JPH0611348A - ジャイロ装置 - Google Patents
ジャイロ装置Info
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- JPH0611348A JPH0611348A JP16895392A JP16895392A JPH0611348A JP H0611348 A JPH0611348 A JP H0611348A JP 16895392 A JP16895392 A JP 16895392A JP 16895392 A JP16895392 A JP 16895392A JP H0611348 A JPH0611348 A JP H0611348A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 13
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
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- Gyroscopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 測量中に、三脚の水平台が僅かに傾斜運動し
ても、方位角を正確に計測することができる測量用のジ
ャイロ装置を提供することにある。 【構成】 基台１０と、鉛直軸線周りに回転可能に基台
に支持された回転台１８と、回転台１８に装着され回転
台１８の回転軸線に直交する入力軸線Ａ−Ａを有するジ
ャイロ２０とを有し、子午線に対する方位角を測定する
ジャイロ装置において、回転台１８の回転軸線とジャイ
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力軸線を有
する加速度計５４を回転台１８に装着し、加速度計５４
によってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台１０の回
転角を測定し、それによってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ
周りの基台１０の回転変位に起因する方位角の誤差を補
正するように構成されている。
ても、方位角を正確に計測することができる測量用のジ
ャイロ装置を提供することにある。 【構成】 基台１０と、鉛直軸線周りに回転可能に基台
に支持された回転台１８と、回転台１８に装着され回転
台１８の回転軸線に直交する入力軸線Ａ−Ａを有するジ
ャイロ２０とを有し、子午線に対する方位角を測定する
ジャイロ装置において、回転台１８の回転軸線とジャイ
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力軸線を有
する加速度計５４を回転台１８に装着し、加速度計５４
によってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台１０の回
転角を測定し、それによってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ
周りの基台１０の回転変位に起因する方位角の誤差を補
正するように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ジャイロ装置に関し、
特に、静止している物体又は隔置された２つの地点を結
ぶ直線の真北に対する方位角を計側するための測量用ジ
ャイロ装置に関する。
特に、静止している物体又は隔置された２つの地点を結
ぶ直線の真北に対する方位角を計側するための測量用ジ
ャイロ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は測量用のジャイロ装置の使用例を
示しており、トランシット１が三脚２の上端の水平台２
−１上に装着されており、斯かるトランシット１の上端
にジャイロ装置３が取り付けられている。三脚２は水平
台２−１が水平方向に配置されるように配置されるが、
トランシット１の下面には微調整用のねじ１Ａが装着さ
れており、斯かるねじ１Ａを調節することによってトラ
ンシット１は水平面上に配置される。
示しており、トランシット１が三脚２の上端の水平台２
−１上に装着されており、斯かるトランシット１の上端
