(57)【要約】【課題】航法メッセージの特定のサブフレームに含まれる特定情報をより少ない消費電力で取得する。【解決手段】制御部７は特定情報の受信要求に応じてＧＰＳ信号の一回目の受信動作を開始し、ＧＰＳ信号との同期確立後にＲＦ部２と復調部３１ａへの電力供給を停止する。その際にいずれかのサブフレームから取得した情報に基づき、特定情報の取得に向けた次回の受信開始タイミングを決定する。その後はクロック＆同期検出部３１ｂが受信した衛星の受信周波数と衛星固有のＰＲＮコード及びＰＲＮコードの周波数と位相情報を維持したままで、航法メッセージの送信タイミングと同期したカウンタクロック信号に基づいて経過時間を正確にカウントする。経過時間が次回の受信開始タイミングに応じた時間となった時点でＲＦ部２と復調部３１ａへの電力供給を再開し、二回目の受信動作では短時間で同じ衛星を補足し、特定のサブフレームから特定情報を取得する。【選択図】      図１
2009300274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ信号を受信し、航法メッセージを取得する受信部と、
この受信部によるＧＰＳ信号の受信動作時の受信周波数とコードの周波数および位相とを制御しＧＰＳ信号との同期を確保するとともに、同期を確保したＧＰＳ信号における航法メッセージの信号タイミングに同期したタイミング信号を生成する同期制御部と、
この同期制御部により生成されたタイミング信号に基づいて時間をカウントするカウント手段と、
航法メッセージを構成する複数のサブフレームのうちの特定のサブフレームに含まれる特定情報の取得要求に応じ、前記受信部および前記同期制御部への電力供給を開始させ、前記受信部により前記複数のサブフレームの各々に含まれる所定情報がいずれかのサブフレームから取得された後、前記受信部への電力供給をいったん停止させ、前記所定情報に基づき決定したタイミングであって、前記特定情報の取得に向けたＧＰＳ信号の受信開始タイミングの到来を前記カウント手段によりカウントされた時間から判断するとともに、当該受信開始タイミングが到来した時点で前記受信部への電力供給を再開させ、前記受信部による前記特定情報の取得完了後に前記受信部および前記同期制御部への電力供給を停止させる電力制御手段と
を備えたことを特徴とするＧＰＳ受信装置。
【請求項２】
前記同期制御部は、前記所定情報を取得したＧＰＳ信号の受信周波数とコードの周波数および位相の少なくともひとつの情報を維持し、前記受信部への電力供給が再開されたときに当該維持された情報を用いることにより同期の確保されたＧＰＳ信号から前記特定情報を取得することを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項３】
前記カウント手段は、前記同期制御部によりＧＰＳ信号との同期が確保された時点を起点として前記基準クロックに基づき時間をカウントすることを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項４】
前記受信部は、ＧＰＳ衛星からの電波信号を増幅する高周波増幅部と、この高周波増幅回路の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、複数のＧＰＳ衛星に対応するとともに、ＧＰＳ信号を復調し、航法メッセージを取得する複数の復調部とを含み、
前記同期制御部は、前記複数の復調部と対をなして複数設けられ、
前記電力制御手段は、前記特定情報の取得要求に応じ、前記高周波増幅部および前記周波数変換部と、決められた１組の前記復調部および前記同期制御部とを対象として電力供給の開始、停止、再開を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２、３記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項５】
現在時刻を計時する時計部をさらに備え、
前記電力制御手段は、前記特定情報の取得要求に応じ、前記時計部から供給される時刻情報により示される時刻が所定時刻となった時点で、前記受信部および前記信号処理部への電力供給を開始させることを特徴とする請求項１乃至４記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項６】
前記所定情報は時刻情報であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項７】
前記所定情報はサブフレームの番号を示す識別情報であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項８】
前記所定情報は時刻情報であるとともに、
現在時刻を計時する時計部と、
前記特定情報の取得要求に応じた前記電力制御手段による電力供給に伴い前記信号処理部により取得された時刻情報に基づき前記時計部の現在時刻を修正する時刻修正手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載のＧＰＳ受信装置。
【請求項９】
ＧＰＳ衛星から送られるＧＰＳ信号を受信し、航法メッセージを構成する複数のサブフレームのうちの特定のサブフレームに含まれる特定情報を取得する情報取得方法であって、
前記特定情報の取得要求に応じＧＰＳ信号の受信動作を開始する工程と、
前記受信動作の開始に伴い受信周波数とコードの周波数および位相とを制御しＧＰＳ信号との同期を確保するとともに、
同期を確保したＧＰＳ信号における航法メッセージの信号タイミングに同期したタイミング信号の生成を開始する工程と、
