JPH0262908A

JPH0262908A - 航行方向、縦ゆれおよび横ゆれ決定方法

Info

Publication number: JPH0262908A
Application number: JP1048398A
Authority: JP
Inventors: John T Fowler; ジョン・テイ・ファウラー
Original assignee: Digicourse Inc
Current assignee: Digicourse Inc
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-03-02
Also published as: EP0331261B1; CA1299859C; DE68906184T2; DE68906184D1; EP0331261A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、羅針盤（ｃｏｌｌｐａｓｓ）に関し、特に方
位信号、縦ゆれ信号および横ゆれ信号を出す羅針盤およ
びその方法に関する。

［従来の技術］航行方向（ｈｅａｄｉｎｇ）を＝１算する信号を出す、
２個の直交磁束ゲート素子を備える磁力計を組み込んだ
羅針盤においては、これを取付ける船又は台の縦ゆれお
よび横ゆれは、航行方向の計算に影響するが故に、重大
であり、従って航行方向信号と同様に縦ゆれおよび横ゆ
れ信号も出すことが望ましいことから、これら信号の発
生は、従来から行われている。

［発明か解決しようとする課題］しかし、従来は、これら信号は別々に出されており、こ
れではジンバル台の縦ゆれおよび横ゆれの実測により、
精度面で劣るという問題点があり、これを本発明の解決
課題とする。

［課題を解決するための手段］従って、本発明は、航行方向（方位）、縦ゆれおよび横
ゆれを決定する方法を提供することを目的とする。

本発明はさらに、航行方向（方位）、縦ゆれおよび横ゆ
れを決定する装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明においては、地磁界を
、磁界成分を構成する実質的に独立した３成分として測
定する工程、基準フレームのＸ軸に沿って、所定の磁界
を与える工程、該磁界の３成分をΔＦＪ定する工程、ア
ークタンジェント（ａｒｃｔａｎｇｃｎｔ）によって方
位を決定する工程、別のアークタンジェントによって、
縦ゆれを決定する工程、および前記方位および縦ゆれを
伝送する工程から成ることを特徴とする方法を、一つの
課題解決手段とする。

さらに、地磁界を、磁界成分を構成する、実質的に独立
した３成分として測定する工程、基ｑフレームのＹ軸に
沿って、所定の磁界を与える工程、該磁界の独立３成分
を測定する工程、アークタンジェントによって方位を決
定する工程、別のアークタンジェントによって横ゆれを
決定する工程、および前記方位および横ゆれを伝送する
工程から成ることを特徴とする方法を、別の課題解決手
段とする。

また、互いに直交する３個の感知素子を備え、横ゆれＸ
軸および縦ゆれＹ軸を中心として移動して、３つの出力
信号を出す、磁力計、第１制御信号に応じて、基準フレ
ームＸ軸に沿って、前記磁力計の周りに、実質的に均一
な磁界を成形し、該磁界を表わす信号を出せるようにす
る手段、アークタンジェントによって、縦ゆれを決定す
る手段、および所定縦ゆれに相当する出力信号を出す出
力手段から成ることを特徴とする、方位および縦ゆれ決
定装置を、さらに別の課題解決手段とする。

また互いに直交する３個の感知素子を備え、横ゆれＸ軸
および縦ゆれＹ軸を中心として移動し、３つの出力信号
を出す、磁力計、第２制御信号に応じて、基準フレーム
Ｙ軸に沿って、磁力計の周りに、実質的に均一な磁界を
形成することにより、磁力計から、該磁界を表わす出力
信号を出せるようにする手段、アークタンジェントによ
って、横ゆれを決定する手段、および所定溝ゆれに参目
当する出力信号を出す出力手段から成ることを特徴とす
る、横ゆれ決定装置をさらに別の課題解決手段とする。

［発明の作用］本発明では、地磁界を実質的に独立した３成分として測
定し、所定の磁界を印加し、その３成分を測定し、これ
ら測定から得られたデータに基づき、方位、縦ゆれおよ
び横ゆれを決定するようにしているため、従来装置およ
び方法に比して、より高精度の測定ができる。

