JPH051885B2 - - Google Patents

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【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念部
に記載されている形式の、乗り物用の指北性の進
路兼位置基準装置に関する。この形式の基準装置
は航行機、陸上車、特に船舶においてしばしばジ
ヤイロコンパスと組み合わせて用いられ、乗り物
の北方向および位置の決定に役立てられる。

従来技術 たんに北方向のみを決定する類似の基準装置が
ドイツ連邦共和国特許第2922412号明細書に記載
されている。この公知例の場合、２軸のレートジ
ヤイロがインプツト軸線を中心として回転可能に
配置されている。また、付加的に少なくとも１つ
の加速度計が設けられている。この場合使用され
る回転速度センサの測定範囲はダイナミツクレン
ジ全域にわたつて十分高い制度を有していなけれ
ばならず、もしそうでなければ基準装置を乗り物
が停止している際にしか使えない。すべての発生
周波数をカバーしなければならず、高周波の妨害
周波数も異なる軸線を中心とする乗り物の運動に
よつて生ずる低周波の周波数も除去することがで
きなければならず、このようにしてはじめて正確
な指示が得られる。

はじめに述べた形式の、乗り物用の指北性の進
路兼位置基準装置は、ドイツ連邦共和国特許出願
公開第2922414号明細書から公知である。この基
準装置には、３つの回転速度センサ（これらのセ
ンサは乗り物に対して不動である、３つの、互い
に直交するインプツト軸線又は測定軸線を中心と
する回転速度に応動する）と、２つの加速度計
（これらの加速度計の乗り物に対して不動である、
互いに直交するインプツト軸線は２つの回転速度
センサのインプツト軸線に対して平行である）
と、計算機と、が設けられている。

上記ドイツ連邦共和国特許出願公開明細書記載
の基準装置の新規な点は、計算機の特定の構成に
認められる。この装置は、進路及び変換のための
変換パラメータを、乗り物本体に対して不動の座
標系から、大地に対して不動の座標系へ、大地に
対する乗り物のニユートン加速度の影響なしに、
供給するようにしたものである。北の探知は磁器
センサを介して行われる。上記ドイツ連邦共和国
特許出願公開第2922414号明細書には単軸線の安
定したフレームプラツトフオームが記載されてい
るにすぎず、またこのフレームは通常の形式で調
節モータを介してフオローアツプされるものであ
る。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2361277号明
細書によれば、バンドに懸架されるジヤイロを備
えた北探知装置が公知になつている。このバンド
懸架は北を探知するための前提とつており、この
ようなバンド懸架は例えば、顕著な障害運動が発
生したときに整流器効果を避けられるために、通
常、定置のジヤイロ装置に用いられるものであ
る。北探知のために、両ジヤイロの握り力の合力
が利用される。従つてこれは単軸線の北基準系で
ある。

同様の装置の構造は米国特許第3146530号明細
書から公知である。この場合には、バンド懸架の
代わりに磁気軸受若しくはガス軸受が設けられて
いる。専ら握り力を高める目的で、２つ又はそれ
以上のジヤイロが利用されておりかつまた北探知
のためにやはり捩り力の合力が利用されている。
従つてこの米国特許の装置の作用も単一のジヤイ
ロの作用に等しく、従つてこの装置もまた単軸線
の北基準系である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第2361277号の
装置は、米国特許第3146530号の装置と同じく専
ら北探知のみに役立つものであり、この場合、古
典的なジヤイロスコープについて普通にみられる
ように、１つのジヤイロの握り力のベクトル又は
複数個のジヤイロの握り力の合力は北の方向にガ
イドされる。米国特許第3146530号の装置におけ
る、垂線をなす１つの共通の振子に２つのジヤイ
ロを配置した構成は、米国特許第3146530号の装
置における、１つの振子に多数の回転する慣性質
量体を使用する手段と同じく、はじめに述べた形
式の、乗り物用の自動的な指北性の進路兼位置基
準装置とは無関係である。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、特許請求の範囲第１項の上位
概念部に記載された形式の基準装置を、従来技術
の欠陥が避けられかつ垂直センサ又は加速度計を
省略することができ、かつ、高い測定精度と共
に、必要なダイナミツクレンジの減少がえられる
ように構成することにある。

