(57)【要約】      （修正有）【課題】受信点の位置情報を迅速かつ高精度に生成可能としつつ、タイミング信号の高精度化を図ることができるタイミング信号生成装置を提供する、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。【解決手段】タイミング信号生成装置１は、ＧＰＳ受信機１０および処理部２０を備える。ＧＰＳ受信機１０および処理部２０は、複数の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基づいて、受信点の位置情報を生成する。ＧＰＳ受信機１０は、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係る位置情報衛星の仰角が仰角マスクの設定値以上であるか否かを判断し、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号に基づいて、１ＰＰＳを生成する。【選択図】図１
2015068729.tif 000002
【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た衛星信号を受信し、受信した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、
仰角マスクの設定値以上の仰角にある位置情報衛星からの衛星信号を受信し、受信した
衛星信号に基づいて、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
を備えることを特徴とするタイミング信号生成装置。
【請求項２】
前記仰角マスクの設定値が４５度以上である請求項１に記載のタイミング信号生成装置
。
【請求項３】
前記仰角マスクの設定値が変更可能である請求項１または２に記載のタイミング信号生
成装置。
【請求項４】
前記タイミング信号生成部は、受信した前記衛星信号の受信強度、および、前記衛星信
号に含まれる時刻情報と前記受信点の時刻情報とのずれ、のうちの少なくとも一つに関す
る情報に基づいて、前記仰角マスクの設定値を変更する請求項３に記載のタイミング信号
生成装置。
【請求項５】
前記タイミング信号生成部は、経時的に蓄積されている前記情報に基づいて、前記仰角
マスクの設定値を変更する請求項４に記載のタイミング信号生成装置。
【請求項６】
前記位置情報生成部は、前記仰角マスクの設定値よりも小さい仰角にある位置情報衛星
を含む複数の位置情報衛星から送信された衛星信号に基づいて、受信点の位置情報を生成
可能である請求項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】
前記位置情報生成部は、衛星信号に基づいて測位計算を行う測位計算部を含み、所定時
間に亘る前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における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請求項１ないし６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８】
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、を備えている請求
項１ないし７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９】
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を備えていることを
特徴とする電子機器。
【請求項１０】
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 Satellit
e System）の１つであるＧＰＳ（Global Positioning System）が広く知られている。Ｇ
ＰＳ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、時刻が１秒ごとに更新される正確なタイミング信号（１ＰＰＳ）を生成
する処理等を行う。
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。
【０００３】
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。
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】
【０００４】
【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】
【０００５】
従来のＧＰＳ受信機では、位置固定モードにおいて、通常測位モードと同じ仰角の範囲
で捕捉されたＧＰＳ衛星の衛星信号を用いて１ＰＰＳの生成を行う。そのため、できるだ
け早く正確な位置情報を得ようと通常測位モードにおける捕捉可能なＧＰＳ衛星の仰角の
範囲を大きくすると、マルチパスの影響を受けやすく、その結果、ＧＰＳ衛星から正確な
時刻情報を得ることができず、１ＰＰＳの精度が低下してしまうという問題があった。
本発明の目的は、受信点の位置情報を迅速かつ高精度に生成可能としつつ、タイミング
信号の高精度化を図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】
【０００６】
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。
［適用例１］
本発明のタイミング信号生成装置は、複数の位置情報衛星から送信された衛星信号を受
信し、受信した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、
仰角マスクの設定値以上の仰角にある位置情報衛星からの衛星信号を受信し、受信した
衛星信号に基づいて、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
このようなタイミング信号生成装置によれば、タイミング信号を生成する際に、仰角マ
スクの設定値以上の仰角にある位置情報衛星から送信された衛星信号を用いるので、マル
チパスの影響を受け難く、タイミング信号の高精度化を図ることができる。
一方、受信点の位置情報を生成する際には、タイミング信号を生成する際よりも広い範
囲内の仰角にある位置情報衛星から送信された衛星信号を用いて、受信点の位置情報を迅
速かつ高精度に生成することができる。
【０００８】
［適用例２］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記仰角マスクの設定値が４５度以上であるこ
とが好ましい。
これにより、受信点の周囲に例えば建物、樹木等が存在するようなマルチパスが生じや
すい環境下であっても、タイミング信号の生成の際に、マルチパスの影響を受け難くする
ことができる。
【０００９】
［適用例３］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記仰角マスクの設定値が変更可能であること
が好ましい。
これにより、仰角マスクの設定値を設置環境に応じて最適化することができる。そのた
め、タイミング信号を生成する際にできるだけエラーを回避しながらマルチパスの影響を
受け難くすることができる。
【００１０】
［適用例４］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記タイミング信号生成部は、受信した前記衛
星信号の受信強度、および、前記衛星信号に含まれる時刻情報と前記受信点の時刻情報と
のずれ、のうちの少なくとも一つに関する情報に基づいて、前記仰角マスクの設定値を変
更することが好ましい。
【００１１】
マルチパス誤差を含む衛星信号は、一般に、正規の衛星信号に比べて受信強度が小さく
、また、正規の衛星信号との間に時刻情報のずれが生じる。したがって、受信した衛星信
号の受信強度、および、衛星信号に含まれる時刻情報と受信点の時刻情報とのずれのうち
の少なくとも一方に基づいて、受信した衛星信号がマルチパス誤差を含むか否かを判断し
、マルチパス誤差を含む衛星信号を使用しないように仰角マスクの設定値を設定すること
ができる。
【００１２】
［適用例５］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記タイミング信号生成部は、経時的に蓄積さ
れている前記情報に基づいて、前記仰角マスクの設定値を変更することが好ましい。
これにより、設置場所の１日のマルチパスの発生状況を的確に把握した上で、仰角マス
クの設定値を最適化することができる。
【００１３】
［適用例６］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記位置情報生成部は、前記仰角マスクの設定
値よりも小さい仰角にある位置情報衛星を含む複数の位置情報衛星から送信された衛星信
