(57)【要約】【課題】時刻情報を迅速に取得でき、かつ電力消費を抑えた電子時計を提供する。【解決手段】ＧＰＳ付き腕時計は、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を捕捉するとともに、捕捉した衛星信号を受信し、受信した衛星信号に基づいて情報を取得するＧＰＳ受信部１０と、取得した情報を表示制御する時刻表示装置２０と、衛星信号に含まれる時刻情報を取得する測時モードおよび衛星信号に含まれる位置情報を取得して当該電子時計の位置を演算する測位モードを切り替える受信モード設定部２１５と、測位モードにおいて、信号受信閾値の初期値を、上限値に設定するとともに、相関回数に応じて信号受信閾値を段階的に所定の下限値まで減少させ、測時モードにおいて、信号受信閾値を下限値に固定する閾値設定部１５と、を具備した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の位置情報衛星から送信される衛星信号から捕捉可能な衛星信号をサーチするサーチ処理を実施し、サーチ処理により捕捉された衛星信号のうち、信号強度が所定の信号受信閾値以上となる衛星信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した衛星信号に基づいて所定の情報を取得する情報取得手段と、
取得した情報を表示する表示手段と、
前記情報取得手段により前記衛星信号に含まれる時刻情報を取得する測時モード、および前記情報取得手段により前記衛星信号に含まれる位置情報を取得して当該電子時計の位置を演算する測位モードを切り替えるモード切替手段と、
前記モード切替手段により切り替えられるモードに応じて、前記信号受信閾値を設定する閾値設定手段と、を備え、
前記閾値設定手段は、
前記測位モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値の初期値を、所定の測位用閾値に設定するとともに、全位置情報衛星の前記衛星信号に対して前記サーチ処理を実施した回数であるサーチ回数に応じて、前記信号受信閾値を段階的に減少させ、
前記測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測位用閾値未満、所定の下限値以上となる測時用固定閾値に設定する
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、
前記測位モードおよび前記測時モードのうち、いずれか一方のモードに切り替える旨の設定情報を入力可能な入力手段を備え、
前記モード切替手段は、
前記入力手段から前記設定情報が入力されて前記衛星信号を受信する場合に、この設定情報に基づいて、前記測時モードおよび前記測位モードのいずれか一方に前記モードを切り替え、
所定時刻に前記衛星信号を受信する場合に、前記時刻情報を取得する自動測時モードに切り替え、
前記閾値設定手段は、
前記測時モードに切り替えられた場合、前記信号受信閾値として、前記測位用閾値より小さく、下限値より大きい測時用固定閾値を設定し、
前記自動測時モードに切り替えられた場合、前記信号受信閾値を、前記下限値に設定する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電子時計において、
前記モード切替手段は、前記測時モードに切り替えられた場合に、さらに、前記時刻情報のみを取得する通常測時モードと、前記衛星信号に含まれる年月日情報および前記時刻情報を取得する詳細測時モードとを切り替え、
前記閾値設定手段は、
前記通常測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測時用固定閾値に設定し、
前記詳細測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測位用閾値より小さく、前記測時用固定閾値より大きい第二測時用固定閾値に設定する
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、
前記受信手段は、前記測時モードにおいて、所定数の衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合に、前記サーチ処理を停止させる
ことを特徴とする電子時計。
【請求項５】
請求項４に記載の電子時計において、
光を受光して発電するソーラーセルと、ソーラーセルにおける発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、
前記受信手段は、前記測時モードにおいて、前記発電量検出手段により検出される発電量の変動値が所定値以上である場合は、所定数の衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合でも、前記情報取得手段により前記時刻情報が取得されるまで、前記サーチ処理を継続させる
ことを特徴とする電子時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子時計において、
時刻をカウントする内部計時部と、
前記情報取得手段により取得された前記時刻情報に基づいて、前記内部計時部によりカウントされる前記時刻を修正する時刻修正手段と、を備え、
前記時刻修正手段は、前記測時モードにおいて、前記情報取得手段により取得される前記時刻情報の時刻と、前記内部計時部の時刻との時刻差が所定値以下である場合に、前記時刻情報に基づいて前記内部計時部の時刻を修正する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の電子時計において、
時刻をカウントする内部計時部と、
前記情報取得手段により取得された前記時刻情報に基づいて、前記内部計時部によりカウントされる前記時刻を修正する時刻修正手段と、を備え、
前記時刻修正手段は、前記測時モードにおいて、前記受信手段により、２つ以上の衛星信号が捕捉され、かつこれらの捕捉された衛星信号の信号強度が所定の信号強度よりも小さい場合、これらの衛星信号から取得される前記時刻情報が略一致しており、かつこれらの前記時刻情報の時刻と、前記内部計時部の時刻との時刻差が所定値以下である場合に、前記時刻情報に基づいて前記内部計時部の時刻を修正する
ことを特徴とする電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＧＰＳ衛星などの位置情報衛星から衛星信号を受信して現在の日付や時刻を求める電子時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自己位置を測位するためのシステムであるＧＰＳ（Global Positioning System）システムでは、地球を周回する軌道を有するＧＰＳ衛星が用いられており、このＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信して、衛星信号に含まれる時刻情報や位置情報に基づいて、時刻修正処理や、現在位置を測位する処理を実施するＧＰＳ装置が実用化されている。
【０００３】
ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号の捕捉では、相関値や信号強度に閾値を持たせ、その閾値以上の信号レベルの衛星信号を受信して以降の同期処理およびＮＡＶデータデコード処理の可否を判別させる。これにより、ノイズなどの影響が小さい良質の電波波形の信号を受信することができ、測位精度や日付時刻修正精度を向上させることが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載のＧＰＳ受信装置は、高仰角衛星の衛星信号を受信すると、その衛星の受信信号レベルをメモリーに格納し、メモリーに格納されたデータが所定数以上となると、これらのデータの平均値（移動平均）を算出する。そして、ＧＰＳ受信装置は、受信信号レベルに対する最適閾値の対応関係を示すテーブルデータを参照し、前記移動平均に対する最適閾値を設定して、低仰角衛星の衛星信号やマルチパスを排除する方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＧＰＳ受信装置において、衛星信号に含まれる位置情報に基づいて、現在位置を求める測位演算を実施する場合、データサイズが大きい位置情報を取得するために、長時間の受信処理が必要であり、信頼性の高い情報を少なくとも３つ以上取得する必要もある。このため、高仰角衛星からの信号強度の大きい衛星信号を受信することが好ましい。
一方、衛星信号から時刻情報のみを取得して、時刻修正を実施する電子時計では、測位演算で必要となるような信号強度が高い衛星信号は必ずしも必要とはならない。つまり、衛星信号に含まれる時刻情報は、位置情報に比べてデータサイズが小さく、時刻情報の取得に要する時間も、測位演算時よりも短くてよい。また、ノイズ成分が含まれる場合であっても、時刻情報へのノイズの影響が十分小さいため、測位演算時よりも信号強度が低い衛星信号で時刻情報を取得することが可能となる。つまり、低仰角に位置するＧＰＳ衛星からの衛星信号やマルチパスの衛星信号など、信号強度が低い衛星信号であっても、時刻情報を取得することが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のようなＧＰＳ受信装置では、最適閾値に基づいて、高仰角衛星からの衛星信号のみを受信し、低仰角衛星からの衛星信号やマルチパスの衛星信号をカットしてしまう。したがって、ＧＰＳ受信装置が室内や建物近傍など、高仰角衛星からの衛星信号が受信できない受信環境が悪い状況下にある場合、仮に時刻情報を取得可能な低仰角衛星からの衛星信号やマルチパスの衛星信号が入力されているとしても、時刻情報を取得することができないという問題がある。
【０００８】
また、ＧＰＳ受信装置には、受信可能な衛星信号の信号強度の閾値を、経過時間に応じて低下させることで、受信開始時点で受信できなかった衛星信号を、所定時間経過後に受信できるようにする装置もある。しかしながら、この場合、受信開始時から情報取得までの時間が長くなり、結果消費電力も大きくなるという問題がある。特に、腕時計のような小型の電子時計では、供給される電力に限度があるため、このような長時間の受信処理を実施することは消費電力上、好ましくない。
【０００９】
本発明は上記のような問題に鑑みて、時刻情報を迅速に取得でき、かつ電力消費を抑えた電子時計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】
本発明の電子時計は、複数の位置情報衛星から送信される衛星信号から捕捉可能な衛星信号をサーチするサーチ処理を実施し、サーチ処理により捕捉された衛星信号のうち、信号強度が所定の信号受信閾値以上となる衛星信号を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した衛星信号に基づいて所定の情報を取得する情報取得手段と、取得した情報を表示する表示手段と、前記情報取得手段により前記衛星信号に含まれる時刻情報を取得する測時モード、および前記情報取得手段により前記衛星信号に含まれる位置情報を取得して当該電子時計の位置を演算する測位モードを切り替えるモード切替手段と、前記モード切替手段により切り替えられるモードに応じて、前記信号受信閾値を設定する閾値設定手段と、を備え、前記閾値設定手段は、前記測位モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値の初期値を、所定の測位用閾値に設定するとともに、全位置情報衛星の前記衛星信号に対して前記サーチ処理を実施した回数であるサーチ回数に応じて、前記信号受信閾値を段階的に減少させ、前記測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測位用閾値未満、所定の下限値以上となる測時用固定閾値に設定することを特徴とする。
【００１１】
ここで、全位置情報衛星の衛星信号に対してサーチ処理（相関処理）を実施する場合、その相関処理に要する時間（相関所要時間）はほぼ決まった時間となる。したがって、測位モードにおいて、閾値設定手段は、相関回数をカウントして、所定の相関回数がカウントされる毎に、信号受信閾値を減少させる処理をしてもよく、相関所要時間を計測して、所定の相関回数の相関処理に要する時間毎に、信号受信閾値を減少させる処理をしてもよい。
