JPS6122287A - デ−タ送信時刻決定方法 - Google Patents
デ−タ送信時刻決定方法Info
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- JPS6122287A JPS6122287A JP59131800A JP13180084A JPS6122287A JP S6122287 A JPS6122287 A JP S6122287A JP 59131800 A JP59131800 A JP 59131800A JP 13180084 A JP13180084 A JP 13180084A JP S6122287 A JPS6122287 A JP S6122287A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time
- satellite
- signal
- user clock
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
- G04R20/02—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
- G04R20/06—Decoding time data; Circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
- G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
- G04R20/02—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
- G04R20/04—Tuning or receiving; Circuits therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Clocks (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ある。
ＧＰＳシステムは人工衛星から地上に送られて来る位置
情報、時間情報などのデータを観測点において受信し、
当該観測点の位３ｔを受信したデータに払づいて正確に
知ることができるＪうに１１画されたシステムで、第２
図に示すように地球の中心を原点とする直角座標系を考
えた時の第ｉ番目の人工石ＭＳＡＴｉ （その位１ｆ
ｆｉ’を（Ｘｒ 、 ）’Ｉ 。
情報、時間情報などのデータを観測点において受信し、
当該観測点の位３ｔを受信したデータに払づいて正確に
知ることができるＪうに１１画されたシステムで、第２
図に示すように地球の中心を原点とする直角座標系を考
えた時の第ｉ番目の人工石ＭＳＡＴｉ （その位１ｆ
ｆｉ’を（Ｘｒ 、 ）’Ｉ 。
！＋）とする）と、地球表面又は上空の１点Ｐ（Ｘ＠＋
ｙａｎ ｚ、）との間の距離に関して次式％式％
） に基づいて未知数”ｏ ＋ Ｙ ｏ ＊ ２・、Ｃ
・を演算によって求めることによって観測点Ｐの位置を
知ることができることを原■ｌとしたイ）のである。
ｙａｎ ｚ、）との間の距離に関して次式％式％
） に基づいて未知数”ｏ ＋ Ｙ ｏ ＊ ２・、Ｃ
・を演算によって求めることによって観測点Ｐの位置を
知ることができることを原■ｌとしたイ）のである。
ここでり、は人］−，Ｌ’ｌｊ Ｍ！からａ＋＋＋距信
号が送信された時刻、ｔ、はこの測距（ご勺を観測点Ｐ
において受信した時刻、Ｃは光速である。
号が送信された時刻、ｔ、はこの測距（ご勺を観測点Ｐ
において受信した時刻、Ｃは光速である。
【２）
（１）式のように４つの未知数を含む場合にこれを解く
ためには４つの式をたてることが必要であり、実際には
観測点Ｐで同時に４つの人工衛星を観測できるようにす
るため多数例えば１８個の人工衛星が地球を周回するよ
うに計画されており、かくして各衛星からのデータに基
づいて４つの式％式％ ＧＰＳシステムを測位装置として用いる場合は、４つの
未知数Ｘ＠ 、ｙ＊ 、２＠ 、ｔ６を受信装置におい
て人工衛星から伝送されて来るデータに基づいて演算す
る。これに対してＧＰＳシステムを時刻伝送システム（
例えば世界樟準時を伝送するための）として用いる場合
には、観測点Ｐの位置（Ｘ＠、ｙ６．２゜）を既知とし
て、ｔｏを演算する。
ためには４つの式をたてることが必要であり、実際には
観測点Ｐで同時に４つの人工衛星を観測できるようにす
るため多数例えば１８個の人工衛星が地球を周回するよ
うに計画されており、かくして各衛星からのデータに基
づいて４つの式％式％ ＧＰＳシステムを測位装置として用いる場合は、４つの
未知数Ｘ＠ 、ｙ＊ 、２＠ 、ｔ６を受信装置におい
て人工衛星から伝送されて来るデータに基づいて演算す
る。これに対してＧＰＳシステムを時刻伝送システム（
例えば世界樟準時を伝送するための）として用いる場合
には、観測点Ｐの位置（Ｘ＠、ｙ６．２゜）を既知とし
て、ｔｏを演算する。
ところで（１）式において、衛星から測距信号が送信さ
れた時刻ｔａは各人工衛星に搭載されている安定度の高
い原子時計（これをサテライト時計と呼ぶ）に基づいて
決まる時間系（これをサテライト時間系と呼ぶ）の時刻
を表すデータとして衛星から観測点に伝送されて来る。
れた時刻ｔａは各人工衛星に搭載されている安定度の高
い原子時計（これをサテライト時計と呼ぶ）に基づいて
決まる時間系（これをサテライト時間系と呼ぶ）の時刻
を表すデータとして衛星から観測点に伝送されて来る。
