(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ測位衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信して位置情報、時刻情報を算定するＧＰＳ受信機を備えた電子装置であって、
前記ＧＰＳ受信機はＧＰＳ信号と類似の擬似ＧＰＳ信号を受信する手段を備えこの電子装置は、前記擬似ＧＰＳ信号に含まれるコマンドに従って所定の動作を実行し、この動作の結果をこの電子装置の外部に通知する手段を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記コマンドに従って実行する所定の動作は、点検動作であることを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記コマンドに従って実行する所定の動作は、この電子装置内部の設定変更動作であることを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のそれぞれにおいて、
前記電子装置は、浮標、交通信号機その他の固定施設の内部に設置されており前記ＧＰＳ信号から算定した正確な時刻情報に基づく他の同様な電子装置との間の同期状態で表示灯の点滅動作を制御する装置であることを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記動作の結果の外部への通知は、前記表示灯を利用して行われることを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のそれぞれにおいて、
前記ＧＰＳ受信機は間欠的に動作せしめられると共に、前記点検や設定変更動作時には外部からの指令によって連続動作に移行せしめられることを特徴とするＧＰＳ受信機付き電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブイや交通信号機などの同期動作に利用されるＧＰＳ受信機付き電子装置に関するものであり、特に、点検作業の簡略化を図ったその種の電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本来、ＧＰＳ受信機は、船舶、車両などの移動体に搭載され、これらの移動体の時々刻々変化する位置を測定する目的で利用されてきた。最近、ＧＰＳ受信機が急速に普及してその価格が低下してきたことに伴い、ＧＰＳ信号に基づいて算定される位置情報と共に、この位置情報の算定に必要な情報としてＧＰＳ信号に含まれている時刻情報から基準時刻を発生させるという目的でもＧＰＳ受信機が利用されるようになってきた。
【０００３】
例えば、ある海域を取り囲むように多数のブイ（浮標）を設置し、各ブイに設置した表示灯を点滅させることにより、進入禁止の危険海域である旨などを表示をする場合、各ブイに設置した表示灯を同期状態で一斉に点滅させる方が非同期で点滅させるよりも有効である。このような場合、従来は、各表示灯の間をケーブルで接続して同期信号を授受したり、無線で同期信号を授受したりしている。しかしながら、最近では、各表示灯の間に有線や無線の伝送路を形成するよりも、各表示灯にＧＰＳ受信機を設置し、ＧＰＳ信号から得た正確な時刻情報を利用して各表示灯間の点滅動作の同期化を図る方が経済的になってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような同期動作システムでは、各ブイに取付けたＧＰＳ受信機付き表示灯に対して定期点検を行う場合、点検作業者が海上の船舶からブイに跳び移り、ブイに搭載されている電子装置の筐体を開放して装置内部の所定箇所にケーブルを接続し、テストを実施することが必要になる。このような海上に設置される電子装置の筐体は、開閉にかなりの労力と注意を要する防水構造を有しており、またブイが波浪によって揺れ動くので、点検作業が煩雑・困難になると共に時間がかかるという問題がある。
【０００５】
