JP6562067B2 - 電波時計 - Google Patents
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Description
受信した衛星信号を解読して日時情報を取得する制御手段を備え、
前記制御手段は、
所定の受信期間に前記衛星信号内での特定の位置を示す特定符号列が検出された場合には、前記特定符号列の受信タイミングを基準として前記衛星信号内での日時情報を示す日時符号列部分が受信される期間、前記所定の受信期間を延長し、前記特定符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得し、
前記所定の受信期間に前記特定符号列が検出されなかった場合には、前記所定の受信期間の前に受信して検出された前記特定符号列の数及び位置関係に基づいて当該特定符号列のうち前記特定の位置を示す符号列を判別し、当該符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得する
ことを特徴とする電波時計である。
図1は、本発明の電波時計の実施形態である電子時計1の内部構成を説明する図である。
分周回路45は、発振回路44から出力された周波数信号をCPU41や計時回路46により利用される周波数の信号に分周して出力する。出力される周波数は、CPU41からの制御信号により変更可能に設定されていても良い。
本実施形態の電子時計1では、発振回路44の出力周波数の誤差に応じた計時回路46の計数誤差を修正するために、日時情報の受信を定期的に行う。日時情報の取得としては、標準電波受信部48による標準電波の受信と、GPS受信処理部50によるGPS衛星からの航法メッセージの受信が適宜選択されて又は併用されて行われる。ここでは、例えば、計時回路46の計数誤差が1日当たり0.5秒程度であり、1日1回受信、修正動作が行われることで、約0.5秒以上のずれが生じないように設定されている。GPS受信処理部50の動作開始は、更に、屋内などでGPS衛星からの電波が捕捉出来ない状況での動作を避けるために、例えば、各日において光センサ53により屋外の太陽光に相当する所定の光量が検出されることを条件とすることが出来る。
なお、日時情報(日付データ)を保持している状態で週番号WNと週内経過時間TOW−Countの両方が受信、取得された場合には、保持している日時情報の日付を取得された日時(日付)で上書きする構成とすることが出来る。
このとき、週内経過時間TOW−Countの位置を特定するために、プリアンブルを受信、同定する必要がある。従って、何れかのサブフレームのWORD1及びWORD2が受信されることで、日時情報が得られることになる。
この日時取得処理は、CPU41からの起動命令によりGPS受信処理部50に電力が供給されて起動されることで開始される。CPU41からの起動命令は、上述のように、電子時計1において所定の条件が満たされたことをCPU41が検出した場合や、ユーザから操作部47への入力操作により動作開始の命令が取得された場合に出力される。
制御部50aは、捕捉処理において、全てのGPS衛星に係るC/Aコードを用いて逆スペクトラム拡散処理を試みて航法メッセージに係る信号の検出を行う。なお、GPS受信処理部50にエフェメリスデータやアルマナックデータが保持されている場合には、当該データを参照して現在の日時に前回と同一地点で可視状態にあるGPS衛星に係るC/Aコードを優先的に用いることが出来る。
図4(a1)、(a2)に示すように、WORD1の送信タイミングより早く又は同時に受信が開始された場合には、受信開始後、1ワードに相当する0.6秒未満でプリアンブルの符号列(太実線)の先頭が検出される。また、3ワードに相当する1.8秒以内の受信期間(ステップS103)に週内経過時間TOW−Countを示す符号列(細実線)が受信される。その後、一度受信を中断した後(ステップS104)、最初の受信開始から5.4秒後に受信を再開する。この図4(a1)、(a2)の例では、この再開タイミングでWORD9又はWORD10のデータが受信されるので、このタイミングでは、プリアンブルと同一の符号列が検出されない(ステップS106で”YES”)。
図4(b1)、(b2)に示すように、WORD1の受信タイミングより早く又は同時に受信が開始された場合には、受信開始後、1ワードに相当する0.6秒未満でプリアンブルの符号列(太実線)の先頭が検出される。また、3ワードに相当する1.8秒の受信期間内(ステップS103)に週内経過時間TOW−Countを示す符号列(細実線)が受信されるが、この期間中にプリアンブルと同一の符号配列が再度検出される。その後、一度受信を中断した後(ステップS104)、最初の受信開始から5.4秒後に受信を再開すると、受信再開から約0.6秒間に受信される(ステップS105)WORD9又はWORD10のデータにおいて、当該受信再開から1秒以内に開始されるプリアンブルと同一の符号列は検出されない(ステップS106で”YES”)。従って、この場合には、前半の受信データで1つ目のプリアンブルと同一符号配列が正しいプリアンブルであると同定されて、当該前半の受信データから週内経過時間TOW−Countが取得される(ステップS107)。
