DE4202435C2 - Radio-controlled clock - Google Patents

Radio-controlled clock

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DE4202435C2
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Uwe Krogmann
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KROGMANN UWE PHYS ING
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    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R20/00Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
    • G04R20/02Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
    • G04R20/06Decoding time data; Circuits therefor

Description

Die Erfindung betrifft eine funkgestützte Uhr.The invention relates to a radio-controlled watch.

Funkgestützte Uhren bestehen aus einem Uhrwerk, einer Zeitanzeige, einer Antenne, Empfangsmittel zum Empfang von Funksignalen und Mittel zur Korrektur der Zeitanzeige. Die Ganggenauigkeit der funkgestützten Uhr wird mit Funksignalen gestützt, die von einem Sender ausgesandt werden, welche Zeitsignale hoher Genauigkeit aussendet. Eine solche funkgestützte Uhr ist in DE 38 22 412 C2 beschrieben.Radio-controlled clocks consist of a clockwork, a time display, an antenna, receiving means for receiving radio signals and means to correct the time display. The accuracy of the radio-based Clock is supported with radio signals emitted by a transmitter which time signals emit high accuracy. Such Radio-based clock is described in DE 38 22 412 C2.

Aus DE 38 22 412 C2 ist auch ein Verfahren zum automatischen Stellen autonomer Funkuhren bekannt. Von Hauptuhren werden Sender- Zeitsignale ausgestrahlt, welche eine Zeitreferenz und die "Koordinierte Weltzeit" UTC enthalten. Durch Aussenden von Kalenderinformationen und weiterer Zusatzinformationen über den Signalursprung von den jeweiligen Hauptuhren, kann die Funkuhr auch über die Grenzen der Zeitzonen benützt werden.DE 38 22 412 C2 also describes a method for automatic setting autonomous radio clocks known. Master clocks are used to Time signals broadcast, which is a time reference and the "coordinated World time "UTC included. By sending calendar information and other additional information about the signal origin of the respective master clocks, the radio clock can also go beyond the limits of Time zones are used.

Nachteilig bei solchen Uhren ist die Tatsache, daß die Sender- Zeitsignale nur im Ausbreitungsbereich des betreffenden Senders empfangen werden können. Das ist etwa ein Umkreis von 1500 km. Ein weltweiter Einsatz solcher funkgestützten Uhren erfordert also eine große Anzahl von Hauptuhren. A disadvantage of such clocks is the fact that the transmitter Time signals only in the range of the transmitter concerned can be received. That is about a radius of 1500 km. A worldwide use of such radio-controlled clocks therefore requires one large number of master clocks.  

