JPH0255750B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0255750B2 JPH0255750B2 JP59178057A JP17805784A JPH0255750B2 JP H0255750 B2 JPH0255750 B2 JP H0255750B2 JP 59178057 A JP59178057 A JP 59178057A JP 17805784 A JP17805784 A JP 17805784A JP H0255750 B2 JPH0255750 B2 JP H0255750B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase difference
- multiplier
- measuring device
- satellite
- receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
- G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、NAV STAR／GPSシステムの人
工衛星からの電波を利用して自船の船首方向を測
定する装置に関する。
工衛星からの電波を利用して自船の船首方向を測
定する装置に関する。
（従来の技術とその問題点）
従来、船首の方位を測定する装置としては、マ
グネツトコンパスやジヤイロコンパス等が広く用
いられている。マグネツトコンパスの指針は真の
南北を指示するのではなく、磁北極を指示するも
のであるため、地球上の種々の場所においては各
場所特有の誤差が生じ、充分な方位測定精度が得
られなかつた。またジヤイロコンパスは、高速回
転するコマに地球自転を作用させて指北させるも
のであるため、可動部分について頻繁な定期点検
を必要とする不都合があつた。さらに、マグネツ
トコンパスもジヤイロコンパスもともに船舶が極
地方を航行する場合にはその原理上使用すること
が不可能であつた。
グネツトコンパスやジヤイロコンパス等が広く用
いられている。マグネツトコンパスの指針は真の
南北を指示するのではなく、磁北極を指示するも
のであるため、地球上の種々の場所においては各
場所特有の誤差が生じ、充分な方位測定精度が得
られなかつた。またジヤイロコンパスは、高速回
転するコマに地球自転を作用させて指北させるも
のであるため、可動部分について頻繁な定期点検
を必要とする不都合があつた。さらに、マグネツ
トコンパスもジヤイロコンパスもともに船舶が極
地方を航行する場合にはその原理上使用すること
が不可能であつた。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、NAV STAR／GPSシステムにお
ける人工衛星のうち船舶の方位測定に適した抑角
内にある衛星のうちのいずれか１つより発信され
る信号を、互いに1/2波長だけ離して設置された
２本のアンテナにより受信し、その受信された２
つの信号間の位相差を計測するとともに、測位用
GPS受信機により船首方位に対する前記人工衛
星の方位を算出することによつて船舶の真北に対
する精確な方位を測定することを特徴とする。
ける人工衛星のうち船舶の方位測定に適した抑角
内にある衛星のうちのいずれか１つより発信され
る信号を、互いに1/2波長だけ離して設置された
２本のアンテナにより受信し、その受信された２
つの信号間の位相差を計測するとともに、測位用
GPS受信機により船首方位に対する前記人工衛
星の方位を算出することによつて船舶の真北に対
する精確な方位を測定することを特徴とする。
（実施例）
第１図に示す実施例において、１，４は般上に
設置された受信空中線、２，５は受信復調器、
３，６は２テイ倍器、７は位相差測定器、８は測
位用GPS受信機、９は方位演算器、１０は表示
器である。
設置された受信空中線、２，５は受信復調器、
３，６は２テイ倍器、７は位相差測定器、８は測
位用GPS受信機、９は方位演算器、１０は表示
器である。
（動作）
受信空中線１，４は第２図に示すように相互に
λ／２だけ離して、船首と船尾を結ぶ直線′上
に又はそれと平行に配置されている。ここでλは
GPS搬送波信号の１波長である。
λ／２だけ離して、船首と船尾を結ぶ直線′上
に又はそれと平行に配置されている。ここでλは
GPS搬送波信号の１波長である。
受信空中線１の出力は受信復調器２の１方の入
力端子に入力する。受信復調器２のそう１方の入
力端子には、測位用のGPS受信機８が受信中の
GPS衛星のうち方位測定に適した抑角内にある
衛星のうちのいずれか１個の衛星を選択しその衛
星に付与されたPNコードを入力する。受信復調
器２は前記２つの入力端子に入力される信号をも
とに受信空中線１に誘起された視界内にある全
GPS衛星が発射する信号の中から測位用GPS受
信機８から受信復調器２に送出されたPNコード
が付与されたGPS衛星からの信号を復調し２テ
イ倍器３に伝える。２テイ倍器３は受信復調器２
の出力を２テイ倍する事により受信復調器２の出
力に含まれる受信中のGPS衛星の軌道情報等の
２相変調成分を取り去つて位相差測定器７に伝え
る。
力端子に入力する。受信復調器２のそう１方の入
力端子には、測位用のGPS受信機８が受信中の
GPS衛星のうち方位測定に適した抑角内にある
衛星のうちのいずれか１個の衛星を選択しその衛
星に付与されたPNコードを入力する。受信復調
器２は前記２つの入力端子に入力される信号をも
とに受信空中線１に誘起された視界内にある全
GPS衛星が発射する信号の中から測位用GPS受
信機８から受信復調器２に送出されたPNコード
が付与されたGPS衛星からの信号を復調し２テ
イ倍器３に伝える。２テイ倍器３は受信復調器２
