KR20110096490A - 측위 장치, 측위 방법, 및 프로그램을 기억한 기억 매체 - Google Patents

Abstract

계시를 실행하는 계시부와, 수신부를 통해 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 수신 제어부(S1)와, 수신된 시각 정보에 의거하여 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정부(S14)와, 수신된 시각 정보와 계시부의 계시 시각에 의거하여 계시부의 단위시간당 오차(“α/β”)를 산출하는 오차 산출부(S12, S13)와, 산출된 단위시간당 오차(“α/β”)에 의거하여 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정부(S4)와, 보정 시각을 사용하여 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위부(S5∼S8)를 구비한다.

Description

측위 장치, 측위 방법, 및 프로그램을 기억한 기억 매체{POSITIONING DEVICE, POSITIONING METHOD AND STORAGE MEDIUM STORING PROGRAM}

본 발명은 측위 위성의 신호를 수신하여 위치의 측정을 실행하는 측위 장치, 측위 방법 및 프로그램을 기억한 기억 매체에 관한 것이다.

일본국 특허공개공보 제2007-248345호, 동 평성10-031061호에서 개시되어 있는 바와 같이, 종래, GPS(전지구 측위 시스템) 측위 장치에 있어서 위치의 측정을 단시간에 완료하기 위한 몇개의 기술이 제안되어 있다.

또, 일본국 특허공개공보 평성8-015463호, 동 평성5-249221호에서 개시되어 있는 바와 같이, GPS 위성의 신호에 포함되는 시각정보를 이용하여 시계의 시각을 자동적으로 수정하는 장치도 제안되어 있다.

일반적으로 GPS에 의한 위치의 측정은 다음과 같이 실행된다. 우선, 복수의 GPS 위성의 송신 전파를 포착하고, 송신 전파에 포함되는 측위 부호에 의거하여 복수의 GPS 위성과의 의사 거리를 각각 산출한다. 또한, 송신 전파에 포함되는 천문 정보를 수신하고, 이 천문 정보로부터 복수의 GPS 위성의 위치를 산출한다. 그리고, 이들 결과에 의거하여 자기의 위치를 구한다.

GPS 위성으로부터 송신되는 전파는 미약하고, 또 스펙트럼 확산되어 있기 때문에, 이 전파를 포착하여 복조하기 위해서는 송신측과 수신측에서 동기를 취하여 수신 처리를 실행할 필요가 있다.

GPS 위성은 원자 시계에 의해 정확한 시각정보를 갖고 있지만, 수신측의 기기에 탑재되는 계시회로는 그만큼의 정확성은 없다. 그 때문에, 계시 회로의 계시 시각에 큰 오차가 발생해 있으면, 송신측과 수신측의 타이밍의 부정합에 의해 전파를 포착하는데 긴 시간이 걸린다.

그래서, 본 발명자는 위치의 측정을 실행하지 않는 기간에 있어서도, 간헐적으로 GPS 위성의 신호를 수신하여, GPS의 시각에 계시 회로의 시각을 수정함으로써, 계시 시각의 오차를 작게 억제하는 구성을 검토하였다.

이 구성에 의해, 계시 시각의 오차가 커지지 않고, GPS 위성의 송신 전파의 포착을 신속하게 실행시키는 것이 가능하게 된다.

한편, GPS 위성의 신호 수신에는 비교적 큰 전력을 필요로 하기 때문에, 쓸데없는 신호 수신은 피하고자 하는 요구가 있다.

본 발명의 목적은 정확하게 보정된 계시 시각에 의해서 GPS 위성의 송신 전파를 신속하게 포착할 수 있는 동시에, 시각 보정을 위한 신호 수신 회수를 적게 하여 소비 전력의 저감을 도모할 수 있는 측위 장치, 측위 방법 및 그 프로그램을 기억한 기억 매체를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와, 계시를 실행하는 계시부와, 상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어부와, 수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정부와, 수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출부와, 산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정부와, 상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명은 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와, 계시를 실행하는 계시부를 이용하여 측위를 실행하는 측위 방법으로서, 상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어 스텝과, 수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정 스텝과, 수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출 스텝과, 산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정 스텝과, 상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명은 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와, 계시를 실행하는 계시부를 제어하는 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체로서, 상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어 기능과, 수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정 기능과, 수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출 기능과, 산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정 기능과, 상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위 기능을 실현시키는 프로그램을 기억한 기억 매체이다.

