JP6605335B2

JP6605335B2 - 無線中継機、同期計測用信号生成システム、及びプログラム

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Publication number: JP6605335B2
Application number: JP2016003339A
Authority: JP
Inventors: 明博雨海
Original assignee: サンリツオートメイション株式会社
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2036-01-12
Also published as: JP2017125693A

Description

本発明は、無線中継機、無線中継機を用いる同期計測用信号生成システム、及び無線中継機で実行されるプログラムに関する。

測位衛星が送信する航法データには、測位衛星に搭載された非常に精度の高い時計の時刻情報が含まれる。このため、測位衛星のデータを受信する受信機の中には、測位衛星の時計に同期可能な時計と、その時計の時刻に基づいたパルス信号を生成する信号発生装置とが搭載されているものも存在する。

このような受信機から取得したパルス信号をトリガとしてデータ計測をし、計測したデータを受信機から取得した時刻とともに記憶する計測装置も開発されている。これらの計測装置は分散同期計測に利用され、地震や地盤の測定、橋梁の振動測定、大型構造物の振動測定等に用いられている。

従来の分散同期計測においては、時刻情報やパルス信号を発生する装置と物理量の計測装置とを有線で接続することが行われる。例えば特許文献１には、コントローラに有線接続された複数のセンサーユニットを用いて分散同期計測をする技術が開示されている。

特開２０１４−１７８９５２号公報

これらの計測装置を、例えば建造物の内部等の測位衛星の電波が到達しにくい場所に設置する場合、計測装置が航法データを観測可能な場所に設置された受信機から時刻情報や同期信号を無線で送信できれば便利である。しかしながら、一般的な無線通信機や無線中継機をそのまま利用すると、受信機から正確な時刻情報を伝達することは困難となる。無線通信では多くの場合、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）による送信制御が行われているので、無線通信のタイミングは大幅かつランダムな揺らぎを持つからである。

さらに、一般的な無線通信機や無線中継機においては、通信中にパケットが喪失した場合、パケットを再送することでその喪失を防止することも実施されている。しかしながら、パケットの再送によって到達したパケットは時間的に不確定な、より大きな遅延を持っている。このため、無線通信による時刻情報の伝達は、分散同期計測における時刻同期に利用するために求められる時刻精度を担保することが難しい。一方、同期計測に有線ケーブルを利用すると、有線ケーブルの施設に手間がかかり、またひとたび設置した後は計測装置の移動が煩雑となる。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、有線ケーブルを利用せずに分散同期計測を実現する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様における無線中継機は、測位衛星から航法データを受信して測位データを生成するマスター受信機と無線通信をする通信部と、前記通信部を介してマスター受信機から前記測位データを取得する取得部と、前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期できるように構成された中継側刻時部と、前記中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する信号生成部と、前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する測位データ書換部と、前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する出力部と、を備える。

前記取得部が取得した前記測位データを記憶する記憶部と、前記測位データを取得したことを前記マスター受信機に通知する通知部と、をさらに備えてもよく、前記取得部は、測位データを前記記憶部に記憶した後は、前記マスター受信機から前記記憶部に記憶された測位データに対する差分情報を取得し、前記測位データ書換部は、前記差分情報に基づいて前記測位データを更新してもよい。

本発明の第２の態様における同期計測用信号生成システムは、測位衛星から航法データを受信するマスター受信機と、前記マスター受信機と無線で通信する複数の無線中継機と、を備える。前記マスター受信機は、受信した航法データに基づいて測位データを生成する測位データ生成部と、前記測位データを前記複数の無線中継機のそれぞれに無線で送信するマスター側通信部と、を備え、前記複数の無線中継機のそれぞれは、前記マスター受信機と無線通信をする中継側通信部と、前記中継側通信部を介してマスター受信機から前記測位データを取得する取得部と、前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期された中継側刻時部と、前記中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する信号生成部と、前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する測位データ書換部と、前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する出力部と、を備える。

