JPH0340323B2

JPH0340323B2 -

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Publication number: JPH0340323B2
Application number: JP56086729A
Authority: JP
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1981-06-05
Publication date: 1991-06-18
Also published as: AU7140181A; ATE6443T1; DE3162423D1; US4414753A; EP0041892A1; EP0041892B1; CA1194119A; FR2484079B1; AU553800B2; FR2484079A1; JPS5752813A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、乗物（ビークル）の移動中、磁北に
対する乗物の経路もしくは向首方向を任意時点で
指示するように適応された装置に関する。ここで
乗物とは例えば陸上車輌または航空機とすること
ができる。この種の周知の装置においては、センサとして
該センサが取り付けられている乗物の変位に対し
連続的に地磁界の変化に応答する磁力計を使用す
ることが知られている。実際においては、磁力計
の直交軸線OXおよびOYは乗物の縦軸線ならび
に該縦軸線に対して垂直な軸線にそれぞれ一致す
るように配置されており、これら２つの軸は、乗
物が陸上車輌である場合には水平もしくは実質的
に水平とすることができる乗物の平面Ｐ（第１図）
内に位置している。このような条件下において、磁力計は地磁界Ｈ→
の水平成分Hx→およびHy→に対し比例する電圧を発
生することを可能にするものである。理論的に
は、乗物が磁界Ｈ中を移動している場合には、該
ベクトルＨ→の水平面上への射影は端Ｍが磁力計の
軸線OXおよびOYの原点である中心Ｏの円上を
移動するベクトルHh→である。この条件下で、乗
物の方向および磁北間に形成される角度である実
際の磁針向首方向φならびに基準軸に対する点Ｍ
の磁力計によつて与えられる座標から演繹される
角度ψ′は等しい。実際上は搬送乗物の所与の磁性形態において、
点Ｍは乗物のそれ自体を中心とする360゜の回転中
円を描かず楕円を描く。この現象は、地磁界中に
おける乗物の運動過程中角度ψおよびψ′間に程度
の差こそあれ発生しかつ可変であるシフト即ち遷
移に因るものである。このような向首方向誤差
は、乗物の強磁性構造の近接配置ならびに乗物内
を循環する電流によつて誘起される磁界から生ず
る地磁界の振幅および方向における擾乱に起因す
るものである。このようにして磁力計により与えられる擾乱さ
れた向首方向データを補正するために、一連のよ
く定義されたコンパス主要方位点に対し実際の向
首方向ψと、向首方向測定装置により計算された
向首方向ψ′とを比較して、その比較結果から全て
のコンパス主要点に対しψ′＝ψを得るために必要
な補償量を演繹することからなる方法が知られて
いる。しかしながらこの方法においては時間が長くか
かり、しかも運行レベルにおいて制限が課せられ
る非常に正確な向首方向測定が要求される。乗物が陸上車輌であつて、水平面上に維持され
ている場合には該乗物は、照準管により非常に正
確な仕方で、360度にわたり分布された１２の向
首方向に配置される。このためには、車輌の向首
方向決定装置の磁気補償中該車輌が移動している
陸地のコンパスによる厳密なマーキングが必要と
なる。航空機の場合にも、伝達比ジヤイロを用い
て類似の手順が要求される。補正を決定するためのこの方法においては専問
家の集まつたチームの場合でも数時間を要するこ
とがあり得る。本発明による補償装置の目的とするところは、
補償係数の決定を相当に単純化しかつ相当量の時
間を節減することにある。さらに本発明は、計算
後に、従来の方法と比較して一層改善された精度
で実際の磁気向首方向ψを与える係数を得ること
にある。この目的で本発明は、乗物に搭載された磁針向
首方向を決定するための装置の測定に影響する磁
気擾乱を補償するための装置であつて、基準軸に
沿う擾乱された地磁界の成分に比例するアナログ
電圧を発生し、その場合にいわゆる補償係数を磁
力計と組合わせて設けられている計算機モジユー
ルのメモリに導入して磁力計により発生される情
報を補正し実際の向首方向を求めることを可能に
する装置に関するものである。なお補償係数は磁
力計から供給される擾乱地磁界電圧から直接的
に、即ち向首方向基準を参照することなしに決定
されるものである。陸上車輌の場合には、車輌はそれ程大きな精度
を伴なわずに、360度を実質的に等分した任意８
つの向首方向に配位される。各位置において、磁
力計（第２図）により供給される擾乱電圧Uxpお
よびUypは、擾乱された地磁界ベクトルの端
M′の水平面内の座標XpおよびYpを表わす。こ
れら８つの点は車輌のそれ自体を中心とする１完
全回転中に点M′によつて描かれる楕円上に在る
ものと考えてもよい。計算機はこの楕円のパラメ
ータを求めて磁力計軸OXおよびOY上に心出し
された理論円にこの楕円を変換せしめる補償係数
を算出する。なお該理論円は擾乱が存在しなかつ
た場合には点Ｍの位置に対応するものである。向首方向決定装置と固定的に連結していても、
あるいは連結していなくてもよいこの計算機は、
楕円のパラメータを定めて、擾乱もしくは妨害を
受けた磁針向首方向ψ′から実際の磁針向首方向ψ
に移すために、磁力計から供給される電圧Uxp，
Uypに印加することが必要とされる補正係数を計
算する。陸上車輌が水平位でない場合には、地磁
界の垂直成分Hvは、横揺れ角ならびに縦揺れ
角θの値に従い地磁界の唯一の水平成分Hhの成
分HxおよびHyに影響を及ぼす。後に述べた補正は、センサ、補償モジユールお
よび表示装置を有する向首方向決定装置の段階で
行なわれる。計算機によつて求められた補償係数
は補償過程中向首方向決定装置の補償モジユール
のメモリに装入される。このモジユールの役割りは、磁力計によつて供
給される電圧Uxp＝kHxpおよびUyp＝kHypな
らびに傾斜計から供給される電圧から、補償され
た向首方向即ち実際の向首方向ψの正弦および余
弦に対応するアナログ電圧形態の電気信号を発生
することにある。これら信号は回転目盛カードお
よび固定インデツクスによつて構成される表示モ
ジユールに送られて、磁化に対する乗物の実際の
向首方向ψの表示を可能にする。磁力計の２つの軸OXおよびOYは第１図の面
Ｐ内に位置する。軸OZは、面Ｐが水平であると
した場合に垂線を表わす。このような条件下で、
地理上の位置もしくは場所に依存して変化する角
度だけ水平線に対し傾斜している磁界Ｈ→は軸
OX，OY，OZに沿つて３つのベクトル成分に分
解することができる。即ち垂直成分Hv→と、面Ｐ