課題を解決するための手段 上記の課題は、本発明によれば、特許請求の範
囲第１項の特徴を有する手段によつて、解決され
ている。

実施態様 有利な実施態様によれば、北方向および水平線
の検出用のセンサとして、２つの測定軸線を有す
る１つの自由ジヤイロとレートジヤイロ又は積分
ジヤイロの形の別の１つの回転速度センサ又は積
分式の回転速度センサとが設けられており、これ
る両方のセンサは共通の１つの振り子に配置され
て振り子の一体構成部分をなしている。振り子は
水平面に対して平行なすべての軸線を中心として
角運動を行なえるように支承されている。

このような基準装置を不動位置で使う場合振り
子縦軸線が軸受摩擦等によつて惹起する避けがた
い妨害作用は別として真の垂直方向を表わし、こ
れは対して、動いている乗り物上においてはこの
振り子縦軸線が乗り物の運動に相応した角運動を
生ずる。この角運動は適宜な減衰によつて最小に
することができる。

時間的に平均すればこのような運動はゼロであ
り、従つて本発明の構成にとつて支障となること
はない。

１実施例によれば振り子はカルダン式に懸架さ
れる。カルダン軸内に角度測定部材を配置するな
らば、水平面に対する乗り物の位置を決定するこ
とができる。

このようにして得た信号を自由ジヤイロによつ
てあたえられる信号と適宜に組み合わせるなら
ば、乗り物が動いていても水平面に対するその位
置を決定することができる。

乗り物用のこのような指北性の進路兼位置基準
装置によるコンパス機能の具体化は次の３つの異
なる処置によつて可能である： (A) 自由ジヤイロを拘束するのに必要なモーメン
トを電気的信号に交換し、その比較によつて北
方向を決定するようにした配置（基準装置不
動。第１図参照）。

(B) 基準装置全体又は自由ジヤイロだけが回転可
能に支承されている配置（第３図参照）。この
配置において基準装置全体又は自由ジヤイロが
回転され、この回転が、測定軸線の内第１の測
定軸線内で拘束に必要なモーメントが最大にな
つて第２の測定軸線内では拘束モーメントが最
小になるまで続けられる場合、第１の測定軸線
の位置は北南方向に相当する（基準装置は特定
個所へ回転）。

(C) 基準装置全体又は自由ジヤイロが連続的に定
速で回転されるようにした配置（第３図参照）。

自由ジヤイロの拘束に必要なモーメントの特性
曲線はサインの関数に相応し、この場合両方の測
定軸線内でのモーメントから得られる信号は90度
位相をずらされていて、北方向の決定に利用する
ことができる。

前記(A)項による配置は、航空機、陸上車、船舶
において利用されるようなつり下げプラツトホー
ムにほぼ相当する。センサとしては３つの回転速
度計および３つの加速度計が必要となる。これら
のセンサの測定範囲はダイナミツクレンジ全域に
おいて十分大きな精度を伴なわねばならない。

本発明による振り子配置によれば３つの加速度
計すべてを省略することができる。この振り子懸
架は適宜な減衰装置との関連で回転速度センサの
ダイナミツクレンジの減少をもたらす。結果的に
このことは安価な構成につながる。

実施例 第１図から第３図までに関して 第１図において、２つの測定軸線２，３を有す
る自由ジヤイロ１は回転速度センサ４と一緒に配
置されており、これら両部分は、１つのカルダン
枠１５内において第１のカルダン軸１０を中心と
して、かつこのカルダン軸１０と共に第２のカル
ダン軸１１を中心として角運動を及ぼすことので
きる１つの機械的な構造グループの構成部分をな
している。

この構造グループの重心は両方のカルダン軸１
０，１１の交点の下側に位置しているので、構造
グループ自体その従軸線５が不動の周囲内の垂直
線をなす１つの振り子となる。

自由ジヤイロ１の配置は、その回転軸線が振り
子縦軸線５と合致してその測定軸線２，３が一平
面内で振り子縦軸線と直角をなすように選定され
る。

両方の測定軸線２，３は各１つの検出部材６，
７によつて表わされる。これらの検出部材６，７
は一平面内に順次鉛直上に位置し、回転軸線に対
するジヤイロロータの位置を検出することができ
る。

測定軸線内にやはり配置されている案内モータ
６ａ，７ａを介してジヤイロロータへモーメント
を及ぼして例えばゼロ位置内で拘束することが可
能である。

このような場合ゼロ位置は、ジヤイロの対称軸
線が回転軸線と合致した際にあたえられる位置で
ある。

回転速度センサ４、例えば周知の構造形式のレ
ートジヤイロは振り子の下端部に配置されてい
る。その測定軸線は振り子縦軸線と合致するか又
は平行である。かくして回転速度センサ４は振り
子縦軸線を中心とする回転運動を検出することが
できる。