前記複数のサブフレームの各々に含まれる所定情報をいずれかのサブフレームから取得した後、前記タイミング信号の生成を継続したまま、ＧＰＳ信号の受信をいったん停止する工程と、
前記所定情報に基づき決定したタイミングであって、前記特定情報の取得に向けたＧＰＳ信号の受信開始タイミングの到来を、前記タイミング信号に基づきカウントした時間から判断するとともに、当該受信開始タイミングが到来した時点でＧＰＳ信号の受信動作を再開する工程と、
前記特定情報の取得完了に伴いＧＰＳ信号の受信動作を終了する工程と
を含むことを特徴とする情報取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ信号から特定の情報を取得するＧＰＳ受信装置、及びその情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用し、複数の衛星から送られてくる電波を受信することにより現在位置を計測するＧＰＳ受信装置にあっては、使用目的に応じた種々のものが一般に使用されている。係るＧＰＳ受信装置は、複数（通常は４以上）のＧＰＳ衛星を捕捉・追尾し、各ＧＰＳ衛星から送られてきている航法メッセージを全て取得して受信機の位置計算を高速・高精度で行っている。
【０００３】
上記航法メッセージは、図６に示したように２５個のメインフレーム、各メインフレームを構成する５個のサブフレーム、各サブフレームを構成する１０個のワードからなる階層構造を有しており、各メインフレームが３０秒周期、各サブフレームが６秒周期、各ワードが０．６秒周期で送られており、２５個のメインフレームがマスターフレームとして１２．５分周期で送られてきている。各サブフレームにおける第２番目のワードはＨＯＷ（ハンドオーバー）と呼ばれるデータであり、ＨＯＷワードにはＧＰＳ衛星が有する高精度の時刻情報、すなわち毎週日曜日の００：００：００を起点とした６秒単位の数値であるＴＯＷ（Time Of Week：週経過時間）が含まれている。したがって、この時刻情報を用いればＧＰＳ受信装置が有する時計回路や、ＧＰＳ受信装置を含む任意の装置が有する現在時刻を正確に時刻に修正することができる。
【０００４】
これに関し、例えば下記特許文献１には、表示機能付きのＧＰＳ受信装置において、例えば１日１回の時刻修正時に、ＧＰＳ衛星から送信される電波をアンテナを介して受信するチューナー回路部、及び受信した電波に含まれる複数の受信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る信号処理回路部への電源供給を開始した後、時刻修正動作が終了したら、チューナー回路部および信号処理回路部への電源供給を直ちに停止することによって、時刻修正に要する電源消費の低減化を図る技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００７−２６３５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した航法メッセージには、各サブフレームに時刻情報が含まれるだけでなく、１番目のサブフレームには日付情報が含まれている。すなわち１番目のサブフレームを構成する第３番目のワードはＷＮ（週番号）と呼ばれるデータであり、ＷＮワードには１９８０年１月６日００：００：００に始まる週を「０」とした週番号が記述されている（図７参照）。したがって、ＧＰＳ受信装置がカレンダー機能を有する場合には、上記日付情報を用いることにより、例えば現在の年月日を、例えば装置の使用開始当初や初期化時点においてユーザーの要求に応じ自動的に設定（又は修正）することができる。
【０００６】
しかしながら、ＨＯＷワードは全てのサブフレームに含まれるが、上記のようにＷＮワードは１番目のサブフレームにのみに含まれるデータである。そのため、年月日情報の取得を目的として航法メッセージを受信する場合には、衛星を捕捉できた直後に運良く１番目のサブフレームが得られればよいが、例えば直後に取得できたサブフレームが２番目のサブフレームである場合には、次に１番目のサブフレームが取得できるまで衛星からの電波を受信し続けることとなる。したがって、例えば現在の年月日を設定することを目的として航法メッセージに含まれる日付情報取得する場合には、時刻情報を取得する場合に比べると遙かに電源消費量が大きく、電源としてコイン型電池やその他の小型の電池（充電池を含む）を使用するものでは連続使用時間を大きく低下させる要因となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、航法メッセージの特定のサブフレームに含まれる特定情報をより少ない消費電力で取得することができるＧＰＳ受信装置、及びその情報取得方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため請求項１記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、ＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ信号を受信し、航法メッセージを取得する受信部と、この受信部によるＧＰＳ信号の受信動作時の受信周波数とコードの周波数および位相とを制御しＧＰＳ信号との同期を確保するとともに、同期を確保したＧＰＳ信号における航法メッセージの信号タイミングに同期したタイミング信号を生成する同期制御部と、この同期制御部により生成されたタイミング信号に基づいて時間をカウントするカウント手段と、航法メッセージを構成する複数のサブフレームのうちの特定のサブフレームに含まれる