(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号の無駄な受信動作を確実に防止することにより、無駄な電力消費を無くすことを可能とする。【解決手段】  ＧＰＳ信号の受信に先立ち、アンテナの姿勢状態を示す情報であってアンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出し、その検出結果と、アンテナにおける予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向とに基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する。特定した高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認し、所定数の衛星が存在することが確認できたことを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始する。つまり、アンテナの指向性と衛星の位置とが考慮された理想的な受信環境が確保されているときにだけＧＰＳ信号の受信動作を行う。【選択図】図５
2010223594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から電波により送られているＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
前記電波を受けるアンテナにおける、予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報を記憶する指向性記憶手段と、
前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及び前記指向性記憶手段により記憶されている指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する方向特定手段と、
この方向特定手段により特定された高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する確認手段と、
この確認手段によって前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認されたことを条件として前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させる受信制御手段と
を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項２】
前記受信制御手段は、前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させる際、前記確認手段によって前記天空の特定領域に存在することが確認された衛星を優先的に捕捉させ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】
前記方向特定手段により特定された高感度受信方向における天空の特定領域にいずれかの衛星が飛来する特定時刻をアルマナック情報に基づき演算する時刻演算手段を備え、
前記受信制御手段は、前記確認手段によって前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在しないことが確認された場合には、前記時刻演算手段によって演算された特定時刻の到来を待って前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させる
ことを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】
前記検出手段により検出された前記基準軸の傾き角度に基づいて、アンテナが地面を向いているか否かを所定の判断基準に従い判断する判断手段を備え、
前記方向特定手段は、前記判断手段によりアンテナが地面を向いていないと判断された場合に前記高感度受信方向を特定する
ことを特徴とする請求項１又は２，３記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項５】
前記記憶手段に記憶されている指向性情報は、互いに直交する２平面の各々における角度範囲によって前記アンテナにおける相対的な高利得方向を示す情報であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項６】
前記方向特定手段により特定される高感度受信方向は、水平方向及び垂直方向の各々の角度範囲によって規定される方向であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項７】
前記受信手段により受信された複数のＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号に基づき現在位置を計算する測位手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項８】