【００１２】
この発明では、電子時計は、モード切替手段により、位置を計測する測位モードと、時刻情報を取得する測時モードとを切り替え可能であり、閾値設定手段は、これらのモードに応じて、衛星信号を受信する際の信号受信閾値を設定する。
すなわち、測位モードでは、少なくとも３つ以上の衛星信号から位置情報衛星信号の位置情報（軌道情報）を取得し、これらの情報に基づいて位置を演算する処理を実施するため、時刻情報のみを取り出す測時モードに比べて、より精度の高い正確な情報が必要となる。したがって、測位モードにおける衛星信号の受信では、信号受信閾値の初期値として、高レベル値の測位用閾値を設定する。そして、この測位用閾値で衛星信号が捕捉されない場合に、相関回数に応じて信号受信閾値を段階的に減少させる。これにより、信号強度の高い衛星信号を優先して捕捉することが可能となり、適切な位置演算処理を実施することが可能となる。
【００１３】
一方、測時モードでは、送信される衛星信号から時刻情報のみを取得すればよい。このような場合測位モードのような精度の高い衛星信号は要求されず、信号強度が弱くノイズ成分が含まれる衛星信号であっても、十分に時刻情報を取得することが可能となる。したがって、時刻情報を取得可能な信号強度を有する衛星信号であれば、いずれの位置情報衛星からの衛星信号を受信してもよい。
このため、本発明では、測時モードにおいて、閾値設定手段は、測位用閾値未満で、所定の下限値以上となる測時用固定閾値を設定して固定する。ここで、下限値とは、取得した衛星信号から情報を取得可能な最低信号強度であり、この下限値よりも小さい信号強度の衛星信号では、ノイズ成分などが多く、正確な情報を取得することが困難となる。
このような測時用固定閾値を設定することで、測時モードにおける受信開始から受信完了までの時間を、短縮させることができる。すなわち、電子時計に、測時用固定閾値以上測位用閾値未満の信号強度を有する衛星信号が入力される場合において、測位モードと同様の測時用固定閾値により測時モードの受信処理を実施した場合、受信開始時に衛星信号が捕捉されず、例えば所定回の相関処理を実施して、信号受信閾値が減少させられた後に、衛星信号を捕捉することが可能となる。これに対して、測時モードにおいて、信号受信閾値が、測位用閾値より小さい測時用固定閾値に固定されているので、信号強度が測時用固定閾値以上となる衛星信号であれば捕捉することができる。したがって、上記のように、測時用固定閾値以上測位用閾値未満の信号強度を有する衛星信号が入力される場合、受信開始時から衛星信号を捕捉することが可能となる。これにより、衛星信号の捕捉にかかる時間が短縮され、情報処理手段による時刻情報の取得（デコード処理）完了までの時間もより早くなる。したがって、測時モードにおいて、衛星信号の受信動作に要する消費電力も減少し、電池電圧を長時間維持させることができる。また、電池電圧の電力低下を抑えることができるため、電圧低下によるシステムダウンをも防止することができる。
【００１４】
本発明の電子時計では、前記測位モードおよび前記測時モードのうち、いずれか一方のモードに切り替える旨の設定情報を入力可能な入力手段を備え、前記モード切替手段は、前記入力手段から前記設定情報が入力されて前記衛星信号を受信する場合に、この設定情報に基づいて、前記測時モードおよび前記測位モードのいずれか一方に前記モードを切り替え、所定時刻に前記衛星信号を受信する場合に、前記時刻情報を取得する自動測時モードに切り替え、前記閾値設定手段は、前記測時モードに切り替えられた場合、前記信号受信閾値として、前記測位用閾値より小さく、下限値より大きい測時用固定閾値を設定し、前記自動測時モードに切り替えられた場合、前記信号受信閾値を、前記下限値に設定することが好ましい。
【００１５】
この発明では、モード切替手段は、利用者による入力手段の操作により設定情報が入力されたか否かにより、手動モードと自動測時モードを切り替える。手動モードは、前記測位モードと、前記測時モードとがあり、設定情報に基づいて適宜切り替えられる。自動測時モードは、入力手段から設定情報が入力されない場合に設定され、定刻に自動で時刻情報を取得するモードである。そして、モード切替手段により、自動測時モードに切り替えられた場合、閾値設定手段は、信号受信閾値として下限値を設定して固定する。
衛星信号の受信において、信号強度が小さい衛星信号では、ノイズ成分も多く含まれるため、情報処理手段による情報取得処理（デコード処理）に多く時間がかかる場合がある。また、手動モードで測時モードによる処理（測時処理）を実施する場合、利用者が意図的に電子時計を受信環境の良好な位置に維持することが考えられる。したがって、手動モードでは、比較的信号強度が大きい衛星信号が電子時計に入力されることが予想される。ここで、信号受信閾値が下限値に設定されていると、信号強度が小さい衛星信号も捕捉され、利用者は処理が完了するまでに長時間待たされる場合がある。
これに対して、本発明のように、手動測時モードでは、測時用固定閾値を下限値より大きくすることで、例えば下限値と略同値の信号強度を有する衛星信号など、信号強度が極めて小さい衛星信号を除外することができ、より迅速に測時処理を完了させることができる。
一方、自動測時モードでは、利用者の意思に関係なく、定刻に実施される測時処理であり、受信時間が長時間となっても、利用者を待たせることはない。また、例えば夜間など、電子時計が室内にある場合、受信環境が悪く、下限値近傍の信号強度しか捕捉できない場合がある。したがって、自動測時モードにおいて、信号受信閾値を下限値に設定することで、室内のような受信環境が悪い状態であっても、時刻情報を取得することができる。
【００１６】
本発明の電子時計は、前記モード切替手段は、前記測時モードに切り替えられた場合に、さらに、前記時刻情報のみを取得する通常測時モードと、前記衛星信号に含まれる年月日情報および前記時刻情報を取得する詳細測時モードとを切り替え、前記閾値設定手段は、前記通常測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測時用固定閾値に設定し、前記詳細測時モードに切り替えられた場合に、前記信号受信閾値を、前記測位用閾値より小さく、前記測時用固定閾値より大きい第二測時用固定閾値に設定することが好ましい。
【００１７】
位置情報衛星としてＧＰＳ衛星を利用する場合、ＧＰＳ衛星では、６個のサブフレームにより構成される衛星信号を３０秒間隔で送信し、各サブフレーム１〜６は、それぞれ６秒間隔で送信される。ここで、時刻情報は、各サブフレームに含まれる情報であり、年月日情報はサブフレーム１のみに含まれる情報である。つまり、時刻情報は、６秒間隔で送信され、年月日情報は３０秒間隔で送信される。したがって、時刻情報のみの受信では、信号強度が小さい衛星信号で、ノイズ成分などにより情報が取得できなかった場合でも、６秒後に送信されるサブフレームにより、再度情報取得を試みることができる。一方で、年月日情報は、３０秒間隔で送信されるため、信号強度が小さい衛星信号で、ノイズ成分などにより情報が取得できなかった場合、３０秒後のサブフレーム１の送信を待つ必要がある。したがって、詳細測時モードにおいて、信号強度が小さい衛星信号から情報を取得する場合、受信時間が長くなる場合がある。
ここで、本発明では、詳細測時モードにおいて、時刻情報のみを取得する通常測時モードで設定される測時用固定閾値よりも大きく、測位用閾値よりも小さい第二測時用固定閾値が用いられる。このため、詳細測時モードにおいても、信号強度が高い衛星信号を優先的に受信することができ、年月日情報の取得失敗により受信時間が長時間になる不都合を防止できる。
【００１８】
本発明の電子時計では、前記受信手段は、前記測時モードにおいて、所定数の衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合に、前記サーチ処理を停止させることが好ましい。
【００１９】
ここで、所定数とは、２以上の整数である。測時モードでは、１つの衛星信号から時刻情報を取得できれば、取得した情報に基づいて時刻を修正することができる。しかしながら、信号強度の小さい衛星信号を１つのみ捕捉して情報を取得する場合、受信環境の変化などにより、信号強度が落ち込むと情報の取得が困難となる場合もあり、この場合、タイムアウトにより受信失敗となる場合がある。また、時刻情報の取得完了までの間、衛星信号のサーチ処理を継続して実施する構成とした場合、消費電力が大きくなるという問題がある。
これに対して、本発明のように、所定数の衛星信号を捕捉した後にサーチ処理を停止すると、これらの衛星信号のうち、いずれか１つの衛星信号の信号強度が落ち込み、デコード処理が困難となった場合でも、他の衛星信号により情報を取得することができる。これにより、受信手段により信号強度の小さい衛星信号しか捕捉できなかった場合でも、安定した受信動作を実施することができ、受信時間を短縮することができる。また、衛星信号が所定数捕捉された状態で、サーチ処理が停止されるため、サーチ処理に要する消費電力も抑えることができる。
一方、所定数の衛星信号を捕捉した後にサーチ処理を停止させる条件のみの場合では、信号強度の大きい衛星信号が１つのみ捕捉され、他の衛星信号が捕捉できない状態においても、サーチ処理が継続して実施されてしまい、消費電力も大きくなるおそれもある。これに対し、本発明では、所定信号強度以上の信号強度を有する衛星信号が捕捉された場合においても、サーチ処理を停止させる。すなわち、信号強度が大きい衛星信号を受信できれば、所定数の衛星信号を受信できなくても、早期に時刻情報を受信することができる。また、信号強度が所定値以上となる衛星信号が捕捉されると、サーチ処理が停止されるため、消費電力も抑えることができる。
以上のように、衛星信号の捕捉数、および捕捉した衛星信号の信号強度に基づいて、サーチ処理を停止させることで、衛星信号を安定して受信することができるとともに、受信動作をより迅速に実施することができ、電力消費を抑えることができる。
【００２０】
ここで、本発明の電子時計は、光を受光して発電するソーラーセルと、ソーラーセルにおける発電量を検出する発電量検出手段と、を備え、前記受信手段は、前記測時モードにおいて、前記発電量検出手段により検出される発電量の変動値が所定値以上である場合は、所定数の衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合でも、前記情報取得手段により前記時刻情報が取得されるまで、前記サーチ処理を継続させる構成としてもよい。
【００２１】
この発明では、上記のように、衛星信号の捕捉数、および捕捉した衛星信号の信号強度に基づいて、サーチ処理の停止を実施するが、この時、ソーラーセルによる発電量が所定値以上変動する場合は、サーチ処理を継続させる。ここで、ソーラーセルによる発電量が変動する状態では、利用者が当該電子時計を腕に装着した状態で歩行している状況が考えられ、このような状況では、例えば利用者が建物の影に入ったりすることで、受信環境が悪化する場合がある。このような場合、上記のようにサーチ処理を停止させると、衛星信号が捕捉されていても、情報取得中に電波が遮断されて受信動作が停止されてしまう場合もあり、安定した衛星信号の受信処理が実施できず、受信時間も長くなる場合がある。
本発明では、発電量検出手段により検出されるソーラーセルでの発電量の変動値により、利用者が歩行中であるか否かを容易に判断することができる。そして、ソーラーセルでの発電量の変動量が所定値以上であり、利用者が歩行中であると判断した場合、受信手段は、サーチ処理を継続させる。これにより、利用者の移動により受信環境が変化し、すでに捕捉した衛星信号の信号強度が落ち込み、受信動作が不可能となった場合でも、サーチ処理により他の信号強度の大きい衛星信号をサーチし、捕捉することができる。したがって、利用者が歩行中である場合においても、受信可能な衛星信号をサーチし続けることで、受信失敗などの不都合を防止することができる。
【００２２】
本発明の電子時計は、時刻をカウントする内部計時部と、前記情報取得手段により取得された前記時刻情報に基づいて、前記内部計時部によりカウントされる前記時刻を修正する時刻修正手段と、を備え、前記時刻修正手段は、前記測時モードにおいて、前記情報取得手段により取得される前記時刻情報の時刻と、前記内部計時部の時刻との時刻差が所定値以下である場合に、前記時刻情報に基づいて前記内部計時部の時刻を修正することが好ましい。