におけるＨ→の投影であるHh→の成分Hhx―→hxおよび
Hhy―→である。乗物の近傍に地磁界Ｈの外乱もしくは擾乱が存
在しないとした場合には、角度XOMは実際の磁
針向首方向ψを表わす。磁界H→が擾乱されると、
磁力計は点M′を、XOMが偽磁針向首方向に対応
する角度ψ′となるように定める面Ｐ内の成分Hhp―→
hpを有する磁界Hp→を測定する。そこで磁力計は
２つの擾乱もしくは外乱されたアナログ電圧Uxp
＝kHxpおよびUyp＝kHypを発生する。ここで
ｋは磁力計の換算係数に対応する係数である。航空機の場合には補償は次のようにして行なわ
れる。即ち２つの相続く測定間において地磁界のモジ
ユールが一定であると仮定し、擾乱もしくは外乱
を受けた地磁界の空間におけるモジユールの展開
（楕円体）を検査し、反復的な仕方で、地磁界の
モジユールの展開を楕円体から磁力計の軸に心出
しされた理論的球体に戻して擾乱された測定値と
実際もしくは現実の測定値との間の対応を定める
ことを可能にする補償係数を計算することにより
行なわれる。陸上車輌の強磁性が地磁界に何ら影響を有しな
いとした場合には、この地磁界の水平成分Hhの
端Ｍは磁力計の軸OXおよびOYの原点である中
心Ｏを有する円C₁を描くことになろう。しかしながら現実には製造の過程中に磁化され
たり、あるいは電気的な起源に由る磁界の影響下
で磁化された車輌もしくは乗物の強磁性構造に起
因する永久磁界によるいわゆる「硬鉄」擾乱もし
くは外乱が存在する。これら永久磁界は車輌もし
くは乗物に結合されて該乗物と共に回転する。この結果磁力計はその軸の原点に対してXo，
Yoだけ偏差している中心O′を有する円C₂上を移
動する端M″を有するベクトルの成分を測定する
ことになる。磁力計に結合された空間および基準マークにお
いて、これら永久磁界はベクトルＨ→ｏ＝Xoｉ→＋
Yoｊ→＋Zoｖ→によつて表わすことができよう。上
式中ｉ，ｊおよびｖは陸上車輌に取り付けられた
三軸磁力計のマークされた直交軸を表わす。磁力計の測定結果に影響を与える第２の擾乱も
しくは外乱がある。これはいわゆる「軟鉄」外乱
と称されるものであつて、地磁界の作用により誘
起される磁界に起因するものである。これら磁界
は車輌と共に回転せず、その極性および振幅は車
輌に対する地磁界の方向および振幅の関数として
変化する。これら誘起される磁界Hi→は次のような式に書
くことができよう。 Hi→＝（kxxHx＋kxyHy＋kxzHz）＋ｉ→＋（kyxHx ＋kyyHy＋kyzHz）ｊ→＋（kzxHx＋kzyHy ＋kzxHz）ｖ→ またマトリツクス形態として、 Hi＝K.R.H 上式中Ｒは地理基準（北、東、垂直）の磁力計
の基準における通過マトリツクスである。全ての磁気擾乱もしくは外乱が含まれている場
合には、磁力計は擾乱された磁界Hpを次のよう
に測定する。 Hp→＝Ho→＋K.R.H. (1) 陸上車輌の向首方向を探知する用途に対して
は、二軸磁力計の面内で方程式(1)を解けば充分で
ある。即ち、Ｈ→＝R^-1K^-1（Hp→−Ho→）角度θおよびが小さい大きさである場合に
は、補償された磁界の水平成分は次のように表わ
すことができる。 Hh′x＝1xx（Hxp−Hxo）＋1xy（Hyp−Hyo）−θHv Hh′y＝1yx（Hxy−Hxo）＋1yy（Hyp−Hyo）＋Hv 上式中〔1xx 1xy 1yx 1yy〕は「軟鉄」補償マトリツクス（行列）であり、HxoおよびHyoは「硬
鉄」擾乱もしくは外乱に起因する磁界の成分であ
り、そして Hvは地磁界の垂直成分である。補償された（即ち現実のもしくは実際の）磁針
向首方向は次式から求められる。 ψ＝arc tanHh′y／Hh′x パラメータHxo，Hyo，1xx，1xy，1yxおよ
び1yyは次の手順によつて決定される。二軸磁力計によりその軸OXおよびOYによつ
て測定される擾乱された磁界Hpの式は次のよう
に書くことができる。 Hpx＝Hxo＋kxxHx＋kxyHy＋kxzHz Hpy＝Hyo＋kyxHx＋kyyHy＋kyzHz (2) 車輌が補償時点で水平位にある場合にはHz＝
Hv（垂直成分）であり、所与の軌道に対して一定
である。 Hx＝Hh cosψおよびHy＝Hh sinψ（Hhは地磁
界Ｈ→の水平成分である）。 HxoおよびHyoは「硬鉄」に起因する２つの
一定の磁界である。点M″が水平面上に円C₂を描く場合には、点
M′は次の中心を有する楕円C₃を描く。 Xo＝（Hxo＋kxzHz） Yo＝（Hyo＋kyzHz）この楕円の軸の長さはkxx，kyyに依存しそし
て、kxyおよびKyxに依存する基準軸に対し傾き
Φを有する。磁力計は周知の仕方で２つの直交探針もしくは
プローブによつて構成されており、これらプロー
ブの軸は搬送担体の軸と一致するかあるいはそれ
に平行にするのが有利である。このような条件下で、磁力計は次式で表わされ
る２つの擾乱された電圧UxpおよびUypの形態に
あるアナログ情報を発生する。式中ψは向首方向決定装置で補正後に読み取ら
れた磁針向首方向角度である。 Ux非擾乱電圧＝Uh cosψ，但しUh＝kHh Uy非擾乱電圧＝Uh sinψ，但しUh＝kHh Uz＝Uo，垂直成分kHvに対応する一定電圧。補償方法は、水平面上における乗物の360゜にわ
たつて分布されたいろいろな配位に関するいくつ
かの測定結果から次の係数を計算することからな
る。 Xo＝Uxo＋kxzUz Yo＝Uyo＋kyzUz 1xx，1xy，1yx，1yy，は次のような関係にある。 Ux＝Uxp1xx＋Uyp1xy−（Xo＋X_T＋Xv）−θ
U Uy＝Uyp1yy＋Uxp1yx−（Yo＋Y_T＋Yv）＋U (4) は、実際のもしくは現実の向首方向ψを得るのに
必要な補正された電圧を表わし、ここでX_Tおよ
びY_Tは磁性体の変位に対応する補正係数であり、
そしてXvおよびYvは乗物を一時的に流れる電流
に対応する補正係数である。これら係数を求めるためには、次のような処理
が必要である。１）楕円C₃の決定このためには、車輌の各配位に対して磁力計
により供給される電圧Uxp，Uypは楕円のいろ
いろな点M′の軸OX，OYに沿う座標に対応す
るものであると見なす。即ち、M′1（Ux₁p，
Uy₁p）、M′2（Ux₂p，Uy₂p）……M′n（Uxnp，
Uynp）実際にはこの楕円を定義するのに５ないし８
の点で充分である。２）楕円C₃の円C₁への変換この楕円C₃を軸OXおよびOYを有する同心
円C₁に変換するために、これら電圧が受ける
変換は計算機または図表処理により行なわれ
る。ベクトルO′O―→（O′は楕円の中心である）の
変換ならびに軸OXに沿う比Ｒ／ａおよび軸
OYに沿うＲ／ｂの二重アフイン変換（Ｒは円
C₁の半径でありそしてａおよびｂは楕円C₃の
短軸である）により楕円C₃上の点M′をこの円
C₁上の対応の点Ｍに移す。半径Ｒは角度を変
更することなく任意に選択することができる。これら２つの変換は「硬鉄（ハード・アイア
ン）」および「軟鉄（リフト・アイアン）」作用
