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卫星电波接收装置、电波表以及信息获取方法

申请号 CN201611130068.7 申请日 2016-12-09 公开(公告)号 CN106918823B 公开(公告)日 2019-06-28
申请人 卡西欧计算机株式会社; 发明人 松江刚志;
摘要 本 发明 涉及一种卫星电波接收装置、电波表以及信息获取方法,卫星电波接收装置具备卫星电波的接收器以及确定接收电波所包含的代码的排列和排列的接收定时的解调器,关于多个代码,各代码值在每个代码 块 中以预定条件分别被反转,解调器决定未考虑与电波接收定时对应的反转的假设代码,从接收电波中确定多个接收代码,将针对接收代码的接收定时预先设定的偏移幅度内的假设代码与接收代码分别进行对照,按每个偏移量对多个接收代码保持与对照结果有关的信息,在每个代码块中将一致和不一致中的数多的某一方判断为匹配,确定与多个代码块中的匹配代码数的每个偏移量的累计值对应的累计匹配数满足预定的匹配条件的偏移量。
权利要求

1.一种卫星电波接收装置,其特征在于,具备:
接收器,其接收从卫星发送的包含代码信号的电波;以及
解调器,其确定通过上述接收器接收到的电波所包含的构成代码信号的多个代码的排列和该排列的接收定时,
由上述代码信号所示的内容来决定的各代码的值在由预定数的代码构成的每个代码中符合预定的条件的情况下,上述多个代码分别被反转,
上述解调器进行如下动作:
生成包含假设代码的对照码串,该假设代码是按照假设为根据与通过上述接收器接收的电波有关的卫星的种类和接收定时由上述代码信号表示的内容,不考虑上述反转而决定的代码,
从接收到的电波将多个代码分别确定为接收代码,
分别对照针对确定出的上述接收代码的接收定时预先设定的偏移幅度内的上述假设代码与上述接收代码,
按上述偏移幅度内的偏移量,针对多个上述接收代码保持与表示被对照的上述接收代码和上述假设代码的一致或不一致的对照结果有关的信息,
在每个代码块中将一致和不一致中的数多的某一方判断为匹配,计算累计匹配数,该累计匹配数对应于按上述偏移量对多个上述代码块中的上述匹配的数进行累计而得到的值,
将该累计匹配数满足预定的匹配条件的偏移量确定为匹配偏移量。
2.根据权利要求1所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
上述解调器进行如下动作:
计算累计对照数,该累计对照数是对按上述偏移量进行了上述对照的次数进行计数而得到的值,
在上述匹配条件中包含得到预定的基准对照数以上的与上述累计对照数相等的上述累计匹配数的情况,
将得到满足该匹配条件的上述累计匹配数的上述偏移量确定为上述匹配偏移量。
3.根据权利要求2所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
上述基准对照数被决定为,上述假设代码与上述接收代码连续匹配该基准对照数的匹配概率成为小于预先决定的基准值。
4.根据权利要求3所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
上述匹配概率是将上述假设代码与上述接收代码匹配的概率全部设为1/2而求出的值。
5.根据权利要求1所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
上述解调器进行如下的动作:
计算累计对照数,该累计对照数是对按上述偏移量进行了上述对照的次数进行计数而得到的值,
在上述匹配条件中包含第一出现概率与第二出现概率相比成为预定的基准比率以下的情况,其中,第一出现概率是最大的累计匹配数相对于与上述累计对照数相比得到最大的上述累计匹配数的上述偏移量中的上述累计对照数的比率,第二出现概率是第二大的累计匹配数相对于得到第二大的上述累计匹配数的上述偏移量中的上述累计对照数的比率,将得到满足该匹配条件的上述最大的累计匹配数的上述偏移量确定为上述匹配偏移量。
6.根据权利要求5所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
上述第一出现概率和上述第二出现概率被设为上述接收代码的各值均被求出为以1/2的概率出现的值。
7.根据权利要求5所述的卫星电波接收装置,其特征在于,
每当确定与一个或多个上述代码块对应的单位代码数的接收代码并与上述假设代码进行对照时,进行上述匹配偏移量的确定。
8.一种电波表,其特征在于,具备:
权利要求1~7中任一项所述的卫星电波接收装置;
计时部,其对日期时间进行计数;
显示部,其基于上述计时部计数的日期时间进行显示;以及
控制部,
上述解调器根据基于上述计时部计数的日期时间来假设的上述接收定时以及上述匹配偏移量来获取当前日期时间,
上述控制部根据通过上述解调器获取到的当前日期时间来修正上述计时部计数的日期时间。
9.根据权利要求8所述的电波表,其特征在于,
上述解调器根据上述计时部计数的日期时间、以及从通过上述控制部修正日期时间后的定时起的经过时间,设定上述偏移幅度。
10.一种信息获取方法,确定通过接收从卫星发送的包含代码信号的电波的接收器接收到的电波所包含的构成代码信号的多个代码的排列和该排列的接收定时的偏移量,该信息获取方法的特征在于,
由上述代码信号所示的内容来决定的各代码的值在由预定数的代码构成的每个代码块中符合预定的条件的情况下,构成上述代码信号的多个代码分别被反转,该信息获取方法包括如下步骤:
生成包含假设代码的对照码串的对照码串生成步骤,该假设代码是按照假设为根据通过上述接收器接收的电波的种类和接收定时由上述代码信号表示的内容,不考虑上述反转而决定的代码;
代码确定步骤,从接收到的电波将多个代码分别确定为接收代码;
对照步骤,分别对照针对确定出的上述接收代码的接收定时预先设定的偏移幅度内的上述假设代码与上述接收代码;
结果保持步骤,按上述偏移幅度内的偏移量,针对多个上述接收代码保持与表示被对照的上述接收代码和上述假设代码的一致或不一致有关的对照结果;
匹配判断步骤,在每个代码块中将一致和不一致中的数多的某一方判断为匹配,计算累计匹配数,该累计匹配数对应于按上述偏移量对多个上述代码块中的上述匹配的数进行累计而得到的值;以及
偏移量确定步骤,将该累计匹配数满足预定的匹配条件的偏移量确定为匹配偏移量。

说明书全文

卫星电波接收装置、电波表以及信息获取方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种接收来自测位卫星的电波的卫星电波接收装置、电波表以及信息获取方法。

背景技术

[0002] 以往,存在一种电子表(电波表),其具有以下功能:接收来自与GNSS(Global Navigation Satellite System:全球导航卫星系统)有关的导航卫星(测位卫星)的电波并获取日期时间信息,由此准确地保持所计数的日期时间。在该电波表中,不需要用户的手动操作,并且能够准确地保持在世界各地进行计数、显示的日期时间。
[0003] 然而,与卫星电波的接收有关的负载相比于与电子表中的日期时间的计数、显示有关的负载非常大,对卫星电波的接收的应对存在导致电池大型化以及随着电池大型化引起的电子表的尺寸大型化、重量增加这种问题。因此,以往,开发出了用于降低与卫星电波的接收有关的电消耗的各种技术。
[0004] 作为降低这种电力消耗的技术之一存在使电波接收时间缩短。例如,在日本专利文献即日本特开2009-36748号公报中公开了以下技术:按照从GPS卫星发送的信号的格式(导航消息),与包含日期时间信息的预定部分的发送定时一致地接收,在发送不需要的信息期间使接收暂时停止。此时,为了避免日期时间的误确认,获取与包含上述预定部分的对应的奇偶数据并确认接收数据的整合。
[0005] 然而,当确认接收到的各代码之后解读所需的时刻信息,并且进行奇偶校验等对照动作时,结果是,电波接收中的处理负载增加并且容易导致存储容量、电力消耗量增加。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种抑制不需要的处理负载、电力消耗并且能够准确地获取与时刻有关的信息的卫星电波接收装置、电波表、信息获取方法以及程序。
[0007] 为了达到上述目的,本发明的卫星电波接收装置的特征在于,具备:
[0008] 接收器,其接收从卫星发送的包含代码信号的电波;以及
[0009] 解调器,其确定通过上述接收器接收到的电波所包含的构成代码信号的多个代码的排列和该排列的接收定时,
[0010] 由上述代码信号所示的内容来决定的各代码的值在由预定数的代码构成的每个代码块中符合预定的条件的情况下,上述多个代码分别被反转,
[0011] 上述解调器进行如下动作:
[0012] 生成包含假设代码的对照码串,该假设代码是按照假设为根据与通过上述接收器接收的电波有关的卫星的种类和接收定时由上述代码信号表示的内容,不考虑上述反转而决定的代码,
[0013] 从接收到的电波将多个代码分别确定为接收代码,
[0014] 分别对照针对确定出的上述接收代码的接收定时预先设定的偏移幅度内的上述假设代码与上述接收代码,