【００２３】
この発明では、時刻修正手段は、衛星信号から取得した時刻情報の時刻と、内部計時部によりカウントされる時刻との差が大きい場合にのみ、内部計時部の時刻を時刻情報の時刻に修正する。ここで、内部計時部は、電池の電力残量がなくなった場合や初期化処理を実施した場合を除き、常に時刻をカウントし続けるものである。このような内部計時部によりカウントされる時刻は、現在時刻との差が非常に小さくなる。したがって、定期的に内部計時部の時刻修正を実施している場合、内部計時部の時刻と衛星信号から取得される時刻との差も小さい値となる。このため、これらの内部計時部の時刻と衛星信号に含まれる時刻情報の時刻との差が所定値以上である場合、時刻情報にノイズ成分が含まれるために、正確な時刻が取得できなかったと判断でき、このような場合、時刻修正手段は、内部計時部の時刻修正を実施しない。これにより、誤った時刻情報により、内部計時部の時刻が誤った時刻に設定され、表示手段により誤った時刻が表示される不都合を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の電子時計は、時時刻をカウントする内部計時部と、前記情報取得手段により取得された前記時刻情報に基づいて、前記内部計時部によりカウントされる前記時刻を修正する時刻修正手段と、を備え、前記時刻修正手段は、前記測時モードにおいて、前記受信手段により、２つ以上の衛星信号が捕捉され、かつこれらの捕捉された衛星信号の信号強度が所定の信号強度よりも小さい場合、これらの衛星信号から取得される前記時刻情報が略一致しており、かつこれらの前記時刻情報の時刻と、前記内部計時部の時刻との時刻差が所定値以下である場合に、前記時刻情報に基づいて前記内部計時部の時刻を修正する構成としてもよい。
【００２５】
この発明では、上記と同様に、内部計時部の時刻と時刻情報の時刻とを比較するが、この時、時刻修正手段は、２つ以上の衛星信号を捕捉して、これらの捕捉した衛星信号から取得した各時刻情報がそれぞれ一致し、かつこの一致した時刻情報の時刻と内部計時部の時刻との差が所定値以内である場合に、内部計時部の時刻を修正する。
すなわち、２つ以上の衛星信号において、データ上の同位置にノイズが入る可能性は小さいため、これらの衛星信号の時刻情報が一致している場合、ノイズ成分が入っていない信頼性の高い時刻情報であると判断できる。したがって、時刻修正手段は、２つ以上の衛星信号の時刻情報が一致する場合に、内部計時部の時刻を修正することで、信頼性の高い時刻修正を実施することができる。一方、２つ以上の衛星信号の時刻情報が一致している場合でも、データ上の同位置にノイズが入った場合、これらの時刻情報により正確な時刻を設定することが困難になる。この場合でも、時刻修正手段は、上記発明と同様に、内部計時部の時刻と時刻情報の時刻との差を算出し、この差が所定値以内である場合にのみ、内部計時部の時刻を修正し、誤った時刻に修正されることを防止する。
以上により、より信頼性の高い時刻修正を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る第１実施形態の電子時計であるＧＰＳ付き腕時計を示す概略図である。
【図２】ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号（航行メッセージ）の構成を説明するための概略構成図である。
【図３】前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の回路構成について説明するための図である。
【図４】前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計の衛星信号の受信処理を示すフローチャートである。
【図５】前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計の衛星信号の受信処理における測位モードの受信動作を示すフローチャートである。
【図６】前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計の衛星信号の受信処理における測時モードの受信動作を示すフローチャートである。
【図７】前記実施形態の測時モードにおける信号受信状態と、比較例における信号受信状態とを比較する図である。
【図８】前記実施形態および比較例における測時モードの信号強度と時刻情報取得までに要する時間との関係を示す図である。
【図９】第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の各モードにおいて設定される信号受信閾値を示す図である。
【図１０】第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の各モードにおいて設定される信号受信閾値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電子時計であるＧＰＳ衛星信号受信装置付き腕時計１（以下「ＧＰＳ付き腕時計１」という）を示す概略図である。
図１に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板２および指針３からなる表示手段を備える。文字板２の一部には開口が形成され、ＬＣＤ表示パネル等からなるディスプレイ４が組み込まれている。従って、ＧＰＳ付き腕時計１は、指針３およびディスプレイ４を備えるコンビネーション時計である。
【００２８】
指針３は、秒針、分針、時針等を備えて構成され、ステップモーターで歯車を介して駆動される。
ディスプレイ４はＬＣＤ表示パネル等で構成され、後述するように時差データを表示する他、現在時刻やメッセージ情報等も表示可能とされている。
そして、ＧＰＳ付き腕時計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５からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正したり、測位情報つまり現在位置をディスプレイ４に表示したりできるように構成されている。
また、ＧＰＳ付き腕時計１には、本発明の入力手段を構成するボタン６やリュウズ７が設けられている。
【００２９】
ＧＰＳ衛星５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）は、地球の上空の所定の軌道上を周回しており、１．５７５４２ＧＨｚのマイクロ波（Ｌｌ波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。ここで、ＧＰＳ衛星５は本発明における位置情報衛星の一例であり、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚのマイクロ波（以下、「衛星信号」という）は本発明における衛星信号の一例である。
【００３０】
現在、約３０個のＧＰＳ衛星５が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星５から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星５はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。従って、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
【００３１】
ここで、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号（航行メッセージ）の概略について説明する。
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号（航行メッセージ）の構成を説明するための概略構成図である。
図２（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５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５から３０秒で送信される。
【００３２】
サブフレーム１には、週番号データ等の衛星補正データが含まれている。週番号データ（年月日情報）は、現在のＧＰＳ時刻情報が含まれる週を表す年月日情報である。ＧＰＳ時刻情報の起点は、ＵＴＣ（協定世界時）における１９８０年１月６日００：００：００であり、この日に始まる週は週番号０となっている。週番号データは、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（各ＧＰＳ衛星５の詳細な軌道情報）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（全ＧＰＳ衛星５の概略軌道情報）が含まれている。
【００３３】
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。
従って、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ衛星５から６秒間隔で送信されるのに対し、週番号データ等の衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータは３０秒間隔で送信される。
【００３４】
図２（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。
図２（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。なお、本発明の時刻情報とは、ＧＰＳ時刻情報に含まれるこのＺカウントデータを指す。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。例えば、サブフレーム１のＺカウントデータは、サブフレーム２の先頭ビットが送信されるＧＰＳ時刻情報を示す。また、ＨＯＷワードには、サブフレームのＩＤを示す３ビットのデータ（ＩＤコード）も含まれている。すなわち、図２（Ａ）に示すサブフレーム１〜５のＨＯＷワードには、それぞれ「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」「１０１」のＩＤコードが含まれている。
【００３５】
一般に、ＧＰＳ受信機は、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、ＧＰＳ時刻情報を取得することができる。ただし、ＧＰＳ受信機は、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、ＧＰＳ受信機は、Ｚカウントデータを取得すれば、日付以外の現在時刻が分かるようになっている。このため、ＧＰＳ受信機は、通常、現在時刻として、時刻情報であるＺカウントデータのみを取得する。
【００３６】
なお、ＴＬＭワード、ＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）、衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータ等は、本発明における衛星情報の一例である。
【００３７】
ＧＰＳ付き腕時計１において、測時処理を実施する測時モードでは、時刻情報であるＺカウントデータを取得することを意味する。Ｚカウントデータは、１つのＧＰＳ衛星５からでも取得できる。また、Ｚカウントデータは、各サブフレームに含まれているので、６秒間隔で送信される。
このため、測時モードの受信では、捕捉衛星数は少なくとも１つであり、１個のＺカウントデータを取得する受信所要時間は長くても６秒であり、取得できる情報はＺカウントデータであり、前記エフェメリスパラメータやアルマナックパラメータは受信しなくともよい。したがって、受信所要時間は、６秒で１個のＺカウントデータを取得でき、受信データの検証のために、２〜３個のＺカウントデータを取得する場合でも１２〜１８秒という短時間で受信を完了できる。
したがって、測時モードでは、衛星信号のうちＺカウントデータさえ取得できればよいため、信号強度の弱い衛星信号であっても、ノイズなどの影響が小さく、信頼性の高い情報を取得することができる。
【００３８】
