JP6781837B2 - タイミング信号生成装置、それを備える電子機器、及びタイミング信号生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、主として、アンテナを経由して得られる衛星からの信号を利用して、タイミング信号を生成するタイミング信号生成装置に関する。

従来から、正確な現在時刻を得たり、他の機器と正確に同期させたりするために、タイミング信号生成装置が利用されている。このようなタイミング信号生成装 置は、電子機器、無線通信設備、或いは車載基地局等に搭載されている。この種のタイミング信号生成装置では、正確な時間間隔でタイミング信号を生成するた めに、人工衛星等を含んで構成される全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用 している。

人工衛星には、極めて精度の高い原子時計が搭載されている。人工衛星は、その軌道情報や正確な時刻情報等が重 畳された衛星信号を地球上に向けて送信している。この人工衛星からの衛星信号を地球上のＧＮＳＳ受信機で受信することにより、その軌道情報や時刻情報に基 づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成することができる。

上記のようにして生成されるタイミング信号の精度 は、受信機が自らの位置をどれだけ正確に認識し、それを測位計算に利用できるかに大きく依存するため、正確な位置情報をＧＮＳＳ受信機に設定することは重 要である。受信機に位置情報を設定する方法としては、例えば使用者が予め地図から読み取って設定したり、或いは事前にＧＮＳＳ受信機を動作させておき、そ こで算出した位置情報を記録しておいたりする手法等が挙げられる。

ここで、特許文献１から５までは、ＧＮＳＳ受信機に正確な位置情報を設定するための手法を開示している。

これらのうち、特許文献１が開示するタイミング信号生成装置は、通常測位モードと位置固定モードとを有し、通常測位モードでの所定時間に亘る測位計算の結 果の統計から最頻値又は中央値を選択し、位置固定モードにおける受信点の位置情報として当該最頻値又は中央値を設定する構成となっている。特許文献１は、 これにより、受信場所の制限を受けず、コストも低減できるとする。

特開２０１４−１３７３１８号公報 特開２０１４−１２６５３９号公報 特開２０１５−１７５８１２号公報 特開２０１５−１５８４３２号公報 特表２０１４−５０７６３０号公報

しかしながら、特許文献１から５までを含め、従来は、タイミング信号を生成するための計算で用いられる受信点の位置が設定されると、当該受信点の位置が無 条件で信頼され、その位置が実際のアンテナの位置と一致しているかを事後的に検査（評価）する構成を有していなかった。従って、事後的な状況の変化に適切 に対応できない場合があった。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたものであり、タイミング信号を生成するための計算で用いられる受信点の位置が信頼できるか否かを自己評価できるタイミング信号生成装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成のタイミング信号生成装置が提供される。即ち、このタイミング信号生成装置は、設定位置記憶部と、タイミング信号 生成部と、判定部と、を備える。前記設定位置記憶部は、衛星からの衛星信号を受信するアンテナの位置が、内部又は外部から設定された場合に、当該設定され た位置である設定位置を記憶する。前記タイミング信号生成部は、前記設定位置に前記アンテナが配置されているとみなして計算することにより得られる前記ア ンテナと前記衛星との擬似距離を利用して、前記アンテナが受信した衛星信号によりタイミング信号を生成可能である。前記判定部は、前記設定位置が前記アン テナの位置を表すものとして所定程度確からしいか否かの判定を行い、所定程度確からしい場合には前記設定位置に基づいて前記タイミング信号生成部に前記タ イミング信号を生成させ、そうでない場合には、前記設定位置に基づく前記タイミング信号の生成を停止させるタイミング生成停止制御か、前記設定位置を破棄 する設定位置破棄制御か、又は、アラームを発生させるアラーム発生制御のうち少なくとも何れかを行う。

本発明の第２の観 点によれば、以下のようなタイミング信号生成方法が提供される。即ち、衛星からの衛星信号を受信するアンテナの位置が設定された場合に、当該設定された位 置である設定位置を記憶する。前記設定位置に前記アンテナが配置されているとみなして計算することにより得られる前記アンテナと前記衛星との擬似距離を利 用して、前記衛星信号によりタイミング信号を生成する。前記設定位置が前記アンテナの位置を表すものとして所定程度確からしいか否かを判定し、所定程度確 からしい場合には前記設定位置に基づいて前記タイミング信号を生成し、そうでない場合には、前記設定位置に基づく前記タイミング信号の生成を停止させるタ イミング生成停止制御か、前記設定位置を破棄する設定位置破棄制御か、又は、アラームを発生させるアラーム発生制御のうち少なくとも何れかを行う。

これにより、内部又は外部から設定される設定位置の確からしさを評価することができ、設定された位置の誤り、及び、アンテナの設置位置の誤り等に対して適切に対応することができる。

本発明の第１実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略的な構成を示すブロック図。 タイミング信号の生成のために用いられる位置の選択を説明する概念図。 第１実施形態におけるタイミング信号生成方法を実現するための処理を示すフローチャート。 第１実施形態の変形例のタイミング信号生成装置を示すブロック図。 第２実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略的な構成を示すブロック図。 判定部の構成を示すブロック図。 設定位置の周囲に設定される判定位置を説明する概念図。 第２実施形態におけるタイミング信号生成方法を実現するための処理を示すフローチャート。

＜第１実施形態＞
初めに、第１実施形態に係るタイミング信号生成装置２０について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るタイミング信号生成装置２０の概略的な構成を示すブロック図である。

図１に示すタイミング信号生成装置２０は、後述するＧＮＳＳアンテナ１で受信した衛星５０，５０，・・・からの衛星信号を解析し、当該衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて、ＧＮＳＳ基準時刻に同期したタイミング信号を生成するものである。

本実施形態のタイミング信号生成装置２０は、例えば小型の無線基地局設備を搭載したドローンに備えられている。このドローンは地震や津波等の災害が発生し て、交通網が遮断され、人が立ち入れなくなった村や建造物等と通信を行うために利用される。このドローンは通常の基地局設備と同等の機能を有しており、携 帯電話の利用等の際に中継基地局として用いられる。

このドローンは衛星信号を受信するための受信機、アンテナ、及び内部 に方位情報や速度情報等を得るための各種センサを保有しており、利用者が予め指定した場所へ自動飛行、及び滞空することが可能である。このとき、滞空した 状態で静止を維持しているドローンは、固定点にアンテナを設置している状態と同様に扱うことができるため、衛星信号の受信も固定点測位を行うことが可能で ある。そのため利用者が事前に設定した設定位置にて測位を実施することができ、固定点での測位を実施する通常の基地局と、同等の精度のタイミング信号を生 成することができる。このタイミング信号は、基地局として必要な基準信号として用いることが可能である。

次に、本実施形態のタイミング信号生成装置２０の構成について、より具体的に説明する。

図１には第１実施形態のタイミング信号生成装置２０の主な構成が示される。このタイミング信号生成装置２０は、ＧＮＳＳアンテナ１を備える。また、タイミ ング信号生成装置２０は、信号復調部２、測位計算部３、測位推定位置算出部４、設定位置記憶部５、直近位置記憶部６、記憶位置バッファ７、判定部８、ア ラーム発生部９、位置切替部１０、及びタイミング信号生成部１１等を備えている。

