(57)【要約】【課題】比較的短い受信時間で衛星から送信される閏秒に関する情報を受信することのできる電波時計を提供する。【解決手段】衛星から送信される、連続する複数のサブフレームから構成される衛星信号の一部を受信する受信回路２０と、受信回路２０によって受信される受信データの中から閏秒に関する情報を抽出し、抽出された閏秒に関する情報を用いて内部時刻を補正する制御回路３０を含み、受信回路２０は、閏秒に関する情報を含むサブフレームの途中から当該サブフレームの次のサブフレームの先頭部分までを含む衛星信号を受信し、制御回路３０は、受信データの中から次のサブフレームの開始位置を検出し、受信データのうち、当該検出した開始位置より前の当該検出した開始位置に応じて決まる部分を、閏秒に関する情報を示す部分として抽出する電波時計である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から送信される、連続する複数のサブフレームから構成される衛星信号の一部を受信する受信回路と、
前記受信回路によって受信される受信データの中から、閏秒に関する情報を抽出する情報抽出手段と、
前記抽出された閏秒に関する情報を用いて内部時刻を補正する時刻補正手段と、
を含み、
前記受信回路は、前記複数のサブフレームのうち、前記閏秒に関する情報を含むサブフレームの途中から当該サブフレームの次のサブフレームの先頭部分までを含む衛星信号を受信し、
前記情報抽出手段は、前記受信データの中から前記次のサブフレームの開始位置を検出し、前記受信データのうち、当該検出した開始位置より前の、当該検出した開始位置に応じて決まる部分を、前記閏秒に関する情報を示す部分として抽出する
ことを特徴とする電波時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電波時計において、
前記複数のサブフレームのそれぞれは、当該サブフレームの開始位置を示すプリアンブルをその先頭部分に含み、
前記情報抽出手段は、前記次のサブフレームの先頭部分に含まれるプリアンブルを検出することにより、前記次のサブフレームの開始位置を特定する
ことを特徴とする電波時計。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電波時計において、
前記複数のサブフレームのそれぞれは、前記プリアンブルより後の位置に時刻情報を含み、
前記受信回路は、前記次のサブフレーム内の時刻情報を含む衛星信号を受信し、
前記情報抽出手段は、前記受信データの中から、前記時刻情報をさらに抽出し、
前記時刻補正手段は、前記抽出された時刻情報により示される時刻と、前記抽出された閏秒に関する情報と、を用いて内部時刻を補正する
ことを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛星から受信した信号に基づいて時刻の修正を行う電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
時刻情報を含んだ電波を外部の時刻情報供給源から受信して時刻の修正を行う電波時計が知られている。このような電波時計の一種として、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の衛星から受信した信号を用いて時刻の修正を行う電波時計が検討されている（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６８６２０号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した電波時計において、衛星から受信する信号に含まれる時刻情報から協定世界時（ＵＴＣ）に準拠した時刻を得るためには、閏秒の補正が必要となる場合がある。通常、衛星が送信する信号には、この閏秒に関する情報も含まれているので、電波時計は、この閏秒に関する情報を受信して時刻情報の修正を行う。しかしながら、このような情報を受信するためには、衛星から閏秒に関する情報を受信し終えるまで、高周波回路等の受信回路を動作させる必要がある。受信回路の動作には電力が必要となるので、特に腕時計など、電力消費を抑える必要がある時計においては、閏秒に関する情報を受信する際の受信回路の動作時間を短くすることが望ましい。また、時計の状態によっては、衛星からの信号の受信感度が悪くなり、受信が中断してしまうこともあり得る。このような問題の発生を避けるためにも、閏秒に関する情報の受信に要する時間を短くすることが望ましい。
