JP6175775B2 - タイミング信号生成装置、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Description
本発明のある形態に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う測位計算部と、前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、前記複数のタイミング信号生成部の故障の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記複数のタイミング信号生成部のうちいずれかが生成したタイミング信号を選択するタイミング信号選択部と、を備えている
本発明のある別な形態に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う複数の測位計算部と、前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、タイミング信号選択部と、を備え、複数の前記測位計算部は、互いに異なる受信点での前記測位計算を行い、前記位置情報生成部は、前記複数の受信点の位置情報を生成し、複数の前記タイミング信号生成部は、前記互いに異なる受信点での、前記タイミング信号と前記衛星信号の受信状況を示すパラメーター情報とを生成し、前記タイミング信号選択部は、前記複数の前記パラメーター情報に基づいて、前記複数の前記タイミング信号の精度を比較し、比較結果に基づいて前記複数のタイミング信号のいずれかを選択する。
本発明のある別な形態に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う第1のモードと、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と設定された受信点の位置情報とに基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する第2のモードと、に切り替え可能な衛星信号受信部と、複数の前記測位計算の結果を取得し、前記複数の測位計算の結果における最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、前記衛星信号受信部に前記受信点の位置情報を設定し、前記衛星信号受信部を前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える受信制御部と、を備えている。 本発明のある別な形態に係るタイミング信号生成装置は、上記に記載のタイミング信号生成装置であって、クロック信号を出力する発振器と、前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、を備えている。
本適用例に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受
信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う測位
計算部と、前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における緯度、経度、高度の各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の位置情報とに基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、を備えている。
上記適用例に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う測位計算部と、前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、前記複数のタイミング信号生成部の故障の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記複数のタイミング信号生成部のうちいずれかが生成したタイミング信号を選択するタイミング信号選択部と、を備えていてもよい。
るようにしてもよい。
上記適用例に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う複数の測位計算部と、前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、タイミング信号選択部と、を備え、複数の前記測位計算部は、互いに異なる受信点での前記測位計算を行い、前記位置情報生成部は、前記複数の受信点の位置情報を生成し、複数の前記タイミング信号生成部は、前記互いに異なる受信点での、前記タイミング信号と前記衛星信号の受信状況を示すパラメーター情報とを生成し、前記タイミング信号選択部は、前記複数の前記パラメーター情報に基づいて、前記複数の前記タイミング信号の精度を比較し、比較結果に基づいて前記複数のタイミング信号のいずれかを選択するようにしてもよい。
本適用例に係るタイミング信号生成装置は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う第1のモードと、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と設定された受信点の位置情報とに基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する第2のモード、に切り替え可能な衛星信号受信部と、複数の前記測位計算の結果を取得し、前記複数の測位計算の結果における最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、前記衛星信号受信部に前記受信点の位置情報を設定し、前記衛星信号受信部を前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える受信制御部と、を備えている。
上記適用例に係るタイミング信号生成装置は、クロック信号を出力する発振器と、前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、を備えていてもよい。
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかのタイミング信号生成装置を含む。
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかのタイミング信号生成装置を含む。