具体的には、上記のタイミング信号生成 装置２０は公知のコンピュータとして構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び発振回路等を備えている。また、上記のＲＯＭ等には、本発明のタイミング信号 生成方法を実現するためのプログラムが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、タイミング信号生成装置２０を、信号復調 部２、測位計算部３、測位推定位置算出部４、設定位置記憶部５、直近位置記憶部６、記憶位置バッファ７、判定部８、アラーム発生部９、位置切替部１０、及 びタイミング信号生成部１１等として動作させることができる。

ＧＮＳＳアンテナ１は、ＧＮＳＳを構成する衛星 ５０，５０，・・・から送信される所定の周波数帯の衛星信号を受信するアンテナである。ここで、衛星としては、例えば、ＧＰＳ、ガリレオ、及び ＧＬＯＮＡＳＳ等において運用される人工衛星が考えられるが、例えば準天頂衛星等を含めてもよい。

信号復調部２は、 ＧＮＳＳアンテナ１で受信した衛星信号を復調することにより、当該衛星信号に含まれている軌道情報及び時刻情報を取り出す。この情報の取得は、衛星 ５０，５０，・・・のそれぞれに特有の擬似ランダム雑音コード（ＰＲＮコード）によりコード変調されている衛星信号を復調することにより行われる。得られ た軌道情報や時刻情報は測位計算部３及びタイミング信号生成部１１に出力され、測位計算、及びタイミング信号の生成のために用いられる。

測位計算部３は、信号復調部２で得られた軌道情報及び時刻情報を用いて、ＧＮＳＳアンテナ１が設置されている位置である受信点（以下、単に「受信点」と称する場合がある。）の位置を測位する。

この測位計算を具体的に説明すると、測位計算部３は、衛星５０において図略の原子時計で計測されて電波に前述の時刻情報として含められる電波送信時刻と、 タイミング信号生成装置２０が備える図略の水晶時計で計測した電波受信時刻と、を用いて、衛星５０から送信された衛星信号（電波）が受信点まで到達するの に要する伝搬遅延時間を計算する。この伝搬遅延時間に光速を乗じることにより、衛星５０から受信点までの擬似距離が求められる。また、衛星５０から受信点 までの理論的な距離は、軌道情報及び時刻情報に基づいて得られる衛星５０の電波送信時の位置と、受信点を未知の複数のパラメータ（緯度、経度及び高度）で 表した位置と、の２点間の距離として表すことができる。

ここで、受信側のタイミング信号生成装置２０が備える水晶時計 と、送信側の衛星５０が備える原子時計と、の間には、無視できない誤差（時計誤差）が生じる。そこで、測位計算においては、この時計誤差も未知のパラメー タとして表して、上記の擬似距離が上記の理論的な距離と等しいことを表す方程式を立てる。未知のパラメータの数は４であるから、４個以上の衛星 ５０，５０，・・・からの衛星信号に基づいた複数の方程式を連立させて解くことにより、受信点の現在位置の測位計算結果である測位解が得られる。測位計算 部３は、受信点の測位解を定期的に（例えば、１秒毎に）求めて、測位推定位置算出部４に出力する。

測位推定位置算出部４ は、測位計算部３から反復的に入力される測位解に基づいて、測位結果から推定される受信点の位置である測位推定位置（以下、単に「測位推定位置」と称する 場合がある。）を算出する。この測位推定位置は、タイミング信号生成装置２０において、タイミング信号生成部１１がタイミング信号を生成するために用いる 受信点の位置の選択肢として扱われる。測位推定位置算出部４は、算出した測位推定位置を、判定部８及び位置切替部１０に出力する。

本実施形態の測位推定位置算出部４は、過去の所定期間内に入力された複数の測位解について平均値及び分散を求め、分散が所定値未満となった場合に、当該平 均値を測位推定位置とする。別の言い方をすれば、測位推定位置算出部４は、バラツキが小さい一連の測位解を取りまとめ、これらの測位解を代表する値を測位 推定位置とする。これにより、例えばマルチパスや衛星信号の強度の一時的な低下等に起因して、突発的に大きな誤差を含んだ測位解が測位推定位置算出部４に 入力されたとしても、その誤差の影響を小さく抑え、精度の高い測位推定位置を算出することができる。このように、測位推定位置は、測位計算に基づく位置で あるということができる。

設定位置記憶部５は、タイミング信号生成装置２０の利用者（ユーザ）が、設置を計画する ＧＮＳＳアンテナ１の位置（受信点）を当該タイミング信号生成装置２０に設定した場合に、その位置を記憶する。言い換えれば、設定位置記憶部５は、ユーザ がタイミング信号生成装置２０に入力した受信点の位置を記憶する。以下では、この位置を「設定位置」と称する場合がある。受信点の位置の設定は、タイミン グ信号生成装置２０が備える図示しないキー及びダイアル等の入力部を操作したり、外部のコンピュータがタイミング信号生成装置２０と通信して指示したりす ることで行うことができる。また、上記の設定位置は、例えば地図から読み取ったり、或いは測量を行ったりすることでも得ることができる。

このように、本実施形態のタイミング信号生成装置２０では、意図している受信点の位置（受信点のあるべき位置）を、事前に外部から与えることができるようになっている。設定位置記憶部５は、記憶する設定位置を記憶位置バッファ７に出力する。

ただし、前記設定位置は、必ずしも事前に外部から与えられる位置であるとは限らず、例えばこれに代えて、タイミング信号生成装置２０の内部で生成される位 置であってもよい。また、必ずしも設定位置記憶部５に記憶されている位置とは限らず、その都度生成される位置であってもよい。

直近位置記憶部６は、直近にタイミング信号生成部１１でタイミング信号を生成するために用いられた受信点の位置を記憶する。以下では、この位置を単に「直 近位置」と呼ぶ場合がある。この直近位置は、設定位置記憶部５が記憶する設定位置、測位推定位置算出部４が算出した最新の測位推定位置、又は、過去の測位 推定位置のうち何れかに一致する。直近位置記憶部６は、記憶する直近位置を記憶位置バッファ７に出力する。

記憶位置バッ ファ７は、設定位置記憶部５が出力する設定位置、又は、直近位置記憶部６が出力する直近位置を、一時的に記憶する。以下では、この位置を単に「記憶位置」 と呼ぶ場合がある。記憶位置バッファ７が記憶する位置（記憶位置）は、上述の測位推定位置と同様に、タイミング信号生成装置２０において、タイミング信号 生成部１１がタイミング信号を生成するために用いる受信点の位置の選択肢として扱われる。

本実施形態では、直近位置記憶 部６が何らかの位置を記憶している場合には、記憶位置バッファ７は、設定位置記憶部５が出力する設定位置ではなく、直近位置記憶部６が出力する直近位置を 記憶するようになっている。即ち、記憶位置バッファ７は、設定位置よりも直近位置を優先して記憶する。ただし、その後に再度ユーザが最新の設定位置の入力 を試みた場合には、その最新の設定位置を優先してもよい。記憶位置バッファ７は、記憶した位置（記憶位置）を判定部８に出力する。

