JPH07154128A - アンテナ指向装置 - Google Patents
アンテナ指向装置Info
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- JPH07154128A JPH07154128A JP29826793A JP29826793A JPH07154128A JP H07154128 A JPH07154128 A JP H07154128A JP 29826793 A JP29826793 A JP 29826793A JP 29826793 A JP29826793 A JP 29826793A JP H07154128 A JPH07154128 A JP H07154128A
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- 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 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 abstract 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 仰角軸線周りのアンテナの回転角θが９０°
近くになった場合でも、常にアンテナを衛星に対して良
好に指向させることができるアンテナ指向装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 アンテナ指向装置において、船体面の動揺角
η、ξを演算する動揺角演算部９４と仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅを演
算するサーボ偏差補正演算部１２０と方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL を演算する方位サーボ偏差リミッタ値演
算部１２１と方位サーボ偏差ＸA を制限するサーボ偏差
リミッタ１２２とを設け、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θが９０°近くになった場合でも、方位
サーボモータ２３が暴走しないように構成されている。
近くになった場合でも、常にアンテナを衛星に対して良
好に指向させることができるアンテナ指向装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 アンテナ指向装置において、船体面の動揺角
η、ξを演算する動揺角演算部９４と仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅを演
算するサーボ偏差補正演算部１２０と方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL を演算する方位サーボ偏差リミッタ値演
算部１２１と方位サーボ偏差ＸA を制限するサーボ偏差
リミッタ１２２とを設け、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θが９０°近くになった場合でも、方位
サーボモータ２３が暴走しないように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は海事衛星通信等に使用し
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来のアンテナ指向装置の例を示
す。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、基台３と斯かる基台３に装着された方位ジンバ
ル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ字形部材に装着
された取り付け金具４１と斯かる取り付け金具４１に取
り付けられたアンテナ１４とを有する。
す。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、基台３と斯かる基台３に装着された方位ジンバ
ル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ字形部材に装着
された取り付け金具４１と斯かる取り付け金具４１に取
り付けられたアンテナ１４とを有する。
【０００３】基台３はブリッジ部３−１を有してよく、
斯かるブリッジ部３−１には上方に突出する円筒部１１
が装着されており、斯かる円筒部１１の内部には１対の
軸受２１−１、２１−２が取り付けられている。この軸
受２１−１、２１−２の内輪には方位軸２０が嵌合され
ており、方位軸２０の上端部にはアーム１３を介して方
位ジンバル４０が装着されている。
斯かるブリッジ部３−１には上方に突出する円筒部１１
が装着されており、斯かる円筒部１１の内部には１対の
軸受２１−１、２１−２が取り付けられている。この軸
受２１−１、２１−２の内輪には方位軸２０が嵌合され
ており、方位軸２０の上端部にはアーム１３を介して方
位ジンバル４０が装着されている。
【０００４】斯くして方位軸２０が軸受２１−１、２１
−２によって支持された状態にて、方位ジンバル４０は
方位軸２０を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル４０は下側の支持軸部４０−１と上側のＵ字
形部４０−２とを有し、支持軸部４０−１の中心軸線即
ち方位軸線Ｚ−Ｚは図示のように方位軸２０を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部４０−１は
方位軸２０を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
−２によって支持された状態にて、方位ジンバル４０は
方位軸２０を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル４０は下側の支持軸部４０−１と上側のＵ字
形部４０−２とを有し、支持軸部４０−１の中心軸線即
ち方位軸線Ｚ−Ｚは図示のように方位軸２０を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部４０−１は
方位軸２０を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
【０００５】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２に
は、より小さいＵ字形の取り付け金具４１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具４１はその２つの脚部４１−
１、４１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸３０−１、３０−２は回転可能に支持され
ている。
は、より小さいＵ字形の取り付け金具４１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具４１はその２つの脚部４１−
１、４１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸３０−１、３０−２は回転可能に支持され
ている。
【０００６】仰角軸３０−１、３０−２の中心軸線は仰
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
４１は方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚
部の間にて仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Ｙ−Ｙは方位軸線Ｚ−Ｚに対して直角に
配置されている。
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
４１は方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚
部の間にて仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Ｙ−Ｙは方位軸線Ｚ−Ｚに対して直角に
配置されている。
【０００７】方位軸線Ｚ−Ｚはアンテナ指向装置の取り
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Ｙ−Ｙは船体面に対して常に平行に配置されている。
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Ｙ−Ｙは船体面に対して常に平行に配置されている。
【０００８】Ｕ字形の取り付け金具４１の脚部４１−
１、４１−２にはアンテナ１４が装着されており、従っ
てアンテナ１４は取り付け金具４１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りを回転することができる。アンテナ１４は中心軸
線Ｘ−Ｘを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Ｙ−
Ｙに対して垂直である。
１、４１−２にはアンテナ１４が装着されており、従っ
てアンテナ１４は取り付け金具４１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りを回転することができる。アンテナ１４は中心軸
