测位装置、测位方法及具有测位装置的钟表的制作方法

专利名称：测位装置、测位方法及具有测位装置的钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及进行自身测位的测位装置、测位方法及具有测位装置的 钟表。
背景技术：
以往，作为利用人工卫星对位置进行测位的测位系统，使用了 GPS (Global Positioning System,全球定位系统)装置。GPS测位装置构成为通过接收来自4个以上的GPS卫星的信号，来 对自身位置进行测位。具体地讲，GPS装置通过从配置于天空中的多个 GPS卫星中选择4个以上的GPS卫星，接收其信号而进行测位。上述来自GPS卫星的信号中包括表示正在发送该信号的GPS卫星 自身状态的信息和表示具体轨道的轨道信息，以及与所有GPS卫星的轨 道相关的全卫星概略轨道信息等，利用这些全部信息构成导航电文信息。并且，所有的GPS卫星都在传播相同信息，由于信息量较大所以上 述全卫星概略轨道信息被分割发送。具体地讲，如图12所示，导航电文 信息利用包括1 5个子帧的1帧来构成表示正在发送该信号的GPS 卫星自身状态的信息和表示具体轨道的轨道信息例如星历表(ephemeris) 信息，以及与所有GPS卫星的轨道相关的全卫星概略轨道信息等例如历 书(almanac)信息，并且，上述历书信息等的全卫星概略轨道信息被划 分为1 25页。并且，按照每个帧顺序发送不同页的内容，从而发送导 航电文信息的整体信息。而且，每隔l毫秒，从该GPS卫星以1574.2Hz 的载波重复发送1023个(1023码片)由1或0构成的C/A码，并与上 述导航电文信息叠加发送。该C/A码被分配给各个GPS卫星，可以利用 该C/A码来区分来自各个GPS卫星的发送数据。并且，GPS测位装置产 生与分配给各个GPS卫星的C/A码相同内容的信号，并与来自GPS卫星
的信号同步地，计测来自各个GPS卫星的传输时间，另一方面，可以对来自各个GPS卫星的导航电文信息进行解调，而得到来自GPS卫星的信 自/B、 o但是，该导航电文信息的1帧需要花费30秒发送。因此，为了取得 多达25页的上述全卫星概略轨道信息，需要花费12.5分钟的时间。为此， 在经常接收信号时，存在GPS测位装置的电力消耗增大而电力不持久的 问题。于是，作为其改善对策，在专利文献l中提出了一种GPS测位装 置，其每天延迟30秒，设定读取全卫星概略轨道信息的页的时间，在若 干次接收从GPS卫星发送的信息的动作过程中改写数据，利用这种方法 来减小电力消耗。专利文献1:日本专利第3744180号公报(第0011段落等) 但是，在专利文献1的GPS测位装置中，例如图13所示，存在GPS 测位装置的持有者第二天旅行的情况等、在分割取得全卫星概略轨道信 息的过程中按时间单位进行长距离移动的情况等，在这种情况下，存在 前次取得的全卫星概略轨道信息变为无效的问题。因此，难以安装在有 可能长距离移动等的设备例如钟表等上。发明内容本发明的目的在于，提供一种可以连续取得历书信息等全卫星概略 轨道信息，而不会跨日地分割取得，而且可以减小电力消耗的测位装置、 测位方法及具有测位装置的钟表。通过本发明的测位装置而达成上述目的，本发明的测位装置具有用 于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航电 文信息的接收部，根据通过该接收部接收到的所述导航电文信息对自身 位置进行测位，所述测位装置的特征在于，所述导航电文信息构成为-按照多个发送信息区块被顺序发送；在所述多个发送信息区块的至少一 部分所述发送信息区块中，包括包含所述位置信息卫星在内的所有位置 信息卫星的全卫星概略轨道信息；包括该全卫星概略轨道信息的所述发 送信息区块被非连续地发送，所述测位装置具有信号识别部，该信号识
别部识别包括非连续地发送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息 区块的接收开始时间，并且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发 送信息区块的接收结束时间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识 别出的、包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间， 接收所述导航电文信息，从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的 所述发送信息区块的信号。根据所述结构，从位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航电文 信息构成为按照多个发送信息区块被顺序发送，发送信息区块的至少一 部分的所述发送信息区块中包含的全卫星概略轨道信息被非连续地发 送，该测位装置还具有信号识别部，该信号识别部识别包括非连续地发 送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收开始时间，并 且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收结束时 间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识别出的、包括所述全卫星 概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间，接收所述导航电文信息， 从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的信 号。