判定部８は、記憶位置バッファ７から入力される記憶位置がＧＮＳＳアンテナ１の現実の位置を表すものとして確からしいか否かを、測位推定位置算出部４から 入力される測位推定位置を用いて判定する。言い換えれば、判定部８は、ユーザが設定した位置、又は、直近にタイミングの算出のために用いられた受信点の位 置が、今もなお確からしいか否かを判定する。判定部８による判定結果は、位置切替部１０及びアラーム発生部９に出力される。

具体的には、本実施形態の判定部８は、測位推定位置と記憶位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_t以下であるか否かを判定する。なお、当該距離Ｌは、２点の位置から、周知である三平方の定理を用いて計算することができる。この判定の結果、測位推定位置と記憶位置とが乖離する長さである距離Ｌが閾値Ｌ_t以下である場合（Ｌ≦Ｌ_t）、当該記憶位置がある程度信頼できると考えられる。そこで、この場合、判定部８は、位置切替部１０がタイミング信号生成部１１に出力する位置を、当該位置切替部１０に記憶位置バッファ７から入力された記憶位置とするように制御する。

一方、上記の判定の結果、測位推定位置と記憶位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回っている場合（Ｌ＞Ｌ_t）、当該記憶位置があまり信頼できない（疑わしい）と考えられる。そこで、この場合、判定部８は、位置切替部１０がタイミング信号生成部１１に出力する位置を、当該位置切替部１０に測位推定位置算出部４から入力された測位推定位置とするように制御する。

アラーム発生部９は、判定部８での判定の結果、測位推定位置と記憶位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回っていた場合（Ｌ＞Ｌ_t）、ユーザに報知するためのアラームを発生し、そうでない場合（Ｌ≦Ｌ_t）、 アラームを発生させない。このアラームは、ユーザの聴覚に訴えるものであってもよいし、視覚に訴えるものであってもよい。これにより、ＧＮＳＳアンテナ１ の現在の位置が、ユーザが当初に意図していた位置から大きく外れていたり、或いは事後的に無視できない程度に移動されたりした場合に、ユーザがこの状況を 知り、適宜の措置を講ずることができる。ユーザがとり得る措置としては、例えばアラームが発生している間のタイミング信号は利用しない等が挙げられる。こ れにより、例えばドローンが突風や飛翔物との衝突で滞空位置が大きく動いてしまった場合において、精度が著しく劣化したタイミング信号を利用してしまう問 題を防ぐことができる。この場合はドローンが再度設定された位置に戻り、アラームが解除されるのを待てばよい。

位置切替 部１０は、測位推定位置と記憶位置とのうちの何れをタイミング信号生成部１１によるタイミング信号の生成のために用いるかを、判定部８の判定結果に応じて 切り替える。具体的に説明すると、位置切替部１０は、判定部８での判定の結果、測位推定位置と記憶位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_t以下である場合（Ｌ≦Ｌ_t）、記憶位置バッファ７から入力された記憶位置をタイミング信号生成部１１に出力する。一方、位置切替部１０は、判定部８での判定の結果、測位推定位置と記憶位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回る場合（Ｌ＞Ｌ_t）、測位推定位置算出部４から入力された測位推定位置をタイミング信号生成部１１に出力する。

なお、上記の受信点のユーザによる設定が行われず、かつ、電源投入直後等でタイミング信号の生成がまだ行われていない場合、記憶位置バッファ７が何れの位 置も記憶しないこともあり得る。この場合は、判定部８は、測位推定位置算出部４から入力された測位推定位置をタイミング信号生成部１１に出力するように、 位置切替部１０を制御する。また、判定部８は、この場合にアラーム発生部９がアラームを発生させないように制御する。

位 置切替部１０が出力する位置（測位推定位置又は記憶位置）は、タイミング信号生成部１１に出力されると同時に、直近位置記憶部６にも出力される。直近位置 記憶部６は、位置切替部１０から入力された位置を、上記の直近位置として記憶する。直近位置記憶部６が記憶する直近位置は、位置切替部１０から新しい位置 が入力される毎に、最新のものに更新される。この更新に伴い、記憶位置バッファ７が記憶する記憶位置も、最新の直近位置に更新される。

タイミング信号生成部１１は、位置切替部１０から入力された位置（測位推定位置又は記憶位置）を用いて、タイミング信号を生成する。

具体的に説明すると、本実施形態のタイミング信号生成部１１は、測位計算部３が行う測位計算で説明した上述の方程式において、位置切替部１０から入力され た位置を上記の受信点の未知のパラメータに代入するとともに、軌道情報に基づく衛星５０の位置を代入して解くことにより、残りの未知のパラメータである時 計誤差を求める。次に、タイミング信号生成部１１は、得られた時計誤差に基づいて、タイミング信号生成装置２０が備える水晶時計のタイミングに対してオフ セット処理等を行うことにより、ＧＮＳＳ基準時刻と同期した１秒周期信号（１ＰＰＳ：Ｏｎｅ Ｐｕｌｓｅ ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）と、同じくＧＮＳＳ基準 時刻と同期した１０ＭＨｚの基準周波数信号と、を出力する。本実施形態では、上記の１ＰＰＳ信号及び基準周波数信号が、タイミング信号に該当する。

位置切替部１０が出力する位置（即ち、測位推定位置又は記憶位置）と、現実のＧＮＳＳアンテナ１の位置とは、厳密には一致せず、その間には必ず誤差が含ま れている。従って、タイミング信号の生成にあたって、位置切替部１０から入力された位置を上記の方程式における受信点の未知のパラメータに代入すること は、当該位置にＧＮＳＳアンテナ１が配置されているとみなして計算することと実質的に同義である。

以上の構成とすること により、タイミング信号生成装置２０は、ＧＮＳＳアンテナ１が実際に設置されている位置に関して、測位推定位置又は記憶位置のうち確からしい方の「位置」 に基づいて、タイミング信号生成部１１によりタイミング信号を生成する。記憶位置バッファ７が記憶する位置（記憶位置）は、設定位置である場合と、直近に タイミング信号の生成に用いられた測位推定位置である場合と、がある。

ここで、一般的に、高精度のタイミング信号を生成 できるか否かは、受信点として、如何に正確な位置情報を設定できるかに大きく左右される。言い換えれば、ユーザがタイミング信号生成装置２０（言い換えれ ば、ＧＮＳＳ受信機）に設定する受信点の位置がＧＮＳＳアンテナ１の現実の位置に近ければ近いほど、タイミング信号の精度も高められる。

従って、ユーザが受信点（ＧＮＳＳアンテナ１）を、既知の位置にズレがない状態で正確にかつ固定的に設置することができれば、当該位置をタイミング信号生 成装置２０に与えることで高精度のタイミング信号が得られる。しかしながら、現実的には、そのような理想的な状態でＧＮＳＳアンテナ１を設置できるとは限 らない。また、本実施形態で説明したドローンの場合も、滞空位置が外的要因により大きく揺らぐ場合があり、結果としてアンテナ位置が設定位置と大きく乖離 してしまう場合が想定される。

