(57)【要約】【課題】受信点の移動によるタイミング信号の生成の空白時間を少なくすることができるタイミング信号生成装置を提供すること、また、かかるタイミング信号生成装置を備える信頼性に優れた電子機器および移動体を提供すること。【解決手段】タイミング信号生成装置１は、衛星信号に基づいて、受信点の位置情報を生成するＤＳＰ２３と、少なくとも１つの位置情報衛星からの衛星信号と受信点の位置情報とに基づいて、タイミング信号を生成するＧＰＳ受信機１０と、を備え、ＧＰＳ受信機１０が生成するタイミング信号に要求されるタイミング精度をΔｔとし、光速をｃとし、０．５以上１以下の係数をｋとしたとき、受信点の移動量が設定値（＝ｋ×ｃ×Δｔ）を超えた場合、ＧＰＳ受信機１０がタイミング信号の生成に用いる位置情報を更新する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星信号に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、
位置情報衛星からの衛星信号と前記受信点の位置情報とに基づいて、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
受信点の移動量を検出する移動量検出部と、を備え、
前記タイミング信号生成部が生成するタイミング信号に要求されるタイミング精度をΔｔとし、光速をｃとし、０．５以上１以下の係数をｋとしたとき、前記移動量検出部が検出した移動量がｋ×ｃ×Δｔに設定されている設定値を超えた場合、タイミング信号の生成に用いる位置情報を更新することを特徴とするタイミング信号生成装置。
【請求項２】
前記移動量検出部が検出した移動量が前記設定値以下である場合、タイミング信号の生成に用いる位置情報を固定する請求項１に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項３】
受信点の移動を検出するセンサーを備え、
前記移動量検出部は、前記センサーの検出結果に基づいて、受信点の移動量を検出する請求項１または２に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項４】
前記移動量検出部が検出した移動量と前記設定値とを比較する比較部を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、タイミング信号の生成に用いる位置情報を更新するか否かを判断する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項５】
衛星信号に基づいて測位計算を行う測位計算部を備え、
前記位置情報生成部は、前記測位計算部での複数の測位計算結果の最頻値または中央値を用いて受信点の位置情報を生成する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項６】
クロック信号を出力する発振器と、
前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、
を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項７】
前記発振器は、水晶発振器である請求項６に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項８】
前記発振器は、原子発振器である請求項６に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項９】
バッテリーを備える請求項１ないし８のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のタイミング信号生成装置を備えていることを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイミング信号生成装置、電子機器および移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星を利用した全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の１つであるＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られている。ＧＰＳに用いるＧＰＳ衛星は、極めて精度の高い原子時計が搭載されており、ＧＰＳ衛星の軌道情報や正確な時刻情報等が重畳された衛星信号を地上に送信している。ＧＰＳ衛星から送信された衛星信号は、ＧＰＳ受信機で受信される。そして、ＧＰＳ受信機は、衛星信号に重畳されている軌道情報や時刻情報に基づいてＧＰＳ受信機の現在位置や時刻情報を算出する処理や、協定世界時（ＵＴＣ:Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｉｍｅ）に同期した正確なタイミング信号（１ＰＰＳ）を生成する処理等を行う。
【０００３】
このようなＧＰＳ受信機は、測位計算に基づき、位置・時刻を提供する通常測位(位置推定)モードと、既知位置での固定位置測位による時刻提供をする位置固定モードが設けられているのが一般的である。
【０００４】
通常測位モードでは、所定数（２次元測位あれば最低３個、３次元測位であれば４個）以上のＧＰＳ衛星からの衛星信号が必要である。また、衛星信号を受信可能なＧＰＳ衛星の数が多いほど、測位計算の精度が向上する。
【０００５】
これに対して、位置固定モードでは、ＧＰＳ受信機の位置情報が設定されていれば、少なくとも１つのＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信できれば１ＰＰＳを生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１７８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に係る測位系時刻抽出装置では、複数の測位用衛星からの信号に含まれる軌道情報および時刻情報に基づいて受信点の位置情報を求めて決定した後、少なくとも１つの測位用衛星からの信号に含まれる軌道情報および時刻情報と、決定した受信点の位置情報とに基づいて測位系の時刻を求める。
【０００８】
しかし、特許文献１に係る測位系時刻抽出装置では、受信点が移動した場合、常に受信点の位置情報を算出し直さなければならないため、必要な精度を維持した１ＰＰＳを生成することができない空白期間が必要以上に発生してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、受信点の移動によるタイミング信号の生成の空白時間を少なくすることができるタイミング信号生成装置を提供すること、また、かかるタイミング信号生成装置を備える信頼性に優れた電子機器および移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【００１１】
［適用例１］
本発明のタイミング信号生成装置は、衛星信号に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、
位置情報衛星からの衛星信号と前記受信点の位置情報とに基づいて、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
受信点の移動量を検出する移動量検出部と、を備え、
前記タイミング信号生成部が生成するタイミング信号に要求されるタイミング精度をΔｔとし、光速をｃとし、０．５以上１以下の係数をｋとしたとき、前記移動量検出部が検出した移動量がｋ×ｃ×Δｔに設定されている設定値を超えた場合、タイミング信号の生成に用いる位置情報を更新することを特徴とする。
【００１２】
このようなタイミング信号生成装置によれば、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、タイミング信号の生成に用いる位置情報が固定されるため、タイミング信号を生成することができる。そのため、受信点の移動によるタイミング信号の生成の空白時間を少なくすることができる。
【００１３】
しかも、設定値がｋ×ｃ×Δｔであるため、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、タイミング信号の精度を要求される範囲内で担保することができる。
【００１４】
［適用例２］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記移動量検出部が検出した移動量が前記設定値以下である場合、タイミング信号の生成に用いる位置情報を固定することが好ましい。
【００１５】
これにより、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、固定された受信点の位置情報に基づいて、タイミング信号を生成することができる。
【００１６】
［適用例３］
本発明のタイミング信号生成装置では、受信点の移動を検出するセンサーを備え、
前記移動量検出部は、前記センサーの検出結果に基づいて、受信点の移動量を検出することが好ましい。
これにより、簡易な構成で、受信点の移動量を検出することができる。
【００１７】
［適用例４］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記移動量検出部が検出した移動量と前記設定値とを比較する比較部を備え、
前記比較部の比較結果に基づいて、タイミング信号の生成に用いる位置情報を更新するか否かを判断することが好ましい。
【００１８】
これにより、前記比較部の比較結果に基づいて、前記タイミング信号生成部がタイミング信号の生成に用いる位置情報を更新するか否かを判断することができる。
【００１９】
［適用例５］
本発明のタイミング信号生成装置では、衛星信号に基づいて測位計算を行う測位計算部を備え、
前記位置情報生成部は、前記測位計算部での複数の測位計算結果の最頻値または中央値を用いて受信点の位置情報を生成することが好ましい。
【００２０】
これにより、複数の測位計算結果の平均値を用いる場合に比べて、高精度に受信点の位置情報を生成することができる。
【００２１】
［適用例６］
本発明のタイミング信号生成装置では、クロック信号を出力する発振器と、
前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、
を備えることが好ましい。
【００２２】
これにより、発振器が出力するクロック信号を正確なタイミング信号に同期させることで、発振器の精度よりも高い精度のクロック信号を生成することができる。
【００２３】
［適用例７］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記発振器は、水晶発振器であることが好ましい。
【００２４】
