JP5217006B2 - 高精度時刻同期装置、高精度時刻同期方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、高精度時刻同期装置、高精度時刻同期方法、およびプログラムに関する。本発明は、特に、高精度の時刻信号を出力する高精度時刻同期装置、高精度時刻同期方法、およびプログラムに関する。

電波時計によるＪＪＹ信号の受信精度を向上させる技術が考案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。また、複数の情報処理装置に時刻信号を供給して、複数の情報処理装置の内蔵時計を標準時刻と同期させることにより、複数の情報処理装置同士を同期させる技術が考案されている（例えば、特許文献３参照。）。たとえば、複数の情報処理装置にＪＪＹ信号を供給して、複数の情報処理装置の内蔵時計を標準時刻と同期させることにより、複数の情報処理装置同士を同期させることができる。
特開２００７−１０７８９１号公報 特開２００７−１３９７０５号公報 特表２００５−５２０４４７号公報

しかしながら、ＪＪＹ信号の受信位置によって、ＪＪＹ信号が示す時刻の誤差が異なるので、ＪＪＹ信号が示す時刻が保障できる精度は、１００ミリｓｅｃ程度となっている。このため、ＪＪＹ信号を利用して複数の情報処理装置同士を同期させるシステムでは、複数の情報処理装置同士を高精度で同期させることができない。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、高精度時刻同期装置であって、ＪＪＹ信号を入力するＪＪＹ信号入力部と、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を補正値格納部から取得する補正値取得部と、ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値で補正する高精度時刻補正部と、高精度時刻補正部が補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力するＪＪＹ信号出力部とを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施形態に係る高精度時刻同期システム１０の一例を示す。高精度時刻同期システム１０は、ＪＪＹユニット１００Ａ、ＪＪＹユニット１００Ｂ、高精度時刻同期装置１１０Ａ、高精度時刻同期装置１１０Ｂ、同期対象機器１２０Ａ、同期対象機器１２０Ｂ、および管理装置１４０を備える。

以降の説明においては、ＪＪＹユニット１００ＡおよびＪＪＹユニット１００ＢをＪＪＹユニット１００と称する場合がある。また、高精度時刻同期装置１１０Ａおよび高精度時刻同期装置１１０Ｂを高精度時刻同期装置１１０と称する場合がある。また、同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂを同期対象機器１２０と称する場合がある。

同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂは、互いに同期して処理をおこなう。具体的には、同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂは、それぞれ、標準時刻を示す時刻信号として利用可能なＪＪＹ信号を受信する。そして、同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂは、それぞれ、受信したＪＪＹ信号が示す時刻に内蔵時計を同期させる。これにより、同期対象機器１２０Ａが有する内蔵時計と同期対象機器１２０Ｂが有する内蔵時計とは互いに同期する。

同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂは、それぞれ、内蔵時計が示す時刻に基づいて処理をおこなう。したがって、同期対象機器１２０Ａと同期対象機器１２０Ｂとは、互いに同期して処理をおこなうことができる。

同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂは、それぞれ、高精度のＪＪＹ信号を受信することが好ましい。同期対象機器１２０Ａおよび同期対象機器１２０Ｂのそれぞれが、高精度のＪＪＹ信号を受信することにより、同期対象機器１２０Ａと同期対象機器１２０Ｂとが、互いに高精度で同期して処理をおこなうことができる。

管理装置１４０は、ネットワーク１３０を介して、複数の同期対象機器１２０を集中制御する。管理装置１４０は、同期対象機器１２０が高精度時刻同期処理をおこなわないように、同期対象機器１２０を制御してもよい。管理装置１４０は、同期対象機器１２０に対して、ＪＪＹの受信状況、ＪＪＹ信号の補正情報などの各種情報を提供してもよい。

ＪＪＹユニット１００は、当該ＪＪＹユニット１００が有するアンテナにより、基準電波発振局から発せられたＪＪＹ信号を受信する。ＪＪＹユニット１００は、受信したＪＪＹ信号を、同期対象機器１２０に向けて出力する。

基準電波発振局は、タイミング信号とＪＪＹ情報とを関連付けて出力する。基準電波発振局は、周期的にタイミング信号およびＪＪＹ情報を出力する。たとえば、基準電波発振局は、１秒ごとに、タイミング信号およびＪＪＹ情報を出力する。

同様に、ＪＪＹユニット１００は、タイミング信号とＪＪＹ情報とを関連付けて出力する。ＪＪＹユニット１００は、周期的にタイミング信号およびＪＪＹ情報を出力する。たとえば、ＪＪＹユニット１００は、１秒ごとに、タイミング信号およびＪＪＹ情報を出力する。

高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０とのＪＪＹ信号の通信経路上に設けられる。高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０とのＪＪＹ信号の通信経路上において、同期対象機器１２０に対するＪＪＹ信号の入力を制御する。