の出力を２テイ倍する事により受信復調器２の出
力に含まれる受信中のGPS衛星の軌道情報等の
２相変調成分を取り去つて位相差測定器７に伝え
る。
受信空中線４からの信号についても上に述べた
と全く同様に、受信復調器５および２テイ倍器６
によつて、受信復調器５の出力信号から２相変調
成分の除去された信号が位相差測定器７に送られ
る。
と全く同様に、受信復調器５および２テイ倍器６
によつて、受信復調器５の出力信号から２相変調
成分の除去された信号が位相差測定器７に送られ
る。
位相差測定器７は２テイ倍器３及び６の出力の
間の位相差を測定し方位演算器に伝える。この位
相差をθ0とすると受信復調器２及び５の出力の搬
送波相互間の位相差はθ0／２となる。
間の位相差を測定し方位演算器に伝える。この位
相差をθ0とすると受信復調器２及び５の出力の搬
送波相互間の位相差はθ0／２となる。
一方、受信空中線１及び４は、前にも述べたよ
うに、第２図に示す如く船首尾線上にλ／２だけ
離して設置されているので、船首尾線′からθ
の方向にあるGPS衛星からの電波が伝搬経路1
及び4を通り受信空中線１及び４に倒達する迄の
伝搬距離差は、第２図から明らかなように、4
＝λ／２ cosθである。ただし点Ｐは受信空中線
１から伝搬経路4に降した垂線が伝搬経路4と交
わる点である。従つて受信空中線１及び４の間に
生ずる前記GPS衛星からの信号の受信位相差は
Ｐ４／―／λ・2π＝π・cosθでありこの位相差が前述
の θ0／２に相当する事は容易に理解されよう。
うに、第２図に示す如く船首尾線上にλ／２だけ
離して設置されているので、船首尾線′からθ
の方向にあるGPS衛星からの電波が伝搬経路1
及び4を通り受信空中線１及び４に倒達する迄の
伝搬距離差は、第２図から明らかなように、4
＝λ／２ cosθである。ただし点Ｐは受信空中線
１から伝搬経路4に降した垂線が伝搬経路4と交
わる点である。従つて受信空中線１及び４の間に
生ずる前記GPS衛星からの信号の受信位相差は
Ｐ４／―／λ・2π＝π・cosθでありこの位相差が前述
の θ0／２に相当する事は容易に理解されよう。
即ち、πcosθ＝θ0／２
これより位相差測定器７からの計測値θ0を得る事
により、GPS衛星の船首尾線′に対する方位は
θ＝cos-1θ0／2πとして算出する事が出来る。この 方位θの算出が方位演算器９によつて行われる。
測位用GPS受信機８は受信中のGPS衛星のうち
方位測定に適した抑角内にある衛星のうちのいず
れか１個を選択し、その衛星に付与されたPNコ
ードを受信復調器２及び５に送出すると共にその
衛星の軌道データからその衛星の真北に対する現
在方位（第３図）を算出し方位演算器９に送出
する。方位演算器９は位相差測定器７から伝達さ
れる位相差θ0よりGPS衛星の船首尾線′に対す
る方位θを前述の如くθ＝cos-1θ0／2πとして算出す ると共に、測位用GPS受信機から伝達される方
位測定に使用するGPS衛星の真北に対する現在
方位を測位用GPS受信機８から受取り船首方
位を−θとして算出し表示器１０に送出する。
により、GPS衛星の船首尾線′に対する方位は
θ＝cos-1θ0／2πとして算出する事が出来る。この 方位θの算出が方位演算器９によつて行われる。
測位用GPS受信機８は受信中のGPS衛星のうち
方位測定に適した抑角内にある衛星のうちのいず
れか１個を選択し、その衛星に付与されたPNコ
ードを受信復調器２及び５に送出すると共にその
衛星の軌道データからその衛星の真北に対する現
在方位（第３図）を算出し方位演算器９に送出
する。方位演算器９は位相差測定器７から伝達さ
れる位相差θ0よりGPS衛星の船首尾線′に対す
る方位θを前述の如くθ＝cos-1θ0／2πとして算出す ると共に、測位用GPS受信機から伝達される方
位測定に使用するGPS衛星の真北に対する現在
方位を測位用GPS受信機８から受取り船首方
位を−θとして算出し表示器１０に送出する。
第３図は真北Ｎ、GPS衛星の真北に対する方
位、船首尾線′に対するGPS衛星の方位θ、
GPS衛星Ｓ、および現在船位Ｏとの間の相対関
係を示すものである。
位、船首尾線′に対するGPS衛星の方位θ、
GPS衛星Ｓ、および現在船位Ｏとの間の相対関
係を示すものである。
表示器１０は、方位演算器９から船首方位（
−θ）を受取つて、例えばCRTのような表示手
段を用いて表示する。
−θ）を受取つて、例えばCRTのような表示手
段を用いて表示する。
前述実施例においては、２つの受信空中線１，
４を船首尾線′上に配列したが、線′と直交す
る直線上に配列しても良く、その場合には−θ
−90゜が演算されることになる。
４を船首尾線′上に配列したが、線′と直交す
る直線上に配列しても良く、その場合には−θ
−90゜が演算されることになる。
また、前述実施例における受信復調器５及び２
テイ倍器６を省略し、その代りに受信空中線１及
び４を交互に時系列で切換えて単一の受信復調器
２に入力し、この切換動作と同期して単一の２テ
イ倍器３からの出力を切換えて位相差測定器７に
入力することも可能である。このようにすると受
信復調器５及び２テイ倍器６を省略し回路構成に
より簡略化することが出来る。
テイ倍器６を省略し、その代りに受信空中線１及
び４を交互に時系列で切換えて単一の受信復調器
２に入力し、この切換動作と同期して単一の２テ
イ倍器３からの出力を切換えて位相差測定器７に
入力することも可能である。このようにすると受
信復調器５及び２テイ倍器６を省略し回路構成に
より簡略化することが出来る。
（発明の効果）
以上説明したとおり、本発明は地磁気や地球自
転の影響を受けることなく、船舶が極地域を航行
する場合でも高製度の船首方位測定が可能とな
り、また従来のマグネツトコンパスやジヤイロコ
