卫星信号接收装置、计时装置以及卫星信号接收方法

专利名称：卫星信号接收装置、计时装置以及卫星信号接收方法
技术领域：
本发明涉及卫星信号接收装置、计时装置以及卫星信号接收方法。
背景技术：
广泛公知有如下的GPS系统(Global Positioning System):环绕地球上空的轨 道的人工卫星(GPS卫星)发送重叠了时刻信息和轨道信息的电波(卫星信号)，地上的接 收机(GPS接收机)接收该电波(卫星信号)并对自身位置进行测位。
GPS接收机捕捉多个GPS卫星，从捕捉到的GPS卫星取得包含准确的时刻信息 (GPS时刻信息)和轨道信息在内的卫星信息，使用所取得的卫星信息进行测位计算，取得 自身的位置信息。因此，根据卫星信号的强度取得卫星信息需要时间，存在测位计算怎么也 无法收敛的情况。因此，在专利文献l中，提出了具有热启动模式和冷启动模式的GPS接收 机，在热启动模式中，在备用存储器中存储以前取得的卫星轨道信息(例如年历参数)，使 用存储在备用存储器中的信息来推测当前能够捕捉的GPS卫星，并尝试该捕捉，由此，能够 縮短从起动到测位所需要的时间，在冷启动模式中，针对全部GPS卫星依次尝试捕捉。
专利文献1日本特开2005-106720号公报 在要求低消耗电力的用途中，期望从起动到测位所需要的消耗电力少。 并且，在取得位置信息的机会小、且其间隔长的用途(例如根据位置信息进行时
差校正的钟表等)中，往往以前取得的卫星轨道信息(例如年历参数)的有效期限(例如
在GPS中为几周)已过。因此，大致每次都要在冷启动模式下起动，几乎无法在热启动模式
下起动。

发明内容
本发明正是鉴于以上这种问题点而完成的，其目的在于，提供能够降低消耗电力 的卫星信号接收装置、计时装置以及卫星信号接收方法。 (1)本发明的卫星信号接收装置包含接收运算部，该接收运算部进行接收从位置 信息卫星发送的卫星信号并根据所述卫星信号生成位置信息的接收运算处理，该卫星信号 接收装置的特征在于，所述卫星信号至少包含有包含所述位置信息卫星的详细轨道信息在 内的详细轨道信息期间、和包含所述位置信息卫星的概略轨道信息在内的概略轨道信息期 间，所述接收运算部在所述详细轨道信息期间进行所述接收运算处理，将所述概略轨道信 息期间作为接收动作停止期间，在所述接收动作停止期间停止所述接收运算处理的至少一 部分。 卫星信息是位置信息卫星保有的时刻信息和位置信息卫星的轨道信息等。
详细轨道信息是正在发送卫星信号的位置信息卫星自身的详细的轨道信息。例 如，在GPS卫星的情况下，详细轨道信息对应于星历参数，详细轨道信息期间对应于发送导 航消息的子帧2和3的期间。 概略轨道信息是全部位置信息卫星的粗略的轨道信息。例如，在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，概略轨道信息对应于年历参数，概略轨道信息期间对应于发送导航消息 的子帧4和5的期间。 根据本发明，取得生成位置信息所需要的详细轨道信息，在发送生成位置信息所 不需要的概略轨道信息的期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能够降低卫星信号 接收装置的消耗电流。 (2)在该卫星信号接收装置中，所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修 正信息期间，将所述卫星修正信息期间作为所述接收动作停止期间。 卫星修正信息是正在发送卫星信号的位置信息卫星自身的钟表的修正值(时刻
修正参数)和健康信息等。例如，在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，卫星修正信息对应
于卫星修正数据，卫星修正信息期间对应于发送导航消息的子帧1的期间。 根据本发明，取得生成位置信息所需要的详细轨道信息，在发送生成位置信息所
不需要的概略轨道信息和卫星修正信息的期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能
够降低卫星信号接收装置的消耗电流。 (3)在该卫星信号接收装置中，所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修 正信息期间，在从取得所述接收运算处理开始后的最初的所述卫星修正信息后到完成所述 接收运算处理为止的期间内，将所述卫星修正信息期间作为所述接收动作停止期间。
根据本发明，在接收运算处理中取得最初的卫星修正信息后，取得生成位置信息 所需要的详细轨道信息，在发送生成位置信息所不需要的概略轨道信息和卫星修正信息的 期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能够降低卫星信号接收装置的消耗电流。
(4)在该卫星信号接收装置中，所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修 正信息期间，在取得所述卫星修正信息后的规定时间内，将所述卫星修正信息期间作为所 述接收动作停止期间。 根据本发明，在取得卫星修正信息后的规定时间内，取得生成位置信息所需要的
详细轨道信息，在发送生成位置信息所不需要的概略轨道信息和卫星修正信息的期间，停
止接收运算处理的至少一部分。因此，能够降低卫星信号接收装置的消耗电流。
(5)在该卫星信号接收装置中，所述接收运算处理包含接收从位置信息卫星发
送的卫星信号的接收处理、和根据所述卫星信号中包含的所述详细轨道信息生成位置信息
的位置信息生成处理，所述接收运算部在所述接收动作停止期间停止所述接收处理的至少
一部分。 根据本发明，在接收动作停止期间停止接收处理的至少一部分。因此，能够降低卫 星信号接收装置的消耗电流，同时继续进行位置信息生成处理。 (6)在该卫星信号接收装置中，所述接收运算部在所述接收动作停止期间停止所 述位置信息生成处理的至少一部分。 根据本发明，在接收动作停止期间，除了停止接收处理的至少一部分以外，还停止 位置信息生成处理的至少一部分。因此，能够进一步降低卫星信号接收装置的消耗电流。
(7)在该卫星信号接收装置中，该卫星信号接收装置包含第1存储部，该第1存储 部存储所述接收运算处理所需要的数据，所述第1存储部在所述接收动作停止期间保持所 述数据。 根据本发明，在接收动作停止期间中也能够保持接收运算处理所需要的数据，所以，能够迅速地再次开始接收运算处理。 (8)在该卫星信号接收装置中，所述数据包含接收到的所述位置信息卫星的频率 偏差数据、虚拟距离数据、详细轨道信息、卫星时刻数据以及卫星修正数据中的至少任意一 方。 根据本发明，在接收动作停止期间中也能够保持频率偏差数据、虚拟距离数据和
卫星时刻数据中的至少一方，所以，能够迅速地再次开始接收运算处理。
(9)在该卫星信号接收装置中，该卫星信号接收装置包含第2存储部，所述接收运
算部进行根据所述详细轨道信息生成相当于概略轨道信息的信息的概略轨道信息生成处
理，所述第2存储部保持所述相当于概略轨道信息的信息。 根据本发明，即使不接收概略轨道信息，也能够根据详细轨道信息生成并保持相
当于概略轨道信息的信息。因此，通过在下次接收运算处理开始时使用该相当于概略轨道
信息的信息，从而推测当前能够捕捉的位置信息卫星，并尝试该捕捉，由此，能够縮短从接
收运算处理开始到捕捉到位置信息卫星为止所需要的时间。
(10)在该卫星信号接收装置中，所述位置信息卫星是GPS卫星。
(11)本发明的计时装置的特征在于，该计时装置包含上述任意一项所述的卫星
信号接收装置；保持内部时刻信息的计时部；以及校正所述内部时刻信息的时刻校正部，
所述接收运算部根据所述位置信息生成时差校正信息，所述时刻校正部根据所述时差校正
信息来校正所述内部时刻信息。 根据本发明，能够降低消耗电力，同时根据由卫星信号生成的位置信息来进行时 差校正。 (12)本发明的卫星信号接收方法接收从位置信息卫星发送的卫星信号并根据所 述卫星信号生成位置信息，其特征在于，所述卫星信号至少包含有包含所述位置信息卫星 的详细轨道信息在内的详细轨道信息期间、和包含所述位置信息卫星的概略轨道信息在内 的概略轨道信息期间，该卫星信号接收方法包含以下步骤在所述详细轨道信息期间进行 接收所述卫星信号并根据所述卫星信号生成位置信息的接收运算处理的步骤；以及在所述 概略轨道信息期间停止所述接收运算处理的至少一部分的步骤。 根据本发明，取得生成位置信息所需要的详细轨道信息，在发送生成位置信息所 不需要的概略轨道信息的期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能够实现降低了消 耗电流的卫星信号接收方法。


图1是用于说明GPS系统的概要的图。 图2(A) 图2(C)是用于说明导航消息的结构的图。 图3(A)和图3(B)是用于说明第1实施方式的带GPS的手表的结构的图。
图4是用于说明第1实施方式的带GPS的手表的电路结构的图。
图5是用于说明第1实施方式的控制部的结构的图。
图6是用于说明第1实施方式的第1存储部的结构的图。 图7是示出第1实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得模 式)步骤的一例的流程图。
