JP2007271543A - 時刻修正制御装置及び時刻修正制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】時刻修正制御装置の年月日及び時分秒を修正することにより高精度な内部時刻の時刻修正を図ると共に、消費電力の低減化を実現する。
【解決手段】受信したＧＰＳ信号に含まれている時分秒情報で示される時分秒と計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出し、この算出された時間差が予め定められている時間差よりも大きい場合は、受信された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、予め定められている時間差よりも小さい場合は、受信された時分秒情報を用いて、計時される時分秒を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明は時刻修正制御装置及び時刻修正制御方法に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星は、高度２万ｋｍ、傾斜角約５５度の６軌道を周る周回衛星である。当該ＧＰＳ衛星の数は、ＧＰＳ受信機の受信範囲の拡大や受信状態の地域差の減少等による理由により増加してきた。現在、ＧＰＳ衛星は２８衛星が作動している。

ＧＰＳ衛星からは、ＧＰＳ信号が送信される。ここで、ＧＰＳ信号とはＧＰＳ衛星から送信される無線信号のことである。当該ＧＰＳ衛星が送信しているＧＰＳ信号の周波数は基本的には１５７５．４２ＭＨｚ（名称：Ｌ１波）である。この周波数に民間用のＣ／Ａコード（Coarse/acquisition code）と呼ばれる信号が乗せられている。ここで、Ｃ／Ａコードとは、擬似雑音符号であるＰＲＮコード（Pseudo Random Noise Code）で符号化されているコードのことをいう。当該Ｃ／Ａコードは、複数のＧＰＳ衛星（例えば、現在は２８個）にそれぞれ異なるＣ／Ａコードが割り当てられている。したがって、それぞれの衛星に固有のＣ／Ａコードで逆拡散することで、衛星毎に信号を分離受信することができる。

また、Ｃ／Ａコードは１０２３ビットの信号を１ｍｓの周期（即ち、１．０２３ＭＨｚ）で繰り返し送信される。このＣ／Ａコードの２０周期分をひとかたまりとして１ビットとするデータが航法データである。ここで、航法データとは、ＧＰＳ衛星の軌道情報、時刻情報等が含まれているデータのことをいう。

当該航法データに含まれる時刻情報には、時分秒情報であるＨＯＷ（Handover word）データと年月日情報であるＷＮ（Week Number）データとがある。ＨＯＷデータは、航法データの各サブフレームに含まれており、６秒毎に各ＧＰＳ衛星から送信される。また、ＷＮデータは、航法データのサブフレーム１にのみ含まれており、３０秒毎に各ＧＰＳ衛星から送信される。

この航法データに含まれる時刻情報を利用して、時刻修正制御装置の内部時刻を修正する技術が知られている。例えば、複数の測位用衛星（ＧＰＳ衛星）より送信された信号（ＧＰＳ信号）を受信して、受信点の位置と時刻とを高精度に求めることができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−１７８８７０号公報

しかしながら、上記の技術では、航法データを構成している複数のサブフレームのうちの一つのサブフレームの受信に６秒以上の時間を要する。よって、複数のサブフレームの全てを受信しようとするならば、その分、受信時間が長時間になり、したがって時刻修正制御装置の消費電力も大きくなる。
また、時刻修正制御装置の電池切れ、ユーザの誤設定及びプログラムのエラー等の理由により、内部時刻がリセット又は停止する場合がある。この場合、内部時刻はＧＰＳ信号に含まれる時刻情報と一定以上のずれ（時間差）を生じる。この時間差は、年月日単位となるおそれもある。したがって、時分秒だけでなく年月日を修正することにより、高精度な内部時刻の修正を図ると共に、消費電力を低減化する必要があった。

