本發(fā)明涉及一種接收來自測位衛(wèi)星的電波的衛(wèi)星電波接收裝置、電波表以及信息獲取方法。
背景技術:
以往,存在一種電子表(電波表),其具有以下功能:接收來自與gnss(globalnavigationsatellitesystem:全球導航衛(wèi)星系統(tǒng))有關的導航衛(wèi)星(測位衛(wèi)星)的電波并獲取日期時間信息,由此準確地保持所計數的日期時間。在該電波表中,不需要用戶的手動操作,并且能夠準確地保持在世界各地進行計數、顯示的日期時間。
然而,與衛(wèi)星電波的接收有關的負載相比于與電子表中的日期時間的計數、顯示有關的負載非常大,對衛(wèi)星電波的接收的應對存在導致電池大型化以及隨著電池大型化引起的電子表的尺寸大型化、重量增加這種問題。因此,以往,開發(fā)出了用于降低與衛(wèi)星電波的接收有關的電力消耗的各種技術。
作為降低這種電力消耗的技術之一存在使電波接收時間縮短。例如,在日本專利文獻即日本特開2009-36748號公報中公開了以下技術:按照從gps衛(wèi)星發(fā)送的信號的格式(導航消息),與包含日期時間信息的預定部分的發(fā)送定時一致地接收,在發(fā)送不需要的信息期間使接收暫時停止。此時,為了避免日期時間的誤確認,獲取與包含上述預定部分的塊對應的奇偶數據并確認接收數據的整合。
然而,當確認接收到的各代碼之后解讀所需的時刻信息,并且進行奇偶校驗等對照動作時,結果是,電波接收中的處理負載增加并且容易導致存儲容量、電力消耗量增加。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種抑制不需要的處理負載、電力消耗并且能夠準確地獲取與時刻有關的信息的衛(wèi)星電波接收裝置、電波表、信息獲取方法以及程序。
為了達到上述目的,本發(fā)明的衛(wèi)星電波接收裝置的特征在于,具備:
接收器,其接收從衛(wèi)星發(fā)送的包含代碼信號的電波;以及
解調器,其確定通過上述接收器接收到的電波所包含的構成代碼信號的多個代碼的排列和該排列的接收定時,
由上述代碼信號所示的內容來決定的各代碼的值在由預定數的代碼構成的每個代碼塊中符合預定的條件的情況下,上述多個代碼分別被反轉,
上述解調器進行如下動作:
生成包含假設代碼的對照碼串,該假設代碼是按照假設為根據與通過上述接收器接收的電波有關的衛(wèi)星的種類和接收定時由上述代碼信號表示的內容,不考慮上述反轉而決定的代碼,
從接收到的電波將多個代碼分別確定為接收代碼,
分別對照針對確定出的上述接收代碼的接收定時預先設定的偏移幅度內的上述假設代碼與上述接收代碼,
按上述偏移幅度內的偏移量,針對多個上述接收代碼保持與表示被對照的上述接收代碼和上述假設代碼的一致或不一致的對照結果有關的信息,
在每個代碼塊中將一致和不一致中的數多的某一方判斷為匹配,計算累計匹配數,該累計匹配數對應于按上述偏移量對多個上述代碼塊中的上述匹配的數進行累計而得到的值,
將該累計匹配數滿足預定的匹配條件的偏移量確定為匹配偏移量。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實施方式的電子表的功能結構的框圖。
圖2是說明從gps衛(wèi)星發(fā)送的導航消息的格式的圖。
圖3a是說明代碼的對照的圖。
圖3b是說明代碼的對照的圖。
圖4a是說明代碼的對照的圖。
圖4b是說明代碼的對照的圖。
圖4c是說明代碼的對照的圖。
圖5是日期時間取得處理的流程圖。
圖6是日期時間信息接收處理的流程圖。
圖7是在日期時間信息接收處理中調用的模式對照處理的流程圖。
圖8是在日期時間信息接收處理中調用的可靠性判斷處理的流程圖。
圖9是在日期時間信息接收處理的第一變形例中調用的可靠性判斷處理的流程圖。
圖10是表示日期時間信息接收處理的第二變形例的流程圖。
圖11是在日期時間信息接收處理的第二變形例中調用的模式對照處理的流程圖。
具體實施方式
以下,根據附圖說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示本發(fā)明的電波表的實施方式的電子表1的功能結構的框圖。
該電子表1是能至少接收來自與美國的gps(globalpositioningsystem:全球定位系統(tǒng))有關的測位衛(wèi)星(以下,稱為gps衛(wèi)星)的電波并對信號進行解調,獲取日期時間信息或進行測位的電波表。
電子表1具備作為處理器的主機cpu41(centralprocessingunit:中央處理器)、rom42(readonlymemory:只讀存儲器)、ram43(randomaccessmemory:隨機存取存儲器)、振蕩電路44、分頻電路45、作為計時部的計時電路46、作為顯示部的顯示部47、顯示驅動器48、操作部49、電力供給部50、作為衛(wèi)星電波接收裝置的衛(wèi)星電波接收處理部60以及天線an等。
主機cpu41是進行各種運算處理并對電子表1的整體動作進行統(tǒng)一控制的處理器。主機cpu41從rom42讀出控制程序并加載到ram43中來進行日期和間的顯示、與各種功能有關的運算控制或顯示等各種動作處理。另外,主機cpu41使衛(wèi)星電波接收處理部60進行動作并接收來自測位衛(wèi)星的電波,獲取根據接收內容求出的日期時間信息、位置信息。
rom42為掩模(mask)rom、可改寫的非易失性存儲器等,存儲有控制程序、初始設定數據。在控制程序中包含用于從測位衛(wèi)星獲取各種信息的與各種處理的控制有關的程序421。
ram43為sram、dram等易失性存儲器,對主機cpu41提供作業(yè)用存儲空間并存儲臨時數據,并且存儲各種設定數據。在各種設定數據中包含日期時間的計數、顯示中的與時區(qū)的選擇有關的所在(home)城市設定、與是否應用夏令時有關的設定。存儲在ram43中的各種設定數據的一部分或全部也可以被存儲到非易失性存儲器中。
振蕩電路44生成預先決定的預定的頻率信號并輸出。在該振蕩電路44中例如使用水晶振蕩器。
分頻電路45將從振蕩電路44輸入的頻率信號分頻為計時電路46、主機cpu41所使用的頻率的信號并輸出。該輸出信號的頻率也能夠根據主機cpu41的設定而變更。
計時電路46對從分頻電路45輸入的預定的頻率信號(時鐘信號)的輸入次數進行計數并與初始值相加,來對當前的日期時間進行計數。作為計時電路46,既可以是以軟件方式使存儲在ram中的值變化的電路,或也可以具備專用計數器電路。計時電路46計數的日期時間也可以是從預定的定時起的累計時間、utc日期時間(協(xié)調世界時間)或預先設定的所在城市的日期時間(當地時間)等中的任一個。另外,由該計時電路46計數的日期時間不一定必須以年月日、時分秒的形式保持。從分頻電路45輸入到計時電路46的時鐘信號與準確的時間經過之間的每一天的偏差大小(步數)根據動作環(huán)境,例如溫度而變化,通常在±0.5秒以內。
顯示部47例如具備液晶顯示器(lcd)、有機el(electro-luminescent:電致發(fā)光)顯示器等顯示畫面,通過點陣方式和段碼(segment)方式中的某個或它們的組合來進行日期時間、與各種功能有關的數字顯示動作。
顯示驅動器48根據來自主機cpu41的控制信號將與顯示畫面的種類相應的驅動信號輸出到顯示部47并在顯示畫面上進行顯示。
操作部49接受來自用戶的輸入操作,將與該輸入操作對應的電信號作為輸入信號輸出到主機cpu41。例如,該操作部49包括按鈕開關或表冠開關。
或者,作為操作部49與顯示部47的顯示畫面重疊地設置觸摸傳感器,也可以通過使顯示畫面作為輸出與用戶對該觸摸傳感器的接觸動作所涉及的接觸位置或接觸方式的檢測所對應的操作信號的觸摸面板發(fā)揮功能。
電力供給部50具備電池,將與電子表1的動作有關的電力以預定的電壓提供給各部。作為電力供給部50的電池,在此使用太陽能面板和二次電池。太陽能面板通過入射的光來產生電動勢并對主機cpu41等各部進行電力供給,并且在產生剩余電力的情況下,將該電力蓄電到二次電池中。另一方面,因從外部向太陽能面板的入射光量而導致可發(fā)電的電力相對于消耗電力不足的情況下,從二次電池供給電力?;蛘?,作為電池也可以使用紐扣型等一次電池。
