JP6373775B2 - タイムスタンプ生成装置、イベント検出装置およびタイムスタンプ生成方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、時刻を正確に検出するための技術に関する。

近年、マルチスタティックレーダ、次世代航空監視レーダ（マルチラテレーション：ＭＬＡＴ）、あるいは広域マルチラテレーション（Wide Area Multilateration：ＷＡＭ）に関する検討が盛んである。これらのシステムに共通するのは、電波源（送信局）から送信される電波を受信する複数の受信局の時刻が、高精度に同期していなくてはならないことである。

例えばマルチラテレーションシステムでは、航空機から送信された無線信号が複数の受信局で受信される。各受信局は、それぞれ自局で発生した“信号受信”というイベントに独自にタイムスタンプを付与する。無線信号の送信時刻からタイムスタンプまでの時間を距離に換算することにより、航空機の位置を求めることができる。容易に想像されるように、時刻同期の精度は測位精度に大きく影響するので、数ナノ秒オーダにも及ぶ精度を要求される。

正確な時刻を得るために、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールとクロックジェネレータとを組み合わせた時刻生成装置が用いられる。しかしながらＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を喪失（ロスト）した状態ではクロックジェネレータの周波数偏差が効いてくるので、正確な時刻を得られなくなる。

ＧＰＳ信号をロストした状態は自走モード（オートラン）と称され、例えばジャミングの発生によりこの状態に至る。自走モードに対し、以下の説明では、ＧＰＳ信号を捕捉できている状態を定常モードと称することにする。

自走モードにおけるクロック誤差を低減させるために、ＯＣＸＯ（恒温槽付水晶発振器）などの高精度発振器をクロックジェネレータに用いる手法が知られている。毎正秒（０秒）にＧＰＳモジュールから出力されるＰＰＳ（Pulse per Second）信号とクロック信号とを比較し、その結果に基づいてクロック発振周波数を補正することでクロック誤差を低減する手法もある。しかしながらＧＰＳ信号の喪失期間が長くなればなるほど（例えば数分を超える期間）、クロック誤差は無視できないレベルにまで大きくなる。

特開２０１０−２７３２９９号公報 特開２０１０−２０００５１号公報

"マルチラテレーション対応ADS-B の空港面評価"、独立行政法人 電子航法研究所、航空システム部、宮崎裕己、三吉襄 著、[online]，［平成26年10月22日検索］,インターネット，<URL:http://www.enri.go.jp/report/hapichi/pdf2004/17.pdf>

既存の時刻生成装置では、定常モードにおいては、ＰＰＳ信号の精度がＧＰＳ信号と同程度に保たれるので時刻精度を高く保つことができる。しかし自走モードではクロック誤差が時間の経過につれ蓄積され、イベントに付与されるタイムスタンプは真のイベント発生時刻から次第に乖離して行く。そしてある時刻で、時刻の検出誤差が許容値を超えてしまう。自走モードの開始から誤差が許容値を越えるまでの時間を許容時間と称する。

目的は、許容時間を延長し、これにより正確なタイムスタンプを長期的に生成できるようにしたタイムスタンプ生成装置、イベント検出装置およびタイムスタンプ生成方法を提供することにある。

実施形態によれば、タイムスタンプ生成装置は、クロック生成部と、クロックカウンタと、パルスカウンタと、ロングカウンタと、時刻生成部と、タイムスタンプ生成部とを具備する。クロック生成部は、ローカルクロック信号を生成する。クロックカウンタは、定周期パルスによるリセットごとにローカルクロック信号のカウントアップを繰り返す。パルスカウンタは、定周期パルスを分周して分周パルスを出力する。ロングカウンタは、分周パルスによるリセットごとにローカルクロック信号のカウントアップを繰り返す。時刻生成部は、時刻情報を含む電波を捕捉可能な定常モードにおいてグローバル時刻および定周期パルスを時刻情報に基づいて生成し、電波をロストした自走モードにおいてローカル時刻および定周期パルスをローカルクロック信号に基づいて生成する。タイムスタンプ生成部は、定常モードにおけるタイムスタンプをグローバル時刻とクロックカウンタのカウント値とに基づいて生成し、自走モードにおけるタイムスタンプをローカル時刻とクロックカウンタのカウント値とロングカウンタのカウント値とに基づいて生成する。