振り子の下端部には３つのスポーク８，８ａ，
８ｂを介して固定されて１つの球面シヤーレ９が
配置されており、この球面シヤーレ９の形状中心
点は両方のカルダン軸１０，１１の交点と合致し
ている。

装置の乗り物側へと固定部分１２上に配置され
ている磁石１３と一緒に球面シヤーレ９が１つの
渦電流ダンパをなし、カルダン軸１０，１１を中
心とする振り子の運動を減衰する。カルダン軸１
０，１１内には角度測定部材１７，１８配置され
ており、これらの角度測定部材１７，１８はカル
ダン枠に対して相対的な内側のカルダン軸１０の
回動および固定部材１２に対して相対的なカルダ
ン枠１５の回動を測定する。

基準装置が乗り物に配置されて、乗り物縦軸線
１４が外側又は内側のカルダン軸１０，１１に対
して平行である場合、角度測定部材１７，１８に
よつて、乗り物が静止状態においてその縦軸線お
よび横軸線を中心として生ずる傾動を検出するこ
とできる。

第２図にはカルダン軸１０，１１内の角度測定
部材を省略した実施例が示されている。この実施
例は、基準装置がたんにコンパスとしてのみ利用
される場合に可能である。装置の他の構造は第１
図の実施例と同じであり、同一構成部分は同じ符
号で示されている。

第３図には、基準装置を電気モータ１９および
軸受２０によつて据付け面２１に対して垂直な軸
線を中心として回動させることができるようにし
た実施例である。この実施例は既述の(B)の項又は
(C)の項による指北法の１つ、又は以下に述べる自
由ジヤイロのドリフトを補整する方法の１つが使
われる場合に必要である。この実施例においても
同一構成部分は同じ符号で示されている。

既述の(B)の項又は(C)の項による指北法の１つが
既に述べた方法による基準水平面と関連して実施
される場合、たんに自由ジヤイロのみを回転可能
に支承するのが効果的であり、これによつて、乗
り物の縦軸線並びに横軸線のためのカルダン軸の
配置はそのままに保てる。

第４図から第１０図に関して 動いている乗り物上においては航行枠（垂線、
東、北）に対するジヤイロの測定軸線はオイラー
角によつて表わすことができる（第４図）。

ジヤイロ軸線内で測定された角回転速度は地球
自転速度ω_Eと地上面における乗り物運動によつ
て生ずる回転速度V/Rと乗り物回転速度ω_Fとの
成分を有している。

既述のように設定された振り子配置によつて角
度θ，γは小さくて、無視することができる。乗
り物が動いていない場合、自由ジヤイロの両方の
測定軸線内で測定される角回転速度は次のように
表わすことができる： ω_ys＝ω_E・cos（φ）sin（α） (1) ω_zs＝ω_E・cos（φ）cos（α） (2) この式から北と乗り物縦軸線（進路）との間の
角度を算出することができる。

₀＝arctan（ω_ys／ω_zs） (3) 速度Ｖで動いている乗り物のためには自由ジヤ
イロによつて次のような角回転速度が測定され
る： ω_ys＝−Ｖ／Ｒcos（2α）＋ω_Ecos（φ）sin（α）(4) ω_zs＝Ｖ／Ｒsin（2α）＋ω_Ecos（φ）sin（α） (5) 方程式(4)および(5)中の項Ｖ／Ｒcos（2α）および Ｖ／Ｒsin（2α）はαの瞬間値、ただし公知でない瞬 間値を含む。

従つて、相応に大きな刻時レートの場合瞬間値
α_iの代りに十分な精度の値α_i-1を使うことができ
る。かくして次の式が得られる： ω^_ys＋Ｖ／Ｒcos（2α_i-1） (6) ω^_zs−Ｖ／Ｒsin（2α_i-1） (7) この式から_iを計算できる。

_i＝arctan（ω^_ys／ω_zs） (8) かくして_iを連続的に算出することができる。
自由ジヤイロの測定軸線内で測定される角回転速
度はたんに相応の長さの伝達時間にわたつてだけ
検出することができる。この点は_iについても
同様である。