衛(wèi)星電波接收處理部60經由天線an與來自測位衛(wèi)星的電波調諧地確定、捕捉各測位衛(wèi)星固有的c/a碼(偽隨機噪聲)來接收該電波,對測位衛(wèi)星發(fā)送的導航消息進行解調、解碼來取得必要的信息。衛(wèi)星電波接收處理部60具備作為解調器內的處理器的模塊cpu61、存儲器62、存儲部63、作為接收器的rf部64、基帶變換部65以及捕捉跟蹤部66等。此外,通過模塊cpu61、存儲器62、存儲部63、基帶變換部65以及捕捉跟蹤部66等構成解調器。
模塊cpu61為根據來自主機cpu41的控制信號、設定數據的輸入對衛(wèi)星電波接收處理部60的動作進行控制的處理器。模塊cpu61從存儲部63讀出所需的程序、設定數據,使rf部64、基帶變換部65和捕捉跟蹤部66進行動作,接收并解調接收到的來自各測位衛(wèi)星的電波來獲取日期時間信息。該模塊cpu61除了對接收到的電波進行解碼來獲取日期時間信息以外,還能夠不解碼,預測解調后的接收代碼并與預先生成的比較對照用碼串(對照碼串)依次進行比較對照來進行一致檢測,作為與假設的接收日期時間(接收定時)的偏移量進行確定的對照碼串生成部、代碼確定部、對照部、結果保持部、匹配判斷部以及偏移量確定部而發(fā)揮功能。
存儲器62為對衛(wèi)星電波接收處理部60中的模塊cpu61提供作業(yè)用存儲空間的ram。另外,在存儲器62中暫時存儲作為與接收到的碼串之間的比較對照用而生成的碼串數據。
存儲部63存儲與gps測位有關的各種設定數據、測位和日期時間信息獲取歷史。在存儲部63中使用閃存存儲器、eeprom(electricallyerasableandprogrammablereadonlymemory:電可擦編程只讀存儲器)等各種非易失性存儲器。存儲在存儲部63中的數據包含各測位衛(wèi)星的精確軌道信息(星歷)、預測軌道信息(歷書)、上次的測位日期時間和位置。另外,在存儲部63中存儲有與世界各地的時區(qū)、夏令時的實施信息有關的數據作為時差表。當進行測位時,參照該時差表來確定得到的當前位置的標準時間的與協(xié)調世界時間(utc)的時差、夏令時實施信息等地方時間信息。
另外,在存儲部63中存儲有進行測位并用于確定該地方時間信息的程序、用于接收并獲取日期時間信息的程序631,通過模塊cpu61讀取并執(zhí)行。
rf部64接收l1段(在gps衛(wèi)星中為1.57542ghz)的衛(wèi)星電波并使從測位衛(wèi)星發(fā)送的信號(代碼信號)選擇性地通過、放大,變換為中間頻率信號。在rf部64中包含lna(低噪放大器)、bpf(帶通濾波器)、局部振蕩器、混頻器等。
基帶變換部65對由rf部64得到的中間頻率信號應用各測位衛(wèi)星的c/a碼來獲取與基帶信號、即導航消息(預定的格式)有關的碼串(接收碼串、多個代碼的排列)。
捕捉跟蹤部66針對通過rf部64得到的中間頻率信號,在與各測位衛(wèi)星的各相位中的c/a碼之間分別計算出相關值來確定其峰值,由此確定所接收的電波所包含的c/a碼的種類和該c/a碼的相位。另外,捕捉跟蹤部66根據所確定的c/a碼及其相位繼續(xù)獲取與該c/a碼對應的從測位衛(wèi)星發(fā)送的導航消息的碼串,對基帶變換部65進行相位信息的反饋等,將接收電波進行解調來確定各代碼(接收代碼)。
該衛(wèi)星電波接收處理部60從電力供給部50直接被供給電力,根據主機cpu41的控制信號對其打開關閉進行切換。即,衛(wèi)星電波接收處理部60在進行來自測位衛(wèi)星的電波接收和日期時間取得或測位所涉及的計算動作的期間以外,與始終動作的主機cpu41等分開地關閉電源。
接著,說明從gps衛(wèi)星發(fā)送的導航消息的格式。
在gnss中,通過將多個測位衛(wèi)星分散配置在多個軌道上,設成從觀測地點能夠同時接收多個不同的測位衛(wèi)星的發(fā)送電波,從四顆以上的測位衛(wèi)星(如果假設為地表面則三顆)獲取從該可接收的測位衛(wèi)星發(fā)送的與該測位衛(wèi)星的當前位置有關的信息、日期時間信息,根據這些獲取數據以及獲取定時的偏差、即來自各測位衛(wèi)星的傳播時間(距離)的差異,能夠決定三維空間上的觀測地點的位置坐標和日期時間。另外,通過獲取來自一顆測位衛(wèi)星的日期時間信息,能夠在來自該測位衛(wèi)星的傳播時間的誤差范圍(小于100msec左右)內獲取當前日期時間。
根據c/a碼(偽隨機噪聲)對表示與日期時間有關的信息、與衛(wèi)星的位置有關的信息以及衛(wèi)星的健康狀態(tài)等狀態(tài)信息等的碼串(導航消息)進行相位調制而被擴頻并從測位衛(wèi)星被發(fā)送。按測位系統(tǒng)決定它們的信號發(fā)送格式(導航消息的格式)。
圖2是說明從gps衛(wèi)星發(fā)送的導航消息的格式的圖。
在gps中,從各gps衛(wèi)星分別發(fā)送合計25頁的30秒單位的幀數據,由此以12.5的量的周期輸出全部數據。在gps中,每個gps衛(wèi)星使用固有的c/a碼,關于該c/a碼,在1.023mhz下排列1023個代碼(子碼,chip)并以1msec周期重復。該子碼的前導與gps衛(wèi)星的內部時鐘同步,因此按gps衛(wèi)星來檢測其相位的偏差,由此檢測出傳播時間、即與從gps衛(wèi)星至當前位置為止的距離相對應的相位偏差(偽距離)。
各幀數據由5個子幀(各6秒)構成。并且,各子幀由10個的字(word)(各0.6秒,依次為字1~字10)構成。各字分別為30比特長度。即,從gps衛(wèi)星發(fā)送每秒50比特的代碼。
字1和字2的數據格式在全部子幀中相同。在字1中,緊接著8比特的固定碼串即前導(preamble)包括14比特的遙測信息(tlmmessage),其后隔著1比特的完整性狀態(tài)標志(integritystatusflag)和1比特的預備比特,配置有6比特的奇偶數據。在字2中,緊接著表示周內經過時間的17比特的tow-count(也稱為z計數),分別示出了1比特的警告標志(alertflag)和防偽標志(anti-spoofflag)。然后,以3比特示出了表示子幀編號(周期編號)的子幀id(subframe-id),隔著奇偶數據的整合用2比特而排列6比特的奇偶數據。
字3以后的數據因子幀而不同。在子幀1的字3中,在前導包含10比特的wn(周編號)。在子幀2、3中主要包含星歷(精確軌道信息),在子幀4的一部分和子幀5中發(fā)送歷書(預測軌道信息)。
在此,通過gps衛(wèi)星計數的日期時間(gps日期時間)不包含由閏秒的實施引起的偏差。因而,在gps日期時間與utc日期時間之間存在偏差,因此通過來自gps衛(wèi)星的電波接收而獲取的日期時間需要被換算為utc日期時間后輸出。另外,在根據計時電路46計數的日期時間對來自gps衛(wèi)星的電波接收定時進行控制,或推測接收到的日期時間的情況下,需要將該計時電路46的日期時間換算為gps日期時間后使用。
接著,說明本實施方式的電子表1的日期時間信息的獲取動作。
從測位衛(wèi)星發(fā)送的tow-count、子幀id、子幀1中的wn能夠根據導航消息的格式(信號發(fā)送格式、衛(wèi)星的種類)以及當前的日期時間來假設代碼排列、接收定時。在本實施方式的電子表1中,預先生成包含這種可假設的代碼(假設代碼)的對照碼串,針對基于接收到的代碼的計時電路46所計數的日期時間的接收定時(假設接收定時),在與該計時電路46的誤差相應的偏移幅度內使對照碼串的位置偏離而與該對照碼串內的假設代碼依次進行比較對照。然后,獲取多個接收代碼和假設代碼匹配的偏移量、以及該對照碼串(假設代碼)的內容相應的與正確的日期時間有關的信息(日期時間信息)。
在假設代碼中除了包含如上所述與日期時間相應地發(fā)生變化的代碼以外,例如還包括如前導、預備比特那樣與發(fā)送周期無關的固定代碼。另外,如警報標志、防偽標志那樣,通常為“0”,在“1”的情況下不建議利用的代碼不能預測,但是也可以假設為“0”而附加到假設代碼中。