線Ｘ−Ｘを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Ｙ−
Ｙに対して垂直である。
【０００９】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５が装着され、仰角ジャイロ４４に
よって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回
転角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸
線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直
交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され
る。仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は、例えば機
械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャイロの
他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバジャイ
ロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
及び方位ジャイロ４５が装着され、仰角ジャイロ４４に
よって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回
転角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸
線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直
交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され
る。仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は、例えば機
械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャイロの
他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバジャイ
ロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
【００１０】取り付け金具４１には更に、第１の加速度
計４６と第２の加速度計４７と第３の加速度計４８とが
装着されている。第１の加速度計４６によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度
が検出され、第２の加速度計４７によって水平面に対す
る仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度ｘが検出される。
計４６と第２の加速度計４７と第３の加速度計４８とが
装着されている。第１の加速度計４６によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度
が検出され、第２の加速度計４７によって水平面に対す
る仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度ｘが検出される。
【００１１】第２の加速度計４７をその入力軸線が仰角
軸線Ｙ−Ｙに平行となるように、取り付け金具４１に装
着すれば、その出力はｓｉｎｘに比例する。尚、第２の
加速度計４７は、その入力軸線が仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
となるように、方位ジンバル４０に装着してもよい。
軸線Ｙ−Ｙに平行となるように、取り付け金具４１に装
着すれば、その出力はｓｉｎｘに比例する。尚、第２の
加速度計４７は、その入力軸線が仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
となるように、方位ジンバル４０に装着してもよい。
【００１２】第３の加速度計４８は第１の加速度計４６
及び第２の加速度計４７の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第１の加速度計４６の入力軸線及び第２の
加速度計４７の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第３の加速度計
４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−
Ｙの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
及び第２の加速度計４７の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第１の加速度計４６の入力軸線及び第２の
加速度計４７の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第３の加速度計
４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−
Ｙの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
【００１３】取り付け金具４１の一方の脚部には仰角軸
線Ｙ−Ｙと同軸的に仰角歯車３２が装着されている。斯
かる仰角歯車３２にはピニオン３５が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン３５は方位ジンバル４０のＵ字形部
４０−２の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ３
３の回転軸に取り付けられている。
線Ｙ−Ｙと同軸的に仰角歯車３２が装着されている。斯
かる仰角歯車３２にはピニオン３５が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン３５は方位ジンバル４０のＵ字形部
４０−２の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ３
３の回転軸に取り付けられている。
【００１４】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の一
方の脚部には仰角発信器３４が装着されており、斯かる
仰角発信器３４によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
方の脚部には仰角発信器３４が装着されており、斯かる
仰角発信器３４によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
【００１５】一方、方位軸２０の下端部には方位歯車２
２が取り付けられ、基台３のブリッジ部３−１上には方
位サーボモータ２３と方位発信器２４が取り付けられ、
方位サーボモータ２３及び方位発信器２４の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン（図示なし）が方位歯車
２２に噛み合わされるように構成されている。
２が取り付けられ、基台３のブリッジ部３−１上には方
位サーボモータ２３と方位発信器２４が取り付けられ、
方位サーボモータ２３及び方位発信器２４の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン（図示なし）が方位歯車
２２に噛み合わされるように構成されている。
【００１６】図示のように、アンテナ指向装置を制御す
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
【００１７】仰角制御ループはアンテナの仰角θA が衛
星高度角θS に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、速い制御
ループ、即ち、仰角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、仰角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即ち、
仰角安定化ループにおいて、仰角ジャイロ４４の出力は
仰角制御積分器５４及び増幅器５５を介して仰角サーボ
モータ３３にフィードバックされる。それによって船体
が揺動しても慣性空間に対するアンテナ１４の仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持される。
星高度角θS に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、速い制御
ループ、即ち、仰角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、仰角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即ち、
仰角安定化ループにおいて、仰角ジャイロ４４の出力は
仰角制御積分器５４及び増幅器５５を介して仰角サーボ
モータ３３にフィードバックされる。それによって船体
