JP5575499B2 - Ｇｐｓ時計および時刻修正方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信されたＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に基づいて時刻を修正するＧＰＳ時計、および時刻修正方法に関する。

全地球測位システムであるＧｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）は地球上にある受信機の位置を調べるための衛星測位システムであり、測位は捕捉した各衛星からの送信信号の到達時間から距離を求め、各衛星からの距離により受信機の地球上の３次元的な位置を受信機側で演算することにより行われる。測位の精度は到達時間の精度に大きく依存するため、衛星は原子時計に基づく正確な時刻を持っている。

ＧＰＳ衛星から送られてくるデータの中には測位に利用されるさまざまな情報が含まれており、衛星に搭載された原子時計に基づく時刻のデータ、衛星の軌道情報などが含まれる。ただし、ＧＰＳ時刻は１９８０年１月６日にスタートしてから単純にカウントアップされているため、ＧＰＳ時間はＵＴＣ時間とうるう秒の挿入分だけずれている。

（ＧＰＳ航法データフォーマット）
図２にＧＰＳ航法データフォーマットを示す。
ＧＰＳ航法データの１フレームは５つのサブフレームから構成される。また、２５フレームを１マスターフレームと呼ぶ。各サブフレームは６秒で送信され、サブフレーム１から順にサブフレーム５まで送信され、１フレームが一周するのに３０秒かかる。サブフレーム４とサブフレーム５には各フレームで異なる情報を持つページがあり、１マスターフレームの中にページ１からページ２５まで持っている。すべてのページが一周するのに１２．５分かかる。
図３にサブフレームの構成を示す。各サブフレームは１０のワードから構成されており、各ワードは３０ビットの０／１情報で構成される。１ビットあたりの時間は０．０２秒であるから、この０／１信号の周波数は５０Ｈｚとなる。また、どのサブフレームでも、ワード１とワード２にはおおよそ同じ情報が含まれている。

ワード１とワード２の構成を図４に示す。
時刻情報は、ワード２の中のＴＯＷ（ｔｉｍｅ ｏｆ ｗｅｅｋ）、または週時間といわれる変数に含まれている。ＴＯＷは日曜日の午前０時にスタートする１７ビットのカウンタで、ワード２の先頭からの１７ビットに相当する。ＴＯＷはサブフレーム毎に１カウント増えるため、ＴＯＷ値に６を掛けると日曜日の午前０時からの積算の秒数になる。この積算秒数に相当する時刻はそのカウントを示したサブフレームの次のサブフレームの先頭と一致する。

ワード１の先頭には８ビットからなるプリアンブルがあり、これはサブフレームの先頭を示す目印となっているため、このプリアンブルを検知することによりサブフレームとの同期を取ることができる。受信機が上記ＴＯＷ値を取得し、プリアンブルを用いてサブフレームとの同期ができれば正確な時刻を得ることができる。

このように、ＧＰＳの航法データは、規定されたテータフォーマットに基づいて周期的に送信されているものであり、時刻情報など特定のデータが格納されている位置は、データフォーマット中の所定のワードに割り当てられている。
これら航法データの周期性および特定データの配置を表わす数値のほか、エフェメリス
やアルマナックなどの衛星の軌道情報パラメータは、航法データの特徴を表わす数値として認識されており、ＧＰＳ受信機などにおいて受信を行なう際のタイミング制御等に用いられている。

（標準電波時計との違い）
世界各国で送信される長波標準電波はそれぞれ違ったデータフォーマットで時刻・カレンダー情報を送っているが、そのほとんどの場合、１分で１周するフォーマットになっている。そのため時刻情報を複数回取得し、照合等を行って正確な時刻を表示するまで、受信時間は少なくても数分かかる。

従来の標準電波時計ではあらかじめ定められた位置に秒針を移動・停止させることにより、受信動作の状態を表すのが一般的である。複数の停止位置を設けることにより、複数の受信状態を表示することも可能である。
通常時刻表示とは異なる電波受信中を示す停止位置を定め、例えば００秒位置などに、「ＲＸ」など特定の表示をほどこす。これを「受信開始表示位置」とし、ここに秒針を停止させることにより受信が開始されたことを示す。なお、「受信開始表示位置」とは別の位置に「受信完了表示位置」を設け、ここに秒針を停止させることにより、受信動作が完了したことを示すものもある。（特許文献１）