［実　施　例］次に、添付図面を参照して、本発明による好適実施例の
詳細を説明する。

第１図は、本発明実施例によるシステム５０のブロック
線図である。図中、３個の直交する、磁束ゲルト等の磁
界感知素子を有するセンサ５２は、周りに縦ゆれコイル
５４および横ゆれコイル５Ｇを配して、下記工程におい
て、所定のＤＣ磁界を、選択的に形成する構成、体内に
保持されている。縦ゆれコイル５２および横ゆれコイル
５４は、第１Ａ図に示すような比率で巻かれており、セ
ンサ５２を越えて延び、各コイルが形成する磁束線が、
センサ５２全体に亘って、実質的に平行かつ均一になる
様にした、ソレノイド巻コイルを構成している。

プロセッサ６６は、素子６０．８’２および６４が肺１
定した、センサ５２内の各磁束ゲートから出された信号
を受信して記憶する。またプロセッサ６６は、それぞれ
付勢回路６８および７０に与えられた、制御信号に応じ
て、縦ゆれコイル５２および横ゆれコイルを、順次かつ
選択的に付勢する。計算された縦ゆれ、横ゆれおよび方
位を、出力リード線７２に送ると共に／又はデイスプレ
ィ７４に選択的に表示する。

本発明装置５０は、通常、インテル（Ｉｎｔｅ１）社の
ＭＣ３４８シリーズマイクロプロセツサ（Ｓｅｒｉｅｓ
Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）　、モトローラ（Ｍｏ
ｔｏｒｏｌａ）社の６８００シリーズマイクロプロセツ
サ（ＳｅｒｉｅｓＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の
、マイクロプロセッサで構成されるプロセッサ６６を備
えており、本発明による下記工程に従ってプログラム編
成されている。

本発明方法では、縦ゆれ、横ゆれおよび方位信号を周期
的に更新する。本方法の一実施例を、第２図のフローチ
ャーロ００に示す。ステップ１０２でスタートし、ステ
ップ１０４でコイルｌ肖勢することにより、センサ５０
から出され、素子６０．６２および６４て測定されたＸ
、ＹおよびＺ信号か、それぞれＸ、Ｙ　　およびＺ　と
して、周囲磁界（他磁ＱＱ　　　　　　　　　　　ｅ界）Ｈｘｉ、ＨｙｌおよびＨｚｌだけに相当するように
する。ステップＬＯＧで、Ｘ、Ｙ　　およびＺ　をＣｅ
　　　　　　　　　ｅ測定する。次に、ステップ１０８で、Ｈ面の横ゆれコイ
ル５２を付勢し、ステップ１１０で、磁界成分Ｈｘ□、
Ｈ７２および−Ｈｚ゜に対して、３個の直交信号ｘ、、
ｙ、およびＺｒを測定する。次にステップ１１２で、横
ゆれコイル５２を消勢し、Ｈ面の縦ゆれコイル５４を付
勢する。ステップ１１４で、周囲地磁界および縦ゆれコ
イルで得られた磁界を構成する、Ｈｘ３、Ｈｙ３’　　
Ｈｙ３およびＨｚ３に相当するセンサイ５号Ｘｐ、Ｙ、
およびＺ、を測定する。このセンサ信号測定については
、好適には特定の横ゆれおよび縦ゆれコイルの付勢の有
無に係わらず、１５ミリ秒等の短時間で実施し、周囲磁
界状態を、［即探知（ｓｎａｐｓｈｏｔ）　Ｊする。測
定値の読み取りに手間どると、羅針盤取付台の相対位置
が変化し、これによって周囲磁界の状態が変化して、所
望信号の計算に誤りか生じる。

横ゆれコイル付勢時に出される信号（Ｘ　　。

Ｙ、Ｚ）から、全コイル消勢時に出される信ｒ　　　　
　「号（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を引いて、差分信号ＸＩ。