艮口，在所述结构中，接收部间歇接收包括全卫星概略轨道信息的所 述发送信息区块的信号，所以接收部在接收导航电文信息时不需要一直 处于接收状态，可以降低测位装置的电力消耗。并且，本发明是可以按 照多个发送信息区块分别顺序取得从位置信息卫星按照时间序列连续发 送的导航电文信息的测位装置。优选通过以下的测位装置来达成上述目的，该测位装置的特征在于， 所述信号识别部根据与所述位置信息卫星固有的C/A码同步而生成的编 码信号，来检测所述发送信息区块的发送时间，在所述发送时间的定时， 按照所述编码信号识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区 块的接收开始时间、和包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区 块的接收结束时间。根据所述结构，根据与所述位置信息卫星固有的C/A码同步而生成 的编码信号，来检测发送信息区块的发送时间，在发送时间的定时，按
照编码信号识别包括全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收开 始时间、和包括全卫星概略轨道信息的发送信息区块的接收结束时间。艮口，在所述结构中，可以根据与位置信息卫星固有的C/A码同步而 生成的编码信号来正确识别包括全卫星概略轨道信息的所述发送信息区 块的接收开始时间、和包括全卫星概略轨道信息的发送信息区块的接收 结束时间，可以取得高精度的信息。优选通过以下的测位装置来达成上述目的，该测位装置的特征在于，所述信号识别部把多个所述发送信息区块设为5个子帧，所述信号识别部具有输出控制信号的控制信号部，该控制信号用于得到与所述子帧中包含的前置码信息数据和TOW信息数据同步的同步信号、以及根据所述 编码信号非同步地得到包括所述全卫星概略轨道信息的两个子帧。根据所述结构，所述信号识别部具有输出控制信号的控制信号部， 该控制信号用于得到与5个子帧中包含的前置码信息数据和TOW信息数 据同步的同步信号、以及根据所述编码信号非同步地得到包括所述全卫 星概略轨道信息的两个子帧。艮口，在所述结构中，可以有效取得包括从位置信息卫星按照时间序 列发送的导航电文信息中包含的全卫星概略轨道信息的两个子帧。优选通过以下的测位装置来达成上述目的，该测位装置的特征在于， 所述信号识别部把所述5个子帧设为1帧；所述信号识别部具有计数 器，其根据所述编码信号和所述同步信号，检测所述帧中包括所述全卫 星概略轨道信息的所述子帧的第5个的末尾，根据所述编码信号检测3 个所述子帧和2个所述子帧的定时，在该定时输出计数器信号；以及信 号生成部，其将从所述控制信号部输出的所述控制信号反转并输出反转 控制信号，生成比较所述反转控制信号和所述计数器信号而得到的信号。根据所述结构，信号识别部具有计数器，其检测帧中包括全卫星 概略轨道信息的子帧的第5个的末尾，根据编码信号和同步信号检测3 个子帧和2个子帧的定时，在该定时输出计数器信号；以及信号生成部， 其将从控制信号部输出的控制信号反转并输出反转控制信号，生成比较 该反转控制信号和所述计数器信号而得到的信号。
艮P，在所述结构中，利用生成比较所述反转控制信号和所述计数器 信号而得到的信号的信号生成部，可以更加准确地获得接收部的间歇接 收的定时，可以有效实现电力消耗的降低。通过本发明的测位方法而达成上述目的，本发明的测位方法具有用 于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航电 文信息的接收部，根据通过该接收部接收到的所述导航电文信息对自身 位置进行测位，所述测位方法的特征在于，所述导航电文信息构成为 按照多个发送信息区块被顺序发送；在所述多个发送信息区块的至少一 部分所述发送信息区块中，包括包含所述位置信息卫星在内的所有位置 信息卫星的全卫星概略轨道信息；包括该全卫星概略轨道信息的所述发 送信息区块被非连续地发送，所述测位方法具有信号识别部，该信号识 别部识别包括非连续地发送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息 区块的接收开始时间，并且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发 送信息区块的接收结束时间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识 别出的、包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间， 接收所述导航电文信息，从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的 所述发送信息区块的信号。通过本发明的具有测位装置的钟表而达成上述目的，所述测位装置 具有接收部，该接收部用于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星按照时 间序列连续发送的导航电文信息，根据通过该接收部接收到的所述导航 电文信息对自身位置迸行测位，所述钟表的特征在于，所述导航电文信 息构成为按照多个发送信息区块被顺序发送；在所述多个发送信息区 块的至少一部分所述发送信息区块中，包括包含所述位置信息卫星在内 的所有位置信息卫星的全卫星概略轨道信息；包括该全卫星概略轨道信 息的所述发送信息区块被非连续地发送，所述测位装置具有信号识别部， 所述信号识别部识别包括非连续地发送的所述全卫星概略轨道信息的所 述发送信息区块的接收开始时间，并且识别包括所述全卫星概略轨道信 息的所述发送信息区块的接收结束时间，所述接收部构成为，在所述信 号识别部识别出的、包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块
