JPH0815463A - 時計の時刻修正装置 - Google Patents

時計の時刻修正装置

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JPH0815463A
JPH0815463A JP15230894A JP15230894A JPH0815463A JP H0815463 A JPH0815463 A JP H0815463A JP 15230894 A JP15230894 A JP 15230894A JP 15230894 A JP15230894 A JP 15230894A JP H0815463 A JPH0815463 A JP H0815463A
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JP
Japan
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time
gps
timepiece
clock
satellites
Prior art date
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Pending
Application number
JP15230894A
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English (en)
Inventor
Saburo Hajima
三郎 羽島
Hiromoto Hoshino
宏元 星野
Isamu Tateno
勇 立野
Motoharu Ezaki
基春 江崎
Shinichi Hori
伸一 堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、例えば車両に搭載されるGPS受
信機内蔵等の時計の時刻を自動的に補正する時計の時刻
修正装置を提供することを目的とする。 【構成】GPSアンテナ11を介してGPSユニット12で
複数のGPS衛星からの電波を受信し、演算装置14にお
いてその受信点の位置座標を求める。ここで、GPS衛
星からの電波には時刻情報も含まれているもので、GP
S衛星における時刻と、GPS受信機内蔵の時計の時刻
との差Δtも、その演算に対応して求められる。そし
て、この演算装置14からの指令によって、この受信機内
蔵の時計用のIC13の時刻計数値の補正を行うもので、
この時計用IC13の時刻計数値をGPS内蔵時計の時刻
データに書き換える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車に搭載
されるGPSナビゲーションシステムを構成するGPS
受信機内蔵の時計、さらにこの時計に対応して運転席等
に対応して車室内に設定される車両搭載時計等の時刻を
修正するもので、前記ナビゲーションシステムを構成す
るGPS受信ユニットに関連して、GPS衛星に内蔵さ
れる高精度の時計に合わされるようにする時計の時刻修
正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に使用されている電子時計にあっ
ては、水晶振動子を備えた発振器からの発振信号を分周
することによって時刻を刻み、時刻をアナログ的にある
いはディジタル的に表示するようにしている。この様な
時計用に用いられる水晶振動子としては、腕時計を構成
する場合は32.768MHz の発振周波数が設定され
ているが、車両に搭載される時計にあっては、4.19
4304MHz の発振周波数が設定される水晶振動子が
使用されている。
【0003】この様に特定される周波数の信号を分周
し、この分周された信号を計数することによって、秒、
分、時等の時刻単位毎の刻時情報が得られ、これが例え
ばディジタル的に表示装置で時刻として表示される。し
かし、この様に時刻を計数する水晶発振器の発振周波数
は、正確に時刻の計数単位に合致したものではないもの
であり、したがって例えば腕時計に使用される水晶振動
子を用いた場合には、1か月に8分以内の誤差が生じ、
また車載の時計においても1か月に1分以内の誤差が生
ずる。この様な誤差の発生に対処するため、自動車に搭
載された時計を含み、この種の電子時計にあっては時刻
合わせ機能が設定されているもので、例えばプッシュボ
タンの操作によって、特定される時刻に時計用ICの時
刻データが修正されるようにしている。そして、この様
な時刻合わせ操作はユーザにおいて適宜実行されている
もので、この時刻合わせ操作に大きな時間的な間隔があ
った場合には、時計の表示時刻の信頼性がなくなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、例えばGPS衛星を用いた
ナビゲーションシステムを備えた車両に搭載された時計
にあっては、自動的に正確な時刻の計数動作が行われる
ように、GPS衛星が内蔵する原子時計に合致するよう
に自動的に時刻修正が行われて、例えば車両に搭載され
ている時計の信頼性が確実に確保されるようにする時計
の時刻修正装置を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明に係る時計の時
刻修正装置にあっては、GPS衛星からの電波を受信
し、前記GPS衛星から受信電波に基づきGPS時刻デ
ータを検出するGPSユニットを備え、演算装置におい
て特定される周期でGPSユニットでGPS時刻データ
を求め、この時刻データに基づいて時計の計数する時刻
を修正させるもので、時計の表示時刻がGPS衛星の時
刻に合わせて修正されるようにする。
【0006】
【作用】この様に構成される時計の時刻修正装置におい
て、GPS衛星には原子時計が搭載されていて、常に正
確に時刻が計数されている。この様なGPS衛星からは
その内蔵時計からの時刻情報を含む電波が発信されてい
て、地上の例えば車両に搭載されたGPS受信機におい
て、この電波が受信されている。このGPS受信機にあ
