JPS6113172A - Apparatus for receiving time information - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the load of the titled apparatus by confining the collection of information from a satellite to a min. degree and to make it possible to automatically select the satellite optimum to the collection of information, by mounting an operation means for operating a Doppler shift amount and a voltage control type oscillator. CONSTITUTION:CPU11 calculates elevation and Doppler shift amount at the point of observation time from the given track informations of all satellites. Subsequently, CPU11 selects the satellite max. in elevation to allow a PN (pseudo- noise) signal generation circuit 6 to send out the alloted signal PNS of said satellite and sets the central frequency of a Doppler shift locking VCO8 to that of the control channel corresponding to the calculated Doppler shift amount. Thereafter, CPU11 takes in receiving data LDA from a demodulation circuit 10 to discriminate whether a Doppler shift lock loop is held under a lock state. When a negative result is obtained, CPU11 repeats a treatment loop until an affirmative result is issued. In the case of affirmation, CPU11 calculates the deviation between a user clock and universal time to display the same on a deviation display device 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は時刻情報受信装置に関し、特にＧＰＳ←甲ｏｂ
ａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）、１
用いた測位システムを利用して地球上の任意の地点にお
いて世界標準時に関する時刻情報を受信できるようにし
たものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a time information receiving device, and particularly to a time information receiving device
al positioning system), 1
It is possible to receive time information related to universal standard time at any point on the earth using the positioning system used.

〔背景技術とその問題点〕[Background technology and its problems]

ＧＰＳシステムは人工衛星から地球上圧送られてくる位
置情報、時間情報などを受信して当核受信地点の位置を
正確に知ることができるように計画されたシステムで、
第２図に示すように地球の中心な原点とする直角座標系
を考えたときの第１番目の人工衛星ＳＡＴ・（その位置
ｋ（Ｘｉ、Ｙｉ、ｚｉ）とする）と、地球表面又は上空
の１点Ｐ　（ｘｏ、ｙｏ、ｚｏ）との間の距離に関する
次式％式％） に基づいてＸ。’　ｙｏ’　ｚｏ”　ｏ　　が未知数の
ときこれを解くことによって点Ｐの位置を知ることかで
きることを原理としたものである。ここでｔ・　は衛星
から測距信号が送信された時刻、ｔｏ　はこの測距信号
を観測点Ｐにおいて受信した時刻、Ｃは光速である。The GPS system is a system designed to accurately determine the location of the nuclear reception point by receiving position information, time information, etc. sent from artificial satellites on the earth.
As shown in Figure 2, when considering a rectangular coordinate system with the origin at the center of the earth, the first artificial satellite SAT (its position k (Xi, Yi, zi)) and the earth's surface or upper atmosphere. Based on the following formula for the distance between one point P (xo, yo, zo) of X. The principle is that when 'yo'zo' o is an unknown quantity, the position of point P can be found by solving it.Here, t is the time when the ranging signal is transmitted from the satellite, and to is The time when this ranging signal is received at the observation point P, C is the speed of light.

上述のように４つの未知数がある場合にこれを解くため
には、４つの式をたてることが必要であり、このために
実際上観測点Ｐから同時に４つの衛星を観測できるよう
にし、各衛星からの情報に基づいて４・つの式をたてる
ようになされている。In order to solve this problem when there are four unknowns as mentioned above, it is necessary to formulate four equations.For this purpose, it is necessary to make it possible to observe four satellites at the same time from observation point P, so that each Four formulas are established based on information from the satellite.

かかる構成のＧＰＳシステムにおいては、各衛星は高い
安定度を持つ原子時計（これをＧＰＳ時計と称する）を
搭載しており、各衛星が時刻情報を送信する際にはＧＰ
Ｓ時計に基づく時刻情報と一緒に、ＧＰＳ時計と世界標
準時との偏差な表す時刻情報な送信する。また、各衛星
は時刻情報と共に軌道情報な送信しており、これにより
送信時点における各衛星の位置（Ｘｌ、ｙｌ、ｚｌ）　
ｋ明らかになるようにしている。In the GPS system with this configuration, each satellite is equipped with a highly stable atomic clock (referred to as a GPS clock), and when each satellite transmits time information, it uses the GPS clock.
Along with the time information based on the S clock, time information representing the deviation between the GPS clock and the world standard time is transmitted. In addition, each satellite transmits orbit information along with time information, which allows the position of each satellite (Xl, yl, zl) at the time of transmission.
I'm trying to make it clear.

そこで、地球上の任意の観測点（例えば天文台）につい
てその位置（ＸＯ’　）’０’　ｚＯ）が既知ならば、
１つの衛星からの情報に基づぎ上述の（１）式な利用し
て観測点における世界標準時で表わされた受信時刻な求
めることかできる。また、時刻情報、軌道情報等が到来
した時刻を観測点Ｐに設けた時計（これをユーザ時計と
称する）で測定すれば、このユーザ時計が示す時刻と世
界標準時との偏差を求めることもできる。Therefore, if the position (XO')'0' zO) of any observation point on earth (for example, an astronomical observatory) is known, then
Based on the information from one satellite, the reception time expressed in universal standard time at the observation point can be determined using equation (1) above. In addition, by measuring the time when time information, orbit information, etc. arrive with a clock installed at observation point P (this is called a user clock), it is also possible to find the deviation between the time indicated by this user clock and the world standard time. .

