JPH0450542B2 - - Google Patents
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- JPH0450542B2 JPH0450542B2 JP14900683A JP14900683A JPH0450542B2 JP H0450542 B2 JPH0450542 B2 JP H0450542B2 JP 14900683 A JP14900683 A JP 14900683A JP 14900683 A JP14900683 A JP 14900683A JP H0450542 B2 JPH0450542 B2 JP H0450542B2
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 22
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
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- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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-
- 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
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/44—Rotating or oscillating beam beacons defining directions in the plane of rotation or oscillation
- G01S1/46—Broad-beam systems producing at a receiver a substantially continuous sinusoidal envelope signal of the carrier wave of the beam, the phase angle of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon, e.g. cardioid system
- G01S1/50—Broad-beam systems producing at a receiver a substantially continuous sinusoidal envelope signal of the carrier wave of the beam, the phase angle of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon, e.g. cardioid system wherein the phase angle of the direction-dependent envelope signal is compared with a non-direction-dependent reference signal, e.g. VOR
-
- 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
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/44—Rotating or oscillating beam beacons defining directions in the plane of rotation or oscillation
- G01S1/54—Narrow-beam systems producing at a receiver a pulse-type envelope signal of the carrier wave of the beam, the timing of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon; Overlapping broad beam systems defining a narrow zone and producing at a receiver a pulse-type envelope signal of the carrier wave of the beam, the timing of which is dependent upon the angle between the direction of the receiver from the beacon and a reference direction from the beacon
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えばTACAN（Tatical Air
Navigation：タクテイカルエアナビゲーシヨン）
装置に用いて有益なる方位測定方式に関する。
Navigation：タクテイカルエアナビゲーシヨン）
装置に用いて有益なる方位測定方式に関する。
一般に、TACAN装置における方位の測定は
下記のようにして行なわれている。