の補償に対応する。３）楕円C₃の点と円C₁上の対応の点との間の
対応の決定楕円C₃の任意点M′には理論円C₁上の対応の
点Ｍが、次のように影響を及ぼす。即ち角度
OX，OMが、擾乱もしくは外乱によつて偽化
された向首方向ψ′に対応する測定角OX，
OM′から演繹される乗物の非擾乱磁針向首方
向ψを表わすように影響を受ける。楕円の１点と円の１点との間の対応が最後
に、中心Ｏの囲りの円C₁の点の回転の選択に
よつて作られる。本方法では次のような選択が用いられる。変換
O′Oおよび二重アフイン変換後に、回転は恒等元
即ち零角の回転に還元される。このことは軟鉄外
乱係数が対称マトリツクスを構成する、即ち1xy
＝1yxであることを意味する。従つてA.B.C.D.の
変換された点は第２図に示されている点A′，B′，
C′，D′であり、O′A，O′B，O′CおよびO′Dはそ
れぞれOA′，OB′，OC′およびOD′に平行である。測定は例えば１回転を等分された水平位にある
乗物の５つの配位において行なわれる。このようにして磁力計の測定値は、（Ux₁，Uy₁），（Ux₂，Uy₂）……（Ux₅，
Uy₅）として描かれる。磁力計の基準Xoyにおける楕円の方程式は次の
ように表わされる。 αUx²＋βUy²＋γUx.Uy＋δUx＋εUy＝１楕円を定義するパラメータ（α，β，γ，δ，
ε）＝Ｖは方程式Ｗ・Ｖ＝Ｚを検証する。ここでＺ＝１１１１１Ｗ＝UX₁ ²，Uy₁ ²，Ux₁・Uy₁，Ux₁，Uy₁ Ux₂ ²，Uy₂ ²，Ux₂・Uy₂，Ux₂，Uy₂ 〓〓〓〓〓 Ux² ₅，Uy₅ ²，Ux⁵・Uy₅，Ux₅，Uy₅ 計算機は行列もしくはマトリツクスＷを反転し
て次の積を求める。Ｖ＝W^-1・ｚ実際には測定は８つのオリエンテーシヨンもし
くは方位（配位）に沿つて行なうのが有利であ
り、パラメータＶは測定ノイズを部分的に除去す
るために慣用のいわゆる最小自乗法を用いて計算
することができる。次いで第２図に示すように、楕円のパラメータ
ａ，ｂ，Φ，Xo，Yoが計算される。ａ＝楕円C₃の長軸ｂ＝楕円C₃の短軸 Φ＝磁力計の軸線に対する楕円の軸の傾き角 Xo，Yo＝楕円C₃の中心の座標 Xo＝γε−2βδ／4αβ−γ² Yo＝γδ−2αε／4αβ−γ² tg＝β−α＋ｋ√（α−β）²＋r²／γ

【式】但しα＋β＞０ならばｋ＝１ α＋β＜０ならばｋ＝１楕円C₃のパラメータが既知となつたならば該
楕円を円C₁に変換するための補正量が求められ
る。この目的で変換 Ux−Xo Uy−Yo ならびに二重アフイン変換が行なわれる。このアフイン変換を行なうために楕円の次のよ
うな基準式が用いられる。 Uex＝cosΦ（Ux−Xo）＋sinΦ（Uy−Yo） Uey＝sinΦ（Ux−Xo）＋cosΦ（Uy−Yo）アフイン変換は次のように表わすことができ
る。 Xe＝Ｒ／ａ〔cosΦ（Ux−Xo）＋sinΦ（Uy−Yo）〕 Ye＝Ｒ／ｂ〔−sinΦ（Ux−Xo）＋cosΦ（Uy−Yo）〕また、磁力計の基準については、Ｘ＝cosΦXe−sinΦYe Ｙ＝sinΦXe−cosΦYe また、Ｘ＝（Ｘ−Xo）（Ｒ／ａcos²Φ＋Ｒ／ｂsin²Φ）＋（ｙ−yo）（Ｒ／ａsinΦcosΦ−Ｒ／ｂsinΦcos
Φ）Ｙ＝（Ｘ−Xo）（Ｒ／ａsinΦcosΦ−Ｒ／ｂsinΦcos
Φ ＋（Ｙ−Yo）（Ｒ／ａsin²Φ＋Ｒ／ｂcos²Φ）従つて補償パラメータを得るための最終処理は
次のように表わされる。「硬鉄」の補償−Xo −Yo 上式中Ｒは円C₁の半径であつて、任意の値で
ありそしてRyx＝Rxyである。何故ならばマトリ
ツクスもしくは行列が対称であるからである。次に航空機の事例について検討する。航空機の強磁性が地磁界に何ら影響を与えない
とした場合には、磁界を表わすベクトルの端Ｍ
は、航空機があらゆる可能な姿勢を採つたとして
も、磁力計の軸OX，OY，OZの原点である中心
Ｏを有する球（第３図）を描くことになろう。実
際には、磁力計はいわゆる永久硬鉄磁界に起因し
て磁力計の軸の原点に対しB₁，B₂，B₃から変換
された中心O′を有する球Sz内で移動する端M″を
有するベクトルの成分を測定する。磁力計に結合された空間および基準内で、これ
ら永久磁界は次のベクトルによつて表わすことが
できる。Ｂ→＝B₁ｉ→＋B₂ｊ→＋B₃ｋ→ ｉ→，ｊ→，ｋ→はそれぞれ航空機に取り付けられた
三軸磁力計のマークされた直交軸を表わす。誘起される軟鉄（ソフト・アイアン）磁界Hi
は次のように表わすことができよう。Ｈ→ｉ＝（k₁₁H_t1＋K₁₂H_t2＋k₁₃H_t3）ｉ＋（k₂₁H_t1 ＋k₂₂H_t2＋k₂₃H_t3）ｊ→＋（k₃₁H_t1＋（k₃₁H_t1 ＋k₃₂H_t2＋k₃₃H_t3）ｋ→ また行列式ではＨｉ→：KHt―→ａＨ→taは航空機の中心線における地磁界である。全ての擾乱もしくは外乱を含めて、磁力計は擾
乱された磁界Hmを次のように測定する。 H_na＝H_ta＋Ｂ＋Ｋ・H_ta＝Ｂ＋（Ｉ＋Ｋ）H_ta 向首方向を得るには次式Ｈ→ta＝（１＋Ｋ）^-1（Ｈ→_na−Ｂ→）を計算し、しかる後に垂直基準による補償された
地磁界の水平成分を計算すれば充分である。垂直基準および航空機内の地磁界の測定値から
磁針向首方向の計算を可能にする方程式は周知の
ように次のとおりである。軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の〔Ａ〕、航空機基準および
軸（Nm，Em，Ｖ）の〔Gm〕、極部地磁基準。任意時点ｔにおいて〔Ａ〕の〔Gm〕への遷移
は連続回転（−，−θ，−Cm）によつて定義さ
れる第４図参照。なお：横揺れ角 θ：縦揺れ角 Cm：磁針向首方向地磁界ベクトルは次式によつて定義される。〔Ａ〕ではHt＝（H_t1＋H_t2＋H_t3）〔Gm〕ではHt＝（Kn，Ｏ，Hv）基準〔Gm〕内のパラメータは次のようにして
モジユールおよび傾斜データから演繹される。 H_o＝H_tcosα Ht：磁界ベクトルのモジユール H_v＝H_tsinα α：水平面に対する磁界の傾き従つて次の関係が成り立つ。 (11) Hn＝Ht cosα＝（cosθcos Cm）Ht1 ＋（cos Cm sinθsin −sin Cm cos）H_t2 ＋（cos Cm sinθcos ＋sin Cm sin）H_t3 (12) Ｏ＝sin Cm cosθH_t1 ＋（sin Cm sinθsin ＋cos Cm cos）H_t2 ＋（sin Cm sinθcos −cos Cm sin）H_t3 (13) Hv＝Ht sinα＝−sinθHt1 ＋sincosθH_t2 ＋coscosθH_t3 第２番目の式から磁針向首方向Cmは次のよう
にして計算できる。 Cm＝Arc tan（H_t3sin−H_t2cos／H_t1cos
θ＋H_t2sinθsin＋H_t3sinθcos）＋kπ アーク・タンジエント関数に由る180゜の不確定
性は式(11)および(12)から得られるcos Cmの記号を