そこで、本発明の課題は、高精度な内部時刻の時刻修正を図ると共に、消費電力の低減化を実現することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）は、
ＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１の受信部１９；図６のＳ１０１）と、
時刻を計時する時計手段（例えば、図１の計時部１８）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得手段（例えば、図１の信号処理ＣＰＵ２０；図６のＳ１０３、Ｓ１０７）と、
この取得手段により取得した時分秒情報で示される時分秒と前記時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０４）と、
この算出手段により算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０５）と、
この比較手段による比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得手段により取得された時分秒情報を用いて、前記時計手段により計時される時分秒を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０）と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明の時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）は、
航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１の受信部１９；図６のＳ１０１）と、
時刻を計時する時計手段（例えば、図１の計時部１８）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得手段（例えば、図１の信号処理ＣＰＵ２０；図６のＳ１０３、Ｓ１０７）と、
この取得手段により取得した前記複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報で示される時分秒と前記時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０４）と、
この算出手段により算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０５）と、
この比較手段による比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得手段により取得された前記複数のサブフレームのうちの第１のサブフレーム内の時分秒情報を用いて、前記時計手段により計時される時分秒を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０）と、
を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明の時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）は、
航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信手段（例えば、図１の受信部１９；図７のＳ２０１）と、
時刻を計時する時計手段（例えば、図１の計時部１８）と、
前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのうちの第１のサブフレームかそれ以外の他のサブフレームか否かを判定する判定手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図７のＳ２０２、Ｓ２０５）と、
この判定手段による判定の結果、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて前記時計手段の年月日と時分秒とを修正し、他方、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが前記他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて前記時計手段の時分秒を修正する時刻修正制御手段（例えば、図１のＣＰＵ１２；図７のＳ２０２−Ｓ２０４；図７のＳ２０５−Ｓ２０７）と、
を含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明の時計部（例えば、図１の計時部１８）を備えている時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）に用いられる時刻修正制御方法は、
ＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図１の受信部１９；図６のＳ１０１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得ステップ（例えば、図１の信号処理ＣＰＵ２０；図６のＳ１０３、Ｓ１０７）と、
この取得ステップにより取得した時分秒情報で示される時分秒と前記時計部により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出ステップ（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０４）と、
この算出ステップにより算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較ステップ（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０５）と、
この比較ステップによる比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得ステップにより取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計部により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得ステップにより取得された時分秒情報を用いて、前記時計部により計時される時分秒を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図１のＣＰＵ１２；図６のＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）と、
を含むことを特徴とする。

請求項５に記載の発明の時計部（例えば、図１の計時部１８）を備えている時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）に用いられる時刻修正制御方法は、
航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図６のＳ１０１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得ステップ（例えば、図６のＳ１０３、Ｓ１０７）と、
この取得ステップにより取得した前記複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報で示される時分秒と前記時計部により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出ステップ（例えば、図６のＳ１０４）と、
この算出ステップにより算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較ステップ（例えば、図６のＳ１０５）と、
この比較ステップによる比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得ステップにより取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計部により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得ステップにより取得された前記複数のサブフレームのうちの第１のサブフレーム内の時分秒情報を用いて、前記時計部により計時される時分秒を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図６のＳ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１１０）と、
を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明の時計部（例えば、図１の計時部１８）を備えている時刻修正制御装置（例えば、図１の時計装置１００）に用いられる時刻修正制御方法は、
航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信ステップ（例えば、図７のＳ２０１）と、
前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのうちの第１のサブフレームかそれ以外の他のサブフレームか否かを判定する判定ステップ（例えば、図７のＳ２０２、Ｓ２０５）と、
この判定ステップによる判定の結果、前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて前記計時部の年月日と時分秒とを修正し、他方、前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが前記他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて前記計時部の時分秒を修正する時刻修正制御ステップ（例えば、図７のＳ２０２−Ｓ２０４；図７のＳ２０５−Ｓ２０７）と、
を含むことを特徴とする。

請求項１、４に記載の発明によれば、取得手段により取得した時分秒情報で示される時分秒と時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差が、予め定められている時間差よりも大きい場合は、取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正することができる一方で、予め定められている時間差よりも小さい場合は、取得手段により取得された時分秒情報を用いて、時計手段により計時される時分秒を修正することができる。このために、前記時間差が大きくて、時計手段により計時される時刻の信頼性が低い場合には、時分秒のみでなく、年月日までも修正し、他方、前記時間差が小さくて、時計手段により計時される時刻の信頼性が高い場合には、年月日は修正することなく、時分秒のみ修正することができ、前記時間差に応じた高精度な修正が可能となる。