水晶発振器は、小型で、かつ、低消費電力である。したがって、タイミング信号に同期させる発振器として水晶発振器を用いることにより、タイミング信号生成装置の小型化および低消費電力化を図ることができる。また、恒温槽型水晶発振器を用いれば、長期にわたって衛星信号を受信できない状態となっても、高精度なタイミング信号を生成することができる。
【００２５】
［適用例８］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記発振器は、原子発振器であることが好ましい。
【００２６】
原子発振器は、高い長期周波数安定度を有する。したがって、タイミング信号に同期させる発振器として原子発振器を用いることにより、長期にわたって衛星信号を受信できない状態となっても、高精度なタイミング信号を生成することができる。
【００２７】
［適用例９］
本発明のタイミング信号生成装置では、バッテリーを備えることが好ましい。
【００２８】
これにより、バッテリーからの電力供給によりタイミング信号生成装置の各部を駆動することができる。そのため、外部電源がないような場所でもタイミング信号生成装置を設置することが可能となる。
【００２９】
［適用例１０］
本発明の電子機器は、本発明のタイミング信号生成装置を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
【００３０】
［適用例１１］
本発明の移動体は、本発明のタイミング信号生成装置を備えていることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する移動体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【図２】ＧＰＳ衛星から送信される航法メッセージの構成を示す図である。
【図３】図１に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３に示すＧＰＳ受信機における通常測位モードと位置固定モードでの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図３に示すＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示すタイミング信号生成装置の処理部によるＧＰＳ受信機の制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、ＧＰＳ衛星の捕捉数が多いが受信強度が小さい場合の測位計算結果を示す表、（Ｂ）は、ＧＰＳ衛星の捕捉数が少なく、受信強度が小さい場合の測位計算結果を示す表である。
【図８】測位計算結果の測位計算結果の代表値と受信点の移動量の許容値αとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【図１０】図９に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ選択の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【図１２】図１１に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ選択の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【図１４】本発明の電子機器の実施形態を示すブロック図である。
【図１５】本発明の移動体の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明のタイミング信号生成装置、電子機器および移動体を添付図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
１．タイミング信号生成装置
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【００３４】
図１に示すタイミング信号生成装置１は、ＧＰＳ受信機１０、処理部（ＣＰＵ）２０、原子発振器３０、温度センサー４０、ＧＰＳアンテナ５０を含んで構成されている。
【００３５】
なお、タイミング信号生成装置１は、構成要素の一部または全部が物理的に分離されていてもよいし、一体化されていてもよい。例えば、ＧＰＳ受信機１０と処理部（ＣＰＵ）２０はそれぞれ別個のＩＣで実現されていてもよいし、ＧＰＳ受信機１０と処理部（ＣＰＵ）２０は１チップのＩＣとして実現されていてもよい。
【００３６】
このタイミング信号生成装置１は、ＧＰＳ衛星２（位置情報衛星の一例）から送信された信号を受信し、高精度の１ＰＰＳを生成するものである。
【００３７】
ＧＰＳ衛星２は、地球の上空の所定の軌道上を周回しており、搬送波である１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージおよびＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）を重畳（搬送波を変調）させた衛星信号を地上に送信している。
【００３８】
Ｃ／Ａコードは、現在約３０個存在するＧＰＳ衛星２の衛星信号を識別するためのものであり、各ｃｈｉｐが＋１または−１のいずれかである１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）からなる固有のパターンである。したがって、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。
【００３９】
各ＧＰＳ衛星２が送信する衛星信号（具体的には航法メッセージ）には、各ＧＰＳ衛星２の軌道上の位置を示す軌道情報が含まれている。また、各ＧＰＳ衛星２は原子時計を搭載しており、衛星信号には、原子時計で計時された極めて正確な時刻情報が含まれている。したがって、４つ以上のＧＰＳ衛星２からの衛星信号を受信し、各衛星信号に含まれている軌道情報および時刻情報を用いて測位計算を行うことで、受信点（ＧＰＳアンテナ５０の設置場所）の位置と時刻の正確な情報を得ることができる。具体的には、受信点の３次元位置（ｘ，ｙ，ｚ）および時刻ｔを４つの変数とする４次元方程式を立ててその解を求めればよい。
【００４０】
なお、受信点の位置が既知である場合、１つ以上のＧＰＳ衛星２からの衛星信号を受信し、各衛星信号に含まれている時刻情報を用いて受信点の時刻情報を得ることができる。
【００４１】
また、各衛星信号に含まれている軌道情報を用いて、各ＧＰＳ衛星２の時刻と受信点の時刻との差の情報を得ることができる。なお、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星２に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメーターも含まれており、この時刻補正パラメーターを用いて受信点の時刻を補正することで極めて正確な時刻情報を得ることができる。
【００４２】
図２は、ＧＰＳ衛星から送信される航法メッセージの構成を示す図である。
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ている。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２から６秒で送信される。したがって、１つのメインフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星２から３０秒で送信される。
【００４３】
サブフレーム１には、週番号データ（ＷＮ）等の衛星補正データが含まれている。週番号データは、ＧＰＳ衛星２の時刻が含まれる週を表す情報である。ＧＰＳ衛星２の時刻の起点は、ＵＴＣ（世界標準時）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。
【００４４】
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２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２の概略軌道情報）が含まれている。
【００４５】
さらに、サブフレーム１〜５の各先頭には、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ワードとが含まれている。
【００４６】
したがって、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ衛星２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。
【００４７】
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。
【００４８】
図２（Ｃ）に示すように、ＨＯＷワードには、ＴＯＷ（Time of Week）（以下、「Ｚカウント」ともいう）という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って、経過時間が１．５秒単位で表した数となっている。ここで、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。
【００４９】
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衛星２の時刻を計算することができる。なお、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おけば、週番号データを毎回取得しなくてもＧＰＳ衛星２の現在の週番号データを得ることができる。したがって、Ｚカウントデータのみを取得すれば、ＧＰＳ衛星２の現在の時刻を概算で知ることができる。
【００５０】
以上説明したような衛星信号は、図１に示すＧＰＳアンテナ５０を介して、ＧＰＳ受信機１０で受信される。
【００５１】
ＧＰＳアンテナ５０は、衛星信号を含む各種の電波を受信するアンテナであり、ＧＰＳ受信機１０に接続されている。
【００５２】
ＧＰＳ受信機１０（衛星信号受信部の一例）は、ＧＰＳアンテナ５０を介して受信した衛星信号に基づいて、各種の処理を行う。
【００５３】
具体的に説明すると、ＧＰＳ受信機１０は、通常測位モード（第１のモードの一例）および位置固定モード（第２のモードの一例）を有し、処理部（ＣＰＵ）２０からの制御コマンド（モード設定用の制御コマンド）に応じて通常測位モードと位置固定モードのいずれかに設定される。
【００５４】
ＧＰＳ受信機１０は、通常測位モードでは、「測位計算部」として機能し、複数（好ましくは４個以上）のＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報（具体的には、前述したエフェメリスデータやアルマナックデータ等）および時刻情報（具体的には、前述した週番号データやＺカウントデータ等）に基づいて測位計算を行う。
【００５５】
