(57)【要約】【課題】時差のある地域に移動した場合でも、元の地域に戻ったり同じ地域に複数回移動した場合には、過去の受信結果を活用して効率的に短時間で位置情報衛星を捕捉することにより、消費電力の低減を図ることである。【解決手段】位置情報衛星を補足するための地域衛星情報を、地域毎に異なる地域ページに地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記録するようにし、外部からの地域設定により有効な地域ページを選択する。【選択図】図４
2011226933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から来る電波の時刻情報により時刻を修正する時刻表示装置において、
衛星からの電波を受信して標準時を得る標準時受信手段と、
内部で生成する基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ手段と、
内部時刻により時刻を表示する時刻表示手段と、
前記標準時受信手段の受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記憶する受信記憶手段と、
前記受信記憶手段に記憶されている受信結果から周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算手段と、
全体のステータス及びシーケンスを管理する制御手段と、
操作者とのユーザーインターフェイスを行う地域入力手段とを有する時刻表示装置。
【請求項２】
衛星から来る電波の時刻情報により時刻を修正する時刻表示方法において、
地域情報を設定する地域設定工程と、
衛星から電波を受信して標準時を得る標準時受信工程と、
前記標準時受信工程での受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記録する受信記憶工程と、
内部時刻を生成する元となる基準クロックを発生する基準クロック発生工程と、
基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ工程と、
内部時刻により時刻を表示する時刻表示工程と、
前記受信記憶工程で記憶した受信結果から受信可能で周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算工程とを有し、
前記標準時受信工程が前記期待時刻に基づいて受信する衛星と時刻を決定することを特徴とする時刻表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置情報衛星などの衛星からの電波に含まれる時刻情報を基に、内部時計の時刻を修正して表示する時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置情報衛星の主たる目的は、複数の位置情報衛星の位置とそれらの位置情報衛星からの電波の遅延時間により受信点の位置を求めることである。しかし、位置情報衛星には原子時計などの極めて精度の高い時計が搭載されており、位置情報衛星からの時刻情報を基に内部時計の時刻を修正して精度の高い時刻を表示する時計が多数開示されている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
また、この特許文献１では、各時間帯において受信に成功した測位用衛星およびドップラー効果による周波数偏差を時間帯毎に記憶するとともに、所定の時間帯において過去に受信に成功した測位用衛星と周波数偏差とから、位置情報衛星を短時間で捕捉する方法を開示している。
【０００４】
さらに、特許文献１では、記憶する受信データは、月日と関連付けられており、記憶時と読み出し時に１日につき４分ずつ時間を早めることにより、月日が変わっても受信データを有効に活用する方法も開示している。
【０００５】
このための従来の「捕捉衛星テーブル」の一例を、図８に示す。ここで、タイムカウントとは、１日を３６０とした場合の時刻に相当するものである。つまり、１日は４分毎の０〜３５９であり、さらに１日を１タイムカウントとして補正したものである。この補正は、位置情報衛星が地球から見て同じ位置に来る時刻は１日につき４分ずつ早まるためである。従って、「捕捉衛星テーブル」には基準となる日付と時刻に対応するタイムカウントが明記されている。
【０００６】
このタイムカウント毎に、過去に捕捉した位置情報衛星の衛生番号と、周波数偏差が記録されている。この「捕捉衛星テーブル」により受信する日付と時刻に対応するタイムカウントに記憶されている衛星番号と周波数偏差を用いることにより、素早く位置情報衛星を捕捉することができる。
【０００７】
しかし、特許文献１に示す発明では、ある特定の場所に時計が固定されていることを前提としており、時差のある地域に移動した場合には、記憶したデータを活用することができないと言う課題があった。
【０００８】
そこで、図９に示すような時間帯ごとに捕捉可能な衛星を示す「捕捉可能ＧＰＳ衛星データ」を、時差分補正して用いる方法が、特許文献２により開示されている。しかし、緯度に関する情報が含まれていないため、「捕捉可能ＧＰＳ衛星データ」は周波数偏差を関連付けることができない。したがって、捕捉するためにより長い時間と大きい電力を費やしてしまうと言う課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−８２８７５号公報