具体的には、高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００から出力されたＪＪＹ信号を受信する。そして、高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００が基準電波発振局から発せられた電波を受信した位置に応じた補正値で、受信したＪＪＹ信号を補正する。そのうえで、高精度時刻同期装置１１０は、補正後のＪＪＹ信号を同期対象機器１２０へ出力する。

高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００が基準電波発振局から発せられた電波を受信した時期または時間帯に応じた補正値で、受信したＪＪＹ信号を補正することもできる。また、高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹユニット１００が基準電波発振局から発せられた電波を受信した時期または時間帯における天候に応じた補正値で、受信したＪＪＹ信号を補正することもできる。

高精度時刻同期装置１１０は、補正後のＪＪＹ信号に基づいて、当該高精度時刻同期装置１１０が有する内蔵時計の時刻を高精度で標準時刻に同期させることができる。したがって、高精度時刻同期装置１１０は、当該高精度時刻同期装置１１０が有する内蔵時計の時刻を示すＪＪＹ信号を同期対象機器１２０へ出力することによっても、高精度のＪＪＹ信号を同期対象機器１２０へ供給できる。

このように、本実施形態の高精度時刻同期システム１０によれば、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０との通信経路上に高精度時刻同期装置１１０を設けたことにより、ＪＪＹユニット１００から出力されたＪＪＹ信号の誤差を補正することができる。このため、高精度のＪＪＹ信号を同期対象機器１２０に供給できる。したがって、複数の同期対象機器１２０同士を高精度で同期させることができる。

たとえば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）またはＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を利用する携帯電話用の通信システムがある。このような通信システムにおいて、複数の無線基地局から一の通信端末に対して同時にデータを無線送信することにより、通信品質または通信速度を向上できる場合がある。この場合、本実施形態の高精度時刻同期システム１０を通信システムに適用することで、複数の無線基地局を高精度で同期させることができる。

また、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）など、他の通信方式または他の通信規格を利用する通信システムがある。このような通信システムであっても、複数の無線基地局から一の通信端末に対して同時にデータを無線送信することにより、通信品質または通信速度を向上できる場合がある。この場合も、本実施形態の高精度時刻同期システム１０を通信システムに適用することで、複数の無線基地局を高精度で同期させることができる。

なお、高精度時刻同期システム１０においては、高精度時刻同期装置１１０および管理装置１４０を除いて、既存の通信システムを利用してもよい。たとえば、既存の通信システムに対して、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０とのＪＪＹ信号の通信経路上に高精度時刻同期装置１１０を設けることにより、高精度時刻同期システム１０を構築してもよい。

この場合、高精度時刻同期装置１１０のＪＪＹ信号の入出力インターフェイスの規格を、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０との接続に用いられるＪＪＹ信号の入出力インターフェイスの規格と同一とすることが好ましい。たとえば、ＪＪＹユニット１００と同期対象機器１２０との接続に用いられるＪＪＹ信号の入出力インターフェイスの規格にＲＳ−４２２が用いられている場合、高精度時刻同期装置１１０のＪＪＹ信号の入出力インターフェイスの規格をＲＳ−４２２とすることが好ましい。これにより、高精度時刻同期装置１１０の利用を開始する場合においては、既存の通信システムに対して、容易に高精度時刻同期装置１１０を接続することができる。また、高精度時刻同期装置１１０の利用を廃止する場合においては、容易に既存の通信システムを復元できる。

図２は、高精度時刻同期装置１１０が出力するＪＪＹ信号の一例を示す。高精度時刻同期装置１１０は、タイミング信号２０１、ＪＪＹ情報２０２、およびＪＪＹ制御情報２０３を有するＪＪＹ信号を出力する。

高精度時刻同期装置１１０は、時刻データを有するＪＪＹ情報２０２を出力する。高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹ信号を受信した時刻、ＪＪＹ信号を受信した地点の緯度および経度、ＪＪＹ信号の精度、ＪＪＹ信号を受信した時刻における天候など、ＪＪＹに関する各種情報を有するＪＪＹ情報２０２を出力してもよい。また、高精度時刻同期装置１１０は、ＮＭＥＡ０１８３フォーマットのＪＪＹ情報２０２を出力してもよい。

高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹ情報に示された時刻データに同期させるタイミングを示すタイミング信号２０１を出力する。たとえば、高精度時刻同期装置１１０は、マイクロｓｅｃ精度またはナノｓｅｃ精度で、標準時刻と同期する高精度のタイミング信号２０１を出力する。

また、高精度時刻同期装置１１０は、周期的に、タイミング信号２０１およびＪＪＹ情報２０２を出力する。たとえば、高精度時刻同期装置１１０は、１秒周期で、タイミング信号２０１およびＪＪＹ情報２０２を出力する。