請求項２、５に記載の発明によれば、取得手段により取得した時分秒情報で示される時分秒と時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差が、予め定められている時間差よりも大きい場合は、取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正することができる一方で、予め定められている時間差よりも小さい場合は、取得手段により取得された複数のサブフレームのうちの第１のサブフレーム内の時分秒情報を用いて、時計手段により計時される時分秒を修正することができる。

請求項３、６に記載の発明によれば、判定手段による判定の結果、受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて時計手段の年月日と時分秒とを修正することができる一方で、受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて時計手段の時分秒を修正することができる。これにより、第１のサブフレームでも、また、第２〜第５のいずれかの他のサブフレームでも、６秒以下で時分秒情報を受信することができるので、時刻修正の高速化と共に時刻修正制御装置の消費電力の低減化を実現することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る第１の実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

（第１の実施の形態）
図１〜図７を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１に本実施の形態の時計装置１００の構成を示す。図２（ａ）に、ＲＯＭ１７の記憶構成を示す。図２（ｂ）に、記憶部１５の記憶構成を示す。図２（ｃ）に、ＲＡＭ１６の記憶構成を示す。図１に示すように、時計装置１００は、本体部１０と、受信ユニット１１と、を備えて構成される。また、本体部１０は、ＣＰＵ１２と、表示部１３と、操作部１４と、記憶部１５と、ＲＯＭ１６と、ＲＡＭ１７と、計時部１８と、を備えて構成される。

ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１７に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ１６に展開し、ＲＡＭ１６に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。特にＲＯＭ１７には、第１の時刻修正プログラムが記憶される。

ＣＰＵ１２は、後述する第１の時刻修正プログラムとの協働により、ＧＰＳ信号を取得して時計装置１００の内部時刻を修正する。

表示部１３は、小型液晶ディスプレイ等により構成され、例えば計時部１８で計時する内部時刻等をデジタル表示する。

操作部１４は、時計装置１００に各種機能を実行させる為のキー、ボタン等で構成される。これらのキー、ボタン等が操作された時には、対応するスイッチの操作信号がＣＰＵ１２に出力される。

記憶部１５は、データの読み書き可能なフラッシュメモリ等により構成される。記憶部１５は、図２（ｂ）に示すように、全ＧＰＳ衛星を識別する衛星番号（衛星番号ＩＤ−１〜ＩＤ−Ｎ、但しｎは全衛星数）と、アルマナックデータと、時間閾値と、自装置位置データとを、それぞれ衛星番号エリア１５１と、アルマナックデータエリア１５２と、時間閾値エリア１５３と、自装置位置データエリア１５４とに、記憶する。ここで、アルマナックデータとは、ＧＰＳ衛星の概略軌道情報のことをいう。また、時間閾値とは、ＧＰＳ衛星より取得した時分秒時刻情報と内部時刻の時分秒との時間差の閾値のことをいう。

ＲＡＭ１６は、各種情報を格納する揮発性のメモリであり、各種プログラム、データを展開するワークエリアを有する。図２（ｃ）に示すように、ＲＡＭ１６には、可視衛星の衛生番号（衛星番号ＩＤ−ｍ，…，ＩＤ−ｐ：後述する全衛星番号ＩＤ−１〜ＩＤ−ｎのうちのそれぞれ一つ）と、衛星番号の各ＧＰＳ衛星の仰角（仰角θ１〜θｑ、但し、ｑは可視衛星数）と、選択した可視衛星の一つの衛星番号（ＩＤ−ｒ：衛星番号ＩＤ−ｍ，…，ＩＤ−ｐのうちの一つ）と、時間差と、時分秒情報と、年月日情報と、第１の時刻修正プログラムとを、可視衛星の衛生番号エリア１６１と、仰角エリア１６２と、衛生番号エリア１６３と、時間差エリア１６４と、時分秒情報エリア１６５と、年月日情報エリア１６６と、第１の時刻修正プログラムエリア１６７に記憶展開される。

ＲＯＭ１７は、情報を読み込み可能に記憶するメモリである。図２（ａ）に示すように、ＲＯＭ１７は、第１の時刻修正プログラムと、全ＧＰＳ衛星のＣ／Ａコードとを、第１の時刻修正プログラムエリア１７１と、Ｃ／Ａコードエリア１７２とに記憶する。

