛星100から受信した衛星信号に基づく各種情報の受信(取得)結果(Y:受信(取得)成功、N:受信(取得)失敗)を示す。指針21は、「Y」および「N」のいずれか一方を指示し、衛星信号の受信結果を表示する。なお、受信結果の表示は、Aボタン2を3秒未満押すことで行われる。
指針24は、文字板11の中心から2時方向の位置に設けられている。指針24の回転領域の外周には、七曜を示す、「S」、「M」、「T」、「W」、「T」、「F」、「S」の英字が表記されている。指針24は、「S」〜「S」のいずれかを指示することで曜日を表示する。
指針25は、文字板11の中心から10時方向の位置に設けられている。以下、指針25の回転領域の外周の表記について説明するが、「n時方向」(nは任意の自然数)とあるのは、指針25の指針軸から回転領域の外周をみたときの方向である。
指針25の回転領域の6時方向から7時方向の範囲の外周には、「DST」の英字と「○」の記号が表記されている。DST(daylight saving time)は夏時間を意味する。指針25は、これらの英字と記号を指示することで、夏時間(DST:夏時間ON、○:夏時間OFF)の設定を表示する。
指針25の回転領域の6時方向から7時方向の範囲の外周には、「DST」の英字と「○」の記号が表記されている。DST(daylight saving time)は夏時間を意味する。指針25は、これらの英字と記号を指示することで、夏時間(DST:夏時間ON、○:夏時間OFF)の設定を表示する。
指針25の回転領域の8時方向から9時方向までの範囲の外周には、円周に沿って、9時方向の基端が太く、8時方向の先端が細い三日月鎌状の記号12が表記されている。この記号12は二次電池130(図3参照)のパワーインジケーターであり、電池残量に応じた位置を指針25が指示することで電池残量が表示される。なお、指針25は、通常時、記号12を指示している。
指針25の回転領域の10時方向の外周には、飛行機形状の記号13が表記されている。この記号は、機内モードを表す。航空機の離着陸時は、航空法によって衛星信号の受信が禁止されている。指針25は、記号13を指示することで、機内モードに設定され、受信が行われないことを表示する。
指針25の回転領域の11時方向から12時方向までの範囲の外周には、「1」の数字と「4+」の記号が表記されている。これらの数字と記号は、衛星信号の受信モードを表す。「1」は時刻情報を受信し内部時刻が修正されること(測時モード)を、「4+」は時刻情報と軌道情報とを受信し、現在位置である位置情報を算出し、内部時刻と後述するタイムゾーンデータとが修正されること(測位モード)を意味する。
指針26,27は、文字板11の中心から6時方向の位置に設けられている。指針26は、第2時刻の「分」を表示し、指針27は、第2時刻の「時」を表示する。
指針28は、文字板11の中心から4時方向の位置に設けられ、第2時刻の午前および午後を表示する。
カレンダー小窓15は、文字板11を矩形状に開口した開口部に設けられており、開口部からカレンダー車20に印刷された数字が視認可能となっている。この数字は、年月日の「日」を表す。
指針28は、文字板11の中心から4時方向の位置に設けられ、第2時刻の午前および午後を表示する。
カレンダー小窓15は、文字板11を矩形状に開口した開口部に設けられており、開口部からカレンダー車20に印刷された数字が視認可能となっている。この数字は、年月日の「日」を表す。
またダイヤルリング35には、内周側の目盛に沿って、協定世界時(UTC)との時差を表す時差情報37が、数字と数字以外の記号とで表記されている。数字の時差情報37は整数の時差であり、記号の時差情報37は整数以外の時差であることを表している。指針21〜23で表示された第1時刻と、UTCとの時差は、Bボタン3を押すことにより指針21が指し示す時差情報37で確認することができる。
また、ダイヤルリング35の周囲に設けられているベゼル32には、ダイヤルリング35に表記されている時差情報37の時差に対応した標準時を使用しているタイムゾーンの代表都市名を表す都市情報36が、時差情報37に併記されている。
また、ダイヤルリング35の周囲に設けられているベゼル32には、ダイヤルリング35に表記されている時差情報37の時差に対応した標準時を使用しているタイムゾーンの代表都市名を表す都市情報36が、時差情報37に併記されている。
[電子時計の回路構成]
図4は、電子時計1の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、電子時計1は、ソーラーセル135と、充電回路131と、二次電池130と、GPS受信回路45と、計時装置46と、記憶装置60と、入力装置47と、制御回路50と、駆動機構140と、表示装置141とを備える。
充電回路131は、ソーラーセル135で発生した電力を二次電池130に供給し、二次電池130を充電する。
図4は、電子時計1の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、電子時計1は、ソーラーセル135と、充電回路131と、二次電池130と、GPS受信回路45と、計時装置46と、記憶装置60と、入力装置47と、制御回路50と、駆動機構140と、表示装置141とを備える。
充電回路131は、ソーラーセル135で発生した電力を二次電池130に供給し、二次電池130を充電する。
衛星信号受信装置としてのGPS受信回路45は、アンテナ体110に接続され、アンテナ体110を介して受信した衛星信号を処理して時刻情報や位置情報を取得する。
なお、GPS受信回路45の詳細については後述する。
なお、GPS受信回路45の詳細については後述する。
入力装置47は、図2に示すAボタン2、Bボタン3、リューズ4を備えて構成され、各ボタン2,3の押し離しや、リューズ4の引き出し、押し込みに基づいて、各種処理の実行を指示する操作を検出し、検出した操作に応じた操作信号を制御回路50に出力する。
表示装置141は、図2に示す文字板11、ダイヤルリング35、ベゼル32、指針21〜28、カレンダー車20を備えて構成される。
計時装置46は、二次電池130に蓄積された電力で駆動される水晶振動子等を備え、水晶振動子の発振信号に基づく基準信号を用いて時刻データを更新する。
計時装置46は、二次電池130に蓄積された電力で駆動される水晶振動子等を備え、水晶振動子の発振信号に基づく基準信号を用いて時刻データを更新する。
記憶装置60は、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)で構成され、図5に示すように、時刻データ記憶部610と、タイムゾーンデータ記憶部620とを備えている。
時刻データ記憶部610には、受信時刻データ611と、閏秒更新データ612と、内部時刻データ613と、第1表示用時刻データ614と、第2表示用時刻データ615と、第1タイムゾーンデータ616と、第2タイムゾーンデータ617とが記憶される。
受信時刻データ611には、衛星信号から取得した時刻情報(GPS時刻)が記憶される。この受信時刻データ611は、通常は計時装置46によって1秒毎に更新され、衛星信号を受信した際には、取得した時刻情報(GPS時刻)が記憶される。
閏秒更新データ612には、少なくとも現在の閏秒のデータが記憶される。すなわち、衛星信号のサブフレーム4、ページ18には、閏秒に関するデータとして、「現在の閏秒」、「閏秒の更新週」、「閏秒の更新日」、「更新後の閏秒」の各データが含まれる。このうち、本実施形態では、少なくとも「現在の閏秒」のデータを、閏秒更新データ612に記憶している。
時刻データ記憶部610には、受信時刻データ611と、閏秒更新データ612と、内部時刻データ613と、第1表示用時刻データ614と、第2表示用時刻データ615と、第1タイムゾーンデータ616と、第2タイムゾーンデータ617とが記憶される。
受信時刻データ611には、衛星信号から取得した時刻情報(GPS時刻)が記憶される。この受信時刻データ611は、通常は計時装置46によって1秒毎に更新され、衛星信号を受信した際には、取得した時刻情報(GPS時刻)が記憶される。
閏秒更新データ612には、少なくとも現在の閏秒のデータが記憶される。すなわち、衛星信号のサブフレーム4、ページ18には、閏秒に関するデータとして、「現在の閏秒」、「閏秒の更新週」、「閏秒の更新日」、「更新後の閏秒」の各データが含まれる。このうち、本実施形態では、少なくとも「現在の閏秒」のデータを、閏秒更新データ612に記憶している。
内部時刻データ613には、内部時刻情報が記憶される。この内部時刻情報は、受信時刻データ611に記憶されたGPS時刻と、閏秒更新データ612に記憶している「現在の閏秒」とによって更新される。すなわち、内部時刻データ613には、UTC(協定世界時)が記憶されることになる。受信時刻データ611が計時装置46で更新される際に、この内部時刻情報も更新される。
第1表示用時刻データ614には、内部時刻データ613の内部時刻情報に、第1タイムゾーンデータ616のタイムゾーンデータ(時差情報)を加味した時刻情報が記憶される。第1タイムゾーンデータ616は、ユーザーが手動で選択した場合や測位モードで受信した場合に得られるタイムゾーンデータで設定される。ここで、第1表示用時刻データ614の時刻情報は、指針21〜23によって表示される第1時刻に相当する。
第2表示用時刻データ615には、内部時刻データ613の内部時刻情報に、第2タイムゾーンデータ617のタイムゾーンデータを加味した時刻情報が記憶される。第2タイムゾーンデータ617は、ユーザーが手動で選択した場合に得られるタイムゾーンデータで設定される。ここで、第2表示用時刻データ615の時刻情報は、指針21,26〜28によって表示される第2時刻に相当する。
第2表示用時刻データ615には、内部時刻データ613の内部時刻情報に、第2タイムゾーンデータ617のタイムゾーンデータを加味した時刻情報が記憶される。第2タイムゾーンデータ617は、ユーザーが手動で選択した場合に得られるタイムゾーンデータで設定される。ここで、第2表示用時刻データ615の時刻情報は、指針21,26〜28によって表示される第2時刻に相当する。
タイムゾーンデータ記憶部620は、位置情報とタイムゾーンデータ(時差情報)とを関連付けて記憶している。このため、測位モードで位置情報を取得した場合、制御回路50は、その位置情報に基づいてタイムゾーンデータを取得できるようにされている。
なお、タイムゾーンデータ記憶部620は、さらに、都市名とタイムゾーンデータとを関連付けて記憶している。したがって、ユーザーがリューズ4の操作によって、現地時刻を知りたい都市名を選択すると、制御回路50は、タイムゾーンデータ記憶部620に対してユーザーが設定した都市名を検索し、その都市名に対応するタイムゾーンデータを取得して、第1タイムゾーンデータ616、または、第2タイムゾーンデータ617に設定する。
制御回路50は、電子時計1を制御するCPUで構成されている。制御回路50は、記憶装置60に格納された各種プログラムを実行することで、受信制御部51、タイムゾーン設定部52、時刻修正部53、表示制御部54として機能する。