図１は、実施形態に係るマルチラテレーションシステムの一例を示すシステム図である。 図２は、図１に示される受信局Ａ〜Ｄの一例を示す機能ブロック図である。 図３は、図１に示される受信局Ａ〜Ｄの処理手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、比較のため既存の受信局の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、図１に示される受信局Ａ〜Ｄの処理手順の第２の実施形態を示すフローチャートである。 図６は、マルチスタティックレーダシステムの一例を示す図である。

図１は、実施形態に係るマルチラテレーションシステムの一例を示すシステム図である。この種の測位システムは、例えば空港に設置され、航空機の位置を特定するために利用されることができる。図１に示されるシステムは、監視エリアに分散して配置される複数の受信局Ａ，Ｂ，ＣおよびＤを備える。受信局Ａ〜Ｄは、例えば基地局１０を経由して空港ＬＡＮ（Local Area Network）２０に接続される。空港ＬＡＮ２０には、サーバ３０およびデータベース４０も接続される。すなわちサーバ３０は、受信局Ａ〜Ｄと通信して各種の情報を取得することができる。

受信局Ａ〜Ｄは、航空機１００から送信されるスキッタ、あるいはＳＳＲ応答などの無線信号（トランスポンダ信号）をそれぞれ受信する。受信局Ａ〜Ｄは、航空機１００からの無線信号を“いつ受信したか”を示す情報を、空港ＬＡＮ２０に伝送する。つまり受信局Ａ〜Ｄは、受信した信号をデコードし、その内容（例えば航空機１００の登録識別番号など）を含むデコードデータを生成するとともに、このデコードデータに、受信時刻を示すタイムスタンプを付与する。

タイムスタンプを付与されたデコードデータは、例えばＩＰ（Internet Protocol）パケット化され、ＴＣＰ−ＩＰ（Transmission Control Protocol-IP）などのプロトコルでサーバ３０に伝送される。サーバ３０は各受信局Ａ〜Ｄから送られたデコードデータからタイムスタンプを抽出し、航空機１００の位置を算出する。算出された位置情報は例えばデータベース４０に蓄積される。

航空機１００から無線信号が送信された時刻をＴとし、時刻Ｔと、各受信局Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのタイムスタンプとの時間差をそれぞれＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄとする。そうすると、例えばＴａ−Ｔｄを一定とする双曲線と、Ｔｂ−Ｔｃを一定とする双曲線とを描くことができ、この２つの双曲線の交点が航空機１００の位置として求められる。これが、マルチラテレーションによる測位原理の概略である。

受信局Ａ〜Ｄにおいて正確な時刻を生成し、タイムスタンプの精度をナノ秒オーダにまで上げるために、測位衛星としてのＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号が利用される。いずれかのＧＰＳ衛星５１〜５ｎからのＧＰＳ信号を継続して捕捉できれば問題はないが、他の航空機による遮蔽やマルチパスの発生などによりＧＰＳ信号をロストすると自走モードがスタートし、測位精度が次第に劣化する。次に、例えば図１に示されるシステムに適用可能な本発明の複数の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図２は、図１に示される受信局Ａの一例を示す機能ブロック図である。なお受信局Ｂ〜Ｄも同様である。受信局Ａは、ＧＰＳモジュール６１、クロックジェネレータ６２、クロックカウンタ６３、信号到達時刻検出部６４、長期クロック監視部６５、タイムスタンプ生成部６６およびメモリ６７を備える。

クロックジェネレータ６２は、ＯＣＸＯや原子発振器などの高精度の発振器を備え、ローカルクロック信号としてのクロック信号を生成する。クロックジェネレータ６２は、クロック信号をクロックカウンタ６３および長期クロック監視部６５に与える。

