JP5666428B2 - Ｇｎｓｓ受信機におけるｇｎｓｓ時刻を取得する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、全地球航法衛星システム（Global Navigation Satellite System、ＧＮＳＳ）受信機に関し、特に、ＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻を取得する方法及び装置に関する。

ＧＮＳＳ受信機に関する最も重要な核心の１つは、電源切断モードから起動モードにＧＮＳＳ受信機が入るときに、ＧＮＳＳ時刻をいかに取得するかである。典型的には、ＧＮＳＳ受信機内部では、パワーオフモードにおいては、リアルタイムクロック（Real Time Clock、ＲＴＣ）以外の全ての構成要素は電源が切られている。関連技術によれば、ＧＮＳＳ受信機が電源投入されたときに初期ＧＮＳＳ時刻を取得する共通の方法は、ＵＴＣ時刻と呼ばれる協定世界時（Coordinated Universal Time）としてリアルタイムクロックにより与えられるリアルタイム時刻を読み、更にＲＴＣ時刻から導かれたＵＴＣ時刻をＧＮＳＳ時刻のおおよその初期値に直接変換することである。それ故に、関連技術に従って実行するときには、いくつかの問題が引き起こされる。例えば、ＵＴＣうるう秒は未知である。その上、ＲＴＣの分解能は典型的には約数マイクロ秒であり、ＲＴＣのクロックドリフトは典型的には数１０〜数１００パーツ・パー・ミリオン（ＰＰＭ）であり、前述のＧＮＳＳ時刻の初期値を許容できないものとしてしまう。更に、ＲＴＣ時刻と実際のＧＮＳＳ時刻間の時刻同期の間、時間遅延が通常は存在し、前述のＧＮＳＳ時刻の初期値を不正確にしてしまう。

ＧＮＳＳ受信機における全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）時刻を取得する方法の例示的な実施形態は、第１のクロック信号と受信したＧＮＳＳ時刻との間の時間的関係を取得するステップと、第１の時刻点における第１のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号のクロック値Ｂ１を取得し、更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ１を取得するステップと、前記時間的関係に従い前記クロック値Ａ１に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算するステップと、第２のクロック信号のクロック値Ｂ２を取得し、更に第２の時刻点における第２のパルス関係を取得するために前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ２を取得するステップと、前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１、前記クロック値Ｂ１、及び前記クロック値Ｂ２に従い、クロック値Ａ２に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算するステップと、を有する。更に具体的には、本実施形態において、前述の値Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２及びＣ２は各々ＴＴｉｃｋ１、ＦＮ１、ＴＯＷ１、ＴＴｉｃｋ２、ＦＮ２、及びＴＯＷ２のような値を表す。

ＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻を取得する装置の例示的な実施形態は、第１のクロック信号を生成するために配置された第１のクロック供給源と、前記第１のクロック信号と前記ＧＮＳＳ受信時刻との間の時間的関係を取得するために配置された少なくとも１つの処理モジュールとを有し、前記処理モジュールは、第１の時刻点における第１２のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号のクロック値Ｂ１を取得するとともに更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ１を取得し、前記時間的関係に従って前記クロック値Ａ１に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算し、第２の時刻点における第２のパルス関係を取得するために、前記第２のクロック信号のクロック値Ｂ２を取得するとともに更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ２を取得し、前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１、前記クロック値Ｂ１及び前記クロック値Ｂ２に従って前記クロック値Ａ２に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算するように構成される。更に具体的には、本実施形態において、前述の値Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２及びＣ２は各々ＴＴｉｃｋ１、ＦＮ１、ＴＯＷ１、ＴＴｉｃｋ２、ＦＮ２及びＴＯＷ２のような値を表す。

本発明のこれら及び他の目的は、以下の種々の図表及び図面において示された好ましい実施形態の詳細説明を読むことにより、当業者によって間違いなく明らかとなるであろう。

本発明の第１実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機における全地球的航法システム（ＧＮＳＳ）時刻取得装置の図である。 本発明の一実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻取得方法を示している。 図２において示された実施形態の一変形例に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻取得方法を示している。 図２において示された方法の例示的なフローチャートである。 第１の手順が図２において示された電源切断時刻に終了する第１の期間に一致する場合における、図２において示された方法の第１の手順のフローチャートである。 第２の手順が図２において示された電源投入時刻から開始する第２の期間に一致する場合における、図２において示された方法の第２の手順のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻取得装置の図である。 本発明の第３実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻取得装置の図である。

いくつかの用語は、以下の説明及び請求項を通じて使用され、特定の構成要素に言及する。当業者が十分理解するように、電子機器製造業者は構成要素を異なる名称で呼んでもよい。この文書は、名称が異なるが、機能が異ならない構成要素間で区別することを意図していない。以下の説明及び請求項において、「含む」と「を構成する、から成る」の用語は非限定的に用いられ、それ故「含み、・・・に制限されていない」を意味するものとして解釈されるべきである。また、「連結する」の用語は、非直接的かそれとも直接的な電気的接続を意味することを意図している。従って、もし１つの装置が他の装置に接続されている場合、当該接続は直接的な電気接続を介した接続であってもよいし、他の装置や接続を経由した非直接的な電気的接続を介した接続であってもよい。