【０００５】
本発明は上記課題を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、比較的短い受信時間で衛星から送信される閏秒に関する情報を受信することのできる電波時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電波時計は、衛星から送信される、連続する複数のサブフレームから構成される衛星信号の一部を受信する受信回路と、前記受信回路によって受信される受信データの中から、閏秒に関する情報を抽出する情報抽出手段と、前記抽出された閏秒に関する情報を用いて内部時刻を補正する時刻補正手段と、を含み、前記受信回路は、前記複数のサブフレームのうち、前記閏秒に関する情報を含むサブフレームの途中から当該サブフレームの次のサブフレームの先頭部分までを含む衛星信号を受信し、前記情報抽出手段は、前記受信データの中から前記次のサブフレームの開始位置を検出し、前記受信データのうち、当該検出した開始位置より前の、当該検出した開始位置に応じて決まる部分を、前記閏秒に関する情報を示す部分として抽出することを特徴とする。
【０００７】
上記電波時計において、前記複数のサブフレームのそれぞれは、当該サブフレームの開始位置を示すプリアンブルをその先頭部分に含み、前記情報抽出手段は、前記次のサブフレームの先頭部分に含まれるプリアンブルを検出することにより、前記次のサブフレームの開始位置を特定することとしてもよい。
【０００８】
また、上記電波時計において、前記複数のサブフレームのそれぞれは、前記プリアンブルより後の位置に時刻情報を含み、前記受信回路は、前記次のサブフレーム内の時刻情報を含む衛星信号を受信し、前記情報抽出手段は、前記受信データの中から、前記時刻情報をさらに抽出し、前記時刻補正手段は、前記抽出された時刻情報により示される時刻と、前記抽出された閏秒に関する情報と、を用いて内部時刻を補正することとしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、閏秒に関する情報を含むサブフレームの先頭から衛星信号を受信する場合と比較して、より短い受信時間で閏秒に関する情報を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電波時計の外観を示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電波時計の内部構成を示す構成ブロック図である。
【図３】ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号の構成を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電波時計が実現する機能を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電波時計が閏秒に関する情報を受信する際の受信タイミングを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電波時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、本発明の一実施形態に係る電波時計が腕時計である場合を例として説明する。
【００１２】
本実施形態に係る電波時計１は、衛星が送信する時刻情報を含んだ衛星信号を受信し、当該受信した衛星信号を用いて時刻情報の修正を行う。図１は、本実施形態に係る電波時計１の外観を示す平面図である。また、図２は、電波時計１の内部構成を示す構成ブロック図である。同図に示すように、電波時計１は、アンテナ１０と、受信回路２０と、制御回路３０と、電源４０と、太陽電池４１と、駆動機構５０と、時刻表示部５１と、操作部６０と、を含んで構成される。
【００１３】
アンテナ１０は、衛星から送信される衛星信号を受信する。本実施形態では、アンテナ１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信される周波数約１．６ＧＨｚの電波を受信することとする。ＧＰＳは、衛星測位システムの一種であって、地球の周囲を周回する複数のＧＰＳ衛星によって実現されている。これらのＧＰＳ衛星は、それぞれ高精度の原子時計を搭載しており、原子時計によって計時された時刻情報を含んだ衛星信号を周期的に送信している。なお、以下では、衛星信号に含まれる時刻情報によって示される時刻を、ＧＰＳ時刻という。