にジャイロ装置３が取り付けられている。三脚２は水平
台２−１が水平方向に配置されるように配置されるが、
トランシット１の下面には微調整用のねじ１Ａが装着さ
れており、斯かるねじ１Ａを調節することによってトラ
ンシット１は水平面上に配置される。
【０００３】トランシット１によって対象物の方向と傾
斜角が計測され、ジャイロ装置３によってトランシット
１の基線の子午線に対する方位角が計測される。
斜角が計測され、ジャイロ装置３によってトランシット
１の基線の子午線に対する方位角が計測される。
【０００４】図３は、従来のジャイロ装置３の構成例を
示す。ジャイロ装置は、基台１０と、該基台１０の中心
孔１０ａ内に配置された１対の方位軸受１２Ａ、１２Ｂ
と、該方位軸受１２Ａ、１２Ｂの内輪に嵌合された方位
軸１４と、該方位軸１４の上部に取り付けられた方位歯
車１６と、方位軸１４の上端部に取り付けられた回転台
１８と、該回転台１８の上面に装着されたジャイロ２０
と、を有する。
示す。ジャイロ装置は、基台１０と、該基台１０の中心
孔１０ａ内に配置された１対の方位軸受１２Ａ、１２Ｂ
と、該方位軸受１２Ａ、１２Ｂの内輪に嵌合された方位
軸１４と、該方位軸１４の上部に取り付けられた方位歯
車１６と、方位軸１４の上端部に取り付けられた回転台
１８と、該回転台１８の上面に装着されたジャイロ２０
と、を有する。
【０００５】方位軸１４と方位歯車１６と回転台１８と
ジャイロ２０とからなる組立体は、一体的に、方位軸１
４の中心線即ち方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転することがで
きる。
ジャイロ２０とからなる組立体は、一体的に、方位軸１
４の中心線即ち方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転することがで
きる。
【０００６】基台１０は下側のフランジ部１０ｂと上側
のフランジ部１０ｃとを有し、上側のフランジ部１０ｂ
にはステップモータ２２とゼロクロスピックアップ２６
とが装着されている。ステップモータ２２の回転軸には
ピニオン２４が装着され、斯かるピニオン２４は方位軸
１４に取り付けられた方位歯車１６に噛み合っており、
こうして、ステップモータ２２の回転はピニオン２４及
び方位歯車１６を経由して方位軸１４に伝達される。
のフランジ部１０ｃとを有し、上側のフランジ部１０ｂ
にはステップモータ２２とゼロクロスピックアップ２６
とが装着されている。ステップモータ２２の回転軸には
ピニオン２４が装着され、斯かるピニオン２４は方位軸
１４に取り付けられた方位歯車１６に噛み合っており、
こうして、ステップモータ２２の回転はピニオン２４及
び方位歯車１６を経由して方位軸１４に伝達される。
【０００７】ゼロクロスピックアップ２６は、例えば、
光学式に構成されたものであってよく、斯かる光学式の
ゼロクロスピックアップ２６は、例えば、方位歯車１６
の下面に装着されたピン２６Ａと上側のフランジ部１０
ｃの上面に装着された発光素子２６Ｂ及び受光素子２６
Ｃとを含むものであってよい。
光学式に構成されたものであってよく、斯かる光学式の
ゼロクロスピックアップ２６は、例えば、方位歯車１６
の下面に装着されたピン２６Ａと上側のフランジ部１０
ｃの上面に装着された発光素子２６Ｂ及び受光素子２６
Ｃとを含むものであってよい。
【０００８】ピン２６Ａが発光素子２６Ｂと受光素子２
６Ｃとの間を通ると、それは発光素子２６Ｂによって発
光され受光素子２６Ｃによって受光される光量の変化と
して検出される。こうして、基台１０に対する回転台１
６の方位基準が検出されることができる。
６Ｃとの間を通ると、それは発光素子２６Ｂによって発
光され受光素子２６Ｃによって受光される光量の変化と
して検出される。こうして、基台１０に対する回転台１
６の方位基準が検出されることができる。
【０００９】基台１０は下側のフランジ部１０ｂの下面
１０ｄは水平となるように、トランシット１の対応する
基準面に装着され、こうして方位軸線Ｚ−Ｚは鉛直方向
即ちＺ軸に整合して配置されることとなる。
１０ｄは水平となるように、トランシット１の対応する
基準面に装着され、こうして方位軸線Ｚ−Ｚは鉛直方向
即ちＺ軸に整合して配置されることとなる。
【００１０】図４及び図５を参照して、ジャイロ２０に
