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JP2005134215A - System for measuring difference of signal arrival time - Google Patents

System for measuring difference of signal arrival time Download PDF

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JP2005134215A
JP2005134215A JP2003369510A JP2003369510A JP2005134215A JP 2005134215 A JP2005134215 A JP 2005134215A JP 2003369510 A JP2003369510 A JP 2003369510A JP 2003369510 A JP2003369510 A JP 2003369510A JP 2005134215 A JP2005134215 A JP 2005134215A
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JP
Japan
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timing
measurement
time
pulse signal
signal
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Pending
Application number
JP2003369510A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kondo
仁志 近藤
Heisuke Ikeda
平輔 池田
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.)
Furuno Electric Co Ltd
Original Assignee
Furuno Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furuno Electric Co Ltd filed Critical Furuno Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a difference of signal arrival time to be precisely measured, by solving errors caused by such conditions that a time pulse is only generated at a timing synchronizing with a clock inside a receiver, and a measurement clock does not synchronize with the time pulse, and receivers of two stations determine the timing when the time pulse is generated, based on signals from different satellites. <P>SOLUTION: A time pulse signal (1 PPS) approximately synchronizing with a time of a positioning system which is obtained by a positioning operation, is operationally brought to synchronize with the measurement clock (40 MHz) in phase. Additionally, errors ΔTp1, ΔTp2 between a GPS time and 1 PPS are obtained, whereby the difference between count values T<SB>E1</SB>(1), T<SB>E1</SB>(2) of first and second events is compensated. Furthermore, the timing deviation of the time pulse signal is compensated by using a timing determined based on the signal from the identical satellite. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は信号発生源から到来する信号を異なった箇所で観測し、その信号到来時間差を測定する信号到来時間差測定システムに関するものである。   The present invention relates to a signal arrival time difference measurement system for observing signals coming from a signal generation source at different locations and measuring the signal arrival time difference.

例えば送電線や鉄塔に落雷があると、その落雷地点からサージが発生して送電線を伝搬する。送電線上の2箇所でこのサージの到来時刻(通過時刻)を観測し、その到来時間差を求めれば、2つの計測点間のどの地点に落雷があったかを特定することができる。このような方法でサージ発生点の標定を行うシステムが特許文献1に開示されている。   For example, when a lightning strike occurs on a power transmission line or a steel tower, a surge occurs from the lightning strike point and propagates through the power transmission line. By observing the arrival time (passing time) of this surge at two locations on the transmission line and obtaining the difference between the arrival times, it is possible to identify at which point between two measurement points a lightning strike has occurred. A system for locating a surge occurrence point by such a method is disclosed in Patent Document 1.

ここで従来のサージ発生点標定システムの構成例を図12に示す。鉄塔101には送電線100を伝搬するサージを検出するサージ検出回路12、極力正確な時刻を計時する時計装置14、およびサージ到来時刻を測定するためのカウンタ16を備えている。   FIG. 12 shows a configuration example of a conventional surge occurrence point locating system. The steel tower 101 includes a surge detection circuit 12 that detects a surge propagating through the transmission line 100, a clock device 14 that keeps time as accurate as possible, and a counter 16 that measures the surge arrival time.

図13は図12に示した時計装置14とカウンタ16の動作をタイミングチャートとして表したものである。時計装置14にはGPS受信機が備えられていて、GPS受信機の内部クロック(a)に同期して例えば時刻パルス信号(b)が毎秒出力される。カウンタ16は、この時刻パルスが時計装置14から与えられる毎にリセットし、カウンタ16内部で発生した計測用クロックをカウントする。そしてカウンタ16は、サージ検出回路12がサージの到来を検出した時のカウント値をラッチするようにしている。   FIG. 13 shows the operation of the timepiece device 14 and the counter 16 shown in FIG. 12 as a timing chart. The clock device 14 is provided with a GPS receiver, and for example, a time pulse signal (b) is output every second in synchronization with the internal clock (a) of the GPS receiver. The counter 16 is reset every time the time pulse is given from the timepiece device 14 and counts the measurement clock generated inside the counter 16. The counter 16 latches the count value when the surge detection circuit 12 detects the arrival of a surge.

所望の鉄塔毎にこのような処理を行うことによって、異なった鉄塔に設けたタイミング測定装置20が測定したタイミングの時間差を時間差測定装置103が測定することによって、その2つの鉄塔間の送電線100上のサージ発生点の位置を標定する。
特許第2599613号公報
By performing such processing for each desired steel tower, the time difference measuring device 103 measures the time difference of the timing measured by the timing measuring device 20 provided in different steel towers, so that the transmission line 100 between the two steel towers. Locate the location of the top surge point.
Japanese Patent No. 2599613

GPS受信機のように、測位用衛星から送信された電波を受信し、受信点の位置を求めるとともに測位系の時刻を求めることのできる受信機は、一般のスタンドアローンの時計に比べて高精度な時刻を求めることができる。しかし上述のサージ発生点標定システムなどでサージ発生点の位置をより高精度に標定するためには次に述べるような限界があった。   A receiver that can receive radio waves transmitted from positioning satellites and obtain the position of the receiving point and the time of the positioning system, such as a GPS receiver, is more accurate than a general stand-alone watch. Time can be obtained. However, there are the following limitations in order to determine the position of the surge occurrence point with higher accuracy by the above-described surge occurrence point location system.

《第1誤差》
時計装置14内のGPS受信機はその受信機内部のクロックを分周して時刻パルスを発生するので、時刻パルスはこのGPS受信機内部のクロックに同期したタイミングでしか出力されない。そのため、図13に示すように、実際にはGPS衛星からの信号を受信して、その受信信号からGPSのタイミングを求める演算(この演算については後に詳述する。この演算を以下、単に「タイミング演算」という。)により求まる測位系の時刻(GPSタイム)の秒タイミングtoと上記時刻パルスの立ち上がりとの間には誤差ΔTpが生じる。
<< 1st error >>
Since the GPS receiver in the clock device 14 divides the clock in the receiver to generate a time pulse, the time pulse is output only at a timing synchronized with the clock in the GPS receiver. For this reason, as shown in FIG. 13, in practice, a signal from a GPS satellite is received and GPS timing is obtained from the received signal (this operation will be described in detail later. An error ΔTp occurs between the second timing to of the positioning system time (GPS time) obtained by the “calculation”) and the rise of the time pulse.

《第2誤差》
カウンタ16がその内部で発生してカウントする計測用クロックと、時計装置14から出力される時刻パルスとは位相同期していない。そのため、図13に示すように、時刻パルスの立ち上がりタイミングと計測用クロックの立ち上がりタイミングとの間に誤差ΔTmが生じる。
<< 2nd error >>
The measurement clock generated and counted inside the counter 16 and the time pulse output from the timepiece device 14 are not phase-synchronized. For this reason, as shown in FIG. 13, an error ΔTm occurs between the rising timing of the time pulse and the rising timing of the measurement clock.

《第3誤差》
図13に示した測位系の時刻タイミングtoは、時計装置14内のGPS受信機が1つ以上のGPS衛星からの電波を受信してタイミング演算により求まるタイミングであるが、各種誤差要因によりこのタイミングには当然ながら誤差を含んでいる。サージ発生点標定システムなどでは、サージの到来時間差を求めればよいので、2つのタイミング測定装置がそれぞれ求めたタイミングに同じだけ誤差が含まれていれば、その誤差分は相殺される。しかし、それぞれの時計装置のGPS受信機が測位演算に用いた衛星の組み合わせが異なる場合、上記GPS受信機で求めた測位系時刻の誤差が残ることになる。
<< 3rd error >>
The time timing to of the positioning system shown in FIG. 13 is a timing that is obtained by a timing calculation when a GPS receiver in the timepiece device 14 receives radio waves from one or more GPS satellites. Of course, there is an error. In a surge generation point locating system or the like, the difference in arrival time of surges may be obtained. Therefore, if the same error is included in the timings obtained by the two timing measuring devices, the error is canceled out. However, when the GPS receivers of the respective clock devices use different combinations of satellites for positioning calculation, errors in the positioning system time obtained by the GPS receivers remain.