一方、測位モードの受信は、各ＧＰＳ衛星５の軌道情報であるエフェメリスパラメータを３衛星分以上、受信することを意味する。測位のためには少なくとも３個以上のＧＰＳ衛星５からエフェメリスパラメータを取得する必要があるためである。なお、エフェメリスパラメータはサブフレーム２，３に含まれるため、最短で１８秒間の受信（サブフレーム１〜３までの受信）を行えば取得できる。従って、複数のＧＰＳ衛星５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の受信および測位計算を行って測位データを取得するには、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。
このため、測位モードの受信とは、捕捉衛星数は少なくとも３個であり、受信所要時間は約３０秒〜１分であり、取得すべき情報はＺカウントデータ（時刻情報）およびエフェメリスパラメータであり、アルマナックパラメータは受信しない処理を意味する。したがって、測位モードでは、測時モードよりも衛星信号の受信時間が長くなり、受信中に信号強度が悪化するなどすると、信頼性の高い衛星信号の受信が困難になることが考えられる。このため、測位モードにおいては、より信頼性の高い信号強度の高い衛星信号を受信することが好ましい。
【００３９】
［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
図３は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の回路構成について説明するための図である。
ＧＰＳ付き腕時計１は、受信手段であるＧＰＳ受信部１０、ＧＰＳアンテナ１１、表示手段である時刻表示装置２０、および電源回路３０を含んで構成されている。
【００４０】
［ＧＰＳ受信部の構成］
ＧＰＳ受信部１０は、ＧＰＳアンテナ１１が接続される。ＧＰＳアンテナ１１は、複数のＧＰＳ衛星５からの衛星信号を受信するアンテナである。
【００４１】
また、ＧＰＳ受信部１０は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部１２と、ベースバンド部１３と、閾値設定部１５と、閾値可変タイミング設定部１６と、を含んで構成されている。なお、ベースバンド部１３は、本発明の受信手段および情報取得手段として機能し、閾値設定部１５は、本発明の閾値設定手段として機能する。
ＲＦ部１２は、一般的なＧＰＳ受信装置におけるものと同じであるため、説明を省略する。このＲＦ部１２では、受信した衛星信号をデジタル信号に変換し、ベースバンド部１３に出力する。
【００４２】
ベースバンド部１３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）１３３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）１３４を含んで構成されている。また、ＧＰＳ受信部１０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）１４が接続され、ベースバンド部１３にはフラッシュメモリー１３５等が接続されている。
【００４３】
温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）１４は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。
フラッシュメモリー１３５には時差情報が記憶されている。時差情報は、地理情報が分割された複数の領域の各々の時差が定義された情報である。
【００４４】
ベースバンド部１３は、ＲＦ部１２が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調（デコード）する処理を行う。
また、ベースバンド部１３は、衛星信号を捕捉するために、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。
そして、ベースバンド部１３は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が所定の相関閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星５に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星５からの衛星信号を捕捉）したものと判断する。
【００４５】
ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星５が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。従って、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星５を検索（サーチ）することができる。
また、本実施形態では、相関方式としてスライディング相関方式を採用しており、主にＤＳＰ１３１において実行されている。
【００４６】
さらに、この時、ベースバンド部１３は、受信した衛星信号の信号強度を検出し、この信号強度が所定の信号受信閾値以上である場合に、衛星信号を捕捉する処理を実施する。ここで、信号受信閾値は、閾値設定部１５および閾値可変タイミング設定部１６により設定される。
【００４７】
閾値設定部１５は、信号受信閾値の値を設定する処理を実施する。ここで、閾値設定部１５は、後述する時刻表示装置２０の受信モード設定部２１５により設定された受信モードにより、衛星信号を受信する際に用いる信号受信閾値を設定する。
本実施の形態のＧＰＳ付き腕時計１では、受信モード設定部２１５により、測位モード、測時モード、および自動測時モードのいずれかに切り替えられて設定される。ここで、測位モードおよび測時モードは、手動受信処理であり、利用者により入力手段であるボタン６が操作されて、所定の設定情報が入力されることで、切り替えられるモードである。そして、測位モードは、前述したように、少なくとも３つの衛星信号からＺカウントデータ、エフェメリスパラメータを取得し、ＧＰＳ付き腕時計１が位置する現在位置を演算する測位演算処理を実施する。また、測時モードは、前述したように、少なくとも１つの衛星信号からＺカウントデータのみを取得して、取得したＺカウントデータに基づいて時刻修正処理を実施する、
一方、自動測時モードは、予め設定された定刻に自動的に移行されるモードであり、Ｚカウントデータの取得および時刻修正処理を実施する。
【００４８】
ここで、測位モードでは、閾値設定部１５は、信号受信閾値の初期値として、予め設定され、フラッシュメモリー１３５に記録される測位用閾値に設定する。本実施の形態では、測位用閾値として、高仰角のＧＰＳ衛星５からの衛星信号のみを捕捉可能な上限値に設定する。ここで、この上限値は、受信処理の開始から、衛星信号を捕捉し、捕捉した衛星信号をデコード処理するために要する時間（受信時間）が安定する信号強度であり、例えば「−１３４ｄＢｍ」に設定されている。すなわち、信号受信閾値として、「−１３４Ｂｍ」に設定した場合、「−１３４ｄＢｍ」以上の信号強度の衛星信号を捕捉可能となる。このような衛星信号の受信時間は、約３０秒〜約４０秒の略一定値となり、安定した衛星信号の受信が可能となる。一方、信号受信閾値が「−１３４Ｂｍ」よりも小さい衛星信号では、ノイズ成分の増加のために、デコード処理に時間を要し、例えば「−１３６ｄＢｍ」に設定した場合では、受信時間は約７０秒となる。したがって、信号受信閾値の上限値として、「−１３４ｄＢｍ」を設定することで、ノイズ成分の少ない信頼性の高い衛星信号を優先的に受信することが可能となる。
【００４９】
そして、測位モードでは、閾値設定部１５は、後述の閾値可変タイミング設定部１６によりカウントされる相関回数（サーチ回数）に応じて、信号受信閾値を減少させる閾値減少処理を実施する。本実施の形態では、測位演算に必要な３つ以上の衛星信号が捕捉できない状態で、閾値可変タイミング設定部１６による相関回数のカウントが「３」となる毎に、信号受信閾値を段階的に所定量減少させる処理をする。この閾値の減少幅としては、適宜設定されていればよいが、減少幅を大きくすれば、衛星信号の捕捉および受信完了までの時間をより短縮でき、減少幅を小さくすれば、複数の衛星信号から信号強度が大きい衛星信号を適切に取得することが可能となる。
また、例えばフラッシュメモリー１３５には、信号受信閾値の下限値が記録されており、信号受信閾値が下限値まで減少させられた場合、それ以上の閾値減少処理を実施しない。そして、信号受信閾値が下限値まで減少させられた後、閾値可変タイミング設定部１６により所定の相関回数（本実施の形態では３回）がカウントされると、閾値設定部１５は、再び、信号受信閾値を上限値に設定し、相関回数に応じて信号受信閾値を減少させる閾値減少処理を実施する。また、ＧＰＳ受信部１０は、衛星信号の受信動作開始時点から、所定の相関回数、または、所定の時間経過後に、信号受信閾値に基づいて例えば３つ以上の衛星信号から情報を取得できなかった場合に、タイムアウトと判断し、衛星信号の受信処理を停止させる。
ここで、下限値とは、衛星信号から情報を取得可能な最低信号強度であり、例えば「−１４２ｄＢｍ」に設定されている。この下限値よりも小さい信号強度の衛星信号では、ノイズ成分が多く、正確な情報を取得することが困難となる。
【００５０】
一方、閾値設定部１５は、受信モード設定部により、測時モードおよび自動測時モードに設定されている場合、信号受信閾値として、測位用閾値（上限値）よりも小さい測時用固定閾値に設定する。本実施の形態では、この測時用固定閾値として、前記下限値が設定される。そして、測時モードおよび自動測時モードでは、閾値設定部１５は、衛星信号の受信処理中、信号受信閾値を、この測時用固定閾値（下限値）に固定する。
【００５１】
閾値可変タイミング設定部１６は、ベースバンド部１３により相関処理が実施された回数をカウントし、所定の相関回数毎に閾値可変手段に閾値減少処理を実施させるタイミングを知らせる信号を出力する。ここで、相関処理とは、Ｃ／Ａコードを用いて、入力された衛星信号に対応するＧＰＳ衛星５がどの衛星かをサーチする処理であり、本発明のサーチ処理に相当し、相関回数とは、このサーチ処理が実施された回数、すなわち本発明のサーチ回数に相当する。
具体的には、閾値可変タイミング設定部１６は、入力された衛星信号に対して、１〜３０のローカルコードとの相関をとる各処理が一度ずつ実施されると、相関回数を「１」としてカウントする。
なお、閾値可変タイミング設定部１６は、相関を実施する時間は一定であるため、相関回数が「１」となるための所要時間をカウントすることで、相関回数をカウントする構成としてもよい。
【００５２】
さらに、ベースバンド部１３は、捕捉したＧＰＳ衛星５のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号とをミキシングして航法メッセージを復調（デコード）し、航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得してＳＲＡＭ１３３に記憶する。
【００５３】
航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報は、本発明における位置情報、時刻情報の一例であり、ＧＰＳ受信部１０は、本発明における受信部として機能する。また、ＧＰＳ受信部１０のベースバンド部１３は、位置情報や時刻情報を取得しているため、本発明における情報取得手段としても機能する。
【００５４】
なお、ベースバンド部１３の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）１４が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ１３４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ１３４は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）１４から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。
【００５５】
［時刻表示装置の構成］
時刻表示装置２０は、制御部２１及び水晶振動子２２を含んで構成されている。
【００５６】
制御部２１は、内部計時部２１１、発振回路２１２、駆動回路２１３，２１４、モード切替手段としての受信モード設定部２１５、捕捉動作制御部２１６、およびデコード処理制御部２１７を備え、各種制御を行う。