受信制御部51は、受信を実行する条件である受信条件に該当すると、GPS受信回路45を作動し、測時モードでの受信処理を実行させる。受信制御部51は、例えば、予め設定された時刻に該当すると、受信条件に該当したと判定し、GPS受信回路45を作動する。
また、受信制御部51は、入力装置47の出力信号に基づいて、Aボタン2が3秒以上6秒未満押されたことを検出すると、GPS受信回路45を作動し、測時モードでの受信処理を実行させる。また、Aボタン2が6秒以上押されたことを検出すると、GPS受信回路45を作動し、測位モードでの受信処理を実行させる。
詳しくは後述するが、測時モードでの受信処理が実行されると、GPS受信回路45は、少なくとも1つのGPS衛星100を捕捉し、そのGPS衛星100から送信される衛星信号を受信して時刻情報を取得する。
測位モードでの受信処理が実行されると、GPS受信回路45は、少なくとも3個、好ましくは4個以上のGPS衛星100を捕捉し、各GPS衛星100から送信される衛星信号を受信して位置情報を算出して取得する。また、GPS受信回路45は、衛星信号を受信した際に時刻情報も同時に取得できる。
また、受信制御部51は、入力装置47の出力信号に基づいて、Aボタン2が3秒以上6秒未満押されたことを検出すると、GPS受信回路45を作動し、測時モードでの受信処理を実行させる。また、Aボタン2が6秒以上押されたことを検出すると、GPS受信回路45を作動し、測位モードでの受信処理を実行させる。
詳しくは後述するが、測時モードでの受信処理が実行されると、GPS受信回路45は、少なくとも1つのGPS衛星100を捕捉し、そのGPS衛星100から送信される衛星信号を受信して時刻情報を取得する。
測位モードでの受信処理が実行されると、GPS受信回路45は、少なくとも3個、好ましくは4個以上のGPS衛星100を捕捉し、各GPS衛星100から送信される衛星信号を受信して位置情報を算出して取得する。また、GPS受信回路45は、衛星信号を受信した際に時刻情報も同時に取得できる。
タイムゾーン設定部52は、測位モードでの受信処理で位置情報の取得に成功した場合、取得された位置情報に基づいてタイムゾーンデータを設定する。具体的には、タイムゾーンデータ記憶部620から位置情報に対応するタイムゾーンデータを選択して取得し、第1タイムゾーンデータ616に記憶させる。
例えば、日本標準時(JST)は、UTCに対して9時間進めた時刻(UTC+9)であるため、取得した位置情報が日本である場合には、タイムゾーン設定部52は、タイムゾーンデータ記憶部620から日本標準時の時差情報(+9時間)を読み出して第1タイムゾーンデータ616に記憶する。
また、タイムゾーン設定部52は、入力装置47の操作により、時差情報37または都市情報36のいずれかが選択された場合、選択された時差情報37または都市情報36に対応するタイムゾーンデータを、第1タイムゾーンデータ616または第2タイムゾーンデータ617に記憶させる。
例えば、日本標準時(JST)は、UTCに対して9時間進めた時刻(UTC+9)であるため、取得した位置情報が日本である場合には、タイムゾーン設定部52は、タイムゾーンデータ記憶部620から日本標準時の時差情報(+9時間)を読み出して第1タイムゾーンデータ616に記憶する。
また、タイムゾーン設定部52は、入力装置47の操作により、時差情報37または都市情報36のいずれかが選択された場合、選択された時差情報37または都市情報36に対応するタイムゾーンデータを、第1タイムゾーンデータ616または第2タイムゾーンデータ617に記憶させる。
時刻修正部53は、測時モードや測位モードでの受信処理で時刻情報の取得に成功した場合、取得された時刻情報を受信時刻データ611に記憶する。これにより、内部時刻データ613、第1表示用時刻データ614、第2表示用時刻データ615が修正される。
また、時刻修正部53は、第1表示用時刻データ614を、第1タイムゾーンデータ616を用いて修正し、第2表示用時刻データ615を、第2タイムゾーンデータ617を用いて修正する。このため、第1表示用時刻データ614および第2表示用時刻データ615は、UTCである内部時刻データ613に各タイムゾーンデータを加算した時刻となる。
また、時刻修正部53は、第1表示用時刻データ614を、第1タイムゾーンデータ616を用いて修正し、第2表示用時刻データ615を、第2タイムゾーンデータ617を用いて修正する。このため、第1表示用時刻データ614および第2表示用時刻データ615は、UTCである内部時刻データ613に各タイムゾーンデータを加算した時刻となる。
表示制御部54は、第1表示用時刻データ614の時刻情報を、駆動機構140を制御して指針21〜23に表示させ、第2表示用時刻データ615の時刻情報を、駆動機構140を制御して指針26〜28に表示させる。
[航法メッセージ]
ここで、GPS衛星100から送信される衛星信号である航法メッセージについて説明する。なお、航法メッセージは、50bpsのデータとして衛星の電波に変調されている。
図6〜図8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6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100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100から30秒で送信される。
ここで、GPS衛星100から送信される衛星信号である航法メッセージについて説明する。なお、航法メッセージは、50bpsのデータとして衛星の電波に変調されている。
図6〜図8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6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100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100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:week number)や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り、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ー(各GPS衛星100の詳細な軌道報)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ー(全GPS衛星100の概略軌道情報)が含まれている。
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り、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ー(各GPS衛星100の詳細な軌道報)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ー(全GPS衛星100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ワード(ワード1とも称す)と、30ビットのHOW(hand over word)データが格納されたHOWワード(ワード2とも称す)が含まれている。
したがって、TLMワードやHOWワードは、GPS衛星100から6秒間隔で送信されるのに対し、週番号データや衛星補正データ、エフェメリスパラメーター、アルマナックパラメーターは30秒間隔で送信される。
図7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8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GPS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る。この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GPS時刻情報を示す。
したがって、電子時計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TLMワード、HOWワード(Zカウントデータ)を取得することで、日付情報および時刻情報を取得することができる。ただし、電子時計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100の現在の週番号データを得ることができる。
したがって、電子時計1は、リセット後や電源投入時のように、内部に週番号データ(日付情報)を記憶していない場合のみ、サブフレーム1の週番号データを取得すれば良い。そして、週番号データを記憶している場合は、電子時計1は、TLMワードおよびHOWワードを取得すれば、現在時刻が分かるようになっている。
したがって、電子時計1は、リセット後や電源投入時のように、内部に週番号データ(日付情報)を記憶していない場合のみ、サブフレーム1の週番号データを取得すれば良い。そして、週番号データを記憶している場合は、電子時計1は、TLMワードおよびHOWワードを取得すれば、現在時刻が分かるようになっている。
[GPS受信回路の構成]
図9は、GPS受信回路45の回路構成を示すブロック図である。
図9に示すように、GPS受信回路45は、RF受信部70と、ベースバンド処理部80とを備えている。
図9は、GPS受信回路45の回路構成を示すブロック図である。
図9に示すように、GPS受信回路45は、RF受信部70と、ベースバンド処理部80とを備えている。
[RF受信部]
受信部としてのRF受信部70は、アンテナ体110を用いて、衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する。RF受信部70は、具体的には、受信信号を増幅する増幅回路(LNA)や、受信信号から衛星信号の周波数帯以外の信号成分を除去するバンドパスフィルター(BPF)や、局部発振信号を混合させて受信信号を中間周波数帯の信号に変換するミキサー回路などを備えて構成されている。
受信部としてのRF受信部70は、アンテナ体110を用いて、衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する。RF受信部70は、具体的には、受信信号を増幅する増幅回路(LNA)や、受信信号から衛星信号の周波数帯以外の信号成分を除去するバンドパスフィルター(BPF)や、局部発振信号を混合させて受信信号を中間周波数帯の信号に変換するミキサー回路などを備えて構成されている。
[ベースバンド処理部]
ベースバンド処理部80は、サンプリング部81と、サンプルメモリー部82と、レプリカコード生成部83と、相関演算処理部84と、ベースバンド制御部85とを備えている。
サンプリング部81は、アナログ・デジタル変換器(ADC)などを備えて構成され、RF受信部70から出力された受信信号を、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換して出力する。
