r>[0080]标号说明
[0081]1:定时信号生成装置；1A:定时信号生成装置；1B:定时信号生成装置；1C:定时信号生成装置；2:GPS卫星；10:GPS接收机；10A:GPS接收机；10B:GPS接收机；10C:GPS接收机；11:SAW滤波器；12:RF处理部；13:基带处理部；20:处理部；20A:处理部；20B:处理部；21:相位比较器；22:环路滤波器；23:DSP ；24:分频器；25:GPS控制部；26:选择开关；27:故障判定部；30:原子振荡器；30C:石英振荡器；40:温度传感器；50:天线；50A:天线；50B:天线；50C:天线；60:电池；122:LNA ；123:混频器；124:1F放大器；125:1F滤波器；126:ADC ；131:DSP ；132:CPU ；133:SRAM ； 134:RTC ；300:电子设备；310:定时信号生成装置；320:CPU ；330:操作部；360:通信部；370:显示部；400:移动体；410:定时信号生成装置；420:汽车导航装置；430:控制器；440:控制器；450:控制器；460:电池；470:备用电池。
【具体实施方式】
[0082]以下，根据附图所示的实施方式，对本发明的位置信息生成装置、定时信号生成装置、电子设备以及移动体进行详细说明。
[0083]1.定时信号生成装置(位置信息生成装置)
[0084]<第I实施方式>
[0085]图1是示出本发明第I实施方式的定时信号生成装置的概略结构的图。
[0086]图1所示的定时信号生成装置I构成为包含GPS接收机10、处理部(CPU) 20、原子振荡器30、温度传感器40和GPS天线50。
[0087]另外，定时信号生成装置I的结构要素的一部分或全部可以在物理上被分离，也可以一体化。例如，GPS接收机10和处理部(CPU) 20可以分别用独立的IC实现，GPS接收机10和处理部(CPU) 20还可以作为单芯片的IC实现。
[0088]该定时信号生成装置I接收从GPS卫星2 (位置信息卫星的一例)发送的信号并生成高精度的1PPS。
[0089]GPS卫星2在地球上空的规定轨道上环绕，向地面发送在作为载波的1.57542GHz的电波(LI波)中重叠导航消息和C/A码(Coarse/Acquisit1n Code:粗捕获码)(对载波进行调制)后的的卫星信号。
[0090]C/A码用于识别当前约存在30个的GPS卫星2的卫星信号，是由1023chip(lms周期)构成的固有模式，各chip是+1或一 I中的任意一个。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。
[0091]各GPS卫星2发送的卫星信号(具体而言，为导航消息)中还包含表示各GPS卫星2在轨道上的位置的轨道信息。此外，各GPS卫星2搭载了原子钟表，卫星信号中包含用原子钟表计时的极其准确的时刻信息。因此，能够通过接收来自4个以上的GPS卫星2的卫星信号，并使用各卫星信号所包含的轨道信息和时刻信息进行定位计算，得到接收点(GPS天线50的设置场所)的位置和时刻的准确信息。具体而言，建立以接收点的三维位置(X，1，z)以及时刻t为4个变量的四维方程式并求出其解即可。
[0092]另外，在接收点的位置已知的情况下，接收来自I个以上的GPS卫星2的卫星信号，能够使用各卫星信号所包含的时刻信息得到接收点的时刻信息。
[0093]此外，能够使用各卫星信号所包含的轨道信息得到各GPS卫星2的时刻与接收点的时刻之差的信息。另外，通过地面的控制段来测定搭载在各GPS卫星2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校正该时刻误差的时刻校正参数，能够通过使用该时刻校正参数校正接收点的时刻而得到极其准确的时刻信息。
[0094]图2是示出从GPS卫星发送的导航消息的结构的图。
[0095]如图2的㈧所示，导航消息构成为以全部比特数1500比特的主帧为I单位的数据。主帧被分割为分别为300比特的5个子帧I?5。I个子帧数据以6秒从各GPS卫星2发送。因此，I个主帧数据以30秒从各GPS卫星2发送。
[0096]在子帧I中包含星期编号数据(WN)等卫星校正数据。星期编号数据是表示包含GPS卫星2的时刻的星期的信息。GPS卫星2的时刻起点是UTC (世界标准时间)中的1980年I月6日00:00:00，在这一天开始的星期的星期编号为O。星期编号数据以I周单位进行更新。
[0097]在子帧2、3中包含星历参数(各GPS卫星2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2的概略轨道信息)。
[0098]进而，在子帧I?5的各起始处，包含存储了 30比特的TLM(Telemetry word:遥测字)数据的TLM(Telemetry)字和存储了 30比特的HOW (hand over word:转换字)数据的HOW字。
[0099]因此，TLM字和HOW字以6秒间隔从GPS卫星2发送，与此相对，星期编号数据等卫星校正数据、星历参数、年历参数以30秒间隔发送。
[0100]如图2的⑶所示，在TLM字中包含前导码数据、TLM消息、保留比特、奇偶校验位数据。