[0015] 按上述偏移幅度内的偏移量,针对多个上述接收代码保持与表示被对照的上述接收代码和上述假设代码的一致或不一致的对照结果有关的信息,
[0016] 在每个代码块中将一致和不一致中的数多的某一方判断为匹配,计算累计匹配数,该累计匹配数对应于按上述偏移量对多个上述代码块中的上述匹配的数进行累计而得到的值,
[0017] 将该累计匹配数满足预定的匹配条件的偏移量确定为匹配偏移量。附图说明
[0018] 图1是表示本发明的实施方式的电子表的功能结构的框图
[0019] 图2是说明从GPS卫星发送的导航消息的格式的图。
[0020] 图3A是说明代码的对照的图。
[0021] 图3B是说明代码的对照的图。
[0022] 图4A是说明代码的对照的图。
[0023] 图4B是说明代码的对照的图。
[0024] 图4C是说明代码的对照的图。
[0025] 图5是日期时间取得处理的流程图
[0026] 图6是日期时间信息接收处理的流程图。
[0027] 图7是在日期时间信息接收处理中调用的模式对照处理的流程图。
[0028] 图8是在日期时间信息接收处理中调用的可靠性判断处理的流程图。
[0029] 图9是在日期时间信息接收处理的第一变形例中调用的可靠性判断处理的流程图。
[0030] 图10是表示日期时间信息接收处理的第二变形例的流程图。
[0031] 图11是在日期时间信息接收处理的第二变形例中调用的模式对照处理的流程图。

具体实施方式

[0032] 以下,根据附图说明本发明的实施方式。
[0033] 图1是表示本发明的电波表的实施方式的电子表1的功能结构的框图。
[0034] 该电子表1是能至少接收来自与美国的GPS(Global Positioning System:全球定位系统)有关的测位卫星(以下,称为GPS卫星)的电波并对信号进行解调,获取日期时间信息或进行测位的电波表。
[0035] 电子表1具备作为处理器的主机CPU 41(Central Processing Unit:中央处理器)、ROM 42(Read Only Memory:只读存储器)、RAM 43(Random Access Memory:随机存取存储器)、振荡电路44、分频电路45、作为计时部的计时电路46、作为显示部的显示部47、显示驱动器48、操作部49、电力供给部50、作为卫星电波接收装置的卫星电波接收处理部60以及天线AN等。
[0036] 主机CPU 41是进行各种运算处理并对电子表1的整体动作进行统一控制的处理器。主机CPU 41从ROM 42读出控制程序并加载到RAM 43中来进行日期和间的显示、与各种功能有关的运算控制或显示等各种动作处理。另外,主机CPU 41使卫星电波接收处理部60进行动作并接收来自测位卫星的电波,获取根据接收内容求出的日期时间信息、位置信息。
[0037] ROM 42为掩模(mask)ROM、可改写的非易失性存储器等,存储有控制程序、初始设定数据。在控制程序中包含用于从测位卫星获取各种信息的与各种处理的控制有关的程序421。
[0038] RAM 43为SRAM、DRAM等易失性存储器,对主机CPU 41提供作业用存储空间并存储临时数据,并且存储各种设定数据。在各种设定数据中包含日期时间的计数、显示中的与时区的选择有关的所在(home)城市设定、与是否应用夏令时有关的设定。存储在RAM 43中的各种设定数据的一部分或全部也可以被存储到非易失性存储器中。
[0039] 振荡电路44生成预先决定的预定的频率信号并输出。在该振荡电路44中例如使用振荡器
[0040] 分频电路45将从振荡电路44输入的频率信号分频为计时电路46、主机CPU 41所使用的频率的信号并输出。该输出信号的频率也能够根据主机CPU 41的设定而变更。
[0041] 计时电路46对从分频电路45输入的预定的频率信号(时钟信号)的输入次数进行计数并与初始值相加,来对当前的日期时间进行计数。作为计时电路46,既可以是以软件方式使存储在RAM中的值变化的电路,或也可以具备专用计数器电路。计时电路46计数的日期时间也可以是从预定的定时起的累计时间、UTC日期时间(协调世界时间)或预先设定的所在城市的日期时间(当地时间)等中的任一个。另外,由该计时电路46计数的日期时间不一定必须以年月日、时分秒的形式保持。从分频电路45输入到计时电路46的时钟信号与准确的时间经过之间的每一天的偏差大小(步数)根据动作环境,例如温度而变化,通常在±0.5秒以内。
[0042] 显示部47例如具备液晶显示器(LCD)、有机EL(Electro-Luminescent:电致发光)显示器等显示画面,通过点阵方式和段码(segment)方式中的某个或它们的组合来进行日期时间、与各种功能有关的数字显示动作。
[0043] 显示驱动器48根据来自主机CPU 41的控制信号将与显示画面的种类相应的驱动信号输出到显示部47并在显示画面上进行显示。
[0044] 操作部49接受来自用户的输入操作,将与该输入操作对应的电信号作为输入信号输出到主机CPU41。例如,该操作部49包括按钮开关表冠开关。
[0045] 或者,作为操作部49与显示部47的显示画面重叠地设置触摸传感器,也可以通过使显示画面作为输出与用户对该触摸传感器的接触动作所涉及的接触位置或接触方式的检测所对应的操作信号的触摸面板发挥功能。
[0046] 电力供给部50具备电池,将与电子表1的动作有关的电力以预定的电压提供给各部。作为电力供给部50的电池,在此使用太阳能面板和二次电池。太阳能面板通过入射的光来产生电动势并对主机CPU 41等各部进行电力供给,并且在产生剩余电力的情况下,将该电力蓄电到二次电池中。另一方面,因从外部向太阳能面板的入射光量而导致可发电的电力相对于消耗电力不足的情况下,从二次电池供给电力。或者,作为电池也可以使用纽扣型等一次电池。
[0047] 卫星电波接收处理部60经由天线AN与来自测位卫星的电波调谐地确定、捕捉各测位卫星固有的C/A码(伪随机噪声)来接收该电波,对测位卫星发送的导航消息进行解调、解码来取得必要的信息。卫星电波接收处理部60具备作为解调器内的处理器的模块CPU 61、存储器62、存储部63、作为接收器的RF部64、基带变换部65以及捕捉跟踪部66等。此外,通过模块CPU 61、存储器62、存储部63、基带变换部65以及捕捉跟踪部66等构成解调器。
[0048] 模块CPU 61为根据来自主机CPU 41的控制信号、设定数据的输入对卫星电波接收处理部60的动作进行控制的处理器。模块CPU 61从存储部63读出所需的程序、设定数据,使RF部64、基带变换部65和捕捉跟踪部66进行动作,接收并解调接收到的来自各测位卫星的电波来获取日期时间信息。该模块CPU 61除了对接收到的电波进行解码来获取日期时间信息以外,还能够不解码,预测解调后的接收代码并与预先生成的比较对照用码串(对照码串)依次进行比较对照来进行一致检测,作为与假设的接收日期时间(接收定时)的偏移量进行确定的对照码串生成部、代码确定部、对照部、结果保持部、匹配判断部以及偏移量确定部而发挥功能。
[0049] 存储器62为对卫星电波接收处理部60中的模块CPU 61提供作业用存储空间的RAM。另外,在存储器62中暂时存储作为与接收到的码串之间的比较对照用而生成的码串数据。
[0050] 存储部63存储与GPS测位有关的各种设定数据、测位和日期时间信息获取历史。在存储部63中使用闪存存储器、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory:电可擦编程只读存储器)等各种非易失性存储器。存储在存储部63中的数据包含各测位卫星的精确轨道信息(星历)、预测轨道信息(历书)、上次的测位日期时间和位置。另外,在存储部63中存储有与世界各地的时区、夏令时的实施信息有关的数据作为时差表。当进行测位时,参照该时差表来确定得到的当前位置的标准时间的与协调世界时间(UTC)的时差、夏令时实施信息等地方时间信息。
[0051] 另外,在存储部63中存储有进行测位并用于确定该地方时间信息的程序、用于接收并获取日期时间信息的程序631,通过模块CPU 61读取并执行。
[0052] RF部64接收L1段(在GPS卫星中为1.57542GHz)的卫星电波并使从测位卫星发送的信号(代码信号)选择性地通过、放大,变换为中间频率信号。在RF部64中包含LNA(低噪放大器)、BPF(带通滤波器)、局部振荡器、混频器等。
[0053] 基带变换部65对由RF部64得到的中间频率信号应用各测位卫星的C/A码来获取与基带信号、即导航消息(预定的格式)有关的码串(接收码串、多个代码的排列)。
[0054] 捕捉跟踪部66针对通过RF部64得到的中间频率信号,在与各测位卫星的各相位中的C/A码之间分别计算出相关值来确定其峰值,由此确定所接收的电波所包含的C/A码的种类和该C/A码的相位。另外,捕捉跟踪部66根据所确定的C/A码及其相位继续获取与该C/A码对应的从测位卫星发送的导航消息的码串,对基带变换部65进行相位信息的反馈等,将接收电波进行解调来确定各代码(接收代码)。
