JPH08122462A - 時刻情報送出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】常に正確な年月日時分秒を含めた時刻情報を装
置機器に認識し易い、時刻更正の自動化可能な信号形式
にして安定に供給する。 【構成】ＴＶ電波、標準電波、オメガ航法電波などの放
送電波を受信して周波数の精度の監視と更正をする手段
により、周波数発振部の周波数を常に高精度に維持し、
周波数発振部の出力を基にして年月日時分秒の時刻情報
を作る。ＧＰＳおよび／または標準電波を受信して前記
時刻情報の監視と更正をする手段により前記時刻情報を
正確に維持する。さらに、時刻情報をディジタルコード
信号化するとともに毎秒の刻み信号を作成し前記ディジ
タルコード信号と共に前記時刻情報を有線回線に送出す
る。また閏秒の実施または不実施の情報を手動入力し、
閏秒の実施または不実施の情報と共に閏秒日本標準時刻
と閏秒協定世界時刻とをディジタルコード信号化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】コンピュータや駅などの時計の時
刻を正しく自動更正する時刻情報を提供する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的な時計の精度は、月差±１５秒あ
るいはそれより若干良い程度であり、１秒以内の時刻精
度を常に維持するには殆ど毎日の更正が必要である。コ
ンピュータネットワークにおける個々のコンピュータの
内部時刻、駅その他公共の場における時計表示等、今日
では時刻を正確に合わせる必要性が増している。正確な
時刻として供給されているものには、（１）テレビジョ
ンやラジオ放送の時報、（２）標準電波による時刻放
送、（３）電話の１１７番による時刻案内、（４）ＧＰ
Ｓ衛星から得られる時刻等がある。これらは何れも時刻
を自動的に更正する基準にするには欠点がある。

【０００３】すなわち、（１）のテレビジョンやラジオ
は、日本全国で受信可能であるが、毎時の時報のみで年
月日時分秒の情報はない。更に２４時間の毎時に時報が
ない。（２）の標準電波（ＪＪＹ）は、毎秒の刻み信号
に加えて１分毎に音声で時刻を放送しているが、年月日
の情報がない。電波の停波時間帯があり、短波帯である
ため受信場所と受信する季節や時刻によって常に安定な
受信は困難である。また、受信アンテナの設置条件によ
って受信状態が異なる。このような状況の中で音声によ
る時刻情報を自動認識することは信頼性が乏しい。長波
による標準電波（ＪＧ２ＡＳ）は、時刻情報として月日
時分秒が得られるが、年情報と閏秒の予告情報がない。
送信電力が小さい上に外来ノイズが極めて多い周波数帯
であるため、日本全国において安定な受信ができず、近
距離においてもアンテナの設置条件によっては受信が困
難であり、信頼性が得られない。

【０００４】（３）の電話１１７番は秒信号と１０秒毎
の時刻を音声で放送しているが、年月日情報と閏秒の予
告がない。標準電波（ＪＪＹ）と同様に音声による時刻
情報を自動認識することは信頼性が乏しい。（４）のＧ
ＰＳ衛星から得られる時刻情報は、一定間隔で得られる
ので、別に用意したタイマで作る時刻情報でＧＰＳ衛星
から得られる時刻情報の補間をすること、ＧＰＳ衛星と
受信場所との距離による遅延を計算して補正をすること
が必要である。必ずＧＰＳ衛星からの電波が同時に複数
個受信できる空のひらけた場所に受信アンテナを設置す
る必要がある。このように、現状では何れの手段も何ら
かの欠点を持っていて、時刻の更正を任意の時間に行う
ことができない。