この点、本実施形態のタイミング信号生成装置２０において、判定部８は、ユーザが予め入力 して設定位置記憶部５に記憶された位置、又は、直近でタイミングの算出に用いられて直近位置記憶部６に記憶されている位置が、現実の受信点の位置に対して 所定程度確からしいか否かを、測位計算に基づいて取得される測位推定位置とのズレの大きさ（上記の距離Ｌ）に基づいて判定する。そして、所定程度確からし くない場合は、判定部８は、タイミング信号生成部１１が設定位置又は記憶位置に基づくタイミング信号を生成するのを停止させる制御、及び、アラーム発生部 ９にアラームを発生させる制御を行う。このタイミング生成停止制御及びアラーム発生制御により、基準時刻からズレたタイミング信号が生成されて、それが利 用されてしまうことを未然に防ぐことができるとともに、ユーザが状況に早期に気付いて適切な対応をとることができる。

ま た、記憶位置（ユーザが設定する等した設定位置、又は直近にタイミング算出のために用いられた位置）と、測位推定位置（測位計算により得られた位置）と、 のズレが大きい場合には、ユーザが入力した位置に誤りがあったため、又はＧＮＳＳアンテナ１が地球に対して移動したために、そのような大きな位置ズレが生 じたと考えることができる。そこで、この場合には、判定部８は、上記のタイミング生成停止制御を行うとともに、タイミング信号生成部１１に、最新の測位推 定位置に基づいてタイミング信号を生成させるように制御する。これにより、ＧＮＳＳアンテナ１の設置位置が、当初に意図していた位置から大きく外れている 場合や、ＧＮＳＳアンテナ１が事後的に移動した場合に、自動で、タイミングの算出に用いる「位置」を変更することができる。よって、タイミング信号生成装 置２０が移動を伴う場合にも、地図の読取り又は測量をやり直したりする必要がなく、ユーザの手間を軽減することができる。

次に、図３を参照して、タイミング信号生成装置２０において行われる処理を説明する。図３は、第１実施形態におけるタイミング信号生成方法を実現するための処理を示すフローチャートである。

まず、ユーザが受信点の位置の設定をする等して位置が設定されているか否かが判断され（ステップＳ１０１）、設定がされている場合は、設定位置記憶部５が記憶する内容（設定位置）が、記憶位置として、記憶位置バッファ７に記憶される（ステップＳ１０２）。

なお、記憶位置バッファ７の内容は、事前に内部に用意しておいた記憶素子から読み出して、それを初期値として利用してもよいし、或いは処理のスタート時に予めリセットしてもよい。後者の場合はステップＳ１０２の処理が行われない場合となり、記憶位置は空となる。

次に、測位計算部３が測位計算を行い、測位推定位置算出部４が、得られた測位解に基づいて測位推定位置を算出する（ステップＳ１０３）。

測位推定位置が得られると、記憶位置バッファ７の内容（記憶位置）が空か否かが判定される（ステップＳ１０４）。

ステップＳ１０４の判断で、記憶位置が空である場合、タイミング信号生成部１１は、測位推定位置算出部４が算出した測位推定位置に基づいて、タイミング信 号を生成する（ステップＳ１０５）。その後、直近位置である当該測位推定位置が、記憶位置として記憶位置バッファ７に記憶され（ステップＳ１０６）、処理 がステップＳ１０３に戻る。

ステップＳ１０４の判断で、何らかの位置が記憶位置バッファ７に記憶されていた場合、判定部８が、ステップＳ１０３で求められた測位推定位置と、記憶位置バッファ７が記憶する記憶位置と、の間の距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回るか否かを判断する（ステップＳ１０７）。

ステップＳ１０７の判断で、上記の距離Ｌが閾値Ｌ_tを 上回っていた場合、アラーム発生部９がアラームを発生させる（ステップＳ１０８）。その後、上記の記憶位置が空だった場合と同様に、測位推定位置に基づい てタイミング信号が生成されるとともに（ステップＳ１０５）、当該測位推定位置が記憶位置となるように、記憶位置バッファ７の内容が更新される（ステップ Ｓ１０６）。その後、処理がステップＳ１０３に戻る。

上記の距離Ｌが閾値Ｌ_t以下である場合、タ イミング信号生成部１１は、記憶位置バッファ７が記憶する記憶位置に基づいて、タイミング信号を生成する（ステップＳ１０９）。この場合、アラームの発生 処理は行われない（アラームが既に発生していた場合は停止される）。また、直近位置と記憶位置は一致するため、記憶位置バッファ７の内容は更新されない。 その後、処理がステップＳ１０３に戻る。

上記のステップＳ１０３〜Ｓ１０９の処理が反復して行われることにより、タイミ ング信号生成装置２０においては、設定位置又は直近にタイミング信号の生成に用いられた測位推定位置が継続して監視され、当該位置と、最新の測位推定位置 と、のズレが一定の距離を超える場合には、最新の測位推定位置に基づいてタイミング信号が生成される。従って、正確なタイミング信号を安定的に生成するこ とができる。

以上に説明したように、本実施形態のタイミング信号生成装置２０は、設定位置記憶部５と、タイミング信号生 成部１１と、判定部８と、を備える。設定位置記憶部５は、衛星５０からの衛星信号を受信するＧＮＳＳアンテナ１の位置を、内部又は外部から設定された場合 に、当該設定された位置である設定位置を記憶する。タイミング信号生成部１１は、設定位置にＧＮＳＳアンテナ１が配置されているとみなして計算することに より得られるＧＮＳＳアンテナ１と衛星５０との擬似距離を用いた計算により、タイミング信号を生成できる。判定部８は、設定位置がＧＮＳＳアンテナ１の位 置を表すものとして所定程度確からしいか否かの判定を行い、所定程度確からしい場合には設定位置に基づいてタイミング信号生成部１１にタイミング信号を生 成させ、所定程度確からしくない場合には、設定位置に基づくタイミング信号の生成を停止させるタイミング生成停止制御、及び、アラームを発生させるアラー ム発生制御を行う。

これにより、ユーザの操作等により設定される設定位置の確からしさを評価することで、位置の設定の誤り、及び、ＧＮＳＳアンテナ１の設置位置の誤り等に対して適切に対応することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置２０においては、設定位置に基づいてタイミング信号生成部１１がタイミング信号を生成している間（言い換えれ ば、記憶位置バッファ７が設定位置を記憶している間）、判定部８は、当該設定位置が所定程度確からしいか否かの判定を反復継続的に行う。

