JP4844201B2 - Ｇｐｓ受信装置及びｇｐｓ信号受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＧＰＳ受信装置及びＧＰＳ信号受信方法に関する。

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。ＧＰＳ衛星の数は、ＧＰＳ受信装置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。

また、ＧＰＳ衛星の数の増加に応じて、ＧＰＳ受信装置も多チャネル化している。例えば、携帯用のＧＰＳ受信装置は電池駆動であり、多チャネルの受信動作を行うと、非常に大きな消費電力が必要となる。このため、ＧＰＳ受信装置の消費電力抑制の要請があった。

ＧＰＳ受信装置の消費電力抑制の技術としては、アルマナックデータ又はエフェメリスデータにより計算した結果を用いて、受信するＧＰＳ衛星を選択する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該技術では、選択されたＧＰＳ衛星に対応する受信チャネルのみに動作クロックを供給してＧＰＳ受信処理を行う。したがって、クロック信号が供給されない受信チャネルは不動作状態となって消費電力の低減が可能となる。
特開２００４−１９１０５４号公報

しかしながら、上述した技術の場合、選択される衛星の数は６個〜１１個である。また、動作する受信装置のチャネル数も６個〜１１個である。当該６個〜１１個の受信チャネルを同時に駆動させた場合、電池残量が少ないほど電池の消耗が激しい。この場合、ＧＰＳ受信装置の受信動作が突然遮断されることも考えられる。

例えば、腕時計で用いられるボタン電池を例にして、使用するチャネル数によりＧＰＳ受信装置の動作時間を比較してみる。ここで、ボタン電池の仕様を電圧３Ｖ、標準電流０．１ｍＡ、標準容量３０ｍＡｈとする。この場合、３Ｖで０．１ｍＡの電流を流した場合に３００時間使用することができる。

ＧＰＳ受信装置において、１チャネル当たり０．４ｍＡの電池消費があるものとすると、上記のボタン電池を用いた場合、以下の式の関係が成り立つ。
連続計測可能時間＝３０（ｍＡｈ）／０．４（ｍＡ）×チャネル数
したがって、例えば３チャネルの場合は
連続計測可能時間＝３０（ｍＡｈ）／０．４（ｍＡ）×３（ｃｈ）＝２５ｈとなる。

ここで、上記の式を用いてチャネル数に応じた連続計測可能時間を計算すると、チャネル数が１チャネルの場合は７５時間、３チャネルの場合は２５時間、４チャネルの場合は１８．７５時間、１０チャネルの場合は７．５時間、１６チャネルの場合は、４．６８７５時間となる。ただし、この計算は暫定的な数値演算処理である。実際には、ＧＰＳ受信装置を動作させた際の時間と電力消費の関係、及び使用した電池の消耗度合いから算出する。
上記の計算は暫定的な数値演算ではあるが、使用するチャネル数によりＧＰＳ受信装置の動作時間に格段の差が出ることがわかる。

したがって、本発明の課題は、電池残量（消耗度合い）に応じて動作させる受信チャネルを決定し、必要最小限の受信チャネルを動作させることにより、消費電力の低減化を図ることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載のＧＰＳ受信装置は、
電池で駆動されるＧＰＳ受信装置（例えば、図１のＧＰＳ受信装置１００）において、
複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する複数の受信チャネルを有する受信手段（例えば、図１の多チャネルデコーダ１６）と、
前記電池の残量を検出する電池残量検出手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）と、
前記電池残量検出手段により検出された電池残量値の大きさに基づいて、前記受信チャネルの数を決定する受信チャネル数決定手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）と、
この受信チャネル数決定手段により決定された数の受信チャネルで前記ＧＰＳ信号の受信動作を行うように前記受信手段を制御する受信チャネル制御手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）とを備え、
前記受信チャネル数決定手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）は、
互いに異なる値の複数の電池残量閾値が記憶された記憶手段（例えば、図１のＲＯＭ２８）と、
前記電池残量検出手段により検出された電池残量値と前記記憶手段に記憶された電池残量閾値とを比較する比較手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）と、
この比較手段により比較された結果に応じて動作させるべき受信チャネルの数を決定する決定手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）とを備え、
前記記憶手段（例えば、図１のＲＯＭ２８）は、
第１の電池残量閾値（例えば、図２の電池残量の閾値Ｂエリア２８ｄ；図５の閾値Ｂ）と第２の電池残量閾値（例えば、図２の電池残量の閾値Ｃエリア２８ｅ；図５の閾値Ｃ）とが記憶されており、
前記決定手段（例えば、図１のＧＰＳ制御回路部１８）は、
前記電池残量値が前記第１の電池残量閾値以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定し、
前記電池残量値が前記第２の電池残量閾値よりも大きい場合、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定し、
前記電池残量値が前記第２の電池残量閾値以下の場合、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定することを特徴とする。