【０００５】そしてＴＶやラジオの時報や電話の１１７
番等を利用しての時刻合わせは、前もって年月日時分を
入力して待機し、時刻の秒が丁度ゼロ秒なった時に手動
セットするのが一般的であり、この操作には１〜２分を
要する。またゼロ秒の手動セットに失敗して誤差を生じ
た場合はさらに１分待つ必要があり、作業効率が悪いだ
けでなく、正確に合わせ込むまでの間は時刻ずれのまま
となる。閏秒に対する対応は、実施時刻に正しく１秒遅
らせたり進めたりのセットを行う必要があり、手動では
失敗の可能性があるだけでなく、閏秒実施時刻に時刻合
わせを行う束縛がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように既存の多く
の時刻情報は、人間に提供する情報の形式であるため、
利用側が装置機器の場合、必要とする時刻情報の内一部
情報が、供給されていなかったり、自動化の困難な形式
となっている。すなわち、従来の時刻情報供給手段は、
年月日時分秒の全情報および閏秒の予告情報が供給され
ていないため、時刻利用装置機器を自動化することがで
きず、年月日時分秒および閏秒の更正を手動操作で行う
必要があった。このため、特に閏秒の更正を忘れたり、
リアルタイムでの更正が困難で、閏秒実施後しばらくの
間は１秒ずれたままとなることが生じてしまう。

【０００７】このため、常に正確な年月日時分秒を含め
た時刻情報は、閏秒情報、日本標準時および協定世界時
等が装置機器に認識し易い、時刻更正の自動化可能な信
号形式にして、安定に供給されることが望まれている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】ＴＶ電波、標準電波、オ
メガ航法電波などの放送電波を受信して周波数の精度の
監視と更正をする手段により、周波数発振部の周波数を
常に高精度に維持し、当該周波数発振部の出力を基にし
て年月日時分秒の時刻情報を作る。ＧＰＳおよび／また
は標準電波を受信して前記時刻情報の監視と更正をする
手段により前記時刻情報を正確に維持する。さらに、前
記時刻情報をディジタルコード信号化するとともに毎秒
の刻み信号を作成し前記ディジタルコード信号と共に前
記時刻情報を有線回線に送出する。また閏秒の実施また
は不実施の情報を手動入力し、閏秒の実施または不実施
の情報と共に閏秒日本標準時刻と閏秒協定世界時刻とを
ディジタルコード信号化する。

【０００９】

【実施例】図１はこの発明の１実施例の構成図である。
周波数発振部１は、年月日時分秒の時刻情報を作成する
ための基となる高安定な周波数（例えば１０ＭＨｚ）を
発生する。周波数発振部１は、故障時の信頼性、冗長性
を確保するため、内部で原子発振器１ａ−１ｃの３台を
パラレルに動作させ、原子発振器１ｄを予備として動作
させている。また、原子発振器１ａ−１ｄは、１０^-11
程度の周波数安定度である。時刻情報作成部２は、手動
入力部１４からの年月日時分秒情報および閏秒に関する
情報を入力しおよび／または、ＧＰＳ受信部１１で得ら
れた年月日時分秒情報を監視モニタ制御部１２を経由し
て入力し、周波数発振部１の出力周波数を基にして年月
日時分秒の時刻情報および閏秒に関する情報を作成す
る。時刻情報作成部２は、信頼性、冗長性の確保のた
め、時刻情報作成器２ａ−２ｃの３台をパラレルに動作
させ、時刻情報作成器２ｄを予備として動作させてい
る。手動入力部１４は、初期設定用の年月日時分秒の時
刻情報と閏秒に関する情報の手動入力を行い、時刻情報
作成部２に年月日時分秒の時刻情報および閏秒に関する
情報を出力する。