が揺動しても慣性空間に対するアンテナ１４の仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持される。
【００１８】遅い制御ループ、即ち、仰角拘束ループに
おいて、第１の加速度計４６、第２の加速度計４７及び
第３の加速度計４８からなる直交３軸の加速度計の出力
信号はアンテナ仰角演算部８１に供給される。アンテナ
仰角演算部８１は３つの加速度計４６、４７、４８の出
力信号ｇ1 、ｇ2 、ｇ3 を入力し、アンテナ１４の仰角
θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘの傾斜角θA を演算する。斯かる演算は次の数１の
式に基づいて実行される。
おいて、第１の加速度計４６、第２の加速度計４７及び
第３の加速度計４８からなる直交３軸の加速度計の出力
信号はアンテナ仰角演算部８１に供給される。アンテナ
仰角演算部８１は３つの加速度計４６、４７、４８の出
力信号ｇ1 、ｇ2 、ｇ3 を入力し、アンテナ１４の仰角
θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘの傾斜角θA を演算する。斯かる演算は次の数１の
式に基づいて実行される。
【００１９】
【数１】 ｔａｎθA ＝−ｇ1 ／（ｇ2 ｓｉｎε＋ｇ3 ｃｏｓε） 但し、ｔａｎε＝ｇ2 ／ｇ3 、
【００２０】数１の式より明らかなように、斯かる演算
はアンテナ１４の仰角θA の正接よりアークタンジェン
ト演算を行い、それによってアンテナ１４の仰角θA の
値及びその象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角
演算部８１の機能と構成の詳細については、本願出願人
と同一の出願人によって出願された特願平４−３４８７
４５号を参照されたい。
はアンテナ１４の仰角θA の正接よりアークタンジェン
ト演算を行い、それによってアンテナ１４の仰角θA の
値及びその象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角
演算部８１の機能と構成の詳細については、本願出願人
と同一の出願人によって出願された特願平４−３４８７
４５号を参照されたい。
【００２１】アンテナ仰角演算部８１より出力されたア
ンテナ１４の仰角θA を指示する信号は、例えば手動設
定された衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜら
れ、更に、減衰器５６を経由して仰角制御積分器５４及
び増幅器５５に入力される。このループは、アンテナ１
４の仰角θA を衛星高度角θS に一致させるための適当
な時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４４
のドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させ
ることも可能である。
ンテナ１４の仰角θA を指示する信号は、例えば手動設
定された衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜら
れ、更に、減衰器５６を経由して仰角制御積分器５４及
び増幅器５５に入力される。このループは、アンテナ１
４の仰角θA を衛星高度角θS に一致させるための適当
な時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４４
のドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させ
ることも可能である。
【００２２】方位角制御ループはアンテナ１４の方位角
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御するように構成されており、速い制御ル
ープ、即ち、方位角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、方位角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即
ち、方位角安定化ループにおいて、方位ジャイロ４５の
出力信号は、ｓｅｃθ演算部７６、方位角制御積分器５
８及び増幅器５９を介して方位サーボモータ２３にフィ
ードバックされ、それによってアンテナ１４は、アンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直
交する軸線周りの船体の回転運動に対して、安定化され
ることができる。
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御するように構成されており、速い制御ル
ープ、即ち、方位角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、方位角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即
ち、方位角安定化ループにおいて、方位ジャイロ４５の
出力信号は、ｓｅｃθ演算部７６、方位角制御積分器５
８及び増幅器５９を介して方位サーボモータ２３にフィ
ードバックされ、それによってアンテナ１４は、アンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直
交する軸線周りの船体の回転運動に対して、安定化され
ることができる。
【００２３】遅い制御ループ、即ち、方位角拘束ループ
において、方位発信器２４より方位ジンバル４０の回転
角（アンテナの回転角）φを指示する回転角信号が出力
され、斯かる回転角信号は加算器６１に供給される。加
算器６１では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス又
はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC と傾
斜補正演算部９３より供給された傾斜補正値ΔφA とが
加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。加
算器６１の出力信号は、更に、減衰器６０を経由して方
位角制御積分器５８に入力される。アンテナの回転角φ
と船首方位角φ C と傾斜補正値ΔφA との和が衛星方位
角φS に等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止す
る。
において、方位発信器２４より方位ジンバル４０の回転
角（アンテナの回転角）φを指示する回転角信号が出力
され、斯かる回転角信号は加算器６１に供給される。加
算器６１では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス又
はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC と傾
斜補正演算部９３より供給された傾斜補正値ΔφA とが
加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。加
算器６１の出力信号は、更に、減衰器６０を経由して方
位角制御積分器５８に入力される。アンテナの回転角φ
と船首方位角φ C と傾斜補正値ΔφA との和が衛星方位
角φS に等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止す
る。
【００２４】斯かる傾斜補正演算部９３は仰角発信器３
４より出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角θを指示する信号と第２の加速度計４７より出力
された水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦
値ｓｉｎｘを指示する信号と第３の加速度計４８より出
力されたアンテナの中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙ
の双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP の
正弦値ｓｉｎθP を指示する信号とを入力して、傾斜補
正値ΔφA を演算する。
４より出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角θを指示する信号と第２の加速度計４７より出力
された水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦
値ｓｉｎｘを指示する信号と第３の加速度計４８より出
力されたアンテナの中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙ
の双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP の
正弦値ｓｉｎθP を指示する信号とを入力して、傾斜補
正値ΔφA を演算する。
【００２５】斯かる傾斜補正値ΔφA は次の数２の式に
よって求められる。
よって求められる。
【００２６】
【数２】 ｔａｎΔφA ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ／ｓｉｎθP
【００２７】尚、斯かる傾斜補正演算部９３の構成と動
