(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号を用いた内部時刻修正における消費電力を低減するとともに、内部時刻修正を高精度に行うことである。【解決手段】複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号の航法データのうち一つの航法データを受信する受信部２２と、現在時刻を計時し内部時刻データとして保持する計時部１７と、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定するＧＰＳ衛星決定手段、決定した複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出手段、算出された仰角に基づいて、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星のうち何れか一つの仰角の高いＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ衛星選択手段、受信部２２に選択されたＧＰＳ衛星からの航法データを受信させ、航法データに含まれるＧＰＳ時刻データを取得する取得手段、取得したＧＰＳ時刻データに基づいて内部時刻データを修正する内部時刻修正手段、としてのＣＰＵ１１と、を備える。【選択図】図１
2007271536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号の航法データのうち一つの航法データを受信する受信手段と、
現在時刻を計時し内部時刻データとして保持する計時手段と、
前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定するＧＰＳ衛星決定手段と、
このＧＰＳ衛星決定手段により決定された複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出手段と、
この仰角算出手段により算出された仰角に基づいて、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星のうち何れか一つの仰角の高いＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ衛星選択手段と、
このＧＰＳ衛星選択手段により選択されたＧＰＳ衛星からの航法データを前記受信手段に受信させ、当該航法データに含まれるＧＰＳ時刻データを取得する取得手段と、
この取得手段により取得されたＧＰＳ時刻データに基づいて前記内部時刻データを修正する内部時刻修正手段と、
を備えることを特徴とする時計装置。
【請求項２】
ＧＰＳ衛星の軌道情報及び自装置の位置データを記憶する記憶手段を更に備え、
前記ＧＰＳ衛星決定手段は、前記記憶手段に記憶された軌道情報と自装置の位置データと前記計時手段に保持された内部時刻データとに基づいて、前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定し、
前記仰角算出手段は、前記軌道情報と前記自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記決定した複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出することを特徴とする請求項１に記載の時計装置。
【請求項３】
前記内部時刻修正手段は、前記取得手段により取得されたＧＰＳ時刻データと、前記受信手段により受信されたＧＰＳ衛星及び自装置の間の距離と内部処理時間と閏秒とに基づいて補正データを算出し、当該補正データにより前記内部時刻データを修正することを特徴とする請求項１又は２に記載の時計装置。
【請求項４】
ＧＰＳ信号の航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定するＧＰＳ衛星決定工程と、
このＧＰＳ衛星決定工程により決定された複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出工程と、
この仰角算出工程により算出された仰角に基づいて、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星のうち何れか一つの仰角の高いＧＰＳ衛星を選択する選択工程と、
複数のＧＰＳ衛星から送信された航法データのうち、前記選択工程により選択されたＧＰＳ衛星に対応する一つの航法データを受信し、当該航法データに含まれるＧＰＳ時刻データを取得する取得工程と、
この取得工程により取得されたＧＰＳ時刻データに基づいて、計時手段に保持された内部時刻データを修正する内部時刻修正工程と、
を含むことを特徴とする時刻修正方法。
【請求項５】
前記ＧＰＳ衛星決定工程において、記憶手段に記憶されたＧＰＳ衛星の軌道情報と自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定し、
