JP4915547B2

JP4915547B2 - 同期信号発生装置及び同期信号発生方法

Info

Publication number: JP4915547B2
Application number: JP2005307645A
Authority: JP
Inventors: 正仁福田; 淳一鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: JP2007114120A

Description

本発明は、ＧＰＳを利用することにより１秒パルス信号を出力する同期信号発生装置及び同期信号発生方法に関し、特に、その位置が移動した場合でも正確に１秒パルス信号を出力することができる同期信号発生装置及び同期信号発生方法に関する。

近年、移動体通信が普及しているが、移動体通信の基地局では、移動体通信を行うために基地局間で正確な同期を取る必要がある。このため、各基地局は、同期信号発生装置から１秒間隔で出力されるパルス信号（１秒パルス信号、1 Pulse Per Second、以下、「１ＰＰＳ」と略記する。）を受信することによりこの同期を取っている。この同期信号発生装置は、ＧＰＳ衛星が協定世界時（ＵＴＣ）に同期したセシウム原子時計やルビジウム原子時計という極めて正確な時計を搭載し運用されていることから、例えばＧＰＳ（Global Positioning System、全地球測位システム）を利用しており、ＧＰＳの電波を受信してこの電波に含まれる情報に基づいて協定世界時に同期した１ＰＰＳを出力している（例えば、特許文献１参照）。

このＧＰＳは、６軌道面に配置された上空約２万ｋｍを０．５恒星日で周回する２４個のＧＰＳ衛星と、ＧＰＳ衛星の追跡及び管制を行う管制局と、４個以上のＧＰＳ衛星から電波を受信することにより測位を行う利用者のＧＰＳ受信装置とを備えて構成されている。ＧＰＳ衛星からの電波に含まれる情報は、この電波を放射したＧＰＳ衛星の詳細な軌道を表すパラメータ情報であるエフェメリスデータ（Ephemeris data、軌道暦）、ＧＰＳ衛星の近似軌道を表すパラメータ情報であるアルマナックデータ（Almanac data、衛星暦）、及び、この電波を放射した時刻情報等を備えて構成されており、航法メッセージと呼ばれている。

ＧＰＳは、ＧＰＳ衛星の位置及び電波の送信時刻を既知として、電波がＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信装置に到達するまでの伝播時間に基づいてＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信装置までの距離を求めることによって、ＧＰＳ受信装置の位置を測位するものである。ここで、ＧＰＳ受信装置もＧＰＳ衛星と同様な高精度の原子時計を備えていれば、上記伝播時間から上記距離を正確に求めることができるが、原子時計が極めて高価であるため、ＧＰＳ受信装置に原子時計を搭載することは現実的ではなく、例えば水晶振動子等を用いた安価な時計がＧＰＳ受信装置に搭載されている。このため、ＧＰＳは、ＧＰＳ受信装置の位置（ｘ、ｙ、ｚ）に加えて、このＧＰＳ衛星の時計とＧＰＳ受信装置の時計とにおける時刻のずれ量ｔも未知数として扱って、ＧＰＳ受信装置の位置を測位している。

そこで、ＧＰＳ受信装置は、ＧＰＳ衛星から電波を受信することによりＧＰＳ衛星の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及び送信時刻Ｔを得て、ＧＰＳ受信装置の位置（ｘ、ｙ、ｚ）及び時刻のずれ量ｔを演算している。このように未知数がｘ、ｙ、ｚ、ｔの４個であるため測位を行うためには、ＧＰＳ受信装置は、少なくとも４個のＧＰＳ衛星から電波を受信する必要がある。

一方、同期信号発生装置は、ＧＰＳ受信装置と同様に４個以上のＧＰＳ衛星から電波を同時に受信することによって時刻のずれ量ｔを演算し協定世界時に同期した１ＰＰＳを出力してもよいが、１ＰＰＳを出力するだけであるので、同期信号発生装置の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を所定の精度で正確に予め記憶しておき、同期信号発生装置の位置を固定して少なくとも１個のＧＰＳ衛星から電波を受信することによって時刻のずれ量ｔを演算し協定世界時に同期した１ＰＰＳを出力することもできる。ここで、上記同期信号発生装置の位置（ｘ，ｙ，ｚ）は、より正確には、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナの位置である。
特開平０８−１０５９８４号公報