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图8是用于说明第1实施方式的GPS装置中包含的接收运算部的接收运算处理的 动作的时序图。 图9是示出第2实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得模 式)步骤的一例的流程图。 图10是用于说明第2实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处 理的动作的时序图。 图11是示出第3实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。 图12是用于说明第3实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处 理的动作的时序图。 图13是示出第4实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。 图14是用于说明第4实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处 理的动作的时序图。 图15是示出第5实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。
标号说明 1 :GPS接收机(带GPS的手表)；10 :GPS卫星；11 :表盘；12 :指针；13 :显示器； 14 :表冠;15 :按钮;16 :按钮;17 :外壳;18 :表圈;19 :表面玻璃；20 :电动机线圈；21 :磁性 片；22 :充电用线圈；23 :背面玻璃；24 :电池；25 :电路基板；26 :背盖；27 :GPS天线；28 :充 电控制电路；30 :接收用IC(接收电路)；34 :调节器；35 :调节器；40 :控制用IC(控制部、 CPU) ;50 :RF部；51 :LNA ;52 :混频器；53 :VCO ;54 :PLL电路；55 :IF放大器55 ;56 :IF滤波 器；57 :ADC(A/D转换器);60 :基带部；61 :DSP ;62 :CPU ;63 :SRAM ;64 :RTC ;65 :带温度补偿 电路的石英振荡电路(TCXO) ;66 :闪存；70 :GPS装置；80 :时刻显示装置。
具体实施例方式
下面，使用附图详细说明本发明的优选实施方式。另外，以下说明的实施方式没有
不当地限定权利要求书记载的本发明的内容。并且，以下说明的结构不全是本发明的必须
结构要件。 1. GPS系统 1-1.概要 图1是用于说明GPS系统的概要的图。 GPS卫星IO在地球上空的规定轨道上环绕，在1. 57542GHz的电波(LI波)中重叠 导航消息并向地面发送。这里，GPS卫星IO是本发明的位置信息卫星的一例，重叠有导航 消息的1. 57542GHz的电波(以下称为"卫星信号")是本发明的卫星信号的一例。
目前，存在大约30个GPS卫星10(在图1中，仅图示大约30个中的GPS卫星10a、 10b、 10c、 10d这四个)，为了识别从哪个GPS卫星10发送了卫星信号，各GPS卫星10在卫 星信号中重叠被称为C/A码(Coarse/Acquisition Code)的1023chip (lms周期)的固有 模式。C/A码可以视为各chip+1或-1的任意一方的随机模式。因此，通过取卫星信号和各C/A码的模式的相关，能够检测重叠在卫星信号中的C/A码。 GPS卫星10搭载了原子钟表，在卫星信号中包含利用原子钟表计时的极其准确的 时刻信息(以下称为"GPS时刻信息")。并且，通过地面的控制段来测定搭载在各GPS卫星 IO中的原子钟表的微小的时刻误差，在卫星信号中还包含用于修正该时刻误差的时刻修正 参数。因此，GPS接收机1接收从一个GPS卫星10发送的卫星信号，使用其中包含的GPS时 刻信息和时刻修正参数，能够将内部时刻校正为准确的时刻。 在卫星信号中还包含表示GPS卫星10在轨道上的位置的轨道信息。GPS接收机1 能够使用GPS时刻信息和轨道信息进行测位计算。以GPS接收机1的内部时刻包含某种程 度的误差为前提，进行测位计算。即，除了用于确定GPS接收机1的三维位置的x、y、z参数 以外，时刻误差也是未知数。因此，GPS接收机1 一般接收分别从4个以上的GPS卫星分别 发送的卫星信号，使用其中包含的GPS时刻信息和轨道信息，进行测位计算。
1-2.导航消息 图2(A) 图2(C)是用于说明导航消息的结构的图。 如图2(A)所示，导航消息构成为以全部比特数1500比特的主帧为1单位的数据。 主帧被分割为分别为300比特的5个子帧1 5。 1个子帧数据以6秒从各GPS卫星10发 送。因此，1个主帧数据以30秒从各GPS卫星10发送。 在子帧1中包含星期编号数据(WN)和时刻修正参数等的卫星修正数据。星期编 号数据是表示包含当前的GPS时刻信息的星期的信息。GPS时刻信息的起点是UTC (协定世 界时间)中的1980年1月6日OO:OO:OO，在这一天开始的星期的星期编号为O。星期编号 数据以l周单位进行更新。 在子帧2、3中包含星历参数(各GP3卫星10的详细的轨道信息)。并且，在子帧 4、5中包含年历参数(所有GPS卫星10的概略轨道信息)。 进而，在子帧1 5中，从起始包含有存储了 30比特的TLM(Telemetry word)数 据的TLM (Telemetry)字和存储了 30比特的HOW (hand over word)数据的HOW字。
因此，TLM字和HOW字以6秒间隔从GPS卫星10发送，与此相对，星期编号数据等 卫星修正数据、星历参数、年历参数以30秒间隔发送。 如图2(B)所示，在TLM字中包含前置码数据、TLM消息、Reserved比特、奇偶校验 位数据。 如图2(C)所示，在HOW字中包含TOW (Time of week,也称为"Z计数")这样的时 刻信息。z计数数据用秒来显示从每周星期日的0点起的经过时间，在下周星期日的0点返 回为0。 S卩，Z计数数据是从一周的开始起按照每一周所表示的秒单位的信息，是以1. 5秒 单位表示经过时间的数。这里，Z计数数据表示发送下一子帧数据的起始比特的时刻信息。 例如，子帧l的Z计数数据表示发送子帧2的起始比特的时刻信息。并且，在HOW字中还包 含表示子帧ID的3比特的数据(ID码)。S卩，在图2(A)所示的子帧1 5的H0W字中，分 别包含"001"、"010"、"011"、 "100"、"101"的ID码。 GPS接收机1取得子帧1中包含的星期编号数据和子帧1 5中包含的HOW字(Z 计数数据)，由此，能够取得GPS时刻信息。但是，在GPS接收机1以前取得星期编号数据、 并在内部对取得了星期编号数据的时期起的经过时间进行计数的情况下，即使不取得星期 编号数据，也能够得到GPS卫星现在的星期编号数据。因此，GPS接收机1只要取得Z计数数据，就能够估计出现在的GPS时刻信息。因此，GPS接收机1通常仅取得Z计数数据作为 时刻信息。 另夕卜，TLM字、HOW字(Z计数数据)、卫星修正数据、星历参数、年历参数等是本发 明的卫星信息的一例。 作为GPS接收机l，例如可以考虑带GPS装置的手表(以下称为"带GPS的手表")。
带GPS的手表是本发明的包含卫星信号接收装置的计时装置的一例，下面说明本实施方式
的带GPS的手表。 2.带GPS的手表 2-1.第1实施方式[带GPS的手表的结构] 图3(A)和图3(B)是用于说明第1实施方式的带GPS的手表的结构的图。图3 (A) 是带GPS的手表的概略平面图，图3(B)是图3(A)的带GPS的手表的概略剖面图。
如图3(A)所示，带GPS的手表1具有表盘11和指针12。在形成于表盘ll的一部 分的开口部上组装有显示器13。显示器13由LCD(LiquidCrystal Display)显示面板等构 成，显示当前的经度和纬度、当地的城市名称等信息以及各种消息信息。指针12由秒针、分 针、时针等构成，经由齿轮用步进电动机驱动。 带GPS的手表1构成为能够设定为如下两个模式通过手动操作表冠14和按钮 15、16从而接收来自至少1个GPS卫星10的卫星信号来进行内部时刻信息的校正的模式 (时刻信息取得模式)、以及接收来自多个GPS卫星10的卫星信号来进行测位计算从而校 正内部时刻信息的时差的模式(位置信息取得模式)。并且，带GPS的手表1能够定期(自 动)执行时刻信息取得模式和位置信息取得模式。 如图3(B)所示，带GPS的手表1具有由不锈钢(SUS)、钛等的金属构成的外壳17。
外壳17形成为大致圆筒状，在表面侧的开口经由表圈(bezel) 18安装有表面玻璃 19。并且，在外壳17的背面侧的开口安装有背盖26。背盖26由金属形成为环状，在其中央 开口安装有背面玻璃23。 在外壳17的内部配置有驱动指针12的步进电动机、GPS天线27、电池24等。 步进电动机由电动机线圈20、定子、转子等构成，经由齿轮驱动指针12。 GPS天线27是接收来自多个GPS卫星10的卫星信号的天线，通过贴片天线、螺旋
天线、芯片天线等实现。GPS天线27配置在表盘11的时刻显示面的相反侧的面(背面侧)，
接收通过了表面玻璃19和表盘11的卫星信号。因此，表盘11和表面玻璃19由使1. 5GHz