【００１０】周波数発振部１の出力周波数および位相
は、前記周波数発振部１を時刻の基準発振器とするた
め、長期にわたって高精度に維持する必要がある。この
ため、周波数発振部１の出力周波数および位相は、オメ
ガ航法電波受信部６と標準電波受信部８とで受信したそ
れぞれの電波の周波数および位相と、監視記録部９にお
いて比較監視される。比較監視の結果、周波数発振部１
の出力周波数を更正する必要があるときは、ＴＶ電波利
用更正部４の出力を用いて周波数発振部１を更正する。
周波数発振部１の更正は、例えばＮＨＫ東京のＴＶ電波
のカラーバースト信号の周波数３．５７９５４５４５Ｍ
Ｈｚが高精度に維持されているので、このカラーバース
ト信号の周波数を１７６逓倍した後、６３分周して得た
１０ＭＨｚの周波数出力を用いて行う。

【００１１】監視モニタ制御部１２は、ＧＰＳ受信部１
１で得られる年月日時分秒の時刻情報を内部に取り込む
と同時に、他の場所に設置した時刻情報送出装置１００
と同じ構成のバックアップシステム２０から専用通信回
線１５を介して送られてくる時刻情報も内部に取り込
む。監視モニタ制御部１２は、時刻情報作成部２に時刻
情報の誤りが発生していないかを監視する。すなわち、
ＧＰＳ受信部１１によって得られる年月日時分秒の時刻
情報により時刻情報作成部２の年月日時分秒の時刻情報
を監視する。同時に他の場所に設置した時刻情報送出装
置１００と同じ構成のバックアップシステム２０から専
用通信回線１５を介して送られてくる時刻情報も監視す
る。

【００１２】監視モニタ制御部１２は、時刻情報作成器
２ａ−２ｃの全ての時刻情報が一致していれば、時刻情
報作成器２ａ−２ｃの出力の何れかを選択するように切
換器１３を制御する。時刻情報作成器２ａ−２ｃの時刻
情報に違いがあるとき監視モニタ制御部１２は、時刻情
報作成器２ａ−２ｃの内、いずれか２つの時刻情報作成
器の時刻情報が一致していれば、一致している２つの時
刻情報作成器の時刻情報が正常であるとして、一致して
いる２つの時刻情報作成部の時刻情報の何れかを選択す
るように切換器１３を制御する。時刻情報作成器２ａ−
２ｃの３つの時刻情報の全てが一致していないときは、
他の設置場所のバックアップシステム２０の時刻情報に
切換えるように切換器１３を制御する。

【００１３】時刻情報作成器２ａ−２ｃのいずれか２つ
の時刻情報作成器の時刻情報が一致しているとき、時刻
情報作成器２ａ−２ｃの内、時刻情報に違いのあった１
つの時刻情報作成器と予備の時刻情報作成器１ｄを入替
える。このとき予備の時刻情報作成器１ｄと、一致して
いる２つの時刻情報作成器との時刻情報が一致している
ことを確認する。時刻情報に違いを生じた時刻情報作成
器は、ＧＰＳ受信部１１によって得られる年月日時分秒
の時刻情報と、正常な時刻情報作成器の時刻情報と、他
の設置場所のバックアップシステム２０の時刻情報とを
照合して正しい時刻に更正して予備の時刻情報作成器と
する。時刻情報作成器２ａ−２ｃの時刻情報の全てが一
致していないときは、手動入力部１４からの時刻情報ま
たは、ＧＰＳ受信部１１によって得られる時刻情報、ま
たはバックアップシステム２０によって得られる時刻情
報により各時刻情報作成器２ａ−２ｄを更正する。

【００１４】切換器１３の出力は交換器１６を経て通信
回線１７へ出力される。回線制御機１８は、この時刻情
報送出装置の時刻情報を利用する利用者のＩＤ番号を認
知し、利用者には希望の時刻または時間間隔で利用者の
装置にアクセスして利用者の装置の時刻誤差を遠隔更正
するための制御機である。データ処理器１９は、この時
刻情報送出装置の利用状況を記録集計するものである。

