JP2000283788A - ｎ重化された慣性航法装置 - Google Patents
ｎ重化された慣性航法装置Info
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- JP2000283788A JP2000283788A JP8657199A JP8657199A JP2000283788A JP 2000283788 A JP2000283788 A JP 2000283788A JP 8657199 A JP8657199 A JP 8657199A JP 8657199 A JP8657199 A JP 8657199A JP 2000283788 A JP2000283788 A JP 2000283788A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の慣性航法装置の情報を統計的に最適に
処理し、高精度の航法情報を提供する。 【解決手段】 ｎ重化された慣性航法装置における個々
の慣性航法装置の機能の正常の程度または性能の良し悪
しの程度に応じた最適な重み付けを計算し、各慣性航法
装置の出力と、この重み付けとにしたがって最適な航法
情報（姿勢角、方位角、速度、位置）を出力する。
処理し、高精度の航法情報を提供する。 【解決手段】 ｎ重化された慣性航法装置における個々
の慣性航法装置の機能の正常の程度または性能の良し悪
しの程度に応じた最適な重み付けを計算し、各慣性航法
装置の出力と、この重み付けとにしたがって最適な航法
情報（姿勢角、方位角、速度、位置）を出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は船舶、航空機などの
航行体における自己の姿勢および方位と位置を検知する
装置に利用する。本発明は船舶、航空機などの航行体に
搭載される自動操縦装置に利用するに適する。特に、複
数ｎ（≧２）個の慣性航法装置の出力を用いる慣性航法
システムに関する。
航行体における自己の姿勢および方位と位置を検知する
装置に利用する。本発明は船舶、航空機などの航行体に
搭載される自動操縦装置に利用するに適する。特に、複
数ｎ（≧２）個の慣性航法装置の出力を用いる慣性航法
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、慣性航法装置も電子化が進み、低
価格なものが市場に出回るようになった。これによりシ
ステムの高信頼性を図るために、慣性航法装置をｎ重化
（ｎ≧２）させることが広く行われている。
価格なものが市場に出回るようになった。これによりシ
ステムの高信頼性を図るために、慣性航法装置をｎ重化
（ｎ≧２）させることが広く行われている。
【０００３】このｎ重化された従来の慣性航法装置を図
６に示す。また、個々の慣性航法装置の機能構成を図７
に示す。図６に示すように、ｎ重化された慣性航法装置
は、システムの信頼性向上を図るためｎ個の慣性航法装
置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎにより構成される。通常ｎ≧
２である。
６に示す。また、個々の慣性航法装置の機能構成を図７
に示す。図６に示すように、ｎ重化された慣性航法装置
は、システムの信頼性向上を図るためｎ個の慣性航法装
置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎにより構成される。通常ｎ≧
２である。
【０００４】ｎ重化された慣性航法装置では、ｎ個の慣
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力平均を採って
いる。もし（ｎ−ｒ）個が故障のときには、図６に示す
ように、ｒ個の単純平均を採って出力としている。な
お、ＸはベクトルでＸｉのｉは第ｉ番目の慣性航法装置
ＩＮＳ−ｉの出力であり、 Ｘｉ＝〔Ｘｉ１、Ｘｉ２、Ｘｉ３、Ｘｉ４、…、Ｘｉ
ｍ〕T である。Ｔは行列の転置であり、ｍは出力Ｘの要素の数
である。
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力平均を採って
いる。もし（ｎ−ｒ）個が故障のときには、図６に示す
ように、ｒ個の単純平均を採って出力としている。な
お、ＸはベクトルでＸｉのｉは第ｉ番目の慣性航法装置