前記仰角算出工程において、前記軌道情報と前記自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記決定した複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出することを特徴とする請求項４に記載の時刻修正方法。
【請求項６】
前記内部時刻修正工程において、前記取得工程により取得したＧＰＳ時刻データと、前記取得工程により受信されたＧＰＳ衛星及び自装置の間の距離と内部処理時間と閏秒とに基づいて補正データを算出し、当該補正データにより前記内部時刻データを修正することを特徴とする請求項４又は５に記載の時刻修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計装置及び時刻修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からＧＰＳ信号を受信して自機の位置計測を行うＧＰＳ受信機があった。ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号には、Ｃ／Ａコード（Coarse／Acquisition code）が含まれる。Ｃ／Ａコードには、ＧＰＳ衛星の軌道を示す航法データ（航法メッセージ）が含まれる。
【０００３】
Ｃ／Ａコードは、２８個のＧＰＳ衛星にそれぞれ異なる値が割り当てられたコードである。したがって、ＧＰＳ受信機側で、受信したいＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードと、複数同時に受信したＧＰＳ信号中のＣ／Ａコードとを照合することにより、ＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳ信号を受信できる。また、ＧＰＳ受信機は、現在時刻を計時してその現在時刻データ（以下、内部時刻データという）を出力する計時部を備える。
【０００４】
ＧＰＳ受信機は、受信可能なＧＰＳ衛星から３又は４つのＧＰＳ衛星を選択し、それら選択したＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ信号の航法データと、内部時刻データと、に基づいて自機の位置を測定する。
【０００５】
また、航法データには、送信元のＧＰＳ衛星に搭載された原子時計の正確な時刻情報が含まれる。
【０００６】
この航法データに含まれる時刻情報を利用して、ＧＰＳ受信装置の内部時刻を修正する技術が考えられている。例えば、複数の測位用衛星（ＧＰＳ衛星）より送信された信号（ＧＰＳ信号）を受信して、受信点の位置を計測するとともに、ＧＰＳ信号内の時刻情報を用いて内部時刻データを修正する構成が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１７８８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来の構成では、内部時刻データの修正をする場合に、少なくとも３つのＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信するため、少なくとも３つの受信チャネルを同時に駆動する必要があった。このため、ＧＰＳ受信装置の消費電力が大きかった。
【０００８】
また、内部時刻データの修正をする場合に、ＧＰＳ衛星から対流圏及びノイズの影響を受けずにＧＰＳ信号の時刻情報を受信し、内部時刻データの修正を高精度に行う要請がある。
【０００９】
本発明の課題は、ＧＰＳ信号を用いた内部時刻修正における消費電力を低減するとともに、内部時刻修正を高精度に行うことである。より具体的には、対流圏及びノイズの影響を受けにくい仰角の高い一つのＧＰＳ衛星からＧＰＳ時刻データを受信して内部時刻修正を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の時計装置は、
複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号の航法データのうち一つの航法データを受信する受信手段（例えば、図１の受信部２２；図８のステップＳ２；図９のステップＳ１７，Ｓ１９）と、
現在時刻を計時し内部時刻データとして保持する計時手段（例えば、図１の計時部１７）と、
前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定するＧＰＳ衛星決定手段（例えば、図１のＣＰＵ１１；図９のステップＳ１２）と、
このＧＰＳ衛星決定手段により決定された複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出手段（例えば、図１のＣＰＵ１１；図９のステップＳ１３）と、
この仰角算出手段により算出された仰角に基づいて、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星のうち何れか一つの仰角の高いＧＰＳ衛星を選択するＧＰＳ衛星選択手段（例えば、図１のＣＰＵ１１；図８のステップＳ１；図９のステップＳ１５）と、