[0101]如图2的(C)所示，在HOW字中包含TOW (Time of week:星期时间)(以下也称为“Z计数”)这样的时刻信息。Z计数数据用秒来表示从每周星期日的O点起的经过时间，在下周星期日的O点返回为O。即，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秒为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I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)。即，在图2的㈧所示的子帧 I ?5 的 HOW 字中，分别包含“001”、“010”、“011”、“100”、“101” 的 ID 码。
[0102]能够通过取得子帧I所包含的星期编号数据和子帧I?5所包含的HOW字(Z计数数据)，计算GPS卫星2的时刻。但是，如果在以前取得星期编号数据、并在内部预先对取得了星期编号数据的时期起的经过时间进行计数，则即使不是每次取得星期编号数据，也能够得到GPS卫星2当前的星期编号数据。因此，只要仅取得Z计数数据，就能够大概知晓GPS卫星2当前的时刻。
[0103]以上所说明的卫星信号经由图1所示的GPS天线50，被GPS接收机10接收。
[0104]GPS天线50是接收包含卫星信号的各种电波的天线，与GPS接收机10连接。
[0105]GPS接收机10 (卫星信号接收部的一例)根据经由GPS天线50接收到的卫星信号，进行各种处理。
[0106]具体说明的话，GPS接收机10具有通常定位模式(第I模式的一例)和位置固定模式(第2模式的一例)，根据来自处理部(CPU) 20的控制命令(模式设定用的控制命令)被设定为通常定位模式和位置固定模式中的任意一个。
[0107]GPS接收机10在通常定位模式下作为“定位计算部”发挥功能，接收从多个(优选为4个以上的)GPS卫星2发送的卫星信号，并根据接收到的卫星信号所包含的轨道信息(具体而言，为上述星历数据和年历数据等)以及时刻信息(具体而言，为上述星期编号数据和Z计数数据等)进行定位计算。
[0108]此外，GPS接收机10在位置固定模式下，作为“定时信号生成部”发挥功能，接收从至少I个GPS卫星2发送的卫星信号，并根据接收到的卫星信号所包含的轨道信息和时刻信息以及所设定的接收点的位置信息，生成lPPS(lPulse Per Second:1脉冲每秒)。IPPS(与基准时刻同步的定时信号的一例)是与UTC(世界标准时间)完全同步的脉冲信号，每I秒内包含I脉冲。这样，用于GPS接收机10生成定时信号的卫星信号包含轨道信息和时刻信息，由此能够生成与基准时刻准确同步的定时信号。
[0109]以下，详细叙述GPS接收机10的结构。
[0110]图3是示出图1所示的定时信号生成装置所具有的GPS接收机的结构例的框图。
[0111]图3所示的GPS接收机10构成为包含SAW (Surface Acoustic Wave:表面声波)滤波器11、RF处理部12、基带处理部13和温度补偿型石英振荡器(TCX0:TemperatureCompensated Crystal Oscillator)14。
[0112]SAW滤波器11进行从GPS天线50接收到的电波中提取卫星信号的处理。该SAW滤波器11构成为使1.5GHZ频带的信号通过的带通滤波器。
[0113]RF 处理部 12 构成为包含 PLL (Phase Locked Loop:锁相环)121、LNA (Low NoiseAmplifier:低噪放大器)122、混频器 123、IF 放大器 124、IF (Intermediate Frequency:中间频率)滤波器125和ADC (A/D转换器)126。
[0114]PLL 121生成将以几十MHz左右进行振荡的TCXO 14的振荡信号倍增为1.5GHz频带的频率后的时钟信号。
[0115]SAW滤波器11提取出的卫星信号由LNA 122进行放大。由LNA 122放大后的卫星信号在混频器123中与PLL 121输出的时钟信号进行混频，降频为中间频带(例如几MHz)的信号(IF信号)。由混频器123进行混频后的信号由IF放大器124放大。
[0116]通过混频器123的混频，与IF信号一起，还生成GHz级的高频信号，因此IF放大器124与IF信号一起，还对该高频信号进行放大。IF滤波器125使IF信号通过，并且去除该高频信号(准确地说，使其衰减到规定的电平以下)。通过IF滤波器125后的IF信号由ADC (A/D转换器)126转换为数字信号。
[0117]基带处理部13构成为包含:DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)131、CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)132、SRAM(Static Random AccessMemory:静态随机存取存储器)133和RTC(实时时钟)134，将TCXO 14的振荡信号作为时钟信号进行各种处理。
[0118]DSP 131和CPU 132在协同工作的同时根据IF信号对基带信号进行解调，取得导航消息所包含的轨道信息和时刻信息，进行通常定位模式的处理或位置固定模式的处理。
[0119]SRAM 133用于对所取得的时刻信息和轨道信息、根据规定的控制命令(位置设定用的控制命令)设定的接收点的位置信息、在位置固定模式等中使用的仰角掩码等进行存储。RTC 134生成用于进行基带处理的定时。该RTC 134利用来自TCXO 14的时钟信号来递增计数。
[0120]具体而言，基带处理部13进行如下处理(卫星搜索):产生与各C/A码相同模式的本地码，取得基带信号所包含的各C/A码和本地码的相关。然后，基带处