号に基づいて、受信点の位置情報を生成可能であることが好ましい。
これにより、タイミング信号を生成する際よりも広い範囲内の仰角にある位置情報衛星
から送信された衛星信号を用いて、受信点の位置情報を迅速かつ高精度に生成することが
できる。
【００１４】
［適用例７］
本発明のタイミング信号生成装置では、前記位置情報生成部は、衛星信号に基づいて測
位計算を行う測位計算部を含み、所定時間に亘る前記測位計算部による複数の前記測位計
算の結果における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ことが好
ましい。
これにより、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難くなり、その結果、タイミング信号の精度を高めることができる。
【００１５】
［適用例８］
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、を備えていること
が好ましい。
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。また、発振器
として原子発振器や恒温槽型水晶発振器等の高精度な発振器を用いることにより、仰角マ
スクの設定値以上の仰角にある位置情報衛星が存在しない状態においても、高精度なタイ
ミング信号を生成することができる。
【００１６】
［適用例９］
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。
［適用例１０］
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】
【００１７】
【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、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。
【図８】（ａ）は、通常測位モードにおける作用を説明するための模式図、（ｂ）は、位置固定モードにおける作用を説明するための図である。
【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】本発明の電子機器の実施形態を示すブロック図である。
【図１４】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】
【００１８】
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。
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。
【００１９】
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。
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（ＣＰ
Ｕ）２０は１チップのＩＣとして実現されていてもよい。
【００２０】
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。
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１．５７５
４２ＧＨｚ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。
【００２１】
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。
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５
０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。
【００２２】
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。
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Ｇ
ＰＳ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
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。
【００２５】
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。
したがって、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ装置衛星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。
【００２６】
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）（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、Ｈ
ＯＷ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「０
０１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」のＩＤコードが含まれている
。
【００２７】
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。
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。
【００２８】
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。
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。
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
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（Ｔ
ＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）１４を含んで構成されている。
【００３２】
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。
ＲＦ処理部１２は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１２１、ＬＮＡ（Low Noise Amplifi
er）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
。
【００３３】
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。
ＳＡＷフィルター１１が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ１２２で増幅される。ＬＮＡ１２
２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。
【００３４】
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。Ｉ
Ｆ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。
【００３５】
ベースバンド処理部１３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３１、ＣＰＵ（Ce
ntral 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。
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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 Divisio
n 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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
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。
【００４０】
特に、ベースバンド処理部１３は、位置固定モードにおいて、ＳＲＡＭ１３３に記憶さ
れている仰角マスクを用いて、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている軌道情報に係るＧＰＳ衛
星２の仰角が仰角マスクの設定値以上か否かを判断し、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている
軌道情報から、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２の軌道情報を少なくと
も１つ選択し、その選択された軌道情報と、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
、ＧＰＳ衛星２の軌道情報（エフェメリスパラメータ）を用いてＧＰＳ衛星２の位置座標
を求め、その位置座標と受信点の位置情報（位置座標）とを用いてＧＰＳ衛星２の仰角を
求めた後、その仰角が仰角マスクの設定値以上か否かを判断し、仰角マスクの設定値以上
の仰角にあるＧＰＳ衛星２の軌道情報を選択し、その後、前述したように伝搬遅延時間を
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。
【００４１】
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ＧＰ
Ｓ衛星２が捕捉できれば測位計算を行ってもよい。
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。
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。
【００４２】
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１Ｐ
ＰＳ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。
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。
【００４３】
ＤＳＰ２３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（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処理を行う。ここで、
ＧＰＳ受信機１０およびＤＳＰ２３を含む構成は、複数の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基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生
成部を構成する。なお、ＤＳＰ２３は、例えば、測位計算の結果の平均値、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し、平均値、最頻値または中央値に近い
値を用いてもよく、もしくは平均値、最頻値または中央値を用いて更に計算して求めたも
のを使用してもよい。
【００４４】
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１
０に設定する処理を行う。
【００４５】
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、１
Ｈｚの分周クロック信号を出力する。
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１Ｈ
ｚ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。
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１Ｐ
ＰＳ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。
【００４６】
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 Indu
ced 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。
【００４７】
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、Ｄ
ＳＰ２３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。
【００４８】
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。特に、
位置固定モードでは、仰角マスクを用いるため、ホールドオーバーが発生しやすくなるが
、高精度な原子発振器３０を用いることにより、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧ
ＰＳ衛星２が存在しない状態においても、高精度なタイミング信号を生成することができ
る。なお、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。
【００４９】
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。
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１
３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）。
【００５０】
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。
【００５１】
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）。
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ＳＲＡ
Ｍ１３３に記憶する。
【００５２】
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）。
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ＳＲＡＭ
１３３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。
【００５３】
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。
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、少なくとも１つのＧＰＳ
衛星２の仰角が仰角マスクの設定値以上か否かを判断する（Ｓ２６）。
【００５４】
具体的には、ベースバンド処理部１３は、ＳＲＡＭ１３３からＧＰＳ衛星２の軌道情報
（エフェメリスパラメータ）を読み出し、ＧＰＳ衛星２の位置座標を計算する。また、ベ
ースバンド処理部１３は、ＳＲＡＭ１３３から受信点の位置情報（位置座標）を読み出し
、計算により求められたＧＰＳ衛星２の位置座標と受信点の位置情報（位置座標）とを用
いてＧＰＳ衛星２の仰角を計算する。そして、ベースバンド処理部１３は、ＳＲＡＭ１３
３から仰角マスクを読み出し、計算により求められた仰角が仰角マスクの設定値以上か否
かを判断する。
【００５５】
このような判断の結果、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２が存在しな
い場合、ステップ２４に移行し、再度、ＧＰＳ衛星２の情報の取得を行う。一方、仰角マ
スクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２が少なくとも１つ存在する場合、仰角マスク
の設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２の軌道情報を選択し（Ｓ２８）、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（Ｓ３０）。
【００５６】
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から仰角マ
スクの設定値以上の仰角にある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。
【００５７】
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（Ｓ３２）。
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。
【００５８】
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（Ｓ３４）
、通常測位モードに変更されるまでステップＳ２４〜Ｓ３２の処理を繰り返し、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。
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。
【００５９】
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）。
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）。