っては、複数のGPS衛星からの電波を受信し、その各
衛星からの電波のそれぞれ伝搬時間と光速との対応で各
衛星それぞれとGPS受信点との距離を算出し、各衛星
それぞれからのこの算出距離の半円の交差点が、GPS
受信点の位置データとして求められるようにしている。
この場合、各GPS受信機に内蔵された時計の時刻表示
は、GPS衛星に設定された時計の時刻との間に差があ
るものであり、すなわちGPS受信機に内蔵された時計
の表示時刻に誤差があるもので、各衛星それぞれの3次
元座標と各衛星からの電波の到達時間等との関係から連
立方程式が成り立ち、この連立方程式にGPS衛星にお
ける刻時時刻とGPS受信機における刻時時刻との差が
求められ、GPS衛星に設定された正確な時刻を知るこ
とができる。したがって、この様な時刻演算結果に基づ
いて、特定される周期毎に車載時計の時刻修正が行われ
るようになって、この時計の表示時刻の信頼性が原子時
計のレベルまで向上される。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図1はその構成を示しているもので、GPS
衛星からの電波はアンテナ11を介してGPSユニット12
において受信される。このGPSユニット12の装備され
た自動車等の車両においては、時刻表示のための時計が
設定されていて、この時計において時刻表示させるため
の時計用IC13が設けられているもので、GPSユニッ
ト12からの受信情報は演算装置14に入力され、この演算
装置14からの指令に基づいて、時計用IC13における刻
時データが修正されるようになっている。そして、この
時計用ICの刻時情報は表示装置15において時刻として
表示される。
【0008】時計用のIC13にあっては、詳細は図示し
ていないが、基本となる例えば発振周波数4.1943
04MHz の水晶発振器を備えているもので、この発振
器からの発振信号を分周回路において分周することによ
り、時の単位、分の単位、さらに秒の単位のカウンタを
計数歩進して、それぞれ時、分、秒の計時用計数信号を
出力し、これを例えばディジタル的に数値表示するよう
にしている。
【0009】通常においては、この表示装置15において
時計用IC13で計数された計時用の計数データに基づく
時刻が表示されている。一方GPSユニット11において
は、例えばキースイッチのオンの状態でGPS衛星から
の電波を受信処理しているもので、特定されるタイミン
グ周期でこの受信電波からGPS衛星に搭載された原子
時計からの正確な時刻データがに入手される。この様に
してGPS衛星よりの正確な時刻データが入手されたと
きに、演算装置14からの指令によって、時計用IC13の
内部データをGPS衛星の時刻データに書き換え、時刻
補正がされるようにする。
【0010】GPS衛星には原子時計が搭載されている
もので、上空に多数存在するGPS衛星において全てそ
の計数時刻が合わされている。そして、これらのGPS
衛星それぞれから、システム時刻と共に軌道計算のため
の情報が定期的に送信されている。この様なGPS衛星
中には、衛星の軌道情報等の航法メッセージが存在する
もので、このメッセージは第1ないし第5のサブフレー
ムによって構成され、そのサブフレーム1において時刻
補正が行われているもので、サブフレーム第1ないし第
3は30秒毎に繰り返されている。
【0011】この様なGPS衛星に搭載された基準時計
に基づいて、車両に装備される時計の表示時刻の補正
を、人手を煩わせることなく自動的に実行されるもの
で、常に無調整で常に正確な時刻が表示されるようにな
る。この場合、時刻補正に必要な操作スイッチの削減と
共に、低精度のマイコン時計使用等の面でコストの削減
が図れる。
【0012】図2はこの様な車載されるGPS受信機内
蔵の時計の時刻補正制御の流れを示すもので、ステップ
101 でGPS衛星からの電波の受信を確認する。この場
合、GPS衛星からシステム時刻と共に軌道計算のため
の情報が定期的に送信されているもので、その時計補正
のためのGPS電波を受信していない状態では、ステッ
プ102 に進んで通常の計時動作である時計用ICからの
発振信号を分周し、計時単位に対応したカウンタの計数
値に基づく計時信号が得られるようにする。そしてステ
ップ103 において、この計時信号に基づく時刻表示を表
示装置15において行わせる。
【0013】ステップ101 でGPS衛星がキャッチされ
たと判定されたときには、ステップ104 に進んで、GP
S衛星の計数時刻との関係で、車載されたGPS受信シ
ステム側の時計の誤差Δtを算出する。この様に誤差Δ
tが求められたならば、ステップ105 で受信機側の時計
の時刻を補正し、ステップ106 で時計用IC13の時刻計
数値を正しい時刻に書き換える。
【0014】ここで、GPS衛星を利用した測位の原理
について説明する。例えば、図3で示すように3個のG
PS衛星S1 、S2 、S3 が存在したとすると、この3
個の衛星S1 〜S3 それぞれを中心とした球面が設定さ
れ、この3個の球面の共通の交点として受信点Pが求め
られる。ここで、3個の衛星それぞれの座標が、それぞ
れ(X1 、Y1 、Z1 )、(X2 、Y2 、Z2 )、(X
3 、Y3 、Z3 )とすると共に、受信点Pの座標を
(X、Y、Z)とする。
【0015】この受信点Pに設定されるGPS受信機に
おいて時計が内蔵されているものであるが、この受信点
Pにおける時計をGPS衛星に内蔵された時計と時刻を
合わせておくことは、技術的にもまたコスト的にも困難
である。
【0016】受信点Pにおける受信時刻と、その電波の
GPS衛星における発射時刻との差を求めることによ
り、この時間差tと光速Cとの関係、すなわち“t・
C”からGPS衛星と受信点Pとの間の距離が求められ
る。しかし、GPS衛星における電波発射時刻は、この
衛星に内蔵された原子時計等の特に高精度の時計により
正確に計測されるものであり、この計測時刻は電波に乗
