CN109557563B - 卫星电波接收装置、电子时钟、定位控制方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供卫星电波接收装置、电子时钟、定位控制方法以及记录介质，卫星电波接收装置具备：接收器，其捕捉并接收来自定位卫星的电波；以及模块处理器，其根据由接收器接收到的电波进行定位并取得自身设备的当前位置，模块处理器在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在预定的条件下使接收器停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，在捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围未满足预定的精度基准的情况下，使接收器重新开始捕捉动作。

Description

卫星电波接收装置、电子时钟、定位控制方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及卫星电波接收装置、电子时钟、定位控制方法以及记录介质。
背景技术
存在一种卫星电波接收装置(定位装置)，其接收来自发送定位信息的定位卫星的电波来进行定位动作。在卫星电波接收装置中，根据多个定位卫星的当前位置与来自该定位卫星的发送电波的传播时间(模拟距离)的差，能够在世界各地进行定位。
在美国的GPS、俄罗斯的GLONASS等全球规模能够进行定位的卫星定位***中，在平坦的地面、海面上等以始终能够接收来自六颗左右的定位卫星的电波的方式设定定位卫星的轨道。与定位卫星的捕捉动作有关的功耗大于与跟踪操作有关的功耗，因此主要是在功耗有上限的便携式卫星电波接收装置等中，在捕捉到来自所需颗数的定位卫星的电波的阶段，停止捕捉动作。
然而，有时在连续地进行定位期间定位卫星的位置发生变化，无法从可接收电波的定位卫星接收电波，而能够接收来自其它定位卫星的电波。应对这种情况，在日本专利文献即日本特开2014-66550号公报中公开了以下技术：在捕捉的卫星电波的数量成为预定的上限数量以上时，中止捕捉动作，在不足定位所需的最低颗数的情况下恢复捕捉动作。
然而，定位精度取决于捕捉并用于定位运算的定位卫星的空间分布、来自该定位卫星的电波的接收状态。因而，当一律根据捕捉到的定位卫星的数量来判定是否再次捕捉时，在捕捉卫星的颗数接近最低颗数的情况下无法以足够的精度进行定位。
发明内容
公开了一种卫星电波接收装置、电子时钟、定位控制方法以及记录介质。
为了达到上述目的，优选实施方式是一种卫星电波接收装置，其具备：
接收器，其捕捉并接收来自定位卫星的电波；以及
处理器，其根据由上述接收器接收的电波进行定位并取得自身设备的当前位置，
上述处理器在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在预定的条件下使上述接收器停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，
在上述捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围不满足预定的精度基准的情况下，使上述接收器重新开始上述捕捉动作。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的电子时钟的功能结构的框图。
图2是说明与定位结果有关的第一精度计算方法的图。
图3表示从定位卫星接收的电波的SNR与以该SNR进行接收的定位卫星的测距精度之间的关系的例子。
图4是说明与定位结果有关的第二精度计算方法的图。
图5是表示定位控制处理的控制过程的流程图。
图6是表示位置精度判定处理的控制过程的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图说明实施方式。
图1是表示实施方式的电子时钟1的功能结构的框图。
电子时钟1具备微型计算机40、卫星电波接收处理部50和天线A1、操作接受部61、显示器62、ROM 63(Read Only Memory只读存储器)以及供电部70等。
微型计算机40进行与电子时钟1的控制动作、存储动作以及日期时间的计算动作等有关的各种处理。微型计算机40具备主处理器41、振荡电路45、分频电路46以及计时电路47等。
主处理器41综合控制电子时钟1的整体动作。主处理器41具备CPU411(CentralProcessing Unit：中央处理器)以及RAM 412(Random Access Memory：随机存取存储器)等。
CPU 411进行各种运算处理来进行控制动作。作为控制动作，除了通常的日期时间显示动作以外，还包含与电子时钟1所具有的各种功能相对应的动作，例如报警通知功能、计时功能、秒表功能。另外，CPU 411进行与卫星电波接收处理部50的定位动作、日期时间取得动作等的结果相对应的显示动作、通知动作等所涉及的控制处理。