ところで、上述したように、少なくとも１個のＧＰＳ衛星から電波を受信することによって時刻のずれ量ｔを演算し１ＰＰＳを出力する同期信号発生装置では、このＧＰＳアンテナの位置（ｘ，ｙ，ｚ）を所定の精度で正確に予め記憶しておく必要がある。このため、ＧＰＳアンテナが移動した場合には、移動先の位置を同期信号発生装置に再記憶する必要があるが、移動先の正確な位置が不明な場合や再記憶漏れ等のために、同期信号発生装置に再記憶されない場合がある。このような場合、同期信号発生装置は、協定世界時に同期した１ＰＰＳを正確に出力することができなくなってしまう。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、ＧＰＳアンテナの位置が移動した場合でも、ＧＰＳを利用することにより協定世界時に同期した１ＰＰＳを正確に出力することができる同期信号発生装置及び同期信号発生方法を提供することを目的とする。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。即ち、本発明の一態様に係る同期信号発生装置は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナと、前記ＧＰＳアンテナの位置を記憶する位置記憶部と、ＧＰＳアンテナの位置及び前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて同期信号として１秒間隔でパルス信号を出力すると共に、前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて前記ＧＰＳアンテナの位置を測位するＧＰＳ受信部と、通信を行うための通信部と、所定の期間のうちの出力期間だけ前記ＧＰＳ受信部に前記パルス信号を出力させると共に、前記所定の期間のうちの前記出力期間を除く残余期間では、予め設定された第１期間において所定の第１時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で測位した前記ＧＰＳアンテナの位置の平均位置と前記位置記憶部に記憶されている前記ＧＰＳアンテナの位置との差が閾値を超えているか否かを所定の時間間隔で判断し、該判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、前記残余期間であって予め設定された第２期間において所定の第２時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で前記ＧＰＳアンテナの位置を測位してその平均位置を新たなＧＰＳアンテナの位置として算出し、前記出力期間における前記ＧＰＳ受信部が前記パルス信号を出力する場合に該算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を利用させる制御部とを備え、前記制御部は、前記パルス信号を要求する旨を表す情報を収容した通信信号を前記通信部で受信した場合に、前記出力期間を開始することを特徴とする。

また、これら上述の同期信号発生装置において、同期信号発生装置を管理する管理センタと通信を行うための通信部をさらに備え、前記制御部は、前記判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、さらに、ＧＰＳアンテナが移動した旨を、前記通信部を用いて前記管理センタに通報することを特徴とする。

さらに、これら上述の同期信号発生装置において、前記制御部は、さらに、前記算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を前記位置記憶部に記憶して前記ＧＰＳアンテナの位置を更新することを特徴とする。

そして、本発明に係る他の一態様では、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナと、前記ＧＰＳアンテナの位置を記憶する位置記憶部と、ＧＰＳアンテナの位置及び前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて同期信号として１秒間隔でパルス信号を出力すると共に、前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて前記ＧＰＳアンテナの位置を測位するＧＰＳ受信部とを備える同期信号発生装置の同期信号発生方法において、通信を行うための通信ステップと、所定の期間のうちの出力期間だけ前記ＧＰＳ受信部に前記パルス信号を出力する信号出力ステップと、前記所定の期間のうちの前記出力期間を除く残余期間では、予め設定された第１期間において所定の第１時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で測位した前記ＧＰＳアンテナの位置の平均位置と前記位置記憶部に記憶されている前記ＧＰＳアンテナの位置との差が閾値を超えているか否かを所定の時間間隔で判断するステップと、該判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、前記残余期間であって予め設定された第２期間において所定の第２時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で前記ＧＰＳアンテナの位置を測位してその平均位置を新たなＧＰＳアンテナの位置として算出するステップと、前記出力期間における前記ＧＰＳ受信部が前記パルス信号を出力する場合に該算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を利用させるステップと、前記パルス信号を要求する旨を表す情報を収容した通信信号を前記通信ステップで受信した場合に、前記出力期間を開始するステップとを備える位置移動判断ステップとを備えることを特徴とする。

このような構成の同期信号発生装置及び同期信号発生方法は、ＧＰＳアンテナの位置が移動した場合でも、ＧＰＳを利用することにより協定世界時に同期した１ＰＰＳを正確に出力することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（第１の実施形態の構成）
図１は、実施形態に係る同期信号発生装置の構成を示すブロック図である。図１において、同期信号発生装置１Ａは、ＧＰＳアンテナ１１と、ＧＰＳ受信部１２と、記憶部１３と、制御部１４と、第１通信部１５とを備えて構成される。

ＧＰＳアンテナ１１は、ＧＰＳ受信部１２と接続され、ＧＰＳ衛星が放射したＧＰＳ用の電波を受信するアンテナである。第１通信部１５は、ＧＰＳ受信部１２と接続され、１ＰＰＳを利用する例えば移動体通信の基地局等の他の装置（不図示）へ協定世界時に同期した１ＰＰＳを有線で出力するためのインタフェース回路である。