このデータＤＴは第３Ｍに示すように所定時間間隔例え
ば６秒間隔で同期信号パターン５ＹＮＣを含み、この同
期信号パターン５ＹＮＣに続いて当該同期信号パターン
の送信時刻を表すＺカウントデータが挿入され、これに
続いて当該衛星の位置、他の衛星の位置などのデータ（
＾１＋５ａｎａｃ Ｄａｔａ） ＤＡＴＡが挿入される
。
ば６秒間隔で同期信号パターン５ＹＮＣを含み、この同
期信号パターン５ＹＮＣに続いて当該同期信号パターン
の送信時刻を表すＺカウントデータが挿入され、これに
続いて当該衛星の位置、他の衛星の位置などのデータ（
＾１＋５ａｎａｃ Ｄａｔａ） ＤＡＴＡが挿入される
。
ここでＺカウントデータＺは、所定の基準時刻例えば日
曜朝ＡＭＯＯ時ＯＯ分００秒を基準にして０６秒経過す
るごとに内容が０から１ずつ増大して行く数値データで
なり、かくしてデータの送信時刻が０６秒間隔で衛星か
ら観測点に伝送される。
曜朝ＡＭＯＯ時ＯＯ分００秒を基準にして０６秒経過す
るごとに内容が０から１ずつ増大して行く数値データで
なり、かくしてデータの送信時刻が０６秒間隔で衛星か
ら観測点に伝送される。
従って観測点においてこのＺカウントデータを受信して
デコードすれば、観測点においてサテライト時間系の時
刻に従って測距信号の送信時刻を知ることができる。
デコードすれば、観測点においてサテライト時間系の時
刻に従って測距信号の送信時刻を知ることができる。
一方各衛星におけるサテライト時間系は、ＧＰＳシステ
ム全体の時間系（これをＧＰＳ時間時間待４） 呼ぶ）との偏差を厳格に管理することによって、ＧＰＳ
システムを構成するすべての人工衛星のサテライト時間
系をＣＰ３時間系に換算できるように管理されており、
従って各観測点ＰにおいてＧＰＳ時間時間待通の時間系
として用いて所定の測距機能を実現し得るようになされ
ている。
ム全体の時間系（これをＧＰＳ時間時間待４） 呼ぶ）との偏差を厳格に管理することによって、ＧＰＳ
システムを構成するすべての人工衛星のサテライト時間
系をＣＰ３時間系に換算できるように管理されており、
従って各観測点ＰにおいてＧＰＳ時間時間待通の時間系
として用いて所定の測距機能を実現し得るようになされ
ている。
しかしＺカウントデータに基づいて各観測点Ｐにおいて
測距信号の送信時刻を知るためには、衛星から到来した
データの中からＺカウントデータだけを抽出して記憶演
夏処理するための構成を必ず設けなければならず、ＧＰ
Ｓ時間時間待刻を再現するにつき、安定性の高い時計例
えば原子時計、恒温種付の水晶時計などを用意しなけれ
ばならず、そのため受信装置の構成が複維になることを
避は得なかった。
測距信号の送信時刻を知るためには、衛星から到来した
データの中からＺカウントデータだけを抽出して記憶演
夏処理するための構成を必ず設けなければならず、ＧＰ
Ｓ時間時間待刻を再現するにつき、安定性の高い時計例
えば原子時計、恒温種付の水晶時計などを用意しなけれ
ばならず、そのため受信装置の構成が複維になることを
避は得なかった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、受信装置
の時計としてそれほど高い精度のものを必要とせずにし
かもＧＰＳ時間時間待刻とほぼ同程度の精度で衛星の送
信時刻を決定できるようにある。
の時計としてそれほど高い精度のものを必要とせずにし
かもＧＰＳ時間時間待刻とほぼ同程度の精度で衛星の送
信時刻を決定できるようにある。
（発明の概要〕
かかる目的を達成するため本発明においては、衛星から
伝送されて来るデータに含まれている所定周期の時刻情
報に基づいてクロック動作するユーザ時計を、当該時刻
情報が到来した時上記ユーザ時計の時刻を読取ることに
よって上記衛星が当該時刻情報を送信した時刻を判定す
るようになされ、上記ユーザ時計の時刻を上記所定周期
のｌ／２以下の偏差に設定するようにすることによって
、Ｚカウントデータを取込み又は処理するための構成を
用意しないで済むようにする。
伝送されて来るデータに含まれている所定周期の時刻情
報に基づいてクロック動作するユーザ時計を、当該時刻
情報が到来した時上記ユーザ時計の時刻を読取ることに
よって上記衛星が当該時刻情報を送信した時刻を判定す
るようになされ、上記ユーザ時計の時刻を上記所定周期
のｌ／２以下の偏差に設定するようにすることによって
、Ｚカウントデータを取込み又は処理するための構成を
用意しないで済むようにする。
以下図面について本発明の一実施例を詳述する。
ＧＰＳシステムにおいて、人工衛星は、Ｌバンドに属す
る周波数１．５７５４２ （ＧＨｚ）及び１．２２７
６ ［ＧＨｚ］の搬送波を、クロック周波数が１０゜２
３ （ＭＨｚ〕のＰコード及び１．０２３ （ＭＨ
ｚ）のＣ／Ａ：ｌ−ドを用いてスペクトラム拡散した信
号を送信する。
る周波数１．５７５４２ （ＧＨｚ）及び１．２２７
６ ［ＧＨｚ］の搬送波を、クロック周波数が１０゜２
３ （ＭＨｚ〕のＰコード及び１．０２３ （ＭＨ
ｚ）のＣ／Ａ：ｌ−ドを用いてスペクトラム拡散した信
号を送信する。
ここでＰコード及びＣ／Ａコードは１０２３ （チップ
／ ｍ ｓ ）の縦倍雑音信号（これをＰＮ信号と呼ぶ
）でなり、データは５０（ｂｐｓ）のＢＰＳＫ信号（ｂ
ｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ５ｈｌｆｔ ｋｅｙｉｎｓ信
号）をＰコード及びＣ／Ａコードに転換して伝送される
。
／ ｍ ｓ ）の縦倍雑音信号（これをＰＮ信号と呼ぶ
）でなり、データは５０（ｂｐｓ）のＢＰＳＫ信号（ｂ
ｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ５ｈｌｆｔ ｋｅｙｉｎｓ信
号）をＰコード及びＣ／Ａコードに転換して伝送される
。
かくして各衛星から送信されるデータは、各衛星の座標
位置データ、及び関連して地球を周回している他の衛星
の位置データと共に、所定時間間隔（すなわち０６秒間
隔）でサテライト時間系の時刻データ及びこのサテライ
ト時間系とＧＰＳ時間系との偏差データなどを含んでな
る第３図について上述したデータＤＴを伝送する。
位置データ、及び関連して地球を周回している他の衛星
の位置データと共に、所定時間間隔（すなわち０６秒間
隔）でサテライト時間系の時刻データ及びこのサテライ
ト時間系とＧＰＳ時間系との偏差データなどを含んでな
る第３図について上述したデータＤＴを伝送する。
第１図の実施例の測位装置の場合、搬送波周波数１．５
７５４２ （ＧＨｚ）の信号をアンテナ１によって受
信し、周波数変換回路２において周波数７５．４２・
（ＭＨｚ）の第１中間周波信号Ｆｌ、に変換した後掛
算回Ｂ３に与える。掛算回＃ｉ３には局部発振回路４に
おいて発生される周波数６４．７２ （ＭＨｚ）の周
波数出力ＬＯ，が与えられ、その出力端に周波数１０．
７ （ＭＨｚ）の第２中間周波信号Ｆｌ、を得て第１〜
第４チヤンネルデータ受信回路ＤＴＲ１〜ＤＴＲ４の第
２の掛算回路５に与えられる。
７５４２ （ＧＨｚ）の信号をアンテナ１によって受
信し、周波数変換回路２において周波数７５．４２・
（ＭＨｚ）の第１中間周波信号Ｆｌ、に変換した後掛
算回Ｂ３に与える。掛算回＃ｉ３には局部発振回路４に
おいて発生される周波数６４．７２ （ＭＨｚ）の周
波数出力ＬＯ，が与えられ、その出力端に周波数１０．
７ （ＭＨｚ）の第２中間周波信号Ｆｌ、を得て第１〜
第４チヤンネルデータ受信回路ＤＴＲ１〜ＤＴＲ４の第
２の掛算回路５に与えられる。
ここで第１〜第４チヤンネルデータ受信回路ＤＴＲＩ〜
ＤＴＲ４は同時に４つの衛星からデータをそれぞれ受信
することによって、上述の（１）式に基づく４つの式を
たてることができるようになされている。各受信回路Ｄ
ＴＲ１〜ＤＴＲ４は互いに同一構成を有し、従って以下
第１チヤンネルの受信回路ＤＴＲ１によって構成を説明
する。
ＤＴＲ４は同時に４つの衛星からデータをそれぞれ受信
することによって、上述の（１）式に基づく４つの式を
たてることができるようになされている。各受信回路Ｄ
ＴＲ１〜ＤＴＲ４は互いに同一構成を有し、従って以下
第１チヤンネルの受信回路ＤＴＲ１によって構成を説明
する。
この第２の掛算回路５は衛星から伝送されてくるスペク
トラム拡散されたデータ信号を、ＰＮＮ信号発註回路６
ら発生されるＰＮ信号ＰＮＳ及び第２中間周波信号Ｆｉ
ｇを乗算することによって逆拡散処理を行うもので、Ｐ
Ｎ信号ＰＮＳは第２中間周波信号ＦｉｘにＰＮ信号とし
て含まれているＣ／Ａコードと同様に１０２３ （チッ
プ／ｍｓ）のコード信号でなる。
トラム拡散されたデータ信号を、ＰＮＮ信号発註回路６
ら発生されるＰＮ信号ＰＮＳ及び第２中間周波信号Ｆｉ
ｇを乗算することによって逆拡散処理を行うもので、Ｐ
Ｎ信号ＰＮＳは第２中間周波信号ＦｉｘにＰＮ信号とし
て含まれているＣ／Ａコードと同様に１０２３ （チッ
プ／ｍｓ）のコード信号でなる。
ここで各衛星にはそれぞれ特有のバイナリ−パターンの
Ｃ／Ａコードが割当てられており、ＰＮ信号発生回路６
はすべての衛星（例えば１８個のＷＭ）にそれぞれ割当
てられたＣ／ＡコードパターンをもつＰＮ信号ＰＮＳＧ
ＣＰＵＩ ７の制御の下に選択的に発生できるようにな
されている。
Ｃ／Ａコードが割当てられており、ＰＮ信号発生回路６
はすべての衛星（例えば１８個のＷＭ）にそれぞれ割当
てられたＣ／ＡコードパターンをもつＰＮ信号ＰＮＳＧ
ＣＰＵＩ ７の制御の下に選択的に発生できるようにな
されている。
か（して第２中間周波信号Ｆｉｇに含まれているＰＮ信
号の位相がＰＮＮ信号発註回路６おいて発生されたＰＮ
信号ＰＮＳの位相と一致したとき、掛算回路″５の出力
端に高いレベルの逆拡散出力信号ＤＫＮが得られ、これ
が第３の掛算回路７に与えられる。
号の位相がＰＮＮ信号発註回路６おいて発生されたＰＮ
信号ＰＮＳの位相と一致したとき、掛算回路″５の出力
端に高いレベルの逆拡散出力信号ＤＫＮが得られ、これ
が第３の掛算回路７に与えられる。
掛算回路７にはドツプラーシフトロック用電圧制御型発
振器（ＶＣＯ）８の出力Ｓ１が与えられ、これにより出
力端に周波数４５５（ｋｌｚ）の位相シフトキーイング
信号ＰＳＳが送出される。この位相シフトキーイング信
号ＰＳＳは例えばコスタスループで構成された復調回路
９に与えられ、その出力端に５０ （ｂｐａ）の受信デ
ータＬＤＡが復調されて得られ、ＣＰＵＩ７に送込まれ
る。
振器（ＶＣＯ）８の出力Ｓ１が与えられ、これにより出
力端に周波数４５５（ｋｌｚ）の位相シフトキーイング
信号ＰＳＳが送出される。この位相シフトキーイング信
号ＰＳＳは例えばコスタスループで構成された復調回路
９に与えられ、その出力端に５０ （ｂｐａ）の受信デ
ータＬＤＡが復調されて得られ、ＣＰＵＩ７に送込まれ
る。
ＣＰＵＩ７はＰＮＮ信号発註回路６おいて発生されたＰ
Ｎ信号ＰＮＳの位相が第２中間周波信号Ｆｉｇに含まれ
ているＰＮ信号の位相と一致させるようにエンベロープ
検出回路１０の出力ＥＮＶに基づいてＰＮロック用ＶＣ
ＯＩＩの発振周波数を制御し、その発振周波数出力Ｓ２
に応じてＰＮ信号発生回路６のＰＮ信号ＰＮＳの周波数