作の詳細については、本願出願人と同一の出願人によっ
て出願された特願平５─２５８１号を参照されたい。
作の詳細については、本願出願人と同一の出願人によっ
て出願された特願平５─２５８１号を参照されたい。
【００２８】この方位角制御ループは、アンテナ１４の
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器６０に方位ジャイロ４５の
ドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させる
ことも可能である。即ち、減衰器５６、６０の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器６０に方位ジャイロ４５の
ドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させる
ことも可能である。即ち、減衰器５６、６０の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
【００２９】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】アンテナ指向装置にお
いて、船体が動揺した場合等において、アンテナの中心
軸線Ｘ−Ｘが方位軸線Ｚ−Ｚに平行となることがある。
斯かる場合、従来のアンテナ指向装置では、方位角制御
ループの第３のループ中のｓｅｃθ演算部７６の出力が
極めて大きな値となり、その結果、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが本来指向すべき衛星方向より偏倚してしま
う欠点があった。
いて、船体が動揺した場合等において、アンテナの中心
軸線Ｘ−Ｘが方位軸線Ｚ−Ｚに平行となることがある。
斯かる場合、従来のアンテナ指向装置では、方位角制御
ループの第３のループ中のｓｅｃθ演算部７６の出力が
極めて大きな値となり、その結果、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが本来指向すべき衛星方向より偏倚してしま
う欠点があった。
【００３１】以下に斯かる問題を説明する。船体がロー
ル運動によってロール軸線（船首方向）周りにロール角
βにて回転（傾斜）し、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向より偏倚すると制御ループが作動する。その結
果、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向するべ
く、アンテナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転角φだけ
回転し、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角θだけ回転したも
のとする。
ル運動によってロール軸線（船首方向）周りにロール角
βにて回転（傾斜）し、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向より偏倚すると制御ループが作動する。その結
果、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向するべ
く、アンテナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転角φだけ
回転し、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角θだけ回転したも
のとする。
【００３２】このとき仰角ジャイロ４４及び方位ジャイ
ロ４５が検出する角速度ωY 、ωZはそれぞれ次のよう
に表される。
ロ４５が検出する角速度ωY 、ωZはそれぞれ次のよう
に表される。
【００３３】
【数３】ωY ＝−β1 ｓｉｎφ＋θ1 ωZ ＝β1 ｃｏｓφ・ｓｉｎθ＋φ1 ｃｏｓθ
【００３４】β1 ：船体のロール軸線周りの回転（傾
斜）速度 θ：仰角軸線周りのアンテナ１４の回転角 θ1 ：仰角軸線周りのアンテナ１４の回転速度（＝ｄθ
／ｄｔ） φ：方位軸線周りのアンテナ１４の回転角 φ1 ：方位軸線周りのアンテナ１４の回転速度（＝ｄφ
／ｄｔ）
斜）速度 θ：仰角軸線周りのアンテナ１４の回転角 θ1 ：仰角軸線周りのアンテナ１４の回転速度（＝ｄθ
／ｄｔ） φ：方位軸線周りのアンテナ１４の回転角 φ1 ：方位軸線周りのアンテナ１４の回転速度（＝ｄφ
／ｄｔ）
【００３５】速い制御ループ、即ち、方位角安定化ルー
プは、ｓｅｃθ演算部７６の出力がゼロになるように、
方位ジンバル４０の方位を制御するように機能する。ｓ
ｅｃθ演算部７６の出力がゼロのとき、数３の式によっ
て表される角速度ωZ はゼロ（ωZ ＝０）になる。従っ
て次の式が成立する。
プは、ｓｅｃθ演算部７６の出力がゼロになるように、
方位ジンバル４０の方位を制御するように機能する。ｓ
ｅｃθ演算部７６の出力がゼロのとき、数３の式によっ
て表される角速度ωZ はゼロ（ωZ ＝０）になる。従っ
て次の式が成立する。
【００３６】
【数４】φ1 ＝−β1 ｃｏｓφ・ｔａｎθ
【００３７】この数４の式によって表される角速度φ1
は、方位角安定化ループによって達成されるべきアンテ
ナ１４（又は方位ジンバル４０）の方位軸線Ｚ−Ｚ周り
の回転速度φ1 である。斯かる回転速度φ1 は、方位サ
ーボモータ２３によって達成される、従って、これは方
位サーボモータ２３に供給される命令信号である。
は、方位角安定化ループによって達成されるべきアンテ
ナ１４（又は方位ジンバル４０）の方位軸線Ｚ−Ｚ周り
の回転速度φ1 である。斯かる回転速度φ1 は、方位サ
ーボモータ２３によって達成される、従って、これは方
位サーボモータ２３に供給される命令信号である。
【００３８】数４の式より明らかなように、斯かる方位
サーボモータ２３に供給される命令信号φ1 は仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近くにな
ると、極大となる。例えば、β1 ＝２０°／ｓ、φ＝０
°、θ＝８９°の時、φ1 ＝１１４６°／ｓとなる。
サーボモータ２３に供給される命令信号φ1 は仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近くにな
ると、極大となる。例えば、β1 ＝２０°／ｓ、φ＝０
°、θ＝８９°の時、φ1 ＝１１４６°／ｓとなる。
【００３９】実際に使用されている方位サーボモータ２
３はこのような大きな回転速度φ1を達成することがで
きる性能を持たない。従って、方位制御ループが作動し
ても、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方位に追従
することができず、ｓｅｃθ演算部７６の出力はゼロと
ならない。ｓｅｃθ演算部７６の出力は、方位サーボ偏
差として第２の積分器、即ち、仰角制御積分器５８に入
力される。
３はこのような大きな回転速度φ1を達成することがで
きる性能を持たない。従って、方位制御ループが作動し
ても、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方位に追従
することができず、ｓｅｃθ演算部７６の出力はゼロと
ならない。ｓｅｃθ演算部７６の出力は、方位サーボ偏
差として第２の積分器、即ち、仰角制御積分器５８に入
力される。
【００４０】速い制御ループである仰角安定化ループ
は、数３の式によって表される角速度ωY がゼロ（ωY
＝０）になるように、アンテナ１４の仰角を制御するよ
うに機能する。従って次の式が成立する。
は、数３の式によって表される角速度ωY がゼロ（ωY
＝０）になるように、アンテナ１４の仰角を制御するよ
うに機能する。従って次の式が成立する。
【００４１】
【数５】θ1 ＝β1 ｓｉｎφ
【００４２】この数５の式によって表される角速度θ1
は、仰角制御系の第１のループによって達成されるべき
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転速度θ1 であ
る。斯かる回転速度θ1 は仰角サーボモータ２３によっ
て達成される、従って、これは仰角サーボモータ３３に
供給される命令信号である。
は、仰角制御系の第１のループによって達成されるべき
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転速度θ1 であ
る。斯かる回転速度θ1 は仰角サーボモータ２３によっ
て達成される、従って、これは仰角サーボモータ３３に
供給される命令信号である。
【００４３】数５の式より明らかなように、仰角サーボ
モータ２３に供給される命令信号θ 1 の最大値は船体の
ロール軸線周りの回転（傾斜）速度β1 程度であり、略
２０°／ｓ程度である。
モータ２３に供給される命令信号θ 1 の最大値は船体の
ロール軸線周りの回転（傾斜）速度β1 程度であり、略
２０°／ｓ程度である。
【００４４】しかしながら、数５の式より明らかなよう
に、斯かる命令信号即ち回転角速度θ1 は方位角φを含
む。上述のように、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４
の回転角θが９０°近くになると、方位軸線Ｚ−Ｚ周り