このＧＰＳ衛星選択手段により選択されたＧＰＳ衛星からの航法データを前記受信手段に受信させ、当該航法データに含まれるＧＰＳ時刻データを取得する取得手段（例えば、図１のＣＰＵ１１；図８のステップＳ３；図９のステップＳ１９）と、
この取得手段により取得されたＧＰＳ時刻データに基づいて前記内部時刻データを修正する内部時刻修正手段（例えば、図１のＣＰＵ１１；図８のステップＳ４，Ｓ５；図９のステップＳ２０、Ｓ２１）と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の時計装置において、
ＧＰＳ衛星の軌道情報及び自装置の位置データを記憶する記憶手段（例えば、図１の記憶部１５）を更に備え、
前記ＧＰＳ衛星決定手段は、前記記憶手段に記憶された軌道情報と自装置の位置データと前記計時手段に保持された内部時刻データとに基づいて、前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定し、
前記仰角算出手段は、前記軌道情報と前記自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記決定した複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の時計装置において、
前記内部時刻修正手段は、前記取得手段により取得されたＧＰＳ時刻データと、前記受信手段により受信されたＧＰＳ衛星及び自装置の間の距離と内部処理時間と閏秒とに基づいて補正データを算出し、当該補正データにより前記内部時刻データを修正することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明の時刻修正方法は、
ＧＰＳ信号の航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定するＧＰＳ衛星決定工程（例えば、図９のステップＳ１２）と、
このＧＰＳ衛星決定工程により決定された複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出する仰角算出工程（例えば、図９のステップＳ１３）と、
この仰角算出工程により算出された仰角に基づいて、航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星のうち何れか一つの仰角の高いＧＰＳ衛星を選択する選択工程（例えば、図８のステップＳ１；図９のステップＳ１５）と、
複数のＧＰＳ衛星から送信された航法データのうち、前記選択工程により選択されたＧＰＳ衛星に対応する一つの航法データを受信し、当該航法データに含まれるＧＰＳ時刻データを取得する取得工程（例えば、図８のステップＳ３；図９のステップＳ１９）と、
この取得工程により前記取得したＧＰＳ時刻データに基づいて、計時手段に保持された内部時刻データを修正する内部時刻修正工程（例えば、図８のステップＳ４，Ｓ５；図９のステップＳ２０、Ｓ２１）と、
を含むことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の時刻修正方法において、
前記ＧＰＳ衛星決定工程において、記憶手段に記憶されたＧＰＳ衛星の軌道情報と自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記航法データを受信可能な複数のＧＰＳ衛星を決定し、
前記仰角算出工程において、前記記憶手段に記憶された軌道情報と前記自装置の位置データと前記内部時刻データとに基づいて、前記決定した複数のＧＰＳ衛星の仰角を算出することを特徴とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の時刻修正方法において、
前記内部時刻修正工程において、前記取得工程により取得されたＧＰＳ時刻データと、前記取得工程により受信されたＧＰＳ衛星及び自装置の間の距離と内部処理時間と閏秒とに基づいて補正データを算出し、当該補正データにより前記内部時刻データを修正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、４に記載の発明によれば、一つのＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳ時刻データを受信して取得するので、ＧＰＳ信号を用いた内部時刻修正における消費電力を低減できるとともに、仰角の高い一つのＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳ時刻データを受信して取得するので、対流圏及びノイズの影響を受けにくい仰角の高いＧＰＳ衛星からのＧＰＳ時刻データを用いて、内部時刻修正を高精度に行うことができる。
【００１７】
請求項２、５に記載の発明によれば、ＧＰＳ衛星の軌道情報と、自装置位置データと、内部時刻データと、を用いて、仰角を算出できる。
【００１８】