的接收时间，接收所述导航电文信息，从而间歇接收包括所述全卫星概 略轨道信息的所述发送信息区块的信号。根据所述结构，在作为要求低电力、而且有可能按时间单位长距离 移动的小型装置的钟表中，可以降低电力消耗，并且可以在初期取得导 航电文信息时连续取得历书信息等的全卫星概略轨道信息。


图l是表示具有本发明的测位装置的钟表、例如具有GPS测位装置 的手表(带GPS的钟表)的概略图。图2是表示图1的带GPS的手表内部的主要硬件结构等的概略图。图3是表示带GPS的手表的主要软件结构等的概略整体图。图4是表示图3的第1收纳部的内容的概略图。图5是表示图3的第2收纳部的内容的概略图。图6是表示图3的第3收纳部的内容的概略图。图7是表示本实施方式的带GPS的手表的主要动作等的概略流程图。图8是表示图7的ST2的"执行初始化模式"内容的概略流程图。图9是表示图7的ST7的"执行正常处理模式"内容的概略流程图。图10是表示图8的"执行间歇接收定时程序"的内容的概略流程图。图11是表示图10的流程图的一系列动作的概略说明图。图12是表示GPS卫星信号的概略说明图。图13是表示带GPS的手表的使用状态的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图具体说明本发明的优选实施方式。另外，以下叙述的实施方式由于是本发明的优选具体示例，所以在技术上附加了优选的各种限定，但是，本发明的范围只要在以下说明中没有特别限定本发明的描述，则不限于这些方式。图1表示具有本发明的测位装置的钟表。例如，图1是表示具有GPS
测位装置的手表10 (以下称为"带GPS的手表")的概略图，图2是表示图1的带GPS的手表10内部的硬件结构等的概略图。如图1所示，带GPS的手表10在其表面上配置有表盘12、长针和短针等表针13等，并且形成有由显示各种消息的LCD等构成的显示器14，和用户进行手动操作时使用的操作部27。并且，如图1所示，带GPS的手表10具有天线11，该天线11构成为接收来自以预定轨道绕着地球上空旋转的GPS卫星15a 15d的信号。 另外，GPS卫星15a 15d为位置信息卫星的一例。 并且，如图2所示，带GPS的手表10在其内部设有钟表机构、GPS机构，其构成为也发挥计算机的作用。艮口，本实施方式的钟表机构是所谓的电子钟表。 以下，说明图2所示的各个结构部分。如图2所示，带GPS的手表10具有总线16，在总线16上连接着 CPU (Central Processing Unit,中央处理单元)17、 RAM (Random Access Memory,随机存取存储器)18、 ROM (Read Only Memory，只读存储器) 19等。并且，在总线16上也连接着作为测位部的例如GPS机构。艮卩，在 总线16上连接有天线11、滤波器(SAW) 20、 RF21、基带22等。艮P，构成为从图1中的GPS卫星15a等接收到的信号从天线11经 由滤波器20和RF 21被基带22作为信号取出。关于从GPS卫星15a等接收的信号的具体情况将在后面叙述。并且，在总线16上也连接着钟表机构。即，在总线16上连接有实 时时钟(RTC) 23、和带温度补偿电路的石英振荡电路(TCXO) 24等。另外，在总线16上也连接有图1所示的显示器14等。这样，总线16具有连接所有器件的功能，是具有地址和数据路径的 内部总线。RAM 18除进行预定程序的处理外，还控制与总线16连接的 ROM 19等。ROM 19存储着各种程序和各种信息等。另外，GPS机构是接收从位置信息卫星(GPS卫星15a等)发送的 导航电文的接收部的一例。并且，总线16也连接着操作部27，接受来自用户的指示。图3 图6是表示带GPS的手表10的主要软件结构等的概略说明图，图3是总图。如图3所示，带GPS的手表10具有用于进行整体控制的控制部26。 在控制部26上连接着电源部25、天线11、显示器14、操作部27、 RTC 23 等及其他图2中的各个装置等。并且，虽然在图2中没有图示，但生成 用于控制电源部25的输出电源的信号的信号识别部28也与控制部26连 接。该信号识别部28安装在图2所示的基带22上，例如是PLL电路或 计数器等。并且，控制部26构成为处理第1收纳部30、第2收纳部40、 第3收纳部50内的各种程序、各种数据。图3 图6表示为将各种程序、预先存储的信息存储部、根据各种 程序处理后的各种数据收纳部等，分别分开收纳在第1收纳部30、第2 收纳部40、第3收纳部50中，但实际上不会这样分开收纳，并且各种程 序、预先存储的信息存储部、根据各种程序处理后的各种数据收纳部等 实际上也不会这样分开收纳，只是为了便于说明而分幵描述。