Es sind Navigationssysteme bekannt, (z. B. "Principle of Operation of NAVSTAR and System Characteristics, von R. J. Milliken und J. Zoller sowie "Performance Enhancements of GPS User Equipment" von N. B. Hemesath, beide veröffentlicht in "Global Positioning System" von The Institute of Navigation, 1980), die auf Funksignalen von Satelliten beruhen. Ein solches System ist das "GPS" (Global Positioning System). Bei einem solchen System wird aus den Signalen von vier Satelliten, die von einem Empfänger auf der Erde empfangen werden, eine Positions­ information gewonnen. Die Satelliten senden je ein hoch­ genaues GPS-Zeitsignal, einen Pseudo-Zufallscode und eine Zeitmarke (Satellitenuhr) für die Aussendung dieses Zufallscodes. Der Zufallscode ist eine sich periodisch wiederholende, unregelmäßige Abfolge von Impulsen. Dieser Zufallscode wird zu einem im Empfänger von einer Empfängeruhr bestimmten Zeitpunkt mit einem gleichartigen, in dem Empfänger erzeugten Pseudo- Zufallscode korreliert. Zu diesem Zweck wird der empfängerseitige Zufallscode über einen gewissen Zeitbereich hinweg hin- und her verschoben, also gewissermaßen phasenmoduliert. Bei einer bestimmten Phase tritt eine Korrelation ein: Die Pseudo-Zufallscodes fallen deckend aufeinander. Es entsteht ein Korrelations­ maximum. Die Lage dieses Korrelationsmaximums, also der Zeitpunkt bezogen auf eine Referenzmarke, zu welchem das Korrelationsmaximum auftritt, ist abhängig einmal von der Laufzeit der elektromagnetischen Wellen vom Satelliten zum Empfänger, oder - anders gesagt - von der Entfernung des Satelliten vom Empfänger, und außerdem von einem Zeitfehler der Empfängeruhr gegenüber der Satellitenuhr. Es werden nun in gleicher Weise die Signale von vier Satelliten empfangen und ausgewertet. Bekannt sind dann die Positionen der Satelliten und die Entfernung zum Empfänger, wobei letztere jeweils durch den Zeitfehler verfälscht ist. Aus den dabei erhaltenen vier Informationen kann in einem Rechner die Position des Empfängers und der Zeitfehler bestimmt werden. Navigation systems are known (e.g. "Principle of Operation of NAVSTAR and System Characteristics, by R. J. Milliken and J. Zoller and "Performance Enhancements of GPS User Equipment "by N.B. Hemesath, both published in" Global Positioning System "by The Institute of Navigation, 1980), on radio signals based on satellites. One such system is the "GPS" (Global Positioning System). With such a system from the signals from four satellites from one Receivers on Earth are received a position information gained. The satellites each send one up accurate GPS time signal, a pseudo random code and one Time stamp (satellite clock) for sending this Random codes. The random code is a periodic repetitive, irregular sequence of impulses. This Random code becomes one in the receiver of one Receiver clock at a specific point in time with a similar, Correlated pseudo-random code generated in the receiver. For this purpose, the recipient's random code is over shifted back and forth over a certain period of time, in other words, phase-modulated. With a certain Phase occurs a correlation: the pseudo-random codes coincide. A correlation arises maximum. The location of this correlation maximum, i.e. the Time related to a reference mark at which the Correlation maximum occurs depends on the Runtime of the electromagnetic waves from the satellite to Receiver, or - in other words - the distance of the Satellites from the receiver, and also from one Time error of the receiver clock compared to the satellite clock. There are now the signals from four in the same way Receive and evaluate satellites. Are known then the positions of the satellites and the distance to the Receiver, the latter due to the time error is falsified. From the four obtained The position of the Receiver and the time error can be determined.  

Es sind weiterhin mit Langwelle arbeitende Navigations­ systeme wie das LORAN-Verfahren oder das OMEGA-Verfahren bekannt. Auch diese dienen ausschließlich der Positions­ bestimmung.It is still long-wave navigation systems such as the LORAN process or the OMEGA process known. These also serve exclusively for positions determination.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine von Navigations-Funknetzen funkgestützte Uhr so auszubilden, daß sie sich automatisch auf die verschiedenen Zeitzonen einstellt, in denen sie gerade betrieben wird.The invention has for its object a clock radio-supported by navigation radio networks to train so that they automatically on the different time zones in which they are currently is operated.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine funkgestützte Uhr nach dem Patentanspruch 1 gelöst.According to the invention, this task solved by a radio-controlled clock according to claim 1.

Zur Erzeugung von Funkstützsignalen wird somit nicht ein gesonderter Sender verwandt, der nur in einem begrenzten Bereich empfangen werden kann. Vielmehr werden Navigations-Funknetze benutzt, die weltweit verfügbar sind. Solche Navigations-Funknetze dienen üblicherweise nur zur Erzeugung von Positions-Informationen. A is therefore not used to generate radio support signals separate transmitter related, which only in a limited Range can be received. Rather be Navigation radio networks used that are available worldwide are. Such navigation radio networks are usually used only for generating position information.  

Es ist bekannt, von den Empfängern eines Navigations-Funknetzes auch Zeitinformationen zu erhalten. Nach der Erfindung wird aber die Zeitinformation, die eine weltweit gleiche "GPS-Zeit" liefert, mit der von dem Navigations-Funknetz ebenfalls verfügbaren Position zu einer automatischen Einstellung der zeitzonenabhängigen Ortszeit kombiniert. Es wird so eine funkgestützte Uhr erhalten, die weltweit automatisch die jeweilige Ortszeit anzeigt, ohne daß der Benutzer dazu irgendwelche Manipulationen an der Uhr vornehmen müßte. It is known from the receivers of a navigation radio network too Get time information. According to the invention, however Time information that provides the same "GPS time" worldwide with the position also available from the navigation radio network automatic setting of the time zone dependent local time combined. In this way, a radio-supported watch will be obtained that is automatic worldwide displays the current local time without the user having to do any The watch would have to be manipulated.  

Vorteilhafterweise sind die Empfangsmittel zum Empfang und zur Verarbeitung von GPS-Satellitensignalen eingerichtet.The receiving means for receiving and for processing GPS satellite signals set up.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die ein Blockdiagramm einer Anordnung zur Funk­ stützung einer Uhr unter Verwendung eines Satelliten- Navigationssystems zeigt.An embodiment of the invention is as follows with reference to the accompanying drawing which explains a block diagram of an arrangement for radio support of a watch using a satellite Navigation system shows.

Mit 10 ist eine Antenne bezeichnet, die Signale von vier GPS-Satelliten 12, 14, 16 und 18 empfängt. Die GPS-Satelliten senden jeweils ein hochgenaues Zeitsignal, ihre Ephemerisdaten sowie einen bestimmten Pseudo- Zufallscode sowie eine Zeitmarke (Satellitenuhr) für die Aussendung dieses Pseudo-Zufallscodes.With 10 an antenna is designated, which receives signals from four GPS satellites 12 , 14 , 16 and 18 . The GPS satellites each send a highly precise time signal, their ephemeris data and a specific pseudo-random code as well as a time stamp (satellite clock) for the transmission of this pseudo-random code.

Die Antenne 10 ist mit einem Empfänger 20 verbunden. Der Empfänger 20 enthält einen Vorverstärker 22, einen HF- Teil 24 und einen Quarzoszillator 26. Der Quarzoszillator 26 stellt die Empfängeruhr dar. Der Quarzoszillator ist mit einem Zeitfehler Δ tB behaftet. Das ist durch den Pfeil 28 angedeutet.The antenna 10 is connected to a receiver 20 . The receiver 20 contains a preamplifier 22 , an RF part 24 and a quartz oscillator 26 . The quartz oscillator 26 represents the receiver clock. The quartz oscillator has a time error Δt B. This is indicated by arrow 28 .

Der HF-Teil bewirkt in der vorstehend umrissenen, an sich bei GPS-Geräten bekannten Weise die Erzeugung und Phasen­ modulation des Pseudo-Zufallscodes. Der Pseudo-Zufallscode stimmt in seiner Abfolge mit dem von dem Satelliten ausge­ sandten Pseudo-Zufallscode überein. Bei einer bestimmten Phasenlage tritt ein Korrelationsmaximum auf. Aus der Lage dieses Korrelationsmaximums wird ein Meßwert für die Ent­ fernung zum Satelliten 12, 14, 16 oder 18 gewonnen. Wenn die Empfängeruhr, nämlich der Quarzoszillator 26 genau synchron mit der Satellitenuhr arbeiten würde, dann könnte die Entfernung zum Satelliten unmittelbar aus der Lage des Korrelationsmaximums bestimmt werden. Durch den "Gangfehler" der Satellitenuhr ist das Ausgangssignal PR nur eine scheinbare Entfernung (pseudo range). Es steht aber die Information von vier Satelliten zur Verfügung. Aus den daraus gebildeten vier Gleichungen läßt sich mittels eines Prozessors 30 die Position des Empfängers 20 auf der Erdoberfläche und der Zeitfehler Δ tB des Quarz­ oszillators bestimmen. Als weitere Information kann aus den Gleichungen die geographische Länge bestimmt werden.The HF part effects the generation and phase modulation of the pseudo-random code in the manner outlined above, which is known per se in GPS devices. The sequence of the pseudo-random code corresponds to the pseudo-random code sent out by the satellite. A correlation maximum occurs at a specific phase position. From the location of this correlation maximum, a measured value for the distance to the satellite 12 , 14 , 16 or 18 is obtained. If the receiver clock, namely the quartz oscillator 26 , were to operate exactly synchronously with the satellite clock, then the distance to the satellite could be determined directly from the position of the correlation maximum. Due to the "gait error" of the satellite clock, the output signal PR is only an apparent distance (pseudo range). However, the information from four satellites is available. From the four equations formed from this, the position of the receiver 20 on the earth's surface and the time error Δ t B of the quartz oscillator can be determined by means of a processor 30 . The geographical longitude can be determined from the equations as further information.