例えば図14に示すように時計装置AがGPS衛星A,B,C,Eからの電波のみを受信でき、時計装置BがGPS衛星A,B,D,Fからの電波のみ受信できるような場合、時計装置AのGPS受信機がGPS衛星A,B,C,Eからの電波を基に測位演算で求めた測位系の時刻タイミングtoと、時計装置BのGPS受信機がGPS衛星A,B,D,Fからの電波を基に測位演算で求めた測位系の時刻タイミングtoとは正確には一致しない。従って、その分の誤差が生じる。   For example, as shown in FIG. 14, the timepiece device A can receive only radio waves from GPS satellites A, B, C, and E, and the timepiece device B can receive only radio waves from GPS satellites A, B, D, and F. The GPS receiver of the clock device A obtains the positioning system time timing obtained by the positioning calculation based on the radio waves from the GPS satellites A, B, C, E, and the GPS receiver of the clock device B uses the GPS satellites A, B. , D and F do not exactly match the timing timing to of the positioning system obtained by positioning calculation based on the radio waves from D, F. Therefore, an error corresponding to that occurs.

上述の問題はサージ発生点標定システムに限らず、何らかの信号発生源から到来する信号の到来タイミングを位置の異なった複数の測定点で測定し、その時間差に基づいて信号発生源の位置を標定するような信号到来時間差測定システムに共通の課題である。   The above-mentioned problem is not limited to the surge generation point locating system, but the arrival timing of a signal arriving from any signal generation source is measured at a plurality of measurement points at different positions, and the position of the signal generation source is determined based on the time difference. This is a problem common to such signal arrival time difference measurement systems.

この発明の目的は、上述の問題を解消して信号到来時間差を高精度に測定する信号到来時間差測定システムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a signal arrival time difference measurement system that solves the above-described problems and measures a signal arrival time difference with high accuracy.

この発明は、信号発生源から到来する信号の到来タイミングをそれぞれ測定する少なくとも2つの計測点に設けた第1・第2のタイミング測定装置と、この2つのタイミング測定装置により測定された前記信号の到来タイミングの時間差を測定する時間差測定装置とを備えた信号到来時間差測定システムにおいて、前記タイミング測定装置は、発生したクロック信号を分周するとともに複数の測位用衛星からの電波を前記計測点付近の受信点で受信し、該受信信号に基づく演算により求めた測位系の時刻に略同期した時刻パルス信号(例えば1PPS)を発生する時刻パルス信号発生手段と、前記信号の到来タイミングを計測するための計測用クロック(例えば40MHz信号)を発生するとともに、前記時刻パルス信号のタイミングを基準として前記計測用クロックをカウントするカウント手段と、前記計測用クロックを前記時刻パルス信号に位相同期させる手段とをそれぞれ備えたことを特徴としている。   The present invention provides first and second timing measurement devices provided at at least two measurement points for measuring the arrival timings of signals arriving from a signal generation source, and the signals measured by the two timing measurement devices. In the signal arrival time difference measurement system including a time difference measurement device that measures a time difference of arrival timing, the timing measurement device divides a generated clock signal and transmits radio waves from a plurality of positioning satellites near the measurement point. Time pulse signal generating means for generating a time pulse signal (for example, 1 PPS) that is received at a reception point and is substantially synchronized with the time of a positioning system obtained by calculation based on the received signal, and for measuring the arrival timing of the signal Generates a measurement clock (for example, 40 MHz signal) and uses the timing of the time pulse signal as a reference Counting means for counting the measurement clock and is characterized in that the measuring clock with each and means for phase synchronization with the time pulse signal.

またこの発明は、信号発生源から到来する信号の到来タイミングをそれぞれ測定する少なくとも2つの計測点に設けた第1・第2のタイミング測定装置と、この2つのタイミング測定装置により測定された前記信号の到来タイミングの時間差を測定する時間差測定装置とを備えた信号到来時間差測定システムにおいて、前記タイミング測定装置は、発生したクロック信号を分周するとともに複数の測位用衛星からの電波を前記計測点付近の受信点で受信し、該受信信号に基づく演算により求めた測位系の時刻に略同期した時刻パルス信号(例えば1PPS)を発生する時刻パルス信号発生手段と、前記信号の到来タイミングを計測するための計測用クロック(例えば40MHz信号)を発生するとともに、前記時刻パルス信号のタイミングを基準として前記計測用クロックをカウントするカウント手段と、前記時刻パルス信号発生手段が発生した時刻パルス信号と前記演算により求めた測位系の時刻との誤差を求める時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段とをそれぞれ備え、前記時間差測定装置は、第1のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段により検出された誤差分と第2のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段により検出された誤差分だけ前記カウント手段によるカウント値を補正する時刻パルス信号発生タイミング誤差処理手段を備えたことを特徴としている。   The present invention also provides first and second timing measurement devices provided at at least two measurement points for measuring the arrival timings of signals arriving from a signal generation source, and the signals measured by the two timing measurement devices. In the signal arrival time difference measurement system comprising a time difference measurement device for measuring the time difference of the arrival timing of the signal, the timing measurement device divides the generated clock signal and transmits radio waves from a plurality of positioning satellites in the vicinity of the measurement point. A time pulse signal generating means for generating a time pulse signal (for example, 1 PPS) that is substantially synchronized with the time of the positioning system obtained by the calculation based on the received signal, and for measuring the arrival timing of the signal The measurement clock (for example, 40 MHz signal) is generated and the timing of the time pulse signal is set. Counting means for counting the measurement clock, and time pulse signal generation timing error detecting means for obtaining an error between the time pulse signal generated by the time pulse signal generating means and the time of the positioning system obtained by the calculation. Each of the time difference measuring devices is detected by the error detected by the time pulse signal generation timing error detecting means of the first timing measuring device and the time pulse signal generation timing error detecting means of the second timing measuring device. There is provided a time pulse signal generation timing error processing means for correcting the count value by the counting means by an amount corresponding to the error.

またこの発明は、第1・第2のタイミング測定装置の前記受信点の近傍で前記測位用衛星からの電波を受信し、第1のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生手段が用いた測位用衛星の組で求まる前記時刻パルス信号発生タイミング誤差と、第2のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生手段が用いた測位用衛星の組で求まる前記時刻パルス信号発生タイミング誤差との差分を求める手段を備えた第3のタイミング測定装置を設け、前記時刻パルス信号発生タイミング誤差処理手段は、前記差分の補正をさらに行うようにしたことを特徴としている。   The present invention also provides a positioning device that receives radio waves from the positioning satellite in the vicinity of the reception point of the first and second timing measurement devices, and is used by the time pulse signal generation means of the first timing measurement device. Means for obtaining a difference between the time pulse signal generation timing error obtained by a set of satellites and the time pulse signal generation timing error obtained by a set of positioning satellites used by the time pulse signal generation means of the second timing measurement device Is provided, and the time pulse signal generation timing error processing means further corrects the difference.