前記受信手段により受信されたいずれかのＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号に基づき、設定されている使用場所に応じた現在時刻を取得する時刻取得手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項９】
アンテナによってＧＰＳ衛星からの電波を受け、当該電波により送られているＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置におけるＧＰＳ信号の受信方法であって、
ＧＰＳ信号の受信に先立ち前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する工程と、
検出した前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及びアンテナにおける予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する工程と、
特定した高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する工程と、
前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認できたことを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始する工程と
を含むことを特徴とするＧＰＳ信号受信方法。
【請求項１０】
アンテナによってＧＰＳ衛星からの電波を受け、当該電波により送られているＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置が有するコンピュータに、
ＧＰＳ信号の受信に先立ち前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する手順と、
検出した前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及びアンテナにおける予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する手順と、
特定した高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する手順と、
前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認できたことを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始する手順と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星から電波により送られているＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置、及びＧＰＳ信号受信方法とプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現在位置の計測、さらには正確な現在時刻を得るためにＧＰＳ（Global Positioning System）が利用されており、ＧＰＳを利用するための装置として種々のＧＰＳ受信機が使用されている。
【０００３】
ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星（以下、単に衛星という。）からの電波を受信し、衛星毎に送られているＧＰＳ信号の送信タイミングとの同期を確立してタイミング情報を取得し、ＧＰＳ信号から航法メッセージ（エフェメリス情報やアルマナック情報等の種々の衛星情報）を解読して現在位置を計算する。また、前記航法メッセージに含まれる高精度の時刻情報（衛星時刻）に基づき正確な現在時刻を取得する。正確な現在時刻の具体的な取得方法については下記特許文献１等に記載されている。なお、ＧＰＳ受信機が任意の衛星から送られているＧＰＳ信号との同期を確立することを一般に衛星を捕捉するという。
【０００４】
ところで、上記ＧＰＳ受信機のうち携帯型のもの、とりわけ腕時計型のＧＰＳ受信機においては、機器内への実装制約が大きいことから電波の受信に超小型アンテナが使用されている。超小型アンテナは、その大きさに比例して利得が小さい上、ＧＰＳ受信機の外形形状や実際の使用態様に起因して常に電波の受信が可能な姿勢状態を確保することが不可能である。
【０００５】
そのため、携帯型のＧＰＳ受信機において、例えば使用場所の確認や、現在時刻の補正を目的として電波の受信動作を定期的（例えば１日に１回）に行わせる場合には、アンテナが地面を向いている等、電波の受信が不可能な状態にあるにもかかわらず無駄な受信動作が行われることがあり、その際には電波が受信できないばかりか電力が無駄に消費され、結果的に電池寿命（連続稼働時間）が著しく短くなるという問題が生ずる。
【０００６】
これを解決する技術として、例えば下記特許文献２には、現在位置の計測（測位）に際し、アンテナの姿勢状態を水銀スイッチ等を用いて検出し、アンテナの姿勢状態が電波の受信が不可能な姿勢状態、例えば仰角が水平面に対して１５度以上ではない姿勢状態のときには電波の受信動作を自動的に中止する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２６３５９８号公報
