JPH05288559A - Gyroscope device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、船舶、自動車等の航行
体の方位角を検出するジャイロ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyro device for detecting an azimuth angle of a navigation body such as a ship or an automobile.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、船舶等には、周知の如く、方位を
計測する装置として、ジャイロコンパス及び磁気コンパ
スが有り、如何なる条件下においても、常に自船の方位
を計測し、安全な航行が可能となるようになされてい
た。2. Description of the Related Art Conventionally, as is well known, ships and the like have a gyro compass and a magnetic compass as devices for measuring heading, and under any conditions, always measure the heading of the ship to ensure safe navigation. It was made possible.
【０００３】しかしながら、ジャイロコンパスは、その
起動時間が約１時間以上と長くかかること、また、磁気
コンパスは、地磁気の北を示すことから、その示す方位
は真北から偏移しているという欠点を有していた。However, the gyro compass takes a long starting time of about 1 hour or more, and the magnetic compass indicates north of the earth's magnetism, so that the azimuth indicates a deviation from true north. Had.
【０００４】近年、これらの欠点を一掃し、常時、船舶
等の航行体の位置を検出するシステムとして、衛星によ
る電波を利用したＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉ
ｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）航法が提案されている。こ
れは、常時、３個以上の衛星からのデータにより、三次
元的に航行体の位置及び方位角等を計測するものであ
り、衛星の打上げが終了する１９９０年代には、民間用
のコードであるＣ／Ａコードを用いて運用されるものと
期待されている。In recent years, as a system for eliminating these drawbacks and constantly detecting the position of a navigation body such as a ship, GPS (Global Position) using radio waves from satellites is used.
oning System) navigation has been proposed. This is a three-dimensional measurement of the position and azimuth of a navigation vehicle using data from three or more satellites at all times. In the 1990s when the launch of the satellite was completed, a civilian code was used. It is expected to be operated using a certain C / A code.
【０００５】以下、文献「ＧＰＳの概要と受信機につい
て」航行９０号（昭和６１年１２月）をもとに、ＧＰＳ
受信機の概要について図２を参照して述べる。図２にお
いて、１は、例えば、船舶等の航行体（図示せず）に取
りつけた受信アンテナである。アンテナ１は、上半球に
一様な指向性を持っており、船舶用としては性能上の理
由から通常はヘリカルアンテナが用いられるが、自動車
や航空機用においては美観や空力特性上の理由から通常
は平板アンテナが用いられる。[0005] In the following, based on the document "Outline of GPS and receiver", Navigation No. 90 (December 1986), GPS
An outline of the receiver will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a receiving antenna attached to a navigation body (not shown) such as a ship. The antenna 1 has a uniform directivity in the upper hemisphere, and a helical antenna is normally used for performance reasons for ships, but is normally used for automobiles and aircraft because of aesthetics and aerodynamic characteristics. Is a flat plate antenna.
【０００６】アンテナ１で受信した１，５７５．４２Ｍ
Ｈｚ（Ｌ1 ）のＧＰＳ信号は、アンテナの近傍に設置さ
れたプリアンプ２に伝えられ増幅される。特に船舶用の
場合には、アンテナの設置場所と受信処理器３の設置場
所との間が数十メートルにも及ぶ場合が少なくないの
で、その間を結ぶ同軸ケーブルの中で起る信号の減衰を
補償するために、プリアンプ２が用いられる。1,575.42M received by antenna 1
The GPS signal of Hz (L 1 ) is transmitted to the preamplifier 2 installed near the antenna and amplified. Particularly for ships, the distance between the installation location of the antenna and the installation location of the reception processing unit 3 is often several tens of meters, so the attenuation of the signal that occurs in the coaxial cable that connects them is often avoided. A preamplifier 2 is used to compensate.
【０００７】プリアンプ２の出力信号は、受信処理器３
内に導かれ周波数変換増幅器４により周波数変換された
後中間周波増幅される。この中間周波増幅されたＧＰＳ
信号の中には、受信点の上空に飛来している全衛星から
のスペクトル拡散信号が含まれている。The output signal of the preamplifier 2 is supplied to the reception processor 3
It is guided to the inside and frequency-converted by the frequency conversion amplifier 4 and then amplified at an intermediate frequency. This intermediate frequency amplified GPS
The signals include spread spectrum signals from all satellites flying over the receiving point.