チエツクすることにより取り払われる。即ち cos Cm＝H_t1cosθ＋H_t2sinθsin＋H_t3sinθcos／H_tcosα 上式中αは定義により−（π／２）および＋
（π／２）間に含まれるものであり、従つてH_t
cosα＞０である。 cos Cmは従つて式tan Cmの分母である分子
の記号であり、この理由からCmの不確定性を取
り除くシーケンスは付加的な代数計算を必要とし
ない。硬鉄および軟鉄補償量を計算するためには、磁
力計によつて発生される測定量だけが用いられ
る。或るベクトルに対してはそのモジユールからの
情報だけが測定用三面体から独立している。従つ
て地磁界ベクトルのモジユールは測定三面体には
依存せず仮説により無視し得る程に充分弱い勾配
を有する。時間変動は零とみなしてよい。上に述べたことは次のように定式化することが
できる。任意のｔに対しdHt／dt＝０ならば、 _t＝√_t1 ²＋_t2 ²＋_t3 ² 上式中H_t1，H_t2，H_t3は航空機の中心線におけ
る磁界の成分であり、H_tは地磁界のモジユール
である。硬鉄および軟鉄擾乱をモデル化すると（測定ベ
クトルが楕円体上を移動する）、測定成分は次式
で表わされる。 H_ni＝H_ti＋B_i＋₃ 〓^j=1 Kij H_tj 測定磁界のモジユールの方程式は、（擾乱もし
くは外乱が測定成分に対し一次の無限小であると
言う仮定の基に）第一次の項だけを保留して次の
ように書くことができる。_n ² ＝_t ²＋２₃ 〓ⁱ⁼¹ B_iH_ti＋２₃ 〓^j=1 H_ti3 〓^j=1 kijH_tj＋ε 上式中εは二次および三次の無限小の和であ
る。この式を時間ｔに関して微分すると次式が得ら
れる。 dH_n ²／dt＝dH_t ²／dt＋２₃ 〓ⁱ⁼¹ BidH_ti／dt ＋₃ 〓ⁱ⁼¹ ₃ 〓^j=1 （kij＋kji）ｄ（H_ti＋H_tj）／dt Htが定数であるので次式が得られる。 dH_n ²／dt＝２₃ 〓ⁱ⁼¹ BidH_ti／dt₃ 〓ⁱ⁼¹ ₃ 〓^j=1 （kij＋kji）ｄ（H_ti＋H_tj）／dt この方程式は線形であり、９つのパラメータを
有する。この方程式は軟鉄（ソフト・アイアン）
の対称部分だけの推定を可能にする（kij＋kji）。さらにパラメータの係数は地磁界の推定成分に
よつてのみ近似することが可能な地磁界の成分の
導関数である。９つのパラメータは慣用の帰納的
最小自乗法によつて推定される。各標本化時点において、磁力計からの情報がサ
ンプリングされ、これら新しい測定値はパラメー
タの推定値を改善するために考慮される。従つて時点ｎにおいてはｄ（_n ²）＝² _no−² _no-1 かつＨ→_to＝〔Ｉ＋K_o-1〕^-1（Ｈ→_no−Ｂ→_o-1）これを解くと、 dH² _n＝２₃ 〓〓ⁱ⁼¹ B_iｄ→H_tei＋ΣΣ（kij＋kji）α（H_tei・H_tej）／d
t 上式中Ｈ→_teは推定地磁界である。測定の結果が示すところによれば、〔Ｋ〕の項
は、磁力計がよく調和されておつて、搬送体のか
なり大きな擾乱もしくは外乱から相当に離れてい
る場合には非常に弱く、従つて次式が成り立つ。〔Ｉ＋Ｋ〕^-1＝Ｉ−Ｋさらにマトリツクス（行列）が対称であると言
う仮説は実際上、磁力計の軸が搬送体の軸と一致
している場合に確証される。第３図は航空機が空間であらゆる方向に移動し
得る時に端M′が楕円体Ｅを描く磁界ベクトルを
示す。補償方法は、第１番目の段階において、こ
の楕円体をO′上に心出しされた球体S′に変換し、
しかる後に該球体S′を変換O′O―→により磁力計の軸
OX，OYおよびOZの原点Ｏ上に心出しすること
からなる。このような条件下においてはは擾乱がない
とした場合の理論ベクトルＨ→ｔである。平面Ｐ
（OX，OY）に関しては次のように記述すること
ができる。角度OX，OH′は擾乱された磁針向首方向ψ′を
表わし、そして角度OX，OHは磁針向首方向ψを表わす。第４図は航空機中心線の軸Ｘ，ＹおよびＺから
局部地磁基準Nm，Emおよび垂線Ｖの軸への遷
移を可能にするいろいろな回転を示す。即ち、Ｚを中心とする磁針向首方向Cmの回転、 Y″を中心とする縦揺れ角θの回転、 X′を中心とする横揺れ角の回転、なお角度αは磁界の傾きを表わす。本発明は、添付図面を参照して以下の説明から
一層容易に理解されるであろう。図面を参照するに、陸上車輛（第５図）の実際
の向首方向装置は非磁性材料から作られた本体１
０内に次のような要素を有するセンサ・アツセン
ブリを備えている。電源50。２つの外乱もしくは擾乱を受けたアナログ電圧
UxpおよびUypを発生する好ましくは２つの軸に
縮小された静的磁力計20。この磁力計としては、
例えば本出願人のフランス国特許願第73−00084
号明細書に開示されている型のものがある。２つの電解レベル・センサ３０１，３０２から
なり、所定の緯度に対して一定である地磁界の垂
直成分を現わす電圧Uoから乗物の傾きを補償す
るための２つの電圧θUoおよびUoを供給する傾
斜計３０（第６図）。この傾斜計３０には電子回路が組合わされてお
り、この電子回路は、例えば400Hzの発振器３０
５とそれに続いて設けられて各レベル・センサ
（水準センサ）に逆位相の２つの信号を供給する
と共に復調器３０７および３０７′に線路３０６
を介して同期信号を供給する整形段３０４から構
成されている。それぞれ復調器３０７および３０
７′の上流側に接続されている抵抗器R₁およびR₂
に現われる信号の振幅は、各センサの傾き角の絶
対値に比例し、そしてその位相は傾き角の記号を
表わす。復調器の出力側に接続された同期復調能
動フイルタ３０８は、センサの傾き角に直接比例
する振幅および同じ記号を有する出力信号を得る
ことを可能にする。磁力計および傾斜計からのデータは、補償モジ
ユールと称される電子装置４０に供給される。該
電子装置４０は補償の時点で計算機８０によりそ
のメモリに記憶されている軟鉄（ソフト・アイア
ン）係数1xx，1xy，1yyから補償された電圧Ux
およびUyを計算する。これら電圧は接続ボツクス７０を介してコンパ
ス・カード型の表示装置６０に送られる。さらに乗物に設けられているセンサでスイツチ
３３および３４が作動されてそれによりモジユー
ル４０には、磁性体の明確に定義された変位
（X_T，Y_T）および／または乗物の搭載回路を一時
的に流れる電流（Xv，Yv）に対応し前もつて計
算されている補完用硬鉄（ハード・アイアン）補
正係数が供給される。補償モジユール４０は、向首方向装置が実際の
向首方向を決定するために地上で用いられている
かあるいは補償過程中測定量を得るために用いら
れているかに依存して、２つの仕方で動作する。乗物が移動しつつある時には、補償モジユール
（第８図）は次の２つの補償された電圧を計算す
る。 Ux＝Uxp1xx＋Uyp1xy−（Xo＋X_T＋Xv）−θUo Uy＝Uyp1yy＋Uxp1yx−（Yo＋Y_T＋Yv）−Uo (4) 上式中Uhは実際の磁針向首方向読取り量であ
り、 Ux＝Uh cosψ Uy＝Uh sinψ、但しUh＝Ｋ Hh 補償過程中、モジユール４０は磁力計および傾