【００５７】
内部計時部２１１は、内部時刻情報をカウントし、記憶する。この内部時刻情報は、ＧＰＳ付き腕時計１の内部で計時される時刻の情報である。内部計時部２１１は、水晶振動子２２および発振回路２１２によって生成される基準クロック信号によって内部時刻情報を更新する。従って、ＧＰＳ受信部１０への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針３の運針を継続することができるようになっている。
駆動回路２１３は、指針３の動作を制御する。駆動回路２１４は、ディスプレイ４の表示を制御する。
受信モード設定部２１５は、前述したように、利用者によりボタン６等が操作されることで、受信モードを、測位モードおよび測時モードのいずれか一方に設定し、ボタン６等から設定入力がない場合には、予め設定された定刻に、受信モードを自動測時モードに設定する。
【００５８】
捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ＧＰＳ受信部１０を制御して受信処理を実行する。すなわち、捕捉動作制御部２１６は、制御信号をＧＰＳ受信部１０に送り、ＧＰＳ受信部１０の受信動作を制御し、特に衛星信号を捕捉する動作を制御する。
デコード処理制御部２１７も、ＧＰＳ受信部１０の受信動作を制御し、特にベースバンド部１３におけるデコード処理を制御する。
【００５９】
また、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、本発明の時刻修正手段を構成する。すなわち、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、受信モードが測時モードまたは自動測時モードの場合に、ＧＰＳ受信部１０の動作を制御して衛星信号からＺカウントデータを含むＧＰＳ時刻情報を取得し、そのＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して内部計時部２１１にてカウントされる内部時刻情報を更新する。
この時、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、取得したＧＰＳ時刻情報のＺカウントデータに基づいたＧＰＳ時刻と、内部計時部２１１によりカウントされる内部時刻との時間差を算出し、この時間差が所定値以内であれば、内部計時部２１１の内部時刻情報を修正する。なお、この所定値として、前回測時モードが成功した時点から現在までの経過時間により適宜設定されるものである。
すなわち、水晶振動子２２および発振回路２１２によって生成される基準クロック信号によって内部時刻情報が更新される場合、一日につき、±０．５ｓの誤差が発生する。したがって、前回時刻修正時から現在の測時モードにおける時刻修正までに、最大で「０．５ｓ×経過日数」の内部時刻の時刻ずれが発生する場合がある。一方、衛星信号にノイズなどが入り、正確なＧＰＳ時刻情報が取得できなかった場合、内部時刻とＧＰＳ時刻との時間差は、内部時計の時刻ずれよりも大きい値となる。
したがって、所定値として、「０．５ｓ×経過日数」を設定することで、内部計時部２１１の内部時刻とＧＰＳ時刻との時間差が、内部時刻のずれによるものであるか、不適切な衛星信号のＧＰＳ時刻情報によるものであるかを判断することができる。そして、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、内部時刻とＧＰＳ時刻との時間差が、所定値以内である場合、内部時刻のずれによるものであると判断し、内部計時部２１１の内部時刻情報を更新する。
【００６０】
また、測位モードの場合には、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ＧＰＳ受信部１０の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報およびＵＴＣパラメーターと、位置情報に基づいてフラッシュメモリー１３５から取得された時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して内部計時部２１１に記憶する。
そして、制御部２１は、内部時刻情報が修正されると、駆動回路２１３を介して指針３の指示を修正する。また、駆動回路２１４を介してディスプレイ４に時刻や位置情報等を適宜表示する。
【００６１】
［電源供給装置の構成］
電源回路３０は、レギュレーター３１、二次電池３２、電池電圧検出回路３３、充電制御回路３４、ソーラーセル３５、発電量検出手段を構成する発電量検出回路３６を備えている。
【００６２】
二次電池３２は、レギュレーター３１を介して、ＧＰＳ受信部１０及び時刻表示装置２０等に駆動電力を供給する。
電池電圧検出回路３３は、制御部２１からの制御信号によって作動されて二次電池３２の電圧を監視する。
【００６３】
充電制御回路３４は、ソーラーセル３５と二次電池３２の間に配置され、ソーラーセル３５から供給される電流による二次電池３２の充電を制御している。
【００６４】
発電量検出回路３６は、上述したように、ソーラーセル３５により発電された発電量を検出し、発電量に応じた発電検出信号を時刻表示装置２０の制御部２１に出力する。
【００６５】
［受信処理］
以下、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１における受信処理の手順について、図４のフローチャートも参照して説明する。
ＧＰＳ付き腕時計１は、まず、利用者のボタン６等の操作により、測時モードおよび測位モードのいずれかを設定する旨の設定情報が入力されたか否か、すなわち手動モードか否かを判断する（ステップＳ１）。
【００６６】
このステップＳ１において、時刻表示装置２０の制御部２１は、設定情報の入力を認識して手動モードであると判断すると、さらに、その設定情報が測位モードに切り替える旨の情報であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
そして、ステップＳ２において、制御部２１は、測位モードに切り替える旨の設定情報が入力されたと判断した場合、すなわち、「Ｙｅｓ」と判断した場合、制御部２１の捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ＧＰＳ受信部１０に制御信号を出力し、測位モードに対応した衛星信号の受信処理を実施させる（ステップＳ１０）。
【００６７】
また、ステップＳ２において、制御部２１は、測時モードに切り替える旨の設定情報が入力されたと判断した場合、すなわち、「Ｎｏ」と判断した場合、制御部２１の捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ＧＰＳ受信部１０に制御信号を出力し、測時モードに対応した衛星信号の受信処理を実施させる（ステップＳ２０）。
【００６８】
一方、ステップＳ１において、制御部２１が設定情報の入力がないと判断した場合、すなわち「Ｎｏ」と判断した場合、受信モード設定部２１５は、受信モードを自動測時モードに設定する（ステップＳ３）。
【００６９】
この自動測時モードでは、制御部２１は、内部計時部２１１の内部時刻情報を参照し、予め設定された定刻、例えば０時０分がカウントされたか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、このステップＳ４において、定刻であると判断した場合、すなわち「Ｙｅｓ」と判断した場合、制御部２１の捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ＧＰＳ受信部１０に制御信号を出力し、ステップＳ２０の測時モードに対応した衛星信号の受信処理を実施させる。また、定刻でないと判断した場合、すなわち「Ｎｏ」と判断した場合、利用者の設定情報の入力待機状態となり、ステップＳ１の処理に戻る。
【００７０】
（測位モードの受信処理）
次に、ステップＳ１０の測位モードにおける受信処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ１０の測位モードにおける受信処理では、ＧＰＳ受信部１０の閾値設定部１５は、フラッシュメモリー１３５に予め記録されている上限値Ｔｈ１を読み出し、信号受信閾値の初期値として設定する(ステップＳ１１)。
【００７１】
この後、ベースバンド部１３は、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号をサーチし、衛星信号を捕捉する衛星捕捉動作（サーチ動作）を実行する（ステップＳ１２）。
具体的には、ベースバンド部１３は、衛星番号ＳＶを１から３０まで順次変更しながら衛星番号ＳＶのＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生させる。次に、ベースバンド部１３は、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値を計算する。ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードが同じコードであれば相関値は所定のタイミングでピークを持つが、異なるコードであれば相関値はピークをもたず常にほぼゼロとなる。
ベースバンド部１３は、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値が最大になるようにローカルコードの発生タイミングを調整する。また、ベースバンド部１３は、相関値が所定の閥値以上の場合、衛星信号の信号強度（ＳＮＲ）を検出し、検出した信号強度が、信号受信閾値以上であるか否かを判断する。そして、ベースバンド部１３は、相関値が所定の閥値以上であり、かつ信号強度が信号受信閾値以上である場合には、衛星番号ＳＶのＧＰＳ衛星５を捕捉したものと判断する。
また、この時、閾値設定部１５の閾値可変タイミング設定部１６は、ベースバンド部１３による相関回数のカウントを開始する。すなわち、閾値可変タイミング設定部１６は、衛星番号ＳＶを１から３０までの相関が１回ずつ実施されると、相関回数を１としてカウントする。
【００７２】
そして、ベースバンド部１３は、衛星信号が捕捉されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。すなわち、ベースバンド部１３は、閾値可変タイミング設定部１６によりカウントされる相関回数が所定数（本実施形態では３）となるまで、衛星捕捉処理を実施し、この所定相関回数内で少なくとも３つ以上の衛星信号が捕捉できたか否かを判断する。
そして、このステップＳ１３において、３つ以上の衛星信号が捕捉できなかったと判断した場合、すなわち、「Ｎｏ」と判断された場合、閾値設定部１５は、信号受信閾値が予め設定されている下限値Ｔｈ２であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。
このステップＳ１４において、信号受信閾値が下限値Ｔｈ２ではないと判断した場合、閾値設定部１５は、現在設定されている信号受信閾値を、予め設定された所定値だけ減少させる閾値減少処理を実施し（ステップＳ１５）、再びステップＳ１２の処理を実施させる。
【００７３】
一方、ステップＳ１４において、信号受信閾値が下限値であると判断された場合、その後、所定の相関回数(例えば３回)以内に少なくとも３つ以上の衛星信号を捕捉できない場合、ＧＰＳ受信部１０による衛星信号の受信動作を終了させる。この時、時刻表示装置２０は、例えばディスプレイ４に、受信が失敗した旨の情報を表示させ、内部計時部２１１によりカウントされる内部時刻を指針３にて表示させる処理をする（ステップＳ１６）。
【００７４】
また、ステップＳ１３において、衛星信号が捕捉されたと判断されると、ベースバンド部１３は、捕捉した衛星信号のデコード処理を実行する（ステップＳ１７）。
そして、時刻表示装置２０は、ディスプレイ４に受信が成功した旨の情報を表示させるとともに、ＧＰＳ時刻情報およびＵＴＣパラメーターと、位置情報に基づいてフラッシュメモリー１３５から取得された時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して内部計時部２１１を更新する。