[0055] 该卫星电波接收处理部60从电力供给部50直接被供给电力,根据主机CPU 41的控制信号对其打开关闭进行切换。即,卫星电波接收处理部60在进行来自测位卫星的电波接收和日期时间取得或测位所涉及的计算动作的期间以外,与始终动作的主机CPU41等分开地关闭电源。
[0056] 接着,说明从GPS卫星发送的导航消息的格式。
[0057] 在GNSS中,通过将多个测位卫星分散配置在多个轨道上,设成从观测地点能够同时接收多个不同的测位卫星的发送电波,从四颗以上的测位卫星(如果假设为地表面则三颗)获取从该可接收的测位卫星发送的与该测位卫星的当前位置有关的信息、日期时间信息,根据这些获取数据以及获取定时的偏差、即来自各测位卫星的传播时间(距离)的差异,能够决定三维空间上的观测地点的位置坐标和日期时间。另外,通过获取来自一颗测位卫星的日期时间信息,能够在来自该测位卫星的传播时间的误差范围(小于100msec左右)内获取当前日期时间。
[0058] 根据C/A码(伪随机噪声)对表示与日期时间有关的信息、与卫星的位置有关的信息以及卫星的健康状态等状态信息等的码串(导航消息)进行相位调制而被扩频并从测位卫星被发送。按测位系统决定它们的信号发送格式(导航消息的格式)。
[0059] 图2是说明从GPS卫星发送的导航消息的格式的图。
[0060] 在GPS中,从各GPS卫星分别发送合计25页的30秒单位的数据,由此以12.5的量的周期输出全部数据。在GPS中,每个GPS卫星使用固有的C/A码,关于该C/A码,在1.023MHz下排列1023个代码(子码,chip)并以1msec周期重复。该子码的前导与GPS卫星的内部时钟同步,因此按GPS卫星来检测其相位的偏差,由此检测出传播时间、即与从GPS卫星至当前位置为止的距离相对应的相位偏差(伪距离)。
[0061] 各帧数据由5个子帧(各6秒)构成。并且,各子帧由10个的字(WORD)(各0.6秒,依次为字1~字10)构成。各字分别为30比特长度。即,从GPS卫星发送每秒50比特的代码。
[0062] 字1和字2的数据格式在全部子帧中相同。在字1中,紧接着8比特的固定码串即前导(Preamble)包括14比特的遥测信息(TLM Message),其后隔着1比特的完整性状态标志(Integrity status flag)和1比特的预备比特,配置有6比特的奇偶数据。在字2中,紧接着表示周内经过时间的17比特的TOW-Count(也称为Z计数),分别示出了1比特的警告标志(Alert flag)和防伪标志(Anti-spoof flag)。然后,以3比特示出了表示子帧编号(周期编号)的子帧ID(Subframe-ID),隔着奇偶数据的整合用2比特而排列6比特的奇偶数据。
[0063] 字3以后的数据因子帧而不同。在子帧1的字3中,在前导包含10比特的WN(周编号)。在子帧2、3中主要包含星历(精确轨道信息),在子帧4的一部分和子帧5中发送历书(预测轨道信息)。
[0064] 在此,通过GPS卫星计数的日期时间(GPS日期时间)不包含由闰秒的实施引起的偏差。因而,在GPS日期时间与UTC日期时间之间存在偏差,因此通过来自GPS卫星的电波接收而获取的日期时间需要被换算为UTC日期时间后输出。另外,在根据计时电路46计数的日期时间对来自GPS卫星的电波接收定时进行控制,或推测接收到的日期时间的情况下,需要将该计时电路46的日期时间换算为GPS日期时间后使用。
[0065] 接着,说明本实施方式的电子表1的日期时间信息的获取动作。
[0066] 从测位卫星发送的TOW-Count、子帧ID、子帧1中的WN能够根据导航消息的格式(信号发送格式、卫星的种类)以及当前的日期时间来假设代码排列、接收定时。在本实施方式的电子表1中,预先生成包含这种可假设的代码(假设代码)的对照码串,针对基于接收到的代码的计时电路46所计数的日期时间的接收定时(假设接收定时),在与该计时电路46的误差相应的偏移幅度内使对照码串的位置偏离而与该对照码串内的假设代码依次进行比较对照。然后,获取多个接收代码和假设代码匹配的偏移量、以及该对照码串(假设代码)的内容相应的与正确的日期时间有关的信息(日期时间信息)。
[0067] 在假设代码中除了包含如上所述与日期时间相应地发生变化的代码以外,例如还包括如前导、预备比特那样与发送周期无关的固定代码。另外,如警报标志、防伪标志那样,通常为“0”,在“1”的情况下不建议利用的代码不能预测,但是也可以假设为“0”而附加到假设代码中。
[0068] 并且,将最近的一次或多次卫星电波的接收时接收到的代码排列及其接收日期时间存储于存储部63中,根据该存储的代码排列中的、导航消息中的代码位置无法完全预测出从上次接收起的变化,但是将在从上次接收起的经过时间短的情况下能够判断为通常在该经过时间内无变化的代码,例如形成字1的遥测信息的各代码用作假设代码,或假设代码也可以是将遥测信息的一部分或全部以及与上述固定码串、发送周期相应地发生变化的码串进行组合而成的代码。是否包含于假设代码的判断并不仅限于简单地仅通过从上次接收起的经过时间来进行的情况,也可以追加在多次接收中是否一次都没有变化等条件。
[0069] 同样地,在获取到与历书数据等测位卫星的轨道有关的数据,在没有经过下一更新的时间的情况下,与该轨道有关的数据也能够包含于假设代码中。
[0070] 根据前一字节中的第29比特或第30比特的奇偶代码以及同一字中的第1~24比特中分别需要的比特数据来计算出排列于各字的第25~30比特的奇偶数据。在本实施方式的电子表1中,难以假设前一字中的第29比特和第30比特的奇偶代码,因而,这些奇偶数据不包含在假设代码中。
[0071] 假设代码不需要在对照码串内全部连续,也可以被分割为多个不同的码串部分。例如,也可以根据隔着字1的第25~30比特的奇偶比特而字1的第23、24比特即预定比特、以及字2的第1~17比特即TOW-Count来决定假设代码。在此,能够与各代码分别对应地设定假设可否标志(识别信息),来识别对照码串中的假设代码和不能假设的代码。该假设可否标志的排列在生成对照码串时一起生成即可。
[0072] 在此,在进行对照码串的各假设代码与接收代码的对照时,与实际从GPS卫星发送的信息相应的码串,按每个字(代码块)与前一字的末尾(第30比特)的代码(反转代码)即奇偶数据相应地(以预定条件)能够反转第1~24比特的代码。即,在反转代码为“0”的情况下,下一字的第1~24比特的代码与发送信息相应地直接以非反转地被发送,与此相对,在该反转代码为“1”的情况下,下一字的第1~24比特的代码为与发送信息相应的码串全部被反转的代码。因而,当不考虑反转的假设代码与未反转的各接收代码全部正确地被比较对照时,对照结果变得完全一致,当对不考虑反转的假设代码与反转后的各接收代码全部正确地被比较对照时,对照结果变得完全不一致。
[0073] 在接收代码的接收定时中产生根据由计时电路46计数的日期时间来假设的定时和由该计时电路46计数的日期时间的偏差量相应的相位(代码数)的偏差。如上所述,计时电路46的步数为0.5秒/天(1/48[sec/h]),因此根据从最近的日期时间修正后的经过时间tp[h],距计时电路46计数的日期时间的正确的日期时间的偏移幅度最大值dt(最大偏移幅度的一半)被估计为dt=tp/48。即,正确的日期时间tc被推测为相对于计时电路46计数的日期时间t在t-dt≤tc≤t+dt的范围。
[0074] 在本实施方式的电子表1中,针对在计时电路46所计数的日期时间t(假设接收定时)获取的接收代码r(t),不考虑上述反转而将被假设为t-dt≤tc≤t+dt的范围内的各假设代码分别进行对照,将针对多个日期时间t得到的对照结果分别累计到与该正确的日期时间tc的假设范围内的相对位置相应的排列的各要素,由此确定最匹配(一致/不一致)的定时。
[0075] 图3和图4是说明本实施方式的电子表1的代码的对照的图。
[0076] 如图3A所示,在从上次的计时电路46的日期时间修正起经过了6天(144小时)之后,在该计时电路46所计数的日期时间即UTC时刻的某一时间的03秒开始接收的情况下,正确的日期时间tc的秒值被推测为00秒至06秒之间(偏移幅度最大值dt=3.0sec)。该日期时间的秒值在UTC日期时间与GPS日期时间的差为17秒的情况下,以GPS日期时间成为17秒至23秒之间。并且,在直到捕捉来自GPS卫星的电波并开始获取代码为止,从开始接收起需要2秒的情况下,代码的获取开始以GPS日期时间的秒值成为19秒至25秒之间。在该情况下,生成的对照码串以GPS日期时间的秒值包含19秒至25秒,并且能够包含从最晚的25秒至经过相当于一个子帧量的6秒钟(发送周期)的31秒为止。另外,在生成对照码串之后,不需要19秒前的代码,因此仅能够存储保持以19秒的代码为前导的对照码串。此时,从19.00秒开始的包含前导的代码的字从18.60秒开始,因此该前导的代码成为该字的第21比特。存储前导的代码的字内位置作为偏移值q。
[0077] 如图3B所示那样,当首先获取到由计时电路46计数的日期时间t0(在此,秒值为22秒)的接收代码r(t0)时,在对照码串中参照从与日期时间t0-dt(在此为19秒)对应的假设可否标志p(0)至与日期时间t0+dt(在此为25秒)对应的假设可否标志p(100dt)为止的301个假设可否标志p(i),在对照码串c中将代码c(i)的假设为“能够”、即表示假设代码的(例如为p(i)=1)代码c(i)与接收代码r(t0)分别进行比较。其排列编号i表示正确的日期时间的假设范围内(即,偏移幅度内)的相对位置(与偏移量对应的值)。
