JP2018031687A - 衛星電波受信装置、電子時計、衛星電波捕捉制御方法、及びプログラム - Google Patents
衛星電波受信装置、電子時計、衛星電波捕捉制御方法、及びプログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する
ことを特徴とする衛星電波受信装置である。
図1は、本実施形態の衛星電波受信装置を含む電子時計1の機能構成を示すブロック図である。
計時回路48は、分周回路47から入力された所定の周波数の分周信号を計数することで現在日時を保持する。計時回路48の計数する現在日時は、衛星電波受信処理部50が取得した正確な現在日時などに基づいて、CPU41からの制御信号により修正可能となっている。
各測位衛星は、各々属する測位システムに応じたフォーマットで送信情報が符号化された信号(航法メッセージ)を測位衛星ごとに異なる疑似乱数符号列(疑似ランダムノイズ;PRN)でスペクトラム拡散して送信している。一般利用可能に公開されている疑似乱数符号列であるC/Aコードは、GPS(Global Positioning System;地球全体を対象とした衛星測位システム)やこれを補完する日本の準天頂衛星システム(QZSS;Quasi-Zenith Satellites System;地域測位システム)などでは、1023個の符号の配列であり、この符号配列が1msec周期で(1.023MHz)繰り返し用いられている。この電波の受信装置、即ち、電子時計1では、当該C/Aコードを用いて受信電波を逆スペクトラム拡散することで航法メッセージを含む信号を検出、復調する。
図2は、衛星電波受信処理部50で実行される測位処理の制御部52による制御手順を示すフローチャートである。
制御部52は、初期設定を行った後、受信部51を起動する(ステップS101)。制御部52は、受信対象とされる全ての測位衛星からの電波を検出捕捉する捕捉処理を捕捉部511に行わせる捕捉制御処理を呼び出して開始する(ステップS102)。この捕捉制御処理は、後述するように、ステップS103以降の処理と並列で動作し、所定の条件が満たされたタイミングで終了する。
なお、最大動作時間を設定しておき、当該最大動作時間を経過するまでに測位結果が得られない場合には、制御部52は、測位失敗としてCPU41に出力を行って測位処理を終了しても良い。
衛星電波受信処理部50において、捕捉処理は、上述のように少なくとも1周期(16機ずつ2回)合計32機の測位衛星に対して効率的に行われ、測位演算処理に十分な数の測位衛星が捕捉されるまで必要に応じて複数回繰り返され、十分な数の測位衛星が捕捉されると終了される。
ここで、測位演算処理に十分な測位衛星の数は、測位演算に必要な測位衛星の数(3機又は4機)よりも多少多い機数、例えば、6機に定められる。これよりも多い機数の測位衛星が何れかの周期における捕捉処理で捕捉された場合には、所定の条件、例えば、受信電波強度などに基づいて6機が選択されて捕捉処理が終了し、捕捉されている測位衛星の数が6機に満たない場合には、次の周期の捕捉処理を行う。
電子時計1では、運用中の1機のQZSS衛星に係るC/Aコードによる捕捉処理を捕捉周期ごとに初期設定された32機のGPS衛星(図3(a))のうちの1機と入れ替えて実行する。ここでは、図3(b)に示すように、識別符号がGPS−01(GPS衛星におけるID(識別番号)が01)のGPS衛星が、識別符号がQZS−01(QZSS衛星におけるIDが01)のQZSS衛星と入れ替えられて、GPS衛星31機とQZS衛星1機とについての捕捉処理が行われる。
この捕捉制御処理は、上述の測位処理などの衛星電波受信に係る処理内で呼び出されて開始される。
[変形例1]
変形例1の捕捉制御処理では、ユーザ設定やタイムゾーンの設定(受信可能性に係る所定の情報)などに基づいてQZSS衛星の送信電波の受信圏外にいるか否かを判断し、受信圏外にいると判断される場合には、QZSS衛星の捕捉処理を行わないように切り替える。
この捕捉制御処理は、上記実施の形態の捕捉処理に対してステップS141、S142の処理が追加された点を除いて同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して説明を省略する。
変形例2の捕捉制御処理では、各周期で捕捉された測位衛星を捕捉対象から除外し、GPS衛星、即ち、捕捉処理に係る初期位置が定められている測位衛星が捕捉された場合には、毎周期設定位置を移動させていた測位衛星、即ち、QZSS衛星で当該位置を埋めることで、QZSS衛星の移動設定を低減、解消していく。
図6は、捕捉制御処理の変形例2における捕捉対象の測位衛星の設定について説明する図である。ここでは、2機のQZSS衛星が運用中である場合を例に挙げて説明する。
この捕捉制御処理は、上記実施形態の捕捉制御処理と比較して、ステップS131〜S138の処理が追加されている。その他の処理は同一であり、同一の処理内容には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
これにより、捕捉時間を変更せず、GPS衛星の送信電波のみを捕捉する場合と同様の処理でバランス良くQZSS衛星などの追加された測位衛星の送信電波を捕捉することが出来る。従って、この衛星電波受信処理部50では、簡便に適切な測位衛星からの電波を効率良く捕捉して受信することが出来る。
これにより、入れ替えられた追加設定衛星を以降の捕捉動作時における入れ替え対象から外しつつ毎回捕捉動作を行うことが可能になる。従って、容易により効率良く捕捉されていない測位衛星の捕捉動作を続けることが出来る。
例えば、上記実施の形態では、16機の測位衛星の電波を並列に捕捉可能としたが、これに限られない。8機であっても良いし、32機全てが同時並列的に捕捉可能であっても良い。反対に、測位衛星の電波を1機ずつ順番に捕捉するものであっても良い。また、32の約数以外、例えば、10機となる構成が用いられる場合を除外するものではない。このような場合、QZSS衛星のうち2機を当初から初期設定衛星に加え、残りのQZSS衛星のみを可動QZSS衛星として、初期設定衛星と入れ替えながら捕捉対象とすることとしても良い。
その他、上記実施の形態で示した構成、制御内容や手順などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
<請求項1>
複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する
ことを特徴とする衛星電波受信装置。
<請求項2>
前記受信処理部は、2以上の所定数の衛星の送信電波を並列に捕捉対象とした捕捉動作を行うことを特徴とする請求項1記載の衛星電波受信装置。
<請求項3>
前記受信処理部は、前記所定数が前記初期設定衛星の数と同数又はその約数とされていることを特徴とする請求項2記載の衛星電波受信装置。
<請求項4>