記憶部１３は、ＧＰＳ受信部１２及び制御部１４とそれぞれ接続され、ＧＰＳアンテナ１１の位置を記憶する位置記憶部１３１を機能的に備え、協定世界時に同期した１ＰＰＳを生成、出力すると共に、ＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を判定し移動している場合にＧＰＳによりＧＰＳアンテナ１１の位置を測位する位置補正機能付き同期信号発生プログラムや、同期信号発生装置１Ａの各部を制御する制御プログラム等の各種プログラム、及び、１ＰＰＳの出力を行う期間である出力期間の開始時刻を指定する指定時刻等の各種プログラムの実行に必要なデータやその実行中に生じるデータ等の各種データを記憶する。記憶部１３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶素子、ＲＯＭ（Read Only Memory）や書換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子等を備えて構成される。位置記憶部１３１は、書き換え可能な不揮発性の記憶素子に機能的に備えられる。

ＧＰＳ受信部１２は、ＧＰＳアンテナ１１、記憶部１３、制御部１４及び第１通信部１５とそれぞれ接続され、ＧＰＳアンテナ１１で受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて協定世界時に同期した１ＰＰＳを出力すると共にＧＰＳによりＧＰＳアンテナ１１の位置を測位する。ＧＰＳ受信部１２は、ＧＰＳアンテナ１１の位置及びＧＰＳアンテナ１１で受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて協定世界時に同期した１秒間隔でパルス信号（１ＰＰＳ）を同期信号として第１通信部１５を介して上記他の装置に出力する１ＰＰＳ出力処理部１２１と、ＧＰＳアンテナ１１で受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいてＧＰＳアンテナ１１の位置を測位する測位処理部１２２とを備える。

制御部１４は、ＧＰＳ受信部１２及び記憶部１３とそれぞれ接続され、例えば、マイクロプロセッサ及びその周辺回路を備えて構成され、同期信号発生装置１Ａの各部を制御する。制御部１４は、ＧＰＳ受信部１２の測位処理部１２２を用いてＧＰＳアンテナ１１の位置を演算する位置演算部１４１と、ＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を判断する位置判断部１４２と、時を計る時計部１４３とを機能的に備え、所定の期間のうちの出力期間だけＧＰＳ受信部１２に１ＰＰＳを出力させると共に、所定の期間のうちの出力期間を除く残余期間では、ＧＰＳ受信部１２で測位したＧＰＳアンテナ１１の位置と記憶部１３の位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置との差が閾値を超えているか否かを所定の時間間隔（例えば１秒間隔等）で判断し、この判断の結果、この差が閾値を超えている場合には、ＧＰＳ受信部１２でＧＰＳアンテナ１１の位置を測位し、出力期間におけるＧＰＳ受信部１２が１ＰＰＳを出力する場合にこの測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を利用させる。

所定の期間及び出力期間は、仕様により予め設定される任意の期間である。出力期間は、例えば、本同期信号発生装置１Ａが出力する１ＰＰＳを利用する上記他の装置がこの１ＰＰＳで同期を取るために必要な時間を考慮して設定され、例えば、１０分間や１５分間等の十数分間等である。所定の期間は、例えば、上記他の装置が一旦この１ＰＰＳで同期を取った後に同期にずれが生じ再度同期を取る必要がある時間を考慮して設定され、例えば、略１日間や１週間等である。

指定時刻は、記憶部１３に予め記憶され、例えば製造段階や出荷段階等において予め記憶されたり、あるいは、例えば第１通信部１５を介して設定ツール等を用いることによって予め記憶されたり、あるいは、指定時刻を入力し記憶部１３に記憶させる例えばテンキー等を備える入力部（不図示）を同期信号発生装置１Ａがさらに備える。指定時刻は、上記他の装置が１ＰＰＳで同期を取る時刻を考慮して設定される。

次に、本実施形態の動作について説明する。
（第１の実施形態の動作）
図２は、第１の実施形態に係る同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。例えば、同期信号発生装置１Ａが移動体通信の基地局の建屋内に設置され、第１通信部１５で同期信号発生装置１Ａと基地局とが接続され、ＧＰＳアンテナ１１がＧＰＳ衛星を観測可能な場所、例えば基地局の建屋の屋上に設置される。そして、同期信号発生装置１Ａの電源が投入されると、位置補正機能付き同期信号発生プログラムが実行される。

