ＧＰＳ受信機

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【発明の名称】	ＧＰＳ受信機
【発明者】	【氏名】鈴木淳一【氏名】佐伯隆【氏名】竹山博昭
【要約】	【課題】ＣＰＵの暴走時に暴走の原因となった、アルマナックを記憶保持するためのメモリの記憶内容を容易に初期化することができ、しかも誤って操作される恐れがないＧＰＳ受信機を提供することにある。【解決手段】短絡検知部１５はアンテナ接続端子１２が短絡されると検知信号をＣＰＵ５のＩ／Ｏポートへ出力する。ＣＰＵ５は短絡検知部１５の検知信号が接続されるＩ／Ｏポートをチェクして一定時間Ｉ／Ｏポートに検知信号の入力があれば、バックアップＲＡＭ８の記憶内容の初期化（全メモリクリア）を行ない、ソフトウェアリセットを行う。

【特許請求の範囲】
【請求項１】ＧＰＳアンテナを接続するアンテナ接続端子と、ＧＰＳアンテナで捉えたＧＰＳ衛星からの信号を受信してダウンコンバータ及びＡＤ変換を行うＲＦ部と、ＡＤ変換後の信号の復調や衛星信号の遅延を検出するコリレータ部と、コリレータ部の出力に基づいて測位計算を行うＣＰＵを含めた演算処理部とを備え、演算処理部にはＧＰＳ衛星から送られてくる全ＧＰＳ衛星の情報であるアルマナックを記憶するとともに、受信のたびに記憶内容が更新される不揮発性で電気的に書き換え可能なメモリを備えているＧＰＳ受信機において、上記アンテナ接続端子が短絡されたことを検知する短絡検知部を具備し、該短絡検知部の検知出力があると上記メモリの記憶内容を初期化することを特徴とするＧＰＳ受信機。
【請求項２】上記メモリがＧＰＳ受信機外のバックアアップ電源によりバックアップされたＲＡＭからなることを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ受信機。
【請求項３】上記メモリの記憶内容の初期化、メイン電源の立ち上がり時のみに行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳ受信機。
【請求項４】上記短絡検知部の検知出力を定期的にチェックしてチェック時に検知出力があると上記メモリの記憶内容の初期化を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳ受信機。
【請求項５】上記短絡検知部の検知出力があると上記演算処理部のＣＰＵをリセットし、該ＣＰＵがリセット後において上記短絡検知部の検知出力を取り込んで上記メモリの記憶内容の初期化を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のＧＰＳ受信機。
【請求項６】上記アンテナ接続端子の短絡操作が所定パターンで行われた時に上記短絡検知部の検知出力が発生することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載のＧＰＳ受信機。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーナビケーション等のＧＰＳ応用機器に組み込むＧＰＳ受信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＧＰＳを利用したカーナビゲーションシステム等のＧＰＳ応用機器には、図７に示すようにＧＰＳ衛星からの信号を受信し、位置や時刻を算出するＧＰＳ受信機ボード１が組み込まれており、例えば、カーナビゲーションシステムのようなＧＰＳ応用機器では、応用機器として必要な電子回路を備えた機器本体側ボード２とＧＰＳ受信機ボード１側の回路とはＲＳ２３２Ｃ等のシリアル手順によりコマンドやデータの授受を行う構成となっている。