下記のようにして行なわれている。
TACAN地上装置は指向性をもつ空中線を、
例えば、毎秒15回の割合で回転し、この空中線を
介して例えば毎秒約1000〜2700個程度の測定用パ
ルス信号を送出する。これとともに、この空中線
の指向性がある特定の基準方位（例えば真北）を
指したときに、一般の測定用パルス信号とは区別
することのできる方位基準パルス信号を送出す
る。
例えば、毎秒15回の割合で回転し、この空中線を
介して例えば毎秒約1000〜2700個程度の測定用パ
ルス信号を送出する。これとともに、この空中線
の指向性がある特定の基準方位（例えば真北）を
指したときに、一般の測定用パルス信号とは区別
することのできる方位基準パルス信号を送出す
る。
これを、TACAN地上装置より一定の方向に
ある航空機の機上受信装置で受信すると、地上装
置空中線の指向性が回転するに従つて、受信パル
ス信号は基本周波数15Hzの包絡線によつて振幅変
調を受けたパルスとして受信される。
ある航空機の機上受信装置で受信すると、地上装
置空中線の指向性が回転するに従つて、受信パル
ス信号は基本周波数15Hzの包絡線によつて振幅変
調を受けたパルスとして受信される。
そこで、この受信された振幅変調パルスを各パ
ルスのピーク値でサンプルホールドし、この結果
生ずる包絡線の基本波成分（現在の例では15Hz成
分）の位相を、前述の方位基準パルス信号受信時
点を基準にして測定すれば、これにより航空機の
方位を基準方位からの偏位角度として測定するこ
とができる。
ルスのピーク値でサンプルホールドし、この結果
生ずる包絡線の基本波成分（現在の例では15Hz成
分）の位相を、前述の方位基準パルス信号受信時
点を基準にして測定すれば、これにより航空機の
方位を基準方位からの偏位角度として測定するこ
とができる。
しかしながら、このサンプルホールド方式によ
り求められた包絡線の位相は、もとの振幅変調パ
ルス信号で定まる正しい包絡線に対し、パルス信
号の繰返し間隔で決定される位相遅れを生じ、ま
た繰返し間隔が不規則の場合には、この位相遅れ
も不規則となることがよく知られており、これら
の位相遅れの不規則性は方位情報を精密に測定す
る場合に問題となるものである。
り求められた包絡線の位相は、もとの振幅変調パ
ルス信号で定まる正しい包絡線に対し、パルス信
号の繰返し間隔で決定される位相遅れを生じ、ま
た繰返し間隔が不規則の場合には、この位相遅れ
も不規則となることがよく知られており、これら
の位相遅れの不規則性は方位情報を精密に測定す
る場合に問題となるものである。
このようなパルスの繰返し間隔が一定の場合に
は、位相遅れも一定となるので、この一定値を補
正して使用することも可能であるが、一般に、
TACAN装置においては距離測定での必要性か
ら、いわゆるスキツタパルスを含む、繰返し間隔
がランダムなパルス信号が用いられるため、この
ような方法による位相遅れの正確な補正は不可能
である。
は、位相遅れも一定となるので、この一定値を補
正して使用することも可能であるが、一般に、
TACAN装置においては距離測定での必要性か
ら、いわゆるスキツタパルスを含む、繰返し間隔
がランダムなパルス信号が用いられるため、この
ような方法による位相遅れの正確な補正は不可能
である。
本発明の目的は、このような繰返し間隔がラン
ダムなパルスを用いて、このランダム性に基ずく
特別な位相遅れの補正を必要とせずに、正確な方
位を決定できる方位測定装置を提供するにある。
ダムなパルスを用いて、このランダム性に基ずく
特別な位相遅れの補正を必要とせずに、正確な方
位を決定できる方位測定装置を提供するにある。
本発明の装置は、受信したパルスの振幅をデイ
ジタル量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、受信した
前記パルスの時間位置を受信した方位基準パルス
信号の時間位置を基準として求めたデイジタル量
に変換する時間位置計測手段と、受信した前記方
位基準パルス信号と同期しこれと同じ周期を有す
るコサイン関数の前記受信したパルスの時間位置
における値を前記時間位置計測手段の出力を用い
て発生させるコサイン関数発生手段と、受信した
前記方位基準パルス信号と同期しこれと同じ周期
を有するサイン関数の前記受信したパルスの時間
位置における値を前記時間位置計測手段の出力を
用いて発生させるサイン関数発生手段と、前記
Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記コサイン関数発生手
段の出力との積を作りこの積を予め定めた一定時
間の間累積加算するコサイン成分累積手段と、前
記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記サイン関数発生手
段の出力との積を作りこの積を前記予め定めた一
定時間の間累積加算するサイン成分累積手段と、
前記コサイン成分累積手段の出力と前記サイン成
分累積手段の出力との比のアークタンジエント
（arctan）またはアークコタンジエント（arccot）
を算出する角度算出手段とを含み、これにより基
準方位からの偏位角度を求めるようにしている。
ジタル量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、受信した