特定情報の取得要求に応じ、前記受信部および前記同期制御部への電力供給を開始させ、前記受信部により前記複数のサブフレームの各々に含まれる所定情報がいずれかのサブフレームから取得された後、前記受信部への電力供給をいったん停止させ、前記所定情報に基づき決定したタイミングであって、前記特定情報の取得に向けたＧＰＳ信号の受信開始タイミングの到来を前記カウント手段によりカウントされた時間から判断するとともに、当該受信開始タイミングが到来した時点で前記受信部への電力供給を再開させ、前記受信部による前記特定情報の取得完了後に前記受信部および前記同期制御部への電力供給を停止させる電力制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記同期制御部は、前記所定情報を取得したＧＰＳ信号の受信周波数とコードの周波数および位相の少なくともひとつの情報を維持し、前記受信部への電力供給が再開されたときに当該維持された情報を用いることにより同期の確保されたＧＰＳ信号から前記特定情報を取得することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記カウント手段は、前記同期制御部によりＧＰＳ信号との同期が確保された時点を起点として前記基準クロックに基づき時間をカウントすることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記受信部は、ＧＰＳ衛星からの電波信号を増幅する高周波増幅部と、この高周波増幅回路の出力信号を中間周波信号に変換する周波数変換部と、複数のＧＰＳ衛星に対応するとともに、ＧＰＳ信号を復調し、航法メッセージを取得する複数の復調部とを含み、前記同期制御部は、前記複数の復調部と対をなして複数設けられ、前記電力制御手段は、前記特定情報の取得要求に応じ、前記高周波増幅部および前記周波数変換部と、決められた１組の前記復調部および前記同期制御部とを対象として電力供給の開始、停止、再開を制御することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、現在時刻を計時する時計部をさらに備え、前記電力制御手段は、前記特定情報の取得要求に応じ、前記時計部から供給される時刻情報により示される時刻が所定時刻となった時点で、前記受信部および前記信号処理部への電力供給を開始させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記所定情報は時刻情報であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記所定情報はサブフレームの番号を示す識別情報であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８記載の発明に係るＧＰＳ受信装置にあっては、前記所定情報は時刻情報であるとともに、現在時刻を計時する時計部と、前記特定情報の取得要求に応じた前記電力制御手段による電力供給に伴い前記信号処理部により取得された時刻情報に基づき前記時計部の現在時刻を修正する時刻修正手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９記載の発明に係る情報取得方法にあっては、ＧＰＳ衛星から送られるＧＰＳ信号を受信し、航法メッセージを構成する複数のサブフレームのうちの特定のサブフレームに含まれる特定情報を取得する情報取得方法であって、前記特定情報の取得要求に応じＧＰＳ信号の受信動作を開始する工程と、前記受信動作の開始に伴い受信周波数とコードの周波数および位相とを制御しＧＰＳ信号との同期を確保するとともに、同期を確保したＧＰＳ信号における航法メッセージの信号タイミングに同期したタイミング信号の生成を開始する工程と、前記複数のサブフレームの各々に含まれる所定情報をいずれかのサブフレームから取得した後、前記タイミング信号の生成を継続したまま、ＧＰＳ信号の受信をいったん停止する工程と、前記所定情報に基づき決定したタイミングであって、前記特定情報の取得に向けたＧＰＳ信号の受信開始タイミングの到来を、前記タイミング信号に基づきカウントした時間から判断するとともに、当該受信開始タイミングが到来した時点でＧＰＳ信号の受信動作を再開する工程と、前記特定情報の取得完了に伴いＧＰＳ信号の受信動作を終了する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＧＰＳ受信装置、及び特定情報取得方法によれば、航法メッセージの特定のサブフレームに含まれる特定情報をより少ない消費電力で取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。図１は、本実施形態におけるＧＰＳ受信装置の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示したようにＧＰＳ受信装置は、アンテナ１、ＲＦ部２、ベースバンド部３、時計部４、および電源部５で構成されている。アンテナ１はＧＰＳ衛星からの電波を受けて電波信号をＲＦ部２へ出力する。ＲＦ部２は、アンテナ１から入力した電波信号すなわちＧＰＳ信号を増幅する高周波増幅回路と、増幅後の高周波信号を中間周波信号に変換する周波数変換回路、変換後の中間周波信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を含み、入力したＧＰＳ信号をデジタルの中間周波信号（ＩＦ信号）に変換しベースバンド部３に出力する。
【００２０】
ベースバンド部３は、第１の受信処理部３１、及び第２の受信処理部３２と、計算処理部６と、制御部７とから構成されている。第１の受信処理部３１は１組の復調部３１ａとクロック発生＆同期検出部３１ｂとから構成されており、また、第２の受信処理部３２は復調部３２ａとクロック発生＆同期検出部３２ｂとが３組設けられた構成であって、位置計測に必要な４機のＧＰＳ衛星から送られている電波を同時に処理可能となっている。
【００２１】
第１の受信処理部３１、及び第２の受信処理部３２における各々の復調部３１ａ，３２ａは、それぞれがＲＦ部２から入力した中間周波信号を周波数変換処理を行いベースバンド（ゼロIF）信号に変換した後にＧＰＳ衛星に固有のＰＲＮ（pseudo random  number：擬似乱数）コードによる逆拡散処理を行って各々の信号を復調し、航法データを順に取り出して計算処理部６へ出力する。なお、本実施形態においては、ＲＦ部２と第１の受信処理部３１における復調部３１ａとが本発明の受信部に相当する。
【００２２】
第１の受信処理部３１、及び第２の受信処理部３２における各々のクロック発生＆同期検出部３１ｂ，３２ｂは、前記復調部３１ａ，３２ａにおけるゼロＩＦ変換処理時の周波数（受信周波数）を制御するための回路、逆拡散処理時のＰＲＮコードの周波数および位相を制御する回路を含み、受信周波数と固有のＰＲＮコードとそのＰＲＮコードの周波数および位相とを任意のＧＰＳ衛星から送られてくるＧＰＳ信号と一致させることにより、ＧＰＳ信号との同期を確保する。また、同期を確保したＧＰＳ信号における航法メッセージの信号タイミング（コードの位相タイミング）に同期した同期パルス、及び０．６秒毎のワードクロックを生成し計算処理部６および制御部７へ出力する。さらに、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂは本発明の同期制御部として機能するものであって、上記航法メッセージの信号タイミングに同期したカウンタクロック信号（タイミング信号）を生成し制御部７へ出力する。
【００２３】
計算処理部６は、第１の受信処理部３１の復調部３１ａにおいて取り出された航法メッセージのデータを蓄積し、航法メッセージに含まれている時刻情報、日付情報に基づいた現在時刻や年月日の計算を行い、それらを制御部７へ出力する。また、位置計測時には、第１の受信処理部３１の復調部３１ａ、及び第２の受信処理部３２の各々の復調部３２ａにおいて取り出された４つのＧＰＳ衛星から受信した航法メッセージに基づいた現在位置の計算を行い、その計算結果を制御部７へ出力する。
【００２４】
制御部７は、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂから送られる前述したカウンタクロック信号や、時計部４から送られるカウンタクロック信号に基づいて時間をカウントするためのカウンタ（レジスタ）７ａを有するとともに、必要に応じて時刻修正用の秒パルス信号を時計部４に出力したり、計算処理部６において計算された現在時刻、年月日や現在位置、時刻修正用の秒パルス信号をシリアル通信線８を介して時計部４に出力したりする。
【００２５】
時計部４は、図示しないが現在時刻を計時する時計回路と、年月日を記憶するレジスタ、複数の操作スイッチ、現在時刻や年月日、現在位置、位置計測時の計測結果等を表示する小型のＬＣＤからなる表示部、それらの各部とベースバンド部３とを含む装置全体の動作を制御する制御部から構成されている。制御部は、複数の操作ボタンの操作に応じて表示部における表示内容の切り替えや、時刻や年月日の設定、及び修正等を行う。また、必要に応じ時計回路で生成されるクロックパルスに応じたカウンタクロック信号を制御部７へ出力するとともに、前記シリアル通信線８を介して制御部７へ動作命令を送る。
【００２６】
電源部５は、コイン型電池やその他の小型の電池（充電池を含む）、およびＤＣ／ＤＣコンバータなどで構成され、ＲＦ部２、ベースバンド部３、時計部４の各部へ各々の動作に必要な電力を供給する。そして、電源部５からの電力供給は時計部４へ対しては常に行われる一方、ベースバンド部３への電力供給は時計部４によって制御され、かつベースバンド部３の各部、及びＲＦ部２への電力供給は制御部７によって制御される構成であって、本実施形態においては制御部７が本発明のカウント手段、電力制御手段として機能する。
【００２７】
図２は、ＧＰＳ受信装置において自動的に設定される電源制御モードの種類と、前記各部におけるモード別の電力供給のオンオフ状態の違いを示した図である。図示したように電源制御モードは基本となる「ＧＰＳ・ＯＦＦモード」、「ＧＰＳ待機モード」、「ＧＰＳ・ＯＮモード」に分かれ、「ＧＰＳ・ＯＮモード」がさらに「受信待機モード」、「計算処理モード」、「受信モード」の３つに分かれている。ただし第２の受信処理部３２の３つの復調部３２ａ及び３つのクロック発生＆同期検出部３２bについては、「ＧＰＳ・ＯＮモード」のときに電力供給がオン状態に制御される場合と、オフ状態に制御される場合とがあり、後述する日付情報（ＷＮワード）の取得時にはオフ状態となり、位置計測時にはオン状態となる。
【００２８】
ここで、ＧＰＳ衛星から送られてくる航法メッセージについて説明する。図６は、航法メッセージのフォーマットを示す図である。同図（ａ）は、複数の衛星から３０秒ごとに送信されるメインフレームの構成を示す図である。メインフレームは、サブフレーム１乃至サブフレーム５の５個のサブフレームで構成されている。１番目〜３番目のサブフレーム１〜３は送信元の衛星自身のクロック補正情報や軌道情報（エフェメリス）が記述されている。４番目及び５番目のサブフレーム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（２００７年１１月現在で２９機の衛星が稼動）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送られている。すなわちサブフレーム４，５により送信されるデータはそれぞれがページ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。そして、上記の２５フレームをマスターフレームとして航法メッセージは繰り返し送られている。