受信信号記憶部としてのサンプルメモリー部82には、サンプリング部81から出力された受信信号が蓄積(記憶)される。なお、サンプルメモリー部82は、蓄積可能な受信信号のサイズ(蓄積サイズ)を変更可能に構成されている。
レプリカコード生成部83は、ベースバンド制御部85によって指定されたGPS衛星100に対応するPRNコード(C/Aコード)のレプリカを生成する。
相関演算処理部84は、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号と、レプリカコード生成部83が生成したレプリカコード(コードとも称す)との相関値を演算する相関処理を実行する。
ベースバンド処理部80は、サンプリング部81と、サンプルメモリー部82と、レプリカコード生成部83と、相関演算処理部84と、ベースバンド制御部85とを備えている。
サンプリング部81は、アナログ・デジタル変換器(ADC)などを備えて構成され、RF受信部70から出力された受信信号を、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換して出力する。
受信信号記憶部としてのサンプルメモリー部82には、サンプリング部81から出力された受信信号が蓄積(記憶)される。なお、サンプルメモリー部82は、蓄積可能な受信信号のサイズ(蓄積サイズ)を変更可能に構成されている。
レプリカコード生成部83は、ベースバンド制御部85によって指定されたGPS衛星100に対応するPRNコード(C/Aコード)のレプリカを生成する。
相関演算処理部84は、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号と、レプリカコード生成部83が生成したレプリカコード(コードとも称す)との相関値を演算する相関処理を実行する。
ベースバンド制御部85は、衛星信号検出部851と、衛星信号追尾部852と、デコード部853と、情報取得部854と、モード設定部855と、条件設定部856とを備えている。
ここで、衛星信号検出部851、衛星信号追尾部852、デコード部853、情報取得部854は、制御部86を構成する。
ここで、衛星信号検出部851、衛星信号追尾部852、デコード部853、情報取得部854は、制御部86を構成する。
衛星信号検出部851は、RF受信部70、サンプリング部81、サンプルメモリー部82を制御して、電波を受信させ、受信信号をサンプルメモリー部82に記憶させる。
さらに、レプリカコード生成部83、相関演算処理部84を制御して、レプリカコードを生成し、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、衛星信号を検出する検出処理を実行する。
ここで、衛星信号検出部851は、上記処理を、RF受信部70および相関演算処理部84を切り替えて動作させることで実行する。
さらに、レプリカコード生成部83、相関演算処理部84を制御して、レプリカコードを生成し、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、衛星信号を検出する検出処理を実行する。
ここで、衛星信号検出部851は、上記処理を、RF受信部70および相関演算処理部84を切り替えて動作させることで実行する。
衛星信号追尾部852は、RF受信部70、サンプリング部81、サンプルメモリー部82、レプリカコード生成部83、相関演算処理部84を制御して、次の処理を行う。すなわち、電波を受信させ、受信信号をサンプルメモリー部82に記憶させる。そして、レプリカコードを生成し、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、検出処理によって検出された衛星信号を追尾する追尾処理(トラッキング)を実行する。
ここで、衛星信号追尾部852は、上記処理を、RF受信部70および相関演算処理部84を同時に両方動作させることで実行する。
なお、位置情報を取得するには、衛星毎に衛星信号を最低3フレーム分(18秒)受信することが必要である。サンプルメモリー部82における受信信号の蓄積サイズに制限がなければ、RF受信部70を動作状態とすることなく、サンプルメモリー部82に蓄積された受信信号を用いて追尾処理を実行することもできる。しかしながら、現実的には、サンプルメモリー部82の消費電力やフットプリントやコストなどを考慮した場合、蓄積サイズは最大でも1秒の受信信号を蓄積可能なサイズにしかできないため、RF受信部70および相関演算処理部84を両方動作させて追尾処理を実行する。
ここで、衛星信号追尾部852は、上記処理を、RF受信部70および相関演算処理部84を同時に両方動作させることで実行する。
なお、位置情報を取得するには、衛星毎に衛星信号を最低3フレーム分(18秒)受信することが必要である。サンプルメモリー部82における受信信号の蓄積サイズに制限がなければ、RF受信部70を動作状態とすることなく、サンプルメモリー部82に蓄積された受信信号を用いて追尾処理を実行することもできる。しかしながら、現実的には、サンプルメモリー部82の消費電力やフットプリントやコストなどを考慮した場合、蓄積サイズは最大でも1秒の受信信号を蓄積可能なサイズにしかできないため、RF受信部70および相関演算処理部84を両方動作させて追尾処理を実行する。
デコード部853は、追尾されている衛星信号をデコードする。
情報取得部854は、デコードされたデータに基づいて、時刻情報を計算して取得する。また、当該データに基づいて、位置情報を計算して取得する。
情報取得部854は、デコードされたデータに基づいて、時刻情報を計算して取得する。また、当該データに基づいて、位置情報を計算して取得する。
モード設定部855は、詳しくは後述するが、独立動作モード(第一モード)および並列動作モード(第二モード)を切り替えて設定する。独立動作モードは、衛星信号検出部851を動作させるモードであり、並列動作モードは、衛星信号追尾部852を動作させるモードである。
モード設定部855は、独立動作モードが設定されている場合、第一条件としての独立並列移行条件に該当すると、独立動作モードに替えて並列動作モードを設定し、並列動作モードが設定されている場合、第二条件としての並列独立移行条件に該当すると、並列動作モードに替えて独立動作モードを設定する。
条件設定部856は、第一条件および第二条件を設定する。
モード設定部855は、独立動作モードが設定されている場合、第一条件としての独立並列移行条件に該当すると、独立動作モードに替えて並列動作モードを設定し、並列動作モードが設定されている場合、第二条件としての並列独立移行条件に該当すると、並列動作モードに替えて独立動作モードを設定する。
条件設定部856は、第一条件および第二条件を設定する。
[受信処理]
次に、GPS受信回路45が実行する受信処理(測定処理)について、図10〜図14のフローチャートを用いて説明する。
GPS受信回路45は、制御回路50からの命令に従って、受信処理を実行する。なお、受信処理が実行される前は、少なくともRF受信部70および相関演算処理部84は、非動作状態とされている。
受信処理が実行されると、モード設定部855は、独立動作モードを設定する。
次に、GPS受信回路45が実行する受信処理(測定処理)について、図10〜図14のフローチャートを用いて説明する。
GPS受信回路45は、制御回路50からの命令に従って、受信処理を実行する。なお、受信処理が実行される前は、少なくともRF受信部70および相関演算処理部84は、非動作状態とされている。
受信処理が実行されると、モード設定部855は、独立動作モードを設定する。
また、制御部86は、サンプルメモリー部82における上記蓄積サイズを設定する蓄積サイズ設定処理S30を実行する。
ここで、蓄積サイズを設定することで、受信信号をサンプルメモリー部82に蓄積させる蓄積時間を設定できる。
蓄積時間が長いほど、後述する衛星信号の検出処理において、信号を重ね合せる積算処理を長い時間実行できるため、受信強度が弱い信号まで検出できる。すなわち、検出処理における感度性能を向上したい場合は、蓄積時間を長めに設定する。
本実施形態では、検出処理において、最初は受信強度が強い信号のみを検出し、その後、衛星信号が検出されない場合は、衛星信号を検出し易くするため、検出対象とする信号の受信強度の下限値を、段階的に低くしていく。これに対応して、蓄積時間も、段階的に長くしていく。ここで、受信強度が強い信号を検出する場合は、蓄積時間を長くしても信号を検出できるが、この場合、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間が長くなり、信号検出の応答性が悪くなるため、本実施形態では、蓄積時間を短く設定している。
ここで、蓄積サイズを設定することで、受信信号をサンプルメモリー部82に蓄積させる蓄積時間を設定できる。
蓄積時間が長いほど、後述する衛星信号の検出処理において、信号を重ね合せる積算処理を長い時間実行できるため、受信強度が弱い信号まで検出できる。すなわち、検出処理における感度性能を向上したい場合は、蓄積時間を長めに設定する。
本実施形態では、検出処理において、最初は受信強度が強い信号のみを検出し、その後、衛星信号が検出されない場合は、衛星信号を検出し易くするため、検出対象とする信号の受信強度の下限値を、段階的に低くしていく。これに対応して、蓄積時間も、段階的に長くしていく。ここで、受信強度が強い信号を検出する場合は、蓄積時間を長くしても信号を検出できるが、この場合、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間が長くなり、信号検出の応答性が悪くなるため、本実施形態では、蓄積時間を短く設定している。
図11は、蓄積サイズ設定処理S30を示すフローチャートである。
蓄積サイズ設定処理S30が開始されると、制御部86は、サンプルメモリー部82を初期化してデータを削除し、蓄積サイズを初期値に設定する(S31)。初期値には、後述する衛星信号の検出処理において、受信強度が強い信号を検出可能な最小値が設定されている。
蓄積サイズ設定処理S30が開始されると、制御部86は、サンプルメモリー部82を初期化してデータを削除し、蓄積サイズを初期値に設定する(S31)。初期値には、後述する衛星信号の検出処理において、受信強度が強い信号を検出可能な最小値が設定されている。
次に、制御部86は、受信処理(測定処理)が開始された直後か否かを判定する(S32)。最初は、S32でYesと判定される。S32でYesと判定された場合、制御部86は、蓄積サイズ設定処理S30を終了する。すなわち、受信処理が開始された直後は、蓄積サイズは初期値に設定される。
一方、蓄積サイズ設定処理S30が2回目以降に実行された場合、S32でNoと判定される。S32でNoと判定された場合、制御部86は、前回の衛星信号の検出処理における衛星信号の検出状況を確認し(S33)、衛星信号を検出できたか否かを判定する(S34)。
S34でYesと判定された場合は、制御部86は、蓄積サイズを前回設定した値に設定し(S25)、蓄積サイズ設定処理S30を終了する。