計時部１８は、図示しない発振回路部から入力される信号を計数して、内部時刻等を得る。そして当該内部時刻をＣＰＵ１２に出力する。ここで、内部時刻とは、計時部１８で計時される現在時刻のことをいう。

受信ユニット１１は、受信部１９、信号処理部２０と、ＲＯＭ２１と、ＲＡＭ２２と、を備えて構成される。

受信部１９は、図示しないアンテナ、ミキサ、受信チャネル等により構成される。受信部１９は、図示しないアンテナによりＧＰＳ信号を受信する。そして、当該受信したＧＰＳ信号を増幅し、搬送波よりも十分に低い中間周波数帯の信号に周波数変換する。また、受信部１９は少なくとも１つの受信チャネルより構成される。ここにいう受信チャネルは、ＧＰＳ衛星の１個からＧＰＳ信号を受信するチャネルとする。例えば、受信チャネルが１６チャネルの場合は、１６チャネル毎にＧＰＳ衛星が１個ずつ割り当てられる。本実施例では、１チャネルのみが動作するものとして説明する。

信号処理ＣＰＵ２０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成され、受信処理を行う。ここで、受信処理とは、受信部１９で受信されたＧＰＳ信号から航法データを復調し、当該航法データをＣＰＵ１２へ転送する処理のことである。

次に、航法データを復調する処理について説明する。まず、予め受信しようとする衛星のＣ／ＡコードがＲＯＭ１６のＣ／Ａコードエリア１７２に記憶されているものとする（以下、記憶されているＣ／Ａコードを記憶Ｃ／Ａコードとする）。そして、記憶Ｃ／Ａコードが読み出され、当該記憶Ｃ／ＡコードとＧＰＳ衛星から受信したＣ／Ａコードとの位相同期をとる。そして、位相同期が取れた後に、逆拡散を行う。当該逆拡散により航法データの復調が可能となる。

信号処理ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２に記憶されているシステムプログラム及び各種アプリケーションプログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ２１に展開し、ＲＡＭ２１に展開されたプログラムとの協働で、各種処理を実行する。例えば、ＲＯＭ２２には航法データを復調するプログラムが記憶されている。

例えば、受信部１９よりＧＰＳ信号が送信されてきたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２２から航法データを復調するプログラムが読み出される。そして、当該読み出された航法データを復調するプログラムがＲＡＭ２１に展開され、展開された航法データを復調するプログラムと信号処理ＣＰＵ２０との協働により航法データを復調する処理が実行される。

次に、図３を参照して、航法データについて説明する。図３（ａ）は航法データのフレーム構造を示した図である。航法データの１サイクルは、フレームという単位で呼ばれる。１フレームは１５００ビットであり、これを送信するには３０秒の時間がかかる。フレームは５つのサブフレーム（各３００ビット）から構成されており、サブフレーム１から順番に送信を始め、サブフレーム５を送信し終わると再びサブフレーム１の送信に戻る。

次に、図３（ｂ）及び図４にサブフレームの簡易構成図を示す。
５つのサブフレームのうち、サブフレーム１〜３は送信している衛星自身のクロック補正情報や軌道情報（エフェメリスデータ）が含まれている（図４参照）。サブフレーム４，５については、全衛星が同じ内容を送信しており、その内容は軌道上のすべてのＧＰＳ衛星（最大３２衛星）の概略軌道情報（アルマナックデータ）や電離層補正情報となっている（図４参照）。これらのデータはデータ量が多いため、さらにページ単位に分割されてサブフレームに収容される。即ち、図３（ａ）に示すように、サブフレーム４、５より送信されるデータはそれぞれ１〜２５ページに分割されており、フレームごとに異なるページの内容が順番に送られる。全てのページ内容を送信するには２５フレームを必要とし、航法データの全情報を得るには１２分３０秒かかる。

サブフレームの内容は、図３（ｂ）及び図４に示すようにワードという単位に分割されている。１ワードは３０ビットで１サブフレームには１０ワードに対応し、各ワードは２４ビットのデータ部とパリティチェック用の６ビットから構成される。各サブフレームの先頭はＴＬＭ（telemetry）ワード、続けてＨＯＷが記述されている。ＴＬＭワードには同期用のパターン、ＨＯＷにはＧＰＳ信号の時刻情報が含まれている。