斜計の測定量を計算器８０に伝送し、該計算機８
０はそれから補償係数を演繹する。補償過程の終
時に、計算機８０はこれら係数をモジユール４０
のメモリ２に装入する。そこでモジユール４０は
電圧UxpおよびUypに補正を行ない、実際の磁針
向首方向ψを求めるに当つて乗物の傾斜を考慮す
ることができる。電子装置４０（第８図）は２つのサブアツセン
ブリを有している。第１のサブアツセンブリは例
えば論理Ｃ−Mosでデイジタル・モードで機能す
るものであつて、クロツク４、シーケンス発生器
５およびアドレス計数器を備えたメモリ２を有す
る。このサブアセンブリは補償の時点で計算機８０
から到来する制御信号および情報を受けて、計算
機８０を切離した時にはメモリ２によるデータ・
バンクとしての働きをなす。第２のサブアツセンブリはアナログ・モード
（可変電圧モード）で動作するものであつて、入
力マルチプレクサ１、基準電圧発生手段７、乗算
器として用いられるデイジタル−アナログ変換器
１８、出力マルチプレクサ６および出力増幅加算
器３，３′および３″を備えている。このサブアツセンブリは磁力計２０からデータ
UxpおよびUypを受けると共に磁性体の相対変位
または電動機の起動に対応する搬送乗物の磁気構
造形態の変更中にのみ考慮されるXoおよびYoな
らびに他の補完用電圧X_T，Y_TおよびXv，Yvの
ような硬鉄補正電圧を受ける。向首方向は次のようにして計算される。クロツク４からのパルスで、シーケンス発生器
５は、例えば電圧Uxの第１の補正項1xxをメモ
リ２に読込むためにアドレス計数器９を増分す
る。同時にマルチプレクサ制御装置１５を介して
シーケンス発生器５は磁力計２０からの入力項
Uxpならびにマルチプレクサ６の出力チヤンネル
1xxを選択する。乗算「Uxp1xx」がデイジタル
−アナログ変換器１８で、レジスタ８を介して実
施されると、その結果が、アナログ電圧の形態
で、マルチプレクサ６の出力端に到るチヤンネル
（1xxUxp）に接続されたコンデンサによつて記
憶される（第７図）。このようにして各式UxおよびUyの項が１つず
つ計算され、その部分結果はそれぞれ、各計算項
目の各線路、即ち1xx，1xy，Xo，X_TおよびXv
ならびに1yy，1yx，Yo，Y_TおよびYvのマルチ
プレクサ６の出力端に設けられているコンデンサ
によつてアナログ形態で記憶される。全べての項が計算されたならば、方程式(4)にし
たがつてUxおよびUyを求めるための加算が２つ
の増幅加算器３および３′によつて行なわれる。
なお、これら加算器は、その入力端および出力端
にそれぞれコンデンサCx，Cyならびに抵抗器Rx
およびRyが接続されておつてろ過機能をも行な
うように構成されている（第７図）。地磁界の垂直成分Hvを表わす電圧Uoはメモリ
２に記憶されている対応の情報もしくはデイジタ
ル量から同じ仕方で計算される。この情報はまた
回路点７で供給される基準電圧Vrefに乗ぜられ
て傾斜計３０の入力端に印加され（第８図）、そ
れにより電圧θUoおよびUoが得られ、これら電
圧はチヤンネルUxおよびUyに対応する増幅加算
器３および３′に供給される。硬鉄補正Yo，Xo
および補完補正X_T，Y_TならびにXv，Xvも、補
償の時点でメモリ２に記憶されている硬鉄（ハー
ド・アイアン）パラメータのデイジタル量を乗ぜ
られた基電圧Vrefから同じ仕方で計算される。補償の過程中、即ち補償計数を決定する時点
で、向首方向装置は補償計算機と称される計算機
８０は接続されて、この計算機により動作を制御
される。計算機８０は接続ボツクス７０を介して
向首方向装置から到来するデータUxp，Uyp，
θUo，UoおよびUoを考慮する。計算機は補償
パラメータを計算してこれらパラメータをデイジ
タル信号の形態でモジユール４０のメモリ２に供
給する。そこでチヤンネルａ（第８図）によりク
ロツク４を切離してチヤンネルｂによりメモリ２
のアドレス計数器９を零にリセツトし、発生器５
を介して入力直列チヤンネルｃにより補償データ
をデイジタル形態でレジスタ８に装入し、そこで
メモリ２において全べての補償パラメータの記録
が行なわれてしまうまで、チヤンネルｄに現われ
る有効化信号を用いて選択されたアドレスで、メ
モリ２への上記レジスタ８の内容の転送を制御す
る。このメモリ２は、搬送乗物の搭載回路の給電
が遮断した場合でもデタの損失を阻止するため
に、例えばリチウム電池によつて発生される安全
電圧で非揮発性にされている。向首方向装置の補償モジユール４２より発生さ
れる前述の２つの電圧Ux＝Ｒ cosψおよびUy＝
Ｒ sinψは、２つの役割を有する表示装置６０
（第９図）に伝送される。この表示装置６０は、
固定の基準マークの前で回転するコンパス・カー
ドにより乗物が辿る磁針向首方向を永久的に表わ
すことを可能にすると共に、他方またはインデツ
クスにより既に表示されている辿るべき向首方向
と乗物が実際上取る向首方向との間の角度偏差を
表わす電圧Ｑの形態でアナログ情報を発生する働
きをなす。この表示手段は、連続的に360゜回転して正弦波
発生機能を行なう２つのポテンシヨメータ９１，
９２を有している。該ポテンシヨメータの摺動子
９１ａおよび９２ａは直流サーボ制御モータ９３
の軸１００に連結されている。これら摺動子はこ
の軸１００上に互に90゜の間隔をあけて固定され
ており、それにより一方のポテンシヨメータは
sinψ′機能を行ない、他方のポテンシヨメータは
cosinψ′機能を行なう（ここでψ′は機械的零基準
に対しポテンシヨメータの摺動子によつて作られ
る角度である）。モータ９３の軸にやはり固定されているダイヤ
ルおよびコンパス・カードは該軸と共に回転す
る。このサーボ制御の目的はψ′−ψ＝０を実行する
ことである。このためには次の方程式を解かねばならない。Ｒ sin（ψ′−ψ）＝Ｒ sinψ′cosψ −Ｒ sinψcosψ′＝０２つのインバータ増幅器１１０が反転された電
圧（−Ｒ sinψ）および（−Ｒ cosψ）を供給
する。 sinψ′機能を行なう第１番目のポテンシヨメー
タ９１はその出力端９１ｂに、Ｒ sinψ′cosψを
表わす正弦波電圧を発生し、他方cosψ′機能を有
する第２のポテンシヨメータの出力端９２ｂはＲ
sinψcosψ′の形態にある正弦波信号を発生する。
２のインピーダンス・アダプタ９４および９５に
よりこれら２つの電圧のレベルの調整後に、これ
ら電圧は高利得の差動増幅器９６に印加される。
該増幅器９６はその差を求めて得られた電圧をサ
ーボ制御モータ９３に供給する。このサーボ制御
モータ９３の回転で固定のインデツクス（指標）
９７の前でコンパス・カードのダイヤル９８が駆
動されて向首方向を表わす。増幅器９６から発生する電圧Ｔの極性は、アツ
センブリの機械的形態が、ψ′−ψ＜０またはψ′−
ψ＞０のいずれに対応するかに依存して変わり、
それによりψ′−ψ＝０となるまでポテンシヨメー
タと協働してモータを対応の１つの方向に回転せ