ところで、衛星の軌道情報やＧＰＳ時計と世界標準時と
の偏差な表す偏差時刻情報は情報の正確性を高めるため
更新されるが一旦変更されるとω〜９０分間は同一内容
であり、その時間な越えると新たな内容に変更され以降
変更動作が繰り返されるようになっている（なお、変更
後（イ）分板内に内容が変更される場合もある）。しか
しながら、これらの変更時点は一義的に定まっておらず
、いつこれら情報が変更されるかは観測点Ｐ側で予め知
ることかできない。従って、最新の情報を用いて観測点
Ｐで世界標準時を知るためには、常時、情報を採取して
内容の変更を監視しなければならず、そのため、システ
ムの制御及び世界標準時の演算等を行なうＣＰＵに対す
る負担を増大させていた。By the way, the satellite orbit information and the deviation time information that represents the deviation between the GPS clock and the world standard time are updated to improve the accuracy of the information, but once changed, the content is the same for 90 minutes from ω, and the time is If it exceeds the limit, the content is changed to a new one, and the change operation is repeated thereafter (note that the content may be changed within the (a) division board after the change). However, the timing of these changes is not uniquely determined, and the observation point P cannot know in advance when these pieces of information will be changed. Therefore, in order to know the world standard time at observation point P using the latest information, it is necessary to constantly collect information and monitor changes in the contents. This increases the burden on the CPU.

また、観測点Ｐにおいて世界標章時を知るため、又はユ
ーザ時計と世界標準時との偏差を知るためには上述した
ように１つの人工衛星からの情報が求められ、そのため
情報な採取する人工衛星を選択しなければならない。そ
の選択は手動操作により、又は予め組まれた選択計画に
より行なわれる。In addition, in order to know the world mark time at observation point P or to know the deviation between the user's clock and the world standard time, information from one artificial satellite is required as described above, and therefore the information is collected from the satellite must be selected. The selection can be done manually or according to a preset selection plan.

しかしながら、このような選択方法の場合装置に入力す
るデータをその都度作成しなげればならず、また、操作
が煩雑になるという欠点がある。However, this selection method has the disadvantage that data to be input into the device must be created each time, and the operation becomes complicated.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、衛星から
の情報採取を必要最小限に止めて装置各部の負担を軽減
し得ると共に、情報な採取するのに最適な衛星な自動的
に選択し得る時刻情報受信装置＆提供しようとするもの
である。The present invention has been made in consideration of the above points, and it is possible to reduce the burden on each part of the equipment by reducing the collection of information from satellites to the necessary minimum, and to automatically use the satellites that are most suitable for collecting information. We are trying to provide a time information receiving device and a selectable time information receiving device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

かかる目的を達成するため本発明においては、衛星と観
測点との相対運動による受信信号のドツプラーシフト量
を演算する演算手段と、ドツプラーシフト量によシ定ま
る複数の制御チヤンネルを有し演算結果に基づぎ演算手
段が選択した制御チャンネルで受信信号をロック制御す
る電圧制御型発振器とを具え、演算手段は電圧制御型発
振器の制御チヤンネルを他の制御チャンネルに切換える
ときに時刻情報の形成に要する所定情報の復調信号から
の取込動作及び情報を採取すべき衛星の選択動作を起動
させるよう圧する。In order to achieve this object, the present invention includes a calculation means for calculating the amount of Doppler shift of a received signal due to the relative movement between the satellite and the observation point, and a plurality of control channels determined by the amount of Doppler shift. and a voltage-controlled oscillator that lock-controls the received signal on the control channel selected by the calculation means based on the result, and the calculation means forms time information when switching the control channel of the voltage-controlled oscillator to another control channel. Pressure is applied to start the operation of acquiring predetermined information required for the demodulation signal from the demodulated signal and the operation of selecting the satellite from which the information is to be acquired.

〔実施例〕〔Example〕

以下図面について本発明の一実施例を詳述する。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

ＧＰＳシステムにおいて、衛星はＬバンドに属する周波
数１．５７５４２　［ＧＨｚ〕及び１　、２２７６　（
Ｇｌ−ＩＺ）の搬送波を用いてクロック周波数が１０　
、２３　ＣＭＨｚ〕のＰコード及び１　、０２３　ＣＭ
Ｒｚ〕のＣ／Ａｆｆ−ドな用いてスペクトラム拡散した
信号を送信する。In the GPS system, satellites have frequencies of 1.57542 [GHz] and 1.2276 [GHz], which belong to the L band.
Gl-IZ) using a carrier wave with a clock frequency of 10
, 23 CMHz] and 1 , 023 CM
A spread spectrum signal is transmitted using the C/Aff-code of Rz].