これにより、ＧＮＳＳアンテナ１が事後的に移動することによる位置ズレに対して、適切に対応することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置２０において、記憶位置バッファ７が設定位置を記憶している場合に、判定部８は、ＧＮＳＳアンテナ１が受信した衛星信号を用いて行われた測位計算に基づく測位推定位置と、記憶位置（設定位置）と、の間の距離Ｌが閾値Ｌ_t以下である場合に（Ｌ≦Ｌ_t）、設定位置が所定程度確からしいと判定する。判定部８は、距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回る場合に（Ｌ＞Ｌ_t）、設定位置が所定程度確からしくないと判定する。

これにより、実際に測位計算を行って得られるＧＮＳＳアンテナ１の位置である測位推定位置と、設定位置と、のズレに基づいて、設定位置の確からしさを適切に評価することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置２０において、記憶位置バッファ７が設定位置を記憶している場合に、設定位置が所定程度確からしくないと判定し た場合は、タイミング信号生成部１１に、測位推定位置にＧＮＳＳアンテナ１が配置されているとみなして得られるＧＮＳＳアンテナ１と衛星５０との擬似距離 を用いて、タイミング信号を生成させる。

これにより、設定位置が確からしくないと判定された場合に、代わりに測位推定位置を用いてタイミング信号生成部１１にタイミング信号の生成を行わせることで、例えばＧＮＳＳアンテナ１が移動した場合でも、高精度のタイミング信号を継続して出力することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置２０において、タイミング信号生成部１１が測位推定位置に基づいてタイミング信号を生成している場合（言い換え れば、記憶位置バッファ７が測位推定位置を記憶している場合）、判定部８は、記憶位置、即ち、タイミング信号生成部１１がタイミング信号を直近に生成した ときの測位推定位置（測位直近位置）が、ＧＮＳＳアンテナ１の位置を表すものとして所定程度確からしいか否かを判定する。そして、所定程度確からしい場合 には、判定部８は、上記の測位直近位置に基づいてタイミング信号を生成させ、所定程度確からしくない場合には、上記の測位直近位置に基づいてタイミング信 号生成部１１がタイミング信号を生成するのを停止させるタイミング生成停止制御、及び、アラームを発生させるアラーム発生制御を行う。

これにより、ＧＮＳＳアンテナ１が設定位置から移動した後、更に移動することによる位置ズレに対して、適切に対応することができる。

また、本実施形態の電子機器であるドローンは、タイミング信号生成装置２０を備える。

これにより、予め計画した位置にて運用するような用途において、何らかの要因で、設定位置と実際のＧＮＳＳアンテナ１の位置が乖離していたり、事後的に ＧＮＳＳアンテナ１が移動してしまったりした場合などでも、適切に対応して、正確なタイミングで動作させることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例に係るタイミング信号生成装置２０ｘについて説明する。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

図４に示す変形例のタイミング信号生成装置２０ｘは、地上に固定して運用される電子機器としての無線基地局設備に備えられる点、及び、測位推定位置算出部 ４が出力する測位推定位置を用いてタイミング信号生成部１１がタイミング信号を生成することはない点で、第１実施形態に係るタイミング信号生成装置２０と は異なっている。

簡単に説明すると、このタイミング信号生成装置２０ｘにおいては、設定位置記憶部５が出力する設定位置が、判定部８及び切替部１７に入力される。

切替部１７は、設定位置記憶部５から入力された設定位置をタイミング信号生成部１１に出力する状態と、出力しない状態とを、判定部８からの信号に基づいて切り換える。

判定部８は、測位推定位置と設定位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_t以下である場合は、切替部１７が設定位置をタイミング信号生成部１１に出力し、そうでない場合は、切替部１７が設定位置をタイミング信号生成部１１に出力しないように制御する。また、判定部８は、測位推定位置と設定位置との間の距離Ｌが閾値Ｌ_tを上回る場合は、アラーム発生部９がアラームを発生させ、そうでない場合は、アラーム発生部９がアラームを発生させないように（アラームが発生している場合は、停止させるように）制御する。

本変形例のタイミング信号生成装置２０ｘでは、設定位置の確からしさが判定部８により継続的に監視され、確からしくないと判定された場合は、設定位置に基 づくタイミング信号の出力を停止してアラームを発生させる。そして、アラームの発生後であっても、（例えばＧＮＳＳアンテナ１の移動によって）設定位置の 確からしさが回復した場合には、判定部８は、アラームの発生を停止し、設定位置に基づくタイミング信号の出力を再開するように制御する。

以上に説明したように、本変形例のタイミング信号生成装置２０ｘにおいて、設定位置が所定程度確からしくないと判定されてアラームが発生した後に、判定部 ８は、設定位置が所定程度確からしいか否かの判定を引き続き行い、所定程度確からしいと判定した場合は、アラームを停止させる制御を行う。

これにより、設置を計画する位置をタイミング信号生成装置２０ｘに設定位置として予め入力した後に、当該タイミング信号生成装置２０ｘを現場へ運搬し、実 際に設置するときは、ＧＮＳＳアンテナ１が正確な位置にあることを、発生しているアラームが停止することで確認し、その上で固定するような作業が可能にな る。これにより、設置作業を正確かつ効率的に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係るタイミング信号生成装置４０について説明する。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態又は変形例と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

上述の第１実施形態及びその変形例では、ＧＮＳＳアンテナ１によって電波を受信する衛星５０の数が４個以上でないと、測位計算部３が測位計算を行うことが できず、ユーザ等により設定された設定位置が受信点の位置を正確に表しているか否かについて判定部８が判定を行うことができない。

この点を考慮して、本実施形態のタイミング信号生成装置４０は、電波を受信できる衛星５０の数が３個以下（例えば、１個）であっても、設定位置の確からしさについて評価できるように構成されている。

図５に、本実施形態のタイミング信号生成装置４０の主たる構成を示している。図５に示すように、このタイミング信号生成装置４０は、ＧＮＳＳアンテナ１、 信号復調部２、搬送波周波数取得部１５、コード位相取得部１８、設定位置記憶部５、判定部１６、アラーム発生部９、切替部１７、及びタイミング信号生成部 １１等を備えている。

信号復調部２は、前述の第１実施形態と同様に、ＧＮＳＳアンテナ１で受信した衛星信号から軌道情報 及び時刻情報を取り出すことができる。得られた軌道情報や時刻情報は、判定部１６及びタイミング信号生成部１１に出力される。また、信号復調部２は、信号 の復調の過程で再現された前記ＰＲＮコードをコード位相取得部１８に出力するとともに、再現された搬送波を搬送波周波数取得部１５に出力する。

搬送波周波数取得部１５は、信号復調部２から入力された搬送波の周波数を計測することにより取得する。搬送波周波数取得部１５は、得られた搬送波周波数を判定部１６に出力する。

コード位相取得部１８は、内部の水晶時計のタイミングに基づいてレプリカＰＲＮコードを生成するとともに、このレプリカＰＲＮコードと、信号復調部２から 入力されたＰＲＮコードと、の時間的なズレ（チップ時間）を求めることにより、衛星信号のコード位相を取得する。コード位相取得部１８は、得られたコード 位相を判定部１６に出力する。