図１を参照して下さい。図１は、本発明の第１実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻を取得する装置１００の図である。装置１００は、携帯電話モジュール１１０と、計測エンジン（ＭＥ）１２０から成る。携帯電話モジュール１１０は、携帯電話動作を行うために配置され、一方で計測エンジン１２０は、同期計測（例えば、フレーム同期計測）のような計測を行う。

実際には、装置１００は、複数の処理モジュールのような、少なくとも１つの処理モジュールから成る。例えば、複数の処理モジュールは、フレームパルスコントローラ１１２と、ナビゲーションエンジン（ＮＥ）１１４と、フレーム同期論理回路１２２（「フレーム同期論理」とラベル表示されている）と、計測エンジンコントローラ１２４（「ＭＥコントローラ」とラベル表示されている）とから成る。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一つの変形例によれば、処理モジュールの少なくとも一部は同じモジュールの内部に統合され得る。本実施形態の別の変形例によれば、処理モジュールの少なくとも一部の配置は変形され得る。

図１に示されるように、装置１００は電話クロック１１０Ｃ及び温度補償水晶発振器１３２（「ＴＣＸＯ」とラベル表示される）のような少なくとも１つのクロック供給源から成り、更に不揮発性メモリのようなメモリ１１６から成る。ここで、本実施形態に係る温度補償水晶発振器１３２は、フレーム同期論理回路１２２（「フレーム同期論理」とラベル表示されている）の内部に組み込まれている。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一変形例によれば、電話クロック１１０Ｃはフレームパルスコントローラ１１２の内部に組み込まれている。本実施形態の他の変形例によれば、温度補償水晶発振器１３２は、フレーム同期論理回路１２２の外部で実現される。本実施形態の他の変形例によれば、メモリ１１６は補助的な電源を動力源とする揮発性メモリである。本実施形態の他の変形例によれば、温度補償水晶発振器１３２は、低価格の水晶発振器に置き換えられてもよい。

装置１００は本発明の一実施形態におけるＧＮＳＳ受信機を表してもよいことにご注意下さい。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本発明の他の実施形態によれば、装置１００はＧＮＳＳ受信機の一部を表してもよく、例えば、上述の処理モジュールの少なくとも一部の組み合わせであってもよい。本発明の他の実施形態においては、装置１００はＧＮＳＳ受信機から成ってもよい。例えば、装置１００は、携帯電話機能、携帯情報端末（Personal Digital Assistant、ＰＤＡ）機能、及びＧＮＳＳ受信機機能を有する多機能装置であってもよい。

第１実施形態によれば、ナビゲーションエンジン１１４は、携帯電話モジュール１１０内のマイクロプロセッサ（Micro Processing Unit、ＭＰＵ）により実行されるソフトウェアモジュールとともに実行される。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一変形例によれば、ナビゲーションエンジン１１４はコントローラに内蔵されたハードウェアコードを実行するコントローラで実現される。本実施形態の他の変形例によれば、ナビゲーションエンジン１１４はファームウェアコードを実行するマイクロコントロールユニット（Micro Control Unit、ＭＣＵ）とともに実施される。

第１実施形態に係るナビゲーションエンジン１１４は、計測エンジン１２０内部のベースバンド回路（図示せず）からの処理結果に応じて、詳細なナビゲーション演算を行うことができる。ここで、ベースバンド回路は、周波数が典型的には約１０ＭＨｚであるベースバンド時間周期（time tick、ＴＴｉｃｋ）で作動される。その上、上述のベースバンド時間周期は、実質的には第１実施形態における温度補償水晶発振器１３２から生成される第１のクロック信号１３３である。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一変形例によれば、ベースバンド時間周期は温度補償水晶発振器１３２の代わりに他の発振器から生成される。本実施形態の他の変形例によれば、ベースバンド回路は計測エンジン１２０の代わりに他のモジュール内部で実現される。

第１実施形態においては、フレームパルスコントローラ１１２は、第２クロック信号１１３を生成するために、電話クロック１１０Ｃにより生成されたクロック信号を、１つ以上のセルラーネットワークの少なくとも１つの無線信号に関する同期型に変換する。ここで、無線信号は、同期源として受信されているので、図１において「同期」とラベル表示されている。特に、フレームパルスコントローラ１１２の制御下では、第２クロック信号１１３は、図１において示されているセルラーネットワークのフレームタイムクロックに同期している。