ここでＰコード及びＣ／Ａコードは］０２３［：チップ
／ｍｓ］の疑似雑音信号（これをＰＮ信号と呼ぶ）でな
り、情報は関（ｂｐｓ）のＢＰＳＫ信号（ｂｉｎａｒｙ
　ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　ｋｅｙｉｎｇ信号）をＰコ
ード及びＣ／Ａコードに転換して伝送される。Here, the P code and C/A code are pseudo-noise signals (this is called a PN signal) of ]023[: chips/ms], and the information is a BPSK signal (binary
phase 5hift keying signal) is converted into a P code and a C/A code and transmitted.

かくして各衛星から送信される情報は、各衛星の軌道情
報、関連して地球を周回している他の衛星の軌道情報、
及びＧＰＳ時計と世界標準時との第３図の実施例の時刻
情報受信装置の場合、搬送波周波数１．５７５４２［Ｇ
ＩＴｚ）の信号をアンテナ１蹟よって受信し、周波数変
換回路２において周波数７５．４２　（ＭＨｚ）　　の
第１中間周波信号ＩＦ’１に一変換した後掛算回路３に
与える。掛算回路３とは局部発振回路４において発生さ
れる周波数６４．７２ＣＭＨｚ）の周波数出力ＬＯ１が
与えられ、その出力端に周波数１０．７　［ＭＨｚｌの
第２中間周波信号■Ｆ２を得て第２の掛算回路５に与え
られる。In this way, the information transmitted from each satellite includes orbit information of each satellite, orbit information of other related satellites orbiting the earth,
In the case of the time information receiving device of the embodiment shown in FIG.
A signal of ITz) is received by an antenna 1, converted into a first intermediate frequency signal IF'1 having a frequency of 75.42 (MHz) in a frequency conversion circuit 2, and then applied to a multiplication circuit 3. The multiplier circuit 3 is given the frequency output LO1 with a frequency of 64.72 CMHz generated in the local oscillation circuit 4, and receives a second intermediate frequency signal F2 with a frequency of 10.7 MHz at its output terminal. The signal is applied to the multiplication circuit 5.

この第２の掛算回路５は衛星から回送されてくるスペク
トラム拡散されたデータ信号ｋＰＮ（；４号発生回路６
から発生されるＰＮ信号ＰＮＳを第２中間周波信号１Ｆ
２と乗算することによって逆拡散処理を行うもので、Ｐ
Ｎ信号ＰＮＳは第２中間周波信号ＩＦ’２Ｋ　Ｐ　Ｎ信
号として含まれているＣ／Ａコードと同様に１０２３Ｃ
チツプ／ｍｓ　　）のコード信号でなる。This second multiplication circuit 5 is connected to the spread spectrum data signal kPN (; No. 4 generation circuit 6) transmitted from the satellite.
The PN signal PNS generated from the second intermediate frequency signal 1F
The despreading process is performed by multiplying by 2, and P
N signal PNS is 1023C similar to the C/A code included as second intermediate frequency signal IF'2K P N signal.
chip/ms) code signal.

ここで各衛星にはそれぞれ特有のバイナリ−パターンの
ＰＮ信号が割当てられており、ＰＮ信号発生回路６はす
べての衛星（例えば１８個の衛星）Ｋそれぞれ割当てら
れたＣ／ＡコードパターンをもつＰＮ信号ＰＮＳをＣＰ
Ｕ１７の制御の下に選択的に発生できるようになされて
いる。Here, each satellite is assigned a PN signal with a unique binary pattern, and the PN signal generation circuit 6 generates a PN signal with a C/A code pattern assigned to all the satellites (for example, 18 satellites). Signal PNS to CP
It is designed so that it can be generated selectively under the control of U17.

かくして第２中間周波信号１Ｆ２に含まれているＰＮ信
号の位相がＰＮａＮａ化回路６において発生されたＰＮ
信号ＰＮＳの位相と一致したとぎ掛算回路５の出力端に
高いレベルの逆拡散出力（ｉ号ＤＫＮが得られる。スペ
クトラム逆拡散処理により第２中間周波信号ＩＦ２にお
ける信号帯域２〔■２〕（搬送波周波数１０．７Ｃ■ｚ
））が逆拡散出力信号Ｄ　Ｋ　Ｎ　においては信号帯域
１００　（■ｚ）（搬送波周波ｉｉｏ、７ｃ■２））に
狭められる。しかし、衛星と観測点との相対運５Ｉ７＋
’／Ｃよるドツプラーシフトがあるので逆拡散出力信号
筒の中心周波数は約１０［：に１１ｚ〕の範囲を変動し
これが第３の掛算回路７に与えられる。Thus, the phase of the PN signal included in the second intermediate frequency signal 1F2 is the same as that of the PN signal generated in the PNaNa converting circuit 6.
A high-level despread output (No. Frequency 10.7C■z
)) is narrowed to a signal band of 100 (■z) (carrier frequency iio, 7c■2)) in the despread output signal D K N . However, the relative luck between the satellite and the observation point 5I7+
Since there is a Doppler shift due to '/C, the center frequency of the despread output signal tube varies over a range of about 10 [: to 11z], and this is applied to the third multiplication circuit 7.