并且,將最近的一次或多次衛(wèi)星電波的接收時接收到的代碼排列及其接收日期時間存儲于存儲部63中,根據該存儲的代碼排列中的、導航消息中的代碼位置無法完全預測出從上次接收起的變化,但是將在從上次接收起的經過時間短的情況下能夠判斷為通常在該經過時間內無變化的代碼,例如形成字1的遙測信息的各代碼用作假設代碼,或假設代碼也可以是將遙測信息的一部分或全部以及與上述固定碼串、發(fā)送周期相應地發(fā)生變化的碼串進行組合而成的代碼。是否包含于假設代碼的判斷并不僅限于簡單地僅通過從上次接收起的經過時間來進行的情況,也可以追加在多次接收中是否一次都沒有變化等條件。
同樣地,在獲取到與歷書數據等測位衛(wèi)星的軌道有關的數據,在沒有經過下一更新的時間的情況下,與該軌道有關的數據也能夠包含于假設代碼中。
根據前一字節(jié)中的第29比特或第30比特的奇偶代碼以及同一字中的第1~24比特中分別需要的比特數據來計算出排列于各字的第25~30比特的奇偶數據。在本實施方式的電子表1中,難以假設前一字中的第29比特和第30比特的奇偶代碼,因而,這些奇偶數據不包含在假設代碼中。
假設代碼不需要在對照碼串內全部連續(xù),也可以被分割為多個不同的碼串部分。例如,也可以根據隔著字1的第25~30比特的奇偶比特而字1的第23、24比特即預定比特、以及字2的第1~17比特即tow-count來決定假設代碼。在此,能夠與各代碼分別對應地設定假設可否標志(識別信息),來識別對照碼串中的假設代碼和不能假設的代碼。該假設可否標志的排列在生成對照碼串時一起生成即可。
在此,在進行對照碼串的各假設代碼與接收代碼的對照時,與實際從gps衛(wèi)星發(fā)送的信息相應的碼串,按每個字(代碼塊)與前一字的末尾(第30比特)的代碼(反轉代碼)即奇偶數據相應地(以預定條件)能夠反轉第1~24比特的代碼。即,在反轉代碼為“0”的情況下,下一字的第1~24比特的代碼與發(fā)送信息相應地直接以非反轉地被發(fā)送,與此相對,在該反轉代碼為“1”的情況下,下一字的第1~24比特的代碼為與發(fā)送信息相應的碼串全部被反轉的代碼。因而,當不考慮反轉的假設代碼與未反轉的各接收代碼全部正確地被比較對照時,對照結果變得完全一致,當對不考慮反轉的假設代碼與反轉后的各接收代碼全部正確地被比較對照時,對照結果變得完全不一致。
在接收代碼的接收定時中產生根據由計時電路46計數的日期時間來假設的定時和由該計時電路46計數的日期時間的偏差量相應的相位(代碼數)的偏差。如上所述,計時電路46的步數為0.5秒/天(1/48[sec/h]),因此根據從最近的日期時間修正后的經過時間tp[h],距計時電路46計數的日期時間的正確的日期時間的偏移幅度最大值dt(最大偏移幅度的一半)被估計為dt=tp/48。即,正確的日期時間tc被推測為相對于計時電路46計數的日期時間t在t-dt≤tc≤t+dt的范圍。
在本實施方式的電子表1中,針對在計時電路46所計數的日期時間t(假設接收定時)獲取的接收代碼r(t),不考慮上述反轉而將被假設為t-dt≤tc≤t+dt的范圍內的各假設代碼分別進行對照,將針對多個日期時間t得到的對照結果分別累計到與該正確的日期時間tc的假設范圍內的相對位置相應的排列的各要素,由此確定最匹配(一致/不一致)的定時。
圖3和圖4是說明本實施方式的電子表1的代碼的對照的圖。
如圖3a所示,在從上次的計時電路46的日期時間修正起經過了6天(144小時)之后,在該計時電路46所計數的日期時間即utc時刻的某一時間的03秒開始接收的情況下,正確的日期時間tc的秒值被推測為00秒至06秒之間(偏移幅度最大值dt=3.0sec)。該日期時間的秒值在utc日期時間與gps日期時間的差為17秒的情況下,以gps日期時間成為17秒至23秒之間。并且,在直到捕捉來自gps衛(wèi)星的電波并開始獲取代碼為止,從開始接收起需要2秒的情況下,代碼的獲取開始以gps日期時間的秒值成為19秒至25秒之間。在該情況下,生成的對照碼串以gps日期時間的秒值包含19秒至25秒,并且能夠包含從最晚的25秒至經過相當于一個子幀量的6秒鐘(發(fā)送周期)的31秒為止。另外,在生成對照碼串之后,不需要19秒前的代碼,因此僅能夠存儲保持以19秒的代碼為前導的對照碼串。此時,從19.00秒開始的包含前導的代碼的字從18.60秒開始,因此該前導的代碼成為該字的第21比特。存儲前導的代碼的字內位置作為偏移值q。
如圖3b所示那樣,當首先獲取到由計時電路46計數的日期時間t0(在此,秒值為22秒)的接收代碼r(t0)時,在對照碼串中參照從與日期時間t0-dt(在此為19秒)對應的假設可否標志p(0)至與日期時間t0+dt(在此為25秒)對應的假設可否標志p(100dt)為止的301個假設可否標志p(i),在對照碼串c中將代碼c(i)的假設為“能夠”、即表示假設代碼的(例如為p(i)=1)代碼c(i)與接收代碼r(t0)分別進行比較。其排列編號i表示正確的日期時間的假設范圍內(即,偏移幅度內)的相對位置(與偏移量對應的值)。
在假設可否標志p(i)表示能夠假設代碼c(i)這一情況,在進行了對照的情況下,將對照數n(i)加上1。在此,如上所述,也可以在能夠假設的情況下設為p(i)=1、不能假設的情況下設為p(i)=0,向對照數n(i)加上該p(i)。另外,對照的結果是,關于一致的代碼,將與表示一致或不一致的對照結果有關的信息即一致數e(i)加上1而保持。
在每次確定一個新接收到的代碼時反復進行上述處理動作。如上所述,從gps衛(wèi)星發(fā)送每秒50比特的代碼,因此以間隔ε=20[msec]反復進行該處理動作。或者,并不限定于每隔20msec確定一個接收代碼的情況,例如也可以每隔1msec確定代碼種類來在一個代碼的接收期間獲取20次代碼種類rs(t0-0)~rs(t0-19)。在該情況下與該20個代碼種類進行比較的對照碼串c的代碼c(i)也可以是一個。在接收強度降低的情況下等,在這20個代碼種類中確認結果有時產生偏差。在該情況下,該20個代碼種類成為相同的概率大于1/2,例如依賴于誤碼率(ber)等。
如上所述,在來自測位衛(wèi)星的信號中,以字單位(每30比特)來決定代碼的反轉或非反轉并發(fā)送,因此解調后的碼串以該字單位與對照碼串c的各假設代碼的一致或不一致發(fā)生變化。即,當跨過多個字來簡單地累計假設代碼與接收代碼的一致數e(i)時,每次產生代碼的反轉時代碼的一致部分的數與不一致部分的數混合而無法恰當地求出匹配的相位。
因此,在電子表1中,以對照碼串c中的字單位(每隔代碼塊)對假設代碼與接收代碼的對照數和一致數進行計數,將該一致數和不一致數中較大的數決定為匹配的數(匹配判斷),換算為與該較大的值相應的值即匹配度數f(i)(累計匹配數)。并且,針對多個字累計該匹配度數f(i),求出與各偏移量(相位)有關的匹配度數,作為匹配的偏移量而決定最相似(滿足預定的匹配條件)的對照碼串c的偏移量(匹配偏移量)。在此,用以下公式(1)求出匹配度數f(i)。
f(i)=|n(i)-2×e(i)|…(1)
即,匹配度數f(i)在對照數n(i)個代碼為完全一致(e(i)=n(i))或完全不一致(e(i)=0)的情況下與對照數n(i)相等而成為最大值,在一致數與不一致數分別半數(e(i)=n(i)/2)的情況下成為最小值“0”。同樣地,如果為一致與不一致均等地處理的值,則匹配度數f(i)并不限定于基于該公式(1)的匹配度數。
字單位的各代碼的一致數e(i)被換算為匹配度數f(i)并相加,并且對照數n(i)被相加到累積對照數t(i)(累計對照數)。對于下一字單位的對照,一致數e(i)與對照數n(i)分別被初始化為“0”并使用。
即,在該電子表1的存儲器62中,一致數e(i)、對照數n(i)、匹配度數f(i)以及累積對照數t(i)的排列分別被分配與在電子表1中假設的最大偏移幅度相應的數。作為最大偏移幅度,例如如上所述能夠設為±3秒,該情況下的排列數分別成為301個。