請求項２に記載の発明のＧＰＳ信号受信方法は、
複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を複数の受信チャネルを有する受信部を備えており、電池で駆動されるＧＰＳ受信装置に用いられるＧＰＳ信号受信方法において、
前記電池の残量を検出する電池残量検出工程（例えば、図５のＳ１０１）と、
この電池残量検出工程により検出された電池残量値の大きさに基づいて、前記受信チャネルの数を決定する受信チャネル数決定工程（例えば、図５のステップＳ１０３、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１）と、
この受信チャネル数決定工程により決定された数の受信チャネルで前記ＧＰＳ信号の受信動作を行うように前記受信部を制御する受信チャネル制御工程（例えば、図５のステップＳ１０３、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１）と、を含み、
前記受信チャネル数決定工程は、
前記電池残量検出工程により検出された電池残量値と予め定められている電池残量閾値とを比較する比較工程（例えば、図５のステップＳ１０２、ステップＳ１０６、ステップＳ１１０）と、
この比較工程により比較された結果に応じて動作させるべき受信チャネルの数を決定する決定工程（例えば、図５のステップＳ１０３、ステップＳ１０７、ステップＳ１１１）とを含み、
前記決定工程は、
前記電池残量値が前記予め定められている第１の電池残量閾値以上の場合（例えば、図５のステップＳ１０６）、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定し（例えば、図５のステップＳ１０７）
前記電池残量値が前記予め定められている第２の電池残量閾値よりも大きい場合（例えば、図５のステップＳ１１０；ＹＥＳ）、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定し（例えば、図５のステップＳ１１１）、
前記電池残量値が前記予め定められている第２の電池残量閾値以下の場合（例えば、図５のステップＳ１１０；ＮＯ）、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定（例えば、図５のステップＳ１１９）することを特徴とする。

請求項１又は２に記載の発明によれば、電池残量値の大きさに応じて動作させる受信チャネルの数を決定し、この決定された受信チャネルの数だけ受信チャネルを動作させるように制御することができる。このため、全ての受信チャネルを動作させる場合と比較して消費電力の低減化が可能となる。

また、請求項１又は２に記載の発明によれば、電池残量値と電池残量閾値との比較結果に応じて、動作させるべき受信チャネルの数を決定することができる。これにより、消費電力の低減化が可能となる。

さらに、請求項１又は２に記載の発明によれば、電池残量値が第１の閾値以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定することができる。これにより、ＧＰＳ受信装置の消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置の位置測定及び時刻修正が可能となる。また、電池残量値が第２の閾値よりも大きい場合、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定することができる。これにより、ＧＰＳ受信装置の消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置の位置測定及び時刻修正が可能となる。また、電池残量値が第２の閾値以下の場合、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定することができる。これにより、消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置の時刻修正が可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る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６を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。先ず、図１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ＧＰＳ受信装置１００を示す。

図１を参照して、本実施の形態のＧＰＳ受信装置１００を説明する。ＧＰＳ受信装置１００は、アンテナ１０と、アンテナ・プリアンプ１１と、高周波受信回路部１２と、デジタル信号処理部１３と、時計部１４と、電源回路部１５と、を備えて構成される。

アンテナ１０は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信する無指向性のアンテナである。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）コード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、２８個のＧＰＳ衛星にそれぞれ異なる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、時刻情報等を含んだデータのことをいう。当該航法データについて図３を参照して説明する。図３（Ａ）、（Ｂ）は、ＧＰＳ衛星から送信される航法データの構成を示す図である。ＧＰＳ衛星から送信される航法データは、図３（Ａ）に示すように、同期ワードを含むそれぞれ１０ワード（１ワードは、３０ビット）のデータからなる５個のサブフレームで構成される。当該サブフレーム５個で１フレーム（即ち、１５００ビット）とするデータが、５０ビット／ｓのビットレートで出力されている。

次に図３（Ｂ）を参照して、５つのサブフレームについて説明する。図３（Ｂ）に示すように、サブフレーム１は、送信している衛星自身の衛星時計補正計数、データ更新時期及び各種フラッグが含まれている。サブフレーム２、３は、軌道情報が含まれている。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いる。その内容はサブフレーム４に軌道上のすべてのＧＰＳ衛星（最大３２衛星）のアルマナック（概略軌道情報）や電離補正係数が含まれる。また、サブフレーム５にアルマナックや衛星の健康状態等を示す情報が含まれる。これらのサブフレーム４、５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、航法データの全内容を得るには１２分３０秒かかる。