上述のようなＧＰＳ受信機付き電子装置は、交通信号機や、高所に設置される公共用時計などにも使用されている。そして、点検や設定値の変更などに際し、防水性や防塵性の筐体の開閉などに時間と労力がかかるとともに、高所などでは危険が伴うという問題もある。従って、本発明の一つの目的は、点検や設定値の変更などの作業を容易かつ迅速に行えるＧＰＳ受信機付き電子装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決する本発明のＧＰＳ受信機付き電子装置は、ＧＰＳ測位衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信して位置情報、時刻情報を算定するＧＰＳ受信機を備えた電子装置である。そして、上記ＧＰＳ受信機はＧＰＳ信号と類似の擬似ＧＰＳ信号を受信する手段を備えると共に、この電子装置は、この擬似ＧＰＳ信号に含まれるコマンドに従って所定の動作を実行し、この動作の結果をこの電子装置の外部に通知する手段を備える。この結果、この電子装置は、ＧＰＳ信号を受信するためのアンテナや受信部を通して点検を指令するコマンドをこの電子装置内に伝送するように構成されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態によれば、上記コマンドに従って自己診断などの点検や設定値の変更動作を実行するように構成されている。
【０００８】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、上記電子装置は、浮標、交通信号機その他の固定施設の内部に設置されており上記ＧＰＳ信号から算定した正確な時刻情報に基づく他の同様な電子装置との間の同期状態で表示灯の点滅動作を制御する装置であり、上記動作の結果の外部への通知は、上記表示灯を利用して行われるように構成されている。
【０００９】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例のＧＰＳ受信機付き電子装置の構成を示す機能ブロック図である。この実施例の電子装置としては、海上に設定された立入り禁止区域を囲むように配置される複数のブイのそれぞれの上に設置され、各ブイの表示灯の同期点滅動作をＧＰＳ受信機で得た正確な時刻情報を利用して制御するための装置が想定されている。
【００１０】
この電子装置は、防水構造の筐体１１の内部にＧＰＳ受信機１２、基準時刻発生部１４、表示制御部１５及び蓄電池１７を内蔵すると共に、この防水性の筐体１１の外部には、ＧＰＳ信号受信用アンテナ１３、表示ランプ１６、太陽電池パネル１８及びＧＰＳ受信機に連続動作の指令を入力するスイッチ１９が設置されている。
【００１１】
ＧＰＳの各測位衛星から送信されるＧＰＳ信号は、右円偏波アンテナ１３を介して筐体１１の内部のＧＰＳ受信機１２に受信される。ＧＰＳ受信機１２は、３個以上の測位衛星から受信した衛星の航法データに従って、位置情報と時刻情報とを算定し、算定した時刻情報を基準時刻発生部１４に通知する。基準時刻発生部１４は、安価な水晶発振器をクロックとして内蔵すると共に、ＧＰＳ受信部１２から通知された時刻情報に一致するように内蔵のクロックを修正しながらＧＰＳ内の時刻に同期した基準時刻を発生させる。
【００１２】
表示制御部１５は、基準時刻発生部１４が発生した基準時刻を参照しながら内蔵のプログラムに従って表示ランプ１６の点滅制御を行う。表示制御部１５は、また、上記ＧＰＳ受信機１２を間欠的に起動し、ＧＰＳ信号の受信による正確な現在時刻の算定を間欠的に行わせることにより、これが連続的に動作した場合の電力消費量を抑制する。この電子装置内の動作用の電力は、太陽電池パネル１８で発生した電力を蓄電池１７に蓄え、各部に分配される。スイッチ１９は、節電のため、通常は間欠動作するＧＰＳ受信機１２を点検や設定値の変更時に所定期間にわたって連続動作させるために利用される。このスイッチは、点検などの作業者によって筐体１１の外部から操作されると、ＧＰＳ受信機１２は、通常の間欠動作モードから連続動作モードに移行する。
【００１３】
図２は、図１の電子装置の点検や設定変更に使用される点検・設定変更装置２０の構成を示す機能ブロック図である。この点検・設定変更装置２０は、基準クロック発生回路２１、分周回路２２、Ｃ／Ａ  コード生成回路２３、コマンド生成回路３４、位相変調回路２５、搬送波発生回路２６、搬送波変調回路２７、帯域通過濾波回路２８、アンテナ２９及びコマンド入力回路３０を備えている。
【００１４】
この点検・設定変更装置２０の構成は、ＧＰＳの測位衛星の内部の構成と類似しており、ＧＰＳ測位衛星内で作成される航法メッセージの代わりに、このような点検・設定変更装置２０から送信される特殊なコマンドである旨を識別する特殊コードとコマンドとを含む擬似ＧＰＳ信号を作成して無線送信するように構成されている。
【００１５】