ＩＮＳ−ｉの出力であり、 Ｘｉ＝〔Ｘｉ１、Ｘｉ２、Ｘｉ３、Ｘｉ４、…、Ｘｉ
ｍ〕T である。Ｔは行列の転置であり、ｍは出力Ｘの要素の数
である。
【０００５】なお、個々の慣性航法装置ＩＮＳ−１〜Ｉ
ＮＳ−ｎについてはその機能構成を図７に示す。詳しい
演算式は省き簡単に機能説明のみとする。慣性航法装置
は、大きく分けて慣性センサ部８、演算プロセッサ部
９、制御表示部１０に分けられる。慣性センサ部８は、
運動体の回転角速度を計るジャイロ３個と加速度を計る
加速度計３個により構成される。計測された角速度、加
速度はＩ／Ｏを介して演算プロセッサ部９に入り、この
入力より姿勢角／方位角および航法計算が行われる。計
算された姿勢角／方位角および速度／位置情報は制御表
示部１０で表示出力される。
ＮＳ−ｎについてはその機能構成を図７に示す。詳しい
演算式は省き簡単に機能説明のみとする。慣性航法装置
は、大きく分けて慣性センサ部８、演算プロセッサ部
９、制御表示部１０に分けられる。慣性センサ部８は、
運動体の回転角速度を計るジャイロ３個と加速度を計る
加速度計３個により構成される。計測された角速度、加
速度はＩ／Ｏを介して演算プロセッサ部９に入り、この
入力より姿勢角／方位角および航法計算が行われる。計
算された姿勢角／方位角および速度／位置情報は制御表
示部１０で表示出力される。
【０００６】図７における姿勢角とはロール角、ピッチ
角を示す。例えば、Ｘのうちわけは次のようになる。
角を示す。例えば、Ｘのうちわけは次のようになる。
【０００７】 Ｘ＝〔ＶＮ、ＶＥ、ＶＤ、λ、Λ、φ、θ、ψ〕T このとき、Ｘ１＝ＶＮ、Ｘ２＝ＶＥ、Ｘ３＝ＶＤ、Ｘ４
＝λ、Ｘ５＝Λ、Ｘ６＝φ、Ｘ７＝θ、Ｘ８＝ψであ
る。
＝λ、Ｘ５＝Λ、Ｘ６＝φ、Ｘ７＝θ、Ｘ８＝ψであ
る。
【０００８】なお、ＶＮ：北方向速度、ＶＥ：東方向速
度、ＶＤ：鉛直方向速度、λ：緯度、Λ：経度、φ：ロ
ール角、θ：ピッチ角、ψ：方位角である。
度、ＶＤ：鉛直方向速度、λ：緯度、Λ：経度、φ：ロ
ール角、θ：ピッチ角、ψ：方位角である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、ｎ重
化による出力精度の向上は何ら考えられておらず、単純
に、ｎ個の慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力
平均を採っている。この従来例の問題点を図８を参照し
ながら以下に記す。図８は横軸に慣性航法装置番号をと
り、縦軸にｉ番目の慣性航法装置の出力ＸｉのＬ番目の
要素をとる。図８は第ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉ
の出力ＸｉのうちＬ番目の出力ＸｉＬ（ｉ＝１〜ｎ）を
示している。〔外１〕は誤差を含まない出力（真値）を
示している。
化による出力精度の向上は何ら考えられておらず、単純
に、ｎ個の慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力
平均を採っている。この従来例の問題点を図８を参照し
ながら以下に記す。図８は横軸に慣性航法装置番号をと
り、縦軸にｉ番目の慣性航法装置の出力ＸｉのＬ番目の
要素をとる。図８は第ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉ
の出力ＸｉのうちＬ番目の出力ＸｉＬ（ｉ＝１〜ｎ）を
示している。〔外１〕は誤差を含まない出力（真値）を
示している。
【００１０】
【外１】 ＸＬ＝（１／ｎ）・i=1 to nΣＸｉＬ （１） は従来のｎ個の慣性航法装置の出力Ｘｉ（ｉ＝１〜ｎ）
の単純平均である。Ｘ１Ｌ〜ＸｎＬは各慣性航法装置の
出力ＸｉのＬ番目に着目した要素である。
の単純平均である。Ｘ１Ｌ〜ＸｎＬは各慣性航法装置の
出力ＸｉのＬ番目に着目した要素である。
【００１１】ΔＸＬはＸＬの誤差で
【００１２】
【数１】 である。図８から判るように単純平均ＸＬは性能の劣化
した慣性航法装置の出力（図８のＸ３Ｌ、Ｘ４Ｌ）に引
っ張られてしまいΔＸＬは大きくなる。
した慣性航法装置の出力（図８のＸ３Ｌ、Ｘ４Ｌ）に引
っ張られてしまいΔＸＬは大きくなる。
【００１３】さらに、従来例の異常判定は通常、主とし
てハードウェア的にみており、出力が出ているか否かと
出力レベル異常でチェックしており、故障時のみの判定
が主である。したがって、本質的故障以外は、性能異常