また、受信開始を示す「受信開始表示位置」が複数あり、受信する電波の違いによってこれらを使い分ける標準電波時計もある（特許文献２）。特許文献２では受信する電波の送信局の地図上の位置という特定の情報によって２ヶ所の「受信開始表示位置」を使い分けている。
このような複数の送信局からの電波を受信できる標準電波時計において、複数の電波が受信できる環境であったとしても、受信する電波は電波の強さなどによってどちらか１つの送信局が選択されるため、受信時においては、「受信開始表示位置」が実質１ヶ所になる。そのため、特許文献１に示した従来の標準電波時計と同様の問題が生じる。

特開２００６-２５８７４０号公報（段落５６〜６０、図３〜４） 特開２００３-１２１５７１号公報（段落１０〜１８、図１〜７）

一般的な標準電波時計ではこの「受信開始表示位置」は一ヶ所であるため、「受信開始表示位置」から遠い位置に秒針がいる時に受信動作が開始されると、秒針が移動を開始してから「受信開始表示位置」に移動して停止するまでに時間がかかる。特にモータの駆動方向が１方向である場合、秒針が「受信開始表示位置」を通り過ぎた直後に受信動作が開始された場合は、秒針がほぼ３６０度移動することになり、受信動作中であることを表示するまでに時間がかかり、また無駄な電力を消費する。
この固定位置までの移動動作には１秒程度かかり、また時刻修正後に秒針が運針を再開し、正しい位置に秒針が移動するためにも同様に１秒程度かかる。

ＧＰＳ時計では数秒で時刻取得が終了するため、受信中の表示をするためにある一ヶ所に決められた場所へ移動、そして運針を再開するために正しい運針位置に移動、という動作をしている時間に受信動作の大半が終了してしまう。その間ユーザーが秒の情報を見ることのできない時間が生じる。また、モータが短時間に無駄な動作をするため、電力消費
量が上がる。

単純に、「受信開始表示位置」を増やすことによって移動時間を短縮することは可能であるが、やみくもに停止位置をもうけることは受信状態表示の明確さを失い、ユーザーにとって分かりにくくなる。
特許文献２では受信する電波の送信局の地図上の位置という特定の情報によって２ヶ所の「受信開始表示位置」を使い分けているが、まったく同様の機能を有する停止位置を増やすと、時刻表示、受信表示、故障などとの区別がしにくくなるといった問題が生じる。
本発明の目的は、従来例のもつ上記問題点を解消し、低消費電力で使い勝手の良いＧＰＳ時計、及び時刻修正方法、または電波修正時計を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のＧＰＳ時計、および時刻修正方法は、以下に示す構成を採用するものである。

ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有するＧＰＳ時計において、
前記時刻表示手段は、通常時は内部時計時刻を表示しているものであって、
受信の際には、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、通常時とは異なる指針動作で運針を行なう受信状態表示によって、受信動作の状態を表示するものである。

前記受信状態表示は、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、通常時よりも長い期間にわたって、指針を一時的に停止することによって、受信動作の状態を表示することができる。

前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置には、いずれも時刻を表わすマークとは異なる、前記受信状態表示のための専用マークが設けられている。

前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位である。

前記構成単位は、ワードの周期を表わすものであり、０．６秒単位である。

前記構成単位は、サブフフレームの周期を表わすものであり、６秒単位である。

前記構成単位は、サブフレームの中の特定ワードの位置を表わすものであり、６秒単位に対して０．６秒単位のオフセットを加えたものである。

前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔である。

前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒の整数倍
の間隔であって、６秒、１２秒、１８秒、２４秒、３０秒、３６秒、４２秒、４８秒、５４秒および０秒に対応する時刻の指示位置である。

ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有するＧＰＳ時計において、
受信の際、受信終了予定時刻を表わす位置まで指針を早送りして停止し、
受信動作を行ない時刻修正した後、前記内部時計時刻に合わせて運針を再開するものである。

ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコードステップと、
内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時ステップと、
モータにより駆動された指針を用いて表示を行なう時刻表示ステップと、を有する時刻修正方法において、
前記時刻表示ステップは、通常時は内部時計時刻を表示しているものであって、
受信の際には、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、通常時とは異なる指針動作で運針を行なう受信状態表示によって、受信動作の状態を表示することができる。