設定位置記憶部５は、前述の第１実施形態と同様に、設定位置を記憶する。設定位置記憶部５は、記憶する設定位置を判定部１６及び切替部１７に出力する。

判定部１６は、信号復調部２が出力する軌道情報及び時刻情報と、搬送波周波数取得部１５が出力する搬送波周波数と、設定位置記憶部５が出力する設定位置 と、に基づいて、設定位置が現在のＧＮＳＳアンテナ１の設置位置（受信点の位置）を表すものとして確からしいか否かを判定する。判定部１６は、この判定結 果を、アラーム発生部９及び切替部１７に出力する。なお、判定部１６の構成の詳細は後述する。

切替部１７は、設定位置記憶部５から入力された設定位置をタイミング信号生成部１１に出力する状態と、出力しない状態とを、判定部１６からの信号に基づいて切り換える。

タイミング信号生成部１１は、切替部１７から設定位置が入力された場合、第１実施形態と同様に、当該設定位置に基づいてタイミング信号を生成して出力する。

次に、判定部１６について詳細に説明する。この判定部１６は、図６に示すように、判定位置生成部２３と、擬似距離予測値算出部２４と、擬似距離実測値算出部２５と、残差比較部２６と、を備える。

判定位置生成部２３は、判定部１６に入力された設定位置に基づいて、当該設定位置の確からしさを判定するために用いられる判定位置を生成する。判定位置 は、設定位置と互いに異なるように定められる。判定位置としては任意の様々な位置とすることができ、１でも複数でもよいが、本実施形態では、図７に示すよ うに、設定位置Ｈから東西南北のそれぞれの方向に所定距離だけ離れるように４つの判定位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が生成されている。判定位置生成部２３ は、生成した判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・を、擬似距離予測値算出部２４に出力する。

擬似距離予測値算出部２４では、判定 部１６に入力された設定位置ＨにＧＮＳＳアンテナ１が設置されていた場合と、判定位置生成部２３が生成した判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・のそれぞれに ＧＮＳＳアンテナ１が設置されていた場合と、を仮定し、各場合における擬似距離の予測値を算出する。ここで、擬似距離とは、衛星５０とＧＮＳＳアンテナ１ との距離を意味する。擬似距離予測値は、信号復調部２から得られた軌道情報と時刻情報と、前記の方法で用意した受信機の位置から、衛星５０の位置ベクトル を求めることにより得ることができる。

擬似距離実測値算出部２５は、搬送波周波数取得部１５で取得した周波数から得られ る衛星と受信機との相対速度に更新時間を乗じて得られた距離と、コード位相取得部１８で取得したコード位相（チップ時間）に光速を乗じた距離と、を加算す ることによって、擬似距離の実測値を算出する。擬似距離実測値算出部２５は、得られた擬似距離の実測値を、残差比較部２６に出力する。

残差比較部２６は、ＧＮＳＳアンテナ１が設定位置Ｈにあると仮定した場合の擬似距離予測値よりも、ＧＮＳＳアンテナ１が何れかの判定位置 Ｃ１，Ｃ２，・・・にあると仮定した場合の擬似距離予測値の方が、擬似距離実測値に近いか否かを、それぞれの場合の擬似距離の予測値と実測値との差である 残差を比較することにより判定する。

より具体的には、残差比較部２６は、図７に示す判定位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のそれぞれについての擬似距離の予測値と、擬似距離の実測値と、の差分である擬似距離残差Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄を求める。また、残差比較部２６は、設定位置Ｈについての擬似距離予測値と、擬似距離実測値と、の差分である擬似距離残差Ｄ_Hを求める。

残差比較部２６は、各判定位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４についての擬似距離残差Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄と、設定位置Ｈについての擬似距離残差Ｄ_Hと、の大小を比較する。

その結果、擬似距離残差Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄の何れもが、擬似距離残差Ｄ_Hと等しいかそれよりも大きい場合（Ｄ₁≧Ｄ_H、Ｄ₂≧Ｄ_H、Ｄ₃≧Ｄ_H、かつＤ₄≧Ｄ_H）、 現実の受信点（ＧＮＳＳアンテナ１）の位置は、判定位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４よりも設定位置Ｈに近い可能性が高いと考えられる。別の言い方をすれば、設 定位置が、実際のＧＮＳＳアンテナ１の位置を表すものとして、所定程度確からしいということができる。そこで、この場合、残差比較部２６は、切替部１７が 設定位置Ｈをタイミング信号生成部１１に出力するように制御するとともに、アラーム発生部９がアラームを発生させないように制御する。

一方で、擬似距離残差Ｄ₁，Ｄ₂，Ｄ₃，Ｄ₄の少なくとも何れかが、擬似距離残差Ｄ_Hよりも小さい場合（Ｄ₁＜Ｄ_H、Ｄ₂＜Ｄ_H、Ｄ₃＜Ｄ_H、又はＤ₄＜Ｄ_H）、 現実の受信点の位置は、設定位置Ｈよりも、むしろ判定位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の何れかに近い可能性が高いと考えられる。別の言い方をすれば、設定位置 が、実際のＧＮＳＳアンテナ１の位置を表すものとして所定程度確からしくないということができる。そこで、この場合、残差比較部２６は、切替部１７が設定 位置Ｈをタイミング信号生成部１１に出力しないように制御するとともに、アラーム発生部９がアラームを発生させるように制御する。

これにより、タイミング信号生成部１１は、設定位置が実際の受信点の位置に対して確からしい場合に限り、タイミング信号を生成して出力する。また、アラー ム発生部９は、設定位置が実際の受信点の位置に対して確からしくない場合には、アラームを発生させる。よって、タイミング信号の精度を高く保つことができ るとともに、設定位置と現実の受信点の位置とが乖離する場合は、ユーザがアラームにより早期に気付いて対応することができる。

本実施形態では、図７に示すように、判定位置Ｃ１，Ｃ２・・・が、設定位置Ｈの周囲に複数生成されている。従って、ＧＮＳＳアンテナ１の位置が設定位置Ｈ に対してどの方向にズレたとしても、それを、何れかの判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・における擬似距離予測値が実測値に近づくことで検出し易くなる。従って、 設定位置Ｈの確からしさを適切に評価することができる。

また、判定位置生成部２３が生成する判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・ が設定位置Ｈからどれほど離れて配置されるかは、例えばユーザがタイミング信号生成装置４０に設定位置Ｈを設定する際に、適宜指示することにより設定する ことができる。また、特別な指示をタイミング信号生成装置４０に対して行うことにより、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が設定位置Ｈから離れて配置される距離 を、ＧＮＳＳアンテナ１が受信する衛星信号の強度が大きければ短くなり、小さければ長くなるように、自動的に変更することもできる。これにより、要求され るタイミング精度、電波受信状況等を考慮した柔軟な運用を行うことができる。

なお、本実施形態において、タイミング信号 を生成するためにタイミング信号生成装置４０を用いて行われる方法の一連の流れを、図８に示している。図８は、第２実施形態においてタイミング信号を生成 するために行われるタイミング信号生成方法を示すフローチャートである。なお、図８の処理は、第１実施形態（図３）とは異なり、事前に設定位置がタイミン グ信号生成装置４０に入力されていることが前提となる。