しめる。ψ′−ψ＝０になる時点で、基準マーク９
７の前に設けられているコンパス・カードによつ
て表わされる角度は修正された向首方向の角度ψ
に対応する。最後に、表示装置はノブによつて示される向首
方向に対する向首方向偏差に比例する電圧を発生
することができる。インデツクスが設けられてい
るこのノブは、コンパス・カードのダイヤル９８
に摩擦結合されておつて、辿るべき向首方向の表
示に依存して摺動子９９を位置決めすることを可
能にする（第７図）。この摺動子は円形のポテンシヨメータ軌道９８
ａ上を摺動し、その場合の変化は360゜にわたり線
形である。この軌道には電圧Qoが印加される。
摺動子９９から得られる電圧はしたがつて、向首
方向偏差に対応する角度に比例する。磁力計および傾斜計の直交軸ＸおよびＹは組立
時に、乗物もしくは車輛の軸に調和される。この
目的でそれぞれのＸ軸は乗物もしくは車輛の縦軸
線と一致するかあるいは該縦軸線に平行にしなけ
ればならない。既に述べたように、乗物の補償係数の計算は計
算機８０を用いて行なわれる。この計算機８０
は、補償過程に必要な時間中だけ、接続ボツクス
７０を介して向首方向装置に接続し得るようにす
るのが有利である。この計算機には周辺装置が取
付けられており、その機能は乗物の電源電圧によ
つて確保される。軽量で取扱い易い周辺装置ケー
ス（外箱）を得ることができる。このケースもしくは段はリンク７０を介して向
首方向装置のセンサ電圧を測定して補償係数の計
算を保証する。算出された補償係数は電子装置４
０のメモリ２に装入される。電圧Uoの形態で補
償場所の地磁界の傾斜を導入することが可能であ
る。この情報はケースの蓋に設けられている地図
から見付けられる。補償手順は次のようにして行なわれる。乗物も
しくは車輛を扁平な水平面上に設定する。この表
面は例えば金属製格納庫を設けることにより磁気
外乱から免がれていなければならない。乗物の可動磁性体の位置を明確に定義したなら
ば、補償ケースを向首装置に接続する。傾斜計か
ら到来する情報で、乗物の水平位を約±0.5度内
に制御することができる。しかる後に、制御ノブ
により、オペレータはセンサで行なわれる測定値
の自動的標本化を行なう。この測定値標本化もしくは採取は360゜にわたり
近似的に分布された車輛もしくは乗物の７つの他
の方位について繰返えされる。ケースは自動的に、補償係数の算出を可能にす
る計算を行なう。計算の終時に、ケースは向首装
置のメモリに対して、乗物に固有の磁気外乱を補
正するのに必要な補償係数を供給する。表示ラン
プで補償が終つたこと、したがつてケースを向首
装置から切離すことができることが表示される。補償ケース（第１０図）は次のような構成を有
し機能を行なう。この補償ケースは読出し専用メ
モリ２３に格納されているそのプログラムを実行
するためにクロツク４２１で同期されるマイクロ
プロセツサ２１を有している。このプログラムは実際上一度作成されると、変
更し得ないものであつて、一連の命令を有してい
る。これら命令は、磁力計から到来する測定量
Uxp，Uypならびに向首方向装置で算出された
Uo，Uo，θUoの採取もしくは標本化を可能に
する。さらに補償係数の計算を行なうことを可能にす
る。さらに補償過程の終時に向首方向装置のモジユ
ール４０に補償係数を装入することを可能にする
命令である。計算の展開にまた、向首方向装置の測定標本値
を、変換器２９でアナログ−デイジタル変換した
後に一時的に記憶すると共に計算過程における中
間結果を一時的に記憶するための主メモリ２４が
必要とされる。ケースはさらにオペレータによつ
て操作される制御モジユール２５を有しており、
この制御モジユール２５は本質的に次の要素から
なる。即ち、動作モードを選択するための回転接
触器もしくはチヤンネル・セレクタと標本化形態
に変更があつた後にも自動標本計算を可能にする
「連続」制御用プツシユ式接触器（コンタクト）
と、電圧Uoの形態で地磁気の傾斜を導入するた
めのポテンシヨメータである。マイクロプロセツサ２１はアドレス母線２１２
により、そのプログラム・メモリに格納されてい
る命令の選択を行ない、データ母線２１３を介し
て読出し専用メモリ２３にこれら命令を読込む。この母線はまた向首方向装置から到来するデー
タ、即ちマルチプレクサ２７、フイルタ２８、ア
ナログ−デイジタル変換器２９およびカプラ３０
を介してデイジタル形態で到来するUxp，Uyp，
Uo，θUoおよびUoのデータを上記マイクロプ
ロセツサが受けることを可能にする。最後に、母線２１３はまた、プログラムの展開
中に必要とされる中間記憶のために、主メモリ２
４に対するアクセス（読込みおよび読出し）をも
可能にする。こゝで、「母線」とは複数の回路に対して共通
の導体束を意味する。ケースはまた補償過程中に異常が生じた場合
に、例えば警報のような光メツセージを例えば３
つのランプを用いて表示することを可能にするイ
ンターフエース１２６を備えた表示モジユール６
０を有している。横揺れ角および縦揺れ角の値
は、標本採集中、例えば発光ダイオードによつて
構成された７セグメント型の表示モジユールで表
示される。サービス・モジユール２１６は、サービス母線
２１４を介して、いろいろなモジユールおよびメ
モリに対する情報を有効化する働きをなす。カプ
ラ２１１によりケースもしくは外箱はまたデイジ
タル線路上に、向首方向装置に対し補正パラメー
タを供給するのに必要とされるサービス信号を発
生する。マイクロプロセツサ２１は、マルチプレクサ２
７を介して、補償の計算に介入する第１のパラメ
ータ（例えばUxp）に対応するチヤンネルを選択
する。このパラメータはアナログ形態で与えられて、
２８でろ過され、変換器２９によりデイジタル形
態に符号化され、そしてカプラ３０を介してデー
タ母線２１３に供給される。マイクロプロセツサ
２１はこの情報を読み取り、記録しそしてアドレ
ス母線２１７および選択線路２１５を介してマル
チプレクサ２７の他のチヤンネルを選択すること
により次のパラメータの採取に移行する。５つのパラメータUxp，Uyp，Uo，θUoおよ
びUoが符号化され記録されると、ケースはオ
ペレータに対し、指示ランプを介して、新しい磁
気パターンならびに乗物の新しい方位もしくは配
位を示すように要求し、これら５つのパラメータ
をこの新しいパターンで符号化しかつ記録する。標本採取が乗物のいろいろな可能な磁気状態に
おいて８つの配位もしくは方位で行なわれたなら
ば、マイクロプロセツサ２１は補償係数の計算を
行なう。この計算が終ると結果はデイジタル形態
で、カプラ２１１を介して向首方向装置の補償モ
ジユール４０のメモリ２に供給される。上に述べた過程中に計算機によつて計算された
係数から、磁力計により供給される電圧を修正す
るためのこの装置は、磁力計の環境に影響を与え
る強磁性から生ずる磁気外乱もしくは擾乱を迅速
にかつ効果的に補償することを可能にするもので
ある。この装置は特に、乗物に搭載されて、任意時点
で該乗物の実際の磁針向首方向を算出する「向首