・掛算回路７にはドツプラーシフトロック用電圧制御型
発娠器（ｖｃｏ）８の出力Ｓ１が与えられ、これにより
出力端に周波数４５５　（ｋＨｚ）の位相シフトキーイ
ンク信号ＰＳＫが送出される。この位相シフトキーイン
グ信号ＰＳＫはバンドパスフィルタ９な介してＣ／　Ｎ
　（Ｃａｒｒｉｅｒ　／　Ｎｏ１ｓｅ）が改善されたの
ち例えばコスタスループで構成された復調回路１０に与
えられ、その出力端に（資）（ｂｐｓ−３の受信データ
ＬＤＡが復調されて得られ、ＣＰＵＩＩに送込まれる。- The multiplier circuit 7 is supplied with the output S1 of the voltage-controlled starter (VCO) 8 for Doppler shift lock, and as a result, a phase shift key ink signal PSK with a frequency of 455 (kHz) is sent to the output terminal. This phase shift keying signal PSK is passed through a bandpass filter 9 to the C/N
After the (Carrier / No. 1se) is improved, it is applied to the demodulation circuit 10 composed of a Costas loop, for example, and the received data LDA of (bps-3) is demodulated and sent to the CPU II at its output terminal. It will be done.

ＣＰＵ、１１は受信データＩ、ＤＡに基づいて得た衛星
の軌道上の位置に応じてドツプラーシフトロック用ｖｃ
ｏｓの発振周波数な制御し、かくして衛星から到来する
受信信号の周波数がドツプラー効果によってシフトして
も、位相シフトキーインク信号ｐｓ■ｃの周波数をほぼ
４５５　ＣｋＥ［ｚ）に制御できるようにする。例えば
、第４図に示すように、ドツプラーシフトによる逆拡散
出力信号ＤＫＮの帯域Ｒｎａ　ｋ　８００　（Ｊｌｚ：
ｌ毎に１６個の制御チャンネルＣＨ１〜ＣＨ１６に分割
しておき、ＣＰ　Ｕ　１１は演算により得たドツプラー
シフト量に応じて何れかの制御チャンネルの中心周波数
ＣＩ）□〜ＣＤ□６にドツプラーシフトロック用ｖｃｏ
ｓの中心周波数を切換え、以降発振周波数を制御して同
期引込みが確実になされるようにしている。かくして復
調回路１Ｏ−ＣＰＵｌｌ−ＶＣＯ８−掛算回路７−バン
ドパスフィルタ９によってドツプラーシフトロックルー
プが形成される。The CPU 11 controls the VC for Doppler shift lock according to the orbital position of the satellite obtained based on the received data I and DA.
In this way, even if the frequency of the received signal arriving from the satellite is shifted due to the Doppler effect, the frequency of the phase shift key ink signal ps■c can be controlled to approximately 455 CkE[z]. For example, as shown in FIG. 4, the band Rna k 800 (Jlz:
The control channels are divided into 16 control channels CH1 to CH16 for each control channel, and the CPU 11 applies Doppler to the center frequency CI)□ to CD□6 of any of the control channels according to the amount of Doppler shift obtained by calculation. VCO for shift lock
The center frequency of s is switched, and the oscillation frequency is thereafter controlled to ensure synchronization. Thus, a Doppler shift lock loop is formed by the demodulation circuit 1O, the CPU 11, the VCO 8, the multiplication circuit 7, and the bandpass filter 9.

また、ＣＰＵＩＩはＰＮ信号発生回路６において発生さ
れたＰＮ信号ＰＮＳの位相が第２中間周波信号工Ｆ２に
含まれているＰＮ信号の位相と一致させるようにエンベ
ロープ検出回路１２の出力ＥＮＶＫ基づいてＰＮロック
用ＶＣＯ１３の発振周波数を制御し、その発振周波数出
力Ｓ２に応じてＰＮ信号発生回路６のＰＮ信号ＰＮＳの
周波数を制御させ、これにより位相シフトキーインク信
号ＰＳＫのエンベロープの信号レベルがエンベロープ検
出回路１２において設定された所定の値以上罠なるよう
にＰＮロック用ＶＣＯ１３を制御する。その結果エンベ
ロープ検出回路１２−ＣＰＵＩＩ−ＰＮロック用ＶＣＯ
１３−ＰＮ信号発生回路６−掛算回路５−掛算回路７−
バンドパスフィルタ９によってＰＮロックループが形成
される。The CPU II also outputs a PN signal based on the output ENVK of the envelope detection circuit 12 so that the phase of the PN signal PNS generated in the PN signal generation circuit 6 matches the phase of the PN signal included in the second intermediate frequency signal generator F2. The oscillation frequency of the locking VCO 13 is controlled, and the frequency of the PN signal PNS of the PN signal generation circuit 6 is controlled in accordance with the oscillation frequency output S2, whereby the signal level of the envelope of the phase shift key ink signal PSK is adjusted to the envelope detection circuit 12. The PN lock VCO 13 is controlled so that the value exceeds a predetermined value set in . As a result, envelope detection circuit 12-CPUII-PN lock VCO
13-PN signal generation circuit 6-multiplication circuit 5-multiplication circuit 7-
A PN lock loop is formed by the bandpass filter 9.