図８のフローチャートに基づいて簡単に説明すると、まず、判定位置生成部２３が、設定位置Ｈの周囲に判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・を生成する（ステップＳ２０１）。

次に、擬似距離予測値算出部２４が、ＧＮＳＳアンテナ１が設定位置Ｈにある場合と、各判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・にある場合と、を仮定し、それぞれの仮定 における擬似距離の予測値を計算する（ステップＳ２０２）。この計算には、受信した衛星信号を解析して得られた軌道情報と、時刻情報と、が用いられる。

また、擬似距離実測値算出部２５が、受信した衛星信号の搬送波周波数に基づいて、擬似距離の実測値を計算する（ステップＳ２０３）。

その後、残差比較部２６は、ステップＳ２０２で算出した５つの擬似距離の予測値について、それぞれ、ステップＳ２０３で算出した擬似距離の実測値との残差 を計算し、当該残差が設定位置Ｈよりも小さい判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が存在するか否かを判断する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４の判断で、擬似距離の予測値と実測値との残差が設定位置Ｈよりも小さい判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が存在した場合、アラーム発生部９がア ラームを発生させるとともに、タイミング信号生成部１１によるタイミング信号の生成が停止される（ステップＳ２０５、ステップＳ２０６）。その後、処理が ステップＳ２０１に戻る。

ステップＳ２０４の判断で、擬似距離の予測値と実測値との残差が設定位置Ｈよりも小さい判定位 置Ｃ１，Ｃ２，・・・が存在しなかった場合、アラーム発生部９はアラームを発生させず、また、タイミング信号生成部１１は、設定位置に基づいて、タイミン グ信号を生成する（ステップＳ２０７）。その後、処理がステップＳ２０１に戻る。

以上の処理がタイミング信号生成装置 ４０において行われることにより、設定位置ＨがＧＮＳＳアンテナ１の実際の位置を表すものとして所定程度確からしいか否かが反復継続的に評価され、確から しいと判定された場合にのみタイミング信号が生成される。従って、正確なタイミング信号を安定的に生成することができる。

以上に説明したように、本実施形態のタイミング信号生成装置４０において、判定部１６は、設定位置ＨにＧＮＳＳアンテナ１があると仮定した場合と、設定位 置Ｈと異なる位置である判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・にＧＮＳＳアンテナ１があると仮定した場合と、のそれぞれにおける、衛星５０とＧＮＳＳアンテナ１との 擬似距離の予測値を計算する。判定部１６は、衛星信号のコード位相や搬送波周波数などにより求めた擬似距離の実測値に対し、設定位置Ｈよりも前記予測値が 近い判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・がない場合に、設定位置Ｈが所定程度確からしいと判定する。判定部１６は、擬似距離の実測値に対し、設定位置Ｈよりも前記 予測値が近い判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・がある場合に、設定位置Ｈが所定程度確からしくないと判定する。

これにより、設定位置Ｈの確からしさを、測位計算を行わずに評価することができるので、受信できる衛星５０の数が少ない場合（衛星電波の受信状況が良くない場合）でも良好に運用することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置４０において、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・は、設定位置Ｈの周囲に複数生成される。

これにより、設定位置Ｈに対してＧＮＳＳアンテナ１がどの方向にズレている場合であっても、設定位置Ｈの確からしさを適切に評価することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置４０において、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が設定位置Ｈからどれだけ離れた位置に生成されるかを示す距離を、ユーザが設定可能に構成されている。

これにより、要求されるタイミング精度（言い換えれば、ＧＮＳＳアンテナ１の位置について求められる精度）に応じた柔軟な運用を実現することができる。

また、本実施形態のタイミング信号生成装置４０において、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・は、設定位置Ｈから、ＧＮＳＳアンテナ１で受信した衛星信号の強度に応じた距離だけ離れた位置に生成される。

これにより、ＧＮＳＳアンテナ１での衛星信号の受信状況の良否に応じて、設定位置Ｈの確からしさを適切に判定することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

第１実施形態で、設定位置が所定程度確からしくないと判定された場合に、判定部８が、アラームを発生させる制御を行わずに、設定位置に基づいてタイミング 信号生成部１１がタイミング信号を生成するのを停止させる制御、及び、測位推定位置に基づいてタイミング信号を生成させる制御を行うように構成することが できる。或いは、上記の制御に加えて又はそれに代えて、設定位置が所定程度確からしくないと判定された場合に、この設定位置を破棄する制御が行われるもの としてもよい。

同様に、判定部８が測位直近位置の確からしさを判定した結果、所定程度確からしくなかった場合には、この測位直近位置を破棄する制御が行われるものとしてもよい。

第１実施形態の変形例、及び、第２実施形態において、設定位置が所定程度確からしくないと判定された場合に、判定部８，１６がタイミング生成停止制御及び アラーム発生制御のうち一方だけを行うように変更することができる。また、上記の制御に加えて又はそれに代えて、設定位置が所定程度確からしくないと判定 された場合に、この設定位置を破棄する制御が行われるものとしてもよい。

上記の第１実施形態では、測位推定位置算出部４は、複数の測位解の平均値に基づいて測位推定位置を算出するものとしたが、必ずしもこれに限るものではない。例えば平均値に代えて、最頻値或いは中央値に基づいて測位推定位置を算出するものとしてもよい。

第１実施形態において、測位推定位置算出部４が算出する測位推定位置に代えて、測位計算部３による測位結果が、測位計算に基づく位置として位置切替部１０に入力されるように構成してもよい。

第１実施形態において、測位計算部３による測位結果の変化を監視し、測位結果の移動速度及び移動方向等が変化した場合にのみ、判定部８による判定が行われてもよい。

第１実施形態において、直近位置記憶部６及び記憶位置バッファ７のうち少なくとも何れかを、タイミング信号生成装置２０の電源が失われても記憶内容を保持 可能であるように、例えば不揮発性の記憶部によって構成することができる。この場合、タイミング信号の生成に用いられる位置の継続性を確保することができ る。

第２実施形態において、判定位置生成部２３が生成する判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・の数及び位置は、任意に変更するこ とができる。例えば、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・を、設定位置Ｈに対して東西南北に離れた４点とすることに代えて、東西南北上下に離れた６点としてもよ い。また、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が、設定位置Ｈに対して２次元的又は３次元的にランダムな方向で所定の距離だけ離れた位置に１又は複数定められても よい。更に、判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・と設定位置Ｈとの位置関係は、当該判定位置Ｃ１，Ｃ２，・・・が生成される毎に変化してもよい。

測位計算部３及びタイミング信号生成部１１が使用する軌道情報は、衛星信号から直接取得することに代えて、別の情報源から取得してもよい。例えば、電源投 入直後に短時間で測位可能な状態にするホットスタートのために不揮発性の記憶部に記憶される軌道情報を用いてもよい。例えば、タイミング信号生成装置をイ ンターネットに接続可能に構成し、軌道情報を、インターネットから取得したいわゆるＧＮＳＳアシスト情報に基づいて取得してもよい。