【００１４】
受信回路２０は、アンテナ１０によって受信された衛星信号を復号して、復号の結果得られる衛星信号の内容を示すビット列（受信データ）を出力する。具体的に、受信回路２０は、高周波回路（ＲＦ回路）２１及びデコード回路２２を含んで構成されている。
【００１５】
高周波回路２１は、高周波数で動作する集積回路であって、アンテナ１０が受信したアナログ信号に対して増幅、検波を行って、ベースバンド信号に変換する。デコード回路２２は、ベースバンド処理を行う集積回路であって、高周波回路２１が出力するベースバンド信号を復号してＧＰＳ衛星から受信したデータの内容を示すビット列を生成し、制御回路３０に対して出力する。
【００１６】
制御回路３０は、マイクロコンピュータ等であって、演算部３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３と、ＲＴＣ（Real Time Clock）３４と、モータ駆動回路３５と、を含んで構成される。
【００１７】
演算部３１は、ＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従って各種の情報処理を行う。本実施形態において演算部３１が実行する処理の詳細については、後述する。ＲＡＭ３３は、演算部３１のワークメモリとして機能し、演算部３１の処理対象となるデータが書き込まれる。特に本実施形態では、受信回路２０によって受信された衛星信号の内容を表すビット列（受信データ）が、ＲＡＭ３３内のバッファ領域に順次書き込まれる。ＲＴＣ３４は、電波時計１内部での計時に使用されるクロック信号を供給する。本実施形態に係る電波時計１では、演算部３１が、ＲＴＣ３４から供給される信号によって計時された内部時刻を、受信回路２０によって受信された衛星信号に基づいて修正して、時刻表示部５１に表示すべき時刻（表示時刻）を決定する。さらに、モータ駆動回路３５が、この決定された表示時刻に応じて、後述する駆動機構５０に含まれるモータを駆動する駆動信号を出力する。これにより、制御回路３０によって生成された表示時刻が時刻表示部５１に表示される。
【００１８】
電源４０は、二次電池等の蓄電デバイスを含んで構成され、太陽電池４１によって発電された電力を蓄積する。そして、蓄積された電力を、受信回路２０や制御回路３０に対して供給する。特に電源４０から受信回路２０への電力供給路の途中にはスイッチ４２が設けられており、このスイッチ４２のオン／オフは制御回路３０が出力する制御信号によって切り替えられる。すなわち、制御回路３０は、スイッチ４２のオン／オフを切り替えることで、受信回路２０の動作タイミングを制御できる。受信回路２０は、スイッチ４２を介して電源４０から電力が供給されている間だけ動作し、その間にアンテナ１０が受信した衛星信号の復号を行う。
【００１９】
太陽電池４１は、文字板５３の下に配置されており、電波時計１に対して照射される太陽光などの外光によって発電し、発電した電力を電源４０に供給する。
【００２０】
駆動機構５０は、前述したモータ駆動回路３５から出力される駆動信号に応じて動作するステップモータと、輪列と、を含んで構成され、ステップモータの回転を輪列が伝達することによって、指針５２を回転させる。時刻表示部５１は、指針５２及び文字板５３によって構成される。指針５２は、長針、短針、及び秒針からなり、これらの指針５２が文字板５３上を回転することによって、現在時刻が表示される。
【００２１】
操作部６０は、竜頭やボタン等を含んで構成され、電波時計１の使用者による操作を受け付けて、その操作内容を制御回路３０に対して出力する。制御回路３０は、操作部６０が受け付けた操作入力の内容に応じて衛星信号の受信等の処理を実行する。これにより、使用者は、操作部６０を操作することで、ＧＰＳ衛星からの信号の受信などの動作を電波時計１に実行させることができる。
【００２２】