もつとも大きた角回転速度についてはこのこと
は不可能であり、従つて別のセンサ信号が必要と
なる。このセンサ信号はこのような時間内に進路
の十分正確な変化Δαを検出することができる信
号である。

このためには例えばレートジヤイロのような別
の回転速度センサが必要である。

このセンサの集積信号は時間間隔Δtでの進路
変化を検出するために利用される。

Δα＝ω_F・Δt (9) この回転速度センサは所望の乗り物回転速度
ω_F以外に地球自転速度の鉛直成分および乗り物
の走行成分を測定する。これらの量は数学的に表
わすことができ、かくして補整可能である。

このようにして_iは乗り物のそのつど瞬間値
をあたえる。

α^_i＝_i＋Δα_i (10) 第５図は、両方のジヤイロ信号から航路角α^_iを
検出するための回路構成を概略的に示している。

１つの自由ジヤイロ、例えば、回転軸線が鉛直
に位置する１つの動的に同調されたジヤイロ
（DAK）が拘束電子装置２３を介して両方の測定
軸線内でゼロ位置に保たれる。ジヤイロはかくし
て地球自転の水平方向成分に追従することを強い
られる。

このために必要とされるモーメントはω_ysおよ
びω_zsに比例する。

このような両方の値から計算機２５によつてα_i
が算出される。

このような物理的な原理は公知であつて慣性航
法の基礎に属する。信号ω_ysおよびω_zsは乗り物の
運動に基いてもつと高周波の信号で重畳されてお
り、この高周波の信号は進路角の算出の妨げとな
る。このためフイルタ２６が設けられている。こ
のような配置はたんに不動位置での使用に適して
いるにとどまる。というのはこの原理は動いてい
る乗り物の場合に生ずるような回路速度を検出す
ることはできないからである。これを行なうため
には、遅れなしに角運動を検出することのできる
別の回転速度センサ２４が使われる。

第５図に図示されているように、乗り物回転速
度ω_Fは回転速度センサ２４によつて測定され、
この回転速度に比例した信号、それも角周波数
K₁を有する信号ω^_Fが発せられる。

この信号ω^_Fは図示の形式で信号α_iに加えられ、
瞬間的な進路角を信号α^_iであたえる。

この場合K₁は、必要とする角度値を十分迅速
に提供できるように選定されている。

第６図は本発明の基準装置における周波数特性
を示している： ａ：DAKの拘束モーメントから検出された進路
信号の周波数特性曲線 ｂ：回転速度センサによつて生ぜしめられた回転
速度信号の周波数特性曲線 ｃ：乗り物回転速度に対する進路信号の特性曲線 ｄ：乗り物の積算された回路速度に対する進路信
号の特性曲線 ｅ：両方のセンサから検出された信号の和の周波
数特性曲線 水平面の検出 本発明による基準装置は振り子の子支承（第１
図）のカルダン軸内の付加的な角度測定部材によ
つて進路角α以外に乗り物の縦軸線および横軸線
を中心とする角運動をも検出することができる。

これらの角度測定部材１７，１８は乗り物と振
り子との間の角度θ_Kおよびγ_Kを検出する。この値
は相応にフイルタの作用を受けて乗り物の各軸線
内の水平角を表わす。この情報の品度は振り子支
承および角度測定部材の精度に関連する。

フイルタ回路網の所要の時間定数のためこの信
号はそのつどの瞬間的な角度値を表わさない。こ
のような角度値を得るためには、拘束されたジヤ
イロから得られた回転速度信号との結合が必要と
なる（第７図および第８図参照）。

振り子のカルダン軸の角度測定部材１７，１８
から得られた信号θ_Kおよびγ_KはK₄および1/Sから
成るループを介してフイルタ作用を受ける。

既に進路の検出の際に述べたように、DAK（自
由ジヤイロ）の測定軸線から得られてフイルタ処
理された回転速度信号ｒ・およびθが供給される。
この場合進路検出の場合（第６図）と同じ周波数
特性曲線が生ずる。

誤差補正 本発明による基準装置にコストの点で有利な自
由ジヤイロ（例えばDAK）を利用できるように
するためには、ジヤイロのドリフトの修正が必要
である。この修正は次のようにして実施できる： 180度旋回した２つの方位角位置内における拘
束モーメントの測定の際ジヤイロドリフトを検出
することができる。この方法自体は公知であつて
ジヤイロ装置の検査に使われる。