また、高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹ信号の入出力に関する制御情報として、ＪＪＹ制御情報２０３を入出力してもよい。たとえば、高精度時刻同期装置１１０は、タイミング信号２０１およびＪＪＹ情報２０２供給を開始または停止する旨を示すＪＪＹ制御情報２０３を出力してもよい。

同期対象機器１２０は、高精度時刻同期装置１１０から出力されたタイミング信号２０１およびＪＪＹ情報２０２を受信する。同期対象機器１２０は、タイミング信号２０１を受信したタイミングで、ＪＪＹ情報２０２に示されている時刻と、当該同期対象機器１２０が有する内蔵時計の時刻とを同期させる。これにより、同期対象機器１２０は、マイクロｓｅｃ精度またはナノｓｅｃ精度で、内蔵時計の時刻を標準時刻と同期させることができる。同期対象機器１２０は、タイミング信号２０１を受信するごとに、ＪＪＹ情報２０２に示されている時刻と、当該同期対象機器１２０が有する内蔵時計の時刻とを同期させてもよい。

図３は、実施形態に係る高精度時刻同期装置１１０Ａの機能構成例を示す。以下、高精度時刻同期装置１１０Ａの機能構成を説明する。高精度時刻同期装置１１０Ｂは、高精度時刻同期装置１１０Ａと同様の機能構成を有する。このため、高精度時刻同期装置１１０Ｂの機能構成例の説明を省略する。

高精度時刻同期装置１１０Ａは、ＪＪＹエミュレータ部３００、ＪＪＹエミュレータ制御部３２０、および通信部３４０を備える。ＪＪＹエミュレータ部３００は、ＪＪＹ信号入力部３０２、補正値取得部３０３、高精度時刻補正部３０５、内蔵時計時刻調整部３１０、内蔵時計３１２、およびＪＪＹ信号出力部３１４を有する。また、ＪＪＹエミュレータ部３００は、ＧＰＳユニット３０６、ＧＰＳ信号入力部３０８、ＧＰＳ精度判断部３０９、補正値算出部３１１、補正値記録部３１３、および補正値格納部３１５を有する。

ＪＪＹ信号入力部３０２は、ＪＪＹ信号を入力する。具体的には、ＪＪＹ信号入力部３０２は、ＪＪＹユニット１００Ａから送信されたＪＪＹ信号を入力する。ＪＪＹ信号入力部３０２は、タイミング信号およびＪＪＹ情報を有するＪＪＹ信号を入力してもよい。

補正値取得部３０３は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を補正値格納部３１５から取得する。具体的には、補正値取得部３０３は、ＪＪＹユニット１００ＡがＪＪＹ信号を受信した位置に応じた補正値を補正値格納部３１５から取得する。たとえば、補正値取得部３０３は、マイクロｓｅｃ精度またはナノｓｅｃ精度の補正値を補正値格納部３１５から取得する。

補正値取得部３０３は、基準電波発信局からＪＪＹユニット１００Ａまでの距離に応じた補正値を補正値格納部３１５から取得してもよい。また、補正値取得部３０３は、基準電波発信局からＪＪＹユニット１００Ａまでの地形に応じた補正値を補正値格納部３１５から取得してもよい。また、補正値取得部３０３は、基準電波発信局からＪＪＹユニット１００Ａまでの環境に応じた補正値を補正値格納部３１５から取得してもよい。

補正値取得部３０３は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯にさらに応じた補正値を取得してもよい。たとえば、補正値取得部３０３は、ＪＪＹユニット１００ＡがＪＪＹ信号を受信した時期または時間帯にさらに応じた補正値を取得する。ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における電離層の状態にさらに応じた補正値を取得してもよい。

補正値取得部３０３は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における天候にさらに応じた補正値を取得してもよい。たとえば、補正値取得部３０３は、ＪＪＹユニット１００ＡがＪＪＹ信号を受信した時期または時間帯における天候にさらに応じた補正値を取得する。

高精度時刻補正部３０５は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、補正値取得部３０３が取得した補正値で補正する。たとえば、高精度時刻補正部３０５は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、補正値取得部３０３が取得した、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値で補正する。

高精度時刻補正部３０５は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、補正値取得部３０３が取得した、時期または時間帯にさらに応じた補正値で補正してもよい。また、高精度時刻補正部３０５は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、補正値取得部３０３が取得した、時期または時間帯における天候にさらに応じた補正値で補正してもよい。