でもその出力は用いられる。このため、その最終出力Ｘ
が運用に影響するまで個々の慣性航法装置の出力Ｘはそ
のまま用いられることになりシステム精度が大きく劣化
する場合がある。
てハードウェア的にみており、出力が出ているか否かと
出力レベル異常でチェックしており、故障時のみの判定
が主である。したがって、本質的故障以外は、性能異常
でもその出力は用いられる。このため、その最終出力Ｘ
が運用に影響するまで個々の慣性航法装置の出力Ｘはそ
のまま用いられることになりシステム精度が大きく劣化
する場合がある。
【００１４】本発明は、このような背景に行われたもの
であって、複数の慣性航法装置の情報を統計的に最適に
処理し、高精度の航法情報を提供することにより安全で
信頼性の高い航法を実現することにある。本発明は、シ
ステムを安価に構成することができるｎ重化された慣性
航法装置を提供することを目的とする。本発明は、個々
の慣性航法装置の性能は従来のままであっても従来より
も高い性能を発揮することができるｎ重化された慣性航
法装置を提供することを目的とする。
であって、複数の慣性航法装置の情報を統計的に最適に
処理し、高精度の航法情報を提供することにより安全で
信頼性の高い航法を実現することにある。本発明は、シ
ステムを安価に構成することができるｎ重化された慣性
航法装置を提供することを目的とする。本発明は、個々
の慣性航法装置の性能は従来のままであっても従来より
も高い性能を発揮することができるｎ重化された慣性航
法装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明はｎ重化された慣
性航法装置における個々の慣性航法装置の機能の正常の
程度または性能の良し悪しの程度に応じた最適な重み付
けを計算し、各慣性航法装置の出力と、この重み付けと
にしたがって最適な航法情報（姿勢角、方位角、速度、
位置）を出力することを特徴とする。
性航法装置における個々の慣性航法装置の機能の正常の
程度または性能の良し悪しの程度に応じた最適な重み付
けを計算し、各慣性航法装置の出力と、この重み付けと
にしたがって最適な航法情報（姿勢角、方位角、速度、
位置）を出力することを特徴とする。
【００１６】本発明は、複数ｎ（≧２）個の慣性航法装
置と、この複数ｎ個の慣性航法装置の出力を演算入力と
して最終的な出力を演算する手段とを備えたｎ重化され
た慣性航法装置である。
置と、この複数ｎ個の慣性航法装置の出力を演算入力と
して最終的な出力を演算する手段とを備えたｎ重化され
た慣性航法装置である。
【００１７】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記複数ｎ個の慣性航法装置の出力の精度をそれぞれ評価
する手段と、この評価する手段の評価結果にしたがって
前記複数ｎ個の慣性航法装置の出力にその精度に対応す
る重み付け係数をそれぞれ付加する手段とを備え、前記
演算する手段は、前記係数を付加する手段により重み付
け係数を付加された前記複数ｎ個の慣性航法装置の出力
を演算入力として最終的な出力を演算する手段を備えた
ところにある。
記複数ｎ個の慣性航法装置の出力の精度をそれぞれ評価
する手段と、この評価する手段の評価結果にしたがって
前記複数ｎ個の慣性航法装置の出力にその精度に対応す
る重み付け係数をそれぞれ付加する手段とを備え、前記
演算する手段は、前記係数を付加する手段により重み付
け係数を付加された前記複数ｎ個の慣性航法装置の出力
を演算入力として最終的な出力を演算する手段を備えた
ところにある。
【００１８】これにより、精度の劣化した慣性航法装置
の出力がシステム全体の最終的に演算される出力の精度
を低下させることを回避することができる。
の出力がシステム全体の最終的に演算される出力の精度
を低下させることを回避することができる。
【００１９】前記最終的な出力をＸ、前記複数ｎ個の慣
性航法装置の出力をそれぞれＸｉ、前記出力Ｘｉに付加
された前記重み付け係数をそれぞれρｉとするとき（た
だし、ｉ＝１〜ｎのいずれか、０＜ρｉ≦１）、前記演
算する手段は、 Ｘ＝〔１／i=1 to nΣρｉ〕・（i=1 to nΣρｉＸｉ） として最終的な出力Ｘを演算する手段を含むことが望ま
しい。
性航法装置の出力をそれぞれＸｉ、前記出力Ｘｉに付加
された前記重み付け係数をそれぞれρｉとするとき（た