本発明によれば、受信状態であることを表示する位置が複数あることによって、受信表示に移行する際に秒針の移動時間が短縮され、秒針の無駄な動きを最小限に抑えることができるという効果を奏する。
また、受信状態表示位置は、取得すべきデータの周期やワードの位置等の航法データの特徴的な数値に基づいて設定されており、秒針が停止している位置が実際の時刻と近いため、ユーザーがおおよその時刻を把握することができるという効果を奏する。

時計の構成を示す時計外観図である。 ＧＰＳの航法データのフォーマットを示す図である。 ＧＰＳの航法データのサブフレームを示す図である。 ＧＰＳの航法データのワード１、ワード２を示す図である。 時計全体のシステムを示す図である。 第１の態様の各動作時の運針状態を示す時計概略図である。 第１の態様の受信したＧＰＳ信号の処理の流れを示すフローチャートである。 第１の態様の受信動作における各時刻を示すタイムチャートである。 第１の態様の受信動作における各時刻を示すタイムチャートである。 第１の態様の受信動作における各時刻を示すタイムチャートである。 第２の態様の受信時の運針状態を示す時計概略図である。 第２の態様の受信動作における各時刻を示すタイムチャートである。 第３の態様の受信時の運針状態を示す時計概略図である。 第３の態様の受信動作における各時刻を示すタイムチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明のＧＰＳ時計及び時刻修正方法、さらには電波修正時計の実施例について詳細に説明する。

まず最初に、ＧＰＳ時計全体のシステムについて、時計システム概略図である図５を用いて説明する。
衛星から送信される電波は、アンテナ５０５を通して受信手段５０６で受信され、ＧＰＳ信号として取り込まれる。このとき、受信手段５０６の動作は、受信制御手段５０７によって制御され、押しボタン１１０などの外部入力手段５０８や、計時手段５０３で計時される内部時計時刻に基づき、受信動作の開始や終了が行なわれる。
時計システム５０１は、受信したＧＰＳ信号を入力信号として処理するものであり、受信手段５０７で符号化された入力信号をデコードして時刻情報を出力するデコード手段５０２、内部時計時刻を計時したり、デコード手段５０２から出力される時刻情報で内部時計時刻を修正するための計時手段５０３、計時手段５０３に基づいて時刻を表示するための時刻表示手段５０４からなる。

計時手段５０３は内部に発振器を持ち、通常の計時時はこれにもとづいて内部時計時刻を管理し、時刻表示手段を用いて時刻を表示する。
衛星電波を受信する際には、衛星から送信される電波が入力信号としてデコード手段５０２に入り、ここで処理された時刻情報が計時手段５０３へと出力される。このとき、計時手段５０３は受信された衛星時刻情報と内部時計時刻を比較し適正に内部時計時刻の修正を行い、その結果に応じて表示手段を制御する。

次に、図５に示した構成による具体的な動作について、受信の際の表示形態として秒針の制御を行なう場合を例として、図１と図６〜図１０を用いて第１の実施例を説明する。
図１は本実施例のＧＰＳ時計の構成を示す時計外観図、図６は図１の時計による指針の動作を説明するための時計概略図であり、ａからｂ、さらにはｃへと時間の経過とともに指針が動く様子を示している。また図７は受信したＧＰＳ信号の処理の流れを示すフローチャートである。
また、図８〜図１０はその処理の各過程に対応した各部での時刻を示すタイムチャートであり、想定されるいくつかのケースを代表例として示したものである。

図１においてそれぞれ１０１は秒針、１０２は長針、１０３は短針、１０４は文字盤である。また、１０５は秒目盛、１０６は時目盛である。１０７は停止位置マークであり、本実施例では６秒ごとに、計１０個の停止位置マークが配置されている。１０８はケース、１０９はりゅうず、１１０は押しボタンである。
なお、停止位置マーク１０７は図中のような太線に限らず、点、凹凸、数字・文字の色分け、字体違いなどユーザーが識別できるあらゆるものを含む。また、マーク位置についても、文字盤にかぎらず、ベゼル、ケース表面上等、ユーザーが認識できればどこでもよい。
図６のａ〜ｃはそれぞれ、通常運針状態、受信状態、運針再開状態での指針の動作を示すが、指針を含めた各構成要素は図１と共通のものとする。