内蔵時計時刻調整部３１０は、内蔵時計３１２の時刻を高精度時刻補正部３０５が補正した時刻に同期させる。たとえば、内蔵時計時刻調整部３１０は、高精度時刻補正部３０５が補正した時刻に基づいて、内蔵時計３１２が有する発振器が出力するタイミング信号の周期を補正することにより、内蔵時計３１２の時刻を高精度時刻補正部３０５が補正した時刻に同期させてもよい。この場合、内蔵時計時刻調整部３１０は、高精度時刻補正部３０５が補正した時刻に基づいて、内蔵時計３１２が有する発振器が出力するタイミング信号の周期をマイクロｓｅｃ精度またはナノｓｅｃ精度で補正することにより、内蔵時計３１２の時刻を高精度時刻補正部３０５が補正した時刻に高精度で同期させてもよい。

ＪＪＹ信号出力部３１４は、高精度時刻補正部３０５が補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力する。ＪＪＹ信号出力部３１４は、高精度時刻補正部３０５が補正した時刻を示すタイミング信号およびＪＪＹ情報を有するＪＪＹ信号を出力してもよい。ＪＪＹ信号出力部３１４は、高精度時刻補正部３０５が内蔵時計３１２の時刻を補正した後に、内蔵時計３１２の時刻を示すＪＪＹ信号を出力してもよい。

ＪＪＹ信号出力部３１４は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号と同一フォーマットのＪＪＹ信号を出力してもよい。たとえば、ＪＪＹ信号出力部３１４は、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が有するタイミング信号および時刻データと同一フォーマットのタイミング信号および時刻データを有するＪＪＹ信号を出力してもよい。

ＧＰＳユニット３０６は、当該ＧＰＳユニット３０６が有するアンテナにより、複数のＧＰＳ衛星から発せられた電波をそれぞれ受信する。ＧＰＳユニット３０６は、受信した複数の電波が示す情報に基づいて、標準時刻を示す時刻信号として利用可能なＧＰＳ信号を生成する。そして、ＧＰＳユニット３０６は、生成したＧＰＳ信号を出力する。

より具体的には、ＧＰＳユニット３０６は、時刻信号として利用可能なタイミング信号およびＧＰＳ情報を生成する。そして、ＧＰＳユニット３０６は、生成したタイミング信号とＧＰＳ情報とを関連付けて出力する。ＧＰＳユニット３０６は、周期的にタイミング信号およびＧＰＳ情報を出力する。たとえば、ＧＰＳユニット３０６は、１秒ごとに、タイミング信号およびＧＰＳ情報を出力する。ＧＰＳユニット３０６は、高精度時刻同期装置１１０Ａの外部に設けられていてもよい。

ＧＰＳ信号入力部３０８は、ＧＰＳ信号を入力する。たとえば、ＧＰＳ信号入力部３０８は、標準時刻を示すＧＰＳ信号を入力する。ＧＰＳ信号入力部３０８は、ＧＰＳ信号として、ＧＰＳユニット３０６から送信されたＧＰＳ信号を入力してもよい。また、ＧＰＳ信号入力部３０８は、ＧＰＳユニット３０６から送信されたタイミング信号およびＧＰＳ情報を有するＧＰＳ信号を入力してもよい。

ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度を判断する。ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号が示すＧＰＳ衛星の数に基づいて、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度を判断してもよい。

たとえば、ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号にＧＰＳ衛星の数として「４」以上の値が示されている場合、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度が高いと判断してもよい。一方、ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号にＧＰＳ衛星の数として「３」未満の値が示されている場合、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度が低いと判断してもよい。

ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号が示すＧＰＳの受信状態に基づいて、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度を判断してもよい。たとえば、ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号にＧＰＳの受信状態として「ＤＧＰＳ」または「測位完了」が示されている場合、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度が高いと判断してもよい。一方、ＧＰＳ精度判断部３０９は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号にＧＰＳの受信状態として「受信不能」、「受信中」、または「単独測位」が示されている場合、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度が低いと判断してもよい。

補正値算出部３１１は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号が示す時刻と、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻とを比較することにより、補正値を算出する。たとえば、補正値算出部３１１は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号が示す時刻から、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を減算することにより、補正値を算出する。

補正値記録部３１３は、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて補正値格納部３１５に記録する。補正値記録部３１３は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号の精度が所定値以上であるとＧＰＳ精度判断部３０９が判断した場合に、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて補正値格納部３１５に記録してもよい。

補正値記録部３１３は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号に示されているＧＰＳ衛星の数が所定数以上であるとＧＰＳ精度判断部３０９が判断した場合に、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて補正値格納部３１５に記録してもよい。たとえば、補正値記録部３１３は、ＧＰＳ信号入力部３０８が入力したＧＰＳ信号に示されているＧＰＳ衛星の数が４つ以上であるとＧＰＳ精度判断部３０９が判断した場合に、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて補正値格納部３１５に記録してもよい。