另外，图4是表示图3的第1收纳部30的内部的概略图，在图3所 示的初期模式程序收纳部31和初期模式测位数据收纳部32中，分别收 纳有初期模式选择程序311、初期模式执行程序312和间歇接收程序313， 在初期模式测位数据收纳部32中收容有通过初期模式执行程序312和间 歇接收程序313得到的第1个1帧数据322、和全卫星概略轨道信息数据 323。第1个1帧数据322将各个子帧数据收容在区块a e中。并且，除作为导航电文信息的第1个1帧数据322的全卫星概略轨 道信息数据的例如历书数据之外，图4的全卫星概略轨道信息数据323 收容着导航电文信息的所有全卫星概略轨道信息数据。收容在该初期模 式测位数据收纳部32中的各个数据322、 323在下一次执行初期模式程 序收纳部31的程序时，在取得初期模式测位数据后被改写。因此，初期 模式测位数据收纳部32的各个数据322、 323被保存，直到下一次执行 初期模式程序收纳部31的程序并取得初期模式测位数据。在此，所说执 行初期模式程序收纳部31的程序的情况是指例如购买带GPS的手表10
后首次接通电源的情况、或首次取得测位数据后经过几个月的情况、关 闭电源状态下放置几个月的情况等。图5是表示图3的第2收纳部40的内部的概略图。该概略图表示在 图3所示的正常模式程序收纳部41和正常模式测位数据收纳部42中， 分别收容着正常模式选择程序411、正常模式执行程序412和非全卫星概 略轨道信息数据422。在此，收容在非全卫星概略轨道信息数据422中的 数据是指从GPS卫星发送的导航电文信息中、除去了包括全卫星概略轨 道信息(历书信息)的子帧之外的子帧的数据。即，导航电文信息中还 包括表示正在发送该信息的GPS卫星自身状态的信息(以下称为"卫星 校正数据等")和表示具体轨道的轨道信息等(以下称为"星历表")，收 容在非全卫星概略轨道信息数据422中的数据是包括这些信息的子帧(子 帧1到子帧3，以下称为"子帧1 3")的数据(参照图12 (a))。收容在非全卫星概略轨道信息数据422中的子帧的数据因GPS卫星 而异。因此，例如每隔一定时间，执行正常模式程序收纳部41的各个程 序，取得包括卫星校正数据等和星历表的子帧的数据，正常模式测位数 据收纳部42的非全卫星概略轨道信息数据422被改写。图6是表示图3的第3收纳部50的内部的概略图。该概略图表示在 图3所示的其他程序收容部51、其他数据存储部52和其他数据收容部 53中分别收容着以下数据。在其他程序收容部51中收纳着执行初期模式程序收纳部31和正 常模式程序收纳部41时的捕捉程序;和使用来自GPS卫星的导航电文信 息的时间信息，对带GPS的手表10的时间进行时间校正用的程序等。并且，在其他数据存储部52中存储着执行初期模式程序收纳部31 和正常模式程序收纳部41时所需的数据，这些存储在其他数据存储部52 中的数据是指预先存储的数据(C/A码信息数据存储部521、初始化模式 选择条件数据存储部522)、和用户可以改写的数据(阈值时间设定信息 数据存储部523)。并且，在其他数据收容部53中收纳着执行初期模式程序收纳部31、 正常模式程序收纳部41和其他程序收容部51时的数据等。
图7 图10是表示本实施方式的带GPS的手表10的主要动作等的概略流程图。以下，按照图7 图10的流程图，说明本实施方式的带GPS的手表 10的动作，并且说明与其相关联的图3 图6中的各种程序和各种数据。带GPS的手表10的购买者等想要进行钟表机构、即实时时钟23的 时间校正时，首先接通带GPS的手表10的电源。这样，带GPS的手表 10首先进行图7的ST1所示的初始化动作，然后图4所示的初期模式程 序收纳部31内的初期模式选择程序311动作，选择图6所示的其他数据 存储部52内的初始化模式选择条件数据存储部522内的初始化模式选择 条件522a。在此，初始化模式选择条件522a是指处于带GPS的手表10的初期 模式测位数据收纳部32中还没有收纳数据的状态的情况，例如在购买 带GPS的手表后首次接通电源时；或者即使初期模式测位数据收纳部32 中收容了数据，但是例如首次取得初始化模式测位数据后经过了几个月， 或在关闭电源状态下放置几个月的情况下等；ST7的正常处理模式不结 束，不能进行时间校正的情况；或者用户按照ST9指示了初始化的情况 等。接着，转入图7的ST2。图8是表示图7的ST2的"执行初始化模 式"的内容的概略流程图。并且，图10是表示图8的ST15的间歇接收 程序的内容的概略流程图。图11是表示图10的流程图的一系列动作的 概略说明图。图11 (a)是C/A码的概念图，图11 (b)是来自GPS卫星 的导航电文信息的概念图，图11 (c)表示利用相位比较器控制来自PLL 电路的输出信号即TLM、 HOW字数据(前置码、TOW的同步脉冲)， 使1 3的子帧部分锁定(同步)后的输出信号，图11 (d)表示计数器 的输出脉冲，图11 (e)表示使图11 (c)的输出信号反转后的信号；图 11 (f)表示从与图3的电源部25连动的信号识别部产生的电源波形，按 照相同时间轴对它们进行对比。以下，使用图8、图10和图11，主要说明在"执行初始化模式"时 执行的全卫星概略轨道信息的间歇接收。