さらにこの発明は、3つ以上の計測点を設けるとともに、それらの計測点のうち所望の2つの計測点におけるタイミング測定装置を上記第1・第2のタイミング測定装置としたことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that three or more measurement points are provided, and the timing measurement devices at two desired measurement points among the measurement points are the first and second timing measurement devices.

上記受信信号に基づく演算は(タイミング演算)は、受信機が置かれている位置(地球上の座標)が未知である場合は,測位演算に相当する。すなわち、測位とともにGPSのタイミングを求める。位置を求めるには通常4個以上の衛星からの信号を受信することが必要であるが、位置が既知であってタイミングのみを求める場合には1つ以上の衛星を受信することでタイミングを演算することができる。既に位置が既知となっていれば、必ずしも位置を求める演算は必要ではなく、「位置が既知である」として、受信可能な衛星数が少なくても、その受信信号を基にタイミングの演算を行えばよい。   The calculation based on the received signal (timing calculation) corresponds to a positioning calculation when the position (coordinate on the earth) where the receiver is placed is unknown. That is, the GPS timing is obtained together with the positioning. To obtain the position, it is usually necessary to receive signals from four or more satellites. When the position is known and only the timing is obtained, the timing is calculated by receiving one or more satellites. can do. If the position is already known, it is not always necessary to calculate the position. Even if the number of satellites that can be received is small, the timing is calculated based on the received signal. Just do it.

この発明によれば、タイミング演算により求めた測位系の時刻に略同期した時刻パルス信号に計測用クロックを位相同期させるようにしたので、図13に示した第2の誤差ΔTmが生じることがなく、高精度化を図ることができる。   According to the present invention, since the measurement clock is phase-synchronized with the time pulse signal substantially synchronized with the time of the positioning system obtained by the timing calculation, the second error ΔTm shown in FIG. 13 does not occur. High accuracy can be achieved.

またこの発明によれば、第1のタイミング測定装置の時刻パルス信号発生タイミングの誤差分と第2のタイミング測定装置の時刻パルス信号発生タイミングの誤差分だけ計測用クロックのカウント値を補正することによって図13に示した第1誤差ΔTpによる誤差がなくなり、信号到来時間差を高精度に測定できるようになる。   According to the invention, the count value of the measurement clock is corrected by the error of the time pulse signal generation timing of the first timing measurement device and the error of the time pulse signal generation timing of the second timing measurement device. The error due to the first error ΔTp shown in FIG. 13 is eliminated, and the signal arrival time difference can be measured with high accuracy.

またこの発明によれば、第3のタイミング測定装置が第1・第2のタイミング測定装置の時刻パルス信号発生手段が用いた測位用衛星の組で求まる時刻パルス信号発生タイミング誤差と、同様の第2のタイミング測定装置における時刻パルス信号発生タイミング誤差との差分を求め、この差分の補正を更に行うことによって、第1・第2のタイミング測定装置で測位用衛星の組み合わせが異なることによる誤差の補正が行われる。そのため、より高精度な信号到来時間差測定を行うことができる。   Further, according to the present invention, the third timing measuring device is similar to the time pulse signal generation timing error obtained by the set of positioning satellites used by the time pulse signal generating means of the first and second timing measuring devices. By calculating the difference from the time pulse signal generation timing error in the timing measurement device of No. 2 and further correcting this difference, the error correction due to the difference in the combination of positioning satellites in the first and second timing measurement devices Is done. Therefore, the signal arrival time difference measurement with higher accuracy can be performed.

また、この発明によれば、3つ以上の測定点のうち、隣接する測定点ごとに第1・第2のタイミング測定装置を配置することによって、3つ以上の複数の測定点で区分される広い範囲内で信号発生源の位置標定を行うことができる。   In addition, according to the present invention, among the three or more measurement points, the first and second timing measurement devices are arranged for each adjacent measurement point, thereby being divided into three or more measurement points. The location of the signal source can be determined within a wide range.

まず、請求項1,2に相当する第1の実施形態に係るサージ発生点標定システムの構成を図1〜図6を基に説明する。
図1はサージ発生点標定システム全体の構成を示すブロック図である。測定局110は所定の鉄塔101に設けている。管理局120は複数の測定局110からのデータを収集してサージ発生点の標定を行う。各測定局110は送電線100を伝搬するサージの到来を検出するサージ検出回路12、その検出タイミングを測定するタイミング測定装置20、および管理局120との間でデータ伝送制御を行う制御装置111を備えている。
First, the configuration of the surge generation point locating system according to the first embodiment corresponding to claims 1 and 2 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the surge occurrence point locating system. The measuring station 110 is provided in a predetermined steel tower 101. The management station 120 collects data from the plurality of measurement stations 110 and determines the surge occurrence point. Each measurement station 110 includes a surge detection circuit 12 that detects the arrival of a surge that propagates through the transmission line 100, a timing measurement device 20 that measures the detection timing, and a control device 111 that performs data transmission control with the management station 120. I have.

管理局120は各測定局110との間でデータ通信を行う通信制御装置121、それを介して収集したデータを基にサージ発生点の標定を行う演算制御装置122、その標定結果を出力する出力装置123、および後述するように各測定局のタイミング測定装置20が用いたGPS衛星の組み合わせの違いによる誤差を補正するためのGPS受信機124を備えている。   The management station 120 is a communication control device 121 that performs data communication with each measurement station 110, an arithmetic control device 122 that determines a surge occurrence point based on data collected via the communication control device 121, and an output that outputs the determination result. A device 123 and a GPS receiver 124 for correcting an error due to a difference in the combination of GPS satellites used by the timing measurement device 20 of each measurement station as described later are provided.

図2は図1に示したタイミング測定装置20の構成を示すブロック図である。このタイミング測定装置20はGPS受信機22とカウント制御回路23を備えている。GPS受信機22はGPSアンテナ21で1つ以上のGPS衛星からの電波を受けてタイミング演算を行い、測位系の時刻であるGPSタイムに略同期した1秒周期の時刻パルス信号(以下「1PPS」という。)をカウント制御回路23へ与える。またGPS受信機22の内部で発生したクロック信号をカウント制御回路23へ与える。更に、後述する各種データを出力する。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the timing measurement device 20 shown in FIG. The timing measurement device 20 includes a GPS receiver 22 and a count control circuit 23. The GPS receiver 22 receives a radio wave from one or more GPS satellites by the GPS antenna 21 and performs timing calculation, and a time pulse signal (hereinafter referred to as “1PPS”) having a period of 1 second substantially synchronized with the GPS time which is the time of the positioning system. To the count control circuit 23. A clock signal generated inside the GPS receiver 22 is given to the count control circuit 23. Further, various data described later are output.

カウント制御回路23はサージ検出回路12からのサージ検出信号を受けて、そのタイミングを示すカウント値を求めて制御装置111へ出力する。   The count control circuit 23 receives a surge detection signal from the surge detection circuit 12, obtains a count value indicating the timing, and outputs it to the control device 111.