よって基台１０の方位角Φを測定する原理を説明する。
地球の北半球における地点Ｐを考える。地点Ｐを通る子
午線が赤道面と交わる点をＰO とし、地球の自転軸線を
ＯＰN とする。地点Ｐの緯度λは∠ＰＯＰO である。地
点Ｐに於ける水平面Ｈは地球面に対する接平面である。
よって基台１０の方位角Φを測定する原理を説明する。
地球の北半球における地点Ｐを考える。地点Ｐを通る子
午線が赤道面と交わる点をＰO とし、地球の自転軸線を
ＯＰN とする。地点Ｐの緯度λは∠ＰＯＰO である。地
点Ｐに於ける水平面Ｈは地球面に対する接平面である。
【００１１】地球の自転角速度ΩE のベクトルは図示の
ように自転軸線ＯＰN 方向を向いている。斯かるベクト
ルΩE は水平面Ｈ上で真北方向（矢印Ｎ）の水平成分Ｈ
ＥＲ（Horizontal Earth Rate ）即ちΩE ｃｏｓλと垂
直成分ＶＥＲ（Vertical Earth Rate ）即ちΩE ｓｉｎ
λとに分解することができる。
ように自転軸線ＯＰN 方向を向いている。斯かるベクト
ルΩE は水平面Ｈ上で真北方向（矢印Ｎ）の水平成分Ｈ
ＥＲ（Horizontal Earth Rate ）即ちΩE ｃｏｓλと垂
直成分ＶＥＲ（Vertical Earth Rate ）即ちΩE ｓｉｎ
λとに分解することができる。
【００１２】図５は水平面Ｈ上に地点Ｐを原点、真東方
向をＸ軸、真北方向をＹ軸とする２次元座標を考え、基
台１０の基準線ＯＲの方位と回転台１８の基準線ＯＱの
方位とを示しており、基台１０の方位角Φは子午線ＯＮ
に対する基準線ＯＲの回転角∠ＮＯＲを表しており、回
転台１８の方位角Φ＋φは子午線ＯＮに対する基準線Ｏ
Ｑの回転角∠ＮＯＱを表す。
向をＸ軸、真北方向をＹ軸とする２次元座標を考え、基
台１０の基準線ＯＲの方位と回転台１８の基準線ＯＱの
方位とを示しており、基台１０の方位角Φは子午線ＯＮ
に対する基準線ＯＲの回転角∠ＮＯＲを表しており、回
転台１８の方位角Φ＋φは子午線ＯＮに対する基準線Ｏ
Ｑの回転角∠ＮＯＱを表す。
【００１３】ジャイロ２０は回転台１８に装着され、且
つ、それとともに回転するから、ジャイロ２０の入力軸
線Ａ−Ａは回転台１８の基準線ＯＱ方向にある。
つ、それとともに回転するから、ジャイロ２０の入力軸
線Ａ−Ａは回転台１８の基準線ＯＱ方向にある。
【００１４】地点Ｐにおいて、ジャイロ装置をその方位
軸線Ｚ−Ｚが垂直方向となるように配置すれば、回転台
１８が回転しても、ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａは常
に水平面Ｈ内にある。
軸線Ｚ−Ｚが垂直方向となるように配置すれば、回転台
１８が回転しても、ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａは常
に水平面Ｈ内にある。
【００１５】従って、自転角速度ΩE ベクトルの垂直成
分ＶＥＲはジャイロ２０によって検出されず、水平成分
ＨＥＲのみが検出される。
分ＶＥＲはジャイロ２０によって検出されず、水平成分
ＨＥＲのみが検出される。
【００１６】自転角速度ΩE ベクトルの水平成分ＨＥＲ
をジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａ方向（基準線ＯＱ方
向）とそれに垂直な方向に分解する。水平成分ＨＥＲの
入力軸線Ａ−Ａ方向の成分はΩE ｃｏｓλｃｏｓ（Φ＋
φ）であり、入力軸線Ａ−Ａに垂直な方向の成分はΩE
ｃｏｓλｓｉｎ（Φ＋φ）である。
をジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａ方向（基準線ＯＱ方
向）とそれに垂直な方向に分解する。水平成分ＨＥＲの
入力軸線Ａ−Ａ方向の成分はΩE ｃｏｓλｃｏｓ（Φ＋
φ）であり、入力軸線Ａ−Ａに垂直な方向の成分はΩE
ｃｏｓλｓｉｎ（Φ＋φ）である。
【００１７】ジャイロ２０によって検出されるのは、自
転角速度ΩE ベクトルの水平成分ＨＥＲのうち、ジャイ
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａ方向の成分ΩE ｃｏｓλｃｏｓ
（Φ＋φ）である。
転角速度ΩE ベクトルの水平成分ＨＥＲのうち、ジャイ