第２クロック信号１１３がフレームタイムクロックと同期したパルスを伝えるということにご注意下さい。従って、第２クロック信号１１３は実質的にはＧＮＳＳ受信機の実施用時刻基準である。本実施形態においては、上述の少なくとも１つの処理モジュールのうちの１つは、一定期間省電力モードに入り、そして省電力モードから復帰するために、ＧＮＳＳ受信機の少なくとも一部を制御することができる。例えば、計測エンジンコントローラ１２４は、一定期間（例えば、スリープ期間）スリープモードに入り、そしてスリープモードから復帰するために、計測エンジン１２０を制御する。他の実施例においては、計測エンジン１２４は、一定期間（例えば、電源切断期間）電源を切断し、そして電源投入するために計測エンジン１２０を制御する。一定期間後、装置１００は、第２のクロック信号１１３に従ってＧＮＳＳ時刻を迅速に取得することができる。

ＧＮＳＳ受信機は、少なくとも１つの衛星から受信した衛星信号を処理するために、時間情報を常に導き出さなければならない。位置固定の各々の時間後、ナビゲーションエンジン１１４は、ベースバンド時間周期とＧＮＳＳ時刻との間の時間的関係に従い、ベースバンド時間周期値を利用することにより、時刻情報を取得する。ここで、本実施形態に係るベースバンド時間周期値は、第１クロック信号１３３のクロック値であり、即ち、図１において「ＭＥ局所周期」とラベル表示されている。しかし、ＧＮＳＳ受信機が電源切断モードから起動したとき、時間的関係はもはや適合せず、ＧＮＳＳ受信機はＧＮＳＳ時刻を得るために他の供給源を必要とする。本実施形態に係るナビゲーションエンジン１１４は、フレームパルスコントローラ１１２及びフレーム同期論理回路１２２（「フレーム同期論理」とラベル表示されている）を採用することにより、十分な分解能と正確性に対応する時刻情報を取得する。上述の処理モジュール（フレームパルスコントローラ１１２、ナビゲーションエンジン１１４、フレーム同期論理回路１２２及びＭＥコントローラ１２４のような）は、ＧＮＳＳ時刻を取得するために、第２のクロック信号１１３のクロック値を取得し、更に第１のクロック信号１３３の関連クロック値を取得する同期計測を実行することができる。

実際には、処理モジュールの一部は、フレーム同期論理回路１２２のように、米国特許出願番号 １１／８５０，６８４に開示されている時間ラッチ論理回路１５０の少なくとも一部で実現され得る。例えば、フレーム同期論理回路１２２は、時間ラッチ論理回路１５０から成る。他の例においては、フレーム同期論理回路１２２は、時間ラッチ論理回路１５０の一部から成る。米国特許出願番号 １１／８５０，６８４に開示されているような時間ラッチ演算の結果として、第１のクロック信号１３３関連クロック値と同期計測における第２クロック信号１１３のクロック値の両方とも、最も高い分解能、即ち、他のいずれよりも周波数が高いクロック信号の分解能を共有する。

上述のように、計測エンジン１２０は、同期計測（例えば、フレーム同期計測）のような計測を行うために配置され、ここで第２のクロック信号１１３と第１のクロック信号１３３の間の同期が発生してよい。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。一般的に、上述の計測は、第２のクロック信号１１３と第１のクロック信号１３３の間の同期を発生させることを目的としていない。

上述の処理モジュールは、特定時点における少なくとも１つのパルス関係を取得するために、第２のクロック信号１１３のクロック値を取得し、更に第１のクロック信号１３３の関連クロック値を取得するべく配置されたことにご注意下さい。例えば、処理モジュールは、第１時点における第１のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号１１３のクロック値Ｂ１を取得し、更に第１のクロック信号１３３の関連クロック値Ａ１を取得する。特に、第１実施形態に係る処理モジュールは、第１のパルス関係を取得するために第１時点において同期計測を実行し、第２のパルス関係を取得するために第２時点において同期計測を実行する。

図２は、本発明の一実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻を取得する方法を示す。図２に示された方法は、図１に示された装置１００を利用することにより実施され得る。図２の左側部分を参照すると、ＧＮＳＳ受信機が位置決定を取得した後、本実施形態に係る処理モジュールは第１クロック信号１３３（特に、上述の局所周期）とＧＮＳＳ時刻との間の時間的関係を取得する。本実施形態において、第１のクロック信号１３３とＧＮＳＳ時刻との間の時間的関係は、第１のクロック信号１３３のクロック値とＧＮＳＳ時刻との間のバリューマッピングを表す。時間的関係の一例は、一組の値（ＴＯＷ０，Ｔｉｃｋ０）であり、ここでは値ＴＯＷ０が週の時間（ＴＯＷ）値を表し、値Ｔｉｃｋ０が局所周期値のような第１のクロック信号１３３のクロック値を表している。