频带的电波通过的材料、例如塑料构成。并且，表圈18由接收性能的劣化比金属部件少的
陶瓷等构成。 在GPS天线27的背盖侧配置有电路基板25，在电路基板25的背盖侧配置有电池 24。 在电路基板25上安装有包含对由GPS天线27接收到的卫星信号进行处理的接收 电路在内的接收用IC 30、进行步进电动机的驱动控制等的控制用IC 40等。接收用IC 30 和控制用IC 40由从电池24提供的电力驱动。 电池24是锂离子电池等的可充电的二次电池，在电池24的下侧(背盖侧)配置 有磁性片21。隔着磁性片21配置有充电用线圈22，电池24能够利用电磁感应从外部充电器进行充电。 并且，磁性片21能够使磁场迂回。因此，磁性片21能够降低电池24的影响而有
效地进行能量传送。为了进行电力转送，在背盖26的中央部配置有背面玻璃23。 另外，在本实施方式中，作为电池24，使用锂离子电池等的二次电池，但是，也可以
使用锂电池等的一次电池。并且，关于设置二次电池时的充电方法，不限于本实施方式那样
设置充电用线圈22利用电磁感应方式从外部充电器进行充电，例如，也可以在带GPS的手
表1上设置太阳电池等发电机构进行充电。[带GPS的手表的电路结构] 图4是用于说明第1实施方式的带GPS的手表的电路结构的图。 带GPS的手表1构成为包含GPS装置70和时刻显示装置80。 GPS装置70包含本
发明的接收运算部，进行卫星信号的接收(本发明的接收处理)、GPS卫星10的捕捉、位置
信息的生成(本发明的位置信息生成处理)、时刻校正信息的生成等的处理。GPS装置70
进行的这些处理对应于本发明的接收运算处理。时刻显示装置80包含本发明的计时部和
时刻校正部，进行内部时刻信息的保持和内部时刻信息的校正等的处理。 充电用线圈22通过充电控制电路28对电池24进行充电。电池24经由调节器34
向GPS装置70提供驱动电力，经由调节器35向时刻显示装置80提供驱动电力。 另外，代替调节器35，例如，也可以分开设置向RF部50 (详细后述)提供驱动电力
的调节器35-l、和向基带部60(详细后述)提供驱动电力的调节器35-2(均未图示)。调
节器35-1也可以设置在RF部50的内部。 [GPS装置的结构] GPS装置70包含GPS天线27和SAW (Surface Acoustic Wave :表面弹性波)滤波 器31。如图3(B)中说明的那样，GPS天线27是接收来自多个GPS卫星10的卫星信号的天 线。但是，GPS天线27还接收一些卫星信号以外的不需要的电波，所以，SAW滤波器31进行 从GPS天线27接收到的信号中提取卫星信号的处理。S卩，SAW滤波器31构成为使1.5GHz 频带的信号通过的带通滤波器。 并且，GPS装置70包含接收用IC (接收电路)30 。接收电路30构成为包含RF (Radio Frequency :无线频率)部50和基带部60。如以下说明的那样，接收电路30进行如下处理 从SAW滤波器31提取出的1. 5GHz频带的卫星信号中，取得导航消息中包含的轨道信息和 GPS时刻信息等的卫星信息。 RF部50构成为包含LNA(Low Noise Amplifier) 51、混频器52、 VCO(Voltage Controlled Oscillator) 53、 PL"Phase Locked Loop)电路54、 IF放大器55、 IF (Intermediate Frequency :中间频率)滤波器56、 ADC(A/D转换器)57等。RF部50进 行本发明的接收处理。 SAW滤波器31提取出的卫星信号利用LNA 51放大。利用LNA 51放大后的卫星 信号利用混频器52与VC0 53输出的时钟信号进行混合，降频为中间频带的信号。PLL电 路54对将VC0 53的输出时钟信号分频后的时钟信号和基准时钟信号进行相位比较，使VCO 53的输出时钟信号与基准时钟信号同步。其结果，VC0 53能够输出基准时钟信号的频率精 度稳定的时钟信号。另外，作为中间频率，例如能够选择几MHz。 利用混频器52混合后的信号利用IF放大器55放大。这里，通过混频器52的混合，生成中间频带的信号和几GHz的高频信号。因此，IF放大器55对中间频带的信号和几 GHz的高频信号进行放大。IF滤波器56使中间频带的信号通过，并除去该几GHz的高频信 号(准确地讲，衰减到规定的电平以下)。通过IF滤波器56的中间频带的信号利用ADC(A/ D转换器)57转换为数字信号。 基带部60构成为包含DSP(Digital Signal Processor) 61 、 CPU(CentralProcessing Unit)62、 S廳(Static Random Access Memory)63、 RTC(实时时 钟)64。并且，在基带部60上连接有带温度补偿电路的石英振荡电路(TCX0 :Temperature Compensated Crystal Oscillator)65和闪存66等。基带部60进行本发明的位置信息生 成处理。并且，SRAM 63也可以作为本发明的第1存储部发挥功能。 带温度补偿电路的石英振荡电路(TCX0)65与温度无关地生成大致一定频率的基 准时钟信号。 在闪存66中例如存储有时差信息。时差信息是定义了时差数据(针对与坐标值 (例如纬度和经度)相关联的UTC的修正量等)的信息。并且，闪存66也可以作为本发明 的第1存储部和第2存储部发挥功能。第1存储部和第2存储部可以是分别独立的存储器， 也可以是一个存储器中的不同存储区域。 当设定为时刻信息取得模式或位置信息取得模式时，基带部60进行根据RF部50 的ADC 57转换后的数字信号(中间频带的信号)解调基带信号的处理。
并且，当设定为时刻信息取得模式或位置信息取得模式时，基带部60在后述的卫 星检索步骤中进行如下处理产生与各C/A码相同模式的本地码，取得基带信号中包含的 各C/A码和本地码的相关。然后，基带部60调整本地码的产生定时以使针对各本地码的相 关值为峰值，在相关值为阈值以上的情况下，判断为与该本地码的GPS卫星10同步(即捕 捉到GPS卫星10)。这里，在GPS系统中，采用所有GPS卫星10使用不同的C/A码发送同一 频率的卫星信号的CDMA (Code Division MultipleAccess)方式。因此，通过判别接收到的 卫星信号中包含的C/A码，能够检索能够捕捉的GPS卫星10。 并且，基带部60在时刻信息取得模式或位置信息取得模式中进行如下处理为了 取得捕捉到的GPS卫星10的卫星信息，对与该GPS卫星10的C/A码相同模式的本地码和 基带信号进行混合。在混合后的信号中，对包含捕捉到的GPS卫星10的卫星信息在内的导 航消息进行解调。然后，基带部60进行如下处理检测导航消息的各子帧的TLM字(前置 码数据)，取得各子帧中包含的轨道信息和GPS时刻信息等的卫星信息(例如存储在SRAM 63中)。这里，GPS时刻信息是星期编号数据(WN)和Z计数数据，但是，在以前取得了星期 编号数据的情况下，也可以仅是Z计数数据。 然后，基带部60根据卫星信息，生成校正内部时刻信息所需要的时刻校正信息。
在时刻信息取得模式的情况下，更具体而言，基带部60根据GPS时刻信息进行测 时计算，生成时刻校正信息。时刻信息取得模式中的时刻校正信息例如可以是GPS时刻信 息本身，也可以是GPS时刻信息和内部时刻信息的时间差的信息。 另一方面，在位置信息取得模式的情况下，更具体而言，基带部60根据GPS时刻信 息和轨道信息进行测位计算，取得位置信息(更具体而言，为接收时带GPS的手表1所处的 场所的纬度和经度)。进而，基带部60参照存储在闪存66中的时差信息，取得与通过位置 信息确定的带GPS的手表1的坐标值(例如纬度和经度)相关联的时差数据。这样，基带部60生成卫星时刻数据(GPS时刻信息)和时差数据作为时刻校正信息。位置信息取得模 式中的时刻校正信息如上所述，可以是GPS时刻信息和时差数据本身，但是，例如，代替GPS 时刻信息，也可以是内部时刻信息和GPS时刻信息的时间差的数据。 另外，基带部60可以根据一个GPS卫星10的卫星信息来生成时刻校正信息，也可 以根据多个GPS卫星10的卫星信息来生成时刻校正信息。 并且，基带部60的动作与带温度补偿电路的石英振荡电路(TCX0)65输出的基准 时钟信号同步。RTC 64生成用于对卫星信号进行处理的定时。该RTC 64利用从TCX0 65 输出的基准时钟信号来向上计数。 [cmo][时刻显示装置的结构] 时刻显示装置80构成为包含控制用IC(控制部)40、驱动电路44、LCD驱动电路 45以及石英振子43。 控制部40具有存储部41和振荡电路42，进行各种控制。控制部40例如能够由 CPU (Central Processing Unit)构成。存储部41也可以作为本发明的第2存储部发挥功 能。 控制部40向接收电路30发送控制信号，控制GPS装置70的接收动作。并且，控 制部40控制调节器34和调节器35的动作。S卩，控制部40作为本发明的卫星信号接收装 置的一部分发挥功能。 并且，控制部40经由驱动电路44控制指针12的驱动。进而，控制部40经由LCD 驱动电路45控制显示器13的驱动。