ここで、ＧＰＳ衛星が送信する衛星信号の構成について、説明する。図３は、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号（航法データ）の構成を示す概要図である。同図に示されるように、各ＧＰＳ衛星は、計２５フレーム（ページ）を１セットとする航法データを繰り返し送信している。各フレームは３０秒分の信号を含んでおり、ＧＰＳ衛星は、全２５フレームの信号を１２．５分周期で送信する。さらに、各フレームは、５個のサブフレームから構成される。１フレームが３０秒なので、１個のサブフレームは６秒分の信号に相当する。さらに、１サブフレームは、１０ワードから構成され、１ワード３０ビット、１サブフレーム全体で３００ビット分の情報を含んでいる。
【００２３】
各サブフレームの先頭ワード（第１ワード）は、ＴＬＭ（TeLeMetry word）と呼ばれ、その先頭部分（すなわち、サブフレーム全体の先頭部分）には、当該サブフレームの開始位置を示すプリアンブルＰが含まれる。プリアンブルＰは、予め定められたビット列により構成されており、電波時計１は、受信回路２０が受信した受信データの中からこのプリアンブルＰを検出することで、各サブフレームの開始位置を特定できる。
【００２４】
さらに各サブフレームの２番目のワード（第２ワード）は、ＨＯＷ（HandOver Word）と呼ばれ、その先頭部分には、ＴＯＷ（Time Of Week）と呼ばれる時刻情報が含まれている。このＴＯＷは、週の始まり（日曜日の午前０：００）を起点としたＧＰＳ時刻を示す時刻情報である。このＧＰＳ時刻は、当該ＴＯＷのデータを含むサブフレームの次のサブフレームがＧＰＳ衛星から送信される送信開始タイミングの時刻を示している。電波時計１は、１又は複数のＧＰＳ衛星からこのＴＯＷのデータを受信して、週番号の情報と組み合わせることで、ＧＰＳ衛星によって計時されているＧＰＳ時刻を知ることができる。なお、週番号の情報は、各フレームの第１サブフレーム内に格納されてＧＰＳ衛星から送信されている。
【００２５】
このように、いずれかのサブフレームに含まれるＴＯＷを受信することで、電波時計１は衛星が送信している時刻情報を取得できる。しかしながら、この時刻情報が示すＧＰＳ時刻は、協定世界時に対して、閏秒によって生じる整数秒分のずれが存在する。具体的に、ＧＰＳ時刻は、ＧＰＳ衛星の最初の打ち上げ当時（１９８０年）以降に累積された閏秒の分だけ協定世界時とずれている。そのため、電波時計１は、ＧＰＳ衛星から得られるＧＰＳ時刻を、閏秒の情報を用いて協定世界時に準拠した時刻に補正する必要がある。
【００２６】
この補正に必要な閏秒に関する情報は、やはりＧＰＳ衛星から定期的に送信されている。具体的に、ＧＰＳ衛星が送信する全２５フレームの衛星信号のうち、第１８ページ目のフレームの第４サブフレーム（以下、閏秒サブフレームＦ１という）に、閏秒情報が含まれている。この閏秒サブフレームＦ１の後半５ワード（すなわち、先頭から数えて第１５１ビット以降）は、協定世界時に関する情報であって、この協定世界時に関する情報の中に、閏秒調整のためにＧＰＳ時刻に対して補正すべき整数値（以下、閏秒補正値ＬＳという）の情報が含まれている。電波時計１は、ＧＰＳ衛星から受信した信号の中からこの閏秒補正値ＬＳを抽出し、時刻情報の補正に使用する。閏秒補正値ＬＳは全航法データのうちの１個のサブフレームだけに含まれているので、１２．５分に１回の周期でＧＰＳ衛星から送信されていることになる。なお、この閏秒サブフレームＦ１には、閏秒補正値ＬＳのほかに、次回の閏秒調整の実施を予告する閏秒更新予告情報も含まれている。具体的には、次回の閏秒更新予定日を示す閏秒更新日情報ＤＬＳｆと、次回の更新後の閏秒の補正に用いられる更新後閏秒補正値ＬＳｆとが、閏秒サブフレームＦ１に格納されている。さらに閏秒更新日情報ＤＬＳｆは、更新週番号ＷＮＬＳｆと更新日番号ＤＮＬＳｆとから構成されており、両者の組み合わせにより閏秒更新予定日が特定される。電波時計１は、閏秒補正値ＬＳとともに閏秒更新日情報ＤＬＳｆ及び更新後閏秒補正値ＬＳｆもＧＰＳ衛星から受信する。
【００２７】
以下、本実施形態において制御回路３０の演算部３１が実行する処理の具体例について、説明する。演算部３１は、ＲＯＭ３２に格納されたプログラムを実行することにより、機能的に、図４に示すように、受信タイミング制御部３１ａと、受信データ処理部３１ｂと、時刻修正部３１ｃと、を実現する。
【００２８】