본 발명에 따르면, 정확하게 보정된 계시 시각에 의해서 GPS 위성의 송신 전파를 신속하게 포착할 수 있는 동시에, 시각 보정을 위한 신호 수신 회수를 적게 하여 소비 전력의 저감을 도모할 수 있는 측위 장치, 측위 방법 및 그 프로그램을 기억한 기억 매체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 측위 장치의 전체를 나타내는 블럭도.
도 2는 측위 장치의 동작의 일예를 나타낸 설명도.
도 3은 CPU에 의해 실행되는 측위 제어 처리의 수순을 나타낸 흐름도의 제1부를 나타내는 도면.
도 4는 CPU에 의해 실행되는 측위 제어 처리의 수순을 나타낸 흐름도의 제2부를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 측위 장치(1)의 전체를 나타내는 블럭도이다.

이 실시형태의 측위 장치(1)는 GPS(전지구 측위 시스템)에 의해 간헐적으로 위치의 측정을 실행하여 위치 데이터를 기록해 가는 장치이다. 이 측위 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, GPS 위성의 송신 전파를 수신하는 GPS 수신 안테나(11)와, GPS 위성의 송신 전파를 포착하여 복조하는 GPS 수신기(12)와, 현재 시각을 계시하는 계시부(13)와, 온도를 전기적으로 계측하는 온도계(14)와, 위치 정보 등 각종 화상 표시를 실행하는 표시부(15)와, 각 부에 동작 전압을 공급하는 전원(16)과, 간헐적인 위치 측정의 시간적인 제어를 실행하는 간헐 수신 시간 제어부(17)와, 각 부의 통괄적인 제어를 실행하는 CPU(중앙연산 처리장치)(10)와, CPU(10)에 작업용의 메모리 공간을 제공하는 RAM(Random Access Memory)(18)과, CPU(10)가 실행하는 제어 프로그램이나 제어 데이터가 저장된 ROM(Read Only Memory)(19)과, 위치 데이터나 측위용의 각종 데이터가 기억되는 불휘발성 메모리(20) 등을 구비하고 있다.

GPS 수신기(12)는 수신 주파수를 GPS 위성의 운행 위치에 대응한 주파수에 맞추는 동시에, GPS 위성과 처리 타이밍의 동기를 취하면서 소정의 확산 부호를 이용하여 수신 신호의 역확산 처리를 실행함으로써, 스펙트럼 확산된 GPS 위성의 송신 전파를 포착하여 복조한다. 또한, 이러한 신호 수신의 처리를 복수의 GPS 위성에 대해 각각 실행한다. 여기서, GPS 수신기(12)는 CPU(10)로부터 주어지는 현재 시각의 정보에 따라, 각 GPS 위성에 대응하는 수신 주파수의 설정이나 각 GPS 위성과의 처리 타이밍의 동기를 도모하지만, 현재 시각의 정보에 오차가 있어 송신 전파의 포착을 할 수 없는 경우에는 수신 주파수나 처리 타이밍을 조금씩 어긋나게 하면서 수신 처리를 반복함으로써, 각 GPS 위성에 대응한 수신 주파수와 처리 타이밍을 찾아내어, 각 GPS 위성의 송신 신호를 포착 및 복조한다. 따라서, CPU(10)로부터 주어지는 현재 시각의 정보가 정확하면 GPS 위성의 송신 전파를 극히 단시간에 포착할 수 있지만, 이 현재 시각의 정보에 큰 오차가 포함되는 경우에는 송신 전파의 포착에 시간이 걸린다.

계시부(13)는 예를 들면 수정발진기의 신호에 의거하여 계시를 실행하는 것이며, GPS 위성에 구비되는 원자시계에 비해 큰 오차를 갖는 것이다. 계시 시각의 단위시간당 오차는 일반적으로 온도 변화가 없으면 대략 일정하고, 온도의 승강에 따라 변동한다.

온도계(14)는 온도를 전기신호로 변환하는 예를 들면 서미스터 등의 온도 검출 소자와, 온도를 나타내는 전기신호(전압)를 샘플링하여 디지털 데이터로 변환하는 AD컨버터 등으로 구성된다.

간헐 수신 시간 제어부(17)는 CPU(10)에 의해 지정된 간헐 수신의 기간(예를 들면 30분 주기)을 계수하고, 간헐 수신의 타이밍에 타이밍 신호를 발생시켜 CPU(10)에 이 타이밍을 통지하는 회로이다.

