位置信息生成裝置、定時(shí)信號(hào)生成裝置、電子設(shè)備及移動(dòng)體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及位置信息生成裝置、定時(shí)信號(hào)生成裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
【背景技術(shù)】
[0002]作為利用了人造衛(wèi)星的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS !Global Navigat1n SatelliteSystem)之一的GPS (Global Posit1ning System:全球定位系統(tǒng))廣為人知。用于GPS的GPS衛(wèi)星搭載有精度極高的原子鐘表，將重疊有GPS衛(wèi)星的軌道信息和準(zhǔn)確的時(shí)刻信息等的衛(wèi)星信號(hào)發(fā)送到地面。從GPS衛(wèi)星發(fā)送來(lái)的衛(wèi)星信號(hào)由GPS接收機(jī)接收。然后，GPS接收機(jī)進(jìn)行根據(jù)重疊在衛(wèi)星信號(hào)中的軌道信息和時(shí)刻信息計(jì)算GPS接收機(jī)的當(dāng)前位置和時(shí)刻信息的處理、以及生成與協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC-Coordinated Universal Time)同步的準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)(IPPS)的處理等。
[0003]這樣的GPS接收機(jī)通常設(shè)置有:根據(jù)定位計(jì)算提供位置和時(shí)刻的通常定位(位置估計(jì))模式、和利用已知位置處的固定位置定位來(lái)提供時(shí)刻的位置固定模式。
[0004]在通常定位模式中，需要來(lái)自規(guī)定數(shù)量(如果是二維定位，則最低為3個(gè)，如果是三維定位，則為4個(gè))以上的GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)。此外，可接收衛(wèi)星信號(hào)的GPS衛(wèi)星的數(shù)量越多，定位計(jì)算的精度越提高。
[0005]與此相對(duì)，在位置固定模式中，只要設(shè)定有GPS接收機(jī)的位置信息、且只要能夠接收至少來(lái)自I個(gè)GPS衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)，則能夠生成1PPS。
[0006]位置固定模式下的IPPS的精度取決于所設(shè)定的位置信息的精度，因此對(duì)GPS接收機(jī)設(shè)定準(zhǔn)確的位置信息比較重要。作為取得用于對(duì)GPS接收機(jī)設(shè)定的準(zhǔn)確位置信息的方法，例如考慮從地圖讀取的方法和測(cè)量等，但前者根據(jù)接收?qǐng)鏊?，有時(shí)難以取得位置信息，后者存在耗費(fèi)費(fèi)用和時(shí)間等成本的問(wèn)題。
[0007]為了解決這些問(wèn)題，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中提出了如下方法:所設(shè)置的GPS接收機(jī)自身進(jìn)行定位計(jì)算，在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)將定位結(jié)果的位置信息平均化來(lái)決定接收點(diǎn)的位置，根據(jù)該方法，能夠取得任意的接收?qǐng)鏊幍奈恢眯畔?，還能夠降低成本。
[0008]【專(zhuān)利文獻(xiàn)I】日本特開(kāi)平9- 178870號(hào)公報(bào)
[0009]但是，在產(chǎn)生了多路徑等一些錯(cuò)誤的情況下，定位計(jì)算結(jié)果的位置信息中包含有較大誤差，因此在將定位計(jì)算的結(jié)果平均化的專(zhuān)利文獻(xiàn)I的方法中，作為平均化的結(jié)果而得到的接收點(diǎn)的位置誤差可能會(huì)增大。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的方法中，根據(jù)定位計(jì)算時(shí)的接收環(huán)境，存在IPPS(定時(shí)信號(hào))的精度可能劣化的問(wèn)題。這種問(wèn)題不僅對(duì)于GPS接收機(jī)，對(duì)于其他全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的接收裝置也是共同的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供即使定位計(jì)算的誤差由于接收環(huán)境的劣化而增大，也能夠難以受到誤差較大的定位結(jié)果的影響而生成比以往準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)的位置信息生成裝置和定時(shí)信號(hào)生成裝置，并且提供具有該定時(shí)信號(hào)生成裝置的可靠性?xún)?yōu)異的電子設(shè)備和移動(dòng)體。
[0011]本發(fā)明正是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，可作為以下方式或應(yīng)用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0012][應(yīng)用例I]
[0013]本發(fā)明的位置信息生成裝置的特征在于，具有:
[0014]定位計(jì)算部，其根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位計(jì)算；以及
[0015]位置信息生成部，其在將所述定位計(jì)算部的多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的眾數(shù)或中位數(shù)設(shè)為A、所述多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為σ時(shí)，根據(jù)處于Α±σ/4的范圍內(nèi)的值，生成接收點(diǎn)的位置信息。