前記パルスの時間位置を受信した方位基準パルス
信号の時間位置を基準として求めたデイジタル量
に変換する時間位置計測手段と、受信した前記方
位基準パルス信号と同期しこれと同じ周期を有す
るコサイン関数の前記受信したパルスの時間位置
における値を前記時間位置計測手段の出力を用い
て発生させるコサイン関数発生手段と、受信した
前記方位基準パルス信号と同期しこれと同じ周期
を有するサイン関数の前記受信したパルスの時間
位置における値を前記時間位置計測手段の出力を
用いて発生させるサイン関数発生手段と、前記
Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記コサイン関数発生手
段の出力との積を作りこの積を予め定めた一定時
間の間累積加算するコサイン成分累積手段と、前
記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記サイン関数発生手
段の出力との積を作りこの積を前記予め定めた一
定時間の間累積加算するサイン成分累積手段と、
前記コサイン成分累積手段の出力と前記サイン成
分累積手段の出力との比のアークタンジエント
（arctan）またはアークコタンジエント（arccot）
を算出する角度算出手段とを含み、これにより基
準方位からの偏位角度を求めるようにしている。
次に、本発明の原理について一例として
TACAN装置に適用した場合を説明する。
TACAN装置に適用した場合を説明する。
今、基準方位パルス信号の繰返し周波数（前述
の例では15Hz）をＰHzと表わし、この基準方位パ
ルス信号の受信時点を基準にして測定用パルス信
号がそれぞれt0、t1、t2、…、ti、…、to-1時点に
受信され、その受信された情報をベースバンドに
復調したパルス信号の振幅（パルスのピーク値）
がそれぞれ、a0、a1、a2、…、ai、…、ao-1であ
つたとする。
の例では15Hz）をＰHzと表わし、この基準方位パ
ルス信号の受信時点を基準にして測定用パルス信
号がそれぞれt0、t1、t2、…、ti、…、to-1時点に
受信され、その受信された情報をベースバンドに
復調したパルス信号の振幅（パルスのピーク値）
がそれぞれ、a0、a1、a2、…、ai、…、ao-1であ
つたとする。
さて、このパルス信号の振幅a0、a1、a2、…、
ai、…、ao-1は後述するように一般に、 ai＝acos（2xPti−θ） ……(1) で表わすことができる。但しａは定数、またはθ
は航空機の基準方位からの偏位角度を表わしこの
θが求めるべき値である（第１図参照）。
ai、…、ao-1は後述するように一般に、 ai＝acos（2xPti−θ） ……(1) で表わすことができる。但しａは定数、またはθ
は航空機の基準方位からの偏位角度を表わしこの
θが求めるべき値である（第１図参照）。
発明における方位角θの算出は、換言すれば受
信したパルス信号の振幅aiに対して受信時点tiで
定まる位相をもつコサイン成分cos（2πPti）と、
サイン成分sin（2πPti）との乗算による直接的直
交変換を施した結果を利用して求めるものであ
り、具体的内容は次に示すとおりである。
信したパルス信号の振幅aiに対して受信時点tiで
定まる位相をもつコサイン成分cos（2πPti）と、
サイン成分sin（2πPti）との乗算による直接的直
交変換を施した結果を利用して求めるものであ
り、具体的内容は次に示すとおりである。
今、このパルス振幅aiに、そのパルス信号を受
信した時点tiで定まる位相をもつコサイン成分
cos（2πPti）を乗じて、これをｎ個分だけ累積加
算すると、結果の値Ｃは以下のようになる。
信した時点tiで定まる位相をもつコサイン成分
cos（2πPti）を乗じて、これをｎ個分だけ累積加
算すると、結果の値Ｃは以下のようになる。
Ｃ＝o-1
〓i=0
aicas（2πPti）＝o-1
〓i=0
acos（2πPti−θ）cos（2πPti）
＝acosθ〔o-1
〓i=0
cos2（2πPti−θ）〕−asinθ〔o-1
〓i=0
cos（2πPti−θ）sin（2πPti−θ）〕 ……(2)
上式の第１項のカツコ〔〕の中は整数だけの和
であり、それに対して第２項のカツコ〔〕の中は
一定の符号をもたない数の和となるので、Ｐによ
る繰返しサイクル数を充分多く含むようにｎを大
きくとれば第２項は第１項に対して無視すること
ができるようになる。すなわち、 Ｃ≒acosθ〔o-1 〓i=0 cos2（2πPti−θ）〕 ……(3) となる。
であり、それに対して第２項のカツコ〔〕の中は
一定の符号をもたない数の和となるので、Ｐによ
る繰返しサイクル数を充分多く含むようにｎを大
きくとれば第２項は第１項に対して無視すること
ができるようになる。すなわち、 Ｃ≒acosθ〔o-1 〓i=0 cos2（2πPti−θ）〕 ……(3) となる。
また、パルス振幅aiに、そのパルス信号を受信
した時点tiで定まる位相をもつサイン成分sin
（2πPti）を乗算して、これをｎ個分だけ累積加算
すると、結果の値Ｓは前と同様にして、 Ｓ＝o-1 〓i=0 aisin（2πPti） ≒asinθ〔o-1 〓i=0 cos2（2πPti−θ）〕 ……(4) となる。