を制御させ、これにより位相シフトキーイング信号ＰＳ
Ｓのエンベロープの信号レベルがエンベロープ検出回路
ｌＯにおいて設定された所定の値以上になるようにＰＮ
ロック用ＶＣＯＩＩを制御する。その結巣エンベロープ
検出回路１０−ＣＰＵＩ ７−Ｐ Ｎ Ｏ’７ り用Ｖ
ＣＯ１１−ＰＮＮ信号発註回路６掛算回路５によってＰ
Ｎロックループが形成される。
Ｎ信号ＰＮＳの位相が第２中間周波信号Ｆｉｇに含まれ
ているＰＮ信号の位相と一致させるようにエンベロープ
検出回路１０の出力ＥＮＶに基づいてＰＮロック用ＶＣ
ＯＩＩの発振周波数を制御し、その発振周波数出力Ｓ２
に応じてＰＮ信号発生回路６のＰＮ信号ＰＮＳの周波数
を制御させ、これにより位相シフトキーイング信号ＰＳ
Ｓのエンベロープの信号レベルがエンベロープ検出回路
ｌＯにおいて設定された所定の値以上になるようにＰＮ
ロック用ＶＣＯＩＩを制御する。その結巣エンベロープ
検出回路１０−ＣＰＵＩ ７−Ｐ Ｎ Ｏ’７ り用Ｖ
ＣＯ１１−ＰＮＮ信号発註回路６掛算回路５によってＰ
Ｎロックループが形成される。
またＣＰＵ１７は受信データＬＤＡに基づいて得た衛星
の軌道上の位置に応じてドツプラーシフトロック用ＶＣ
ＯＢの発振周波数を制御ｉ１シ、かくして衛星から到来
する受信信号の周波数がドツプラー効果によってシフト
しても、位相シフトキーイング信号ｐｓｓの周波数をほ
ぼ４５５ （ｋＨｚ）に制御できるようにする。かくし
て復調回ａ９−ＣＰＵ１７−ＶＣＯ８−掛算回路７によ
ってドラブラーシフトロックループが形成される。
の軌道上の位置に応じてドツプラーシフトロック用ＶＣ
ＯＢの発振周波数を制御ｉ１シ、かくして衛星から到来
する受信信号の周波数がドツプラー効果によってシフト
しても、位相シフトキーイング信号ｐｓｓの周波数をほ
ぼ４５５ （ｋＨｚ）に制御できるようにする。かくし
て復調回ａ９−ＣＰＵ１７−ＶＣＯ８−掛算回路７によ
ってドラブラーシフトロックループが形成される。
以上の構成に加えてデータ受信回路ＤＴＲ１は復調回路
９の受信データＬＤＡをサテライト時間再現回路２１の
同期信号分離回路２２に受ける。
９の受信データＬＤＡをサテライト時間再現回路２１の
同期信号分離回路２２に受ける。
同期信号分離回路２２は第３図について上述したデータ
ＤＴのうち同期信号パターン５ＹＮＣが到来するごとに
同期信号ＳＥＴを発生し、これをサテライト時間カウン
タ２３に対してリセット入力として与え、これにより同
期信号ＳＥＴが得られるごとに（０６秒間隔で）カウン
タ２３を０にリセットする。
ＤＴのうち同期信号パターン５ＹＮＣが到来するごとに
同期信号ＳＥＴを発生し、これをサテライト時間カウン
タ２３に対してリセット入力として与え、これにより同
期信号ＳＥＴが得られるごとに（０６秒間隔で）カウン
タ２３を０にリセットする。
一方復調回路９は第３図について上述したデータＤＴに
基づいてピットクロック信号ＢＣＫを発生して同期信号
分離回路２２に与えると共に、カウンタ２３にカウント
人力として与える。そこでカウンタ２３は同期信号ＳＥ
Ｔによってリセットされた後ビットクロック信号ＢＣＫ
によってカウント動作する。ここでピットクロック信号
ＢＣＫは２０（ｍｓ）のパルス間隔を有し、これにより
０６秒間隔で得られる同期信号ＳＥＴの区間を２０（ｍ
ｓ）で刻むことによって６秒の時刻の間に細かい時刻を
刻み込み、これをサテライト時間再現信号ＳＴＴとして
ＣＰｔＪ１７に送出する。
基づいてピットクロック信号ＢＣＫを発生して同期信号
分離回路２２に与えると共に、カウンタ２３にカウント
人力として与える。そこでカウンタ２３は同期信号ＳＥ
Ｔによってリセットされた後ビットクロック信号ＢＣＫ
によってカウント動作する。ここでピットクロック信号
ＢＣＫは２０（ｍｓ）のパルス間隔を有し、これにより
０６秒間隔で得られる同期信号ＳＥＴの区間を２０（ｍ
ｓ）で刻むことによって６秒の時刻の間に細かい時刻を
刻み込み、これをサテライト時間再現信号ＳＴＴとして
ＣＰｔＪ１７に送出する。
一方データ受信回路ＤＴＲ］は第１チャンネルに対する
観測点Ｐの時間系（これをユーザ時間系と呼ぶ）を発生
する時計回路すなわちユーザ時計回路３１を有する。ユ
ーザ時計回路３１は例えば水晶発振回路を有する可制御
型発振回路（ＶＣＯ）を含んでなるクロック発生回路３
２を有し、そのクロック信号ＵＳＣを時刻カウンタ３３
にカウント信号として与える０時刻カウンタ３３のカウ
ント内容はＰＮＮ信号発註回路６おいて所定の時間間隔
で発生されるエポック信号ＥＰによって読出され、かく
して続出されたデータがユーザ時計信号ＵＳＴとしてＣ
ＰＵｌ７に送出される。
観測点Ｐの時間系（これをユーザ時間系と呼ぶ）を発生
する時計回路すなわちユーザ時計回路３１を有する。ユ
ーザ時計回路３１は例えば水晶発振回路を有する可制御
型発振回路（ＶＣＯ）を含んでなるクロック発生回路３
２を有し、そのクロック信号ＵＳＣを時刻カウンタ３３
にカウント信号として与える０時刻カウンタ３３のカウ
ント内容はＰＮＮ信号発註回路６おいて所定の時間間隔
で発生されるエポック信号ＥＰによって読出され、かく
して続出されたデータがユーザ時計信号ＵＳＴとしてＣ
ＰＵｌ７に送出される。
ＣＰＵ１７はこのユーザ時計信号ＵＳＴとサテライト時
間再現信号ＳＴＴとを比較し、１秒ごとに演算した時間
差データΔＴをクロック発生回路３２に制御信号として
与え、クロック発生回路３２の発振周波数を時間偏差デ
ータΔＴが０又は所定秒数になるように制御する。
間再現信号ＳＴＴとを比較し、１秒ごとに演算した時間