前記マスター受信機は、予め定められた所定数以上の測位衛星から航法データを受信した場合、当該航法データに基づいて生成された測位データと、既に作成済みの測位データとの差分情報を生成する差分情報生成部とをさらに備えてもよく、前記マスター側通信部は、前記差分情報生成部が生成した差分情報を前記複数の無線中継機のそれぞれに送信してもよく、前記複数の無線中継機のそれぞれにおいて、前記測位データ書換部は、受信した差分情報に基づいて前記測位データを更新してもよい。

本発明の第３の態様におけるプログラムは、無線中継機に、測位衛星から航法データを受信して測位データを生成するマスター受信機から前記測位データを取得する機能と、前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期された中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する機能と、前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する機能と、前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する機能と、を実現させる。

このプログラムは、無線中継機のハードウェア資源の基本的な制御を行なうために機器に組み込まれるファームウェアの一部として提供されてもよい。このファームウェアは、たとえば、機器内のＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの半導体メモリに格納される。このファームウェアを提供するため、あるいはファームウェアの一部をアップデートするために、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供されてもよく、また、このプログラムが通信回線で伝送されてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、データ構造、記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、有線ケーブルを利用せずに分散同期計測を実現する技術を提供することができる。

実施の形態に係る同期計測システムの概要を模式的に示す図である。実施の形態に係るマスター受信機と無線中継機とのそれぞれの機能構成を模式的に示す図である。実施の形態に係る同期計測システムにおいて実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの前半部である。実施の形態に係る同期計測システムにおいて実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの後半部である。実施の形態に係る同期計測システムにおいて実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの後半部を示す別の図である。

＜実施の形態の概要＞
図１を参照して、実施の形態の概要を述べる。
図１は、実施の形態に係る同期計測システム１の概要を模式的に示す図である。実施の形態に係る同期計測システム１は、マスター受信機１００、第１無線中継機２００ａ、第２無線中継機２００ｂ、及び第３無線中継機２００ｃを含む。マスター受信機１００は、複数の測位衛星１０から航法データを受信する。測位衛星１０はＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の衛星であり、具体例としてはＧＰＳ（Global Positioning System）衛星である。

図１に示す例では、第１測位衛星１０ａと第２測位衛星１０ｂとが図示されているが、マスター受信機１００は、好ましくは４つ以上の測位衛星１０から航法データを受信する。以下本明細書において、複数の測位衛星を特に区別する場合を除いて「測位衛星１０」と記載する。

図１には第１無線中継機２００ａ、第２無線中継機２００ｂ、及び第３無線中継機２００ｃが示されているが、以下本明細書において特に区別する場合を除いて「無線中継機２００」と記載する。また、無線中継機２００の数は３に限られず、１又は２、あるいは４以上であってもよい。各無線中継機２００はマスター受信機１００と例えばＷｉ-Ｆｉ（登録商標）等を用いて無線通信可能であり、マスター受信機１００との間でデータのやり取りをすることができる。

第１無線中継機２００ａは第１計測装置２０ａと有線接続し、第２無線中継機２００ｂは第２計測装置２０ｂと有線接続している。同様に，第３無線中継機２００ｃは第３計測装置２０ｃと有線接続している。以下本明細書において、第１計測装置２０ａ、第２計測装置２０ｂ、及び第３計測装置２０ｃを特に区別する場合を除いて「計測装置２０」と記載する。

図１に示す例では、無線中継機２００及び計測装置２０は、例えばビルや橋梁等の構造物３０の内部に設置されている。実施の形態に係る計測装置２０は、それぞれ例えば構造物３０の震動等の同じ物理量を、それぞれ異なる場所において独立に計測する。ここで、各計測装置２０は独立に物理量を計測する一方で、各計測装置２０は同一の基準時刻で計測すること、いわゆる分散同期計測を実現することが求められる。