第３図に示されているように、この検査法を利
用するために、ジヤイロコンパスを180度回転さ
せることのできる機構が設けられている。この機
構による回転は手動又は自動で、また不動位置で
も移動中の乗り物上でも実施できる。

この場合回転は公知の速度で行なう必要があ
り、このようにして計算によつて補正することが
できる。

乗り物が直線的に加速された場合、振り子式の
懸垂配置は見かけの垂直位置を呈する。

角度が小さい場合次の関係となる： θV〓／ｇ (11) カーブ航行の際に生ずる遠心加速が別の軸線を
中心とした偏差を惹起する： γω_F・Ｖ／ｇ (12) 測定器を介して推進速度が検出され、この推進
速度から線形加速V〓を算出することができる。

回転速度ω_Fは本発明による基準装置のレート
ジヤイロによつて測定される。

このようにして両方の量を方程式(12)、〓に従つ
て算出して適宜な処置により補正することができ
る。

乗り物の運動によつて惹起する速度誤差、即ち
ジヤイロコンパスの場合に物理的な理由に基く速
度誤差は航行速度、緯度、進路によつてきめら
れ、従つてやはり算出して補正することができ
る。

第９図に示されているように、タンジエント関
数はπ/2および2π/2の範囲内の不安定性を表わし
ている。

同様のことはコタンジエント関数についてα＝
０およびα＝πの際にいえる。

方程式(8)はタンジエント関数を含んでいるの
で、有限解の場合計算誤差が生ずることになる。
このことを排除するために、０α2πの全範
囲が８つのセグメントに分割される（第１０図参
照）。

各範囲の限界はtanαおよびcotαについて±１
である。

従つて、αはタンジエントおよびコタンジエン
トから±45゜の範囲で計算するだけでよい。

８つの分割セグメントは第１０図に示すように
配置されていて、ω_ysおよびω_zsの比較によつて限
定されている。

垂直運動の検出 船舶に使用する場合、進路角、ローリング角、
ピツチング角の検出に加えて上下運動も重要であ
る（例えばヘリコプタの着艦）。

このような用途のために本発明によれば振り子
縦軸線５と合致するか又は平行をなす測定軸線
（30）を有する１つの加速度計29が設けられる。

第１１図によれば持上げ加速度ｂ揚程が電子評
価回路３１内で一定限の周波数範囲内で２回積分
されて、持上げ速度Ｖ揚程および持上げ距離
Weg揚程が決定される。調整可能な振り子減衰
および船舶回転中心の近くでの装置支承によつて
見かけの垂直線による影響は無視できる。