【０００３】通常ＧＰＳ受信機ボード１上の回路は図８に示すようにアンテナ接続端子１２にアンテナケーブル１４を介して接続されたＧＰＳアンテナ１３で捉えた信号を受信してダウンコンバート及びＡＤ変換を行うＲＦ部２と、ＡＤ変換後の信号に対してＣＤＭＡ復調を行うとともにＰＲＮ符号の位相差等の衛星信号の遅延を検出するコリレータ部３と、ＣＤＭＡ復調により得られた衛星からのデータ（航法メッセージ）と、ＰＲＮ符号等の位相差から自己の位置・時間を算出する演算処理部たるマイコンシステム部４とから構成される。マイコンシステム部４は、上記の算出等の演算処理を行うＣＰＵ５と、動作プログラムを格納したＲＯＭ６と、データの一時格納やワークエリアの確保などのためのＲＡＭ７と、バックアップ電源によりデータを保持するバックアップＲＡＭ８や、ＲＳ２３２の通信処理のためのインターフェース（図示せず）等から構成される。
【０００４】一方機器本体ボード２側の回路は、ＧＰＳ受信機ボード１側の回路との間でＲＳ２３２Ｃによりコマンド、データの授受等を行うとともに、ＧＰＳ受信機ボード１側回路の動作動作用メイン電源Ｖａと、上記バックアップＲＡＭ８をバックアップするためにバックアップ電源Ｖｂを供給することができるように信号線９、電源線１０、１１で接続されており、機器本体ボード２はＧＰＳ受信機ボード１とともに筐体に組み込まれる。
【０００５】バックアップ電源は一般的には機器本体ボード２に図７に示すように半田付けされているリチウム電池ＢＡから供給されるようになっている。またカーナビゲーションシステムの場合には自動車に搭載しているカーバッテリーから直接的に供給されるものもあるが、いずれの場合にもユーザーが勝手にバックアップ電源を外部からは外すことができないようになっており、応用機器のメイン電源をオフしてもＧＰＳ受信機ボード１上のバックアップＲＡＭ８へのバックアップ電源供給はオフされない。
【０００６】ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星から受信される全ＧＰＳ衛星の情報、つまりアルマナックを最低１２．５分間受信を継続して全衛星の情報を取得する処理を行い、この情報に基づいてどの衛星がいつどの方向から現れるかを予測し、この予測される衛星に対して受信準備に入り当該衛星から送信される当該衛星の軌道情報が受信されるとこの衛星軌道情報（以下エフェメリスと称する）に基づいて測位計算を行い、自分の測位を行う。また測位計算を行いながらアルマナックを受信するたびに常にデータを更新するようになっている。ところで電源投入の度にアナマナックによる全衛星の情報を取得するための処理を行うと、最低１２．５分間ＧＰＳ応用機器の動作が待機状態となるため、最初の電源投入時に上記のバックアップＲＡＭ８にアルマナックのデータを記憶し、以後記憶したデータを更新しながら記憶保持し、電源投入の度にアルマナックの受信処理を行わないようにしてある。
【０００７】またＧＰＳ受信機１は、長期間使用しなかった場合、バックアップＲＡＭ８内に記憶されているアルマナックのデータが古すぎて衛星の軌道の予測ができない場合には、電源投入時にバックアップＲＡＭ８内のアルマナックを消去して所謂コールドスタートを行うようになっている。更に何らかの原因でバックアップＲＡＭ８に異常が発生した場合に対応するために、通常応用機器の機器本体ボード２側の回路からＲＳ２３２Ｃ経由でコマンドを発行してバックアップＲＡＭ８の記憶内容、つまりアルマナックを消去して初期化を図ることができるようにもなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、バックアップＲＡＭ８上のデータ異常によりＧＰＳ受信機のマイコンシステム部４のＣＰＵ５が暴走して機器本体ボード２側からのコマンドを受け付けない状態に陥ると、全く復帰させることができなくなるという問題があった。
【０００９】一方、ＧＰＳ応用機器は、ユーザーが誤ってリセットするの防ぐためにはリセットスイッチは設けられておらず、またＧＰＳ受信機はＯＥＭ等によりＧＰＳ応用機器メーカに納品され、応用機器の筐体内に組み込まれるため、ＧＰＳ受信機にはリセットスイッチを設けられていない。そしてカーナビゲーションシステムでは筐体がダッシュボード等に組み込まれており、筐体を分解してバックアップ電源を取り外したすることは実質的にはユーザーで行うことができないようになっている。