【００２９】
また、図６（ｂ）に示したように、各サブフレームの内部は３０ビットのワードという単位に分割されている。各サブフレームは１０ワードで構成され、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。図７に示すように各サブフレームの先頭にはＴＬＭ（telemetry）ワードとＨＯＷ（handover）ワードが続けて記述されている。１番目のＴＬＭワードには、最初の８ビットに同期用のデータ（プリアンブルデータ）が記述されている。２番目のＨＯＷワードには、ＧＰＳ信号の時刻情報であるＴＯＷ（Time Of Week：週経過時間）や、そのサブフレームが何番目のサブフレームであるかを示すサブフレームＩＤ（識別情報）が記述されている。
【００３０】
また、５個のサブフレームのうちの１番目のサブフレーム１には、ＴＬＭ、ＨＯＷに続いて、ＷＮ（week number：週番号）ワード（日付情報）が記述され、それ以降に衛星時計の補正情報、衛星健康状態が記述されている。２番目及び３番目のサブフレーム２，３にはＴＬＭワード、ＨＯＷワードに続いてエフェメリスが記述されている。４番目のサブフレーム４にはＴＬＭワード、ＨＯＷワードに続いてアルマナックの衛星番号２５〜３２のデータ及び電離層情報、うるう秒情報等が記述され、５番目のサブフレーム５にはＴＬＭワード、ＨＯＷワードに続いてアルマナックの衛星番号１〜２４のデータが記述されている。
【００３１】
各々のＧＰＳ衛星からの航法メッセージは各サブフレームの送信タイミングが同期しているとともに、任意のＧＰＳ衛星から送られている航法メッセージから任意のサブフレームのＨＯＷワードを取得すれば、それが５個のサブフレームの中の何番目のサブフレームであるかの識別や、他の任意のサブフレームの送信タイミング、及び特定のページのデータが記述された４番目及び５番目のサブフレーム４，５の送信タイミングを予測することができる。
【００３２】
次に、本実施形態におけるＧＰＳ受信装置の動作について説明する。ＧＰＳ受信装置は、例えば電池交換の後の最初の使用に先立ち、任意の時点でユーザーによって所定の操作ボタンが押されたときや、使用開始後に所定の操作ボタンが押されたときには、以下の動作によって日時情報を取得する。図３及び図４は、そのときのＧＰＳ受信装置の動作内容を示したフローチャート、図５はタイミングチャートである。
【００３３】
図３に示したようにＧＰＳ受信装置においては、まず時計部４がベースバンド部３の制御部７への電力供給を開始させ、電源制御モードの基本モードをＧＰＳ・ＯＦＦモードからＧＰＳ待機モードとするとともに、時計回路（図示せず）で生成されるクロックパルスに同期するカウンタクロック信号の制御部７への出力を開始した後（ステップＳ１）、制御部７へ通信開始を要求する（ステップＳ２）。
【００３４】
これに伴い、制御部７は時計部４から現在時刻を取得するとともに、現時刻タイミングを示す上記カウンタクロック信号による経過時間のカウントを開始する（ステップＳ３）。引き続き、時計部４は制御部７に対して日時情報の取得を要求し（ステップＳ４）、係る要求に応じ制御部７は、まず、所定の受信開始時刻が到来するまでタイミング待ちを行う（ステップＳ５でＮＯ）。なお、前述した電池交換直後等の電源リセット直後は、上記現在時刻は００：００秒などにリセットされており、この場合に限っては、上記所定の受信開始時刻までの時間待ちはなく「待ち時間＝０秒」であるものとする。電源リセット直後以外の受信開始時刻は、ＧＰＳ衛星における航法メッセージの受信すべきサブフレームの送信開始タイミングよりも前であって、図５に示したように、任意の衛星の捕捉に要する時間α１に時計部４の精度に基づく最大誤差ΔＴｍを加えた時間（α１＋ΔＴｍ）以前の時刻である。なお、図５には、便宜上、制御部７がカウントする経過時間を航法メッセージのサブフレームの送信周期である６秒を単位として示してある。
【００３５】
その後、制御部７は、上記の受信開始時刻が到来すると（ステップＳ５でＹＥＳ）、その時点でＲＦ部２と、第１の受信処理部３１及び計算処理部６とへの電力供給を開始させ、電源制御モードをＧＰＳ・ＯＮモードにおける受信モードとし、それにより第１の受信処理部３１に任意のＧＰＳ衛星の捕捉、すなわち任意のＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ信号の受信動作を開始させる（ステップＳ６）。これに伴い、計算処理部６が航法データの蓄積を開始する（ステップＳ７）。
【００３６】
引き続き、第１の受信処理部３１において航法データとの同期が検出されると、つまりＧＰＳ信号との同期が確立して、航法メッセージのいずれかのサブフレームにおけるプリアンブルデータ（ＴＬＭワードの最初の８ビット）が取得されると（ステップＳ８でＹＥＳ）、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂが同期パルスを発生し、それを計算処理部６および制御部７へ出力する（ステップＳ９）。
【００３７】