ROM(19)에는 GPS에 의한 위치의 측정을 간헐적으로 실행시키는 동시에, GPS 위성으로부터의 시각 정보에 의거하여 정확한 시각을 계속해서 취득하기 위한 측위 제어 처리의 프로그램이 저장되어 있다. 이 측위 제어 처리의 프로그램은 ROM(19)에 저장하는 것 이외에, 예를 들면, 데이터 판독 장치를 통해 CPU(10)가 판독 가능한, 광디스크 등의 휴대가능형 기억 매체, 플래시메모리 등의 불휘발성 메모리에 저장해 두는 것이 가능하다. 또, 이러한 프로그램이 캐리어 웨이브(반송파)를 매체로 해서 통신회선을 통해 측위 장치(1)에 다운로드되는 형태를 적용할 수도 있다.

불휘발성 메모리(20)에는 측정 결과의 위치 데이터가 저장되는 것 외에, 측위용의 데이터로서 GPS 위성으로부터 수신되는 역서(almanac) 정보나 천문(ephemeris) 정보가 저장되는 것이다. 천문 정보는 각 GPS 위성의 위치를 특정하기 위한 항로 정보이며, 일단 수신하여 기억해 둠으로써, 대응하는 GPS 위성의 위치를 특정하기 위해 수시간에 걸쳐 사용할 수 있다.

도 2에는 측위 장치(1)의 측위 제어 처리의 동작의 일예를 나타낸 설명도를 나타낸다.

이 실시형태의 측위 장치(1)에 있어서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 30분 주기 등 간헐적인 타이밍 Te1∼Te7에서, GPS 위성으로부터의 신호의 수신을 실행하여, 위치의 측정, GPS 시각에 의거하는 계시부(13)의 시각 수정 및, 천문 정보의 수신과 기억의 각 처리를 실행한다.

이들 처리 중, 위치의 측정은 CPU(10)와 GPS 수신기(12)에 의해, 다음과 같이 수행된다. 즉, 우선, CPU(10)의 명령에 의해 GPS 수신기(12)가 작동되고, GPS 수신기(12)에 의해 복수의 GPS 위성의 송신 전파가 포착된다. 이 때, CPU(10)는 계시부(13)의 계시 시각을 보정한 보정 시각을 GPS 수신기(12)에 부여하고, GPS 수신기(12)는 이 정확한 보정 시각에 의거하여 단시간 동안에 송신 전파의 포착을 실행한다. 그리고, 복수의 GPS 위성의 송신 전파가 포착되면, CPU(10)는 이들 송신 전파의 측위 부호에 의거하여 각 GPS 위성까지의 의사 거리를 구하고, 또한 불휘발성 메모리(20)에 기억되어 있는 천문 정보에 의거하여 각 GPS 위성의 위치를 산출한다. 그리고, 이들 결과에 의거하여 자기의 위치를 산출한다. 산출된 위치 데이터는 예를 들면, 시각 정보와 함께 불휘발성 메모리(20)에 저장된다.

GPS 시각에 의거하는 계시부(13)의 시각 수정 처리는 다음과 같이 수행된다. GPS 수신기(12)가 GPS 위성의 송신 전파를 포착/수신할 때, GPS 수신기(12)의 내장 시계는 송신 전파에 포함되는 시각 정보에 의거하여 GPS 위성의 고정밀도의 시각(GPS 시각이라 함)과 거의 정확하게 동기한다. 따라서, GPS 수신기(12)에서 GPS 위성의 송신 전파가 수신되면, CPU(10)는 GPS 수신기(12)의 내장 시계의 시각을 읽어냄으로써 정확한 시각을 취득할 수 있다. 그리고, 이 정확한 시각에 계시부(13)의 계시 시각을 맞춤으로써, 계시부(13)의 시각 수정을 실행한다.

천문 정보의 수신과 기억의 처리는 위치 측정을 위해 보충한 송신 전파를, 그대로 GPS 수신기(12)에 의해 추적시켜 필요한 천문 정보를 수신시키고, 이것을 불휘발성 메모리(20)에 기억시킴으로써 실행한다. 또, 위치 측정의 완료 후에도, 포착 가능한 다른 GPS 위성의 송신 전파가 있으면, 이 GPS 위성의 천문 정보도 수신하여 불휘발성 메모리(20)에 기억시킨다. 이들 수신 처리는 소정의 제한 시간(예를 들면 40초)을 초과하지 않는 범위에서 실행된다. 이와 같이 천문 정보를 수신 및 기억시켜 둠으로써, 다음의 위치 측정의 처리에 있어서, 기억된 천문 정보를 사용하여 단시간 동안에 위치의 측정이 가능하게 된다.