【特許文献２】特開２００８−３９５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明では、時差のある地域に移動した場合でも、元の地域に戻ったり同じ地域に複数回移動した場合には、過去の受信結果を活用して効率的に短時間で位置情報衛星を捕捉することにより、消費電力の低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明による時刻表示装置は、衛星からの電波を受信して標準時を得る標準時受信手段と、内部で生成する基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ手段と、内部時刻により時刻を表示する時刻表示手段と、前記標準時受信手段の受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記憶する受信記憶手段と、前記受信記憶手段に記憶されている受信結果から周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算手段と、全体のステータス及びシーケンスを管理する制御手段と、操作者とのユーザーインターフェイスを行う地域入力手段とにより構成した。
【００１２】
また、本発明による時刻表示方法は、地域情報を設定する地域設定工程と、衛星から電波を受信して標準時を得る標準時受信工程と、前記標準時受信工程での受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記録する受信記憶工程と、内部時刻を生成する元となる基準クロックを発生する基準クロック発生工程と、基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ工程と、内部時刻により時刻を表示する時刻表示工程と、前記受信記憶工程で記憶した受信結果から受信可能で周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算工程とにより動作するようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による時刻表示装置および時刻表示方法では、時差のある地域に移動した場合でも、元の地域に戻ったり同じ地域に複数回移動した場合には、過去の受信結果を活用してきたいされる時刻に期待される周波数偏差で短時間に効率的に位置情報衛星を捕捉することにより、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る時刻表示装置の好適な一実施例を示すブロック図
【図２】本発明に係る時刻表示方法の工程フロー図
【図３】本発明に係る地域設定工程のフロー図
【図４】本発明に係る地域衛星情報の概念図
【図５】本発明に係る期待時刻の概念図
【図６】本発明に係る地域ページ作成工程の動作を示す概念図
【図７】本発明に係る時刻表示手段の外観図
【図８】従来の時刻表示装置の捕捉衛星テーブルの一例を示す図
【図９】従来の時刻表示装置の捕捉衛星テーブルの他の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明による時刻表示装置は、衛星からの電波を受信して標準時を得る標準時受信手段と、内部で生成する基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ手段と、内部時刻により時刻を表示する時刻表示手段と、前記標準時受信手段の受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記憶する受信記憶手段と、前記受信記憶手段に記憶されている受信結果から周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算手段と、全体のステータス及びシーケンスを管理する制御手段と、操作者とのユーザーインターフェイスを行う地域入力手段とにより構成した。
【００１６】
また、本発明による時刻表示方法は、地域情報を設定する地域設定工程と、衛星から電波を受信して標準時を得る標準時受信工程と、前記標準時受信工程での受信結果を受信した地域情報と月日と時刻と衛星と周波数偏差を関連付けて記録する受信記憶工程と、内部時刻を生成する元となる基準クロックを発生する基準クロック発生工程と、基準クロックをカウントして内部時刻を生成するとともに前記標準時により内部時刻を修正するＲＴＣ工程と、内部時刻により時刻を表示する時刻表示工程と、前記受信記憶工程で記憶した受信結果から受信可能で周波数偏差が近くなることが期待される期待時刻を演算する期待時演算工程とにより動作するようにした。
【実施例】
【００１７】
これより、本発明による時刻表示装置について、図面を基に詳細に説明する。なお、本実施例の以降の説明では、＜＞を大見出し、［］を小見出し、（）を小見出しとして用いている。
【００１８】
＜時刻表示装置／時刻表示方法＞
図１は、本発明による時刻表示装置１０１の好適な一実施例のブロック構成を示したものである。また、図２は、本発明による時刻表示方法の動作の一例を示す工程フロー図である。
【００１９】
［地域入力手段／地域設定工程］