以上の構成に加えて時刻情報受信装置は一刻カウンタ１
４及び２０逓倍回路１５を有し、またユーザ時計による
時刻と世界標準時との偏差を表示する偏差表示器１６を
有する。In addition to the above configuration, the time information receiving device has an ikkoku counter 1.
4 and 20 multiplication circuits 15, and a deviation display 16 for displaying the deviation between the time according to the user's clock and the world standard time.

時刻カラ／り１４叫例えばユーザ時計よシ与えられる１
秒間隔のパルス信号（これを１ＰＰｓ時刻信号と呼ぶ）
８３が到来するごとにリセット動作すると共に、外部よ
り与えられる５〔■２〕のクロックパルス信号Ｓ４が２
０倍逓倍回路１５において周波数を加倍され文形成され
た高精度クロック信号Ｓ５が到来するごとにカウント動
作する。かくして時刻カウンタ１４は１秒の間を１０　
Ｃｍｓ　）　（１００１：Ｍ）ｌｚ））で刻んだ時刻信
号な発生し、この時刻信号Ｓ６がＰＮ信号発生回路６か
らエポック信号ＥＰが送出されるごとにｃ　Ｐ　Ｕ　１
１に取シ込まれる。For example, if the user's clock is given 1
Pulse signal at second intervals (this is called 1PPs time signal)
At the same time, the clock pulse signal S4 of 5 [■2] given from the outside is reset every time 83 arrives.
A count operation is performed each time a high-precision clock signal S5 whose frequency is multiplied to form a sentence arrives in the 0x multiplier circuit 15. Thus, the time counter 14 counts 10 times per second.
Cms) (1001:M)lz)) is generated, and this time signal S6 is converted to cP U 1 every time the epoch signal EP is sent from the PN signal generation circuit 6.
1.

ここでエポック信号ＥＰはＰＮ信号発生回路６において
１０２３チツプ分のＰＮ信号が送出されるととに発生さ
れる。１０２３チツプのＰＮ信号は１（ｍｓ）の間に送
出されるのでエポック信号ＥＰは１　（ｍ８）ごとに発
生することになシ、従って時刻カウンタ１４から送出さ
れる時刻信号Ｓｄが１　（ｍｓ）ごとにＣＰＵＬＩに取
込まれることになる。Here, the epoch signal EP is generated when the PN signal generation circuit 6 sends out PN signals for 1023 chips. Since the PN signal of the 1023 chip is sent out during 1 (ms), the epoch signal EP is not generated every 1 (m8), so the time signal Sd sent out from the time counter 14 is 1 (ms). It will be imported into CPULI every time.

ＣＰ　Ｕ　１１はこの時刻情報Ｓ６に基づきユーザ時計
における信号の伝播時間（ＣＰ８時計における伝播時間
に、ユーザ時計とＧＰＳ時計との間の時間ずれを加算し
たものに等しい）を演算し、受信データＬＤＡより求め
た情報と比較する。The CPU 11 calculates the propagation time of the signal in the user clock (equal to the propagation time in the CP8 clock plus the time difference between the user clock and the GPS clock) based on this time information S6, and transmits the received data LDA. Compare with the information obtained from the website.

観測点の位置が既知ならず、衛星の位置情報は受信デー
タＬＤＡＫ含まれているので上述の（１）式より真の伝
播時間を求めることができ、ＧＰＳ時計における送出時
刻、及び、ＧＰＳ時計と世界標準時との偏差情報（なお
、ＧＰＳ時計は世界標準時との関係が厳格に管理されて
いる）もまた、エポック信号や受信データＬＤＡで求め
られるので真の受信時刻を検出することができる。ＣＰ
ＵＩＩはこの真の受信時刻と、上述した時刻情報Ｓ６と
からユーザ時計と世界標準時との偏差を求め、偏差表示
器１６に表示させる１、 この第３図の構成を有する時刻情報受信装置において、
衛星の軌道情報、ＧＰＳ時計の世界標準時に対する偏差
時刻情報等の情報の取込み、及び情報を採取する衛星の
選択は第１図に示す処理手順に従い行なわれる。Since the position of the observation point is not known and the satellite position information is included in the received data LDAK, the true propagation time can be calculated from the above equation (1), and the transmission time in the GPS clock and the GPS clock. Since the deviation information from the world standard time (the relationship with the world standard time for GPS clocks is strictly controlled) is also obtained from the epoch signal and the received data LDA, the true reception time can be detected. C.P.
The UII calculates the deviation between the user's clock and the world standard time from this true reception time and the above-mentioned time information S6, and displays it on the deviation display 16.1 In the time information receiving device having the configuration shown in FIG.
The acquisition of information such as satellite orbit information, deviation time information from the GPS clock with respect to the world standard time, and selection of satellites from which information is to be collected are performed in accordance with the processing procedure shown in FIG.