した時点tiで定まる位相をもつサイン成分sin
（2πPti）を乗算して、これをｎ個分だけ累積加算
すると、結果の値Ｓは前と同様にして、 Ｓ＝o-1 〓i=0 aisin（2πPti） ≒asinθ〔o-1 〓i=0 cos2（2πPti−θ）〕 ……(4) となる。
以上の(3)式および(4)式から
＝tanθ
従つて、
θ≒tan-1Ｓ／Ｃ ……(5)
または、もしＣの絶対値が０に近い場合には、
θ≒cot-1Ｓ／Ｃ ……（5′）
から容易にθの値を求めることができる。
以上の計算から明らかなように、こうして求め
られたθは、ｎを充分大きくしてＰによる繰返し
サイクル数を充分多く含むようにするだけで、い
くらでも正しい値に近ずけることが可能であり、
従来例に見られたようなパルスの繰返し間隔で左
右される位相おくれは生じない。
られたθは、ｎを充分大きくしてＰによる繰返し
サイクル数を充分多く含むようにするだけで、い
くらでも正しい値に近ずけることが可能であり、
従来例に見られたようなパルスの繰返し間隔で左
右される位相おくれは生じない。
すなわち、この方式によると得られた受信情報
のすべてを最も忠実に最も効率よく利用して結果
を抽出したことになる。
のすべてを最も忠実に最も効率よく利用して結果
を抽出したことになる。
なお、上述の説明においては、受信パルス信号
の振幅aiは繰返し周波数Ｐの基準波成分だけと
し、これを、 ai＝acas（2πPti−θ） で表わされるとしたが、実際には空中線の指向性
パターンによつてその高調波成分も含まれる。
の振幅aiは繰返し周波数Ｐの基準波成分だけと
し、これを、 ai＝acas（2πPti−θ） で表わされるとしたが、実際には空中線の指向性
パターンによつてその高調波成分も含まれる。
また、一般には、空中線の指向性にさらに９個
の等角度の小ロープを持たせ、この各小ロープに
よる指向性が基準方向を指したときに発する精基
準パルス信号を加えて、精密測定が行なえるよう
にしているため、実際の受信パルス信号の振幅ai
の中には９倍の高調波成分（135Hz成分）を強く
含むことになる。
の等角度の小ロープを持たせ、この各小ロープに
よる指向性が基準方向を指したときに発する精基
準パルス信号を加えて、精密測定が行なえるよう
にしているため、実際の受信パルス信号の振幅ai
の中には９倍の高調波成分（135Hz成分）を強く
含むことになる。
しかし、これらの高調波成分は、cos（2πPti）
またはsin（2πPti）を乗じて累積加算すると（但
しＰは15Hzとする）、ｎを大きくしてＰによる繰
返しサイクル分を充分多く含むようにすることに
よつて、これらの高調波分との積によつて生ずる
項の和は、前述と同様にして基本波成分との積に
より生ずる項の和に比していくらでも小さくなる
のでその影響を除くことができる。
またはsin（2πPti）を乗じて累積加算すると（但
しＰは15Hzとする）、ｎを大きくしてＰによる繰
返しサイクル分を充分多く含むようにすることに
よつて、これらの高調波分との積によつて生ずる
項の和は、前述と同様にして基本波成分との積に
より生ずる項の和に比していくらでも小さくなる
のでその影響を除くことができる。
従つて(5)式または（5′）式の関係はこの場合で
も正しい。
も正しい。
勿論、135Hz成分を利用して方位角を求める場
合には、前述の基準パルス信号として前記精基準
パルス信号を用い、またＰとして135Hzを用いて
上と同様に行なえばよいことは明らかである。
合には、前述の基準パルス信号として前記精基準
パルス信号を用い、またＰとして135Hzを用いて
上と同様に行なえばよいことは明らかである。
また、上述の説明においては、累積加算する項
数ｎを一定としたが、上述の説明で明らかなよう
に、このかわりに累積加算する時間長を基本波周
期に対して充分長い一定時間長としてもよいし、
または、必要とする測定精度に応じてこの時間長
を変えてもよいことは明らかである。
数ｎを一定としたが、上述の説明で明らかなよう
に、このかわりに累積加算する時間長を基本波周
期に対して充分長い一定時間長としてもよいし、
または、必要とする測定精度に応じてこの時間長
を変えてもよいことは明らかである。
さらにまた、上述の説明においてはtiをある基
準方位パルス信号の受信時点からの時間とした
が、新らしい基準方位パルス信号が受信されるご
とに、それ以後受信されるパルスのtiはこの最も
新らしい基準方位パルス信号受信時点からの時間
としてもよいことは明らかである。
準方位パルス信号の受信時点からの時間とした
が、新らしい基準方位パルス信号が受信されるご
とに、それ以後受信されるパルスのtiはこの最も
新らしい基準方位パルス信号受信時点からの時間
としてもよいことは明らかである。
次に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明の一実施例を示す第２図を参照すると、
本実施例は、パルス復調器１、Ａ／Ｄ変換器２、
基準方位パルス信号検出器３、時間カウンタ４、
パルス信号時間位置検出器５、パルス信号時間位
置計測器６、コサイン関数発生器７、サイン関数
発生器８、乗算器９，１０、コサイン成分累積加
算器１１、サイン成分累積加算器１２および偏位
角度算出器１３を含んでいる。
本実施例は、パルス復調器１、Ａ／Ｄ変換器２、