ＣＣＯＹｌ、Ｚｌを得る（ステップ１１６）と同様に、縦ゆれ
コイル付勢時に出される信号（Ｚ、Ｙ。

ｐＺ　）から、コイル消勢時に出される信号（Ｘ　　。

ｃＹ、Ｚ）を引いて、差分信号（ＸＩＩ、Ｙｎ。

ｅ　　　　　ｅＺｎ）を得る（ステップ１１８）。

ステップ１２０で、ＸＩ／Ｚｌのアークタンジェント（
（Ｈｙ２−Ｈｚ）　／　（Ｈｙ２ｔ２−Ｈｚ／、、）　
］に従って、縦ゆれ（Ｐ）を計算する。ステップ１２２
で、Ｈ信号が０以下の場合は、縦ゆれ値に１８０°を加
算し、またＨ　信号が０以上でＨ信号が０以ｙ下の場合は、縦ゆれ値に３６０Ｄを加算して、象限を修
正する。次に、ステップ１２４で、Ｚｌに、１＋５ＩＮ
Ｐ（Ｐは得られた縦ゆれ角度）を掛ける。

ステップ１２６で、Ｙｌ／ＺＩのアークタンジェント（
（Ｈ−Ｈ）　／　（Ｈｙ２−−Ｈｚ１）　）に従っｙ３
　　　　ｙｌて、横ゆれ（Ｒ）を＝１算し、任意ステップ１２８で、
ステップ１２２と同一要領で得られた横ゆれ値を処理し
て、象限修正する。

ステップ１３０で、初期測定値（Ｙ　Ｅ／Ｘ　Ｅ）のア
ークタンジェント（Ｈｙ２１／　Ｈｘ１）に従って、航
行方向（θ）（方位）を計算し、任意ステップ１３２で
、ステップ１２２と同一要領で、得られた航行方向角度
を処理して、象限修正する。

最後に、ステップ１３４で、得られた航行方向値、縦ゆ
れ値、および横ゆれ値を、外部装置又はデイスプレィ７
４に送り、スタートに戻る。

上記の通り、本発明実施例を説明したが、本発明の適用
範囲を逸脱することなく種々に修正、変形できる。

［発明の効果コ上記の説明かられかるように、本発明によると、従来に
比して、より高精度な測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明一実施例のブロック線図である。第１Ａ図は、センサを包囲する、縦ゆれおよび横ゆれコ
イルの横断面図である。および第２図は、本発明実施例
により、方位、縦ゆれおよび横ゆれを計算する工程を示
す、フローチャートである。５０・・・磁力計　　　　　　　５２・・・センサ５４
、５８・・・コイル　　　　　６６・・・プロセッサ７
２・・・出力リード線