のアンテナ１４の回転角φは方位サーボ偏差を含む。し
たがって、数５の式によって表される如き、仰角サーボ
モータ３３に供給される命令信号θ1 も斯かる方位サー
ボ偏差によって偏倚された値となっている。
に、斯かる命令信号即ち回転角速度θ1 は方位角φを含
む。上述のように、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４
の回転角θが９０°近くになると、方位軸線Ｚ−Ｚ周り
のアンテナ１４の回転角φは方位サーボ偏差を含む。し
たがって、数５の式によって表される如き、仰角サーボ
モータ３３に供給される命令信号θ1 も斯かる方位サー
ボ偏差によって偏倚された値となっている。
【００４５】こうして、仰角安定化ループによって、仰
角サーボモータ３３は斯かる追従誤差を含む命令信号θ
1 によって制御されるから、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘは衛星仰角θS より偏倚することとなる。
角サーボモータ３３は斯かる追従誤差を含む命令信号θ
1 によって制御されるから、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘは衛星仰角θS より偏倚することとなる。
【００４６】同様に、数４の式より明らかなように、方
位サーボモータ２３に供給される命令信号φ1 は方位軸
線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角φと仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θの両者の関数となって
おり、これらの２つの角は上述のようにそれぞれ方位サ
ーボ偏差と仰角サーボ偏差の影響を受けている。こうし
て、方位安定化ループによって、方位サーボモータ２３
は追従誤差を含む命令信号φ1 によって制御されるか
ら、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの方位は衛星方位φ
S より偏倚することとなる。
位サーボモータ２３に供給される命令信号φ1 は方位軸
線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角φと仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θの両者の関数となって
おり、これらの２つの角は上述のようにそれぞれ方位サ
ーボ偏差と仰角サーボ偏差の影響を受けている。こうし
て、方位安定化ループによって、方位サーボモータ２３
は追従誤差を含む命令信号φ1 によって制御されるか
ら、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの方位は衛星方位φ
S より偏倚することとなる。
【００４７】こうして従来のアンテナ指向装置では、仰
角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近
くになると、方位制御ループにおいて方位サーボ偏差が
生じ、それが仰角制御ループにも影響を与える。それに
よって、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向より
偏倚することとなる。
角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近
くになると、方位制御ループにおいて方位サーボ偏差が
生じ、それが仰角制御ループにも影響を与える。それに
よって、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向より
偏倚することとなる。
【００４８】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行中
に動揺等を受け、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角θが９０°近くになるときでも、アンテナ１４を
衛星に対して良好に指向することができるアンテナ指向
装置を提供することを目的とする。
に動揺等を受け、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角θが９０°近くになるときでも、アンテナ１４を
衛星に対して良好に指向することができるアンテナ指向
装置を提供することを目的とする。
【００４９】
【課題を解決するための手段】本発明によれは、例えば
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有し支持部材４１
に支持されたアンテナ１４と、アンテナ１４及び支持部
材４１を中心軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
に回転可能に支持する方位ジンバル４０と、方位ジンバ
ル４０を仰角軸線Ｙ−Ｙに直交する方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転可能に支持する基台３と、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
な入力軸線を有し支持部材４１に固定された第１のジャ
イロ４４と、中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に
直交する入力軸線を有し支持部材４１に固定された第２
のジャイロ４５と、水平面に対する中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角を指示する信号を出力する第１の加速度計４６と、
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角を指示する信号
を出力する第２の加速度計４７と、アンテナの中心軸線
Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する入力軸線を有
する第３の加速度計４８と、方位ジンバル４０の方位軸
線Ｚ−Ｚ周りの回転角を指示する信号を出力する方位発
信器２４と、方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角θを指示する信号を出力す
る仰角発信器３４と、第２の加速度計４７の出力信号と
第３の加速度計４８の出力信号と仰角発信器３４の出力
信号とを入力して傾斜補正値ΔφA を演算する傾斜補正
演算部９３と、を有し、加速度計４６、４７、４８の出
力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信号を第
１のジャイロ４４の仰角制御積分器５４にフィードバッ
クし方位発信器２４の出力信号と船首方位角及び衛星方
位角に対応した信号と傾斜補正演算部９３より出力され
た傾斜補正値ΔφA を指示する信号とを加算器６１にて
演算しその出力信号を第２のジャイロ４５の方位角制御
積分器５８にフィードバックしてアンテナの中心軸線Ｘ
−Ｘを衛星に指向させるように構成されたアンテナ指向
装置において、傾斜補正演算部９３より供給された傾斜
補正値ΔφA と衛星高度角θS と仰角発信器３４より供
給された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナの回転角θとよ
りアンテナ指向装置の取り付け面の動揺角η、ξを演算
する動揺角演算部９４と、この動揺角演算部９４より供
給された動揺角η、ξと傾斜補正演算部９３より供給さ
れた傾斜補正値ΔφA と仰角発信器３４より供給された
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナの回転角θと仰角制御積
分器５４の出力値と方位角制御積分器５８の出力値とを
入力し、第１のジャイロ４４及び第２のジャイロ４５の
検出角速度偏差を演算するサーボ偏差補正演算部１２０
と、サーボ偏差補正演算部１２０の出力と第１のジャイ
ロ４４の出力を入力して加算する第３の加算器１２５
と、サーボ偏差補正演算部１２０の出力と第２のジャイ
ロ４５の出力を入力して加算する第４の加算器１２６
と、を設け、船体の動揺等によって発生する方位軸線Ｚ
−Ｚ周りの追従偏差と仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの追従偏差に
よってジャイロの出力に生ずる検出角速度偏差を補正す
るように構成されている。
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有し支持部材４１
に支持されたアンテナ１４と、アンテナ１４及び支持部
材４１を中心軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
に回転可能に支持する方位ジンバル４０と、方位ジンバ
ル４０を仰角軸線Ｙ−Ｙに直交する方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転可能に支持する基台３と、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
な入力軸線を有し支持部材４１に固定された第１のジャ
イロ４４と、中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に
