(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から発せられる衛星波の１ページの送信および受信側での受信に３０秒間を要する、計２５ページからなるマスターフレームに書き込まれる航法メッセージを保存する軌道記憶手段と、
軌道記憶手段に保存された航法メッセージを入力して、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を受信すると共に、その受信した電波に含まれる情報を軌道記憶手段に出力して、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを更新するＧＰＳ受信手段と、
ＧＰＳ受信手段に電力を供給する電力供給手段と、
予め設定された時間の経過後に電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力供給を開始させた後、予め設定された停止情報に基づいて電力供給手段からＧＰＳ受信手段への電力供給を停止するように制御を行う電力制御手段と、
を備えるＧＰＳ受信装置において、
電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め設定された経過の時間が、前回受信したときの受信開始時点を始点として、下記式（Ａ）で得られる時間に加えてさらに、一日ごとに、航法メッセージの１ページの送受に要する３０秒間だけ遅らせた時間であることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
Ｌ＝ｐ×５×ｎ      ・・・（Ａ）
（式中、ｐは航法メッセージを構成する１つのページが送信される時間、ｎは１，２，３，４，５のいずれかの値である。）
【請求項２】
電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段への電力の供給を停止する予め設定された停止情報が、１つのページの受信が完了した情報であることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System，全地球測位システム）情報を受信する、ＧＰＳ受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や船舶等の移動体のナビゲーションシステムとして、人工衛星から発信される電波を受信して、移動体の位置を測定するＧＰＳを利用した装置が用いられている。このＧＰＳを利用して位置を測定するＧＰＳ装置は、地球全体に張り巡らした多数の人工衛星の中から３個以上の人工衛星を選択して電波を受信し、この受信した人工衛星からの電波を用いて距離データ及び高度データを演算することにより、移動体の位置を検出するものである。
【０００３】
上記人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波に含まれる情報としては、その電波を発信する人工衛星の詳細な軌道を表すパラメーター情報であるエフェメリスデータと、人工衛星の近似軌道を表すパラメーター情報であるアルマナックデータを人工衛星の数量分と、電波を発信した時刻情報等が発信されており、これら全体で航法メッセージが構成されている。なお、上記エフェメリスデータは、詳細な軌道を表すパラメーター情報であるが、ある時間範囲（例えば４時間以内）の受信にしか有効に使用できない情報であり、また、上記アルマナックデータは、近似軌道用のパラメーター情報のため、このアルマナックデータを用いて正確な軌道を求めようとすると、計算に余分な時間がかかる情報（例えば、エフェメリスデータを用いた場合２０秒に対し４５秒）であるが、長時間（例えば１年以内）の受信に使用できる情報である。
【０００４】
このように人工衛星から発信される電波には各種情報が含まれているため、全体の情報（１つの航法メッセージ）を分割して発信することにより、エフェメリスデータを短時間で受信することができるようにすると共に、長時間受信した場合には、アルマナックデータ全体を受信することができるようになっている。
【０００５】
この分割して発信される情報の具体的発信方法としては、図２に示すように、２５ページからなるマスターフレームで１つの航法メッセージ全体の情報が発信されており、その各ページの内容は更に５つのサブフレームに分割されている。そして、サブフレーム１〜３の内容（エフェメリスデータ等）は各ページ共通で発信されるが、サブフレーム４と５の内容（アルマナックデータ等）はページ毎に異なった内容が発信されており、例えばページ２の場合、サブフレーム４ではＮｏ２５〜３２の人工衛星のうちいずれかの人工衛星のアルマナックデータが発信され、サブフレーム５ではＮｏ１〜２４の人工衛星のうちいずれかの人工衛星のアルマナックデータが発信されている。なお現状では、１ページが３０秒かかって発信されており、２５ページからなるマスターフレーム全体を発信するためには、１２．５分間の時間が必要となっている。
【０００６】
なお、ＧＰＳ受信装置は、常時信号を受信していると消費電力が大きくなるため、航法メッセージを保存する軌道記憶手段と、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを入力して、人工衛星から発信される電波を受信すると共に、その受信した電波に含まれる情報を軌道記憶手段に出力して、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを更新するＧＰＳ受信手段と、ＧＰＳ受信手段に電力を供給する電力供給手段と、電力供給手段からＧＰＳ受信手段へ供給される電力を、一定の時間間隔で所定の時間のみ供給するように制御する電力制御手段とを備えることにより、電力を供給したときだけ受信して測定するようにし、消費電力を低減させたＧＰＳ受信装置が検討されている。
【０００７】
なお、このような電力供給手段からＧＰＳ受信手段へ間欠的に電力を供給して消費電力を低減させたＧＰＳ受信装置の場合、エフェメリスデータが有効な時間未満の間隔で間欠的に電力を供給しながら受信を繰り返す場合は、２５ページからなる航法メッセージのうち、少なくとも１ページ受信すれば、新たに受信したエフェメリスデータを用いて次回も受信可能となるが、エフェメリスデータが有効な時間を越えた間隔で間欠的に電力を供給しながら受信を繰り返す場合は、全てのエフェメリスデータを必要とするため、２５ページからなる航法メッセージ全体を受信する必要があり、更に消費電力を低減させたＧＰＳ受信装置が望まれている。
【０００８】
そのため、エフェメリスデータが有効な時間を越えた間隔で間欠的に電力を供給しながら受信を繰り返す場合において、少ないページの情報を受信し、その受信した新たな情報と、得られなかった部分は、過去に受信して保存しておいた情報とを組み合わせたアルマナックデータを用いることにより、繰り返し受信することが検討されている。しかし、この方法で受信を繰り返した場合、アルマナックデータが使用できなくなり、受信が困難となる場合があるという問題があった。
【０００９】
また、エフェメリスデータが有効な時間未満の間隔で間欠的に電力を供給しながら受信した場合であっても、受信する情報のページが少ないと、位置を計算するために必要な情報が変更された場合等に対応ができなくなり、位置の計算が困難となる場合があるという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を改善するために成されたもので、その目的とするところは、安定した受信や、安定した位置の計算が可能なＧＰＳ受信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係るＧＰＳ受信装置においては、
ＧＰＳ衛星から発せられる衛星波の１ページの送信および受信側での受信に３０秒間を要する、計２５ページからなるマスターフレームに書き込まれる航法メッセージを保存する軌道記憶手段と、
軌道記憶手段に保存された航法メッセージを入力して、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を受信すると共に、その受信した電波に含まれる情報を軌道記憶手段に出力して、軌道記憶手段に保存された航法メッセージを更新するＧＰＳ受信手段と、
ＧＰＳ受信手段に電力を供給する電力供給手段と、
予め設定された時間の経過後に電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力供給を開始させた後、予め設定された停止情報に基づいて電力供給手段からＧＰＳ受信手段への電力供給を停止するように制御を行う電力制御手段と、
を備えるＧＰＳ受信装置において、
電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め設定された経過の時間が、前回受信したときの受信開始時点を始点として、下記式（Ａ）で得られる時間に加えてさらに、一日ごとに、航法メッセージの１ページの送受に要する３０秒間だけ遅らせた時間であることを特徴とするＧＰＳ受信装置。
Ｌ＝ｐ×５×ｎ      ・・・（Ａ）
（式中、ｐは航法メッセージを構成する１つのページが送信される時間、ｎは１，２，３，４，５のいずれかの値である。）
【００１２】
本発明の請求項２に係るＧＰＳ受信装置においては、請求項１記載のＧＰＳ受信装置であって、電力制御手段が制御する、電力供給手段からＧＰＳ受信手段への電力の供給を停止する予め設定された停止情報が、１つのページの受信が完了した情報であることを特徴とする。
【００１７】
