JPH11237462A

JPH11237462A - Ｇｐｓ受信装置

Info

Publication number: JPH11237462A
Application number: JP4166998A
Authority: JP
Inventors: Suketaka Nishimoto; 祐貴西本; Koji Yamamoto; 宏司山本; Hideki Oka; 英樹岡; Seiji Nagatome; 征二永留
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1998-02-24
Publication date: 1999-08-31
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: JP3744180B2

Abstract

(57)【要約】【課題】航法メッセージを保存する軌道記憶手段１２
と、ＧＰＳ用の電波を受信するＧＰＳ受信手段１０と、
ＧＰＳ受信手段１０に電力を供給する電力供給手段１４
と、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給す
る電力を、所定の時間間隔で所定の時間のみ供給するよ
うに制御する電力制御手段１６とを備えたＧＰＳ受信装
置であって、安定した受信や、安定した位置の計算が可
能なＧＰＳ受信装置を提供する。【解決手段】電力制御手段１６が制御する、電力供給
手段１４からＧＰＳ受信手段１０に電力を供給する所定
の時間間隔が、１５０秒の正の整数倍の時間からずらし
た時間である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＧＰＳ（Global P
ositioning System，全地球測位システム）情報を受信
する、ＧＰＳ受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車や船舶等の移動体のナビゲーショ
ンシステムとして、人工衛星から発信される電波を受信
して、移動体の位置を測定するＧＰＳを利用した装置が
用いられている。このＧＰＳを利用して位置を測定する
ＧＰＳ装置は、地球全体に張り巡らした多数の人工衛星
の中から３個以上の人工衛星を選択して電波を受信し、
この受信した人工衛星からの電波を用いて距離データ及
び高度データを演算することにより、移動体の位置を検
出するものである。

【０００３】上記人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電
波に含まれる情報としては、その電波を発信する人工衛
星の詳細な軌道を表すパラメーター情報であるエフェメ
リスデータと、人工衛星の近似軌道を表すパラメーター
情報であるアルマナックデータを人工衛星の数量分と、
電波を発信した時刻情報等が発信されており、これら全
体で航法メッセージが構成されている。なお、上記エフ
ェメリスデータは、詳細な軌道を表すパラメーター情報
であるが、ある時間範囲（例えば４時間以内）の受信に
しか有効に使用できない情報であり、また、上記アルマ
ナックデータは、近似軌道用のパラメーター情報のた
め、このアルマナックデータを用いて正確な軌道を求め
ようとすると、計算に余分な時間がかかる情報（例え
ば、エフェメリスデータを用いた場合２０秒に対し４５
秒）であるが、長時間（例えば１年以内）の受信に使用
できる情報である。

【０００４】このように人工衛星から発信される電波に
は各種情報が含まれているため、全体の情報（１つの航
法メッセージ）を分割して発信することにより、エフェ
メリスデータを短時間で受信することができるようにす
ると共に、長時間受信した場合には、アルマナックデー
タ全体を受信することができるようになっている。

【０００５】この分割して発信される情報の具体的発信
方法としては、図２に示すように、２５ページからなる
マスターフレームで１つの航法メッセージ全体の情報が
発信されており、その各ページの内容は更に５つのサブ
フレームに分割されている。そして、サブフレーム１〜
３の内容（エフェメリスデータ等）は各ページ共通で発
信されるが、サブフレーム４と５の内容（アルマナック
データ等）はページ毎に異なった内容が発信されてお
り、例えばページ２の場合、サブフレーム４ではＮｏ２
５〜３２の人工衛星のうちいずれかの人工衛星のアルマ
ナックデータが発信され、サブフレーム５ではＮｏ１〜
２４の人工衛星のうちいずれかの人工衛星のアルマナッ
クデータが発信されている。なお現状では、１ページが
３０秒かかって発信されており、２５ページからなるマ
スターフレーム全体を発信するためには、１２．５分間
の時間が必要となっている。