[0078] 在假设可否标志p(i)表示能够假设代码c(i)这一情况,在进行了对照的情况下,将对照数N(i)加上1。在此,如上所述,也可以在能够假设的情况下设为p(i)=1、不能假设的情况下设为p(i)=0,向对照数N(i)加上该p(i)。另外,对照的结果是,关于一致的代码,将与表示一致或不一致的对照结果有关的信息即一致数E(i)加上1而保持。
[0079] 在每次确定一个新接收到的代码时反复进行上述处理动作。如上所述,从GPS卫星发送每秒50比特的代码,因此以间隔ε=20[msec]反复进行该处理动作。或者,并不限定于每隔20msec确定一个接收代码的情况,例如也可以每隔1msec确定代码种类来在一个代码的接收期间获取20次代码种类rs(t0-0)~rs(t0-19)。在该情况下与该20个代码种类进行比较的对照码串c的代码c(i)也可以是一个。在接收强度降低的情况下等,在这20个代码种类中确认结果有时产生偏差。在该情况下,该20个代码种类成为相同的概率大于1/2,例如依赖于误码率(BER)等。
[0080] 如上所述,在来自测位卫星的信号中,以字单位(每30比特)来决定代码的反转或非反转并发送,因此解调后的码串以该字单位与对照码串c的各假设代码的一致或不一致发生变化。即,当跨过多个字来简单地累计假设代码与接收代码的一致数E(i)时,每次产生代码的反转时代码的一致部分的数与不一致部分的数混合而无法恰当地求出匹配的相位。
[0081] 因此,在电子表1中,以对照码串c中的字单位(每隔代码块)对假设代码与接收代码的对照数和一致数进行计数,将该一致数和不一致数中较大的数决定为匹配的数(匹配判断),换算为与该较大的值相应的值即匹配度数F(i)(累计匹配数)。并且,针对多个字累计该匹配度数F(i),求出与各偏移量(相位)有关的匹配度数,作为匹配的偏移量而决定最相似(满足预定的匹配条件)的对照码串c的偏移量(匹配偏移量)。在此,用以下公式(1)求出匹配度数F(i)。
[0082] F(i)=|N(i)-2×E(i)|…(1)
[0083] 即,匹配度数F(i)在对照数N(i)个代码为完全一致(E(i)=N(i))或完全不一致(E(i)=0)的情况下与对照数N(i)相等而成为最大值,在一致数与不一致数分别半数(E(i)=N(i)/2)的情况下成为最小值“0”。同样地,如果为一致与不一致均等地处理的值,则匹配度数F(i)并不限定于基于该公式(1)的匹配度数。
[0084] 字单位的各代码的一致数E(i)被换算为匹配度数F(i)并相加,并且对照数N(i)被相加到累积对照数T(i)(累计对照数)。对于下一字单位的对照,一致数E(i)与对照数N(i)分别被初始化为“0”并使用。
[0085] 即,在该电子表1的存储器62中,一致数E(i)、对照数N(i)、匹配度数F(i)以及累积对照数T(i)的排列分别被分配与在电子表1中假设的最大偏移幅度相应的数。作为最大偏移幅度,例如如上所述能够设为±3秒,该情况下的排列数分别成为301个。
[0086] 如图4A所示,从最初被确定的接收代码r(t0)起经过时间εk后的接收代码r(t0+εk)为第k+1个接收代码,准确的日期时间的假设范围为(t0+εk-dt)≤tc≤(t0+εk+dt)。而且,根据假设可否标志p(k)~p(100dt+k)将与该范围相应的对照码串的代码c(k)~c(100dt+k)中的假设代码与接收代码r(t0+εk)进行比较对照。这些代码c(k)~c(100dt+k)与接收代码r(t0+εk)的有无对照和对照结果被积算到对照数N(0)~N(100dt)和一致数E(0)~E(100dt)中。另外,代码c(k)~c(100dt+k)中与相当于字的末尾的代码对应的对照数N和一致数E分别被累计、换算到累积对照数T和匹配度数F中并被初始化。
[0087] 能够根据上述偏移值q来判别字的末尾。即,关于排列编号i、与代码的确定次数有关的计数k和偏移值q之和为整数值j,满足以下公式(2)的关系的排列编号i的位置为各字的末尾。
[0088] i+q+k=30×j…(2)
[0089] 这样,对照数N(i)与一致数E(i)在每次对接收代码进行确定并进行对照时每次每隔30个对累积对照数T(i)和匹配度数F(i)进行累计,进行该累计的位置逐个被错开。
[0090] 如图4B所示,例如在与各代码同步地每隔20msec确定一个接收代码的情况下,关于排列编号i=10,针对第一个字存在22个假设代码,当其中10个一致时,计算出N(10)=22、E(10)=10。当与关于该字的全部假设代码之间的对照结束时这些被换算、累计,传递到F(10)=2、T(10)=22,E(10)、N(10)被初始化。
[0091] 然后,关于下一字,当再次例如对16个假设代码将E(10)=9、N(10)=16进行计数时,该N(10)的值被相加到T(10)而成为T(10)=38,并且换算为E(10)的匹配度数即2被相加到F(10)而成为F(10)=4。这样,在一致数E(10)为对照数N(10)的一半左右的情况下,匹配度数F(10)与累积对照数T(10)相比成为较小的值。
[0092] 另一方面,关于排列编号i=200,针对第一个字存在22个假设代码,当其全部一致时,计算出N(200)=22、E(200)=22。而且,被换算、相加而设为F(200)=22、T(200)=22之后,E(200)、N(200)被初始化。
[0093] 关于下一字,存在22个假设代码,当其中仅一个一致时,计算出N(200)=22、E(200)=1。在该情况下,E(200)被换算的匹配度数成为20,因此该值被相加到匹配度数F(200)而成为F(200)=42。并且,成为N(200)=44。这样,在一致数E(200)与对照数(200)相等或接近“0”的情况下,匹配度数F(200)成为接近累积对照数T(200)的值。
[0094] 同样地,如图4C所示,在针对各代码每隔20次1msec判别代码种类的情况下,被计数的对照数N(10)、N(200)和累积对照数T(10)、T(200)成为20倍。同样地对一致数E(10)、E(200)进行计数,并且也同样地对匹配度数F(10)、F(200)进行计算,因此,在此在与第二个字有关的对照结束的时间点,针对T(10)=760成为F(10)=46,另一方面,针对T(200)=880成为F(200)=876。
[0095] 这样得到的累积对照数T(i)中,针对某一累积对照数T(i1),对应的匹配度数F(i1)成为与累积对照数T(i1)相等或十分接近的值,与该排列编号i1对应地相位偏离后的对照码串c和接收代码一致的概率与通过其它码串的代码的误确定而偶然产生的概率(匹配概率)、与其它排列编号i2对应地相位偏离后的对照码串c与接收代码一致的概率相比充分大,由此确定对照码串c与接收代码一致的定时。考虑电子表1的寿命、例如10~20年以及该对照动作的实施频率、例如一天一次,并且简化为各二进制代码中的“0”、“1”的出现概率(相等于与接收代码匹配的概率)全部分别为1/2时,实际应用中产生误确定的概率变得十分低、例如将匹配概率设为预定的基准值、在此为了设为小于10-8而所需的假设代码的数(累积对照数、基准对照数)为27。此外,也能够通过用户的设定操作等直接或间接地(例如,也可以与“严格”、“正常”、“宽松”等表现对应地分别设定不同的基准值)使该概率上下波动
[0096] 图5是表示本实施方式的电子表1的日期时间取得处理的主机CPU 41的控制过程的流程图。
[0097] 在检测出用户对操作部49的执行命令的输入操作或满足预定的接收时刻、接收定时等条件的情况下启动该日期时间取得处理。
[0098] 当日期时间取得处理开始时,主机CPU 41启动卫星电波接收处理部60(步骤S101)。另外,主机CPU 41对卫星电波接收处理部60发送表示获取对象为日期时间信息的设定和计时电路46所计数的日期时间的信息作为初始数据(步骤S102)。在该日期时间信息中包含基于对上次计时电路46的日期时间进行修正之后起的经过时间的偏差的最大值的信息。接着,等待来自卫星电波接收处理部60的数据输出。此外,在该等待中,主机CPU 41也可以使显示部47显示表示接收中的意思。
[0099] 主机CPU 41等待来自卫星电波接收处理部60的信号,获取日期时间数据(步骤S103)。接着,主机CPU 41使卫星电波接收处理部60停止(步骤S104),并且对计时电路46所计数的日期时间进行修正(步骤S105)。另外,主机CPU 41对存储在RAM 43中的接收历史进行更新(步骤S106)。然后,主机CPU 41结束日期时间取得处理。
[0100] 图6是表示本实施方式的电子表1的日期时间信息接收处理的模块CPU 61的控制过程的流程图。
[0101] 在通过主机CPU 41启动卫星电波接收处理部60并在步骤S102的处理中从主机CPU 41输出的获取对象信息为日期时间信息的情况下启动该日期时间信息接收处理。