（内部時計時刻のずれが小さい場合）
最初に、内部時計時刻が衛星電波時刻と停止位置マーク１０７の間隔である６秒以下ずれている場合について図８を用いて説明する。
図８は、内部時計時刻が１秒遅れている場合の例である。受信開始前の状態では、衛星
電波時刻の秒が５７、５８、５９と歩進するのに対して、内部時計時刻の秒は５６、５７、５８と１秒遅れで計時されており、それが秒表示となって時刻表示手段に表示されている。図６（ａ）に示すように、秒針が５７を指すとき、衛星電波時刻は５８秒である。
計時手段５０３での内部時計時刻に基づく定時受信により、もしくはユーザーが押しボタン１１０を操作することでの強制受信により、受信動作が開始され、その直後に秒針は受信終了予定時刻の直後となる０６秒位置の停止位置マークへ移動する（図６（ｂ））。
ここで「移動」とは秒針が一回の連続動作で時計文字盤の１目盛以上の移動をすることを意味し、本実施例では１目盛は１秒に対応する。
図６（ｂ）では秒針が停止位置マークに移動して停止して、運針が再開されるまでの数秒間この状態を保持することにより、通常運針状態とは表示形態を異ならせることで、時計システムが受信中であることをユーザーに示す。
本実施例では衛星電波の受信処理に５秒かかると想定すると、衛星電波時刻が０５秒になる直前に時計が衛星電波時刻を得て、内部時計が修正され、衛星電波の時刻に同期したタイミングで秒針の運針が再開される（図６（ｃ））。
図６（ｃ）は、運針再開後１秒経過した状態を示している。

次に、計時手段５０３による、受信したＧＰＳ信号の処理のおおまかな流れを図７のフローチャートを用いて説明する。
あらかじめ定めされた、計時手段５０３での内部時計時刻における定時受信が開始する際、もしくは外部入力手段５０８で検出したユーザーからのボタン操作によって強制受信が開始する際に、計時手段はデコード手段に受信開始信号を送り、受信動作が開始される（Ｓ０１）。
受信動作が開始すると、秒針が停止位置マークへ移動して停止する（Ｓ０２）。
次にデコード手段が衛星を捕捉して入力信号をデコードし、航法データを出力するまで待つ（Ｓ０３）。
環境等の条件でデコード手段が衛星の捕捉に失敗したり、航法データをデコードできない場合は、デコード手段は航法データを出力しない。
一定時間待って、航法データが出力されない場合はステップＳ０３での処理失敗（ＮＧ）とし、受信停止処理を行う（Ｓ１０）。ステップＳ１０では取得した情報は破棄し、デコード手段を停止する。その後、秒針を内部時計時刻に同期して運針を再開し（Ｓ０８）、受信処理を終了する（Ｓ０９）。
一方、航法データが出力された場合は、プリアンブルの照合を行う（Ｓ０４）。
プリアンブル位置から所定のビット数離れたＴＯＷを取得し（Ｓ０５）、取得したＴＯＷが時刻情報として妥当であるか、また内部時計と比較をしてその時刻情報が妥当であるか、を判定する（Ｓ０６）。
一定時間待って、ステップＳ０４〜ステップＳ０６の間で処理がＮＧになった場合はステップＳ０３の処理失敗時と同様に受信動作の停止処理を行う。
取得した時刻情報が妥当であると判断された場合、内部時計の修正を行う（Ｓ０７）。
その後、内部時計と同期するように運針を再開し（Ｓ０８）、受信動作を停止する（Ｓ０９）。

この一連の処理に対応した計時手段の動作を図８のタイムチャートを使って詳細に説明する。
図の例では、受信動作に入る前、内部時計時刻は衛星電波時刻に対して１秒遅れている。この時、表示手段は内部時計時刻と同期している。
内部時計時刻が５９秒になった瞬間に受信が開始され、その瞬間に表示手段の秒針は受信開始時刻から数えて受信処理の終了が想定される時刻の秒から一番近い次の停止位置マークに移動する。この場合、受信開始５９秒＋受信処理５秒＝６４秒となり、一番近い次の停止位置マークが０６秒位置であるから、秒針が０６秒位置に移動する。受信動作中、内部時計は受信開始前と同様に計時を継続する。

受信処理が終了した瞬間に内部時計は衛星電波時刻に同期した０５秒に修正され、そこから通常どおり、０５秒、０６秒、０７秒．．．と断続的に時刻を刻む。この受信処理が終了した瞬間に内部時計時刻は０５秒になるが、表示手段はまだ０６秒位置に固定されている。内部時計時刻が０７秒になった瞬間に、内部時計時刻と同期するように運針が再開される。

この一連の受信、時刻修正の動作において、秒針は１回の移動と、停止、運針再開といった最小限の秒針状態変化でその時計の受信状態を示すことができる。
この制御では秒針の一回の移動は文字盤の６目盛以内となるため、この移動に要する時間は一般的に１００ｍｓ以下である。ユーザーが秒針の移動中の秒針を見る時間は極めて短いが、通常１秒で１目盛りを刻んで運針している状態から、最大６目盛を一気に移動した後６秒間停止し、その後また通常運針状態に戻る、といったように通常時とは異なる指針動作で運針を行なうことで受信状態にあることを示すことが可能となる。特に、通常時よりも長い期間にわたって、指針を一時的に停止しているため、受信開始時の上記秒針移動を見なかったとしても、受信状態表示にあることは充分に認識可能となる。

また、内部時計時刻に同期するように待ってから運針を再開することにより、秒針が両方向へ移動することを必要としない。それにより秒針は常に一定回転方向にしか進まず、モータの駆動方向を１方向のみとできるため時計システムの簡素化やのコストの削減につながる。

また、受信する航法データに応じて停止位置が複数設定されていることから、受信中、秒針が停止している状態の時でも、受信開始時の内部時計時刻が大きく狂っていなければ、受信を開始した時刻、この例では５９秒、と停止位置、０６秒の間に現在時刻があることが分かり、ユーザーはおおよその時刻を知ることができる。

上記例では、秒針が移動して停止する位置として「受信終了予定時刻の直後の位置」を用いており、受信開始時の内部時計時刻５９秒に、想定される衛星電波の受信処理時間５秒を足した受信処理終了予定時刻０４秒に対し、次の停止位置である０６秒位置に秒針が移動して停止すると説明した。
同様にして、秒針の移動先として「受信開始時刻の直後」の位置を用いてもよい。その場合、受信開始時の内部時計時刻５９秒に対し、次の停止位置となる００秒に秒針を移動することになる。受信処理中は００秒に停止しており、運針が再開する際に修正された内部時計時刻の位置へ秒針がジャンプする。その際、受信処理が終了してただちに運針を開始する場合は０４秒位置にジャンプし、運針を再開することになる。また、受信動作中であったこと又は受信動作が終了して通常動作に戻ることをより印象付けるために、次の停止位置もしくは停止位置の１秒先までジャンプして、そこから運針を再開することでの受信状態表示を行なうことも可能である。

（時刻情報取得失敗時）
受信処理に失敗した場合の停止処理（図７のＳ１０）を行なう場合について、図９のタイムチャートを使って説明する。受信処理後に内部時計の修正を行なわない点、および受信処理後の動作が異なっているが、受信処理中を含めそれ以前の動作については図８と同じである。
内部時計時刻が１秒遅れている状態で受信動作を開始するも受信処理に失敗し、正しい衛星時刻情報が得られなかった場合には、内部時計の修正は行なわず、内部時計時刻が０７秒になるのを待って運針を再開する。

標準電波時計の場合は、早期に受信が難しいと判断され、受信動作を停止したとしても
、内部時計時刻が針位置に追いつくまで運針を停止しなければならず、ユーザーの利便性が落ちる。
もしくは、簡素な時計システムを変更し、秒針が両方向に移動できるようなシステムにおいて、受信失敗時に秒針を逆回転させて、通常運針位置まで戻すといった方法をとらないといけない。
このような場合でも、本実施例の構成であれば、前述のとおり秒針の移動時間が短く、また秒針が両方向へ移動することを必要とせず、さらには、ユーザーがおおよその時刻を知ることが可能となる。