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａ方向の成分ΩE ｃｏｓλｃｏｓ
（Φ＋φ）である。
【００１８】実際にジャイロ２０によって出力される角
速度Ωは次の数１の式によって表される。
速度Ωは次の数１の式によって表される。
【００１９】
【数１】
【００２０】ここに、ΩE は地球の自転角速度、λは緯
度、Φは基台１０の方位角、φは基台１０に対する回転
台１８の回転角である。また、ΔＦはスケールファクタ
誤差、ΔＵはジャイロ２０のドリフトである。
度、Φは基台１０の方位角、φは基台１０に対する回転
台１８の回転角である。また、ΔＦはスケールファクタ
誤差、ΔＵはジャイロ２０のドリフトである。
【００２１】数１の式によって、基台１０の方位角Φを
求めるためには、スケールファクタ誤差ΔＦとドリフト
ΔＵとをこの式より消去しなければならない。スケール
ファクタ誤差ΔＦとドリフトΔＵとを消去して基台１０
の方位角Φを求める方法が知られている。
求めるためには、スケールファクタ誤差ΔＦとドリフト
ΔＵとをこの式より消去しなければならない。スケール
ファクタ誤差ΔＦとドリフトΔＵとを消去して基台１０
の方位角Φを求める方法が知られている。
【００２２】回転台１８を一定角度２π／ｎ毎に（例え
ばｎ＝６として、６０°毎に）回転しては停止し、ジャ
イロ２０の出力角速度Ωを計測する。回転台１８を１回
転させるとｎ個の測定値Ωi （ｉ＝１〜ｎ）が得られ
る。Ωi は数１の式において、
ばｎ＝６として、６０°毎に）回転しては停止し、ジャ
イロ２０の出力角速度Ωを計測する。回転台１８を１回
転させるとｎ個の測定値Ωi （ｉ＝１〜ｎ）が得られ
る。Ωi は数１の式において、
【００２３】
【数２】
【００２４】である。したがって、数２の式を数１の式
に代入して次の数３の式が得られる。
に代入して次の数３の式が得られる。
【００２５】
【数３】
【００２６】これらｎ個の角速度Ωi から最小二乗法に
よって基台１０の方位角Φを求めると、
よって基台１０の方位角Φを求めると、
【００２７】
【数４】
【００２８】この数４の式はスケールファクタ誤差ΔＦ
及びドリフトΔＵを含まないから、スケールファクタ誤
差ΔＦ及びドリフトΔＵが存在しても、基台１０の方位
角Φの正確な値が求められる。
及びドリフトΔＵを含まないから、スケールファクタ誤
差ΔＦ及びドリフトΔＵが存在しても、基台１０の方位
角Φの正確な値が求められる。
【００２９】再び図３を参照して説明する。ジャイロ２
０に接続された制御ループは、回転制御部４０とシーク
エンサ部４２と計測記憶部４４と演算出力部４６とを有
する。回転制御部４０はゼロクロスピックアップ２６か
ら供給された基準信号とシークエンサ部４２から供給さ
れた命令信号とによって、例えば、回転台１８を回転角
度２π／ｎだけ回転させて停止させるべく命令信号をス
テップモータ２２に供給する。
０に接続された制御ループは、回転制御部４０とシーク
エンサ部４２と計測記憶部４４と演算出力部４６とを有
する。回転制御部４０はゼロクロスピックアップ２６か
ら供給された基準信号とシークエンサ部４２から供給さ
れた命令信号とによって、例えば、回転台１８を回転角
度２π／ｎだけ回転させて停止させるべく命令信号をス
テップモータ２２に供給する。
【００３０】計測記憶部４４はジャイロ２０より供給さ
れたｎ個の角速度Ωi 信号を次々に記憶する。演算出力
部４６は計測記憶部４４より供給されたｎ個の角速度Ω
i 信号を使用して、数４の式により基台１０の方位角Φ
を演算し、それを出力端子４６Ａを経由して出力する。
れたｎ個の角速度Ωi 信号を次々に記憶する。演算出力
部４６は計測記憶部４４より供給されたｎ個の角速度Ω
i 信号を使用して、数４の式により基台１０の方位角Φ
を演算し、それを出力端子４６Ａを経由して出力する。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のジャイロ装置３は、三脚２に装着された状態で基
台１０の方位角を計測するように構成されている。従っ
て、測量中に、例えば、三脚２の各脚が不均一に熱変形
したり、地盤が極めて遅い周期で振動したり、三脚２を
支持している地盤が軟弱な場合には三脚２の脚が地盤に
埋没することがあり、それによって水平台２−１が僅か
に傾斜運動することがある。