【特許文献２】特開平１０−３２５８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記技術では、アンテナが電波の受信が可能な姿勢状態にあるときにはＧＰＳ信号の受信動作が許容されるが、アンテナには、その種類や機器内における配置等に依存する指向性が存在しており、また衛星の位置も常に一定ではないため、アンテナの姿勢状態が電波の受信が可能な状態であったとしても、必ずしも電波の受信環境が良好であるとは限らない。そのため、仮に電波が受信できたとしても、受信信号の強度が低いため、結果的に衛星を捕捉までには到らないといった事態が生じることがある。つまり無駄な受信動作が行われる場合もあり、未だ満足の行く省電力効果を得るには到らないという問題があった。
【０００９】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ信号の無駄な受信動作を確実に防止することにより、無駄な電力消費を無くすことが可能となるＧＰＳ受信装置、及びＧＰＳ信号受信方法とプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、ＧＰＳ衛星から電波により送られているＧＰＳ信号を受信する受信手段と、前記電波を受けるアンテナにおける、予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報を記憶する指向性記憶手段と、前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する検出手段と、この検出手段により検出された前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及び前記指向性記憶手段により記憶されている指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する方向特定手段と、この方向特定手段により特定された高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する確認手段と、この確認手段によって前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認されたことを条件として前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させる受信制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記受信制御手段は、前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させる際、前記確認手段によって前記天空の特定領域に存在することが確認された衛星を優先的に捕捉させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記方向特定手段により特定された高感度受信方向における天空の特定領域にいずれかの衛星が飛来する特定時刻をアルマナック情報に基づき演算する時刻演算手段を備え、前記受信制御手段は、前記確認手段によって前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在しないことが確認された場合には、前記時刻演算手段によって演算された特定時刻の到来を待って前記受信手段にＧＰＳ信号の受信を開始させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記検出手段により検出された前記基準軸の傾き角度に基づいて、アンテナが地面を向いているか否かを所定の判断基準に従い判断する判断手段を備え、前記方向特定手段は、前記判断手段によりアンテナが地面を向いていないと判断された場合に前記高感度受信方向を特定することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記記憶手段に記憶されている指向性情報は、互いに直交する２平面の各々における角度範囲によって前記アンテナにおける相対的な高利得方向を示す情報であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記方向特定手段により特定される高感度受信方向は、水平方向及び垂直方向の各々の角度範囲によって規定される方向であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記受信手段により受信された複数のＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号に基づき現在位置を計算する測位手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記受信手段により受信されたいずれかのＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号に基づき、設定されている使用場所に応じた現在時刻を取得する時刻取得手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９記載の発明に係るＧＰＳ信号受信方法にあっては、アンテナによってＧＰＳ衛星からの電波を受