請求項３、６に記載の発明によれば、ＧＰＳ時刻データと受信したＧＰＳ衛星及び自装置の距離と内部処理時間と閏秒とに基づいて補正データを算出するので、この補正データを用いて内部時刻修正をより高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００２０】
先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１に本実施の形態の時計装置１００の構成を示す。図２（ａ）に、ＲＯＭ１６の記憶構成を示す。図２（ｂ）に、記憶部１５の記憶構成を示す。図２（ｃ）に、ＲＡＭ１３の記憶構成を示す。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態の時計装置１００は、本体部１０と、受信ユニット２０と、を備えて構成される。また、本体部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、操作部１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３と、表示部１４と、記憶部１５と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１６と、計時部１７と、を備えて構成される。
【００２２】
ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１６に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１３に展開し、ＲＡＭ１３に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。
【００２３】
ＣＰＵ１１は、後述する第１の時刻修正プログラムとの協働により、仰角の高いＧＰＳ衛星を一つ選択し、当該選択したＧＰＳ衛星のＧＰＳ信号のＧＰＳ時刻データとしてのＨＯＷデータを取得して補正データを算出し、その補正データに基づいて計時部１７の内部時刻データを修正する。
【００２４】
操作部１２は、時計装置１００に各種機能を実行させる為の各種キー等で構成される。これらのキーが操作入力された時には、このキーに対応する操作信号がＣＰＵ１１に出力される。
【００２５】
ＲＡＭ１３は、各種情報を格納する揮発性のメモリであり、各種プログラム、データを展開するワークエリアを有する。
【００２６】
図２（ｃ）に示すように、ＲＡＭ１３は、記憶エリアとしてデータエリア１３１〜１３５と、プログラムエリア１３６とを備えている。後述する第１の時刻修正処理において、データエリア１３１には、可視衛星の衛星番号（衛星番号ＩＤ−ｍ，…，ＩＤ−ｐ：後述する全衛星番号ＩＤ−１〜ＩＤ−ｎのうちのそれぞれ一つ）が格納される。データエリア１３２には、可視衛星の衛星番号の各ＧＰＳ衛星の仰角（仰角θ１〜θｑ、但し、ｑは可視衛星数）が格納される。データエリア１３３には、選択した可視衛星の一つの衛星番号（ＩＤ−ｒ：衛星番号ＩＤ−ｍ，…，ＩＤ−ｐのうちの一つ）が格納される。データエリア１３４には、受信するＧＰＳ衛星と自装置との間の距離が格納される。データエリア１３５には、内部時刻データを補正するための補正データが格納される。プログラムエリア１３６には、第１の時刻修正プログラムが展開される。
【００２７】
表示部１４は、小型ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬＤ（ElectroLuminescent Display）等により構成され、ＣＰＵ１１から入力された表示情報に基づいて各種情報を表示する。表示部１４は、例えば計時部１７で計時する内部時刻データを現在時刻としてデジタル表示する。
【００２８】
記憶部１５は、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）等により構成され、情報を読み書き可能に記憶する。
【００２９】
図２（ｂ）に示すように、記憶部１５は、記憶エリアとしてのデータエリア１５１〜１５５を備えている。データエリア１５１には、全ＧＰＳ衛星を識別する衛星番号（衛星番号ＩＤ−１〜ＩＤ−ｎ、但し、ｎは全衛星数）が記憶されている。データエリア１５２には、後述する軌道情報としてのアルマナックデータが記憶されている。データエリア１５３には、自装置位置データが記憶されている。データエリア１５４には、内部処理時間が記憶されている。データエリア１５５には、後述する閏秒データが記憶されている。
【００３０】
自装置位置データは、時計装置１００の位置データであり、例えば、ユーザにより操作部１２を介して入力されて記憶部１５に記憶されているものとする。自装置位置データには、時計装置１００の高さの情報を含めてもよい。内部処理時間は、予め設定された時計装置１００の内部処理時間を示す情報であり、ＧＰＳ信号を得てから内部時刻データを修正するまでの、ＣＰＵ１１等の処理時間を示す時間情報である。
【００３１】