RAM 412向CPU 411提供作业用存储空间，存储临时数据。在临时数据中包含有与包含时区设定、夏令时设定的当地时间设定有关的信息等，该时区设定、夏令时设定用于显示和使用当前位置等所设定的世界区域的当前日期时间(当地时间)。这些当地时间设定可按着通过定位动作得到的当前位置的信息进行更新。可以对微型计算机40外置RAM 412。在该RAM 412中除了DRAM以外还可以包含可重写的非易失性存储器。
振荡电路45生成并输出预定频率，在此例如32.768kHz的信号(时钟信号)。例如使用晶体振荡器等生成时钟信号。可以对微型计算机40外置该晶体振荡器。在从该振荡电路45输出的时钟信号的频率中可能包含在电子时钟1中设定的允许范围内的偏差误差。另外，该时钟信号的频率根据外部环境、主要是温度而变化。
分频电路46输出以设定的分频比对从振荡电路45输入的时钟信号进行分频后的分频信号。可以使用CPU 411来改变分频比的设定。
计时电路47通过对从分频电路46输入的预定频率的信号(也可以是与时钟信号相同的频率)进行计数，来对当前的日期时间(时刻和日期)进行计数并保存。计时电路47的日期时间的计数精度取决于来自振荡电路45的时钟信号的精度，即上述偏差误差、变化的程度，可能包含相对于正确的日期时间的误差。CPU 411能够根据由卫星电波接收处理部50取得的当前日期时间来对计数得到的日期时间进行修正。
卫星电波接收处理部50为本发明的实施方式的卫星电波接收装置，能够接收来自与美国的GPS(Global Positioning System：全球定位***)这样的卫星定位***(GNSS：Global Navigation Satellite System：全球导航卫星***)有关的定位卫星的发送电波，进行对接收到的这些电波进行处理的接收动作来取得当前日期时间、当前位置的信息，并将从主处理器41的CPU 411请求的信息以预定的格式输出到主处理器41。卫星电波接收处理部50具备接收器51、模块处理器52以及存储器53等。
接收器51进行捕捉处理，即接收并捕捉(检测)来自接收对象的定位卫星的发送电波来识别该定位卫星以及确定发送电波中包含的信号(导航消息)的相位，另外，根据捕捉到的定位卫星的识别信息和相位来跟踪来自该定位卫星的发送电波来继续解调并取得信号。
模块处理器52具备CPU和RAM等，进行与卫星电波接收处理部50的动作有关的各种控制。模块处理器52按着来自主处理器41的指示，以适当的定时使接收器51接收来自定位卫星的电波，通过从接收到的电波取得所需的信息并进行运算的各种处理来进行定位，从而取得当前日期时间、电子时钟1(自身设备)的当前位置。模块处理器52可以具有专用的硬件电路来作为进行各种运算处理的结构。关于定位结果的输出，例如即可以按着NMEA-0183等通用格式进行，也可以按照电子时钟1独有的格式进行。另外，CPU对由硬件电路输出的预定格式的数据适当地进行加工并处理，此外也可以输出。RAM设置在模块处理器52的控制芯片的基板上，但是也可以对控制芯片进行外置。模块处理器52在取得当前日期时间和当前位置时，能够计算来自各定位卫星的电波的SNR(信噪比，在此与C/N比意思相同)、各定位卫星的位置和DOP以及当前位置的移动速度。
在存储器53中存储各种设定数据、接收信息等接收控制信息531以及与在卫星电波接收处理部50中由模块处理器52执行的控制有关的程序等。作为设定数据，例如包含各定位卫星的导航消息的格式数据等。另外，作为接收信息，例如包含所取得的各定位卫星的预测轨道信息(历书)、精确轨道信息(星历)等。存储器53为非易失性存储器等，也可以对模块处理器52的控制芯片的基板进行外置。
操作接受部61接受用户操作等来自外部的输入操作。操作接受部61具备按钮开关、表冠等，将与按钮开关的按下动作、表冠的拉出、旋转和推回这样的各动作相对应的操作信号输出到主处理器41的CPU 411。或者，操作接受部61也可以具有触摸传感器等。
显示器62根据主处理器41的控制进行各种信息的显示。显示器62具备显示驱动器622和显示画面621等。显示画面621例如通过段式或者点矩阵方式或者通过它们的组合而构成的液晶显示画面(LCD)等来进行数字显示。或者，作为显示器62也可以具有以下结构：能够通过指针以及使指针进行旋转动作的步进电动机等进行显示来代替显示画面621的数字显示。显示驱动器622根据来自CPU 411的控制信号，将用于使显示画面621进行显示的驱动信号输出到显示画面621。在能够由显示器62显示的内容中至少包含与计时电路47计数得到的日期时间相对应的日期时间信息(特别是，当前日期时间)，另外，还包含与报警通知功能、计时功能、秒表功能有关的设定日期时间、设定时间、测量时间等。另外，能够显示根据定位动作得到的与当前位置有关的信息、当地时间设定等。
ROM 63存储用于主处理器41、模块处理器52执行控制动作的程序631、初始设定数据等。作为ROM 63，除了掩模ROM以外或者代替掩模ROM还可以具有能够重写更新数据的闪速存储器等非易失性存储器。ROM 63被设置成主处理器41和模块处理器52均能够读写访问，对插槽等安装部可拆装。