【０００６】なお、ＧＰＳ受信装置は、常時信号を受信
していると消費電力が大きくなるため、航法メッセージ
を保存する軌道記憶手段と、軌道記憶手段に保存された
航法メッセージを入力して、人工衛星から発信される電
波を受信すると共に、その受信した電波に含まれる情報
を軌道記憶手段に出力して、軌道記憶手段に保存された
航法メッセージを更新するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受
信手段に電力を供給する電力供給手段と、電力供給手段
からＧＰＳ受信手段へ供給される電力を、一定の時間間
隔で所定の時間のみ供給するように制御する電力制御手
段とを備えることにより、電力を供給したときだけ受信
して測定するようにし、消費電力を低減させたＧＰＳ受
信装置が検討されている。

【０００７】なお、このような電力供給手段からＧＰＳ
受信手段へ間欠的に電力を供給して消費電力を低減させ
たＧＰＳ受信装置の場合、エフェメリスデータが有効な
時間未満の間隔で間欠的に電力を供給しながら受信を繰
り返す場合は、２５ページからなる航法メッセージのう
ち、少なくとも１ページ受信すれば、新たに受信したエ
フェメリスデータを用いて次回も受信可能となるが、エ
フェメリスデータが有効な時間を越えた間隔で間欠的に
電力を供給しながら受信を繰り返す場合は、全てのエフ
ェメリスデータを必要とするため、２５ページからなる
航法メッセージ全体を受信する必要があり、更に消費電
力を低減させたＧＰＳ受信装置が望まれている。

【０００８】そのため、エフェメリスデータが有効な時
間を越えた間隔で間欠的に電力を供給しながら受信を繰
り返す場合において、少ないページの情報を受信し、そ
の受信した新たな情報と、得られなかった部分は、過去
に受信して保存しておいた情報とを組み合わせたアルマ
ナックデータを用いることにより、繰り返し受信するこ
とが検討されている。しかし、この方法で受信を繰り返
した場合、アルマナックデータが使用できなくなり、受
信が困難となる場合があるという問題があった。

【０００９】また、エフェメリスデータが有効な時間未
満の間隔で間欠的に電力を供給しながら受信した場合で
あっても、受信する情報のページが少ないと、位置を計
算するために必要な情報が変更された場合等に対応がで
きなくなり、位置の計算が困難となる場合があるという
問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を改善するために成されたもので、その目的とするとこ
ろは、航法メッセージを保存する軌道記憶手段と、軌道
記憶手段に保存された航法メッセージを入力して、人工
衛星から発信される電波を受信すると共に、その受信し
た電波に含まれる情報を軌道記憶手段に出力して、軌道
記憶手段に保存された航法メッセージを更新するＧＰＳ
受信手段と、ＧＰＳ受信手段に電力を供給する電力供給
手段と、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に供給する電
力を制御する電力制御手段と、を備えたＧＰＳ受信装置
であって、安定した受信や、安定した位置の計算が可能
なＧＰＳ受信装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
ＧＰＳ受信装置は、航法メッセージを保存する軌道記憶
手段と、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを入
力して、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を受信
すると共に、その受信した電波に含まれる情報を軌道記
憶手段に出力して、軌道記憶手段に保存された航法メッ
セージを更新するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段に
電力を供給する電力供給手段と、電力供給手段からＧＰ
Ｓ受信手段に供給する電力を、予め設定された時間が経
過した場合に供給を開始した後、予め設定された停止情
報に基づいて供給を停止するように制御を行う電力制御
手段と、を備えるＧＰＳ受信装置において、電力制御手
段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力
の供給を開始する予め設定された経過の時間が、下記式
（Ａ）で得られる時間からずらした時間であることを特
徴とする。Ｌ＝ｐ×５×ｎ・・・（Ａ）（式中、ｐは航法メッセージを構成する１つのページが
送信される時間、ｎは正の整数である。）