け、当該電波により送られているＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置におけるＧＰＳ信号の受信方法であって、ＧＰＳ信号の受信に先立ち前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する工程と、検出した前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及びアンテナにおける予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する工程と、特定した高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する工程と、前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認できたことを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０記載の発明に係るプログラムにあっては、アンテナによってＧＰＳ衛星からの電波を受け、当該電波により送られているＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信装置が有するコンピュータに、ＧＰＳ信号の受信に先立ち前記アンテナの姿勢状態を示す情報であって前記アンテナに設定されている基準軸の傾き角度及び傾き方向を検出する手順と、検出した前記基準軸の傾き角度及び傾き方向、及びアンテナにおける予め決められている利得以上の高い利得が得られる相対的な高利得方向を示す指向性情報に基づいて、一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する手順と、特定した高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が存在するか否かをアルマナック情報に基づき確認する手順と、前記天空の特定領域に所定数の衛星が存在することが確認できたことを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始する手順とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ＧＰＳ信号の無駄な受信動作を確実に防止することにより、無駄な電力消費を無くすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るＧＰＳ時計装置を示すブロック図である。
【図２】ＧＰＳ受信部の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】電波の受信方向を示す基準軸に沿った断面でのアンテナの指向性を示す利得特性図である。
【図４】指向性パターンテーブル（ａ）と、その定義内容（ｂ）を示した説明図である。
【図５】測位動作時における制御部の処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るＧＰＳ時計装置１を示すブロック図である。このＧＰＳ時計装置１は、ＧＰＳ衛星から送られているＧＰＳ信号に基づき現在位置、及び使用場所に応じた正確な現在時刻を取得する機能を備えたものであって、図示したように、衛星からの電波を受けるアンテナ２と、ＧＰＳ受信部３、都市情報記憶部４、表示部５、操作部６、制御部７、電源部８、アンテナ指向性パターン記憶部９、アンテナ姿勢検出部１０から構成されている。
【００２３】
前記ＧＰＳ受信部３は、図２に示したように、主として前記アンテナ２から入力した電波信号すなわちＧＰＳ信号を増幅するとともにデジタルの中間周波信号に変換するＲＦ部３１と、ＲＦ部３１から入力した複数衛星のＧＰＳ信号を処理する信号処理部３２とから構成され、信号処理部３２は復調部３２ａと演算部３２ｂとから構成されている。
【００２４】
復調部３２ａは、各衛星のＧＰＳ信号と同期を確保してＧＰＳ信号に含まれる航法メッセージを個別にかつ同時に復調する複数チャンネル分（本実施形態では４チャンネル分）の復調回路から構成され、復調した航法メッセージを演算部３２ｂへ出力するとともに、ＧＰＳ信号から時刻補正用の秒タイミングを取得し制御部７へ出力する。なお、本実施形態においては復調部３２ａが本発明の受信手段に相当する。
【００２５】
演算部３２ｂは、復調部３２ａによって復調された航法メッセージに含まれる時刻情報（ＴＯＷ）、衛星軌道情報（ephemeris）等を用い、各衛星の位置と、測位用のコードが受信機に到達するのに要した時間とに基づいて現在位置（受信位置）を算出し、算出結果を制御部７へ出力するとともに、前記時刻情報により示される正確な衛星時刻を取得し、制御部７へ出力する。なお、本実施形態においては演算部３２ｂが本発明の測位手段に相当する。
【００２６】
前記都市情報記憶部４には、世界各国の主要都市（首都等）の緯度経度、及び各主要都市によって代表される地域（国も含む）において採用されている標準時におけるＵＴＣ（協定世界時）との時差情報が記憶されている。また、前記表示部５は液晶表示器、及びその駆動回路により構成される。
【００２７】