또한, 이 실시형태의 측위 장치(1)에서는 GPS 수신기(12)에 고정밀도의 보정 시각을 부여하기 위해, CPU(10)는 적절한 시기에 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를 측정하도록 되어 있다.

단위시간당 오차 “α/β”의 측정 방법은 다음과 같다. 즉, 시간을 두고 2회 GPS 시각을 취득하는 동시에, 1회째의 GPS 시각의 취득시부터 2회째의 GPS 시각의 취득시까지의 시간 간격 “β”와, 1회째의 GPS 시각의 취득시부터 2회째의 GPS 시각의 취득시까지의 계시부(13)의 오차의 증가량 “α”를 구하고, 이들의 비를 계산함으로써 구한다.

도 2의 예에서는 우선, 타이밍 Te1, Te2에 있어서의 2회의 GPS 위성의 신호의 수신 처리에 수반하여 2회의 GPS 시각을 취득하고, 2회째의 GPS 시각이 취득된 타이밍 Tc1에 상기의 단위시간당 오차 “α/β”를 산출하고 있다.

보정 시각은 상기의 단위시간당 오차 “α/β”에 의거하여 현시점에 있어서의 계시부(13)의 추정 오차를 구하고, 이 추정 오차를 계시부(13)의 계시 시각에 가산함으로써 얻어진다. 추정 오차는 전회의 GPS 위성의 신호 수신 시각부터 현시점의 계시 시각까지의 시간 간격에, 상기의 단위시간당 오차 “α/β”를 승산함으로써 구해진다. 계시부(13)의 계시 시각은 GPS 위성의 신호 수신시에 GPS 시각에 수정되어 오차가 거의 제로로 되고, 그 후, 시간의 경과에 수반하여 “α/β”의 비율로 오차가 가산되어 가므로, 상기의 방법으로 정확한 보정 시각을 구할 수 있다.

또한, 이 실시형태의 측위 장치(1)에서는 계시부(13)의 오차의 변화량에 비교적 큰 변동이 생기고 있지 않은지를 검출하기 위해, 온도계(14)에 의해 온도 계측을 실행하여, 소정량 이상의 온도 변화가 생기고 있지 않은지 계속적으로 확인을 실행하고 있다. 구체적으로는 단위시간당 오차 “α/β”의 측정 시기에 있어서의 온도를 기억해 두고, 이 기억된 온도와 현재의 계측 온도를 비교하여 소정량 이상의 변화가 없는지 확인을 실행한다.

여기서, 기억해 두는 온도는 상기 오차 “α/β”를 측정하기 위한 2회의 GPS 시각의 취득 기간을 통한 온도의 평균값으로 해도 좋고, 혹은 1회째의 GPS 시각의 취득시점에 있어서의 온도, 2회째의 GPS 시각의 취득시점에 있어서의 온도, 또는 이들 평균값 등으로 해도 좋다. 이 실시형태에서는 상기 오차 “α/β”를 측정하기 위한 2회의 GPS 시각의 취득 기간 중 1회째의 GPS 시각의 취득시점의 온도를 기억하도록 하고 있다.

그리고, 보존된 온도와 현재의 계측 온도에 소정량 이상의 변화가 없으면, 계시부(13)의 단위시간당 오차는 마지막에 구한 값 “α/β”으로부터 크게 변동하고 있지 않은 것으로 해서, 새로운 값의 재계산은 실행하지 않는다. 그리고, 보정 시각이 필요한 때에는 마지막에 구해져 있는 단위시간당 오차 “α/β”를 이용하여 보정 시각을 계산한다.

도 2의 예에서는 타이밍 Tc1에 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”가 계산된 후, 타이밍 Tf1에 이르기까지, 초회에 기억된 온도로부터 현재 온도에 소정량 이상의 변화가 발생하고 있지 않다. 그 때문에, 타이밍 Tc1에서 오차 “α/β”를 구한 후, 간헐적인 신호 수신 타이밍 Te3∼Te5에 있어서도 상기 오차 “α/β”의 재계산은 실행하지 않고, 초회에 구한 값 “α/β”를 이용하여 보정 시각이 계산되고 있다.

한편, 보존된 온도와 현재의 계측 온도에 소정량 이상의 변화가 있으면, 계시부(13)의 단위시간당 오차가, 마지막에 구한 값 “α/β”로부터 크게 변동하고 있다고 간주하여, 이 값 “α/β”를 클리어한다. 그리고, 재차, 이 단위시간당 오차 “α/β”를 산출하는 처리를 실행하여, 온도 변화에 대응한 값을 구한다.