図２において、制御部１４は、ＧＰＳ受信部１２の測位処理部１２２に、予め設定された第１期間、ＧＰＳアンテナ１１の位置を測位させる（Ｓ１１）。測位処理部１２２は、少なくとも４個のＧＰＳ衛星から電波をＧＰＳアンテナ１１で受信することによって、ＧＰＳアンテナ１１の位置を所定の時間間隔、例えば１秒間隔で測位し、この測位結果を制御部１４に出力する。

次に、制御部１４は、第１期間の測位が終了すると、位置演算部１４１を用いて、測位結果を測位回数で平均することによってＧＰＳアンテナ１１の平均位置を算出する（Ｓ１２）。ＧＰＳの測位には、周知のように、マルチパス、ＧＰＳ衛星位置の誤差、大気による誤差及び電離層による誤差等の様々な誤差要因により、数メートルから十数メートルの誤差が含まれるので、本実施形態では、この誤差の影響を軽減するために平均位置を求めて、ＧＰＳアンテナ１１の位置における移動の有無を判断するために用いるＧＰＳアンテナ１１の位置としている。このため、第１期間は、ＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を誤判定しない程度に上記誤差の影響を軽減することができる時間を考慮することによって、仕様により予め設定され、例えば数分である。

次に、制御部１４は、位置判定部１４２を用いて、ＧＰＳ受信部１２で測位し位置演算部１４１で演算したＧＰＳアンテナ１１の平均位置と記憶部１３の位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置との差が閾値を超えているか否かを判断することによって、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動したか否かを判断する（Ｓ１３）。上記差が閾値を超えている場合には、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動したと判定され、上記差が閾値を超えていない場合（上記差が閾値以下である場合）には、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動していないと判定される。

本実施形態の同期信号発生装置１Ａは、原則として記憶部１３の位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置、及び、ＧＰＳアンテナ１１で受信した少なくとも１個のＧＰＳ衛星からの電波に基づいて協定世界時に同期した１ＰＰＳを出力するものであるから、この閾値は、この１ＰＰＳを出力するに当たって用いられるＧＰＳアンテナ１１の位置に許容される誤差を考慮することによって仕様により予め設定され、例えば、５メートルや１０メートル等である。

処理Ｓ１３における判断の結果、位置が移動していない場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、後述の処理Ｓ１４を実行する。

一方、処理Ｓ１３における判断の結果、位置が移動している場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、測位処理部１２２に、予め設定された第２期間、ＧＰＳアンテナ１１の位置を測位させる（Ｓ２１）。測位処理部１２２は、少なくとも４個のＧＰＳ衛星から電波をＧＰＳアンテナ１１で受信することによって、ＧＰＳアンテナ１１の位置を所定の時間間隔、例えば１秒間隔で測位し、この測位結果を制御部１４に出力する。次に、制御部１４は、第２期間の測位が終了すると、位置演算部１４１を用いて、測位結果を測位回数で平均することによってＧＰＳアンテナ１１の平均位置を演算し（Ｓ２２）、処理Ｓ１４を実行する。この演算されたＧＰＳアンテナ１１の平均位置は、プログラムの実行中に生じるデータとして位置記憶部１３１に記憶（更新登録）される。

この第２期間は、仕様により予め設定され、例えば、ＧＰＳアンテナ１１の真の位置と処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２によって演算されたＧＰＳアンテナ１１の平均位置との差が、１ＰＰＳを出力するに当たって用いられるＧＰＳアンテナ１１の位置に許容される誤差以内に実質的に入るように、ＧＰＳの測位に含まれる誤差が軽減され得る時間であり、例えば略１日間連続して測定するのが望ましいが、特に略１日間連続測定に限定するものではない。

処理Ｓ１４において、制御部１４は、時計部１４３の時刻を参照することによって、時計部１４３の時刻が指定時刻に達しているか否かを判断する。この処理Ｓ１４における判断の結果、時計部１４３の時刻が指定時刻に達していない場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。一方、処理Ｓ１４における判断の結果、時計部１４３の時刻が指定時刻に達している場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、ＧＰＳアンテナ１１の位置を用いてＧＰＳ受信部１２の１ＰＰＳ出力処理部１２１に１ＰＰＳを出力させる（Ｓ１５）。

この１ＰＰＳ出力処理部１２１に１ＰＰＳを出力させる処理において、処理Ｓ１３で位置が移動していないと判断した場合には、制御部１４は、位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置を用いてＧＰＳ受信部１２の１ＰＰＳ出力処理部１２１に１ＰＰＳを出力させる。この場合では、１ＰＰＳ出力処理部１２１は、位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置及びＧＰＳアンテナ１１で受信した少なくとも１個のＧＰＳ衛星からの電波に基づいて協定世界時に同期した１ＰＰＳを生成し、同期信号として１ＰＰＳを第１通信部１５を介して上記他の装置に出力する。