また、ＧＰＳ受信機１０は、位置固定モードでは、「タイミング信号生成部」として機能し、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報および時刻情報と設定された受信点の位置情報とに基づいて、１ＰＰＳ（1 Pulse Per Second）を生成する。１ＰＰＳ（基準時刻に同期したタイミング信号の一例）は、ＵＴＣ（世界標準時）と完全同期したパルス信号であり、１秒毎に１パルスを含む。このように、ＧＰＳ受信機１０がタイミング信号の生成に用いる衛星信号が軌道情報および時刻情報を含んでいることにより、基準時刻に正確に同期したタイミング信号を生成することができる。
【００５６】
以下、ＧＰＳ受信機１０の構成について詳述する。
図３は、図１に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機の構成例を示すブロック図である。
【００５７】
図３に示すＧＰＳ受信機１０は、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルター１１、ＲＦ処理部１２、ベースバンド処理部１３および温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）１４を含んで構成されている。
【００５８】
ＳＡＷフィルター１１は、ＧＰＳアンテナ５０が受信した電波から衛星信号を抽出する処理を行う。このＳＡＷフィルター１１は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルターとして構成される。
【００５９】
ＲＦ処理部１２は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１２１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１２２、ミキサー１２３、ＩＦアンプ１２４、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルター１２５およびＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）１２６を含んで構成されている。
【００６０】
ＰＬＬ１２１は、数十ＭＨｚ程度で発振するＴＣＸＯ１４の発振信号を１．５ＧＨｚ帯の周波数に逓倍したクロック信号を生成する。
【００６１】
ＳＡＷフィルター１１が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ１２２で増幅される。ＬＮＡ１２２で増幅された衛星信号は、ミキサー１２３でＰＬＬ１２１が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯（例えば、数ＭＨｚ）の信号（ＩＦ信号）にダウンコンバートされる。ミキサー１２３でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ１２４で増幅される。
【００６２】
ミキサー１２３でのミキシングにより、ＩＦ信号とともにＧＨｚオーダーの高周波信号も生成されるため、ＩＦアンプ１２４はＩＦ信号とともにこの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルター１２５は、ＩＦ信号を通過させるとともに、この高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルター１２５を通過したＩＦ信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）１２６でデジタル信号に変換される。
【００６３】
ベースバンド処理部１３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）１３３およびＲＴＣ（リアルタイムクロック）１３４を含んで構成されており、ＴＣＸＯ１４の発振信号をクロック信号として各種処理を行う。
【００６４】
ＤＳＰ１３１とＣＰＵ１３２は、協働しながら、ＩＦ信号からベースバンド信号を復調し、航法メッセージに含まれる軌道情報や時刻情報を取得し、通常測位モードの処理あるいは位置固定モードの処理を行う。
【００６５】
ＳＲＡＭ１３３は、取得された時刻情報や軌道情報、所定の制御コマンド（位置設定用の制御コマンド）に応じて設定された受信点の位置情報、位置固定モード等で用いる仰角マスク等を記憶するためのものである。ＲＴＣ１３４は、ベースバンド処理を行うためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ１３４は、ＴＣＸＯ１４からのクロック信号でカウントアップされる。
【００６６】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、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（衛星サーチ）を行う。そして、ベースバンド処理部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、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードをＣ／ＡコードとするＧＰＳ衛星２に同期（ＧＰＳ衛星２を捕捉）したものと判断する。なお、ＧＰＳでは、すべてのＧＰＳ衛星２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。したがって、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２を検索することができる。
【００６７】
また、ベースバンド処理部１３は、捕捉したＧＰＳ衛星２の軌道情報や時刻情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星２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をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星２の軌道情報や時刻情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド処理部１３は、航法メッセージに含まれる軌道情報や時刻情報を取得し、ＳＲＡＭ１３３に記憶する処理を行う。
【００６８】
また、ベースバンド処理部１３は、所定の制御コマンド（具体的にはモード設定用の制御コマンド）を受信し、通常測位モードと位置固定モードのいずれかに設定される。ベースバンド処理部１３は、通常測位モードでは、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている４つ以上のＧＰＳ衛星２の軌道情報および時刻情報を用いて測位計算を行う。
【００６９】
また、ベースバンド処理部１３は、位置固定モードでは、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている１つ以上のＧＰＳ衛星２の軌道情報と、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている受信点の位置情報とを用いて高精度の１ＰＰＳを出力する。具体的には、ベースバンド処理部１３は、ＲＴＣ１３４の一部に１ＰＰＳの各パルスの発生タイミングをカウントする１ＰＰＳカウンターを備えており、ＧＰＳ衛星２の軌道情報と受信点の位置情報とを用いて、ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号が受信点まで到達するのに要する伝搬遅延時間を計算し、この伝搬遅延時間に基づき１ＰＰＳカウンターの設定値を最適値に変更する。
【００７０】
なお、ベースバンド処理部１３は、通常測位モードにおいて、測位計算で得られた受信点の時刻情報に基づき１ＰＰＳを出力してもよく、位置固定モードにおいて、複数のＧＰＳ衛星２が捕捉できれば測位計算を行ってもよい。
【００７１】
また、ベースバンド処理部１３は、測位計算の結果の位置情報や時刻情報、受信状況（ＧＰＳ衛星２の捕捉数、衛星信号の強度等）等の各種情報を含むＮＭＥＡデータを出力する。
【００７２】
以上説明したように構成されたＧＰＳ受信機１０の動作は、図１に示す処理部（ＣＰＵ）２０により制御される。
【００７３】
処理部２０（衛星信号受信制御装置の一例）は、ＧＰＳ受信機１０に対して各種の制御コマンドを送信してＧＰＳ受信機１０の動作を制御し、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳやＮＭＥＡデータを受け取って各種の処理を行う。なお、処理部２０は、例えば、任意のメモリーに記憶されているプログラムにしたがって、各種処理を行ってもよい。
【００７４】
この処理部２０は、位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２３、分周器２４およびＧＰＳ制御部２５を含んで構成されている。なお、ＤＳＰ２３とＧＰＳ制御部２５とは一つの部品で構成されていてもよい。
【００７５】
ＤＳＰ２３（「位置情報生成部」の一例）は、ＧＰＳ受信機１０から定期的に（例えば、１秒毎に）ＮＭＥＡデータを取得し、ＮＭＥＡデータに含まれる位置情報（ＧＰＳ受信機１０による通常測位モードでの測位計算の結果）を集めて所定時間における統計情報を作成し、その統計情報に基づいて、受信点の位置情報を生成する処理を行う。特に、ＧＰＳ受信機１０による通常測位モードでの複数の測位計算結果の代表値（例えば、平均値、最頻値または中央値）に基づいて、受信点の位置情報を生成する。
【００７６】
ＧＰＳ制御部２５（受信制御部の一例）は、ＧＰＳ受信機１０に各種の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０の動作を制御する。具体的には、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０にモード設定用の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０を通常測位モードから位置固定モードに切り替える処理を行う。また、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０を通常測位モードから位置固定モードに切り替える前に、ＧＰＳ受信機１０に位置設定用の制御コマンドを送信し、ＤＳＰ２３が生成した受信点の位置情報をＧＰＳ受信機１０に設定する処理を行う。
【００７７】