差データΔＴをクロック発生回路３２に制御信号として
与え、クロック発生回路３２の発振周波数を時間偏差デ
ータΔＴが０又は所定秒数になるように制御する。
ｖＪ２〜第２〜ャンネルデータ受信回路ＤＴＲ２〜ＤＴ
Ｒ４はそれぞれ第２中間周波信号ＦＩｇを受けて受信回
路ＤＴＲ１の場合と同様にして受信データに基づいてサ
テライト時間再現信号ＳＴＴを再現すると共に、それぞ
れ各チャンネルごとに設けたユーザ時計回路において発
生されるユーザ時計信号ＵＳＴとを比較してユーザ時計
回路のクロック発振周波数を制御することによってユー
ザ時計の時間系と再現されたサテライト時間の時間系と
の間の時間差を所定値にするように修正制御を行ろ。
Ｒ４はそれぞれ第２中間周波信号ＦＩｇを受けて受信回
路ＤＴＲ１の場合と同様にして受信データに基づいてサ
テライト時間再現信号ＳＴＴを再現すると共に、それぞ
れ各チャンネルごとに設けたユーザ時計回路において発
生されるユーザ時計信号ＵＳＴとを比較してユーザ時計
回路のクロック発振周波数を制御することによってユー
ザ時計の時間系と再現されたサテライト時間の時間系と
の間の時間差を所定値にするように修正制御を行ろ。
以上の構成において、第１〜第４チヤンネルデータ受信
回路ＤＴＲ］〜ＤＴＲ４は受信したデータＤＴに基づい
て各同期信号５ＹＮＣが衛にから送信された時刻を決定
するにつきＺカウントデータを用いずに以下に述べる方
法で決定する。
回路ＤＴＲ］〜ＤＴＲ４は受信したデータＤＴに基づい
て各同期信号５ＹＮＣが衛にから送信された時刻を決定
するにつきＺカウントデータを用いずに以下に述べる方
法で決定する。
すなわち第４図において衛星からサテライト時計に基づ
いて時点１． （この時刻は０２３時間系で表されて
いるものとする）において同Ｕ信月パターン５ＹＮＣが
送信されたとすると、この送信時刻ｔ１は０２３時間系
と衛星に搭載されているサテライト時計のサテライト時
間系との差ΔＬ□だけずれた時刻Ｌｍｌにおいて送信さ
れたことを意味する。
いて時点１． （この時刻は０２３時間系で表されて
いるものとする）において同Ｕ信月パターン５ＹＮＣが
送信されたとすると、この送信時刻ｔ１は０２３時間系
と衛星に搭載されているサテライト時計のサテライト時
間系との差ΔＬ□だけずれた時刻Ｌｍｌにおいて送信さ
れたことを意味する。
かくして０２３時間系の時刻ｔｌＩにおいて送信された
同期信号パターン５ＹＮＣは伝播時間τ （−丁。＋Δ
τ）だけ経過した時刻ｔ、で観測点Ｐにおいて受信され
る。ここでτ。は衛星と観測点Ｐとの間の距離に比例す
る値をもつ標準伝播時間で、実際上各衛星はほぼ同しよ
うな円乃至楕円軌道上を周回しているので、伝播時間τ
は各軌道について共通の標準伝播時間と、観測点Ｐから
見たときの衛星の高さの変化に応じて伝播時間に生ずる
変化Δτとの和として表される。
同期信号パターン５ＹＮＣは伝播時間τ （−丁。＋Δ
τ）だけ経過した時刻ｔ、で観測点Ｐにおいて受信され
る。ここでτ。は衛星と観測点Ｐとの間の距離に比例す
る値をもつ標準伝播時間で、実際上各衛星はほぼ同しよ
うな円乃至楕円軌道上を周回しているので、伝播時間τ
は各軌道について共通の標準伝播時間と、観測点Ｐから
見たときの衛星の高さの変化に応じて伝播時間に生ずる
変化Δτとの和として表される。
一方観測点Ｐの受信装置に設けられているユーザ時計の
時間系が０２３時間系に対してΔＴだけ進んでいるとす
ると、サテライト時間系の時刻ｔ。
時間系が０２３時間系に対してΔＴだけ進んでいるとす
ると、サテライト時間系の時刻ｔ。
において同期信号パターン５ＹＮＣが送信されたときの
ユーザ時計時間系の時刻は０２３時間系とユーザ時計時
間系との差ΔＴだけ早い時刻でユーザ時計時間糸上同し
跣みｔｌか生ずることになる。
ユーザ時計時間系の時刻は０２３時間系とユーザ時計時
間系との差ΔＴだけ早い時刻でユーザ時計時間糸上同し
跣みｔｌか生ずることになる。
第４図の関係から観測点Ｐにおいて同期信号パターン５
ＹＮＣを受信した時点におけるユーザ時計時間系の読み
（従ってユーザ時計時間系の時刻）をｔ、ｌ とすれば
、この±６゛の値はｊ、’ｘｔ、 十ΔＴ−Δｔ＋＋ｖ
＋τ。＋Δｒ・・・（２）の関係をもつことになる。
ＹＮＣを受信した時点におけるユーザ時計時間系の読み
（従ってユーザ時計時間系の時刻）をｔ、ｌ とすれば
、この±６゛の値はｊ、’ｘｔ、 十ΔＴ−Δｔ＋＋ｖ
＋τ。＋Δｒ・・・（２）の関係をもつことになる。
（２）式においてユーザ時計時間糸の読み±８を基準に
して、この時刻【ｉにユーザ時計の進み時間Δ１゛を加
算すれば０１３時間系における時刻り、になり、この時
刻１．からサテライト時間系′ と０１３時間系との
誤差Δｔｓｖを引けば０１３時間系における送信時刻ｊ
ｓｉか得られる。この時刻Ｌｓｉに対して信号の伝播時
間τ （τ０＋Δτ）を加えればユーザ時計時間系の読
み±０゛を表すことができる。
して、この時刻【ｉにユーザ時計の進み時間Δ１゛を加
算すれば０１３時間系における時刻り、になり、この時
刻１．からサテライト時間系′ と０１３時間系との
誤差Δｔｓｖを引けば０１３時間系における送信時刻ｊ
ｓｉか得られる。この時刻Ｌｓｉに対して信号の伝播時
間τ （τ０＋Δτ）を加えればユーザ時計時間系の読
み±０゛を表すことができる。
ところで衛星において同期信号パターン５ＹＮＣを送信
する時刻ｔｉは所定の時刻すなわち日曜人ＭＯＯ時００
分００秒を基準にして０６秒間隔で送信されるから、こ