直交する入力軸線を有し支持部材４１に固定された第２
のジャイロ４５と、水平面に対する中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角を指示する信号を出力する第１の加速度計４６と、
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角を指示する信号
を出力する第２の加速度計４７と、アンテナの中心軸線
Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する入力軸線を有
する第３の加速度計４８と、方位ジンバル４０の方位軸
線Ｚ−Ｚ周りの回転角を指示する信号を出力する方位発
信器２４と、方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角θを指示する信号を出力す
る仰角発信器３４と、第２の加速度計４７の出力信号と
第３の加速度計４８の出力信号と仰角発信器３４の出力
信号とを入力して傾斜補正値ΔφA を演算する傾斜補正
演算部９３と、を有し、加速度計４６、４７、４８の出
力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信号を第
１のジャイロ４４の仰角制御積分器５４にフィードバッ
クし方位発信器２４の出力信号と船首方位角及び衛星方
位角に対応した信号と傾斜補正演算部９３より出力され
た傾斜補正値ΔφA を指示する信号とを加算器６１にて
演算しその出力信号を第２のジャイロ４５の方位角制御
積分器５８にフィードバックしてアンテナの中心軸線Ｘ
−Ｘを衛星に指向させるように構成されたアンテナ指向
装置において、傾斜補正演算部９３より供給された傾斜
補正値ΔφA と衛星高度角θS と仰角発信器３４より供
給された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナの回転角θとよ
りアンテナ指向装置の取り付け面の動揺角η、ξを演算
する動揺角演算部９４と、この動揺角演算部９４より供
給された動揺角η、ξと傾斜補正演算部９３より供給さ
れた傾斜補正値ΔφA と仰角発信器３４より供給された
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナの回転角θと仰角制御積
分器５４の出力値と方位角制御積分器５８の出力値とを
入力し、第１のジャイロ４４及び第２のジャイロ４５の
検出角速度偏差を演算するサーボ偏差補正演算部１２０
と、サーボ偏差補正演算部１２０の出力と第１のジャイ
ロ４４の出力を入力して加算する第３の加算器１２５
と、サーボ偏差補正演算部１２０の出力と第２のジャイ
ロ４５の出力を入力して加算する第４の加算器１２６
と、を設け、船体の動揺等によって発生する方位軸線Ｚ
−Ｚ周りの追従偏差と仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの追従偏差に
よってジャイロの出力に生ずる検出角速度偏差を補正す
るように構成されている。
【００５０】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角演算部９４は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角η、ξを演算する。 η＝ｔａｎ-1（ｓｉｎΔφA ／ｔａｎθ） θS −ξ＝ｔａｎ-1（ｔａｎΔφA ／ｓｉｎη） 但し、η、ξ：取り付け面の動揺角 ΔφA ：傾斜補正値 θ：仰角発信器の出力信号 θS ：衛星高度角
て、動揺角演算部９４は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角η、ξを演算する。 η＝ｔａｎ-1（ｓｉｎΔφA ／ｔａｎθ） θS −ξ＝ｔａｎ-1（ｔａｎΔφA ／ｓｉｎη） 但し、η、ξ：取り付け面の動揺角 ΔφA ：傾斜補正値 θ：仰角発信器の出力信号 θS ：衛星高度角
【００５１】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、サーボ偏差補正演算部１２０は次式によって第１の
ジャイロ４４及び第２のジャイロ４５の検出角速度偏差
ｈａ、ｈｅを演算する。 ｈａ＝−ξ1 〔ｓｉｎη｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝＋ｃｏｓη｛ｓｉｎ （ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ）−ｓｉｎΔφA ・ｓｉｎθ｝〕 ＋η1 ｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ） −ｃｏｓΔφA ・ｓｉｎθ｝＋ｄφ／ｄｔ｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝ ｈｅ＝ξ1 ｃｏｓη｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）−ｃｏｓΔφA ｝ ＋η1 ｛ｓｉｎ（ΔφA ＋ＸA ）−ｓｉｎΔφA ｝
て、サーボ偏差補正演算部１２０は次式によって第１の
ジャイロ４４及び第２のジャイロ４５の検出角速度偏差
ｈａ、ｈｅを演算する。 ｈａ＝−ξ1 〔ｓｉｎη｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝＋ｃｏｓη｛ｓｉｎ （ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ）−ｓｉｎΔφA ・ｓｉｎθ｝〕 ＋η1 ｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ） −ｃｏｓΔφA ・ｓｉｎθ｝＋ｄφ／ｄｔ｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝ ｈｅ＝ξ1 ｃｏｓη｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）−ｃｏｓΔφA ｝ ＋η1 ｛ｓｉｎ（ΔφA ＋ＸA ）−ｓｉｎΔφA ｝
【００５２】θ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角度 ΔφA ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度 ｄθ／ｄｔ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ｄφ／ｄｔ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ξ1 ：動揺角ξの時間に関する１次微分 η1 ：動揺角ηの時間に関する１次微分 ＸA ：方位角制御積分器５８の出力 ＸE ：仰角制御積分器５４の出力
回転角度 ΔφA ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度 ｄθ／ｄｔ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ｄφ／ｄｔ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ξ1 ：動揺角ξの時間に関する１次微分 η1 ：動揺角ηの時間に関する１次微分 ＸA ：方位角制御積分器５８の出力 ＸE ：仰角制御積分器５４の出力
【００５３】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角演算部９３より出力された動揺角η、ξと傾
斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値ΔφA と予
め設定された予想時間ΔｔY とを入力して予想時間後の
方位角を演算し、予想時間後の方位角と現在の方位角と
の差から方位サーボ偏差を演算して出力する方位サーボ
偏差リミッタ値演算部と該方位サーボ偏差リミッタ値演
算部の出力と上記第２の次の出力を入力する積分器の出
力とを入力し、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１
の出力によって方位角制御積分器５８の出力を制限する
サーボ偏差リミッタ１２２と、を設け、アンテナの仰角
が大きいときにアンテナを方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転さ
せる方位サーボモータ２３の暴走を防止するように構成
されている。
て、動揺角演算部９３より出力された動揺角η、ξと傾
斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値ΔφA と予
め設定された予想時間ΔｔY とを入力して予想時間後の
方位角を演算し、予想時間後の方位角と現在の方位角と
の差から方位サーボ偏差を演算して出力する方位サーボ
偏差リミッタ値演算部と該方位サーボ偏差リミッタ値演
算部の出力と上記第２の次の出力を入力する積分器の出
力とを入力し、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１
の出力によって方位角制御積分器５８の出力を制限する
サーボ偏差リミッタ１２２と、を設け、アンテナの仰角