[0102] 当启动日期时间信息接收处理时,模块CPU 61进行存储区域的确保、分配等初始设定、动作检查(步骤S201)。模块CPU 61从主机CPU 41获取在步骤S102的处理中输出的日期时间信息,将获取到的UTC日期时间换算为GPS日期时间,并且根据误差信息来推测准确的日期时间的范围(步骤S202)。
[0103] 模块CPU 61生成包含全部被假设为在推测的准确的日期时间的范围内接收的代码的范围的假设可否标志p(i)的排列和对照码串c,决定对照码串c的偏移值q(步骤S203;对照码串生成步骤)。另外,此时,模块CPU 61进行对照数N(i)、累积对照数T(i)、一致数E(i)以及匹配度数F(i)的存储分配和初始化动作。模块CPU 61开始来自GPS卫星的电波接收(步骤S204),捕捉来自可接收的GPS卫星的电波(步骤S205)。模块CPU 61对各GPS卫星的C/A码分别将从接收电波得到的信号的相位错开并应用来尝试逆扩频,由此检测、捕捉来自任一个或预定数以下的GPS卫星的信号。
[0104] 当捕捉到来自GPS卫星的信号时,模块CPU 61以捕捉到该GPS卫星的相位进行跟踪的同时开始确定接收数据的各代码(步骤S206)。另外,模块CPU 61对计数k设定初始值“0”。模块CPU 61根据在步骤S203的处理中生成对照码串c和假设可否标志p(i)的定时与实际开始该代码的确定的定时的偏差,进行对照码串c、假设可否标志p(i)的排列和偏移值q的校正(步骤S207)。
[0105] 模块CPU 61每次确定一个代码时获取该代码,将计数k加上1(步骤S208;代码确定步骤)。模块CPU 61调用并执行模式对照处理(步骤S209),接着,调用并执行作为偏移量确定步骤的可靠性判断处理(步骤S210)。模块CPU 61根据在步骤S210的处理中得到的判断结果,判别可靠性是否为OK(步骤S211)。在判别为并非OK的情况下(步骤S211:“否”),模块CPU 61判别自开始来自GPS卫星的电波接收起是否经过了超时时间(步骤S212)。在判别为已经过的情况下(步骤S212:“是”),模块CPU 61的处理过渡到步骤S216。在判别为未经过的情况下(步骤S212:“否”),模块CPU 61根据需要追加生成对照码串c的代码c(i)和假设可否标志p(i)(步骤S213)。这里的根据需要是指,在当初生成的码串长度内例如秒值从19秒至31秒为止的12秒间的数据中被估计为得不到可靠性OK的判断的情况,或者,通过该数据得不到可靠性OK的判断的情况。
[0106] 此时,能够删去不需要的对照码串c的代码数据部分和对应的假设可否标志p(i)。另外,为了不使排列编号大到需要以上,也可以根据删去的代码的数将剩余的以及追加的代码c(i)和与这些代码对应的假设可否标志p(i)的排列编号i放在前面。在该情况下,一并将偏移值q和计数k分别进行校正。接着,模块CPU 61的处理返回至步骤S208。
[0107] 在步骤S211的判别处理中判别为可靠性OK的情况下(步骤S211:“是”),模块CPU 61根据判别为可靠性OK的代码排列的定时和对照码串所示的日期时间来获取准确的GPS日期时间,并且将获取到的该GPS日期时间转换为UTC日期时间,设定其定时(步骤S214)。模块CPU 61与设定的定时一致地将日期时间信息输出到主机CPU 41(步骤S215)。接着,模块CPU 
61的处理转移到步骤S216。
[0108] 当转移到步骤S216的处理时,模块CPU 61使来自GPS卫星的电波接收结束(步骤S216)。然后,模块CPU 61使日期时间信息接收处理结束。
[0109] 图7是表示在日期时间信息接收处理的步骤S209中调用的模式对照处理的控制过程的流程图。
[0110] 当模式对照处理被调用时,模块CPU 61将排列编号i设定为作为初始值的“0”(步骤S801)。
[0111] 模块CPU 61参照假设可否标志p(i+k),判别代码c(i+k)是否为可假设的代码(步骤S802)。在判别为不是可假设的情况下(步骤S802:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S806。
[0112] 在判别为代码c(i)为假设代码的情况下(步骤S802:“是”),模块CPU 61将对照数N(i)加上假设可否标志p(i+k)、即“1”(步骤S803),判别获取到的接收代码r与代码c(i+k)是否相等(步骤S804;对照步骤)。在判别为不相等的情况下(步骤S804:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S806。
[0113] 在判别为接收代码r与代码c(i+k)相等的情况下(步骤S804:“是”),模块CPU 61将一致数E(i)加上“1”(步骤S805)。接着,模块CPU 61的处理转移到步骤S806。
[0114] 步骤S802、S805的处理构成结果保持步骤。
[0115] 当转移到步骤S806的处理时,模块CPU 61判别将排列编号i、计数k和偏移值q的合计值除以30时的剩余(mod)是否为“0”、即i+k+q的值是否为30的倍数(步骤S806)。例如,通过将i+k+q除以30时的剩余是否为“0”来进行该判别处理。在判别为30的倍数的情况下(步骤S806:“是”),模块CPU 61将一致数E(i)换算为匹配度数F(进行匹配判断),将该匹配度数F相加到当前设定的匹配度数F(i)上。另外,模块CPU 61将对照数N(i)相加到累积对照数T(i)(步骤S807;匹配判断步骤)。接着,模块CPU 61的处理转移到步骤S808。在判别为不是30的倍数的情况下(步骤S806:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S808。
[0116] 当转移到步骤S808的处理时,模块CPU 61判别排列编号i是否为100dt以上(步骤S808)。即,模块CPU 61判别是否进行了从代码c(k)至代码c(100dt+k)为止的假设范围内的全部假设代码与接收代码r的比较对照。在判别为排列编号i不为100dt以上、即存在在假设范围内并未进行比较对照的假设代码的情况下(步骤S808:“否”),模块CPU 61将排列编号i加上“1”(步骤S809)。接着,模块CPU 61将处理返回至步骤S802。在判别为排列编号i为100dt以上、即进行假设范围内的全部假设代码与接收代码r的比较对照的情况下(步骤S808:“是”),模块CPU 61使模式对照处理结束,并使处理返回至日期时间信息接收处理。
[0117] 图8是表示在日期时间信息接收处理的步骤S210中调用的可靠性判断处理的控制过程的流程图。
[0118] 当可靠性判断处理被调用时,模块CPU 61提取出匹配度数F(i)中最大的匹配度数作为最大匹配度数Fmax(步骤S901)。模块CPU 61判别最大匹配度数Fmax是否大于基准匹配度数Fth(步骤S902)。在判别为并不大于基准匹配度数Fth的情况下(步骤S902:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S906。
[0119] 在判别为最大匹配度数Fmax大于基准匹配度数Fth的情况下(步骤S902:“是”),模块CPU 61获取与得到该最大匹配度数Fmax的匹配度数F(i)的排列编号i对应的累积对照数T(i)(步骤S903)。模块CPU 61判别最大匹配度数Fmax与获取到的累积对照数T(i)是否相等(步骤S904)。在判别为相等的情况下(步骤S904:“是”),模块CPU 61设为可靠性OK(步骤S908),使可靠性判断处理结束,并使处理返回至日期时间信息接收处理。
[0120] 在判别为最大匹配度数Fmax与累积对照数T(i)并不相等的情况下(步骤S904:“否”),模块CPU 61使得到该最大匹配度数Fmax的匹配度数F(i)和与此对应的累积对照数T(i)复位而返回至“0”,接着,使处理转移到步骤S906。
[0121] 当从步骤S902或步骤S905的处理转移到步骤S906的处理时,模块CPU 61判别将计数k除以300(即,一个子帧量的代码数)而得到的剩余是否为“0”(步骤S906)。在判别为“0”的情况下(步骤S906:“是”),模块CPU 61使针对全部排列编号i的累积对照数T(i)和匹配度数F(i)初始化而返回至“0”(步骤S907)。接着,模块CPU 61设为可靠性NG(步骤S909)。然后,模块CPU 61使可靠性判断处理结束,并使处理返回至日期时间信息接收处理。在判别为并非“0”的情况下(步骤S906:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S909。
[0122] 此外,如上所述,匹配度数F(i)仅以字单位进行确定,因此为了更实时地进行判断,每次通过覆盖更新来计算出暂定匹配度数Ft(i)=F(i)+|N(i)-2×E(i)|,暂定匹配度数Ft(i)中最大的匹配度数为基准匹配度数Fth以上,且也可以判别是否与T(i)+N(i)相等。但是,在该情况下,期望在N(i)=1的情况下不计算相加值|N(i)-2×E(i)|。
[0123] [变形例1]