アンテナ・プリアンプ１１は、アンテナ１０で受信された、１５７５．４２ＭＨｚの高周波信号を増幅して高周波受信回路部１２へ出力する。高周波受信回路部１２は、高周波信号を検波・増幅し、１．０２３ＭＨｚの中間周波数信号に変換してデジタル信号処理部１３へ出力する。

デジタル信号処理部１３は、多チャネルデコーダ１６と、メモリ１７と、ＧＰＳ制御回路部１８と、電圧検出回路部１９と、を備えて構成される。
多チャネルデコーダ１６は、例えば１６個の受信チャネルから構成される。当該受信チャネルに複数のＧＰＳ衛星の１個が割り当てられ、各チャネルで独立した受信処理が行われる。ここで、受信処理とは、ＧＰＳ信号を受信して航法データを復調する処理のことをいう。

ここで、多チャネルデコーダ１６で行われる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ＲＯＭ２８のＣ／Ａコード（全ＧＰＳ衛星）エリア２８ｈ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。当該航法データは、メモリ１７に一次的に記憶される。

メモリ１７は、多チャンネルデコーダ１６から受信した航法データを受信チャネル毎に一次的に記憶する。

ＧＰＳ制御回路部１８は、デジタル信号処理部１３の各部を中央制御する。ＧＰＳ制御回路部１８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）２８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ＲＡＭ（Random Access Memory）２９に展開する。そして、ＲＡＭ２９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ＲＯＭ２８には、後述する第１のＧＰＳ受信制御プログラムが記憶される。

ここで、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、ＲＯＭ２８とＲＡＭ２９の記憶エリアについて説明する。図２（ａ）はＲＯＭ２８の記憶エリアを示した図である。ＲＯＭ２８は、第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ａ、第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ｂ、電池残量の閾値Ａエリア２８ｃ、電池残量の閾値Ｂエリア２８ｄ、電池残量の閾値Ｃエリア２８ｅ、ＰＤＯＰの閾値Ｄエリア２８ｆ、電池残量の閾値Ｅエリア２８ｇ、Ｃ／Ａコード（全ＧＰＳ衛星）エリア２８ｈ、を備えている。
第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ａには、第１のＧＰＳ受信制御プログラムが記憶されている。第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ｂには、第２のＧＰＳ受信制御プログラムが記憶されている。電池残量の閾値Ａエリア２８ｃには、電池残量の閾値Ａが記憶されている。電池残量の閾値Ｂエリア２８ｄには、電池残量の閾値Ｂが記憶されている。電池残量の閾値Ｃエリア２８ｅには、電池残量の閾値Ｃが記憶されている。ＰＤＯＰの閾値ＤエリアにはＰＤＯＰの閾値Ｄが記憶されている。電池残量の閾値Ｄエリア２８ｇには、電池残量の閾値Ｅが記憶されている。Ｃ／Ａコード（全ＧＰＳ衛星）エリア２８ｈには、Ｃ／Ａコード（全ＧＰＳ衛星）が記憶されている。

図２（ｂ）は、ＲＡＭ２９の記憶エリアを示した図である。ＲＡＭ２９は、電池残量検出値エリア２９ａ、ＰＤＯＰエリア２９ｂ、第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２９ｃ、第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２９ｄ、を備えている。
電池残量検出値エリア２９ａには、電池残量検出値が記憶される。ＰＤＯＰエリア２９ｂには、ＰＤＯＰが記憶される。第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２９ｃには、第１の受信制御プログラムが展開される。第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２９ｄには、第２のＧＰＳ受信制御プログラムが展開される。

ＧＰＳ制御回路部１８は、第１のＧＰＳ受信制御プログラムにより、ＧＰＳ受信装置１００の電池残量値と電池残量閾値との比較を行う。ここで、電池残量値とは、電圧検出回路部１９により検出された値のことをいう。また、電池残量閾値とは、ＲＯＭ２８の電池残量の閾値エリア２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｇに記憶されている電池残量の一定値のことをいう。また、ＧＰＳ制御回路部１８は、比較された結果に応じて、動作させるべき受信チャネルの数を決定する。

電圧検出回路部１９は、電源回路部１５の一定負荷に一定の電流を流した際の電圧値を検出する。そして、この電圧の変化から電池残量値を検出する。また、電池残量値の検出方法は、電池からの電流値と時間とから消費電力量を算出し、「使用する電池の電池容量−消費電力量」から電池残量値を算出する方法としてもよい。

時計部１４は、装置制御回路部２０と、計時回路部２１と、発振回路部２２と、入力部２３と、表示出力部２４と、表示部２５と、ＲＯＭ２６と、ＲＡＭ２７と、を備えて構成される。