（内部時計時刻が大きくずれている場合）
次に内部時計時刻が衛星電波時刻と停止位置マーク１０７の間隔である６秒以上ずれている場合について図１０を用いて説明する。図１０において、受信開始前の通常運針状態では、内部時計時刻は衛星電波時刻に対して６秒遅れている。
この状態において内部時計時刻が５４秒のときに受信動作が開始されたとする。ここから受信処理時間の５秒を足すと、５４秒＋５秒＝５９秒となり、受信終了予定時刻に一番近い次の停止位置マークが００秒位置であるから、秒針は００秒位置の停止位置マークに移動し、その後一時停止して受信中であることを示す。
衛星電波時刻が０５秒になったとき受信処理が終了し、この時、計時手段は、衛星電波時刻が０５秒であるのに対して、秒針停止位置である００秒が、これより手前であることを検知しているため、内部時計時刻が０５秒になった瞬間にただちに運針を再開する。運針が再開されたとき、秒針は００秒位置にあるため、運針再開時に秒針は０５秒位置へ移動し、その後、通常運針を続ける。

次に、本発明の第２の態様について図１１〜図１２を用いて説明する。
図１１は、第２の態様における時計概略図であり、図１２はそれに対応したタイムチャートである。図１１における構成要素は図１と共通とする。
図１１において、停止位置マークは、０２秒、０８秒、１４秒．．．５６秒に配置されている。図１１では秒針は０２秒の停止位置マークを指し、時計システムが受信中であることを示す。

第２の態様において受信処理は３秒で終了すると想定する。図１２に示されるように、内部時計時刻５８秒で受信が開始され、受信開始５８秒＋３秒＝０１秒に受信処理の終了が想定されるため、一番近い次の停止位置マークが０２秒位置、となり、秒針は０２秒の停止位置マークで停止し、受信中であることを示す。
受信処理が３秒で終了し、衛星電波時刻０２秒と同期して内部時計時刻が修正される。ここまで、秒針は０２秒位置で停止しており、内部時計時刻が０３秒になる時、運針が再開される。

これはＧＰＳの航法データフォーマットの特徴を用いた効率的な受信状態表示・運針方法である。前述のとおり、ＧＰＳ信号のフレームはサブフレーム１〜サブフレーム５までで一周しており、フレームの先頭は衛星電波時刻の００秒、もしくは３０秒と同期する（図２）。
図４で示したように、ＴＯＷはワード２に含まれるが、ＴＯＷの最後のビットからワード２終端までには１３ビットあり、一般的なデコード手段であれば、１３ビット×０．０２秒＝０．２６秒の間にＴＯＷ値から現在時刻を演算することが十分可能である。

ワード２終端の衛星電波時刻は、１．２秒、７．２秒、１３．２秒．．．５５．２秒であるから、ワード２終端の次の整数時刻は、０２秒、０８秒、１４秒．．．５６秒となる。第２の態様では上述のとおりこれらの整数位置を利用した効率的な受信状態表示・運針
方法となっている。

このように第２の態様ではより早く運針を再開するためにこれらの秒数位置を停止位置としてマークを配置するとより効率的な受信状態の表示と運針が可能としている。

上記の方法以外に、停止位置マーク配置、衛星電波時刻と内部時計時刻の差、受信処理時間、受信成功・失敗、等の条件を組み合わせることにより多様な受信状態表示・運針形態が考えられる。

各サブフレームの一ヶ所にＴＯＷが含まれ、サブフレームが６秒単位であることから
６秒間隔の停止位置マークによって効率的な受信状態表示・運針が可能となるが、運針再開の時刻は受信処理の時間などの条件によって変わってくるため
停止位置マークの配置の方法は
００秒、０６秒、１２秒．．．５４秒
０１秒、０７秒、１３秒．．．５５秒
０２秒、０８秒、１４秒．．．５６秒
０３秒、０９秒、１５秒．．．５７秒
０４秒、１０秒、１６秒．．．５８秒
０５秒、１１秒、１７秒．．．５９秒
などの組み合わせが考えられ、６秒間隔であれば上記の受信状態表示・運針が適用できる。

時計システムや文字盤デザインなどの自由度を上げるため、１つ飛ばしにして１２秒間隔にマークを配置したり、２つ飛ばしにして１８秒間隔や４つ飛ばしにして３０秒間隔などに配置することも可能である。
また、上記の間隔を組み合わせた、変則的な間隔も可能である。たとえば、６秒間隔と１２秒間隔を交互にして、００秒、０６秒、１８秒、２４秒、３６秒、４２秒、５４秒
といった方法も文字盤デザインの自由度に寄与する。１８秒間隔や２４秒間隔の場合はその整数倍が６０にならないため、必然的に複数種の組み合わせによる変則的な停止位置マークの配置となる。