一方、この１ＰＰＳ出力処理部１２１に１ＰＰＳを出力させる処理において、処理Ｓ１３で位置が移動していると判断した場合には、制御部１４は、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２によって演算されたＧＰＳアンテナ１１の平均位置を用いてＧＰＳ受信部１２の１ＰＰＳ出力処理部１２１に１ＰＰＳを出力させる。この場合では、１ＰＰＳ出力処理部１２１は、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２によって演算されたＧＰＳアンテナ１１の位置及びＧＰＳアンテナ１１で受信した少なくとも１個のＧＰＳ衛星からの電波に基づいて協定世界時に同期した１ＰＰＳを生成し、同期信号として１ＰＰＳを第１通信部１５を介して上記他の装置に出力する。

次に、制御部１４は、時計部１４３の時刻を参照することによって、出力期間が終了しているか否かを判断する（Ｓ１６）。この処理Ｓ１６の判断の結果、出力期間が終了していない場合には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１５に戻す。一方、この処理Ｓ１６の判断の結果、出力期間が終了している場合には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。

このように同期信号発生装置１Ａは、時計部１４３の時刻が指定時刻に達するまで、即ち、所定の期間のうちの出力期間を除く残余期間では、処理Ｓ１１、処理Ｓ１２、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を繰り返す。このため、同期信号発生装置１Ａは、処理Ｓ１１及び処理Ｓ１２を実行することによってＧＰＳアンテナ１１の位置を測位し、そして、処理Ｓ１３を実行することによってＧＰＳアンテナ１１の位置が移動したか否かを判断する。従って、同期信号発生装置１Ａは、残余期間中、常に、ＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を所定の時間間隔（本実施形態では、略処理Ｓ１１、処理Ｓ１２、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を実行する時間）で監視することができる。このため、同期信号発生装置１Ａの動作中にＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合でもこのＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を検知することができる。

そして、同期信号発生装置１Ａは、時計部１４３の時刻が指定時刻に達すると、処理Ｓ１４から処理Ｓ１５を実行する。これによって出力期間が開始され、出力期間が終了するまで、即ち、出力期間中、同期信号発生装置１Ａは、処理Ｓ１５及び処理Ｓ１６を繰り返す。このため、同期信号発生装置１Ａは、出力期間中１ＰＰＳを出力する。

ここで、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置の移動が検知されない場合には、同期信号発生装置１Ａは、処理Ｓ１５で位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置を用いて１ＰＰＳを出力する。一方、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を検知すると、同期信号発生装置１Ａは、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行する。このため、同期信号発生装置１Ａは、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合には、ＧＰＳによりＧＰＳアンテナ１１の位置を測位し、処理Ｓ１５でこの測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を用いて１ＰＰＳを出力するので、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合でも、ＧＰＳを利用することにより協定世界時に同期した１ＰＰＳを正確に出力することができる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、時刻を指定することによって出力期間を開始したが、第２の実施形態では、１ＰＰＳの出力を要求された場合に出力期間を開始するものである。

このため、第２の実施形態に係る同期信号発生装置１Ｂは、図１に破線で示すように、通信を行うための第２通信部１６をさらに備え、制御部１４は、時計部１４３の時刻が指定時刻に達した場合に出力期間を開始する代わりに、１ＰＰＳを要求する旨を表す情報を収容した通信信号（以下、「要求信号」と呼称することとする。）を第２通信部１６で受信した場合に出力期間を開始するように構成される点を除き、第１の実施形態に係る同期信号発生装置１Ａの構成と同様であるので、その説明を省略する。

第２通信部１６は、上記他の装置と有線又は無線の伝送路を介して接続され、この伝送路を介して上記他の装置から通信信号を受信するためのインタフェース回路であり、伝送路からの通信信号を制御部１４が処理可能な形式のデータに変換する。

図３は、第２の実施形態に係る同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。例えば、同期信号発生装置１Ｂが第１の実施形態に係る同期信号発生装置１Ａと同様に設置されて、同期信号発生装置１Ｂの電源が投入されると、位置補正機能付き同期信号発生プログラムが実行される。

図３において、制御部１４は、第１の実施形態と同様に、処理Ｓ１１、処理Ｓ１２及び処理Ｓ１３を実行する。そして、処理Ｓ１３で位置が移動していないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理Ｓ３１を実行し、処理Ｓ１３で位置が移動していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行した後に、処理Ｓ３１を実行する。