受信タイミング制御部３１ａは、ＧＰＳ衛星からの時刻情報の取得処理、及び閏秒情報の取得処理を行うべきタイミングで、スイッチ４２をオンに切り替える制御信号を出力し、受信回路２０を動作させて衛星信号の受信を行う。さらに、衛星信号の受信を終了すべきタイミングでスイッチ４２をオフに切り替える制御信号を出力する。具体的に、受信タイミング制御部３１ａは、定期的に時刻情報や閏秒情報の取得処理を実行してもよいし、使用者の操作部６０に対する指示操作に応じてこれらの処理を実行してもよい。また、受信タイミング制御部３１ａは、前述した閏秒更新日情報ＤＬＳｆを過去に受信している場合、この閏秒更新日情報ＤＬＳｆが示す日を経過した後に閏秒情報の取得処理を行うこととしてもよい。
【００２９】
閏秒情報を取得する場合、受信タイミング制御部３１ａは、閏秒サブフレームＦ１がＧＰＳ衛星から送信されるタイミングを予め特定する必要がある。閏秒サブフレームＦ１は１２．５分に１回しか送信されないため、閏秒サブフレームＦ１の送信タイミングが分かっていないと、長時間にわたって衛星信号の受信を続けなければ閏秒サブフレームＦ１を受信できないからである。そのために、まず受信タイミング制御部３１ａは、いずれかのサブフレームを受信する。そして、後述する受信データ処理部３１ｂによる処理結果を用いて、受信したサブフレームが何ページ目のフレームの何番目のサブフレームかを特定する。この情報により、当該サブフレームの受信から何秒後に閏秒サブフレームＦ１が送信されるかを特定できる。例えば受信データを解析することにより、第１７ページ目のフレームの第１サブフレームを受信したことを特定した場合、当該サブフレームの受信終了から４２秒後に閏秒サブフレームＦ１の先頭ビットを受信できることが分かる。
【００３０】
ここで、閏秒サブフレームＦ１の先頭ビットが電波時計１に到達するタイミングを時刻ｔ０とすると、受信タイミング制御部３１ａは、時刻ｔ０ではなく、それより後の時刻ｔ１以降に電波時計１に到達する衛星信号を受信する。図５は、閏秒情報を受信する際の受信タイミングを示す図であって、閏秒サブフレームＦ１、及びそれに続くサブフレーム（すなわち、第１８ページ目のフレームの第５サブフレーム。以下、後続サブフレームＦ２という）のデータ構造を示している。既に述べたように、閏秒補正値ＬＳ、閏秒更新日情報ＤＬＳｆ、及び更新後閏秒補正値ＬＳｆは閏秒サブフレームＦ１の後半部分に含まれており、より具体的には、図５に示すように、閏秒サブフレームＦ１の第９ワードの先頭位置から８ビット分（すなわち、閏秒サブフレームＦ１の第２４１ビット〜第２４８ビット）のデータが閏秒補正値ＬＳを表している。さらに、閏秒補正値ＬＳに続く第２４９ビット〜第２５６ビットが更新週番号ＷＮＬＳｆを、第２５７ビット〜第２６４ビットが更新日番号ＤＮＬＳｆを、それぞれ表している。また、第１０ワードの先頭位置から８ビット（すなわち、閏秒サブフレームＦ１の第２７１ビット〜第２７８ビット）が更新後閏秒補正値ＬＳｆを表している。そこで、受信タイミング制御部３１ａは、閏秒サブフレームＦ１の先頭位置の受信開始タイミング（時刻ｔ０）より後で、予測される第９ワードの受信開始タイミング（時刻ｔ２）よりは前になるように、受信開始時刻ｔ１を決定する。
【００３１】
なお、受信開始時刻ｔ１を時刻ｔ２に対してどの程度早い時刻にするかは、前回の衛星信号受信結果から予測される第９ワードの受信開始タイミング（時刻ｔ２）と、実際の受信開始タイミングとの間に生じる可能性のあるずれを考慮して決定する。すなわち、このようなずれが生じても確実に閏秒補正値ＬＳを受信できるように、想定されるずれ量以上に時刻ｔ２より早い時刻を受信開始時刻ｔ１とする。さらに受信タイミング制御部３１ａは、この受信開始時刻ｔ１以降に電波時計１に到達する衛星信号を受信できるように、受信回路２０が動作を開始してから実際に衛星信号の受信を開始するまでに必要となる信号の同期処理等の時間を考慮して、スイッチ４２をオンにして受信回路２０の動作を開始させるタイミングを決定する。
【００３２】