ＧＰＳモジュール６１は、ＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号（時刻情報を含む）を受信する。すなわちＧＰＳモジュール６１は、定常モードにおいて受信されたＧＰＳ信号から、グローバル時刻としてのＧＰＳ時刻と、定周期パルスとしてのＰＰＳ信号を生成する。ＧＰＳモジュール６１は、ＧＰＳ時刻を信号到達時刻検出部６４に通知し、ＰＰＳ信号をクロックカウンタ６３および長期クロック監視部６５に渡す。

ＧＰＳモジュール６１は、自走モードにおいてはクロックジェネレータ６２から取得したクロック信号に基づいて、ローカル時刻およびＰＰＳ信号を生成する。ローカル時刻は自走モードにおいて、ＧＰＳ時刻に代替される。自走モードにおいて生成されたＰＰＳ信号も、定常モードにおけるＰＰＳ信号に代替される。

クロックカウンタ６３は、ＰＰＳ信号によるリセットごとにクロック信号のカウントアップを繰り返す。つまりクロックカウンタ６３はクロック信号のカウントアップを継続的に繰り返すが、そのカウント値は、ＰＰＳ信号ごとにリセットされる。つまり１秒ごとにカウント値が０に戻る。クロックカウンタ６３は、カウント値をタイムスタンプ生成部６６に通知し、リセット時のカウント値をＧＰＳモジュール６１に渡す。

例えばクロック信号の周期が１００ＭＨｚであれば、クロックカウンタ６３は１秒間に１００，０００，０００回のカウントを実施する。これにより、１／１００，０００，０００秒の時刻精度を得られる。しかし、そもそもクロック信号の精度がＧＰＳ信号の時刻情報の精度よりも格段に低いので、自走モードにおいては何らかの対処を必要とする。実施形態においてはこのような事情に対応可能な技術について説明する。

長期クロック監視部６５は、ＰＰＳ信号をカウントするＰＰＳカウンタ６５ｂと、クロック信号を長時間カウントするロングカウンタ６５ａとを備える。ＰＰＳカウンタ６５ｂは、ＧＰＳモジュール６１からのＰＰＳ信号を分周して分周パルスを出力する。ロングカウンタ６５ａは、分周パルスによるリセットごとにクロック信号のカウントアップを繰り返す。つまりロングカウンタ６５ａはクロック信号のカウントアップを継続的に繰り返すが、そのカウント値は、分周パルスごとにリセットされる。

ＰＰＳ信号は毎秒１パルスなので、ＰＰＳカウンタ６５ｂは、毎秒カウントアップし、例えば数１，０００カウント、すなわち数１，０００秒ごとにロングカウンタ６５ａをリセットする。クロックジェネレータ６２にＯＣＸＯを用いれば、ＯＣＸＯの短期安定性から、ロングカウンタリセット時の値はリセットごとに変動しないといえる。

信号到達時刻検出部６４は、航空機１００からのトランスポンダ信号を受信し、このトランスポンダ信号にエンコードされた各種の情報をデコードしてデコードデータを生成する。さらに信号到達時刻検出部６４は、トランスポンダ信号を受信した時点のタイムスタンプをタイムスタンプ生成部６６から取得し、この取得したタイムスタンプをデコードデータに付与する。

つまり信号到達時刻検出部６４は、“トランスポンダ信号（入力信号）の受信”というイベントの発生を検出すると、検出時点のタイムスタンプをタイムスタンプ生成部６６から取得し、このタイムスタンプを付与されたイベント情報（デコードデータ）を出力する。

タイムスタンプ生成部６６は、ＧＰＳ時刻（またはローカル時刻）と、クロックカウンタ６３のカウント値と、ロングカウンタ６５ａのカウント値とを取得する。タイムスタンプ生成部６６は、定常モードにおけるタイムスタンプをＧＰＳ時刻とクロックカウンタ６３のカウント値とに基づいて生成する。自走モードにおいては、タイムスタンプ生成部６６は、ローカル時刻とクロックカウンタ６３のカウント値と、ロングカウンタ６５ａのカウント値とに基づいてタイムスタンプを生成する。