基準クロック発生回路２１は水晶発振器で構成されており、ここでは周波数１６．３６８ＭＨｚ  の基準クロック信号が発生される。この基準クロック信号の周波数は、ＧＰＳの測位衛星で使用される１．０２３  ＭＨｚ  のＣ／Ａ  コードや、１５７５．４２  ＭＨｚ  の周波数の搬送波を、分周や逓倍によって生成できる値に設定されている。この基準クロック信号は、分周回路２２に供給される。分周回路２２では、基準クロック信号の１６分周によって上記ＧＰＳの測位衛星のＣ／Ａ  コードを生成するための１．０２３  ＭＨｚ  の信号が生成されてＣ／Ａ  コード生成回路２３に供給されると共に、点検や設定変更のコマンドを生成するための５０Ｈｚの周波数の信号が生成されて、コマンド生成回路２４に供給される。
【００１６】
Ｃ／Ａ  コード生成回路２３では、ＧＰＳ測位衛星に対して割当てられている３２種類のＣ／Ａ  コード以外の、この実施例の電子装置の点検や設定変更のために予め割当てられている所定のＣ／Ａ  コードが生成される。これらのＣ／Ａ  コードは、１０２３ビット幅のＭ系列の擬似ランダムコード二つを、コード位相を変化させて組合せることによって作成されるゴールドコードと称される擬似ランダムコードで、１０２５通りのうち３２種類がＧＰＳ測位衛星に割当られている。
【００１７】
特殊コマンド生成回路２４は、図３のデータ・フォーマット図に例示するように、入力部３０から入力される点検や設定変更の内容を指定するコマンドと、このコマンドを通常の測位データから弁別するための特殊コードと、プリアンブルや誤り制御用のパリティビットとを付加した３０ビット幅のコマンドを作成する。このコマンドは、ＧＰＳ測位衛星から送信される航法メッセージと同様に、メッセージデータの先頭を示す８ビット幅のプリアンブルと、６ビット幅の特殊コードと、１０ビット幅の点検・設定変更の内容と、６ビット幅のパリティビットとから成る全体で３０ビット幅のデータであり、０．６  秒周期で反復される。
【００１８】
位相変調回路２５は排他的論理和ゲートで構成されており、Ｃ／Ａ  コード生成回路２３から供給されるＣ／Ａ  コードと、コマンド生成回路２４から供給される生成コマンドとの排他的論理和を作成することによってＣ／Ａ  コードの２相位相変調を行い、この位相変調信号を後段の搬送波変調回路２７に供給する。一方、搬送波発生回路２６は、ＰＬＬの逓倍回路で構成され、基準クロック信号を１５４０逓倍することにより、１，５７７．４２ＭＨｚ  の搬送波を発生し、搬送波変調回路２７に供給する。搬送波変調回路２７は、混合器から成り、位相変調されたコマンドと搬送波とを混合した１８０°位相変調信号を出力する。
【００１９】
この混合器から出力される位相変調信号は、ＧＰＳ測位衛星で生成され送信されるＧＰＳ信号と類似の１．０２３  ＭＨｚ  のＣ／Ａ  コードによるスペクトル拡散信号（  帯域幅ほぼ２ＭＨｚ  ）となり、帯域通過濾波回路２８に供給される。この帯域通過濾波回路２８において、搬送波が除去されると共に、２ＭＨｚ  のスペクトル拡散信号成分が減衰を受けて微弱な信号となる。この信号は、ＧＰＳ信号と同一のデータフォーマットや変調方式を有する擬似ＧＰＳ信号として、ＧＰＳの測位衛星の送信アンテナと同様の右偏波アンテナ２９から外部に送信される。この擬似ＧＰＳ信号の送信電力は、近傍の他のブイに取付けられた電子装置に妨害を及ぼすことなく、この電子装置の内部に設置されているＧＰＳ受信機１２のみが受信可能であるような適宜なレベルに設定される。
【００２０】
次に、図１の機能ブロック図に示した構成のＧＰＳ受信機付き電子装置１０の動作を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。電子装置１０内のＧＰＳ受信機１２は動作を開始すると、最初のステップＳ１において、ＧＰＳの測位衛星から送信されたＧＰＳ信号又は点検・設定変更装置２０から送信された擬似ＧＰＳ信号を受信する。次のステップＳ２において、上記受信信号中に、図３のデータフォーマットに関して説明した１６ビット幅の航法データの代わりに、先頭に６  ビット幅の特殊コードが付加されたコマンドが含まれているか否かによってＧＰＳ信号であるか擬似ＧＰＳ信号であるかを識別する。
【００２１】
ＧＰＳ受信機１２は、メッセージの先頭に特殊コードが出現しない場合、この受信信号がＧＰＳの測位衛星から送信されたＧＰＳ信号であると認識してステップＳ６に移行し、ここで、受信信号から衛星の航法データを収集する。ＧＰＳ受信機１２は、上記ＧＰＳ信号の受信を異なる測位衛星について反復する（ステップＳ１，Ｓ６）。ステップＳ７において、異なる３個以上の測位衛星からの航法データの収集が終了したと判定すると、ステップＳ８に移行し、ここで３個以上の測位衛星から収集した航法データに基づき位置情報と時刻情報とを算定し、位置情報を基準時刻発生部１４に出力する。