如圖4a所示,從最初被確定的接收代碼r(t0)起經過時間εk后的接收代碼r(t0+εk)為第k+1個接收代碼,準確的日期時間的假設范圍為(t0+εk-dt)≤tc≤(t0+εk+dt)。而且,根據假設可否標志p(k)~p(100dt+k)將與該范圍相應的對照碼串的代碼c(k)~c(100dt+k)中的假設代碼與接收代碼r(t0+εk)進行比較對照。這些代碼c(k)~c(100dt+k)與接收代碼r(t0+εk)的有無對照和對照結果被積算到對照數n(0)~n(100dt)和一致數e(0)~e(100dt)中。另外,代碼c(k)~c(100dt+k)中與相當于字的末尾的代碼對應的對照數n和一致數e分別被累計、換算到累積對照數t和匹配度數f中并被初始化。
能夠根據上述偏移值q來判別字的末尾。即,關于排列編號i、與代碼的確定次數有關的計數k和偏移值q之和為整數值j,滿足以下公式(2)的關系的排列編號i的位置為各字的末尾。
i+q+k=30×j…(2)
這樣,對照數n(i)與一致數e(i)在每次對接收代碼進行確定并進行對照時每次每隔30個對累積對照數t(i)和匹配度數f(i)進行累計,進行該累計的位置逐個被錯開。
如圖4b所示,例如在與各代碼同步地每隔20msec確定一個接收代碼的情況下,關于排列編號i=10,針對第一個字存在22個假設代碼,當其中10個一致時,計算出n(10)=22、e(10)=10。當與關于該字的全部假設代碼之間的對照結束時這些被換算、累計,傳遞到f(10)=2、t(10)=22,e(10)、n(10)被初始化。
然后,關于下一字,當再次例如對16個假設代碼將e(10)=9、n(10)=16進行計數時,該n(10)的值被相加到t(10)而成為t(10)=38,并且換算為e(10)的匹配度數即2被相加到f(10)而成為f(10)=4。這樣,在一致數e(10)為對照數n(10)的一半左右的情況下,匹配度數f(10)與累積對照數t(10)相比成為較小的值。
另一方面,關于排列編號i=200,針對第一個字存在22個假設代碼,當其全部一致時,計算出n(200)=22、e(200)=22。而且,被換算、相加而設為f(200)=22、t(200)=22之后,e(200)、n(200)被初始化。
關于下一字,存在22個假設代碼,當其中僅一個一致時,計算出n(200)=22、e(200)=1。在該情況下,e(200)被換算的匹配度數成為20,因此該值被相加到匹配度數f(200)而成為f(200)=42。并且,成為n(200)=44。這樣,在一致數e(200)與對照數(200)相等或接近“0”的情況下,匹配度數f(200)成為接近累積對照數t(200)的值。
同樣地,如圖4c所示,在針對各代碼每隔20次1msec判別代碼種類的情況下,被計數的對照數n(10)、n(200)和累積對照數t(10)、t(200)成為20倍。同樣地對一致數e(10)、e(200)進行計數,并且也同樣地對匹配度數f(10)、f(200)進行計算,因此,在此在與第二個字有關的對照結束的時間點,針對t(10)=760成為f(10)=46,另一方面,針對t(200)=880成為f(200)=876。
這樣得到的累積對照數t(i)中,針對某一累積對照數t(i1),對應的匹配度數f(i1)成為與累積對照數t(i1)相等或十分接近的值,與該排列編號i1對應地相位偏離后的對照碼串c和接收代碼一致的概率與通過其它碼串的代碼的誤確定而偶然產生的概率(匹配概率)、與其它排列編號i2對應地相位偏離后的對照碼串c與接收代碼一致的概率相比充分大,由此確定對照碼串c與接收代碼一致的定時??紤]電子表1的壽命、例如10~20年以及該對照動作的實施頻率、例如一天一次,并且簡化為各二進制代碼中的“0”、“1”的出現概率(相等于與接收代碼匹配的概率)全部分別為1/2時,實際應用中產生誤確定的概率變得十分低、例如將匹配概率設為預定的基準值、在此為了設為小于10-8而所需的假設代碼的數(累積對照數、基準對照數)為27。此外,也能夠通過用戶的設定操作等直接或間接地(例如,也可以與“嚴格”、“正?!?、“寬松”等表現對應地分別設定不同的基準值)使該概率上下波動。
圖5是表示本實施方式的電子表1的日期時間取得處理的主機cpu41的控制過程的流程圖。
在檢測出用戶對操作部49的執(zhí)行命令的輸入操作或滿足預定的接收時刻、接收定時等條件的情況下啟動該日期時間取得處理。
當日期時間取得處理開始時,主機cpu41啟動衛(wèi)星電波接收處理部60(步驟s101)。另外,主機cpu41對衛(wèi)星電波接收處理部60發(fā)送表示獲取對象為日期時間信息的設定和計時電路46所計數的日期時間的信息作為初始數據(步驟s102)。在該日期時間信息中包含基于對上次計時電路46的日期時間進行修正之后起的經過時間的偏差的最大值的信息。接著,等待來自衛(wèi)星電波接收處理部60的數據輸出。此外,在該等待中,主機cpu41也可以使顯示部47顯示表示接收中的意思。
主機cpu41等待來自衛(wèi)星電波接收處理部60的信號,獲取日期時間數據(步驟s103)。接著,主機cpu41使衛(wèi)星電波接收處理部60停止(步驟s104),并且對計時電路46所計數的日期時間進行修正(步驟s105)。另外,主機cpu41對存儲在ram43中的接收歷史進行更新(步驟s106)。然后,主機cpu41結束日期時間取得處理。
圖6是表示本實施方式的電子表1的日期時間信息接收處理的模塊cpu61的控制過程的流程圖。
在通過主機cpu41啟動衛(wèi)星電波接收處理部60并在步驟s102的處理中從主機cpu41輸出的獲取對象信息為日期時間信息的情況下啟動該日期時間信息接收處理。
當啟動日期時間信息接收處理時,模塊cpu61進行存儲區(qū)域的確保、分配等初始設定、動作檢查(步驟s201)。模塊cpu61從主機cpu41獲取在步驟s102的處理中輸出的日期時間信息,將獲取到的utc日期時間換算為gps日期時間,并且根據誤差信息來推測準確的日期時間的范圍(步驟s202)。
模塊cpu61生成包含全部被假設為在推測的準確的日期時間的范圍內接收的代碼的范圍的假設可否標志p(i)的排列和對照碼串c,決定對照碼串c的偏移值q(步驟s203;對照碼串生成步驟)。另外,此時,模塊cpu61進行對照數n(i)、累積對照數t(i)、一致數e(i)以及匹配度數f(i)的存儲分配和初始化動作。模塊cpu61開始來自gps衛(wèi)星的電波接收(步驟s204),捕捉來自可接收的gps衛(wèi)星的電波(步驟s205)。模塊cpu61對各gps衛(wèi)星的c/a碼分別將從接收電波得到的信號的相位錯開并應用來嘗試逆擴頻,由此檢測、捕捉來自任一個或預定數以下的gps衛(wèi)星的信號。
當捕捉到來自gps衛(wèi)星的信號時,模塊cpu61以捕捉到該gps衛(wèi)星的相位進行跟蹤的同時開始確定接收數據的各代碼(步驟s206)。另外,模塊cpu61對計數k設定初始值“0”。模塊cpu61根據在步驟s203的處理中生成對照碼串c和假設可否標志p(i)的定時與實際開始該代碼的確定的定時的偏差,進行對照碼串c、假設可否標志p(i)的排列和偏移值q的校正(步驟s207)。
模塊cpu61每次確定一個代碼時獲取該代碼,將計數k加上1(步驟s208;代碼確定步驟)。模塊cpu61調用并執(zhí)行模式對照處理(步驟s209),接著,調用并執(zhí)行作為偏移量確定步驟的可靠性判斷處理(步驟s210)。模塊cpu61根據在步驟s210的處理中得到的判斷結果,判別可靠性是否為ok(步驟s211)。在判別為并非ok的情況下(步驟s211:“否”),模塊cpu61判別自開始來自gps衛(wèi)星的電波接收起是否經過了超時時間(步驟s212)。在判別為已經過的情況下(步驟s212:“是”),模塊cpu61的處理過渡到步驟s216。在判別為未經過的情況下(步驟s212:“否”),模塊cpu61根據需要追加生成對照碼串c的代碼c(i)和假設可否標志p(i)(步驟s213)。這里的根據需要是指,在當初生成的碼串長度內例如秒值從19秒至31秒為止的12秒間的數據中被估計為得不到可靠性ok的判斷的情況,或者,通過該數據得不到可靠性ok的判斷的情況。
此時,能夠刪去不需要的對照碼串c的代碼數據部分和對應的假設可否標志p(i)。另外,為了不使排列編號大到需要以上,也可以根據刪去的代碼的數將剩余的以及追加的代碼c(i)和與這些代碼對應的假設可否標志p(i)的排列編號i放在前面。在該情況下,一并將偏移值q和計數k分別進行校正。接著,模塊cpu61的處理返回至步驟s208。