タイムスタンプ生成部６６の処理の過程で生成された各種のデータはメモリ６７に記憶される。次に、上記構成における作用を説明する。

図３は、図２に示される受信局Ａの処理手順の一例を示すフローチャートである。なお受信局Ｂ〜Ｄも同様である。図３において、受信局ＡはＧＰＳ信号の受信状態をモニタし、ＧＰＳ信号をロストしたか否かを判断する（ステップＳ１）。ＧＰＳ信号を正常に受信できていれば（ステップＳ１でＮｏ）、受信局Ａは定常モードでの処理を継続する。すなわち受信局Ａは、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ時刻を生成し（ステップＳ２）、クロックカウンタ６３のカウント値を取得し（ステップＳ３）、タイムスタンプを生成する（ステップＳ４）。

上記のプロセスにおいてクロックカウンタ６３は、クロックジェネレータ６２からのクロック信号毎にカウントアップされ、ＧＰＳモジュール６１からのＰＰＳ信号によってリセットされる。タイムスタンプ生成部６６は、タイムスタンプを生成すべき時点（信号到達時刻検出部６４により入力信号が検出された時点など）のクロックカウンタ６３の値を読み取ることで、秒以下の極めて正確な時刻を取得することができる。

さらに、ＧＰＳモジュール６１はクロックカウンタ６３のリセット時の値を読み取ることでクロックジェネレータ６２の出力周波数偏差を検知し、クロックジェネレータ６２の出力周波数を補正することができる。このように定常モードにおいてはタイムスタンプの精度を高く保つことができる。

一方、ＧＰＳ信号をロストすると（ステップＳ１でＹｅｓ）直ちに自走モードが開始される（ステップＳ５）。自走モードにおいては受信局Ａは、クロックジェネレータ６２からのクロック信号からローカル時刻を生成し（ステップＳ６）、クロックカウンタ６３のカウント値を取得し（ステップＳ７）、ロングカウンタ６５ａのカウント値を取得する（ステップＳ８）。このとき、ローカル時刻の精度およびＰＰＳ信号の精度は、クロック信号の精度を反映する。

タイムスタンプ生成部６６は、クロックカウンタ６３のカウント値と、ロングカウンタ６５ａのカウント値とに基づいて、ローカル時刻の偏差を補正し（ステップＳ９）、補正された時刻を記載したタイムスタンプを生成する（ステップＳ１０）。

信号到達時刻検出部６４は、イベントの発生を待ち受ける（ステップＳ１１）。入力信号の受信イベントが生じると（ステップＳ１１でＹｅｓ）、信号到達時刻検出部６４は入力信号をデコードし（ステップＳ１２）、イベント発生時点のタイムスタンプをタイムスタンプ生成部６６から取得し、デコードデータに付与する（ステップＳ１３）。最後に、信号到達時刻検出部６４は、タイムスタンプを付与されたデコードデータを出力する（ステップＳ１４）。

次に、ステップＳ９における、ローカル時刻の偏差を補正する処理について説明する。ＰＰＳカウンタ６５ｂのリセット周期をｎとし、クロック信号の周波数ｆをｆ＝ｘ＋ｄｘ（ただし０≦ｄｘ＜１）とする。そうすると、ロングカウンタ６５ａのリセット時の値はｎ×（ｘ＋ｄｘ）となる。

ｄｘ＝１／ｎ（ｗ＋ｄｗ）（ただし０≦ｄｗ＜１）と表すと、信号到達時刻検出部６４は、ロングカウンタ６５ａの値を参照することでｄｘ成分のうちｗ成分を知ることができる。このｗ成分を用いて、ローカル時刻の偏差を高精度に補正することができる。クロック信号周波数のｗ成分は、ｄｘ成分に比べて１／ｎ程度であるので、これを取得することでクロック信号の出力周波数を従来のｎ倍の分解能で知ることが可能になる。ちなみに既存の技術ではｄｘが切り捨てられるので、ｗ成分を求めることもできない。

