(57)【要約】【課題】受信制御処理を簡易にでき、かつ、消費電力を低減できる電子時計の提供。【解決手段】電子時計１は、位置情報衛星を捕捉し、捕捉した位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、前記衛星信号から取得した取得情報に基づいて生成情報を生成する生成部４１と、前記生成情報を表示する表示部と、受信部を制御する受信制御部４２とを備える。受信制御部４２は、取得情報の種類および最低捕捉衛星数を設定する取得情報設定部４２１と、受信部を制御して位置情報衛星の捕捉処理を実行する衛星捕捉制御部４２２とを備える。衛星捕捉制御部４２２は、取得情報設定部４２１で設定された取得情報の種類に応じた最低捕捉衛星数の位置情報衛星を捕捉した場合は、それ以上の衛星の捕捉を停止し、受信中に捕捉している位置情報衛星の数が最低捕捉衛星数未満となった場合には再度位置情報衛星の捕捉動作を行う。【選択図】図２
2014066550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報衛星を捕捉し、捕捉した前記位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した衛星信号から取得した取得情報に基づいて生成情報を生成する生成部と、
前記生成情報を表示する表示部と、
前記受信部を制御する受信制御部と、を備える電子時計であって、
前記受信制御部は、
前記衛星信号から取得する取得情報の種類および最低捕捉衛星数を設定する取得情報設定部と、
前記受信部を制御して位置情報衛星の捕捉処理を実行する衛星捕捉制御部と、を備え、
前記衛星捕捉制御部は、
前記取得情報設定部で設定された取得情報の種類に応じた前記最低捕捉衛星数の位置情報衛星を捕捉した場合は、それ以上の位置情報衛星を捕捉することを停止し、
前記衛星信号の受信中に捕捉している位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数未満となった場合には再度位置情報衛星の捕捉動作を行う
ことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子時計において、
前記衛星捕捉制御部は、
捕捉した位置情報衛星から受信した衛星信号の信号レベルが、予め設定した閾値以上の位置情報衛星の数を、捕捉した位置情報衛星としてカウントする
ことを特徴とする電子時計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
前記衛星捕捉制御部は、
前記取得情報を取得するために必要な衛星数に、少なくとも１を加算した数を前記最低捕捉衛星数に設定する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子時計において、
前記衛星捕捉制御部は、
位置情報衛星の捕捉動作時に、複数の位置情報衛星をまとめて捕捉できて捕捉中の位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数以上となった場合は、そのまま位置情報衛星の捕捉を継続する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項５】
位置情報衛星を捕捉し、捕捉した前記位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した衛星信号から取得した取得情報に基づいて生成情報を生成する生成部と、
前記生成情報を表示する表示部と、
前記受信部を制御する受信制御部と、を備える電子時計の衛星信号受信方法であって、
前記衛星信号から取得する取得情報の種類および最低捕捉衛星数を設定する取得情報設定工程と、
前記受信部を制御して位置情報衛星の捕捉処理を実行する衛星捕捉制御工程とを備え、
前記衛星捕捉制御工程は、前記取得情報設定工程で設定された取得情報の種類に応じた前記最低捕捉衛星数の位置情報衛星を捕捉した場合は、それ以上の位置情報衛星を捕捉することを停止し、前記衛星信号の受信中に捕捉している位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数未満となった場合には再度位置情報衛星の捕捉動作を行う
ことを特徴とする電子時計の衛星信号受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＧＰＳ衛星等の位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して現在の日付や時刻等を求める電子時計および電子時計の衛星信号受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して、時刻修正を行う電子時計が提案されている（特許文献１）。
前記電子時計は、腕時計であるため、組み込める記憶素子のサイズも小さくなり、メモリー容量に制約がある。このため、前記電子時計は、衛星の軌道情報を保持していないコールドスタート状態から衛星サーチを行わなければならない。
そこで、特許文献１の電子時計は、時刻情報を取得する際に、１つの位置情報衛星を捕捉する一衛星モードと、複数の位置情報衛星を捕捉する多チャンネルモードとを設定し、受信信号の強度によってこれらのモードを切り替えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記電子時計は、信号強度を取得して一衛星モードおよび多チャンネルモードを選択するため、受信制御処理が複雑であった。このため、受信制御プログラムのコード数が多くなり、メモリー容量に制約がある腕時計では、このような受信制御処理を実行することが難しいという問題があった。