ＲＯＭ１６は、情報を読み込み可能に記憶するメモリである。図２（ａ）に示すように、ＲＯＭ１６は、プログラムエリア１６１と、データエリア１６２とを備えている。プログラムエリア１６１には、第１の時刻修正プログラムが記憶されている。データエリア１６２には、全ＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードが記憶されている。
【００３２】
計時部１７は、図示しない発振回路部から入力される信号を計数して、経時的に変化する内部時刻データとして保持し、内部時刻データをＣＰＵ１１に出力する。ここで、内部時刻データとは、計時部１７で計時される現在時刻データのことをいう。また、計時部１７は、ＣＰＵ１１から入力される補正指示情報に基づいて内部補正データを補正する。
【００３３】
受信ユニット２０は、信号処理ＣＰＵ２１と、受信部２２と、ＲＡＭ２３と、ＲＯＭ２４と、を備えて構成される。
【００３４】
信号処理ＣＰＵ２１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成され、受信処理を行う。ここで、受信処理とは、受信部２２により受信されたＧＰＳ信号から航法データを復調し、当該航法データをＣＰＵ１１へ転送する処理である。
【００３５】
受信部２２は、図示しないアンテナ、アンプ、ミキサ等により構成される。受信部２２は、図示しないアンテナによりＧＰＳ信号を受信し、当該受信したＧＰＳ信号を増幅し、搬送波よりも十分に低い中間周波数帯の信号に周波数変換してチューニングする。受信部２２は、一つのチャネルを備える構成とし、同時に一つのＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できるものとする。
【００３６】
信号処理ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２４に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ２３に展開し、ＲＡＭ２３に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。例えば、ＲＯＭ２４には、航法データを復調するプログラムが記憶されている。
【００３７】
例えば、受信部２２よりＧＰＳ信号が送信されてきたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２４から読み出されてＲＡＭ２３に展開された航法データを復調するプログラムと信号処理ＣＰＵ２１との協働により航法データを復調するプログラムが実行される。
【００３８】
ここで、航法データを復調する処理について説明する。信号処理ＣＰＵ２１は、ＣＰＵ１１から入力されたＲＯＭ１６内の任意のＣ／Ａコードと、受信部２２によりＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号のＣ／Ａコードと、の位相同期をとる。そして、位相同期が取れた後に、逆拡散を行うことにより航法データの復調が可能となる。
【００３９】
次いで、図３及び図４を参照して、ＧＰＳの概要を説明する。
【００４０】
ＧＰＳ全体システムのうち宇宙空間にある部分をスペースセグメント、地上部分をコントロールセグメント、そしてユーザ受信機をユーザセグメントと称する。ＧＰＳ衛星はスペースセグメントに属する。ＧＰＳ衛星は、静止衛星ではなく高度２万ｋｍを周回し地球に対し刻々と位置変える。スペースセグメントとコントロールセグメントは米軍が開発、運営しているが、ユーザセグメントについてはユーザ側が設計、製造しなければならない。そのため、ＧＰＳ衛星から送信される信号の仕様は詳細に規定され、文書が公開されている。この文書がインターフェースコントロールドキュメント（Interface Control Document：略称ＩＣＤ）と名づけられる。このＩＣＤは版が更新されており、例えばその一つとしてＧＰＳ-ＩＣＤ-２００がある。
【００４１】
現在、２８機のＧＰＳ衛星から無線信号（ＧＰＳ信号）が送信されている。ＧＰＳ衛星が送信している無線信号の周波数は基本的には1575.42ＭＨｚ（名称：Ｌ１波）であり、この周波数に民間用のＣ／Ａコードと呼ばれる信号が乗せられている。
【００４２】
図３に、航法データのフォーマットを示す。図３（ａ）に、航法データのフレーム構成を示す。図３（ｂ）に、航法データのサブフレーム構成を示す。Ｃ／Ａコードによって図２に示すフォーマットの航法データが記述されＧＰＳ衛星から送信される。この航法データのなかに軌道情報、時刻情報等が含まれている。航法データのデータ速度は５０bpsである。
【００４３】
航法データの１サイクルは、フレームという単位で呼ばれ、図３（ａ）に示す構造をとる。１フレームは1500ビットである。ＧＰＳ衛星において、１フレームを送信するには３０秒の時間がかかる。フレームは、５つのサブフレーム（各３００ビット）から構成されており、サブフレーム１から順番に送信を始め、サブフレーム５を送信し終わると再びサブフレーム１の送信に戻る。
【００４４】