【０００８】中間周波増幅されたＧＰＳ信号の中から現
在受信しようとしている衛星からの信号を抽出するため
に、その衛星に付与された特定のＣ／Ａコードを受信処
理器内で発生させて中間周波増幅されたＧＰＳ信号と相
関をとることによってスペクトル逆拡散復調を行う。本
処理を行うものがスペクトル逆拡散復調器５である。In order to extract the signal from the satellite which is about to be received from the GPS signal amplified by the intermediate frequency, a specific C / A code assigned to the satellite is generated in the reception processor to generate an intermediate signal. The spectrum inverse spread demodulation is performed by correlating with the frequency-amplified GPS signal. It is the spectrum despread demodulator 5 that performs this processing.
【０００９】このスペクトル逆拡散復調を所望の４個の
衛星について行えば、その４個の衛星から同一周波数
（Ｌ1 ）で送られて来たＧＰＳ信号がそれぞれ分離され
て復調されたことになる。スペクトル逆拡散復調器５の
出力側は、距離測定器６、ドプラ測定器７及び軌道デー
タ収集器８に接続されている。この距離測定器６におい
ては距離算出のため、次のような処理を行う。If this spectrum despread demodulation is carried out for four desired satellites, it means that the GPS signals sent from the four satellites at the same frequency (L 1 ) are separated and demodulated. .. The output side of the spectrum despread demodulator 5 is connected to the distance measuring device 6, the Doppler measuring device 7 and the trajectory data collector 8. The distance measuring device 6 performs the following processing to calculate the distance.
【００１０】スペクトル逆拡散復調器５において、受信
処理器３内で発生されたＣ／Ａコードの位相を制御して
このＣ／Ａコードと受信したＧＰＳ信号との相関が最大
となるようにすれば、受信処理器３内で発生されたＣ／
Ａコードの位相は受信したＧＰＳ信号のＣ／Ａコードの
位相と一致したこととなり、従って、受信処理器３内で
発生されたＣ／Ａコードの位相から受信点と衛星との間
の距離を算出することができる。The spectrum despread demodulator 5 controls the phase of the C / A code generated in the reception processor 3 so that the correlation between the C / A code and the received GPS signal becomes maximum. For example, C / generated in the reception processor 3
The phase of the A code coincides with the phase of the C / A code of the received GPS signal. Therefore, the distance between the receiving point and the satellite is calculated from the phase of the C / A code generated in the reception processor 3. It can be calculated.
【００１１】また軌道データ収集器８では、スペクトル
逆拡散復調したＧＰＳ信号の中に含まれる伝送速度５０
ｂｐｓの軌道情報を検出し、軌道データの収集を行う。In the orbit data collector 8, the transmission rate 50 included in the GPS signal subjected to spectrum despread demodulation is used.
Orbit information of bps is detected and orbit data is collected.
【００１２】この距離測定器６及び軌道データ収集器８
の出力信号により、位置計算部９では、衛星の軌道デー
タから現在受信中の４個の衛星についてそれぞれの軌道
上の位置を正確に算出し、これらの値と先に求めた受信
点と衛星との間の距離とから４元連立方程式を立て、こ
れを逐次近似法で解いて受信点の位置を求める。The distance measuring device 6 and the trajectory data collecting device 8
The position calculation unit 9 accurately calculates the positions on the orbits of the four satellites currently being received from the orbital data of the satellites based on the output signal of the above, and these values and the reception points and satellites previously obtained. A simultaneous four-dimensional equation is established from the distance between the two, and this is solved by the successive approximation method to obtain the position of the receiving point.
【００１３】また、スペクトル逆拡散復調器５の出力側
はドプラ測定器７に接続されており、ドプラ測定器７で
は、スペクトル逆拡散復調したＧＰＳ信号に含まれる搬
送波の周波数を測定することにより、ＧＰＳ信号のドッ
プラ偏移を算出する。このドップラ偏移から、受信点と
衛星との間の距離の変化率を知ることができる。Further, the output side of the spectrum despread demodulator 5 is connected to the Doppler measuring instrument 7, and the Doppler measuring instrument 7 measures the frequency of the carrier contained in the GPS signal subjected to the spectrum despread demodulating, Calculate the Doppler shift of the GPS signal. From this Doppler shift, the rate of change of the distance between the receiving point and the satellite can be known.