[0016]根據(jù)這樣的位置信息生成裝置，根據(jù)處于A土 σ /4的范圍內(nèi)的值生成接收點(diǎn)的位置信息，因此即使定位計(jì)算的誤差由于接收環(huán)境的劣化而增大，也難以受到多路徑等不規(guī)則的數(shù)據(jù)那樣的、誤差較大的定位結(jié)果的影響，能夠生成將多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的平均值用于接收點(diǎn)的位置信息生成的、比以往準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)。
[0017][應(yīng)用例2]
[0018]本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置的特征在于，具有:
[0019]定位計(jì)算部，其根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位計(jì)算；
[0020]位置信息生成部，其在將所述定位計(jì)算部的多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的眾數(shù)或中位數(shù)設(shè)為Α、所述多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為σ時(shí)，根據(jù)處于Α±σ/4的范圍內(nèi)的值，生成接收點(diǎn)的位置信息；以及
[0021]定時(shí)信號(hào)生成部，其根據(jù)來(lái)自至少一個(gè)位置信息衛(wèi)星的衛(wèi)星信號(hào)和所述接收點(diǎn)的位置信息，生成定時(shí)信號(hào)。
[0022]根據(jù)這樣的定時(shí)信號(hào)生成裝置，根據(jù)處于A土 σ /4的范圍內(nèi)的值生成接收點(diǎn)的位置信息，因此即使定位計(jì)算的誤差由于接收環(huán)境的劣化而增大，也難以受到多路徑等不規(guī)則的數(shù)據(jù)那樣的、誤差較大的定位結(jié)果的影響，能夠生成將多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的平均值用于接收點(diǎn)的位置信息生成的、比以往準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)。
[0023][應(yīng)用例3]
[0024]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述定時(shí)信號(hào)生成裝置具有選擇部，所述選擇部從所述范圍內(nèi)選擇由所述位置信息生成部生成所述接收點(diǎn)的位置信息時(shí)使用的所述值。
[0025]由此，位置信息生成部能夠使用處于A土 σ /4的范圍內(nèi)的值，生成接收點(diǎn)的位置信息。
[0026][應(yīng)用例4]
[0027]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述選擇部在將系數(shù)設(shè)為k時(shí)，在A土 σ /4的范圍內(nèi)選擇最接近kXA的值。
[0028]由此，位置信息生成部能夠比較簡(jiǎn)單地使用處于Α± σ /4的范圍內(nèi)的值，生成接收點(diǎn)的位置信息。
[0029][應(yīng)用例5]
[0030]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述選擇部在將所述眾數(shù)和所述中位數(shù)的中間值設(shè)為B、系數(shù)設(shè)為K時(shí)，在Α± σ /4的范圍內(nèi)選擇最接近kXB的值。
[0031]由此，位置信息生成部能夠比較簡(jiǎn)單地使用處于Α± σ /4的范圍內(nèi)的值，生成接收點(diǎn)的位置信息。
[0032][應(yīng)用例6]
[0033]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述選擇部能夠調(diào)整所述系數(shù)k。
[0034]由此，能夠根據(jù)接收環(huán)境，將由位置信息生成部生成接收點(diǎn)的位置信息時(shí)使用的值最優(yōu)化。
[0035][應(yīng)用例7]
[0036]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述選擇部根據(jù)所述定位計(jì)算部的所述多個(gè)定位計(jì)算結(jié)果的平均值、眾數(shù)和中位數(shù)中的至少兩個(gè)值，調(diào)整所述系數(shù)k。
[0037]由此，能夠使用定位計(jì)算結(jié)果，自動(dòng)地根據(jù)接收環(huán)境，將由位置信息生成部生成接收點(diǎn)的位置信息時(shí)使用的值最優(yōu)化。
[0038][應(yīng)用例8]
[0039]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述系數(shù)k處于0.7以上1.3以下的范圍內(nèi)。
[0040]由此，能夠減少kXA或kXB處于Α± σ/4的范圍外的情況。因此，能夠根據(jù)接收環(huán)境，將由位置信息生成部生成接收點(diǎn)的位置信息時(shí)使用的值高精度地最優(yōu)化。
[0041][應(yīng)用例9]
[0042]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，在所述定時(shí)信號(hào)生成部生成所述定時(shí)信號(hào)時(shí)使用的所述衛(wèi)星信號(hào)包含軌道信息和時(shí)刻信息。
[0043]由此，能夠生成與基準(zhǔn)時(shí)刻準(zhǔn)確同步的定時(shí)信號(hào)。
[0044][應(yīng)用例10]
[0045]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，具有:
[0046]輸出時(shí)鐘信號(hào)的振蕩器；以及
[0047]使所述時(shí)鐘信號(hào)與所述定時(shí)信號(hào)同步的同步控制部。