도 2의 예에서는 타이밍 Tf1에 있어서, 초회에 기억된 온도로부터 소정량 이상의 변화가 생기고 있다. 그 때문에, 이 시점에서 초회에 구한 단위시간당 오차 “α/β”를 클리어하는 동시에, 재차, 이 단위시간당 오차 “α/β”를 구하기 위해 GPS 위성으로부터의 신호의 수신을 시작하여 GPS 시각의 1회째의 취득을 실행한다. 그리고, 계속되는 간헐적인 신호 수신의 타이밍 Te6에서 2회째의 GPS 시각의 취득을 실행하면, 이 타이밍 Tc2에 있어서 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를 새로이 산출하고 있다.

이러한 재산출의 처리에 의해, 새로이 산출된 값 “α/β”가 타이밍 Tf1의 온도에 대응한 계시부(13)의 단위시간당 오차로 되고, 그 후, 온도에 큰 변화가 생기지 않으면, 이 값 “α/β”에 의해 재차 정확한 보정 시각을 구하는 것이 가능하게 된다.

상기 일련의 측위 제어 처리에 의하면, 많은 기간에 있어서 계시부(13)의 계시 시각부터 고정밀도의 보정 시각을 구하는 것이 가능하게 되고, 간헐적으로 실행되는 GPS 위성의 신호 수신시에 이 보정 시각을 이용하여 송신 전파의 포착 처리를 실행함으로써, 신속한 위치의 측정 및 신속한 천문 정보의 수신을 수행하는 것이 가능하게 되어 있다.

또, 상기 일련의 측위 제어 처리에 의하면, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”로부터 계시부(13)의 계시 시각을 보정하여 정확한 시각을 구하고 있으므로, 위치의 측정과 천문 정보의 간헐적인 수신을 30분 간격으로 실행하는 한편, 예를 들면, 계시부(13)의 오차를 크게 하지 않기 때문에 시각 수정용의 신호 수신을 예를 들면 10분 간격 등 짧은 주기에서 실행하는 구성에 비해, 신호 수신의 회수를 줄여 소비 전력의 저감이 도모되도록 되어 있다.

이하, 상기의 측위 제어 처리를 실현하는 제어 수순의 일예에 대해 흐름도에 의거하여 설명한다.

도 3과 도 4는 상기의 측위 제어 처리의 수순을 나타낸 흐름도이다.

이 측위 제어 처리는 전원 투입시에 시작되어, 그 후, 계속해서 실행되는 것이다. 측위 제어 처리가 시작되면, 우선, CPU(10)는 간헐 수신 시간 제어부(17)로부터의 통지에 의거하여 GPS 위성의 신호를 수신하는 시각(매시 00분 또는 30분)이 되었는지 아닌지를 판별한다(스텝 S1). 그 결과, 해당 시각으로 되어 있지 않으면, 스텝 S16(도 4)으로부터의 온도 계측에 관한 처리로 이행하고, 해당 시각이면, 스텝 S2로부터의 GPS 위성의 신호 수신에 관한 처리(스텝 S2 이후)로 이행한다.

해당 시각으로 판별되어 스텝 S2로 이행하면, 우선, CPU(10)는 GPS 수신기(12)를 작동시키고(스텝 S2), 다음에, RAM(18)에 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”의 각 파라미터가 기억되어 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S3).

그 결과, 각 파라미터가 기억되어 있으면, 이들 파라미터를 이용하여 보정 시각의 산출을 실행한다(스텝 S4：시각 보정부). 즉, 현재의 계시부(13)의 계시 시각에, 추정 오차인 “(현재 시각-전회 측위 시각)×α/β”를 가산하여 보정 시각으로 한다. 그리고, 이 보정 시각을 GPS 수신기(12)에 공급한다(스텝 S5). 이것에 의해, GPS 수신기(12)의 내장 시계에 보정 시각이 설정되어 정확한 시각이 계시되게 된다.

한편, “α/β”의 각 파라미터가 아직 기억되어 있지 않으면, 보정 시각을 산출할 수 없으므로, 상기 스텝 S4, S5의 처리를 생략한다.