【００１４】ドプラ測定器７及び軌道データ収集器８の
出力側は移動速度、方位計算部１０に接続され、軌道デ
ータ収集器８で得た衛星の軌道データから現在受信中の
４個の衛星の運動を正確に算出し、これらの値と先に述
べたドプラ測定器７の出力信号とによりＧＰＳ信号のド
ップラ偏移とから受信点の移動速度・方位を計算する。The output sides of the Doppler measuring device 7 and the orbit data collector 8 are connected to the moving speed / azimuth calculation unit 10, and the orbit data of the satellites obtained by the orbit data collector 8 are used to calculate the four satellites currently being received. The motion is accurately calculated, and the moving speed / direction of the receiving point is calculated from these values and the Doppler shift of the GPS signal based on the output signal of the Doppler measuring device 7 described above.
【００１５】このように、ＧＰＳ単独でも位置のみなら
ず、搬送波のドプラシフトを計測することにより速度ベ
クトルを求めることができ、この速度ベクトルの向きか
ら航行体の運動方位角をも計測することができる。As described above, the GPS alone can determine the velocity vector by measuring not only the position but also the Doppler shift of the carrier wave, and the motion azimuth of the navigation vehicle can also be measured from the direction of the velocity vector. ..
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の衛星電波のドプラシフトを利用した方位角計測
装置では、方位角計測のための演算時間がかかりすぎる
ため、連続的に方位角を計測することができず、このた
め、例えば船舶が旋回運動を行った場合等には、時間遅
れのために、誤差を生ずるという問題点があった。However, in the azimuth measuring device using the Doppler shift of the satellite radio waves described above, the azimuth is continuously measured because the calculation time for measuring the azimuth is too long. Therefore, there is a problem in that, for example, when the ship makes a turning motion, an error occurs due to a time delay.
【００１７】また、航行体の速度が遅くなると、出力方
位角の誤差が大きくなり静止時の方位角は出力できない
という欠点を有していた。Further, when the speed of the navigation vehicle becomes slow, the error of the output azimuth angle becomes large and the azimuth angle at rest cannot be output.
【００１８】また、ＧＰＳ電波には、その衛星の配置
上、計測誤差が大きくなる地域及び時刻が存在するこ
と、また太陽活動に起因する磁気異常のため、計測が困
難となる場合がある等の欠点を有していた。In addition, due to the location of the satellite, there are regions and times where the measurement error is large in the GPS radio wave, and there are cases where it is difficult to measure due to magnetic anomalies due to solar activity. It had drawbacks.
【００１９】このため、本発明は、従来の装置の持つ問
題点を解決した新規な方位角計測用のジャイロ装置を提
供するものである。Therefore, the present invention provides a novel gyro device for azimuth measurement which solves the problems of the conventional device.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明によるジャイロ装
置は、例えば図１に示す如く航行体に設置した衛星受信
アンテナ１とこのアンテナ１で受信した衛星電波を用い
てこの航行体の位置及び速度を計測し、この速度により
方位角を演算する演算手段３を有するジャイロ装置にお
いて、航行体のヨー軸を入力軸となすよう航行体に固定
した角速度センサ２０と、この角速度センサ２０の出力
信号を入力信号とし、その出力信号を積分する積分手段
２３の入力信号とする加算器Ｅと、この積分手段２３の
出力信号とこの衛星電波を受信することにより得られる
方位角とを比較する比較手段Ｃと、この比較手段Ｃの偏
差を補償するための補償手段２７と、この補償手段２７
の出力信号をこの加算器Ｅの負入力端にフィードバック
する手段を有するものである。A gyro device according to the present invention uses, for example, a satellite receiving antenna 1 installed in a navigation body as shown in FIG. 1 and the position and speed of the navigation body using satellite radio waves received by the antenna 1. In the gyro device having the calculating means 3 for calculating the azimuth based on this speed, the angular velocity sensor 20 fixed to the navigation body so that the yaw axis of the navigation body serves as the input axis, and the output signal of this angular velocity sensor 20 An adder E that receives the satellite radio wave as an input signal and an output signal of the integrating means 23 that integrates the output signal of the integrating means 23, and a comparing means C that compares the azimuth angle obtained by receiving the satellite radio wave. And a compensating means 27 for compensating for the deviation of the comparing means C, and the compensating means 27.