本実施形態の維持段階において、上述の処理モジュールは、第１時点における第１のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号１１３のクロック値Ｂ１を取得し、更に第１のクロック信号１３３の関連クロック値Ａ１を取得する。特に、本実施形態において、本実施形態に係る処理モジュールは、第１のパルス関係を取得するために第１時点（図２の左下部で「フレーム同期計測」とラベル表示されている）におけるフレーム同期計測を実行する。そして、処理モジュールは時間的関係に従い、クロック値Ａ１に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算する。特に、上述のＧＮＳＳ時刻Ｃ１はナビゲーションエンジン１１４により計算される。その上、位置決定（例えば、ある時間単位毎に、又はいくつかの位置決定毎に１回、又は各位置決定毎に）が取得された後、本実施形態に係る処理モジュールは、時間的関係を更新することができ、更に温度補償水晶発振器１３２の最新の局所周期ドリフトＤ_Ｔｉｃｋとフレームタイムクロックの最新のフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}を計算／更新することができる。結果として、処理モジュールは第１時点に対応する一組の値をメモリ１１６に記憶する。

とりわけ、ナビゲーションエンジン１１４は、一組の値をメモリ１１６に記憶する。例えば、本実施形態の第１の実施選択案によれば、一組の値は最新の局所周期ドリフトＤ_Ｔｉｃｋ、最新のフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}、クロック値Ｂ１、ＧＮＳＳ時刻Ｃ１及びおそらくクロック値Ａ１から成る。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の第２の実施選択案によれば、一組の値は、最新のフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}、クロック値Ｂ１及びＧＮＳＳ時刻Ｃ１から成る。

実際には、処理モジュールは、クロック値Ａ１を取得するために、クロック値Ｂ１に対応するパルスの到着時刻を計測すべく、第１のクロック信号１３３を利用する。特に、クロック値Ａ１は局所周期値Ｔｉｃｋ１を表し、クロック値Ｂ１はフレーム番号ＦＮ１を表し、そしてＧＮＳＳ時刻Ｃ１はＴＯＷ値ＴＯＷ１を表す。処理モジュールは、局所周期値Ｔｉｃｋ１を取得するために、フレーム番号ＦＮ１に対応するフレームパルスの到着時刻を計測すべく、第１のクロック信号１３３を利用する。その結果、ナビゲーションエンジン１１４は下記の方程式（１）に従い、ＴＯＷ値ＴＯＷ１を計算する。

TOW1＝TOW0＋(Tick1−Tick0)＊(1−D_Tick) ・・・（１）
その上、ナビゲーションエンジン１１４はフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}を、下記の方程式（２）に従って計算する。

D_Frame＝(△FN−△Tick＊(1−D_Tick))/△FN ・・・（２）
ここで、△ＦＮが２つのフレーム番号ＦＮ_ＢとＦＮ_Ａ間の差（ＦＮ_Ｂ−ＦＮ_Ａ）を表し、△Ｔｉｃｋが各々２つのフレーム番号ＦＮ_ＢとＦＮ_Ａに対応する２つの局所周期値Ｔｉｃｋ_ＢとＴｉｃｋ_Ａ間の差（Ｔｉｃｋ_Ｂ−Ｔｉｃｋ_Ａ）を表している。

図２の右側部分を参照すると、電源切断期間の後、本実施形態に係る処理モジュールは、第１時点（例えば、本実施形態に第１の実施の選択案が適用された場合における最新の局所周期ドリフトＤ_Ｔｉｃｋ、最新のフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}、クロック値Ｂ１、ＧＮＳＳ時刻Ｃ１及び多分クロック値Ａ１、又は本実施形態に第２の実施の選択案が適用された場合における単なる最新フレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}、クロック値Ｂ１及びＧＮＳＳ時刻）に対応する既に記憶された一組の値を検索し、ＧＮＳＳ時刻を取得するために、少なくとも既に記憶された値のいくつかの組を利用する。

本実施形態の初期段階において、上述の処理モジュールは、第２時点における第２のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号１１３のクロック値Ｂ２を取得し、更に第１のクロック信号１３３の関連クロック値Ａ２を取得する。特に、処理モジュール第２のパルス関係を取得するために第２時点（図２の右下部に「フレーム同期計測」とラベル表示されている）におけるフレーム同期計測を行い、ＧＮＳＳ時刻Ｃ１、クロック値Ｂ１、クロック値Ｂ２及び最新のフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}に従ってクロック値Ａ２に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算する。