また、ＧＰＳ制御部２５は、ＤＳＰ２３が生成した受信点の位置情報と、ＧＰＳ受信機１０に設定した受信点の位置情報とに基づいて、受信点の移動量を検出する。また、ＧＰＳ制御部２５は、受信点の移動量が設定値を超えているか否かを判断し、受信点の移動量が設定値を超えている場合に、ＤＳＰ２３が生成した受信点の位置情報をＧＰＳ受信機１０に設定（更新）する。ここで、ＧＰＳ制御部２５は、受信点の移動量を検出する「移動量検出部」としての機能を有している。また、ＧＰＳ制御部２５は、移動量検出部が検出した移動量と設定値とを比較する「比較部」としての機能を有している。このような比較部を有することにより、比較部の比較結果に基づいて、ＧＰＳ受信機１０がタイミング信号の生成に用いる位置情報を更新するか否かを判断することができる。
【００７８】
分周器２４は、原子発振器３０が出力するクロック信号（周波数：ｆ）をｆ分周し、１Ｈｚの分周クロック信号を出力する。
【００７９】
位相比較器２１は、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳと分周器２４が出力する１Ｈｚの分周クロック信号とを位相比較する。位相比較器２１の比較結果の位相差信号は、ループフィルター２２を介して原子発振器３０に入力される。ループフィルター２２のパラメーターは、ＤＳＰ２３により設定される。
【００８０】
分周器２４が出力する１Ｈｚの分周クロック信号は、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳと同期しており、タイミング信号生成装置１は、この分周クロック信号をＵＴＣと同期した極めて周波数精度の高い１ＰＰＳとして外部に出力する。また、タイミング信号生成装置１は、１ＰＰＳと同期して１秒毎に最新のＮＭＥＡデータを外部に出力する。
【００８１】
原子発振器３０は、原子のエネルギー遷移を利用した周波数精度の高いクロック信号を出力可能な発振器であり、例えば、ルビジウム原子やセシウム原子を用いた原子発振器が広く知られている。原子発振器３０として、例えば、ＥＩＴ（Electromagnetically Induced Transparency）現象（ＣＰＴ（Coherent Population Trapping）現象とも呼ばれる）を利用した原子発振器や、光マイクロ２重共鳴現象を利用した原子発振器等を利用することができる。タイミング信号生成装置１は、原子発振器３０が出力する周波数がｆのクロック信号も外部に出力する。
【００８２】
原子発振器３０は、ループフィルター２２の出力電圧（制御電圧）に応じて周波数を微調整可能に構成されており、前述のように、位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ２３および分周器２４により、原子発振器３０が出力するクロック信号はＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳに完全に同期する。すなわち、位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ２３および分周器２４による構成は、原子発振器３０が出力するクロック信号を１ＰＰＳに同期させる「同期制御部」として機能する。なお、原子発振器３０は、単体では周波数温度特性が平坦ではないため、原子発振器３０の近傍に温度センサー４０が配置されており、ＤＳＰ２３は、温度センサー４０の検出値（検出温度）に応じて位相比較器２１の出力電圧を調整することで、原子発振器３０の周波数温度特性を温度補償する処理も行う。
【００８３】
なお、ＧＰＳ受信機１０が衛星信号を受信できない等の状況（ホールドオーバー）が発生すると、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳの精度が劣化し、あるいは、ＧＰＳ受信機１０が１ＰＰＳの出力を停止する。そのような場合、処理部２０は、原子発振器３０が出力するクロック信号をＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳに同期させる処理を停止して原子発振器３０を自走発振させるようにしてもよい。このようにすれば、タイミング信号生成装置１は、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳの精度が劣化した場合でも、原子発振器３０の自走発振による周波数精度の高い１ＰＰＳを出力することができる。なお、原子発振器３０に代えてダブルオーブンもしくはシングルオーブンの恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）を用いても、自走発振による周波数精度の高い１ＰＰＳを出力することができる。
【００８４】
以下、通常測位モードおよび位置固定モードについて詳述する。
図４は、図３に示すＧＰＳ受信機における通常測位モードと位置固定モードでの処理手順の一例を示すフローチャートである。
【００８５】
図４に示すように、まず、電源がオンされると（Ｓ１０のＹ）、ベースバンド処理部１３は、通常測位モードに初期化され、捕捉可能なＧＰＳ衛星２を検索する衛星サーチを開始し（Ｓ１２）、ＧＰＳ衛星２を捕捉したか否かを判断する（Ｓ１４）。
【００８６】
具体的には、ベースバンド処理部１３が、ＲＦ処理部１２が衛星信号を受信して生成したＩＦ信号からベースバンド信号を復調するとともに、各衛星番号の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コードと各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。ベースバンド処理部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し、相関値が所定の閾値以上であればＧＰＳ衛星２を捕捉したものと判断する。そして、ベースバンド処理部１３は、捕捉した各ＧＰＳ衛星２の情報（衛星番号等）をＳＲＡＭ１３３に記憶する。
【００８７】
ベースバンド処理部１３は、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２を捕捉した場合、捕捉したＧＰＳ衛星２から送信された航法メッセージを復調し、航法メッセージに含まれる各種情報の取得を開始する（Ｓ１６）。
【００８８】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、捕捉した各ＧＰＳ衛星２からの航法メッセージをそれぞれ復調して時刻情報や軌道情報等の各種情報を取得し、取得した情報をＳＲＡＭ１３３に記憶する。
【００８９】
次に、ベースバンド処理部１３は、４つ以上のＧＰＳ衛星２の情報を取得したか否かを判断し（Ｓ１８）、取得した場合、航法メッセージに含まれる軌道情報、時刻情報等を用いて、受信点の位置を計算（測位計算）する（Ｓ２０）。
【００９０】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、捕捉している全てのＧＰＳ衛星２から４つ以上のＧＰＳ衛星２を選択し、選択したＧＰＳ衛星２の軌道情報および時刻情報をＳＲＡＭ１３３から読み出して測位計算を行う。そして、ベースバンド処理部１３は、測位計算の結果（受信点の位置情報）や受信状況等の各種情報をＳＲＡＭ１３３に記憶する。
【００９１】
ベースバンド処理部１３は、位置固定モードであるか否かを判断し（Ｓ２２）、位置固定モードに変更されるまでステップＳ１８およびＳ２０の処理を繰り返す。
【００９２】
位置固定モードに変更された場合、ベースバンド処理部１３は、１つ以上のＧＰＳ衛星２の情報を取得したか否かを判断し（Ｓ２４）、取得した場合、処理部２０により設定された受信点の位置情報および航法メッセージに含まれる軌道情報、時刻情報等を用いて、受信点の時刻および衛星信号の伝搬遅延時間を計算する（Ｓ２６）。
【００９３】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、捕捉している全てのＧＰＳ衛星２から１つ以上のＧＰＳ衛星２を選択し、選択したＧＰＳ衛星２の時刻情報（Ｚカウントデータ等）をＳＲＡＭ１３３から読み出し、受信点の時刻（例えば、次のサブフレームの先頭の時刻）を計算する。また、ベースバンド処理部１３は、選択したＧＰＳ衛星２の軌道情報をＳＲＡＭ１３３から読み出してＧＰＳ衛星２の位置を計算する。さらに、ベースバンド処理部１３は、処理部２０により設定された受信点の位置情報をＳＲＡＭ１３３から読み出し、ＧＰＳ衛星２の位置の計算結果と受信点の位置情報を用いてＧＰＳ衛星２と受信点の間の距離を計算し、電波速度から衛星信号の伝搬遅延時間を計算する。
【００９４】
次に、ベースバンド処理部１３は、衛星信号の伝搬遅延時間（ステップＳ２６の計算結果）を用いて、１ＰＰＳカウンターの設定値を更新する（Ｓ２８）。
【００９５】
具体的には、１ＰＰＳカウンターは、設定値までカウントすると１ＰＰＳのパルスを発生させるカウンターであり、ベースバンド処理部１３は、例えば、次のサブフレームの先頭の受信タイミングに対して、１ＰＰＳの直近のパルスが衛星信号の伝搬遅延時間分だけ前で発生するように、１ＰＰＳカウンターの設定値を更新する。
【００９６】
そして、ベースバンド処理部１３は、通常測位モードであるか否かを判断し（Ｓ３０）、通常測位モードに変更された場合、ステップＳ１８に移行する。一方、位置固定モードである場合、受信点の移動量が設定値を超えたか否かを判断し（Ｓ３２）、超えていない場合（設定値以下である場合）、ステップＳ２４に移行し、一方、超えた場合、ＳＲＡＭ１３３に設定されている受信点の位置情報を更新する（Ｓ３４）。
【００９７】
具体的には、ステップＳ３２において、ＳＲＡＭ１３３に先に設定されている受信点（先の受信点）の位置情報と、ＤＳＰ２３で生成される受信点（後の受信点）の位置情報とに基づいて、後の受信点の先の受信点からの移動量を検出し、その検出した移動量と、図示しないメモリー（記憶部）に記憶されている設定値とを比較し、受信点の移動量が設定値を超えたか否かを判断する。そして、受信点の移動量が設定値を超えていない場合、ＳＲＡＭ１３３に設定された先の受信点の位置情報を更新せずに、ステップＳ２４に移行する。したがって、受信点の移動量が設定値を超えない期間において、ＳＲＡＭ１３３に設定される受信点の位置情報は先の受信点の位置情報に固定されることとなる。一方、先に設定された受信点の移動量が設定値を超えた場合、ステップＳ３４において、ＳＲＡＭ１３３に設定された先の受信点の位置情報は、ＤＳＰ２３で生成される後の受信点の位置情報（新たな受信点の位置情報）に置き換えられる。なお、本実施形態では、衛星信号に基づいて先の受信点からの後の受信点の移動量を検出する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えば、加速度センサー、角速度センサー、速度センサー、高度計、圧力センサー等のセンサーを適宜設け、そのセンサーの検出結果に基づいて、後の受信点の先の受信点からの移動量を検出することもできる。また、先の受信点からの後の受信点の移動量の検出に用いる先の受信点の位置情報は、ＳＲＡＭ１３３とは別のメモリーに記憶されていてもよい。この場合、そのメモリーに、例えば前述した更新ごとに、ＳＲＡＭ１３３に設定されている受信点の位置情報と同じ受信点の位置情報を記憶すればよい。