ＧＰＳ信号における時刻は、１週間を単位として管理されている。週始めは毎週日曜日の０時（土曜日の２４時）で、時刻はそれからの経過時間（ＴＯＷ（time of week））で表される。ＨＯＷにはこの経過時間を１．５秒単位で表した数が含まれており、受信機が現在時刻を知る手がかりを与える。また、それぞれの週には番号がつけられており、１９８０年１月６日００：００：００に始まる週が週番号０とされている。これより１週間経つごとに週番号ＷＮが１増加され、例えば、２００４年１０月１０日に始まる週の週番号は１２９２である。

５つのサブフレームには、航法データが分担されて収容されている。以下、サブフレームの一部の事項を説明する。
航法データのサブフレーム１には、航法データを送信している衛星自体の状態を表す数値やクロック補正係数が収められている。図５に示すように、先頭のＴＬＭワード、ＨＯＷに続き、上述した週番号ＷＮ、測距精度ＵＲＡ、衛星健康状態ＳＶhealthの各ワードが記述される。

測距精度ＵＲＡは、その衛星により擬似距離（受信機の時計の進みによる誤差が加わって測定されたＧＰＳ衛星と受信機との間の距離）を測定した場合の測距精度の目安で、１５の場合は何らかの異常があることを意味する。
衛星健康状態ＳＶhealthは、衛星の状態を示すコードで、０以外の場合は何らかの異常があることを示す。

サブフレーム２、３には、各衛星の軌道情報が格納されている。これらの軌道情報はエフェメリスと呼ばれ、任意の時刻におけるＧＰＳ衛星の位置を計算できるようになっている。
全ＧＰＳ衛星分の概略軌道情報はアルマナックデータと呼ばれる。当該アルマナックデータは、サブフレーム４のページ２〜５及び７〜１０、サブフレーム５のページ１〜２４に収めされており、合計３２ページで３２機のＧＰＳ衛星に対応する。また、高度１００ｋｍ以上に分布する電離層には電波を遅延させる働きがあり、その遅延量を補正するための情報はサブフレーム４のページ１８に収められている。

次に図６を参照して、時計装置１００の動作を説明する。図６に、第１の時刻修正処理の流れを示す。第１の時刻修正処理は、ＧＰＳ信号に基づいて、時計装置１００の内部時刻を修正する処理である。

例えば、時計装置１００において、第１の時刻修正処理の実行指示が操作部１４を介して入力されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ１７から第１の時刻修正処理プログラムが読み出される。そして、当該読み出された第１の時刻修正プログラムがＲＡＭ１６に展開され、展開された第１の時刻修正プログラムとＣＰＵ１２との協働により第１の時刻修正処理が実行される。

まず、ＧＰＳ信号の受信が開始される（ステップＳ１０１）。ここで、ＧＰＳ信号の受信開始動作について説明する。時計装置１００は、各種データから当該時計装置１００が受信可能な複数の候補ＧＰＳを予測する。ここで、各種データとは、記憶部１５から読み出したアルマナックデータ、計時部１８から取得した内部時刻データ及び時計装置１００の自装置位置データのことをいう。
次に、記憶部１５の衛星番号エリア１５１から衛星番号が参照され、衛星番号のうち、予測された候補衛星に対応する衛星番号と、これに対応する仰角とが、ＲＡＭ１６の衛星番号エリア１６１と仰角エリア１６２にそれぞれ格納される。そして、ＲＡＭ１６の衛星番号エリア１６１に格納された衛星番号のＧＰＳ衛星（候補衛星）のうち、最も仰角の大きい未選択のＧＰＳ衛星が一つ選択される。選択された衛星番号は、一つの衛星番号としてＲＡＭ１６の１つの衛星番号エリア１６３に格納される。ここで、仰角とは、ＧＰＳ衛星と時計装置１００がある地上とのなす角度のことをいう。
次に、選択された１つのＧＰＳ衛星のＣ／Ａコード１７２をＲＯＭ１７のＣ／Ａコードエリア１７から読み出す（以下、ＲＯＭ１７に記憶されているＣ／Ａコードを記憶Ｃ／Ａコードとする）。次に、選択された１つのＧＰＳ衛星から航法データを受信し、そのＣ／Ａコードを取得する。そして、記憶Ｃ／Ａコードと受信したＣ／Ａコードとの比較照合を行う。当該記憶Ｃ／Ａコードと受信Ｃ／Ａコードとの比較照合が一致した場合、ＧＰＳ信号の受信が開始されたものとする。