ＯＣＸＯの出力周波数の変動は、１時間程度ではきわめて小さい。変動の程度を示すアラン分散は１時間あたり０．０２ｐｐｂの程度である。実施形態ではこのことに着目し、ロングカウンタ６５ａの積算時間を長くすることで、クロック信号の周波数誤差成分による影響をさらに低減させるようにした。

すなわち、ｎの値をＯＣＸＯの出力周波数が変動する期間より短く設定することで、自走モードにおけるｄｘ成分の蓄積の影響を、１／ｎにすることができる。つまり、自走モードの許容時間をｎ倍に延長することができる。

以上述べたように第１の実施形態では、クロックジェネレータ６２の短期安定性に着目し、ロングカウンタ６５ａを設けてクロック信号とＰＰＳ信号との比較時間を延長した。このようにして、ＧＰＳ信号の喪失が長期間に及んでも正確なタイムスタンプを継続して生成でき、入力信号の信号到達時刻を正確に検出できるようにした。

図４は、比較のため既存の受信局の一例を示す機能ブロック図である。図４に示される受信局は、ＧＰＳモジュール６１、クロックジェネレータ６２、クロックカウンタ６３、信号到達時刻検出部６４およびタイムスタンプ生成部６６を備えるが、長期クロック監視部６５を備えていない。

図４において、ＧＰＳモジュール６１は自走モードにおいて、クロックジェネレータ６２からのクロック信号に基づいてローカル時刻とＰＰＳ信号を生成する。しかし図４の構成においては、クロックカウンタ６３がＰＰＳ信号によって毎秒ごとにリセットされるので、クロック信号の１カウントあたりの時間よりも短い誤差が丸められてしまい、この誤差を検出することができない。

すなわち、クロック信号の周波数ｆをｆ＝ｘ＋ｄｘ（ただし０≦ｄｘ＜１）とすると、クロックカウンタ６３は毎秒ｘ回カウントアップするが、少数成分のｄｘは切り捨てられてしまうので、ＧＰＳモジュール６１はｄｘの値を知ることができない。このためｄｘに由来する誤差成分が時間の経過とともに蓄積され、許容時間の短縮がもたらされていた。

これに対し第１の実施形態では、タイムスタンプ生成部６６は、信号到達時刻検出部６４による信号の受信時にロングカウンタ６５ａの値を読み取ることで、クロック信号周波数のｄｘ以下の偏差を知ることができる。従って信号検出時刻のずれを高精度に補正でき、これにより高精度な時刻を長期にわたり生成することができる。これらのことから第１の実施形態によれば、許容時間を延長でき、正確なタイムスタンプを長期的に生成可能なタイムスタンプ生成装置、イベント検出装置およびタイムスタンプ生成方法を提供することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、自走モードに入ると例えば数１０００秒ごとにロングカウンタ６５ａをリセットし、その間のカウント値に基づいてローカル時刻の偏差を補正するようにした。第２の実施形態ではローカル時刻を補正するための別の手法について説明する。

図５は、受信局Ａの処理手順の変形例を示すフローチャートである。なお受信局Ｂ〜Ｄも同様である。
図５において、受信局Ａは定常モードおよび自走モードのいずれにおいても、クロックカウンタ６３のカウント値と、ロングカウンタ６５ａのカウント値とを取得する（ステップＳ７、Ｓ８）。これらの、クロックカウンタ６３のカウント値とロングカウンタ６５ａのカウント値とに基づいて、受信局Ａはローカル時刻の補正値Δｔを算出する（ステップＳ１５）。