【００６０】
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、１ＰＰカウ
ンターの設定値は、前述した図４のステップＳ３２で順次更新される。
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。
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５８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。
【００６１】
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。
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）。
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）。
【００６２】
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平均値、
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（Ｓ１
１０）、さらに、ＧＰＳ受信機１０を位置固定モードに設定する（Ｓ１１２）。
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。
【００６３】
前述したように、ＧＰＳ受信機１０は、位置固定モードにおける受信点の位置情報とし
て、測位計算結果の統計情報の平均値、最頻値または中央値を設定することができるが、
最頻値または中央値を設定することが好ましい。すなわち、ＧＰＳ受信機１０およびＧＰ
Ｓ制御部２５は、所定時間に亘るベースバンド処理部１３による複数の測位計算の結果に
おける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ことが好ましい。こ
れにより、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
果の影響を受け難くなり、その結果、１ＰＰＳの精度を高めることができる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
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１６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−１３０ｄＢｍ、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、衛星信号の強度は高いが、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
このような通常測位モードは、仰角マスクを用いないか、または、仰角マスクを用いた
としても、その仰角マスクの設定値が位置固定モードで用いる仰角マスクの設定値よりも
小さく設定されている。
【００６９】
すなわち、通常測位モードにおいて、ベースバンド処理部１３およびＧＰＳ制御部２５
は、位置固定モードで用いる仰角マスクの設定値よりも小さい仰角にあるＧＰＳ衛星２を
含む複数のＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号に基づいて、受信点の位置情報を生成可
能である。これにより、位置固定モードにおいて１ＰＰＳを生成する際よりも広い範囲内
の仰角にあるＧＰＳ衛星２から送信された衛星信号を用いて、受信点の位置情報を迅速か
つ高精度に生成することができる。
【００７０】
これに対し、位置固定モードでは、前述したように、ベースバンド処理部１３は、軌道
情報に係るＧＰＳ衛星２の仰角が仰角マスクの設定値以上か否かを判断し、ＳＲＡＭ１３
３に記憶されている軌道情報から、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２の
軌道情報を選択し、その選択された軌道情報と、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。
【００７１】
図８（ａ）は、通常測位モードにおける作用を説明するための模式図、図８（ｂ）は、
位置固定モードにおける作用を説明するための図である。
通常測位モードでは、図８（ａ）に示すように、捕捉可能または衛星信号を測位に利用
可能なＧＰＳ衛星２の仰角は、θ１以上であるのに対し、位置固定モードでは、図８（ｂ
）に示すように、１ＰＰＳの生成に利用可能なＧＰＳ衛星の仰角は、θ１よりも大きいθ
２である。
【００７２】
通常測位モードにおいて受信点の位置情報を生成する際には、θ１が比較的小さく設定
されているため、捕捉可能なＧＰＳ衛星２の仰角の範囲を大きくし、位置固定モードにお
いて１ＰＰＳを生成する際よりも広い範囲内の仰角にあるＧＰＳ衛星２から送信された衛
星信号を用いることができる。そのため、受信点の位置情報の生成に必要な数のＧＰＳ衛
星２を迅速に捕捉することができる。また、できるだけ多くのＧＰＳ衛星２を捕捉するこ
とができる。その結果、受信点の位置情報を迅速かつ高精度に生成することができる。
【００７３】
ここで、通常測位モードにおいて、捕捉した複数のＧＰＳ衛星２から送信された衛星信
号のうち建物等の障害物Ｏで反射したマルチパスの衛星信号（図８（ａ）に示す２点鎖線
矢印）が含まれる場合があるが、前述したように、測位計算結果の統計情報の最頻値また
は中央値を用いることにより、受信点の位置情報の精度を高めることができる。なお、マ
ルチパスと相関のあるパラメーターをベースバンド処理部１３またはＧＰＳ制御部２５に
設定し、かかるパラメーターを用いて測位誤差を低減することもできる。
また、θ１は、θ２よりも小さければよく、特に限定されないが、４５度未満であるこ
とが好ましく、５〜３０度であることがより好ましい。これにより、受信点の周辺に障害
物が多い場合でも、受信点の位置情報の生成に必要な数のＧＰＳ衛星２を比較的迅速に捕
捉することができる。
【００７４】
一方、位置固定モードにおいて１ＰＰＳを生成する際には、θ２が比較的大きく設定さ
れているため、捕捉可能なＧＰＳ衛星２の仰角の範囲を小さくし、マルチパスの影響を受
けないＧＰＳ衛星２から送信された衛星情報のみを用いることができる。そのため、マル
チパスの影響を受け難く、１ＰＰＳの高精度化を図ることができる。
ここで、位置固定モードにおいて、建物等の障害物Ｏで反射したマルチパスの衛星信号
（図８（ｂ）に示す２点鎖線矢印）は、捕捉されないか、または、捕捉されたとしても、
１ＰＰＳの生成に用いられない。
【００７５】
また、θ２、すなわち、仰角マスクの設定値は、４５度以上であることが好ましく、６
０度以上であることがより好ましく、７０度以上であることがさらに好ましい。これによ
り、受信点の周囲に例えば建物、樹木等が存在するようなマルチパスが生じやすい環境下
であっても、１ＰＰＳの生成の際に、マルチパスの影響を受け難くすることができる。
また、仰角マスクの設定値は、変更可能であることが好ましい。これにより、仰角マス
クの設定値を設置環境に応じて最適化することができる。そのため、１ＰＰＳを生成する
際にできるだけエラーを回避しながらマルチパスの影響を受け難くすることができる。例
えば、仰角マスクの設定値の変更は、ＧＰＳ制御部２５からの制御コマンドにより、ベー
スバンド処理部１３のＳＲＡＭ１３３に記憶されている仰角マスクの設定値を書き換える
ことにより行ってもよいし、また、ＳＲＡＭ１３３に仰角マスクの設定値を変更するため
のプログラムを格納しておき、ベースバンド処理部１３のＣＰＵ１３２がそのプログラム
に従って、ＳＲＡＭ１３３に記憶されている仰角マスクの設定値を書き換えることにより
行ってもよい。また、仰角マスクの設定値の変更は、例えば、ＧＰＳ受信機１０の設置後
、１回のみ行ってもよいし、定期的に複数回（例えば数時間〜数年間に１回）行ってもよ
い。
【００７６】
また、仰角マスクの設定値は、できるだけマルチパスの影響を排除しながらできるだけ
多くの衛星信号を使用できるように設定されていることが好ましい。具体的には、ＧＰＳ
受信機１０は、受信した衛星信号の受信強度、および、衛星信号に含まれる時刻情報と受
信点の時刻情報とのずれ、のうちの少なくとも一方に関する情報（以下、「マルチパス情
報」という）に基づいて、仰角マスクの設定値を変更することが好ましい。
【００７７】
マルチパス誤差を含む衛星信号は、一般に、正規の衛星信号に比べて受信強度が小さく
、また、正規の衛星信号との間に時刻情報のずれが生じる。したがって、受信した衛星信
号の受信強度、および、衛星信号に含まれる時刻情報と受信点の時刻情報とのずれのうち
の少なくとも一方に基づいて、受信した衛星信号がマルチパス誤差を含むか否かを判断し
、マルチパス誤差を含む衛星信号を使用しないように仰角マスクの設定値を設定すること
ができる。
【００７８】
このような仰角マスクの設定値の変更に際しては、ＧＰＳ受信機１０は、経時的に蓄積
されたマルチパス情報（すなわち所定期間に亘って蓄積された複数のマルチパス情報）に
基づいて、仰角マスクの設定値を変更することが好ましい。これにより、設置場所の１日
のマルチパスの発生状況を的確に把握した上で、仰角マスクの設定値を最適化することが
できる。ここで、マルチパスを蓄積する期間（上記所定期間）は、設置場所の１日のマル
チパスの発生状況を的確に把握する観点から、例えば、１日以上であることが好ましく、
１〜２日間であることがより好ましい。
以上説明したようなタイミング信号生成装置１によれば、位置固定モードにおいて１Ｐ
ＰＳを生成する際に、仰角マスクの設定値以上の仰角にあるＧＰＳ衛星２から送信された
衛星信号を用いるので、マルチパスの影響を受け難く、タイミング信号の高精度化を図る
ことができる。
【００７９】
一方、通常測位モードにおいて受信点の位置情報を生成する際には、位置固定モードに
おいて１ＰＰＳを生成する際よりも広い範囲内の仰角にあるＧＰＳ衛星２から送信された
衛星信号を用いて、受信点の位置情報を迅速かつ高精度に生成することができる。
また、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１
ＰＰＳ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。
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。
【００８０】
＜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。
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。
【００８１】
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。
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。
【００８２】
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
。
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。
【００８３】
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。
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。
【００８４】
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、Ｇ
ＰＳ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。
【００８５】
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。
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。
【００８６】
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、Ｇ
ＰＳ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、１
０Ｂ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。
【００８７】
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。
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）。
【００８８】
次に、処理部２０Ａは、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂの故障を判定し（Ｓ２０４）、Ｇ
ＰＳ受信機１０Ａのみが故障しているか否かを判断する（Ｓ２０６）。
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（Ｓ
２１２）。
【００８９】
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２１２、２１４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）。
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２０４、Ｓ２０６、Ｓ２１０が繰り返され、一方、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０
Ｂ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）。
【００９０】
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。
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Ｇ
ＰＳ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１０
Ａ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。
【００９１】
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、５０
Ｂ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。
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。
【００９２】
＜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。
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。
【００９３】
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。
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、１
０Ｃ、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。
【００９４】
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。
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。
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。
【００９５】
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、５
０Ｂ、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。
【００９６】
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、ＤＳ
Ｐ２３、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。
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。
【００９７】
また、ＤＳＰ２３は、ＧＰＳ受信機１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃからそれぞれ取得したＮＭ
ＥＡ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１
ＰＰＳ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、ＤＳＰ
２３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１
ＰＰＳ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。
【００９８】
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１Ｐ
ＰＳ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。
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。
【００９９】
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、１