だし、ｉ＝１〜ｎのいずれか、０＜ρｉ≦１）、前記演
算する手段は、 Ｘ＝〔１／i=1 to nΣρｉ〕・（i=1 to nΣρｉＸｉ） として最終的な出力Ｘを演算する手段を含むことが望ま
しい。
【００２０】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図１を参照し
て説明する。図１は本発明の慣性航法装置の要部ブロッ
ク構成図である。
て説明する。図１は本発明の慣性航法装置の要部ブロッ
ク構成図である。
【００２１】本発明は、ｎ個の慣性航法装置ＩＮＳ−１
〜ＩＮＳ−ｎと、この慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ
−ｎの出力を演算入力として最終的な出力を演算する手
段である最適計算部４とを備えた慣性航法装置である。
〜ＩＮＳ−ｎと、この慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ
−ｎの出力を演算入力として最終的な出力を演算する手
段である最適計算部４とを備えた慣性航法装置である。
【００２２】ここで、本発明の特徴とするところは、慣
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力の精度をそれ
ぞれ評価する手段である重み計算部２と、この重み計算
部２の評価結果にしたがって慣性航法装置ＩＮＳ−１〜
ＩＮＳ−ｎの出力にその精度に対応する重み付け係数を
それぞれ付加する手段である乗算器３とを備え、最適計
算部４は、乗算器３により重み付け係数を付加された慣
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力を演算入力と
して最終的な出力を演算するところにある。
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力の精度をそれ
ぞれ評価する手段である重み計算部２と、この重み計算
部２の評価結果にしたがって慣性航法装置ＩＮＳ−１〜
ＩＮＳ−ｎの出力にその精度に対応する重み付け係数を
それぞれ付加する手段である乗算器３とを備え、最適計
算部４は、乗算器３により重み付け係数を付加された慣
性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力を演算入力と
して最終的な出力を演算するところにある。
【００２３】前記最終的な出力をＸ、慣性航法装置ＩＮ
Ｓ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力をそれぞれＸｉ、前記出力Ｘ
ｉに付加された前記重み付け係数をそれぞれρｉとする
とき（ただし、ｉ＝１〜ｎのいずれか、０＜ρｉ≦
１）、最適計算部４は、 Ｘ＝〔１／i=1 to nΣρｉ〕・（i=1 to nΣρｉＸｉ） として最終的な出力Ｘを演算する。
Ｓ−１〜ＩＮＳ−ｎの出力をそれぞれＸｉ、前記出力Ｘ
ｉに付加された前記重み付け係数をそれぞれρｉとする
とき（ただし、ｉ＝１〜ｎのいずれか、０＜ρｉ≦
１）、最適計算部４は、 Ｘ＝〔１／i=1 to nΣρｉ〕・（i=1 to nΣρｉＸｉ） として最終的な出力Ｘを演算する。
【００２４】
【実施例】本発明実施例を図１ないし図５を参照して説
明する。図２および図３は本発明実施例の動作を示すフ
ローチャートである。なお、ｎ重ＩＮＳ部１の慣性航法
装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎは図７に示した従来のもの
と同様である。各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎ
の出力はＸ１〜ＸｎとＹ１〜Ｙｎである。Ｘｉは姿勢角
／方位角情報および緯度／位置情報よりなるベクトルで
ある。Ｙ１〜Ｙｎは、各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮ
Ｓ−ｎの機能の正常の程度、性能の良し悪しの程度と、
それを定量化した重み付け係数を計算するために用いら
れる。例えば、ＹｉはＸｉ１を採用してもよい。
明する。図２および図３は本発明実施例の動作を示すフ
ローチャートである。なお、ｎ重ＩＮＳ部１の慣性航法
装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎは図７に示した従来のもの