そして、ＧＰＳ衛星からの航法データのサブフレーム１〜５のいずれか１つのＨＯＷデータを受信したか否かが判別される（ステップＳ１０２）。航法データのサブフレーム１〜５のＨＯＷデータが受信されない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ステップＳ１０２へ移行される。航法データのサブフレーム１〜５のＨＯＷデータが受信された場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、受信したＨＯＷデータから時分秒情報が取得される（ステップＳ１０３）。

次いで、取得された時分秒情報と時刻装置１８の内部時刻の時分秒との時間差が算出される（ステップＳ１０４）。そして、算出された時間差が時間閾値よりも大きいか否かが判別される（ステップＳ１０５）。ここで、時間閾値とは、例えば１時間とする。算出された時間差が時間閾値よりも小さい場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、受信したＨＯＷデータから時分秒情報が取得される（ステップＳ１０９）。そして取得された時分秒情報に基づいて、内部時刻の時分秒が修正される（ステップＳ１１０）。

算出された時間差が時間閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、サブフレーム１のＨＯＷデータとＷＮデータとが受信されたか否かが判別される（ステップＳ１０６）。サブフレーム１のＨＯＷデータとＷＮデータとが受信された場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、ＨＯＷデータとＷＮデータとから時分秒情報と年月日情報とが取得される（ステップＳ１０７）。ここで、ＷＮデータから年月日情報を取得する際、ＷＮデータから年月日情報への変換が行われる。例えば、ＷＮデータが１２９２の場合、年月日情報は２００４年１０月１０日に始まる週となる。取得された時分秒情報と年月日情報とに基づいて、内部時刻の時分秒と年月日とが修正される（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８、ステップＳ１０９の実行後、第１の時刻修正処理は終了する。

以上、本実施の形態によれば、信号処理ＣＰＵ２０により取得した時分秒情報で示される時分秒と計時部１８により計時された時刻情報の時分秒との時間差が、予め定められている時間差よりも大きい場合は、信号処理ＣＰＵ２０により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、計時部１８により計時される年月日と時分秒とを修正することができる一方で、予め定められている時間差よりも小さい場合は、信号処理ＣＰＵ２０により取得された時分秒情報を用いて、計時部１８により計時される時分秒を修正することができる。このために、前記時間差が大きくて、時計部１８により計時される時刻の信頼性が低い場合には、時分秒のみでなく、年月日までも修正し、他方、前記時間差が小さくて、計時部１８により計時される時刻の信頼性が高い場合には、年月日は修正することなく、時分秒のみ修正することができ、前記時間差に応じた高精度な修正が可能となる。

また、信号処理ＣＰＵ２０により取得した時分秒情報で示される時分秒と計時部１８により計時された時刻情報の時分秒との時間差が、予め定められている時間差よりも大きい場合は、信号処理ＣＰＵ２０により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、計時部１８により計時される年月日と時分秒とを修正することができる一方で、予め定められている時間差よりも小さい場合は、信号処理ＣＰＵ２０により取得された複数のサブフレームのうちの第１のサブフレーム内の時分秒情報を用いて、計時部１８により計時される時分秒を修正することができる。

（第２の実施の形態）
図７を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。図７に第２の時刻修正処理の流れを示す。

本実施の形態の装置構成は、第１の実施の形態と同様に時計装置１００を用い、同様な部分には同一の符号を付している。また、その詳細な説明を援用し、異なる部分について以下説明する。

時計装置１００において、ＲＯＭ１７に第２の時刻修正プログラムが記憶される。

図７を参照して、本実施の形態における時計装置１００で実行される第２の時刻修正処理を説明する。第２の時刻修正処理は、ＧＰＳ信号の航法データのサブフレーム１を受信した場合に、内部時刻の年月日と時分秒とを修正する処理である。

例えば、時計装置１００において、第２の時刻修正処理の実行指示が操作部１４を介して入力されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ１７から第２の時刻修正処理プログラムが読み出される。そして、当該読み出された第２の時刻修正プログラムがＲＡＭ１６に展開され、展開された第２の時刻修正プログラムとＣＰＵ１２との協働により第２の時刻修正処理が実行される。

まず、ＧＰＳ衛星が捕捉される（ステップＳ２０１）。そして、ＧＰＳ衛星からの航法データのサブフレーム１が受信されたか否かが判別される（ステップＳ２０２）。ＧＰＳ衛星から航法データのサブフレーム１が受信された場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、サブフレーム１のＨＯＷデータから時分秒情報及びサブフレーム１のＷＮデータから年月日情報が取得される（ステップＳ２０３）。ここで、ＷＮデータから年月日情報を取得する際、ＷＮデータから年月日情報への変換が行われる。例えば、ＷＮデータが１２９２の場合、年月日情報は２００４年１０月１０日に始まる週となる。そして、取得された時分秒情報と年月日情報とに基づいて、内部時刻の時分秒と年月日とが修正される（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０２において、ＧＰＳ衛星から航法データのサブフレーム１が受信されない場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、サブフレーム２〜５のいずれか１つのＨＯＷデータが受信された否かが判別される（ステップＳ２０５）。サブフレーム２〜５のＨＯＷデータが受信された場合（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、サブフレーム２〜５のＨＯＷデータから時分秒情報が取得される（ステップＳ２０６）。サブフレーム２〜５のＨＯＷデータが受信されない場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、ステップＳ２０２へ移行される。

ステップＳ２０６の実行後、取得された時分秒情報に基づいて、内部時刻の時分秒が修正される（ステップ２０７）。ステップＳ２０４とステップＳ２０７の実行後、第２の時刻修正処理は終了する。

以上、本実施の形態によれば、ＣＰＵ１２による判定の結果、受信部１９により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて時計手段の年月日と時分秒とを修正することができる一方で、受信部１９により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて時計手段の時分秒を修正することができる。これにより、第１のサブフレームでも、また、第２〜第５のいずれかの他のサブフレームでも、６秒以下で時分秒情報を受信することができるので、時刻修正の高速化と共に時計装置１００の消費電力の低減化を実現することができる。

また、上記の実施の形態においては表示部１３を設けたが、これを設けず、外部の表示装置やコンピュータ等任意のハードウエアに現在時刻情報を出力する時計装置としても良い。

また、内部時刻の修正において、補正値の修正を含んだ構成としてもよい。ここで、補正値とは、ＧＰＳ信号が時計装置１００に到達するまでに生じる誤差量と、時計装置１００の内部制御処理時間の誤差量と、うるう秒による誤差量と、を含んだ誤差量のことをいう。例えば、ＧＰＳ信号が時計装置１００に到達するまでに生じる誤差量は０．０７秒、時計装置１００の内部制御処理時間の誤差量は０．０３秒、うるう秒による誤差量は１４秒とする。この場合、補正値は１４．１秒となる。この補正値は予め記憶部１５に記憶されているものとする。そして、当該補正値を読み出して、ステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ２０４、Ｓ２０７において当該補正値を含んだ修正処理を行ってもよい。例えば、補正値が１４．１秒の場合、ＧＰＳ信号から取得した時刻情報から１４．１秒を引き算した補正を行うこととなる。

また、上記の実施の形態においては、１チャネルでＧＰＳ信号を受信する構成としたが、複数チャネルでＧＰＳ信号を受信する構成としてもよい。この場合、少なくとも３チャネル以上でＧＰＳ信号を受信するものとする。３チャネル以上でＧＰＳ信号を受信することにより、時計装置１００の時刻修正だけでなく、位置の確定を行うことができる。