装置制御回路部２０は、時計部１４の各部を中央制御する。装置制御回路部２０は、ＲＯＭ２６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ＲＡＭ２７に展開する。そして、当該ＲＡＭ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ＲＯＭ２６には、後述する第１の時刻修正プログラムが記憶される。
ここで、図２（ｃ）、（ｄ）を参照して、ＲＯＭ２６とＲＡＭ２７の記憶エリアについて説明する。図２（ｃ）はＲＯＭ２６の記憶エリアを示した図である。ＲＯＭ２６は、第１の時刻修正プログラムエリア２６ａ、第２の時刻修正プログラムエリア２６ｂ、を備えている。
第１の時刻修正プログラムエリア２６ａには、第１の時刻修正プログラムが記憶されている。第２の時刻修正プログラムエリア２６ｂには、第２の時刻修正プログラムが記憶されている。

図２（ｄ）は、ＲＡＭ２７の記憶エリアを示した図である。ＲＡＭ２７は、時刻情報エリア２７ａ、第１の時刻修正プログラムエリア２７ｂ、第２の時刻修正プログラムエリア２７ｃ、を備えている。
時刻情報エリア２７ａには、時刻情報が記憶される。第１の時刻修正プログラムエリア２７ｂには、第１の時刻修正プログラムが展開される。第２の時刻修正プログラムエリア２７ｃには、第２の時刻修正プログラムが展開される。

装置制御回路部２０は、第１の時刻修正プログラムにより、ＧＰＳ受信装置の内部時刻を修正する。ここで、内部時刻とは、計時回路部２１で計時される現在時刻のことをいう。

計時回路部２１は、発振回路部２２の出力する周波数に基づき計時する。計時回路部２１から装置制御回路部２０に、例えば、１秒単位で刻まれる現在時刻を示す値が出力される。装置制御回路部２０は、現在時刻を示す値を、表示出力部２４を介して表示部２５に出力する。表示部２５はこの出力された時刻を表示する。入力部２３は、ユーザからの操作入力情報、他のコンピュータや記憶媒体からの情報を装置制御回路部２０に入力する。

電源回路部１５は、電池などの電源を備えており、この電源からの電圧、電流を各部に供給する。

次に、図４を参照して、受信するチャネル数とＧＰＳ衛星との対応関係について説明する。図４（ａ）は、全チャネル受信時のチャネル番号とＧＰＳ衛星の対応関係の一例を示した図である。例えば、ＧＰＳ衛星がＮ個の場合、各衛星から送信される航法データ（サブフレーム１~５のデータ）はチャネル毎に対応付けられる。図４（ａ）の例では衛星Ａから送信されるサブフレーム１~５のデータがｃｈ１で受信される。図４（ａ）の場合、チャネル数はＧＰＳ衛星の数に対応するため、ＧＰＳ受信装置１００の消費電力は高くなる。

図４（ｂ）は、４チャネル受信時のチャネル番号とＧＰＳ衛星の対応関係の一例を示した図である。例えば、衛星Ａから送信されるサブフレーム１~５のデータがｃｈ１で受信されるとする。このとき、衛星Ａからサブフレーム１〜５のデータを受信出来ない場合、又は衛星Ａが有するＰＤＯＰ（Position Dilution of Precision）に基づいて受信状態が悪いと判断された場合、衛星Ｅが選択される。ここで、ＰＤＯＰとは、“１”をＧＰＳ受信装置１００から４つのＧＰＳ衛星を結んで形成されるピラミッド容量で割ったものに比例する単位のない指数のことをいう。ＰＤＯＰは、ＧＰＳ受信装置１００の受信状態を判断する基準として用いられる。したがって、ＰＤＯＰに基づいて受信精度が悪いと判断された場合は、異なるＧＰＳ衛星が選択される。例えば、ｃｈ１で衛星Ａ、ｃｈ２で衛星Ｂ、ｃｈ３で衛星Ｃ、ｃｈ４で衛星Ｄから送信されるサブフレーム１〜５のデータを受信する場合、この４つの衛星の組み合わせでＰＤＯＰが算出される。算出されたＰＤＯＰに基づいて、ＧＰＳ受信装置１００の受信精度が悪いと判断された場合、ｃｈ１で受信するＧＰＳ衛星は衛星Ａに代わって衛星Ｅが選択される。そして、衛星Ｅ、衛生Ｂ、衛星Ｃ、衛生Ｄの組み合わせでＰＤＯＰが算出される。当該ＰＤＯＰに基づいて、ＧＰＳ受信装置１００の受信状態が良好であると判断された場合、ｃｈ１は衛星Ｅからサブフレーム１〜５のデータを受信する。
図４（ｂ）のｃｈ２、ｃｈ３及びｃｈ４においても、ｃｈ１と同様の衛星の選択が行われる。
図４（ｃ）は、３チャネル受信時のチャネル番号とＧＰＳ衛星の対応関係の一例を示した図である。４チャンネル受信時と同様に、各衛星からサブフレーム１〜５のデータを受信出来ない場合、又は各衛星のＰＤＯＰに基づいて受信状態が悪いと判断された場合、各チャネルで受信状態が良好な衛星の選択が行われる。
図４（ｄ）は、１チャネル受信時のチャネル番号とＧＰＳ衛星の対応関係の一例を示した図である。図４（ｄ）の例では、衛星Ａからサブフレーム１〜５のデータを受信できない場合、衛星Ｂ、衛星Ｃ、衛星Ｄの順で受信状態の良好な衛星が１つ選択される。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、受信するチャネル数が少なくなるにしたがって、ＧＰＳ衛星の数は少なくなる。即ち、ＧＰＳ受信装置の消費電力は低減される。