従来の上記式（Ａ）で得られる時間からずらさないＧＰＳ受信装置の場合、受信を何回繰り返しても、受信できないページが生じ、アルマナックデータが使用できなくなって受信が困難になるという問題や、位置を計算するために必要な情報が変更された場合等に対応ができなくなって、位置の計算が困難になるという問題が生じる。しかし、本発明に係るＧＰＳ受信装置の場合、受信を繰り返すと全てのページの情報が受信可能となり、安定した受信や、安定した位置の計算が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＧＰＳ受信装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るＧＰＳ受信装置の一実施の形態を説明するブロック図であり、図２は航法メッセージを説明する図であり、図３は本発明に係るＧＰＳ受信装置の一実施の形態の、電力の供給を説明する図である。また、図４は従来のＧＰＳ受信装置の受信可能なページを説明する図である。
【００１９】
本発明に係るＧＰＳ受信装置の一実施の形態は、図１に示すように、ＩＣメモリー等を有し航法メッセージを保存する軌道記憶手段１２と、平面アンテナ等を有し人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を追尾して受信するＧＰＳ受信手段１０と、ＧＰＳ受信手段１０に電力を供給するバッテリー等の電力供給手段１４と、タイマー等を有し電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給する電力を制御する電力制御手段１６と、受信して得られた情報を外部に出力する情報出力手段１８と、を備え、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給する電力を制御して消費電力を低減させたＧＰＳ受信装置である。
【００２０】
なお、軌道記憶手段１２に保存する航法メッセージは、一般にエフェメリスデータと呼ばれている人工衛星の詳細な軌道を表すパラメーター情報であるが、短時間の軌道にしか有効に適用できない情報と、一般にアルマナックデータと呼ばれている人工衛星の近似軌道を表すパラメーター情報であるが、長時間の軌道に適用できる情報と、電波を発信した時刻情報等よりなっており、軌道記憶手段１２には、これら全体を保存することが可能になっている。
【００２１】
この航法メッセージは、図２に示すように、２５ページからなるマスターフレームで１つの航法メッセージ全体の情報が発信されており、その各ページの内容は更に５つのサブフレームに分割されている。そして、サブフレーム１〜３の内容（エフェメリスデータ等）は各ページ共通で発信されるが、サブフレーム４と５の内容（アルマナックデータ等）はページ毎に異なった内容が発信されている。なお現状では、ページひとつ単位が３０秒かかって発信されている。
【００２２】
そして、ＧＰＳ受信手段１０は、電力供給手段１４から電力を供給された場合に、軌道記憶手段１２にエフェメリスデータが保存されているか否か、及び前回受信したときに受信を開始した時点を始点とした経過時間が、エフェメリスデータが有効な時間内であるか否かを判断して、保存され且つ有効な時間内である場合には、その保存されているエフェメリスデータを用いて、人工衛星から発信されるＧＰＳ用の電波を所定の時間受信するようになっている。また、上記経過時間が、エフェメリスデータは有効でないがアルマナックデータは有効な場合には、アルマナックデータを用いて受信するようになっている。なお、測定を開始した直後等のエフェメリスデータ及びアルマナックデータが共に保存されていないような場合には、予めＧＰＳ受信手段１０内部のメモリに記憶されている初期設定用のデータを用いて、航法メッセージ全体を受信するようになっている。
【００２３】
そしてＧＰＳ用の電波を受信した後、その受信した電波に含まれる新たな航法メッセージを軌道記憶手段１２に出力して、軌道記憶手段１２に保存されている航法メッセージのうち、受信したページの情報を更新するようになっている。
【００２４】
なお、電力制御手段１６が行う、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給する電力の制御は、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に供給する電力を、予め設定された時間が経過した場合に供給を開始した後、予め設定された停止情報に基づいて供給を停止するようになっており、その電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に電力の供給を開始する予め設定された経過の時間が、前回受信したときの受信開始時点を始点として、下記式（Ａ）で得られる時間に加えてさらに、一日ごとに、航法メッセージの１ページの送受に要する３０秒間だけ遅らせた時間に設定されている。
Ｌ＝ｐ×５×ｎ      ・・・（Ａ）
（式中、ｐは航法メッセージを構成する１つのページが送信される時間、ｎは１，２，３，４，５のいずれかの値である。）
なお現状の１ページが３０秒かかって発信されている状況では、上記予め設定された経過の時間は、ｎ＝５として、１５０秒の正の整数倍の時間からずらした時間となっている。
【００２５】