【００１５】図５は、時刻情報作成器２ａ−２ｄのそれ
ぞれの内部構成を表すブロック図である。以下の説明
は、それぞれの原子発振器１ａ−１ｄと時刻情報作成器
２ａ−２ｄとに共通であるので、原子発振器１ａと時刻
情報作成器２ａとの対を例として記述する。原子発振器
１ａの出力は、基準クロック入力端子５１を介して真の
秒供給器５３と疑似の秒供給器５４に与えられる。真の
秒供給器５３は、正確な１秒刻み信号をつくる。疑似の
秒供給器５４は、閏秒の更正を行うときに後に詳細に記
述する秒刻み信号をつくる。閏秒の更正には一般的に２
種類の方法が用いられる。一方は、跳躍的に１秒を加減
更正する方法（以下跳躍閏秒更正方法という）で、閏秒
更正時前の１分間が閏秒の加減により６１秒または５９
秒となる。他方は、閏秒更正時の１分前から約１分をか
けて漸次更正する方法（以下漸次閏秒更正方法という）
で、閏秒更正時前の閏秒の加減による６１秒または５９
秒間の刻み数をあくまで６０とし、この間の約１分間の
み秒刻みの長さを１秒より約１７ミリ秒加減して更正す
る。

【００１６】真の秒供給器５３と疑似の秒供給器５４の
出力はそれぞれ日本標準時として用いられる年月日時分
秒カウンタ５５の真の秒カウンタ５５ａおよび疑似の秒
カウンタ５５ｂに接続され順次分時日月年と分周され
る。年月日時分秒カウンタ５５は制御データ入力端子５
２から入力される手動入力部１４およびＧＰＳ受信部１
１からの時刻情報により設定制御部５６を介して年月日
時分秒が初期設定される。また、年月日時分秒カウンタ
５５の設定データ部には、日本標準時を表す情報および
閏秒更正の予告情報が設定される。閏秒更正の予告情報
は、手動入力部１４により入力された情報が設定され
る。

【００１７】年月日時カウンタ５７は、協定世界時用の
時刻カウンタであり初期設定は日本標準時マイナス９時
間に設定され、年月日時分秒カウンタ５５の分カウンタ
の出力が入力される。また、年月日時カウンタ５７の設
定データ部には、協定世界時を表す情報が設定される。
年月日時分秒カウンタ５５の真の秒カウンタ５５ａを含
む年月日時分秒データと設定データおよび年月日時カウ
ンタ５７と設定データは、真の毎秒シリアル時刻情報作
成部５８に所定の形式でラッチされる。真の毎秒シリア
ル時刻情報作成部５８にラッチされた情報の各ビットは
順次所定のボーレイトで読み出され、シリアルデータに
変換されて、合成制御部６０に供給される。年月日時時
分秒カウンタ５５の疑似の秒カウンタ５５ｂを含む年月
日時分秒データと設定データおよび年月日時カウンタ５
７と設定データは、疑似の毎秒シリアル時刻情報作成部
５９に所定の形式でラッチされる。疑似の毎秒シリアル
時刻情報作成部５９にラッチされた情報の各ビットは、
順次所定のボーレイトで読み出され、シリアルデータに
変換されて、合成制御部６０に供給される。真の秒供給
器５３と疑似の秒供給器５４の出力は、合成制御部６０
に供給される。合成制御部６０は、供給された真の毎秒
シリアル時刻情報作成部５８からのシリアル信号、疑似
の毎秒シリアル時刻情報作成部５９からのシリアル信号
および真の秒供給器５３と疑似の秒供給器５４の出力と
を合成して１つのシリアルディジタル時刻情報にして出
力端子６１から出力する。なお、疑似の毎秒シリアル時
刻情報作成部５９にラッチされた情報の各ビットは、閏
秒実施前１分間のみ出力端子６１から出力される。