다음에, CPU(10)는 GPS 수신기(12)에 의해 수신 처리를 실행시켜 GPS 수신기(12)로부터 복조 신호를 입력한다(스텝 S6). 여기서, 보정 시각이 공급되어 있으면, GPS 수신기(12)는 정확한 시각 정보에 의거하여, GPS 위성의 송신 전파를 극히 단시간 동안에 포착하여 신호 수신을 수행할 수 있다. 또한, 필요한 신호 수신이 완료했는지 판별하고(스텝 S7), 완료해 있지 않으면, 완료할 때까지 스텝 S6의 수신 처리를 계속시킨다. 또한, 이 수신 처리에 있어서는 위치 측정에 필요한 4개의 GPS 위성으로부터의 측위 부호의 수신 및 신호 수신 가능한 위치에 있는 복수의 GPS 위성으로부터의 천문 정보의 수신을 실행한다. 수신한 천문 정보는 불휘발성 메모리(20)에 기억한다.

그리고, 수신이 완료되면, CPU(10)는 수신된 측위 부호에 의거하여 현재 위치를 구하는 측위 연산을 실행한다(스텝 S8). 상기 스텝 S6∼S8에 의해 측위부가 구성된다. 계속해서, GPS 수신기(12)로부터 GPS 위성의 원자 시계와 거의 완전하게 동기한 GPS 시각을 취득한다(스텝 S9). 그 후, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”의 각 파라미터가 RAM(18)에 기억되어 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S10).

그 결과, 각 파라미터가 기억되어 있으면, 이들 파라미터를 산출할 필요가 없으므로, 그대로 스텝 S14로 이행한다. 한편, 각 파라미터가 기억되어 있지 않으면, 이들 파라미터를 산출하기 위해 스텝 S11로 이행한다. 스텝 S11로 이행하면, 또한 CPU(10)는 RAM(18)에 전회 측위 시각이 기억되어 있는지 확인하고(스텝 S11), 전회 측위 시각이 기억되어 있지 않으면, 아직 파라미터의 산출은 불가능하므로, 그대로 스텝 S14로 이행한다. 여기서, 전회 측위 시각은 후술하는 스텝 S15에서 기억되는 시각 정보이며, 전회의 GPS 위성의 신호 수신에 수반하여 계시부(13)의 시각 수정이 실행된 시각이 나타나는 것이다.

한편, 스텝 S11의 판별 처리에서 전회 측위 시각이 기억되어 있다고 판별되면, 전회 측위 시각과 현재 시각의 차를 계산하여, 이 시간 간격을 파라미터 “β”에 기억한다(스텝 S12). 계속해서, 스텝 S9에서 취득한 GPS 시각(GPS 위성의 원자 시계의 시각)과 계시부(13)의 시간차를 계산하고, 이 값을 파라미터 “α”에 기억한다(스텝 S13). 이들 “α”와 “β”의 파라미터에 의해 계시부(13)의 단위시간당 오차가 나타나고, 상기의 스텝 S12, 13의 처리에 의해 오차 산출부가 구성된다. 그리고, 스텝 S14로 이행한다.

스텝 S14로 이행하면, 우선, 스텝 S9에서 취득한 GPS 시각에 의거하여, 계시부(13)의 계시 시각의 오차를 제거하는 수정 처리를 실행하고(스텝 S14：시각 수정부), 이 시점의 시각을 전회 측위 시각으로 하여 RAM(18)의 소정 영역에 기억시킨다(스텝 S15). 그리고, 1회의 수신 처리를 종료하고, 재차, 스텝 S1로 되돌린다.

다음에, 스텝 S1의 판별 처리에서, 신호 수신의 시각이 아니라고 판별된 경우를 설명한다. 신호 수신의 시각이 아니어서 스텝 S16로 이행하면, 우선, CPU(10)는 온도계(14)로부터의 샘플링 데이터를 입력하고(스텝 S16), 다음에, RAM(18)의 소정 영역에 온도 데이터가 기억되어 있는지 확인한다(스텝 S17). 그리고, 온도 데이터가 기억되어 있지 않으면, 스텝 S16에서 입력된 온도 데이터를 RAM(18)의 소정 영역에 기억시킨다(스텝 S18). 그리고, 재차, 스텝 S1로 되돌린다.

한편, 스텝 S17의 판별 처리에서 온도 데이터의 기억이 있다고 판별되면, 이 기억되어 있는 온도(「전회 온도」)와 스텝 S16에서 취득한 현재의 온도의 차를 계산하여, 이 차가 소정의 임계값을 초과하고 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S19). 즉, 이 비교에 의해 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”에 비교적 큰 변동이 생겼는지 아닌지가 판별된다.