図3−1の(A)はGPS受信機22の構成、(B)はカウント制御回路23の構成をそれぞれ示すブロック図である。
(A)において、GPS受信機22の受信回路221は、GPSアンテナ21からの信号を周波数変換するダウンコンバータとその信号をデジタルデータに変換するADコンバータを備えている.プロセッサ222は受信回路221に対してキャリア成分の除去を行うとともにC/Aコードを捕捉・追尾するための制御を行い、C/Aコード位相を求める。発振器224はクロック信号を発生する発振器であり、プロセッサ222は時刻パルス生成回路225に対して、時刻パルスがGPSタイムの秒タイミングに最も近くなるように制御を行う。このGPSタイムはプロセッサ222がタイミングを求める処理を行うことによって求める。1PPSは発振器224から出力されるクロック信号を分周して得た信号であるので、タイミング演算により求めた正確なGPSタイムの秒タイミングとは一致しない。但し、その誤差分は処理結果により判明しているので、後に述べる様に、その誤差分の補正を行う。
3A is a block diagram illustrating the configuration of the GPS receiver 22, and FIG. 3B is a block diagram illustrating the configuration of the count control circuit 23.
In (A), the receiving circuit 221 of the GPS receiver 22 includes a down converter that converts the frequency of the signal from the GPS antenna 21 and an AD converter that converts the signal into digital data. The processor 222 removes the carrier component from the receiving circuit 221 and performs control for capturing and tracking the C / A code to obtain the C / A code phase. The oscillator 224 is an oscillator that generates a clock signal, and the processor 222 controls the time pulse generation circuit 225 so that the time pulse is closest to the second timing of the GPS time. The GPS time is obtained by the processor 222 performing a process for obtaining the timing. Since 1PPS is a signal obtained by dividing the clock signal output from the oscillator 224, it does not coincide with the accurate second timing of the GPS time obtained by the timing calculation. However, since the error is known from the processing result, the error is corrected as described later.

図3−1の(B)において、カウント制御回路23は、GPS受信機22から出力されたクロック信号(この例では11.605MHzの信号)の信号を分周器231が分周する。発振器233はカウンタ235へ与える計測用クロック信号(この例では40MHzの信号)を発生し、分周器234はこれを分周して、分周器231から出力される信号と同一周波数にする。位相比較器232は分周器231と234の出力信号の位相差を求め、それに応じて発振器233の発振周波数を制御する。これによりPLL回路を構成している。   3B, in the count control circuit 23, the frequency divider 231 divides the clock signal (in this example, a 11.605 MHz signal) output from the GPS receiver 22. The oscillator 233 generates a measurement clock signal (40 MHz signal in this example) to be supplied to the counter 235, and the frequency divider 234 divides the frequency to make it the same frequency as the signal output from the frequency divider 231. The phase comparator 232 obtains the phase difference between the output signals of the frequency dividers 231 and 234 and controls the oscillation frequency of the oscillator 233 accordingly. This constitutes a PLL circuit.

カウンタ235は1PPSを受ける毎にリセットされ、発振器233から出力されるクロック信号をカウントする。バッファ236はサージ検出回路からのサージ検出信号が入力された時にカウンタ235の値をラッチする。上記PLL回路により計測用クロックを時刻パルス信号に位相同期させたことにより、後に述べるように、分周器231(または234)から出力される信号の立ち上がりタイミングを、測位系の時刻と時刻パルス信号とのずれ分の補正のための基準タイミングとして用いる。   The counter 235 is reset every time it receives 1 PPS, and counts the clock signal output from the oscillator 233. The buffer 236 latches the value of the counter 235 when a surge detection signal is input from the surge detection circuit. As described later, by synchronizing the measurement clock with the time pulse signal by the PLL circuit, the rising timing of the signal output from the frequency divider 231 (or 234) is set to the time of the positioning system and the time pulse signal. It is used as a reference timing for correcting the deviation from

図3−2は、図2に示したGPS受信機22の別の構成例を示すブロック図である。
この図3−2において、GPS受信機22の受信回路221は、GPSアンテナ21からの信号を周波数変換するダウンコンバータとその信号をデジタルデータに変換するADコンバータを備えている。プロセッサ222は受信回路221に対してキャリア成分の除去を行うとともにC/Aコードを捕捉・追尾するための制御を行い、C/Aコード位相を求める。VC−OCXO224はクロック信号を発生する発振器であり、プロセッサ222はDAコンバータ223に対して制御データを与えることにより、その発振周波数を制御する。このクロック信号はプロセッサ222および受信回路221へ与えられる。分周器225は発振器224から出力されるクロック信号を所定分周比で分周して1PPSを出力する。プロセッサ222はこの1PPSがGPSタイムの秒タイミングに追従するようにDAコンバータ223に与えるデータを制御する。このGPSタイムはプロセッサ222がタイミング演算を行うことによって求める。
3-2 is a block diagram illustrating another configuration example of the GPS receiver 22 illustrated in FIG.
3-2, the receiving circuit 221 of the GPS receiver 22 includes a down converter that converts the frequency of the signal from the GPS antenna 21 and an AD converter that converts the signal into digital data. The processor 222 removes the carrier component from the receiving circuit 221 and performs control for capturing and tracking the C / A code to obtain the C / A code phase. The VC-OCXO 224 is an oscillator that generates a clock signal, and the processor 222 gives control data to the DA converter 223 to control its oscillation frequency. This clock signal is supplied to the processor 222 and the receiving circuit 221. The frequency divider 225 divides the clock signal output from the oscillator 224 by a predetermined frequency dividing ratio and outputs 1 PPS. The processor 222 controls data supplied to the DA converter 223 so that the 1PPS follows the second timing of the GPS time. The GPS time is obtained by the processor 222 performing timing calculation.

この構成によれば、1PPSは発振器224から出力されるクロック信号を分周して得た信号であるので、1PPSはタイミング演算により求めた正確なGPSタイムの秒タイミングと略一致する。したがって、図13に示した第1の誤差ΔTpは略0と見なせる。   According to this configuration, since 1 PPS is a signal obtained by dividing the clock signal output from the oscillator 224, 1 PPS substantially coincides with the second timing of the accurate GPS time obtained by the timing calculation. Therefore, the first error ΔTp shown in FIG.

次に、各測定局110のタイミング測定装置20におけるGPS受信機22の処理内容を図4〜図6を基に説明する。
図4−1は図3−1に示したGPS受信機において、測位系の時刻であるGPSタイムと1PPSとの誤差ΔTpを求めるための処理手順である。まずタイミング演算によってGPSタイムを求める(S1)。そして、求めたGPSタイムに応じて図3−1の(A)に示した時刻パルス生成回路225へ与えるパラメータを求め、そのデータを時刻パルス生成回路225へ与える(S2)。この処理を毎秒繰り返すことによって、実際に出力した1PPSと正確なGPSタイムとの誤差ΔTpを求める。
Next, processing contents of the GPS receiver 22 in the timing measurement device 20 of each measurement station 110 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4A is a processing procedure for obtaining an error ΔTp between the GPS time that is the time of the positioning system and 1 PPS in the GPS receiver shown in FIG. 3A. First, the GPS time is obtained by timing calculation (S1). Then, parameters to be given to the time pulse generation circuit 225 shown in FIG. 3A according to the obtained GPS time are obtained, and the data is given to the time pulse generation circuit 225 (S2). By repeating this process every second, an error ΔTp between the actually output 1PPS and the accurate GPS time is obtained.

図4−2は図3−2に示したGPS受信機において、GPSタイムに1PPSを追従させるための処理手順であり、まず測位演算によってGPSタイムを求める(S1)。そして、求めたGPSタイムに対する実際に出力される1PPSのタイミングのずれを求め、それに応じて図3−2に示したDAコンバータ223へ与える出力値を求め、そのデータをDAコンバータ223へ与える(S2→S3)。この処理を一定時間ごとに繰り返すことによって1PPSを可能な限りGPSタイムに同期させる。   FIG. 4B is a processing procedure for causing 1 PPS to follow the GPS time in the GPS receiver shown in FIG. 3B. First, the GPS time is obtained by positioning calculation (S1). Then, the deviation of the timing of the actually output 1PPS with respect to the obtained GPS time is obtained, the output value to be given to the DA converter 223 shown in FIG. 3-2 is obtained accordingly, and the data is given to the DA converter 223 (S2 → S3). By repeating this process at regular intervals, 1 PPS is synchronized with GPS time as much as possible.