前記操作部６は、使用者がＧＰＳ時計装置１の操作に使用する複数の操作スイッチから構成され、各スイッチの操作状態が制御部７により逐次確認される。前記電源部８は、各種の一次電池、又は二次電池、およびＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成され、ＧＰＳ受信部３や表示部５、制御部７に必要とする電力を供給する。
【００２８】
一方、前記アンテナ２は超小型アンテナであって図３に示した指向性を有している。同図は、アンテナ２において指向性がある方向の基準となる（以下、基準軸という。）に沿った断面での指向性を示した利得特性図である。アンテナ２は上記基準軸（図でＺ軸）を中心とする全周方向に均一な指向性を有するとともに、図示したようにＺ軸と直交するＸ軸又はＹ軸を中心とする回転方向の角度で２７度〜８５度の角度範囲、すなわちＸ軸及びＹ軸を含む平面が水平であるときの仰角で５度〜６３度の角度範囲に−５ｄＢｉｃ以上の高い利得が得られる特性を有している。なお、単位ｄＢｉｃは、円偏波を全ての方向に均等に電波を放射する仮想的なアンテナを基準とした利得を示すデシベル値である。本実施形態においては、−５ｄＢｉｃ以上の高い利得が得られる相対的な方向であって、図に示した２７度〜８５度の角度範囲に含まれる方向をアンテナ２の高利得方向として扱う。
【００２９】
前記アンテナ指向性パターン記憶部９は、上述したアンテナ２の指向性を表す図３（ａ）に示した指向性パターンテーブルが記憶された本発明の指向性記憶手段である。この指向性パターンテーブルは、同図（ｂ）に示したように、アンテナ２をＸ，Ｙ，Ｚ座標の中心に配置するとともに、前述したアンテナ２の指向性がある方向の基準軸（電波の受信方向を示す軸）をＺ軸と一致させ、Ｚ軸（垂直方向）を回転軸とした回転方向の角度をＰｈｉ（単位：degree）、Ｘ軸又はＹ軸方向（水平方向）を回転軸とした回転方向の角度をＴｈｅｔａ（単位：degree）として表し、座標の中心からの各々の角度方向における利得を示したテーブルデータである。すなわち上記指向性パターンテーブルが、互いに直交する２平面の各々における角度範囲によって、前述したアンテナ２における相対的な高利得方向を示す本発明の指向性情報であって、図３（ａ）に網掛けによって示した角度範囲が前述した高利得方向に相当する角度範囲である。
【００３０】
なお、図４（ａ）に示した指向性パターンテーブルは、水平方向の全角度範囲（全方位）と垂直方向の全角度範囲（但し、仰角範囲）の利得を示すものであるが、この指向性パターンテーブルは、図４（ｃ）に示したような高利得の角度範囲のみを示すデータとすることができる。
【００３１】
前記アンテナ姿勢検出部１０は、前記アンテナ２の姿勢を検出するための図示しないセンサと、センサの検出信号を増幅するアンプ、増幅後の検出信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とから構成される。上記センサは小型の傾斜センサ及び方位センサの２種類のセンサを含み、前述したアンテナ２の受信方向を示す基準軸（Ｚ軸）における垂直線に対する傾き角度（０度〜１８０度）、及びその傾き方向（方位角）を検出し、それをアンテナ２の具体的な姿勢状態を示す姿勢情報として制御部７へ出力する本発明の検出手段である。
【００３２】
制御部７は、図示しないがＣＰＵと、所定の制御プログラムが格納されたＲＯＭ、作業用のＲＡＭと、時計回路（クロック信号を生成する発振回路、及びクロック信号を分周して秒パルスを生成する分周回路、時刻カウンタ等）と、ＧＰＳ時計装置１の使用場所等の各種の設定情報、ＧＰＳ時計装置１の使用開始当初や任意の時点で取得したアルマナック情報、及びアルマナック情報の取得日時を記憶する、記憶テータの保持及び書き替えが可能な不揮発性のメモリとから構成される。
【００３３】
制御部７は、装置全体を制御するとともに前記時計回路によって現在時刻を計時し、それを表示部５に表示させるとともに、ＧＰＳ受信部３で計算された現在位置と前記都市情報記憶部４に記憶されている各都市の緯度経度・時差情報とを比較して現在の使用場所を確認し、使用場所に応じた地域に対応する都市名を表示部５に表示させる。
【００３４】
また、ＧＰＳ受信部３で取得された正確な時刻を、使用場所におけるＵＴＣとの時差に応じた現在時刻に修正し、修正後の現在時刻を表示部５に表示させることによって本発明の時刻取得手段として機能する。さらに、後述する処理を実行することにより本発明の方向特定手段、確認手段、受信制御手段、時刻演算手段、判断手段として機能する。
【００３５】
そして、以上の構成からなるＧＰＳ時計装置１においては、任意の時点でユーザーにより所定の操作ボタンが押されたときや、現在時刻を自動的に補正する補正時刻としてユーザーにより予め設定されている時刻が到来したとき等の所定の測位タイミングで測位動作を行い、それにより現在の使用場所、及び現在時刻を更新する。
【００３６】
以下、上記測位動作時における制御部７の処理手順を図５のフローチャートに従い説明する。すなわち制御部７は測位動作を開始すると、まずアンテナ姿勢検出部１０を駆動して、アンテナ２の姿勢情報、すなわち前述したアンテナ２の受信方向を示す基準軸（Ｚ軸）の傾き角度、及び傾き方向を検出させる（ステップＳ１）。
【００３７】