그리고, 스텝 S19의 판별 처리에서, 온도차가 임계값을 초과했다고 판별되면, RAM(18)에 기억되어 있는 단위시간당 오차 “α/β”의 각 파라미터를 클리어 하고(스텝 S20), 이들 각 파라미터의 산출을 다시 하기 위해 RAM(18)에 기억되어 있는 전회 측위 시각을 클리어한다(스텝 S21). 또한, 오차 “α/β”의 재산출에 필요한 2회의 GPS 신호 수신중 1회째의 신호 수신을 직후에 실행하게 되므로, 이 시점의 온도로서 스텝 S16에서 취득한 온도 데이터를 RAM(18)의 소정 영역에 기억시킨다(스텝 S22). 그리고, GPS 위성으로부터의 신호 수신의 시각인지 아닌지에 관계없이 신호 수신을 실행하기 위해 스텝 S2로 점프한다.

또, 스텝 S19의 판별 처리에서, 온도차가 임계값을 초과하고 있지 않다고 판별되면, 그대로 스텝 S1로 되돌린다.

즉, 도 3과 도 4에 나타내는 측위 제어 처리의 제어 수순에 의하면, GPS 위성으로부터의 신호 수신의 시각이 되면, 스텝 S2∼S15의 처리에 의해, GPS 위성으로부터 신호 수신을 실행하여, 위치의 측정과, 천문 정보의 수신 및 기억과, 계시부(13)의 시각 수정이 실행되도록 되어 있다. 또, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”의 계측중에는 이것을 구하기 위한 처리도 실행되도록 되어 있다.

또, GPS 위성으로부터의 신호 수신의 시각 이외에는 스텝 S1, S16, S17, S19의 루프 처리에 의해 온도 계측과 온도 변화의 비교가 반복 실행되고, 또한 임계값을 초과하는 온도 변화가 있으면, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를 구하기 위한 1회째의 GPS 신호 수신으로 이행되도록 되어 있다.

이상과 같이, 이 실시형태의 측위 장치(1)에 의하면, GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 시각에 의거하여 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를 산출하고, 이것에 의거하여 계시부(13)의 계시 시각을 정확한 시각으로 보정하여 GPS 위성의 송신 전파의 포착 처리에 사용하므로, 정확한 시각 정보에 의해 신속한 송신 전파의 포착이 가능하게 된다. 또한, 정확한 시각을 취득 가능하게 하기 때문에, GPS 위성의 신호 수신(GPS 시각의 취득)을 짧은 주기에서 실행할 필요가 없으므로, 신호 수신의 수를 줄일 수 있어 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.

또, 위치 측정에 필요한 천문 정보는 간헐적인 수신에 의해 불휘발성 메모리(20)에 미리 기억시키고 있으므로, 측위 연산시에는 불휘발성 메모리(20)의 천문 정보를 이용함으로써, 신속한 위치의 측정이 실현되도록 되어 있다.

또, 이 실시형태의 측위 장치(1)에 의하면, 온도계(14)에 의해 온도의 계측을 실행하여 계시부(13)의 오차의 시간적인 변화량에 비교적 큰 변동이 생겼다고 보인 경우에, 그 시점에서 구해져 있는 단위시간당 오차 “α/β”를 클리어하고, 재차, 이 값을 재차 구하도록 되어 있다. 따라서, 예를 들면 온도 변화 등 계시부(13)의 오차의 변화량을 변동시키는 외적 요인에도 대응하여, 많은 기간에 있어서 정확한 계시 시각의 보정을 실행할 수 있도록 되어 있다.

또한, 온도계(14)에 의해 온도의 계측을 실행하여 계시부(13)의 오차의 시간적인 변화량에 비교적 큰 변동이 생겼다고 보인 경우에는 단위시간당 오차 “α/β”를 재산출하기 위해, 간헐 수신의 시간 간격을 좁혀, 그 직후에 GPS 위성의 신호 수신을 시작하므로, 신속하게 오차의 변동 후에 대응하는 값 “α/β”을 구하여, 계시 시각의 보정을 가능한 상태로 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각종 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 간헐적으로 GPS 시각을 취득하여 계시부(13)의 시각 수정을 실행하는 시간 간격으로서, 위치 측정을 실행하는 시간 간격, 혹은 천문 정보의 수신을 실행하는 시간 간격과 동일한 30분 간격으로 하고 있지만, 이 시간은 예를 들면, 20분 간격으로 하거나, 1시간 간격이나 2시간 간격으로 하는 등, 적절히 설정 변경 가능하다. 또, 위치 측정이나 천문 정보의 수신과는 별도로 GPS 위성의 신호 수신을 실행하여 GPS 시각을 취득하도록 해도 좋다.