本発明による時刻表示装置１０１を動作させるためには、先ず地域設定工程２０１で使用する地域を設定する必要がある。また、時刻表示装置の外部から地域情報を設定される場合も、地域設定工程２０１で使用する地域を設定する。図３は、地域設定工程２０１の工程フローの一例を示したものである。
【００２０】
（地域入力工程）
地域入力工程３０１では、地域入力手段１０８を用いて、時刻表示装置の外部からの入力により、地域情報を設定する。地域入力手段１０８は、地域情報を時刻表示装置１０１に入力するためのユーザーインターフェイスであり、汎用的なＣＰＵの入出力ポートを用いて実現したが、専用の回路により実現しても良い。地域情報は、地域名でも良いが、本実施例では時差により地域を表すようにした。時差には緯度に関する情報が含まれていないため、地域を移動した場合のドップラー効果による周波数偏差は、一般的には定まらない。しかし、頻繁に異なる地域に移動する人は、例えば海外ブランチへの移動や母国と現住所間の移動など、同じ地域に繰り返し移動することが多く、同じ緯度の異なる経度に移動することは比較的少ないことに着目して、地域を時差で表すようにした。同じ地域に戻った場合には、時差を設定することで、過去の受信結果から補足可能な時間ばかりでなく、周波数偏差まで知ることが可能になる。
【００２１】
（地域ページ作成工程）
図４は、地域衛星情報４０１の一例を示したものである。地域衛星情報４０１は、地域ごとの位置情報衛星の補足に関する情報を記憶するものであり、地域に対応する１つ以上の地域ページ４０２により構成される。
【００２２】
地域ページ作成工程３０３では、設定された地域が初めての地域の場合に、受信結果の新しい地域ページ４０２を確保するとともに、新たに設定された時差と最終受信情報の標準時について初期値を書き込む。
【００２３】
新しい地域ページ４０２の最終受信情報の標準時の欄は、時刻表示装置を最初に使用する場合は空欄である。しかし、他地域から地域を変更する場合には、受信できる確率の高い期待時刻を演算できるようにするために、他地域の最終受信情報の標準時から数２により演算して値を書き込むようにした。
【００２４】
数２）（新最終受信標準時）＝（他地域の最終受信標準時）＋（新時差−他地域時差）
【００２５】
何故ならば、図６に示すように、時差の小さい地域ほど、早い標準時に衛星が近づく傾向があるからである。ちなみに図６は、ある日の標準時と３つの衛星の経度との関係を示したものである。横軸はある日の標準時であり、縦軸は経度である。図中斜めの直線と点線と一点鎖線は各々異なる衛星を表している。実際の衛星の軌道は、赤道面に対する傾斜角をもっているため時刻と経度との関係は直線にならないが、本実施例では簡略化して直線近似した。
【００２６】
なお、周波数偏差と信号強度の欄は未受信のため空欄のままである。
【００２７】
（地域ページ選択工程）
地域ページ選択工程３０４では、地域入力工程３０１で入力した地域に対応する地域ページ４０２を選択して有効にする。なお、時刻表示装置を最初に使う場合は、時差以外が未記憶の地域ページ４０２を選択している。有効にされた地域ページは、受信記憶工程で受信記憶手段により受信結果を書き込まれ、期待時演算工程で読み出される。
【００２８】
地域ページ４０２を選択したら、後術する期待時演算工程を実行し、期待時刻を求める。
【００２９】
［標準時受信手段／標準時受信工程］
標準時受信手段１０３あるいは標準時受信工程２０２では、地域設定工程２０１で地域情報を設定した場合あるいは調整時刻判定２０８で現在時刻と期待時刻が一致した場合に、位置情報衛星からの電波に含まれる時刻に関する航法メッセージデータを受信し、受信した航法メッセージデータからグリニッジ標準時を演算する。
【００３０】
しかし、初期など捕捉可能な位置情報衛星や周波数偏差が不明の場合には、位置情報衛星は静止衛星ではないため、常に電波を受信できる位置にあるとは限らない。また、位置情報衛星の移動に伴うドップラー効果で±約５，０００Ｈｚの周波数偏差がある。このため、想定される位置情報衛星と周波数偏差の組合せについて電波強度を測定することにより位置情報衛星を捕捉し、捕捉した後に時刻に関する航法メッセージデータを受信し、受信した航法メッセージデータから標準時を演算する。
【００３１】
また、初めての地域に移動した場合には、捕捉の可能性の高い期待時刻に捕捉するが、周波数は不明であり、周波数を変えながら捕捉する。
【００３２】
地域を変更していない場合には、期待時刻に実績のある周波数で、短時間に捕捉する。
【００３３】
［受信記憶手段／受信記憶工程］
受信記憶手段１０４あるいは受信記憶工程２０３では、標準時受信手段１０３あるいは標準時受信工程２０２で位置情報衛星を捕捉して時刻に関する航法メッセージデータの受信に成功した場合には、受信結果を地域衛星情報４０１の受信した地域に対応する地域ページ４０２に記憶する。但し、信号強度が記憶されている値より弱い場合は、地域ページを更新しないようにしても良い。
【００３４】
受信結果を記憶する地域衛星情報４０１の一例を、図４に示す。図４に示すように、受信結果は地域衛星情報４０１の地域毎に異なった地域ページ４０２に記憶する。各地域ページ４０２においては、地域情報と受信年月日と受信時刻と周波数偏差と信号強度を対応させて記憶するようにした。受信結果は、衛星毎に記憶するように構成したため、未受信の衛星については、周波数偏差や信号強度は記憶されていない。
【００３５】
受信記憶手段は、汎用的なＣＰＵと汎用的なメモリにより実現したが、専用の論理回路やレジスタなどにより実現しても良い。