Δｔは、クロックジェネレータ６２の動作特性を反映する量であり、いわばクロックジェネレータ６２の癖（時間の経過に伴う誤差の変動など）を示すといえる。算出されたΔｔはメモリ６７に記憶される（ステップＳ１６）。

続いて受信局Ａは、ＧＰＳ信号の受信状態をモニタし、ＧＰＳ信号をロストしたか否かを判断する（ステップＳ１）。ＧＰＳ信号を正常に受信できていれば（ステップＳ１でＮｏ）、受信局Ａは定常モードでの処理を継続する。すなわち受信局Ａは、受信したＧＰＳ信号からＧＰＳ時刻を生成し（ステップＳ２）、クロックカウンタ６３のカウント値を取得し（ステップＳ３）、タイムスタンプを生成する（ステップＳ４）。

一方、ＧＰＳ信号をロストすると（ステップＳ１でＹｅｓ）直ちに自走モードが開始される（ステップＳ５）。そうするとタイムスタンプ生成部６６はクロック信号からローカル時刻を生成し（ステップＳ６）、このローカル時刻を、メモリ６７に予め記憶されている補正値Δｔに基づいて補正する（ステップＳ１６）。これにより補正されたローカル時刻が得られ、タイムスタンプ生成部６６は、補正された時刻を記載したタイムスタンプを生成する（ステップＳ１０）。

信号到達時刻検出部６４はイベントの発生を待ち受け（ステップＳ１１）、イベントが生じると（ステップＳ１１でＹｅｓ）入力信号をデコードする（ステップＳ１２）。そして信号到達時刻検出部６４はイベント発生時点のタイムスタンプをタイムスタンプ生成部６６から取得し、タイムスタンプを付与されたデコードデータを出力する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。

第２の実施形態では、定常モードにおいてローカル時刻の補正量Δｔを予め算出し、メモリ６７に記憶する。そして自走モードが開始すると直ちに、Δｔに基づいてローカル時刻を補正するようにした。このようにしたので、自走モードの開始からロングカウンタ６５ａがリセットされるまでの期間（例えば数１０００秒）においても、補正されたローカル時刻を得ることが可能になる。従って第２の実施形態によっても、許容時間を延長でき、正確なタイムスタンプを長期的に生成可能なタイムスタンプ生成装置、イベント検出装置およびタイムスタンプ生成方法を提供することができる。

なおこの発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば本発明はマルチラテレーションシステムに限らず、マルチスタティックレーダシステムなどへの応用も可能である。

図６は、マルチスタティックレーダシステムの一例を示す図である。特に図６は、複数のレーダが通信ネットワーク５０経由で通信し情報を授受し合う、協調制御型レーダシステムの一例を示す。図６に示されるシステムは、送受信局７０と受信局８０とを備える。送受信局７０および受信局８０はそれぞれ地理的に異なる位置（例えばＡ県の県庁所在地とＢ県の県庁所在地など）に設置される。

送受信局７０から送信されたレーダ波が受信局８０で受信されると、電波干渉を生じる。これを防ぐためには送受信局７０の時刻と受信局８０の時刻とを高精度に同期させ、送信ビームおよび受信ビームの形成方位、形成時刻を高い精度でスケジューリングする必要がある。本発明によれば送受信局７０の時刻と受信局８０の時刻を非常に高い精度で同期させることができる。本発明の技術思想はこの種の用途にも適用可能である。

また、複数のＧＰＳ衛星が同時に捕捉されている状態では、任意のＧＰＳ衛星からの時刻情報に基づいてタイムスタンプを生成することができる。あるいはこれに代えて、予め定めされた（既定の）基準に基づいて一つのＧＰＳ衛星を選択するようにしても良い。

また、受信局Ａ〜Ｄがそれぞれ異なる複数のＧＰＳ衛星を捕捉しているケース、つまり受信局Ａ〜Ｄごとに異なる衛星群が捕捉されている場合には、例えばコモンビュー法などの基準に基づいて、時刻情報を採用すべきＧＰＳ衛星を決定するようにしても良い。