実際には、処理モジュールは、クロック値Ａ２を取得するために、クロック値Ｂ２に対応するパルスの到着時刻を計測すべく第１のクロック信号１３３を利用する。特に、クロック値Ａ２は局所周期値Ｔｉｃｋ２を表し、クロック値Ｂ２はフレーム番号ＦＮ２を表し、そしてＧＮＳＳ時刻Ｃ２はＴＯＷ値ＴＯＷ２を表す。処理モジュールは、局所周期値Ｔｉｃｋ２を取得するために、フレーム番号ＦＮ２に対応するフレームパルスの到着時刻を計測すべく第１のクロック信号１３３を利用する。結果として、ナビゲーションエンジン１１４は、フレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}、ＧＮＳＳ時刻Ｃ１（即ち、本実施形態におけるＴＯＷ値ＴＯＷ１）、フレーム番号ＦＮ１、及びフレーム番号ＦＮ２に従って、ＧＮＳＳ時刻Ｃ２（即ち、本実施形態におけるＴＯＷ値ＴＯＷ２）を計算する。本実施形態においては、ナビゲーションエンジン１１４は、下記の方程式（３）及び（４）に従い、ＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算する。

C2＝C1＋(B2−B1)＊T_Frame＊(1−D_Frame) ・・・（３）
又は
TOW2＝TOW1＋(FN2−FN1)＊T_Frame＊(1−D_Frame) ・・・（４）
ここで、Ｔ_{Ｆｒａｍｅ}はフレームタイムクロックのフレーム周期の長さを表す。

また、図２で示されているような電源切断期間の前の演算順序は、例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一変形例に従えば、電源切断期間の前に行われる演算順序は、図３に示されているように変更され得る。この変更において、ＴＯＷ０’、ＴＯＷ１’、ＴＯＷ２’、Ｔｉｃｋ０’、Ｔｉｃｋ１’、Ｔｉｃｋ２’及びＦＮ２’のような値が上述の図２におけるＴＯＷ０、ＴＯＷ１、ＴＯＷ２、Ｔｉｃｋ０、Ｔｉｃｋ１、Ｔｉｃｋ２及びＦＮ２と同様であり、ここでＦＮ０’がＴＯＷ０’及びＴｉｃｋ０’に対応するフレーム番号を表す。ＴＯＷ０’の計算は、ＴＯＷ１’が取得された後に行われる。この変更のための同様な説明は、ここでは詳細に繰り返さない。

図４は、図２に示された方法の例示的なフローチャートである。ステップ９１０において、上述の維持段階の演算に対応する維持段階処理が実行される。ステップ９２６において、ＮＥ演算（即ち、ナビゲーションエンジン１１４の演算）が停止され、ＭＥ（即ち、計測エンジン１２０）が電源切断される。ステップ９２８においては、ＮＥ演算（即ち、ナビゲーションエンジン１１４の演算）が作動され、ＭＥ（即ち、計測エンジン１２０）が電源投入される。ステップ９３０においては、上述の初期段階の演算に対応する初期段階処理が実行される。

図５は、図２に示された方法の最初の手順のフローチャートを示しており、ここで最初の手順は、図２に示された電源切断時点に終了する第１時点に対応する。本実施形態において、最初の手順はステップ９１０の維持段階処理を表し、以下のように詳述される。

ステップ９１２においては、ＭＥ（即ち、計測エンジン１２０）がＮＥ（即ち、ナビゲーションエンジン１１４）に対する局所周期とともにＧＮＳＳ計測結果を報告する。

ステップ９１４においては、ＮＥは、報告された計測結果に対して、位置、速度、及びＴＯＷ値のようないわゆるＰＶＴパラメータを計算する。

ステップ９１６においては、ＮＥは、局所周期値Ｔｉｃｋ０とＴＯＷ値ＴＯＷ０の間の時間的関係を更新する。

ステップ９１８においては、ＮＥは、「フレーム同期計測」（即ち、上述のフレーム同期計測）を要求するか否かを決定する。

ステップ９１９においては、「フレーム同期計測」を要求すると判定された場合には、ステップ９２０に入る。そうでなければ、ステップ９１２に繰り返し入る。

ステップ９２０においては、ＮＥが「フレーム同期計測」の要求を発行し、次いでフレーム番号ＦＮ１と関連局所周期値Ｔｉｃｋ１を取得し、そしてフレームタイムクロック・ドリフトＤ_{Ｆｒａｍｅ}を計算する。

ステップ９２２においては、ＮＥが、上述のＴＯＷ値ＴＯＷ０、局所周期値Ｔｉｃｋ０及び局所周期値Ｔｉｃｋ１に従って、対応するＴＯＷ値ＴＯＷ１を計算し、そして（ＦＮ１，ＴＯＷ１，Ｄ_{Ｆｒａｍｅ}）をメモリ１１６に保存する。ステップ９２２の演算が実行された後は、ステップ９２６に入る動作が開始されない限り（手動で又は自動的に）、ステップ９１２が再度実行される。

図６は、図２において示された方法の第２の手順のフローチャートを示しており、ここで第２の手順は、図２に示された電源投入時点から開始する第２時点に対応する。本実施形態において、第２の手順は、ステップ９３０の初期段階処理を表しており、以下の通り説明する。