方向装置」を構成するのに適している。最後に本発明の範囲から逸脱することなく、上
に述べた補償方法を、（向首方向誤差式にsin3ψ，
cos3ψ等々を考慮することにより）楕円以外の数
学的に一層展開されたモデルを用いて、擾乱され
た磁力計測定値を補償する用途にも拡張し得るこ
とは言う迄もない。この場合本発明による補償方
法においては、向首方向基準を用いることなく、
360°にわたつて描かれた充分な数の磁力計測定値
から採用される幾何学的モデルの特性であるパラ
メータを同定し、しかる後に既述の例の場合と同
様に該採用されたモデルを表わす幾何学的形態を
基準軸の原点に心出しされた円に変換することが
できるように補償係数を決定することからなる。第１１図に示した航空機の向首方向装置に関し
て述べると、この装置は、３つの磁力計センサが
内部に固定して設けられている非磁性ボツクスに
よつて構成される三軸静的磁力計４０１を有して
いる。これらセンサの検知軸は、組立時に、航空
機のピツチ（縦揺れ）姿勢、横揺れおよび片揺れ
軸と調和されている三直角三面角を画定する。各
センサは周知の原理に従つて動作し、高い透磁率
を有する棒をAC信号によるヒステレシス・サイ
クルに曝す。外部磁界は上記ヒステレシス・サイクルに非対
称を惹起し、この非対称は検出されて、コイル内
を循環する電流によつて発生される反対磁界によ
り相殺される。の電流から外部磁界に比例する電
圧が求められ、それにより該外部磁界が測定され
ることになる。さらに垂直ジヤイロスコープ４０２もしくは慣
性航行装置が設けられ、この装置は航空機の横揺
れおよび縦揺れ姿勢もしくは角度θを表わすア
ナログ電圧かまたはデイジタル信号を発生する。さらに計算装置４１０が設けられ、この計算装
置は実時間で補償係数の計算および実際の磁針向
首方向の計算を行なう。この計算装置は、例えば、固定小数点で16ビツ
トでの計算かまたは浮動小数点で24ビツトでの計
算のいずれかで用いられるＮ−MOS型式の８ビ
ツト・マイクロプロセツサMC6800とすることが
できる。この計算装置４１０はまたデータ母線４１４お
よびアドレス母線４１５に接続されているメモリ
を備えている。これらメモリには、例えば8Kオ
クテツトのプログラム・メモリ４１１（Ｎ−
MOS型式のREPROM）、512オクテツトの第１
の主メモリ４１２（例えばＣ−MOS型のRAM）
および、航空機の電源が１つの飛行から他の飛行
に切り換わる時に遮断される際に自動補償結果を
安全保護するためのデータを格納しておくのに用
いられる1Kビツトの第２の主メモリ４１３を含
む。後者のメモリはＣ−MOS型のRAMメモリに
よつて構成される。入／出力インターフエースは到来するデータを
取り込み、デイジタル的に符号化することを可能
にする。これらインターフエースには、マルチプ
レクサ４０３および４０４、ジヤイロスコープ４
０２のためのピーク値標本化回路４０５、磁力計
４０１から発生される３つの電圧を逐次受け取る
標本化保持回路４０６が含まれる。標本化回路は制御パルスを発生するクロノメー
タ４０７によつて制御される。このようにして取り込まれた入力信号は、マル
チプレクサ４０８に供給されかつアナログ−デイ
ジタル変換器４０９に供給され、しかる後に計算
装置４１０で利用することができる。この計算装
置４１０はデイジタル形態で、航行に必要ないろ
いろなデータ即ちピツチ横揺れおよび自動補償さ
れた磁針向首方向を算出する。実施に当つては、ジヤイロスコープおよび磁力
計の軸が航空機の対応の軸と調和するように、磁
気擾乱もしくは外乱補償装置を配列するのが有利
であろう。補償係数は、計算機が搭載されている場合には
実時間で計算することができるし、また計算機が
地上に接地されている場合には飛行中に取り込ま
れた情報を記憶しておいて補償係数を計算するこ
とができよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は第５図の乗物の基準軸を示し、第２図
は第５図の装置の磁力計から供給される電圧を図
解し、第３図は第１１図の装置の磁力計から供給
される電圧を図解し、第４図は航空機の中心線な
らびに第１１図に示した装置に設けられる局部地
磁基準を示し、第５図は陸上車輌の向首方向装置
をブロツクダイヤグラムで略示し、第６図は第５
図の装置の傾斜計およびそれに関連の回路を示す
ブロツクダイヤグラム、第７図は第５図の装置の
電子系統に含まれる出力マルチプレクサの出力回
路を示し、第８図は第５図の装置の電子系統の詳
細図であり、第９図は第５図の装置の表示回路を
示し、第１０図は第５図の装置の補償ケース（外
箱）のブロツクダイヤグラムを示し、そして第１
１図は航空機の向首方向装置を略示するブロツク
ダイヤグラムである。１……入力マルチプレクサ、２……メモリ、３
……増幅加算器、４……クロツク、５……シーケ
ンス発生器、６……出力マルチプレクサ、７……
電圧発生手段、８……レジスタ、１０……本体、
２０……磁力計、２１……マイクロプロセツサ、
２３……読出し専用メモリ、２４……主メモリ、
２５……制御モジユール、２７，４０８……マル
チプレクサ、２８，３０８……フイルタ、２９，
４０９……アナログ−デイジタル変換器、３０，
２１１……傾斜計、３３，３４……スイツチ、４
０……電子装置、５０……電源、６０……表示装
置、７０……接続ボツクス、８０……計算機、２
１２……アドレス母線、２１３，４１４……デー
タ母線、２１６……サービス・モジユール、３０
１，３０２……レベル・センサ、３０４……整形
段、３０５……発振器、３０６……線路、３０７
……復調器、４０１……磁力計、４０２……ジヤ
イロスコープ、４０５……標本化回路、４０６…
…標本化保持回路、４０７……クロノメータ、４
１０……計算装置、４１１……プログラム・メモ
リ、４１２，４１３……主メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】１陸上車輌に搭載されている磁針向首方向を決
定する装置の測定に影響を及ぼす磁気外乱を補償
するための装置において、擾乱された地磁界の基
準軸線に沿う成分に比例するアナログ電圧を供給
する磁力計２０と、いわゆる補償係数を該磁力計
と組み合わせて装入されている計算機モジユール
４０のメモリとを備えていて、該磁力計により供
給される情報を補正して実際の向首方向を求める
もので更に装置は乗物が水平面上での360゜にわた
る車輌の自転に際して、擾乱された磁界を表わす
第１のベクトルHhp―→の端M′によつて描かれる閉
じた平面の幾何学的形状C₃を同定する手段と、
該閉じた幾何学的形状を、前記磁力計の基準軸の
原点に心出しされて、擾乱されていない磁界を表
わす第２のベクトルHh→の端Ｍの軌道を表わす半
径Ｒの円C₁に変換する手段と、そして前記閉じ
た幾何学的形状C₃の全ての点と前記円C₁上の該
点のホモロジーとの間の対応を定める係数を計算
する手段とを備える磁針向首方向測定装置に影響