【００１０】従って、上記のような暴走が送きると、元の状態に戻すにはユーザーにとっては不可能な上に、修理する工場においても筐体を開けてバックアップ電源を切るために面倒な分解作業が必要であるという問題があった。更にＧＰＳ受信機には上述のように暴走時のリセット手段がないため、バックアップＲＡＭ以外の電気的に書き換え自在な不揮発性メモリを用いてアルマナックを記憶保持する場合にも、不揮発性メモリを取り出して強制的にクリアするような処理を行う必要があり同様な問題があった。
【００１１】本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、ＣＰＵの暴走時に暴走の原因となった、アルマナックを記憶保持するためのメモリの記憶内容を容易に初期化することができ、しかも誤って操作される恐れがないＧＰＳ受信機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項１の発明では、ＧＰＳアンテナを接続するアンテナ接続端子と、ＧＰＳアンテナで捉えたＧＰＳ衛星からの信号を受信してダウンコンバータ及びＡＤ変換を行うＲＦ部と、ＡＤ変換後の信号の復調や衛星信号の遅延を検出するコリレータ部と、コリレータ部の出力に基づいて測位計算を行うＣＰＵを含めた演算処理部とを備え、演算処理部にはＧＰＳ衛星から送られてくる全ＧＰＳ衛星の情報であるアルマナックを記憶するとともに、受信のたびに記憶内容が更新される不揮発性で電気的に書き換え可能なメモリを備えているＧＰＳ受信機において、上記アンテナ接続端子が短絡されたことを検知する短絡検知部を具備し、該短絡検知部の検知出力があると上記メモリの記憶内容を初期化することを特徴とするものである。
【００１３】請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記メモリがＧＰＳ受信機外のバックアアップ電源によりバックアップされたＲＡＭからなることを特徴とするものである。請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記メモリの記憶内容の初期化を、メイン電源の立ち上がり時のみに行うことを特徴とする。
【００１４】請求項４の発明では、請求項１又は２の発明において、上記短絡検知部の検知出力を定期的にチェックしてチェック時に検知出力があると上記メモリの記憶内容の初期化を行うことを特徴とするものである。請求項５の発明では、請求項１又は２の発明において、上記短絡検知部の検知出力があると上記演算処理部のＣＰＵをリセットし、該ＣＰＵがリセット後において上記短絡検知部の検知出力を取り込んで上記メモリの記憶内容の初期化を行うことを特徴とするものである。
【００１５】請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、上記アンテナ接続端子の短絡操作が所定パターンで行われた時に上記短絡検知部の検知出力が発生することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）図１は本実施形態のＧＰＳ受信機ボード１上の回路構成を示し、図２は本実施形態のＧＰＳ受信機ボード１を機器本体ボード２と共に組み込んだカーナビゲーションの筐体２０を示している。
【００１７】本実施形態のＧＰＳ受信機は、アンテナ接続端子１２の短絡を検知する短絡検知部１５をＧＰＳ受信機ボード１上に組み込み、この短絡検知部１５の検知信号を演算処理部たるマイコンシステム部４内のＣＰＵ５のＩ／Ｏポートに接続してある点で従来のＧＰＳ受信機とはハドーウェア上異なるもので、その他の構成は図８に示す従来例と同じであり、バックアップＲＡＭ８は機器本体ボード２上に半田付けされたリチウム電池ＢＡからバックアップ電源が供給され、メイン電源は機器本体ボード２側の電源とともに外部のカーバッテリーから供給され、カーナビゲーションシステムの筐体２０に設けた電源スイッチ（図示せず）によりオンオフされるようになっている。