次に、アンテナ姿勢検出部１０によって検出された姿勢情報うち前記傾き角度に基づいて、アンテナ２が地面を向いているか否かを判断する（ステップＳ２）。係る判断は、前記基準軸（Ｚ軸）傾き角度が、予め決められた所定角度（例えば１３５度）以上であるか否か、言い換えると前述したアンテナ２の高利得方向が仰角側の範囲に含まれる程度が一定以下であるか否かを判断基準として、傾き角度が所定角度以上である場合には地面を向いているものとして判断し、傾き角度が所定角度未満である場合には地面を向いていないものとして判断する。
【００３８】
引き続き、制御部７は、アンテナ２が地面を向いていた場合には（ステップＳ２でＹＥＳ）、直ちに測位待機に入り（ステップＳ３）、予め決められている一定時間（例えば１時間）が経過するまでその状態を継続する（ステップＳ４でＮＯ）。その後、一定時間が経過したら（ステップＳ４でＹＥＳ）、再びアンテナの姿勢を検出した後、アンテナ２が地面を向いているか否かを確認する（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００３９】
そして、アンテナ２が当初から地面を向いていなかったとき、または、例えば一定時間が経過した時点で、アンテナ２が地面を向いていない状態となったときには（ステップＳ２でＮＯ）、まず、記憶しているアルマナック情報が有効か否かを確認する（ステップＳ５）。すなわち記憶しているアルマナック情報が、それを取得されてから所定の有効期間（一般にアルマナック情報の有効期間は取得後約２週間である）を過ぎているものであるか否かを確認する。
【００４０】
ここで、アルマナック情報が有効でなかった場合には（ステップＳ５でＮＯ）、表示部５に所定のメッセージ（又はマーク）を表示させることにより、ユーザーに見晴らしの良い場所等の良好な受信環境下でアルマナック情報の受信に向けた手動操作による測位の実施を促し（ステップＳ６）、直ちに測位動作を終了する。なお、表示部５における上記メッセージ等の表示は、手動操作による測位が実施されて新たなアルマナック情報を記憶するまで継続する。
【００４１】
一方、アルマナック情報が有効である場合には（ステップＳ５がＹＥＳ）、まず、記録されているアルマナック情報から衛星軌道の概略位置を取得し、現在時刻における各衛星の軌道上の概略位置を計算する（ステップＳ７）。次に、アンテナ２の指向性と、その時点におけるアンテナ２の具体的な姿勢状態とに応じた受信方向であって、その時点で一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定する（ステップＳ８）。具体的には、ステップＳ１で取得した姿勢情報と、前記アンテナ指向性パターン記憶部９に記憶されている指向性パターンテーブルとに基づいて、前述した基準軸（Ｚ軸）が任意方角に任意の角度傾いた状態にあるアンテナ２の高利得方向に対応する所定の水平方向及び垂直方向の各々の角度範囲を演算し、その各々の角度範囲によって示される方向を高感度受信方向として特定する。
【００４２】
しかる後、特定した高感度受信方向に衛星が１又は複数存在するか否かを確認する（ステップＳ９）。具体的には、ステップＳ７で計算した各衛星の軌道上の概略位置に基づいて、現在設定されている使用場所、すなわち前回の測位結果（緯度、経度）、又はユーザーによって手動で設定された使用場所（都市等）によって特定される場所を観測点とするとともに、前記高感度受信方向、より具体的には高感度受信方向のうちで垂直方向の角度範囲が仰角である範囲の方向に位置する天空の特定領域を現在通過中の衛星が１又は複数存在するか否かを確認する。
【００４３】
そして、上記特定領域を現在通過中の衛星が１又は複数の衛星が存在する場合には（ステップＳ９でＹＥＳ）、直ちに後述するステップＳ１３以降の処理を実行する。また、上記特定領域を現在通過中の衛星が存在しない場合には（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ７で取得した衛星軌道の概略位置に基づいて、前記特定領域に１又は複数の衛星が飛来する時刻を演算する（ステップＳ１０）。しかる後、直ちに測位待機に入り（ステップＳ１１）、演算した飛来時刻が到来するまで測位待機状態を継続する（ステップＳ１２でＮＯ）。その後、飛来時刻が到来したら（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３以降の処理を実行する。
【００４４】
引き続き、ステップＳ１３においては、前記ＧＰＳ受信部３にＧＰＳ信号の受信を開始させるとともに、捕捉した衛星との同期状態を維持する追尾を行わせる。その際には、ＧＰＳ受信部３に、ステップＳ９の処理で前記特定領域に存在することが確認されている１又は複数の衛星、またはステップＳ１０の処理で前記特定領域に飛来することが確認されている１又は複数の衛星を優先的に捕捉させる。その後は、捕捉できた衛星の数を確認し、それが３又は４機であったときには（ステップＳ１４で「３又は４」）、ＧＰＳ受信部３に、捕捉した衛星から送られている航法メッセージのうち測位に必要なエフェメリス情報の取得、及びそれに基づく現在位置の計算、及び衛星時刻の取得を行わせる（ステップＳ１５）。
【００４５】