係る同期パルスに応答して制御部７は、カウンタ７ａをリセットすることにより、時計部４のクロックタイミングに存在していたＧＰＳ衛星のクロックタイミングに対する誤差ΔＴ１を補正し（図５参照）、また、リセットに伴い第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂから出力されるカウンタクロック信号による経過時間のカウントを開始する（ステップＳ１０）。すなわちＧＰＳ信号との同期が確立した後におけるクロック発生＆同期検出部３１ｂが生成する同期信号に基づいた時間のカウントを開始する。なお電源リセット直後では、上記の誤差ΔＴ１は時計部４の精度に基づく最大誤差ΔＴｍよりも大きな誤差となる場合があり得る。
【００３８】
ここで、本実施形態では、プリアンブルデータが受信できた時点を受信信号との同期確立時点としてカウンタ７ａをリセットするが、ＧＰＳ衛星における航法メッセージの送信タイミング、つまりプリアンブルデータの先頭位置の時刻タイミングを基準としてカウントタイミングを補正するようにしてもよく、その場合には、プリアンブルデータを検出した時点でカウンタ７ａにプリアンブルデータの受信所要時間をプリセットすればよい。
【００３９】
引き続き、制御部７は、現在のサブフレーム（図５の例では２番目のサブフレーム）の先頭２ワード（ＴＬＭワードとＨＯＷワード）の受信所要時間である１．２秒が経過したら、つまり同期後のカウント時間が１．２秒となったら（ステップＳ１１でＹＥＳ）、その時点で、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂへの電力供給はそのままとして、ＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａへの電力供給のみを停止させ、電源制御モードを受信モードから計算処理モードとする。同時に計算処理部６がＨＯＷワードに記述されている時刻情報（ＴＯＷ）に基づき現在時刻（時分秒）を計算し（ステップＳ１２）、時刻情報と、ＨＯＷワードに記述されているサブフレームＩＤ（識別情報）を制御部７へ送出する（ステップＳ１３）。その時点で制御部７は、直ちに計算処理部６への電力供給を停止させ、電源制御モードを計算処理モードから受信待機モードとする（ステップＳ１４）。
【００４０】
その後、制御部７は、同期後のカウント時間が６秒に達した時点で（ステップＳ１５でＹＥＳ）、同期用の秒パルスを発生し時計部４へ出力し、かつ時刻情報を時計部４へ送出する。同時に、サブフレームＩＤから現在のサブフレームが何番目のサブフレームであるのかを確認するとともに、その確認結果に基づいて次回の受信開始タイミングまでの待ち時間Ｔ（図５参照）を演算するとともに、演算した待ち時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ１６）。一方、図４に示すように、時計部４では、制御部７から秒パルスが送られたタイミングで秒タイミングを修正するとともに、制御部７から送られた時刻情報によって現在時刻を修正する（ステップＳ１７）。
【００４１】
ここで、ステップＳ１６において制御部７が待ち時間Ｔを演算するときの次回の受信開始タイミングは、前述したＷＮワードの取得に向けて、次に送られてくる１番目のサブフレームの受信処理を開始するタイミングであって、図５に示したように、１番目のサブフレームの送信開始タイミングよりも、極短い時間α２だけ早いタイミングである。また、図５の例では現在のサブフレームが３番目であるため上記の待ち時間Ｔは６秒×２−α２により得られる時間となる。
【００４２】
引き続き、制御部７は、カウント時間が待ち時間Ｔに達して前記受信開始タイミングが到来したら（ステップＳ１８でＹＥＳ）、直ちにＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａへの電力供給を再開させ、電源制御モードを再び受信モードとする。これにより、第１の受信処理部３１が前回と同一のＧＰＳ衛星の捕捉を開始する（ステップＳ１９）。また、計算処理部６が航法データの蓄積を開始する（ステップＳ２０）。このとき、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂへの電力供給は継続して行われているため、第１の受信処理部３１においては同一のＧＰＳ衛星が直ちに捕捉される。
【００４３】
その後、受信処理部３１において航法データとの同期が検出されると、つまり航法メッセージの１番目のサブフレームにおけるプリアンブルデータが取得できたら（ステップＳ２１でＹＥＳ）、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂが同期パルスを計算処理部６および制御部７へ出力する（ステップＳ２２）。係る同期パルスに応答して制御部７は、カウンタ７ａをリセットするとともに、新たな経過時間のカウントを開始する（ステップＳ２３）。
【００４４】
そして、制御部７は、係る時点からのカウント時間、すなわち同期後のカウント時間が１番目のサブフレームの３番目に位置するＷＮワードの取得に要する１．８秒となった時点で（ステップＳ２４でＹＥＳ）、ＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａへの電力供給を停止させ、電源制御モードを受信モードから計算処理モードとする。同時に、計算処理部６が、ＷＮワードに基づき現在の年月日を計算する（ステップＳ２５）。その後、計算処理部６は、計算した年月日を制御部７へ送出し（ステップＳ２６）、その時点で制御部７は、直ちに計算処理部６への電力供給を停止させ、電源制御モードを計算処理モードから受信待機モードとする（ステップＳ２７）。