【００１２】本発明の請求項２に係るＧＰＳ受信装置
は、請求項１記載のＧＰＳ受信装置において、式（Ａ）
で得られる時間からずらした時間の長さが、３０秒であ
ることを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項３に係るＧＰＳ受信装置
は、請求項１又は請求項２記載のＧＰＳ受信装置におい
て、電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ
受信手段に電力の供給を開始する予め設定された経過の
時間が、前回受信したときに受信を開始した時点を始点
とした経過時間であることを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項４に係るＧＰＳ受信装置
は、請求項１又は請求項２記載のＧＰＳ受信装置におい
て、電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ
受信手段に電力の供給を開始する予め設定された経過の
時間が、前回受信したときに受信が完了した時点を始点
とした経過時間であることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項５に係るＧＰＳ受信装置
は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＧＰＳ受
信装置において、電力制御手段が制御する、電力供給手
段からＧＰＳ受信手段への電力の供給を停止する予め設
定された停止情報が、１つのページの受信が完了した情
報であることを特徴とする。

【００１６】本発明の請求項６に係るＧＰＳ受信装置
は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＧＰＳ受
信装置において、ＧＰＳ受信手段が受信した情報を出力
する情報出力手段をも備えることを特徴とする。

【００１７】従来の上記式（Ａ）で得られる時間からず
らさないＧＰＳ受信装置の場合、受信を何回繰り返して
も、受信できないページが生じ、アルマナックデータが
使用できなくなって受信が困難になるという問題や、位
置を計算するために必要な情報が変更された場合等に対
応ができなくなって、位置の計算が困難になるという問
題が生じる。しかし、本発明に係るＧＰＳ受信装置の場
合、受信を繰り返すと全てのページの情報が受信可能と
なり、安定した受信や、安定した位置の計算が可能とな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るＧＰＳ受信装置を図
面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＧＰＳ受信
装置の第一の実施の形態を説明するブロック図であり、
図２は航法メッセージを説明する図であり、図３は本発
明に係るＧＰＳ受信装置の第一の実施の形態の、電力の
供給を説明する図である。また、図４は従来のＧＰＳ受
信装置の受信可能なページを説明する図である。

【００１９】本発明に係るＧＰＳ受信装置の第一の実施
の形態は、図１に示すように、ＩＣメモリー等を有し航
法メッセージを保存する軌道記憶手段１２と、平面アン
テナ等を有し人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を
追尾して受信するＧＰＳ受信手段１０と、ＧＰＳ受信手
段１０に電力を供給するバッテリー等の電力供給手段１
４と、タイマー等を有し電力供給手段１４からＧＰＳ受
信手段１０に供給する電力を制御する電力制御手段１６
と、受信して得られた情報を外部に出力する情報出力手
段１８と、を備え、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手
段１０に供給する電力を制御して消費電力を低減させた
ＧＰＳ受信装置である。

【００２０】なお、軌道記憶手段１２に保存する航法メ
ッセージは、一般にエフェメリスデータと呼ばれている
人工衛星の詳細な軌道を表すパラメーター情報である
が、短時間の軌道にしか有効に適用できない情報と、一
般にアルマナックデータと呼ばれている人工衛星の近似
軌道を表すパラメーター情報であるが、長時間の軌道に
適用できる情報と、電波を発信した時刻情報等よりなっ
ており、軌道記憶手段１２には、これら全体を保存する
ことが可能になっている。

【００２１】この航法メッセージは、図２に示すよう
に、２５ページからなるマスターフレームで１つの航法
メッセージ全体の情報が発信されており、その各ページ
の内容は更に５つのサブフレームに分割されている。そ
して、サブフレーム１〜３の内容（エフェメリスデータ
等）は各ページ共通で発信されるが、サブフレーム４と
５の内容（アルマナックデータ等）はページ毎に異なっ
た内容が発信されている。なお現状では、１ページが３
０秒かかって発信されている。

【００２２】そして、ＧＰＳ受信手段１０は、電力供給
手段１４から電力を供給された場合に、軌道記憶手段１
２にエフェメリスデータが保存されているか否か、及び
前回受信したときに受信を開始した時点を始点とした経
過時間が、エフェメリスデータが有効な時間内であるか
否かを判断して、保存され且つ有効な時間内である場合
には、その保存されているエフェメリスデータを用い
て、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を所定の時
間受信するようになっている。また、上記経過時間が、
エフェメリスデータは有効でないがアルマナックデータ
は有効な場合には、アルマナックデータを用いて受信す
るようになっている。なお、測定を開始した直後等のエ
フェメリスデータ及びアルマナックデータが共に保存さ
れていないような場合には、予めＧＰＳ受信手段１０内
部のメモリに記憶されている初期設定用のデータを用い
て、航法メッセージ全体を受信するようになっている。