処理Ｓ３１において、制御部１４は、第２通信部１６で要求信号を受信しているか否かを判断する。この処理Ｓ３１における判断の結果、要求信号を受信していない場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。一方、処理Ｓ３１における判断の結果、要求信号を受信している場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、第１の実施形態と同様に、処理Ｓ１５及び処理Ｓ１６を実行する。そして、処理Ｓ１６で出力期間が終了していないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１５に戻し、一方、処理Ｓ１６で出力期間が終了していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。

このように同期信号発生装置１Ｂは、第２通信部１６で要求信号を受信すると出力期間を開始する。即ち、所定の期間のうちの出力期間を除く残余期間では、処理Ｓ１１、処理Ｓ１２、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を繰り返す。従って、同期信号発生装置１Ｂは、残余期間中、常に、ＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を所定の時間間隔（本実施形態では、略処理Ｓ１１、処理Ｓ１２、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を実行する時間）で監視することができる。このため、同期信号発生装置１Ｂの動作中にＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合でもこのＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を検知することができる。

そして、同期信号発生装置１Ｂは、第２通信部１６で要求信号を受信すると、処理Ｓ３１から処理Ｓ１５を実行する。これによって出力期間が開始され、出力期間が終了するまで、即ち、出力期間中、同期信号発生装置１Ｂは、処理Ｓ１５及び処理Ｓ１６を繰り返す。このため、同期信号発生装置１Ａは、出力期間中１ＰＰＳを出力する。

このように同期信号発生装置１Ｂは、第２通信部１６で要求信号を受信した場合のみ、１ＰＰＳを出力期間で出力するので、予め出力期間を開始する時刻を指定する必要がなく、上記他の装置に応じて機動的に１ＰＰＳを出力することができる。特に、同期信号発生装置１Ｂが複数の上記他の装置に１ＰＰＳを出力する場合では、複数の上記他の装置は、同時期に一斉に同期を取る必要が必ずしも無く、複数の上記他の装置は、互いに異なる時期に同期を取ることも可能である。

ここで、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置の移動が検知されない場合には、同期信号発生装置１Ｂは、処理Ｓ１５で位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置を用いて１ＰＰＳを出力する。一方、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置の移動を検知すると、同期信号発生装置１Ｂは、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行する。このため、同期信号発生装置１Ｂは、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合には、ＧＰＳによりＧＰＳアンテナ１１の位置を測位し、処理Ｓ１５でこの測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を用いて１ＰＰＳを出力するので、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合でも、ＧＰＳを利用することにより協定世界時に同期した１ＰＰＳを正確に出力することができる。

なお、上述の第２の実施形態において、要求信号は、上記他の装置が送信するように構成したが、上記他の装置を管理する装置管理センタに第２通信部１６を伝送路を介して接続し、この装置管理センタが要求信号を同期信号発生装置１Ｂに送信するように構成してもよい。

また、上述の第２の実施形態では、第２通信部１６を用いて上記他の装置から要求信号を受信したが、第１通信部１５に第２通信部１６の機能を持たせてもよい。また、装置管理センタから要求信号を受信する場合にも第１通信部１５を介して要求信号を受信してもよく、あるいは、装置管理センタが要求信号を上記他の装置に送信し、上記他の装置及び第１通信部１５を介して要求信号を受信するように構成してもよい。

そして、上述の第１及び第２の実施形態において、ＧＰＳアンテナ１１の移動を検知した場合に、移動先のＧＰＳアンテナ１１の位置を測位する際に、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行することによって、移動先のＧＰＳアンテナ１１の位置として第２期間における平均位置を求めたが、所定の時間間隔、例えば１秒間隔で、第２期間より短い第３期間の移動平均位置を求めるように構成してもよい。

また、上述の第１及び第２の実施形態において、図１に破線で示すように、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂは、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置が移動していると判断した場合に、ＧＰＳアンテナ１１が移動した旨を、第２通信部１６を用いて、同期信号発生装置１を管理する管理センタ（不図示）に通報する通報処理部１４４を制御部１４に機能的にさらに備えるように構成されてもよい。この場合では、第２通信部１６は、この管理センタと有線又は無線の伝送路を介して接続され、制御部１４からのデータに基づいて、伝送路における通信プロトコルに従った通信信号を作成し、この作成した通信信号を上記伝送路を介して管理センタへ送信するためのインタフェース回路である。第１の実施形態に係る同期信号発生装置１Ａでは、このような第２通信部１６をさらに備える。