首先，按照图8中的ST11所示扫描GPS卫星15a等。具体地讲， 图2中的GPS机构动作，从天线ll接收GPS卫星15a等，搜寻可以捕 捉到的GPS卫星15a等。接着，在ST12中，在可以捕捉4个以上的GPS卫星15a等时，转 入ST15，在不能捕捉时转入ST13，判断为处于室内等不能接收的环境， 在ST14中，在图1和图2中的显示器14上显示表示应该进行手动操作 的信息，并通知用户将GPS卫星15a等的接收模式设为关闭。在ST15中，接收来自捕捉到的GPS卫星15a等的信号，执行图4 所示的间歇接收程序313。图4所示的间歇接收程序313的一系列动作按 照图IO所示的概略流程图进行。并且，该间歇接收程序313通过图3的 控制部26与信号识别部28相关并动作。首先，使用图12的表示GPS卫星信号的概略示意图，说明从各个 GPS卫星15a等发送的信号。如图12 (a)所示，信号从各个GPS卫星15a等以l帧(30秒)单 位被发送过来。该1帧具有5个子帧(1子帧为6秒)。各个子帧具有10 个字(1个字0.6秒)。并且，各个子帧的开头的字为存储有TLM(Telemetry word,遥测字) 数据的TLM字，在该TLM字内，如图12 (b)所示，在其开头存储有 前置码(preamble)数据。并且，TLM之后的字是存储有HOW (Hand Over word，转换字)数 据的HOW字，在其开头存储有被称为TOW (Time of week,周时)的 GPS卫星的GPS时间信息。GPS时间利用秒来表示从每周星期日的0时起的经过时间，在下一 周星期日的0时返回0。并且，构成为对于该一周期间赋予了 GPS的周 序号，所以通过取得周序号和经过时间(秒)的数据，接收方可以取得 GPS时间。作为该GPS时间的起点的是UTC(世界标准时间，Coordinated Universal Time)。并且，为了取得这种GPS卫星15a等的帧数据等，需要使接收侧与 GPS卫星15a等的信号同步，特别是在取得1ms单位的同步时，需要使 用C/A码(1023码片(chip) (lms))。来自GPS卫星15a等的信号是按照上面所述发送过来的。因此，在 本实施方式中，如图10的ST71所示，使与来自各个GPS卫星15a等的 C/A码相位同步，生成时钟信号(编码信号)。此时，为了使接收机与来 自各个GPS卫星15a等的C/A码相位同步，使用图6的C/A码信息数据 存储部521的数据，使其与GPS卫星15a等的信号同步。然后，转入ST72，使与图12 (b)所示的TLM字的前置码和HOW 字的TOW同步。并且，如图12 (a)所示，取得各个子帧的数据例如星 历表(每个GPS卫星15a等的具体轨道信息)、历书(所有GPS卫星15a 等的全卫星概略轨道信息)、UTC数据(世界标准时间)的第1个1帧信 息。该时间最长约30秒。在此，图12中的帧和子帧是每个特定单位的卫星信号的一例，TOW 是位置信息卫星(GPS卫星15a等)的时间关联信息的一例，TLM和HOW 是时间关联信息区块的一例。并且，存储有星历表和历书等数据的部分 名称是除时间关联信息之外的其他发送信息区块的一例。接着，转入ST73，将在ST72中取得的数据按照每个子帧信息顺序 收容在图4所示的初期模式测位数据收纳部32的第1个1帧数据322的 区块a e中。接着，转入ST74。在此，如图12 (b)所示，子帧的数据 中含有TLM字的前置码和HOW字的TOW。如果通过这些各个子帧中 公共的数据进行各个子帧的数据比较，则可以从在ST73中得到的被收容 在第1个1帧数据322的区块a e中的子帧的数据中，检测出包括帧数 据的历书的子帧5的结束。当第一次检测出子帧5的结束时，N被初始 化为N二O，接着进行一系列的接收，同时进行N二N+1的计数，当N ^25时，如后面所述转入ST83。接着，转入ST75，从以18秒和12秒的间隔设置在图2所示的基带 22上的计数器(未图示)输出计数器脉冲。该18秒和12秒相当于从GPS 卫星15a等发送的导航电文的子帧1 3及子帧4和子帧5的发送时间的 量。计数器脉冲按照图11 (d)所示，例如把计数器脉冲的基值部分设为 0、把附图中的上侧设为1时，把从子帧5的结束时起的18秒设为0、把 之后的12秒设为1，反复于此而形成矩形波并输出。并且，在ST76中，根据在ST72中取得的子帧的数据信息，在使各 个前置码同步后，使TOW同步，产生它们的同步脉冲。如图ll (c)中 的实线所示，例如在作为各个子帧的数据的发送时间的6秒期间输出以 下矩形波，即把相当于包括前置码和TOW的数据的TLM和HOW字的 发送时间的子帧开始后的时间(1.2秒期间)设为1，把相当于剩余的子 帧数据的发送时间的时间(4.8秒期间)设为0。接着在ST77中，将在 ST76中输出的信号输入安装在图2中的基带22上的PLL电路的相位比 较器。并且，通过该相位比较器进行锁定(使同步)和解除(使不同步) 的控制，从PLL电路输出锁定/解除控制后的信号。图11 (c)表示这一 系列的波形，实线部分表示解除部分，与子帧4和子帧5的发送时间一 致，虚线部分表示锁定部分，与子帧1 3的发送时间一致。该锁定/解除 控制时间通过在使其与之前的C/A码同步时得到的时钟信号(编码信号) 而得到。接着，转入ST78，使在ST77中得到的来自PLL电路的输出信号的 编码反转。此处所说使编码反转，如图ll (e)示意性示出的那样，是指 通过把在上述图11 (c)的说明中使用的1、 0变为一l和0，而得到图11 (c)所示的信号(矩形波)的复制品那样的信号。然后，转入ST79，比较前面说明的ST75的计数器脉冲的信号和上 述ST78的来自PLL电路的输出信号反转后的信号，取得图11 (f)所示 的接收模式/停止模式的电源波形，得到间歇接收定时。该图11 (f)表示 以下电源波形，即在除子帧4和子帧5的TLM和HOW字部分之外的数 据的发送时间的定时变为接收模式，而把子帧1 3的发送时间、以及子 帧4和子帧5的TLM和HOW字部分的发送时间设为停止模式。利用该 波形，可以控制图2和图3所示的电源部25，使通过天线ll只接收来自 GPS卫星15a等的导航电文信息的必要部分。因此，虽然为了获得导航 电文信息的所有历书，必须持续接收多达25页的数据，但是根据本发明， 可以高精度地接收除子帧4和子帧5的TLM和HOW字部分之外的历书， 并控制接收模式/停止模式，所以能够抑制电力消耗。