と同様である。各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎ
の出力はＸ１〜ＸｎとＹ１〜Ｙｎである。Ｘｉは姿勢角
／方位角情報および緯度／位置情報よりなるベクトルで
ある。Ｙ１〜Ｙｎは、各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮ
Ｓ−ｎの機能の正常の程度、性能の良し悪しの程度と、
それを定量化した重み付け係数を計算するために用いら
れる。例えば、ＹｉはＸｉ１を採用してもよい。
【００２５】以下にその手順を示す（図２および図３参
照）。各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎについて
同じなので、ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉについて
記す。ただし、ｉ＝１〜ｎである。
照）。各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎについて
同じなので、ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉについて
記す。ただし、ｉ＝１〜ｎである。
【００２６】図４はデータ取得区間Ｌ、Ｌ＋１を示す図
である。ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉの測定データ
Ｙｉを図４に示すようなデータ取得区間Ｌ、Ｌ＋１のよ
うに分けて考え、各区間毎にデータバッヂＹＬ、ＹＬ＋
１を得る。
である。ｉ番目の慣性航法装置ＩＮＳ−ｉの測定データ
Ｙｉを図４に示すようなデータ取得区間Ｌ、Ｌ＋１のよ
うに分けて考え、各区間毎にデータバッヂＹＬ、ＹＬ＋
１を得る。
【００２７】
【数２】 ＹＬより区間Ｌでの標準偏差〔外２〕と平均値〔外３〕
を計算する。
を計算する。
【００２８】
【外２】
【００２９】
【外３】
【００３０】
【数３】 ＹＬ＋１より区間Ｌ＋１での標準偏差〔外４〕と平均値
〔外５〕を計算する。
〔外５〕を計算する。
【００３１】
【外４】
【００３２】
【外５】
【００３３】
【数４】 この測定データＹｉ（ｔｊ）はガウシアン分布である。
【００３４】一般に、慣性航法装置のシステムは、入力
である加速度計およびジャイロのノイズがガウシアン白
色ノイズであることと、システムが線形で近似できるの
で、その出力であるＹｉ（ｔｊ）はガウシアン分布とな
る。
である加速度計およびジャイロのノイズがガウシアン白
色ノイズであることと、システムが線形で近似できるの
で、その出力であるＹｉ（ｔｊ）はガウシアン分布とな
る。
【００３５】したがって、区間ＬのＹＬと区間Ｌ＋１の
ＹＬ＋１の確率密度（Ｐｒｏｂ）は次式で表せる。
ＹＬ＋１の確率密度（Ｐｒｏｂ）は次式で表せる。
【００３６】
【数５】 上記Ｌは、 Ｌ＝１、２、…、Ｍ （１１） である。（９）、（１０）式をｉ＝１〜ｎ個の慣性航法
装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎについて計算する。今、慣
性航法装置の機能の正常の程度、性能の良し悪しの程度
を次式で表現する。
装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎについて計算する。今、慣
性航法装置の機能の正常の程度、性能の良し悪しの程度
を次式で表現する。
【００３７】
【数６】 一般にＩはフィッシャーの情報量と呼ばれている。ここ
で一般に、ＰＹは確率密度であるので、 ０＜ＰＹ＜１ （１４） である。
で一般に、ＰＹは確率密度であるので、 ０＜ＰＹ＜１ （１４） である。
【００３８】ここで、もし、区間Ｌ、Ｌ＋１で慣性航法
装置が正常で性能の劣化もないとすると、統計的性質は
区間Ｌ、Ｌ＋１で同じとなり
装置が正常で性能の劣化もないとすると、統計的性質は
区間Ｌ、Ｌ＋１で同じとなり
【００３９】
【数７】 が保証される。したがって、
【００４０】
【数８】 となる。実際は、
【００４１】
【数９】 である。このとき（１９）を次式で表わす。
【００４２】
【数１０】 このとき、
【００４３】
【数１１】 となる。各〔外６〕は、
【００４４】
【外６】
【００４５】