図４に、サブフレームの概略構成を示す。図４に示すように、フレームを構成する５つのサブフレームのうち、サブフレーム１〜３は送信しているＧＰＳ衛星自身のクロック補正情報や軌道情報（エフェメリス）が含まれている。サブフレーム４，５については、全衛星が同じ内容を送信しており、その内容は軌道上のすべてのＧＰＳ衛星（最大３２衛星）の概略軌道情報（アルマナック）や電離層補正情報となっている。しかし、これらはデータ量が多いためさらにページ単位に分割されてサブフレームに収容される。
【００４５】
すなわち、図３（ａ）に示すように、サブフレーム４，５により送信されるデータはそれぞれページ１〜２５に分割されており、フレームごとに異なるページの内容が順番に送られる。すべてのページ内容を送信するには２５フレームを必要とし、航法データの全情報を得るには１２分３０秒かかる。
【００４６】
サブフレームの内部は、図３（ｂ）及び図４に示すようにワードという単位に分割されている。１ワードは３０ビットで１サブフレームは１０ワードに対応し、各ワードは２４ビットのデータ部とパリティチェック用の６ビットから構成される。各サブフレームの先頭にはＴＬＭ（TeLeMetry）ワード、続けてＨＯＷ（HandOver Word）が記述されている。ＴＬＭワードには同期用のパターン、ＨＯＷにはＧＰＳ信号の時刻情報が含まれている。
【００４７】
ＧＰＳ信号における時刻は、１週間を単位として管理されている。週始めは毎週日曜日の０時（土曜日の２４時）で、時刻はそれからの経過時間（ＴＯＷ（Time Of Week））で表される。ＨＯＷには、この経過時間を１．５秒単位で表した数が含まれており、受信機が現在時刻を知る手がかりを与える。それぞれの週には番号（週番号：ＷＮ（Week Number））がつけられており、１９８０年１月６日00：00：00に始まる週が週番号０とされている。これより１週間経つごとに週番号が１増加され、例えば、２００４年１０月１０日に始まる週の週番号は１２９２である。
【００４８】
５つのサブフレームには、航法データが分担されて収容されている。以下、一部の事項を説明するが、詳細についてはＧＰＳ-ＩＣＤ-２００などを参照すればわかる。
【００４９】
図５に、サブフレーム１の内容を示す。航法データのサブフレーム１には、航法データを送信しているＧＰＳ衛星自体の状態を表す数値やクロック補正係数が収められている。図５に示すように、先頭のＴＬＭワード、ＨＯＷに続き、上述した週番号ＷＮ、測距精度ＵＲＡ、衛星健康状態ＳＶhealthの各ワードが記述される。
【００５０】
測距精度ＵＲＡは、その衛星により疑似距離（受信機の時計の進みによる誤差が加わって測定されたＧＰＳ衛星と受信機との間の距離）を測定した場合の測距精度の目安で、１５の場合はやはり何らかの異常あることを意味する。衛星健康状態ＳＶhealthは、衛星の状態を示すコードで、０以外の場合は何らかの異常があることを示す。
【００５１】
サブフレーム２，３には、各衛星の軌道情報が格納されている（その詳細はＧＰＳ-ＩＣＤ-２００などを参照）。これらの軌道情報はエフェメリスと呼ばれ、任意の時刻におけるＧＰＳ衛星の位置を計算できるようになっている。
【００５２】
全ＧＰＳ衛星分の概略軌道情報はアルマナック（アルマナックデータ）と呼ばれ、サブフレーム４のページ２〜５及び７〜１０、サブフレーム５のページ１〜２４に収められており、合計３２ページで３２機のＧＰＳ衛星に対応する。アルマナックデータは、ＧＰＳ信号のサブフレームに含まれるとともに、受信機としての時計装置１００において、記憶部１５にも記憶される。記憶部１５に記憶されたアルマナックデータは、数ヶ月に一度、受信したアルマナックデータで更新される。
【００５３】
図６に、アルマナックデータを含むサブフレームの内容を示す。図５に示すように、サブフレームの先頭にはＴＬＭワード、ＨＯＷが記述されている。
【００５４】
高度１００ｋｍ以上に分布する電離層は電波を遅延させる働きがあり、その遅延量を補正するための情報はサブフレーム４のページ１８に収められている。図７に、サブフレーム４のページ１８の内容を示す。ここでもサブフレームの先頭にはＴＬＭワード、ＨＯＷが記述されている。また、サブフレーム４のページ１８には、現在の閏秒ΔｔＬＳが含まれる。この閏秒ΔｔＬＳは、時計装置１００において、受信した閏秒で更新可能に、時計装置１００の記憶部１５に閏秒データとして記憶される。
【００５５】
次に、図８〜図１０を参照して、本実施の形態の時計装置１００の動作を説明する。図８に、時刻修正処理（概略）の流れを示す。先ず、図８を参照して、時計装置１００における時刻修正処理の概略を説明する。
【００５６】
図８の時刻修正処理は、時計装置１００におけるＣＰＵ１１と時刻修正プログラムとの協働により実行されるものとする。時計装置１００において、先ず、ＧＰＳ信号を受信可能なＧＰＳ衛星が一つ選択される（ステップＳ１）。そして、受信ユニット２０を介して、ステップＳ１で選択されたＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号の航法データが受信開始される（ステップＳ２）。