【００４５】
その後、制御部７は、カウント時間が６秒に達した時点で（ステップＳ２８でＹＥＳ）、同期用の秒パルスを発生して時計部４へ出力し、かつ年月日情報を時計部４送出する（ステップＳ２９）。これに伴い時計部４は、ベースバンド部３への電力供給を停止させ、電源制御モードをＧＰＳ・ＯＦＦモードとした後（ステップＳ３０）、制御部７から送られた秒パルスに基づき時計回路の秒タイミングを補正するとともに、送られた年月日情報に基づきレジスタに現在の年月日を設定、又は既に記憶されている年月日を修正する（ステップＳ３１）。
【００４６】
なお、図３及び図４では省略したが、前述した動作を開始した後、一回目の受信動作でＧＰＳ信号が捕捉できない場合、つまり図３のステップＳ８で前述した所定時間（α１＋ΔＴｍ）を過ぎても衛星が捕捉できない（プリアンブルが検出できない）場合には、基本的にその時点で受信動作を終了するが、制御部７のカウンタ７ａのカウントにより適当な時間の経過後に再度一回目の受信をトライしても良い。
【００４７】
以上説明したように本実施形態のＧＰＳ受信装置においては、日時情報を取得するとき、一回目の受信動作において航法メッセージの取得のいずれかのサブフレームから時刻情報（ＨＯＷワードのＴＯＷデータ）を取得した時点から、次に来る１番目のサブフレームの受信開始タイミングまでの間、すなわち日付情報（ＷＮワード）の取得を目的とした二回目の受信動作を開始するまでの受信待機期間には、電源制御モードを受信待機モードとしてＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａへの電力供給を停止することにより、受信待機期間にＧＰＳ信号を継続的に受信する場合に無駄に消費される電力を節約することができる。
【００４８】
しかも、上記の受信待機期間においても第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂへの電力供給を継続しておき、クロック発生＆同期検出部３１ｂにて受信したＧＰＳ衛星の受信周波数と衛星固有のＰＲＮコードとそのＰＲＮコードの周波数および位相を維持しつつ、クロック発生＆同期検出部３１ｂからのカウンタクロック信号に基づいて１番目のサブフレームの受信開始タイミングの到来を判断し受信を再開するため、同一のＧＰＳ衛星からの電波を短時間で補足し、且つ次に送られてくる１番目のサブフレームを確実に受信することができる。
【００４９】
よって、航法メッセージの１番目のサブフレームのみに存在する日付情報を、より少ない消費電力で時刻情報と共に取得することができる。その結果、コイン型電池やその他の小型の電池を電源として使用する場合おける装置の連続使用時間を長期化することができる。さらに、日時情報の取得に際しては、位置計測を行う場合と異なりベースバンド部３の第１の受信処理部３１のみを使用してＧＰＳ信号の受信を行うため、これによっても、より少ない消費電力で日付情報を時刻情報と共に取得することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、一回目の受信動作を終了した後の受信待機期間には、第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂへの電力供給を継続しておき、クロック発生＆同期検出部３１ｂにて受信したＧＰＳ衛星の受信周波数と衛星固有のＰＲＮコードとそのＰＲＮコードの周波数および位相の全ての情報を維持するものについて説明したが、二回目の受信動作で前回と同一のＧＰＳ衛星からの電波を短時間で補足するためには、受信待機期間に、クロック発生＆同期検出部３１ｂにて受信したＧＰＳ衛星の受信周波数と衛星固有のＰＲＮコードとそのＰＲＮコードの周波数および位相のうち少なくともひとつの情報を維持しておけばよい。
【００５１】
また、以上の説明においては、日時情報の取得に際し、時刻情報の取得に向けた一回目の受信動作で衛星が捕捉できたときには、日付情報の取得に向けた二回目の受信動作でも衛星（一回目と同一の衛星）が捕捉できることを前提としたが、ＧＰＳ衛星からの電波の受信環境が良好でない場合には、二回目の受信動作で衛星が捕捉できない場合もある。したがって、本発明の実施に際しては以下のようにしてもよい。
【００５２】
すなわち、二回目の受信動作で衛星が捕捉できない場合、つまり図４のステップＳ２１の判別結果が一定時間を過ぎてもＮＯである場合には、電源制御モードを直ちに受信待機モードとしてＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａへの電力供給を停止する一方、次回の受信開始タイミングを、今回の受信開始タイミングに３０秒（航法メッセージのメインフレームの送信周期）を加えたタイミングに更新するとともに、更新後の次回の受信開始タイミングまでの待ち時間を演算し、その後は、図４のステップＳ１８以降の動作を繰り返し、かつ次回の受信開始タイミングの更新回数が一定回数に達したときには、その時点で日時情報の取得を中止するようにしてもよい。これにより、ＧＰＳ衛星からの電波の受信環境が良好でない場合であっても、より少ない消費電力で日付情報を時刻情報と共に取得することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態においては、所定の操作ボタンの操作等による取得要求に応じてＧＰＳ信号から時刻情報（ＨＯＷワードのＴＯＷデータ）と日付情報（ＷＮワード）とを取得する場合について説明したが、当然、日付情報のみを取得するようにしてもよく、その場合には、所定の操作ボタンの操作等に応じた一回目の受信動作の開始後、いずれかのサブフレームのプリアンブルデータが取得できた時点、すなわち第１の受信処理部３１のクロック発生＆同期検出部３１ｂが同期パルスを発生した時点で、直ちにＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａ、計算処理部６への電力供給を停止させ、電源制御モードを受信モードから受信待機モードとすればよい。