[0048]由此，能夠通過(guò)使振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)與準(zhǔn)確的定時(shí)信號(hào)同步，生成精度比振蕩器的精度高的時(shí)鐘信號(hào)。
[0049][應(yīng)用例11]
[0050]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述振蕩器是石英振蕩器。
[0051]石英振蕩器小型且低功耗。因此，通過(guò)使用石英振蕩器作為與定時(shí)信號(hào)同步的振蕩器，能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)信號(hào)生成裝置的小型化和低功耗。此外，如果使用恒溫槽型石英振蕩器，則即使長(zhǎng)期處于無(wú)法接收衛(wèi)星信號(hào)的狀態(tài)，也能夠生成高精度的定時(shí)信號(hào)。
[0052][應(yīng)用例12]
[0053]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，所述振蕩器是原子振蕩器。
[0054]原子振蕩器具有較高的長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定性。因此，通過(guò)使用原子振蕩器作為與定時(shí)信號(hào)同步的振蕩器，即使長(zhǎng)期處于無(wú)法接收衛(wèi)星信號(hào)的狀態(tài)，也能夠生成高精度的定時(shí)信號(hào)。
[0055][應(yīng)用例13]
[0056]在本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置中，優(yōu)選的是，該定時(shí)信號(hào)生成裝置具有電池。
[0057]由此，能夠利用來(lái)自電池的電力供給來(lái)驅(qū)動(dòng)定時(shí)信號(hào)生成裝置的各部分。因此，即使是沒(méi)有外部電源那樣的場(chǎng)所，也能夠設(shè)置定時(shí)信號(hào)生成裝置。
[0058][應(yīng)用例14]
[0059]本發(fā)明的電子設(shè)備的特征在于，該電子設(shè)備具有本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置。
[0060]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的電子設(shè)備。
[0061][應(yīng)用例15]
[0062]本發(fā)明的移動(dòng)體的特征在于，該移動(dòng)體具有本發(fā)明的定時(shí)信號(hào)生成裝置。
[0063]由此，能夠提供具有優(yōu)異的可靠性的移動(dòng)體。
【附圖說(shuō)明】
[0064]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的定時(shí)信號(hào)生成裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0065]圖2是示出從GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航消息的結(jié)構(gòu)的圖。
[0066]圖3是示出圖1所示的定時(shí)信號(hào)生成裝置所具有的GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0067]圖4是示出圖3所示的GPS接收機(jī)在通常定位模式和位置固定模式下的處理過(guò)程的一例的流程圖。
[0068]圖5是示出圖3所示的GPS接收機(jī)中的IPPS輸出的處理過(guò)程的一例的流程圖。
[0069]圖6是示出圖1所示的定時(shí)信號(hào)生成裝置的處理部進(jìn)行的GPS接收機(jī)的控制的處理過(guò)程的一例的流程圖。
[0070]圖7的(A)是示出GPS衛(wèi)星的捕捉數(shù)多但接收強(qiáng)度小的情況下的定位計(jì)算結(jié)果的表，圖7的(B)是示出GPS衛(wèi)星的捕捉數(shù)少且接收強(qiáng)度小的情況下的定位計(jì)算結(jié)果的表。
[0071]圖8是用于說(shuō)明圖7的(B)所示的情況下的定位計(jì)算結(jié)果的平均值、中位數(shù)以及眾數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)偏差之間的關(guān)系的表。
[0072]圖9是用于說(shuō)明定位計(jì)算結(jié)果的平均值、中位數(shù)以及眾數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)偏差之間的關(guān)系的曲線圖。
[0073]圖10是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的定時(shí)信號(hào)生成裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0074]圖11是示出圖10所示的定時(shí)信號(hào)生成裝置所具有的GPS接收機(jī)中的IPPS選擇的處理過(guò)程的一例的流程圖。
[0075]圖12是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的定時(shí)信號(hào)生成裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0076]圖13是示出圖12所示的定時(shí)信號(hào)生成裝置所具有的GPS接收機(jī)中的IPPS選擇的處理過(guò)程的一例的流程圖。
[0077]圖14是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的定時(shí)信號(hào)生成裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0078]圖15是示出本發(fā)明的電子設(shè)備的實(shí)施方式的框圖。
[0079]圖16是示出本發(fā)明的移動(dòng)體的實(shí)施方式的圖。