しかる後、制御部７は、ＧＰＳ受信部３により取得された現在位置に基づき前記表示部５に表示している使用場所（都市名等）を更新するとともに、ＧＰＳ受信部３により取得された衛星時刻を、使用場所の時差に応じて補正することにより正確な現在時刻を取得し、前記表示部５に表示している時刻を更新する（ステップＳ１６）。なお、その際には、自己が有する時計回路の秒タイミングをＧＰＳ受信部３（復調部３２ａ）から送られる秒タイミングによって補正する。
【００４６】
その後は、必要に応じてＧＰＳ受信部３に新たなアルマナック情報を取得させる（ステップＳ１７）。例えば、今回使用したアルマナック情報が取得されてから予め決められている期間を経過している場合等には、ここで新たなアルマナック情報を取得させる。そして、新たなアルマナック情報を取得する場合には、その取得が完了した時点で測位動作を終了し、またアルマナック情報を取得しない場合には、ステップＳ１６で使用場所及び現在時刻を更新した後、直ちに測位動作を終了する。
【００４７】
一方、前述したステップＳ１４で確認した衛星数（捕捉できた衛星の数）が１又は２機であった場合には（ステップＳ１４で「１又は２」）、捕捉できた衛星からＧＰＳ受信部３から衛星時刻（時刻情報）のみを取得し（ステップＳ１８）、それを使用場所の時差に応じて補正することにより正確な現在時刻に補正し、前記表示部５に表示している時刻を更新した後（ステップＳ１９）、直ちに測位動作を終了する。
【００４８】
なお、図５では省略したが、以上説明した測位動作においては、前述したステップＳ１〜Ｓ４の処理は所定回数を限度として繰り返し行い、その処理が所定回数に達してもステップＳ２の判別結果がＹＥＳであって、アンテナ２が地面を向いている場合には、その時点で直ちに測位動作を終了する。
【００４９】
以上説明したように前記ＧＰＳ時計装置１においては、所定の測位タイミングで測位動作を行い、それにより現在の使用場所、及び現在時刻を更新する際には、アンテナ２の指向性と、その時点におけるアンテナ２の具体的な姿勢状態とに応じた受信方向であって、その時点で一定以上の高い受信感度が得られる高感度受信方向を特定し、その高感度受信方向における天空の特定領域に衛星が１又は複数存在することを条件としてＧＰＳ信号の受信を開始するようにした。つまり測位動作時には、アンテナ２の指向性と衛星の位置とが考慮された理想的な受信環境が確保されているときにだけＧＰＳ信号の受信動作を行うようにした。
【００５０】
係ることから、実際にＧＰＳ信号を受信する際には、仮に電波が受信できたとしても、受信信号の強度が低いため、結果的に衛星を捕捉までには到らないといった事態が生じることがなく、衛星を確実に捕捉するができる。したがって、ＧＰＳ信号の無駄な受信動作をより確実に防止すことにより、無駄な電力消費を無くすことができる。その結果、電池寿命（連続稼働時間）を大幅に延ばすことができる。
【００５１】
しかも、実際にＧＰＳ信号の受信を開始する際には、前述した高感度受信方向に位置する天空の特定領域に存在することが予め確認されている１又は複数衛星、若しくは天空の特定領域に飛来することが確認されている１又は複数衛星を優先的に捕捉するようにした。したがって、受信動作に際しては必要な数の衛星をより短時間で捕捉することができ、これによっても無駄な電力消費を無くすことができる。そのため、電池寿命（連続稼働時間）をより一層延ばすことができる。
【００５２】
また、本実施形態においては、前述した高感度受信方向に衛星が存在していない場合には、高感度受信方向に衛星が飛来した時点で自動的にＧＰＳ信号の受信動作を行うようにした。つまり所定の測位タイミングで測位動作を完了することができなかった場合であっても、最も早く理想的な受信環境が確保される時点で測位動作を再試行するようにした。よって、次回の測位タイミングを待つことなく現在の使用場所、及び現在時刻を早期に更新することができる。
【００５３】
なお、以上の説明においては、ＧＰＳ衛星から送られているＧＰＳ信号に基づき現在位置、及び使用場所に応じた正確な現在時刻を取得する機能を備えたＧＰＳ時計装置１に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず本発明は、例えば現在位置の取得のみを目的としてＧＰＳ信号を受信する構成や、正確な秒タイミングの取得のみを目的としてＧＰＳ信号を受信する構成を有する他のＧＰＳ受信装置にも適用することができる。
【００５４】
その場合であっても、本実施形態と同様にＧＰＳ信号の無駄な受信動作をより確実に防止でき、また、受信動作に際しては必要な数の衛星をより短時間で捕捉することができ、無駄な電力消費を無くすことができ、電池を電源とする構成であれば電池寿命（連続稼働時間）を大幅に延ばすことができる。
【符号の説明】
【００５５】
１    ＧＰＳ時計装置
２    アンテナ
３    ＧＰＳ受信部
４    都市情報記憶部
５    表示部
６    操作部
７    制御部
８    電源部
９    アンテナ指向性パターン記憶部
１０    アンテナ姿勢検出部
３１    ＲＦ部
３２    信号処理部
３２ａ    復調部
３２ｂ    演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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