また、図２に示されるＧＰＳモジュール６１、クロックジェネレータ６２、クロックカウンタ６３、信号到達時刻検出部６４、長期クロック監視部６５、タイムスタンプ生成部６６、メモリ６７、ロングカウンタ６５ａ、およびＰＰＳカウンタ６５ｂの各機能ブロックは、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアに実装されても良いし、あるいはＣＰＵ（Central Processing Unit）の演算処理により実現されるソフトウェアとして実装されても良い、
以上、本発明の複数の実施形態を説明した。これらの実施形態は例として提示されるものであり、発明の範囲の限定を意図するものではない。これらの新規な実施形態は他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…基地局、２０…空港ＬＡＮ、３０…サーバ、４０…データベース、５０…通信ネットワーク、５１〜５ｎ…ＧＰＳ衛星、６１…ＧＰＳモジュール、６２…クロックジェネレータ、６３…クロックカウンタ、６４…信号到達時刻検出部、６５…長期クロック監視部、６５ａ…ロングカウンタ、６５ｂ…ＰＰＳカウンタ、６６…タイムスタンプ生成部、６７…メモリ、７０…送受信局、８０…受信局、１００…航空機、Ａ〜Ｄ…受信局

Claims (19)

1. ローカルクロック信号を生成するクロック生成部と、
   定周期パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返すクロックカウンタと、
   前記定周期パルスを分周して分周パルスを出力するパルスカウンタと、
   前記分周パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返すロングカウンタと、
   時刻情報を含む電波を捕捉可能な定常モードにおいてグローバル時刻および前記定周期パルスを前記時刻情報に基づいて生成し、前記電波をロストした自走モードにおいてローカル時刻および前記定周期パルスを前記ローカルクロック信号に基づいて生成する時刻生成部と、
   前記定常モードにおけるタイムスタンプを前記グローバル時刻と前記クロックカウンタのカウント値とに基づいて生成し、前記自走モードにおけるタイムスタンプを前記ローカル時刻と前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて生成するタイムスタンプ生成部とを具備する、タイムスタンプ生成装置。
2. 前記タイムスタンプ生成部は、前記自走モードにおいて前記ローカル時刻の偏差を前記クロックカウンタのリセット時のカウント値に基づいて補正して前記タイムスタンプを生成する、請求項１に記載のタイムスタンプ生成装置。
3. 前記タイムスタンプ生成部は、前記偏差を前記ロングカウンタのカウント値に基づいてさらに補正する、請求項２に記載のタイムスタンプ生成装置。
4. 前記タイムスタンプ生成部は、
   前記定常モードにおいて、前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて前記ローカル時刻の補正値を算出し、
   前記自走モードにおいて、前記補正値に基づいて前記ローカル時刻を補正して前記タイムスタンプを生成する、請求項１に記載のタイムスタンプ生成装置。
5. 前記電波は、測位衛星から送信されることを特徴とする請求項１に記載のタイムスタンプ生成装置。
6. 前記定常モードにおいて複数の測位衛星を捕捉可能である場合に、
   前記時刻生成部は、捕捉された測位衛星のうち１つを既定の基準に基づき選択し、この選択された測位衛星から送信される電波に含まれる時刻情報に基づいて前記グローバル時刻および前記定周期パルスを生成することを特徴とする請求項５に記載のタイムスタンプ生成装置。
7. タイムスタンプを生成するタイムスタンプ生成装置と、
   イベントの発生を検出すると、前記タイムスタンプ生成装置から取得したタイムスタンプを付与されたイベント情報を出力するイベント検出部とを具備し、
   前記タイムスタンプ生成装置は、
   ローカルクロック信号を生成するクロック生成部と、
   定周期パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返すクロックカウンタと、
   前記定周期パルスを分周して分周パルスを出力するパルスカウンタと、
   前記分周パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返すロングカウンタと、