在程序631中包含与当前日期时间的取得、定位动作有关的控制程序。另外，在ROM63中存储有测距精度/SNR换算数据632，该测距精度/SNR换算数据632表示卫星电波接收处理部50的电波接收强度与该电波接收强度所相对应的测距精度之间的对应关系，上述测距精度为定位卫星与电子时钟1(自身设备)之间的距离的测定精度。该测距精度/SNR换算数据632即可以是使测距精度的值分别与多个SNR对应的表数据，也可以是根据SNR计算测距精度的计算式(包含近似式)。测距精度/SNR换算数据632也可以存储在卫星电波接收处理部50的存储器53中。
供电部70从电池71以预定的驱动电压对电子时钟1的微型计算机40、卫星电波接收处理部50等各部进行供电。在此，关于是否对卫星电波接收处理部50进行供电，能够通过主处理器41的控制与对微型计算机40的供电分开地进行控制。在此，作为电池71使用可拆装的干电池、可充电电池等，但是也可以具备太阳能电池板和充电部(蓄电部)等。
接着，说明本实施方式的电子时钟1的定位动作。
在电子时钟1中，根据卫星电波接收处理部50接收来自多个(例如4颗以上的)定位卫星的电波而取得的导航消息及其定时来进行定位运算。在电子时钟1中继续反复进行定位动作的情况下，每秒取得一次定位结果。另外，在电子时钟1中，在进行定位运算时，计算定位结果的精度，即当前位置的误差范围。并且，在误差范围大于预定的基准范围(精度低)的情况下，尝试再次进行捕捉动作从而能够将从来自更多的定位卫星的电波中取得的导航消息用于定位运算。
众所周知，在定位运算中，使用基于从4颗以上的定位卫星接收到的导航消息中包含的精确轨道信息(星历)而得到的每颗定位卫星的当前位置以及来自各定位卫星的接收定时的差(模拟距离)，求出电子时钟1的当前位置的3个分量和当前日期时间这样的总计四个未知数。通过从预定的初始值开始数值性地收敛的迭代计算(逐次近似)，例如牛顿-拉弗森法(Newton-Raphson's Method)(牛顿法)来进行该运算。
在定位结果的精度计算中，分别考虑所取得的当前位置相对于预测位置的偏差，通过以下两种精度的计算方法来计算误差范围，设定更适当的值，上述预测位置根据被接收电波的多个定位卫星的位置关系、接收到的电波的各接收状态以及电子时钟1(自身设备)的运动状态(移动状况)而求出。在此，作为适当的值，简单地设定更大的值(精度更差)，覆盖可预料到的最大误差范围。
图2是说明本实施方式的电子时钟1的第一精度计算方法的图。
在第一精度计算方法中，根据来自定位卫星的电波的接收状态来求出第一误差范围。
可被接收电波的定位卫星使用仰角φ(从当前位置向定位卫星的线段相对于水平面E的角度。将与水平面E垂直的竖直方向设为x3方向)以及方位角λ(在此，上述线段在水平面E内的分量与北极方向N之间的角度。将北极方向设为x1方向，将在水平面E内与x1方向正交的方向设为x2方向)来确定相对于当前位置的相对方向。此时，为了高精度地得到当前位置的3个分量以及时间分量，优选被接收电波的多个定位卫星处于适当分散的位置关系。即，在多个定位卫星相对于当前位置不均匀地分布在一个方向上时，定位精度降低。
通常，关于各定位卫星si(i＝1～n；n为在定位中使用的定位卫星的颗数)的从当前位置开始的3个方向分量(xij；j＝1～3)和时间分量(xi4；在此xi4＝1)所构成的n行4列矩阵A(x)，使用D＝AT·A，即通过Djk＝Σ(i＝1～n)(xij·xik)表示jk分量的4行4列的矩阵D的逆矩阵D-1＝U的对角分量来表示在定位精度的评价中使用的DOP。即，仅依赖于各定位卫星si的配置来决定DOP。3个方向分量通过(xi1，xi2，xi3)＝(cosλi·cosφi，sinλi·cosφi，sinφi)以长度1求出，与水平方向有关的HDOP通过矩阵U的对角分量uii成为(|u11|+|u22|)1/2，与竖直方向有关的VDOP成为(|u33|)1/2，与位置坐标有关的PDOP成为(Σ(i＝1～3)|uii|)1/2。这些DOP的各值在最佳状态下为1左右，值越大则精度越低。
然而，实际上，在减小DOP的定位卫星的配置中，从当前位置观察到的多个定位卫星之间角度差变大，结果，通常包含仰角φi小的定位卫星。另一方面，仰角φi越小则电波接收强度越容易降低。在本实施方式的电子时钟1中，作为第一精度计算方法，根据各定位卫星的配置(相对于当前位置的相对位置)以及分别与来自该定位卫星的电波接收强度对应的上述测距精度的组合，进行精度计算，即对于各相对位置的偏差进一步分别进行基于SNR的加权。
图3表示从定位卫星接收的电波的SNR与通过该SNR被接收电波的定位卫星的测距精度之间的关系的例子。
当SNR降低时，模拟距离的确定精度(测距精度ei[km])恶化(值增加)，即对于通过定位求出的位置而预料的最大偏差量增加。在此，如实线(a)所示，随着SNR上升，测距精度ei以指数函数的方式改善(值减小)。关于这种的关系，将根据实测值(检查值)等得到的表数据或计算式作为测距精度/SNR换算数据632在产品出厂前预先存储保持在ROM 63中。在测距精度/SNR换算数据632为表数据的情况下，对于与该表中包含的SNR值的中间值对应的测距精度ei，适当地进行线性插补来求出即可。在为计算式的情况下，只要维持需要的精度则也可以是近似式，例如，如虚线(b)所示，能够通过多个直线的组合容易地表现、计算。
如上所述，通过接收来自多个定位卫星的电波来进行定位，因此由于各定位卫星的SNR，即测距精度ei的组合最终在定位结果内可能包含的最大偏差量变化。在此，使用针对每个定位卫星si分别与SNR对应的测距精度ei来对矩阵D的各分量Djk＝Σ(i＝1～n)(xij·xik)的各要素(xij·xik)进行ei -2的加权。即，使用成为对角分量wii＝ei -2的n行n列的加权矩阵W(非对角分量全部为“0”)，计算通过D＝AT·W·A(各分量Djk＝Σ(i＝1～n)(xij·wii·xik))的逆矩阵D-1＝U以接收强度进行加权后的定位精度值来作为第一偏差估计量Δx(第一误差范围)。如上所述，最佳状态下的DOP大致为1，因此得到的第一偏差估计量Δx成为测距精度ei的平方的平方根，即为与测距精度ei相同阶数的值。或者，第一偏差估计量Δx也可以适当地乘以预定系数。
能够将通过第一精度计算方法得到的第一偏差估计量Δx设为这样根据接收强度和定位卫星的配置来直接求出的值。
图4是说明本实施方式的电子时钟1的第二精度计算方法的图。
在第二精度计算方法中，根据预测位置与当前位置的偏差来求出第二误差范围。
当取得多次(至少两次)的位置信息时，能够根据这些位置的变化来计算电子时钟1(自身设备)的移动速度。在未产生大的加速度的情况下，预测从最近的位置(定位位置)开始以该移动速度进行移动时的下一次定位时的位置。通过将预测出的位置(预测位置)与下一次的定位位置进行比较，得到定位结果的偏差。在此，将求出的预测速度vf(t)假设为与通过最近(过去)两次的定位求出的定位位置pm(t-1)、pm(t-2)(定位结果)的差分除以该两次定位的时间差Δt而得到的前一次的测量速度vm(t-1)相等，即通过vf(t)＝vm(t－1)＝(pm(t－1)－pm(t－2))/Δt来得到。
使用这样求出的预测速度vf(t)来得到预测位置pf(t)＝pm(t－1)+vf(t)·Δt。该预测位置pf(t)与定位位置pm(t)的偏差量成为第二偏差估计量Δp＝|pf(t)－pm(t)|(第二误差范围)。
此外，也可以不直接使用上一次的定位位置pm(t－1)来求出预测位置pf(t)，而使用定位位置pm(t－1)和上一次的预测位置pf(t－1)来得到更合理的推定位置pe(t－1)，得到预测位置pf(t)＝pe(t－1)+vf(t)·Δt。推定位置pe(t－1)能够使用适当的方法，例如卡尔曼滤波器等得到。即使在不使用卡尔曼滤波器的情况下，推定位置pe(t)也能够与该卡尔曼滤波器中的误差的协方差矩阵同样地，通过根据预测位置与定位位置的偏差量对两者进行适度的加权来求出。
另外，在计算预测位置pf(t)时，也可以根据速度的差分考虑加速度。另外，在能够根据与定位卫星之间的位置关系来测量从该定位卫星开始的距离方向的移动速度来作为基于多普勒效应的频率变化时，可以根据该频率变化求出速度。另外，可以不只是最近两次(在包含加速度时为三次)的定位位置，而是根据在此之前的位置的履历来对移动倾向等进行统计处理。
作为这种第二精度计算方法，能够考虑根据速度或其履历而预测的当前位置与实际的定位位置之间偏差及其影响。
在本实施方式的电子时钟1中，进一步将第一偏差估计量Δx与第二偏差估计量Δp进行比较，将大的值设为推定误差范围ε(当前位置的误差范围)。而且，辨别该推定误差范围ε是否大于(广于)预定的基准值Rth，根据辨别结果来判定定位结果的好坏，即位置精度为好/不好。预定的基准值Rth可以为固定值(例如20m)，但也可以根据位置信息的输出对象的应用程序、该应用程序中的设定来可变更地决定。能够根据由操作接受部61接受的预定的输入操作、来自执行中的应用程序的设定请求等进行变更。
在继续反复进行定位动作的情况下，当初始捕捉动作完成而捕捉到来自足够进行定位的定位卫星的电波时，在卫星电波接收处理部50中，停止捕捉动作，继续跟踪已捕捉的电波来继续进行定位动作。在捕捉动作已停止时定位精度下降而不能满足预定的精度基准的情况下，重新开始捕捉动作来增加来自捕捉到的定位卫星的电波的数量。此外，关于来自捕捉到的定位卫星的电波，在重新开始的捕捉动作中不需要设为捕捉对象。
图5是表示由本实施方式的电子时钟1执行的定位控制处理的模块处理器52的控制过程的流程图。
根据从主处理器41输入定位命令来开始该定位控制处理。
当开始进行定位控制处理时，模块处理器52启动接收器51来开始接收来自定位卫星的电波(步骤S101)。
模块处理器52通过接收器51开始进行来自定位卫星的电波的捕捉动作，依次跟踪捕捉到的电波。另外，一旦来自捕捉到的定位卫星的电波的数量成为定位所需的4颗卫星以上，模块处理器52立即开始定位运算(步骤S102)。
模块处理器52辨别是否通过捕捉到4颗卫星以上的电波而开始的定位运算取得了初始的当前位置(步骤S103)。即，模块处理器52辨别如上所述基于逐次近似得到的当前位置的计算位置是否适当地收敛。在辨别为取得了当前位置的情况下(步骤S103：“是”)，模块处理器52的处理转移到步骤S121。在辨别为未取得当前位置的情况下(步骤S103：“否”)，模块处理器52辨别从开始捕捉动作起是否经过了30秒钟(步骤S104)。在辨别为未经过30秒钟的情况下，模块处理器52使处理返回至步骤S103。