【数１２】 となるので、 ＡＩｉ＝Δｉ （２４） で表せる。ここで、Δｉは、 ｜εＬ｜＜Δｉ （２５） である。
【００４６】次に、もし、ｊ番目の慣性航法装置ＩＮＳ
−ｊが区間Ｌで正常であり性能も良く、区間Ｌ＋１で異
常であり性能も劣化したとすると統計的性質は区間Ｌと
区間Ｌ＋１とで大きく変化する。一般に異常や性能の劣
化現象は非線形となる。このとき、Ｙｊは統計的に非定
常となり統計的性質は保存されない。
−ｊが区間Ｌで正常であり性能も良く、区間Ｌ＋１で異
常であり性能も劣化したとすると統計的性質は区間Ｌと
区間Ｌ＋１とで大きく変化する。一般に異常や性能の劣
化現象は非線形となる。このとき、Ｙｊは統計的に非定
常となり統計的性質は保存されない。
【００４７】したがって、
【００４８】
【数１３】 となる。一般に、
【００４９】
【数１４】 ここで、
【００５０】
【数１５】 であるから、
【００５１】
【数１６】 となる。
【００５２】以上よりＡＩが小さいほど、その慣性航法
装置は正常で、かつ性能も良好であることを示している
（ＡＩｊ≧ＬＭ１で性能劣化、ＡＩｊ≧ＬＭ２で異常、
ＬＭ２＞ＬＭ１）。
装置は正常で、かつ性能も良好であることを示している
（ＡＩｊ≧ＬＭ１で性能劣化、ＡＩｊ≧ＬＭ２で異常、
ＬＭ２＞ＬＭ１）。
【００５３】次に、図１に示す各慣性航法装置ＩＮＳ−
１〜ＩＮＳ−ｎの出力Ｘｉにかけられる重み付け係数ρ
ｉを計算する。
１〜ＩＮＳ−ｎの出力Ｘｉにかけられる重み付け係数ρ
ｉを計算する。
【００５４】 Ｓｉ＝１／ＡＩｉ （ｉ＝１〜ｎ） （３０） Ｌ＝i=1 to nΣＳｉ （ｉ＝１〜ｎ） （３１） ρｉ＝１／Ｌ・Ｓｉ （ｉ＝１〜ｎ） （３２） （３０）、（３１）よりρｉはＳｉを規格化したもので ０＜ρｉ＜１ （３３） である。（３０）より、ＡＩが小さいほど、慣性航法装
置は良好であるということは、逆にＳｉは大きいほど慣
性航法装置は良好とみなせる。つまり、（３２）よりρ
ｉは１に近いほど慣性航法装置ＩＮＳ−ｉは良好でρｉ
が０に近いほど慣性航法装置ＩＮＳ−ｉは不良となる。
置は良好であるということは、逆にＳｉは大きいほど慣
性航法装置は良好とみなせる。つまり、（３２）よりρ
ｉは１に近いほど慣性航法装置ＩＮＳ−ｉは良好でρｉ
が０に近いほど慣性航法装置ＩＮＳ−ｉは不良となる。
【００５５】最後に、各慣性航法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮ
Ｓ−ｎの良し悪しの基準ρｉは出力Ｘｉから最適なＸを
次式で求める。
Ｓ−ｎの良し悪しの基準ρｉは出力Ｘｉから最適なＸを
次式で求める。
【００５６】
【数１７】 ここで、 Ｘｉω＝ρｉＸｉ （３５） である。図５は本発明の効果を説明するための図である
が、ρｉＸｉの意味は、図５から判るように性能の劣化
したまたは異常な慣性航法装置のＸへの影響を小さくす
ることである。例えば、図５にしたがって検討してみ
る。
が、ρｉＸｉの意味は、図５から判るように性能の劣化
したまたは異常な慣性航法装置のＸへの影響を小さくす
ることである。例えば、図５にしたがって検討してみ
る。
【００５７】
【数１８】 より、ΔＸｉＬのＸＬへの影響を小さくしている。
【００５８】もし、ρｉ＝１（ｉ＝１〜ｎ：ｎ個の慣性
航法装置全てが正常）のときは、従来の単純平均の結果
に一致する。つまり、本発明は複数で用いている慣性航
法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの性能が不良に近づく
程、その真価を発揮する。
航法装置全てが正常）のときは、従来の単純平均の結果
に一致する。つまり、本発明は複数で用いている慣性航
法装置ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎの性能が不良に近づく
程、その真価を発揮する。
【００５９】また、本発明の手法は慣性航法装置以外の
ものに適用しても同じ効果を得る。例えば、ｎ個のＧＰ
Ｓ（衛星航法装置）、ｎ個の速度センサ、ｎ個のジャイ
ロコンパスなどでもよい。
ものに適用しても同じ効果を得る。例えば、ｎ個のＧＰ
Ｓ（衛星航法装置）、ｎ個の速度センサ、ｎ個のジャイ
ロコンパスなどでもよい。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の慣性航法装置の情報を統計的に最適に処理し、高
精度の航法情報を提供することにより安全で信頼性の高