０Ｃ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。
【０１００】
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１ＰＰ
Ｓ選択の処理手順の一例を示すフローチャートである。
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）。
【０１０１】
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）。
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Ｎ
ＭＥＡデータと前回のＮＭＥＡデータとの差分を計算する（Ｓ３０８）。
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Ｓ３１
０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。
【０１０２】
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、Ｇ
ＰＳ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。
【０１０３】
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。
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。
【０１０４】
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。
図１３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１３に示す電子機器３００は、タイミング信号生成装置３１０、ＣＰＵ（Central Pr
ocessing Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（R
andom 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。
【０１０５】
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３実施形態
のいずれかのタイミング信号生成装置（１、１Ａまたは１Ｂ）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。
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
。
【０１０６】
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。
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。
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。
【０１０７】
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。
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３７
０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。
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。
【０１０８】
３．移動体
図１４は、本発明の移動体の実施形態を示す図である。
図１４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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
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、４５
０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。
【０１１１】
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。
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。
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。
【０１１２】
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。
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。
また、タイミング信号生成装置が備える発振器として、前述した実施形態では原子発振
器を用いた場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、比較的高精度
な水晶発振器である恒温槽付水晶発振器（例えばＤＯＣＸＯ）を用いることもできる。ま
た、発振器として、他の水晶発振器やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）発
振器等を用いてもよい。
【０１１３】
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。
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、ＧＬＯ
ＮＡＳＳ等を利用してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
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  ２‥‥ＧＰＳ衛星  １０‥‥ＧＰＳ受信機  １０Ａ‥‥ＧＰＳ受信機  １
０Ｂ‥‥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  １４‥‥温度補償型水晶発振器  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  ４０‥‥温度センサー  ５０‥‥ＧＰＳ
アンテナ  ５０Ａ‥‥ＧＰＳアンテナ  ５０Ｂ‥‥ＧＰＳアンテナ  ５０Ｃ‥‥ＧＰＳア
ンテナ  １２１‥‥ＰＬＬ  １２２‥‥ＬＮＡ  １２３‥‥ミキサー  １２４‥‥ＩＦア
ンプ  １２５‥‥ＩＦフィルター  １２６‥‥ＡＤＣ  １３１‥‥ＤＳＰ  １３２‥‥Ｃ
ＰＵ  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  ３４０‥‥ＲＯＭ  ３５０‥
‥ＲＡＭ  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、４４０、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  Ｏ‥‥障
害物
【図１】
2015068729.tif 000003
【図２】
2015068729.tif 000004
【図３】
2015068729.tif 000005
【図４】
2015068729.tif 000006
【図５】
2015068729.tif 000007
【図６】
2015068729.tif 000008
【図７】
2015068729.tif 000009
【図８】
2015068729.tif 000010
【図９】
2015068729.tif 000011
【図１０】
2015068729.tif 000012
【図１１】
2015068729.tif 000013
【図１２】
2015068729.tif 000014
【図１３】
2015068729.tif 000015
【図１４】
2015068729.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月17日(2014.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
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。
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、衛星信号の強度が小さいが測位計算に十分な数のＧＰＳ衛星が捕捉される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１７時間の条件で行ったものであり、か
かる条件は、衛星信号の強度が小さく、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。