【００９８】
このように、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、タイミング信号の生成に用いる位置情報が固定されるため、必要な精度でタイミング信号を生成することができる。そのため、受信点が移動しても必要な精度を維持したタイミング信号の生成の空白時間を少なくすることができる。
【００９９】
ここで、ＳＲＡＭ１３３に設定される受信点の位置情報を更新するか否かの判断に用いる設定値は、この設定値をαとし、ＧＰＳ受信機１０が生成するタイミング信号に要求されるタイミング精度をΔｔとし、光速をｃとし、０．５以上１以下の係数をｋとしたとき、α＝ｋ×ｃ×Δｔである。このような設定値を用いることにより、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、タイミング信号の精度を要求される範囲内で担保することができる。ここで、係数ｋは、固定であってもよいし、可変（調整可能）であってもよい。また、係数ｋは、要求されるタイミング信号の精度をより確実に担保しつつ、タイミング信号の生成の空白期間を少なくする観点から、０．７以上１以下であることが好ましく、０．８以上１以下であることがより好ましい。なお、設定値αを用いることによる効果については、後に詳述する。
【０１００】
図５は、図３に示すＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ出力の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１０１】
図５に示すように、ベースバンド処理部１３は、電源がオンされると（Ｓ５０のＹ）、ＲＴＣ１３４が備える１ＰＰＳカウンターの設定値を初期化する（Ｓ５２）。
【０１０２】
次に、ベースバンド処理部１３は、１ＰＰＳカウンターのクロックエッジのタイミングであるか否かを判断し（Ｓ５４）、そのタイミングで、１ＰＰＳカウンターのカウント値が設定値と一致するか否かを判断し（Ｓ５６）、一致する場合、１パルスとＮＭＥＡデータを出力する（Ｓ５８）。
【０１０３】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている最新の各種情報を読み出し、ＮＭＥＡフォーマットのデータに変換して出力する。なお、１ＰＰＳカウンターの設定値は、前述した図４のステップＳ２８で順次更新される。
【０１０４】
そして、ベースバンド処理部１３は、１ＰＰＳカウンターをカウントアップし（Ｓ６０）、その後、ステップＳ５４に移行する。
【０１０５】
一方、１ＰＰＳカウンターのクロックエッジのタイミングで、１ＰＰＳカウンターのカウント値が設定値と一致していない場合、ベースバンド処理部１３は、ステップＳ５８の処理を行わず、ステップＳ６０に移行し、１ＰＰＳカウンターをカウントアップし（Ｓ６０）、その後、ステップＳ５４に移行する。
【０１０６】
図６は、図１に示すタイミング信号生成装置の処理部によるＧＰＳ受信機の制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１０７】
図６に示すように、処理部２０は、電源がオンされると（Ｓ１００のＹ）、まず、測位計算結果の統計情報をリセットする（Ｓ１０２）。
【０１０８】
次に、処理部２０は、所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ１０４）、所定時間が経過するまで、ＧＰＳ受信機１０の１ＰＰＳのパルス出力のタイミングであるか否かを判断し（Ｓ１０６）、そのタイミング毎に、ＧＰＳ受信機１０が出力するＮＭＥＡデータを取得し、ＧＰＳ受信機１０による通常測位モードでの測位計算結果を統計情報に追加する（Ｓ１０８）。
【０１０９】
そして、所定時間が経過すると、処理部２０は、測位計算結果の統計情報から、代表値として最頻値または中央値を選択し、ＧＰＳ受信機１０に受信点の位置情報として設定し（Ｓ１１０）、さらに、ＧＰＳ受信機１０を位置固定モードに設定する（Ｓ１１２）。なお、代表値として平均値を選択してもよい。また、代表値は、平均値、最頻値または中央値そのものであってもよいし、平均値、最頻値または中央値に近似した値であってもよいし、平均値、最頻値または中央値を用いて計算により求めた値であってもよい。
【０１１０】
なお、ステップＳ１０８の所定時間が長いほど受信点の位置情報の精度が向上するので、ステップＳ１０８の所定時間は、例えば、１日（２４時間）程度に設定するのが好ましい。
【０１１１】
このような受信点の位置情報として最頻値または中央値を設定することによる効果を明らかにするために、ＧＰＳシミュレーターとＧＰＳ受信機（実機）を用いて実験を行った。本実験では、ＧＰＳシミュレーターに、受信位置（緯度、経度、高度）、捕捉される衛星数、衛星信号の強度を設定してシミュレーションを実行し、ＧＰＳシミュレーターが出力する信号をＧＰＳ受信機に入力し、ＧＰＳ受信機が通常測位モードで出力する位置情報（緯度、経度、高度）を１秒毎に取得し、その平均値、中央値、最頻値、および、これらの各々と真位置（ＧＰＳシミュレーターに設定した受信位置）との距離を計算した。
【０１１２】
図７（Ａ）は、ＧＰＳ衛星の捕捉数が多いが受信強度が小さい場合の測位計算結果を示す表、図７（Ｂ）は、受信強度が大きいがＧＰＳ衛星の捕捉数が少ない場合の測位計算結果を示す表である。
【０１１３】
なお、図７（Ａ）に示す測位計算結果は、ＧＰＳ衛星の捕捉数が７〜８、衛星信号の強度が−１４５ｄＢｍ、測位時間が１７時間の条件で行ったものであり、かかる条件は、測位計算に十分な数のＧＰＳ衛星が捕捉されるが、衛星信号の強度が小さい受信環境を想定したものである。一方、図７（Ｂ）に示す測位計算結果は、ＧＰＳ衛星の捕捉数が３〜５、衛星信号の強度が−１４５ｄＢｍ、測位時間が１６時間の条件で行ったものであり、かかる条件は、衛星信号の強度は弱く、測位計算に十分な数のＧＰＳ衛星が捕捉されるとは限らない受信環境を想定したものである。
【０１１４】
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示す測位計算結果は、いずれも、真位置との距離が小さい順に、最頻値、中央値、平均値であった。このような結果から、測位計算により得られる位置の最頻値または中央値を選択し、位置固定モードにおける受信点の位置情報としてＧＰＳ受信機に設定することで、平均値を選択する場合と比較して１ＰＰＳの精度が向上することがわかる。
【０１１５】
すなわち、衛星信号の受信環境が劣化すると、マルチパス等に起因する測位計算の誤差が大きくなるため、位置固定モードにおける位置情報として測位結果の平均値を設定した場合、誤差が大きくなる可能性が高いが、最頻値や中央値を設定することで、誤差の大きい測位結果の影響を受けにくいので、位置固定モードにおける１ＰＰＳの精度を高めることができる。
【０１１６】
また、通常測位モードでの測位結果を用いて位置固定モードで設定すべき位置情報を計算することにより、受信場所の制限を受けず、コストも低減することができる。
【０１１７】
以上説明したように、受信環境が劣化した場合であっても、複数の測位計算結果の最頻値または中央値を用いて受信点の位置情報を生成することにより、複数の測位計算結果の平均値を用いて受信点の位置情報を生成する場合に比べて、正確な位置情報を生成することができる。その結果、受信環境によらず、正確なタイミング信号を安定して生成することができる。
【０１１８】
ここで、受信点の位置情報を生成する際に用いる値として、複数の測位計算結果の最頻値または中央値をそのまま受信点の位置情報としてもよいが、最頻値または中央値に近い値（最頻値または中央値を中心とする所定の近傍範囲（例えば、複数の測位計算結果の標準偏差の±１／５〜１／４）の値）を用いても、平均値を用いる場合に比べて、正確な位置情報を生成することができる。
【０１１９】
以上説明したようなタイミング信号生成装置１では、前述したように、ＧＰＳ制御部２５が検出した移動量が設定値α（＝ｋ×ｃ×Δｔ）を超えた場合、ＧＰＳ受信機１０がタイミング信号の生成に用いる位置情報を更新する。これにより、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値α以下であれば、位置情報が固定されるため、精度の高いタイミング信号を生成することができる。そのため、受信点の移動によるタイミング信号の生成の空白時間を少なくすることができる。しかも、設定値αがｋ×ｃ×Δｔであるため、受信点が移動しても、受信点の移動量が設定値以下であれば、タイミング信号の精度を要求される範囲内で担保することができる。
【０１２０】
以下、設定値αがｋ×ｃ×Δｔであることによりタイミング信号の精度が要求される範囲内で担保される理由を説明する。
【０１２１】
図８は、測位計算結果の測位計算結果の代表値と受信点の移動量の許容値αとの関係を示すグラフである。
【０１２２】
タイミング信号生成装置１またはＧＰＳ受信機１０には、仕様として要求されるタイミング精度Δｔが設定されている。そのため、タイミング信号生成装置１またはＧＰＳ受信機１０において、タイミング精度Δｔ（ｎｓ）の時間の誤差が許容される。この時間の誤差分に起因する距離（受信点の位置）の誤差分は、衛星から受信点までの衛星信号の伝搬速度と近似される光速ｃと、タイミング精度Δｔとの積にほぼ等しい。したがって、最大で、この積（ｃ×Δｔ）分の距離（受信点の位置）の誤差を許容することができる。また、この積（ｃ×Δｔ）に０．８以上１以下の係数ｋを乗じた値αの距離の誤差も許容することができる。この距離の誤差の範囲は、図８に示すように、複数の測位計算結果の代表値（例えば、平均値、最頻値または中央値）を中心とする±αの範囲（すなわち２αの範囲）で表すことができる。言い換えると、実際の受信点と、タイミング信号の生成に用いる受信点の位置情報（代表値）とのずれがα以下であれば、要求されるタイミング信号の精度を担保できることとなる。
【０１２３】
また、タイミング信号生成装置１またはＧＰＳ受信機１０に設定されるタイミング精度Δｔとしては、特に限定されないが、１０ｎｓ以上１００ｎｓ以下程度とされる。このとき、設定値αは、３ｍ以上３０ｍ以下程度となる。
【０１２４】
以上説明したように、受信点の移動量が設定値α以下である場合にＧＰＳ受信機１０がタイミング信号の生成に用いる位置情報を固定しても、要求されるタイミング信号の精度を担保できることとなる。
【０１２５】
その上で、複数の測位計算結果の代表値として最頻値または中央値を用いて受信点の位置情報を生成することにより、受信環境の劣化により測位計算の誤差が大きくなっても、誤差の大きい測位結果の影響を受けにくく、従来よりも正確なタイミング信号を生成することができる。