が大きいときにアンテナを方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転さ
せる方位サーボモータ２３の暴走を防止するように構成
されている。
【００５４】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１は次式によ
って方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を演算することを
特徴とする。
て、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１は次式によ
って方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を演算することを
特徴とする。
【００５５】但し、 ΔφL ：方位サーボ偏差リミッタ値 Ａ＝φS −φC −φ Ｂ＝ｓｉｎηY ｔａｎ（θS −ξY ） φS ：衛星方位角 φC ：船首方位角 φ：アンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角度 ξY 、ηY ：予測時間ΔｔY 経過後の動揺角
【００５６】
【作用】本発明によれば、サーボ偏差補正演算部１２０
において数１５の式によって仰角ジャイロ４４及び方位
ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅが演算され、
斯かる検出角速度偏差ｈａ、ｈｅによって仰角ジャイロ
４４及び方位ジャイロ４５の出力角速度ωY2、ωP2が補
正され、仰角制御積分器５４及び方位角制御積分器５８
から補正後の命令信号（仰角サーボ偏差、方位角サーボ
偏差）ＸE 、ＸAが出力され、斯かる命令信号ＸE 、Ｘ
A によってそれぞれ仰角サーボモータ３３及び方位サー
ボモータ２３が作動される。
において数１５の式によって仰角ジャイロ４４及び方位
ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅが演算され、
斯かる検出角速度偏差ｈａ、ｈｅによって仰角ジャイロ
４４及び方位ジャイロ４５の出力角速度ωY2、ωP2が補
正され、仰角制御積分器５４及び方位角制御積分器５８
から補正後の命令信号（仰角サーボ偏差、方位角サーボ
偏差）ＸE 、ＸAが出力され、斯かる命令信号ＸE 、Ｘ
A によってそれぞれ仰角サーボモータ３３及び方位サー
ボモータ２３が作動される。
【００５７】本発明によれば、方位サーボ偏差リミッタ
値演算部１２１において数１８の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ２３に供
給される命令信号が制限される。
値演算部１２１において数１８の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ２３に供
給される命令信号が制限される。
【００５８】本発明によれば、サーボ偏差リミッタ１２
２において数２０の式によって方位サーボ偏差ＸA が制
限され、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモ
ータ２３に命令信号として供給される。
２において数２０の式によって方位サーボ偏差ＸA が制
限され、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモ
ータ２３に命令信号として供給される。
【００５９】
【実施例】以下に図１〜図４を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図４において図５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。
について説明する。尚図１〜図４において図５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。
【００６０】図１は本発明のアンテナ指向装置の１例を
示しており、アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台３
に装着された方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の上
端部のＵ字形部材に装着された取り付け金具４１と斯か
る取り付け金具４１に取り付けられたアンテナ１４とを
有する。
示しており、アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台３
に装着された方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の上
端部のＵ字形部材に装着された取り付け金具４１と斯か
る取り付け金具４１に取り付けられたアンテナ１４とを
有する。
【００６１】アンテナ１４は中心軸線Ｘ−Ｘを有してお
り、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４に装着された取
り付け金具４１とからなる組立体は中心軸線Ｘ−Ｘに直
交する仰角軸線Ｙ−Ｙの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル４０は仰角軸線Ｙ−Ｙと直交する方位
軸線Ｚ−Ｚ周りに回転可能に基台３に支持されている。
こうして、２軸に回転可能な支持機構が構成され、斯か
る支持機構はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星を指
向するように制御される。
り、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４に装着された取
り付け金具４１とからなる組立体は中心軸線Ｘ−Ｘに直
交する仰角軸線Ｙ−Ｙの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル４０は仰角軸線Ｙ−Ｙと直交する方位
軸線Ｚ−Ｚ周りに回転可能に基台３に支持されている。
こうして、２軸に回転可能な支持機構が構成され、斯か
る支持機構はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星を指
向するように制御される。
【００６２】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６、第２の加
速度計４７及び第３の加速度計４８が装着されている。
及び方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６、第２の加
速度計４７及び第３の加速度計４８が装着されている。
【００６３】仰角ジャイロ４４によって仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りを回転するアンテナ１４の回転角速度が検出され、
方位ジャイロ４５によって仰角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ
１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交する軸線周りのアン
テナ１４の回転角速度が検出され、第１の加速度計４６
によって水平面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
の傾斜角度が検出され、第２の加速度計４７によって水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度が検出される。
周りを回転するアンテナ１４の回転角速度が検出され、
方位ジャイロ４５によって仰角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ
１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交する軸線周りのアン
テナ１４の回転角速度が検出され、第１の加速度計４６
によって水平面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
の傾斜角度が検出され、第２の加速度計４７によって水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度が検出される。
【００６４】第３の加速度計４８は第１の加速度計４６
の入力軸線及び第２の加速度計４７の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第３の加速度計４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
の入力軸線及び第２の加速度計４７の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第３の加速度計４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
【００６５】仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は例
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
【００６６】本例のアンテナ指向装置は、仰角制御ルー
プと方位角制御ループとを有し、仰角制御ループはアン