在辨别为从开始捕捉动作起经过了30秒钟的情况下(步骤S104：“是”)，模块处理器52使接收器51停止捕捉动作(步骤S105)。模块处理器52使接收器51继续进行已捕捉到的定位卫星的跟踪动作，并辨别通过基于取得的导航消息进行的定位运算是否取得了初始的当前位置(步骤S106)。在辨别为取得了初始的当前位置的情况下(步骤S106：“是”)，模块处理器52的处理转移到步骤S125。在辨别为未取得当前位置的情况下(步骤S106：“否”)，模块处理器52辨别停止捕捉动作后是否经过了25秒钟(步骤S107)。
在辨别为未经过25秒钟的情况下(步骤S107：“否”)，模块处理器52的处理返回至步骤S106。在辨别为经过了25秒钟的情况下(步骤S107：“是”)，模块处理器52使接收器51重新开始捕捉动作(步骤S108)。模块处理器52辨别通过定位运算是否取得了初始的当前位置(步骤S109)。在辨别为取得了初始的当前位置的情况下(步骤S109：“是”)，模块处理器52的处理转移到步骤S121。
在辨别为未取得初始的当前位置的情况下(步骤S109：“否”)，模块处理器52辨别从重新开始捕捉动作起是否经过了5秒钟(步骤S110)。在辨别为未经过5秒钟的情况下(步骤S110：“否”)，模块处理器52的处理返回至步骤S109。在辨别为经过了5秒钟的情况下(步骤S110：“是”)，模块处理器52辨别从开始接收动作起是否经过了3分钟(步骤S111)。在辨别为未经过3分钟的情况下(步骤S111：“否”)，模块处理器52的处理返回至步骤S109。
在辨别为从开始接收动作起经过了3分钟的情况下(步骤S111：“是”)，模块处理器52使接收器51停止电波的接收动作(步骤S131)，然后结束定位控制处理。
当在步骤S103、S109中的任意一个辨别处理中判别为取得了初始的当前位置而转移到步骤S121的处理时，模块处理器52辨别定位结果的取得是否持续4秒钟(四次)以上失败(步骤S121)。在辨别为失败的情况下(步骤S121：“是”)，模块处理器52的处理转移至步骤S103。
在辨别为定位结果的取得未持续4秒钟以上失败，即最近的定位成功或者失败次数为三次以下时(步骤S121：“否”)，模块处理器52辨别是否取得了定位结束命令(步骤S122)。在由主处理器41检测出向操作接受部61进行的预定的输入操作的情况下、或者判定为来自供电部70的供给电压低于预定的基准值从而接近电池耗尽的情况下等，从主处理器41输入定位结束命令。在辨别为取得了定位结束命令的情况下(步骤S122：“是”)，模块处理器52的处理转移至步骤S131。
在辨别为未取得定位结束命令的情况下(步骤S122：“否”)，模块处理器52辨别从开始当前执行中的捕捉动作起是否经过了8秒钟(步骤S123)。在辨别为未经过8秒钟的情况下(步骤S123：“否”)，模块处理器52的处理返回至步骤S121。在辨别为从开始捕捉动作起经过了8秒钟(与捕捉动作的停止有关的预定条件)的情况下(步骤S123：“是”)，模块处理器52使接收器51停止捕捉动作(步骤S124)。步骤S123、S124的处理构成本实施方式的定位控制方法中的捕捉停止步骤(程序中的捕捉停止单元)。然后，模块处理器52的处理转移至步骤S125。
当转移至步骤S125的处理时，模块处理器52辨别是否取得了定位结束命令(步骤S125)。在辨别为取得了定位结束命令的情况下(步骤S125：“是”)，模块处理器52的处理转移至步骤S131。在辨别为未取得定位结束命令的情况下(步骤S125：“否”)，模块处理器52调出并执行位置精度判定处理(步骤S126)。模块处理器52辨别在位置精度判定处理的判定结果中位置精度是否为良好(步骤S127)。在辨别为良好的情况下(步骤S127：“是”)，模块处理器52的处理返回至步骤S125。在辨别为不是良好，即为不好的情况下(步骤S127：“否”)，模块处理器52使接收器51重新开始捕捉动作(步骤S128)。步骤S126～S128的处理构成本实施方式的定位控制方法中的捕捉重新开始步骤(程序中的捕捉重新开始单元)。然后，模块处理器52的处理返回至步骤S121。
图6是表示在定位控制处理中调出的位置精度判定处理的控制过程的流程图。
当位置精度判定处理被调出时，模块处理器52进行定位运算(定位运算步骤、定位运算单元)，与其结果一起计算第一偏差估计量Δx和第二偏差估计量Δp(步骤S141)。模块处理器52将第一偏差估计量Δx与第二偏差估计量Δp中的大的一方设定为推定误差范围ε(步骤S142)。
模块处理器52辨别推定误差范围ε是否为预定的基准值Rth以上(步骤S143)。在辨别为不在基准值以上(小于基准值)的情况下(步骤S143：“否”)，模块处理器52的处理转移至步骤S154。在辨别为基准值以上的情况下(步骤S143：“是”)，模块处理器52对计数值c加1(步骤S144)。
模块处理器52辨别计数值c是否为52以上或者当前位置的取得是否失败15秒钟(15次)以上(步骤S145)。在辨别为不是52以上(小于52)并且当前位置的取得没有失败15秒钟以上的情况下(步骤S145：“否”)，模块处理器52的处理转移至步骤S154。在辨别为计数值c为52以上(与重新开始捕捉动作有关的预定的精度基准)或者当前位置的取得失败15秒钟以上的情况下(步骤S145：“是”)，模块处理器52使计数值c初始化为“0”(步骤S146)，并判定为位置精度不好(步骤S147)，结束位置精度判定处理，使处理返回至定位控制处理。