   時刻情報を含む電波を捕捉可能な定常モードにおいてグローバル時刻および前記定周期パルスを前記時刻情報に基づいて生成し、前記電波をロストした自走モードにおいてローカル時刻および前記定周期パルスを前記ローカルクロック信号に基づいて生成する時刻生成部と、
   前記定常モードにおけるタイムスタンプを前記グローバル時刻と前記クロックカウンタのカウント値とに基づいて生成し、前記自走モードにおけるタイムスタンプを前記ローカル時刻と前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて生成するタイムスタンプ生成部とを備える、イベント検出装置。
8. 前記タイムスタンプ生成部は、前記自走モードにおいて前記ローカル時刻の偏差を前記クロックカウンタのリセット時のカウント値に基づいて補正して前記タイムスタンプを生成する、請求項７に記載のイベント検出装置。
9. 前記タイムスタンプ生成部は、前記偏差を前記ロングカウンタのカウント値に基づいてさらに補正する、請求項８に記載のイベント検出装置。
10. 前記タイムスタンプ生成部は、
    前記定常モードにおいて、前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて前記ローカル時刻の補正値を算出し、
    前記自走モードにおいて、前記補正値に基づいて前記ローカル時刻を補正して前記タイムスタンプを生成する、請求項７に記載のイベント検出装置。
11. 前記電波は、測位衛星から送信されることを特徴とする請求項７に記載のイベント検出装置。
12. 前記定常モードにおいて複数の測位衛星を捕捉可能である場合に、
    前記時刻生成部は、捕捉された測位衛星のうち１つを既定の基準に基づき選択し、この選択された測位衛星から送信される電波に含まれる時刻情報に基づいて前記グローバル時刻および前記定周期パルスを生成することを特徴とする請求項１１に記載のイベント検出装置。
13. 前記イベントは、エンコードされた情報を含む入力信号の受信であることを特徴とする、請求項７に記載のイベント検出装置。
14. ローカルクロック信号を生成し、
    クロックカウンタにより、定周期パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返し、
    ロングカウンタにより、前記定周期パルスを分周した分周パルスによるリセットごとに前記ローカルクロック信号のカウントアップを繰り返し、
    時刻情報を含む電波を捕捉可能な定常モードにおいてグローバル時刻および前記定周期パルスを前記時刻情報に基づいて生成し、
    前記定常モードにおけるタイムスタンプを前記グローバル時刻と前記クロックカウンタのカウント値とに基づいて生成し、
    前記電波をロストした自走モードにおいてローカル時刻および前記定周期パルスを前記ローカルクロック信号に基づいて生成し、
    前記自走モードにおけるタイムスタンプを前記ローカル時刻と前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて生成する、タイムスタンプ生成方法。
15. 前記自走モードにおいて前記タイムスタンプを生成することは、前記ローカル時刻の偏差を前記クロックカウンタのリセット時のカウント値に基づいて補正する、請求項１４に記載のタイムスタンプ生成方法。
16. 前記タイムスタンプを生成することは、前記偏差を前記ロングカウンタのカウント値に基づいてさらに補正する、請求項１５に記載のタイムスタンプ生成方法。
17. 前記タイムスタンプを生成することは、
    前記定常モードにおいて、前記クロックカウンタのカウント値と前記ロングカウンタのカウント値とに基づいて前記ローカル時刻の補正値を算出し、
    前記自走モードにおいて、前記補正値に基づいて前記ローカル時刻を補正して前記タイムスタンプを生成する、請求項１４に記載のタイムスタンプ生成方法。
18. 前記電波は、測位衛星から送信されることを特徴とする請求項１４に記載のタイムスタンプ生成方法。
19. 前記定常モードにおいて複数の測位衛星を捕捉可能である場合に、
    捕捉された測位衛星のうち１つを既定の基準に基づき選択し、
    この選択された測位衛星から送信される電波に含まれる時刻情報に基づいて前記グローバル時刻および前記定周期パルスを生成することを特徴とする請求項１８に記載のタイムスタンプ生成方法。

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