の時刻ｔ、を秒単位の数値と考えたときこの数は次式 ％式％（３） で表されるように６で割切れる数値になるはずである。
する時刻ｔｉは所定の時刻すなわち日曜人ＭＯＯ時００
分００秒を基準にして０６秒間隔で送信されるから、こ
の時刻ｔ、を秒単位の数値と考えたときこの数は次式 ％式％（３） で表されるように６で割切れる数値になるはずである。
（３）式においてＸは基準時刻を表し、（何年何月）何
日何時何分を秒単位で表現した値であり、ｎはこの基準
時刻の後、送信時刻１．に至るすでに送信された同期信
号パターン５ＹＮＣの送信回数を表す。
日何時何分を秒単位で表現した値であり、ｎはこの基準
時刻の後、送信時刻１．に至るすでに送信された同期信
号パターン５ＹＮＣの送信回数を表す。
そこで（３）式を（２）式に代入すればユーザ時計時間
系の時刻ｔ、°は ｔｏ ’ ＝ （Ｘ＋６ｎ）＋ （ｒ。十Δτ）−Δｔ
、ｖ＋ΔＴ・・・・・・・・・・・・（４）で表される
ことになる。なお伝播時間τはτ＝τ０＋Δτ”ＬＤ−
ｔｓｉ…０１＋０（５）のように０１３時間系で見て、
送信時刻Ｌ ａｔから受信時刻ｔ０までの時間を表す。
系の時刻ｔ、°は ｔｏ ’ ＝ （Ｘ＋６ｎ）＋ （ｒ。十Δτ）−Δｔ
、ｖ＋ΔＴ・・・・・・・・・・・・（４）で表される
ことになる。なお伝播時間τはτ＝τ０＋Δτ”ＬＤ−
ｔｓｉ…０１＋０（５）のように０１３時間系で見て、
送信時刻Ｌ ａｔから受信時刻ｔ０までの時間を表す。
（４）式において時刻ｔ０゛を表す数値を６で割ったと
きの余りを考えると、送信時刻Ｘ＋６ｎは上述のように
６で割切れる数なのでこれを除外して考えれば、 （ｔｏｏ−τ、）ｍｏｄ５ 一Δτ−Δｔ、ｖ十ΔＴ・・・・・・・・・・・・・・
・（６）で表される。（６）式において左辺はユーザ時
計時間軸上の受信時刻ｔ０°から標準伝播時間τ。
きの余りを考えると、送信時刻Ｘ＋６ｎは上述のように
６で割切れる数なのでこれを除外して考えれば、 （ｔｏｏ−τ、）ｍｏｄ５ 一Δτ−Δｔ、ｖ十ΔＴ・・・・・・・・・・・・・・
・（６）で表される。（６）式において左辺はユーザ時
計時間軸上の受信時刻ｔ０°から標準伝播時間τ。
を引いた値すなわちユーザ時計時間軸上の標準送信時刻
を６で割ったことを意味し、その余りは右辺の式で表さ
れるように、衛星の高度の変化に基づく伝播時間の変化
Δτと、サテライト時間系と０１３時間系との偏差Δｔ
０と、ユーザ時計時間系と０１３時間系との偏差ΔＴと
で表し得ることを意味している。
を６で割ったことを意味し、その余りは右辺の式で表さ
れるように、衛星の高度の変化に基づく伝播時間の変化
Δτと、サテライト時間系と０１３時間系との偏差Δｔ
０と、ユーザ時計時間系と０１３時間系との偏差ΔＴと
で表し得ることを意味している。
次に（２）式からサテライト時計における送信時刻【Ｉ
を求めれば ｔｌ＋−ｔ、’ −τ。
を求めれば ｔｌ＋−ｔ、’ −τ。
−（八τ−Δｔｓｖ＋ΔＴ）・・・・・・・・・・・・
（７）に変形でき、この（７）式に（６）式を代入すれ
ば、 を直−（ｔ、° −τ・） （（ｔｏ ’ ｔ＠ ）ｍｏ ｄ ６］ ・＝−（
８）と表される。（８）式は、ユーザ時計の受信時刻ｔ
０°から標準伝播時間τ、令を引いた４ｒＬ（これはユ
ーザ時計で見た送信時刻を意味する）を知ることができ
れば、衛星において同期信号パターンが送信された時点
におけるユーザ時計の時刻を演算できることを意味して
いる。
（７）に変形でき、この（７）式に（６）式を代入すれ
ば、 を直−（ｔ、° −τ・） （（ｔｏ ’ ｔ＠ ）ｍｏ ｄ ６］ ・＝−（
８）と表される。（８）式は、ユーザ時計の受信時刻ｔ
０°から標準伝播時間τ、令を引いた４ｒＬ（これはユ
ーザ時計で見た送信時刻を意味する）を知ることができ
れば、衛星において同期信号パターンが送信された時点
におけるユーザ時計の時刻を演算できることを意味して
いる。
ところが時刻ｔ 、 ｌ は観測点Ｐにおいて同期信号
パターンが到来したときのユーザ時計の時刻を読取るこ
とによって知ることができ、また標準伝播時間τ。は衛
星から伝送されてくる軌道情報に基づいて計算により求
めることができる。これに対して（８）式のｍｏｄ演算
を出画方向で取るとすれば、ユーザ時計の時間系と０１
３時間系との偏差が±３〔Ｓ〕の範囲内にあれば実際上
誤りなく第３項の計算をすることができる。
パターンが到来したときのユーザ時計の時刻を読取るこ
とによって知ることができ、また標準伝播時間τ。は衛
星から伝送されてくる軌道情報に基づいて計算により求
めることができる。これに対して（８）式のｍｏｄ演算
を出画方向で取るとすれば、ユーザ時計の時間系と０１
３時間系との偏差が±３〔Ｓ〕の範囲内にあれば実際上
誤りなく第３項の計算をすることができる。
すなわち実際上サテライト時計の時間系と０１３時間系
との偏差ΔｔｓｖはＩ Ｘ １０−３（３）であり、ま
た衛星の高度に基づく標準伝播時間τ。は約７０（ｍｓ
）であるのに対して衛星の高度の変化によって生ずる伝
播時間の変化は±１０（、ｍＳ）程度である。一方第５
図（Ａ）に示すように同期信号パターン５ＹＮＣは６秒
間隔で到来するからこれによってサテライト時間再現信
号ＳＴＴを再現してユーザ時計の対応する時刻と比較し
た場合、サテライト時間系とユーザ時計時間系との偏差
式Ｔが３秒以内であれば時刻の対応関係を誤ることなく
偏差を判断できると考えられる。
との偏差ΔｔｓｖはＩ Ｘ １０−３（３）であり、ま
た衛星の高度に基づく標準伝播時間τ。は約７０（ｍｓ
）であるのに対して衛星の高度の変化によって生ずる伝
播時間の変化は±１０（、ｍＳ）程度である。一方第５