次に図５を参照して、ＧＰＳ受信装置１００の動作を説明する。図５に、ＧＰＳ制御回路部１８で実行される第１のＧＰＳ受信制御処理と、装置制御回路部２０で実行される第１の時刻修正処理を示す。まず、第１のＧＰＳ受信制御処理ついて説明する。第１のＧＰＳ受信制御処理は、ＧＰＳ受信装置１００の電池残量値を検出し、その後、受信するチャネルの数を決定し、更にＧＰＳ信号の受信動作を行う処理である。

例えば、ＧＰＳ受信装置１００において、第１のＧＰＳ受信制御処理の実行指示が入力部２３を介して入力されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２８の第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ａから第１のＧＰＳ受信制御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ＧＰＳ受信制御プログラムがＲＡＭ２９の第１のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２９ｃに展開され、展開された第１のＧＰＳ受信制御プログラムとＧＰＳ制御回路部１８との協働により第１のＧＰＳ受信制御プログラムが実行される。

まず、電圧検出回路部１９から電池残量検出値が取得される（ステップＳ１０１）。そして、ＲＯＭ２８に記憶されている電池残量の閾値Ａが読み出される。ここで、電池残量の閾値Ａは、全チャネルを動作させた場合でも十分チャネル動作が可能な電池残量の閾値である。

そして、電池残量検出値が閾値Ａ以上か否かの判断が行われる（ステップＳ１０２）。電池残量検出値が閾値Ａ以上の場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、全サーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ１０３）。ここで、サーチエンジンの駆動とは、多チャネルデコーダ１６のチャネル毎に行われるＧＰＳ信号の受信処理のことをいう。

ステップＳ１０３の実行後、ＧＰＳ受信処理が行われる（ステップＳ１０４）。ここで、ＧＰＳ受信処理とは、複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する処理のほかに、ＧＰＳ受信装置１００の現在位置を算出する処理及びＧＰＳ信号に含まれる時刻情報を取得する処理を含む。

そして、ＰＤＯＰが閾値Ｄ以下となる衛星が再選択される（ステップＳ１０５）。ここで、閾値Ｄとは、ＧＰＳ受信装置１００の受信精度を判断する基準となる閾値のことをいう。ここで、ＧＰＳ受信装置１００の受信精度が閾値Ｄよりも良好な場合は、ＰＤＯＰが閾値Ｄよりも大きくなるものとする。また、再選択とは、ステップＳ１０４のＧＰＳ受信処理にて選択されているＧＰＳ衛星の中からＰＤＯＰを算出し、算出したＰＤＯＰに基づいてＧＰＳ衛星を選択することをいう。

ステップＳ１０２にて、電池残量検出値が閾値Ａ以下の場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、電池残量検出値が閾値Ｂ以上か否かの判断が行われる（ステップＳ１０６）。ここで、電池残量の閾値Ｂとは、４チャネルを動作させた場合でも十分チャネル動作が可能な電池残量の閾値のことをいう。

電池残量検出値が閾値Ｂ以上の場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、４つのサーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ１０７）。そして、３ＤＦｉｘｍｏｄｅでＧＰＳ受信処理が行われる（ステップＳ１０８）。ここで、３ＤＦｉｘｍｏｄｅとは、４つのＧＰＳ衛星で位置測定を行う測定モードのことをいう。

ステップＳ１０８の実行後、４チャネルにより選択された４つのＧＰＳ衛星に基づくＰＤＯＰと閾値Ｄとの比較が行われる（ステップＳ１０９）。ＰＤＯＰが閾値Ｄよりも小さい場合（即ち、４つのＧＰＳ衛星の組み合わせでＧＰＳ受信装置１００の受信状態が悪い場合）は（ステップＳ１０９；ＮＯ）、ＧＰＳ衛星の選択が行われる。そして、選択されたＧＰＳ衛星において、再度ステップＳ１０８のＧＰＳ計測が実行される。ＰＤＯＰが閾値Ｄよりも大きい場合（即ち、４つのＧＰＳ衛星の組み合わせでＧＰＳ受信装置１００の受信状態が良好な場合）は、（ステップＳ１０９；ＹＥＳ）、ステップＳ１１４へ移行される。