また、以上の説明では、少なくとも閏秒補正値ＬＳを受信できるように受信開始時刻ｔ１を決定することとしたが、受信タイミング制御部３１ａは、閏秒補正値ＬＳだけでなく、協定世界時に関するＵＴＣ関連情報（閏秒サブフレームＦ１の第６ワード〜第１０ワード）の全てを受信できるようなタイミングで閏秒情報の受信を開始してもよい。閏秒サブフレームＦ１の第６ワードから第８ワードには、協定世界時に関する情報として、ＧＰＳ時刻からより精密に協定世界時を算出するためのパラメータ（ＵＴＣパラメータ）が格納されている。閏秒補正値ＬＳだけでなく、これらのＵＴＣパラメータも用いてＧＰＳ時刻から協定世界時を算出する場合には、受信タイミング制御部３１ａは、第９ワードの受信開始タイミング（時刻ｔ２）ではなく、第６ワードの受信開始タイミングより早い時刻に衛星信号の受信を開始するように受信開始時刻ｔ１を決定すればよい。
【００３３】
さらに、受信タイミング制御部３１ａは、閏秒情報を受信する際の受信終了時刻ｔ４を、少なくとも後続サブフレームＦ２の先頭部分に含まれるプリアンブルＰの受信を終了するタイミング（時刻ｔ３）より後になるように決定する。これにより、閏秒情報の受信時には、受信回路２０は、閏秒サブフレームＦ１の途中から受信を開始し、少なくとも、閏秒補正値ＬＳ、閏秒更新日情報ＤＬＳｆ、更新後閏秒補正値ＬＳｆ、及び後続サブフレームＦ２の先頭のプリアンブルＰ（図５中において網がけで示した部分）を含む衛星信号を受信することになる。図５の期間Ｔ１は、この場合における衛星信号の受信期間（すなわち、受信されるデータの範囲）を示している。なお、受信タイミング制御部３１ａは、プリアンブルＰだけでなく、それに続く後続サブフレームＦ２内のＴＯＷデータまでを含む衛星信号を受信できるように、ＴＯＷデータの受信終了タイミング（時刻ｔ５）より後になるような時刻ｔ６を受信終了時刻として決定してもよい。図５における期間Ｔ２は、この場合における衛星信号の受信期間を示している。
【００３４】
受信データ処理部３１ｂは、受信タイミング制御部３１ａによる制御の結果、受信回路２０が受信してＲＡＭ３３に書き込んだ受信データを解析して、ＧＰＳ時刻の情報及び閏秒補正値ＬＳを抽出する。具体的に、受信データ処理部３１ｂは、受信データに含まれるＴＯＷの値から、ＧＰＳ時刻を取得する。このＧＰＳ時刻情報の取得処理は、公知の方法で実現されてよい。また、受信データ処理部３１ｂは、以下に説明するように、閏秒サブフレームＦ１及び後続サブフレームＦ２の受信結果を用いて、閏秒補正値ＬＳを抽出する。
【００３５】
一般的に、サブフレームに含まれる情報を抽出する際には、まずプリアンブルＰを検出することによってサブフレームの先頭位置を特定し、この先頭位置より後の部分に含まれる当該サブフレーム内のデータを抽出する。しかしながら、本実施形態では、既に述べたように、閏秒情報の受信時には閏秒サブフレームＦ１の途中から受信を開始することとしている。そのため、閏秒サブフレームＦ１のプリアンブルＰは受信データ内に含まれていない。そこで受信データ処理部３１ｂは、まず受信データの中から後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰを検出する。このプリアンブルＰの先頭位置が、後続サブフレームＦ２の先頭位置を表していることになる。
【００３６】
後続サブフレームＦ２の先頭位置を検出すると、受信データ処理部３１ｂは、受信データのビット列中から検出された先頭位置より前の、当該先頭位置に応じて決まる所定の部分を、閏秒補正値ＬＳを示す部分として抽出する。具体的に、受信データ処理部３１ｂは、受信データのビット列中において、後続サブフレームＦ２の開始位置から数えて６０ビット手前の位置から８ビット分を、閏秒補正値ＬＳを示すビット列として抽出する。このように、後続サブフレームＦ２の開始位置を手がかりに閏秒補正値ＬＳが格納された受信データ中の位置を特定することで、閏秒補正値ＬＳが格納されている閏秒サブフレームＦ１の先頭位置から衛星信号を受信する必要がなくなる。仮に閏秒サブフレームＦ１の先頭のプリアンブルを受信できるように衛星信号の受信を開始したとすると、図５において期間Ｔ３として示されるように、約６秒以上の受信時間が必要となる。これに対して本実施形態に係る電波時計１によれば、閏秒情報の受信に要する時間を最短で約２秒程度に短縮することができる。これにより、閏秒情報を受信する際に、スイッチ４２をオンにして受信回路２０を動作させる期間を短くでき、電力消費を減らすことができる。
【００３７】
なお、閏秒情報を受信する際に、後続サブフレームＦ２の第２ワード（ＨＯＷ）に含まれるＴＯＷまでが受信対象とされた場合、受信データ処理部３１ｂは、このＴＯＷの値をＧＰＳ時刻の情報として抽出し、後述する時刻修正部３１ｃによる時刻修正処理のために提供してもよい。
【００３８】
時刻修正部３１ｃは、受信データ処理部３１ｂによって得られたＧＰＳ時刻の情報及び閏秒補正値ＬＳを用いて、電波時計１の内部で計時されている内部時刻の修正を行う。すなわち、時刻修正部３１ｃは、制御回路３０内で計時されている内部時刻を、ＧＰＳ時刻に閏秒補正値ＬＳを加算して得られる協定世界時の時刻に一致するよう修正して表示時刻を決定する。
【００３９】
具体的に、前述の通り閏秒補正値ＬＳを受信する際に併せて後続サブフレームＦ２内のＴＯＷデータを受信した場合には、時刻修正部３１ｃは、このＴＯＷデータを用いてＧＰＳ時刻を算出した上で、当該算出されたＧＰＳ時刻を閏秒補正値ＬＳにより補正する。このようにして得られた協定世界時の時刻は、後続サブフレームＦ２の次のサブフレーム（すなわち、第１９ページ目のフレームの第１サブフレーム）のＧＰＳ衛星による送信開始タイミングの時刻を表す。そこで時刻修正部３１ｃは、後続サブフレームＦ２の次のサブフレームの送信開始タイミングで、算出された協定世界時を用いた内部時刻の更新処理を実行する。なお、後続サブフレームＦ２の次のサブフレームの送信開始タイミングは、後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰを受信したタイミングに基づいて特定できる。あるいは時刻修正部３１ｃは、閏秒補正値ＬＳ及びＴＯＷデータの受信を終えた後、次のサブフレームの開始タイミングを待たずに、受信データに基づいて協定世界時による時刻を算出し、算出した時刻から後続サブフレームＦ２の次のサブフレームの送信開始タイミングまでの時間を差し引いた時刻により、直ちに内部時刻の更新処理を実行してもよい。
【００４０】
また、閏秒補正値ＬＳの受信時にＴＯＷデータの受信を行わない場合には、時刻修正部３１ｃは、新たに受信した閏秒補正値ＬＳが、過去に取得された閏秒補正値ＬＳ（又は初期値として記憶されている閏秒補正値ＬＳ）に対して変化しているか否かを判定する。そして、変化している場合には、その変化量（差分）を用いて制御回路３０内で計時されている内部時刻を補正する処理を行う。このような処理を実現するため、受信データ処理部３１ｂは、受信データから抽出された閏秒補正値ＬＳをＲＡＭ３３内に書き込んで保持しておくこととする。なお、この場合においても、時刻修正部３１ｃは、ＴＯＷデータを閏秒補正値ＬＳと併せて受信した場合と同様に、後続サブフレームＦ２の次のサブフレームの受信開始タイミングで内部時刻の更新処理を実行してもよいし、新たな閏秒補正値ＬＳの受信後直ちに内部時刻の更新処理を実行してもよい。
【００４１】
ここで、本実施形態に係る電波時計１が実行する処理の流れの一例について、図６のフロー図を用いて説明する。
【００４２】
まず受信タイミング制御部３１ａが、受信開始時刻ｔ１に応じて決まるタイミングで、スイッチ４２をオンに切り替え、受信回路２０の動作を開始させる（Ｓ１）。これにより、受信回路２０は、衛星信号を受信して得られた受信データをＲＡＭ３３に順次書き込む処理を開始する（Ｓ２）。受信回路２０の動作開始後、受信タイミング制御部３１ａは、受信終了時刻ｔ４の到来を待って（Ｓ３）、スイッチ４２をオフに切り替える（Ｓ４）。この時点で、ＲＡＭ３３内には受信開始時刻ｔ１から受信終了時刻ｔ４までの期間に受信されたデータが格納されていることになる。
【００４３】
その後、受信データ処理部３１ｂが、受信データを解析して、その中から後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰを検出する（Ｓ５）。プリアンブルＰが検出されると、受信データ処理部３１ｂは、その検出位置に基づいて閏秒補正値ＬＳの受信データ内における位置を特定し、閏秒補正値ＬＳの抽出を行う（Ｓ６）。
【００４４】
続いて、時刻修正部３１ｃが、Ｓ６で抽出された閏秒補正値ＬＳを用いて、協定世界時（ＵＴＣ）に基づく時刻情報を演算する（Ｓ７）。そして、演算された時刻情報を用いて電波時計１内で計時されている内部時刻を更新する（Ｓ８）。
【００４５】