ＧＮＳＳアンテナ１はタイミング信号生成装置２０に対して取外し不能に取り付けられてもよいし、タイミング信号生成装置２０に電気的に接続された外部アンテナとしてもよい。

タイミング信号は１ＰＰＳに限定されず、タイミングはこれより短い又は長い間隔としてもよい。また、タイミング信号は、任意の形態のパルスとしても構わない。更に、基準周波数信号の周波数は１０ＭＨｚに限定されず、他の周波数としてもよい。

本発明のタイミング信号生成装置は、ドローンに限らず、正確なタイミングで動作することが必要な様々な電子機器に用いることができる。電子機器としては、 例えば、携帯電話や地上デジタル放送などに代表される無線通信設備等が考えられる。また、静止させた状態で使用するのであれば、移動可能な電子機器（例え ば、車載の電子機器）にタイミング信号生成装置を備えるように構成することもできる。

１ ＧＮＳＳアンテナ（アンテナ）
３ 測位計算部
４ 測位推定位置算出部
８ 判定部
１１ タイミング信号生成部
２０ タイミング信号生成装置
５０ 衛星

Claims (11)

1. 衛星からの衛星信号を受信するアンテナの位置を、内部又は外部から設定された場合に、当該設定された位置である設定位置を記憶する設定位置記憶部と、
   前記設定位置に前記アンテナが配置されているとみなして計算することにより得られる前記アンテナと前記衛星との擬似距離を用いた計算により、タイミング信号を生成できるタイミング信号生成部と、
   前記設定位置が前記アンテナの位置を表すものとして所定程度確からしいか否かの判定を行い、所定程度確からしい場合には前記設定位置に基づいて前記タイミング信号生成部に前記タイミング信号を生成させ、所定程度確からしくない場合には、前記設定位置に基づいた前記タイミング信号の生成を停止させるタイミン グ生成停止制御、前記設定位置を破棄する設定位置破棄制御、又は、アラームを発生させるアラーム発生制御のうち少なくとも何れかを行う判定部と、
   を備え
   前記判定部は、
   前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合と、前記設定位置と異なる位置である判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合と、のそれぞれにおける、衛星と前記アンテナとの擬似距離の予測値を計算し、
   当該擬似距離の予測値と、衛星信号を受信して得られる擬似距離の実測値と、を比較して擬似距離の残差を求め、
   前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差が、前記設定位置と異なる位置である前記判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差よりも小さかった場合は、前記設定位置が所定程度確からしいと判定し、
   前記設定位置とは異なる位置である前記判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差が、前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合 の擬似距離の残差よりも小さかった場合は、前記設定位置が所定程度確からしくないと判定することを特徴とするタイミング信号生成装置。
2. 請求項１に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記アラームが発生した後に、前記判定部は、前記設定位置が所定程度確からしいか否かの判定を引き続き行い、所定程度確からしいと判定した場合には、前記アラームを停止させる制御を行うことを特徴とするタイミング信号生成装置。
3. 請求項１又は２に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記設定位置に基づいて前記タイミング信号生成部が前記タイミング信号を生成している間、前記判定部は、当該設定位置が所定程度確からしいか否かの判定を反復継続的に行うことを特徴とするタイミング信号生成装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記判定部は、
   前記アンテナが受信した衛星信号を用いて行われた測位計算に基づく位置と、前記設定位置との間の距離が、閾値以下である場合に、前記設定位置が所定程度確からしいと判定し、
   前記距離が前記閾値を上回る場合に、前記設定位置が所定程度確からしくないと判定することを特徴とするタイミング信号生成装置。
5. 請求項４に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記判定部は、前記設定位置が所定程度確からしくないと判定した場合は、前記タイミング信号生成部に、前記測位計算に基づく位置に前記アンテナが配置され ているとみなして得られる、前記アンテナと前記衛星との擬似距離を用いて、前記タイミング信号を生成させることを特徴とするタイミング信号生成装置。
6. 請求項５に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記タイミング信号生成部が前記測位計算に基づく位置に基づいて前記タイミング信号を生成している場合、前記判定部は、
   前記タイミング信号生成部が前記タイミング信号を直近に生成したときの前記測位計算に基づく位置である測位直近位置が前記アンテナの位置を表すものとして所定程度確からしいか否かを判定し、
   所定程度確からしい場合には前記測位直近位置に基づいて前記タイミング信号生成部に前記タイミング信号を生成させ、
   所定程度確からしくない場合には、前記測位直近位置に基づく前記タイミング信号の生成を停止させるタイミング生成停止制御、前記測位直近位置を破棄する測 位直近位置破棄制御、又は、アラームを発生させるアラーム発生制御のうち少なくとも何れかを行うことを特徴とするタイミング信号生成装置。
7. 請求項１に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記判定位置は、前記設定位置の周囲に複数生成されることを特徴とするタイミング信号生成装置。
8. 請求項１又は７に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記判定位置は、前記設定位置から判定距離だけ離れた位置に生成され、
   前記判定距離をユーザが事前に設定可能、又は外部から設定可能であることを特徴とするタイミング信号生成装置。
9. 請求項１、７、８の何れか一項に記載のタイミング信号生成装置であって、
   前記判定位置は、前記設定位置から、前記アンテナで受信した衛星信号の強度に応じた距離だけ離れた位置に生成されることを特徴とするタイミング信号生成装置。
10. 請求項１から９までの何れか一項に記載のタイミング信号生成装置を備えることを特徴とする電子機器。
11. 衛星からの衛星信号を受信するアンテナの位置を、内部又は外部から設定された場合に、当該設定された位置である設定位置を記憶し、
    前記設定位置に前記アンテナが配置されているとみなして計算することにより得られる前記アンテナと前記衛星との擬似距離を用いた計算により、タイミング信号を生成し、
    前記設定位置が前記アンテナの位置を表すものとして所定程度確からしいか否かを判定し、所定程度確からしい場合には前記設定位置に基づいて前記タイミング 信号を生成し、所定程度確からしくない場合には、前記設定位置に基づく前記タイミング信号の生成を停止させるタイミング生成停止制御、設定位置を破棄する 設定位置破棄制御、又は、アラームを発生させるアラーム発生制御のうち少なくとも何れかを行い、
    前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合と、前記設定位置と異なる位置である判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合と、のそれぞれにおける、衛星と前記アンテナとの擬似距離の予測値を計算し、
    当該擬似距離の予測値と、衛星信号を受信して得られる擬似距離の実測値と、を比較して擬似距離の残差を求め、
    前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差が、前記設定位置と異なる位置である前記判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差よりも小さかった場合は、前記設定位置が所定程度確からしいと判定し、
    前記設定位置とは異なる位置である前記判定位置に前記アンテナがあると仮定した場合の擬似距離の残差が、前記設定位置に前記アンテナがあると仮定した場合 の擬似距離の残差よりも小さかった場合は、前記設定位置が所定程度確からしくないと判定することを特徴とするタイミング信号生成方法。

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