図４は、第１の実施形態において管理センタへ通報する機能を備えた同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。このような構成の同期信号発生装置１Ａは、図４に示すように、まず上述と同様に、処理Ｓ１１、処理Ｓ１２及び処理Ｓ１３を実行する。そして、処理Ｓ１３で位置が移動していないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理Ｓ１４を実行する。一方、処理Ｓ１３で位置が移動していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４の通報処理部１４４は、第２通信部１６を用いて、ＧＰＳアンテナ１１が移動した旨を表す情報を含む通信信号を生成し、この生成した通信信号を管理センタに通報し（Ｓ４１）、上述と同様に、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行した後に、処理Ｓ１４を実行する。

処理Ｓ１４において、制御部１４は、上述と同様に、時計部１４３の時刻が指定時刻に達しているか否かを判断する。この処理Ｓ１４における判断の結果、時計部１４３の時刻が指定時刻に達していない場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。一方、処理Ｓ１４における判断の結果、時計部１４３の時刻が指定時刻に達している場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、上述と同様に、処理Ｓ１５及び処理Ｓ１６を実行する。そして、処理Ｓ１６で出力期間が終了していないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１５に戻し、一方、処理Ｓ１６で出力期間が終了していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、処理を処理Ｓ１１に戻す。

ここで、第２の実施形態において管理センタへ通報する機能を備えた同期信号発生装置１Ｂの動作は、第２の実施形態における説明から分かるように、図４の処理Ｓ１４に代えて図３を用いて説明した処理Ｓ３１を実行すればよい。

このように動作することによって、管理センタは、管理している同期信号発生装置１Ａ、１ＢにおけるＧＰＳアンテナ１１の位置が移動したことを認識することができる。そして、人員を派遣すること等によって、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂの位置記憶部１３１に新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を再記憶させることができる。

なお、上述では、処理Ｓ２１の前に処理Ｓ４１を実行したが、処理Ｓ２１の後や処理Ｓ２２の後に処理Ｓ４１を実行するように構成してもよい。さらに、処理Ｓ２２の後に処理Ｓ４１を実行する場合に、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した旨の通報に加えて、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２によって演算されたＧＰＳアンテナ１１の平均位置も管理センタに通報するように構成してもよい。即ち、制御部１４の通報処理部１４４は、さらに、処理Ｓ１３でＧＰＳアンテナ１１の位置が移動していると判断した場合に、この測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を、第２通信部１６を用いてこの管理センタに通報するように構成されてもよい。あるいは、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した旨を表す情報としてこのＧＰＳアンテナ１１の平均位置を用いてもよい。このように構成することによって、管理センタは、ＧＰＳアンテナ１１の移動先の位置を認識することができる。

また、上述では、第２通信部１６を用いて管理センタに通報したが、第１通信部１５に第２通信部１６の機能を持たせてもよく（この場合、第１通信部１５は、１ＰＰＳ出力に影響なきよう、管理センタへは別線で通報可能となるように構成される）、あるいは、第１通信部１５を用いてＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した旨を上記他の装置に通報し、上記他の装置から管理センタに通報するように構成してもよい。

そして、上述の第１及び第２の実施形態において、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂは、図１に破線で示すように、ＧＰＳ受信部１２で測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を位置記憶部１３１に記憶してＧＰＳアンテナ１１の位置を更新する更新処理部１４５を制御部１４に機能的にさらに備えるように構成されてもよい。

図５は、第１の実施形態において位置記憶部に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置を更新する機能を備えた同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。このような構成の同期信号発生装置１Ａは、図５に示すように、まず上述と同様に、処理Ｓ１１、処理Ｓ１２及び処理Ｓ１３を実行する。そして、処理Ｓ１３で位置が移動していないと判断した場合（Ｎｏ）には、制御部１４は、処理Ｓ１４を実行する。一方、処理Ｓ１３で位置が移動していると判断した場合（Ｙｅｓ）には、制御部１４は、上述と同様に、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２を実行する。次に、制御部１４の更新処理部１４５は、処理Ｓ２１及び処理Ｓ２２によって演算されたＧＰＳアンテナ１１の平均位置を新たなＧＰＳアンテナ１１の位置として位置記憶部１３１に記憶してＧＰＳアンテナ１１の位置を更新し（Ｓ５１）、処理Ｓ１４を実行する。

ここで、第２の実施形態において位置記憶部１３１に記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置を更新する機能を備えた同期信号発生装置１Ｂの動作は、第２の実施形態における説明から分かるように、図５の処理Ｓ１４に代えて図３を用いて説明した処理Ｓ３１を実行すればよい。