発明の効果 ３つの回転速度センサ１；２，３；４が11つの
共通の、垂直線をなす振り子５に配置されてい
て、この振り子５自体水平面内で任意の軸線を中
心として揺動できるようにしたことにより、垂直
センサ又は加速度計を省略することができ、また
ダイナミツクレンジを著しく減少することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基準装置の第１の実施例の斜
視図、第２図は第２の実施例の斜視図、第３図は
第３の実施例の斜視図、第４図は航法枠に対する
ジヤイロの測定軸線をオイラー角によつて示した
ダイヤグラム、第５図は進路検出のための回路
図、第６図は基準装置の周波数特性曲線図、第７
図および第８図はいずれも拘束したジヤイロから
の回転速度信号とカルダン軸内の角度測定部材の
信号との結合を示す回路図、第９図は０から2π
までのタンジエント関数およびコタンジエント関
数を示すダイヤフラム、第１０図は全円の８つの
セグメントおよび拘束信号に関する評価条件を示
すダイヤグラム、第１１図は持上げ速度および持
上げ行程量を検出するための回路図である。 １……自由ジヤイロ、２，３……測定軸線、４
……回転速度センサ、５……振り子縦軸線、６，
７……検出部材、８，８′，８″……スポーク、９
……球面シヤーレ、１０，１１……カルダン軸、
１２……乗り物側固定部分、１３……磁石、１４
…乗り物縦軸線、１５……カルダン枠、１７，１
８……角度測定部材、１９……電気モータ、２０
……支承部、２１……据付け面、２３……拘束電
子装置、２４……回転速度センサ、２５……計算
機、２６……フイルタ、ω_E……地球自転速度、
Ｒ……地球半径、φ……緯度、Ｖ……乗り物速
度、Ｈ……ジヤイロ回転、α……方位角、θ……
ピツチング角、γ……ローリング角、ω……角速
度、ｇ……重力による加速度、ω_F……方位軸を
中心とした乗り物の回転速度、θ_K……内側のカル
ダン軸とカルダン枠との間で測定される角度、γ_K
……カルダン枠と乗り物との間で測定される角
度、……αの平均値、α^……αの評価値、Δα…
…αととの差、ｉ……指数、Ｓ……センサ枠、
Ｎ……航法枠、RG……回転速度センサ、ｂ……
持上げ加速度、Ｖ……持上げ速度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乗り物用の指北性の進路兼位置基準装置であ
   つて、互いに直角な３つの乗り物軸線に相応す
   る、互いに直角な３つの測定軸線のための回転速
   度センサを備えている形式のものにおいて、 (イ) 回転速度センサが鉛直線をなす１つの共通の
   振り子５に配置されていて、この振り子５は水
   平面内の任意の軸線を中心として揺振すること
   ができ、 (ロ) 回転速度センサの３つの測定軸線の内の１つ
   が振り子５の縦軸線に合致しているか又は平行
   に位置して、残りの両方の測定軸線２，３は前
   期第１の測定軸線５に対して直角に、かつ互い
   に直角に位置しており、 (ハ) 振り子５がカルダン式に又は球面のユニバー
   サルボールジヨイントによつて支承されてお
   り、かつカルダン軸１０，１１に、ポテンシオ
   メータ、レゾルバを含むシンクロ装置、デジタ
   ルの角度測定エレメント及び類似物のような角
   度測定エレメント１７，１８が設けられてお
   り、 (ニ) 回転速度センサの回転速度信号ωys，ωzsが、
   絶対値、比及び正負符号に関して評価され、か
   つこの評価の成果から計算により北方向が規定
   されるようになつており、 (ホ) 角度測定エレメント１７，１８によつて生じ
   た角度測定信号θk，γkが、角度θ，γを探知
   するために、回転速度センサの回転速度信号と
   結びつけられ、 (ヘ) 基準装置が、設置面２１に対して垂直の軸線
   を中心にして回転可能に配置されており、又は
   １つの回転速度センサ１の回転方向が逆転可能
   になつており、 (ト) 水平面内の任意の軸線を中心にした振り子運
   動のための、渦電流減衰作用を生ずる減衰装置
   ９が設けられている、 ことを特徴とする、乗り物用の指北性の進路兼位
   置基準装置。 ２ ３つの回転速度センサの内２つのセンサとし
   て、２つの互いに直角の測定軸線２，３を有す
   る、ゼロ位置で拘束されている１つの自由ジヤイ
   ロが使われており、他の測定軸線に対して直角で
   あつてかつ振り子５の縦軸線と合致する測定軸線
   を有する第３の回転速度センサ４として、レート
   ジヤイロ又は積分レートジヤイロ又は光学式の回
   転速度センサが使われている特許請求の範囲第１
   項に記載の基準装置。 ３ 自由ジヤイロの回転軸線は振り子５の縦軸線
   に合致しているか又は平行に位置していて、この
   自由ジヤイロの両方の測定軸線は振り子５の縦軸
   線に対して直角に一平面内に位置しており、レー
   トジヤイロ又は積分レートジヤイロ又は光学式の
   回転速度センサの第３の測定軸線も振り子５の縦
   軸線に合致している特許請求の範囲第２項に記載
   の基準装置。 ４ 他の測定軸線に対して直角のそれぞれ１つの
   測定軸線を有する３つの回転速度センサが振り子
   に配置されており、この場合測定軸線の１つが振
   り子縦軸線５と合致している特許請求の範囲第１
   項から第３項までのいずれか１項に記載の基準装