当从步骤S143、S145的辨别处理转移至步骤S154的处理时，模块处理器52辨别是否为从停止捕捉动作起每隔预定时间(第一基准时间)的定时，例如每隔2分钟(120秒钟)的定时(步骤S154)。在辨别为是每隔预定时间的定时的情况下(步骤S154：“是”)，模块处理器52使计数值c初始化为“0”(步骤S155)。然后，模块处理器52判定为位置精度良好(步骤S156)，结束位置精度判定处理，使处理返回至定位控制处理。在辨别为不是每隔预定时间的定时的情况下(步骤S154：“否”)，模块处理器52的处理转移至步骤S156。
即，在本实施方式的电子时钟1中，作为精度基准，在作为第一基准时间的2分钟内产生52秒钟以上(第一比例为52/120)推定误差范围ε的值为基准值Rth以上的低精度时间的情况、以及当前位置的取得失败15次以上(第二比例为15/120)的情况(失败次数的比例为失败次数除以第一基准时间(120秒钟)中的定位动作次数即120次而得到的值)下，重新开始捕捉动作。此外，这些52秒钟、15次的基准时间或基准次数能够适当地变更。另外，可以不是2分钟内的任意定时，例如也可以限定为当前位置的取得连续失败15次的情况等。
如上所述，本实施方式的卫星电波接收处理部50具备：接收器51，其捕捉并接收来自定位卫星的电波；以及模块处理器52，其根据由接收器51接收到的电波进行定位来取得自身设备的当前位置。模块处理器52在捕捉到来自定位所需的数量(4颗)的定位卫星的电波的情况下，在从开始捕捉动作起经过8秒钟之后(预定条件)使接收器51停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，在捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的推定误差范围ε大于基准值Rth的时间每120秒钟为52秒钟以上的情况下，作为未满足预定的精度基准而使接收器51重新开始捕捉动作。
如此，并非一律通过捕捉到的捕捉卫星的数量来判定是否需要追加捕捉，另外，并非与接收状态无关地定期进行捕捉动作，而是根据定位精度重新开始捕捉动作，由此能够一边维持所需要的精度一边执行所需最小限度的捕捉动作，因此能够高效地进行定位动作而不会超过需要地增大功耗。因此，在卫星电波接收处理部50中，能够高效地持续进行精度良好的定位动作。
另外，作为精度基准，在推定误差范围ε大于基准值Rth的低精度时间成为第一基准时间(例如2分钟)中的预定的第一比例(52/120)以上的情况下，模块处理器52使接收器51重新开始捕捉动作。
这样，通过对预定时间内的次数进行计数，对于移动中等的短时间的精度下降，不会每次对应地开始捕捉动作，另一方面，不考虑与当前的接收状态的关系弱的长时间以前的接收状态，因此不会超过需要地使捕捉动作的次数增多，从而不会增加功耗。另外，简单地仅通过相对于基准值的大小来对2分钟的各秒的评价进行判断并进行相加，因此不需要持续地存储很多数据，从而处理容易。
另外，在第一基准时间(2分钟)内当前位置的取得失败的次数的比例成为小于第一比例(52/120)的第二比例(在此为15/120)以上的情况下，模块处理器52使接收器51重新开始捕捉动作。
这样，在成为定位本身失败的状况时，与精度下降的情况相比更迅速地重新开始捕捉动作，从而能够取得当前位置，能够更稳定地继续进行定位。
另外，模块处理器52分别考虑对于被接收电波的多个定位卫星的各位置分别组合电波的各接收状态而得到的第一偏差估计量Δx以及所取得的当前位置pm相对于根据电子时钟1(卫星电波接收处理部50)的移动状况而求出的预测位置pf的偏差Δp，来计算当前位置的推定误差范围ε。
这样，在推定误差范围ε的计算中，不仅考虑定位卫星的分布(DOP)等，还考虑各电波接收强度，并且使用预测位置进行多方面的评价，由此能够更适当地稳定地继续进行不易产生较大偏差的定位。
另外，模块处理器52分别计算与定位精度有关的第一偏差估计量Δx以及与预测位置pf与当前位置pm的偏差相对应的第二偏差估计量Δp，并根据第一偏差估计量Δx和第二偏差估计量Δp计算当前位置的推定误差范围ε。如此，考虑多个误差因素，特别是如上所述适当地考虑接收强度引起的对于误差的影响，由此作为误差范围能够得到更适当的数值。
另外，模块处理器52将第一偏差估计量Δx和第二偏差估计量Δp中的大的一方设为当前位置的推定误差范围ε。通过这种简单的处理能够容易地假设最大的误差，因此不会过小地评价偏差，在需要保持精度的情况下能够确切地重新开始捕捉动作。
另外，具备用于存储来自定位卫星的电波接收强度与该电波接收强度所对应的该定位卫星的测距精度ei之间的对应关系的ROM 63(或者存储器53)，模块处理器52根据在当前位置的计算中所使用的多个定位卫星的相对于当前位置的相对位置x与分别与来自该多个定位卫星的电波接收强度对应的测距精度ei的组合，计算第一偏差估计量Δx。
这样，依据DOP将测距精度ei加入到基于定位卫星的配置的第一偏差估计量Δx的计算中，由此不仅考虑各定位卫星的配置，还能够分别适当地考虑来自该多个定位卫星的电波接收强度的影响来估计位置精度。因而，能够更加正确地评价当前位置的精度来判定是否重新开始捕捉动作。