[0124] 接着,说明通过电子表1执行的日期时间信息接收处理的变形例1。
[0125] 在本变形例的日期时间信息接收处理中,在将对照码串与接收代码r进行对照时,不仅在完全匹配的情况下,即使在包含少数错误的不完全的匹配也充分抑制误确定的概率的范围内设为可靠性OK,由此即使在来自测位卫星的电波的接收强度低且S/N比(SNR)低的情况下也能够获取日期时间信息。
[0126] 在该电子表1中,根据针对接收代码r的排列的与随着各偏移量(相位偏移)的对照码串内的假设代码的非匹配数的最小值(即,与累积对照数相比累计匹配数的最大值)有关的出现概率(第一出现概率)、以及与第二个小的非匹配数(即,第二大的累计匹配数)有关的出现概率(第二出现概率)来决定在不完全的匹配的情况下判断为将误确定的概率抑制得较低的条件。当将各代码中的“0”与“1”的出现概率分别设为1/2时,能够根据使累积对照数T和匹配度数F返回至一致数E的值、即与概率上不一致数等价的值即非匹配数Eb=(T-F)/2,通过P=TCEb/2T表示出现概率P。例如,在与44比特的假设代码对照后的接收代码中包含3比特的非匹配(41比特的匹配)的接收码串的出现概率为44C3/244=7.53×10-10。另外,在与28比特的假设代码对照后的接收代码中包含1比特的非匹配(27比特的匹配)的接收码串的出现概率为28C1/228=1.04×10-7。
[0127] 在此,如上所述,也可以仅以与最小非匹配数有关的出现概率为基准来排除误确定的可能性。然而,在不完全匹配的情况下,在实际接收码串中偶然出现与对照码串c类似的码串的可能性也增加,因此更优选进行能够排除这种类似码串的出现的追加的条件设定。例如,在TOWCount的大致全部代码为“0”的情况下或“1”的情况下,将这些码串用作假设代码时,在对照码串c与接收码串产生相位偏移的情况下,在很多这些代码“0”、“1”连续的部分中代码匹配。另外,在TOW-Count等为周期性码串的情况下(例如,“0”与“1”交替地排列的情况下等),在该周期的相位偏移、其半周期的相位偏移中,仍然很多代码匹配。因而,在该情况下,与通常的相位偏移的状态相比,非匹配数变小,由于噪声(电波接收强度)等而产生误确定的概率上升。因而,在这种情况下,能够直到成为更优选的假设代码的排列的定时为止保留电波接收的开始并等待,或在假设代码中不包含这种不优选的可假设的代码。
[0128] 首先,在根据基于计时电路46的步数估计的日期时间的最大偏移量来设定的对照码串c的相位偏移的假设范围内,在各个子帧一个周期量的长度(300比特)分别对假设代码与接收代码进行对照。接着,提取作为在该相位偏移设定范围内最大的匹配度数的最大匹配度数Fmax和作为第二大的匹配度数的第二匹配度数Fmax2,使用这些匹配度数以及与这些匹配度数对应的最大匹配累积对照数Tmax和第二匹配累积对照数Tmax2,计算最小非匹配数Ebmin=(Tmax-Fmax)/2和第二非匹配数Ebmin2=(Tmax2-Fmax2)/2。
[0129] 接着,作为危险度Pd而计算与最小非匹配数Ebmin有关的出现概率P1相对于与第二非匹配数Ebmin2有关的出现概率P2的比例(概率比)。在该危险度Pd=P1/P2为预定的基准值(基准比率)以下的情况下,判断为误确定的概率十分小。
[0130] 与上述实施方式同样地,与危险度Pd进行比较的基准值Pm(基准比)根据产品寿命和电波接收频率、即产品寿命中的假设接收次数以及对产品要求的精度来恰当地决定即可,在此例如设为Pm=10-8。
[0131] 此外,在计算危险度Pd时,不需要计算各出现概率P1、P2。另外,在累积对照数T(i)变大而危险度Pd的计算式变得复杂,且负载变大或计算时间变长的情况下,也可以恰当地使用近似式,根据近似值来计算出危险度Pd。作为近似式,例如优选使用直线近似或斯特林公式(Stirling's approximation)。
[0132] 在本实施方式的电子表1中,根据代码的确定开始时间(预定定时)的SNR(与接收强度有关的信号指标值),在接收状态为良好的情况下进行基于上述完全匹配的可靠性判断,在接收状态并不良好的情况下,进行与考虑了该不完全匹配的误确定避免有关的可靠性判断。另外,在基于完全匹配的可靠性判断中预定时间(上限对照时间),例如即使一个子帧量的6秒经过也不会成为可靠性OK的情况下,转移到与考虑了不完全匹配的误确定避免有关的可靠性判断,在每次获取一个子帧量(导航消息的预定的一个周期)的数据(10个字、300比特(单位代码数))时进行该可靠性判断。
[0133] 在该变形例1的日期时间信息接收处理中,仅在图6示出的日期时间信息接收处理中调用的可靠性判断处理的内容与上述实施方式的日期时间信息接收处理不同,因此,以下仅说明可靠性判断处理的内容。
[0134] 图9是表示本变形例的在日期时间信息接收处理中调用的可靠性判断处理的模块CPU 61的控制过程的流程图。
[0135] 该可靠性判断处理与上述实施方式的在日期时间信息接收处理中调用的图8的可靠性判断处理相比,除了删除了步骤S905~S907的处理并且追加了步骤S911、S912、S921~S926的处理外相同,对相同的处理内容附加相同的符号并省略详细的说明。
[0136] 当该可靠性判断处理被调用时,模块CPU 61判别第一次代码确认时附近的接收电波的SNR是否小于预定的强度基准值Sth(步骤S911)。在判别为SNR小于强度基准值的情况下(步骤S911:“是”),模块CPU 61的处理转移到步骤S921。
[0137] 在判别为SNR小于强度基准值Sth的情况下(步骤S911:“否”),判别计数k是否小于300(步骤S912)。在判别为并非小于300的情况下(步骤S912:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S921。
[0138] 在判别为计数k小于300的情况下,模块CPU 61的处理转移到步骤S901。之后,在步骤S904的判别处理中判别为最大匹配度数Fmax并不与对应的累积对照数T(i)相等的情况下(步骤S904:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S909。
[0139] 当从步骤S911、S912的判别处理分支为步骤S921的处理时,模块CPU 61判别将计数k除以300而得到的余数是否为0(步骤S921)。在判别为非0的情况下(步骤S921:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S909。
[0140] 在判别为余数为0的情况下(步骤S921:“是”),模块CPU 61针对各排列编号i,分别将剩余的一致数E(i)和对照数N(i)分别计算在匹配度数F(i)和累积对照数T(i)中(步骤S922)。模块CPU 61提取F(i)/T(i)为最大的最大匹配度数Fmax和最大匹配累积对照数Tmax,并且提取第二大的第二匹配度数Fmax2和第二匹配累积对照数Tmax2(步骤S923)。此外,在累积对照数T(i)对于排列编号i成为相同的情况下,也可以简单地仅根据匹配度数F(i)的大小来提取最大匹配度数Fmax和第二匹配度数Fmax2。模块CPU 61使用这些提取出的值来计算最小非匹配数Ebmin和第二非匹配数Ebmin2(步骤S924)。模块CPU 61计算最小非匹配数Ebmin的出现概率P1相对于第二非匹配数Ebmin2的出现概率P2的比作为危险度Pd(步骤S925)。
[0141] 模块CPU 61判别危险度Pd的常用对数log(Pd)是否为-8以下、即危险度Pd是否为10-8以下(步骤S926)。在判别为-8以下的情况下(步骤S926:“是”),模块CPU 61的处理转移到步骤S908。在判别为不是-8以下的情况下(步骤S926:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S909。
[0142] [变形例2]
[0143] 接着,说明通过电子表1执行的日期时间信息接收处理的变形例2。
[0144] 在本变形例的日期时间信息接收处理中,针对包含多个非匹配的相位偏移(偏移量),在中途去除定时一致的相位偏移的候选而省略处理。
[0145] 在该变形例2的电子表1中,在存储器62中除了存储一致数E(i)、对照数N(i)、匹配度数F(i)、累积对照数T(i)以外,还存储候选标志X(i)作为各参数。在此,该候选标志X(i)为在接收代码r的排列与随着排列编号i所对应的相位偏移(定时偏移)的对照码串c包含在相位(代码)一致的候选内的情况下设定为“0”、在不包含的情况下设定为“1”的二进制标志。候选标志X(i)的初始值均为“0”,在从候选偏离时变更为“1”。
[0146] 如上所述,与匹配度数F(i)的最大匹配度数相应的定时成为与接收代码r的排列之间的匹配候选,因此匹配度数F(i)相对于累积对照数T(i)变得充分小,针对超时时间内能够确定的代码数,即使不能成为或成为最大匹配度数Fmax、第二匹配度数Fmax2的匹配度数,对于在可靠性判断中不能成为OK的匹配度数F(i)从候选中排除。作为这种条件(与累积对照数T(i)与匹配度数F(i)的关系有关的下限基准),例如可举出小于匹配度数F(i)相对于累积对照数T(i)的比率的下限基准值、累积对照数T(i)与匹配度数F(i)的差分值的上限值以上等。例如,在预定的基准数Tth以上的累积对照数T(i)中F(i)/T(i)<0.2的情况下、或T(i)-F(i)≥20的情况下,将候选标志X(i)变更为“1”,使以后的对照和参数的更新停止。