なお、上記式（Ａ）で得られる時間からずらさない、即ち上記式（Ａ）で得られる時間経過した場合に供給を開始するサイクルを繰り返した場合、何回繰り返しても受信できないページが生じ、アルマナックデータが使用できなくなって受信が困難になるという問題や、位置を計算するために必要な情報が変更された場合等に対応ができなくなって、位置の計算が困難になるという問題が生じる。
【００２６】
これは、上記式（Ａ）で得られる時間経過した場合に供給を開始するサイクルを繰り返した場合、例えば１例として、前回受信したときに受信を開始した時点から次回受信するときに受信を開始する時点までの経過時間が６０分の間隔で毎回１ページ分のみ受信する場合、最初に受信したページが３ページ目の情報とすると、受信を何回繰り返しても、図４に示すように、３ページ目、８ページ目、１３ページ目、１８ページ目、２３ページ目の５つのページの情報しか受信できないためである。なお、図４のＰ１，Ｐ２・・は各受信時の受信ページを表し、２０の加算は、６０分間隔で受信することによって生じるページのずれを表し、２５の減算は、２５ページを越えた場合には次のマスターフレームの相当するページを受信することを表している。
【００２７】
これに対し、一日ごとに、航法メッセージの１ページの送受に要する３０秒間だけ遅らせると、翌日は４ページ目、９ページ目、１４ページ目、１９ページ目、２４ページ目の５つのページの情報が受信され、その翌日は５ページ目、１０ページ目、１５ページ目、２０ページ目、２５ページ目の５つのページの情報が受信されるようになり、受信できないページが生じにくくなって、安定した受信や、安定した位置の計算が可能となる。
【００２８】
このように、上記式（Ａ）で得られる時間からずらす時間の長さが３０秒であると、現状の１ページが３０秒かかって発信されている状況では、５回ずらすと（つまり５日間経過すると）計２５ページからなるマスターフレームに書き込まれる航法メッセージ全てのページの情報が受信されるようになり、受信できないページが特に生じにくくなって、安定した受信や、安定した位置の計算が特に可能となり好ましい。
【００２９】
また、上記式（Ａ）で得られる時間からずらすことは、上記のように所定の時間経過した場合（例えば１日毎）にずらすのが望ましい。
【００３０】
また、受信するページの数は、１ページに限定するものではなく、更に多くのページの情報を受信しても良いが、１ページの場合、特に消費電力を少なくすることができ好ましい。なおこの場合、少なくとも１つのページが受信可能な時間（例えば６０秒）供給した後、停止するようにしても良い。なお、参考例として、図３に示すように、１つのページの受信が完了した情報を用いて停止すると、ページの途中で電力の供給を停止することによる電力の無駄を無くすことができ好ましい。
【００３１】
なお、電力制御手段１６が制御する、電力供給手段１４からＧＰＳ受信手段１０に電力の供給を開始する予め設定された経過の時間は、前回受信したときに受信を開始した時点を始点とした経過時間としている。なお、参考例として、前回受信したときに受信が完了した時点を始点とした経過時間の場合、次回受信するときにページの開始のタイミングに合わせて電力の供給を開始することが可能となるため、ページの途中で電力の供給を開始することによる電力の無駄を無くすことができるが、これに比べて、本願発明のように、前回受信したときに受信を開始した時点を始点とした経過時間の場合、前回受信したときに受信が完了した時点を検出する手段を設ける必要がないため、電力制御手段１６の構造が簡単となり好ましい。
【００３２】
また、情報出力手段１８は、ＧＰＳ受信手段で受信して得られた情報を外部に出力するものであれば特に限定するものではなく、例えば、受信した正確な時間を出力したり、受信した情報から受信した位置を計算して求め、その位置情報を出力するものである。なおこの情報の出力は、電波を受信した都度出力しても良く、数回の受信に１回出力しても良い。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るＧＰＳ受信装置は、電力供給手段からＧＰＳ受信手段に電力の供給を開始する予め設定された経過の時間が、上記式（Ａ）で得られる時間からずらした時間であるため、受信できない情報が生じにくくなって、安定した受信や、安定した位置の計算が可能となる。
【００３４】
本発明の請求項２に係るＧＰＳ受信装置は、上記の効果に加え、特に消費電力を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＧＰＳ受信装置の一実施の形態を説明するブロック図である。
【図２】航法メッセージを説明する図である。
【図３】本発明に係るＧＰＳ受信装置の一実施の形態の、電力の供給を説明する図である。
【図４】従来のＧＰＳ受信装置の受信可能なページを説明する図である。
【符号の説明】
１０  受信手段
１２  軌道記憶手段
１４  電力供給手段
１６  電力制御手段
【図１】
0003744180.tif 000002
【図２】
0003744180.tif 000003
【図３】
0003744180.tif 000004
【図４】
0003744180.tif 000005