先ず、ＣＰ　Ｕ　１１はステップＳＰＩにおいて既に与
えられた全衛星の軌道情報（各衛星はその衛星の軌道情
報の池、精度は落ちるが池の衛星の軌道情報も送′信し
ている）より観測時点に２げろ仰角及びドツプラーシフ
ト量を計算し、ステップＳＰ２で仰角最大の衛星を選択
してその割り当てられだＰＮ信号ＰＮＳをＰＮ信号発生
回路６から送出させるように制御すると共に、ステップ
ＳＰ３で計算されたドツプラーシフト量に対応する制御
チャンネル（第４図）の中心周波数にドツプラーシフト
ロック用ｖｃｏｓの中心周波数を設定する。ここで、仰
角最大の衛星を選択するようＫしたのは、電波が電離層
を通過する長さが最小とをるように誤差を生ずる要因を
小さい値に抑えるためである。First, the CPU 11 performs observation based on the orbit information of all the satellites already given in step SPI (each satellite is a pool of orbit information for that satellite, and the orbit information of the satellites in the pool is also transmitted, although the accuracy is lower). 2-Gero elevation angle and Doppler shift amount are calculated at the time, and in step SP2 the satellite with the largest elevation angle is selected and the assigned PN signal PNS is controlled to be sent from the PN signal generation circuit 6, and in step SP3 The center frequency of the Doppler shift locking vcos is set to the center frequency of the control channel (FIG. 4) corresponding to the calculated Doppler shift amount. Here, the reason why K is selected to select the satellite with the maximum elevation angle is to suppress the factors that cause errors to a small value so that the length that the radio waves pass through the ionosphere is minimized.

その後、ＣＰＵＩＩはステップＳＰ４において復調回路
１０より受信データＬＤＡを取込み、次のステップＳＰ
５においてドツプラーシフトロックループがロック状態
にあるかを判別する。否定結果が得られると、ＣＰ　Ｕ
　１１はステップＳＰＩに戻り、肯定結果が得られるま
でステップＳＰＩ〜ＳＰ５の処理ループを繰返す。After that, the CPU II takes in the received data LDA from the demodulation circuit 10 in step SP4, and performs the next step SP4.
5, it is determined whether the Doppler shift lock loop is in the locked state. If a negative result is obtained, the CPU
11 returns to step SPI and repeats the processing loop of steps SPI to SP5 until a positive result is obtained.

これに対して、ステップＳＰ５において肯定結果が得ら
れると、ＣＰ　Ｕ　１１はステップＳＰ６において受ｉ
データＬＤＡ及び時刻カウンタ１３の出力信号５６１Ｃ
基づきユーザ時計と世界標準時との偏差を計算し、偏差
表示器１６に表示させる。この際、ＣＰ　Ｕ　１１は選
択されている衛星の仰角釘計算し、電波が電離層な通過
するために遅延した伝播遅延分を取り除いて上述の偏差
を計算する。On the other hand, if a positive result is obtained in step SP5, the CPU 11 performs the receiving i in step SP6.
Data LDA and time counter 13 output signal 561C
Based on this, the deviation between the user's clock and the world standard time is calculated and displayed on the deviation display 16. At this time, the CPU 11 calculates the elevation angle of the selected satellite, removes the propagation delay caused by the radio waves passing through the ionosphere, and calculates the above-mentioned deviation.

次いで、ＣＰＵＩＩはステップＳＰ７において選択さｉ
でいる衛星のドツプラーシフト量を再び計算し、その計
算結果に基づきステップＳＰ８におし−てドツプラーシ
フトロック用ＶＣＯ８の制御チャンネル（第４図）り変
更すべきかを判別する。Then, the CPU II selects i in step SP7.
The amount of Doppler shift of the satellite being displayed is calculated again, and based on the calculation result, it is determined in step SP8 whether the control channel of the Doppler shift locking VCO 8 (FIG. 4) should be changed.

その判別結果、変更な要しない場合にはステップ８Ｐ５
に戻ってロック状態にあることを確認して再度ユーザ時
計と世界標準時との偏差を計算する。As a result of the determination, if no change is required, step 8P5
Return to , confirm that it is in the locked state, and calculate the deviation between the user's clock and the world standard time again.

これに対して、制御チャンネルの変更を要せず、しかも
ロック状態にないとぎはステップＳＰ５を介して全衛星
の仰角、ドツプラーシフト量の計算のステップＳＰ１に
戻る。上述のステップＳＰ８において、制御チャンネル
の変更を要する場合には直接ステップＳＰＩに戻る。以
下、上述したステップに従い処理される。On the other hand, if the control channel does not need to be changed and is not in the locked state, the process returns to step SP1 for calculating the elevation angles and Doppler shift amounts of all satellites via step SP5. In step SP8 described above, if the control channel needs to be changed, the process returns directly to step SPI. Thereafter, the process is performed according to the steps described above.

第１図及び第３図に示すこの実施例において、仰角最大
の衛星が選択されドツプラーシフトロックループがロッ
ク状態を維持すると、ステップＳＰ５〜ステップＳＰ８
が繰返されてその都度、ユーザ時計と世界標準時との偏
差が計算されて偏差表示器１６にその偏差が表示される
。In this embodiment shown in FIGS. 1 and 3, when the satellite with the largest elevation angle is selected and the Doppler shift lock loop remains locked, steps SP5 to SP8
Each time this is repeated, the deviation between the user's clock and the world standard time is calculated, and the deviation is displayed on the deviation display 16.