[0147] 此外,当使从候选中排除的条件放宽时(当使保留在候选中的条件严格时),处理负载降低,另一方面,第二匹配度数Fmax2经常变得不准确,因此危险度Pd的计算精度下降。但是,在与一个排列编号i有关的参数以外全部参数被从候选中排除的情况下,不进行基于危险度Pd的可靠性判断,而也可以通过排除法将与该一个排列编号i有关的相位偏移的定时确定为匹配定时。
[0148] 图10是表示通过电子表1执行的日期时间信息接收处理的变形例2的流程图。另外,图11是在该日期时间信息接收处理的变形例2中被调用的模式对照处理的流程图。
[0149] 除了对上述实施方式的日期时间信息接收处理追加步骤S221、S222的处理,并且对步骤S209的模式对照处理的内容追加步骤S821~S823的处理这一点以外,该日期时间信息接收处理与上述实施方式相同,对相同的处理内容附加相同的符号并省略说明。
[0150] 当步骤S209的模式对照处理被调用,并如图11所示那样在步骤S801的处理中使排列编号i的值初始化时,模块CPU 61判别候选标志X(i)是否为0(步骤S821)。在判别为0的情况下(步骤S821:“是”),模块CPU 61的处理转移到步骤S802。在判别为非0、即为1的情况下,模块CPU 61的处理转移到步骤S808。
[0151] 当在步骤S807的处理中计算出匹配度数F(i)和累积对照数T(i),使一致数E(i)和对照数N(i)初始化时,模块CPU 61判别匹配度数F(i)相对于累积对照数T(i)的比是否小于下限基准值Rth(步骤S822)。也可以仅在累积对照数T(i)为预定的基准数Tth以上的情况下执行该判别处理。
[0152] 在判别为小于下限基准值Rth的情况下(步骤S822:“是”),模块CPU 61将候选标志X(i)设为1(步骤S823)。接着,模块CPU 61的处理转移到步骤S808。在判别为并非小于下限基准值Rth的情况下(步骤S822:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S808。
[0153] 当结束模式对照处理而返回至日期时间信息接收处理时,如图10所示,模块CPU 61判别候选标志X(i)中作为“0”的值是否剩余一个(步骤S221)。在判别为并非剩余一个的情况下(步骤S221:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S210。在判别为剩余一个的情况下(步骤S221:“是”),作为通过与该剩余一个候选标志X(i)对应的相位偏移一致,模块CPU 61的处理转移到步骤S214的处理。
[0154] 另外,在步骤S211的判别处理中判别为并非可靠性OK的情况下(步骤S211:“否”),模块CPU 61判别全部候选标志X(i)是否为1(步骤S222)。在判别为全部候选标志X(i)为1的情况下(步骤S222:“是”),模块CPU 61的处理转移到步骤S216。在判别为任一候选标志X(i)并非均为1的情况下(步骤S222:“否”),模块CPU 61的处理转移到步骤S212。
[0155] 此外,在可靠性判断处理中提取最大匹配度数Fmax和第二匹配度数Fmax2时,候选标志X(i)既可以包含与一个排列编号i有关的匹配度数F(i)也可以不包含与一个排列编号i有关的匹配度数F(i)。在候选标志X(i)成为1之后,匹配度数F(i)不增加,因此该匹配度数F(i)不会重新被作为最大匹配度数Fmax和第二匹配度数Fmax2而选择。因而,参照候选标志X(i)来判断是否包含于提取对象、以及不参照候选标志X(i)而一律包含于提取对象,来选择处理负载减轻的方法即可。
[0156] 如上所述,本实施方式的电子表1所具备的卫星电波接收处理部60具备:RF部64,其接收从卫星发送的包含代码信号的电波;作为解调器内的处理器的模块CPU 61,其确定由RF部64接收到的电波所包含的形成代码信号的多个代码的排列和该排列的接收定时进;存储器62;存储部63;基带变换部65;以及捕捉跟踪部66等,关于多个代码,由代码信号所示的内容来决定的各代码的值在由30个代码构成的每个字中按该字的前一字中的奇偶数据分别被反转,解调器内的处理器,作为对照码串生成部,按假设为根据与由RF部64接收的电波有关的测位卫星的种类以及接收定时通过代码信号表示的内容,生成包含不考虑反转而决定的假设代码的对照码串,作为代码确定部,从接收到的电波中确定多个代码作为各个接收代码,作为对照部,将针对确定后的上述接收代码的接收定时预先设定的偏移幅度内的上述假设代码与上述接收代码分别进行对照,作为结果保持部,将与关于对照后的接收代码与假设代码的一致或不一致的对照结果有关的信息按偏移幅度内的偏移量来对多个接收代码进行保持,作为匹配判断部,在每个代码块中将一致和不一致中的数多的某一方判断为匹配,计算匹配度数F(i),该匹配度数F(i)对应于将多个字中的匹配的数按偏移量进行累计得到的值,作为偏移量确定部,将匹配度数F(i)满足预定的匹配条件的偏移量作为匹配偏移量而进行确定。
[0157] 这样,在对照码串的各假设代码中,不考虑代码的反转,按每个字将假设代码与接收代码的一致数与不一致数中较大的数判断为匹配,由此针对该匹配部分,能够恰当地对匹配数进行计数,并且,在不匹配的部分中,通常,一致数与不一致数成为大致相同数,因此在不小视该匹配数的估计的范围内不会有大偏移。因而,不需要根据反转模式的组合将跨过多个字而生成的对照码串存储保持多个以及分别进行对照,能够使存储容量、处理量减少的同时高效率地对与假设为恰当的接收时间、处理负载以及电力消耗且准确的日期时间的日期时间之间的偏移量进行确定。
[0158] 另外,解调器中的处理器(偏移量确定部)计算偏移量、即按排列编号i对进行了对照的次数进行计数得到的累积对照数T(i),在匹配条件中包含得到与基准匹配度数Fth以上的累积对照数T(i)相等的匹配度数F(i),将得到了满足该匹配条件的匹配度数F(i)的偏移量(排列编号i)确定为匹配偏移量。
[0159] 这样,通过对与基准匹配度数Fth以上的接收代码r与假设代码完全匹配的偏移量有关的排列编号i进行确定,能够容易且恰当地使用在多个字中存在的假设代码之间的对照结果,由此,能够降低偏移量的误识别的可能性的同时确定正确的偏移量。
[0160] 另外,将基准匹配度数Fth决定为,假设代码与接收代码r以与该基准匹配度数Fth相等的对照数来继续匹配的匹配概率小于预先决定的基准值(例如,10-8)。这样,通过概率性地决定基准匹配度数Fth,能够以与对电子表1要求的期望的精度相应的恰当的准确率来确定接收代码r与假设代码完全匹配的偏移量。
[0161] 另外,关于匹配概率,能够将假设代码与接收代码r匹配的概率全部作为1/2而求出,根据基于容易的计算的平均概率能够以恰当的准确率来确定匹配偏移量。
[0162] 另外,解调器中的处理器,作为对照部,计算对按偏移量进行了对照的次数进行计数得到的累积对照数T(i),作为偏移量确定部,匹配条件包含出现概率P1与出现概率P2相比成为预定的基准值Pm以下的情况,第一出现概率是最大匹配度数Fmax相对于与累积对照数T(i)相比得到最大的匹配度数F(i)(最大匹配度数Fmax)的偏移量(排列编号i)中的累积对照数T(i)(最大匹配累积对照数Tmax)(即,最小非匹配数Ebmin)的比率,出现概率P2是第二匹配度数Fmax2相对于第二大的匹配度数F(i)、即得到第二匹配度数Fmax2的偏移量(排列编号i)中的作为累积对照数T(i)的第二匹配累积对照数Tmax2(即,第二非匹配数Ebmin2)的比率。
[0163] 这样,即使在由于电波接收强度不足等而接收代码r与假设代码完全不匹配的情况下,在概率性地被误识别为随着其它偏移量的对照码串c的假设代码之间的匹配的可能性充分降低的情况下,也能够恰当地确定判断为正确的匹配偏移量。因而,不会使接收时间延长到需要以上。另外,即使在电波接收强度低且接收时间延长而字数增加的情况下,对照码串c的模式也不会增加,因此不需要很大的存储容量或不需要进行在中途对不需要的模式进行整理的处理。
[0164] 另外,出现概率P1和出现概率P2作为接收代码r的各值“0”、“1”均以1/2的概率出现而求得,因此通过容易的计算并根据平均地恰当的概率,能够以所需的精度来排除误确定的可能性。
[0165] 另外,将一个子帧、即10个字300比特作为单位代码数,每次对接收代码r进行确定并与假设代码进行对照时进行匹配偏移量的确定。由此,分别按每个字恰当地对各偏移量进行匹配判断。
[0166] 另外,单位代码数被设为GPS卫星的导航消息的格式中的一个子帧量300比特,由此不会受到按每个字不同的假设代码数的影响而能够以均匀的累积对照数T(i)来进行偏移量的确定。