図5は、本実施形態の電子時計1においてGPS受信処理部50が実行する日時取得処理の変形例を示すフローチャートである。
この日時取得処理の変形例では、上記実施形態の電子時計1における日時取得処理に対し、ステップS107の処理がステップS107a〜S107dの処理に分割され、また、ステップS118の処理がステップS118a〜S118dに分割された点を除いて同一であり、同一の処理には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
ここでは、WORD10にプリアンブルと同一の符号配列が出現する可能性が考慮される。WORD10の内容は、エフェメリスデータやアルマナックデータに係る設定情報、衛星の健康情報や予備ビットであるが、各サブフレームで異なり、更に、サブフレーム4、5では、フレームごとでも異なる。従って、連続するサブフレームで続けてプリアンブルと同一の符号配列が出現する可能性は極めて低く、本変形例では、当該符号列が一度のみ出現する場合について考慮されている。
従って、従来不要であった受信期間では、受信動作を中断するので、電力消費が低減される。また、最初の受信期間でプリアンブルが検出されれば、当該サブフレームのWORD10が受信された段階で当該プリアンブルが同定されるので、2サブフレーム目の受信に入る必要が無く、受信時間が短縮されて速やかに日時を算出、出力することが出来る。また、最初の受信期間でプリアンブルが検出されなくても、次のサブフレームのWORD3が受信される前にプリアンブル及び週内経過時間TOW−Countが同定、取得されるので、不要に受信期間が延びない。これらにより、必要以上に受信時間を延ばさず、且つ、より確実に日時を取得することが可能となる。
例えば、上記実施の形態では、受信再開後約1ワード分の受信期間にプリアンブルと同一の符号列が検出された場合には、一律に受信再開後3ワード分のデータが取得されるまで受信を行うこととしたが、受信と並行してプリアンブルの同定を行う場合には、プリアンブルが同定され、且つ、当該プリアンブルを基準として週内経過時間TOW−Countが取得される長さ分の受信が行われれば、受信期間は不定であっても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成、構造、処理の内容や手順といった具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
<請求項1>
測位衛星の送信電波を受信する受信手段と、
受信された前記送信電波の衛星信号を解読して日時情報を取得する解読手段と、
日時を計数する計時手段と、
前記計数されている日時に基づいて前記衛星信号内での特定の位置を示す特定符号列と、日時情報を示す所定の日時符号列部分とが受信される期間を見積もり、当該見積もられた期間を第1受信期間として定めて前記受信手段に受信させる第1受信設定手段と、
前記計数されている日時に基づいて、前記第1受信期間の終了後であって次の前記特定符号列の終端が受信されると見積もられるタイミング前までの所定期間を第2受信期間として定めて前記受信手段に受信させる第2受信設定手段と、
を備え、
前記第2受信設定手段は、前記第2受信期間に前記特定符号列が検出された場合には、当該特定符号列の受信タイミングを基準として前記日時符号列部分が受信される期間、前記第2受信期間を延長し、
前記解読手段は、前記第2受信期間に前記特定符号列が検出された場合には、当該特定符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得し、前記第2受信期間に前記特定符号列が検出されなかった場合には、前記第1受信期間に検出された前記特定符号列の数及び位置関係に基づいて当該特定符号列のうち前記特定の位置を示す符号列を判別し、当該符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得する
ことを特徴とする電波時計。
<請求項2>
前記計時手段の計時誤差と、当該計時手段の日時を修正した直近のタイミングからの経過時間とに基づいて前記計時手段のずれを算出するずれ算出手段を備え、
前記解読手段は、前記算出されたずれに応じた前記見積もりのずれが所定時間以内の場合に、日時情報の取得を行う
ことを特徴とする請求項1記載の電波時計。
<請求項3>
前記解読手段は、前記延長された第2受信期間に前記特定符号列と同一の符号列が複数回検出された場合には、当該複数回の検出タイミングの時間間隔に応じて何れが前記特定の位置を示す符号列であるかを判別し、当該判別された符号列を基準として前記日時符号列部分を解読することを特徴とする請求項1又は2記載の電波時計。
<請求項4>
GPS衛星の送信電波を受信する受信手段と、
受信された前記送信電波の航法メッセージを解読して日時情報を取得する解読手段と、
日時を計数する計時手段と、
前記計数されている日時に基づいて前記航法メッセージ内の何れかのサブフレームにおけるワード1からワード3までのデータが受信される期間を見積もり、当該見積もられた期間を第1受信期間として定めて前記受信手段に受信させる第1受信設定手段と、
前記計数されている日時に基づいて当該サブフレームにおけるワード10のデータが受信される期間を見積もり、当該見積もられた期間を第2受信期間として定めて前記受信手段に受信させる第2受信設定手段と、
を備え、
前記第2受信設定手段は、前記第2受信期間にプリアンブルと同一の符号列が検出された場合には、前記第2受信期間を延長して前記ワード10のデータに係るサブフレームの次のサブフレームにおけるワード1及びワード2のデータが受信されると見積もられる期間のデータを受信し、
前記解読手段は、前記第2受信期間に前記符号列が検出された場合には、当該符号列をプリアンブルと同定し、このプリアンブルを基準とした週内経過時間を示す符号列部分を解読して日時情報を取得し、前記第2受信期間に前記符号列が検出されなかった場合には、前記第1受信期間に検出された前記符号列の数及び位置関係に基づいてプリアンブルを判別し、前記プリアンブルを基準とした前記週内経過時間を示す符号列部分を解読して日時情報を取得する
ことを特徴とする電波時計。
41 CPU
42 ROM
43 RAM
44 発振回路
45 分周回路
46 計時回路
47 操作部
48 標準電波受信部
49 アンテナ
50 GPS受信処理部
50a 制御部
51 アンテナ
52 駆動回路
53 光センサ
54 ドライバ
55 電源部
61 秒針
62 分針
63 時針
64 日車
71〜73 輪列機構
81〜83 ステッピングモータ
Claims (4)
- 受信した衛星信号を解読して日時情報を取得する制御手段を備え、
前記制御手段は、
所定の受信期間に前記衛星信号内での特定の位置を示す特定符号列が検出された場合には、前記特定符号列の受信タイミングを基準として前記衛星信号内での日時情報を示す日時符号列部分が受信される期間、前記所定の受信期間を延長し、前記特定符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得し、
前記所定の受信期間に前記特定符号列が検出されなかった場合には、前記所定の受信期間の前に受信して検出された前記特定符号列の数及び位置関係に基づいて当該特定符号列のうち前記特定の位置を示す符号列を判別し、当該符号列を基準とした前記日時符号列部分を解読して日時情報を取得する
ことを特徴とする電波時計。 - 日時を計数する計時手段と、
前記計時手段の計時誤差と、当該計時手段の日時を修正した直近のタイミングからの経過時間とに基づいて前記計時手段のずれを算出するずれ算出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記算出されたずれに応じた見積もりのずれが所定時間以内の場合に、日時情報の取得を行う
ことを特徴とする請求項1記載の電波時計。 - 前記制御手段は、前記延長された所定の受信期間に前記特定符号列と同一の符号列が複数回検出された場合には、当該複数回の検出タイミングの時間間隔に応じて何れが前記特定の位置を示す符号列であるかを判別し、当該判別された符号列を基準として前記日時符号列部分を解読することを特徴とする請求項1又は2記載の電波時計。
- 受信した航法メッセージを解読して日時情報を取得する制御手段を備え、
前記制御手段は、
所定の受信期間にプリアンブルと同一の符号列が検出された場合には、前記所定の受信期間を延長して、前記航法メッセージ内のサブフレームにおけるワード10のデータに係るサブフレームの次のサブフレームにおけるワード1及びワード2のデータが受信されると見積もられる期間のデータを受信し、
前記所定の受信期間に前記符号列が検出された場合には、当該符号列をプリアンブルと同定し、このプリアンブルを基準とした週内経過時間を示す符号列部分を解読して日時情報を取得し、
前記所定の受信期間に前記符号列が検出されなかった場合には、前記所定の受信期間の前に受信して検出された前記符号列の数及び位置関係に基づいてプリアンブルを判別し、前記プリアンブルを基準とした前記週内経過時間を示す符号列部分を解読して日時情報を取得する
ことを特徴とする電波時計。
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