ンパスのように機械的可動部分を含まないので、
測定値が迅速に静定する利点があり、さらに船舶
の動揺による影響を受けることなく高精度の船首
方位測定が可能である。
転の影響を受けることなく、船舶が極地域を航行
する場合でも高製度の船首方位測定が可能とな
り、また従来のマグネツトコンパスやジヤイロコ
ンパスのように機械的可動部分を含まないので、
測定値が迅速に静定する利点があり、さらに船舶
の動揺による影響を受けることなく高精度の船首
方位測定が可能である。
第１図は本発明の実施例を示すブロツク回路
図、第２図及び第３図は本発明の測定原理を示す
図面である。 １，４……受信空中線、２，５……受信復調
器、３，６……２テイ倍器、７……位相差測定
器、８……測位用GPS受信機。
図、第２図及び第３図は本発明の測定原理を示す
図面である。 １，４……受信空中線、２，５……受信復調
器、３，６……２テイ倍器、７……位相差測定
器、８……測位用GPS受信機。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに1/2波長だけ離して設置した２つの
GPS信号受信空中線と、該空中線の出力と測位
用GPS受信機から伝えられるPNコードとからこ
のPNコードの付与されたGPS衛星からの信号を
受信復調する受信復調器と、この受信復調器の出
力を２テイ倍するための２テイ倍器と、この２テ
イ倍器の出力から前記２つの空中線の受信出力相
互間の位相差を測定する位相差測定器と、受信中
のGPS衛星のうち方位測定に適した仰角内に存
在する衛星のうちのいずれか１つを選択し、その
衛星に付与されたPNコードを前記受信復調器に
送出するとともに、その衛星の真北に対する衛星
方位を算出する前記測位用GPS受信機と、前記
位相差と前記衛星方位とから真北に対する船首方
位を算出する方位演算器と、該方位演算器の出力
すなわち前記船首方位を可視表示する表示器とに
より構成されることを特徴とする船首方位測定装
置。 ２ 特許請求の範囲第１項の装置において、前記
受信復調器および前記２テイ倍器が、前記２つの
空中線の各空中線ごとに設けられることを特徴と
する船首方位測定装置。 ３ 特許請求の範囲第１項の装置において、前記
受信復調器および前記２テイ倍器がそれぞれ単一
のものから構成され、前記２つの空中線の出力が
時系列で交互に切換えられて前記受信復調器に入
力され、かつ前記２テイ倍器の出力が前記切換え
動作と同期して切換えられて前記位相差測定器に
与えられることを特徴とする船首方位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805784A JPS6156985A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 船首方位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805784A JPS6156985A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 船首方位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156985A JPS6156985A (ja) | 1986-03-22 |
| JPH0255750B2 true JPH0255750B2 (ja) | 1990-11-28 |
Family
ID=16041849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17805784A Granted JPS6156985A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 船首方位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006104158A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | 無人ヘリコプタ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0514960U (ja) * | 1991-07-30 | 1993-02-26 | 株式会社カンセイ | 方位計装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5988668A (ja) * | 1982-11-13 | 1984-05-22 | Japan Radio Co Ltd | 船首方位測定装置 |
| JPS5988666A (ja) * | 1982-11-13 | 1984-05-22 | Japan Radio Co Ltd | 船首方位測定装置 |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP17805784A patent/JPS6156985A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006104158A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | 無人ヘリコプタ |
| JPWO2006104158A1 (ja) * | 2005-03-28 | 2008-09-11 | ヤマハ発動機株式会社 | 無人ヘリコプタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6156985A (ja) | 1986-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |