(57)【要約】【課題】ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報を用いて迅速かつ高精度に時刻を修正する。【解決手段】本発明に係るＧＰＳ受信装置に備えられるＣＰＵ８は、受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる予め定められている符号（例えば、ＴＬＭ先頭の同期プリアンブル符号とＨＯＷの最後尾の２ビット符号）若しくは衛星健康状態ＳＶhealthの符号が予め定められている基準符号と一致判別された場合に、一致していると判別されたサブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する。又はＣＰＵ８は測距精度ＵＲＡの符号が予め定められている基準符号と一致しないと判別された場合に、一致しないと判別されたサブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる予め定められている符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段と、
この判別手段により一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項２】
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれるテレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号とが予め定められている基準符号とそれぞれ一致しているかを判別する判別手段と、
この判別手段により一致していると判別された前記ハンドオーバワード内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項３】
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる衛星健康状態の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段と、
この判別手段により一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項４】
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる測距精度の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段と、
この判別手段により一致していないと判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項５】
前記時刻修正制御手段の制御により時刻が修正されると、予め定められている時間が経過するまでの間、前記受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信動作を禁止する受信動作禁止制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の時刻修正制御装置。
【請求項６】
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる予め定められている符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップと、
この判別ステップにより一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップと、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法。
【請求項７】
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれるテレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号とが予め定められている基準符号とそれぞれ一致しているかを判別する判別ステップと、
この判別ステップにより一致していると判別された前記ハンドオーバワード内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップと、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法。
【請求項８】
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる衛星健康状態の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップと、
この判別ステップにより一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップと、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法。
【請求項９】
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる測距精度の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップと、
この判別ステップにより一致していないと判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップと、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法。
【請求項１０】
前記時刻修正制御ステップの制御により時刻が修正されると、予め定められている時間が経過するまでの間、前記受信ステップによる前記ＧＰＳ信号の受信動作を禁止する受信動作禁止制御ステップを更に備えたことを特徴とする請求項６から請求項９のうちいずれか一に記載の時刻修正制御方法。
【請求項１１】
ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレーム内の時刻情報以外の予め定められている他の情報を参照し、同時刻情報が正常か否かを判別する判別手段と、
この判別手段により前記時刻情報が正常であると判別されたならば、前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の時刻修正制御装置において、
前記予め定められている他の情報は、テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号、および測距精度の符号のうち少なくとも一つの情報であることを特徴とする時刻修正制御装置。
【請求項１３】
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレーム内の時刻情報以外の予め定められている他の情報を参照し、同時刻情報が正常か否かを判別する判別ステップと、
この判別ステップにより前記時刻情報が正常であると判別されたならば、前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップと、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の時刻修正制御方法において、
前記予め定められている他の情報は、テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号、および測距精度の符号のうち少なくとも一つの情報であることを特徴とする時刻修正制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ信号の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御装置及び時刻修正制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、各国（例えば日本、アメリカ、イギリス、ドイツ等）では、時刻コード、即ちタイムコード入り長波標準電波（以下、単に「標準電波」という。）が送出されている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、所定のフォーマットの標準タイムコードで振幅変調された４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの標準電波が送出されている。このタイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新される毎、すなわち１分毎に、１周期６０秒のフレームで送出される。このタイムコードを受信し、これにより計時回路の時刻データ（以下、適宜「内部時刻」という。）を修正する、いわゆる電波時計と呼ばれる時刻情報受信装置が知られている。
【０００３】
従来の時刻情報受信装置は、例えば、午前３時等の定時に連続して３回等の固定回数でタイムコードを受信して、内部時刻を修正する（例えば、特許文献１参照）。３回分のタイムコードを取得して内部時刻を修正することで、１回分のタイムコードにより行う場合に比較して時刻修正の精度を高めることができる。
【特許文献１】特開平７−１９８８７８号公報
【特許文献２】特開平８−１５４６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、以上の従来技術にあっては、内部時刻を精度良く修正するために、標準時刻情報の受信を開始してから１０分程度かかってしまうことがあった。
【０００５】
一方、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号にあっては、時刻情報が含まれるＨＯＷ（ハンドオーバワード）は、各サブフレームに含まれており、６秒毎に各ＧＰＳ衛星から送信される。
したがって、ＧＰＳ信号の時刻情報を用いて内部時刻を修正する方法をとれば、時刻修正に要する時間を短縮することが可能である。例えば特許文献２には、ＧＰＳ信号の時刻情報を用いて内部時刻を修正する時計の時刻修正装置が記載されている。
しかし、内部時刻を精度良く修正するためには、何らかの技術が必要となる。かつ、できるだけ時刻修正処理を長期化しない技術が望ましい。
【０００６】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報を用いて迅速かつ高精度に時刻を修正することができるばかりでなく、電源消費の低減化を図ることができる時刻修正制御装置及び時刻修正制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１のアンテナ、チューナー回路部２）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる予め定められている符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９のＳ４、Ｓ５；図１０のＴ３）と、
前記判別手段により一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９、図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１のアンテナ１、チューナー回路部２）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれるテレメトリワード先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号とが予め定められている基準符号とそれぞれ一致しているかを判別する判別手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９のＳ４、Ｓ５）と、
前記判別手段により一致していると判別された前記ハンドオーバワード内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１のアンテナ１、チューナー回路部２）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる衛星健康状態の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図１０のＴ３）と、
前記判別手段により一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【００１０】
請求項４記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１のアンテナ１、チューナー回路部２）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる測距精度の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図１０のＴ４）と、
前記判別手段により一致していないと判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記時刻修正制御手段の制御により時刻が修正されると、予め定められている時間が経過するまでの間、前記受信手段による前記ＧＰＳ信号の受信動作を禁止する受信動作禁止制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９、図１０のＳ７−Ｓ９）を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載の時刻修正制御装置である。
【００１２】
請求項６記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図９、図１０のＳ１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる予め定められている符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップ（例えば、図９のＳ４，Ｓ５；図１０のＴ３）と、
前記判別ステップにより一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図９のＳ６；図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【００１３】
請求項７記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図９のＳ１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれるテレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号とが予め定められている基準符号とそれぞれ一致しているかを判別する判別ステップ（例えば、図９のＳ４，Ｓ５）と、
前記判別ステップにより一致していると判別された前記ハンドオーバワード内の時刻情報ＴＯＷを用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図９のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【００１４】
請求項８記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図１０のＳ１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる衛星健康状態の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップ（例えば、図１０のＴ３）と、
前記判別ステップにより一致していると判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップ（図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【００１５】
請求項９記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図１０のＳ１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレームに含まれる測距精度の符号が予め定められている基準符号と一致しているかを判別する判別ステップ（例えば、図１０のＴ４）と、
前記判別ステップにより一致していないと判別された前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップ（図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記時刻修正制御ステップの制御により時刻が修正されると、予め定められている時間が経過するまでの間、前記受信ステップによる前記ＧＰＳ信号の受信動作を禁止する受信動作禁止制御ステップ（例えば、図９、図１０のＳ７−Ｓ９）を更に備えたことを特徴とする請求項６から請求項９のうちいずれか一に記載の時刻修正制御方法である。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１のアンテナ、チューナー回路部２）と、
この受信手段により受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレーム内の時刻情報以外の予め定められている他の情報を参照し、同時刻情報が正常か否かを判別する判別手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９のＳ４、Ｓ５；図１０のＴ３、Ｔ４）と、
この判別手段により前記時刻情報が正常であると判別されたならば、前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ８；図９、図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、請求項１１に記載の時刻修正制御装置において、
前記予め定められている他の情報は、テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号、および測距精度の符号のうち少なくとも一つの情報であることを特徴とする時刻修正制御装置である。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図９、図１０のＳ１）と、
この受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号による航法メッセージを構成するサブフレーム内の時刻情報以外の予め定められている他の情報を参照し、同時刻情報が正常か否かを判別する判別ステップ（例えば、図９のＳ４，Ｓ５；図１０のＴ３、Ｔ４）と、
この判別ステップにより前記時刻情報が正常であると判別されたならば、前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図９のＳ６；図１０のＳ６）と、
を備えることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、請求項１３に記載の時刻修正制御方法において、
前記予め定められている他の情報は、テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号、および測距精度の符号のうち少なくとも一つの情報であることを特徴とする時刻修正制御方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、受信した航法メッセージを構成するサブフレーム内の時刻情報以外の予め定められている他の情報を参照し、同時刻情報が正常か否かを判別した上で、この判別により前記時刻情報が正常であると判別されたならば、前記サブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する。
例えば、テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号、測距精度の符号等を参照する。
テレメトリワードの先頭の同期プリアンブル符号、ハンドオーバワードの最後尾の２ビットの符号、衛星健康状態の符号が予め定められている基準符号と一致判別された場合に、一致していると判別されたサブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する。又は航法メッセージを構成するサブフレームに含まれている測距精度の符号が予め定められている基準符号と一致しないと判別された場合に、一致しないと判別されたサブフレーム内の時刻情報を用いて時刻を修正する。
このため、予め定められている符号が変化していないこと、健康状態が良好であること、測距精度が高いこと等の条件を通じて、同サブフレーム内の時刻情報が正常であることの信頼性を向上させることができる。かつ、この時刻情報を含むサブフレームは６秒毎に一回送信されるので、迅速かつ高精度に時刻を修正することができるばかりでなく、電源消費の低減化を図ることができるという効果がある。
各サブフレームにはテレメトリワードとハンドオーバワードが含まれるので、請求項２又は７に記載の発明によれば、理論的には６秒で時刻修正を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００２３】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態につき、図１〜図９を参照して説明する。図１は本実施形態に係るＧＰＳ受信装置（時刻表示機能付き）のブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態に係るＧＰＳ受信装置は、例えば、腕時計型ＧＰＳ端末に搭載されるもので、アンテナ１、チューナー回路部２、信号処理回路部４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８、計時回路部９、発振回路部１０、入力部１１、表示出力部１２、表示部１３、ＲＯＭ（Read only memory）１４、ＲＡＭ（Random Access memory）１５、電源回路部１６を備えて構成される。
【００２５】
ここで、ＧＰＳの概要につき説明する。
〔システム概観〕
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。
【００２６】
現在、２８機から無線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（coarse/acquisition code）と呼ばれる信号が乗せられている。
この信号によって図２に示すフォーマットの航法メッセージというデータが記述され送信される。この航法メッセージのなかに軌道情報、時刻情報等が含まれている。航法メッセージのデータ速度は５０bpsである。
【００２７】
航法メッセージの１サイクルは、フレームという単位で呼ばれ、図２(a)に示す構造をとる。１フレームは1500ビットであり、これを送信するには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。
【００２８】
〔航法メッセージ〕
図２(b)及び図３にサブフレームの簡易構成図を示す。
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（図３参照）。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（図３参照）が、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。すなわち、図２(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、航法メッセージの全情報を得るには１２分３０秒かかる。
【００２９】
サブフレームの内部は、図２(b)及び図３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）ワードが記述されている。ＴＬＭワードには同期用のパターン、ＨＯＷワードにはＧＰＳ信号の時刻情報が含まれている。
【００３０】
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ワード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。
【００３１】
５つのサブフレームには、航法メッセージ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。
【００３２】
航法メッセージのサブフレーム１には、メッセージを送信している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４にサブフレーム１の内容を示す一覧表を示した。図４に示すように、先頭のＴＬＭワード、ＨＯＷワードに続き、上述した週番号ＷＮ（week number）、測距精度ＵＲＡ、衛星健康状態ＳＶhealthの各ワードが記述される。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
全ＧＰＳ衛星分の概略軌道情報はアルマナックと呼ばれ、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。図５にアルマナックの内容を示す一覧表を示した。サブフレームの先頭にはＴＬＭワード、ＨＯＷワードが記述されている。
【００３６】
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５にサブフレーム４のページ１８の内容を示す一覧表を示した。ここでもサブフレームの先頭にはＴＬＭワード、ＨＯＷワードが記述されている。
【００３７】
図７にＴＬＭワードと、ＨＯＷワードの構成図を示す。
図７に示すように、ＴＬＭワードの最初の８ビットが同期プリアンブルであり、ＨＯＷワードの最初の１７ビットが上述したＴＯＷ（time of week）、２０〜２２ビットがサブフレームＩＤとなっている。
【００３８】
〔航法メッセージとサブフレームの探索〕
航法メッセージの復号化はサブフレームの頭を見つけ出すことから始まる。同期プリアンブルは〈10001011〉と、ＨＯＷの最後の２ビットは〈00〉と常になっているが、ワードの極性が反転している可能性があることに注意しなくてはならない。したがって、１ビットずつ相関を取ることでサブフレームを探すことになる。プリアンブルと同期させるコードは〈1-1-1-11-111〉となり、±１の航法メッセージと相関が取られる。極性が正しいかどうかは分からないので、同期結果は±８になる可能性がある。一度同期するプリアンブルがあれば、３００ビット先でもプリアンブルは存在するはずである。もしないのであれば、最初の同期はプリアンブルによるものではない。
【００３９】
サブフレームの探索は、プログラム上では以下の順序で行っている。
（１）最初の３６０ビットからプリアンブルを見つける。
（２）一度プリアンブルを見つけた後、３００ビット先、６００ビット先でも同期するかを確認する。
（３）同期しない場合は他のデータへ移り、同期すれば３つのサブフレームのプリアンブルが確認できたと判断する。
（４）ＨＯＷの最後の２ビット（２９ビット目と，３０ビット目）の和が＋２であるか−２であるか確認する。和が＋２である場合、ワードの極性が反転しているため、−１を掛けて修正、和が−２であれば極性は正常であると判断する。
（５）サブフレームＩＤを確認する。
この後、パリティビットを使ったパリティチェックが行われ、航法メッセージは復号化される。
【００４０】
〔受信機の変遷と測定誤差〕
ＧＰＳが開発された当初の受信機は受信回路を１チャンネルしか持っておらず、多数の衛星からの信号を同時に受信することはできなかった。したがって、順次衛星を切り替えながら受信、測距処理を行うこととなり、衛星は受信機の移動、測定条件の変動などにより測定誤差を生じた。昨今、受信機は８〜１２チャンネル程度の受信回路を持つものが普通で、多いものでは１６チャンネルの製品もある。上空のＧＰＳ衛星の大部分又はすべてを同時に処理でき、順次測定による測定誤差のばらつきも問題とならない。
（ＧＰＳの概要説明終わり）
【００４１】
本実施形態に係るチューナー回路部２は、ＧＰＳ衛星から送信される電波を、アンテナ１を介して捕捉する。信号処理回路部４はＧＰＳ衛星からの複数のＧＰＳ信号を同時並行して復号化して航法メッセージとして読み取り、ＣＰＵ８へ出力する。航法メッセージを取得したＣＰＵ８は、ＲＯＭ１４から読み出したプログラムを実行して航法メッセージに含まれる各値を演算し、航法メッセージとともに、その演算結果をＲＡＭ１５に保存する。計時回路部９は、発振回路部１０の出力する周波数に基づき計時する。計時回路部９からＣＰＵ８に、例えば、１秒単位で刻まれる現在時刻を示す値が出力される。ＣＰＵ８は、現在時刻を示す値を、表示出力部１４を介して表示部１３に出力する。表示部１３は時刻を表示する。
入力部１１はユーザからの操作入力情報、他のコンピュータや記憶媒体からの情報をＣＰＵに入力する。電源部１６は電池などの電源を備えており、各部に電源電流を供給する。
【００４２】
本実施形態の時刻修正制御を実施するためには、少なくとも１つのＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号により記述された航法メッセージ内の必要部分を読み取れば足りる。
図８(a１)に示すように、ＲＡＭ１５内には、あるＧＰＳ衛星の航法メッセージに含まれる一のサブフレームごとに、ＴＬＭワードの先頭の同期プリアンブル符号を記憶する同期プリアンブル符号記憶領域１５a１と、ＨＯＷワード最後尾の２ビットの符号を記憶する最後尾符号記憶領域１５a２及び同ＨＯＷワード中のＴＯＷ（time of week）を記憶するＴＯＷ記憶領域１５a３がそれぞれ設けられている。
図８(a2)に示すように、ＲＯＭ１４内には基準符号Ａが記憶されている基準符号Ａ記憶領域１４a１及び基準符号Ｂが記憶されている基準符号Ｂ記憶領域１４a２がそれぞれ設けられている。基準符号Ａは〈10001011〉であり、基準符号Ｂは〈00〉である。
【００４３】
次に、本実施形態の時刻修正制御につき一連の処理の流れに沿って説明する。図９は、本実施形態に係る時刻修正制御のフローチャートである。
【００４４】
ＣＰＵ８は、ＲＯＭ１４から読み出した時刻修正制御プログラム（基準符号Ａ及び基準符号Ｂを含む）に基づき、初回の時刻修正を行う。
まず、ＣＰＵ８はチューナー回路部２及び信号処理回路部４に指令を出す。チューナー回路部２は、この指令に従って、アンテナ１で捕捉したＧＰＳ信号の受信を開始する（ステップＳ１）。信号処理回路部４は、この受信したＧＰＳ信号の復号化を行い、航法メッセージを取得し、この取得した航法メッセージをＣＰＵ８に出力する。ＣＰＵ８は、この航法メッセージの中からサブフレームの探索を行い、サブフレームを捕捉できたら（ステップＳ２でYES）、ＲＡＭ１５の同期プリアンブル符号記憶領域１５a１及び最後尾ビット符号記憶領域１５a２に、捕捉したサブフレームのＴＬＭワードの先頭の同期プリアンブル符号及びＨＯＷワード最後尾符号をそれぞれ記憶させる（ステップＳ３）。ここで、捕捉するサブフレームは、サブフレーム１〜５のうちいずれでも良い。
【００４５】
次に、ＣＰＵ８は、ＲＡＭ１５に記憶したＴＬＭ先頭の同期プリアンブル符号が基準符号Ａの〈10001011〉と一致しているかを判別する判別する（ステップＳ４）。
【００４６】
ステップＳ４で一致していると判別した場合（ステップＳ４でYES）、ＲＡＭ１５に記憶したＨＯＷの最後尾の２ビットの符号が基準符号Ｂの〈00〉と一致しているかを判別する判別する（ステップＳ５）。
ＣＰＵ８は、ステップＳ４で一致していないと判別した場合（ステップＳ４でNO）、ステップＳ２へ処理を戻す。
【００４７】
ステップＳ５で一致していると判別した場合（ステップＳ５でYES）、ＲＡＭ１５に記憶したＴＯＷ（時刻情報）を用いて、ＣＰＵ８は計時回路部９の時刻を修正し、計時回路部９が計時する時刻を表示部１３により現在時刻として表示させる（ステップＳ６）。
ＣＰＵ８は、ステップＳ５で一致していないと判別した場合（ステップＳ５でNO）、ステップＳ２へ処理を戻す。
【００４８】
次に、ＣＰＵ８は、ＧＰＳ信号の受信を終了し（ステップＳ７）、計時回路部９のタイムカウンタへのタイムカウントの開始を指示する（ステップＳ８）。ＣＰＵ８は、タイムカウントの数を示す時間が、所定時間（例えば２４時間）経過したと判断したら（ステップＳ９でYES）、ステップＳ１に戻り再び時刻修正制御を実行する（ステップＳ１〜Ｓ６）。
このように、計時回路部９の時刻の修正のあとは、直ちに、ＧＰＳ信号の受信を終了しこの時点から、予め定められた時間（例えば２４時間）経過するまでの間、電源部１６からチューナー回路部２および信号処理回路部４への電源供給を停止するので、その分、電源消費の低減化を図ることができる。
【００４９】
ＴＬＭ先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードＨＯＷの最後尾の２ビットの符号とが、それぞれ基準符号Ａ，Ｂに一致していない場合、その間のＴＯＷも正常に読み取れていない可能性が比較的高まる。
しかし、以上の第１実施形態によれば、ＴＬＭ先頭の同期プリアンブル符号とハンドオーバワードＨＯＷの最後尾の２ビットの符号とが、それぞれ基準符号Ａ，Ｂに一致していることを条件として、その間のＴＯＷを用いて時刻修正制御を行うので、高精度な時刻修正を行うことができ、また、１つのサブフレームが６秒で受信できるから、６秒程度で時刻修正が可能である。
なお、以上の実施形態に拘わらず、同期プリアンブル符号と基準符号Ａとの一致判別、および、ハンドオーバワードＨＯＷの最後尾の２ビットの符号と基準符号Ｂとの一致判別のうち、いずれか一方のみの一致判別を実施するようにしても良い。
【００５０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態につき図面を参照して説明する。図８(b1)は、本実施形態に係るＲＡＭの記憶内容を示す。図８(b2)は、本実施形態に係るＲＯＭ内に記憶された基準符号Ｃ及びＤを示す。本実施形態は、衛星健康状態の符号、測距精度の符号を用いて判別する点で、上記第１実施形態と異なる。ＧＰＳ受信装置の構成は図１に示したものと共通である。
【００５１】
図８(b1)に示すように、ＲＡＭ１５内には、あるＧＰＳ衛星の航法メッセージに含まれるサブフレーム１ごとに、衛星健康状態ＳＶhealthを記憶する衛星健康状態記憶領域１５a４、測距精度ＵＲＡを記憶する測距精度記憶領域１５a５及びＨＯＷワード中のＴＯＷ（time of week）のＴＯＷ記憶領域１５a６がそれぞれ設けられている。
図８(b2)に示すように、ＲＯＭ１４内には基準符号Ｃが記憶されている基準符号Ｃ記憶領域１４a４及び基準符号Ｄが記憶されている基準符号Ｄ記憶領域１４a５がそれぞれ設けられている。基準符号Ｃは〈0〉であり、基準符号Ｄは〈15〉である。
【００５２】
次に、本実施形態の時刻修正制御につき一連の処理の流れに沿って説明する。図１０は、本実施形態に係る時刻修正制御のフローチャートである。
【００５３】
ＣＰＵ８は、ＲＯＭ１４から読み出した時刻修正制御プログラム（基準符号Ｃ及び基準符号Ｄを含む）に基づき、初回の時刻修正を行う。
まず、図９に示す実施の形態の場合と同様に、ＣＰＵ８はチューナー回路部２及び信号処理回路部４に指令を出す。チューナー回路部２は、ＧＰＳ信号の受信を開始する（ステップＳ１）。信号処理回路部４は、この受信したＧＰＳ信号の復号化を行い、航法メッセージを取得し、ＣＰＵ８に出力する。ＣＰＵ８は、この航法メッセージの中から、サブフレームの探索を行い、サブフレーム１を捕捉できたら（ステップＴ１でYES）、ＲＡＭ１５の衛星健康状態記憶領域１５a４、測距精度記憶領域１５a５及びＴＯＷ記憶領域１５a６に、捕捉したサブフレーム１の衛星健康状態ＳＶhealth、測距精度ＵＲＡ及びＴＯＷをそれぞれ記憶させる（ステップＴ２）。
【００５４】
次に、ＣＰＵ８は、ＲＡＭ１５に記憶した衛星健康状態ＳＶhealthの符号が基準符号Ｃの〈0〉と一致しているかを判別する判別する（ステップＴ３）。
【００５５】
ステップＴ３で一致していると判別した場合（ステップＴ３でYES）、ＲＡＭ１５に記憶した測距精度ＵＲＡの符号が基準符号Ｄの〈15〉と一致しているかを判別する判別する（ステップＴ４）。
ＣＰＵ８は、ステップＴ３で一致していないと判別した場合（ステップＴ３でNO）、ステップＴ１へ処理を戻す。
【００５６】
ステップＴ４で一致していないと判別した場合（ステップＴ４でNO）、ＲＡＭ１５に記憶したＴＯＷ（時刻情報）を用いて、ＣＰＵ８は計時回路部９の時刻を修正し、計時回路部９が計時する時刻を表示部１３により現在時刻として表示させる（ステップＳ６）。
ＣＰＵ８は、ステップＴ４で一致していると判別した場合（ステップＴ４でYES）、ステップＴ１へ処理を戻す。
【００５７】
次に、ＣＰＵ８は、ＧＰＳ信号の受信を終了し（ステップＳ７）、計時回路部９のカウンタへのタイムカウントの開始を指示する（ステップＳ８）。ＣＰＵ８は、タイムカウントの数で示される時間が所定時間（例えば２４時間）経過したと判断したら（ステップＳ９でYES）、ステップＳ１に戻り再び時刻修正制御を実行する（ステップＳ１〜Ｓ６）。
このように、計時回路部９の時刻の修正のあとは、直ちに、ＧＰＳ信号の受信を終了しこの時点から、予め定められた時間（例えば２４時間）経過するまでの間、電源部１６からチューナー回路部２および信号処理回路部４への電源供給を停止するので、その分、電源消費の低減化を図ることができる。
【００５８】
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。測距精度ＵＲＡは、その衛星により疑似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。
しかし、以上の第２実施形態によれば、衛星健康状態ＳＶhealthの符号が基準符号Ｃ，に一致していること、及び、測距精度ＵＲＡの符号が基準符号Ｄに一致していないことを条件として、そのサブフレームに含まれるＴＯＷを用いて時刻修正制御を行うので、高精度な時刻修正を行うことができる。
【００５９】
以上の実施形態に拘わらず、衛星健康状態ＳＶhealthを用いた判別及び測距精度ＵＲＡを用いた判別のうちいずれか一方のみ実施しても良い。
前者の場合、ステップＴ３で一致していると判別した場合（ステップＴ３でYES）、ステップＴ４を省略してステップＳ６に移行する処理内容とする。また、ステップＴ２においてはＲＡＭ１５にサブフレーム１の少なくとも衛星健康状態ＳＶhealth及びＴＯＷを記憶させる。
後者の場合、ステップＴ２においてＲＡＭ１５にサブフレーム１の少なくとも測距精度ＵＲＡ及びＴＯＷを記憶させ、ステップＴ３を省略してステップＴ４に移行する処理内容とする。
【００６０】
また、以上の第２実施形態ではサブフレーム１を捕捉したが、衛星健康状態ＳＶhealthはアルマナックにも含まれるので、衛星健康状態ＳＶhealthを用いた判別を実施する場合は、サブフレーム１のほか、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を捕捉対象とすることができる。
【００６１】
なお、以上の実施形態においては、計時回路部９および表示部１３を設けたが、これを設けず、外部の表示装置やコンピュータ等任意のハードウエアに、計時回路部および表示部を設けて、この外部の計時回路部の現在時刻を修正し、この修正された現在時刻を表示部に表示出力するＧＰＳ受信装置として実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るＧＰＳ受信装置のブロック図である。
【図２】航法メッセージのデータ構造を示す概略構成図である。
【図３】航法メッセージに含まれる各サブフレームの概略構成図である。
【図４】航法メッセージに含まれるサブフレーム１の内容を示す一覧表である。
【図５】航法メッセージに含まれるアルマナックの内容を示す一覧表である。
【図６】航法メッセージに含まれるサブフレーム４のページ１８の内容を示す一覧表である。
【図７】各サブフレームに含まれるＴＬＭワードとＨＯＷワードの構成図である。
【図８】(a1)は本発明の第１実施形態に係るRAMに記憶される内容を示す図、(a2) はＲＯＭに記憶されている内容を示す図、、（b1）は本発明の第２実施形態に係るRAMに記憶される内容を示す図、(b2)はＲＯＭに記憶されている内容を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る時刻修正制御のフローチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る時刻修正制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１     アンテナ
２     チューナー回路部
４     信号処理回路部
７     メモリ
８     ＣＰＵ（判別手段、時刻修正制御手段）
９     計時回路部
１０   発振回路部
１１   入力部
１２   表示出力部
１３   表示部
【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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