另外，模块处理器52按照测距精度ei对于多个定位卫星相对于当前位置的相对位置的偏差分别进行加权运算，由此计算第一偏差估计量Δx。这样，分别反映与各定位卫星的SNR相对应的测距精度来求出第一偏差估计量Δx，因此能够更适当地得到定量地表示误差范围的数值。
另外，模块处理器52根据过去的定位结果来计算电子时钟1(卫星电波接收处理部50)的移动速度，求出从上一次的定位位置开始以该移动速度进行了移动时的位置来作为新的预测位置pf。由此，能够更恰当地根据SNR来定量地评价推定误差范围ε来判定是否重新开始捕捉动作。
另外，本实施方式的电子时钟1具备上述卫星电波接收处理部50(包含ROM 63)、对日期时间进行计数的计时电路47以及能够显示由计时电路47计数得到的日期时间的显示器62。
这样，在电子时钟1中，如上所述根据定位结果的精度来判定是否重新开始捕捉动作，由此特别是在假设为当前位置随着用户的移动而发生变化的便携式电子时钟中，能够判定是否重新开始捕捉动作，使得一边抑制过度的捕捉动作一边继续得到所需的精度。由此，能够一边抑制功耗增加一边更有效地保持稳定的定位精度，从而能够防止由于当前位置的错误确定引起的当地时间的错误设定等。
另外，本实施方式的定位控制方法包含：定位运算步骤，根据由接收器51接收到的电波来进行定位并取得电子时钟1的当前位置；捕捉停止步骤，在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在从开始进行捕捉动作起经过8秒钟后使接收器51停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作；以及捕捉重新开始步骤，在捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围不满足预定的精度基准的情况下，使接收器51重新开始上述捕捉动作。
这样，根据定位精度来判定是否重新开始捕捉动作，由此能够一边保持所需要的精度一边能够执行所需最小限度的捕捉动作，因此不会超过需要地增加功耗从而能够高效地进行定位动作。因而，在卫星电波接收处理部50中，能够有效地持续进行精度良好的定位动作。
另外，通过将与上述定位控制方法有关的程序631安装在计算机中并执行，能够容易地使模块处理器52进行与定位精度有关的判定处理，并能够灵活地判定是否重新开始捕捉动作以便保持所需要的精度。由此，能够更稳定地持续得到精度良好的当前位置数据。
此外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。
例如在上述实施方式中，作为预定的精度基准，将第一偏差估计量Δx和第二偏差估计量Δp中的大的一方作为推定误差范围ε来设为表示定位精度(误差范围)的指标，但也可以是任意的一方，还可以根据运动状态等区分使用。另外，也可以使用第一偏差估计量Δx和第二偏差估计量Δp以外的值，例如以往的DOP值、NMEA-0183的GST消息格式(Pseudorange Noise Statistics伪距误差统计)中的误差范围(Error ellipse)中长轴方向的值、按照该误差范围得到的纬度误差的标准偏差与经度误差的标准偏差中的大的值等。另外，与第二偏差估计量Δp有关的预测位置的估计方法也可以不同，在进行该预测位置的估计时也可以考虑与第一偏差估计量Δx有关的定位卫星的分布、接收强度。相反地，在计算第一偏差估计量Δx时，可以伴随着与预测位置的偏差来施加加权，另外，也可以设定向3轴方向的偏移值来代替与来自各定位卫星的电波的接收强度相对应的加权，对于各轴方向分别计算误差范围。
另外，即使在使用两者的情况下，也可以并非简单地设定为更大的一方，而是使用平均值等，也可以使用根据电子时钟1的运动状态，特别是加速度变化等进行加权平均后的值。另外，关于加速度变化，不仅参照定位的结果，也可以参照单独具备的加速度传感器的测量值。
另外，与捕捉的停止有关的条件并非是简单的时间限制，关于该条件可以根据推定误差范围ε等来决定。另外，在该情况下，也可以根据捕捉到的定位卫星的数量来判定捕捉动作的停止。
另外，在上述实施方式中，作为精度基准，在第一基准时间(例如2分钟)单位内任意的52秒钟或者连续52秒钟定位精度低的情况下重新开始捕捉动作，但是也可以是简单地对定位精度低的次数进行累计而超过了预定次数的情况等。另外，不根据次数进行评价，可以对于每个第一基准时间将在该第一基准时间内得到的推定误差范围ε的平均值、或最近的第一基准时间的推定误差范围ε的移动平均的值与基准值Rth进行比较来判定是否重新开始捕捉动作。
另外，在定位精度下降的情况以及当前位置取得失败的情况下，可以不变更与重新开始捕捉动作有关的基准。当前位置的取得失败可以判定为推定误差范围ε等同于无限大。
另外，在上述实施方式中，以电子时钟1所具备的卫星电波接收处理部50的定位控制动作为例进行了说明，但是卫星电波接收处理部50并不限定于设置在电子时钟1中。可以设置在其它电子设备中，另外，也可以是这些电子设备中搭载的卫星电波接收用模块单体。另外，接收对象的定位卫星并不特别限定，来自与多个全球定位***有关的定位卫星、对这些定位卫星进行补充的区域定位卫星等的接收电波可以共同存在。