図（Ａ）に示すように同期信号パターン５ＹＮＣは６秒
間隔で到来するからこれによってサテライト時間再現信
号ＳＴＴを再現してユーザ時計の対応する時刻と比較し
た場合、サテライト時間系とユーザ時計時間系との偏差
式Ｔが３秒以内であれば時刻の対応関係を誤ることなく
偏差を判断できると考えられる。
例えば第５図の時刻ＴＯにおいで１つの同期信号パター
ン５ＹＮＣが到来したｉ＆０６秒後の時刻ＴＩにおいて
次の同期信号パターン５ＹＮＣが到来したとすると、時
刻ＴＯに対応するユーザ時計の時刻との偏差ΔＴが時間
間隔（すなわち６秒）の１／２以内すなわち３秒以内で
あればこの偏差はサテライト時間系の時刻ＴＯとの偏差
であると判断することができる。これに対してこのサテ
ライト時間再現信号ＳＴＴの時刻ＴＯからの偏差ΔＴが
時間間隔６秒の１／２すなわち３秒を越えると、次の時
刻Ｔ１において発生するサテライト時間再現信号ＳＴＴ
がユーザ時計信号ＵＳＴの対応する信号であると誤って
判断するおそれがある。
ン５ＹＮＣが到来したｉ＆０６秒後の時刻ＴＩにおいて
次の同期信号パターン５ＹＮＣが到来したとすると、時
刻ＴＯに対応するユーザ時計の時刻との偏差ΔＴが時間
間隔（すなわち６秒）の１／２以内すなわち３秒以内で
あればこの偏差はサテライト時間系の時刻ＴＯとの偏差
であると判断することができる。これに対してこのサテ
ライト時間再現信号ＳＴＴの時刻ＴＯからの偏差ΔＴが
時間間隔６秒の１／２すなわち３秒を越えると、次の時
刻Ｔ１において発生するサテライト時間再現信号ＳＴＴ
がユーザ時計信号ＵＳＴの対応する信号であると誤って
判断するおそれがある。
このように誤った判断をすれば、ユーザ時計はサテライ
ト時間に対して６秒ずれた時間と合うように動作するこ
とになる。
ト時間に対して６秒ずれた時間と合うように動作するこ
とになる。
ここで（６）式の右辺においてΔτとΔｔ、ｖとの和は
たかだか１１（ｍｓ）程度であるので、誤動作をさせな
いための条件としてはこれを考慮して偏差式Ｔを決めれ
ば良い。
たかだか１１（ｍｓ）程度であるので、誤動作をさせな
いための条件としてはこれを考慮して偏差式Ｔを決めれ
ば良い。
このようにして受信装置に設けたサテライト時間再現回
路２１ （第１図）において受信した同期信号パターン
に基づいて発生したサテライト時間再現信号ＳＴＴと、
ユーザ時計回路３１において発生したユーザ時計信号Ｕ
ＳＴとをＣＰＵ１７において比較することによって、ユ
ーザ時計信号の時刻を誤りなくサテライト時間再現信号
の時刻に合わせることができる。この結果（３）式にお
ける数値ｎをＣＰＵ１７が正しく決定できるのでユーザ
時計回路３１のユーザ時計信号ＵＳＴをサテライト時間
再現回路２１のサテライト時間再現信号ＳＴＴに正確に
合わせることができる。
路２１ （第１図）において受信した同期信号パターン
に基づいて発生したサテライト時間再現信号ＳＴＴと、
ユーザ時計回路３１において発生したユーザ時計信号Ｕ
ＳＴとをＣＰＵ１７において比較することによって、ユ
ーザ時計信号の時刻を誤りなくサテライト時間再現信号
の時刻に合わせることができる。この結果（３）式にお
ける数値ｎをＣＰＵ１７が正しく決定できるのでユーザ
時計回路３１のユーザ時計信号ＵＳＴをサテライト時間
再現回路２１のサテライト時間再現信号ＳＴＴに正確に
合わせることができる。
実験によればクロック発生回路３２として恒温槽をもた
ない水晶発振回路を適用した場合に、±２〔３〕以内の
精度でユーザ時計信号ｔ７５７をＧＰＳ時間に一致させ
ることができた。
ない水晶発振回路を適用した場合に、±２〔３〕以内の
精度でユーザ時計信号ｔ７５７をＧＰＳ時間に一致させ
ることができた。
このようにして衛星の送信時刻Ｌｍｌを演算により求め
た後次式 ％式％（９） によってサテライト時間系とＧＰＳ時間系との偏差Δｔ
ｓｖを衛星から伝送されてきたデータに基づいて演算し
て加算することにより、ＧＰＳ時間系の送信時刻ｔ、Ｉ
を観測点Ｐ側においてＣＰＵ１７を用いて算出すること
ができる。
た後次式 ％式％（９） によってサテライト時間系とＧＰＳ時間系との偏差Δｔ
ｓｖを衛星から伝送されてきたデータに基づいて演算し
て加算することにより、ＧＰＳ時間系の送信時刻ｔ、Ｉ
を観測点Ｐ側においてＣＰＵ１７を用いて算出すること
ができる。
以上のように本発明によれば、衛星から伝送されてくる
同期信号パターンでなる時刻情報に基づいて当該時刻情
報の衛星からの送信時刻を決定するにつき、Ｚカウント
データを用いずに正しく受信装置側で決定することがで
きる。かくするにつきユーザ時計として原子時計や恒温
槽付水晶発振器などのような複雑な構成のものを用いる
必要はなく、この分構成を部品化し得る。
同期信号パターンでなる時刻情報に基づいて当該時刻情
報の衛星からの送信時刻を決定するにつき、Ｚカウント
データを用いずに正しく受信装置側で決定することがで
きる。かくするにつきユーザ時計として原子時計や恒温
槽付水晶発振器などのような複雑な構成のものを用いる
必要はなく、この分構成を部品化し得る。
第１図は本発明による送信時刻決定方法を適用した測位
装置を示すブロック図、第２図は衛星と観測点との関係
を示す路線図、第３図は衛星から伝送されてくる時刻情
報を示す路線図、第４図は衛星及び観測点間の時間系の
関係を示す路線図、第５図は観測点において再現された
サテライト時間再現信号とユーザ時計信号との関係を示
す信号波形図である。 １７・・・・・・ＣＰＵ、２１・・・・・・サテライト