例如，控制部40也可以进行如下控制在位置信息取 得模式中，在显示器13上进行当前位置的显示。即，控制部40作为本发明的计时装置的一 部分发挥功能。 在存储部41中存储有内部时刻信息。内部时刻信息是在带GPS的手表1内部计 时的时刻的信息。即，控制部40作为本发明的计时部发挥功能。内部时刻信息通过由石英 振子43和振荡电路42生成的基准时钟信号来更新。因此，即使停止向接收电路30提供电 力，也能够更新内部时刻信息，继续指针12的走针。 当设定为时刻信息取得模式时，控制部40控制GPS装置70的动作，根据GPS时刻 信息，校正内部时刻信息并存储在存储部41中。更具体而言，内部时刻信息被校正为在所 取得的GPS时刻信息中加上UTC偏差(当前是+14秒)而求出的UTC (协定世界时间)。并 且，当设定为位置信息取得模式时，控制部40控制GPS装置70的动作，根据卫星时刻数据 (GPS时刻信息)和时差数据，校正内部时刻信息并存储在存储部41中。S卩，控制部40作为 本发明的时刻校正部发挥功能。 下面，说明第1实施方式的位置信息生成处理(位置信息取得模式)的步骤。控 制部40和基带部60由专用电路实现，能够进行这些处理的各种控制，但是，通过执行分别 存储在存储部41和SRAM 63等中的控制程序，也能够进行这些处理的各种控制。即，如图 5所示，通过控制程序，控制部40作为接收控制单元40-1、时刻信息校正单元40-2以及驱 动控制单元40-3发挥功能，基带部60作为卫星检索单元60-1、接收电平取得单元60-2、卫 星信息取得单元60-3以及测位计算单元60-4发挥功能，由此执行位置信息生成处理(位 置信息取得模式)。 并且，在本实施方式中，说明使SRAM 63作为第l存储部发挥功能的情况。在SRAM63中例如存储有接收到的位置信息卫星(GPS卫星10)的频率偏差数据63-1、虚拟距离数 据63-2、详细轨道信息(星历参数)63-3、卫星时刻数据(GPS时刻信息)63-4以及卫星修 正数据63-5、和其他运算结果等。
[位置信息生成处理] 图7是示出第1实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得模 式)步骤的一例的流程图。第1实施方式是将概略轨道信息期间(在位置信息卫星是GPS 卫星的情况下，为发送导航消息的子帧4和5的期间)作为接收动作停止期间的情况的例 子。 在设定为位置信息取得模式的情况下，带GPS的手表1执行图7所示的位置信息 生成处理(位置信息取得模式)。 位置信息生成处理(位置信息取得模式)开始后，首先，带GPS的手表1通过控制 部40(接收控制单元40-l)控制GPS装置70，进行接收处理。即，控制部40(接收控制单元 40-1)起动GPS装置70，GPS装置70开始接收从GPS卫星10发送的卫星信号(步骤S10)。
开始接收后，基带部60设定捕捉时间Ts(步骤S12)。这里，捕捉时间Ts是GPS装 置70开始接收动作后到结束后述的卫星检索步骤为止的限制时间。例如，作为捕捉时间Ts， 设定为6秒。另外，捕捉时间Ts也可以在接收开始前设定。 接着，基带部60(卫星检索单元60-l)开始卫星检索步骤(卫星搜索步骤)(步骤 S14)。在卫星检索步骤中，GPS装置70进行检索能够捕捉的GPS卫星10的处理。
具体而言，例如在存在30个GPS卫星10的情况下，首先，基带部60(卫星检索单 元60-1) —边从1到30依次变更卫星编号SV， 一边产生与卫星编号SV的C/A码相同模式 的本地码。接着，基带部60(卫星检索单元60-l)计算基带信号中包含的C/A码和本地码 的相关值。如果基带信号中包含的C/A码和本地码为相同的码，则相关值在规定定时具有 峰值，但是，如果为不同的码，则相关值不具有峰值，始终大致为零。 基带部60(卫星检索单元60-l)调整本地码的产生定时以使基带信号中包含的C/ A码和本地码的相关值最大，在相关值为规定阈值以上的情况下，判断为已捕捉到卫星编号 SV的GPS卫星IO。然后，基带部60(卫星检索单元60-l)在SRAM 63等存储部中存储捕捉 到的各GPS卫星10的信息(例如卫星编号)。 并且，伴随捕捉到的各GPS卫星10的移动，在从GPS卫星IO发送的卫星信号(电
波)中产生基于多普勒效应的频率的偏移。基带部60(卫星检索单元60-l)将捕捉到的各
GPS卫星10的频率的偏移作为频率偏差数据，存储在SRAM 63等存储部中。 接着，基带部60(卫星检索单元60-l)判断是否在经过捕捉时间L之前结束了卫
星检索步骤(步骤S18)。例如，基带部60(卫星检索单元60-l)在一边从1到30变更卫星
编号SV —边搜索GPS卫星10的情况下，通过判断卫星编号SV为30的GPS卫星10的搜索
是否结束，来判断卫星检索步骤是否结束。 在结束卫星检索步骤之前经过了捕捉时间Ts的情况下(步骤S16 :是的情况)，基 带部60 (卫星检索单元60-1)强制结束GPS装置70的接收动作(步骤S50)。在带GPS的 手表1处于无法接收的环境的情况下，例如在室内的情况下，即使进行所有GPS卫星10的 搜索，能够捕捉GPS卫星10的可能性也非常低。带GPS的手表1在即使经过捕捉时间Ts也 无法检测到能够捕捉的GPS卫星10的情况下，强制结束GPS卫星10的搜索，由此，能够降低白白消耗电力的情况。 另一方面，在经过捕捉时间Ts之前结束了卫星检索步骤的情况下(步骤S18 :是的 情况)，基带部60(卫星检索单元60-l)判定是否能够捕捉规定数(N个)以上的GPS卫星 10 (步骤S20)。 这里，在测位计算中，以带GPS的手表1的内部时刻包含某种程度的误差为前提进 行。B卩，为了确定带GPS的手表1的三维位置(x、 y、 z)，除了 x、 y、 z以夕卜，带GPS的手表1 的内部时刻信息和GPS时刻信息的时刻误差是4个未知数。因此，为了计算带GPS的手表1 的三维位置(x、 y、 z)，需要4个以上的GPS卫星10的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详 细轨道信息(星历参数)。 另外，通过预先赋予并固定三维位置中的z方向的高度信息，虽然位置精度劣化， 但是，根据3个GPS卫星10的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)， 就能够进行测位计算(二维测位)。该情况下，N也可以是3个。 在无法捕捉N个(例如4个)以上的GPS卫星10的情况下(步骤S20 :否的情
况)，基带部60 (卫星检索单元60-1)再次开始卫星检索步骤(步骤S14)。 另一方面，在能够捕捉N个(例如4个)以上的GPS卫星10的情况下(步骤S20 :
是的情况)，基带部60(接收电平取得单元60-2)取得从捕捉到的各GPS卫星10发送的卫
星信号的接收电平(步骤S22)。具体而言，基带部60(接收电平取得单元60-2)计算对捕
捉到的各GPS卫星10的C/A码相同模式的本地码和基带信号进行混合后的信号的功率，取
得接收电平。然后，基带部60(接收电平取得单元60-2)将从捕捉到的各GPS卫星10发送
的卫星信号的接收电平存储在SRAM 63等存储部中。 接着，基带部60设定卫星信号译码时间Td(步骤S24)。 接着，基带部60 (卫星信息取得单元60-3)开始捕捉到的GPS卫星10的卫星信息 (特别是卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数))的取得(步骤S26)。 具体而言，基带部60 (卫星信息取得单元60-3)开始对来自捕捉到的各GPS卫星的导航消 息进行解调并取得卫星信息的处理。 接着，基带部60建立与卫星信号的同步(步骤S28)。例如，通过取得子帧中的 TLM，能够建立与卫星信号的同步。并且，基带部60(卫星信息取得单元60-3)在建立了与 卫星信号的同步后，对来自捕捉到的各GPS卫星的导航消息进行解调，取得Z计数数据，作 为卫星时刻数据(GPS时刻信息)发送到控制部40。 另外，在作为计时部发挥功能的控制部40保持的内部时刻信息充分准确的情况 下，即使不建立与卫星信号的同步(即使省略步骤S28)，也能够根据内部时刻信息进行步 骤S30以下的处理。 接着，控制部40根据从基带部60发送的卫星时刻数据(GPS时刻信息)，判定是否 是子帧4或5的发送定时(本发明的概略轨道信息期间)(步骤S30)。例如能够根据各子 帧的起始定时来判断各子帧的发送定时。 在不是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S30 :否的情况)，GPS装置70进行 如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始接收 运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取得单 元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存储在SRAM63等中。 在是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S30 :是的情况)，GPS装置70停止接