また、さらに効率的、迅速な運針再開を可能とするのであれば、１ワードに対応する０．６秒単位に基づいて配置された目盛、停止位置マークなどを利用することも可能であり、例えば上述したように、ワード２終端の衛星電波時刻１．２秒、７．２秒、１３．２秒．．．５５．２秒に対して、ワード２終端の次の整数時刻０２秒、０８秒、１４秒．．．５６秒の各位置にマークを配置するようにする。

次に、本発明の第３の態様について図１３〜図１４を用いて説明する。
ＧＰＳ信号の航法データフォーマットの中でなんらかの時刻に関わる情報を得られる場所はＴＯＷに限らない。例えばプリアンブルは各サブフレームの先頭を示し、６秒単位の時刻を示していることになる。これを利用した受信状態の表示、運針方法について図１３〜図１４を用いて説明する。

図１３は、第３の態様における時計概略図であり、図１４はそれに対応したタイムチャートである。図１３における構成要素は図１と共通とする。
図１３において、停止位置マークは、０１秒、０７秒、１３秒．．．５５秒の位置に配置されている。図１３において秒針は０１秒の停止位置マークを指し、時計システムが受信中であることを示す。

第３の態様において受信処理はプリアンブルの同期だけを取っており、ＴＯＷ値から現在時刻を演算するなどの処理が不要であるために短時間の２秒で終了すると想定する。図１４に示されるように、内部時計時刻５８秒で受信が開始され、受信開始５８秒＋２秒＝００秒に受信処理の終了が想定されるため、一番近い次の停止位置マークが０１秒位置、となり、秒針は０１秒の停止位置マークで停止し、受信中であることを示す。受信処理が２秒で終了し、衛星電波時刻０１秒と同期して内部時計時刻が修正される。

第３の態様において計時手段はＴＯＷを取得していないため、週時間の情報を持っていないが、内部時計時刻と衛星電波時刻のずれが少ないこと想定し、内部時計時刻からもっとも近いサブフレームの先頭、この場合００秒、の次の整数秒、この場合は０１秒、に内部時計時刻が修正される。

ここまで、秒針は０１秒位置で停止しており、内部時計時刻が０２秒になる時、運針が再開される。

これまで説明した各実施例において、受信時の秒針移動先として「受信終了予定時刻の直後の位置」を用いる場合の説明では、所定時間内に受信処理が終了するものとしていたが、通信エラー発生より受信処理時間が想定以上にかかる場合など、最初に予想した受信終了時刻の次の停止位置の時刻になっても受信処理が終了しない場合は、内部時計時刻が当該位置の時刻となった瞬間に、秒針がさらに先の停止位置まで移動し、そこで受信処理が終了するのを待つようにする。以降、受信処理が終了するまでこれを繰り返すことになる。この動作を繰り返している間に受信処理が終了すると、それ以降の動作は、上記の各実施例で説明した動作を経て運針を再開することになる。

また、上記いずれの例でも、受信時の秒針の移動先には受信状態であることを表わす専用のマークが設けられており、その停止位置マークの位置で一時停止するものとして説明してきた。
本発明は、複数ある位置のいずれか１つに移動すること、およびその位置で通常時より長い時間停止するということ、それ自体の動作または状態をもって受信状態であることを表わすものであるため、停止位置マークの有無とは直接関係が無く、取扱説明書に記載するなどユーザーに知らしめておきさえすれば停止位置マークが無くとも目的は達成されることになる。
なお、停止位置マークがあったほうがよりわかりやすく、また航法データの特徴を表わす数値に基づいて（例えば６秒間隔で、００秒、０６秒、１２秒．．．５４秒の位置に）専用マークが付けられているため、一目でＧＰＳ時計であることが認識できることになり、マークがあることで別の効果が備わることになる。

１０１ 秒針
１０２ 長針
１０３ 短針
１０４ 文字盤
１０５ 秒目盛
１０６ 時目盛
１０７ 停止位置マーク
１０８ 時計ケース
１０９ りゅうず
１１０ 押しボタン

５０１ 時計システム
５０２ デコード手段
５０３ 計時手段
５０４ 時刻表示手段
５０５ アンテナ
５０６ 受信手段
５０７ 受信制御手段
５０８ 外部入力手段