   置。 ５ 角度測定部材１７，１８は精度を高めるため
   に多段の粗動・微動発信器として構成されている
   特許請求の範囲第１項に記載の基準装置。 ６ 振り子５のカルダン軸１０，１１内の角度測
   定部材１７，１８が省略されてたんに北基準器
   （ジヤイロコンパス）として構成されている特許
   請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項
   に記載の基準装置。 ７ 自由ジヤイロ１の両方の測定軸線２，３の交
   点が振り子軸受の互いに直角な両方のカルダン軸
   １０，１１の交点もしくは球面状自在軸受の球面
   中心点と合致している特許請求の範囲第１項から
   第６項までのいずれか１項に記載の基準装置。 ８ 振り子５の下端部に導電材料から成る球面シ
   ヤーレ９の計の減衰装置が配置されていて、球面
   シヤーレ９の形状中心点がカルダン軸１０，１１
   の交点と合致しており、球面シヤーレ９の下側に
   は永久磁石又は電磁石１３が乗り物側の固定部分
   １２上に配置されていて、この永久磁石又は電磁
   石１３は導電性の前記球面シヤーレ９と共に渦電
   流の減衰を生ずる特許請求の範囲第１項から第７
   項までのいずれか１項に記載の基準装置。 ９ 振り子の下端部に永久磁石又は電磁石が配置
   されており、この磁石はその下側に配置されて乗
   り物側の固定部分１２に結合されている球面シヤ
   ーレと協働して振り子５の渦電流減衰を生ぜしめ
   る特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれ
   か１項に記載の基準装置。 １０ 回転支承部２０がケーシング２１に支持さ
   れており、かつ180度の回転運動を行うために、
   振り子５の縦軸線に対して手動で又は電動で回転
   可能に支承されている特許請求の範囲第１項に記
   載の基準装置。 １１ 自由ジヤイロ１がその測定軸線２，３の１
   つを中心として所定の時間間隔で180度旋回可能
   である特許請求の範囲第１項に記載の基準装置。 １２ 自由ジヤイロ１が、該自由ジヤイロ１の回
   転方向が所定の時間間隔で逆転するように支承さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の基準装
   置。 １３ 特殊な用途のために進路兼位置情報の静的
   精度を高めるため、加速度計、電解水準器等のよ
   うな垂直センサが振り子内に不動に一体的に配置
   されており、この垂直センサの測定軸線は振り子
   の縦軸線に対して直角をなしている特許請求の範
   囲第１項から第１２項までのいずれか１項に記載
   の基準装置。 １４ ３つの互いに直角な測定軸線のための回転
   速度センサとして２つのほぼ同一構造の自由ジヤ
   イロが使われている特許請求の範囲第１項から第
   １３項までのいずれか１項に記載の基準装置。 １５ 先ず最初に、回転速度信号の評価に基づい
   て360度円の八分の一セグメントでの乗り物進路
   の角度配分がなされ、この八分の一セグメント内
   でアークタンジエントが八分の一セグメント内の
   正確な進路に相当する両方の回転速度信号ωys，
   ωzsの商から得られる特許請求の範囲第１項から
   第１４項までのいずれか１項に記載の基準装置。 １６ 乗り物運動に重畳される高周波の信号を除
   去する１つのフイルタ２６に加えて付加的に、北
   方向に対する正確な進路角のために計算機２５内
   で得られた信号αjに次いで、方位軸線を中心とし
   乗り物速度ω_Fを検出するための回転速度センサ
   ２４が設けられており、この回転速度センサ２４
   は、乗り物運動を遅れなしに検出し、第２のフイ
   ルタ２７を介して第１のフイルタ２６の出口へ方
   位軸線を中心とした評価乗り物速度に相当する信
   号ω∧_Fを供給し、この信号ω∧_Fから積分２８を介し
   て北方向の評価値αjが決定される特許請求の範囲
   第１４項又は第１５項に記載の基準装置。 １７ 互いに直角な測定軸線２，３が振り子５に
   縦軸線に対して直角な一平面内に配置されている
   基準装置全体か又はその自由ジヤイロ１のみを乗
   り物２１に対して相対的に回転可能に支承する支
   承部１９，２０を備えており、基準装置全体又は
   その自由ジヤイロ１が両方の測定軸線２，３の内
   第１の測定軸線内で回転するのに伴つて最大の、
   第２の測定軸線内で回転するのに伴つて最小の拘
   束用モーメントを検出する回路装置を備えてお
   り、前記第１の測定軸線の位置が北南方向に相当
   する特許請求の範囲第１項から第１６項までのい
   ずれか１項に記載の基準装置。 １８ 互いに直角な測定軸線２，３が一平面内に
   位置している基準装置全体又はその自由ジヤイロ
   １の回転支承部１９，２０，２１と、基準装置全
   体又は自由ジヤイロの連続的な回転駆動部と、両
   方の測定軸線内で自由ジヤイロの拘束のために必
   要とする両方のモーメントのサイン特性曲線から
   90度位相をずらされた信号を得て、この信号を北
   方向の決定のため評価する回路装置とを備えてい
   る特許請求の範囲第１項から第１７項までのいず
   れか１項に記載の基準装置。