ステップ９３２では、初期化が実行される。

ステップ９３４では、ＮＥが、「フレーム同期計測」（即ち、上述のフレーム同期計測）を要求するか否かを決定する。

ステップ９３５では、「フレーム同期計測」を要求すると決定されたときには、ステップ９４０に入るか、若しくはステップ９３６に入る。

ステップ９３６では、ＮＥがＭＥ用の粗支援情報を生成する。

ステップ９４０では、ＮＥが「フレーム同時計測」の要求を発行し、そしてフレーム番号ＦＮ２及び関連局所周期値Ｔｉｃｋ２を取得する。

ステップ９４２では、ＮＥが、既に記憶した値（ＦＮ１、ＴＯＷ１、Ｄ_{Ｆｒａｍｅ}）及び上述のフレーム番号ＦＮ２に従い、対応するＴＯＷ値ＴＯＷ２を計算する。

ステップ９４４では、ＮＥが、ＭＥ用の支援情報を生成するために、局所周期値Ｔｉｃｋ２とＴＯＷ値ＴＯＷ２との間の時間的関係を使用する。

図７は、本発明の第２実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻取得装置２００の図である。第２実施形態は、第１実施形態の一変形例であり、ここで第２実施形態と第１実施形態との間の相違は以下のように説明される。

上述の携帯電話モジュール１１０と計測エンジン１２０は、少なくとも処理モジュールの一部が変更されるので、それぞれ携帯機器モジュール２１０と計測エンジン２２０に置き換えられる。携帯機器モジュール２２０は、携帯機器演算を行うために配置され、一方で、計測エンジン２２０は同期計測（例えば、クロック同期計測）のような計測を行うために配置される。

上述のフレームパルスコントローラ１１２はシステムクロックコントローラ２１２と置き換えられ、上述の第２のクロック信号１１３は第２のクロック信号２１３に置き換えられる。特に、システムクロックコントローラ２１２の制御下では、第２のクロック信号２１３はシステムクロック（例えば、装置２００のシステムクロック）を表すクロック供給源２１０Ｃから導出される。ここで、第２のクロック信号２１３は、少なくとも１つのクロックパルスを搬送する。上述の変更に対応し、フレーム同期論理回路１２２は、同期計測はフレームパルスの代わりにクロックパルスにより行われるので、フレーム同期論理回路２２２（「クロック同期論理」とラベル表示されている）に置き換えられる。第１時点で実行される同期計測はクロック同期計測を表し、第２時点で実行される同期計測はクロック同期計測を表すことにご注意下さい。

これに対応し、ナビゲーションエンジン１１４及び計測エンジンコントローラ１２４は、それぞれ変更した型、即ち、ナビゲーションエンジン２１４及び計測エンジンコントローラ２２４（「ＭＥコントローラ」とラベル表示されている）にそれぞれ置き換えられる。また、フレーム同期要求（「フレーム同期要求」とラベル表示されており、即ち、上述の「フレーム要求計測」）は、クロック同期要求（「クロック同期要求」とラベル表示されており、即ち、クロック同期計測の要求）と置き換えられる。更に、フレームパルスコントローラ１１２からナビゲーションエンジン１１４へのフレーム番号（例えば、ＦＮ１又はＦＮ２）は、上述のシステムクロックのシステム周期値（「システム周期」とラベル表示されている）に置き換えられる。本実施形態のための同様の説明はここでは詳細には繰り返さない。

図８は、本発明の第３実施形態に従ったＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ受信機におけるＧＮＳＳ時刻を取得する装置３００の図である。第３実施形態は、第２実施形態の一変形例であり、また第１実施形態の一変形例でもある。ここで、第３実施形態と第２実施形態との相違点は、以下のように説明される。

上述の携帯機器モジュール２１０及び計測エンジン２２０は、少なくとも処理モジュールの一部が変更されるので、それぞれ携帯機器モジュール３１０及びＧＮＳＳ受信機３２０に置き換えられる。携帯機器モジュール３１０は、上述の携帯機器モジュールと同様に、携帯機器動作を行うために配置され、一方、ＧＮＳＳ受信機の動作の大半はＧＮＳＳ受信機３２０の内部で実行される。

特に、ナビゲーションエンジン２１４及び関連メモリ１１６は、それぞれＧＮＳＳ受信機３２０内部のナビゲーションエンジン３２４及び関連メモリ３２６として実現される。これに対応し、ＭＥ局所周期は、ＧＮＳＳ局所周期と呼ばれ、そしてＧＮＮＳタスクモジュール３１４（「ＧＮＳＳタスク」とラベル表示されている）は、クロック同期要求（「クロック同期要求」とラベル表示されている）とシステム周期値（「システム周期」と表示されている）を送信するために、システムクロックコントローラ２１２とナビゲーションエンジン３２４との間に配置される。