【００１８】閏秒更正実施の場合、閏秒が加算（＋）の
時は閏秒実施１分前から６１秒間だけ疑似の秒カウンタ
５４の秒刻みが６１／６０秒、すなわち約１．０１７秒
になるように分周比が設定制御部５６によって変えられ
る。また、年月日時分秒カウンタ５５の秒カウンタ５５
ａは、閏秒実施前１分間のみ６１進に設定される。閏秒
が減算（−）の場合は、疑似の秒カウンタ５４は５９／
６０秒、すなわち約０．９８３秒に設定され、年月日時
分秒カウンタ５５の秒カウンタ５５ａは、閏秒実施前１
分間のみ５９進に設定される。年月日時分秒カウンタ５
５の疑似の秒カウンタ５５ｂは、閏秒更正実施が加算
（＋）、減算（−）どちらの場合にも６０進に設定され
ている。

【００１９】図２は実施例の時刻情報出力の波形の一部
である。秒刻み信号３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、１秒毎
に出力される秒刻み信号であり、時刻情報信号３１ａ、
３１ｂ、３１ｃは、秒刻み信号３０ａ、３０ｂ、３０ｃ
の時刻情報（年月日時分秒）をシリアルディジタルコー
ド化した信号である。図２の波形は１秒間隔を表してい
るが、秒刻み信号３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび時刻情
報信号３１ａ、３１ｂ、３１ｃを０．５秒間隔、０．１
秒間隔等で出力することは、前述の図５の時刻情報作成
器２ａ−２ｄの内部構成を変更することにより可能とな
ることは云うまでもない。

【００２０】図３は、跳躍閏秒更正方法と漸次閏秒更正
方法とを用いて、時刻情報を出力するときの各信号の関
係を表す信号波形図の一部である。信号４４ａ、４４
ｂ、４４ｃは、正しく１秒間隔で刻む信号（真の秒刻み
信号）を表し、信号４５ａ、４５ｂ、４５ｃは、６１秒
を６０等分（または５９秒を６０等分）した間隔で刻む
信号（疑似の秒刻み信号）を表している。１秒間隔で刻
む信号４４ａと６１秒を６０等分した間隔で刻む信号４
５ａの差が最も少ないのは１６．６６６ミリ秒である。
そして信号４４ｂ、４５ｂの付近を拡大して表したのが
図３−１である。すなわち真の秒刻み信号４４ｂは、跳
躍閏秒更正の真の秒刻み信号４４ｂ′とその時刻を表す
シリアル時刻情報信号４６で構成してあり、疑似の秒刻
み信号４５ｂは、漸次更正閏秒の疑似秒刻み信号４５
ｂ′とその時刻を表すシリアル時刻情報信号４７で構成
してある。

【００２１】図４は、前記時刻情報信号４６および前記
時刻情報信号４７のシリアル信号の構成を表している。
日本標準時を表すＪに続き日本標準時の秒、分、時、
日、月，年を、続いて協定世界時を表すＵに続き協定世
界時の時、日、月、年を表している。協定世界時の情報
の秒、分は日本標準時と同じなので省略している。Ｌ
（またはＧ）は、この情報が跳躍閏秒情報かまたは漸次
閏秒情報かを表しており、図３−１の時刻情報４６では
Ｌ、図３−１の時刻情報４７ではＧになる。閏秒は１秒
挿入される場合と１秒削除される場合とがあり、Ａは加
算（＋）すなわち挿入の場合を、Ｓは減算（−）すなわ
ち削除の場合を表す。閏秒の実施は協定世界時の１月１
日００時００分と７月１日００時００分に実施され、予
備実施日として４月１日００時００分および１０月１日
００時００分に行うことが決められている。閏秒を実施
する場合は実施の１カ月前に、ＡまたはＳ情報および実
施月を手動入力部１４から時刻情報作成部２に入力し、
実施の１月前から予告情報としてＡ、Ｓ、実施月を送出
する。閏秒が実施されないときは、ＡまたはＳおよび実
施月の情報が０００となる。