本適用例に係るタイミング信号生成方法は、位置情報衛星から送信された衛星信号を受
信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う測位
計算ステップと、前記測位計算ステップでの複数の前記測位計算の結果における緯度、経度、高度の各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成ステップと、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と前記受信点の前記位置情報とに基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成するタイミング信号生成ステップと、を含む。
本適用例に係る衛星信号受信機の制御方法は、位置情報衛星から送信された衛星信号を
受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報及び時刻情報に基づいて測位計算を行う第
1のモードと、位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含ま
れる軌道情報と設定された受信点の位置情報とに基づいて、基準時刻に同期したタイミン
グ信号を生成する第2のモードと、に切り替え可能な衛星信号受信機の制御方法であって
、複数の前記測位計算の結果を取得し、前記複数の測位計算の結果における緯度、経度、高度の各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成ステップと、前記衛星信号受信機に前記受信点の位置情報を設定し、前記衛星信号受信機を前記第1のモードから前記第2のモードに切り替える受信制御ステップと、を含む。
ドでの複数の測位計算の結果における緯度、経度、高度の各々の最頻値又は中央値に基づいて、第2のモードにおいて設定すべき受信点の位置情報を生成するので、誤差の大きい測位結果の影響を受けにくく、従来手法と比較して、正確なタイミング信号を生成することができる。
1−1.第1実施形態
図1は、第1実施形態のタイミング信号生成装置の構成例を示す図である。図1に示すように、第1実施形態のタイミング信号生成装置1は、GPS受信機10、処理部(CPU)20、原子発振器30、温度センサー40、GPSアンテナ50を含んで構成されている。ただし、本実施形態のクロック生成装置1は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。なお、本実施形態のタイミング信号生成装置1は、構成要素の一部又は全部が物理的に分離されていてもよいし、一体化されていてもよい。例えば、GPS受信機10と処理部(CPU)20はそれぞれ別個のICで実現されていてもよいし、GPS受信機10と処理部(CPU)20は1チップのICとして実現されていてもよい。
ドは、各chipが+1又は−1のいずれかでありランダムパターンのように見える。従って、衛星信号と各C/Aコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているC/Aコードを検出することができる。
カウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報であって、経過時間が1.5秒単位で表した数となっている。ここで、Zカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信される時刻情報を示す。例えば、サブフレーム1のZカウントデータは、サブフレーム2の先頭ビットが送信される時刻情報を示す。また、HOWワードには、サブフレームのIDを示す3ビットのデータ(IDコード)も含まれている。すなわち、図2(A)に示すサブフレーム1〜5のHOWワードには、それぞれ「001」、「010」、「011」、「100」、「101」のIDコードが含まれている。
置情報とを用いて高精度の1PPSを出力する。具体的には、ベースバンド処理部13は、RTC134の一部に1PPSの各パルスの発生タイミングをカウントする1PPSカウンターを備えており、GPS衛星2の軌道情報と受信点の位置情報とを用いて、GPS衛星2から送信された衛星信号が受信点まで到達するのに要する伝搬遅延時間を計算し、この伝搬遅延時間に基づき1PPSカウンターの設定値を最適値に変更する。
Y)、捕捉したGPS衛星2から送信された航法メッセージを復調し、航法メッセージに含まれる各種情報の取得を開始する(S16)。具体的には、ベースバンド処理部13は、捕捉した各GPS衛星2からの航法メッセージをそれぞれ復調して時刻情報や軌道情報等の各種情報を取得し、取得した情報をSRAM133に記憶する。
、測位時間が16時間の条件での実験結果であり、図7(B)は、捕捉される衛星数が3
〜5、衛星信号の強度が−145dBm、測位時間が17時間の条件での実験結果である
。前者は、衛星信号の強度が小さいが測位計算に十分な数のGPS衛星が捕捉される受信環境を想定したものであり、後者は、衛星信号の強度が小さく、測位計算に十分な数のGPS衛星が捕捉されるとは限らない受信環境を想定したものである。図7(A),図7(B)のいずれのシミュレーション結果でも、真位置との距離が小さい順に、最頻値、中
央値、平均値であった。このシミュレーション結果から、測位計算により得られる位置の
最頻値または中央値を選択し、位置固定モードにおける受信点の位置情報としてGPS受
信機に設定することで、平均値を選択する場合と比較して1PPSの精度が向上すること
がわかる。
を選択し、GPS受信機の位置固定モードにおける受信点の位置情報として当該最頻値又は中央値を設定する。衛星信号の受信環境が劣化すると、マルチパス等に起因する測位計算の誤差が大きくなるため、従来手法のように、位置固定モードにおける位置情報として測位結果の平均値を設定した場合、誤差が大きくなる可能性が高いが、本実施形態のように、最頻値や中央値を設定することで、誤差の大きい測位結果の影響を受けにくいので、従来手法と比較して、位置固定モードにおける1PPSの精度を高めることができる。
図8は、第2実施形態のタイミング信号生成装置の構成例を示す図である。図8に示すように、第2実施形態のタイミング信号生成装置1は、2つのGPS受信機10A,10B、処理部(CPU)20、原子発振器30、温度センサー40、2つのGPSアンテナ50A,50Bを含んで構成されている。ただし、本実施形態のクロック生成装置1は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
0Bの出力信号(1PPSやNMEAデータ)を監視することでGPS受信機10A,10Bの故障を検出することができる。
上であってもよい。
図10は、第3実施形態のタイミング信号生成装置の構成例を示す図である。図10に示すように、第3実施形態のタイミング信号生成装置1は、3つのGPS受信機10A,10B,10C、処理部(CPU)20、原子発振器30、温度センサー40、3つのGPSアンテナ50A,50B,50Cを含んで構成されている。ただし、本実施形態のクロック生成装置1は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
S受信機とGPSアンテナのセットが3つであるが、2つでもよいし4つ以上であってもよい。
図12は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。
り、CPU320から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部370には操作部330として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。
図13は、本実施形態の移動体の一例を示す図(上面図)である。図13に示す移動体400は、タイミング信号生成装置410、カーナビゲーション装置420、コントローラー430,440,450、バッテリー460、バックアップ用バッテリー470を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図13の構成要素(各部)の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
温度補償型水晶発振器(TCXO)、20 処理部(CPU)、21 位相比較器、22 ループフィルター、23 DSP、24 分周器、25 GPS制御部、26 選択スイッチ、27 故障判定部、30 原子発振器、40 温度センサー、50,50A,50B,50C GPSアンテナ、121 PLL、122 LNA、123 ミキサー、124 IFアンプ、125 IFフィルター、126 ADC(A/D変換器)、131 DSP、132 CPU、133 SRAM、134 RTC(リアルタイムクロック)、300 電子機器、310 タイミング信号生成装置、320 CPU、330
操作部、340 ROM、350 RAM、360 通信部、370 表示部、400
移動体、410 タイミング信号生成装置、420 カーナビゲーション装置、430,440,450 コントローラー、460 バッテリー、470 バックアップ用バッテリー
Claims (6)
- 位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報
及び時刻情報に基づいて測位計算を行う測位計算部と、
前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、
位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報
と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、
前記複数のタイミング信号生成部の故障の有無を判定し、判定結果に基づいて、前記複数のタイミング信号生成部のうちいずれかが生成したタイミング信号を選択するタイミング信号選択部と、
を備えているタイミング信号生成装置。 - 位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報
及び時刻情報に基づいて測位計算を行う複数の測位計算部と、
前記測位計算部による複数の前記測位計算の結果における各々の最頻値又は中央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、
位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報
と前記受信点の位置情報と、に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する複数のタイミング信号生成部と、
タイミング信号選択部と、を備え、
複数の前記測位計算部は、互いに異なる受信点での前記測位計算を行い、
前記位置情報生成部は、前記複数の受信点の位置情報を生成し、
複数の前記タイミング信号生成部は、前記互いに異なる受信点での、前記タイミング信
号と前記衛星信号の受信状況を示すパラメーター情報とを生成し、
前記タイミング信号選択部は、
前記複数の前記パラメーター情報に基づいて、前記複数の前記タイミング信号の精度を
比較し、比較結果に基づいて前記複数のタイミング信号のいずれかを選択する、タイミング信号生成装置。 - 位置情報衛星から送信された衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報
及び時刻情報に基づいて測位計算を行う第1のモードと、位置情報衛星から送信された衛
星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる軌道情報と設定された受信点の位置情報と
に基づいて、基準時刻に同期したタイミング信号を生成する第2のモードと、に切り替え
可能な衛星信号受信部と、
複数の前記測位計算の結果を取得し、前記複数の測位計算の結果における最頻値又は中
央値に基づいて、受信点の位置情報を生成する位置情報生成部と、
前記衛星信号受信部に前記受信点の位置情報を設定し、前記衛星信号受信部を前記第1
のモードから前記第2のモードに切り替える受信制御部と、を備えているタイミング信号
生成装置。 - クロック信号を出力する発振器と、
前記クロック信号を前記タイミング信号に同期させる同期制御部と、を備えている請求
項1乃至3のいずれか一項に記載のタイミング信号生成装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のタイミング信号生成装置を含む、電子機器。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載のタイミング信号生成装置を含む、移動体。
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