收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 具体而言，例如，控制部40控制调节器35，停止向RF部50供给电力，由此，能够停
止接收运算处理中包含的接收处理的至少一部分。由此，能够降低卫星信号接收装置的消
耗电流，同时继续进行位置信息生成处理。该情况下，基带部60继续进行动作，所以，RF部
50的接收处理再次开始后，作为接收运算处理整体，能够在短时间内再次开始。 另外，代替调节器35，在带GPS的手表1具有向RF部50提供驱动电力的调节器
35-1的情况下， 控制部40控制调节器35-1，停止向RF部50供给电力，由此，能够停止接收
运算处理中包含的接收处理的至少一部分。 并且，例如，控制部40控制调节器35，停止向RF部50和基带部60供给电力，由此，能够停止接收运算处理中包含的接收处理和位置信息生成处理的至少一部分。由此，能够进一步降低卫星信号接收装置的消耗电流。 在停止接收运算处理的至少一部分的期间(本发明的接收动作停止期间)，也能够将接收运算处理所需要的数据63-7存储在例如SRAM 63中(已经存储的情况下，保持)。即，在本实施方式中，SRAM 63作为第1存储部发挥功能。由此，在接收动作停止期间中也能够保持接收运算处理所需要的数据63-7，所以，能够迅速地再次开始接收运算处理。
作为接收运算处理所需要的数据63-7，例如可以包含接收到的位置信息卫星(GPS卫星IO)的频率偏差数据63-l、虚拟距离数据63-2、详细轨道信息(星历参数)63-3、卫星时刻数据(GPS时刻信息)63-4以及卫星修正数据63-5中的至少一方。由此，能够迅速地再次开始接收运算处理。 在取得N个(例如4个)以上的GPS卫星10的卫星信息之前经过了卫星信号译码时间Td的情况下(步骤S34:是的情况)，基带部60(卫星信息取得单元60-3)强制结束GPS装置70的接收动作(步骤S50)。例如，考虑到如下情况由于来自GPS卫星10的卫星信号的接收电平低，因而无法正确地解调N个(例如4个)以上的GPS卫星10的卫星信息，就经过了卫星信号译码时间Td。 另一方面，在经过卫星信号译码时间Td之前能够取得N个(例如4个)以上的GPS卫星10的卫星信息的情况下(步骤S36 :是的情况)，基带部60(测位计算单元60-4)从捕捉到的GPS卫星10中选择N个(例如4个)GPS卫星10的组合，开始测位计算(步骤S38)。 具体而言，基带部60(测位计算单元60-4)从SRAM 63等中读出所选择的N个(例如4个)GPS卫星10的卫星信息(卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数))，进行测位计算，生成位置信息(带GPS的手表1所处的场所的纬度和经度(坐标值))。如上所述，GPS时刻信息表示GPS卫星10发送导航消息的子帧的起始比特的时刻。因此，基带部60(测位计算单元60-4)能够根据接收到子帧的起始比特时的内部时刻信息和GPS时刻信息之差以及时刻修正数据，分别计算N个(例如4个)GPS卫星10和带GPS的手表1的虚拟距离。并且，基带部60(测位计算单元60-4)能够根据详细轨道信息(星历参数)，分别计算N个(例如4个)GPS卫星10的位置。然后，基带部60 (测位计算单元60-4)能够根据N个(例如4个)GPS卫星10和带GPS的手表1的虚拟距离、以及N个(例如4个)GPS卫星10的位置，生成带GPS的手表1的位置信息。 然后，基带部60(测位计算单元60-4)参照存储在闪存66中的时差信息，取得与通过位置信息确定的带GPS的手表1的坐标值(例如纬度和经度)相关联的时差数据。
这样，如果基带部60(测位计算单元60-4)能够生成卫星时刻数据(GPS时刻信息)和时差数据作为时刻校正信息，则结束测位计算。 在结束测位计算之前经过了卫星信号译码时间Td的情况下(步骤S40 :是的情况)，基带部60 (测位计算单元60-4)强制结束GPS装置70的接收动作(步骤S50)。例如，考虑到如下情况无法确定一个与带GPS的手表1的坐标值(例如纬度和经度)相关联的时差数据，就经过了卫星信号译码时间Td。 另一方面，在经过卫星信号译码时间Td之前能够结束测位计算的情况下(步骤S42 :是的情况)，控制部40 (时刻信息校正单元40-2)使用时刻校正信息，校正存储在存储部41中的内部时刻信息(步骤S44)。
然后，GPS装置70的接收动作结束(步骤S46)。 最后，控制部40(驱动控制单元40-3)根据校正后的内部时刻信息控制驱动电路44或LCD驱动电路45，校正时刻显示(步骤S48)。 另外，在强制结束GPS装置70的接收动作的情况下(步骤S50)，控制部40(驱动控制单元40-3)控制驱动电路44或LCD驱动电路45，进行接收失败的显示(步骤S52)。
图8是用于说明第1实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处理的动作的时序图。 首先，接收运算部在时刻tl开始接收运算处理(步骤S10)。在图8中，时刻tl是子帧3的期间。 接着，接收运算部在从时刻tl起经过某个时间后的时刻t2，建立与卫星信号的同步(步骤S28)。在图8中，时刻t2是子帧5的期间。 在建立与卫星信号的同步后的时刻t3之前，没有到达子帧4或5的发送定时(在本实施方式中，利用子帧4或5的起始定时来判断)(步骤S30 :否)，所以，接收运算部继续进行接收运算处理。 然后，在时刻t3到达子帧4的发送定时(步骤S30 :是)，所以，接收运算部停止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 然后，在时刻t4到达子帧1的发送定时(步骤S30 :否)，所以，接收运算部再次开始接收运算处理。 然后，在时刻t5到达子帧4的发送定时(步骤S30 :是)，所以，接收运算部停止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 以下，到内部时刻信息的校正结束为止(步骤S46)或到在接收运算处理中超时为
止(步骤S50)，接收运算部反复进行接收运算处理的停止和再次开始。 根据第1实施方式，取得生成位置信息所需要的详细轨道信息(星历参数)，在发
送生成位置信息所不需要的概略轨道信息(年历参数)的期间，停止接收运算处理的至少
一部分。因此，能够节约图2(A)所示的导航消息的5个子帧中的2个(子帧4、5)的期间
的动作，所以，最少能够将接收动作时间縮短到18秒/30秒=60%。因此，能够降低卫星信
号接收装置和包含卫星信号接收装置的计时装置的消耗电流。
2-2.第2实施方式 第2实施方式的带GPS的手表的结构和电路结构与图3 图6所示的第1实施方
式的带GPS的手表的结构和电路结构相同，所以省略其说明。[位置信息生成处理] 图9是示出第2实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得模式)步骤的一例的流程图。第2实施方式是将卫星修正信息期间和概略轨道信息期间(在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，为发送导航消息的子帧1、4和5的期间)作为接收动作停止期间的情况的例子。另外，对与第1实施方式相同的处理标注与图7的流程图相同的标号，并省略其详细说明。 位置信息生成处理(位置信息取得模式)开始后，首先，带GPS的手表l通过控制部40(接收控制单元40-l)控制GPS装置70，进行接收处理。即，控制部40(接收控制单元40-1)起动GPS装置70， GPS装置70开始接收从GPS卫星10发送的卫星信号(步骤S10)。以下，到基带部60建立与卫星信号的同步(步骤S28)为止的动作与第1实施方式相同。
另外，在作为计时部发挥功能的控制部40保持的内部时刻信息充分准确的情况下，即使不建立与卫星信号的同步(即使省略步骤S28)，也能够根据内部时刻信息进行步骤S30以下的处理。 接着，控制部40根据从基带部60发送的卫星时刻数据(GPS时刻信息)，判定是否是子帧1、4或5的发送定时(本发明的卫星修正信息期间和概略轨道信息期间)(步骤S130)。例如能够根据各子帧的起始定时来判断各子帧的发送定时。 在不是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :否的情况)，GPS装置70进行如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始接收运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取得单元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存储在SRAM 63等中。在是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :是的情况)，GPS装置70停止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。步骤S54的具体处理与第1实施方式相同。