従来のジャイロ装置３は、三脚２に装着された状態で基
台１０の方位角を計測するように構成されている。従っ
て、測量中に、例えば、三脚２の各脚が不均一に熱変形
したり、地盤が極めて遅い周期で振動したり、三脚２を
支持している地盤が軟弱な場合には三脚２の脚が地盤に
埋没することがあり、それによって水平台２−１が僅か
に傾斜運動することがある。
【００３２】ジャイロ２０の出力角速度Ωは数１の式に
よって表されるが、水平台２−１が傾斜運動すると斯か
るジャイロ２０の出力角速度Ωの値はそれによる誤差を
含むこととなる。
よって表されるが、水平台２−１が傾斜運動すると斯か
るジャイロ２０の出力角速度Ωの値はそれによる誤差を
含むこととなる。
【００３３】こうして、ジャイロ２０の出力角速度Ωは
水平台２−１の回転角速度ｄΘ／ｄｔに起因する誤差Δ
Ωを含むこととなり、基台１０の方位角Φの正確な値を
得ることはできない。
水平台２−１の回転角速度ｄΘ／ｄｔに起因する誤差Δ
Ωを含むこととなり、基台１０の方位角Φの正確な値を
得ることはできない。
【００３４】本発明は斯かる点に鑑み、測量中に、ジャ
イロ２０の入力軸線Ａ−Ａが水平面Ｈに対して傾斜して
も、基台１０の方位角Φを正確に求めることができるジ
ャイロ装置を提供することにある。
イロ２０の入力軸線Ａ−Ａが水平面Ｈに対して傾斜して
も、基台１０の方位角Φを正確に求めることができるジ
ャイロ装置を提供することにある。
【００３５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図１に示すように、基台１０と、鉛直軸線周りに回転可
能に基台に支持された回転台１８と、回転台１８に装着
され回転台１８の回転軸線に直交する入力軸線Ａ−Ａを
有するジャイロ２０とを有し、子午線に対する方位角を
測定するジャイロ装置において、回転台１８の回転軸線
とジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力
軸線を有する加速度計５４を回転台１８に装着し、加速
度計５４によってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台
１０の回転角速度又は回転角変化率を測定し、それによ
ってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台１０の回転角
速度又は回転角変化率に起因する方位角の誤差を補正す
るように構成されている。
図１に示すように、基台１０と、鉛直軸線周りに回転可
能に基台に支持された回転台１８と、回転台１８に装着
され回転台１８の回転軸線に直交する入力軸線Ａ−Ａを
有するジャイロ２０とを有し、子午線に対する方位角を
測定するジャイロ装置において、回転台１８の回転軸線
とジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力
軸線を有する加速度計５４を回転台１８に装着し、加速
度計５４によってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台
１０の回転角速度又は回転角変化率を測定し、それによ
ってジャイロの入力軸線Ａ−Ａ周りの基台１０の回転角
速度又は回転角変化率に起因する方位角の誤差を補正す
るように構成されている。
【００３６】更に、本発明によれば、例えば図１に示す
ように、ジャイロ装置において、第１の加速度計５４の
入力軸線に直交する入力軸線を有する第２の加速度計５
６を回転台１８に装着し、第２の加速度計５６の出力を
垂直成分補正演算部５１に入力し、それによってジャイ
ロの入力が地球の自転角速度の垂直成分の分力を検出す
ることによって生ずる方位角の誤差を補正するように構
成されている。
ように、ジャイロ装置において、第１の加速度計５４の
入力軸線に直交する入力軸線を有する第２の加速度計５
６を回転台１８に装着し、第２の加速度計５６の出力を
垂直成分補正演算部５１に入力し、それによってジャイ
ロの入力が地球の自転角速度の垂直成分の分力を検出す
ることによって生ずる方位角の誤差を補正するように構
成されている。
【００３７】
【作用】第１の加速度計５４は回転台１８の回転軸線と
ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力軸