【００２２】

【発明の効果】 以上説明したようにこの発明による有
線回線へ送出する時刻情報は、年月日時分秒の全情報が
秒単位の間隔でディジタルコードで得られ、また閏秒実
施の結果の時刻だけでなく、閏秒の予告情報も得られる
ため、利用者側での時刻の確認または更正が、短時間に
自動的に正確に行うことができる。また、漸次更正の閏
秒や協定世界時刻の作成等の利用者側負担が軽減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の時刻情報送出装置の構成図

【図２】は秒信号とシリアル時刻情報の関係波形図

【図３】は跳躍閏秒と漸次閏秒更正情報を併せた場合の
関係波形図

【図４】はシリアル時刻情報の構成

【図５】は時刻情報作成部の内部構成を表している。

【符号の説明】

１ 周波数発振部 ２ 時
刻情報作成部 １ａ−１ｄ 原子発振器、 ２ａ−２ｄ 時
刻情報作成器 ４ ＴＶ電波利用更正部 ３ａ−３ｂ ＴＶアンテナ、 ４ａ−４ｂ Ｔ
Ｖ電波利用更正機 ６ オメガ航法電波受信部 ５ａ−５ｂ オメガアンテナ、 ６ａ−６ｂ オ
メガ航法電波受信機 ８ 標準電波受信部 ７ａ−７ｂ 標準電波受信アンテナ、 ８ａ−８ｂ 標
準電波受信機 ９ 監視記録部 ９ａ−９ｂ 監視記録器、 10ａ−10ｂ Ｇ
ＰＳアンテナ 11 ＧＰＳ受信部 12 監
視モニタ制御部 11ａ−11ｂ ＧＰＳ受信機、 12ａ−12ｂ 監
視モニタ制御機 １３ 切換器、 １４ 手
動入力部 １５ 専用回線 １７ 通信回線 １８ 回
線制御機 １９ データ処理機 ２０ 他の設置場所のバックアップシステム ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 秒刻み信号 ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ シリアルディジタルコード信
号 ４４ａ−４４ｃ 真の秒刻み信号 ４５ａ−４５ｃ 疑似の秒刻み信号 ４６ 跳躍閏秒更正のシリアル時刻情報信号 ４７ 漸次閏秒更正のシリアル時刻情報信号 ５１ 基準クロック入力端子 ５２ 制御デ
ータ入力端子 ５３ 真の秒供給器 ５４ 疑似の
秒供給器 ５５ 年月日時分秒カウンタ ５５ａ 真の秒
カウンタ ５６ 設定制御部 ５５ｂ 疑似の
秒カウンタ ５７ 年月日時カウンタ ５８ 真のシ
リアル時刻情報作成部 ５９ 疑似のシリアル時刻情報作成部 ６０ 合成制
御部 ６１ 出力端子 １００ 時刻情
報送出装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放送電波を受信して周波数発振器の周波
   数の精度の監視と更正をする手段と、前記周波数発振器
   の出力を基準にして年月日時分秒の時刻情報を作る手段
   と、ＧＰＳおよび／または標準電波を受信して前記時刻
   情報の監視と更正をする手段と、前記時刻情報を有線回
   線に送出する手段とを具備することを特徴とする時刻情
   報送出装置。
2. 【請求項２】 前記周波数発振器に原子発振器を用いる
   手段と、前記周波数発振器の周波数精度の監視と更正に
   標準電波、オメガ航法電波、テレビジョン電波のバース
   ト信号を用いる手段を具備したことを特長とする請求項
   １の時刻情報送出装置。
3. 【請求項３】 有線回線に送出する前記時刻情報に、複
   数の標準時刻情報を含む請求項１の時刻情報送出装置。
4. 【請求項４】 有線回線に送出する前記時刻情報に閏秒
   の予告情報を含む請求項１の時刻情報送出装置。
5. 【請求項５】 前記時刻情報を作成する手段に複数の閏
   秒作成手段を含む請求項１の時刻情報送出装置。