在步驟s211的判別處理中判別為可靠性ok的情況下(步驟s211:“是”),模塊cpu61根據判別為可靠性ok的代碼排列的定時和對照碼串所示的日期時間來獲取準確的gps日期時間,并且將獲取到的該gps日期時間轉換為utc日期時間,設定其定時(步驟s214)。模塊cpu61與設定的定時一致地將日期時間信息輸出到主機cpu41(步驟s215)。接著,模塊cpu61的處理轉移到步驟s216。
當轉移到步驟s216的處理時,模塊cpu61使來自gps衛(wèi)星的電波接收結束(步驟s216)。然后,模塊cpu61使日期時間信息接收處理結束。
圖7是表示在日期時間信息接收處理的步驟s209中調用的模式對照處理的控制過程的流程圖。
當模式對照處理被調用時,模塊cpu61將排列編號i設定為作為初始值的“0”(步驟s801)。
模塊cpu61參照假設可否標志p(i+k),判別代碼c(i+k)是否為可假設的代碼(步驟s802)。在判別為不是可假設的情況下(步驟s802:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s806。
在判別為代碼c(i)為假設代碼的情況下(步驟s802:“是”),模塊cpu61將對照數n(i)加上假設可否標志p(i+k)、即“1”(步驟s803),判別獲取到的接收代碼r與代碼c(i+k)是否相等(步驟s804;對照步驟)。在判別為不相等的情況下(步驟s804:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s806。
在判別為接收代碼r與代碼c(i+k)相等的情況下(步驟s804:“是”),模塊cpu61將一致數e(i)加上“1”(步驟s805)。接著,模塊cpu61的處理轉移到步驟s806。
步驟s802、s805的處理構成結果保持步驟。
當轉移到步驟s806的處理時,模塊cpu61判別將排列編號i、計數k和偏移值q的合計值除以30時的剩余(mod)是否為“0”、即i+k+q的值是否為30的倍數(步驟s806)。例如,通過將i+k+q除以30時的剩余是否為“0”來進行該判別處理。在判別為30的倍數的情況下(步驟s806:“是”),模塊cpu61將一致數e(i)換算為匹配度數f(進行匹配判斷),將該匹配度數f相加到當前設定的匹配度數f(i)上。另外,模塊cpu61將對照數n(i)相加到累積對照數t(i)(步驟s807;匹配判斷步驟)。接著,模塊cpu61的處理轉移到步驟s808。在判別為不是30的倍數的情況下(步驟s806:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s808。
當轉移到步驟s808的處理時,模塊cpu61判別排列編號i是否為100dt以上(步驟s808)。即,模塊cpu61判別是否進行了從代碼c(k)至代碼c(100dt+k)為止的假設范圍內的全部假設代碼與接收代碼r的比較對照。在判別為排列編號i不為100dt以上、即存在在假設范圍內并未進行比較對照的假設代碼的情況下(步驟s808:“否”),模塊cpu61將排列編號i加上“1”(步驟s809)。接著,模塊cpu61將處理返回至步驟s802。在判別為排列編號i為100dt以上、即進行假設范圍內的全部假設代碼與接收代碼r的比較對照的情況下(步驟s808:“是”),模塊cpu61使模式對照處理結束,并使處理返回至日期時間信息接收處理。
圖8是表示在日期時間信息接收處理的步驟s210中調用的可靠性判斷處理的控制過程的流程圖。
當可靠性判斷處理被調用時,模塊cpu61提取出匹配度數f(i)中最大的匹配度數作為最大匹配度數fmax(步驟s901)。模塊cpu61判別最大匹配度數fmax是否大于基準匹配度數fth(步驟s902)。在判別為并不大于基準匹配度數fth的情況下(步驟s902:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s906。
在判別為最大匹配度數fmax大于基準匹配度數fth的情況下(步驟s902:“是”),模塊cpu61獲取與得到該最大匹配度數fmax的匹配度數f(i)的排列編號i對應的累積對照數t(i)(步驟s903)。模塊cpu61判別最大匹配度數fmax與獲取到的累積對照數t(i)是否相等(步驟s904)。在判別為相等的情況下(步驟s904:“是”),模塊cpu61設為可靠性ok(步驟s908),使可靠性判斷處理結束,并使處理返回至日期時間信息接收處理。
在判別為最大匹配度數fmax與累積對照數t(i)并不相等的情況下(步驟s904:“否”),模塊cpu61使得到該最大匹配度數fmax的匹配度數f(i)和與此對應的累積對照數t(i)復位而返回至“0”,接著,使處理轉移到步驟s906。
當從步驟s902或步驟s905的處理轉移到步驟s906的處理時,模塊cpu61判別將計數k除以300(即,一個子幀量的代碼數)而得到的剩余是否為“0”(步驟s906)。在判別為“0”的情況下(步驟s906:“是”),模塊cpu61使針對全部排列編號i的累積對照數t(i)和匹配度數f(i)初始化而返回至“0”(步驟s907)。接著,模塊cpu61設為可靠性ng(步驟s909)。然后,模塊cpu61使可靠性判斷處理結束,并使處理返回至日期時間信息接收處理。在判別為并非“0”的情況下(步驟s906:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s909。
此外,如上所述,匹配度數f(i)僅以字單位進行確定,因此為了更實時地進行判斷,每次通過覆蓋更新來計算出暫定匹配度數ft(i)=f(i)+|n(i)-2×e(i)|,暫定匹配度數ft(i)中最大的匹配度數為基準匹配度數fth以上,且也可以判別是否與t(i)+n(i)相等。但是,在該情況下,期望在n(i)=1的情況下不計算相加值|n(i)-2×e(i)|。
[變形例1]
接著,說明通過電子表1執(zhí)行的日期時間信息接收處理的變形例1。
在本變形例的日期時間信息接收處理中,在將對照碼串與接收代碼r進行對照時,不僅在完全匹配的情況下,即使在包含少數錯誤的不完全的匹配也充分抑制誤確定的概率的范圍內設為可靠性ok,由此即使在來自測位衛(wèi)星的電波的接收強度低且s/n比(snr)低的情況下也能夠獲取日期時間信息。
在該電子表1中,根據針對接收代碼r的排列的與隨著各偏移量(相位偏移)的對照碼串內的假設代碼的非匹配數的最小值(即,與累積對照數相比累計匹配數的最大值)有關的出現概率(第一出現概率)、以及與第二個小的非匹配數(即,第二大的累計匹配數)有關的出現概率(第二出現概率)來決定在不完全的匹配的情況下判斷為將誤確定的概率抑制得較低的條件。當將各代碼中的“0”與“1”的出現概率分別設為1/2時,能夠根據使累積對照數t和匹配度數f返回至一致數e的值、即與概率上不一致數等價的值即非匹配數eb=(t-f)/2,通過p=tceb/2t表示出現概率p。例如,在與44比特的假設代碼對照后的接收代碼中包含3比特的非匹配(41比特的匹配)的接收碼串的出現概率為44c3/244=7.53×10-10。另外,在與28比特的假設代碼對照后的接收代碼中包含1比特的非匹配(27比特的匹配)的接收碼串的出現概率為28c1/228=1.04×10-7。
在此,如上所述,也可以僅以與最小非匹配數有關的出現概率為基準來排除誤確定的可能性。然而,在不完全匹配的情況下,在實際接收碼串中偶然出現與對照碼串c類似的碼串的可能性也增加,因此更優(yōu)選進行能夠排除這種類似碼串的出現的追加的條件設定。例如,在towcount的大致全部代碼為“0”的情況下或“1”的情況下,將這些碼串用作假設代碼時,在對照碼串c與接收碼串產生相位偏移的情況下,在很多這些代碼“0”、“1”連續(xù)的部分中代碼匹配。另外,在tow-count等為周期性碼串的情況下(例如,“0”與“1”交替地排列的情況下等),在該周期的相位偏移、其半周期的相位偏移中,仍然很多代碼匹配。因而,在該情況下,與通常的相位偏移的狀態(tài)相比,非匹配數變小,由于噪聲(電波接收強度)等而產生誤確定的概率上升。因而,在這種情況下,能夠直到成為更優(yōu)選的假設代碼的排列的定時為止保留電波接收的開始并等待,或在假設代碼中不包含這種不優(yōu)選的可假設的代碼。