ステップＳ１０６にて、電池残量検出値が閾値Ｂ以下の場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、電池残量検出値が閾値Ｃ以上か否かの判断が行われる（ステップＳ１１０）。ここで、電池残量の閾値Ｃとは、３チャネルを動作させた場合でも十分チャネル動作が可能な電池残量の閾値のことをいう。

電池残量検出値が閾値Ｃ以上の場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）、３つのサーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ１１１）。そして、２ＤＦｉｘｍｏｄｅでＧＰＳ受信処理が行われる（ステップＳ１１２）。ここで、２ＤＦｉｘｍｏｄｅとは、３つのＧＰＳ衛星で位置測定を行う測定モードのことをいう。

ステップＳ１１２の実行後、３チャネルにより選択された３つのＧＰＳ衛星に基づくＰＤＯＰと閾値Ｄとの比較が行われる（ステップＳ１１３）。ＰＤＯＰが閾値Ｄよりも小さい場合（即ち、３つのＧＰＳ衛星の組み合わせでＧＰＳ受信装置１００の受信状態が悪い場合）は（ステップＳ１１３；ＮＯ）、ＧＰＳ衛星の選択が行われる。そして、選択されたＧＰＳ衛星において、再度ステップＳ１１２のＧＰＳ計測が実行される。ＰＤＯＰが閾値Ｄよりも大きい場合（即ち、３つのＧＰＳ衛星の組み合わせでＧＰＳ受信装置１００の受信状態が良好な場合）は、（ステップＳ１１２；ＹＥＳ）、ステップＳ１１４へ移行される。

ステップＳ１１０にて、電池残量検出値が閾値Ｃ以下の場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）、１つのサーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ１１９）。そしてＧＰＳ信号に含まれる時刻情報の取得が行われる（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０の実行後、ステップＳ１１６へ移行される。

ステップＳ１０５、Ｓ１０９、Ｓ１１３の実行後、ＧＰＳ受信装置１００の現在位置確定処理が行われる（ステップＳ１１４）。ここで、現在位置確定処理とは、ステップＳ１０５にて再選択されたＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信装置１００の現在位置を確定する処理のことをいう。例えば、ステップＳ１０５よりＧＰＳ衛星が４つ再選択された場合、当該４つのＧＰＳ衛星から受信した航法データに基づいて、ＧＰＳ受信装置１００の現在位置が確定される。そして、ＧＰＳ受信装置１００の現在位置が装置制御回路部２０に出力される（ステップＳ１１５）。当該ＧＰＳ受信装置１００の現在位置が表示部２５を介して表示されることにより、ユーザは現在位置を知ることが出来る。

ステップＳ１１５の後、時刻修正を行うか否かの判断が行われる（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６は、例えば、表示部２５を介して表示がされ、当該表示をユーザが参照することにより行われる。ユーザは表示部２５に表示された内容を参照して、入力部２３を介して時刻修正を行うか否かの指示を入力することができる。

ユーザにより時刻修正を行う旨の指示が入力された場合（ステップＳ１１６；ＹＥＳ）、航法データに含まれる時刻情報が装置制御回路部２０へ送信される（ステップＳ１１７）。そして、装置制御回路部２０から内部時刻修正の終了通知を受信する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８の実行後、第１のＧＰＳ受信制御処理は終了する。また、ユーザより時刻修正処理を行わない旨の指示が入力された場合（ステップＳ１１６；ＮＯ）についても、第１のＧＰＳ受信制御処理は終了する。

次に、装置制御回路部２０で実行される第１の時刻修正処理を説明する。第１の時刻修正処理は、ＧＰＳ制御回路部１８から時刻情報を受信して、時計部１４の内部時刻を修正する処理のことである。

例えば、ＧＰＳ受信装置１００において、ＧＰＳ制御回路部１８から時刻情報が送信されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２６の第１の時刻修正プログラムエリア２６ａから第１の時刻修正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ＲＡＭ２７の第１の時刻修正プログラムエリア２７ｂに展開され、展開された第１の時刻修正プログラムと装置制御回路部２０との協働により第１の時刻修正プログラムが実行される。