Ein Schätzwert für den Zeitfehler Δ tB wird an einem Ausgang 32 erhalten und auf einen Zeitgenerator 34 aufge­ schaltet. Die geographische Länge, die an einem Ausgang 36 erhalten wird, ist auf einen Speicher 38 aufgeschaltet. An estimated value for the time error Δ t B is obtained at an output 32 and switched to a time generator 34 . The geographic longitude which is obtained at an output 36 is applied to a memory 38 .

Der Speicher 38 enthält für die verschiedenen Zeitzonen, die von der geographischen Länge (und ggf. auch von der geographischen Breite) bestimmt sind, die Zeitdifferenzen zwischen Ortszeit (LMT) und Greenwich-Zeit (GMT). Diese Zeitdifferenzen sind über einen Ausgang 40 ebenfalls auf den Zeitgenerator 34 aufgeschaltet. Schließlich erhält der Zeitgenerator noch vom Empfänger 20 über einen Ausgang 42 das GPS-Zeitsignal.The memory 38 contains the time differences between local time (LMT) and Greenwich time (GMT) for the different time zones, which are determined by the geographical longitude (and possibly also by the geographical latitude). These time differences are also applied to the time generator 34 via an output 40 . Finally, the time generator receives the GPS time signal from the receiver 20 via an output 42 .

Die Greenwich Zeit GMT läßt sich mit Hilfe des GPS-Zeit­ signals und der Laufzeiten des Pseudo-Zufallscode-Signals vom Satelliten z. B. 12 zum Empfänger 20 berechnen. Die Laufzeit muß dabei um den gemessenen Fehler Δ tB des Quarzoszillators 26 als der Empfängeruhr korrigiert sind. Weiterhin wird die Greenwich-Zeit GMT um die von dem Speicher 38 für die gemessene Position ausgegebene Zeit­ differenz der betreffenden Zeitzone korrigiert. Daraus gibt der Zeitgenerator 34 die genaue Ortszeit (LMT) aus. Diese wird von einer Anzeigevorrichtung 44 angezeigt.The Greenwich Mean Time GMT can be signaled using the GPS time signal and the transit times of the pseudo-random code signal from the satellite. B. 12 calculate to receiver 20 . The running time must be corrected by the measured error Δ t B of the quartz oscillator 26 as the receiver clock. Furthermore, the Greenwich Mean Time GMT is corrected by the time difference of the relevant time zone output by the memory 38 for the measured position. From this, the time generator 34 outputs the exact local time (LMT). This is displayed by a display device 44 .

Es kann auf diese Weise eine Uhr realisiert werden, die sich automatisch auf die Ortszeit einstellt und über Satellitensignale weltweit hochgenau gestützt ist.In this way, a clock can be realized that adjusts itself automatically to the local time and via Satellite signals is supported with high precision worldwide.