首先,在根據基于計時電路46的步數估計的日期時間的最大偏移量來設定的對照碼串c的相位偏移的假設范圍內,在各個子幀一個周期量的長度(300比特)分別對假設代碼與接收代碼進行對照。接著,提取作為在該相位偏移設定范圍內最大的匹配度數的最大匹配度數fmax和作為第二大的匹配度數的第二匹配度數fmax2,使用這些匹配度數以及與這些匹配度數對應的最大匹配累積對照數tmax和第二匹配累積對照數tmax2,計算最小非匹配數ebmin=(tmax-fmax)/2和第二非匹配數ebmin2=(tmax2-fmax2)/2。
接著,作為危險度pd而計算與最小非匹配數ebmin有關的出現概率p1相對于與第二非匹配數ebmin2有關的出現概率p2的比例(概率比)。在該危險度pd=p1/p2為預定的基準值(基準比率)以下的情況下,判斷為誤確定的概率十分小。
與上述實施方式同樣地,與危險度pd進行比較的基準值pm(基準比)根據產品壽命和電波接收頻率、即產品壽命中的假設接收次數以及對產品要求的精度來恰當地決定即可,在此例如設為pm=10-8。
此外,在計算危險度pd時,不需要計算各出現概率p1、p2。另外,在累積對照數t(i)變大而危險度pd的計算式變得復雜,且負載變大或計算時間變長的情況下,也可以恰當地使用近似式,根據近似值來計算出危險度pd。作為近似式,例如優(yōu)選使用直線近似或斯特林公式(stirling'sapproximation)。
在本實施方式的電子表1中,根據代碼的確定開始時間(預定定時)的snr(與接收強度有關的信號指標值),在接收狀態(tài)為良好的情況下進行基于上述完全匹配的可靠性判斷,在接收狀態(tài)并不良好的情況下,進行與考慮了該不完全匹配的誤確定避免有關的可靠性判斷。另外,在基于完全匹配的可靠性判斷中預定時間(上限對照時間),例如即使一個子幀量的6秒經過也不會成為可靠性ok的情況下,轉移到與考慮了不完全匹配的誤確定避免有關的可靠性判斷,在每次獲取一個子幀量(導航消息的預定的一個周期)的數據(10個字、300比特(單位代碼數))時進行該可靠性判斷。
在該變形例1的日期時間信息接收處理中,僅在圖6示出的日期時間信息接收處理中調用的可靠性判斷處理的內容與上述實施方式的日期時間信息接收處理不同,因此,以下僅說明可靠性判斷處理的內容。
圖9是表示本變形例的在日期時間信息接收處理中調用的可靠性判斷處理的模塊cpu61的控制過程的流程圖。
該可靠性判斷處理與上述實施方式的在日期時間信息接收處理中調用的圖8的可靠性判斷處理相比,除了刪除了步驟s905~s907的處理并且追加了步驟s911、s912、s921~s926的處理外相同,對相同的處理內容附加相同的符號并省略詳細的說明。
當該可靠性判斷處理被調用時,模塊cpu61判別第一次代碼確認時附近的接收電波的snr是否小于預定的強度基準值sth(步驟s911)。在判別為snr小于強度基準值的情況下(步驟s911:“是”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s921。
在判別為snr小于強度基準值sth的情況下(步驟s911:“否”),判別計數k是否小于300(步驟s912)。在判別為并非小于300的情況下(步驟s912:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s921。
在判別為計數k小于300的情況下,模塊cpu61的處理轉移到步驟s901。之后,在步驟s904的判別處理中判別為最大匹配度數fmax并不與對應的累積對照數t(i)相等的情況下(步驟s904:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s909。
當從步驟s911、s912的判別處理分支為步驟s921的處理時,模塊cpu61判別將計數k除以300而得到的余數是否為0(步驟s921)。在判別為非0的情況下(步驟s921:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s909。
在判別為余數為0的情況下(步驟s921:“是”),模塊cpu61針對各排列編號i,分別將剩余的一致數e(i)和對照數n(i)分別計算在匹配度數f(i)和累積對照數t(i)中(步驟s922)。模塊cpu61提取f(i)/t(i)為最大的最大匹配度數fmax和最大匹配累積對照數tmax,并且提取第二大的第二匹配度數fmax2和第二匹配累積對照數tmax2(步驟s923)。此外,在累積對照數t(i)對于排列編號i成為相同的情況下,也可以簡單地僅根據匹配度數f(i)的大小來提取最大匹配度數fmax和第二匹配度數fmax2。模塊cpu61使用這些提取出的值來計算最小非匹配數ebmin和第二非匹配數ebmin2(步驟s924)。模塊cpu61計算最小非匹配數ebmin的出現概率p1相對于第二非匹配數ebmin2的出現概率p2的比作為危險度pd(步驟s925)。
模塊cpu61判別危險度pd的常用對數log(pd)是否為-8以下、即危險度pd是否為10-8以下(步驟s926)。在判別為-8以下的情況下(步驟s926:“是”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s908。在判別為不是-8以下的情況下(步驟s926:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s909。
[變形例2]
接著,說明通過電子表1執(zhí)行的日期時間信息接收處理的變形例2。
在本變形例的日期時間信息接收處理中,針對包含多個非匹配的相位偏移(偏移量),在中途去除定時一致的相位偏移的候選而省略處理。
在該變形例2的電子表1中,在存儲器62中除了存儲一致數e(i)、對照數n(i)、匹配度數f(i)、累積對照數t(i)以外,還存儲候選標志x(i)作為各參數。在此,該候選標志x(i)為在接收代碼r的排列與隨著排列編號i所對應的相位偏移(定時偏移)的對照碼串c包含在相位(代碼)一致的候選內的情況下設定為“0”、在不包含的情況下設定為“1”的二進制標志。候選標志x(i)的初始值均為“0”,在從候選偏離時變更為“1”。
如上所述,與匹配度數f(i)的最大匹配度數相應的定時成為與接收代碼r的排列之間的匹配候選,因此匹配度數f(i)相對于累積對照數t(i)變得充分小,針對超時時間內能夠確定的代碼數,即使不能成為或成為最大匹配度數fmax、第二匹配度數fmax2的匹配度數,對于在可靠性判斷中不能成為ok的匹配度數f(i)從候選中排除。作為這種條件(與累積對照數t(i)與匹配度數f(i)的關系有關的下限基準),例如可舉出小于匹配度數f(i)相對于累積對照數t(i)的比率的下限基準值、累積對照數t(i)與匹配度數f(i)的差分值的上限值以上等。例如,在預定的基準數tth以上的累積對照數t(i)中f(i)/t(i)<0.2的情況下、或t(i)-f(i)≥20的情況下,將候選標志x(i)變更為“1”,使以后的對照和參數的更新停止。
此外,當使從候選中排除的條件放寬時(當使保留在候選中的條件嚴格時),處理負載降低,另一方面,第二匹配度數fmax2經常變得不準確,因此危險度pd的計算精度下降。但是,在與一個排列編號i有關的參數以外全部參數被從候選中排除的情況下,不進行基于危險度pd的可靠性判斷,而也可以通過排除法將與該一個排列編號i有關的相位偏移的定時確定為匹配定時。
圖10是表示通過電子表1執(zhí)行的日期時間信息接收處理的變形例2的流程圖。另外,圖11是在該日期時間信息接收處理的變形例2中被調用的模式對照處理的流程圖。
除了對上述實施方式的日期時間信息接收處理追加步驟s221、s222的處理,并且對步驟s209的模式對照處理的內容追加步驟s821~s823的處理這一點以外,該日期時間信息接收處理與上述實施方式相同,對相同的處理內容附加相同的符號并省略說明。