まず、ＧＰＳ制御回路部１８から送信された時刻情報が受信される（ステップＳ１２１）。そして、内部時刻の修正が行われる（ステップＳ１２２）。ここで、内部時刻の修正とは、取得された時刻情報に基づいて、計時回路部２１で計時されていた現在時刻を修正することをいう。内部時刻の修正後、内部時刻の修正終了通知がＧＰＳ制御回路部１８へ送信される（ステップＳ１２３）。ステップＳ１２３の実行後、第１の時刻修正処理は終了する。

（第１の実施の形態の変形例）
次に、図６を参照して、本発明に係る第１の実施の形態の変形例を説明する。図６に第２の電池残量検出処理と第２の時刻修正処理との流れを示す。

本実施の形態の装置構成は、第１の実施の形態と同様にＧＰＳ受信装置１００を用い、同様な部分について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。

ＧＰＳ受信装置１００において、ＲＯＭ２８のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ｂに第２のＧＰＳ受信制御プログラムが記憶される。また、ＲＯＭ２６の第２の時刻修正プログラムエリアに第２の時刻修正プログラムが記憶される。

図６を参照して、本実施の形態におけるＧＰＳ受信装置１００の動作を説明する。図６にＧＰＳ制御回路部１８で実行される第２のＧＰＳ受信制御処理と装置制御回路部２０で実行される第２の時刻修正処理とを示す。まず、第２のＧＰＳ受信制御処理について説明する。第２のＧＰＳ受信制御処理は、ＧＰＳ受信装置１００の電池残量を検出し、その後、受信するチャネルの数を決定し、更にＧＰＳ信号の受信動作を行う処理である。

例えば、ＧＰＳ受信装置１００において、第２のＧＰＳ受信制御処理の実行指示が入力部２３を介して入力されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２８の第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２８ｂから第２のＧＰＳ受信制御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ＧＰＳ受信制御プログラムがＲＡＭ２９の第２のＧＰＳ受信制御プログラムエリア２７ｃに展開され、展開された第２のＧＰＳ受信制御プログラムとＧＰＳ制御回路部１８との協働により第２のＧＰＳ受信制御プログラムが実行される。

まず、電圧検出回路部１９から電池残量検出値が取得される（ステップＳ２０１）。そして、ＲＯＭ２８に記憶されている電池残量の閾値Ｅが読み出される。ここで、電池残量の閾値Ｅは、全チャネルを動作させた場合でも十分チャネル動作が可能な電池残量の閾値である。

そして、電池残量検出値が閾値Ｅ以上か否かの判断が行われる（ステップＳ２０２）。電池残量検出値が閾値Ｅ以上の場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、全サーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３の実行後、時刻情報の取得が行われる（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０２にて、電池残量検出値が閾値Ｅ以下の場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、１つのサーチエンジンを駆動するように設定が行われる（ステップＳ２０５）。そして、時刻情報の取得が行われる（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の実行後、ステップＳ２０７へ移行される。

ステップＳ２０４、Ｓ２０６の実行後、装置制御回路部２０に時刻情報の送信が行われる（ステップＳ２０７）。そして、装置制御回路部２０より内部時刻の修正終了通知が送信され、当該内部時刻の修正終了通知が受信される（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０８の実行後、第２のＧＰＳ受信制御処理は終了する。

次に、装置制御回路部２０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制御回路部１８から時刻情報を受信して、時計部１４の内部時刻を修正する処理のことである。

例えば、ＧＰＳ受信装置１００において、ＧＰＳ制御回路部１８から時刻情報が送信されたこと等をトリガとして、ＲＯＭ２６の第２の時刻修正プログラムエリア２６ｂから第２の時刻修正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ＲＡＭ２７の第２の時刻修正プログラムエリア２７ｃに展開され、展開された第２の時刻修正プログラムと装置制御回路部２０との協働により第２の時刻修正プログラムが実行される。

まず、ＧＰＳ制御回路部１８から送信された時刻情報が受信される（ステップＳ２０９）。そして、内部時刻の修正が行われる（ステップＳ２１０）。内部時刻の修正後、内部時刻の修正終了通知がＧＰＳ制御回路部１８へ送信される（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の実行後、第２の時刻修正処理は終了する。

以上、第１の実施の形態及び第１の実施の形態の変形例によれば、電池残量値の大きさに応じて動作させる受信チャネルの数を決定し、この決定された受信チャネルの数だけ受信チャネルを動作させるように制御することにより、消費電力の低減化が可能となる。

また、電池残量値と電池残量閾値との比較結果に応じて、動作させるべき受信チャネルの数を決定することができる。これにより、消費電力の低減化が可能となる。

また、電池残量値が閾値Ｂ以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定することができる。これにより、ＧＰＳ受信装置１００の消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置１００の位置測定及び時刻修正が可能となる。また、電池残量値が閾値Ｃ以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定することができる。これにより、ＧＰＳ受信装置１００の消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置１００の位置測定及び時刻修正が可能となる。また、電池残量値が閾値Ｃ以下の場合、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定することができる。これにより、消費電力の低減化と共に、ＧＰＳ受信装置１００の時刻修正が可能となる。