【００１８】尚図１において、図７，図８の従来例と同じ構成要素には同じ番号、記号を付し説明を省略する。アンテナ接続端子１２は図２に示すように中継ケーブル１４ａを介して機器の筐体２０に設けたアンテナ接続コネクタ部１６に接続され、このアンテナ接続コネクタ部１６にＧＰＳアンテナ１３を接続しているアンテナケーブル１４をコネクタ１７で接続するようになっている。
【００１９】短絡検知部１５はアンテナ接続コネクタ部１６の短絡、つまりこれに接続されるアンテナ接続端子１２の短絡を検知するためのもので、検知時には検知信号を発生し、この検知信号をＣＰＵ５のＩ／Ｏポートに入力するようになっている。而して何等かの原因でマイコンシステム部４のバックアップＲＡＭ８の記憶内容、つまりアルマナックのデータ内容が異常になって、マイコンシステム部４のＣＰＵ５が暴走し、機器本体側からのコマンドにても復帰できないような状態に入った場合、修理を持ち込まれた工場では従来のように筐体を開けてリチウム電池ＢＡを取り外すような作業を行なわず、ＧＰＳアンテナ１３のアンテナケーブル１４をアンテナ接続コネクタ部１６から外し、例えばアンテナ接続コネクタ部１６を通じてアンテナ接続端子１２を短絡するための短絡ケーブル１９をコネクタ１８を用いてアンテナ接続コネクタ部１６に接続すれば、以下のようにバックアップＲＡＭ８の記憶内容を初期化することができるのである。
【００２０】つまり上記のようにアンテナ接続端子１２を短絡した状態で、メイン電源を投入すると、図３のフローチャートで示すようにＧＰＳ受信機側では予めプログラムされているスタート時の処理を行うようになっている。この処理はメイン電源が投入されると、システムの初期化前に、ＣＰＵ５はまず短絡検知部１５の検知信号が接続されるＩ／Ｏポートをチェクして一定時間Ｉ／Ｏポートが”Ｌ”（検知信号が”Ｌ”の場合）の状態にあれば、バックアップＲＡＭ８の記憶内容の初期化（全メモリクリア）を行なう。
【００２１】ここで一旦メイン電源を切り、アンテナ接続コネクタ部１６から短絡ケーブル１９を外し、ＧＰＳアンテナ１３のアンテナケーブル１４を接続すれば、以後正常な動作が可能な状態になる。従ってＧＰＳアンテナ１３のアンテナケーブル１４の接続後、メイン電源を投入すると、ＣＰＵ５はＩ／Ｏポートが”Ｈ”であるため、システム初期化処理の後定常の処理動作を行う。この場合バックアップＲＡＭ８の記憶内容が初期化されているため、全衛星の情報たるアルマナックを取り込みバックアップＲＡＭ８に記憶するための動作を行った後、通常の測位動作に入ることになる。
【００２２】尚本実施形態では短絡ケーブル１９を用いてアンテナ接続コネクタ部１６を短絡しているが、その他の方法で短絡するようにしても良い。
（実施形態２）上記実施形態１ではメイン電源の投入時に短絡の有無を検出するようにしていたが、本実施形態では、図４に示すように短絡検知部１５の検知信号をＣＰＵ５のリセット端子に接続するとともにラッチ回路２１の入力端に接続して検知信号によりＣＰＵ５を一旦リセットしこのリセット後にＣＰＵ５がラッチ回路２１の出力をチェックしラッチ出力が”Ｌ”、つまり検知信号があればＣＰＵ５が図５に示すフローチャートによる処理を行うようになっている。尚その他の構成は実施形態１と同じであるから、図１の構成要素と同じものには同じ番号を付し説明は省略する。また本実施形態は図２に示すようなカーナビゲーションシステムに用いられるものとする。
【００２３】次に本実施形態の動作を図５のフローチャートに基づいて説明する。まず本実施形態では、メイン電源を投入している動作状態において、アンテナ接続コネクタ部１６を通じてアンテナ接続端子１２を実施形態１の場合と同様に短絡すると、短絡検知部１５がこの短絡を検知して”Ｌ”の検知信号を出力する。この”Ｌ”の検知信号はラッチ回路２１でラッチされるとともに、ＣＰＵ５のリセット端子に入力する。ＣＰＵ５は検知信号によりリセットされて再スタートするが、予め設定されているプログラムに沿って実施形態１の場合と同様にシステム初期化の前に、ラッチ回路２１のラッチ出力が接続されているＩ／Ｏポートをチェックし、Ｉ／Ｏポートの入力が一定期間”Ｌ”状態であれば、検知信号があったものとして、バックアップＲＡＭ８の記憶内容を初期化することになる。この初期化が終了後、一旦メイン電源をオフするとともに、アンテナ短絡を解除してＧＰＳアンテナ１３を接続し、再度メイン電源を投入すれば、メイン電源のオフ時にラッチ回路２１がラッチ内容がクリアされ、且つアンテナ接続端子１２の短絡が解除されているため、ＣＰＵ５は定常処理の動作に入ることになる。
【００２４】尚ラッチ回路２１が入力変化時にラッチするようなものを用い、上記のように検知信号があると、バックアップＲＡＭ８の初期化を行うとともにラッチ回路２１のリセット端子にＣＰＵ５の別のＩ／Ｏポートからリセット信号を与えるようにし、以後アンテナ接続端子１２の短絡状態が継続していてもラッチ回路２１のラッチ出力が”Ｈ”に維持され、一旦メイン電源を切ってラッチ回路２１のラッチ出力をクリアする必要ことなくアンテナ接続端子１２の短絡状態を解除するのみで、ただちにＣＰＵ５がシステム初期化後定常の処理動作に入るようにすることもできる。
【００２５】（実施形態３）上記実施形態１，２の短絡検知部１５は単に短絡があったことを検知すると、検知信号を出力するようになっているが、本実施形態の短絡検知部１５は図６に示すようにパターン判断部１５ａと、パターン判断部１５ａの判断信号に基づいて検知信号を出力する出力部１５ｂを備えており、パターン判断部１５ａはアンテナ接続端子１２の短絡が一定時間内に予め定めた所定回数断続された場合に短絡操作が為されたと判断して判断出力を発生し、出力部１５ｂは判断出力を受けて検知信号を出力するようになっている。つまりアンテナ接続端子１２を所定のパターンで短絡操作しなければ短絡検知出力が発生しないようになっており、何等かの原因でアンテナ接続端子１２が短絡状態になった場合や、悪戯等による短絡時に、バックアップＲＡＭ８の記憶内容が初期化されるのを防いでいる。
【００２６】本実施形態の短絡検知部１５は上記の何れの実施形態においても使用することができるもので、ここではＧＰＳ受信機全体の回路構成の図示及び説明は省略する。尚上記実施形態１ではメイン電源投入時にＣＰＵ５が短絡検知部１５の検知信号を接続しているＩ／Ｏポートの状態をチェックするようにしているが、動作中において、定期的にＩ／Ｏポートをチェックするタスクを、ＲＳ２３２Ｃの通信処理や測位計算等の処理のタスクよりも優先順位を高く設定しておけば、動作状態においてアンテナ接続端子１２の短絡の有無をＣＰＵ５がチェックしてバックアップＲＡＭ８の記憶内容を初期化することが可能となる。
【００２７】また短絡検知部１５の検知信号の有無を定期的に監視する監視部を設けて、監視部の監視情報に基づいてＣＰＵ５をリセットするような構成を用いて定期的なチェックを行うようにしても良い。上記各実施形態ではバックアップＲＡＭ８の記憶内容を初期化する動作はＣＰＵ５の制御の下で行っているが、短絡検知部１５の検知出力が有ると、ＣＰＵ５を介さずにバックアップＲＡＭ８直接的にアクセスして記憶内容を初期化するようなハードウェアを設けても良い。
【００２８】何れにしても、ＧＰＳ受信機に必ず設けられるアンテナ接続端子１２を短絡することによりＧＰＳ受信機内のバックアップＲＡＭ８の記憶内容を初期化する方法であれば良く、特に実施形態に限定されるものではない。また特にバックアップ電源を必要としないフラシュメモリを含むＥＥＰＲＯＭ等を用いてアルマナックを記憶保持するＧＰＳ受信機の場合にも本発明を用いることができるのは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】請求項１の発明は、ＧＰＳアンテナを接続するアンテナ接続端子と、ＧＰＳアンテナで捉えたＧＰＳ衛星からの信号を受信してダウンコンバータ及びＡＤ変換を行うＲＦ部と、ＡＤ変換後の信号の復調や衛星信号の遅延を検出するコリレータ部と、コリレータ部の出力に基づいて測位計算を行うＣＰＵを含めた演算処理部とを備え、演算処理部にはＧＰＳ衛星から送られてくる全ＧＰＳ衛星の情報であるアルマナックを記憶するとともに、受信のたびに記憶内容が更新される不揮発性で電気的に書き換え可能なメモリを備えているＧＰＳ受信機において、上記アンテナ接続端子が短絡されたことを検知する短絡検知部を具備し、該短絡検知部の検知出力があると上記メモリの記憶内容を初期化するものであって、必ずＧＰＳ受信機に設けられ、外部から容易に短絡操作ができるアンテナ接続端子を用いて上記メモリの記憶内容の初期化のための操作が行えるため、上記メモリの記憶内容が異常になり、演算処理部のＣＰＵが暴走して復帰不可能な状態になっても、従来のようにＧＰＳ受信機を内蔵したＧＰＳ応用機器の筐体を開けてバックアップ電源を切断するような手間をかけずに容易に上記メモリの記憶内容の初期化ができ、しかも悪戯や誤って操作される恐れがない為、不用意に上記メモリの記憶内容が初期化されることもないという効果があり、しかもＧＰＳ受信機側でメモリの記憶内容の初期化する機能を持たせることができるため、応用機器側の回路構成等に設計変更等を伴うことがなく、そのためＧＰＳ受信機をＯＥＭとして応用機器メーカに納品するような場合に特に有効である。
【００３０】請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記メモリがＧＰＳ受信機外のバックアアップ電源によりバックアップされたＲＡＭからなるので、バックアアップ電源によりバックアップされたＲＡＭを用いるＧＰＳ受信機に適用できる。請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、請求項１又は２の発明において、上記メモリの記憶内容の初期化を、メイン電源の立ち上がり時のみに行うので、悪戯などによる不用意なメモリの記憶内容の初期化を防止することができる。
【００３１】請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、上記短絡検知部の検知出力を定期的にチェックしてチェック時に検知出力があると上記メモリの記憶内容の初期化を行うので、何等かの原因でアンテナ接続端子が一時的に短絡されるような場合にメモリの記憶内容が初期化されるのを防ぐことができる。請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、上記短絡検知部の検知出力があると上記演算処理部のＣＰＵをリセットし、該ＣＰＵがリセット後において上記短絡検知部の検知出力を取り込んで上記メモリの記憶内容の初期化を行うので、メイン電源が投入されている動作状態に、アンテナ接続端子を短絡する操作を行うだけでメモリの記憶内容の初期化が行える。
【００３２】請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、上記アンテナ接続端子の短絡操作が所定パターンで行われた時に上記短絡検知部の検知出力が発生するので、悪戯や、何らかの原因でアンテナ接続端子が短絡されているような場合にメモリの記憶内容が初期化されるのを防ぐことができる。

【出願人】	【識別番号】０００００５８３２【氏名又は名称】松下電工株式会社
【出願日】	平成９年（１９９７）１１月２９日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】西川惠清（外１名）
【公開番号】	特開平１１－１６０４１０
【公開日】	平成１１年（１９９９）６月１８日
【出願番号】	特願平９－３４４３２６