そして、制御部２１は、内部時刻情報が更新されると、駆動回路２１３を介して指針３の指示を修正する。また、駆動回路２１４を介してディスプレイ４に時刻や位置情報等を適宜表示する（ステップＳ１８）。従って、時刻表示装置２０によって、本発明の表示手段が構成されている。
【００７５】
（測時モードの受信処理）
次に、ステップＳ２０の測時モードにおける受信処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２０の測時モードにおける受信処理では、ＧＰＳ受信部１０の閾値設定部１５は、フラッシュメモリー１３５に予め記録されている下限値Ｔｈ２を読み出し、信号受信閾値として固定する(ステップＳ２１)。
【００７６】
この後、ベースバンド部１３は、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号をサーチし、サーチにより検出される衛星信号を捕捉する衛星捕捉動作を実行する（ステップＳ２２）。
具体的には、測位モードにおける受信処理と同様に、ベースバンド部１３は、衛星番号ＳＶを１から３０まで順次変更しながら衛星番号ＳＶのＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生させ、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値を計算する。
そして、ベースバンド部１３は、ベースバンド信号に含まれるＣ／Ａコードとローカルコードの相関値が最大になるようにローカルコードの発生タイミングを調整する。また、ベースバンド部１３は、相関値が所定の閥値以上の場合、衛星信号の信号強度（ＳＮＲ）を検出し、検出した信号強度が、信号受信閾値以上であるか否かを判断する。そして、ベースバンド部１３は、相関値が所定の閥値以上であり、かつ信号強度が信号受信閾値以上である場合には、衛星番号ＳＶのＧＰＳ衛星５を捕捉したものと判断する。
【００７７】
この後、ベースバンド部１３は、所望の衛星信号が捕捉されたか否かを判断する（ステップＳ２３）。具体的には、このステップＳ２３では、ベースバンド部１３は、この所定相関回数内において、２つの衛星信号を捕捉したか、または所定信号強度の衛星信号を捕捉したかを判断する。ここで、所定信号強度の衛星信号とは、例えば、上限値Ｔｈ１および下限値Ｔｈ２の中間値Ｔｈ３であり、ステップＳ２３では、この中間値Ｔｈ３以上の信号強度の衛星信号が捕捉されたか否かを判断する。
【００７８】
このステップＳ２３において、２つの衛星信号が捕捉できず、所定信号強度以上の衛星信号も捕捉できなかった場合、タイムアウトとなったか否かを判断する（ステップＳ２４）。すなわち、ベースバンド部１３は、閾値可変タイミング設定部１６によりカウントされる相関数が、所定回数（例えば３回）となったか否かと判断する。そして、このステップＳ２４において、タイムアウトと判断された場合、ＧＰＳ受信部１０による衛星信号の受信動作を終了させる。この時、測位モードのステップＳ１６と同様に、時刻表示装置２０は、例えばディスプレイ４に、受信が失敗した旨の情報を表示させ、内部計時部２１１によりカウントされる内部時刻を指針３にて表示させる処理をする（ステップＳ２５）。また、ステップＳ２４において、タイムアウトでないと判断した場合、ベースバンド部１３は、ステップＳ２２の処理、すなわち、衛星捕捉動作を継続する。
【００７９】
一方、ステップＳ２３において、２つの衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合、ベースバンド部１３は、さらに、発電量検出回路３６により検出されるソーラーセル３５の発電量の変動値が所定振幅以上であるか否かを判断する（ステップＳ２６）。
そして、このステップＳ２６において、発電量の変動値（振幅）が所定値より小さい場合、ＧＰＳ付き腕時計１を装着した利用者が歩行中ではなく、一定の位置に静止していると判断する。このような場合、捕捉した衛星信号の信号強度の変化が小さく、安定して衛星信号を受信可能であるため、衛星信号の捕捉動作を停止する（ステップＳ２７）。また、捕捉した衛星信号は、捕捉と同時にデコード処理を開始する（ステップＳ２８）。
【００８０】
一方、ステップＳ２６において、発電量の変動値が所定値以上である場合、ＧＰＳ付き腕時計１を装着した利用者が歩行中であると判断する。このような場合、衛星信号を捕捉できていたとしても、受信環境の変化により衛星信号のデコード中に受信不可能な状態となる場合が考えられる。このため、ベースバンド部１３は、衛星捕捉動作を継続させた状態で、ステップＳ２８の衛星信号のデコード処理を実施する。
【００８１】
上記のように、ステップＳ２３の処理により、所望の衛星信号を捕捉したか否かを判断して、ステップＳ２６〜ステップＳ２７の処理により捕捉動作を停止させることにより、取得するＧＰＳ時刻情報の信頼性をより高めることが可能となり、かつ電力消費をも抑えることが可能となる。
すなわち、測時モードでの受信処理では、信号受信閾値が下限値Ｔｈ２に設定されるため、下限値近傍の信号強度が低い衛星信号のみが受信される場合がある。このような場合、例えば受信環境の変化により僅かに信号強度が落ち込むと、捕捉した衛星信号からＧＰＳ時刻情報を取得できない場合があり、１つの信号強度の弱い衛星信号のみで、ＧＰＳ時刻情報を取得すると、誤った情報を取得してしまったり、受信時間が長くなってしまったりする場合がある。
これに対して、２つの衛星信号を捕捉することで、一方の衛星信号の信号強度が低くなり、ＧＰＳ時刻情報を取得できなくなった場合でも、他方の衛星信号によりＧＰＳ時刻情報を取得することが可能となる。また、２つ以上の衛星信号が取得できない場合であっても、信号強度が所定値以上となる衛星信号を捕捉できた場合、この衛星信号に基づいて信頼性の高いＧＰＳ時刻情報を取得することが可能となる。したがって、２つの衛星信号が捕捉されるタイミング、または、所定信号強度以上の衛星信号を捕捉したタイミングで、衛星捕捉動作を停止させることで、信頼性の高い衛星信号が受信可能となる。また、衛星信号のデコード処理が完了するまで、衛星捕捉動作を継続させる場合、電力消費が大きくなる場合があるが、上記ステップＳ２３の条件を満たす衛星信号が捕捉された場合に、捕捉動作を停止させることで、電力消費を抑えることができる。
【００８２】
そして、ステップＳ２８のデコード処理では、ベースバンド部１３は、所望の衛星信号が捕捉されると同時に、捕捉した衛星信号のデコード処理を実施し、ＧＰＳ時刻を取得する。
この後、時刻表示装置２０の捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、このステップＳ２８で取得したＧＰＳ時刻と、内部計時部２１１によりカウントされ記憶される内部時刻との時間差を算出し、この時間差が所定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ２９）。
そして、ステップＳ２９において、ＧＰＳ時刻と内部時刻との時間差が所定値以内であると判断されると、すなわち「Ｙｅｓ」と判断されると、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、内部計時部２１１の内部時刻をＧＰＳ時刻に修正する。また、この後、時刻表示装置２０は、受信が成功した旨の情報を表示させるとともに、修正された内部時刻に基づいて、駆動回路２１３を介して指針３の指示を修正する（ステップＳ３０）。
【００８３】
また、ステップＳ２９において、ＧＰＳ時刻と内部時刻との時間差が所定値以上であると判断されると、すなわち「Ｎｏ」と判断されると、ステップＳ２５の処理を実施し、受信動作が失敗した旨をディスプレイ４に表示させるとともに、内部計時部２１１の内部時刻に基づいて指針３を駆動させる。
【００８４】
なお、上記の例では、ステップＳ２３において、所定信号強度未満の衛星信号が１つだけ捕捉される場合では、衛星信号のデコード処理を実施しない処理を例示したが、これに限定されるものではない。すなわち、ステップＳ２３において、信号強度の弱い衛星信号が１つだけ取得された場合でも、ステップＳ２８のデコード処理を実施してもよく、この場合、衛星捕捉動作を停止させず、衛星捕捉動作と同時に捕捉した衛星信号のデコード処理を実施する。このように信号強度が弱い１つの衛星信号のみによりＧＰＳ時刻情報を取得する場合、衛星信号のデコード完了までの時間が長くなる場合もあるが、ステップＳ２９の処理を実施することで、取得したＧＰＳ時刻情報の信頼性を判断した上で内部時刻を修正するため、一定の時計信頼性を維持することができる。
【００８５】
次に、本実施形態における測時モードの衛星信号の受信時間について、図７および図８を参照して説明する。なお、図７において、衛星Ａの点線部分はその衛星信号はサーチ中であり、まだ捕捉されていない状態を意味する。また、実線部分は、その衛星が捕捉され、衛星信号をデコード処理している状態を意味する。さらに、図７において、図中上側は比較例での信号受信状態を示し、図中下側は本実施形態での信号受信状態を示す。図８は、信号強度とＧＰＳ時刻情報取得までに要する時間との関係を示す図であり、破線は比較例、実線は本実施形態を示している。
【００８６】
ここで、測時モードにおいて、測位モードと同様に、信号受信閾値の初期値として上限値Ｔｈ１を設定し、相関回数に応じて減少させる処理を実施する例を本実施形態の比較例とする。
図７に示すように、測時モードにおいて、比較例に示すように、信号受信閾値の初期値をＴｈ１に設定した場合、信号受信閾値の減少処理が実施されるまでの間は、どの衛星信号も捕捉することができず、信号受信閾値が減少処理後にはじめて低仰角に位置するＧＰＳ衛星５（衛星Ａ）の衛星信号を捕捉することが可能となる。
一方、本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、測時モードにおいて、信号受信閾値を下限値に固定する。したがって、この下限値以上の信号強度を有する衛星信号が受信可能となるため、受信開始時から早期に衛星Ａの衛星信号を捕捉することができる。これにより、図中Ｔ１の時間分だけ、比較例よりも早く衛星Ｄの衛星信号を捕捉することができ、情報取得にかかる時間もＴ２だけ、早めることができる。
【００８７】
また、図８に示すように、高い信号強度の衛星信号が捕捉できる場合には、比較例および本実施形態において、ＧＰＳ時刻情報の取得までの受信時間として大きな差は出ない。一方、信号強度の小さい衛星信号しか捕捉できない場合では、本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１は、比較例よりも早期に衛星信号の受信を完了することが可能となり、その結果、受信処理に要する電力の消費を抑えることが可能となる。
【００８８】
［第１実施形態の作用効果］
上述したように、上記第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、受信モード設定部２１５により、ＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）および軌道情報を取得する測位モードと、ＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）のみを取得する測時モードとを切り替え、閾値設定部１５は、このモードによって、衛星信号受信時の信号受信閾値を設定する。すなわち、閾値設定部１５は、測位モードにおいて、信号受信閾値の初期値として、測位用閾値（上限値Ｔｈ１）を設定し、相関回数に応じて信号受信閾値を段階的に減少させる。一方、測時モードにおいて、信号受信閾値を測位用閾値より小さい測時用固定閾値（下限値Ｔｈ２）に設定する。そして、ベースバンド部１３は、これらの設定された信号受信閾値以上となる信号強度の衛星信号を捕捉し、デコード処理をする。
このため、精度の高い正確な位置情報を取得する必要がある測位モードでは、高い信号受信閾値に基づいて、信号強度の高い衛星信号を優先的に取得することができ、測位処理の精度を高めることができる。また、測時モードでは、測位用閾値より小さい測時用固定閾値を用いることで、信号強度の大きい衛星信号が入力されていない環境であっても、受信開始時から信号強度の小さい衛星信号を捕捉でき、デコード処理することができる。したがって、測位モードと同様の信号受信閾値により測時モードの受信処理を実施する場合に比べて、受信開始から衛星信号の捕捉までの時間が短くでき、これによりＧＰＳ時刻情報の取得完了までの受信時間も短くできる。よって、受信に要する消費電力も抑えることができ、電源電圧の低下によるシステムダウンなどの不都合をも防止することができる。