一般に、測位衛星１０には原子時計が搭載されており、航法データに含まれる時刻情報は非常に精度が高い。この時刻情報を同期計測に利用するために、計測装置２０はマスター受信機１００等の航法データ受信機が出力する同期信号をトリガとして計測を実行するように構成されている。航法データ受信機が出力する同期信号は、一般に１ＰＰＳ（1 Pulse Per Second）と呼ばれ、１秒毎に出力される周期的なパルス信号である。また、航法データ受信機は、受信機と計測装置２０との通信に使用されるプロトコルであるＮＭＥＡ（National Marine Electronics Association）メッセージも、計測装置２０に出力する。ＮＭＥＡメッセージには、航法データに基づいて算出した受信時刻も含まれている。ＮＭＥＡメッセージは、航法データ受信機が航法データから算出した位置情報や受信時刻等を含む測位データである。

各計測装置２０が航法データ受信機から１ＰＰＳとＮＭＥＡメッセージを受信できれば、各計測装置２０は１ＰＰＳと同期して物理量を計測し、ＮＭＥＡメッセージから抽出した時刻情報を記録することができる。これにより、各計測装置２０は分散同期計測を実現することが可能となる。

上述したように、実施の形態に係る同期計測システム１において、無線中継機２００及び計測装置２０は構造物３０の内部に設置されている。このため、無線中継機２００は、測位衛星１０が送信する航法データを受信することができないか、受信できたとしても不安定な受信状態となる。
ここで、各無線中継機２００はマスター受信機１００から無線通信で１ＰＰＳ及びＮＭＥＡを受信することができる。しかしながら、一般に無線通信は通信遅延やパケットロス等が発生するため、安定したタイミングで時刻情報を送信することは難しい。

以上の問題を解決するために、実施の形態に係る同期計測システム１においては、マスター受信機１００と、第１無線中継機２００ａ、第２無線中継機２００ｂ、及び第３無線中継機２００ｃとは、それぞれ刻時部を備え、各刻時部は既知の時刻同期手法を用いて同期されている。また各無線中継機２００は１ＰＰＳを出力できるように構成されている。各無線中継機２００はさらに、無線を介してマスター受信機１００から取得したＮＭＥＡメッセージに含まれる時刻情報を、自身が備える刻時部が生成する時刻情報に書き換えた修正ＮＭＥＡメッセージを出力することもできる。

第１計測装置２０ａ、第２計測装置２０ｂ、及び第３計測装置２０ｃは、それぞれ第１無線中継機２００ａ、第２無線中継機２００ｂ、及び第３無線中継機２００ｃから取得した１ＰＰＳ及び修正ＮＭＥＡメッセージに基づいて物理量を計測する。これにより、各計測装置２０が、測位衛星１０から航法データを受信可能な航法データ受信機と接続されていなくても、分散同期計測を実現することができる。

＜マスター受信機及び無線中継機の機能構成＞
図２は、実施の形態に係るマスター受信機１００と無線中継機２００とのそれぞれの機能構成を模式的に示す図である。マスター受信機１００は、航法データ受信部１１０、測位データ生成部１２０、マスター側通信部１３０、差分情報生成部１４０、及びマスター側刻時部１５０を備える。また無線中継機２００は、通知部２１０、記憶部２２０、中継側通信部２３０、取得部２４０、中継側刻時部２５０、測位データ書換部２６０、信号生成部２７０、及び出力部２８０を備える。
なお、第１無線中継機２００ａ、第２無線中継機２００ｂ、及び第３無線中継機２００ｃの機能構成は共通であるため、図２においては１つの無線中継機２００の機能構成のみを図示している。