また、特許文献１の制御方法は、時刻情報を受信する測時処理時に利用できるものであり、位置情報を生成するための測位計算用情報を取得する測位処理の場合には、捕捉する位置情報衛星数に制約を設けずに衛星捕捉処理を行っていた。このため、測位処理を行う場合は、常時、衛星捕捉処理を継続しなければならず、消費電力が高くなるという問題もあった。
従って、測時処理だけでなく、測位処理を含む受信制御処理時の消費電力を低減できる電子時計および電子時計の衛星信号受信方法が求められていた。
【０００５】
本発明の目的は、受信制御処理を簡易にでき、かつ、消費電力を低減できる電子時計および電子時計の衛星信号受信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子時計は、位置情報衛星を捕捉し、捕捉した前記位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した衛星信号から取得した取得情報に基づいて生成情報を生成する生成部と、前記生成情報を表示する表示部と、前記受信部を制御する受信制御部と、を備える電子時計であって、前記受信制御部は、前記衛星信号から取得する取得情報の種類および最低捕捉衛星数を設定する取得情報設定部と、前記受信部を制御して位置情報衛星の捕捉処理を実行する衛星捕捉制御部と、を備え、前記衛星捕捉制御部は、前記取得情報設定部で設定された取得情報の種類に応じた前記最低捕捉衛星数の位置情報衛星を捕捉した場合は、それ以上の位置情報衛星を捕捉することを停止し、前記衛星信号の受信中に捕捉している位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数未満となった場合には再度位置情報衛星の捕捉動作を行うことを特徴とする。
【０００７】
ここで、前記取得情報の種類は、表示部で表示する生成情報の種類によって設定され、例えば、時刻情報、測位計算に用いる測位計算用情報、日付情報、うるう秒情報などが設定できる。
本発明によれば、取得情報設定部は衛星信号から取得する取得情報の種類と、この種類に応じた最低捕捉衛星数を設定する。この際、取得情報は、利用者が電子時計のボタンなどを操作することで設定してもよいし、取得情報設定部が自動的に設定してもよい。
そして、衛星捕捉制御部は、捕捉した位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数になれば、それ以上の捕捉動作を行わないため、消費電流の増大を防止できる。ここで、前記最低捕捉衛星数は、取得情報の種類毎に設定されるので、情報の取得に必要な最小限の捕捉衛星数に設定でき、不要な位置情報衛星の捕捉動作が行われないため、様々な情報を取得する場合の消費電力を低減できる。
【０００８】
一方で、衛星捕捉制御部は、捕捉していた位置情報衛星の一部を捕捉できなくなり、捕捉中の位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数未満になると、捕捉動作を再開する。従って、設定された取得情報を取得するために必要な数の位置情報衛星を再度捕捉することができ、前記取得情報を取得できる確率を向上できる。
その上、衛星捕捉制御部での捕捉動作の制御は、捕捉中の位置情報衛星の数を最低捕捉衛星数と比較するだけでよく、この最低捕捉衛星数も取得情報に応じた固定値であるため、受信信号の強度によって捕捉する衛星数を変更する制御に比べて受信制御を簡易にでき、制御プログラムのコード数も少なくできる。従って、本発明は、腕時計のように、時計内に組み込めるメモリー容量に制約がある電子時計においても容易に実現できる。
【０００９】
本発明の電子時計において、前記衛星捕捉制御部は、捕捉した位置情報衛星から受信した衛星信号の信号レベルが、予め設定した閾値以上の位置情報衛星の数を、捕捉した位置情報衛星としてカウントすることが好ましい。
【００１０】
捕捉した位置情報衛星から受信した衛星信号の信号レベルが閾値未満の場合、衛星信号はノイズの影響を受けやすく、正しい情報を取得できる確率も低下する。
これに対し、本発明では、信号レベルが閾値以上の位置情報衛星を、捕捉した位置情報衛星としてカウントするため、信号レベルが閾値未満の位置情報衛星を捕捉しても捕捉数にカウントされず、捕捉動作を継続する。従って、信号レベルが閾値以上の位置情報衛星を、最低捕捉衛星数以上の数だけ捕捉でき、信号レベルの高い衛星信号から情報を取得できるため、正しい情報を取得できる確率も向上できる。
なお、予め設定する閾値は、例えば、ＳＮＲ（signal to noise ratio）で「３５」や「３０」等、正しい取得情報を取得できる信号レベルに設定すればよい。
【００１１】
本発明の電子時計において、前記衛星捕捉制御部は、前記取得情報を取得するために必要な衛星数に、少なくとも１を加算した数を前記最低捕捉衛星数に設定することが好ましい。
【００１２】
本発明では、例えば、測位計算用情報を取得するために必要な衛星数が「４」である場合、測位計算用情報取得用の最低捕捉衛星数は「５」や「６」以上に設定する。
本発明によれば、衛星信号の受信中に、捕捉していた位置情報衛星の１つを捕捉できなくなっても、残りの捕捉衛星によって情報を取得できる。従って、取得情報の受信を継続でき、短時間で情報を取得できる。
【００１３】
本発明の電子時計において、前記衛星捕捉制御部は、位置情報衛星の捕捉動作時に、複数の位置情報衛星をまとめて捕捉できて捕捉中の位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数以上となった場合は、そのまま位置情報衛星の捕捉を継続することが好ましい。
【００１４】
位置情報衛星の捕捉動作を開始した際に、例えば見晴らしのよい屋外で受信していれば、最低捕捉衛星数以上の数の位置情報衛星をまとめて捕捉できる場合がある。例えば、最低捕捉衛星数が「１」や「２」に設定されている場合に、同時に３つ以上の位置情報衛星を捕捉できた時は、最低捕捉衛星数まで捕捉衛星を減少させずに、捕捉状態を維持する。