線を有するから、ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａ周りの
回転台１８の回転角が検出され、斯かる回転角は微分演
算部５０にて微分され、それによって得られた微分信号
を用いて基台１０の方位角Φが補正される。
ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａの双方に直交する入力軸
線を有するから、ジャイロ２０の入力軸線Ａ−Ａ周りの
回転台１８の回転角が検出され、斯かる回転角は微分演
算部５０にて微分され、それによって得られた微分信号
を用いて基台１０の方位角Φが補正される。
【００３８】第２の加速度計５６はジャイロ２０の入力
軸線Ａ−Ａに平行な入力軸線を有するから、ジャイロ２
０の入力軸線Ａ−Ａの水平面に対する傾斜角誤差Ψが検
出される。垂直成分補正演算部５１では、斯かる傾斜角
誤差Ψを用いてＶＥＲ×Ψが演算されるから、この演算
値により、ジャイロ２０の入力が地球の自転角速度の垂
直成分の分力を検出することによって生ずる基台１０の
方位角Φの誤差が補正される。
軸線Ａ−Ａに平行な入力軸線を有するから、ジャイロ２
０の入力軸線Ａ−Ａの水平面に対する傾斜角誤差Ψが検
出される。垂直成分補正演算部５１では、斯かる傾斜角
誤差Ψを用いてＶＥＲ×Ψが演算されるから、この演算
値により、ジャイロ２０の入力が地球の自転角速度の垂
直成分の分力を検出することによって生ずる基台１０の
方位角Φの誤差が補正される。
【００３９】
【実施例】以下に図１を参照して本発明の実施例につい
て説明する。尚図１において図２〜図３の対応する部分
には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
て説明する。尚図１において図２〜図３の対応する部分
には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
【００４０】本例のジャイロ装置３が図３のジャイロ装
置と異なる点は、回転台１８の上に加速度計５４が設け
られ、斯かる加速度計５４からの出力信号を入力する基
台傾斜計測部４８と微分演算部５０とが設けられている
点である。尚、ジャイロ２０は機械式ジャイロ、光ジャ
イロ等であってよい。
置と異なる点は、回転台１８の上に加速度計５４が設け
られ、斯かる加速度計５４からの出力信号を入力する基
台傾斜計測部４８と微分演算部５０とが設けられている
点である。尚、ジャイロ２０は機械式ジャイロ、光ジャ
イロ等であってよい。
【００４１】加速度計５４はジャイロ２０の入力軸線Ａ
−Ａとジャイロ装置３の方位軸線Ｚ−Ｚの双方に直交す
る入力軸線Ｂ−Ｂを有する。従って、地球表面に対して
水平台２−１及び回転台１８が角度変化したとき、斯か
る水平台２−１及び回転台１８の入力軸線Ａ−Ａ周りの
回転角変化が加速度計５４によって検出される。
−Ａとジャイロ装置３の方位軸線Ｚ−Ｚの双方に直交す
る入力軸線Ｂ−Ｂを有する。従って、地球表面に対して
水平台２−１及び回転台１８が角度変化したとき、斯か
る水平台２−１及び回転台１８の入力軸線Ａ−Ａ周りの
回転角変化が加速度計５４によって検出される。
【００４２】回転台１８を回転角度２π／ｎだけ回転さ
せ、その方位での加速度計５４の出力値をΘi （ｉ＝１
〜ｎ）とする。斯かる入力軸線Ａ−Ａ周りの回転台１８
の回転角Θi （ｉ＝１〜ｎ）は基台傾斜計測記憶部４８
にて記憶され、微分演算部５０にて微分される。微分演
算部５０の出力は回転角Θi （ｉ＝１〜ｎ）の微分値ｄ
Θi ／ｄｔであり、斯かる出力値は演算出力部５０に供
給される。
せ、その方位での加速度計５４の出力値をΘi （ｉ＝１
〜ｎ）とする。斯かる入力軸線Ａ−Ａ周りの回転台１８
の回転角Θi （ｉ＝１〜ｎ）は基台傾斜計測記憶部４８
にて記憶され、微分演算部５０にて微分される。微分演
算部５０の出力は回転角Θi （ｉ＝１〜ｎ）の微分値ｄ
Θi ／ｄｔであり、斯かる出力値は演算出力部５０に供
給される。
【００４３】演算出力部４６では、計測記憶部４４から
出力された角速度Ωi 信号を、微分演算部５０から出力
された微分値ｄΘi ／ｄｔを使用して修正する。こうし
て、基台１０の方位角Φは、ジャイロ２０の入力軸線Ａ
−Ａ周りに水平台２−１及び回転台１８が僅かに回転し