【０１２６】
また、本実施形態では、原子発振器３０が出力するクロック信号を正確な１ＰＰＳに同期させることで、原子発振器３０の精度よりも高い精度のクロック信号を生成することができる。さらに、ＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳの精度が劣化し、あるいは、ＧＰＳ受信機１０が１ＰＰＳの出力を停止した場合（すなわち、ホールドオーバー突入時）、原子発振器３０が出力するクロック信号を１ＰＰＳに同期させる処理を停止して原子発振器３０を自走発振させることで、少なくとも原子発振器３０の周波数精度の１ＰＰＳを出力することができる。
【０１２７】
このようなタイミング信号生成装置１が出力する１ＰＰＳは、極めて精度が高いため、例えば、コンピューターの時間を管理するタイムサーバーのクロック入力信号として利用することができる。
【０１２８】
また、原子発振器３０は、高い長期周波数安定度を有する。したがって、タイミング信号に同期させる発振器として原子発振器３０を用いることにより、長期にわたって衛星信号を受信できない状態となっても、高精度なタイミング信号を生成することができる。
【０１２９】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【０１３０】
本実施形態は、ＧＰＳアンテナおよびＧＰＳ受信機の数および処理部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１３１】
なお、以下の説明では、第２実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図９において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１３２】
図９に示すタイミング信号生成装置１Ａは、２つのＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、処理部（ＣＰＵ）２０Ａ、原子発振器３０、温度センサー４０、２つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂを含んで構成されている。
【０１３３】
図９に示すように、ＧＰＳアンテナ５０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａに接続されており、ＧＰＳ受信機１０Ａは、ＧＰＳアンテナ５０Ａを介して、各ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、前述した第１実施形態のＧＰＳ受信機１０と同様の各種の処理を行う。
【０１３４】
同様に、ＧＰＳアンテナ５０Ｂは、ＧＰＳ受信機１０Ｂに接続されており、ＧＰＳ受信機１０Ｂは、ＧＰＳアンテナ５０Ｂを介して、各ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、前述した第１実施形態のＧＰＳ受信機１０と同様の各種の処理を行う。
【０１３５】
ここで、２つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂは、同じ場所（正確には、実質的に同じといえるほぼ同じ場所）に設置される。したがって、２つのＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂは、同じ若しくはほぼ同じ位置情報を出力する。
【０１３６】
処理部２０Ａは、第１実施形態の処理部２０と同様に位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ２３、分周器２４およびＧＰＳ制御部２５を含み、さらに、選択スイッチ２６および故障判定部２７を含んで構成されている。
【０１３７】
故障判定部２７は、ＧＰＳアンテナ５０ＡとＧＰＳ受信機１０Ａのセット、および、ＧＰＳアンテナ５０ＢとＧＰＳ受信機１０Ｂのセットの各々が故障しているか否かを判定する処理を行う。例えば、故障判定部２７は、ＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの出力電流を監視することで、ＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂの故障を検出し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの出力信号（１ＰＰＳやＮＭＥＡデータ）を監視することでＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの故障を検出することができる。
【０１３８】
選択スイッチ２６は、故障判定部の判定結果に基づいて、ＧＰＳ受信機１０Ａが出力する１ＰＰＳとＧＰＳ受信機１０Ｂが出力する１ＰＰＳのいずれか一方を選択して出力する。この選択スイッチ２６が出力する１ＰＰＳが位相比較器２１に入力される。
【０１３９】
ＤＳＰ２３は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂからそれぞれ定期的に（例えば、１秒毎に）ＮＭＥＡデータを取得し、各ＮＭＥＡデータに含まれる位置情報（ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂによる通常測位モードでの測位計算の結果）を集めて所定時間における２つの統計情報を作成し、その各々の平均値、最頻値または中央値に基づいて、２つの受信点の位置情報を生成する処理を行う。
【０１４０】
ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂに各種の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの動作を制御する。具体的には、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂにモード設定用の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂを通常測位モードから位置固定モードに切り替える処理を行う。また、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂを通常測位モードから位置固定モードに切り替える前に、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂに位置設定用の制御コマンドを送信し、ＤＳＰ２３が生成した２つの受信点の位置情報をそれぞれＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂに設定する処理を行う。
【０１４１】
図１０は、図９に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ選択の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１４２】
図１０に示すように、処理部２０Ａは、電源がオンされると（Ｓ２００のＹ）、まず、原子発振器３０の発振制御用の１ＰＰＳ（位相比較器２１に入力される１ＰＰＳ）としてＧＰＳ受信機１０Ａが出力する１ＰＰＳを選択する（Ｓ２０２）。
【０１４３】
次に、処理部２０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの故障を判定し（Ｓ２０４）、ＧＰＳ受信機１０Ａのみが故障しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。
【０１４４】
ステップＳ２０６においてＧＰＳ受信機１０Ａのみが故障していると判断した場合、原子発振器３０の発振制御用の１ＰＰＳをＧＰＳ受信機１０Ｂが出力する１ＰＰＳに切り替える（Ｓ２０８）。その後、処理部２０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ｂの故障を判定する（Ｓ２１２）。
【０１４５】
そして、ＧＰＳ受信機１０Ｂが故障しているか否かを判断し（Ｓ２１４）、ＧＰＳ受信機１０Ｂが故障していない場合、ステップＳ２１２に移行し、ＧＰＳ受信機１０Ｂが故障するまで、ステップＳ２１２、Ｓ２１４が繰り返され、一方、ＧＰＳ受信機１０Ｂが故障した場合、原子発振器３０を自走発振に切り替える（Ｓ２１６）。
【０１４６】
一方、ステップＳ２０６においてＧＰＳ受信機１０Ａのみが故障している以外の状態であると判断した場合、処理部２０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの両方が故障しているか否かを判断し（Ｓ２１０）、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの両方が故障している以外の場合、ステップＳ２１４に移行し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの両方が故障するまで、ステップＳ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２１０が繰り返され、一方、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの両方が故障した場合、原子発振器３０を自走発振に切り替える（Ｓ２１６）。
【０１４７】
なお、処理部２０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの一方または両方が故障した場合、故障を知らせるための故障通知信号を外部に出力するようにしてもよい。例えば、この故障通知信号に応じた情報を外部のモニターに表示させれば、ユーザーは故障を認識し、故障部品を交換することができる。
【０１４８】
このように、第２実施形態のタイミング信号生成装置１Ａは、ＧＰＳ受信機１０ＢをＧＰＳ受信機１０Ａと同じように動作させておき、ＧＰＳアンテナ５０ＡあるいはＧＰＳ受信機１０Ａが故障した時に、位相比較器２１に入力される１ＰＰＳを、ＧＰＳ受信機１０Ａが出力する１ＰＰＳからＧＰＳ受信機１０Ｂが出力する１ＰＰＳに速やかに切り替える。なお、本実施形態では、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナのセットが２つであるが、３つ以上であってもよい。
【０１４９】