Claims (2)

1. Funkgestützte Uhr mit einem Uhrwerk (26), einer Zeitanzeige (44), einer Antenne (10), Empfangsmittel (20) zum Empfang von Funksignalen von Navigations-Funknetzen, Mittel (30) zur Bestimmung von Positions- und Zeitinformationen aus den Funksignalen, Mittel (38) zur Bestimmung der Zeitzone aus den Positionsinformationen und Mittel (34) zum Anpassen der Zeitanzeige (44) an die der bestimmten Position entsprechende Zeitzone.1. Radio-controlled clock with a clockwork ( 26 ), a time display ( 44 ), an antenna ( 10 ), receiving means ( 20 ) for receiving radio signals from navigation radio networks, means ( 30 ) for determining position and time information from the radio signals , Means ( 38 ) for determining the time zone from the position information and means ( 34 ) for adapting the time display ( 44 ) to the time zone corresponding to the determined position. 2. Funkgestützte Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsmittel (20) zum Empfang und zur Verarbeitung von GPS- Satellitensignalen eingerichtet sind.2. Radio-controlled clock according to claim 1, characterized in that the receiving means ( 20 ) are set up to receive and process GPS satellite signals.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19725755A1 (en) * 1997-06-18 1998-12-24 Helmut Dipl Ing Ponater World clock with satellite reception
US6263218B1 (en) 1995-09-18 2001-07-17 Casio Computer Co., Ltd. Incoming calling system

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416869A1 (en) * 1994-05-13 1995-11-16 Opel Adam Ag Control device for a clock to be synchronized by radio signals
DE4446568C2 (en) * 1994-12-24 1999-03-11 Telefunken Microelectron Autonomous radio clock with automatic time zone adjustment
US5982710A (en) * 1997-03-14 1999-11-09 Rawat; Prem P. Method and apparatus for providing time using cartesian coordinates
DE19847756A1 (en) * 1998-10-16 2000-05-04 Bosch Gmbh Robert GPS assisted navigation method, especially for transport vehicle, involves deriving time, date from GPS data, manually matching displayed time or date to time zone for current position
JP2001221874A (en) 2000-02-14 2001-08-17 Toshiba Corp Time synchronization system
JP4600480B2 (en) * 2008-01-16 2010-12-15 セイコーエプソン株式会社 Electronic clock
JP2008032636A (en) 2006-07-31 2008-02-14 Seiko Epson Corp Time correction apparatus, timer device equipped with same, and time correction method
JP2008032638A (en) 2006-07-31 2008-02-14 Seiko Epson Corp Positioning system, positioning method, and clock having the positioning system
JP2008032637A (en) 2006-07-31 2008-02-14 Seiko Epson Corp Time correction apparatus, timer device equipped with same, and time correction method
JP6205188B2 (en) * 2013-06-26 2017-09-27 セイコークロック株式会社 Radio clock
CN107037722B (en) * 2017-04-25 2019-12-13 华北计算技术研究所(中国电子科技集团公司第十五研究所) time system terminal

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3144321A1 (en) * 1981-11-07 1983-05-19 Wolfgang Dr.-Ing. 6101 Groß-Bieberau Hilberg Radioclock/quartz clock combination
SU1116415A1 (en) * 1983-01-11 1984-09-30 Предприятие П/Я Р-6721 Electronic clock with correction
SU1337879A1 (en) * 1985-05-20 1987-09-15 Предприятие П/Я Г-4126 Device for adjusting time scales by radio signals
DE3822412A1 (en) * 1988-07-01 1990-01-04 Schulz Werner Dipl Ing Fh Method for automatically setting autonomous radio clocks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6263218B1 (en) 1995-09-18 2001-07-17 Casio Computer Co., Ltd. Incoming calling system
DE19725755A1 (en) * 1997-06-18 1998-12-24 Helmut Dipl Ing Ponater World clock with satellite reception

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Publication number Publication date
DE4202435A1 (en) 1993-08-05

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