衛星捕捉処理（衛星サーチ処理）は、衛星の軌道情報を保持していないコールドスタートで行うために消費電流も増大するが、衛星捕捉状態ではサーチ処理を停止しているので消費電流も低下する。従って、最低捕捉衛星数以上の衛星を捕捉していても消費電流は抑制できる。また、最低捕捉衛星数以上の衛星を捕捉していれば、一部の衛星が捕捉できなくなったとしても、捕捉衛星数が最低捕捉衛星数未満に低下する可能性が低くなり、衛星捕捉動作の再開を不要にできて消費電流を抑制できる。
【００１５】
本発明は、位置情報衛星を捕捉し、捕捉した前記位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、前記受信部が受信した衛星信号から取得した取得情報に基づいて生成情報を生成する生成部と、前記生成情報を表示する表示部と、前記受信部を制御する受信制御部と、を備える電子時計の衛星信号受信方法であって、前記衛星信号から取得する取得情報の種類および最低捕捉衛星数を設定する取得情報設定工程と、前記受信部を制御して位置情報衛星の捕捉処理を実行する衛星捕捉制御工程とを備え、前記衛星捕捉制御工程は、前記取得情報設定工程で設定された取得情報の種類に応じた前記最低捕捉衛星数の位置情報衛星を捕捉した場合は、それ以上の位置情報衛星を捕捉することを停止し、前記衛星信号の受信中に捕捉している位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数未満となった場合には再度位置情報衛星の捕捉動作を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明においても、前記電子時計と同じく、捕捉した位置情報衛星の数が前記最低捕捉衛星数になれば、それ以上の捕捉動作を行わないため、消費電流の増大を防止でき、かつ、捕捉中の位置情報衛星の数を最低捕捉衛星数と比較して受信制御するため、受信制御を簡易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の電子時計を示す平面図である。
【図２】前記電子時計の回路構成を示すブロック図である。
【図３】航法メッセージの構成について説明する図である。
【図４】受信制御処理時の手順を示すフローチャートである。
【図５】受信制御処理時の消費電流の変化を示すグラフである。
【図６】本発明の変形例の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、添付図面などを参照しながら詳細に説明する。
［電子時計の構造］
図１に示すように、電子時計１は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星１００（本発明の位置情報衛星）から衛星信号を受信する。この際、電子時計１は、時刻情報を取得する場合には、少なくとも１つのＧＰＳ衛星１００から衛星信号を受信し、測位計算用情報（エフェメリス等の軌道情報等）を取得する場合には、少なくとも３つ（好ましくは４つ）のＧＰＳ衛星１００から衛星信号を受信するように構成される。なお、ＧＰＳ衛星１００は、地球の上空に複数存在している。現在は約３０個のＧＰＳ衛星１００が周回している。
【００１９】
電子時計１は、使用者の手首に装着される腕時計であり、文字板１１および指針１２を備え、時刻を計時して表示する。
文字板１１の大部分は、光および１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波が透過し易い非金属の材料（例えば、プラスチックまたはガラス）で形成される。
指針１２は、秒針１２１、分針１２２および時針１２３を備えており、文字板１１の表面側に設けられている。
【００２０】
電子時計１は、入力部として、リューズ１４やボタン１５，１６を備える。電子時計１は、リューズ１４やボタン１５、ボタン１６の手動操作に応じた処理を実行する。例えば、リューズ１４が操作されると、その操作に応じて表示時刻を修正する手動修正処理が実行される。
ボタン１５が長時間（例えば３秒以上の時間）にわたって押されると、衛星信号を受信するための受信処理が実行される（手動受信モード）。
ボタン１６が押されると、受信モード（測時モード、測位モードまたは自動受信無効モード）を切り替える処理が実行される。ボタン１６の操作に応じた受信モードの切り替え処理の結果、測位モードに設定された場合には、秒針１２１が「Ｆｉｘ」の位置（５秒位置）に移動し、測時モードに設定された場合には、秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」の位置（１０秒位置）に移動し、自動受信無効モード（受信ＯＦＦモード）に設定された場合には、秒針１２１が「Ｏｆｆ」の位置（５０秒位置）に移動する。このため、ユーザーは設定された受信モードを容易に確認できる。
【００２１】
また、ボタン１５が短時間（例えば３秒未満）押されると、前回の受信処理の結果を表示する結果表示処理が行われる。すなわち、測位モードで受信成功の場合には、秒針１２１が「Ｆｉｘ」（５秒位置）の位置に移動し、測時モードで受信成功の場合には、秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」（１０秒位置）の位置に移動する。また、受信失敗の場合には秒針１２１が「Ｎ」の位置（２０秒位置）に移動する。
なお、これらの秒針１２１による指示は受信中も行われる。測位モードで受信中は秒針１２１が「Ｆｉｘ」の位置（５秒位置）に移動し、測時モードで受信中は秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」の位置（１０秒位置）に移動する。また、ＧＰＳ衛星が捕捉できない場合は秒針１２１が「Ｎ」の位置（２０秒位置）に移動する。
【００２２】
電子時計１は、ボタン１５による手動受信処理だけでなく、設定された受信時刻に自動的に受信する定刻自動受信処理も行う。