基準方位パルス信号検出器３、時間カウンタ４、
パルス信号時間位置検出器５、パルス信号時間位
置計測器６、コサイン関数発生器７、サイン関数
発生器８、乗算器９，１０、コサイン成分累積加
算器１１、サイン成分累積加算器１２および偏位
角度算出器１３を含んでいる。
さて、本実施例の動作は下記の通りである。
機上受信装置の空中線で受信されたTACAN
地上装置からの信号は、受信装置により増幅およ
び帯域波されてパルス復調器１に供給され、こ
こで復調されてベースバンドにおけるパルスに変
換される。
地上装置からの信号は、受信装置により増幅およ
び帯域波されてパルス復調器１に供給され、こ
こで復調されてベースバンドにおけるパルスに変
換される。
このパルスは、Ａ／Ｄ変換器２、基準方位パル
ス信号検出器３およびパルス信号時間位置検出器
５に供給される。
ス信号検出器３およびパルス信号時間位置検出器
５に供給される。
パルス信号時間位置検出器５は供給された各ベ
ースバンドパルスのピーク値が現われた時点で位
置検出パルスを発生し、これをＡ／Ｄ変換器２お
よびパルス信号時間位置計測器６に供給する。
ースバンドパルスのピーク値が現われた時点で位
置検出パルスを発生し、これをＡ／Ｄ変換器２お
よびパルス信号時間位置計測器６に供給する。
Ａ／Ｄ変換器２は入力ベースバンドパルスを前
記位置検出パルスによつてそのピーク値をサンプ
ルホールドし、これをデジタル量に変換する。
記位置検出パルスによつてそのピーク値をサンプ
ルホールドし、これをデジタル量に変換する。
一方、基準方位パルス信号検出器３は、入力ベ
ースバンドパルス中に含まれる基準方位パルス信
号を検出してその検出時点に基準時点パルスを発
生し、これを時間カウンタ４に供給する。
ースバンドパルス中に含まれる基準方位パルス信
号を検出してその検出時点に基準時点パルスを発
生し、これを時間カウンタ４に供給する。
時間カウンタ４は、一定周期のクロツクをカウ
ントするカウンタで、前記基準時点パルスの供給
を受けるごとに０にリセツトされる。また、供給
されるクロツク周波数は時間軸に対する必要な分
解能を得るために充分高く選ばれている。
ントするカウンタで、前記基準時点パルスの供給
を受けるごとに０にリセツトされる。また、供給
されるクロツク周波数は時間軸に対する必要な分
解能を得るために充分高く選ばれている。
さて、パルス信号時間位置計測器６は、前記位
置検出パルスに供給を受けると、その時点におけ
る時間カウンタ４の内容をラツチする。
置検出パルスに供給を受けると、その時点におけ
る時間カウンタ４の内容をラツチする。
以上の処理により、各受信パルス信号の振幅ai
はＡ／Ｄ変換器２の出力としてデイジタル量で得
られ、また、最も新らしく受信した基準方位パル
ス信号を基準時点としたパルス信号aiの受信時点
tiは、パルス信号時間位置計測器６の出力として
同様にデイジタル量として得られることになる。
はＡ／Ｄ変換器２の出力としてデイジタル量で得
られ、また、最も新らしく受信した基準方位パル
ス信号を基準時点としたパルス信号aiの受信時点
tiは、パルス信号時間位置計測器６の出力として
同様にデイジタル量として得られることになる。
こうして得られたデイジタル量tiは、コサイン
関数発生器７およびサイン関数発生器８に供給さ
れ、それぞれcos（2πPti）およびsin（2πPti）を発
生する。但しＰは基準方位パルス信号の周波数
で、予め定めた値である。
関数発生器７およびサイン関数発生器８に供給さ
れ、それぞれcos（2πPti）およびsin（2πPti）を発
生する。但しＰは基準方位パルス信号の周波数
で、予め定めた値である。
このデイジタル量cos（2πPti）は乗算器９に供
給され、ここでＡ／Ｄ変換器２からのデイジタル
量aiと乗算され、デイジタル量aicos（2πPti）が得
られ、これがコサイン成分累積加算器１１に供給
される。同様にデイジタル量sin（2πPti）は乗算
器１０に供給され、ここでＡ／Ｄ変換器２からの
デイジタル量aiと乗算されてデイジタル量sin
（2πPti）が得られサイン成分累積加算器１２に供
給される。
給され、ここでＡ／Ｄ変換器２からのデイジタル
量aiと乗算され、デイジタル量aicos（2πPti）が得
られ、これがコサイン成分累積加算器１１に供給
される。同様にデイジタル量sin（2πPti）は乗算
器１０に供給され、ここでＡ／Ｄ変換器２からの
デイジタル量aiと乗算されてデイジタル量sin
（2πPti）が得られサイン成分累積加算器１２に供
給される。
累積加算器１１は、次次に与えられるデイジタ
ル量aicos（2πPti）を、予め定めた一定時間間隔
ごとに区切り、この各時間間隔内に含まれるai
cos（2πPti）の和を作り、これをデイジタル量Ｃ
として各時間間隔の終りごとに出力し、偏位角度
算出器１３に供給する。
ル量aicos（2πPti）を、予め定めた一定時間間隔
ごとに区切り、この各時間間隔内に含まれるai
cos（2πPti）の和を作り、これをデイジタル量Ｃ
として各時間間隔の終りごとに出力し、偏位角度
算出器１３に供給する。
同様に、累積加算器１２は次次に与えられるデ
イジタル量aisin（2πPti）を累積加算器１１と全く
同じ時間間隔ごとに区切り、累積加算器１１がai