當步驟s209的模式對照處理被調用,并如圖11所示那樣在步驟s801的處理中使排列編號i的值初始化時,模塊cpu61判別候選標志x(i)是否為0(步驟s821)。在判別為0的情況下(步驟s821:“是”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s802。在判別為非0、即為1的情況下,模塊cpu61的處理轉移到步驟s808。
當在步驟s807的處理中計算出匹配度數f(i)和累積對照數t(i),使一致數e(i)和對照數n(i)初始化時,模塊cpu61判別匹配度數f(i)相對于累積對照數t(i)的比是否小于下限基準值rth(步驟s822)。也可以僅在累積對照數t(i)為預定的基準數tth以上的情況下執(zhí)行該判別處理。
在判別為小于下限基準值rth的情況下(步驟s822:“是”),模塊cpu61將候選標志x(i)設為1(步驟s823)。接著,模塊cpu61的處理轉移到步驟s808。在判別為并非小于下限基準值rth的情況下(步驟s822:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s808。
當結束模式對照處理而返回至日期時間信息接收處理時,如圖10所示,模塊cpu61判別候選標志x(i)中作為“0”的值是否剩余一個(步驟s221)。在判別為并非剩余一個的情況下(步驟s221:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s210。在判別為剩余一個的情況下(步驟s221:“是”),作為通過與該剩余一個候選標志x(i)對應的相位偏移一致,模塊cpu61的處理轉移到步驟s214的處理。
另外,在步驟s211的判別處理中判別為并非可靠性ok的情況下(步驟s211:“否”),模塊cpu61判別全部候選標志x(i)是否為1(步驟s222)。在判別為全部候選標志x(i)為1的情況下(步驟s222:“是”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s216。在判別為任一候選標志x(i)并非均為1的情況下(步驟s222:“否”),模塊cpu61的處理轉移到步驟s212。
此外,在可靠性判斷處理中提取最大匹配度數fmax和第二匹配度數fmax2時,候選標志x(i)既可以包含與一個排列編號i有關的匹配度數f(i)也可以不包含與一個排列編號i有關的匹配度數f(i)。在候選標志x(i)成為1之后,匹配度數f(i)不增加,因此該匹配度數f(i)不會重新被作為最大匹配度數fmax和第二匹配度數fmax2而選擇。因而,參照候選標志x(i)來判斷是否包含于提取對象、以及不參照候選標志x(i)而一律包含于提取對象,來選擇處理負載減輕的方法即可。
如上所述,本實施方式的電子表1所具備的衛(wèi)星電波接收處理部60具備:rf部64,其接收從衛(wèi)星發(fā)送的包含代碼信號的電波;作為解調器內的處理器的模塊cpu61,其確定由rf部64接收到的電波所包含的形成代碼信號的多個代碼的排列和該排列的接收定時進;存儲器62;存儲部63;基帶變換部65;以及捕捉跟蹤部66等,關于多個代碼,由代碼信號所示的內容來決定的各代碼的值在由30個代碼構成的每個字中按該字的前一字中的奇偶數據分別被反轉,解調器內的處理器,作為對照碼串生成部,按假設為根據與由rf部64接收的電波有關的測位衛(wèi)星的種類以及接收定時通過代碼信號表示的內容,生成包含不考慮反轉而決定的假設代碼的對照碼串,作為代碼確定部,從接收到的電波中確定多個代碼作為各個接收代碼,作為對照部,將針對確定后的上述接收代碼的接收定時預先設定的偏移幅度內的上述假設代碼與上述接收代碼分別進行對照,作為結果保持部,將與關于對照后的接收代碼與假設代碼的一致或不一致的對照結果有關的信息按偏移幅度內的偏移量來對多個接收代碼進行保持,作為匹配判斷部,在每個代碼塊中將一致和不一致中的數多的某一方判斷為匹配,計算匹配度數f(i),該匹配度數f(i)對應于將多個字中的匹配的數按偏移量進行累計得到的值,作為偏移量確定部,將匹配度數f(i)滿足預定的匹配條件的偏移量作為匹配偏移量而進行確定。
這樣,在對照碼串的各假設代碼中,不考慮代碼的反轉,按每個字將假設代碼與接收代碼的一致數與不一致數中較大的數判斷為匹配,由此針對該匹配部分,能夠恰當地對匹配數進行計數,并且,在不匹配的部分中,通常,一致數與不一致數成為大致相同數,因此在不小視該匹配數的估計的范圍內不會有大偏移。因而,不需要根據反轉模式的組合將跨過多個字而生成的對照碼串存儲保持多個以及分別進行對照,能夠使存儲容量、處理量減少的同時高效率地對與假設為恰當的接收時間、處理負載以及電力消耗且準確的日期時間的日期時間之間的偏移量進行確定。
另外,解調器中的處理器(偏移量確定部)計算偏移量、即按排列編號i對進行了對照的次數進行計數得到的累積對照數t(i),在匹配條件中包含得到與基準匹配度數fth以上的累積對照數t(i)相等的匹配度數f(i),將得到了滿足該匹配條件的匹配度數f(i)的偏移量(排列編號i)確定為匹配偏移量。
這樣,通過對與基準匹配度數fth以上的接收代碼r與假設代碼完全匹配的偏移量有關的排列編號i進行確定,能夠容易且恰當地使用在多個字中存在的假設代碼之間的對照結果,由此,能夠降低偏移量的誤識別的可能性的同時確定正確的偏移量。
另外,將基準匹配度數fth決定為,假設代碼與接收代碼r以與該基準匹配度數fth相等的對照數來繼續(xù)匹配的匹配概率小于預先決定的基準值(例如,10-8)。這樣,通過概率性地決定基準匹配度數fth,能夠以與對電子表1要求的期望的精度相應的恰當的準確率來確定接收代碼r與假設代碼完全匹配的偏移量。
另外,關于匹配概率,能夠將假設代碼與接收代碼r匹配的概率全部作為1/2而求出,根據基于容易的計算的平均概率能夠以恰當的準確率來確定匹配偏移量。
另外,解調器中的處理器,作為對照部,計算對按偏移量進行了對照的次數進行計數得到的累積對照數t(i),作為偏移量確定部,匹配條件包含出現概率p1與出現概率p2相比成為預定的基準值pm以下的情況,第一出現概率是最大匹配度數fmax相對于與累積對照數t(i)相比得到最大的匹配度數f(i)(最大匹配度數fmax)的偏移量(排列編號i)中的累積對照數t(i)(最大匹配累積對照數tmax)(即,最小非匹配數ebmin)的比率,出現概率p2是第二匹配度數fmax2相對于第二大的匹配度數f(i)、即得到第二匹配度數fmax2的偏移量(排列編號i)中的作為累積對照數t(i)的第二匹配累積對照數tmax2(即,第二非匹配數ebmin2)的比率。
這樣,即使在由于電波接收強度不足等而接收代碼r與假設代碼完全不匹配的情況下,在概率性地被誤識別為隨著其它偏移量的對照碼串c的假設代碼之間的匹配的可能性充分降低的情況下,也能夠恰當地確定判斷為正確的匹配偏移量。因而,不會使接收時間延長到需要以上。另外,即使在電波接收強度低且接收時間延長而字數增加的情況下,對照碼串c的模式也不會增加,因此不需要很大的存儲容量或不需要進行在中途對不需要的模式進行整理的處理。
另外,出現概率p1和出現概率p2作為接收代碼r的各值“0”、“1”均以1/2的概率出現而求得,因此通過容易的計算并根據平均地恰當的概率,能夠以所需的精度來排除誤確定的可能性。
另外,將一個子幀、即10個字300比特作為單位代碼數,每次對接收代碼r進行確定并與假設代碼進行對照時進行匹配偏移量的確定。由此,分別按每個字恰當地對各偏移量進行匹配判斷。
另外,單位代碼數被設為gps衛(wèi)星的導航消息的格式中的一個子幀量300比特,由此不會受到按每個字不同的假設代碼數的影響而能夠以均勻的累積對照數t(i)來進行偏移量的確定。
另外,解調器中的處理器將累積對照數t(i)與匹配度數f(i)的關系例如不滿足f(i)/t(i)為預定的下限基準、在此0.2以上的偏移量從匹配偏移量的候選中排除,使該偏移量中的累積對照數t(i)的計數和匹配度數f(i)的計算中至少一個停止。
由此,能夠使負載降低與明顯不對應于匹配偏移量的排列編號i有關的處理量,因此能夠降低電力消耗并且使處理高速化。
另外,解調器中的處理器將累積對照數t(i)與匹配度數f(i)的關系不滿足上述預定的下限基準的偏移量從匹配偏移量的候選中排除,在未從匹配偏移量的候選中排除的偏移量僅為一個的情況下,將該一個偏移量確定為匹配偏移量。這樣,在通過排除法與匹配偏移量對應的偏移量為一個的情況下,即使在通過上述方法概率性地獲取充分的數據之前也能夠迅速地確定匹配偏移量,從而能夠實現減輕處理與高速化。此外,在接收電波強度低且本來匹配偏移量的確定困難的情況下,不使用該方法而也可以通過接收電波強度等來設置基準值。
另外,解調器中的處理器在最初的接收代碼的確定定時附近獲取與來自測位衛(wèi)星的電波的接收強度有關的snr,根據該snr來變更匹配條件。即,在從最初起基于完全一致的匹配偏移量的確定較困難的情況下,最初起省略與完全一致有關的處理而能夠減輕處理。另外,除此以外也可以對基準匹配度數fth、基準值pm進行變更。
另外,解調器中的處理器在預定時間,在此為在一個子幀的6秒內得不到滿足匹配條件的匹配度數f(i)的情況下,變更匹配條件。這樣,在基于完全一致的匹配偏移量的確定失敗的情況下,不反復進行相同的處理而根據目前為止獲取的數據來迅速地通過與不完全一致有關的可靠性判斷而切換為匹配偏移量的確定,由此能夠避免電波接收時間、處理時間的無用的延長、消耗電力的增加。另外,在該情況下,也能夠對基準匹配度數fth、基準值pm進行變更。
另外,解調器中的處理器生成用于識別對照碼串c的各代碼c(i)是否為假設代碼的假設可否標志p(i),作為對照部,參照該假設可否標志p(i)對接收代碼r與假設代碼進行對照。
這樣,通過分別設置假設可否標志p(i),能夠容易地判別對照碼串c內的假設代碼并進行對照,因此處理變得容易。
另外,解調器中的處理器在每次分別確定接收代碼r時,針對該接收代碼與偏移幅度內的假設代碼進行對照,針對各個偏移量,在每次將字內的假設代碼的全部與接收代碼r進行對照時,進行匹配的判斷和匹配度數f(i)的計算,因此不會使處理集中或延遲,在可能的范圍內實時且分散地進行處理,由此能夠高效率且迅速地進行匹配偏移量的確定。
另外,本實施方式的電子表1具備:上述衛(wèi)星電波接收處理部60;計時電路46,其對日期時間進行計數;顯示部47,其基于計時電路46計數的日期時間來進行顯示;以及主機cpu41,解調器根據基于計時電路46計數的日期時間來假設的接收定時以及匹配偏移量,獲取當前日期時間,主機cpu41根據由解調器中的處理器獲取到的當前日期時間,對由計時電路46計數的日期時間進行修正。
這樣,根據高效率地獲取到的日期時間信息,能夠將計時電路46所計數的日期時間容易且恰當地保持為準確的日期時間。
另外,解調器中的處理器根據由計時電路46計數的日期時間以及通過主機cpu41對日期時間進行修正的定時起的經過時間,設定偏移幅度。因而,在電子表1中,通過容易的偏移幅度設定來進行與恰當的偏移幅度相應的量的處理,由此不會無用地施加負載而能夠獲取日期時間信息。
另外,通過使用與上述時刻有關的信息獲取方法,能夠高效率地以恰當的接收時間、處理負載和電力消耗確定準確的日期時間與假設的日期時間之間的偏移量。
另外,在衛(wèi)星電波接收處理部60中,使用包含日期時間信息接收處理的程序631來進行與時刻信息獲取有關的控制動作,由此對與電波接收和時刻信息獲取有關的處理內容容易地進行管理,使存儲容量、處理量降低的同時能夠高效率地以恰當的接收時間、處理負載和電力消耗確定準確的日期時間與假設的日期時間之間的偏移量。
此外,本發(fā)明并不限定于上述實施方式,能夠進行各種變更。
例如在上述實施方式中,每次一個一個確定接收代碼r時與偏移幅度內的假設代碼進行了對照,但是也可以對與一個字量的假設代碼對應的多個接收代碼統(tǒng)一地進行對照和匹配判斷。
另外,在上述實施方式中,根據從上次的日期時間修正起的經過時間來進行了偏移幅度的設定,但是也可以在考慮對象中包含溫度條件等對日期時間的誤差帶來影響的其它參數。
另外,在上述實施方式中,舉例完全匹配、不完全匹配時的概率性誤確定排除以及排除法而通過這些組合來進行匹配偏移量的確定,但是也可以考慮其它要素。例如也可以根據不完全匹配時被視為非匹配的代碼所示的內容、例如異常通知用標志等,概率性地在沒有問題的情況下也不會使匹配偏移量的確定處理結束而繼續(xù)或重新進行。另外,在不設為與概率性條件相應的代碼數而簡單地在一個子幀量的假設代碼與接收代碼完全地匹配時確定匹配偏移量的情況下,也能夠應用本發(fā)明。
另外,在上述實施方式中,通過完全匹配與不完全匹配來分別進行了處理,但是也可以在不完全匹配的判斷中包含完全匹配的判斷。在該情況下,盡管進行基準匹配度數fth以上的代碼的對照并存在匹配度數f(i)與累積對照數t(i)變得相等的最大匹配度數fmax,第二匹配度數fmax2也大,因此在概率性地不容易滿足匹配條件的情況下,也可以設為出現概率p1=0,確定匹配偏移量并使處理在中途結束。
另外,在上述實施方式中,將代碼的出現概率簡單地設為1/2,但是并不限定于此。例如,既可以反應實際確定的各代碼數,也可以決定為值與對照碼串的生成范圍等相應地發(fā)生變化。
另外,在上述實施方式中,在與不完全匹配有關的匹配偏移量的確定中,按一個子幀量的接收、代碼確定來進行處理,但是如果能夠以偏移幅度內的各偏移量分別對所需的代碼數進行對照,且進行匹配判斷,則也可以在該階段進行處理。另外,針對根據偏移量和接收時間成為半端的部分、即被對照的對照碼串從字的中途起或中途的代碼確定開始時和結束時的部分,均不進行匹配判斷,或也可以針對結束時的部分,對各偏移量分別繼續(xù)進行各個對照直到對照至字的末尾為止。
另外,在上述實施方式中,根據最初的代碼確定時附近的snr來對匹配判斷的基準、方法進行了變更,但是也可以在代碼確定的中途snr降低的情況下等也可以恰當地切換這些基準、方法。另外,也可以將接收強度本身作為基準而不是snr。另外,也可以間接地根據每隔1msec獲取到的代碼種類的判斷的20msec間的偏差程度等來變更基準、方法。
另外,在上述實施方式中,將匹配偏移量的檢測結果使用于計時電路46所計數的日期時間的修正,但是并不限定于此。另外,衛(wèi)星電波接收處理部60并不限定于設置于主要作為時鐘而發(fā)揮功能的電波時鐘的情況,也可以搭載于其它電子設備中。另外,形成衛(wèi)星電波接收處理部60的單元也可以單獨進行交易。
另外,并不限定于衛(wèi)星電波接收處理部60將準確的日期時間輸出到主機cpu41的情況,也可以僅將偏差時間信息輸出到主機cpu41而使主機cpu41變更該偏差時間量的計時電路46的日期時間。
另外,并不限定于獲取全部日期時間信息的情況,例如也可以僅獲取時刻信息。
另外,作為處理器的模塊cpu61通過日期時間信息接收處理進行執(zhí)行控制的各動作并不限定于基于程序631的軟件控制動作,也可以通過使用了專用的邏輯(數字)電路、模擬電子電路等的專用硬件來進行其一部分或全部。例如,代碼的確定動作也可以不通過模塊cpu61的控制而通過捕捉跟蹤部66來進行。
另外,在上述實施方式中,分開說明了作為解調器中的處理器的模塊cpu61的功能動作以及作為控制部的主機cpu41的功能動作,但是也可以統(tǒng)一控制相同的cpu。
另外,在上述實施方式中,進行了與來自gps衛(wèi)星的電波接收相應的對照碼串c的生成和對照以及匹配判斷,但是關于與其它測位系統(tǒng)有關的測位衛(wèi)星例如俄羅斯的glonass、歐州的galileo、日本的引導等,以按在預定數的比特能夠產生代碼的反轉的格式來發(fā)送代碼信號,也能夠同樣有效地應用本發(fā)明。
另外,在上述說明中,作為本發(fā)明所涉及的與模塊cpu61的處理動作有關的日期時間信息接收處理等動作處理程序的計算機可讀取的介質舉例說明了由非易失性存儲器構成的存儲部63,但是并不限定于此。作為其它計算機可讀取的介質,能夠應用hdd(harddiskdrive:硬盤驅動器)、cd-rom、dvd盤等可移動記錄介質。另外,作為經由通信線路提供本發(fā)明所涉及的程序的數據的介質,也將載波(carrierwave)應用于本發(fā)明。
除此以外,在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內能夠適當地對在上述實施方式中示出的具體的結構、動作內容、過程等進行變更。
說明了本發(fā)明的幾個實施方式,但是本發(fā)明的范圍并不限定于上述實施方式,包括要求專利保護的范圍所記載的發(fā)明的范圍及其均等的范圍。