ところで、衛星は所定速度でドツプラーシフト量がおよ
そ１秒間に１　（Ｈｚ）の割合で変化するように軌道を
周回している。従って、第４図に示すように、８００［
：１ｌｚｌ　ごとにドツプラーシフトロック用ｖｃｏｓ
の制（財）チャンネルを切り換える装置においては、少
なくとも約８００秒（２１５分）に１回は制御チャンネ
ルの変更が必要とをる。Incidentally, a satellite orbits at a predetermined speed such that the amount of Doppler shift changes at a rate of approximately 1 (Hz) per second. Therefore, as shown in FIG.
: VCOS for Doppler shift lock every 1lzl
In a device for switching control channels, it is necessary to change the control channel at least once every 800 seconds (215 minutes).

かくして、上述のステップ５１）５〜ステツプＳＰ８が
何回か繰返されろと、ステップＳＰ　８　Ｖｃおいて制
御チャンネルの変更を要するという判別結果、すなわち
、肯定結果が得られる１、この場合、ＣＰ　Ｕ　１．１
は再度、全衛星について仰角及びドツプラーシフトｆ３
を計算！、（スーＦ−ッフ５Ｐｌ）、仰角最大の衛星を
選択してＰＮ信刊ＰＮＳｋ割当て（ステップ３ｐＱ）、
ｖｃｏｓの中心周波数乞選定した（ステップＳＰ３　）
のち軌道情報、ＧＪ）８時計と世界標章時との偏差情報
その他の情報を取込み（ステップ５Ｐ４）、ロック状態
にあることを確認し’ＣＣステップＳＰ５　）新たに時
刻情報の計算を繰返して行なう（ステップＳＰ５〜ＨＰ
８）。In this way, when the above-mentioned steps 51)5 to SP8 are repeated several times, it is determined that the control channel needs to be changed in step SP8Vc, that is, a positive result is obtained. In this case, the CPU 1 .1
is again the elevation angle and Doppler shift f3 for all satellites.
Calculate! , (Step 5Pl), select the satellite with the maximum elevation angle and allocate the PN newsletter PNSk (step 3pQ),
Selected the center frequency of VCOS (Step SP3)
Later, orbit information, GJ) 8 The deviation information between the clock and the world mark time, and other information are taken in (Step 5P4), and the locked state is confirmed.'CCStep SP5) Repeat the calculation of new time information. (Step SP5~HP
8).

以後、ドツプラーシフトｉＫよるＶＣ０８の制御チャン
ネルの変更ごと疋最初のステップＳＰＩに戻る。Thereafter, each time the control channel of VC08 is changed by Doppler shift iK, the process returns to the first step SPI.

このようと、第１図に示す実施例によれば、制御チャン
ネルの切換時に軌道情報等の情報の取込及び情報採取衛
星の選択を行なうようにしたので、Ｃ，ＰＵ’ｌｌは常
時情報の変更を監視する必要がなく、約１５分ＦＣ１回
それらの処理を行なえば良いのでＣＰＵ１１□の負担が
大幅に軽減され、また、装置の操作性が向上する。In this way, according to the embodiment shown in FIG. 1, information such as orbit information is taken in and the information collection satellite is selected when switching the control channel, so that C, PU'll is constantly provided with information. There is no need to monitor changes, and the processing only needs to be performed once for about 15 minutes, which greatly reduces the burden on the CPU 11□ and improves the operability of the device.

第５図は本発明の他の実施例の処理手順を示すもので、
第１図と同一の処理内容を行なうステップについては同
一符号を付している。この実施例においては、ステップ
ＳＰ８において制御チャンネルの変更な要すると判断さ
れた場合にはステップＳＰ３に戻り、ステップＳＰ７で
計算されたドツプラーシフト量に基づぎ新たな制御チャ
〉・ネルの中心周波数（第４図）にドツプラーシフトロ
ック用ｖｃｏｓの中心周波数が設定され、以後制御され
るようになされている。他の処理手順は第１図と同様で
ある。FIG. 5 shows the processing procedure of another embodiment of the present invention.
Steps that perform the same processing content as in FIG. 1 are given the same reference numerals. In this embodiment, if it is determined in step SP8 that it is necessary to change the control channel, the process returns to step SP3, and the center of the new control channel is determined based on the Doppler shift amount calculated in step SP7. The center frequency of the Doppler shift lock vcos is set at the frequency (FIG. 4), and is controlled thereafter. Other processing steps are the same as in FIG.