It has means for feeding back the output signal of (1) to the negative input terminal of the adder E.
【００２１】[0021]
【作用】斯る本発明によれば、方位角の出力値は、ＧＰ
Ｓ受信器の方位角演算手段２４の出力周期値に関係な
く、連続して方位角を計測することができる。このた
め、船舶等の航行体の運動による方位角計測値の時間遅
れもなく、正確に方位角を計測することができる。ま
た、航行体の速度が遅くなっても角速度センサ２０によ
る方位角が連続して得られるから航行体の速度による影
響は受けない。According to the present invention, the output value of the azimuth angle is GP
The azimuth angle can be continuously measured regardless of the output cycle value of the azimuth angle calculation means 24 of the S receiver. Therefore, the azimuth angle can be accurately measured without a time delay of the azimuth angle measurement value due to the motion of the navigation body such as a ship. Further, even if the speed of the navigation vehicle is slowed, the azimuth angle is continuously obtained by the angular velocity sensor 20, so that the speed of the navigation vehicle is not affected.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、図１を参照して、本発明によるジャイ
ロ装置の一実施例を説明する。図１に於て、２０は、航
行体、例えば船舶等の船体のヨー軸を入力軸とするよう
船体に固定された振動ジャイロの如き角速度センサであ
る。この角速度センサ２０は、振動ジャイロにかぎるこ
となく、例えばファイバージャイロ、ガスレートセン
サ、回転ロータ式レートジャイロ等であっても良い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the gyro device according to the present invention will be described below with reference to FIG. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes an angular velocity sensor such as a vibrating gyro fixed to a navigation body, for example, a yaw axis of a hull of a vessel or the like, which is fixed to the hull. The angular velocity sensor 20 is not limited to the vibration gyro and may be, for example, a fiber gyro, a gas rate sensor, a rotary rotor type rate gyro, or the like.
【００２３】本実施例では、角速度センサ２０が振動ジ
ャイロであるとして説明を行うこととする。振動ジャイ
ロとは、振動している物体に振動ベクトルと垂直方向に
角速度が働くと、振動ベクトル及び角速度ベクトルの両
ベクトルに垂直な方向にコリオリの力が作用するという
力学原理に基き、コリオリの力から角速度の大きさと方
向とを検出し、アナログ電圧で角速度を出力する回転体
を用いないレートジャイロである。尚、角速度センサと
して振動ジャイロを用いると、これは回転体を用いてい
ないため、長寿命、起動時間が短い、低消費電力である
等の特徴がある。In this embodiment, it is assumed that the angular velocity sensor 20 is a vibration gyro. A vibration gyro is a Coriolis force based on the mechanical principle that when a vibrating object is subjected to an angular velocity in the direction perpendicular to the vibration vector, the Coriolis force acts in a direction perpendicular to both the vibration vector and the angular velocity vector. It is a rate gyro that does not use a rotating body that detects the magnitude and direction of the angular velocity from the output and outputs the angular velocity with an analog voltage. When a vibrating gyro is used as the angular velocity sensor, since it does not use a rotating body, it has features such as long life, short starting time, and low power consumption.
【００２４】振動ジャイロの出力角速度は、Ａ／Ｄ変換
器２１に供給されて、ディジタル変換された後、航行体
のヨー軸の傾斜補正を行う傾斜補正演算部２２で傾斜補
正を行った後に加算部Ｅを介して積分器２３に供給され
る。積分器２３は、角速度を積分する機能を有してお
り、その出力信号は角度を示す。積分器２３の出力角度
は、振動ジャイロ２０の入力軸がヨー軸となるように設
置されているので、傾斜補正を行った後の水平面に投影
した積分器２３の出力信号は航行体の方位角ということ
ができる。The output angular velocity of the vibrating gyro is supplied to the A / D converter 21 and digitally converted, and then added after being tilt-corrected by the tilt-correction calculation unit 22 which corrects the tilt of the yaw axis of the navigation vehicle. It is supplied to the integrator 23 via the section E. The integrator 23 has a function of integrating the angular velocity, and its output signal indicates an angle. Since the output angle of the integrator 23 is set so that the input axis of the vibration gyro 20 is the yaw axis, the output signal of the integrator 23 projected on the horizontal plane after the tilt correction is the azimuth angle of the navigation vehicle. Can be said.