以上説明した本実施形態に係る電波時計１によれば、閏秒サブフレームＦ１の途中から閏秒情報の受信を開始し、後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰまでを受信することで、閏秒情報を受信する際の受信時間を短くすることができる。そして、閏秒サブフレームＦ１のプリアンブルＰを受信していないにも関わらず、後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰを利用することで受信データ中に含まれる閏秒補正値ＬＳを正確に抽出することができる。
【００４６】
なお、以上の説明では、電波時計１は閏秒情報の受信時には閏秒サブフレームＦ１の途中から後続サブフレームＦ２の途中までの衛星信号を受信することとしたが、これとは異なり、複数個のＴＯＷデータを含むような受信期間にわたって衛星信号の受信を行ってもよい。例えば電波時計１は、図５において期間Ｔ３として示したように、閏秒サブフレームＦ１の先頭部分を受信するタイミング（時刻ｔ０）より以前のタイミングから衛星信号の受信を開始し、後続サブフレームＦ２に含まれるＴＯＷのデータを受信し終えるタイミングまで受信回路２０による受信を継続する。このように連続する２以上のサブフレームのそれぞれに含まれるＴＯＷを受信することで、電波時計１は、受信データに含まれる閏秒情報の信頼性を検証することができる。すなわち、連続する２つのサブフレームのそれぞれから得られる２つのＴＯＷの値には、１回のサブフレームの送信に必要な６秒分に相当する時間差があるはずである。そこで、演算部３１は、複数のＴＯＷの間の時間差を検証することで、正確にＴＯＷの情報を受信できているかを確認する。もし連続して受信した２つのＴＯＷの間の時間差が６秒にならなければ、受信エラーが発生している可能性があり、これらのＴＯＷを受信した際の受信データの信頼性は低いことが予想される。その場合、演算部３１は、後に閏秒サブフレームＦ１が送信されるタイミングで、再度閏秒情報の受信を行うこととする。そして、前回受信時に得られた閏秒補正値ＬＳと新たに得られた閏秒補正値ＬＳとを比較することにより、ＧＰＳ衛星から送信された正しい閏秒補正値ＬＳを復号できていたかを確認する。このような処理を行うことにより、電波時計１は、信頼性の高い閏秒補正値ＬＳを取得することができる。
【００４７】
また、本発明の実施の形態は、以上説明したものに限られない。例えば本実施形態に係る電波時計１は腕時計であることとしたが、これ以外にも、衛星信号を受信して時刻情報の修正を行う各種の時計であってよい。また、以上の説明において制御回路３０の演算部３１が実行することとした処理の少なくとも一部は、独立したロジック回路等の演算回路によって実現されることとしてもよい。
【００４８】
また、以上の説明においては、受信タイミング制御部３１ａは閏秒情報の受信開始前に受信開始時刻ｔ１及び受信終了時刻ｔ４を決定し、受信データ処理部３１ｂは、時刻ｔ１からｔ４までの間の受信データが全て受信されてＲＡＭ３３内に格納されてから、後続サブフレームＦ２のプリアンブルＰの検出、及び閏秒補正値ＬＳの抽出を行うこととしている。しかしながら、受信タイミング制御部３１ａは、受信開始時刻ｔ１だけを予め決定して、閏秒サブフレームＦ１の途中から閏秒情報の解析を開始してもよい。この場合、受信タイミング制御部３１ａは、衛星信号の受信中にデコード回路２２によって順次ＲＡＭ３３内に書き込まれていく受信データを監視し、その中からプリアンブルＰを検出すると、当該プリアンブルＰの検出に応じて受信処理の終了タイミングを決定する。この場合、受信タイミング制御部３１ａは、プリアンブルＰの検出後直ちに受信回路２０による受信処理を停止してもよいし、プリアンブルＰの検出後、続くＴＯＷの受信に必要な時間の経過を待ってから受信処理を停止してもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  電波時計、１０  アンテナ、２０  受信回路、２１  高周波回路、２２  デコード回路、３０  制御回路、３１  演算部、３１ａ  受信タイミング制御部、３１ｂ  受信データ処理部、３１ｃ  時刻修正部、３２  ＲＯＭ、３３  ＲＡＭ、３４  ＲＴＣ、３５  モータ駆動回路、４０  電源、４１  太陽電池、４２  スイッチ、５０  駆動機構、５１  時刻表示部、５２  指針、５３  文字板、６０  操作部。
【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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