ても、それに起因する誤差が除去される。
出力された角速度Ωi 信号を、微分演算部５０から出力
された微分値ｄΘi ／ｄｔを使用して修正する。こうし
て、基台１０の方位角Φは、ジャイロ２０の入力軸線Ａ
−Ａ周りに水平台２−１及び回転台１８が僅かに回転し
ても、それに起因する誤差が除去される。
【００４４】尚、図１に示すように、第１の加速度計５
４に加えて更に第２の加速度計５６を設けてもよい。第
２の加速度計５６は第１の加速度計５４の入力軸線Ｂ−
Ｂに直交する入力軸線Ｃ−Ｃを有する。従って、方位軸
線Ｚ−Ｚが鉛直軸線に対して傾斜している場合には、斯
かる方位軸線Ｚ−Ｚの傾斜誤差Ψは第２の加速度計５６
によって検出される。
４に加えて更に第２の加速度計５６を設けてもよい。第
２の加速度計５６は第１の加速度計５４の入力軸線Ｂ−
Ｂに直交する入力軸線Ｃ−Ｃを有する。従って、方位軸
線Ｚ−Ｚが鉛直軸線に対して傾斜している場合には、斯
かる方位軸線Ｚ−Ｚの傾斜誤差Ψは第２の加速度計５６
によって検出される。
【００４５】傾斜誤差Ψは垂直成分補正演算部５１に出
力され、垂直成分補正演算部５１では、ＶＥＲ×Ψの演
算がなされる。この演算により得られた値は、垂直成分
補正演算部５１より出力されて、同様に、回転台１８が
角度２π／ｎだけ回転する毎に基台傾斜計測記憶部４８
にて記憶される。基台傾斜計測記憶部４８より出力され
た回転角は微分演算部５０にて時間微分されて、垂直成
分補正演算部５１の出力値と共に演算出力部５０に供給
される。
力され、垂直成分補正演算部５１では、ＶＥＲ×Ψの演
算がなされる。この演算により得られた値は、垂直成分
補正演算部５１より出力されて、同様に、回転台１８が
角度２π／ｎだけ回転する毎に基台傾斜計測記憶部４８
にて記憶される。基台傾斜計測記憶部４８より出力され
た回転角は微分演算部５０にて時間微分されて、垂直成
分補正演算部５１の出力値と共に演算出力部５０に供給
される。
【００４６】こうして、基台１０の方位角Φは、ジャイ
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａに直交する回転軸線周りに水平
台２−１及び回転台１８が僅かに回転しても、それに起
因する誤差が除去される。また、ジャイロ２０の入力軸
線Ａ−Ａが地球の自転角速度の垂直成分の分力を検出す
ることによる方位角誤差も除去される。
ロ２０の入力軸線Ａ−Ａに直交する回転軸線周りに水平
台２−１及び回転台１８が僅かに回転しても、それに起
因する誤差が除去される。また、ジャイロ２０の入力軸
線Ａ−Ａが地球の自転角速度の垂直成分の分力を検出す
ることによる方位角誤差も除去される。
【００４７】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の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他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の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他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【００４８】
【発明の効果】本発明によると、測量用のジャイロ装置
において、加速度計５４、５６と微分演算部５０とを設
けるという簡単な方法により、基台１０の熱変形や地盤
の変動に起因する方位角Φの測定値の誤差を除去するこ
とができる利点がある。
において、加速度計５４、５６と微分演算部５０とを設
けるという簡単な方法により、基台１０の熱変形や地盤
の変動に起因する方位角Φの測定値の誤差を除去するこ
とができる利点がある。
【００４９】本発明によると、回転軸の水平誤差によ
り、ジャイロが地球の自転角速度の垂直成分の分力を検
出することによる方位角誤差を除去できる利点がある。
り、ジャイロが地球の自転角速度の垂直成分の分力を検
出することによる方位角誤差を除去できる利点がある。
【図１】本発明のジャイロ装置の例を示す図である。
【図２】従来のジャイロ装置の使用例を示す図である。
【図３】従来のジャイロ装置の例を示す図である。
【図４】従来のジャイロ装置による測定原理を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