【００３６】
［ＲＴＣ手段／基準クロック発生工程／ＲＴＣ工程］
ＲＴＣ手段１０５では、基準クロック発生工程２０４において内部で基準クロックを発生する。また、ＲＴＣ工程２０５では、基準クロック発生工程２０４で発生した基準クロックをカウントしてグリニッジ標準時に一致するように内部時刻を生成するとともに、標準時受信手段１０３からの標準時により内部時刻を補正する。
【００３７】
［期待時演算手段／期待時演算工程］
期待時演算手段１０６あるいは期待時演算工程２０７では、地域衛星情報４０１の現在の地域に対応して有効になっている地域ページ４０２に記憶されている受信結果から、同じ周波数偏差で受信が期待される期待時刻を数１により演算して求める。
【００３８】
数１）期待時刻＝最終受信時刻−２４時間・（期待月日−最終受信月日）／３６５．２４
【００３９】
数１は、位置情報衛星の周期に対応し、最終受信時刻からの経過時間が１年につき２４時間早くなるように補正するようにしたものである。但し、数１の演算結果が、２４時以降になった場合には２４時間差し引いて、マイナスになった場合には２４時間を加える。
【００４０】
図４の地域衛星情報４０１の先頭の現在有効になっている地域ページ４０２に対応する期待時刻の演算結果を、一例として図５に示す。このように、期待時刻の演算は、受信結果が記憶されているすべての位置情報衛星について行う。
【００４１】
なお、期待時演算手段１０６は、汎用のＣＰＵにより演算するようにしたが、専用の論理回路により演算しても良い。
【００４２】
［時刻表示手段／時差変換工程／時刻表示工程］
時刻表示手段１０７は、時差変換工程２０９で標準時の内部時刻からローカル時刻に変換し、時刻表示工程２１０でローカル時刻を表示する。時刻表示手段は、図７ａに示すようなデジタル式の時刻表示を行うようにしたが、図７ｂに示すような長針と短針とにより時刻を表示するようにしても良い。
【００４３】
［制御手段］
制御手段１０９は、全体のステータス及び工程を管理する。制御手段１０９は、ＣＰＵを用いて実現したが、シーケンサーなどを用いても良いことは言うまでもない。
【００４４】
制御手段１０９の動作の説明は、前述の各手段や各工程の説明に含まれるが、未説明の動作について、以下に説明する。
【００４５】
（演算時刻判定）
演算時刻判定２０６では、内部時刻が午前０時０分０秒の場合には期待時演算工程２０７を実行し、その他の時刻の場合には調整時刻判定２０８に移行する。本実施例では１日に１回期待時演算工程２０７を実行するようにしたが、その限りではない。
【００４６】
（調整時刻判定）
調整時刻判定２０８では、期待時演算工程２０７で期待時演算手段１０６により求めた期待時刻とＲＴＣ手段１０５からの内部時刻を照合し、一致した場合には、標準時受信工程１０３を実行し、その他の場合には時差変換工程２０９に移行する。標準時受信工程２０２を実行する場合には、内部時刻を期待時刻が一致した衛星について、実績のある周波数偏差あるいは近傍の周波数から衛星の受信を始める。
【００４７】
但し、消費電力削減の観点から、期待時刻と内部時刻が一致する場合でも、最後の受信から一定の時間が経過していない場合は、内部時刻の精度は充分高いので、標準時受信工程２０２を実行せずに、時差変換工程２０９に移行するようにした。
【００４８】
また、期待時刻に受信できなかった場合には、他の時刻に標準時受信工程２０２を実行するようにした。さらに、地域衛星情報の未受信の欄が多い場合には、期待時刻と内部時刻が一致しない場合でも、定期的に標準時受信工程２０２を実行するようにした。
【００４９】
（継続動作）
なお、基準クロック発生工程２０４，ＲＴＣ工程２０５，時差変換工程２０９，時刻表示工程２１０，演算時刻判定２０６および調整時刻判定２０８は、それら自体が継続的に動作するようにした。
【００５０】
＜他の実施方法＞
以上に内部時刻はグリニッジ標準時に近づけるようにしてローカル時刻に変換して表示する場合の例について説明したが、例えば内部クロックをローカル時刻などの他の時刻を生成するようにしても適宜時差を補正すれば良い。地域衛星情報の最終受信標準時や期待時刻についても、同様に他の時刻を用いても良い。
【００５１】
また、以上に地域衛星情報で各衛星ごとに最終受信標準時を対応させたが、逆に時間帯
毎に受信可能な衛星を対応させても良い。期待時刻についても同様である。
【符号の説明】
【００５２】
１０１  時刻表示装置
１０３  標準時受信手段
１０４  受信記憶手段
１０５  ＲＴＣ手段
１０６  期待時演算手段
１０７  時刻表示手段
１０８  地域入力手段
１０９  制御手段
２０１  地域設定工程
２０２  標準時受信工程
２０３  受信記憶工程
２０４  基準クロック発生工程
２０５  ＲＴＣ工程
２０７  期待時演算工程
２１０  時刻表示工程
４０１  地域衛星情報
４０２  地域ページ
【図１】
2011226933.tif 000003
【図２】
2011226933.tif 000004
【図３】
2011226933.tif 000005
【図４】
2011226933.tif 000006
【図５】
2011226933.tif 000007
【図６】
2011226933.tif 000008
【図７】
2011226933.tif 000009
【図８】
2011226933.tif 000010
【図９】
2011226933.tif 000011