図２は、実施の形態に係るマスター受信機１００と無線中継機２００とを実現するための機能構成を示しており、その他の構成は省略している。図２において、さまざまな処理を行う機能ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、マスター受信機１００と無線中継機２００とのそれぞれのＣＰＵ（Central Processing Unit）、メインメモリ、その他のＬＳＩ（Large Scale Integration）で構成することができる。またソフトウェア的には、メインメモリにロードされたプログラム等によって実現される。したがってこれらの機能ブロックが、マスター受信機１００と無線中継機２００とのそれぞれの計算リソースによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

航法データ受信部１１０は、測位衛星１０から航法データを受信する。航法データ受信部１１０は、例えば既知のＧＰＳアンテナを用いて実現できる。測位データ生成部１２０は、航法データ受信部１１０が受信した航法データに基づいて測位データであるＮＭＥＡメッセージを生成する。マスター側通信部１３０は、測位データ生成部１２０が生成した測位データを、複数の無線中継機２００のそれぞれに無線で送信する。

ここでマスター側刻時部１５０は、測位データ生成部１２０が取り出した航法データに含まれる時刻情報と同期している。また、複数の無線中継機２００のそれぞれが備える中継側刻時部２５０は、既知の時刻同期手法を用いてマスター側通信部１３０と同期されている。

複数の無線中継機２００のそれぞれは、マスター受信機１００から測位データであるＮＭＥＡメッセージを受信する。より具体的には、無線中継機２００の中継側通信部２３０は、マスター受信機１００のマスター側通信部１３０と無線通信をし、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００から取得部２４０が測位データを取得する。

信号生成部２７０は、中継側刻時部２５０の時刻に基づいて同期信号である１ＰＰＳを生成する。測位データ書換部２６０は、取得部２４０が取得した測位データに含まれる時刻情報を、中継側刻時部２５０が生成した時刻に書き換えて修正測位データを生成する。出力部２８０は、信号生成部２７０が生成した同期信号と、測位データ書換部２６０が生成した修正測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置２０に出力する。

このように、実施の形態に係る無線中継機２００は、マスター受信機１００のように測位衛星１０から直接的に航法データの受信をしない代わりに、マスター受信機１００から取得した測位データの一部を書き換えて計測装置２０に出力する。また無線中継機２００は、マスター受信機１００が備えるマスター側刻時部１５０と同期している中継側刻時部２５０の時刻情報に基づいて、１ＰＰＳを自ら生成して計測装置２０に出力する。これにより、無線中継機２００と通信可能に接続する計測装置２０は、あたかもマスター受信機１００のような航法データ受信機と直接接続されているかのように１ＰＰＳと測位データとを受信できるため、計測のタイミングと計測時刻とを得ることができる。各無線中継機２００が備える中継側刻時部２５０は、それぞれマスター側刻時部１５０と同期しているため、各無線中継機２００は分散同期計測を実現することができる。

ここで記憶部２２０は、取得部２４０が取得した測位データを記憶する。記憶部２２０は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性記憶装置や、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性メモリを用いて実現できる。通知部２１０は、取得部２４０が測位データを取得し記憶部２２０が記憶したことを、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００に通知する。これにより、マスター受信機１００は、無線中継機２００が少なくとも１度は測位データを取得したことの確認を取ることができる。

ここで測位データであるＮＭＥＡメッセージは、例えばＵＴＣ（Coordinated Universal Time）時刻情報、北緯か南緯かを示す情報、緯度、東経か西経かを示す情報、経度、衛星番号、ビュー内の衛星の総数、チェックサムの値等、複数のテキストデータから構成される情報である。マスター受信機１００の測位データ生成部１２０は測位データを定期的に生成して更新するが、更新の際、測位データが含む全ての情報が必ずしも常に更新されるとは限らない。例えば短期間では、衛星番号やビュー内の衛星の総数等は変化しない場合があると考えられる。