【図５】従来のジャイロ装置による測定原理を説明する
ための説明図である。
ための説明図である。
１ トランシット １Ａ ねじ ２ 三脚 ２−１ 水平台 ３ ジャイロ装置 １０ 基台 １０ａ 孔 １０ｂ、１０ｃ フランジ部 １０ｄ 下面 １２Ａ、１２Ｂ 方位軸受 １４ 方位軸 １６ 方位歯車 １８ 回転台 ２０ ジャイロ ２２ ステップモータ ２４ ピニオン ２６ ゼロクロスピックアップ ２６Ａ ピン ２６Ｂ 発光素子 ２６Ｃ 受光素子 ４０ 回転制御部 ４２ シークエンサ部 ４４ 計測記憶部 ４６ 演算出力部 ４６Ａ 出力端子 ４８ 基台傾斜計測記憶部 ５０ 微分演算部 ５１ 垂直成分補正演算部 ５４、５６ 加速度計
Claims (2)
- 【請求項１】 基台と、鉛直軸線周りに回転可能に上記
基台に支持された回転台と、該回転台に装着され上記回
転台の回転軸線に直交する入力軸線を有するジャイロと
を有し、子午線に対する上記基台の方位角を測定するジ
ャイロ装置において、 上記回転台の回転軸線と上記ジャイロの入力軸線の双方
に直交する入力軸線を有する加速度計を上記回転台に装
着し、該加速度計によって上記ジャイロの入力軸線周り
の上記基台の回転角を測定し、該回転角の微分値を用い
て上記ジャイロの入力軸線周りの上記基台の回転角変化
率に起因する方位角の誤差を補正するように構成された
ことを特徴とするジャイロ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のジャイロ装置において、 上記加速度計の入力軸線に直交する入力軸線を有する第
２の加速度計を上記回転台に装着し、該第２の加速度計
によって上記ジャイロの入力軸線に直交する回転軸線周
りの上記基台の水平誤差角を測定し、それによって上記
ジャイロが地球の自転角速度の垂直成分を検出すること
によって生ずる方位角の誤差を補正するように構成され
たことを特徴とするジャイロ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16895392A JPH0611348A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | ジャイロ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16895392A JPH0611348A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | ジャイロ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611348A true JPH0611348A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15877614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16895392A Pending JPH0611348A (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | ジャイロ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611348A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004212162A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Tokimec Inc | ジャイロ装置 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16895392A patent/JPH0611348A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004212162A (ja) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Tokimec Inc | ジャイロ装置 |
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