【００２５】一方、船体等航行体に固定されたアンテナ
１により受信したＧＰＳ衛星からの電波は、受信処理器
３により処理されＧＰＳで計測した速度及び方位角が得
られる。On the other hand, the radio wave from the GPS satellite received by the antenna 1 fixed to the navigation body such as a ship is processed by the reception processor 3 to obtain the speed and azimuth angle measured by GPS.
【００２６】なお、図２中の移動速度、方位演算部１０
は、図１においてＧＰＳ速度演算部２５、ＧＰＳ方位演
算部２４に分けて記載した。ＧＰＳ方位演算部２４から
のＧＰＳ測定による方位角信号は、振動ジャイロ２０の
出力信号を積分することによって得られた方位角信号と
比較器Ｃで比較演算され、その残差角は、判別器２６に
供給される。判別器２６は、ＧＰＳ速度演算部２５の出
力信号である速度がある規定値（例えば５ｋｍ／Ｈ）以
上であるか否かを判別し規定値以上であれば比較器Ｃの
出力信号を補償演算部２７に供給し、規定値以下であれ
ば比較器Ｃの出力信号を補償演算部２７に供給しないと
いうスイッチ機能を有している。The moving speed / azimuth calculation unit 10 shown in FIG.
Are separately shown in FIG. 1 for the GPS speed calculation unit 25 and the GPS azimuth calculation unit 24. The azimuth angle signal obtained by GPS measurement from the GPS azimuth calculation unit 24 is compared and calculated by the comparator C with the azimuth angle signal obtained by integrating the output signal of the vibration gyro 20, and the residual angle thereof is determined by the discriminator 26. Is supplied to. The discriminator 26 discriminates whether or not the velocity, which is the output signal of the GPS velocity calculator 25, is at or above a certain prescribed value (for example, 5 km / H), and if it is at least the prescribed value, the output signal of the comparator C is compensated and calculated. The output signal of the comparator C is supplied to the compensation calculation unit 27 if it is less than the specified value.
【００２７】この機能により、ＧＰＳの測定による方位
角の航行体の低速時における誤差の混入を本システムか
ら防ぐ構成となっている。判別器２６の出力側は、補償
演算部２７に接続されており、補償演算部２７は例えば
Ｋ1 ＋Ｋ2 ／Ｓ（Ｋ1 ，Ｋ2；定数、Ｓ；ラプラス演算
子）なる伝達関数で構成する。With this function, the system is configured so as to prevent an error from being mixed in the azimuth angle navigation vehicle at low speed by GPS measurement. The output side of the discriminator 26 is connected to a compensation calculation unit 27, and the compensation calculation unit 27 is composed of, for example, a transfer function of K 1 + K 2 / S (K 1 , K 2 ; constant, S; Laplace operator). To do.
【００２８】この補償演算部２７は、比較器Ｃ出力信号
の残差角をＫ1 倍する作用と、角速度センサ２０のドリ
フトを補償する作用とを有している。補償演算部２７か
らの出力信号は、積分器２３の入力側の加算部Ｅに、反
対符号でフィードバックされる。The compensation calculation unit 27 has the function of multiplying the residual angle of the output signal of the comparator C by K 1 and the function of compensating for the drift of the angular velocity sensor 20. The output signal from the compensation calculator 27 is fed back to the adder E on the input side of the integrator 23 with the opposite sign.
【００２９】このように系を構成すると、振動ジャイロ
２０の出力角速度を積分した方位角が、ＧＰＳ方位演算
部２４からの方位角に追従する。したがって、ＧＰＳ方
位演算部２４の出力周期が長くなっても、その間は、振
動ジャイロ２０による方位角で補償されるため、常時、
正確な方位角を得ることができる。尚、積分器２３より
の方位角を表示する要素が表示器２８である。When the system is constructed as described above, the azimuth angle obtained by integrating the output angular velocity of the vibration gyro 20 follows the azimuth angle from the GPS azimuth calculation unit 24. Therefore, even if the output cycle of the GPS azimuth calculation unit 24 becomes long, the azimuth angle by the vibration gyro 20 is compensated during that period, so that
An accurate azimuth can be obtained. The element for displaying the azimuth from the integrator 23 is the display 28.