S34でNoと判定された場合は、衛星信号を検出し易くするため、制御部86は、蓄積サイズを、前回設定した値から一定値だけ大きくした値に設定し(S36)、蓄積サイズ設定処理S30を終了する。
S34でYesと判定された場合は、制御部86は、蓄積サイズを前回設定した値に設定し(S25)、蓄積サイズ設定処理S30を終了する。
S34でNoと判定された場合は、衛星信号を検出し易くするため、制御部86は、蓄積サイズを、前回設定した値から一定値だけ大きくした値に設定し(S36)、蓄積サイズ設定処理S30を終了する。
図10に戻り、蓄積サイズ設定処理S30が実行された後、条件設定部856は、上記独立並列移行条件および上記並列独立移行条件を設定する(S11)。
条件設定部856は、独立並列移行条件として、後述する衛星信号の追尾処理を実行した場合、目的とする情報の取得に成功できると判定できる条件を設定する。本実施形態では、条件設定部856は、衛星信号の検出処理において、衛星信号が、取得する情報の種類(時刻情報、位置情報)に応じて予め設定された第一所定数以上検出されていることを条件として設定する。第一所定数は、情報の取得に必要な衛星信号の数の最小値以上であればよく、本実施形態では、測時モードで受信処理が実行されている場合は、第一所定数を2つとし、測位モードで受信処理が実行されている場合は、第一所定数を4つとする。
なお、詳しくは後述するが、並列動作モードが設定された後に、再び独立動作モードが設定される場合は、独立並列移行条件として、衛星信号の受信タイミングに関する条件が追加される。
また、条件設定部856は、並列独立移行条件として、衛星信号の追尾処理を継続しても、目的とする情報の取得に成功できないと判定できる条件を設定する。本実施形態では、制御部86は、追尾している衛星信号の数が、取得する情報の種類に応じて予め設定された第二所定数未満であることを条件として設定する。本実施形態では、第二所定数を、情報の取得に必要な衛星信号の数の最小値としている。具体的には、測時モードで受信処理が実行されている場合は、第二所定数を1つとし、測位モードで受信処理が実行されている場合は、第二所定数を3つとしている。
条件設定部856は、独立並列移行条件として、後述する衛星信号の追尾処理を実行した場合、目的とする情報の取得に成功できると判定できる条件を設定する。本実施形態では、条件設定部856は、衛星信号の検出処理において、衛星信号が、取得する情報の種類(時刻情報、位置情報)に応じて予め設定された第一所定数以上検出されていることを条件として設定する。第一所定数は、情報の取得に必要な衛星信号の数の最小値以上であればよく、本実施形態では、測時モードで受信処理が実行されている場合は、第一所定数を2つとし、測位モードで受信処理が実行されている場合は、第一所定数を4つとする。
なお、詳しくは後述するが、並列動作モードが設定された後に、再び独立動作モードが設定される場合は、独立並列移行条件として、衛星信号の受信タイミングに関する条件が追加される。
また、条件設定部856は、並列独立移行条件として、衛星信号の追尾処理を継続しても、目的とする情報の取得に成功できないと判定できる条件を設定する。本実施形態では、制御部86は、追尾している衛星信号の数が、取得する情報の種類に応じて予め設定された第二所定数未満であることを条件として設定する。本実施形態では、第二所定数を、情報の取得に必要な衛星信号の数の最小値としている。具体的には、測時モードで受信処理が実行されている場合は、第二所定数を1つとし、測位モードで受信処理が実行されている場合は、第二所定数を3つとしている。
次に、衛星信号検出部851は、RF受信部70を動作状態とする(S12)。また、相関演算処理部84を、非動作状態に維持する。
RF受信部70は、動作を開始すると、電波を受信し、受信信号を出力する(S13)。
そして、サンプリング部81は、RF受信部70から出力された受信信号を、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換して出力する(S14)。
これにより、サンプルメモリー部82には、受信信号が蓄積される(S15)。
RF受信部70は、動作を開始すると、電波を受信し、受信信号を出力する(S13)。
そして、サンプリング部81は、RF受信部70から出力された受信信号を、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換して出力する(S14)。
これにより、サンプルメモリー部82には、受信信号が蓄積される(S15)。
次に、衛星信号検出部851は、設定されている蓄積サイズの受信信号が、サンプルメモリー部82に蓄積されたか否かを判定する(S16)。すなわち、所定期間分の受信信号がサンプルメモリー部82に蓄積されたか否かを判定する。
S16でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、処理をS13に戻し、S13〜S16の処理を再度実行する。
そして、設定されている蓄積サイズの受信信号がサンプルメモリー部82に蓄積され、S16でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、RF受信部70を非動作状態とする(S17)。
S16でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、処理をS13に戻し、S13〜S16の処理を再度実行する。
そして、設定されている蓄積サイズの受信信号がサンプルメモリー部82に蓄積され、S16でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、RF受信部70を非動作状態とする(S17)。
次に、衛星信号検出部851は、今回の受信処理において行った衛星信号の追尾処理において、追尾していた衛星信号の追尾情報[A]があるか否かを判定する(S18)。追尾情報[A]について、詳しくは後述する。
最初は、追尾処理が1回も実行されていないため、S18でNoと判定される。S18でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、すべてのGPS衛星100から送信される衛星信号を信号検出対象に設定する。つまり、この場合は、コールドスタートで検出処理が行われる。
一方、S18でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、すべての位置情報衛星から送信される衛星信号のうち、過去に追尾していない衛星信号を、信号検出対象に設定する(S20)。
S19,S20で信号検出対象が設定されると、衛星信号検出部851は、設定された信号検出対象の衛星信号を検出するため、信号検出パラメーター(PRNコード、周波数範囲、コードフェーズなど)を設定する(S21)。
最初は、追尾処理が1回も実行されていないため、S18でNoと判定される。S18でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、すべてのGPS衛星100から送信される衛星信号を信号検出対象に設定する。つまり、この場合は、コールドスタートで検出処理が行われる。
一方、S18でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、すべての位置情報衛星から送信される衛星信号のうち、過去に追尾していない衛星信号を、信号検出対象に設定する(S20)。
S19,S20で信号検出対象が設定されると、衛星信号検出部851は、設定された信号検出対象の衛星信号を検出するため、信号検出パラメーター(PRNコード、周波数範囲、コードフェーズなど)を設定する(S21)。
次に、衛星信号検出部851は、信号検出処理S40を実行する。
図12は、信号検出処理S40を示すフローチャートである。
信号検出処理S40が実行されると、衛星信号検出部851は、相関演算処理部84を動作状態とする(S41)。
また、衛星信号検出部851は、信号検出対象のうちの1つのPRNコードを設定する(S42)。そして、レプリカコード生成部83を制御して、設定したPRNコードに応じたレプリカコードを生成させる(S43)。
図12は、信号検出処理S40を示すフローチャートである。
信号検出処理S40が実行されると、衛星信号検出部851は、相関演算処理部84を動作状態とする(S41)。
また、衛星信号検出部851は、信号検出対象のうちの1つのPRNコードを設定する(S42)。そして、レプリカコード生成部83を制御して、設定したPRNコードに応じたレプリカコードを生成させる(S43)。
そして、衛星信号検出部851は、相関演算処理部84を制御して、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、信号のピーク検出処理を行い、衛星信号を検出する(S44)。
そして、衛星信号検出部851は、信号のピークを検出できたか否か、すなわち、衛星信号を検出できたか否かを判定する(S45)。
S45でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、ピークが検出された際のコードおよび周波数を含むメジャメントデータを生成し(S46)、信号検出処理S40を終了する。
一方、S45でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、そのまま信号検出処理S40を終了する。
そして、衛星信号検出部851は、信号のピークを検出できたか否か、すなわち、衛星信号を検出できたか否かを判定する(S45)。
S45でYesと判定された場合、衛星信号検出部851は、ピークが検出された際のコードおよび周波数を含むメジャメントデータを生成し(S46)、信号検出処理S40を終了する。
一方、S45でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、そのまま信号検出処理S40を終了する。
図10に戻り、信号検出処理S40が実行された後、モード設定部855は、独立並列移行条件に該当したか否かを判定する(S22)。最初は、独立並列移行条件は、衛星信号が第一所定数(測時:2つ、測位:4つ)以上検出されているかであるため、衛星信号が第一所定数以上検出されている場合は、S22でYesと判定し、衛星信号が第一所定数以上検出されていない場合は、S22でNoと判定される。
S22でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、信号検出対象のすべて(検出範囲)に対して、信号検出処理S40が実行されたか否かを判定する(S23)。
S23でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、処理をS40に戻す。これにより、再度、S40、S22の処理が実行される。
すなわち、S22でYesと判定されるか、S23でYesと判定されるまで、信号検出処理S40は繰り返し実行される。なお、この一連の信号検出処理を、本実施形態では、1回の検出処理としている。
ここで、衛星信号検出部851は、最初に検出処理を行う場合は、受信強度が強い信号のみを検出し、2回目以降に検出処理を行う場合は、前回の検出処理で衛星信号が検出されていない場合、検出対象とする信号の受信強度の下限値を、段階的に低くしていく。