する磁気外乱を補償する装置。２前記閉じた幾何学的形状が楕円C₃である特
許請求の範囲第１項記載の磁針向首方向測定装置
に影響する磁気外乱を補償する装置。３前記車輌が補償過程中水平面上にあることを
チエツクするため該磁力計と組み合わせて設けら
れている傾斜計３０と、そして擾乱されていない
地磁界Ｈ→の成分（Hx→およびHy→）を表わす２つの
電圧UxおよびUyを計算するのに必要な補償係数
を装入する向首方向決定装置のメモリとを備える
特許請求の範囲第１項記載の磁針向首方向測定装
置に影響する磁気外乱を補償する装置。４前記磁力計から供給される擾乱された電圧
Uxp，Uypを含む情報をアナログ形態で供給され
る手段と、前記地磁界の垂直成分を表わす一定電
圧Uoおよび前記傾斜計から供給される車輌の勾
配を表わす電圧Uo，θUoと、前記情報を多重化
する手段２７と、前記情報をろ過する手段２８
と、前記情報をデイジタル符号化する手段２９
と、補償係数を計算する計算機８０のデータ母線
２１３に前記情報を与える手段と、該補償係数を
伝送する向首方向決定装置の計算機モジユール４
０のメモリ２とを備える特許請求の範囲第３項記
載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外乱を
補償する装置。５磁力計の軸に沿う擾乱された地磁界の成分に
比例するアナログ電圧を発生する磁力計２０と、
電源５０と、前記磁力計によつて行なわれる測定
ならびにメモリに予め記憶されている補償係数か
ら実際の向首方向を計算する該計算機モジユール
４０とを備えるもので更に装置は磁力計の軸と同
じ軸に沿う乗物の傾斜に感応して対応する電圧を
発生するセンサを含む傾斜計３０を備えていて、
計算機モジユール４０が磁方計および傾斜計の軸
に沿う擾乱されていない地磁界の成分に応ずる電
圧を計算し乗物の横揺れ及び縦揺れ角の影響を考
慮する特許請求の範囲第３項或は第４項のいずれ
か記載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外
乱を補償する装置。６前記磁力計２０および傾斜計３０の軸が搬送
乗物の軸と調和している特許請求の範囲第５項記
載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外乱を
補償する装置。７擾乱されていない地磁界の成分に対応する電
圧が、固定の基準マークの前で回転するコンパ
ス・カード６０を有し、乗物の磁針向首方向を与
える表示手段によつて利用される特許請求の範囲
第５項記載の磁針向首方向測定装置に影響する磁
気外乱を補償する装置。８航空機に搭載されている磁針向首方向を決定
する装置の測定に影響を及ぼす磁気外乱を補償す
るための装置において擾乱された地磁界の基準軸
線に沿う成分に比例するアナログ電圧を供給する
磁力計と、いわゆる補償係数を該磁力計と組み合
わせて装入されている計算機モジユールのメモリ
とを備えていて、該磁力計により供給される情報
を補正して実際の向首方向を求めるもので、更に
装置は地磁界のモジユールが２つの相続く測定間
において一定であると仮定し、擾乱された地磁界
のモジユールの空間における展開を検査する手段
と、外乱を受けた測定と実際の測定との間の対応
を定めることにより、前記磁力計の軸に心出しさ
れた理論球体に楕円体から地磁界のモジユールの
展開を戻すことを可能にする補償係数を反復的な
仕方で計算する手段とを備える磁針向首方向測定
装置に影響する磁気外乱を補償する装置。９前記磁力計により測定され、該磁力計の３つ
の軸OX，OY，OZに沿う磁界成分を表わす３つ
のアナログ電圧を、デイジタル符号化する手段
と、しかる後に実時間で補償係数を計算する計算
機のデータ母線とを備える特許請求の範囲第８項
記載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外乱
を補償する装置。１０前記計算機はまた、垂直ジヤイロスコープ
または慣性測定装置から供給される補完横揺れお
よび縦揺れ姿勢データから実際の磁針向首方向を
計算するように配される特許請求の範囲第９項記
載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外乱を
補償する装置。１１前記表示手段が360゜回転する２つのポテン
シヨメータ９１，９２を備え、該ポテンシヨメー
タの摺動子は90゜偏位しておつて、前記コンパ
ス・カード６０にも接続されているサーボ制御モ
ータ９３の軸に連結されており、さらに前記ポテ
ンシヨメータ９１，９２によつて供給される電圧
を受け、前記サーボ制御モータ９３に接続されて
いる出力端を有する差動増幅器９６を備えている
特許請求の範囲第１０項記載の磁針向首方向測定
装置に影響する磁気外乱を補償する装置。１２磁力計の軸OXおよびOYに沿う擾乱され
た地磁界Hp→の成分（HxpおよびHyp）に比例す
るアナログ電圧UxpおよびUypを発生する磁力計
と、電源５０と、前記磁力計によつて行なわれる
測定ならびにメモリ２に予め記憶されている補償
係数から実際の向首方向を計算する該計算機モジ
ユール４０とを備えるもので更に装置は３つの軸
に沿つて地磁界の成分に比例する３つの電気量を
うるための手段４０１と、搬送体の横揺れおよび
縦揺れ姿勢を表わす電気量の形態で垂直基準を供
給する手段４０２と、該他の手段から供給される
電気量から補償係数および実際の磁針向首方向を
計算するための手段４１０とを備えた特許請求の
範囲第８項或は第９項のいづれか記載の磁針向首
方向測定装置に影響する磁気外乱を補償する装
置。１３地磁界の前記成分に比例する電気量を得る
ための手段が磁力計４０１であり、そして前記垂
直基準を与える手段が垂直ジヤイロスコープ４０
２または慣性測定装置を有している特許請求の範
囲第１２項記載の磁針向首方向測定装置に影響す
る磁気外乱を補償する装置。１４磁力計が、その軸OX，OY，OZに沿う擾
乱された地磁界の成分に比例する３つのアナロゲ
電圧Hm₁，Hm₂，Hm₃を発生する３軸の静的磁
力計４０１であり、前記垂直ジヤイロスコープ４
０２は乗物の横揺れ姿勢および縦揺れ姿勢θを
表わす信号を発生し、さらに２つのマルチプレク
サ４０３，４０４と、第１のピーク値標本化手段
４０５と、第２の標本化保時回路４０６と、制御
パルスを発生するクロノメータ４０７と、アナロ
グ−デイジタル変換器４０９にアナログ情報を供
給するための第３のマルチプレクサ４０８と、擾
乱されていない磁界の成分を求めて該成分から実
際の磁針向首方向を導出するのに必要な補償係数
を求めるための、メモリ４１１，４１２，４１３
ならびにデータおよびアドレス母線４１４，４１
５を備えた計算機装置４１０とを有している特許
請求の範囲第１３項記載の磁針向首方向測定装置
に影響する磁気外乱を補償する装置。１５前記磁力計およびジヤイロスコープの軸が
航空機の軸と調和している特許請求の範囲第１３
項記載の磁針向首方向測定装置に影響する磁気外
乱を補償する装置。