【００２３】そしてＧＰＳ用の電波を受信した後、その
受信した電波に含まれる新たな航法メッセージを軌道記
憶手段１２に出力して、軌道記憶手段１２に保存されて
いる航法メッセージのうち、受信したページの情報を更
新するようになっている。

【００２４】なお、電力制御手段１６が行う、電力供給
手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給する電力の制御
は、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給す
る電力を、予め設定された時間が経過した場合に供給を
開始した後、予め設定された停止情報に基づいて供給を
停止するようになっており、その電力供給手段１４から
ＧＰＳ受信手段１０に電力の供給を開始する予め設定さ
れた経過の時間が、上記式（Ａ）で得られる時間からず
らした時間となっている。なお現状の１ページが３０秒
かかって発信されている状況では、上記予め設定された
経過の時間は、１５０秒の正の整数倍の時間からずらし
た時間となっている。

【００２５】なお、上記式（Ａ）で得られる時間からず
らさない、即ち上記式（Ａ）で得られる時間経過した場
合に供給を開始するサイクルを繰り返した場合、何回繰
り返しても受信できないページが生じ、アルマナックデ
ータが使用できなくなって受信が困難になるという問題
や、位置を計算するために必要な情報が変更された場合
等に対応ができなくなって、位置の計算が困難になると
いう問題が生じる。

【００２６】これは、上記式（Ａ）で得られる時間経過
した場合に供給を開始するサイクルを繰り返した場合、
例えば１例として、前回受信したときに受信を開始した
時点から次回受信するときに受信を開始する時点までの
経過時間が６０分の間隔で毎回１ページ分のみ受信する
場合、最初に受信したページが３ページ目の情報とする
と、受信を何回繰り返しても、図４に示すように、３ペ
ージ目、８ページ目、１３ページ目、１８ページ目、２
３ページ目の５つのページの情報しか受信できないため
である。なお、図４のＰ１，Ｐ２・・は各受信時の受信
ページを表し、２０の加算は、６０分間隔で受信するこ
とによって生じるページのずれを表し、２５の減算は、
２５ページを越えた場合には次のマスターフレームの相
当するページを受信することを表している。

【００２７】これに対し、例えば１日に１回３０秒時間
を延長すると、翌日は４ページ目、９ページ目、１４ペ
ージ目、１９ページ目、２４ページ目の５つのページの
情報が受信され、その翌日は５ページ目、１０ページ
目、１５ページ目、２０ページ目、２５ページ目の５つ
のページの情報が受信されるようになり、受信できない
ページが生じにくくなって、安定した受信や、安定した
位置の計算が可能となる。

【００２８】なお、上記式（Ａ）で得られる時間からず
らす時間の長さは、０でなければ特に限定するものでは
ないが、３０秒であると、現状の１ページが３０秒かか
って発信されている状況では、５回ずらすと全てのペー
ジの情報が受信されるようになり、受信できないページ
が特に生じにくくなって、安定した受信や、安定した位
置の計算が特に可能となり好ましい。

【００２９】また、上記式（Ａ）で得られる時間からず
らすことは、受信の都度ずらしても良く、上記のように
所定の時間経過した場合（例えば１日毎）にずらすよう
にしても良い。

【００３０】また、受信するページの数は、１ページに
限定するものではなく、更に多くのページの情報を受信
しても良いが、１ページの場合、特に消費電力を少なく
することができ好ましい。なおこの場合、１つのページ
の受信が完了した時点を検出し、その情報に基づいて電
力の供給を停止しても良く、少なくとも１つのページが
受信可能な時間（例えば６０秒）供給した後、停止する
ようにしても良い。なお、図３に示すように、１つのペ
ージの受信が完了した情報を用いて停止すると、ページ
の途中で電力の供給を停止することによる電力の無駄を
無くすことができ好ましい。