S23でNoと判定された場合、衛星信号検出部851は、処理をS40に戻す。これにより、再度、S40、S22の処理が実行される。
すなわち、S22でYesと判定されるか、S23でYesと判定されるまで、信号検出処理S40は繰り返し実行される。なお、この一連の信号検出処理を、本実施形態では、1回の検出処理としている。
ここで、衛星信号検出部851は、最初に検出処理を行う場合は、受信強度が強い信号のみを検出し、2回目以降に検出処理を行う場合は、前回の検出処理で衛星信号が検出されていない場合、検出対象とする信号の受信強度の下限値を、段階的に低くしていく。
S23でYesと判定された場合、ベースバンド制御部85は、測定終了条件に該当したか否かを判定する(S24)。測定終了条件は、例えば、受信処理のタイムアウトに該当したかなどである。
S24でYesと判定された場合、ベースバンド制御部85は、受信処理(測定処理)を終了する。一方、S24でNoと判定された場合、制御部86は、処理をS30に戻す。これにより、S30以降の処理が再度実行される。
S24でYesと判定された場合、ベースバンド制御部85は、受信処理(測定処理)を終了する。一方、S24でNoと判定された場合、制御部86は、処理をS30に戻す。これにより、S30以降の処理が再度実行される。
S22でYesと判定された場合、モード設定部855は、並列動作モードを設定する。
そして、図13に示すように、衛星信号追尾部852は、RF受信部70を動作状態とする(S51)。また、相関演算処理部84を、動作状態に維持する。
次に、衛星信号追尾部852は、過去の衛星信号の追尾処理で、追尾を中断した衛星信号が存在するか否かを判定する(S52)。最初は、過去に追尾処理が実行されていないため、S52でNoと判定される。
一方、S52でYesと判定された場合、追尾を中断した際に保存される追尾情報[A]に基づいて、追尾情報(PRNコード、サーチコード、サーチ周波数、コードフェーズなど)を設定する(S53)。なお、追尾情報[A]に対して、保存されてからの経過時間に応じて情報を修正するプロパゲート(Propagate)処理を実行した上で、追尾情報を設定する。追尾情報[A]について、詳しくは後述する。
そして、図13に示すように、衛星信号追尾部852は、RF受信部70を動作状態とする(S51)。また、相関演算処理部84を、動作状態に維持する。
次に、衛星信号追尾部852は、過去の衛星信号の追尾処理で、追尾を中断した衛星信号が存在するか否かを判定する(S52)。最初は、過去に追尾処理が実行されていないため、S52でNoと判定される。
一方、S52でYesと判定された場合、追尾を中断した際に保存される追尾情報[A]に基づいて、追尾情報(PRNコード、サーチコード、サーチ周波数、コードフェーズなど)を設定する(S53)。なお、追尾情報[A]に対して、保存されてからの経過時間に応じて情報を修正するプロパゲート(Propagate)処理を実行した上で、追尾情報を設定する。追尾情報[A]について、詳しくは後述する。
S53の処理の後、または、S52でNoと判定された場合、衛星信号追尾部852は、RF受信部70、サンプリング部81、サンプルメモリー部82を制御して、電波を受信させ、受信信号をサンプルメモリー部82に記憶させる。
そして、衛星信号追尾部852は、レプリカコード生成部83を制御して、S46で生成されたメジャメントデータを用いてレプリカコードを生成させる。そして、相関演算処理部84を制御して、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、検出処理で検出された衛星信号を追尾する追尾処理を実行する(S54)。
追尾処理では、一度検出できている衛星信号を追尾するため、サーチする周波数範囲やコード範囲を最小限にして相関処理を行うことができる。このため、衛星信号を事前に検出せずに追尾処理を実行する場合と比べて、消費電力を低減できる。
また、衛星信号追尾部852は、S53で追尾情報が設定された場合は、当該追尾情報を用いて追尾処理を実行する。
そして、衛星信号追尾部852は、レプリカコード生成部83を制御して、S46で生成されたメジャメントデータを用いてレプリカコードを生成させる。そして、相関演算処理部84を制御して、サンプルメモリー部82に記憶された受信信号とレプリカコードとの相関値を演算して、検出処理で検出された衛星信号を追尾する追尾処理を実行する(S54)。
追尾処理では、一度検出できている衛星信号を追尾するため、サーチする周波数範囲やコード範囲を最小限にして相関処理を行うことができる。このため、衛星信号を事前に検出せずに追尾処理を実行する場合と比べて、消費電力を低減できる。
また、衛星信号追尾部852は、S53で追尾情報が設定された場合は、当該追尾情報を用いて追尾処理を実行する。
そして、デコード部853は、追尾されている衛星信号をデコードする(S55)。そして、S57で、情報取得部854は、デコードされたデータに基づいて、時刻情報や位置情報を計算して取得する。そして、ベースバンド制御部85は、受信処理(測定処理)を終了する。
ここで、衛星信号の追尾処理およびデコード処理の実行中、モード設定部855は、並列独立移行条件に該当するか否かを判定する(S56)。並列独立移行条件は、追尾している衛星信号の数が、第二所定数(測時:1つ、測位:3つ)未満であるかであるため、追尾している衛星信号が第二所定数未満の場合は、S56でYesと判定される。
S56でYesと判定された場合、ベースバンド制御部85は、並列動作モードから独立動作モードへ移行するか否かを判定する並列独立移行判定処理S60を実行する。
ここで、衛星信号の追尾処理およびデコード処理の実行中、モード設定部855は、並列独立移行条件に該当するか否かを判定する(S56)。並列独立移行条件は、追尾している衛星信号の数が、第二所定数(測時:1つ、測位:3つ)未満であるかであるため、追尾している衛星信号が第二所定数未満の場合は、S56でYesと判定される。
S56でYesと判定された場合、ベースバンド制御部85は、並列動作モードから独立動作モードへ移行するか否かを判定する並列独立移行判定処理S60を実行する。
図14は、並列独立移行判定処理S60を示すフローチャートである。
並列独立移行判定処理S60が実行されると、モード設定部855は、受信モードが、時刻情報を取得する測時モードか否かを判定する(S61)。
並列独立移行判定処理S60が実行されると、モード設定部855は、受信モードが、時刻情報を取得する測時モードか否かを判定する(S61)。
S61でYesと判定された場合、モード設定部855は、時刻情報を取得可能なタイミング以外か否かを判定する。具体的には、航法メッセージにおける現在のデコード箇所が、サブフレーム内におけるTLMワード(ワード1)、HOWワード(ワード2)以外か否かを判定する(S62)。ここで、S62の判定条件は、第二条件の1つである。
S62でNoと判定された場合は、時刻情報の取得に成功できる可能性もあるため、モード設定部855は、並列独立移行判定処理S60を終了し、並列動作モードを維持する。そして、処理をS54に進め、衛星信号の追尾処理およびデコード処理を引き続き継続して実行させる。
S62でNoと判定された場合は、時刻情報の取得に成功できる可能性もあるため、モード設定部855は、並列独立移行判定処理S60を終了し、並列動作モードを維持する。そして、処理をS54に進め、衛星信号の追尾処理およびデコード処理を引き続き継続して実行させる。
S62でYesと判定された場合は、次のTLMワード(ワード1)の受信タイミングになるまでは、追尾処理を継続しても時刻情報を取得できないと判断できるため、当該受信タイミングに到達するまで、追尾処理を中断する処理が行われる。なお、現在のデコード箇所が、TLMワードの受信タイミングの直前である場合は、追尾処理を中断する効果がないため、並列動作モードを終了させずに、追尾処理を継続させてもよい。
追尾処理を中断する場合、条件設定部856は、前記受信タイミングに到達するまでの時間を計算する(S63)。
そして、条件設定部856は、前記受信タイミングの直前か否か、すなわち、計算した受信タイミングに到達するまでの時間が経過する直前か否かを、測時モードにおける独立並列移行条件として追加設定する(S64)。なお、前記受信タイミングの直前か否かの条件は、衛星信号が第一所定数以上検出されているかの条件に対して、OR条件として設定される。
そして、衛星信号追尾部852は、追尾処理を再開した際に、追尾していた衛星信号を容易に追尾できるように、現在実行している追尾処理に基づいて、追尾情報[A]を生成して保存する(S65)。追尾情報[A]は、対象衛星のPRNコードや、サーチコード、サーチ周波数、コードフェーズ、現在時刻などである。
そして、モード設定部855は、並列動作モードを終了し(S66)、並列独立移行判定処理S60を終了する。そして、処理をS30に進め、独立動作モードを設定する。
追尾処理を中断する場合、条件設定部856は、前記受信タイミングに到達するまでの時間を計算する(S63)。
そして、条件設定部856は、前記受信タイミングの直前か否か、すなわち、計算した受信タイミングに到達するまでの時間が経過する直前か否かを、測時モードにおける独立並列移行条件として追加設定する(S64)。なお、前記受信タイミングの直前か否かの条件は、衛星信号が第一所定数以上検出されているかの条件に対して、OR条件として設定される。
そして、衛星信号追尾部852は、追尾処理を再開した際に、追尾していた衛星信号を容易に追尾できるように、現在実行している追尾処理に基づいて、追尾情報[A]を生成して保存する(S65)。追尾情報[A]は、対象衛星のPRNコードや、サーチコード、サーチ周波数、コードフェーズ、現在時刻などである。
そして、モード設定部855は、並列動作モードを終了し(S66)、並列独立移行判定処理S60を終了する。そして、処理をS30に進め、独立動作モードを設定する。
一方、S61でNoと判定された場合、すなわち、受信モードが測位モードの場合、モード設定部855は、位置情報を取得可能なタイミング以外か否かを判定する。具体的には、航法メッセージにおける現在のデコード箇所が、サブフレーム4,5か否かを判定する(S67)。ここで、S67の判定条件は、第二条件の1つである。
S67でNoと判定された場合、すなわち、現在のデコード箇所が、サブフレーム1〜3である場合、位置情報の取得に成功できる可能性もあるため、モード設定部855は、並列独立移行判定処理S60を終了し、並列動作モードを維持する。そして、処理をS54に進め、衛星信号の追尾処理およびデコード処理を引き続き継続して実行させる。
S67でNoと判定された場合、すなわち、現在のデコード箇所が、サブフレーム1〜3である場合、位置情報の取得に成功できる可能性もあるため、モード設定部855は、並列独立移行判定処理S60を終了し、並列動作モードを維持する。そして、処理をS54に進め、衛星信号の追尾処理およびデコード処理を引き続き継続して実行させる。