設定された受信時刻とは、例えば、午前２時や午前３時、あるいは午前７時や午前８時等のあらかじめ設定された時刻である。午前２時や３時に設定するのは、電子時計１がユーザーから取り外されて非装着状態で窓際の机などに静止して置かれている可能性が高く、かつ、電気製品などの使用が少なくてノイズの影響も軽減できるため、電波受信環境が良好な可能性が高いためである。また、午前７時や８時に設定するのは、通勤時間帯であり、電子時計１を装着したユーザーが屋外にいて衛星信号を受信しやすいためである。ただし、これらの時刻に限定されるものではなく、ユーザーが自動受信時刻を設定してもよい。
【００２３】
［電子時計の回路構成］
図２は、電子時計１の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、電子時計１は、ＧＰＳアンテナ２０、ＧＰＳ受信回路３０、制御回路４０、記憶部５０、時計部６０、発電装置７０、二次電池８０を備えている。
【００２４】
発電装置７０は、ソーラーパネルおよび充電制御回路を備えて構成されている。そして、発電装置７０で発電された電力は、二次電池８０に充電される。電子時計１の各機器は、二次電池８０から供給される電力で駆動される。
【００２５】
［受信部］
ＧＰＳアンテナ２０は、１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波を受信するアンテナであり、文字板１１の裏面側に配置されている。文字板１１に直交する方向において、ＧＰＳアンテナ２０と重なる文字板１１の部分は、１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波が透過し易い材料（例えば、導電率および透磁性の低い非金属の材料）で形成されている。
また、ＧＰＳアンテナ２０と文字板１１との間には電極を備えたソーラーパネルが介在しない。よって、ＧＰＳアンテナ２０は、文字板１１を透過した衛星信号を受信することができる。
【００２６】
ＧＰＳ受信回路３０は、図示を略すが、主にＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部と、ＧＰＳ信号処理部を含んで構成されている。ＲＦ部とＧＰＳ信号処理部は、１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻等の衛星情報を取得する処理を行う。
【００２７】
ＲＦ部は、高周波信号を中間周波数帯の信号に変換するダウンコンバーターや、その中間周波数帯のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーターなどを備えたＧＰＳ受信機における一般的なものである。
【００２８】
ＧＰＳ信号処理部は、図示を略すがＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）等を含んで構成され、ＲＦ部から出力されるデジタル信号（中間周波数帯の信号）から航法メッセージを復調し、航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻等の衛星情報を取得する処理を行う。
従って、本実施形態では、ＧＰＳアンテナ２０およびＧＰＳ受信回路３０によって、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信する受信部が構成されている。
なお、本実施形態のＧＰＳ受信回路３０は、１２個の衛星信号を同時に捕捉、受信できるように１２チャンネルの受信回路を備えている。
【００２９】
［制御回路］
制御回路４０は、電子時計１を制御するためのＣＰＵで構成され、生成部４１と、受信制御部４２と、表示制御部４３とを備える。
生成部４１は、ＧＰＳアンテナ２０およびＧＰＳ受信回路３０で受信した衛星信号から時刻情報や測位計算用情報を取得し、これらの取得情報から時刻情報や現在地の位置情報等の生成情報を生成し、記憶部５０に記憶する。
【００３０】
さらに、生成部４１は、図示しない水晶振動子、発振回路で生成される基準信号をカウントして、内部時刻データを更新する。内部時刻データは、前記受信時刻データをＵＴＣオフセットで修正し、さらに時差情報で修正した現地時刻である。このため、生成部４１は、衛星信号を受信した場合には、受信した受信時刻データをＵＴＣオフセットおよび時差情報で修正して内部時刻データを更新する。また、生成部４１は、衛星信号を受信していない場合には、前記基準信号で内部時刻データを更新する。
【００３１】
受信制御部４２は、前記内部時刻データがあらかじめ設定された受信時刻になった際に実行される定刻自動受信処理時と、ボタン１５，１６の操作によって実行される手動受信処理時に、ＧＰＳ受信回路３０を制御してＧＰＳ信号の受信処理を行う。
そのため、受信制御部４２は、取得情報設定部４２１、衛星捕捉制御部４２２を備える。
取得情報設定部４２１は、後述するように、衛星信号から取得する取得情報Ａの種類を設定する。衛星捕捉制御部４２２は、前記ＧＰＳ受信回路３０を制御して全ＧＰＳ衛星１００の捕捉処理を実行する。
【００３２】
表示制御部４３は、前記時計部６０の駆動を制御して現在時刻を表示する。時計部６０は、指針１２およびこの指針１２を駆動するモーターなどを備える。
また、表示制御部４３は、測位計算用情報を取得した場合、その測位計算用情報から生成される測位結果である現在地の位置情報に対応するタイムゾーンを秒針１２１等で指示する。すなわち、文字板１１の外周には、図示略のタイムゾーンを指示する都市名の略語が表示される。そして、測位計算用情報を取得し、現在地の位置情報を生成した場合には、表示制御部４３は、その位置情報が含まれるタイムゾーンの都市名を秒針１２１で一定時間指示する。
従って、時計部６０および表示制御部４３により、時刻情報等の生成部４１で生成された生成情報を表示する表示部が構成されている。