以下，基带部60(卫星信息取得单元60-3)进行的从卫星信息的取得到时刻显示校正为止(步骤S34 步骤S48)、以及到超时时的接收失败显示为止(步骤S52)的动作与第1实施方式相同。 图10是用于说明第2实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处理的动作的时序图。 首先，接收运算部在时刻t6开始接收运算处理(步骤SIO)。在图10中，时刻t6是子帧3的期间。 接着，接收运算部在从时刻t6起经过某个时间后的时刻t7，建立与卫星信号的同步(步骤S28)。在图10中，时刻t7是子帧5的期间。 在建立与卫星信号的同步后的时刻t8之前，没有到达子帧1、4或5的发送定时(在本实施方式中，利用子帧1、4或5的起始定时来判断)(步骤S130 :否)，所以，接收运
算部继续进行接收运算处理。 然后，在时刻t8到达子帧1的发送定时(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 然后，在时刻t9到达子帧2的发送定时(步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次 开始接收运算处理。 然后，在时刻tl0到达子帧4的发送定时(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 然后，在时刻tll到达子帧2的发送定时(步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次 开始接收运算处理。 然后，在时刻tl2到达子帧4的发送定时(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 以下，到内部时刻信息的校正结束为止(步骤S46)或到在接收运算处理中超时为 止(步骤S50)，接收运算部反复进行接收运算处理的停止和再次开始。
根据第2实施方式，取得生成位置信息所需要的详细轨道信息(星历参数)，在发 送生成位置信息所不需要的概略轨道信息(年历参数)和卫星修正信息的期间，停止接收 运算处理的至少一部分。因此，能够节约图2(A)所示的导航消息的5个子帧中的3个(子 帧1、4、5)的期间的动作，所以，最少能够将接收动作时间縮短到12秒/30秒=40%。因 此，能够进一步降低卫星信号接收装置和包含卫星信号接收装置的计时装置的消耗电流。
在第2实施方式中，卫星信号接收装置保持上次取得的卫星修正信息，在捕捉与 上次取得卫星修正信息时相同的位置信息卫星(GPS卫星IO)的可能性高、能够利用正在保 持的卫星修正信息的情况下(例如从上次取得卫星修正信息起的经过时间短的情况)，特 别有效。 2-3.第3实施方式 第3实施方式的带GPS的手表的结构和电路结构与图3 图6所示的第1实施方
式的带GPS的手表的结构和电路结构相同，所以省略其说明。[位置信息生成处理] 图11是示出第3实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。第3实施方式是如下情况的例子在从取得接收运算处理开 始后的最初的卫星修正信息(在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，为导航消息的子帧1) 后到完成接收运算处理为止的期间内，将卫星修正信息期间和概略轨道信息期间(在位置 信息卫星是GPS卫星的情况下，为发送导航消息的子帧1、4和5的期间)作为接收动作停 止期间。另外，对与第1实施方式或第2实施方式相同的处理标注与图7或图9的流程图 相同的标号，并省略其详细说明。 位置信息生成处理(位置信息取得模式)开始后，首先，带GPS的手表1通过控制 部40(接收控制单元40-l)控制GPS装置70，进行接收处理。即，控制部40(接收控制单元 40-1)起动GPS装置70，GPS装置70开始接收从GPS卫星10发送的卫星信号(步骤S10)。 以下，到基带部60建立与卫星信号的同步(步骤S28)为止的动作与第l实施方式相同。
另外，在作为计时部发挥功能的控制部40保持的内部时刻信息充分准确的情况 下，即使不建立与卫星信号的同步(即使省略步骤S28)，也能够根据内部时刻信息进行步 骤S30以下的处理。 接着，控制部40判定是否已经接收到子帧1 (步骤S140)。在没有接收到子帧1的情况下(步骤S140 :否的情况)，控制部40根据从基带部60发送的卫星时刻数据(GPS时 刻信息)，判定是否是子帧4或5的发送定时(本发明的概略轨道信息期间)(步骤S142)。 例如能够根据各子帧的起始定时来判断各子帧的发送定时。 在不是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S142 :否的情况)，GPS装置70进 行如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始接 收运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取得 单元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存储 在SRAM 63等中。 在是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S142 :是的情况)，GPS装置70停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。步骤S54的具体处理与第1实施方式相同。
在已经接收到子帧l的情况下(步骤S140:是的情况)，控制部40根据从基带部 60发送的卫星时刻数据(GPS时刻信息)，判定是否是子帧1、4或5的发送定时(本发明的 卫星修正信息期间和概略轨道信息期间)(步骤S130)。例如能够根据各子帧的起始定时来 判断各子帧的发送定时。 在不是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :否的情况)，GPS装置70 进行如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始 接收运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取 得单元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存 储在SRAM 63等中。 在是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :是的情况)，GPS装置70停
止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 以下，基带部60(卫星信息取得单元60-3)进行的从卫星信息的取得到时刻显示 校正为止(步骤S34 步骤S48)、以及到超时时的接收失败显示为止(步骤S52)的动作与 第1实施方式相同。 图12是用于说明第3实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处 理的动作的时序图。 首先，接收运算部在时刻tl3开始接收运算处理(步骤SIO)。在图12中，时刻tl3 是子帧3的期间。 接着，接收运算部在从时刻t13起经过某个时间后的时刻tl4，建立与卫星信号的 同步(步骤S28)。在图12中，时刻tl4是子帧5的期间。 在时刻t14的时点，还没有接收到子帧1 (步骤S140 :否)，所以，接收运算部在子 帧4或5的发送定时到达之前，继续进行接收运算处理。在图12中，在建立与卫星信号的 同步后的时刻t15之前，没有到达子帧4或5的发送定时(在本实施方式中，利用子帧4或 5的起始定时来判断)(步骤S142 :否)，所以，接收运算部继续进行接收运算处理。
然后，在时刻t15到达子帧4的发送定时(步骤S142 :是)，所以，接收运算部停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 然后，在时刻t16的时点，已经接收到子帧1 (步骤S140 :是)，所以，在子帧1、4或 5以外的发送定时(子帧2或3的发送定时)到达时(步骤S130:是)，接收运算部再次开 始接收运算处理(步骤S32)。在图12中，在时刻tl5后，在时刻tl7到达子帧2的发送定时(步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次开始接收运算处理。 然后，在时刻t18到达子帧4的发送定时(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 以下，到内部时刻信息的校正结束为止(步骤S46)或到在接收运算处理中超时为 止(步骤S50)，接收运算部反复进行接收运算处理的停止和再次开始。