補正値記録部３１３は、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯にさらに関連付けて補正値格納部３１５に記録してもよい。また、補正値記録部３１３は、補正値算出部３１１が算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における天候にさらに関連付けて補正値格納部３１５に記録してもよい。

補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を格納する。補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯にさらに応じた補正値を格納してもよい。補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における天候にさらに応じた補正値を格納してもよい。補正値格納部３１５は、高精度時刻同期装置１１０Ａの外部に設けられていてもよい。

通信部３４０は、ネットワーク１３０に接続された各種情報処理装置から送信された各種情報を受信する。たとえば、通信部３４０は、ネットワーク１３０に接続された管理装置１４０から送信された各種制御情報を受信してもよい。

ＪＪＹエミュレータ制御部３２０は、ＪＪＹエミュレータ部３００が有する各部を制御する。これにより、ＪＪＹエミュレータ制御部３２０は、ＪＪＹエミュレータ部３００による高精度時刻同期処理を制御する。ＪＪＹエミュレータ制御部３２０は、ＪＪＹエミュレータ部３００が高精度時刻同期処理をおこなわないように、ＪＪＹエミュレータ部３００を制御してもよい。ＪＪＹエミュレータ制御部３２０は、管理装置１４０から送信された制御信号に基づいて、ＪＪＹエミュレータ部３００が高精度時刻同期処理をおこなわないように、ＪＪＹエミュレータ部３００を制御してもよい。

図４は、高精度時刻同期装置１１０Ａによる処理のフローの一例を示す。まず、ＪＪＹ信号入力部３０２によって、ＪＪＹユニット１００Ａから送信されたＪＪＹ信号を入力する（Ｓ４０１）。つぎに、ＪＪＹエミュレータ制御部３２０によって、高精度時刻同期処理をおこなうか否かを判断する（Ｓ４０２）。

ＪＪＹエミュレータ制御部３２０が高精度時刻同期処理をおこなわないと判断した場合は（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＪＪＹ信号出力部３１４によって、Ｓ４０１で入力したＪＪＹ信号を同期対象機器１２０Ａに出力して（Ｓ４０３）、Ｓ４０１に戻る。一方、ＪＪＹエミュレータ制御部３２０が高精度時刻同期処理をおこなうと判断した場合は（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、補正値取得部３０３によって、Ｓ４０１で入力したＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値と、Ｓ４０１で入力したＪＪＹ信号が受信された時間帯に応じた補正値とを補正値格納部３１５から取得する（Ｓ４０４）。

そして、高精度時刻補正部３０５によって、Ｓ４０１で入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、Ｓ４０４で取得した補正値で補正する（Ｓ４０５）。さらに、内蔵時計時刻調整部３１０によって、内蔵時計３１２の時刻をＳ４０５で補正した時刻に同期させる（Ｓ４０６）。そのうえで、ＪＪＹ信号出力部３１４によって、Ｓ４０５で補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力（Ｓ４０７）、Ｓ４０１に戻る。

高精度時刻同期装置１１０Ａは、周期的に、上記した処理を実行する。たとえば、高精度時刻同期装置１１０Ａは、１秒周期で、上記した処理を実行する。これにより、高精度時刻同期装置１１０Ａは、同期対象機器１２０Ａに対して、周期的に高精度のＪＪＹ信号を供給することができる。

図５は、高精度時刻同期装置１１０Ａによる処理のフローの他の一例を示す。まず、ＧＰＳ信号入力部３０８によって、ＧＰＳユニット３０６から出力されたＧＰＳ信号を入力する（Ｓ５０１）。

つぎに、ＧＰＳ精度判断部３０９によって、Ｓ５０１で入力したＧＰＳ信号にＧＰＳ衛星の数として「４」以上の値が示されているか否かを判断する（Ｓ５０２）。ＧＰＳ精度判断部３０９が、Ｓ５０１で入力したＧＰＳ信号にＧＰＳ衛星の数として「４」以上の値が示されていないと判断した場合は（Ｓ５０２：Ｎｏ）、Ｓ５０１に戻る。

一方、ＧＰＳ精度判断部３０９が、Ｓ５０１で入力したＧＰＳ信号にＧＰＳ衛星の数として「４」以上の値が示されていると判断した場合は（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、補正値算出部３１１によって、補正値を算出する。そして、補正値記録部３１３によって、Ｓ５０３で算出した補正値を、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号の受信位置と、ＪＪＹ信号入力部３０２が入力したＪＪＹ信号が受信された時間帯とに関連付けて補正値格納部３１５に記録して（Ｓ５０４）、Ｓ５０１に戻る。