その他、上記の実施の形態における時計装置１００の細部構成及び詳細動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る時計装置１００を示すブロック図である。 ＲＯＭ１７、記憶部１５及びＲＡＭ１６に記憶されるデータを示す図である。 航法データのデータ構造を示す概略構成図である。 航法データに含まれる各サブフレームの概略構成図である。 航法データに含まれるサブフレーム１の内容を示す一覧表である。 第１の時刻修正処理を示すフローチャートである。 第２の時刻修正処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 本体部
１１ 受信ユニット
１２ ＣＰＵ
１３ 表示部
１４ 操作部
１５ 記憶部
１６ ＲＡＭ
１７ ＲＯＭ
１８ 計時部
１９ 受信部
２０ 信号処理ＣＰＵ
２１ ＲＡＭ
２２ ＲＯＭ
１００ 時計装置

Claims (6)

1. ＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   時刻を計時する時計手段と、
   前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得手段と、
   この取得手段により取得した時分秒情報で示される時分秒と前記時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出手段と、
   この算出手段により算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較手段と、
   この比較手段による比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得手段により取得された時分秒情報を用いて、前記時計手段により計時される時分秒を修正する時刻修正制御手段と、
   を備えたことを特徴とする時計修正制御装置。
2. 航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   時計を計時する時計手段と、
   前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得手段と、
   この取得手段により取得した前記複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報で示される時分秒と前記時計手段により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出手段と、
   この算出手段により算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較手段と、
   この比較手段による比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得手段により取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計手段により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得手段により取得された前記複数のサブフレームのうちの第１サブフレーム内の時分秒情報を用いて、前記時計手段により計時される時分秒を修正する時刻修正制御手段と、
   を備えたことを特徴とする時刻修正制御装置。
3. 航法データ構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信手段と、
   時刻を計時する時計手段と、
   前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのうち第１のサブフレームかそれ以外の他のサブフレームか否かを判定する判定手段と、
   この判定手段による判定の結果、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて前記時計手段の年月日と時分秒とを修正し、他方、前記受信手段により受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが前記他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて前記時計手段の時分秒を修正する時刻修正制御手段と、
   を備えたことを特徴とする時刻修正制御装置。
4. 時計部を備えている時刻修正制御装置に用いられる時刻修正制御方法は、
   ＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得ステップと、
   この取得ステップにより取得した時分秒情報で示される時分秒と前記時計部により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出ステップと、
   この算出ステップにより算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較ステップと、
   この比較ステップによる比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得ステップにより取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計部により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得ステップにより取得された時分秒情報を用いて、前記時計部により計時される時分秒を修正する時刻修正制御ステップと、
   を含むことを特徴とする時刻修正制御方法。
5. 時計部を備えている時刻修正制御装置に用いられる時刻修正制御方法は、
   航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報と年月日情報との少なくとも一方の情報を取得する取得ステップと、
   この取得ステップにより取得した前記複数のサブフレームのいずれかのサブフレーム内の時分秒情報で示される時分秒と前記時計部により計時された時刻情報の時分秒との時間差を算出する算出ステップと、
   この算出ステップにより算出された時間差と予め定められている時間差とを比較する比較ステップと、
   この比較ステップによる比較の結果、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも大きい場合は、前記取得ステップにより取得された年月日情報と時分秒情報との双方の情報を用いて、前記時計部により計時される年月日と時分秒とを修正し、他方、前記算出された時間差が前記予め定められている時間差よりも小さい場合は、前記取得ステップにより取得された前記複数のサブフレームのうちの第１のサブフレーム内の時分秒情報を用いて、前記時計部により計時される時分秒を修正する時刻修正制御ステップと、
   を含むことを特徴とする時刻修正制御方法。
6. 時計部を備えている時刻修正制御装置に用いられる時刻修正制御方法は、
   航法データを構成する複数のサブフレームを含むＧＰＳ信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれている複数のサブフレームのうちの第１のサブフレームかそれ以外の他のサブフレームか否かを判定する判定ステップと、
   この判定ステップによる判定の結果、前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが第１のサブフレームであると判定された場合は、当該第１のサブフレーム内の年月日情報と時分秒情報とを用いて前記計時部の年月日と時分秒とを修正し、他方、前記受信ステップにより受信されたＧＰＳ信号に含まれているサブフレームが前記他のサブフレームであると判定された場合は、当該他のサブフレーム内の時分秒情報を用いて前記計時部の時分秒を修正する時刻修正制御ステップと、
   を含むことを特徴とする時刻修正制御方法。

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