【００２２】
さて、点検や設定値の変更時には、点検・設定変更装置２０から送信される擬似ＧＰＳ信号がＧＰＳ受信機１２に受信され（ステップＳ１）、この受信信号中に含まれる特殊コードからこの受信信号が擬似ＧＰＳ信号であることが認識される（ステップＳ２）。ＧＰＳ受信機１２は、この擬似ＧＰＳ信号中の特殊コードの次に出現する点検・設定変更の内容を解読し（ステップＳ３）、この解読した内容を実行し（ステップＳ４）、この実行結果を表示ランプ１６に表示し（ステップＳ５）、ステップＳ１に戻る。
【００２３】
ＧＰＳ受信機１２が行う点検は、受信機内の自己診断や、基準時刻発生部１４や表示制御部１５などの電子装置１０内の他の部分の機能についての点検なども含まれる。点検の項目としては、蓄電池１７の端子間の電圧値なども含まれる。また、変更対象の設定値としては、Ｓ／Ｎ  マスク値  （受信したＧＰＳ信号を低Ｓ／Ｎ  という理由で廃棄する際のＳ／Ｎ  の下限値）  、仰角マスク値（  受信したＧＰＳ信号を低仰角の測位衛星から受信したという理由で廃棄する際の仰角の下限値）  、ＤＯＰマスク（受信したＧＰＳ信号をそのＤｉｌｕｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  （  誤差指数）  が高いという理由で廃棄する際の上限値）  などのＧＰＳ信号の諸パラメータ、あるいは、表示ランプ１６の点滅周期などである。
【００２４】
そして、これらの点検や設定変更などの処理結果は、端子間の電圧値や、異常無し、良好、正常終了などのメッセージのディジタル表示や、所定回数の点滅などによって表示される。表示ランプ１６としては、多数の高輝度の発光ダイオードがマトリックス状に配列されたものなどが使用される。このような表示ランプ１６を利用した結果の表示によって、表示ランプ１６自体の表示機能の点検も可能になると共に、結果の表示用に別途の出力装置を準備しなくて済むため、経済的になるという利点がある。
【００２５】
以上、消費電力の節約のためＧＰＳ受信機１２が表示制御部１５などからの指令や内蔵のタイマなどによって間欠動作をするものとし、点検期間中は連続動作を行わせるためのスイッチを設置する構成を例示した。しかしながら、交通信号機や公共用時計などに併設され、商用電源からの給電が容易なためＧＰＳ受信機１２が常時連続的に動作する場合などには、そのようなスイッチの設置を省略することができる。
【００２６】
また、ブイに設置される点灯表示装置の場合を例にとって、本発明の電子装置を説明した。しかしながら、陸上の交通信号機などの点滅を制御する同期化動作制御用の電子装置や、公共用時計などの正確な時刻の管理装置など他の適宜な電子装置に対して本発明を適用できることは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のＧＰＳ受信機付き電子装置は、ＧＰＳ信号と類似の擬似ＧＰＳ信号を受信し、この擬似ＧＰＳ信号に含まれるコマンドに従って所定の動作を実行し、この動作の結果をこの電子装置の外部に通知する手段を備える構成であるから、ＧＰＳ信号を受信するためのアンテナや受信部を通して点検を指令するコマンドを電子装置内に伝送することが可能になる。その結果、点検作業を容易かつ迅速に行えるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のＧＰＳ受信機付き電子装置の構成を示す機能ブロックである。
【図２】上記実施例の電子装置の点検や設定値の変更を行う点検・設定変更装置の構成を示す機能ブロックである。
【図３】図２の点検・設定変更装置から送信される擬似ＧＰＳ信号の構成の一例を示すデータフォーマット図である。
【図４】上記実施例の電子装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０      ＧＰＳ受信機付き電子装置
１１    防水構造の筐体
１２    ＧＰＳ受信機
１５    表示制御部
１６    表示ランプ
１９    ＧＰＳ受信機に対して外部から連続動作を指令するスイッチ
２０    点検・設定変更装置
２１    基準クロック発生回路
２３    ＣＡコード生成回路
２４    コマンド生成回路
２５    位相変調回路
２６    搬送波発生回路
２７    搬送波変調回路
【図１】
0003600125.tif 000002
【図２】
0003600125.tif 000003
【図３】
0003600125.tif 000004
【図４】
0003600125.tif 000005