并且，与导航电文信息的C/A码同步而生成时钟信号(编码信号)， 在该信号的定时控制图11 (b) (f)的信号，所以能够获得精度更高 的历书。并且，即使不跨日接收也能够实现降低电力消耗，尤其在手表等小 型设备上也能够安装该测位装置。接着，在ST80、 ST81和ST82，在通过ST79得到的图11 (f)所示 的电源波形的间歇接收定时，取得除子帧4和子帧5的TLM和HOW字 部分之外的部分的数据，将所得到的数据收纳在图4所示的全卫星概略 轨道信息数据323中。通过这样重复ST80 ST82的循环，可以取得从 GPS卫星15a等发送的导航电文信息的所有历书数据。并且，在全部取 得后，通过ST83结束间歇接收程序。然后，转入图8的ST16，间歇接收取得UTC数据。然后，转入ST17， 根据上述得到的各个卫星数据的信息，带GPS的手表10对距各个卫星的 虚拟卫星距离进行测位。图6的虚拟卫星距离计算程序513使用自身的 RTC23等，计测来自4个GPS卫星15a等的、取得了星历表的这些GPS 卫星15a等的信号的传输延迟时间(从GPS卫星到达带GPS的手表10 的时间)，根据光速数据(电磁波的传播速度c)，计算GPS卫星15a等 与带GPS的手表10之间的虚拟卫星距离。所计算出的数据被收容在图6 的虚拟卫星距离计算值数据收纳部531中。该数据可以改写，在执行后 述的正常处理模式时计算虚拟卫星距离，此时计算出的数据也被收容在 图6的虚拟卫星距离计算值数据收纳部531中，所以在经过一定时间后 被改写。接着转入ST18,执行图6的接收机信息计测程序514，根据距4个 GPS卫星15a等的虚拟卫星距离，利用4联立方程式计算带GPS的手表 IO的位置、高度和真正的传输延迟时间，计算出带GPS的手表10的位 置和高度信息及真正的传输延迟时间。由此，可以取得真正的传输延迟 时间和实际利用RTC23等计测出的传输延迟时间。并且，这些计测数据 被收容在图6的接收机信息计测数据收纳部532中。收容在该接收机信 息计测数据收纳部532中的数据在执行后述的正常处理模式时也进行计
测，并在经过一定时间后被改写。并且，图6的接收机信息计测程序514对于直到从4个GPS卫星15a 等发送的信号被接收的时间，生成以实际测定的传输延迟时间为基准， 通过计算求出的带GPS的手表10的位置信息和真正的传输延迟时间、以 及作为RTC 23计测出的测定值的传输延迟时间，并收容在接收机信息计 测数据收纳部532中。并且，测位位置作为测位数据被收容在图6的接收机信息计测数据 收纳部532中。此外，在ST18中通过计算求出的真正的传输延迟时间与 RTC23实际计测出的传输延迟时间之间的差分数据(以下称为"偏差时 间")，也被收容在接收机信息计测数据收纳部532中。然后，在ST19中，图6所示，时间校正程序515动作，根据收容在 接收机信息计测数据收纳部532中的偏差时间，补偿(校正)收容在RTC 时间数据收纳部533中的RTC时间数据。偏差时间如上所述为真正的传 输延迟时间与作为RTC 23的测定值的传输延迟时间之间的差分信息。这 样，利用来自各个GPS卫星15a的导航电文信息，使用各个虚拟卫星距 离，根据当前的带GPS的手表的接收测位位置和偏差时间，RTC的时间 校正程序515根据上述偏差时间来校正RTC时间数据。在图6的RTC时 间数据收纳部533中，除上述的RTC时间数据外，也包含UTC数据等。接着，如ST20所示，表盘12上的显示根据包括从GPS卫星15a等 取得的UTC数据等的、图6的RTC时间数据收纳部533而被校正。因 此，表盘12上的显示例如显示为考虑了时差的日本时间。接着，返回图7的整体概略流程，在ST3中判断上述初始化模式是 否已正常结束，在没有正常结束时，转入ST4，执行图6的手动显示程 序512，在图2和图3所示的显示器14上进行表示应该将动作模式设为 手动的显示，并通知用户，由用户选择。转入ST9，在用户选择了初始 化模式时，返回图7的ST2。在没有选择初始化模式时，转入后述的ST7 的正常处理模式。这种初始化模式选择条件是存储在图6的初始化模式 选择条件数据存储部522中的初始化模式选择条件522a中的一个。如上所述，在图7的ST3中，当初始化模式已正常结束时，转入ST5，
取出作为正常模式选择条件阈值时间的图6的阈值时间设定信息数据存储部523的阈值时间设定信息(例如24小时后)，利用阈值时间定时器 执行程序511计时并进行测定，在ST6中确认是否已经过24小时，然后 在已经过24小时时，转入ST7的正常处理模式。在没有经过24小时时， 利用上述的阈值时间定时器执行程序511进行计时， 一直计时到经过24 小时。图5的正常模式选择程序411在阈值时间定时器执行程序511的 计时时间经过了 24小时时动作，执行正常模式执行程序412。