[0167] 另外,解调器中的处理器将累积对照数T(i)与匹配度数F(i)的关系例如不满足F(i)/T(i)为预定的下限基准、在此0.2以上的偏移量从匹配偏移量的候选中排除,使该偏移量中的累积对照数T(i)的计数和匹配度数F(i)的计算中至少一个停止。
[0168] 由此,能够使负载降低与明显不对应于匹配偏移量的排列编号i有关的处理量,因此能够降低电力消耗并且使处理高速化。
[0169] 另外,解调器中的处理器将累积对照数T(i)与匹配度数F(i)的关系不满足上述预定的下限基准的偏移量从匹配偏移量的候选中排除,在未从匹配偏移量的候选中排除的偏移量仅为一个的情况下,将该一个偏移量确定为匹配偏移量。这样,在通过排除法与匹配偏移量对应的偏移量为一个的情况下,即使在通过上述方法概率性地获取充分的数据之前也能够迅速地确定匹配偏移量,从而能够实现减轻处理与高速化。此外,在接收电波强度低且本来匹配偏移量的确定困难的情况下,不使用该方法而也可以通过接收电波强度等来设置基准值。
[0170] 另外,解调器中的处理器在最初的接收代码的确定定时附近获取与来自测位卫星的电波的接收强度有关的SNR,根据该SNR来变更匹配条件。即,在从最初起基于完全一致的匹配偏移量的确定较困难的情况下,最初起省略与完全一致有关的处理而能够减轻处理。另外,除此以外也可以对基准匹配度数Fth、基准值Pm进行变更。
[0171] 另外,解调器中的处理器在预定时间,在此为在一个子帧的6秒内得不到满足匹配条件的匹配度数F(i)的情况下,变更匹配条件。这样,在基于完全一致的匹配偏移量的确定失败的情况下,不反复进行相同的处理而根据目前为止获取的数据来迅速地通过与不完全一致有关的可靠性判断而切换为匹配偏移量的确定,由此能够避免电波接收时间、处理时间的无用的延长、消耗电力的增加。另外,在该情况下,也能够对基准匹配度数Fth、基准值Pm进行变更。
[0172] 另外,解调器中的处理器生成用于识别对照码串c的各代码c(i)是否为假设代码的假设可否标志p(i),作为对照部,参照该假设可否标志p(i)对接收代码r与假设代码进行对照。
[0173] 这样,通过分别设置假设可否标志p(i),能够容易地判别对照码串c内的假设代码并进行对照,因此处理变得容易。
[0174] 另外,解调器中的处理器在每次分别确定接收代码r时,针对该接收代码与偏移幅度内的假设代码进行对照,针对各个偏移量,在每次将字内的假设代码的全部与接收代码r进行对照时,进行匹配的判断和匹配度数F(i)的计算,因此不会使处理集中或延迟,在可能的范围内实时且分散地进行处理,由此能够高效率且迅速地进行匹配偏移量的确定。
[0175] 另外,本实施方式的电子表1具备:上述卫星电波接收处理部60;计时电路46,其对日期时间进行计数;显示部47,其基于计时电路46计数的日期时间来进行显示;以及主机CPU 41,解调器根据基于计时电路46计数的日期时间来假设的接收定时以及匹配偏移量,获取当前日期时间,主机CPU 41根据由解调器中的处理器获取到的当前日期时间,对由计时电路46计数的日期时间进行修正。
[0176] 这样,根据高效率地获取到的日期时间信息,能够将计时电路46所计数的日期时间容易且恰当地保持为准确的日期时间。
[0177] 另外,解调器中的处理器根据由计时电路46计数的日期时间以及通过主机CPU 41对日期时间进行修正的定时起的经过时间,设定偏移幅度。因而,在电子表1中,通过容易的偏移幅度设定来进行与恰当的偏移幅度相应的量的处理,由此不会无用地施加负载而能够获取日期时间信息。
[0178] 另外,通过使用与上述时刻有关的信息获取方法,能够高效率地以恰当的接收时间、处理负载和电力消耗确定准确的日期时间与假设的日期时间之间的偏移量。
[0179] 另外,在卫星电波接收处理部60中,使用包含日期时间信息接收处理的程序631来进行与时刻信息获取有关的控制动作,由此对与电波接收和时刻信息获取有关的处理内容容易地进行管理,使存储容量、处理量降低的同时能够高效率地以恰当的接收时间、处理负载和电力消耗确定准确的日期时间与假设的日期时间之间的偏移量。
[0180] 此外,本发明并不限定于上述实施方式,能够进行各种变更。
[0181] 例如在上述实施方式中,每次一个一个确定接收代码r时与偏移幅度内的假设代码进行了对照,但是也可以对与一个字量的假设代码对应的多个接收代码统一地进行对照和匹配判断。
[0182] 另外,在上述实施方式中,根据从上次的日期时间修正起的经过时间来进行了偏移幅度的设定,但是也可以在考虑对象中包含温度条件等对日期时间的误差带来影响的其它参数。
[0183] 另外,在上述实施方式中,举例完全匹配、不完全匹配时的概率性误确定排除以及排除法而通过这些组合来进行匹配偏移量的确定,但是也可以考虑其它要素。例如也可以根据不完全匹配时被视为非匹配的代码所示的内容、例如异常通知用标志等,概率性地在没有问题的情况下也不会使匹配偏移量的确定处理结束而继续或重新进行。另外,在不设为与概率性条件相应的代码数而简单地在一个子帧量的假设代码与接收代码完全地匹配时确定匹配偏移量的情况下,也能够应用本发明。
[0184] 另外,在上述实施方式中,通过完全匹配与不完全匹配来分别进行了处理,但是也可以在不完全匹配的判断中包含完全匹配的判断。在该情况下,尽管进行基准匹配度数Fth以上的代码的对照并存在匹配度数F(i)与累积对照数T(i)变得相等的最大匹配度数Fmax,第二匹配度数Fmax2也大,因此在概率性地不容易满足匹配条件的情况下,也可以设为出现概率P1=0,确定匹配偏移量并使处理在中途结束。
[0185] 另外,在上述实施方式中,将代码的出现概率简单地设为1/2,但是并不限定于此。例如,既可以反应实际确定的各代码数,也可以决定为值与对照码串的生成范围等相应地发生变化。
[0186] 另外,在上述实施方式中,在与不完全匹配有关的匹配偏移量的确定中,按一个子帧量的接收、代码确定来进行处理,但是如果能够以偏移幅度内的各偏移量分别对所需的代码数进行对照,且进行匹配判断,则也可以在该阶段进行处理。另外,针对根据偏移量和接收时间成为半端的部分、即被对照的对照码串从字的中途起或中途的代码确定开始时和结束时的部分,均不进行匹配判断,或也可以针对结束时的部分,对各偏移量分别继续进行各个对照直到对照至字的末尾为止。
[0187] 另外,在上述实施方式中,根据最初的代码确定时附近的SNR来对匹配判断的基准、方法进行了变更,但是也可以在代码确定的中途SNR降低的情况下等也可以恰当地切换这些基准、方法。另外,也可以将接收强度本身作为基准而不是SNR。另外,也可以间接地根据每隔1msec获取到的代码种类的判断的20msec间的偏差程度等来变更基准、方法。
[0188] 另外,在上述实施方式中,将匹配偏移量的检测结果使用于计时电路46所计数的日期时间的修正,但是并不限定于此。另外,卫星电波接收处理部60并不限定于设置于主要作为时钟而发挥功能的电波时钟的情况,也可以搭载于其它电子设备中。另外,形成卫星电波接收处理部60的单元也可以单独进行交易。
[0189] 另外,并不限定于卫星电波接收处理部60将准确的日期时间输出到主机CPU 41的情况,也可以仅将偏差时间信息输出到主机CPU 41而使主机CPU 41变更该偏差时间量的计时电路46的日期时间。
[0190] 另外,并不限定于获取全部日期时间信息的情况,例如也可以仅获取时刻信息。
[0191] 另外,作为处理器的模块CPU 61通过日期时间信息接收处理进行执行控制的各动作并不限定于基于程序631的软件控制动作,也可以通过使用了专用的逻辑(数字)电路、模拟电子电路等的专用硬件来进行其一部分或全部。例如,代码的确定动作也可以不通过模块CPU 61的控制而通过捕捉跟踪部66来进行。
[0192] 另外,在上述实施方式中,分开说明了作为解调器中的处理器的模块CPU 61的功能动作以及作为控制部的主机CPU 41的功能动作,但是也可以统一控制相同的CPU。
[0193] 另外,在上述实施方式中,进行了与来自GPS卫星的电波接收相应的对照码串c的生成和对照以及匹配判断,但是关于与其它测位系统有关的测位卫星例如俄罗斯的GLONASS、欧州的Galileo、日本的引导等,以按在预定数的比特能够产生代码的反转的格式来发送代码信号,也能够同样有效地应用本发明。
[0194] 另外,在上述说明中,作为本发明所涉及的与模块CPU 61的处理动作有关的日期时间信息接收处理等动作处理程序的计算机可读取的介质举例说明了由非易失性存储器构成的存储部63,但是并不限定于此。作为其它计算机可读取的介质,能够应用HDD(Hard Disk Drive:硬盘驱动器)、CD-ROM、DVD盘等可移动记录介质。另外,作为经由通信线路提供本发明所涉及的程序的数据的介质,也将载波(carrier wave)应用于本发明。
[0195] 除此以外,在不脱离本发明的宗旨的范围内能够适当地对在上述实施方式中示出的具体的结构、动作内容、过程等进行变更。
[0196] 说明了本发明的几个实施方式,但是本发明的范围并不限定于上述实施方式,包括要求专利保护的范围所记载的发明的范围及其均等的范围。
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