以上に説明したように、第２実施形態のタイミング信号生成装置１Ａによれば、同じ場所に設置された複数のＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂと、各ＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂが受信した衛星信号をそれぞれ処理する複数のＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂを設けておき、選択中のＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機のセットの故障を検出して他のＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機のセットに切り替える。したがって、選択中のＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機のセットに故障が発生した場合でも、高精度の１ＰＰＳの出力を継続することができる。
【０１５０】
その他、第２実施形態のタイミング信号生成装置１Ａは、前述した第１実施形態のタイミング信号生成装置１が奏する効果と同様の効果を奏することができる。
【０１５１】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【０１５２】
本実施形態は、ＧＰＳアンテナおよびＧＰＳ受信機の数および処理部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１５３】
なお、以下の説明では、第３実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１１において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１５４】
図１１に示すタイミング信号生成装置１Ｂは、３つのＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、処理部（ＣＰＵ）２０Ｂ、原子発振器３０、温度センサー４０、３つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを含んで構成されている。
【０１５５】
図１１に示すように、ＧＰＳアンテナ５０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａに接続されており、ＧＰＳ受信機１０Ａは、ＧＰＳアンテナ５０Ａを介して、各ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、第１実施形態のＧＰＳ受信機１０と同様の各種の処理を行う。
【０１５６】
同様に、ＧＰＳアンテナ５０Ｂは、ＧＰＳ受信機１０Ｂに接続されており、ＧＰＳ受信機１０Ｂは、ＧＰＳアンテナ５０Ｂを介して、各ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、第１実施形態のＧＰＳ受信機１０と同様の各種の処理を行う。
【０１５７】
同様に、ＧＰＳアンテナ５０Ｃは、ＧＰＳ受信機１０Ｃに接続されており、ＧＰＳ受信機１０Ｃは、ＧＰＳアンテナ５０Ｃを介して、各ＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を受信し、第１実施形態のＧＰＳ受信機１０と同様の各種の処理を行う。
【０１５８】
本実施形態は、第２実施形態と異なり、３つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、互いに異なる場所に設置される。したがって、３つのＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、互いに異なる位置情報を出力する。例えば、３つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが、それぞれ建物の北側、南側、東側等に設置されていれば、それぞれ衛星信号の受信状況が異なり、時間帯によって衛星信号を最も受信しやすいものが変化する。したがって、時間の経過に伴って、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれぞれ出力する１ＰＰＳの精度の優劣順位も変化する。
【０１５９】
処理部２０Ｂは、第１実施形態と同様に位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ２３、分周器２４およびＧＰＳ制御部２５を含み、さらに、選択スイッチ２６を含んで構成されている。
【０１６０】
ＤＳＰ２３は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからそれぞれ定期的に（例えば、１秒毎に）ＮＭＥＡデータを取得し、各ＮＭＥＡデータに含まれる位置情報（ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによる通常測位モードでの測位計算の結果）を集めて所定時間における３つの統計情報を作成し、その各々の最頻値または中央値に基づいて、３つの受信点の位置情報を生成する処理を行う。
【０１６１】
また、ＤＳＰ２３は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからそれぞれ取得したＮＭＥＡデータに含まれる所定のパラメーター情報（例えば、捕捉しているＧＰＳ衛星の数や衛星信号の受信強度等）に基づいて、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが出力する１ＰＰＳの精度（ＵＴＣ（世界標準時）の１秒との同期精度）を比較する。例えば、ＤＳＰ２３は、捕捉しているＧＰＳ衛星の数が同じであれば衛星信号の受信強度が大きいほど１ＰＰＳの精度が高く、受信強度が同程度であれば捕捉しているＧＰＳ衛星の数が多いほど１ＰＰＳの精度が高いと判定することができる。
【０１６２】
選択スイッチ２６は、ＤＳＰ２３の比較結果に応じて、ＧＰＳ受信機１０Ａが出力する１ＰＰＳ、ＧＰＳ受信機１０Ｂが出力する１ＰＰＳ、ＧＰＳ受信機１０Ｃが出力する１ＰＰＳのいずれかを選択して出力する。この選択スイッチ２６が出力する１ＰＰＳが位相比較器２１に入力される。
【０１６３】
また、本実施形態では、ＤＳＰ２３は、選択スイッチ２６を制御して１ＰＰＳを選択した後は、選択した１ＰＰＳを出力するＧＰＳ受信機が出力するＮＭＥＡデータを監視し、前回との差分が閾値よりも大きい場合、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが出力する１ＰＰＳの精度を比較する処理を再び行う。
【０１６４】
ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに各種の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの動作を制御する。本実施形態では、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにモード設定用の制御コマンドを送信し、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを通常測位モードから位置固定モードに切り替える処理を行う。また、ＧＰＳ制御部２５は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを通常測位モードから位置固定モードに切り替える前に、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに位置設定用の制御コマンドを送信し、ＤＳＰ２３が生成した３つの受信点の位置情報をそれぞれＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに設定する処理を行う。
【０１６５】
図１２は、図１１に示すタイミング信号生成装置が備えるＧＰＳ受信機における１ＰＰＳ選択の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１６６】
処理部２０Ｂは、図１２に示すように、電源がオンされると（Ｓ３００のＹ）、所定時間が経過するまで所定時間が経過したか否かを判断し（Ｓ３０２）、所定時間が経過した場合、まず、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれぞれ出力するＮＭＥＡデータに基づき、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれぞれ出力する１ＰＰＳの精度を比較する（Ｓ３０４）。
【０１６７】
次に、処理部２０Ｂは、原子発振器３０の発振制御用の１ＰＰＳ（位相比較器２１に入力される１ＰＰＳ）として最も高精度の１ＰＰＳを選択する（Ｓ３０６）。
【０１６８】
次に、処理部２０Ｂは、選択した１ＰＰＳを出力するＧＰＳ受信機が新たに出力するＮＭＥＡデータと前回のＮＭＥＡデータとの差分を計算する（Ｓ３０８）。
【０１６９】
そして、処理部２０Ｂは、ステップＳ３０８で計算した差分が閾値よりも大きいか否かを判断し（Ｓ３１０）、かかる差分が閾値以下である場合、ステップＳ３０８に移行し、かかる差分が閾値よりも大きくなるまで、ステップＳ３０８の処理およびステップＳ３１０の判断を繰り返し、一方、かかる差分が閾値よりも大きい場合、ステップＳ３０４に移行し、前述したステップＳ３０４以降の処理を再び行う。
【０１７０】
このように、第３実施形態のタイミング信号生成装置１Ｂは、互いに異なる場所に設置された３つのＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃにそれぞれ接続された３つのＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを同じように動作させておき、位相比較器２１に入力される１ＰＰＳとして最も精度の高い１ＰＰＳを選択し、選択中の１ＰＰＳの精度が劣化したと判断すると、再び最も精度の高い１ＰＰＳを選択しなおす。なお、本実施形態では、ＧＰＳ受信機とＧＰＳアンテナのセットが３つであるが、２つでもよいし４つ以上であってもよい。
【０１７１】
以上に説明したように、第３実施形態のタイミング信号生成装置１Ｂによれば、互いに異なる場所に設置された複数のＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃと、各ＧＰＳアンテナ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｂが受信した衛星信号をそれぞれ処理する複数のＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃとを設けておき、複数のＧＰＳ受信機が出力する複数の１ＰＰＳの中から最も精度の高い１ＰＰＳを選択して出力する。したがって、時間の経過に応じて、受信強度、可視衛星の数、マルチパス等の受信環境が変化しても、高精度の１ＰＰＳの出力を継続することができる。
【０１７２】
その他、第３実施形態のタイミング信号生成装置１Ｂは、前述した第１実施形態のタイミング信号生成装置１が奏する効果と同様の効果を奏することができる。