图9是表示图7中的ST7的"执行正常处理模式"的内容的概略流 程图。图9中的ST21 ST24与上述图8中的ST11 ST14的动作说明相 同，所以省略。即，如果表示对应关系，则图9的ST21对应于图8的 ST11的处理，图9的ST22对应于图8的ST12的处理，图9的ST23对 应于图8的ST13的处理，图9的ST24对应于图8的ST14的处理。
在ST22中当捕捉到4个以上的GPS卫星15a等时，转入ST25。在 此，在ST25中取得在之前的ST2的初始化模式下取得的数据之外的数据。 在该情况时，首先从带GPS的手表10内部的图6所示C/A码信息数据 存储部521的数据中，获得各个GPS卫星15a等固有的C/A码和同步信 号。然后，使其与包含在来自各个GPS卫星15a等的导航电文信息中的 各个TLM字的前置码和各个HOW字的TOW同步。并且，如图12 (a) 所示，取得各个子帧的除历书之外的数据，例如星历表、UTC数据，并 存储在图5所示的正常模式测位数据收纳部42的非全卫星概略轨道信息 数据422中。在ST2的初始化模式下已预先取得历书的数据，并收纳在 初期模式测位数据收纳部32中，所以在此不需要取得。因此，此处只要 接收取得来自各个GPS卫星15a等的导航电文信息中、图12 (a)所示 的子帧1 3的数据即可。即，在使其与C/A码同步后，使其与各个TLM 字的前置码和各个HOW字的TOW同步，仅在子帧1 3的数据的取得 时间(18秒期间)将带GPS的手表10设为接收模式即可，所以能够实 现降低电力消耗。
然后，在ST26中，根据上述得到的收纳在非全卫星概略轨道信息数 据422中的数据、和在之前的ST2的初始化模式下取得的初期模式测位数据收纳部32的各个数据，利用图6的虚拟卫星距离计算程序513计算 各个卫星的虚拟卫星距离，改写虚拟卫星距离计算值数据收纳部531的 数据并进行收容。在此，关于虚拟卫星距离计算程序513的虚拟卫星距 离的计算方法，采用与图8的ST17相同的方法。然后，转入ST27，执 行图6的接收机信息计测程序514，计算带GPS的手表10的位置及高度 信息和真正的传输延迟时间。此处的计算方法与上述图8的ST18相同。 取得真正的传输延迟时间和实际利用RTC 23等计测出的传输延迟时间， 这些计测数据被收容在图6的接收机信息计测数据收纳部532中，并改 写更新在ST2的初始化模式下得到的数据。然后，图6的接收机信息计测程序514对于直到从4个GPS卫星15a 等发送的信号被接收的时间，生成以实际测定出的传输延迟时间为基准， 通过计算而求出的带GPS的手表10的位置信息和真正的传输延迟时间、 以及作为RTC23计测出的测定值的传输延迟时间，并收容在接收机信息 计测数据收纳部532中，并改写更新在ST2的初始化模式下得到的数据。 并且，测位位置作为测位数据被收容在图6的接收机信息计测数据收纳 部532中，改写更新在ST2的初始化模式下得到的数据。并且，在ST18 中通过计算求出的真正的传输延迟时间与RTC 23实际计测出的传输延 迟时间之间的差分数据(以下称为"偏差时间")，也被收容在接收机信 息计测数据收纳部532中，改写更新在ST2的初始化模式下得到的数据。接着，在ST28中，如图6所示，时间校正程序515动作，根据收容 在接收机信息计测数据收纳部532中的偏差时间，补偿(校正)收容在 RTC时间数据收纳部533中的RTC时间数据。偏差时间如上所述成为真 正的传输延迟时间与作为RTC 23的测定值的传输延迟时间之间的差分 信息。这样，禾'」用来自各个GPS卫星15a等的导航电文信息，使用各个 虚拟卫星距离，根据当前的带GPS的手表的接收测位位置和偏差时间， RTC的时间校正程序515根据上述偏差时间校正RTC时间数据。在图6 所示的RTC时间数据收纳部533中，除上述的RTC时间数据外，也包含 UTC数据等。接着，如ST29所示，表盘12上的显示根据包括从GPS卫星15a等
取得的UTC参考数据等的图6的RTC时间数据收纳部533而被校正。 因此，表盘12上的显示例如显示为考虑了时差的日本时间。然后，在正常处理模式已正常结束时，从图7中的ST8，转入ST5 的正常模式选择条件阈值时间的测定，进行阈值时间的计时，每隔24小 时更新数据。在此，在正常处理模式没有正常结束时，返回ST2，执行 初始化模式，重新取得历书。在此，以带GPS的手表10为例进行了说明，但是，本发明中有关 这一系列的初始化模式中的历书数据取得，也可以安装在其他小型设备 上。本发明不限于上述实施方式。
权利要求
1.一种测位装置，其具有用于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航电文信息的接收部，根据通过该接收部接收到的所述导航电文信息对自身位置进行测位，所述测位装置的特征在于，所述导航电文信息构成为按照多个发送信息区块被顺序发送；在所述多个发送信息区块的至少一部分所述发送信息区块中，包括包含所述位置信息卫星在内的所有位置信息卫星的全卫星概略轨道信息；包括该全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块被非连续地发送，所述测位装置具有信号识别部，该信号识别部识别包括非连续地发送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收开始时间，并且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收结束时间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识别出的、包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间，接收所述导航电文信息，从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的信号。
2. 根据权利要求1所述的测位装置，其特征在于，所述信号识别部 根据与所述位置信息卫星固有的C/A码同步而生成的编码信号，来检测 所述发送信息区块的发送时间，在所述发送时间的定时，按照所述编码信号识别包括所述全卫星概 略轨道信息的所述发送信息区块的接收开始时间、和包括所述全卫星概 略轨道信息的所述发送信息区块的接收结束时间。
3. 根据权利要求2所述的测位装置，其特征在于，所述信号识别部 把多个所述发送信息区块设为5个子帧，所述信号识别部具有输出控制 信号的控制信号部，该控制信号用于得到与所述子帧中包含的前置码信 息数据和TOW信息数据同步的同步信号、以及根据所述编码信号非同步 地得到包括所述全卫星概略轨道信息的两个所述子帧。
4. 根据权利要求3所述的测位装置，其特征在于， 所述信号识别部把所述5个子帧设为1帧； 所述信号识别部具有计数器，其根据所述编码信号和所述同步信号，检测所述帧中包括 所述全卫星概略轨道信息的所述子帧的第5个的末尾，根据所述编码信 号检测3个所述子帧和2个所述子帧的定时，在该定时输出计数器信号； 以及信号生成部，其将从所述控制信号部输出的所述控制信号反转并输 出反转控制信号，生成比较所述反转控制信号和所述计数器信号而得到 的信号。
5. —种测位方法，其具有用于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星 按照时间序列连续发送的导航电文信息的接收部，根据通过该接收部接 收到的所述导航电文信息对自身位置进行测位，所述测位方法的特征在 于，所述导航电文信息构成为按照多个发送信息区块被顺序发送；在 所述多个发送信息区块的至少一部分所述发送信息区块中，包括包含所 述位置信息卫星在内的所有位置信息卫星的全卫星概略轨道信息；包括该全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块被非连续地发送，所述测位方法具有信号识别部，该信号识别部识别包括非连续地发 送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收开始时间，并 且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收结束时 间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识别出的、包括所述全卫星 概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间，接收所述导航电文信息， 从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的信 号。
6. —种具有测位装置的钟表，所述测位装置具有接收部，该接收部 用于接收从绕着地球旋转的位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航 电文信息，根据通过该接收部接收到的所述导航电文信息对自身位置进 行测位，所述钟表的特征在于，所述导航电文信息构成为按照多个发送信息区块被顺序发送；在 所述多个发送信息区块的至少一部分所述发送信息区块中，包括包含所 述位置信息卫星在内的所有位置信息卫星的全卫星概略轨道信息^包括 该全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块被非连续地发送，所述测位装置具有信号识别部，所述信号识别部识别包括非连续地 发送的所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收开始时间， 并且识别包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的接收结束 时间，所述接收部构成为，在所述信号识别部识别出的、包括所述全卫星 概略轨道信息的所述发送信息区块的接收时间，接收所述导航电文信息， 从而间歇接收包括所述全卫星概略轨道信息的所述发送信息区块的信 号。
全文摘要
本发明提供一种测位装置、测位方法及具有测位装置的钟表。其课题在于，提供可以连续取得全卫星概略轨道信息，而不会跨日地分割取得，而且可以减小电力消耗的测位装置、测位方法及具有测位装置的钟表。作为解决手段，本发明的测位装置(10)，根据从位置信息卫星按照时间序列连续发送的导航电文信息对自身位置进行测位，具有识别包括全卫星概略轨道信息的发送信息区块的接收开始时间和接收结束时间的信号识别部(28)，具有在信号识别部(28)识别出的包括全卫星概略轨道信息的发送信息区块的接收时间，间歇接收所述导航电文信息的接收部(11)。
文档编号G04G5/00GK101118416SQ200710139768
公开日2008年2月6日 申请日期2007年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者本田克行, 松崎淳, 浦野治, 藤沢照彦 申请人:精工爱普生株式会社