前記制御部は、入れ替えられる前記一部の送信電波を所定の順番で定めることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
<請求項5>
前記制御部は、前記追加設定衛星の送信電波の受信可能性に係る所定の情報に基づいて、当該追加設定衛星の送信電波を前記初期設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めるか否かを定めることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
<請求項6>
前記捕捉対象とされた前記初期設定衛星の送信電波のうち少なくとも一部の送信電波が捕捉された場合、前記制御部は、捕捉された送信電波と同数以下の前記追加設定衛星の送信電波を前記捕捉された送信電波と入れ替えて前記捕捉対象とすることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
<請求項7>
前記追加設定衛星の送信電波のうち一部が捕捉された場合には、前記制御部は、以降の前記捕捉動作において当該捕捉された送信電波を前記捕捉対象としないことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
<請求項8>
前記初期設定衛星は、地球全体を対象とした所定の衛星測位システムに係る測位衛星であり、前記追加設定衛星は、当該衛星測位システムを補完する地域測位システムに係る測位衛星であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
<請求項9>
請求項1〜8の何れか一項に記載の衛星電波受信装置と、
現在の時刻を計数する計時部と、
前記計時部の計数する時刻に基づいて現在時刻を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする電子時計。
<請求項10>
複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部を備える衛星電波受信装置の衛星電波捕捉制御方法であって、
前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する捕捉対象入替ステップ
を含むことを特徴とする衛星電波捕捉制御方法。
<請求項11>
複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部を備える衛星電波受信装置のコンピュータを、
前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する捕捉対象入替手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
40 マイコン
41 CPU
42 ROM
421 プログラム
43 RAM
431 地方時設定記憶部
46 発振回路
47 分周回路
48 計時回路
50 衛星電波受信処理部
51 受信部
511 捕捉部
512 追尾部
52 制御部
53 記憶部
531 受信制御情報
532 プログラム
61 操作受付部
62 表示部
63 通信部
70 電力供給部
71 バッテリ
A1 アンテナ
A2 アンテナ
Claims (11)
- 複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する
ことを特徴とする衛星電波受信装置。 - 前記受信処理部は、2以上の所定数の衛星の送信電波を並列に捕捉対象とした捕捉動作を行うことを特徴とする請求項1記載の衛星電波受信装置。
- 前記受信処理部は、前記所定数が前記初期設定衛星の数と同数又はその約数とされていることを特徴とする請求項2記載の衛星電波受信装置。
- 前記制御部は、入れ替えられる前記一部の送信電波を所定の順番で定めることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
- 前記制御部は、前記追加設定衛星の送信電波の受信可能性に係る所定の情報に基づいて、当該追加設定衛星の送信電波を前記初期設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めるか否かを定めることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
- 前記捕捉対象とされた前記初期設定衛星の送信電波のうち少なくとも一部の送信電波が捕捉された場合、前記制御部は、捕捉された送信電波と同数以下の前記追加設定衛星の送信電波を前記捕捉された送信電波と入れ替えて前記捕捉対象とすることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
- 前記追加設定衛星の送信電波のうち一部が捕捉された場合には、前記制御部は、以降の前記捕捉動作において当該捕捉された送信電波を前記捕捉対象としないことを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
- 前記初期設定衛星は、地球全体を対象とした所定の衛星測位システムに係る測位衛星であり、前記追加設定衛星は、当該衛星測位システムを補完する地域測位システムに係る測位衛星であることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の衛星電波受信装置。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の衛星電波受信装置と、
現在の時刻を計数する計時部と、
前記計時部の計数する時刻に基づいて現在時刻を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする電子時計。 - 複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部を備える衛星電波受信装置の衛星電波捕捉制御方法であって、
前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する捕捉対象入替ステップ
を含むことを特徴とする衛星電波捕捉制御方法。 - 複数の衛星のうち少なくとも何れかの送信電波を捕捉して受信を行う受信処理部を備える衛星電波受信装置のコンピュータを、
前記受信処理部による捕捉動作において、捕捉対象として予め定められた初期設定衛星の送信電波のうち一部の送信電波を当該初期設定衛星以外の追加設定衛星の送信電波と入れ替えて前記捕捉対象に含めて前記捕捉動作を行わせ、前記捕捉動作を複数回行わせる場合には、当該捕捉動作ごとに入れ替えられる前記一部の送信電波を変更する捕捉対象入替手段
として機能させることを特徴とするプログラム。
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