図5は、GPS受信機からの11.605MHzのクロック信号、分周器231(または234)から出力される信号、カウンタ235に対する40MHzのクロック信号、およびカウンタのカウント値の変化の関係を示している。ここで、taは11.605MHzのクロック信号と40MHzのクロック信号との位相(立ち上がりタイミング)が一致したタイミングである。また、toはGPSタイムの秒タイミング、t11は11.605MHzのクロック信号の分周によって実際に発生される1PPSのタイミング、t40はtoに最も近いタイミングの40MHzの立ち上がりタイミングである。 FIG. 5 shows the relationship between the 11.605 MHz clock signal from the GPS receiver, the signal output from the frequency divider 231 (or 234), the 40 MHz clock signal for the counter 235, and the change in the counter count value. Yes. Here, ta is the timing at which the phase (rise timing) of the 11.605 MHz clock signal and the 40 MHz clock signal coincide. Further, to is the second timing of the GPS time, t 11 is the timing of 1 PPS actually generated by dividing the clock signal of 11.605 MHz, and t 40 is the rising timing of 40 MHz, which is the timing closest to to.

このように1PPSは11.605MHzのクロック信号の分周によって発生されるが、カウンタは40MHzのクロック信号をカウントするので、両者の立ち上がりタイミングにΔTpmのずれが生じる。すなわちこの誤差ΔTpmがカウント値に含まれることになる。   As described above, 1PPS is generated by dividing the clock signal of 11.605 MHz. However, since the counter counts the clock signal of 40 MHz, a deviation of ΔTpm occurs between the rising timings of both. That is, this error ΔTpm is included in the count value.

図6は図5に示した誤差ΔTpmの補正を行うためのタイミング測定装置の手順を示すフローチャートである。
まず、タイミング演算によってGPSタイムを求める(S11)。そして、11.605MHz信号と40MHz信号の位相一致タイミングtaからGPSタイムの秒タイミングtoまでの時間xを求める(S12)。同様に、位相一致タイミングtaから40MHzによる秒タイミングまでの時間yを求める(S13)。さらに、位相一致タイミングtaから1PPSまでの時間zを求める(S14)。そして、時間yと時間zの差を上記ΔTpmとして求める。ここで、11.605MHzの波数をm、周期をTm、40MHzの波数をn、周期をTnとすれば、ΔTpm=m×Tm−n×Tnとして求まる。したがって、図3−1(B)に示したカウンタ235によりカウントされた値をΔTpm分だけ補正すれば、1PPSがGPSタイムの秒タイミングからずれていることによる誤差(図13に示したΔTp)と、1PPSを発生する基準のクロック信号とカウンタがカウントするクロック信号の周波数が異なることによる誤差(図13に示したΔTm)の補正を同時に行うことができる。
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the timing measurement apparatus for correcting the error ΔTpm shown in FIG.
First, the GPS time is obtained by timing calculation (S11). Then, a time x from the phase matching timing ta of the 11.605 MHz signal and the 40 MHz signal to the second timing to of the GPS time is obtained (S12). Similarly, a time y from the phase matching timing ta to the second timing of 40 MHz is obtained (S13). Further, a time z from the phase matching timing ta to 1 PPS is obtained (S14). Then, the difference between the time y and the time z is obtained as the above ΔTpm. Here, if the wave number of 11.605 MHz is m, the period is Tm, the wave number of 40 MHz is n, and the period is Tn, ΔTpm = m × Tm−n × Tn is obtained. Therefore, if the value counted by the counter 235 shown in FIG. 3-1 (B) is corrected by ΔTpm, an error (ΔTp shown in FIG. 13) due to the deviation of the 1PPS from the second timing of the GPS time is obtained. The error (ΔTm shown in FIG. 13) due to the difference in frequency between the reference clock signal for generating 1PPS and the clock signal counted by the counter can be corrected simultaneously.

このようにして計測用クロックを時刻パルス信号に位相同期させ、実際に発生させた時刻パルス(1PPS)の発生タイミングと計算により求めた測位系の時刻(GPSタイムの秒タイミング)とのずれを計算上正しく求めることができ、カウント値に対してそのずれ分の補正を行うことができる。   In this way, the measurement clock is phase-synchronized with the time pulse signal, and the deviation between the actual generation timing of the time pulse (1PPS) and the time of the positioning system obtained by calculation (second timing of GPS time) is calculated. Thus, the deviation can be corrected for the count value.

なお、上記補正は、各測定局内で行って、その補正後のデータを管理局に伝送してもよいし、管理局が各測定局から補正前のデータを収集して、その補正を管理局側で行ってもよい。   The above correction may be performed in each measurement station, and the corrected data may be transmitted to the management station. The management station collects data before correction from each measurement station and performs the correction. You may go by side.

次に、請求項3に相当する第2の実施形態に係るサージ発生点標定システムの構成を図7〜10を基に説明する。
図7は第1・第2の計測点に設けた2つの測定局110のタイミング測定装置20におけるタイミングチャートの例を示している。図7の上半部は第1計測点におけるタイミングチャート、下半部は第2計測点におけるタイミングチャートである。
Next, the configuration of the surge generation point locating system according to the second embodiment corresponding to claim 3 will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 shows an example of a timing chart in the timing measurement device 20 of the two measurement stations 110 provided at the first and second measurement points. 7 is a timing chart at the first measurement point, and the lower half is a timing chart at the second measurement point.

図7において1PPS(1) は第1計測点におけるGPS受信機22が複数のGPS衛星からの電波を基にして求めた時刻パルス信号である。40MHzクロックは図3−1の(B)に示した発振器233がカウンタ235に与える計測用クロック信号である。但し、この図7の例では、40MHz信号の立ち上がりタイミングと1PPSの立ち上がりタイミングを一致させて表している。既に述べたように、1PPSはGPS受信機内のクロック(11.605MHz)信号の分周により発生されるので、実際には40MHz信号の立ち上がりと1PPSの立ち上がりとは常に一致するわけではなく、ずれるが、そのずれ分は第1の実施形態で示した方法により補正できる。   In FIG. 7, 1PPS (1) is a time pulse signal obtained by the GPS receiver 22 at the first measurement point based on radio waves from a plurality of GPS satellites. The 40 MHz clock is a measurement clock signal supplied to the counter 235 by the oscillator 233 shown in FIG. However, in the example of FIG. 7, the rise timing of the 40 MHz signal and the rise timing of 1 PPS are shown to be coincident. As described above, since 1 PPS is generated by dividing the clock (11.605 MHz) signal in the GPS receiver, the rise of the 40 MHz signal does not always coincide with the rise of 1 PPS. The deviation can be corrected by the method shown in the first embodiment.

図7において、第1サージ検出信号はサージの強度が第1の閾値に達した時に発生され、第2サージ検出信号は、サージの強度が第1の閾値より高い第2の閾値を超えた時に発生される。第1イベント発生検知タイミングは第1サージ検出信号の立ち上がり直後の計測用クロック信号の立ち上がりタイミングであり、第1イベントカウント値TE1(1) はこの第1イベント発生時のカウント値である。同様に、第2イベント発生検知タイミングは第2サージ検出信号立ち上がり直後の計測用クロック信号の立ち上がりタイミングであり、第2イベントカウント値TE2(1) はこの第2イベント発生時のカウント値である。 In FIG. 7, the first surge detection signal is generated when the surge intensity reaches the first threshold, and the second surge detection signal is generated when the surge intensity exceeds a second threshold higher than the first threshold. Generated. The first event occurrence detection timing is the rise timing of the measurement clock signal immediately after the rise of the first surge detection signal, and the first event count value T E1 (1) is the count value when the first event occurs. Similarly, the second event occurrence detection timing is the rise timing of the measurement clock signal immediately after the second surge detection signal rises, and the second event count value T E2 (1) is the count value when the second event occurs. .