また、ＧＰＳ受信装置１００の全チャネルでＧＰＳ信号を受信する場合、ＧＰＳ衛星の選択の幅が広くなる。また、全ＧＰＳ衛星の中からＰＤＯＰに基づいてＧＰＳ衛星を選択できるので、ＧＰＳ衛星を選択する時間の高速化を図ることができる。また、ＧＰＳ受信装置１００の位置測定及び時刻修正が可能となる。

また、上記の実施の形態においては表示部２５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ＧＰＳ受信装置１００の位置情報及び現在時刻情報を出力するＧＰＳ受信装置としても良い。

その他、上記実施の形態におけるＧＰＳ受信装置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ＧＰＳ受信装置１００を示すブロック図である。 ＲＯＭ２８、ＲＡＭ２９、ＲＯＭ２６及びＲＡＭ２７の記憶エリアを示す図である。 航法データの内容を示す図である。 受信チャネルと衛星との対応関係を示す図である。 本発明に係る第１のＧＰＳ受信制御処理及び第１の時刻修正処理を示すフローチャートである。 本発明に係る第２のＧＰＳ受信制御処理及び第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 アンテナ
１１ アンテナ・プリアンプ
１２ 高周波受信回路部
１３ デジタル信号処理部
１４ 時計部
１５ 電源回路部
１６ 多チャネルデコーダ
１７ メモリ
１８ ＧＰＳ制御回路部
１９ 電圧検出回路部
２０ 装置制御回路部
２１ 計時回路部
２２ 発振回路部
２３ 入力部
２４ 表示出力部
２５ 表示部
２６、２８ ＲＯＭ
２７、２９ ＲＡＭ
１００ ＧＰＳ受信装置

Claims (2)

1. 電池で駆動されるＧＰＳ受信装置において、
   複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を受信する複数の受信チャネルを有する受信手段と、
   前記電池の残量を検出する電池残量検出手段と、
   前記電池残量検出手段により検出された電池残量値の大きさに基づいて、前記受信チャネルの数を決定する受信チャネル数決定手段と、
   この受信チャネル数決定手段により決定された数の受信チャネルで前記ＧＰＳ信号の受信動作を行うように前記受信手段を制御する受信チャネル制御手段とを備え、
   前記受信チャネル数決定手段は、
   互いに異なる値の複数の電池残量閾値が記憶された記憶手段と、
   前記電池残量検出手段により検出された電池残量値と前記記憶手段に記憶された電池残量閾値とを比較する比較手段と、
   この比較手段により比較された結果に応じて動作させるべき受信チャネルの数を決定する決定手段とを備え、
   前記記憶手段は、
   第１の電池残量閾値と第２の電池残量閾値とが記憶されており、
   前記決定手段は、
   前記電池残量値が前記第１の電池残量閾値以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定し、
   前記電池残量値が前記第２の電池残量閾値よりも大きい場合、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定し、
   前記電池残量値が前記第２の電池残量閾値以下の場合、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定することを特徴とするＧＰＳ受信装置。
2. 電池駆動されるＧＰＳ信号受信方法において、
   複数のＧＰＳ衛星から送信されたＧＰＳ信号を複数の受信チャネルを有する受信部を備えており、電池で駆動されるＧＰＳ受信装置に用いられるＧＰＳ信号受信方法において、
   前記電池の残量を検出する電池残量検出工程と、
   この電池残量検出工程により検出された電池残量値の大きさに基づいて、前記受信チャネルの数を決定する受信チャネル数決定工程と、
   この受信チャネル数決定工程により決定された数の受信チャネルで前記ＧＰＳ信号の受信動作を行うように前記受信部を制御する受信チャネル制御工程とを含み、
   前記受信チャネル数決定工程は、
   前記電池残量検出工程により検出された電池残量値と予め定められている電池残量閾値とを比較する比較工程と、
   この比較工程により比較された結果に応じて動作させるべき受信チャネルの数を決定する決定工程とを含み、
   前記決定工程は、
   前記電池残量値が前記予め定められている第１の電池残量閾値以上の場合、動作させるべき受信チャネルの数を４個と決定し、
   前記電池残量値が前記予め定められている第２の電池残量閾値よりも大きい場合、動作させるべき受信チャネルの数を３個と決定し、
   前記電池残量値が前記予め定められている第２の電池残量閾値以下の場合、動作させるべき受信チャネルの数を１個と決定することを特徴とするＧＰＳ信号受信方法。

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