い航法を実現することができる。また、自分自身の出力
で自分自身の診断ができるので、他の基準のものを使用
しないことからシステム構成が安価となる。さらに、個
々の慣性航法装置の性能は従来のままであっても従来よ
りも高い性能を発揮することができる。
複数の慣性航法装置の情報を統計的に最適に処理し、高
精度の航法情報を提供することにより安全で信頼性の高
い航法を実現することができる。また、自分自身の出力
で自分自身の診断ができるので、他の基準のものを使用
しないことからシステム構成が安価となる。さらに、個
々の慣性航法装置の性能は従来のままであっても従来よ
りも高い性能を発揮することができる。
【図１】本発明の慣性航法装置の要部ブロック構成図。
【図２】本発明実施例の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明実施例の動作を示すフローチャート。
【図４】データ取得区間Ｌ、Ｌ＋１を示す図。
【図５】本発明の効果を説明するための図。
【図６】ｎ重化された従来の慣性航法装置を示す図。
【図７】個々の慣性航法装置の機能構成を示す図。
【図８】従来例の問題点を説明するための図。
１ ｎ重ＩＮＳ部 ２ 重み計算部 ３ 乗算器 ４ 最適計算部 ５ ｎ重ＩＮＳ部 ６ 選定部 ７ 平均部 ８ 慣性センサ部 ９ 演算プロセッサ部 １０ 制御表示部 ＩＮＳ−１〜ＩＮＳ−ｎ 慣性航法装置
Claims (2)
- 【請求項１】 複数ｎ（≧２）個の慣性航法装置と、こ
の複数ｎ個の慣性航法装置の出力を演算入力として最終
的な出力を演算する手段とを備えたｎ重化された慣性航
法装置において、 前記複数ｎ個の慣性航法装置の出力の精度をそれぞれ評
価する手段と、 この評価する手段の評価結果にしたがって前記複数ｎ個
の慣性航法装置の出力にその精度に対応する重み付け係
数をそれぞれ付加する手段とを備え、 前記演算する手段は、前記係数を付加する手段により重
み付け係数を付加された前記複数ｎ個の慣性航法装置の
出力を演算入力として最終的な出力を演算する手段を備
えたことを特徴とする慣性航法装置。 - 【請求項２】 前記最終的な出力をＸ、前記複数ｎ個の
慣性航法装置の出力をそれぞれＸｉ、前記出力Ｘｉに付
加された前記重み付け係数をそれぞれρｉとするとき
（ただし、ｉ＝１〜ｎのいずれか、０＜ρｉ≦１）、前
記演算する手段は、 Ｘ＝〔１／i=1 to nΣρｉ〕・（i=1 to nΣρｉＸｉ） として最終的な出力Ｘを演算する手段を含む請求項１記
載のｎ重化された慣性航法装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8657199A JP2000283788A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | ｎ重化された慣性航法装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8657199A JP2000283788A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | ｎ重化された慣性航法装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000283788A true JP2000283788A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13890714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8657199A Pending JP2000283788A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | ｎ重化された慣性航法装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000283788A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-03-29 JP JP8657199A patent/JP2000283788A/ja active Pending
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