cos（2πPti）に対して行なつたのと全く同じ処理
を対応するaisin（2πPti）に対して行ない、これを
デイジタル量Ｓとしてデイジタル量Ｃに対応して
出力し、偏位角度算出器１３に供給する。
イジタル量aisin（2πPti）を累積加算器１１と全く
同じ時間間隔ごとに区切り、累積加算器１１がai
cos（2πPti）に対して行なつたのと全く同じ処理
を対応するaisin（2πPti）に対して行ない、これを
デイジタル量Ｓとしてデイジタル量Ｃに対応して
出力し、偏位角度算出器１３に供給する。
なお、上述の一定時間間隔としては、例えば、
方位基準パルス信号周波数Ｐ（現在の例では15Hz）
の数十〜数百サイクル分程度とすることができ
る。
方位基準パルス信号周波数Ｐ（現在の例では15Hz）
の数十〜数百サイクル分程度とすることができ
る。
さて、デイジタル量Ｃとデイジタル量Ｓとの供
給を受けた偏位角度算出器１３は、これらの供給
を受けるごとに、Ｃの絶対値とＳの絶対値とを比
較し、｜Ｃ｜｜Ｓ｜の場合には θ＝tan-1Ｓ／Ｃ ……(6) また、｜Ｃ｜＜｜Ｓ｜の場合には、 θ＝cot-1Ｃ／Ｓ ……（6′） を用いて角度θを算出して出力する。
給を受けた偏位角度算出器１３は、これらの供給
を受けるごとに、Ｃの絶対値とＳの絶対値とを比
較し、｜Ｃ｜｜Ｓ｜の場合には θ＝tan-1Ｓ／Ｃ ……(6) また、｜Ｃ｜＜｜Ｓ｜の場合には、 θ＝cot-1Ｃ／Ｓ ……（6′） を用いて角度θを算出して出力する。
前述したように、こうして求められた角度θ
は、第１図に示す基準方位からの偏位角θを表わ
している。
は、第１図に示す基準方位からの偏位角θを表わ
している。
なお、例えばコサイン関数発生器７は、tiの必
要な分解能の範囲でcos（2πPti）を予め計算し、
この値をROM（読出し専用メモリ）のtiに対応す
るメモリアドレスに書込んでおき、tiが与えられ
た場合には、これをメモリアドレスとしてこの
ROMに書込まれたデータを読出すという構成に
より容易に実現することができる。
要な分解能の範囲でcos（2πPti）を予め計算し、
この値をROM（読出し専用メモリ）のtiに対応す
るメモリアドレスに書込んでおき、tiが与えられ
た場合には、これをメモリアドレスとしてこの
ROMに書込まれたデータを読出すという構成に
より容易に実現することができる。
なお、コサイン関数発生器７およびサイン関数
発生器８は、必らずしも前述のようにcos（2πPti）
およびsin（2πPti）を発生する必要はなく、α，
βを互いに相異なる任意の既値の定数とすると
き、それぞれcos（2πPti＋α）およびcos（2πPti＋
β）という関数を発生するものであつてもよい。
この場合には偏位角θを求める式は一般にはこの
αおよびβを含む関数となり前述の(6)式あるいは
（6′）式よりも複雑になる。
発生器８は、必らずしも前述のようにcos（2πPti）
およびsin（2πPti）を発生する必要はなく、α，
βを互いに相異なる任意の既値の定数とすると
き、それぞれcos（2πPti＋α）およびcos（2πPti＋
β）という関数を発生するものであつてもよい。
この場合には偏位角θを求める式は一般にはこの
αおよびβを含む関数となり前述の(6)式あるいは
（6′）式よりも複雑になる。
また、上述の実施例においては累積加算器１１
および１２は、入力を一定時間間隔ずつ累積加算
してそれを各時間間隔の終りごとに出力するとし
たが、このかわりに第３図に示すように、累積加
算区間をダブらせて、算出結果の出力時点の間隔
を累積加算区間時間間隔よりも短かく取るように
することもできる。
および１２は、入力を一定時間間隔ずつ累積加算
してそれを各時間間隔の終りごとに出力するとし
たが、このかわりに第３図に示すように、累積加
算区間をダブらせて、算出結果の出力時点の間隔
を累積加算区間時間間隔よりも短かく取るように
することもできる。
これを行なうことは下記のようにすればよい。
例えば、累積加算区間間隔の1/4の間隔で算出
結果を出力する場合には、第４図に示すように、
加算器ADDと４個のレジスタＲ−１、〜Ｒ−４
と制御回路CONTを設ける。加算器ADDは入力
から新らしいデータが入力するごとに、レジスタ
Ｒ−１〜Ｒ−４のそれぞれの内容に新らしく入つ
たデータの内容を加算してこれらの各レジスタを
更新する。一方、制御回路CONTは累積加算区
間時間間隔で各レジスタＲ−１〜Ｒ−４の内容を
読出して出力し、読出したら直ちにそのレジスタ
を０にリセツトする。但し、この読出し／リセツ
トは、各レジスタごとに累積加算区間時間間隔の
１／４だけ時間をづらせて次次に行なわせる。こう
して累積加算区間時間間隔だけ累積加算された入
力データが、累積加算区間時間間隔の1/4の時間
間隔で次次に出力されることになる。
結果を出力する場合には、第４図に示すように、
加算器ADDと４個のレジスタＲ−１、〜Ｒ−４
と制御回路CONTを設ける。加算器ADDは入力
から新らしいデータが入力するごとに、レジスタ
Ｒ−１〜Ｒ−４のそれぞれの内容に新らしく入つ
たデータの内容を加算してこれらの各レジスタを
更新する。一方、制御回路CONTは累積加算区
間時間間隔で各レジスタＲ−１〜Ｒ−４の内容を
読出して出力し、読出したら直ちにそのレジスタ