また、表示制御部４３は、通常は、基準信号による内部時刻データの更新に連動して指針１２を駆動する。そして、衛星信号を受信し、受信した時刻データに基づいて内部時刻データを修正する場合には、その修正に連動して指針１２を駆動し、正しい時刻が表示されるようにする。
【００３３】
［記憶部］
記憶部５０には、前記ＧＰＳ受信回路３０で取得された取得情報や、生成部４１で生成された生成情報が記憶される。例えば、記憶部５０には、受信時刻データ（衛星時刻情報）、測位計算用情報（軌道情報等）や測位結果の位置情報、ＵＴＣオフセット、時差情報、内部時刻データが記憶される。
【００３４】
ＵＴＣオフセットは、ＧＰＳの衛星信号のサブフレーム１４、ページ１８に含まれる「現在のうるう秒」の情報を取得して記憶したものである。
【００３５】
時差情報は、ＵＴＣを現地時刻に修正する時差データである。この時差データは、ユーザーがリューズ１４やボタン１５，１６を操作することで設定してもよいし、測位モードでの受信時（測位処理時）に取得した測位計算用情報から生成される位置情報に基づいて設定してもよい。生成された生成情報で時差データを得る場合には、記憶部５０に位置情報（測位結果）と時差データ（タイムゾーン）との対応表を記憶しておけば良い。
【００３６】
記憶部５０には、受信処理用プログラム（ロジック）で用いられる表１のパラメーターも記憶される。
【表１】
2014066550.tif 000003
【００３７】
表１に示すように、パラメーターは、取得情報種類、最低捕捉衛星数、タイムアウト時間の３種類が設定される。
取得情報種類は衛星信号から取得する情報の種類を示し、具体的には、「時刻情報、測位計算用情報、日付情報、うるう秒情報」の４種類の情報である。
【００３８】
そして、取得情報種類に対応して最低捕捉衛星数が設定されている。具体的には、取得情報が時刻情報の場合、最低捕捉衛星数は「２」に設定され、測位計算用情報の場合は「５」に設定され、日付情報およびうるう秒情報の場合はそれぞれ「２」に設定されている。
ところで、日付情報、日付情報、うるう秒情報は、１つのＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から取得できる。また、測位計算用情報は、４つのＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から取得できる。
従って、本実施形態では、最低捕捉衛星数は、取得情報を取得するために必要な衛星数に、「１」を加算した数に設定している。
【００３９】
また、取得情報種類に対応してタイムアウト時間が設定されている。このタイムアウト時間は、取得対象の情報が取得できない場合に、受信を終了するタイミングを設定するものである。
【００４０】
［航法メッセージ］
ここで、前記各取得情報が含まれるＧＰＳ衛星１００から送信される衛星信号である航法メッセージについて、説明する。なお、航法メッセージは、５０ｂｐｓのデータとして衛星の電波に変調されている。
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、航法メッセージの構成について説明するための図である。
図３（Ａ）に示すように、航法メッセージは、全ビット数１５００ビットのメインフレームを１単位とするデータとして構成される。メインフレームは、それぞれ３００ビットの５つのサブフレーム１〜５に分割されている。１つのサブフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１００から６秒で送信される。従って、１つのメインフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１００から３０秒で送信される。
【００４１】
サブフレーム１には、週番号データ（ＷＮ：week number）や衛星補正データが含まれている。
週番号データは、現在のＧＰＳ時刻情報が含まれる週を表す情報であり、１週間単位で更新される。
サブフレーム２、３には、エフェメリスパラメーター（各ＧＰＳ衛星１００の詳細な軌道報）が含まれる。また、サブフレーム４、５には、アルマナックパラメーター（全ＧＰＳ衛星１００の概略軌道情報）が含まれている。
【００４２】
さらに、サブフレーム１〜５には、先頭から、３０ビットのＴＬＭ（Telemetry word）データが格納されたＴＬＭ（Telemetry）ワードと３０ビットのＨＯＷ（hand over word）データが格納されたＨＯＷワードが含まれている。
【００４３】
従って、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ衛星１００から６秒間隔で送信されるのに対し、週番号データや衛星補正データ、エフェメリスパラメーター、アルマナックパラメーターは３０秒間隔で送信される。
【００４４】
図３（Ｂ）に示すように、ＴＬＭワードには、プリアンブルデータ、ＴＬＭメッセージ、Reservedビット、パリティデータが含まれている。
【００４５】
図３（Ｃ）に示すように、ＨＯＷワードには、ＴＯＷ（Time of Week、「Ｚカウント」ともいう）というＧＰＳ時刻情報が含まれている。Ｚカウントデータは毎週日曜日の０時からの経過時間が秒で表示され、翌週の日曜日の０時に０に戻るようになっている。つまり、Ｚカウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報である。このＺカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信されるＧＰＳ時刻情報を示す。
【００４６】
従って、電子時計１は、サブフレーム１に含まれる週番号データとサブフレーム１〜５に含まれるＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）を取得することで、日付情報および時刻情報を取得することができる。ただし、電子時計１は、以前に週番号データを取得し、週番号データを取得した時期からの経過時間を内部でカウントしている場合は、週番号データを取得しなくてもＧＰＳ衛星の現在の過番号データを得ることができる。