時間再現回路、３１・・・・・・ユーザ時計回路、ＤＴ
Ｒ１〜ＤＴＲ４・・・・・・第１〜第４チヤンネルデー
タ受信回路。
装置を示すブロック図、第２図は衛星と観測点との関係
を示す路線図、第３図は衛星から伝送されてくる時刻情
報を示す路線図、第４図は衛星及び観測点間の時間系の
関係を示す路線図、第５図は観測点において再現された
サテライト時間再現信号とユーザ時計信号との関係を示
す信号波形図である。 １７・・・・・・ＣＰＵ、２１・・・・・・サテライト
時間再現回路、３１・・・・・・ユーザ時計回路、ＤＴ
Ｒ１〜ＤＴＲ４・・・・・・第１〜第４チヤンネルデー
タ受信回路。
Claims (1)
- 衛星から伝送されて来るデータに含まれている所定周期
の時刻情報に基づいてクロック動作するユーザ時計を、
当該時刻情報が到来した時上記ユーザ時計の時刻を読取
ることによつて上記衛星が当該時刻情報を送信した時刻
を判定するようになされ、上記ユーザ時計の時刻を上記
所定周期の１／２以下の偏差に設定することを特徴とす
るデータ送信時刻決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131800A JPS6122287A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | デ−タ送信時刻決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59131800A JPS6122287A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | デ−タ送信時刻決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6122287A true JPS6122287A (ja) | 1986-01-30 |
Family
ID=15066402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59131800A Pending JPS6122287A (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | デ−タ送信時刻決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6122287A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6319587A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-27 | Furuno Electric Co Ltd | 時刻較正システム |
| JPS6395369A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Radio Res Lab | 高精度測位方法及び装置 |
| JP2010096672A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Mazeran Systems Japan Kk | 衛星時刻同期方法及び衛星時刻同期システム |
| JP2014048288A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048287A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048289A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048286A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59131800A patent/JPS6122287A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6319587A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-27 | Furuno Electric Co Ltd | 時刻較正システム |
| JPS6395369A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Radio Res Lab | 高精度測位方法及び装置 |
| JP2010096672A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | Mazeran Systems Japan Kk | 衛星時刻同期方法及び衛星時刻同期システム |
| JP2014048288A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048287A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048289A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
| JP2014048286A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | O2 Micro Inc | ナビゲーションデータを同期させる方法及び装置 |
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