を０にリセツトする。但し、この読出し／リセツ
トは、各レジスタごとに累積加算区間時間間隔の
１／４だけ時間をづらせて次次に行なわせる。こう
して累積加算区間時間間隔だけ累積加算された入
力データが、累積加算区間時間間隔の1/4の時間
間隔で次次に出力されることになる。
勿論累積加算器１１および１２の中に累積加算
区間時間間隔内に現われる入力データを記憶でき
る容量をもつバツフアメモリを設けて行なうよう
にすることもできる。
区間時間間隔内に現われる入力データを記憶でき
る容量をもつバツフアメモリを設けて行なうよう
にすることもできる。
また、累積加算器１１および１２は入力データ
の累積加算を予め定めた累積加算区間時間間隔ご
とに区切つて行なうかわりに、予め定めた入力デ
ータの個数ｎごとに区切つて行なうようにするこ
ともできる。
の累積加算を予め定めた累積加算区間時間間隔ご
とに区切つて行なうかわりに、予め定めた入力デ
ータの個数ｎごとに区切つて行なうようにするこ
ともできる。
また、累積加算する区間の時間長は前述のよう
に、これを長くすればする程測定精度が高くなる
が、測定方位が時間とともに変化する場合には、
必要以上にこれを長くとることはむしろ測定精度
を劣化させることになる。一般にTACAN装置
の場合には方位測定と距離測定とが並列に行なわ
れているが、距離測定の結果、距離が大きい場合
には一般に方位角の変化は緩慢であり、一方距離
測定結果、距離が小さい場合には方位角の変化は
急速になる。そこで、第５図に示すようにして、
この距離測定の結果に応じて予め定めた関数に従
つてこの累積加算する時間長を変化し精度の最適
化を図るようにすることもできる。
に、これを長くすればする程測定精度が高くなる
が、測定方位が時間とともに変化する場合には、
必要以上にこれを長くとることはむしろ測定精度
を劣化させることになる。一般にTACAN装置
の場合には方位測定と距離測定とが並列に行なわ
れているが、距離測定の結果、距離が大きい場合
には一般に方位角の変化は緩慢であり、一方距離
測定結果、距離が小さい場合には方位角の変化は
急速になる。そこで、第５図に示すようにして、
この距離測定の結果に応じて予め定めた関数に従
つてこの累積加算する時間長を変化し精度の最適
化を図るようにすることもできる。
第５図において、DMEは距離測定装置を示し、
その測定結果はデータ変換器において予め定めた
関数に従つてデータ変換され、これは累積加算区
間時間長として前述のコサイン成分累積加算器１
１およびサイン成分累積加算器１２に供給され、
これらが累積加算する時間長を制御する。このデ
ータ変換器は適当な変換テーブルを書き込んだ
ROMを用いて容易に実現することができる。
その測定結果はデータ変換器において予め定めた
関数に従つてデータ変換され、これは累積加算区
間時間長として前述のコサイン成分累積加算器１
１およびサイン成分累積加算器１２に供給され、
これらが累積加算する時間長を制御する。このデ
ータ変換器は適当な変換テーブルを書き込んだ
ROMを用いて容易に実現することができる。
この累積加算時間長をさらに精密に制御するに
は、前述の距離測定結果ばかりでなく、自己の測
定した方位結果と、自己の航空機の飛行方向と速
度とより、測定すべき方位角の変化速度を概算
し、これによつて最適の累積加算時間長をダイナ
ミツクに制御するようにすることもできる。
は、前述の距離測定結果ばかりでなく、自己の測
定した方位結果と、自己の航空機の飛行方向と速
度とより、測定すべき方位角の変化速度を概算
し、これによつて最適の累積加算時間長をダイナ
ミツクに制御するようにすることもできる。
なお、以上の実施例においてはTACAN装置
を用いて説明したが、本発明は何もTACAN装
置に限定されることはなく、一般の方位測定装置
に用いられることは明らかである。
を用いて説明したが、本発明は何もTACAN装
置に限定されることはなく、一般の方位測定装置
に用いられることは明らかである。
以上述べたように本発明によると、受信したパ
ルス情報の振幅と基準方位パルス信号を基準にし
た時間位置とをデイジタル量に変換し、これと、
同じ基準方位パルス信号を基準として局部的に生
成したコサイン関数およびサイン関数のデイジタ
ル量とを用いて上述のように処理することによ
り、比較的簡単な演算処理により、得られた受信
情報を最も忠実に最も効率よく利用して基準方位
からの偏位角度を求めるTACAN装置を提供す
ることができる。
ルス情報の振幅と基準方位パルス信号を基準にし
た時間位置とをデイジタル量に変換し、これと、
同じ基準方位パルス信号を基準として局部的に生
成したコサイン関数およびサイン関数のデイジタ
ル量とを用いて上述のように処理することによ
り、比較的簡単な演算処理により、得られた受信
情報を最も忠実に最も効率よく利用して基準方位
からの偏位角度を求めるTACAN装置を提供す
ることができる。
これにより高精度の方位測定が達成できる。
第１図は基準方位と偏位角θとの関係を説明す
るための図、第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロツク図、第３図は累積加算区間と結果出力時点
との関係の一例を示すタイムチヤート、第４図は
累積加算器の一例を説明するためのブロツク図お