【００５４】
なお、時刻情報（ＨＯＷワードのＴＯＷデータ）のみを取得する場合には、一回目の受信及び計算処理が完了し、制御部７が秒パルス及び時刻情報を時計部４送出した時点（ステップ１６）で、直ちにＧＰＳ受信部（２及び３）の電力供給を停止すればよい。また、時刻情報を必要とせず、上記ΔＴｍの範囲内（最大±３秒以内）の秒修正のみの場合には、所定の操作ボタンの操作等に応じた一回目の受信動作の開始後、いずれかのサブフレームのプリアンブルデータが取得できた時点で、直ちにＲＦ部２、及び第１の受信処理部３１の復調部３１ａ、計算処理部６への電力供給を停止させ、電源制御モードを受信モードから受信待機モードとし、６秒経過後に制御部７が秒パルスのみを発生し、時計部がＧＰＳ受信部をＧＰＳ−ＯＦＦモードにし、かつ秒修正のみをすればよい。
【００５５】
また、本実施形態では、日付情報の取得に向けた二回目の受信動作の開始タイミング（受信開始タイミング）を、１番目のサブフレームの送信開始タイミングよりも極短い時間α２だけ早いタイミングとし、１番目のサブフレームのプリアンブルデータを取得して時計回路４の秒タイミングを補正するようにしたが、係るプリアンブルデータの取得、及び秒タイミングの補正は省略しても構わない。つまり、二回目の受信動作の開始タイミングは、１番目のサブフレームの送信途中（但し、ＷＮワードより前のタイミング）とすることもできる。
【００５６】
また、日付情報の取得に向けた二回目の受信動作を開始するタイミング（次回の受信開始タイミング）を、電源制御モードを最初に受信モードとしてＧＰＳ信号の受信を開始したときのいずれかのサブフレームのサブフレームＩＤに基づき決定したが、上記次回の受信開始タイミングは、以下のようにして決定してもよい。
【００５７】
例えば、本実施形態と同様に、電源制御モードを最初に受信モードとしてＧＰＳ信号の受信を開始した後、いずれかのサブフレームからＴＯＷデータを取得する場合においては、係るＴＯＷデータから次回の受信開始タイミングを決定してもよい。すなわちＴＯＷデータにより示される時刻から、次に来る１番目のサブフレーム１の送信開始タイミングである正分（Ｘ時Ｙ分００秒）又は正３０秒（Ｘ時Ｙ分３０秒）までの時間を演算し、最初にＧＰＳ信号との同期が確立してクロック発生＆同期検出部３１ｂが同期パルスを発生した時点から、演算した時間が経過した後のタイミングを次回の受信開始タイミングとしてもよい。
【００５８】
また、本実施形態では、二回目の受信対象として航法メッセージの１番目のサブフレームに記述されているＷＮワードを取得するものについて説明したが、これ以外にも本発明は、他の特定のサブフレームに記述されている特定の情報を取得する場合にも用いることができる。例えばサブフレーム４のページ１８のワード９には閏秒に関する情報が記述されているが、係る情報を取得する場合にも用いることができる。その場合、閏秒に関する情報の取得に向けた二回目の受信動作を開始するタイミング（次回の受信開始タイミング）は、例えば一回目の受信動作においていずれかのサブフレームから週経過時間（ＴＯＷ）を取得する場合であれば、現在のサブフレームの週経過時間（ＴＯＷ）は、
ＴＯＷ＝（ａ−１）／１２５＋（ｂ−１）／５＋Ｃ
（但し、ａ＝現在のマスターフレーム番号、ｂ＝現在のページ番号、Ｃ＝現在のサブフレーム番号。）
と展開することができるため、一回目の受信動作で受信したいずれかのサブフレームの週経過時間に基づき、次に来るページ１８のサブフレーム４の開始位置が何秒後かを計算することにより、次回の受信開始タイミングを決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係るＧＰＳ受信装置を示すブロック図である。
【図２】電源制御モードの種類と、各部におけるモード別の電力供給のオンオフ状態の違いを示した図である。
【図３】ＧＰＳ受信装置における日時情報の取得方法を示すフローチャートである。
【図４】図３に続くフローチャートである。
【図５】ＧＰＳ受信装置における日時情報の取得動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図６】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７】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。
【符号の説明】
【００６０】
１    アンテナ
２    ＲＦ部
３    ベースバンド部
４    時計部
５    電源部
６    計算処理部
７    制御部
７ａ    カウンタ
８    シリアル通信線
３１    第１の受信処理部
３１ａ    復調部
３１ｂ    クロック発生＆同期検出部
３２    第２の受信処理部
３２ａ    復調部
３２ｂ    クロック発生＆同期検出部
３２ｂ    復調部
【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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