本実施形態において、ＧＮＳＳタスクモジュール３１４は、携帯機器モジュール３１０内のＭＰＵにより実行されるソフトウェアモジュールである。これは例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本実施形態の一変形例に従えば、ＧＮＳＳタスクモジュール３１４は、コントローラ内部に組み込まれたハードウェアコードを実行するコントローラで実現される。本実施形態の他の変形例によれば、ＧＮＳＳタスクモジュール３１４はファームウェアコードを実行するＭＣＵで実現される。本実施形態のために類似する説明は、ここでは詳細に繰り返さない。

実際には、上述のフレーム番号又はシステム周期は整数値で実現されることにご注意下さい。これは、例示を目的としただけであり、本発明の限定を意味するものではない。本発明のいくつかの実施形態によれば、上述のフレーム番号又はシステム周期は、浮動小数点値で実現され得る。

関連技術とは対照的に、本発明の方法及び装置は、上記の実施形態による計算が、ＲＴＣ時刻の利用よりもむしろ、クロック信号１１３により運ばれるフレームパルス又はクロック信号２１３により運ばれるクロックパルスに基づいているので、うるう秒の問題がない。

本発明の方法及び装置が、電源切断期間後に高分解能で正確にＧＮＳＳ時刻の初期値を回復するために、同期計測（例えば、フレーム同期計測又はクロック同期計測）を利用するのは、本発明の別の利点であり、電源切断期間が短いときのＧＮＳＳ時刻の初期値の典型的な誤差は、概してマイクロ秒レベルを下回る。

本発明の方法及び装置がサブフレームの同期に役立つのは、本発明の他の利点である。結果として、ＧＮＳＳ受信機が立ち上がったときに、最初の固定時間（ＴＴＦＦ）は関連技術と対比して大幅に低減させることができる。

当業者は、本発明の教示を保ちつつ、多くの変更と置換がなされ得ることは容易に気付くであろう。従って、上記の開示は、添付の請求の範囲の境界範囲によってのみ限定されるものとして解釈されるべきである。

Claims (14)