【００８９】
また、ベースバンド部１３は、測時モードにおいて、２つの衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合に、衛星捕捉動作、すなわち、捕捉可能な衛星信号をサーチするサーチ動作を停止させる。
このため、２つの衛星信号を捕捉した時点に衛星捕捉動作を停止させるため、衛星捕捉動作を継続させる場合に比べて、消費電力を抑えることができる。また、信号強度の小さい１つの衛星信号のみを捕捉し、デコード処理を実施する場合、信号強度が低下した場合にデコード処理が困難となり処理に時間がかかったり、ノイズ成分の混入により正確なＧＰＳ時刻情報を取得できなかったりするおそれがある。これに対して、２つの衛星信号を捕捉し、それぞれデコード処理を実施する場合、一方の衛星信号の信号強度が落ち込んだとしても、他方の衛星信号からＧＰＳ時刻情報を取得することができ、デコード処理をスムーズに実施できる。また、２つの衛星信号のうち、先にデコード処理が完了した衛星信号のＧＰＳ時刻情報を取得すればよいため、受信時間の長時間化を防止できる。さらに、一般的に２つの衛星信号を受信した場合、信号強度が高い一方が先にデコード処理が完了する。したがって、信号強度の高い衛星信号からＧＰＳ時刻情報を取得することができ、ＧＰＳ時刻情報の信頼性も高くなる。
また、ベースバンド部１３は、２つの衛星信号が取得できない場合であっても、所定信号強度以上の衛星信号を捕捉することで、衛星捕捉動作を停止させる。このような衛星信号では、ノイズ成分が少なく、デコード処理に要する時間も短くなり、取得するＧＰＳ時刻情報の信頼性も高くなる。そして、信号強度が高く信頼性の高い衛星信号が捕捉された場合では、その衛星信号が捕捉された時点で衛星捕捉動作を停止させることで、衛星の捕捉動作が継続されることなく、捕捉動作に伴う消費電力を抑えることができる。
【００９０】
また、この時、ベースバンド部１３は、発電量検出回路３６により検出されるソーラーセル３５の発電量を参照し、この発電量の変動値が所定値以上である場合、衛星捕捉動作を継続させ、発電量の変動値が所定値より小さい場合に衛星捕捉動作を停止させる。
ソーラーセル３５の発電量の変動値が所定値以上である場合には、利用者が歩行中であると判断でき、このような場合、利用者が建物の影に入るなどすると、ＧＰＳ付き腕時計１の受信環境が悪化する場合がある。ここで、上述のように、２つの衛星信号のみによりデコード処理を実施する場合、これらの２つの衛星信号の信号強度がともに落ち込むことが考えられ、デコード処理が困難となる。これに対して、本実施形態では、発電量の変動値が所定値以上であり、利用者が歩行中であると判断した場合には、衛星捕捉動作を継続させることで、上記のように受信環境が悪化した場合でも、他の捕捉可能な衛星信号をサーチすることができる。そして、捕捉可能な衛星信号が検出されると、この衛星信号を捕捉して、デコード処理を実施する。これにより、測時モードにおける受信処理をより安定させることができ、受信環境の変化による受信時間の長時間化を防止することができる。
【００９１】
そして、時刻表示装置２０の捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、衛星信号から取得したＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と、内部計時部２１１によりカウントされ、記憶される内部時刻との時間差を算出し、この時間差が所定値以内である場合に、内部時刻をＧＰＳ時刻に修正する。
内部計時部によりカウントされる内部時刻は、水晶振動子２２および発振回路２１２によって生成される基準クロック信号によって更新されるものであり、一日あたりの時間ずれ量は、０．５秒程度となる。したがって、ＧＰＳ時刻と内部時刻との時間差が大きい場合、取得した衛星信号にノイズなどが混入し、正確なＧＰＳ時刻情報が取得できなかった場合となる。この場合、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、内部時刻情報を修正しない。これにより、誤ったＧＰＳ時刻情報により誤った時刻が表示されることを防止でき、時計の信頼性を高めることができる。
【００９２】
また、閾値設定部１５は、測位モードにおいて、信号受信閾値の初期値を上限値Ｔｈ１に設定し、測時モードにおいて、信号受信閾値を下限値Ｔｈ２に固定する。
このため、測位モードでは、受信開始時において、上限値Ｔｈ１を超える信号強度の衛星信号のみが受信され、ノイズ成分が少ない良質の衛星信号に基づいて軌道情報およびＧＰＳ時刻情報を取得することができる。また、測時モードでは、信号受信閾値が下限値Ｔｈ２に設定されることで、ＧＰＳ時刻情報を取得可能な衛星信号を全て捕捉することができ、これらの衛星信号のうちのいずれかからＧＰＳ時刻情報を取得するため、より迅速な受信処理を実施することができる。
【００９３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。図９は、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の各モードにおいて設定される信号受信閾値を示す図である。
【００９４】
上記第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１は、利用者によりボタン６等が操作され、手動により測時モード（手動測時モード）に切り替えられた場合、および定刻に測時処理を実施する自動測時モードに切り替えられた場合の双方において、信号受信閾値を下限値Ｔｈ２に設定したが、第二実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、手動測時モードと、自動測時モードにおいて、異なる信号受信閾値を設定する。
【００９５】
図９において、一点鎖線Ｂ１は、測位モードにおける信号受信閾値、破線Ｂ２は、測時モードにおける信号受信閾値、実線Ｂ３は、自動測時モードにおける信号受信閾値を示す。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、閾値設定部１５は、図９に示すように、受信モード設定部２１５により自動測時モードが設定された場合、閾値設定部１５は、信号受信閾値を、第１実施形態と同様に、下限値Ｔｈ２に設定する。一方、閾値設定部１５は、受信モード設定部２１５により、手動測時モードが設定された場合、測位用閾値（上限値Ｔｈ１）より小さく、下限値Ｔｈ２より大きい値に設定する。
この値としては、利用者の設定入力により適宜設定可能な値としてもよく、予め設定された値を用いてもよい。
なお、予め設定される値を用いる場合、上限値Ｔｈ１および下限値Ｔｈ２の中間値Ｔｈ３を設定することが好ましい。すなわち、手動測時モードにおける信号受信閾値を、中間値Ｔｈ３から上限値Ｔｈ１の間の値で固定する場合、信号強度が高い衛星信号を取得可能であるが、受信環境によっては、衛星信号を受信できない場合がある。一方、信号受信閾値を下限値Ｔｈ２から中間値Ｔｈ３の間に設定する場合、ＧＰＳ時刻情報を受信可能な衛星信号をより多く捕捉することができるが、ノイズ成分の混入などにより、デコード処理に時間がかかる場合がある。特に手動測時モードでは、利用者が意図して測時処理を実施することが多く、このような場合、より迅速に処理を完了させることが好ましい。したがって、本第２実施形態では、衛星の捕捉に要する時間に加えて、デコード処理に要する時間をも短縮するために、信号受信閾値を中間値Ｔｈ３に設定する。
【００９６】
〔第２実施形態の作用効果〕
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、閾値設定部１５は、自動測時モードにおいて、信号受信閾値として下限値Ｔｈ２を設定して固定し、手動測時モードにおいて、信号受信閾値として上限値Ｔｈ１および下限値Ｔｈ２の中間値Ｔｈ３を設定して固定する。
このため、手動測時モードにおいて、中間値Ｔｈ３以上の信号強度を有する衛星信号が捕捉される。このような衛星信号では、下限値Ｔｈ２近傍の信号強度の衛星信号に比べて、ノイズ成分が少なく、デコード処理に要する時間が短くなる。したがって、手動により測時処理を実施する場合に受信処理を短くできる。また、手動測時モードは、利用者が意図して測時処理を実施するものであり、意図的にＧＰＳ付き腕時計１を受信環境が良好となる状態に維持する場合が多い。したがって、上記のように、信号受信閾値を、下限値Ｔｈ２よりも大きい中間値Ｔｈ３に設定したとしても、入力される衛星信号の信号強度が比較的大きくなる。このため、信号受信閾値を下限値Ｔｈ２に設定していない場合であっても、受信開始初期から衛星信号を捕捉することができ、受信開始時点から衛星捕捉までの時間が長くなる不都合は回避できる。
【００９７】
一方、自動測時モードでは、定刻である０時００分に測時処理が実施される。このような定刻に測時処理を実施する場合、ＧＰＳ付き腕時計１が、受信環境の悪い室内にある場合も考えられ、入力される衛星信号の信号強度もより小さくなる。したがって、信号受信閾値として下限値Ｔｈ３に設定して固定することで、信号強度が小さい衛星信号をより早く捕捉することができ、早期に受信処理を完了させることができる。
【００９８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の各モードにおいて設定される信号受信閾値を示す図である。
図１０において、一点鎖線Ｂ１は、測位モードにおける信号受信閾値、破線Ｂ２は、通常測時モードにおける信号受信閾値、実線Ｂ４は、自動測時モードにおける信号受信閾値を示す。
【００９９】
上記第１および第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、受信モード設定部２１５は、Ｚカウントデータ、週番号データおよび軌道情報を取得する測位モード、Ｚカウントデータのみを取得する測時モードおよび自動測時モードを切り替える構成とした。これに対して、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、測時モードにおいて、さらに、Ｚカウントデータのみを取得する通常測時モードと、Ｚカウントデータに加えて年月日情報である週番号データをも取得する詳細測時モードとのいずれか一方を設定する。
【０１００】
具体的には、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、利用者によるボタン６等の操作により、通常測時モードに切り替える旨の設定情報が入力されると、受信モード設定部２１５は、受信モードを通常測時モードに切り替え、詳細測時モードに切り替える旨の設定情報が入力されると、受信モード設定部２１５は、受信モードを詳細測時モードに切り替える。
【０１０１】
そして、閾値設定部１５は、図１０に示すように、通常測時モードに切り替えられると、信号受信閾値として、中間値Ｔｈ３を設定して固定する。なお、本実施形態では、通常測時モードにおいて、中間値Ｔｈ３を信号受信閾値として設定するが、上記第１実施形態と同様に、下限値Ｔｈ２を設定する構成としてもよい。なお、通常測時モードの説明は、上記第１実施形態および第２実施形態の測時モードと同様であり、測位モードは、第１および第２実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１０２】
一方、閾値設定部１５は、詳細測時モードに切り替えられると、信号受信閾値として、中間値Ｔｈ３より大きく上限値Ｔｈ１より小さい詳細測時用閾値Ｔｈ４に設定する。
これは、詳細測時モードでは、衛星信号から、Ｚカウントデータに加えて週番号データをも取得するためであり、より信頼性の高い衛星信号を取得することが受信時間の短縮にもつながるためである。すなわち、前述したように、Ｚカウントデータは６秒毎に送信されるため、Ｚカウントデータのデコード処理が失敗した場合でも、６秒後に送信される次のサブフレームのＺカウントデータを取得すればよい。一方、週番号データは、１０ビットのデータであり、データサイズが小さいためノイズの影響を受けにくいが、図２に示すように、サブフレーム１のみに含まれ、３０秒毎に送信されるデータである。したがって、サブフレーム１での週番号データの取得に失敗した場合、次に送信されるサブフレーム１の週番号データの取得までに３０秒間待つ必要がある。このため、週番号データの取得においては、信号強度が高い衛星信号により、正確なデータを確実に取得することが好ましい。したがって、詳細測時モードでは、上述のように、通常測時モードで用いられる測時用固定閾値よりも大きい第二測時用固定閾値である詳細測時用閾値Ｔｈ４に設定することが好ましい。