高精度時刻同期装置１１０Ａは、周期的に、上記した処理を実行する。たとえば、高精度時刻同期装置１１０Ａは、１秒周期で、上記した処理を実行する。これにより、高精度時刻同期装置１１０Ａは、継続して補正値を補正値格納部３１５に蓄積することができる。補正値格納部３１５がより多くの補正値を蓄積することにより、高精度時刻同期装置１１０Ａは、より高精度でＪＪＹ信号を補正することができる。

図６は、ＪＪＹ信号が示す時刻の標準時刻からの遅延量を示す。図６（ａ）は、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた遅延量を示す。ＪＪＹ信号の遅延量は、ＪＪＹ信号の受信位置によって異なる。たとえば、ＪＪＹ信号の遅延量は、基準電波発信局からＪＪＹ信号の受信位置までの距離、地形、および環境によって異なる。しかしながら、本実施形態では、ＪＪＹユニット１００の位置であるＪＪＹ信号の受信位置は変動しないので、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた遅延量は変動しない。

図６（ｂ）は、ＪＪＹ信号が受信された時間帯に応じた遅延量を示す。たとえば、地球の上空には、ＪＪＹ信号を反射する電離層が存在する。電離層は、太陽からの紫外線の強さに応じて状態が変動する。これに伴って、電離層によるＪＪＹ信号の反射量が変動する。したがって、ＪＪＹ信号の遅延量は、時間帯、季節などによって異なる。

図７は、補正値格納部３１５が格納する補正値の一例を示す。図７（ａ）は、補正値格納部３１５が格納する、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を示す。補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた、マイクロｓｅｃ精度の補正値を格納する。本実施形態では、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた遅延量は変動しないので、補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値として、固定値を格納する。

図７（ｂ）は、補正値格納部３１５が格納する、ＪＪＹ信号が受信された時間帯に応じた補正値を示す。補正値格納部３１５は、ＪＪＹ信号が受信された時間帯に応じた、マイクロｓｅｃ精度の補正値を格納する。

図７（ｂ）に示す例では、補正値格納部３１５は、時単位の補正値を格納しているが、より細分化された補正値を格納してもよい。たとえば、補正値格納部３１５は、分単位または秒単位の補正値を格納してもよい。また、図７（ｂ）に示す例では、補正値格納部３１５は、時期を問わずに時単位の補正値を格納しているが、時期ごとに時単位の補正値を格納してもよい。たとえば、補正値格納部３１５は、季節、月、または日ごとに、時単位、分単位、または秒単位の補正値を格納してもよい。

高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹ信号の受信位置の緯度が「３５Ｎ６６」で経度が「１３９Ｅ７６」の場合、高精度時刻同期装置１１０は、補正値格納部３１５から、ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値として「４５３４．５（マイクロｓｅｃ）」を取得する。また、高精度時刻同期装置１１０は、現在の時刻が「６：００」の場合、補正値格納部３１５から、ＪＪＹ信号の時間帯に応じた補正値として「１２４５．６（マイクロｓｅｃ）」を取得する。高精度時刻同期装置１１０は、受信したＪＪＹ信号が示す時刻を、取得したこれらの補正値で補正する。

高精度時刻同期装置１１０は、補正値格納部３１５に対して、補正値を追加または更新することができる。たとえば、ある時刻ＴにＧＰＳ信号を受信した場合において、時刻Ｔの補正値が補正値格納部３１５に格納されてない場合がある。この場合、高精度時刻同期装置１１０は、受信したＧＰＳ信号と、受信したＪＪＹ信号とを比較することにより補正値を算出した後に、算出した補正値を時刻Ｔの補正値として、補正値格納部３１５に格納することができる。

また、精度の低い補正値が補正値格納部３１５に格納されている場合がある。この場合、高精度時刻同期装置１１０は、高精度のＧＰＳ信号を受信することで、高精度の補正値を算出した後に、補正値格納部３１５に格納されている補正値を、算出した高精度の補正値に更新することができる。たとえば、高精度時刻同期装置１１０は、補正値格納部３１５に格納されている補正値と、ＧＰＳ信号の精度に関する情報とを、関連付けて記録してもよい。そして、記録されているＧＰＳ信号の精度と、ＧＰＳ精度判断部３０９が判断したＧＰＳ信号の精度とを比較することにより、算出した補正値の精度が補正値格納部３１５に格納されている補正値の精度よりも高いか否かを判断してもよい。このように、高精度時刻同期装置１１０は、補正値を随時追加または更新することにより、補正値格納部３１５に格納されている補正値の精度を向上させることができる。

このように、本実施形態の高精度時刻同期システム１０によれば、ＪＪＹユニット１００から出力されたＪＪＹ信号が示す時刻の標準時刻からの遅延量を高精度で補正することができる。このため、複数の同期対象機器１２０のそれぞれに対して、高精度のＪＪＹ信号を供給できる。そして、複数の同期対象機器１２０のそれぞれの内蔵時計が示す時刻と標準時刻とを高精度で同期させることができる。したがって、複数の同期対象機器１２０同士を高精度で同期させることができる。

なお、本実施形態では、ＪＪＹ信号を補正した後に、補正後のＪＪＹ信号を同期対象機器１２０に供給する高精度時刻同期装置１１０を一例として説明したが、これに限らない。たとえば、高精度時刻同期装置１１０は、ＧＰＳ信号またはＮＴＰ信号を補正した後に、補正後のＧＰＳ信号またはＮＴＰ信号を同期対象機器１２０に供給してもよい。また、高精度時刻同期装置１１０は、ＪＪＹ信号、ＧＰＳ信号、およびＮＴＰ信号のいずれにも該当しない外部クロック信号を補正した後に、補正後の外部クロック信号を同期対象機器１２０に供給してもよい。

図８は、高精度時刻同期装置１１０のハードウェア構成の一例を示す。高精度時刻同期装置１１０は、ホスト・コントローラ１５８２により相互に接続されるＣＰＵ１５０５、ＲＡＭ１５２０、グラフィック・コントローラ１５７５、および表示デバイス１５８０を有するＣＰＵ周辺部を備える。また、高精度時刻同期装置１１０は、Ｉ／Ｏ（入出力）コントローラ１５８４によりホスト・コントローラ１５８２に接続される通信Ｉ／Ｆ１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、およびＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を有する入出力部を備える。さらに、高精度時刻同期装置１１０は、Ｉ／Ｏコントローラ１５８４に接続されるＲＯＭ１５１０、ＦＤ（フレキシブルディスク）ドライブ１５５０、およびＩ／Ｏ（入出力）チップ１５７０を有するレガシー入出力部を備える。

ホスト・コントローラ１５８２は、ＲＡＭ１５２０と、高転送レートでＲＡＭ１５２０をアクセスするＣＰＵ１５０５およびグラフィック・コントローラ１５７５とを接続する。ＣＰＵ１５０５は、ＲＯＭ１５１０およびＲＡＭ１５２０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部を制御する。グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等がＲＡＭ１５２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示デバイス１５８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１５７５は、ＣＰＵ１５０５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

Ｉ／Ｏコントローラ１５８４は、ホスト・コントローラ１５８２と、比較的高速な入出力装置である通信Ｉ／Ｆ１５３０、ハードディスクドライブ１５４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０を接続する。通信Ｉ／Ｆ１５３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ１５４０は、ＣＰＵ１５０５が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１５６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０に提供する。

また、Ｉ／Ｏコントローラ１５８４には、ＲＯＭ１５１０と、ＦＤドライブ１５５０、およびＩ／Ｏチップ１５７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１５１０は、高精度時刻同期装置１１０の起動時にＣＰＵ１５０５が実行するブート・プログラム、高精度時刻同期装置１１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。ＦＤドライブ１５５０は、フレキシブルディスク１５９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０に提供する。Ｉ／Ｏチップ１５７０は、ＦＤドライブ１５５０、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＲＡＭ１５２０を介してハードディスクドライブ１５４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク１５９０、ＣＤ−ＲＯＭ１５９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ１５２０を介して高精度時刻同期装置１１０内のハードディスクドライブ１５４０にインストールされ、ＣＰＵ１５０５において実行される。高精度時刻同期装置１１０にインストールされて実行されるプログラムは、ＣＰＵ１５０５等に働きかけて、コンピュータを、図１から図７にかけて説明した、高精度時刻同期装置１１０が有する各機能部として機能させる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

実施形態に係る高精度時刻同期システム１０の一例を示す。 高精度時刻同期装置１１０が出力するＪＪＹ信号の一例を示す。 実施形態に係る高精度時刻同期装置１１０Ａの機能構成例を示す。 高精度時刻同期装置１１０Ａによる処理のフローの一例を示す。 高精度時刻同期装置１１０Ａによる処理のフローの他の一例を示す。 ＪＪＹ信号が示す時刻の標準時刻からの遅延量を示す。 補正値格納部３１５が格納する補正値の一例を示す。 高精度時刻同期装置１１０のハードウェア構成の一例を示す。

符号の説明

１０ 高精度時刻同期システム
１００Ａ ＪＪＹユニット
１００Ｂ ＪＪＹユニット
１１０Ａ 高精度時刻同期装置
１１０Ｂ 高精度時刻同期装置
１２０ 同期対象機器
１３０ ネットワーク
１４０ 管理装置
３００ ＪＪＹエミュレータ部
３０２ ＪＪＹ信号入力部
３０３ 補正値取得部
３０５ 高精度時刻補正部
３０６ ＧＰＳユニット
３０８ ＧＰＳ信号入力部
３０９ ＧＰＳ精度判断部
３１０ 内蔵時計時刻調整部
３１１ 補正値算出部
３１２ 内蔵時計
３１３ 補正値記録部
３１４ ＪＪＹ信号出力部
３１５ 補正値格納部
３２０ ＪＪＹエミュレータ制御部
３４０ 通信部
１５０５ ＣＰＵ
１５１０ ＲＯＭ
１５２０ ＲＡＭ
１５３０ 通信Ｉ／Ｆ
１５４０ ハードディスクドライブ
１５５０ ＦＤドライブ
１５６０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１５７０ Ｉ／Ｏチップ
１５７５ グラフィック・コントローラ
１５８０ 表示デバイス
１５８２ ホスト・コントローラ
１５８４ Ｉ／Ｏコントローラ
１５９０ フレキシブルディスク
１５９５ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (12)

1. ＪＪＹ信号を入力するＪＪＹ信号入力部と、
   前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を補正値格納部から取得する補正値取得部と、
   前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた前記補正値で補正する高精度時刻補正部と、
   前記高精度時刻補正部が補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力するＪＪＹ信号出力部と
   を備える高精度時刻同期装置。
2. 内蔵時計と、
   前記内蔵時計の時刻を、前記高精度時刻補正部が補正した時刻に同期させる内蔵時計時刻調整部と
   をさらに備え、
   前記ＪＪＹ信号出力部は、前記内蔵時計の時刻を示す前記ＪＪＹ信号を出力する請求項１に記載の高精度時刻同期装置。
3. 前記補正値取得部は、前記ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯にさらに応じた前記補正値を取得し、
   前記高精度時刻補正部は、前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、時期または時間帯にさらに応じた前記補正値で補正する請求項２に記載の高精度時刻同期装置。
4. 前記補正値取得部は、前記ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における天候にさらに応じた前記補正値を取得し、
   前記高精度時刻補正部は、前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、時期または時間帯における天候にさらに応じた前記補正値で補正する請求項３に記載の高精度時刻同期装置。
5. 前記ＪＪＹ信号出力部は、前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号と同一フォーマットの前記ＪＪＹ信号を出力する請求項４に記載の高精度時刻同期装置。
6. ＧＰＳ信号を入力するＧＰＳ信号入力部と、
   前記ＧＰＳ信号が示す時刻と、前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻とを比較することにより、補正値を算出する補正値算出部と、
   前記補正値算出部が算出した補正値を前記ＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて前記補正値格納部に記録する補正値記録部と
   をさらに備える請求項５に記載の高精度時刻同期装置。
7. 前記ＧＰＳ信号の精度を判断するＧＰＳ精度判断部と
   をさらに備え、
   前記補正値記録部は、前記ＧＰＳ信号の精度が所定値以上であると前記ＧＰＳ精度判断部が判断した場合に、前記補正値算出部が算出した補正値を前記ＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて前記補正値格納部に記録する請求項６に記載の高精度時刻同期装置。
8. 前記ＧＰＳ精度判断部は、前記ＧＰＳ信号が示すＧＰＳ衛星の数に基づいて、前記ＧＰＳ信号の精度を判断し、
   前記補正値記録部は、前記ＧＰＳ衛星の数が所定数以上であると前記ＧＰＳ精度判断部が判断した場合に、前記補正値算出部が算出した補正値を前記ＪＪＹ信号の受信位置に関連付けて前記補正値格納部に記録する請求項７に記載の高精度時刻同期装置。
9. 前記補正値記録部は、前記補正値算出部が算出した補正値を前記ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯にさらに関連付けて前記補正値格納部に記録する請求項８に記載の高精度時刻同期装置。
10. 前記補正値記録部は、前記補正値算出部が算出した補正値を前記ＪＪＹ信号が受信された時期または時間帯における天候にさらに関連付けて前記補正値格納部に記録する請求項９に記載の高精度時刻同期装置。
11. ＪＪＹ信号を入力するＪＪＹ信号入力段階と、
    前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を補正値格納部から取得する補正値取得段階と、
    前記ＪＪＹ信号入力段階が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた前記補正値で補正する高精度時刻補正段階と、
    前記高精度時刻補正段階が補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力するＪＪＹ信号出力段階と
    を備える高精度時刻同期方法。
12. 高精度時刻同期装置用のプログラムであって、コンピュータを、
    ＪＪＹ信号を入力するＪＪＹ信号入力部、
    前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた補正値を補正値格納部から取得する補正値取得部、
    前記ＪＪＹ信号入力部が入力したＪＪＹ信号が示す時刻を、前記ＪＪＹ信号の受信位置に応じた前記補正値で補正する高精度時刻補正部、
    前記高精度時刻補正部が補正した時刻を示すＪＪＹ信号を出力するＪＪＹ信号出力部
    として機能させるプログラム。

Images