【００３０】次に、傾斜補正演算部２２について詳細に
説明する。本例を適用する航行体が略々水平面内での運
動のみである場合には、この傾斜補正を行う必要はない
が、例えば船舶のように常に動揺運動を行いながら旋回
運動を行うような場合には、この傾斜補正が必要であ
る。Next, the inclination correction calculator 22 will be described in detail. When the navigation body to which this example is applied is only movement in a substantially horizontal plane, it is not necessary to perform this tilt correction, but for example, when performing a turning motion while constantly performing a wobbling motion, such as a ship. This tilt correction is necessary for
【００３１】例えば船体の運動は、その重心、浮心及び
外力によって記述することができるが、船体の質量、重
心位置、浮力、浮力中心位置は、船体及びその積荷等に
よって異なるものの、これらの諸量は、船体固有量とし
て、個々に既知である。したがって、船舶が旋回する際
に受ける遠心加速度による船体傾斜角は、重力ベクトル
と遠心ベクトルとの合成ベクトルが浮力ベクトルと釣り
合う角度として決定することができる。For example, the motion of the hull can be described by its center of gravity, buoyancy, and external force. Although the mass, center of gravity, buoyancy, and center of buoyancy of the hull differ depending on the hull and its load, etc. The quantities are individually known as hull specific quantities. Therefore, the hull inclination angle due to the centrifugal acceleration received when the ship turns can be determined as the angle at which the combined vector of the gravity vector and the centrifugal vector balances with the buoyancy vector.
【００３２】船体に作用する遠心ベクトルは、ＧＰＳ速
度演算部２５の出力信号である速度及び振動ジャイロ２
０の出力値である角速度を用いて計算することができ
る。これより、船体傾斜角αを決定することができる。
船体傾斜角αが求まれば、鉛直方向のジャイロの入力角
速度は、ジャイロの出力信号に１／ｃｏｓαを乗じるこ
とにより、求めることができる。The centrifugal vector acting on the hull is a velocity and vibration gyro 2 which is an output signal of the GPS velocity calculator 25.
It can be calculated using the angular velocity which is an output value of zero. From this, the hull inclination angle α can be determined.
Once the hull inclination angle α is obtained, the input angular velocity of the gyro in the vertical direction can be obtained by multiplying the output signal of the gyro by 1 / cos α.
【００３３】以上のように、船体速度を用い船体傾斜に
よるジャイロ２０の出力信号の補正を行う要素が、Ａ／
Ｄ変換器２１と加算部Ｅとの間に設けた傾斜補正演算部
２２である。この補正を行なえば、例え船体が傾斜して
も、正しくその方位角を計測することができる。As described above, the element that corrects the output signal of the gyro 20 by the ship inclination using the ship speed is A /
It is a tilt correction calculation unit 22 provided between the D converter 21 and the addition unit E. With this correction, even if the hull is tilted, its azimuth can be accurately measured.
【００３４】なお、図１には図示していないものの振動
ジャイロ２０の出力方位角である積分器２３の出力方位
角とＧＰＳ方位演算部２４の出力方位角との偏差値が異
常に大きい場合（例えば５°以上）には、ＧＰＳ方位演
算部２４を異常とみなし、フィードバックループの一部
である判別器２６の出力信号を０とし、偏差をフィード
バックしない処理を行わせることができる。上述の処理
を行うことより、ＧＰＳ衛星からの電波異常及びＧＤＯ
Ｐ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ
ｒｅｃｉｓｉｏｎ）の増大による受信状況異常等を検出
し、方位誤差の発生を防止することができる。Although not shown in FIG. 1, when the deviation value between the output azimuth angle of the integrator 23 and the output azimuth angle of the GPS azimuth calculation unit 24, which is the output azimuth angle of the vibration gyro 20, is abnormally large ( (For example, 5 ° or more), the GPS azimuth calculation unit 24 can be regarded as abnormal, the output signal of the discriminator 26, which is a part of the feedback loop, can be set to 0, and the deviation can not be fed back. By performing the above-mentioned processing, the radio wave abnormality from the GPS satellite and the GDO
P (Geometric Dilution of P)
It is possible to prevent the occurrence of the azimuth error by detecting an abnormal reception situation or the like due to an increase in the number of signals.