根据第3实施方式，在接收运算处理中取得最初的卫星修正信息后，取得生成位 置信息所需要的详细轨道信息(星历参数)，在发送生成位置信息所不需要的概略轨道信 息(年历参数)和卫星修正信息的期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能够节约 图2(A)所示的导航消息的5个子帧中的3个(子帧1、4、5)的期间的动作，所以，最少能够 将接收动作时间縮短到12秒/30秒=40%。因此，能够进一步降低卫星信号接收装置和包 含卫星信号接收装置的计时装置的消耗电流。 并且，取得最初的卫星修正信息，所以，与第2实施方式相比，能够进行精度高的 测位计算。除此之外，由此，测位计算结果尽早收敛，所以，与第2实施方式相比，能够在短 时间内完成测位计算。
2-4.第4实施方式 第4实施方式的带GPS的手表的结构和电路结构与图3 图6所示的第1实施方
式的带GPS的手表的结构和电路结构相同，所以省略其说明。[位置信息生成处理] 图13是示出第4实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。第4实施方式是如下情况的例子在取得卫星修正信息(在 位置信息卫星是GPS卫星的情况下，为导航消息的子帧1)后的规定时间内，将卫星修正信 息期间和概略轨道信息期间(在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，为发送导航消息的子 帧1、4和5的期间)作为接收动作停止期间。另外，对与第1实施方式 第3实施方式相 同的处理标注与图7、图9或图11的流程图相同的标号，并省略其详细说明。
位置信息生成处理(位置信息取得模式)开始后，首先，带GPS的手表1通过控制 部40(接收控制单元40-l)控制GPS装置70，进行接收处理。即，控制部40(接收控制单元 40-1)起动GPS装置70，GPS装置70开始接收从GPS卫星10发送的卫星信号(步骤S10)。 以下，到基带部60建立与卫星信号的同步(步骤S28)为止的动作与第l实施方式相同。
另外，在作为计时部发挥功能的控制部40保持的内部时刻信息充分准确的情况 下，即使不建立与卫星信号的同步(即使省略步骤S28)，也能够根据内部时刻信息进行步 骤S30以下的处理。 接着，控制部40判定是否是上次接收到子帧1后的规定时间内(步骤S150)。规 定时间例如可以是几小时左右。在不是上次接收到子帧l后的规定时间内的情况下(步骤 S150 :否的情况)，控制部40根据从基带部60发送的卫星时刻数据(GPS时刻信息)，判定 是否是子帧4或5的发送定时(本发明的概略轨道信息期间)(步骤S142)。例如能够根据 各子帧的起始定时来判断各子帧的发送定时。 在不是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S142 :否的情况)，GPS装置70进 行如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始接 收运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取得单元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存储 在SRAM 63等中。 在是子帧4或5的发送定时的情况下(步骤S142 :是的情况)，GPS装置70停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。步骤S54的具体处理与第1实施方式相同。
在是上次接收到子帧l后的规定时间内的情况下(步骤S150 :是的情况)，控制部 40根据从基带部60发送的卫星时刻数据(GPS时刻信息)，判定是否是子帧1、4或5的发 送定时(本发明的卫星修正信息期间和概略轨道信息期间)(步骤S130)。例如能够根据各 子帧的起始定时来判断各子帧的发送定时。 在不是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :否的情况)，GPS装置70 进行如下处理继续进行接收运算处理(在接收运算处理处于停止中的情况下，再次开始 接收运算处理)，并取得Z计数数据和星历参数(步骤S32)。然后，基带部60(卫星信息取 得单元60-3)将所取得的卫星时刻数据(GPS时刻信息)和详细轨道信息(星历参数)存 储在SRAM 63等中。 在是子帧1、4或5的发送定时的情况下(步骤S130 :是的情况)，GPS装置70停 止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。步骤S54的具体处理与第1实施方式相同。
以下，基带部60(卫星信息取得单元60-3)进行的从卫星信息的取得到时刻显示 校正为止(步骤S34 步骤S48)、以及到超时时的接收失败显示为止(到步骤S52为止) 的动作与第1实施方式相同。 图14是用于说明第4实施方式的GPS装置70中包含的接收运算部的接收运算处 理的动作的时序图。将不是上次接收到子帧l后的规定时间内的情况下(步骤S150:否的 情况)的接收运算处理的动作作为"接收运算处理A"进行说明，将是上次接收到子帧1后 的规定时间内的情况下(步骤S150:是的情况)的接收运算处理的动作作为"接收运算处 理B"进行说明。 在接收运算处理A中，接收运算部在时刻t19开始接收运算处理(步骤S10)。在 图14中，时刻t19是子帧3的期间。 接着，接收运算部在从时刻t19起经过某个时间后的时刻t20，建立与卫星信号的 同步(步骤S28)。在图14中，时刻t20是子帧5的期间。 在接收运算处理A中，在时刻t20的时点，不是上次接收到子帧1后的规定时间内 (步骤S150 :否)，所以，接收运算部在子帧4或5的发送定时到达之前，继续进行接收运算 处理。在图14中，在建立与卫星信号的同步后的时刻t23之前，没有到达子帧4或5的发 送定时(在本实施方式中，利用子帧4或5的起始定时来判断)(步骤S142 :否)，所以，接 收运算部继续进行接收运算处理。 然后，在时刻t23到达子帧4的发送定时(步骤S142 :是)，所以，接收运算部停止 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 然后，在时刻t24的时点，是上次接收到子帧1后的规定时间内(步骤S150 :是)， 所以，在子帧1、4或5以外的发送定时(子帧2或3的发送定时)到达时(步骤S130:是)， 接收运算部再次开始接收运算处理(步骤S32)。在图14中，在时刻t23后，在时刻t25到 达子帧2的发送定时(步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次开始接收运算处理。
然后，在时刻t26到达子帧4的发送定时(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。 以下，到内部时刻信息的校正结束为止(步骤S46)或到在接收运算处理中超时为 止(步骤S50)，接收运算部反复进行接收运算处理的停止和再次开始。
在接收运算处理B中，接收运算部在时刻tl9开始接收运算处理(步骤SIO)。在 图14中，时刻t19是子帧3的期间。 接着，接收运算部在从时刻t19起经过某个时间后的时刻t20，建立与卫星信号的 同步(步骤S28)。在图14中，时刻t20是子帧5的期间。 在接收运算处理B中，在时刻t20的时点，是上次接收到子帧1后的规定时间内 (步骤S150 :是)，所以，接收运算部在子帧1、4或5的发送定时到达之前，继续进行接收运 算处理。在图14中，在建立与卫星信号的同步后的时刻t21之前，没有到达子帧1、4或5 的发送定时(在本实施方式中，利用子帧1、4或5的起始定时来判断)(步骤S142 :否)，所 以，接收运算部继续进行接收运算处理。
然后，在时刻t21到达子帧1的发送定时 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。
然后，在时刻t22到达子帧2的发送定时 开始接收运算处理。 然后，在时刻t23到达子帧4的发送定时 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。
然后，在时刻t25到达子帧2的发送定时 开始接收运算处理。 然后，在时刻t26到达子帧4的发送定时 接收运算处理的至少一部分(步骤S54)。
以下，到内部时刻信息的校正结束为止(步骤S46)或到在接收运算处理中超时为 止(步骤S50)，接收运算部反复进行接收运算处理的停止和再次开始。
根据第4实施方式，在取得卫星修正信息后的规定时间内，取得生成位置信息所 需要的详细轨道信息(星历参数)，在发送生成位置信息所不需要的概略轨道信息(年历参 数)和卫星修正信息的期间，停止接收运算处理的至少一部分。因此，能够节约图2(A)所 示的导航消息的5个子帧中的3个(子帧1、4、5)的期间的动作，所以，最少能够将接收动 作时间縮短到12秒/30秒=40%。因此，能够降低卫星信号接收装置和包含卫星信号接收 装置的计时装置的消耗电流。
2-5.第5实施方式 第5实施方式的带GPS的手表的结构和电路结构与图3 图6所示的第1实施方