第2計測点についても同様であり、1PPS(2) は第2計測点におけるGPS受信機22が1つ以上のGPS衛星からの電波を基にして求めた時刻パルス信号、第1イベントカウント値TE1(2) は第1イベント発生時のカウント値、第2イベントカウント値TE2(2) は第2イベント発生時のカウント値である。 The same applies to the second measurement point. 1PPS (2) is a time pulse signal obtained by the GPS receiver 22 at the second measurement point based on radio waves from one or more GPS satellites, and a first event count value T. E1 (2) is the count value when the first event occurs, and the second event count value T E2 (2) is the count value when the second event occurs.

上記1PPS(1) は真のGPSタイムに対してΔTp1で示す誤差を含んでいる。また、1PPS(2) も同様に真のGPSタイムに対してΔTp2で示す誤差を含んでいる。したがって、第1イベント発生時の真の時間差は次式となる。 The 1PPS (1) includes an error indicated by ΔTp1 with respect to the true GPS time. Similarly, 1PPS (2) includes an error represented by ΔTp2 with respect to the true GPS time. Therefore, the true time difference when the first event occurs is given by

真の時間差
=(1PPS(1) +TE1(1) )−(1PPS(2) +TE1(2) )
=(TE1(1) −TE1(2) )+(ΔTp1−ΔTp2) …(1)
ここで観測できる時間差は(1)式の右辺第1項であるため、次式を得る。
True time difference = (1PPS (1) + T E1 (1))-(1PPS (2) + T E1 (2))
= (T E1 (1) −T E1 (2)) + (ΔTp1−ΔTp2) (1)
Since the time difference that can be observed here is the first term on the right side of the equation (1), the following equation is obtained.

求める時間差
=(TE1(1) −TE1(2) )
=真の時間差−(ΔTp1−ΔTp2) …(2)
ここで、(2)式の右辺第2項、(ΔTp1−ΔTp2)を「誤差イ」とする。
Required time difference = (T E1 (1)-T E1 (2))
= True time difference- (ΔTp1-ΔTp2) (2)
Here, the second term on the right side of equation (2), (ΔTp1−ΔTp2) is defined as “error a”.

しかし、ここでさらに問題となるのが、前述の《第3誤差》である。第1・第2の計測点において各GPS受信機はGPSタイムを算出するが、両GPS受信機がタイミングを求める処理に用いた衛星の組み合わせが異なる場合、両GPS受信機で算出されたGPSタイムには異なった誤差が含まれることになる。もし、両GPS受信機で同じGPS衛星の組み合わせでタイミングを求める処理を行ったなら、算出されたGPSタイムには同じだけの誤差を含むことになるので、信号の到来時間差を求める際に差分をとることによって、GPSタイムに含まれていた誤差は相殺される。 However, what is more problematic here is the above-mentioned “third error”. Each GPS receiver calculates GPS time at the first and second measurement points. However, if the combination of the satellites used for the processing for obtaining the timing by both GPS receivers is different, the GPS time calculated by both GPS receivers is used. Will contain different errors. If both GPS receivers perform processing to obtain timing with the same combination of GPS satellites, the calculated GPS time will contain the same error, so when calculating the difference in signal arrival time, By taking the error, the error included in the GPS time is canceled.

そこで、第1・第2の計測点にて共通に受信している衛星の一つまたはその組み合わせにより求められたタイミングを用いて、次のように信号の到来時間差を求める。(ここでは、第1・第2の計測点で共通に受信している衛星Aを用いて求めたタイミングを例にとり、算出方法を示す。)
求める時間差
= (TE1(1) + ΔTa(1))− (TE1(2) +ΔTa(2))
=(TE1(1) −TE1(2) )+ (ΔTa(1) −ΔTa(2))
=真の時間差−(ΔTp1−ΔTp2)+ (ΔTa(1) −ΔTa(2))
=真の時間差−( (ΔTp1−ΔTa(1))− (ΔTp2−ΔTa(2)))
=真の時間差− (Δta(1) −Δta(2)) …(3)
なお、Δta(1) = ΔTp1−ΔTa(1))
Δta(2) = ΔTp2−ΔTa(2))
である。
Therefore, using the timing obtained from one of the satellites received in common at the first and second measurement points or a combination thereof, the arrival time difference of the signals is obtained as follows. (Here, the calculation method is shown by taking as an example the timing obtained using the satellite A that is commonly received at the first and second measurement points.)
Time difference to be obtained = (T E1 (1) + ΔTa (1))-(T E1 (2) + ΔTa (2))
= (T E1 (1)-T E1 (2)) + (ΔTa (1)-ΔTa (2))
= True time difference-(ΔTp1-ΔTp2) + (ΔTa (1)-ΔTa (2))
= True time difference-((ΔTp1-ΔTa (1))-(ΔTp2-ΔTa (2)))
= True time difference-(Δta (1)-Δta (2)) (3)
Δta (1) = ΔTp1−ΔTa (1))
Δta (2) = ΔTp2−ΔTa (2))
It is.

ここで,(3)式の右辺第2項 (Δta(1) −Δta(2))を「誤差ロ」とする。 Here, the second term (Δta (1) −Δta (2)) on the right side of equation (3) is defined as “error b”.

第1計測点−第2計測点間の距離は、GPS衛星−受信点間距離に比べて極めて近いので、同じGPS衛星から第1・第2の計測点のGPS受信機までの電波伝播経路は略同一であり、電離層遅延や大気圏遅延が同様に作用するものと見なせる。そのため、例えば衛星Aで求めたGPSタイムの秒タイミングta(1) とta(2) は計算上高精度に一致する。同様に、衛星Bで求めたGPSタイムの秒タイミングtb(1) とtb(2) も計算上高精度に一致する。 Since the distance between the first measurement point and the second measurement point is very close compared to the distance between the GPS satellite and the reception point, the radio wave propagation path from the same GPS satellite to the GPS receivers of the first and second measurement points is It is almost the same, and it can be considered that ionospheric delays and atmospheric delays work in the same way. Therefore, for example, the second timings ta (1) and ta (2) of the GPS time obtained by the satellite A coincide with high accuracy in calculation. Similarly, the second timings tb (1) and tb (2) of the GPS time obtained by the satellite B coincide with each other with high accuracy in calculation.

したがって、1PPS(1) と1PPS(2) を求めた衛星の組み合わせが異なる場合、上記の誤差イと誤差ロは、“誤差イの絶対値>誤差ロの絶対値”という関係になる。よって、求める時間差を(TE1(1) −TE1(2) )ではなく、 (TE1(1) + ta(1))− (TE1(2) +ta(2))とすることにより、さらに高精度に信号の到来時間差を求めることができる。 Therefore, when the combination of the satellites from which 1PPS (1) and 1PPS (2) are obtained is different, the above error A and error B have the relationship of “absolute value of error A> absolute value of error B”. Therefore, instead of (T E1 (1) -T E1 (2)), the time difference to be calculated is (T E1 (1) + ta (1))-(T E1 (2) + ta (2)) Furthermore, the arrival time difference of signals can be obtained with high accuracy.