另外，在上述的说明中，作为用于存储与取得当前日期时间信息时的本发明的卫星电波接收控制有关的程序631的计算机可读取的介质，以闪速存储器等非易失性存储器、由掩模ROM等构成的ROM 63为例进行了说明，但是并不限定于这些。作为其它的计算机可读取的介质，能够应用HDD(Hard Disk Drive：硬盘)、CD-ROM、DVD盘等可移动记录介质。另外，作为经由通信线路提供本发明的程序数据的介质，还将载波(输送波)应用于本发明。
另外，上述实施方式中表示的结构、控制过程、显示例等具体的细节部分在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当地变更。
说明了本发明的几个实施方式，但是本发明的范围并不限定于上述实施方式，包含权利要求中记载的发明范围及其均等的范围。

Claims (9)

1.一种卫星电波接收装置，其特征在于，具备：
接收器，其捕捉并接收来自定位卫星的电波；以及
处理器，其根据由上述接收器接收到的电波进行定位并取得自身设备的当前位置，
上述处理器在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在预定的条件下使上述接收器停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，
在上述捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围未满足预定的精度基准的情况下，使上述接收器重新开始上述捕捉动作，
上述处理器分别考虑对接收了电波的多个定位卫星的各位置分别组合电波的各接收状态而得到的定位精度以及所取得的当前位置相对于根据自身设备的移动状况而求出的预测位置的偏差，计算上述当前位置的误差范围。
2.根据权利要求1所述的卫星电波接收装置，其特征在于，
在作为上述精度基准，上述误差范围比基准值宽阔的低精度时间成为第一基准时间中的预定的第一比例以上的情况下，上述处理器使上述接收器重新开始上述捕捉动作。
3.根据权利要求2所述的卫星电波接收装置，其特征在于，
在上述第一基准时间内取得当前位置失败的次数的比例成为小于上述第一比例的第二比例以上的情况下，上述处理器使上述接收器重新开始上述捕捉动作。
4.根据权利要求1所述的卫星电波接收装置，其特征在于，
上述处理器分别计算与上述定位精度有关的第一误差范围以及与上述预测位置与当前位置的偏差对应的第二误差范围，并根据上述第一误差范围和上述第二误差范围来计算上述当前位置的误差范围。
5.根据权利要求4所述的卫星电波接收装置，其特征在于，
上述处理器将上述第一误差范围和上述第二误差范围中的大的误差范围设为上述当前位置的误差范围。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的卫星电波接收装置，其特征在于，
上述处理器根据过去的定位结果来计算自身设备的移动速度，并求出从上次的定位位置开始以该移动速度进行了移动时的位置来作为新的预测位置。
7.一种电子时钟，其特征在于，具备：
权利要求1所述的卫星电波接收装置；
计时部，其对日期时间进行计数；以及
显示器，其能够显示由上述计时部计数的日期时间。
8.一种卫星电波接收装置的定位控制方法，该卫星电波接收装置具备捕捉并接收来自定位卫星的电波的接收器，其特征在于，
根据由上述接收器接收到的电波进行定位并取得自身设备的当前位置，
在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在预定的条件下使上述接收器停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，
在上述捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围未满足预定的精度基准的情况下，使上述接收器重新开始上述捕捉动作，
分别考虑对接收了电波的多个定位卫星的各位置分别组合电波的各接收状态而得到的定位精度以及所取得的当前位置相对于根据自身设备的移动状况而求出的预测位置的偏差，计算上述当前位置的误差范围。
9.一种记录介质，其记录有卫星电波接收装置的计算机可读取的程序，该卫星电波接收装置具备捕捉并接收来自定位卫星的电波的接收器，其特征在于，
上述程序使上述计算机进行以下动作：
根据由上述接收器接收到的电波进行定位并取得自身设备的当前位置，
在捕捉到来自定位所需数量的定位卫星的电波的情况下，在预定的条件下使上述接收器停止来自新的定位卫星的电波的捕捉动作，
在上述捕捉动作已停止时，在取得的当前位置的误差范围未满足预定的精度基准的情况下，使上述接收器重新开始上述捕捉动作，
分别考虑对接收了电波的多个定位卫星的各位置分别组合电波的各接收状态而得到的定位精度以及所取得的当前位置相对于根据自身设备的移动状况求出的预测位置的偏差，计算上述当前位置的误差范围。
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