【００３１】なお、電力制御手段１６が制御する、電力
供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に電力の供給を開
始する予め設定された経過の時間は、前回受信したとき
に受信を開始した時点を始点とした経過時間でも良く、
前回受信したときに受信が完了した時点を始点とした経
過時間でも良い。なお、前回受信したときに受信が完了
した時点を始点とした経過時間の場合、次回受信すると
きにページの開始のタイミングに合わせて電力の供給を
開始することが可能となるため、ページの途中で電力の
供給を開始することによる電力の無駄を無くすことがで
き好ましい。なお、前回受信したときに受信を開始した
時点を始点とした経過時間の場合、前回受信したときに
受信が完了した時点を検出する手段を設ける必要がない
ため、電力制御手段１６の構造が簡単となり好ましい。

【００３２】また、情報出力手段１８は、ＧＰＳ受信手
段で受信して得られた情報を外部に出力するものであれ
ば特に限定するものではなく、例えば、受信した正確な
時間を出力したり、受信した情報から受信した位置を計
算して求め、その位置情報を出力するものである。なお
この情報の出力は、電波を受信した都度出力しても良
く、数回の受信に１回出力しても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係るＧＰＳ受信装置は、電力供
給手段からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め
設定された経過の時間が、上記式（Ａ）で得られる時間
からずらした時間であるため、受信できない情報が生じ
にくくなって、安定した受信や、安定した位置の計算が
可能となる。

【００３４】本発明の請求項２及び請求項４及び請求項
５に係るＧＰＳ受信装置は、上記の効果に加え、特に消
費電力を少なくすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＧＰＳ受信装置の第一の実施の形
態を説明するブロック図である。

【図２】航法メッセージを説明する図である。

【図３】本発明に係るＧＰＳ受信装置の第一の実施の形
態の、電力の供給を説明する図である。

【図４】従来のＧＰＳ受信装置の受信可能なページを説
明する図である。

【符号の説明】

１０受信手段１２軌道記憶手段１４電力供給手段１６電力制御手段１８情報出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者永留征二大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】航法メッセージを保存する軌道記憶手段
と、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを入力し
て、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を受信する
と共に、その受信した電波に含まれる情報を軌道記憶手
段に出力して、軌道記憶手段に保存された航法メッセー
ジを更新するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段に電力
を供給する電力供給手段と、電力供給手段からＧＰＳ受
信手段に供給する電力を、予め設定された時間が経過し
た場合に供給を開始した後、予め設定された停止情報に
基づいて供給を停止するように制御を行う電力制御手段
と、を備えるＧＰＳ受信装置において、電力制御手段が
制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力の供
給を開始する予め設定された経過の時間が、下記式
（Ａ）で得られる時間からずらした時間であることを特
徴とするＧＰＳ受信装置。Ｌ＝ｐ×５×ｎ・・・（Ａ）（式中、ｐは航法メッセージを構成する１つのページが
送信される時間、ｎは正の整数である。）
【請求項２】式（Ａ）で得られる時間からずらした時
間の長さが、３０秒であることを特徴とする請求項１記
載のＧＰＳ受信装置。
【請求項３】電力制御手段が制御する、電力供給手段
からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め設定さ
れた経過の時間が、前回受信したときに受信を開始した
時点を始点とした経過時間であることを特徴とする請求
項１又は請求項２記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】電力制御手段が制御する、電力供給手段
からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め設定さ
れた経過の時間が、前回受信したときに受信が完了した
時点を始点とした経過時間であることを特徴とする請求
項１又は請求項２記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項５】電力制御手段が制御する、電力供給手段
からＧＰＳ受信手段への電力の供給を停止する予め設定
された停止情報が、１つのページの受信が完了した情報
であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれ
かに記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項６】ＧＰＳ受信手段が受信した情報を出力す
る情報出力手段をも備えることを特徴とする請求項１か
ら請求項５のいずれかに記載のＧＰＳ受信装置。