そこで、各GPS受信機から出力した1PPSの立ち上がりタイミングとの時間差ΔTa(1) ,ΔTb(1) ,ΔTc(1) ,ΔTa(2) ,ΔTb(2) ,ΔTd(2) などの値を計算で求め、出力するように構成する。 Therefore, the time differences ΔTa (1), ΔTb (1), ΔTc (1), ΔTa (2), ΔTb (2), ΔTd (2), etc. from the rise timing of 1PPS output from each GPS receiver are calculated. To obtain and output.

図8はそのためのタイミング測定装置20内のGPS受信機22の処理内容を示している。GPS受信機は、測位演算に必要な複数のGPS衛星からの電波をそれぞれ受信してタイミング演算を行う(S11→S12)。測位演算を行って受信点の位置とGPSタイムが一旦求まれば、受信点位置、衛星、およびその衛星からの信号のC/Aコード位相から各衛星毎のGPSタイムの秒タイミングを求める。そして、このタイミングと実際に発生した1PPSとの差ΔTa,ΔTb,ΔTc・・・を算出する(S13→S14)。   FIG. 8 shows the processing contents of the GPS receiver 22 in the timing measuring device 20 for that purpose. The GPS receiver receives radio waves from a plurality of GPS satellites necessary for positioning calculation, and performs timing calculation (S11 → S12). Once the position of the reception point and the GPS time are obtained by performing the positioning calculation, the second timing of the GPS time for each satellite is obtained from the reception point position, the satellite, and the C / A code phase of the signal from the satellite. Then, differences ΔTa, ΔTb, ΔTc,... Between this timing and the actually generated 1 PPS are calculated (S13 → S14).

図9は制御装置111の処理内容を示すフローチャートである。まずサージ検出回路12からのサージ検出信号の有無を判定し、サージ検出がなされたなら、タイミング測定装置20が測定したデータを読み取り(S21→S22)、管理局120へデータ伝送する(S23)。この時のデータはGPS受信機が求めたGPSタイム、各衛星毎のGPSタイム、1PPSとのずれΔTa,ΔTb,ΔTc・・・、タイミング測定装置20が求めたカウント値を含んでいる。   FIG. 9 is a flowchart showing the processing contents of the control device 111. First, the presence or absence of a surge detection signal from the surge detection circuit 12 is determined, and if a surge is detected, the data measured by the timing measurement device 20 is read (S21 → S22) and transmitted to the management station 120 (S23). The data at this time includes the GPS time obtained by the GPS receiver, the GPS time for each satellite, the deviations ΔTa, ΔTb, ΔTc... From the PPS, and the count value obtained by the timing measuring device 20.

図10は管理局の演算制御装置の処理手順を示すフローチャートである。各測定局110から収集したデータから新たなサージを検出したなら、同じイベントの発生タイミングを抽出する(S31→S32)。そして、サージ到来時間差を算出する(S33)。このサージ到来時間差の算出の際に、上記の(ΔTa(1) −ΔTa(2) )分の補正演算を行う。続いてサージ到来時間差および2つの測定局間の距離とによって、2つの測定局間におけるサージ発生源の位置を求める(S34)。そしてそのサージ発生点の情報を出力する(S35)。   FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of the arithmetic and control unit of the management station. If a new surge is detected from the data collected from each measurement station 110, the occurrence timing of the same event is extracted (S31 → S32). Then, the surge arrival time difference is calculated (S33). When the surge arrival time difference is calculated, the correction calculation for the above (ΔTa (1) −ΔTa (2)) is performed. Subsequently, the position of the surge source between the two measurement stations is obtained from the difference in arrival time of the surge and the distance between the two measurement stations (S34). Then, information on the surge occurrence point is output (S35).

図11は第3の実施形態に係るサージ発生点標定システムにおける管理局のGPS受信機124の処理内容を示すフローチャートである。
この実施形態では管理局120に設けたGPS受信機124からの情報を基に、第1・第2の計測点のGPS受信機が異なった衛星の組み合わせで測位演算した結果生じる1PPSのずれ分の補正を行う。まず、各GPS衛星からの電波を受信し、第1タイミング測定装置(第1測定局のタイミング測定装置20)のGPS受信機が1PPS(1) を求めるのに用いた衛星の組と同じ組み合わせでタイミングAを求める(S51→S52)。第1タイミング測定装置のGPS受信機が測位演算を行った際の衛星の組み合わせは、そのGPS受信機から得た情報に含まれていて、それを基に知ることができる。
FIG. 11 is a flowchart showing the processing contents of the GPS receiver 124 of the management station in the surge occurrence point locating system according to the third embodiment.
In this embodiment, based on the information from the GPS receiver 124 provided in the management station 120, the GPS receiver at the first and second measurement points performs a positioning calculation with a combination of different satellites, and the amount of deviation of 1 PPS is generated. Make corrections. First, the radio wave from each GPS satellite is received, and the GPS receiver of the first timing measurement device (the timing measurement device 20 of the first measurement station) uses the same combination as the satellite set used to obtain 1PPS (1). Timing A is obtained (S51 → S52). The combination of the satellites when the GPS receiver of the first timing measurement device performs the positioning calculation is included in the information obtained from the GPS receiver, and can be known based on the information.

同様にして、第2タイミング測定装置(第2測定局のタイミング測定装置20)のGPS受信機が1PPS(2) を求めるのに用いた衛星の組と同じ組み合わせでタイミングBを求める(S53)。   Similarly, the timing B is obtained in the same combination as the satellite set used by the GPS receiver of the second timing measurement device (timing measurement device 20 of the second measurement station) to obtain 1PPS (2) (S53).

続いて、タイミングA−タイミングBを求めることにより、管理局における(ΔTp1−ΔTp2)すなわち「誤差イ」を知ることできる。   Subsequently, by obtaining timing A−timing B, (ΔTp1−ΔTp2), that is, “error a” in the management station can be known.

そして
(TE1(1) −TE1(2) )+A−Bを求める時間差とする。
Then, (T E1 (1) −T E1 (2)) + A−B is set as a time difference to be obtained.

このようにして、第1・第2の計測点のGPS受信機が異なった衛星の組み合わせで測位演算した結果生じる1PPSのずれ分の補正を行う。   In this manner, the 1PPS deviation generated as a result of the positioning calculation by the combination of different satellites by the GPS receivers at the first and second measurement points is corrected.

なお、以上に示した各実施形態では、サージ検出信号が入力されるまでの時間をカウンタでカウントするようにしたが、逆にサージ検出信号が入力された時点からカウントを開始し(カウンタをリセットし)、1PPSの立ち上がりでカウンタの内容をバッファにラッチするように構成してもよい。   In each of the embodiments described above, the time until the surge detection signal is input is counted by the counter, but conversely, the count is started from the point when the surge detection signal is input (the counter is reset). However, the contents of the counter may be latched in the buffer at the rise of 1 PPS.

なお、図1では複数の測定局のうち2つの測定局110の組について示したが、広範囲に亘ってサージ発生点の標定を行うためには3つ以上の測定局を配置し、そのうちの所望の2つの測定局を組として選んで、その間のサージ発生点を標定するように構成する。   Although FIG. 1 shows a set of two measurement stations 110 among a plurality of measurement stations, three or more measurement stations are arranged in order to determine the surge occurrence point over a wide range, and a desired one of them is arranged. The two measurement stations are selected as a set, and the surge occurrence point between them is determined.