1. ＧＮＳＳ受信機における全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）時刻を取得する方法であって、前記方法は、
   第１のクロック信号の関連クロック値Ａ０及び受信したＧＮＳＳ時刻Ｃ０を取得するステップと、
   第１時点における第１のパルス関係を取得するために、第２のクロック信号のクロック値Ｂ１を取得し、更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ１を取得するステップと、
   前記関連クロック値Ａ０及び前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ０に従い、前記クロック値Ａ１に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算するステップと、
   第２時点における第２のパルス関係を取得するために、前記第２のクロック信号のクロック値Ｂ２を取得し、更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ２を取得するステップと、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１、前記クロック値Ｂ１及び前記クロック値Ｂ２に従い、前記クロック値Ａ２に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算するステップと、を有し、
   前記第１のクロック信号はベースバンド時間周期を表し、
   前記第２のクロック信号はセルラーネットワークのフレームタイムクロックに同期され、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算するステップは、以下の方程式によって前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算し、
   Ｃ１＝Ｃ０＋（Ａ１―Ａ０）＊（１−Ｄ _Ｔｉｃｋ ）
   前記Ｄ _Ｔｉｃｋ は前記第１のクロック信号の最新の局所周期ドリフトを表し、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算するステップは、以下の方程式によって前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算し、
   Ｃ２＝Ｃ１＋（Ｂ２−Ｂ１）＊Ｔ _{Ｆｒａｍｅ} ＊（１−Ｄ _{Ｆｒａｍｅ} ）
   前記Ｔ _{Ｆｒａｍｅ} はフレームタイムクロックの１周期の長さを表し、Ｄ _{Ｆｒａｍｅ} は前記フレームタイムクロックのフレームタイムクロック・ドリフトを表し、以下の方程式によって計算され、
   D _Frame ＝(△FN−△Tick＊(1−D _Tick ))/(△Tick＊(1−D _Tick ))
   前記△ＦＮは２つのフレーム番号の間の差を表し、△Ｔｉｃｋが前記２つのフレーム番号に対応する２つの局所周期値の間の差を表す、方法。
2. 前記第１時点と前記第２時点との間の期間に省電力モードに入るように、前記ＧＮＳＳ受信機の少なくとも一部を制御するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも前記クロック値Ｂ１及び前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１をメモリに記憶するステップを有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のパルス関係を取得するために前記第１時点における同期計測を行うステップと、
   前記第２のパルス関係を取得するために前記第２時点における同期計測を行うステップと、を更に有する請求項１に記載の方法。
5. 前記第１時点で行われる前記同期計測はフレーム同期計測であり、
   前記クロック値Ｂ１はフレーム番号ＦＮ１であり、
   前記第２時点で行われる前記同期計測はフレーム同期計測であり、
   前記クロック値Ｂ２はフレーム番号ＦＮ２である、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２クロック信号はシステムクロックを表すクロック供給源から導出され、前記第１時点で行われる前記同期計測はクロック同期計測であり、前記第２時点で行われる前記同期計測はクロック同期計測である、請求項４に記載の方法。
7. 前記第１時点で前記第１のパルス関係を取得するために、前記第２のクロック信号の前記クロック値Ｂ１を取得し、更に第１のクロック信号の前記関連クロック値Ａ１を取得するステップは、
   前記クロック値Ａ１を取得するために、前記クロック値Ｂ１に対応するパルスの到着時刻を計測すべく前記第１のクロック信号を利用するステップを更に有し、
   前記第２時点で前記第２のパルス関係を取得するために、前記第２のクロック信号の前記クロック値Ｂ２を取得し、更に前記第２のクロック信号の前記関連クロック値Ａ２を取得するステップは、
   前記クロック値Ａ２を取得するために、前記クロック値Ｂ２に対応するパルスの到着時刻を計測すべく前記第１のクロック信号を利用するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
8. ＧＮＳＳ受信機における全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）時刻を取得する装置であって、前記装置は、
   第１のクロック信号を生成するために配置された第１のクロック供給源と、
   前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ０及び受信したＧＮＳＳ時刻Ｃ０を取得するために配置された少なくとも１つの処理モジュールとを有し、
   前記処理モジュールは、第１時点における第１のパルス関係を取得するために第２のクロック信号のクロック値Ｂ１を取得し、更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ１取得し、
   前記関連クロック値Ａ０及び前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ０に従い、前記クロック値Ａ１に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算し、
   第２時点における第２のパルス関係を取得するために、前記第２のクロック信号のクロック値Ｂ２を取得し、更に前記第１のクロック信号の関連クロック値Ａ２を取得し、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１、前記クロック値Ｂ１及び前記クロック値Ｂ２に従い、前記クロック値Ａ２に対応するＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算し、
   前記第１のクラック信号はベースバンド時間周期を表し、
   前記第２のクロック信号はセルラーネットワークのフレームタイムクロックに同期しており、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算することは、以下の方程式によって前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１を計算し、
   Ｃ１＝Ｃ０＋（Ａ１―Ａ０）＊（１−Ｄ _Ｔｉｃｋ ）
   前記Ｄ _Ｔｉｃｋ は前記第１のクロック信号の最新の局所周期ドリフトを表し、
   前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算することは、以下の方程式によって前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ２を計算し、
   Ｃ２＝Ｃ１＋（Ｂ２−Ｂ１）＊Ｔ _{Ｆｒａｍｅ} ＊（１−Ｄ _{Ｆｒａｍｅ} ）
   前記Ｔ _{Ｆｒａｍｅ} はフレームタイムクロックの１周期の長さを表し、Ｄ _{Ｆｒａｍｅ} は前記フレームタイムクロックのフレームタイムクロック・ドリフトを表し、以下の方程式によって計算され、
   D _Frame ＝(△FN−△Tick＊(1−D _Tick ))/(△Tick＊(1−D _Tick ))
   前記△ＦＮは２つのフレーム番号の間の差を表し、△Ｔｉｃｋが前記２つのフレーム番号に対応する２つの局所周期値の間の差を表す、装置。
9. 前記少なくとも１つの処理モジュールの１つは、前記第１時点と前記第２時点の間の期間に省電力モードに入るために、前記ＧＮＳＳ受信機の少なくとも一部を制御する、請求項８に記載の装置。
10. 前記装置はメモリを更に有し、
    前記処理モジュールは、少なくとも前記クロック値Ｂ１及び前記ＧＮＳＳ時刻Ｃ１を前記メモリに記憶する、請求項８に記載の装置。
11. 前記処理モジュールは、前記第１のパルス関係を取得するために前記第１時点で同期計測を行い、更に前記第２のパルス関係を取得するために前記第２時点で同期計測を行う、請求項８に記載の装置。
12. 前記第１時点で行われる前記同期計測はフレーム同期計測であり、
    前記クロック値Ｂ１はフレーム番号ＦＮ１であり、
    前記第２時点で行われる前記同期計測はフレーム同期計測であり、
    前記クロック値Ｂ２はフレーム番号ＦＮ２である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記第２クロック信号は前記装置のシステムクロックを表すクロック供給源から導出され、前記第１時点で行われる前記同期計測はクロック同期計測であり、前記第２時点で行われる前記同期計測はクロック同期計測である、請求項１１に記載の装置。
14. 前記処理モジュールは、前記クロック値Ａ１を取得するために、前記クロック値Ｂ１に対応するパルスの到着時刻を計測すべく前記第１のクロック信号を利用し、かつ前記処理モジュールは、前記クロック値Ａ２を取得するために、前記クロック値Ｂ２に対応するパルスの到着時刻を計測すべく前記第１のクロック信号を利用する、請求項８に記載の装置。

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