従って、第１図の実施例の場合には制御チャンネルの変
更時にデータ採取衛星の選択（ステップＳＰ２　）及び
情報の取込み（ステップＳＰ４　）の画処理が直ちにな
されるの九対し、第５図の場合には制御チャンネルの変
更時に情報の取込み（ステップＳＰ４’）のみが直ちに
行なわれ、データ採取衛星の選択はロック状態が外れた
とき、又はロック状態に引き込むことができなかったと
ぎに初めて行なわれる。Therefore, in the case of the embodiment shown in FIG. 1, the image processing of selecting the data acquisition satellite (step SP2) and capturing information (step SP4) is performed immediately when the control channel is changed, whereas in the case of the embodiment shown in FIG. When the control channel is changed, only the information acquisition (step SP4') is performed immediately, and the selection of the data acquisition satellite is performed only when the lock state is lost or the lock state cannot be brought into the lock state.

第５図の実施例によれば、ステップＳＰＩ及びステップ
ＳＰ２の処理を行なう回数が第１図の実施例に比べて少
な（なるのでＣＰＵＩＩの負担はより軽減されるが、他
方、仰角が最大でなくなってもその衛星の情報によシュ
ーザ時計と世界標章時との偏差を計算する時間が第１図
の実施例に比べて長くなる。According to the embodiment shown in FIG. 5, the number of times that steps SPI and SP2 are executed is smaller than in the embodiment shown in FIG. 1, so the load on the CPU II is further reduced. Even if the satellite disappears, the time required to calculate the deviation between the Schusa clock and the world mark time using the information from the satellite becomes longer than in the embodiment shown in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によれば、ドツプラーシフトロッ
ク用ｖＣＯの制御チャンネルの変更時に、所定情報の取
込動作及び情報採取衛星の選択動作を起動させるように
したので、選択動作が自動化されて操作性を同上させる
ことができると共Ｋ、情報の取込動作を常時性なう必要
がなくなりＣＰＵ等の各種回路の負担な軽減させること
かできる。As described above, according to the present invention, when changing the control channel of the Doppler shift lock vCO, the predetermined information acquisition operation and the information collection satellite selection operation are activated, so that the selection operation is automated. This not only improves operability, but also eliminates the need to constantly carry out information import operations, which reduces the burden on various circuits such as the CPU.

かくするにつき必要とをるドツプラーシフト量の演算動
作はドツプラーシフトロック用ＶＣＯの制御のために必
要な動作を併用できる。In this way, the necessary calculation operation of the Doppler shift amount can be combined with the operation necessary for controlling the Doppler shift lock VCO.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明による時刻情報受信装置の一実施例の処
理手順を示すフローチャート、第２図はＧＰＳシステム
の測位原理の説明に供する路線図、第３図は本発明によ
る時刻情報受信装置の一実施例の構成を示すブロック図
、第４図はドツプラーシフトロック用ｖＣＯの制御チャ
ンネルの説明に供する路線図、第５図は本発明による時
刻情報受信装置の他の一実施例の処理手順を示すフロー
チャートである。 １・・・アンテナ、５，７・・・掛算回路、６・・・Ｐ
Ｎ信号発生回路、８・・・ドツプラーシフトロック用Ｖ
ＣＯ１１０・・・復調回路、１１・・・ＣＰＵ、１２・
・・エンベロープ検出回路、１３・・・ＰＮロック用Ｖ
Ｃ０，１４・・・時刻カウンタ、１６・・・偏差表示器
、ＣＨＩ〜ＣＨ１６・・・制御チャンネル。 第　７　図　　　　　第　５　図 早２　図FIG. 1 is a flowchart showing the processing procedure of an embodiment of the time information receiving device according to the present invention, FIG. 2 is a route map for explaining the positioning principle of the GPS system, and FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of an embodiment of the time information receiving device according to the present invention. A block diagram showing the configuration of one embodiment, FIG. 4 is a route diagram for explaining the control channel of the vCO for Doppler shift lock, and FIG. 5 is a processing procedure of another embodiment of the time information receiving device according to the present invention. It is a flowchart which shows. 1... Antenna, 5, 7... Multiplication circuit, 6... P
N signal generation circuit, 8...V for Doppler shift lock
CO110... Demodulation circuit, 11... CPU, 12.
...Envelope detection circuit, 13...V for PN lock
C0, 14... Time counter, 16... Deviation display, CHI to CH16... Control channel. Figure 7 Figure 5 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 衛星と観測点との相対運動による受信信号のドツプラー
シフト量を演算する演算手段と、上記ドツプラーシフト
量により定まる複数の制御チヤンネルを有し演算結果に
基づき上記演算手段が選択した上記制御チヤンネルを用
いて上記受信信号をロツク制御する電圧制御型発振器と
を具え、上記演算手段は上記電圧制御型発振器の上記制
御チヤンネルを他の制御チヤンネルに切換えるときに時
刻情報の形成に要する所定情報の復調信号からの取込動
作及び情報を採取すべき衛星の選択動作を起動させるこ
とを特徴とする時刻情報受信装置。a calculation means for calculating the amount of Doppler shift of the received signal due to the relative motion between the satellite and the observation point; and a plurality of control channels determined by the amount of Doppler shift, the control channel being selected by the calculation means based on the calculation result. a voltage-controlled oscillator that lock-controls the received signal using a voltage-controlled oscillator; A time information receiving device characterized by starting an operation of acquiring signals and selecting a satellite from which information is to be acquired.