各実施形態で共通に用いるサージ発生点標定システムの全体の構成を示すブロック図A block diagram showing the overall configuration of a surge occurrence point locating system commonly used in each embodiment タイミング測定装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the timing measurement device GPS受信機およびカウント制御回路の構成を示すブロック図Block diagram showing configurations of GPS receiver and count control circuit 他のGPS受信機の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of another GPS receiver 図3−1におけるGPS受信機の処理内容を示すフローチャートFlowchart showing the processing contents of the GPS receiver in FIG. 図3−2におけるGPS受信機の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing contents of the GPS receiver in Figure 3-2 同サージ発生点標定システムにおける時刻パルス信号と計測用クロック信号などとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the time pulse signal and the clock signal for measurement etc. in the surge occurrence point locating system 同サージ発生点標定システムにおけるタイミング測定装置の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing contents of the timing measurement device in the surge occurrence point location system 第2の実施形態に係るサージ発生点標定システムにおける各部のタイミング関係を示す図The figure which shows the timing relationship of each part in the surge occurrence point location system which concerns on 2nd Embodiment. 同サージ発生点標定システムにおけるGPS受信機の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing content of the GPS receiver in the surge occurrence point location system 同サージ発生点標定システムにおける制御装置の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing contents of the control device in the surge occurrence point location system 同サージ発生点標定システムにおける管理局の演算制御装置の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing content of the arithmetic and control unit of the management station in the surge occurrence point locating system 第3の実施形態に係るサージ発生点標定システムにおける管理局側のGPS受信機の処理内容を示すフローチャートThe flowchart which shows the processing content of the GPS receiver by the side of a management station in the surge occurrence point location system which concerns on 3rd Embodiment. 従来のサージ発生点標定システムの構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of a conventional surge location system 従来の信号到来時間差測定システムで生じる第1・第2の誤差を示す図The figure which shows the 1st, 2nd error which arises in the conventional signal arrival time difference measurement system 従来の信号到来時間差測定システムにおける第3の誤差の生じる要因を示す図The figure which shows the factor which the 3rd error produces in the conventional signal arrival time difference measurement system

符号の説明Explanation of symbols

20−タイミング測定装置
100−送電線
101−鉄塔
103−時間差測定装置
20-Timing measuring device 100-Transmission line 101-Steel tower 103-Time difference measuring device

Claims (4)

信号発生源から到来する信号の到来タイミングをそれぞれ測定する少なくとも2つの計測点に設けた第1・第2のタイミング測定装置と、この2つのタイミング測定装置により測定された前記信号の到来タイミングの時間差を測定する時間差測定装置とを備えた信号到来時間差測定システムにおいて、
前記タイミング測定装置は、発生したクロック信号を分周するとともに複数の測位用衛星からの電波を前記計測点付近の受信点で受信し、該受信信号に基づく演算により求めた測位系の時刻に略同期した時刻パルス信号を発生する時刻パルス信号発生手段と、
前記信号の到来タイミングを計測するための計測用クロックを発生するとともに、前記時刻パルス信号のタイミングを基準として前記計測用クロックをカウントするカウント手段と、
前記計測用クロックを前記時刻パルス信号に位相同期させる手段とをそれぞれ備えたことを特徴とする信号到来時間差測定システム。
First and second timing measurement devices provided at at least two measurement points for measuring the arrival timings of signals arriving from a signal generation source, and the time difference between the arrival timings of the signals measured by the two timing measurement devices In a signal arrival time difference measurement system comprising a time difference measurement device for measuring
The timing measurement device divides the generated clock signal and receives radio waves from a plurality of positioning satellites at reception points near the measurement point, and is approximately at the time of the positioning system obtained by calculation based on the received signal. Time pulse signal generating means for generating a synchronized time pulse signal;
Generating a measurement clock for measuring the arrival timing of the signal, and counting means for counting the measurement clock with reference to the timing of the time pulse signal;
A signal arrival time difference measuring system comprising: means for synchronizing the measurement clock with the time pulse signal, respectively.
信号発生源から到来する信号の到来タイミングをそれぞれ測定する少なくとも2つの計測点に設けた第1・第2のタイミング測定装置と、この2つのタイミング測定装置により測定された前記信号の到来タイミングの時間差を測定する時間差測定装置とを備えた信号到来時間差測定システムにおいて、
前記タイミング測定装置は、発生したクロック信号を分周するとともに複数の測位用衛星からの電波を前記計測点付近の受信点で受信し、該受信信号に基づく演算により求めた測位系の時刻に略同期した時刻パルス信号を発生する時刻パルス信号発生手段と、
前記信号の到来タイミングを計測するための計測用クロックを発生するとともに、前記時刻パルス信号のタイミングを基準として前記計測用クロックをカウントするカウント手段と、
前記時刻パルス信号発生手段が発生した時刻パルス信号と前記演算により求めた測位系の時刻との誤差を求める時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段とをそれぞれ備え、
前記時間差測定装置は、第1のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段により検出された誤差分と第2のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生タイミング誤差検出手段により検出された誤差分だけ前記カウント手段によるカウント値を補正する時刻パルス信号発生タイミング誤差処理手段を備えた信号到来時間差測定システム。
First and second timing measurement devices provided at at least two measurement points for measuring the arrival timings of signals arriving from a signal generation source, and the time difference between the arrival timings of the signals measured by the two timing measurement devices In a signal arrival time difference measurement system comprising a time difference measurement device for measuring
The timing measurement device divides the generated clock signal and receives radio waves from a plurality of positioning satellites at reception points near the measurement point, and is approximately at the time of the positioning system obtained by calculation based on the received signal. Time pulse signal generating means for generating a synchronized time pulse signal;
Generating a measurement clock for measuring the arrival timing of the signal, and counting means for counting the measurement clock with reference to the timing of the time pulse signal;
A time pulse signal generation timing error detecting means for obtaining an error between the time pulse signal generated by the time pulse signal generating means and the time of the positioning system obtained by the calculation;
The time difference measuring device includes an error detected by the time pulse signal generation timing error detecting means of the first timing measuring device and an error detected by the time pulse signal generating timing error detecting means of the second timing measuring device. A signal arrival time difference measurement system comprising a time pulse signal generation timing error processing means for correcting the count value by the counting means by an amount of minutes.
第1・第2のタイミング測定装置の前記受信点の近傍で前記測位用衛星からの電波を受信し、第1のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生手段が用いた測位用衛星の組で求まる前記時刻パルス信号発生タイミング誤差と、第2のタイミング測定装置の前記時刻パルス信号発生手段が用いた測位用衛星の組で求まる前記時刻パルス信号発生タイミング誤差との差分を求める手段を備えた第3のタイミング測定装置を設け、
前記時刻パルス信号発生タイミング誤差処理手段は、前記差分の補正をさらに行うようにした請求項2に記載の信号到来時間差測定システム。
A radio wave from the positioning satellite is received in the vicinity of the reception point of the first and second timing measurement devices, and is obtained from a set of positioning satellites used by the time pulse signal generating means of the first timing measurement device. A third means for obtaining a difference between the time pulse signal generation timing error and the time pulse signal generation timing error determined by a set of positioning satellites used by the time pulse signal generation means of the second timing measurement device; The timing measurement device of
The signal arrival time difference measurement system according to claim 2, wherein the time pulse signal generation timing error processing means further corrects the difference.
3つ以上の計測点を設けるとともに、それらの計測点のうち所望の2つの計測点におけるタイミング測定装置を請求項1〜3のいずれかに記載の第1・第2のタイミング測定装置とした信号到来時間差測定システム。   A signal having three or more measurement points and the timing measurement devices at two desired measurement points among the measurement points as the first and second timing measurement devices according to any one of claims 1 to 3. Arrival time difference measurement system.
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