【０１０３】
また、詳細測時モードでは、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、取得した週番号データに基づいて、その週始めの年月日を演算し、演算された週始めの年月日にＺカウントデータを加算することで、現在年月日および時刻を求める。
【０１０４】
なお、第３実施形態では、受信モード設定部２１５は、利用者の設定入力により、詳細測時モードを設定する構成としたが、これに限定されない。例えば、週始めに最初に実施される自動測時モードを詳細測時モードに切り替える構成としてもよい。すなわち、週番号は、１週間単位で更新されるデータであるため、週始めに一度週番号を取得した場合、その後１週間は、更新されない。したがって、週始めに１回週番号を取得すれば、Ｚカウントデータのみを取得することで、年月日および時刻の修正を実施することができる。
【０１０５】
〔第３実施形態の作用効果〕
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、受信モード設定部２１５は、測時モードにおいて、さらに、時刻情報（Ｚカウントデータ）に加えて年月日情報（週番号データ）を取得する詳細測時モードと、時刻情報（Ｚカウントデータ）のみを取得する通常測時モードとを切り替えて設定する。そして、閾値設定部１５は、通常測時モードにおいて、信号受信閾値を中間値Ｔｈ３に設定するとともに、詳細測時モードにおいて、中間値Ｔｈ３より大きく上限値Ｔｈ１より小さい第二測時用固定閾値である詳細測時用閾値Ｔｈ４に設定する。
このため、詳細測時モードにおいて、３０秒間隔で送信される週番号データを確実に取得することができ、週番号データの取得失敗により受信処理が長くなる不都合を回避することができる。
【０１０６】
〔第４実施形態〕
次に本発明の第４実施形態について説明する。
上記した第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、取得したＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と、内部計時部２１１に記憶される内部時刻との時間差が所定値以内である場合に、内部時刻をＧＰＳ時刻に修正した。これに対し、第４実施形態では、捕捉された２つの衛星信号のＧＰＳ時刻情報をデコード処理し、これらのＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻が一致する場合に、内部時刻とＧＰＳ時刻との時間差を参照し、時間差が所定値以内である場合に内部時刻を修正する。
【０１０７】
ここで、上述したように、測時モードでは、信号強度の小さい衛星信号のみによるデコード処理を回避するために、２つの衛星信号を捕捉してデコード処理を実施する。上記第１実施形態では、これらの２つの衛星信号のうちいずれか一方のデコード処理が完了した時点で、デコードされたＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻を修正するが、第４実施形態では、２つの衛星信号のデコード処理が完了するまで、受信動作を継続させる。そして、これらの２つの衛星信号のデコード処理が完了し、２つのＧＰＳ時刻情報が取得されると、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、これらのＧＰＳ時刻情報が一致するか否かを判断する。ここで、２つのＧＰＳ時刻情報が一致すると判断した場合、上記のように、このＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と、内部計時部２１１に記録される内部時刻との時間差を算出し、時間差が所定値以内である場合に内部時刻を修正する。
【０１０８】
一方、２つのＧＰＳ時刻情報が一致しない場合、取得した２つのＧＰＳ時刻情報のうち、少なくともいずれか一方が誤った情報であると判断し、受信動作を停止させる。この場合は、第１実施形態のステップＳ２５の処理を実施し、例えばディスプレイ４に、受信が失敗した旨の情報を表示させ、内部計時部２１１によりカウントされる内部時刻を指針３にて表示させる処理をする。
【０１０９】
なお、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、２つのＧＰＳ時刻情報が一致しないと判断した場合、衛星捕捉動作を継続させ、さらに他の衛星信号を捕捉する処理を実施してもよい。この場合、新たに捕捉された衛星信号をデコード処理してＧＰＳ時刻情報を取得し、先の取得したＧＰＳ時刻情報と比較して一致するＧＰＳ時刻情報があるか否かを判断してもよい。ここで、一致するＧＰＳ時刻情報がある場合には、これらの一致したＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と、内部時刻との時間差を算出し、この時間差が所定値以内である場合に内部時刻をＧＰＳ時刻に修正する処理を実施する。
【０１１０】
〔第４実施形態の作用効果〕
上記第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計１では、測時モードにおいて、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、２つの衛星信号をデコードしてそれぞれＧＰＳ時刻情報を取得し、これらのＧＰＳ時刻情報が一致する場合に、このＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と、内部計時部の内部時刻との時間差を算出する。そして、この時間差が所定値以内であれば、内部時刻をＧＰＳ時刻に修正する。
このため、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１に比べて、受信動作が完了するまでの時間が長くなるが、衛星信号から取得するＧＰＳ時刻情報としてより信頼できる情報を取得することができ、より確実に誤った情報の表示を防止することができる。
【０１１１】
［変形例］
なお、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、測位モードにおいて、相関回数が所定数（例えば３回）となる毎に、信号受信閾値を減少させる処理を実施したが、閾値設定部１５は、信号受信閾値を減少させるタイミングを徐々に遅らせる処理を実施してもよい。例えば、閾値設定部１５は、受信開始から相関回数が３回となった時点で１回目の閾値減少処理を実施し、その後さらに５回の相関が行われた後に、２回目の閾値減少処理を実施し、その後さらに、７回の相関が実施された際に、３回目の閾値減少処理を実施する処理をしてもよい。
また、閾値設定部１５は、測位モードにおいて、相関回数に応じて、信号受信閾値を減少させる処理を実施したが、例えば、内部タイマーにより受信開始から経過時間を参照し、所定相関回数に必要な時間経過毎に信号受信閾値を減少させる処理を実施してもよい。
【０１１２】
また、第１実施形態において、閾値設定部１５は、測時モードにおける信号受信閾値として、下限値Ｔｈ２を設定したが、これに限定されず、測位用閾値よりも小さい値に設定すればよい。ただし、測位用閾値に近い値を設定すると、捕捉できない衛星受信が増加し、その結果受信時間が長時間化するため、上限値Ｔｈ１および下限値Ｔｈ２の中間値Ｔｈ３以下に設定することが好ましい。このような信号受信閾値に設定することで、少なくともＧＰＳ時刻情報を取得可能な信号強度を有する衛星信号を、迅速に捕捉でき、受信時間を短縮させることができる。
【０１１３】
また、第２実施形態において、閾値設定部１５は、手動測時モードにおける信号受信閾値として中間値Ｔｈ３を設定する構成とし、第３実施形態において、通常測時モードにおける信号受信閾値として中間値Ｔｈ３を設定する構成としたが、上限値Ｔｈ１より小さく、下限値Ｌ２より大きい他の値に設定されてもよく、下限値Ｔｈ２より大きく、中間値Ｔｈ３より小さい値に設定することで、受信時間をより短縮することができる。
【０１１４】
さらに、上記第１から第３実施形態において、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、２つの衛星信号を受信させ、これらの衛星信号のうちデコード処理が完了した一方の衛星信号のＧＰＳ時刻情報と、内部時刻との時間差が所定値以内である場合に時刻修正を実施したが、これに限定されない。例えば、第４実施形態のように、２つの衛星信号のＧＰＳ時刻情報が一致する場合に時刻修正を実施する処理をしてもよい。また、信号強度が十分に大きい場合には、取得したＧＰＳ時刻情報のＧＰＳ時刻と内部時刻との時間差を算出せずに、内部時刻を修正する処理をしてもよい。
【０１１５】
また、２つの衛星信号のＧＰＳ時刻情報が一致するか否かを判断したが、２つ以上の衛星信号、例えば３つの衛星信号のＧＰＳ時刻情報が一致するか否かを判断する処理をしてもよい。この場合、誤ったＧＰＳ時刻情報が取得される不都合をより確実に回避できる。
【０１１６】
さらには、上記各実施形態において、衛星捕捉動作の停止タイミングとして、２つ以上の衛星信号が捕捉された場合、または所定信号強度以上の衛星信号が捕捉された場合としたが、これに限定されない。例えば、ＧＰＳ時刻情報を取得するためには、１つの衛星信号から時刻取得すればよいため、１つの衛星信号が捕捉されたタイミングで衛星捕捉動作を停止させる処理をしてもよい。また、２つの衛星信号が捕捉されるタイミングとしたが、例えば３つ以上の所定数の衛星信号が捕捉された場合に捕捉動作を停止させる処理をしてもよく、所定信号強度以上の衛星信号が２つ以上の所定数捕捉された場合に捕捉動作を停止させる構成などとしてもよい。
【０１１７】
また、捕捉動作制御部２１６およびデコード処理制御部２１７は、ソーラーセル３５の発電量の変動値に基づいて、利用者が歩行中であるか否かを判断したが、例えば、ジャイロセンサーなどにより振動を検出することで、利用者が歩行中であるか否かを判断してもよく、さらには、回転錘の回動により発電を実施する発電式の電子時計では、その発電量を検出することで、利用者が歩行中であるか否かを判断してもよい。
【０１１８】
また、上述の実施形態は、位置情報衛星の例としてＧＰＳ衛星５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５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送信する位置情報衛星でも良い。
【０１１９】
本発明の電子時計は、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に限らず、指針のみを有するアナログ時計や、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、懐中時計などの各種時計や、携帯電話機、デジタルカメラや各種携帯情報端末等の時計機能を備える電子機器に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１…電子時計であるＧＰＳ付き腕時計、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ…位置情報衛星であるＧＰＳ衛星、６…入力手段を構成するボタン、１３…受信手段および情報取得手段として機能するベースバンド部、１５…閾値設定手段である閾値設定部、２０…表示手段を構成する時刻表示装置、３５…ソーラーセル、３６…発電量検出手段である発電量検出回路、２１１…内部計時部、２１５…モード切替手段である受信モード設定部、２１６…時刻修正手段を構成する捕捉動作制御部、２１７…時刻修正手段を構成するデコード処理制御部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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