또, 상기의 실시형태에서는 온도의 변화를 검출하여, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”가 비교적 크게 변동했는지 아닌지를 판별하도록 하고 있지만, 그 밖에, 계시부(13)의 정밀도를 변동시키는 외적 요인이 있으면, 그 외적 요인을 검출하여 상기의 변동의 유무를 판별하도록 해도 좋다. 또, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를, GPS 시각을 취득할 때마다 산출하여, 직접적으로 계시부(13)의 정밀도의 변화를 검출하도록 해도 좋다.

그리고, 예를 들면, 계시부(13)의 정밀도의 변화가 검출되지 않으면, GPS 시각을 취득하는 시간 간격을 점차 늘려 가고, 계시부(13)의 정밀도의 변화가 검출되면, GPS 시각을 취득하는 시간 간격을 짧게 하여, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”의 재산출이 조속히 실행되도록 구성해도 좋다.

또, 상기 실시형태에서는 온도의 임계값 이상의 변화가 없으면, 계시부(13)의 단위시간당 오차 “α/β”를 재산출하지 않는 구성을 나타냈지만, GPS 위성의 신호를 수신하여 GPS 시각이 취득되는 타이밍마다 상기의 오차 “α/β”를 재산출하여 갱신해 가도록 해도 좋다. 또, 상기 실시형태에서는 GPS 수신기(12)의 내장 시계와 계시부(13)를 별도의 구성으로 한 예를 나타냈지만, GPS 수신기(12)의 내장 시계가 상시 동작을 계속하는 구성이면, 계시부(13)로서 GPS 수신기(12)의 내장 시계를 유용하는 구성으로 해도 좋다.

그 밖에, 상기 실시형태에서 나타낸 세부 구성 및 세부 방법은 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

1; 측위장치 10; CPU
12; GPS 수신기 13; 계시부
14; 온도계 20; 불휘발성 메모리

Claims (6)

1. 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와,
   계시를 실행하는 계시부와,
   상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어부와,
   수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정부와,
   수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출부와,
   산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정부와,
   상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 위치의 측정에 필요한 항로 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 2 수신 제어부와,
   수신된 상기 항로 정보를 기억하는 기억부를 구비하고,
   상기 측위부는,
   상기 기억부에 기억된 상기 항로 정보에 의거하여 상기 측위 위성의 위치를 구하여 해당 측위 장치의 위치의 측정을 실행하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 계시부의 정밀도를 변동시키는 외적 요인의 검출 혹은 해당 정밀도의 변동의 직접적인 검출을 실행하는 변동 검출부를 구비하고,
   상기 오차 산출부는,
   상기 변동 검출부의 검출 결과에 의거하여 상기 계시부의 정밀도가 변동했다고 판별되는 경우에 상기 단위시간당 오차의 산출을 다시 하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 계시부의 정밀도를 변동시키는 외적 요인의 검출 혹은 해당 정밀도의 변화의 직접적인 검출을 실행하는 변동 검출부를 구비하고,
   상기 제 1 수신 제어부는,
   상기 변동 검출부의 검출 결과에 의거하여 상기 계시부의 정밀도가 변동했다고 판별된 경우에 상기 시각 정보를 간헐적으로 수신하는 시간 간격을 짧게 변화시키는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
5. 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와, 계시를 실행하는 계시부를 이용하여 측위를 실행하는 측위 방법으로서,
   상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어 스텝과,
   수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정 스텝과,
   수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출 스텝과,
   산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정 스텝과,
   상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
6. 측위 위성으로부터 보내져 오는 신호의 수신을 실행하는 수신부와, 계시를 실행하는 계시부를 제어하는 컴퓨터가 판독 가능한 기억 매체로서,
   상기 수신부를 통해 상기 측위 위성으로부터 시각 정보를 간헐적으로 수신시키는 제 1 수신 제어 기능과,
   수신된 상기 시각 정보에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각을 수정하는 시각 수정 기능과,
   수신된 상기 시각 정보와 상기 계시부의 계시 시각에 의거하여 해당 계시부의 단위시간당 오차를 산출하는 오차 산출 기능과,
   산출된 상기 단위시간당 오차에 의거하여 상기 계시부의 계시 시각으로부터 오차를 제거한 보정 시각을 구하는 시각 보정 기능과,
   상기 보정 시각을 사용하여 상기 측위 위성의 신호를 포착하는 동시에 해당 포착한 신호에 의거하여 위치의 측정을 실행하는 측위 기능을 실현시키는 프로그램을 기억한 기억 매체.

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