よび第５図は距離測定結果により累積加算時間長
を制御する手段を説明するためのブロツク図であ
る。 図において、１……パルス復調器、２……Ａ／
Ｄ変換器、３……基準方位パルス信号検出器、４
……時間カウンタ、５……パルス信号時間位置検
出器、６……パルス信号時間位置計測器、７……
コサイン関数発生器、８……サイン関数発生器、
９，１０……乗算器、１１……コサイン成分累積
加算器、１２……サイン成分累積加算器、１３…
…偏位角度算出器。
るための図、第２図は本発明の一実施例を示すブ
ロツク図、第３図は累積加算区間と結果出力時点
との関係の一例を示すタイムチヤート、第４図は
累積加算器の一例を説明するためのブロツク図お
よび第５図は距離測定結果により累積加算時間長
を制御する手段を説明するためのブロツク図であ
る。 図において、１……パルス復調器、２……Ａ／
Ｄ変換器、３……基準方位パルス信号検出器、４
……時間カウンタ、５……パルス信号時間位置検
出器、６……パルス信号時間位置計測器、７……
コサイン関数発生器、８……サイン関数発生器、
９，１０……乗算器、１１……コサイン成分累積
加算器、１２……サイン成分累積加算器、１３…
…偏位角度算出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 受信したパルスの振幅をデイジタル量に変換
するＡ／Ｄ変換手段と、 受信した前記パルスの時間位置を受信した方位
基準パルス信号の時間位置を基準として求めたデ
イジタル量に変換する時間位置計測手段と、 受信した前記方位基準パルス信号と同期しこれ
と同じ周期を有するコサイン関数の前記受信した
パルスの時間位置における値を前記時間位置計測
手段の出力を用いて発生させるコサイン関数発生
手段と、 受信した前記方位基準パルス信号と同期しこれ
と同じ周期を有するサイン関数の前記受信したパ
ルスの時間位置における値を前記時間位置計測手
段の出力を用いて発生させるサイン関数発生手段
と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記コサイン関数
発生手段の出力との積を作りこの積を予め定めた
一定時間の間累積加算するコサイン成分累積手段
と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力と前記サイン関数発
生手段の出力との積を作りこの積を前記予め定め
た一定時間の間累積加算するサイン成分累積手段
と、 前記コサイン成分累積手段の出力と前記サイン
成分累積手段の出力との比のアークタンジエント
（arctan）またはアークコタンジエント（arccot）
を算出する角度算出手段とを含み、 これにより基準方位からの偏位角度を求めるよ
うにしたことを特徴とする方位測定装置。 ２ 前記累積加算する時間間隔長を機上装置と地
上装置との間の距離の測定結果に基いて制御する
ようにした手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の方位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900683A JPS6040973A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 方位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14900683A JPS6040973A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 方位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6040973A JPS6040973A (ja) | 1985-03-04 |
| JPH0450542B2 true JPH0450542B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=15465602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14900683A Granted JPS6040973A (ja) | 1983-08-15 | 1983-08-15 | 方位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040973A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5084006B2 (ja) * | 2006-07-12 | 2012-11-28 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 電磁界高速撮像装置 |
-
1983
- 1983-08-15 JP JP14900683A patent/JPS6040973A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6040973A (ja) | 1985-03-04 |
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