実施の形態に係るマスター受信機１００が測位に使用できる測位衛星１０の数は数十である。例えばＧＮＳＳ衛星の１つであるＧＰＳ衛星の数は３０程度であり、ＧＬＯＮＡＳＳ衛星の数も２０を超える。このため、マスター受信機１００は、複数の測位衛星１０から航法データを同時に受信することもあり、同時受信する測位衛星１０の数は１０を超えることもありうる。マスター受信機１００が、受信した航法データから生成した測位データを逐一複数の無線中継機２００に送信すると、マスター受信機１００と無線中継機２００との間の通信帯域を圧迫しかねない。

そこでマスター受信機１００における差分情報生成部１４０は、航法データ受信部１１０が予め定められた所定数以上の衛星から航法データを受信した場合、航法データ受信部１１０が受信した航法データに基づいて生成された測位データと、既に作成済みの測位データとの差分情報を生成する。マスター側通信部１３０は、差分情報生成部１４０が生成した差分情報を複数の無線中継機２００のそれぞれに送信する。

ここで「予め定められた所定数」とは、差分情報生成部１４０が測位データの差分情報を生成するか否かを決定するために定められた差分情報生成閾値である。差分情報生成閾値の具体的な数は、マスター受信機１００の計算リソースの大きさ（例えば図示しないＣＰＵの速度やメモリ容量等）、マスター受信機１００と無線中継機２００との間の通信帯域や通信速度、マスター受信機１００が通信する無線中継機２００の数等を考慮して実験により定めればよいが、例えば８機である。

無線中継機２００の取得部２４０は、記憶部２２０に記憶された測位データに対する差分情報を、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００から取得する。測位データ書換部２６０は、取得部２４０が取得した差分情報と、記憶部２２０が記憶している測位データとに基づいて、測位データを更新する。測位データ書換部２６０は、更新した測位データで記憶部２２０が記憶している測位データを上書きする。これにより、無線中継機２００は、マスター受信機１００から取得した測位データをひとたび記憶部２２０に記憶させた後は、マスター受信機１００から測位データの差分情報のみを受信することにより、測位データを更新することができる。ゆえに、マスター受信機１００と無線中継機２００との間で無線通信するデータ量が削減でき、通信データ量を削減できる。結果として、マスター受信機１００と無線中継機２００との電力消費も抑制できる。

特に、差分情報生成閾値を４以下に設定すると、差分情報生成部１４０は常に測位データの差分情報を生成することになる。無線中継機２００の測位データ書換部２６０における測位データの更新処理が増加するが、マスター受信機１００と無線中継機２００との間における通信データ量が常に削減できる。無線中継機２００がバッテリ駆動ではなく電源からの電力供給を受けて駆動する場合等には無線中継機２００の電力消費が増加しても駆動時間に影響しないため、通信データ量を削減できることは効果が高い。

図３は、実施の形態に係る同期計測システム１において実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの前半部であり、具体的には、マスター受信機１００が実行する処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、マスター受信機１００が起動した時に開始する。

航法データ受信部１１０は、測位衛星１０から航法データを受信する（Ｓ２）。測位データ生成部１２０は、航法データ受信部１１０が受信した航法データに基づいて測位データを生成する（Ｓ４）。マスター側通信部１３０が、無線中継機２００から測位データを取得して記憶したことの通知を受信していない場合（Ｓ６のＮＯ）、マスター側通信部１３０は測位データ生成部１２０が生成した測位データを無線中継機２００に送信する（Ｓ１４）。

マスター側通信部１３０が、無線中継機２００から測位データを取得して記憶したことの通知を受信しており（Ｓ６のＹＥＳ）、かつ航法データ受信部１１０が所定の差分情報生成閾値以上の数の測位衛星１０から航法データを受信してない場合も（Ｓ８のＮＯ）、マスター側通信部１３０は測位データ生成部１２０が生成した測位データを無線中継機２００に送信する（Ｓ１４）。

マスター側通信部１３０が、無線中継機２００から測位データを取得して記憶したことの通知を受信しており（Ｓ６のＹＥＳ）、かつ航法データ受信部１１０が所定の差分情報生成閾値以上の数の測位衛星１０から航法データを受信している場合（Ｓ８のＹＥＳ）、差分情報生成部１４０は、測位データの差分情報を生成する（Ｓ１０）。マスター側通信部１３０は、差分情報生成部１４０が生成した差分情報を無線中継機２００に送信する（Ｓ１２）。マスター側通信部１３０が、測位データ又は測位データの差分情報を無線中継機２００に送信すると、本フローチャートにおける処理は終了する。マスター受信機１００は起動している間、ステップＳ２からステップＳ１４までの処理を繰り返し実行する。

図４は、実施の形態に係る同期計測システム１において実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの後半部であり、具体的には、各無線中継機２００が測位データを受信する場合の処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、無線中継機２００が起動した時に開始する。

取得部２４０は、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００から測位データを取得する（Ｓ１６）。記憶部２２０は、取得部２４０が取得した測位データを記憶する（Ｓ１８）。通知部２１０は、取得部２４０が測位データを取得し記憶部２２０が記憶したことを、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００に通知する（Ｓ２０）。中継側刻時部２５０は、現在の時刻を取得する（Ｓ２２）。測位データ書換部２６０は、取得部２４０が取得した測位データに含まれる時刻を、中継側刻時部２５０が取得した時刻に書き換える（Ｓ２４）。

信号生成部２７０は、中継側刻時部２５０が取得する時刻に基づいて同期信号である１ＰＰＳを生成する（Ｓ２６）。出力部２８０は、測位データ書換部２６０が時刻を書き換えて生成した修正測位データと、信号生成部２７０が生成した同期信号とを、計測装置２０に出力する（Ｓ２８）。出力部２８０が修正測位データと同期信号とを出力すると、本フローチャートにおける処理は終了する。

図５は、実施の形態に係る同期計測システム１において実行される同期計測用信号生成処理の流れを説明するためのフローチャートの後半部であり、具体的には、各無線中継機２００が差分情報を受信する場合の処理の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートにおける処理は、無線中継機２００が起動した時に開始する。

取得部２４０は、中継側通信部２３０を介してマスター受信機１００から測位データの差分情報を取得する（Ｓ３０）。測位データ書換部２６０は、取得部２４０が取得した差分情報と記憶部２２０が記憶している測位データとに基づいて、測位データを更新する（Ｓ３２）。測位データ書換部２６０は、更新した測位データを記憶部２２０に記憶させる（Ｓ３４）。

中継側刻時部２５０は、現在の時刻を取得する（Ｓ３６）。測位データ書換部２６０は、測位データ書換部２６０が更新した測位データに含まれる時刻を、中継側刻時部２５０が取得した時刻に書き換える（Ｓ３８）。信号生成部２７０は、中継側刻時部２５０が取得する時刻に基づいて同期信号である１ＰＰＳを生成する（Ｓ４０）。出力部２８０は、測位データ書換部２６０が時刻を書き換えて生成した修正測位データと、信号生成部２７０が生成した同期信号とを、計測装置２０に出力する（Ｓ４２）。出力部２８０が修正測位データと同期信号とを出力すると、本フローチャートにおける処理は終了する。

以上説明したように、実施の形態に係る同期計測システム１によれば、有線ケーブルを利用せずに分散同期計測を実現する技術を提供することができる。
特に、計測装置２０と接続する無線中継機２００が測位衛星１０から直接的に航法データを受信できなくても、測位衛星１０の航法データに含まれる高精度な時刻情報に同期した分散同期計測を実現することができる。
また、無線中継機２００は、測位衛星１０から航法データを受信するマスター受信機１００から、測位データの差分情報のみを無線で受信するため、マスター受信機１００と無線中継機２００との間の通信に要するデータ量を削減することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

例えば上記では、マスター受信機１００と無線接続する複数の無線中継機２００にそれぞれ接続された複数の計測装置２０を用いて分散同期計測を実現する場合について説明した。ここで、無線中継機２００に代えて、測位データを解釈可能な機器を接続してもよい。このような機器としては、例えば組み込み用Ｌｉｎｕｘ（商標又は登録商標）ＯＳ（Operating System）を実行する機器が挙げられる。これにより、このようなＯＳが組み込まれた機器間で同期計測が実現できる。

上記で説明した無線中継機２００の各機能は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のプログラム可能な集積回路で実現されるのが好ましい。しかしながら、無線中継機２００が生成する同期信号となるパルス信号の間隔や、求められる時刻情報の精度によっては、無線中継機２００のプロセッサが各機能を実現するためのプログラムを実行することによってソフトウェアで実現されてもよい。

１・・・同期計測システム
１０・・・測位衛星
２０・・・計測装置
３０・・・構造物
１００・・・マスター受信機
１１０・・・航法データ受信部
１２０・・・測位データ生成部
１３０・・・マスター側通信部
１４０・・・差分情報生成部
１５０・・・マスター側刻時部
２００・・・無線中継機
２１０・・・通知部
２２０・・・記憶部
２３０・・・中継側通信部
２４０・・・取得部
２５０・・・中継側刻時部
２６０・・・測位データ書換部
２７０・・・信号生成部
２８０・・・出力部

Claims

無線中継機であって、
測位衛星から航法データを受信して測位データを生成するマスター受信機と無線通信をする通信部と、
前記通信部を介してマスター受信機から前記測位データを取得する取得部と、
前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期できるように構成された中継側刻時部と、
前記中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する信号生成部と、
前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する測位データ書換部と、
前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する出力部と、
を備えることを特徴とする無線中継機。
前記取得部が取得した前記測位データを記憶する記憶部と、
前記測位データを取得したことを前記マスター受信機に通知する通知部と、
をさらに備え、
前記取得部は、測位データを前記記憶部に記憶した後は、前記マスター受信機から前記記憶部に記憶された測位データに対する差分情報を取得し、
前記測位データ書換部は、前記差分情報に基づいて前記測位データを更新する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線中継機。
測位衛星から航法データを受信するマスター受信機と、
前記マスター受信機と無線で通信する複数の無線中継機と、
を備える同期計測用信号生成システムであって、
前記マスター受信機は、
受信した航法データに基づいて測位データを生成する測位データ生成部と、
前記測位データを前記複数の無線中継機のそれぞれに無線で送信するマスター側通信部と、
を備え、
前記複数の無線中継機のそれぞれは、
前記マスター受信機と無線通信をする中継側通信部と、
前記中継側通信部を介してマスター受信機から前記測位データを取得する取得部と、
前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期された中継側刻時部と、
前記中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する信号生成部と、
前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する測位データ書換部と、
前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する出力部と、
を備える、
ことを特徴とする同期計測用信号生成システム。
前記マスター受信機は、
予め定められた所定数以上の測位衛星から航法データを受信した場合、当該航法データに基づいて生成された測位データと、既に作成済みの測位データとの差分情報を生成する差分情報生成部とをさらに備え、
前記マスター側通信部は、前記差分情報生成部が生成した差分情報を前記複数の無線中継機のそれぞれに送信し、
前記複数の無線中継機のそれぞれにおいて、前記測位データ書換部は、受信した差分情報に基づいて前記測位データを更新する、
ことを特徴とする請求項３に記載の同期計測用信号生成システム。
無線中継機に、
測位衛星から航法データを受信して測位データを生成するマスター受信機から前記測位データを取得する機能と、
前記マスター受信機が備えるマスター側刻時部と同期された中継側刻時部の時刻に基づいて同期信号を生成する機能と、
前記測位データに含まれる時刻情報を、前記中継側刻時部の時刻に書き換えて修正測位データを生成する機能と、
前記同期信号と前記修正測位データとを、同期信号と測位データとの入力を受け付けて動作する計測装置に出力する機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。