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地磁界を、磁界成分を構成する実質的に独立した
３成分Ｈ＿ｘ＿１、Ｈ＿ｙ＿１およびＨ＿ｚ＿１として
、測定する工程、基準フレームのＸ軸に沿って、所定の
磁界を与える工程、磁界の独立成分Ｈ＿ｘ＿２、Ｈ＿ｙ
＿２およびＨ＿ｚ＿２を測定する工程、アークタンジェ
ント（Ｈ＿ｙ＿１／Ｈ＿ｘ＿１）によって、方位（θ）
を決定する工程、アークタンジェント（Ｈ＿ｙ＿２−Ｈ
＿ｙ＿１）／（Ｈ＿ｚ＿２−Ｈ＿ｚ＿１）によって縦ゆ
れ（Ｐ）を決定する工程、およびθとＰとを伝送する工
程から成ることを特徴とする航行方向、方位および横ゆ
れ決定方法。
（２）さらに、Ｈ＿ｘ面に与えられた、前記所定の磁界
を除去して、基準フレームのＹ軸に沿って、所定磁界を
与える工程、磁界の、独立成分Ｈ＿ｘ＿３、Ｈ＿ｙ＿３およびＨ＿ｚ
＿３を測定する工程、アークタンジェント（Ｈ＿ｙ＿３−Ｈ＿ｙ＿１）／（Ｈ
＿ｚ＿３−Ｈ＿ｚ＿１）によって、横ゆれ（Ｒ）を決定
する工程、およびＲを伝送する工程から成ることを特徴とする請求の範囲
１による方法。
（３）地磁界を、磁界成分を構成する実質的に独立した
成分Ｈ＿ｘ＿１、Ｈ＿ｙ＿１およびＨ＿ｚ＿１として測
定する工程、基準フレームのＹ軸に沿って、所定磁界を与える工程、磁界の独立成分Ｈ＿ｘ＿３、Ｈ＿ｙ＿３およびＨ＿ｚ＿
３を測定する工程、アークタンジェント（Ｈ＿ｙ＿１／Ｈ＿ｘ＿１）によっ
て、方位（θ）を決定する工程、アークタンジェント（
Ｈ＿ｙ＿３−Ｈ＿ｙ＿１）／（Ｈ＿ｚ＿３−Ｈ＿ｚ＿１
）によって、横ゆれ（Ｒ）を決定する工程、および θとＲとを伝送する工程から成ることを特徴とする航行
方向（方位）および横ゆれ決定方法。
（４）互いに直交する、３個の感知素子を備え、横ゆれ
Ｘ軸および縦ゆれＹ軸を中心として移動して、Ｈ＿ｘ＿
１、Ｈ＿ｙ＿１およびＨ＿ｚ＿１出力信号を出す磁力計
、第１制御信号に応じて、基準フレームＸ軸に沿って、
前記磁力計の周りに、実質的に均一な磁界を形成するこ
とにより、前記磁力計から出力信号Ｈ＿ｘ＿２、Ｈ＿ｙ
＿２およびＨ＿ｚ＿２を出せるようにする手段、アーク
タンジェント〔（Ｈ＿ｙ＿２−Ｈ＿ｙ＿１）／（Ｈ＿ｚ
＿２−Ｈ＿ｚ＿１）〕によって、縦ゆれを決定する手段
、および所定縦ゆれに相当する、出力信号を出す出力手段から成
ることを特徴とする、航行方向および縦ゆれ決定装置。
（５）さらに、第２制御信号に応じて、Ｙ軸に沿って前
記磁力計の周りに、実質的に均一な磁界を形成し、前記
磁力計から、出力信号Ｈ＿ｘ＿３、Ｈ＿ｙ＿３およびＨ
＿ｚ＿３を出せるようにする手段、およびアークタンジェント〔（Ｈ＿ｙ＿３−Ｈ＿ｙ＿１
）／（Ｈ＿ｘ＿３−Ｈ＿ｘ＿１）〕によって、横ゆれを
決定する手段から成り、前記出力信号が所定横ゆれおよび縦ゆれに相当すること
を特徴とする、請求の範囲４による装置。
（６）さらに、アークタンジェント（Ｈ＿ｘ＿１／Ｈ＿
ｙ＿１）によって、方位を決定する手段から成ることを
特徴とする請求の範囲４による装置。
（７）互いに直交する３個の感知素子を備え、横ゆれＸ
軸および縦ゆれＹ軸を中心として移動し、Ｈ＿ｘ＿１、
Ｈ＿ｙ＿１およびＨ＿ｚ＿１出力信号を出す磁力計、第
２制御信号に応じて、基準フレームＹ軸に沿って、前記
磁力計周りに、実質的に均一な磁界を形成し、前記磁力
計から、出力信号Ｈ＿ｘ＿３、Ｈ＿ｙ＿３およびＨ＿ｚ
＿３を出せるようにする手段、アークタンジェント〔（
Ｈ＿ｙ＿３−Ｈ＿ｙ＿１）／（Ｈ＿ｘ＿３−Ｈ＿ｘ＿１
）〕によって、横ゆれを決定する手段、および所定横ゆれに相当する出力信号を出す出力手段から成る
ことを特徴とする横ゆれ決定装置。