せられて受信点Pで受信されるものであるが、前述した
ようにGPS受信機内蔵の時計の表示時刻は信頼性に乏
しい。
【0017】そこで、GPS受信システムを搭載した車
両等の位置に対応する受信点Pの座標(X、Y、Z)と
共に、GPS受信機に内蔵された時計の誤差分Δtを変
数にとり、4個のGPS衛星からの電波を受信すること
によって、次のような4連の連立方程式が成り立つ。
【0018】ここで、各衛星S1 〜S3 それぞれからの
電波が点Pで受信されるまでの時間差をそれぞれt1 〜
t3 とし、その各衛星S1 〜S3 それぞれを中心とする
球面の半径が、それぞれ“t1 ・C”“t2 ・C”“t
3 ・C”で表現されるものとする。
【0019】
【数1】
【0020】図3で示すような状況において、受信点P
に設置されたGPS受信機内蔵の時計が、各衛星に内蔵
される時計の時刻よりも時間Δtだけ遅れていると仮定
すると、GPS衛星S1 〜S3 それぞれを中心とした球
面の半径は、それぞれ真の距離よりも“Δt・C”(C
は光速)だけ長くなり、各衛星S1 〜S3 をそれぞれ中
心とした球面の半径は、各衛星S1 〜S3 それぞれを中
心とした球面は1つの点Pで交わらない。そこで、この
各衛星S1 〜S3 それぞれを中心とした球面の半径を、
それぞれ同じ長さだけ少しづつ縮めるように調整し、各
衛星S1 〜S3それぞれを中心とした球面が1点で交わ
るようにすれば、受信点Pの位置が求められる。すなわ
ち、数1で示した連立方程式を解くことにより、精度の
高い点Pの位置情報が得られるものであり、同時に各衛
星内蔵の時計の時刻と、受信機内蔵の時計の時刻との誤
差分Δtが算出される。
【0021】すなわち、図2で示した処理の流れにおけ
るステップ104 で、このGPS受信機内蔵時計の時刻誤
差分Δtが求められ、GPS受信機内の時刻がまず補正
される。そして、その補正された時刻となるように時計
用IC13の時刻計数値が書き換えられる。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る時計の時刻
修正装置によれば、GPS衛星からの電波を受信するシ
ステムを備えた、例えばナビゲーションシステム搭載の
車両等に搭載される時計が、GPS衛星から伝送される
情報に含まれる時刻情報に基づき、例えばGPS衛星か
らの情報発信毎に補正されるものであり、GPS受信機
内蔵の時計の信頼性が、特にこの時計を高精度の高価な
ものとすることなく確保されるようになる。そして、車
載時計の簡易化と共に時刻補正操作の繁雑さから開放さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る時刻修正装置を説明
する構成図。
【図2】時刻修正制御の流れを説明するフローチャー
ト。
【図3】GPS衛星による測位手段を説明するための
図。
【符号の説明】
11…GPSアンテナ、12…GPSユニット、13…時計用
IC、14…演算装置、15…表示装置、S1 〜S3 …GP
S衛星。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江崎 基春 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 堀 伸一 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 時刻を計数する時計と、 GPS衛星からの電波を受信し、前記GPS衛星から受
    信電波に基づきGPS時刻データを検出するGPSユニ
    ットと、 特定される周期で前記GPSユニットで検出されたGP
    S時刻データに対応して、前記時計の計数する時刻を修
    正させる演算装置とを具備し、 前記時計がGPS衛星の時刻に合わせて修正されるよう
    にした時計の時刻修正装置。
  2. 【請求項2】 前記時計は車両内に装備され、前記GP
    Sユニットは前記車両の現在位置を求める車両用ナビゲ
    ーションシステムを構成するようにした請求項1記載の
    時計の時刻修正装置。
  3. 【請求項3】 前記GPSユニットは、複数のGPS衛
    星それぞれからの電波を受信し、前記各衛星からの電波
    の伝搬時間の相対関係から、GPS衛星における計時時
    刻と前記時計の計時時刻との差Δtを求め、この求めら
    れた差Δtによって前記時計が計時計数値が補正される
    ようにした請求項1記載の時計の時刻修正装置。
JP15230894A 1994-07-04 1994-07-04 時計の時刻修正装置 Pending JPH0815463A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100554535B1 (ko) * 1997-04-04 2006-05-17 아스라브 쏘시에떼 아노님 타깃위치의방향을나타내도록배열된,gps리시버를포함한시계
JP2008032636A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Seiko Epson Corp 時刻修正装置、時刻修正装置付き計時装置及び時刻修正方法
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US7616153B2 (en) 2006-08-04 2009-11-10 Seiko Epson Corporation Electronic device and time adjustment method
EP2360492A1 (en) 2010-02-22 2011-08-24 Casio Computer Co., Ltd. Positioning device, positioning method and storage medium storing program

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