【００５７】
そして、ステップＳ２で受信された航法データからＨＯＷ（以下、ＨＯＷデータとする）が抽出される（ステップＳ３）。そして、ステップＳ３で抽出されたＨＯＷデータ等に基づいて、内部時刻データの補正データが算出される（ステップＳ４）。そして、ステップＳ４で算出された補正データに基づき、計時部１７の内部時刻データが修正され（ステップＳ５）、時刻修正処理が終了する。
【００５８】
次いで、図８の時刻修正処理の一形態としての第１の時刻修正処理を説明する。図９に、第１の時刻修正処理の流れを示す。
【００５９】
例えば、時計装置１００において、第１の時刻修正処理の実行指示が操作部１２を介して入力されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ１６から読み出されてＲＡＭ１３に展開された第１の時刻修正処理プログラムと、ＣＰＵ１１と、の協働により、第１の時刻修正処理が実行される。
【００６０】
図９に示すように、先ず、記憶部１５からアルマナックデータ及び自装置位置データが読み出され、また計時部１７から内部時刻データが取得される（ステップＳ１１）。自装置位置データは、ユーザからの操作部１２を介する入力により取得することとしてもよい。
【００６１】
そして、ステップＳ１で取得されたアルマナックデータ及び内部時刻データから、全ＧＰＳ衛星の現在位置データが算出され、全ＧＰＳ衛星の現在位置データと、自装置位置データと、に基づいて、現在ＧＰＳ信号が受信可能である複数のＧＰＳ衛星（可視衛星）が、ＧＰＳ信号を受信する候補衛星として予測（決定）される（ステップＳ１２）。
【００６２】
そして、ステップＳ１２で予測された複数の候補衛星の仰角が算出される（ステップＳ１３）。図１０に、時計装置１００とＧＰＳ衛星Ａ１との仰角θを示す。仰角は、例えば、図１０に示すように、時計装置１００とＧＰＳ衛星Ａ１との間で水平軸からの角度θであり、仰角θが９０度に近い方がＧＰＳ信号を良好に受信でき好ましい。なぜなら、仰角θが小さいと、ＧＰＳ信号が対流圏及びノイズの影響を受けやすいからである。例えば、ステップＳ１２で算出された全ＧＰＳ衛星のうち、複数の候補衛星の現在位置データと、自装置位置データと、に基づいて、各仰角が算出される。
【００６３】
そして、ステップＳ１２で予測された候補衛星を識別する衛星番号と、ステップＳ１３で算出された仰角と、が対応付けられてＲＡＭ１３に格納される（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において、記憶部１５から衛星番号が参照され、衛星番号のうち、予測された候補衛星に対応する衛星番号と、これに対応する仰角とが、ＲＡＭ１３に格納される。
【００６４】
そして、ＲＡＭ１３に格納された衛星番号のＧＰＳ衛星（候補衛星）のうち、最も仰角の大きい未選択のＧＰＳ衛星が一つ選択される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で選択された衛星番号は、一つの衛星番号としてＲＡＭ１３に格納される。
【００６５】
そして、ステップＳ１５で選択されたＧＰＳ衛星のＣ／ＡコードがＲＯＭ１６から読み出される（ステップＳ１６）。ステップＳ１６において、ＲＯＭ１６に記憶された全ＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードのうち、一つの衛星番号に対応するＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードが読み出される。そして、ステップＳ１６で読み出されたＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードと、受信部２２を介して受信されたＧＰＳ信号のＣ／Ａコードとの自己相関値が算出される（ステップＳ１７）。
【００６６】
そして、ステップＳ１７で算出された自己相関値に基づいて、２つのＣ／Ａコードが一致したか否かが判別される（ステップＳ１８）。一致した場合（ステップＳ１８；ＹＥＳ）、選択中のＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号の航法データを受信中であり、受信中のＧＰＳ信号の航法データからＨＯＷデータを受信したか否かが判別される（ステップＳ１９）。ＨＯＷデータを受信していない場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、ステップＳ１９に移行される。
【００６７】
ＨＯＷデータを受信した場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、記憶部１５から自装置位置データ、内部処理時間及び閏秒データが読み出され、ステップＳ１２で算出した受信中のＧＰＳ衛星の位置データと自装置位置データとから、受信中のＧＰＳ衛星と自装置との距離が算出され、ステップＳ１９で受信したＨＯＷデータと、距離と、内部処理時間と、閏秒データと、に基づいて、内部時刻データに対する補正データが算出される（ステップＳ２０）。受信中のＧＰＳ衛星と自装置との距離による時間補正量は約７０msとなる。また、時計装置１００の内部動作時間の補正量は、約３０msとなる。また、閏秒の補正量は、１４sとなる。この場合、合計で約１４．１sの補正量となり、この補正量に対応する補正データとなる。
【００６８】
そして、ステップＳ２０で算出された補正データに基づいて、計時部１７の内部時刻データが修正され（ステップＳ２１）、第１の時刻修正処理が終了する。
【００６９】
一致していない場合（ステップＳ１８；ＮＯ）、ＲＡＭ１３に格納された衛星番号が参照され、未選択の候補衛星があるか否かが判別される（ステップＳ２２）。未選択の候補衛星がある場合（ステップＳ２２；ＹＥＳ）、ステップＳ１５に移行される。未選択の候補衛星がない場合（ステップＳ２２；ＮＯ）、表示部１４に時刻修正のエラーの旨が表示され（ステップＳ２３）、第１の時刻修正処理が終了する。
【００７０】
以上、本実施の形態によれば、一つのＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳ信号のＨＯＷデータを受信して取得するので、このＨＯＷデータを用いて内部時刻データを修正でき、この内部時刻修正における消費電力を低減できるとともに、仰角の高い一つのＧＰＳ衛星を選択してＧＰＳ信号のＨＯＷデータを受信して取得するので、対流圏及びノイズの影響を受けにくい仰角の高いＧＰＳ衛星からのＨＯＷデータを用いて、内部時刻修正を高精度に行うことができる。
【００７１】
また、アルマナックデータと、自装置位置データと、内部時刻データと、を用いて、仰角を算出できる。
【００７２】
また、ＨＯＷデータ、受信したＧＰＳ衛星と時計装置１００との間の距離、内部処理時間及び閏秒データに基づいて補正データを算出し、当該補正データを用いて内部時刻修正をより高精度に行うことができる。
【００７３】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る時計装置及び時刻修正方法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００７４】
例えば、時計装置１００では、ＧＰＳ信号を用いて位置計測をせず、受信部２２が一つの受信チャネルを有する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、受信部２２が複数の受信チャネルを有する構成としてもよく、さらに３つ以上の受信チャネルを同時に駆動して位置計測を行うことが可能な構成としてもよい。この場合でも、時刻修正を行う場合は、一つの受信チャネルのみを駆動すればよく、複数チャネルを駆動する場合に比べて省電力化を実現できる。さらに、時計装置を、位置計測を行うＧＰＳ受信機に組み込む構成としてもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態において、アルマナックデータと、自装置位置データと、内部時刻データとを用いて、仰角を算出する構成としたが、これに限定されるものではなく、他の情報を用いて仰角を算出する構成としてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態における時計装置１００の各構成要素の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る実施の形態の時計装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、ＲＯＭ１６の記憶構成を示す図である。（ｂ）は、記憶部１５の記憶構成を示す図である。（ｃ）は、ＲＡＭ１３の記憶構成を示す図である。
【図３】航法データのフォーマットを示す図である。（ａ）は、航法データのフレーム構成を示す図である。（ｂ）は、航法データのサブフレーム構成を示す図である。
【図４】サブフレームの概略構成を示す図である。
【図５】サブフレーム１の内容を示す図である。
【図６】アルマナックデータを含むサブフレームの内容を示す図である。
【図７】サブフレーム４のページ１８の内容を示す図である。
【図８】時刻修正処理（概略）を示すフローチャートである。
【図９】第１の時刻修正処理を示すフローチャートである。
【図１０】時計装置１００とＧＰＳ衛星Ａ１との仰角θを示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  時計装置
１０  本体部
１１  ＣＰＵ
１２  操作部
１３  ＲＡＭ
１４  表示部
１５  記憶部
１６  ＲＯＭ
１７  計時部
２０  受信ユニット
２１  信号処理ＣＰＵ
２２  受信部
２３  ＲＡＭ
２４  ＲＯＭ
【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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