このように動作することによって、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂは、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合に、移動先の新たなＧＰＳアンテナ１１の位置を位置記憶部１３１に記憶することができる。このため、ＧＰＳアンテナ１１の位置が移動した場合に、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂに記憶されているＧＰＳアンテナ１１の位置が自動的に再記憶され、更新される。従って、次の処理Ｓ１３では、あるいは、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂが再起動した場合における処理Ｓ１３では、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂは、移動先の新たなＧＰＳアンテナ１１の位置でＧＰＳアンテナ１１の位置が移動したか否かを判断することができる。

そして、同期信号発生装置１Ａ、１Ｂは、ＧＰＳアンテナ１１が移動した旨の管理センタへの通報、及び、測位した新たなＧＰＳアンテナ１１の位置で位置記憶部１３１に記憶してＧＰＳアンテナ１１の位置の更新の上述した各処理を組み合わせて構成されてもよい。

実施形態に係る同期信号発生装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。第２の実施形態に係る同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。第１の実施形態において管理センタへ通報する機能を備えた同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。第１の実施形態において位置記憶部に記憶されているＧＰＳアンテナの位置を更新する機能を備えた同期信号発生装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ同期信号発生装置
１１ＧＰＳアンテナ
１２ＧＰＳ受信部
１３記憶部
１４制御部
１５第１通信部
１６第２通信部
１２１１ＰＰＳ出力処理部
１２２測位処理部
１３１位置記憶部
１３２範囲記憶部
１４１位置演算部
１４２位置判断部
１４３時計部
１４４通報処理部
１４５更新処理部

Claims

ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナと、
前記ＧＰＳアンテナの位置を記憶する位置記憶部と、
ＧＰＳアンテナの位置及び前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて同期信号として１秒間隔でパルス信号を出力すると共に、前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて前記ＧＰＳアンテナの位置を測位するＧＰＳ受信部と、
通信を行うための通信部と、
所定の期間のうちの出力期間だけ前記ＧＰＳ受信部に前記パルス信号を出力させると共に、前記所定の期間のうちの前記出力期間を除く残余期間では、予め設定された第１期間において所定の第１時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で測位した前記ＧＰＳアンテナの位置の平均位置と前記位置記憶部に記憶されている前記ＧＰＳアンテナの位置との差が閾値を超えているか否かを所定の時間間隔で判断し、該判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、前記残余期間であって予め設定された第２期間において所定の第２時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で前記ＧＰＳアンテナの位置を測位してその平均位置を新たなＧＰＳアンテナの位置として算出し、前記出力期間における前記ＧＰＳ受信部が前記パルス信号を出力する場合に該算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を利用させる制御部とを備え、
前記制御部は、前記パルス信号を要求する旨を表す情報を収容した通信信号を前記通信部で受信した場合に、前記出力期間を開始すること
を特徴とする同期信号発生装置。
同期信号発生装置を管理する管理センタと通信を行うための通信部をさらに備え、
前記制御部は、前記判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、さらに、ＧＰＳアンテナが移動した旨を、前記通信部を用いて前記管理センタに通報すること
を特徴とする請求項１に記載の同期信号発生装置。
前記制御部は、さらに、前記算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を前記位置記憶部に記憶して前記ＧＰＳアンテナの位置を更新すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の同期信号発生装置。
ＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナと、前記ＧＰＳアンテナの位置を記憶する位置記憶部と、ＧＰＳアンテナの位置及び前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて同期信号として１秒間隔でパルス信号を出力すると共に、前記ＧＰＳアンテナで受信したＧＰＳ衛星からの電波に基づいて前記ＧＰＳアンテナの位置を測位するＧＰＳ受信部とを備える同期信号発生装置の同期信号発生方法において、
通信を行うための通信ステップと、
所定の期間のうちの出力期間だけ前記ＧＰＳ受信部に前記パルス信号を出力する信号出力ステップと、
前記所定の期間のうちの前記出力期間を除く残余期間では、予め設定された第１期間において所定の第１時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で測位した前記ＧＰＳアンテナの位置の平均位置と前記位置記憶部に記憶されている前記ＧＰＳアンテナの位置との差が閾値を超えているか否かを所定の時間間隔で判断するステップと、該判断の結果、前記差が閾値を超えている場合には、前記残余期間であって予め設定された第２期間において所定の第２時間間隔で前記ＧＰＳ受信部で前記ＧＰＳアンテナの位置を測位してその平均位置を新たなＧＰＳアンテナの位置として算出するステップと、前記出力期間における前記ＧＰＳ受信部が前記パルス信号を出力する場合に該算出した新たなＧＰＳアンテナの位置を利用させるステップと、前記パルス信号を要求する旨を表す情報を収容した通信信号を前記通信ステップで受信した場合に、前記出力期間を開始するステップとを備える位置移動判断ステップとを備えること
を特徴とする同期信号発生方法。