従って、電子時計１は、リセット後や電源投入時のように、内部に週番号データ（日付情報）を記憶していない場合のみ、サブフレーム１の週番号データを取得すれば良い。そして、週番号データを記憶している場合は、電子時計１は、６秒毎に送信されるＴＯＷを取得すれば、現在時刻が分かるようになっている。このため、電子時計１は、通常、時刻情報としてＴＯＷのみを取得する。
【００４７】
うるう秒情報は、前述のとおり、サブフレーム４、ページ１８に含まれる「現在のうるう秒」の情報を取得して記憶する。また、サブフレーム４、ページ１８には、「うるう秒の更新週、更新日、更新後のうるう秒」の情報も含まれ、うるう秒の更新が行われる場合にはそのタイミングを予告している。うるう秒が更新される場合、通常は、１２月か６月の末日に実行される。このため、電子時計１は、１２月末および６月末の一定期間前に、うるう秒情報の取得処理を行ってサブフレーム１４、ページ１８を受信すれば、うるう秒の更新の有無および更新が有る場合のうるう秒の補正値を取得できる。
【００４８】
［位置情報］
電子時計１の位置情報を生成するには、位置情報を生成するための測位計算用情報として、３つ以上（好ましくは４つ）のＧＰＳ衛星１００から送信されるエフェメリスパラメーターを受信する必要がある。この際、複数のＧＰＳ衛星１００を同時に捕捉して受信する場合、エフェメリスパラメーターの受信および測位計算を行って測位結果の位置情報を取得するには、アルマナックデータを保持しないコールドスタート状態では約３０秒〜１分の時間が必要である。
【００４９】
［受信処理］
次に、電子時計１の受信処理について、図４のフローチャートも参照して説明する。
図４に示す受信処理は、前述の通り、利用者の受信操作が行われた場合と、予め設定された受信時刻になった場合に実行される。
【００５０】
受信処理が実行されると、受信制御部４２の取得情報設定部４２１は、取得情報Ａの種類を設定する（Ｓ１）。
例えば、測位モードで手動受信操作が行われた場合には、受信制御部４２は、取得情報Ａとして測位計算用情報を設定する。
また、測時モードで手動受信操作が行われた場合や、自動受信処理が行われた場合には、取得情報設定部４２１は、まず日付情報（週番号データ）が記憶部５０に記憶されているかを確認する。そして、取得情報設定部４２１は、日付情報が記憶されていない場合は取得情報Ａとして日付情報を設定し、記憶されている場合は取得情報Ａとして時刻情報を設定する。
さらに、うるう秒が更新される可能性がある１２月末や６月末から所定期間前、例えば１２月１日や６月１日から１ヶ月の期間であり、かつ、うるう秒情報が未取得の場合に、測時モードでの受信処理が行われた際には、取得情報Ａとしてうるう秒を設定する。
【００５１】
次に、衛星捕捉制御部４２２は、記憶部５０に記憶された前記表１の受信条件設定用のパラメーターを参照し、取得情報設定部４２１で設定された取得情報Ａに対応する最低捕捉衛星数Ｎとタイムアウト時間Ｔを設定する（Ｓ２）。
例えば、衛星捕捉制御部４２２は、取得情報Ａが時刻情報の場合、最低捕捉衛星数Ｎは「２」、タイムアウト時間Ｔは「６０秒」に設定する。また、衛星捕捉制御部４２２は、取得情報Ａが測位計算用情報の場合、最低捕捉衛星数Ｎは「５」、タイムアウト時間Ｔは「１２０秒」に設定する。
さらに、衛星捕捉制御部４２２は、取得情報Ａが日付情報やうるう秒情報の場合、最低捕捉衛星数Ｎは「２」、タイムアウト時間Ｔは「１２０秒」に設定する。
なお、うるう秒情報は１２．５分毎に送信される。ただし、１２．５分間、受信を継続すると消費電流が大きくなる。このため、衛星捕捉制御部４２２は、受信開始時に受信したサブフレーム４，５のページを確認し、次にうるう秒情報を含むサブフレーム４、ページ１８が送信されるタイミングを算出し、そのタイミングに合わせて受信を再開するように制御する。前記タイムアウト時間Ｔは、この受信再開時を基点にカウントされる。
【００５２】
そして、衛星捕捉制御部４２２は、ＧＰＳ衛星１００から送信される衛星信号の受信を開始する（Ｓ３）。具体的には、衛星捕捉制御部４２２は、ＧＰＳ受信回路３０を制御し、ＧＰＳ衛星１００のＣ／Ａコードのパターンを発生させて受信を開始する。そして、各Ｃ／Ａコードと受信した衛星信号の相関値を求め、同期できるＧＰＳ衛星１００を捕捉する。
【００５３】
次に、衛星捕捉制御部４２２は、ＧＰＳ衛星１００を最低捕捉衛星数Ｎ個以上捕捉できたか否かを判定する（Ｓ４）。
Ｓ４において、Ｎ個の衛星を捕捉できた場合、衛星捕捉制御部４２２はそれ以上のＧＰＳ衛星１００を捕捉する動作を停止する（Ｓ５）。
【００５４】
次に、衛星捕捉制御部４２２は、ＧＰＳ衛星１００の捕捉動作を停止した後も、Ｎ個のＧＰＳ衛星１００を捕捉し続けているかを確認する（Ｓ６）。
Ｓ６でＹｅｓと判定した場合、生成部４１は、捕捉しているＧＰＳ衛星１００から衛星信号を受信して、情報Ａを取得したかを判定する（Ｓ７）。例えば、生成部４１は、取得情報Ａが時刻情報である場合、２つのＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から生成したＧＰＳ時刻情報が互いに同じ時刻であれば時刻情報を取得できたと判定する。あるいは、生成部４１は、ＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から得られるＧＰＳ時刻情報を、ＵＴＣオフセットで修正し、さらに時差情報で修正して現地時刻を生成し、この現地時刻が内部時刻データと一致すれば時刻情報を取得できたと判定してもよい。
【００５５】
同様に、日付情報やうるう秒情報を取得する場合も、生成部４１は、２つのＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から生成した日付情報同士やうるう秒情報同士が同じであるか否かで、これらの情報を取得できたかを判定できる。
また、測位計算用情報を取得する場合は、生成部４１は、４つ以上のＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号から取得した測位計算用情報（エフェメリスパラメーター等）で生成した位置情報（緯度、経度、高度）が予め設定した範囲内であるかを確認することで、正しい位置情報（測位結果）を取得できたかを判定できる。
【００５６】
Ｓ７でＹｅｓと判定した場合、受信制御部４２は受信動作を終了する（Ｓ８）。
また、表示制御部４３は、秒針１２１を移動して受信成功表示を行う。受信成功表示は、前述したように、秒針１２１を「ＦＩＸ」（測位計算用情報取得の場合）、「Ｔｉｍｅ」（時刻情報、日付情報、うるう秒情報のいずれかを取得の場合）に移動する（Ｓ８）。
さらに、表示制御部４３は、取得情報から生成した生成情報によって内部時刻（現在時刻、日付、うるう秒など）や位置情報を修正する（Ｓ８）。
そして、衛星捕捉制御部４２２は受信制御処理を終了する。これにより、一定時間、受信成功表示を行っていた秒針１２１も、修正された現在時刻等を指示するために移動して、通常の時刻表示に戻る。
【００５７】
また、Ｓ４でＮｏと判定された場合と、Ｓ７でＮｏと判定された場合、衛星捕捉制御部４２２は、受信処理開始時からの経過時間がタイムアウト時間Ｔを経過したか否かを判定する（Ｓ１０）。
すなわち、Ｎ個以上のＧＰＳ衛星１００を捕捉できずにタイムアウトとなった場合（Ｓ４でＮＯ、Ｓ１０でＹｅｓ）は、衛星信号の受信に適さない状態にある可能性が高い。また、Ｎ個以上のＧＰＳ衛星１００を捕捉できても、取得情報Ａを取得できずにタイムアウトになった場合（Ｓ７でＮｏ、Ｓ１０でＹｅｓ）は、衛星信号の信号レベルが低いために情報Ａを取得できない状態にある可能性が高い。
従って、Ｓ１０でＹｅｓと判定された場合、衛星捕捉制御部４２２は受信動作を終了し、表示制御部４３は秒針１２１によって受信失敗の表示を行う（Ｓ１１）。そして、衛星捕捉制御部４２２は受信制御処理を終了する。これにより、一定期間、受信失敗表示を行っていた秒針１２１も、元の時刻表示に戻る。この際、情報Ａの取得に失敗しているので、計時していた内部時刻を表示して通常の時刻表示に戻る。
【００５８】
一方、Ｓ６でＮｏと判定された場合、つまりＳ５の捕捉動作停止後にＮ個以上の衛星の捕捉を継続できなかった場合、衛星捕捉制御部４２２は捕捉動作を再開する（Ｓ９）。そして、再度、Ｓ４の判定処理に戻る。また、Ｓ１０でＮｏと判定された場合も、再度、Ｓ４の判定処理に戻る。
このＳ４の判定処理は、受信処理の開始後、情報Ａを取得できて受信動作を終了する場合や、タイムアウト時間Ｔを経過して受信動作を終了する場合を除き、１秒毎に繰り返される。すなわち、ＧＰＳ衛星１００の捕捉状態は１秒毎にチェックされ、捕捉衛星数に応じた処理もリアルタイムに実行される。
【００５９】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）本実施形態によれば、衛星捕捉制御部４２２は、捕捉したＧＰＳ衛星１００の数が、取得情報設定部４２１で設定された取得情報Ａの種類に応じた最低捕捉衛星数Ｎ以上であれば、それ以上の捕捉動作を行わないため、消費電流を低減できる。
すなわち、図５に示すように、ＧＰＳ受信回路３０における消費電流は、衛星捕捉動作時に最も高くなり、捕捉したＧＰＳ衛星１００の衛星信号からデータを読み込んでいる間は消費電流を低く抑えることができる。その後、読み込んだデータから測位演算等を行う場合に消費電流は多少増加するが、捕捉動作時に比べると消費電流は低い。
従って、最低捕捉衛星数Ｎ個のＧＰＳ衛星１００を捕捉した場合に、それ以上の衛星捕捉動作を停止すれば、受信処理時の消費電流を大幅に低減できる。このため、腕時計のような電池駆動の電子時計１においても持続時間を長くすることができる。
【００６０】
（２）また、前記最低捕捉衛星数Ｎは、取得情報Ａの種類毎に設定されるので、情報Ａの取得に必要な最小限の捕捉衛星数に設定できる。このため、不要なＧＰＳ衛星１００の捕捉動作が行われないため、様々な情報Ａを取得する場合の消費電力を低減できる。
その上、捕捉衛星数を最小限に抑えることで、衛星捕捉時間を短くできる。このため、図５のTTFF(Time To First Fix)で示す受信処理の開始時から測位演算が終わって位置情報が得られるまでの時間も短縮できる。
【００６１】
（３）さらに、衛星捕捉制御部４２２は、捕捉していたＧＰＳ衛星１００の一部を捕捉できなくなり、捕捉中のＧＰＳ衛星１００の数が前記最低捕捉衛星数Ｎ未満になると、Ｓ９の処理で捕捉動作を再開する。従って、一部のＧＰＳ衛星１００がビルの陰に隠れる等で衛星信号を受信できなくなっても、別のＧＰＳ衛星１００を捕捉することができる。従って、前記取得情報Ａを取得できる確率を向上できる。
【００６２】
（４）その上、衛星捕捉制御部４２２は、捕捉中のＧＰＳ衛星１００の数が、最低捕捉衛星数Ｎに達すれば捕捉動作を停止し、最低捕捉衛星数Ｎ未満に低下すれば捕捉動作を再開する。
このように、衛星捕捉制御部４２２は、捕捉衛星の数が最低捕捉衛星数Ｎ以上であるか否かのみで、捕捉動作の停止、再開を処理する。また、最低捕捉衛星数Ｎも取得情報Ａに対応する固定値である。従って、受信信号の強度によって捕捉する衛星数を変更する制御に比べて受信制御を簡易にできる。このため、制御プログラムのコード数も少なくでき、腕時計のように、時計内に組み込めるメモリー容量に制約がある電子時計にも組み込むことができる。
【００６３】
（５）また、前記衛星捕捉制御部４２２は、前記取得情報Ａを取得するために必要な衛星数に「１」を加算した数を前記最低捕捉衛星数Ｎに設定している。このため、衛星信号の受信中に、捕捉していたＧＰＳ衛星１００の１つを捕捉できなくなっても、捕捉している残りのＧＰＳ衛星１００によって情報Ａを取得できる。従って、取得情報Ａの受信を継続でき、短時間で情報を取得できる。