式的带GPS的手表的结构和电路结构相同，所以省略其说明。[位置信息生成处理] 图15是示出第5实施方式的带GPS的手表的位置信息生成处理(位置信息取得 模式)步骤的一例的流程图。第5实施方式是如下情况的例子根据详细轨道信息生成相 当于概略轨道信息的信息(以后称为"轨道数据")，在接收运算处理结束后也保持轨道数 据。另外，对与第1实施方式相同的处理标注与图7的流程图相同的标号，并省略其详细说 明。
(步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止 (步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次 (步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止
(步骤S130 :否)，所以，接收运算部再次 (步骤S130 :是)，所以，接收运算部停止
位置信息生成处理(位置信息取得模式)开始后，首先，带GPS的手表1通过控制 部40(接收控制单元40-l)控制GPS装置70，进行接收处理。即，控制部40(接收控制单元 40-1)起动GPS装置70，GPS装置70开始接收从GPS卫星10发送的卫星信号(步骤S10)。
开始接收后，基带部60(卫星检索单元60-l)设定捕捉时间L(步骤S12)。这里， 捕捉时间Ts是GPS装置70开始接收动作后到结束后述的卫星检索步骤为止的限制时间。 例如，作为捕捉时间L，设定为6秒。另外，捕捉时间Ts也可以在接收开始前设定。
接着，在存储部41或闪存66 (对应于本发明的第2存储部)中保持有轨道数据的 情况下，读出轨道数据，根据轨道数据来预测GPS卫星10的位置，由此决定接收卫星的候选 (步骤S160)。 接着，基带部60(卫星检索单元60-l)根据在步骤S160中决定的接收卫星的候 选，开始卫星检索步骤(卫星搜索步骤)(步骤S162)。在卫星检索步骤中，GPS装置70进 行检索能够捕捉的GPS卫星10的处理。 从此后的卫星搜索步骤到控制部40 (时刻信息校正单元40-2)使用时刻校正信息 来校正存储在存储部41中的内部时刻信息为止(步骤S16 步骤S44)的动作与第1实施 方式相同。 在步骤S44之后，控制部40根据GPS装置70取得的详细轨道信息(星历参数)， 生成相当于概略轨道信息(年历参数)的信息(轨道数据)63-6，存储在存储部41或闪存 66(对应于本发明的第2存储部)中(步骤S164)。 轨道数据既可以是精度降到相当于概略轨道信息(年历参数)的程度的详细轨道
信息(星历参数)，也可以是详细轨道信息(星历参数)本身。 以下，接收结束(步骤S46、S50)以后的动作与第1实施方式相同。 根据第5实施方式，即使不接收概略轨道信息(年历参数)，也能够根据详细轨道
信息(星历参数)生成并保持相当于概略轨道信息(年历参数)的信息。因此，通过在下
次接收运算处理开始时使用该相当于概略轨道信息(年历参数)的信息，从而推测当前能
够捕捉的位置信息卫星，并尝试该捕捉，由此，能够縮短从接收运算处理开始到捕捉到位置
信息卫星(GPS卫星10)为止所需要的时间。 在位置信息卫星是GPS卫星的情况下，GPS卫星的环绕时间大约为12小时。由此， 例如在接收时刻每天相同的情况下，接收来自与前一天相同的GPS卫星的卫星信号。S卩，为 了縮短从接收运算处理开始到捕捉到GPS卫星为止所需要的时间，只要保持特定的GPS卫 星的概略轨道信息即可，不需要保持所有GPS卫星的概略轨道信息。因此，在通过自动接收 或基于手动操作的手动接收在每天相同的时刻进行卫星信号的接收动作的情况下，本实施 方式的时间縮短效果特别高。 另夕卜，在第5实施方式中，说明了在第1实施方式的动作中追加步骤S160、S162和 S164的步骤，但是，在第2 4实施方式的动作中追加步骤S160、S162和S164的步骤也发 挥同样的效果。 本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法和 结果相同的结构、或目的和效果相同的结构)。并且，本发明包含对在实施方式中说明的结 构的非本质部分进行置换后的结构。并且，本发明包含能够发挥与在实施方式中说明的结
构相同的作用效果的结构或达成相同目的的结构。并且，本发明包含在实施方式中说明的结构中附加公知技术的结构。 在上述各实施方式中，作为位置信息卫星说明了GPS卫星，但是，本发明不仅可以 是GPS卫星，也可以是伽利略、GLONASS等其他全球导航卫星系统(GNSS)或SBAS等的静止 卫星或准天顶卫星等的发送包含位置信息和时刻信息的卫星信号的位置信息卫星。
权利要求
一种卫星信号接收装置，该卫星信号接收装置包含接收运算部，该接收运算部进行接收从位置信息卫星发送的卫星信号并根据所述卫星信号生成位置信息的接收运算处理，该卫星信号接收装置的特征在于，所述卫星信号至少包含有包含所述位置信息卫星的详细轨道信息在内的详细轨道信息期间、和包含所述位置信息卫星的概略轨道信息在内的概略轨道信息期间，所述接收运算部在所述详细轨道信息期间进行所述接收运算处理，将所述概略轨道信息期间作为接收动作停止期间，在所述接收动作停止期间停止所述接收运算处理的至少一部分。
2. 根据权利要求1所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修正信息期间， 将所述卫星修正信息期间作为所述接收动作停止期间。
3. 根据权利要求1所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修正信息期间，在从取得所述接收运算处理开始后的最初的所述卫星修正信息后到完成所述接收运 算处理为止的期间内，将所述卫星修正信息期间作为所述接收动作停止期间。
4. 根据权利要求1所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 所述卫星信号包含有包含卫星修正信息的卫星修正信息期间，在取得所述卫星修正信息后的规定时间内，将所述卫星修正信息期间作为所述接收动 作停止期间。
5. 根据权利要求1 4中的任意一项所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 所述接收运算处理包含接收从位置信息卫星发送的卫星信号的接收处理、和根据所述卫星信号中包含的所述详细轨道信息生成位置信息的位置信息生成处理，所述接收运算部在所述接收动作停止期间停止所述接收处理的至少一部分。
6. 根据权利要求5所述的卫星信号接收装置，其特征在于，所述接收运算部在所述接收动作停止期间停止所述位置信息生成处理的至少一部分。
7. 根据权利要求1 6中的任意一项所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 该卫星信号接收装置包含第1存储部，该第1存储部存储所述接收运算处理所需要的数据，所述第1存储部在所述接收动作停止期间保持所述数据。
8. 根据权利要求7所述的卫星信号接收装置，其特征在于，所述数据包含接收到的所述位置信息卫星的频率偏差数据、虚拟距离数据、详细轨道 信息、卫星时刻数据以及卫星修正数据中的至少一方。
9. 根据权利要求1 8中的任意一项所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 该卫星信号接收装置包含第2存储部，所述接收运算部进行根据所述详细轨道信息生成相当于概略轨道信息的信息的概略 轨道信息生成处理，所述第2存储部保持所述相当于概略轨道信息的信息。
10. 根据权利要求1 9中的任意一项所述的卫星信号接收装置，其特征在于， 所述位置信息卫星是GPS卫星。
11. 一种计时装置，其特征在于，该计时装置包含 权利要求1 10中的任意一项所述的卫星信号接收装置； 保持内部时刻信息的计时部；以及校正所述内部时刻信息的时刻校正部，所述接收运算部根据所述位置信息生成时差校正信息，所述时刻校正部根据所述时差校正信息来校正所述内部时刻信息。
12. —种卫星信号接收方法，该卫星信号接收方法接收从位置信息卫星发送的卫星信 号并根据所述卫星信号生成位置信息，其特征在于，所述卫星信号至少包含有包含所述位置信息卫星的详细轨道信息在内的详细轨道信 息期间、和包含所述位置信息卫星的概略轨道信息在内的概略轨道信息期间， 该卫星信号接收方法包含以下步骤在所述详细轨道信息期间进行接收所述卫星信号并根据所述卫星信号生成位置信息 的接收运算处理的步骤；以及在所述概略轨道信息期间停止所述接收运算处理的至少一部分的步骤。
全文摘要
本发明提供能够降低消耗电力的卫星信号接收装置、计时装置以及卫星信号接收方法。卫星信号接收装置包含接收运算部，该接收运算部进行接收从位置信息卫星发送的卫星信号并根据卫星信号生成位置信息的接收运算处理，其中，卫星信号至少包含有包含位置信息卫星的详细轨道信息在内的详细轨道信息期间、和包含位置信息卫星的概略轨道信息在内的概略轨道信息期间，接收运算部在详细轨道信息期间进行接收运算处理，将概略轨道信息期间作为接收动作停止期间，在接收动作停止期间停止所述接收运算处理的至少一部分。
文档编号G01S19/34GK101718857SQ20091017573
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年10月9日
发明者藤沢照彦 申请人:精工爱普生株式会社