Ｓ０１ 受信動作開始ステップ
Ｓ０２ 秒針移動・停止ステップ
Ｓ０３ 航法データ出力ステップ
Ｓ０４ プリアンブル照合ステップ
Ｓ０５ ＴＯＷ取得ステップ
Ｓ０６ 内部時計照合ステップ
Ｓ０７ 内部時計修正ステップ
Ｓ０８ 秒針運針再開ステップ
Ｓ０９ 受信動作終了ステップ
Ｓ１０ 停止処理ステップ

Claims (10)

1. ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
   内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
   モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有するＧＰＳ時計において、
   前記時刻表示手段は、通常時は内部時計時刻を表示しているものであって、
   受信の際には、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、
   受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、
   通常時とは異なる指針動作で運針を行なう受信状態表示によって、受信動作の状態を表示するものであり、
   前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位であるサブフフレームの周期を表わすものであって、６秒であり、
   前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔で存在することを特徴とするＧＰＳ時計。
2. 前記受信状態表示は、
   前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、
   受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、
   通常時よりも長い期間にわたって、指針を一時的に停止することによって、受信動作の状態を表示するものであることを特徴とする請求項１に記載のＧＰＳ時計。
3. 前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置には、
   いずれも時刻を表わすマークとは異なる、前記受信状態表示のための専用マークが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のＧＰＳ時計。
4. 前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒の整数倍の指示位置であって、６秒、１２秒、１８秒、２４秒、３０秒、３６秒、４２秒、４８秒、５４秒および０秒に対応する時刻の指示位置であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のＧＰＳ時計。
5. ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
   内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
   モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有するＧＰＳ時計において、
   前記時刻表示手段は、通常時は内部時計時刻を表示しているものであって、
   受信の際には、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、
   受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、
   通常時とは異なる指針動作で運針を行なう受信状態表示によって、受信動作の状態を表示するものであり、
   前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位であるサブフレームの中の特定ワードの位置を表わすものであって、
   ６秒単位に対して０．６秒単位のオフセットを加えたものであり、
   前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔で存在することを特徴とするＧＰＳ時計。
6. 前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、
   サブフレームの中の特定ワードの位置を表わす、６秒単位に対して０．６秒単位のオフセットを加えた数値の次の整数位置である
   ことを特徴とする請求項５に記載のＧＰＳ時計。
7. ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
   内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
   モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有し、
   受信の際、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置まで指針を早送りして停止し、受信動作を行ない時刻修正した後、前記内部時計時刻に合わせて運針を再開するＧＰＳ時計において、
   前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位であるサブフフレームの周期を表わすものであって、６秒であり、
   前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔で存在することを特徴とするＧＰＳ時計。
8. ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコード手段と、
   内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時手段と、
   モータにより駆動される指針を用いて表示を行なう時刻表示手段と、を有し、
   受信の際、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置まで指針を早送りして停止し、
   受信動作を行ない時刻修正した後、前記内部時計時刻に合わせて運針を再開するＧＰＳ時計において、
   前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位であるサブフレームの中の特定ワードの位置を表わすものであって
   ６秒単位に対して０．６秒単位のオフセットを加えたものであり、
   前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔で存在することを特徴とするＧＰＳ時計。
9. 前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、
   サブフレームの中の特定ワードの位置を表わす、６秒単位に対して０．６秒単位のオフセットを加えた数値の次の整数位置である
   ことを特徴とする請求項８に記載のＧＰＳ時計。
10. ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
    受信した前記ＧＰＳ信号から航法データを抽出するデコードステップと、
    内部時計時刻を計時するとともに、前記航法データの中の現在時刻情報で前記内部時計時刻を修正する計時ステップと、
    モータにより駆動された指針を用いて表示を行なう時刻表示ステップと、を有する時刻修正方法において、
    前記時刻表示ステップは、通常時は内部時計時刻を表示しているものであって、
    受信の際には、前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置のうち、
    受信開始時刻の直後または受信終了予定時刻の直後の位置において、
    通常時とは異なる指針動作で運針を行なう受信状態表示によって、受信動作の状態を表示するものである
    前記航法データの特徴を表わす数値は、前記航法データを形成するデータフォーマットの構成単位であるサブフフレームの周期を表わすものであって、６秒であり、
    前記航法データの特徴を表わす数値に基づいて設定された複数の位置は、６秒間隔で存在することを特徴とする時刻修正方法。

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