【００６４】
（６）前記衛星捕捉制御部４２２は、ＧＰＳ衛星１００の捕捉動作時に、Ｓ４で前記最低捕捉衛星数Ｎ以上のＧＰＳ衛星１００を捕捉できた場合は、Ｓ５でそれ以上の捕捉動作を停止するだけであり、捕捉済みのＧＰＳ衛星１００はそのまま捕捉している。
この場合も、図５に示すように、捕捉しているＧＰＳ衛星１００からデータを読み込む場合の消費電流は低いため、電子時計１の持続時間を長くすることができる。
また、最低捕捉衛星数Ｎ以上の衛星を捕捉していれば、一部の衛星が捕捉できなくなったとしても、捕捉衛星数が最低捕捉衛星数Ｎ未満に低下する可能性が低くなり、衛星捕捉動作の再開を不要にできて消費電流を抑制できる。
【００６５】
［変形例］
なお、本発明は、前記各実施形態に限らない。
例えば、衛星捕捉制御部４２２は、Ｓ４，Ｓ６でＧＰＳ衛星１００を捕捉しているか否かを判定する際に、捕捉したＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号の信号レベルが、予め設定した閾値以上のＧＰＳ衛星１００を捕捉した衛星としてカウントしてもよい。例えば、閾値をＳＮＲで３５や３０等に設定し、この閾値以上の信号レベルのＧＰＳ衛星１００のみをカウントすればよい。なお、ＳＮＲ：３０は、一般的には−１４０ｄＢｍ相当である。
捕捉したＧＰＳ衛星１００から受信した衛星信号の信号レベルが閾値未満の場合、衛星信号はノイズの影響を受けやすく、正しい情報を取得できる確率も低下する。
これに対し、本変形例では、信号レベルが閾値以上のＧＰＳ衛星１００を、捕捉したＧＰＳ衛星１００としてカウントするため、信号レベルが閾値未満のＧＰＳ衛星１００を捕捉しても捕捉数にカウントされず、捕捉動作を継続する。従って、信号レベルが閾値以上のＧＰＳ衛星１００を、最低捕捉衛星数以上の数だけ捕捉でき、信号レベルの高い衛星信号から情報を取得できるため、正しい情報Ａを取得できる確率も向上できる。
【００６６】
また、前記実施形態では、Ｓ５の捕捉動作停止の後に、Ｓ６でＮ個以上の衛星捕捉が継続しているかを判定していた。
これに対し、図６に示すように、Ｓ５の捕捉動作停止直後にはＳ６の判定処理を行わず、Ｓ４でＮｏと判定された場合や、Ｓ７でＮｏと判定された場合、すなわち、現在捕捉中のＧＰＳ衛星１００では情報Ａの取得が困難な場合に、捕捉動作が停止しているかを判定し（Ｓ２０）、捕捉動作停止中であれば捕捉動作を再開（Ｓ９）するように制御してもよい。なお、図６の他の処理Ｓ１〜Ｓ１１は図４と同じである。
なお、前記図４においても、Ｓ４でＮｏと判定された場合や、Ｓ７でＮｏと判定された場合に、捕捉動作が停止しているかの判定処理（Ｓ２０）と、捕捉動作停止中であれば捕捉動作の再開処理（Ｓ９）とを実施するようにしてもよい。
【００６７】
また、前記実施形態では、ＧＰＳ衛星１００をまとめて捕捉して最低捕捉衛星数Ｎ以上となった場合もそのまま衛星の捕捉を継続していたが、例えば、捕捉したＧＰＳ衛星１００の中で、信号レベルが低い衛星の捕捉を停止し、最低捕捉衛星数Ｎ個のＧＰＳ衛星１００のみを捕捉し続けるようにしてもよい。
【００６８】
さらに、前記実施形態では、最低捕捉衛星数Ｎを、各情報の取得に必要な衛星数に「１」を加算した数としていたが、各情報の取得に必要な数をそのまま最低捕捉衛星数Ｎとしてもよい。例えば、最低捕捉衛星数Ｎを、時刻情報、日付情報、うるう秒情報の場合は「１」、測位計算用情報の場合は「４」としてもよい。
ただし、日付情報、うるう秒情報は、受信する機会が少ない点を考慮し、受信時に２つの衛星からデータを取得して整合性を確認できるようにするため、最低捕捉衛星数Ｎを「２」とすることが好ましい。
【００６９】
また、自動受信処理としては、定時自動受信処理に限らず、例えば、ソーラーパネルの発電電力を検出して電子時計１が屋外に配置されていると判定した場合に自動的に受信する屋外判定自動受信処理を行ってもよい。なお、この屋外判定による自動受信処理は、前回の屋外判定自動受信処理から所定時間経過後に実施することで、１日に１回程度の頻度で実施すればよい。
【００７０】
本発明の電子時計は、指針を有するアナログ時計に限らず、指針およびディスプレイを有するコンビネーション時計や、ディスプレイのみを有するデジタル時計に適用してもよい。さらに、本発明は、腕時計に限らず、置き時計や懐中時計などの各種時計や、携帯電話機、デジタルカメラ、ＰＮＤ（パーソナル・ナビゲーション・デバイス）、カーナビなどの時計機能を有する各種情報端末等に適用してもよい。
【００７１】
また、上述の実施形態は、位置情報衛星の例としてＧＰＳ衛星について説明したが、本発明の位置情報衛星としては、ＧＰＳ衛星だけではなく、ガリレオ（ＥＵ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、北斗（中国）などの他の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）や、ＳＢＡＳなどの静止衛星や準天頂衛星などの時刻情報を含む衛星信号を発信する位置情報衛星でもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…電子時計、１２…指針、１４…リューズ、１５，１６…ボタン、２０…ＧＰＳアンテナ、３０…ＧＰＳ受信回路、４０…制御回路、４１…生成部、４２…受信制御部、４３…表示制御部、５０…記憶部、６０…時計部、７０…発電装置、８０…二次電池、１００…ＧＰＳ衛星、１２１…秒針、１２２…分針、１２３…時針、４２１…取得情報設定部、４２２…衛星捕捉制御部。
【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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【図６】
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