一方、S67でYesと判定された場合は、次のサブフレーム1の受信タイミングになるまでは、追尾処理を継続しても位置情報を取得できないと判断できるため、当該受信タイミングに到達するまで、追尾処理を中断する処理が行われる。なお、現在のデコード箇所が、サブフレーム1の受信タイミングの直前である場合は、追尾処理を中断する効果がないため、並列動作モードを終了させずに、追尾処理を継続させてもよい。
また、現在のデコード箇所が、サブフレーム1〜3であっても、衛星補正データやエフェメリスパラメーターが含まれていないワードである場合は、S67でYesと判定し、次に衛星補正データやエフェメリスパラメーターが含まれているワードの受信タイミングになるまで、追尾処理を中断してもよい。
また、現在のデコード箇所が、サブフレーム1〜3であっても、衛星補正データやエフェメリスパラメーターが含まれていないワードである場合は、S67でYesと判定し、次に衛星補正データやエフェメリスパラメーターが含まれているワードの受信タイミングになるまで、追尾処理を中断してもよい。
追尾処理を中断する場合、条件設定部856は、前記受信タイミングに到達するまでの時間を計算する(S68)。
そして、S64で、条件設定部856は、前記受信タイミングの直前か否か、すなわち、計算した受信タイミングに到達するまでの時間が経過する直前か否かを、測位モードにおける独立並列移行条件として追加し、S65で、衛星信号追尾部852は、追尾情報[A]を生成して保存する。そして、S66で、モード設定部855は、並列動作モードを終了し、並列独立移行判定処理S60を終了する。そして、処理をS30に進め、独立動作モードを設定する。
そして、S64で、条件設定部856は、前記受信タイミングの直前か否か、すなわち、計算した受信タイミングに到達するまでの時間が経過する直前か否かを、測位モードにおける独立並列移行条件として追加し、S65で、衛星信号追尾部852は、追尾情報[A]を生成して保存する。そして、S66で、モード設定部855は、並列動作モードを終了し、並列独立移行判定処理S60を終了する。そして、処理をS30に進め、独立動作モードを設定する。
処理がS30に進められると、再度、S30以降の処理が実行される。
この場合、S18でYesと判定され、S20で、衛星信号検出部851は、すべてのGPS衛星100から送信される衛星信号のうち、過去に追尾していない衛星信号を、信号検出対象に設定する。つまり、過去に追尾していた衛星信号は、検出処理を行わなくても、追尾情報[A]を用いることで追尾処理を実行できるため、信号検出対象から除外する。
また、S22の判定処理では、独立並列移行条件に、衛星信号が第一所定数以上検出されているか、に加えて、S64で追加された、情報の取得に必要なデータの受信タイミングの直前かが設定されている。この追加条件によって、検出された衛星信号が第一所定数未満の場合であっても、当該追加条件に該当すれば、並列動作モードが設定され、S53で、追尾情報[A]に基づいて追尾情報を設定することで、S54で過去に追尾していた衛星信号の追尾処理を再開できる可能性がある。
この場合、S18でYesと判定され、S20で、衛星信号検出部851は、すべてのGPS衛星100から送信される衛星信号のうち、過去に追尾していない衛星信号を、信号検出対象に設定する。つまり、過去に追尾していた衛星信号は、検出処理を行わなくても、追尾情報[A]を用いることで追尾処理を実行できるため、信号検出対象から除外する。
また、S22の判定処理では、独立並列移行条件に、衛星信号が第一所定数以上検出されているか、に加えて、S64で追加された、情報の取得に必要なデータの受信タイミングの直前かが設定されている。この追加条件によって、検出された衛星信号が第一所定数未満の場合であっても、当該追加条件に該当すれば、並列動作モードが設定され、S53で、追尾情報[A]に基づいて追尾情報を設定することで、S54で過去に追尾していた衛星信号の追尾処理を再開できる可能性がある。
[第1実施形態の作用効果]
電子時計1によれば、測時モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に、追尾していた衛星信号の受信強度が急激に低下するなどして衛星信号を見失い、追尾している衛星信号の数が0になり、追尾処理を継続しても時刻情報の取得に成功できない場合は、独立動作モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が2つ以上検出されると、再び並列動作モードを設定でき、時刻情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
また、測位モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に衛星信号を見失い、追尾している衛星信号が例えば2つになり、追尾処理を継続しても位置情報の取得に成功できない場合は、独立動作モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が4つ以上検出されると、再び並列動作モードを設定でき、位置情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
これによれば、並列動作モードが設定された後、独立動作モードが設定されることがない場合と比べて、時刻情報や位置情報の取得成功率を向上できる。
また、相関演算処理部84が動作状態となり検出処理が実行される際は、RF受信部70が非動作状態にあるため、RF受信部70が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。これにより、電池容量も小さくでき、電子時計1を小型化することもできる。
電子時計1によれば、測時モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に、追尾していた衛星信号の受信強度が急激に低下するなどして衛星信号を見失い、追尾している衛星信号の数が0になり、追尾処理を継続しても時刻情報の取得に成功できない場合は、独立動作モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が2つ以上検出されると、再び並列動作モードを設定でき、時刻情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
また、測位モードで受信処理を実行する場合、追尾処理中に衛星信号を見失い、追尾している衛星信号が例えば2つになり、追尾処理を継続しても位置情報の取得に成功できない場合は、独立動作モードを設定でき、検出処理を実行できる。そして、衛星信号が4つ以上検出されると、再び並列動作モードを設定でき、位置情報の取得に成功できる環境で追尾処理を実行できる。
これによれば、並列動作モードが設定された後、独立動作モードが設定されることがない場合と比べて、時刻情報や位置情報の取得成功率を向上できる。
また、相関演算処理部84が動作状態となり検出処理が実行される際は、RF受信部70が非動作状態にあるため、RF受信部70が動作状態にある場合と比べて、ピーク電流を抑制できる。これにより、電池容量も小さくでき、電子時計1を小型化することもできる。
独立並列移行条件に用いられている第一所定数は、測時モードの場合は、時刻情報を取得可能な最小値である1つ以上に設定され、測位モードの場合は、位置情報を取得可能な最小値である3つ以上に設定される。
これによれば、情報の取得に必要な数の衛星信号を検出できている場合にのみ、並列動作モードを設定でき、追尾処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が実行されることを抑制できる。
これによれば、情報の取得に必要な数の衛星信号を検出できている場合にのみ、並列動作モードを設定でき、追尾処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が実行されることを抑制できる。
並列独立移行条件に用いられている第二所定数は、測時モードの場合は、時刻情報を取得可能な最小値である1つに設定され、測位モードの場合は、位置情報を取得可能な最小値である3つに設定される。
これによれば、追尾処理において情報の取得に必要な数の衛星信号を追尾できなくなった場合には、独立動作モードを設定でき、追尾処理を停止し、検出処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が継続されることを防止できる。
これによれば、追尾処理において情報の取得に必要な数の衛星信号を追尾できなくなった場合には、独立動作モードを設定でき、追尾処理を停止し、検出処理を実行できる。これにより、情報の取得に成功できない状況で追尾処理が継続されることを防止できる。
受信処理が実行された直後は、サンプルメモリー部82の蓄積サイズは、受信強度が強い信号を検出可能な最小値に設定されるため、蓄積サイズが、受信強度が弱い信号まで検出可能なサイズに設定される場合と比べて、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間を短縮できる。このため、受信処理が実行されてから、時間経過に伴い受信環境が変化することで、検出された衛星信号を追尾できなくなってしまう可能性を低減できる。
そして、検出処理により衛星信号が検出されなかった場合は、蓄積サイズは段階的に大きくされるため、受信強度が弱い信号まで段階的に検出できるようになり、衛星信号を検出できる確率を向上できる。
そして、検出処理により衛星信号が検出されなかった場合は、蓄積サイズは段階的に大きくされるため、受信強度が弱い信号まで段階的に検出できるようになり、衛星信号を検出できる確率を向上できる。
並列動作モードが設定された後に独立動作モードが設定された場合は、独立並列移行条件として、情報の取得に必要なデータの受信タイミングの直前かの条件が追加設定され、独立動作モードが最初に設定された場合に対して、独立並列移行条件が変更される。
これによれば、検出された衛星信号が第一所定数未満の場合であっても、当該追加条件に該当すれば、並列動作モードが設定され、追尾処理を再開できる可能性があり、変更しない場合と比べて、情報の取得成功率を向上できる。
これによれば、検出された衛星信号が第一所定数未満の場合であっても、当該追加条件に該当すれば、並列動作モードが設定され、追尾処理を再開できる可能性があり、変更しない場合と比べて、情報の取得成功率を向上できる。
並列動作モードが設定されている場合、情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミングではない場合は、独立動作モードを設定できるため、追尾処理を実行しても情報の取得に成功できない時間を利用して、検出処理を実行でき、検出処理を効率的に実行できる。
[第2実施形態]
第2実施形態の電子時計は、第1実施形態の電子時計1に対して、受信処理において、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、独立並列移行条件を緩くしている。その他の構成は、電子時計1と同様である。