【００３５】なお、本発明は上述実施例に限ることなく
本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が
採り得ることは勿論である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下に列挙する効果が得られる。 （１）船舶等の航行体の方位角を高精度で連続して得る
ことができる。 （２）方位角を時間遅れなく計測することができる。 （３）ＧＰＳ衛星から得られる方位角の誤差が増大した
場合にも、連続して高精度な方位角を得ることができ
る。 （４）振動ジャイロを用いれば、長寿命、低消費電力、
起動時間が短い。As described above, according to the present invention, the effects listed below can be obtained. (1) The azimuth angle of a navigation body such as a ship can be continuously obtained with high accuracy. (2) The azimuth angle can be measured without time delay. (3) Even if the error in the azimuth angle obtained from the GPS satellite increases, the azimuth angle can be continuously obtained with high accuracy. (4) With a vibrating gyro, long life, low power consumption,
Startup time is short.
【図１】本発明ジャイロ装置の一実施例を示す構成図で
ある。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a gyro device of the present invention.
【図２】ＧＰＳ受信機の例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a GPS receiver.
１ 衛星受信アンテナ ３ 受信処理器 ２０ 角速度センサ ２３ 積分器 ２４ ＧＰＳ方位演算部 ２５ ＧＰＳ速度演算部 ２６ 判別器 ２７ 補償演算部 ２８ 表示器 Ｃ 比較器 Ｅ 加算器 1 Satellite Reception Antenna 3 Reception Processor 20 Angular Velocity Sensor 23 Integrator 24 GPS Azimuth Calculator 25 GPS Speed Calculator 26 Discriminator 27 Compensation Calculator 28 Display C Comparator E Adder
Claims (4)
アンテナで受信した衛星電波を用いて上記航行体の位置
及び速度を計測し、該速度により方位角を演算する演算
手段を有するジャイロ装置において、 航行体のヨー軸を入力軸となすよう航行体に固定した角
速度センサと、 該角速度センサの出力信号を入力信号とし、その出力信
号を積分する積分手段の入力信号とする加算器と、 上記積分手段の出力信号と上記衛星電波を受信すること
により得られる方位角とを比較する比較手段と、 該比較手段の偏差を補償するための補償手段と、 該補償手段の出力信号を上記加算器の負入力端にフィー
ドバックする手段を有することを特徴とするジャイロ装
置。1. A gyro device having a satellite receiving antenna installed on a navigation body and a calculating means for measuring the position and speed of the navigation body using satellite radio waves received by the antenna and calculating an azimuth angle based on the speed. An angular velocity sensor fixed to the navigation body so that the yaw axis of the navigation body serves as an input axis; an adder that uses an output signal of the angular velocity sensor as an input signal and an input signal of an integrating means for integrating the output signal; Comparing means for comparing the output signal of the integrating means with the azimuth angle obtained by receiving the satellite radio wave, compensating means for compensating the deviation of the comparing means, and the output signal of the compensating means for the adder. A gyro device having means for feeding back to a negative input end of the gyro device.
スレートセンサ、又は光ファイバージャイロであること
を特徴とする請求項１記載のジャイロ装置。2. The gyro device according to claim 1, wherein the angular velocity sensor is a vibration gyro, a gas rate sensor, or an optical fiber gyro.
航行体の傾斜補正手段を上記角速度センサと上記加算器
との間に挿入したことを特徴とする請求項１記載のジャ
イロ装置。3. Using the output signal of the speed measuring means,
2. The gyro device according to claim 1, wherein inclination correction means for the navigation body is inserted between the angular velocity sensor and the adder.
記補償手段への入力信号を零とする処理手段を、上記比
較手段と補償手段との間に設けたことを特徴とする請求
項１記載のジャイロ装置。4. A processing means for making an input signal to the compensating means zero by an output signal of the speed measuring means is provided between the comparing means and the compensating means. Gyro device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8417192A JPH05288559A (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Gyroscope device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8417192A JPH05288559A (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Gyroscope device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288559A true JPH05288559A (en) | 1993-11-02 |
Family
ID=13823051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8417192A Pending JPH05288559A (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Gyroscope device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288559A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-04-06 JP JP8417192A patent/JPH05288559A/en active Pending
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