【０１７３】
＜第４実施形態＞
図１３は、本発明の第４実施形態に係るタイミング信号生成装置の概略構成を示す図である。
【０１７４】
本実施形態は、原子発振器に代えて水晶発振器を備えるとともに移動センサーおよびバッテリーが搭載されている以外は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１７５】
なお、以下の説明では、第４実施形態に関し、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項に関してはその説明を省略する。また、図１３において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
【０１７６】
図１３に示すタイミング信号生成装置１Ｃは、水晶発振器３０Ｃ、移動センサー６０およびバッテリー７０を備えている。
【０１７７】
水晶発振器３０Ｃは、ループフィルター２２の出力電圧（制御電圧）に応じて周波数を微調整可能に構成されており、位相比較器２１、ループフィルター２２、ＤＳＰ２３および分周器２４により、水晶発振器３０Ｃが出力するクロック信号はＧＰＳ受信機１０が出力する１ＰＰＳに完全に同期する。
【０１７８】
水晶発振器３０Ｃは、小型で、かつ、低消費電力である。したがって、タイミング信号に同期させる発振器として水晶発振器３０Ｃを用いることにより、タイミング信号生成装置１Ｃの小型化および低消費電力化を図ることができる。また、水晶発振器３０Ｃとして恒温槽型水晶発振器を用いれば、長期にわたって衛星信号を受信できない状態となっても、高精度なタイミング信号を生成することができる。なお、水晶発振器３０Ｃに代えて、前述した第１実施形態の原子発振器３０を用いてもよい。
【０１７９】
移動センサー６０は、受信点の移動を検出するセンサーである。そして、ＧＰＳ制御部２５は、移動センサー６０の検出結果に基づいて、受信点の移動量を検出する。これにより、簡易な構成で、受信点の移動量を検出することができる。
【０１８０】
移動センサー６０としては、受信点の移動に関するタイミング信号生成装置１Ｃの挙動を検出し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、加速度センサー、角速度センサー、速度センサー、高度計、圧力センサー等が挙げられる。また、移動センサー６０は、１つのセンサーで構成されていてもよいし、複数のセンサーで構成されていてもよい。また、移動センサー６０は、複数のセンサーで構成されている場合、それらのセンサーは、同種であってもよし、異なる種類であってもよい。例えば、緯度方向の移動を検出するセンサー、経度方向の移動を検出するセンサー、高度方向の移動を検出するセンサーをそれぞれ設けてもよい。なお、移動センサー６０での検出に代えて、または、移動センサー６０での検出と併用して、前述した第１実施形態と同様のＧＰＳ制御部２５での移動量の検出を行ってもよい。
【０１８１】
バッテリー７０は、タイミング信号生成装置１Ｃの各部に電力を供給する。これにより、バッテリー７０からの電力供給によりタイミング信号生成装置１Ｃの各部を駆動することができる。そのため、外部電源がないような場所でもタイミング信号生成装置１Ｃを設置することが可能となる。
【０１８２】
２．電子機器
次に、本発明の電子機器の実施形態を説明する。
【０１８３】
図１４は、本発明の電子機器の実施形態を示すブロック図である。
図１４に示す電子機器３００は、タイミング信号生成装置３１０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０および表示部３７０を含んで構成されている。
【０１８４】
タイミング信号生成装置３１０は、例えば、前述した第１実施形態ないし第４実施形態のいずれかのタイミング信号生成装置（１、１Ａ、１Ｂまたは１Ｃ）であり、先に説明したように、衛星信号を受信して高精度のタイミング信号（１ＰＰＳ）を生成し、外部に出力する。これにより、より低コストで信頼性の高い電子機器３００を実現することができる。
【０１８５】
ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ３２０は、タイミング信号生成装置３１０が出力するタイミング信号（１ＰＰＳ）やクロック信号に同期して、計時処理、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理等を行う。
【０１８６】
操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。
【０１８７】
ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。
【０１８８】
ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１８９】
通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１９０】
表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部３７０には操作部３３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
【０１９１】
このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、特に限定されないが、例えば、標準時刻との同期を実現する時刻管理用のサーバー（タイムサーバー）、タイムスタンプの発行等を行う時刻管理装置（タイムスタンプサーバー）、基地局等の周波数基準装置等が挙げられる。
【０１９２】
３．移動体
図１５は、本発明の移動体の実施形態を示す図である。
【０１９３】
図１５に示す移動体４００は、タイミング信号生成装置４１０、カーナビゲーション装置４２０、コントローラー４３０、４４０、４５０、バッテリー４６０、バックアップ用バッテリー４７０を含んで構成されている。
【０１９４】
タイミング信号生成装置４１０としては、上述の各実施形態のタイミング信号生成装置１を適用することができる。タイミング信号生成装置４１０は、例えば、移動体４００が移動中は、通常測位モードでリアルタイムに測位計算を行って１ＰＰＳ、クロック信号およびＮＭＥＡデータを出力する。また、タイミング信号生成装置４１０は、例えば、移動体４００が停止中は、通常測位モードで複数回の測位計算を行った後、複数回の測位計算結果の最頻値または中央値を現在の位置情報として設定し、位置固定モードで１ＰＰＳ、クロック信号およびＮＭＥＡデータを出力する。
【０１９５】
カーナビゲーション装置４２０は、タイミング信号生成装置４１０が出力する１ＰＰＳやクロック信号に同期して、タイミング信号生成装置４１０が出力するＮＭＥＡデータを用いて、位置や時刻その他の各種の情報をディスプレイに表示する。
【０１９６】
コントローラー４３０、４４０、４５０は、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行う。コントローラー４３０、４４０、４５０は、タイミング信号生成装置４１０が出力するクロック信号に同期して各種の制御を行うようにしてもよい。
【０１９７】
本実施形態の移動体４００は、タイミング信号生成装置４１０を備えていることで、移動中も停止中も高い信頼性を確保することができる。
【０１９８】
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１９９】
以上、本発明のタイミング信号生成装置、電子機器および移動体について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０２００】
また、本発明は、前述した実施形態の同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０２０１】
また、本発明は、前述した各実施形態の任意の構成同士を適宜組み合わせるようにしてもよい。
【０２０２】
また、例えば、上述した第３実施形態のタイミング信号生成装置において、第２実施形態と同様に、ＧＰＳアンテナとＧＰＳ受信機の各セットに対してそれぞれバックアップ用のセットを設けてもよい。
【０２０３】
また、上述した各実施形態では、ＧＰＳを利用したタイミング信号生成装置を例に挙げたが、ＧＰＳ以外の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）、例えば、ガリレオ、ＧＬＯＮＡＳＳ等を利用してもよい。
【符号の説明】
【０２０４】
１‥‥タイミング信号生成装置
１Ａ‥‥タイミング信号生成装置
１Ｂ‥‥タイミング信号生成装置
１Ｃ‥‥タイミング信号生成装置
２‥‥ＧＰＳ衛星
１０‥‥ＧＰＳ受信機
１０Ａ‥‥ＧＰＳ受信機
１０Ｂ‥‥ＧＰＳ受信機
１０Ｃ‥‥ＧＰＳ受信機
１１‥‥ＳＡＷフィルター
１２‥‥ＲＦ処理部
１３‥‥ベースバンド処理部
２０‥‥処理部
２０Ａ‥‥処理部
２０Ｂ‥‥処理部
２１‥‥位相比較器
２２‥‥ループフィルター
２３‥‥ＤＳＰ
２４‥‥分周器
２５‥‥ＧＰＳ制御部
２６‥‥選択スイッチ
２７‥‥故障判定部
３０‥‥原子発振器
３０Ｃ‥‥水晶発振器
４０‥‥温度センサー
５０‥‥アンテナ
５０Ａ‥‥アンテナ
５０Ｂ‥‥アンテナ
５０Ｃ‥‥アンテナ
６０‥‥移動センサー
７０‥‥バッテリー
１２２‥‥ＬＮＡ
１２３‥‥ミキサー
１２４‥‥ＩＦアンプ
１２５‥‥ＩＦフィルター
１２６‥‥ＡＤＣ
１３１‥‥ＤＳＰ
１３２‥‥ＣＰＵ
１３３‥‥ＳＲＡＭ
１３４‥‥ＲＴＣ
３００‥‥電子機器
３１０‥‥タイミング信号生成装置
３２０‥‥ＣＰＵ
３３０‥‥操作部
３６０‥‥通信部
３７０‥‥表示部
４００‥‥移動体
４１０‥‥タイミング信号生成装置
４２０‥‥カーナビゲーション装置
４３０‥‥コントローラー
４４０‥‥コントローラー
４５０‥‥コントローラー
４６０‥‥バッテリー
４７０‥‥バックアップ用バッテリー
【図１】
2015175812.tif 000003
【図２】
2015175812.tif 000004
【図３】
2015175812.tif 000005
【図４】
2015175812.tif 000006
【図５】
2015175812.tif 000007
【図６】
2015175812.tif 000008
【図７】
2015175812.tif 000009
【図８】
2015175812.tif 000010
【図９】
2015175812.tif 000011
【図１０】
2015175812.tif 000012
【図１１】
2015175812.tif 000013
【図１２】
2015175812.tif 000014
【図１３】
2015175812.tif 000015
【図１４】
2015175812.tif 000016
【図１５】
2015175812.tif 000017