第2実施形態の電子時計は、第1実施形態の電子時計1に対して、受信処理において、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、独立並列移行条件を緩くしている。その他の構成は、電子時計1と同様である。
図15は、第2実施形態における受信処理を示すフローチャートである。
なお、第1実施形態における受信処理と同じ処理は、同じ符号を付け、説明は省略する。
当該受信処理では、ベースバンド制御部85は、信号検出処理S40を実行した後に、独立並列移行判定処理S70を実行する。
図16は、独立並列移行判定処理S70を示すフローチャートである。
独立並列移行判定処理S70が実行されると、S22で、モード設定部855は、独立並列移行条件に該当するか否かの判定が行われる。
S22でYesと判定された場合は、並列動作モードが設定され、図13に示したS51〜S57,S60の処理が実行される。
S22でNoと判定された場合、条件設定部856は、受信処理(測定処理)が開始されてから、15秒以上経過しているか否かを判定する(S71)。
S71でNoと判定された場合は、条件設定部856は、独立並列移行判定処理S70を終了し、処理をS23に進める。
一方、S71でYesと判定された場合、条件設定部856は、独立並列移行条件を緩和する。具体的には、条件に用いられている第一所定数を少なくする。つまり、測時モードの場合は、第一所定数を2つから1つに変更し、測位モードの場合は、第一所定数を4つから3つに変更する。そして、条件設定部856は、独立並列移行判定処理S70を終了し、処理をS23に進める。
なお、第1実施形態における受信処理と同じ処理は、同じ符号を付け、説明は省略する。
当該受信処理では、ベースバンド制御部85は、信号検出処理S40を実行した後に、独立並列移行判定処理S70を実行する。
図16は、独立並列移行判定処理S70を示すフローチャートである。
独立並列移行判定処理S70が実行されると、S22で、モード設定部855は、独立並列移行条件に該当するか否かの判定が行われる。
S22でYesと判定された場合は、並列動作モードが設定され、図13に示したS51〜S57,S60の処理が実行される。
S22でNoと判定された場合、条件設定部856は、受信処理(測定処理)が開始されてから、15秒以上経過しているか否かを判定する(S71)。
S71でNoと判定された場合は、条件設定部856は、独立並列移行判定処理S70を終了し、処理をS23に進める。
一方、S71でYesと判定された場合、条件設定部856は、独立並列移行条件を緩和する。具体的には、条件に用いられている第一所定数を少なくする。つまり、測時モードの場合は、第一所定数を2つから1つに変更し、測位モードの場合は、第一所定数を4つから3つに変更する。そして、条件設定部856は、独立並列移行判定処理S70を終了し、処理をS23に進める。
[第2実施形態の作用効果]
測時モードの場合は、受信処理が開始された直後は、第一所定数は2つに設定されるため、独立並列移行条件に該当して並列動作モードが設定され、追尾処理が実行されている場合、例えば、追尾していた衛星信号を1つ見失ったとしても、時刻情報の取得に成功できる。このため、第一所定数が時刻情報を取得できる最小値である1つに設定されている場合と比べて、追尾処理が実行された場合の情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が15秒以上になると、第一所定数は、1つに変更されるため、第一所定数が2つのまま変更されない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
測時モードの場合は、受信処理が開始された直後は、第一所定数は2つに設定されるため、独立並列移行条件に該当して並列動作モードが設定され、追尾処理が実行されている場合、例えば、追尾していた衛星信号を1つ見失ったとしても、時刻情報の取得に成功できる。このため、第一所定数が時刻情報を取得できる最小値である1つに設定されている場合と比べて、追尾処理が実行された場合の情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が15秒以上になると、第一所定数は、1つに変更されるため、第一所定数が2つのまま変更されない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
測位モードの場合は、受信処理が開始された直後は、第一所定数は4つに設定されるため、独立並列移行条件に該当して並列動作モードが設定され、追尾処理が実行されている場合、例えば、追尾していた衛星信号を1つ見失ったとしても、位置情報の取得に成功できる。このため、第一所定数が位置情報を取得できる最小値である3つに設定されている場合と比べて、追尾処理が実行された場合の情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が15秒以上になると、第一所定数は、3つに変更されるため、第一所定数が4つのまま変更されない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
そして、受信処理が開始されてからの経過時間が15秒以上になると、第一所定数は、3つに変更されるため、第一所定数が4つのまま変更されない場合と比べて、追尾処理が実行され易くなり、情報の取得成功率を向上できる。
[他の実施形態]
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第1実施形態では、第一所定数は、測時モードの場合は2つ、測位モードの場合は4つに設定されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、測時モードの場合は、1つ、または、3つ以上に設定され、測位モードの場合は、3つ、または、5つ以上に設定されていてもよい。
また、前記第1実施形態では、第二所定数は、測時モードの場合は1つ、測位モードの場合は3つに設定されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、測時モードの場合は、2つ以上に設定され、測位モードの場合は、4つ以上に設定されていてもよい。
また、前記第1実施形態では、第二所定数は、測時モードの場合は1つ、測位モードの場合は3つに設定されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、測時モードの場合は、2つ以上に設定され、測位モードの場合は、4つ以上に設定されていてもよい。
また、前記第1実施形態では、第一所定数よりも第二所定数が少ないが、本発明はこれに限定されない。すなわち、同じ数であってもよいし、第二所定数が第一所定数よりも多くてもよい。
第二所定数が第一所定数よりも多い場合は、受信処理を開始してからの経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号の数を多くすることができる。
例えば、第一所定数が3つに設定され、第二所定数が5つに設定される場合は、3つ以上の衛星信号が検出されると、並列動作モードが設定され、追尾処理が実行されるが、追尾している衛星信号が5つ未満の場合は、再度、独立動作モードが設定され、衛星信号の検出処理が実行される。そして、追尾していた衛星信号以外の衛星信号を3つ以上検出すると、再度、並列動作モードが設定され、前回追尾していた衛星信号に加えて、新たに検出された衛星信号を追尾する。この処理は、追尾している衛星信号の数が5つ以上になるまで繰り返される。これにより、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号の数を多くできる。
これによれば、並列動作モードが最初に設定された場合は、追尾処理にかかる消費電力を最小にできる。そして、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、より多くの衛星信号を追尾できるため、情報の取得に成功し易くでき、情報の取得成功率を向上できる。
第二所定数が第一所定数よりも多い場合は、受信処理を開始してからの経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号の数を多くすることができる。
例えば、第一所定数が3つに設定され、第二所定数が5つに設定される場合は、3つ以上の衛星信号が検出されると、並列動作モードが設定され、追尾処理が実行されるが、追尾している衛星信号が5つ未満の場合は、再度、独立動作モードが設定され、衛星信号の検出処理が実行される。そして、追尾していた衛星信号以外の衛星信号を3つ以上検出すると、再度、並列動作モードが設定され、前回追尾していた衛星信号に加えて、新たに検出された衛星信号を追尾する。この処理は、追尾している衛星信号の数が5つ以上になるまで繰り返される。これにより、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号の数を多くできる。
これによれば、並列動作モードが最初に設定された場合は、追尾処理にかかる消費電力を最小にできる。そして、受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、より多くの衛星信号を追尾できるため、情報の取得に成功し易くでき、情報の取得成功率を向上できる。
前記第2実施形態では、受信処理が開始されてからの経過時間が15秒以上になると、第一所定数を1つ少なくしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、第一所定数を複数段階で少なくしてもよい。例えば、測時モードの場合、第一所定数を、最初は3つに設定し、前記経過時間が15秒以上になると2つに設定し、前記経過時間が30秒以上になると1つに設定してもよい。測位モードの場合は、第一所定数を、最初は5つに設定し、前記経過時間が15秒以上になると4つに設定し、前記経過時間が30秒以上になると3つに設定してもよい。また、第一所定数を少なくするタイミングも、15秒や30秒に限定されない。
すなわち、受信処理が開始された直後は、第一所定数を、情報を取得可能な最小値よりも多い数に設定し、前記経過時間が長くなるに従って、第一所定数を、前記最小値未満にはならない範囲で少なくするものであればよい。
また、第二所定数についても、前記経過時間が長くなるに従って変更してもよい。すなわち、受信処理が開始された直後は、第二所定数を、情報を取得可能な最小値に設定し、前記経過時間が長くなるに従って、第二所定数を多くしてもよい。これによれば、前記経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号を多くできるため、情報の取得に成功し易くできる。
すなわち、受信処理が開始された直後は、第一所定数を、情報を取得可能な最小値よりも多い数に設定し、前記経過時間が長くなるに従って、第一所定数を、前記最小値未満にはならない範囲で少なくするものであればよい。
また、第二所定数についても、前記経過時間が長くなるに従って変更してもよい。すなわち、受信処理が開始された直後は、第二所定数を、情報を取得可能な最小値に設定し、前記経過時間が長くなるに従って、第二所定数を多くしてもよい。これによれば、前記経過時間が長くなるに従って、追尾する衛星信号を多くできるため、情報の取得に成功し易くできる。
前記第1、第2実施形態では、サンプルメモリー部82の蓄積サイズは、受信処理が実行された直後は、受信強度が強い信号を検出可能な最小値に設定され、検出処理により衛星信号が検出されなかった場合に段階的に大きくされるが、本発明はこれに限定されない。例えば、受信処理が実行された直後は、受信強度が弱い信号まで検出可能なサイズに設定しておき、検出処理により衛星信号が検出された場合に段階的に小さくしてもよい。これによれば、衛星信号を検出し易い場合に、受信処理が開始されてから衛星信号が検出されるまでの時間を短くでき、信号検出の応答性を向上できる。
すなわち、検出処理による衛星信号の検出状態に応じて、蓄積サイズを変更するものであればよい。
すなわち、検出処理による衛星信号の検出状態に応じて、蓄積サイズを変更するものであればよい。
前記第1、第2実施形態では、追尾処理において、相関演算処理部84は、サンプルメモリー部82に蓄積された受信信号に基づいて相関処理を実行するが、本発明はこれに限定されない。例えば、サンプリング部81から出力された受信信号に基づいて相関処理を実行してもよい。
前記第1、第2実施形態では、第一条件として、検出された衛星信号の数が第一所定数以上かと、情報の取得に必要なデータの受信タイミングの直前かの2つが設定されているが、いずれか一方のみ設定されていてもよい。
また、前記第1、第2実施形態では、第二条件として、追尾している衛星信号の数が第二所定数未満かと、情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミング以外かの2つが設定されているが、いずれか一方のみ設定されていてもよい。
また、前記第1、第2実施形態では、第二条件として、追尾している衛星信号の数が第二所定数未満かと、情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミング以外かの2つが設定されているが、いずれか一方のみ設定されていてもよい。
前記第1、第2実施形態では、衛星の軌道情報を持たない場合(コールドスタート)について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、全衛星の有効なエフェメリスパラメーターを有しているホットスタートが可能な電子機器に適用してもよい。この場合、図14に示した並列独立移行判定処理において、受信モードが測位モードである場合(S61;No)、S66に移行して並列動作を終了する。この構成によれば、ピーク電流を抑制しつつ、測位までの時間を短縮することが可能となる。
本発明の電子機器は、腕時計(電子時計)に限定されず、例えば、携帯電話、登山等に用いられる携帯型のGPS受信機等、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する装置に広く利用できる。
前記各実施形態では、位置情報衛星の例として、GPS衛星100について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、位置情報衛星としては、ガリレオ(EU)、GLONASS(ロシア)、Beidou(中国)などの他の全地球的公航法衛星システム(GNSS)で利用される衛星が適用できる。また、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS)などの静止衛星や、準天頂衛星等の特定の地域のみで検索できる地域的衛星測位システム(RNSS)などの衛星も適用できる。
1…電子時計(電子機器)、110…アンテナ体、45…GPS受信回路(衛星信号受信装置)、70…RF受信部(受信部)、80…ベースバンド処理部、81…サンプリング部、82…サンプルメモリー部(受信信号記憶部)、83…レプリカコード生成部、84…相関演算処理部、85…ベースバンド制御部、851…衛星信号検出部、852…衛星信号追尾部、853…デコード部、854…情報取得部、855…モード設定部、856…条件設定部、86…制御部。
Claims (10)
- 位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する受信部と、
前記受信信号を記憶する受信信号記憶部と、
前記受信信号および前記位置情報衛星に対応したコードの相関値を演算する相関演算処理部と、
第一モードおよび第二モードを切り替えて設定するモード設定部と、
前記受信部および前記相関演算処理部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第一モードが設定された場合、前記受信部を動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を非動作状態として、前記受信部から出力された前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、所定期間分の前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させると、前記受信部を非動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号記憶部に記憶された前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、前記衛星信号を検出する検出処理を実行し、
前記第二モードが設定された場合、前記受信部および前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、検出された前記衛星信号を追尾する追尾処理を実行し、追尾した前記衛星信号に基づいて情報を取得し、
前記モード設定部は、
受信処理が開始されると、前記第一モードを設定し、
前記第一モードが設定されている場合、予め設定された第一条件に該当すると、前記第一モードに替えて前記第二モードを設定し、
前記第二モードが設定されている場合、予め設定された第二条件に該当すると、前記第二モードに替えて前記第一モードを設定し、前記受信処理を継続させる
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1に記載の衛星信号受信装置において、
前記検出処理において、前記衛星信号が、前記情報の種類に応じて設定される第一所定数以上検出された場合、前記モード設定部は、前記第一条件に該当したと判定する
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項2に記載の衛星信号受信装置において、
前記受信処理が開始された直後は、前記第一所定数を、前記情報を取得可能な最小値よりも多い数に設定し、前記受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、前記第一所定数を、前記最小値未満にはならない範囲で少なくする条件設定部を備える
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置において、
前記追尾処理において追尾されている前記衛星信号の数が、前記情報の種類に応じて設定される第二所定数未満の場合、前記モード設定部は、前記第二条件に該当したと判定する
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置において、
前記制御部は、前記受信処理が開始されてからの経過時間が長くなるに従って、追尾する前記衛星信号の数を多くする
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置において、
前記制御部は、前記検出処理による前記衛星信号の検出状態に応じて、前記所定期間を変更する
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置において、
前記第二モードが設定された後に前記第一モードが設定された場合、前記第一モードが最初に設定された場合に対して、前記第一条件を、前記衛星信号に関する情報に基づいて変更する条件設定部を備える
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置において、
前記モード設定部は、前記情報の取得に必要なデータを受信可能なタイミングではない場合、前記第二条件に該当したと判定する
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の衛星信号受信装置を備える
ことを特徴とする電子機器。 - 位置情報衛星が送信する衛星信号の周波数帯の電波を受信し、受信信号を出力する受信部と、前記受信信号を記憶する受信信号記憶部と、前記受信信号および前記位置情報衛星に対応したコードの相関値を演算する相関演算処理部と、を備える衛星信号受信装置の制御方法であって、
受信処理が開始されると、第一モードを設定し、前記受信部を動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を非動作状態として、前記受信部から出力された前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、所定期間分の前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させると、前記受信部を非動作状態とし、かつ、前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号記憶部に記憶された前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、前記衛星信号を検出する検出処理を実行するステップと、
前記第一モードが設定されている場合、予め設定された第一条件に該当すると、前記第一モードに替えて第二モードを設定し、前記受信部および前記相関演算処理部を動作状態として、前記受信信号および前記コードの相関値を演算して、検出された前記衛星信号を追尾する追尾処理を実行し、追尾した前記衛星信号に基づいて情報を取得するステップと、
前記第二モードが設定されている場合、予め設定された第二条件に該当すると、前記第二モードに替えて前記第一モードを設定し、前記受信信号を前記受信信号記憶部に記憶させ、前記検出処理を実行するステップと、を備える
ことを特徴とする衛星信号受信装置の制御方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016053983A JP2017167045A (ja) | 2016-03-17 | 2016-03-17 | 衛星信号受信装置、電子機器および衛星信号受信装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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