テナの仰角θA が衛星高度角θS に一致するようにアン
テナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成さ
れており、方位角制御ループはアンテナの方位角φA が
衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ１４を方位
軸線Ｚ−Ｚ周りに回転させるよう構成されている。尚、
図５の従来例と同様な部分についてはその詳細な説明を
省略する。
プと方位角制御ループとを有し、仰角制御ループはアン
テナの仰角θA が衛星高度角θS に一致するようにアン
テナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成さ
れており、方位角制御ループはアンテナの方位角φA が
衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ１４を方位
軸線Ｚ−Ｚ周りに回転させるよう構成されている。尚、
図５の従来例と同様な部分についてはその詳細な説明を
省略する。
【００６７】本例によると、従来の制御ループと比較し
て、新たに動揺角演算部９４、サーボ偏差補正演算部１
２０、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１及びサー
ボ偏差リミッタ１２２が設けられている点が異なる。更
に斯かるサーボ偏差補正演算部１２０の出力信号を入力
する第３及び第４の加算器１２５、１２６が設けられて
いる。
て、新たに動揺角演算部９４、サーボ偏差補正演算部１
２０、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１及びサー
ボ偏差リミッタ１２２が設けられている点が異なる。更
に斯かるサーボ偏差補正演算部１２０の出力信号を入力
する第３及び第４の加算器１２５、１２６が設けられて
いる。
【００６８】動揺角演算部９４は傾斜補正演算部９３よ
り出力された傾斜補正値ΔφA を指示する信号と仰角発
信器３４より出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ
１４の回転角度θを指示する信号と衛星高度角θS を指
示する信号とを入力し、船体面の動揺角η、ξ即ちアン
テナ指向装置が取り付けられた船体の取り付け面の動揺
角η、ξを演算する。
り出力された傾斜補正値ΔφA を指示する信号と仰角発
信器３４より出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ
１４の回転角度θを指示する信号と衛星高度角θS を指
示する信号とを入力し、船体面の動揺角η、ξ即ちアン
テナ指向装置が取り付けられた船体の取り付け面の動揺
角η、ξを演算する。
【００６９】サーボ偏差補正演算部１２０は、動揺角演
算部９４によって演算された動揺角η、ξを指示する信
号と第１の積分器、即ち、仰角制御積分器５４の出力信
号Ｘ E と第２の積分器、即ち、方位角制御積分器５８の
出力信号ＸA と傾斜補正演算部９３より出力された傾斜
補正値ΔφA を指示する信号と仰角発信器３４より出力
された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度θ
を指示する信号とを入力し、仰角ジャイロ４４及び方位
ジャイロ４５の検出角ωY 、ωZ の偏差ｈｅ、ｈａを演
算する。
算部９４によって演算された動揺角η、ξを指示する信
号と第１の積分器、即ち、仰角制御積分器５４の出力信
号Ｘ E と第２の積分器、即ち、方位角制御積分器５８の
出力信号ＸA と傾斜補正演算部９３より出力された傾斜
補正値ΔφA を指示する信号と仰角発信器３４より出力
された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度θ
を指示する信号とを入力し、仰角ジャイロ４４及び方位
ジャイロ４５の検出角ωY 、ωZ の偏差ｈｅ、ｈａを演
算する。
【００７０】第３の加算器１２５は仰角ジャイロ４４の
出力信号ωY と偏差信号ｈｅとを入力して、仰角ジャイ
ロ４４の出力信号ωY を補正し、斯かる補正された値を
仰角制御積分器５４に出力する。第４の加算器１２６は
方位ジャイロ４５の出力信号ωZ と偏差信号ｈａとを入
力して、方位ジャイロ４５の出力信号ωZ を補正し、斯
かる補正した値をｓｅｃθ演算部７６を経由して方位角
制御積分器５８に出力する。
出力信号ωY と偏差信号ｈｅとを入力して、仰角ジャイ
ロ４４の出力信号ωY を補正し、斯かる補正された値を
仰角制御積分器５４に出力する。第４の加算器１２６は
方位ジャイロ４５の出力信号ωZ と偏差信号ｈａとを入
力して、方位ジャイロ４５の出力信号ωZ を補正し、斯
かる補正した値をｓｅｃθ演算部７６を経由して方位角
制御積分器５８に出力する。
【００７１】方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１は
動揺角演算部９４より出力された動揺角η、ξを指示す
る信号と傾斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値
Δφ A を指示する信号と衛星高度角θS を指示する信号
と予想時間ΔｔY を指示する信号とを入力し、一定の予
想時間ΔｔY 経過後のアンテナ１４の方位角を演算す
る。斯かる予想方位角と現在の方位角φA とを比較し、
両者の差が所定値より大きくなると、方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL を生成し、それをサーボ偏差リミッタ１
２２に供給する。
動揺角演算部９４より出力された動揺角η、ξを指示す
る信号と傾斜補正演算部９３より出力された傾斜補正値
Δφ A を指示する信号と衛星高度角θS を指示する信号
と予想時間ΔｔY を指示する信号とを入力し、一定の予
想時間ΔｔY 経過後のアンテナ１４の方位角を演算す
る。斯かる予想方位角と現在の方位角φA とを比較し、
両者の差が所定値より大きくなると、方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL を生成し、それをサーボ偏差リミッタ１
２２に供給する。
【００７２】方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１よ
り方位サーボ偏差リミッタ値ΔφLが出力されると、サ
ーボ偏差リミッタ１２２は方位角制御積分器５８の出力
を制限し、斯かる方位角制御積分器５８の出力の代わり
に、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を増幅器５９に供
給する。
り方位サーボ偏差リミッタ値ΔφLが出力されると、サ
ーボ偏差リミッタ１２２は方位角制御積分器５８の出力
を制限し、斯かる方位角制御積分器５８の出力の代わり
に、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL を増幅器５９に供
給する。
【００７３】図２を参照して本例の動揺角演算部９４の
機能と動作を説明する。図２は、半径１の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
（図２にて線分ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図２にて線分
ＯＹ、ＯＹ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図２にて線分ＯＺ、
ＯＺ’）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図２にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ’）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−Ｚは船体
面（アンテナ指向装置の取り付け面に平行な面）に常に
垂直であり、仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面に常に平行であ
る。
機能と動作を説明する。図２は、半径１の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
（図２にて線分ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図２にて線分
ＯＹ、ＯＹ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図２にて線分ＯＺ、
ＯＺ’）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図２にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ’）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−Ｚは船体
面（アンテナ指向装置の取り付け面に平行な面）に常に
垂直であり、仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面に常に平行であ
る。
【００７４】船体が第１の回転軸線周りに回転角度（動
揺角）ξだけ回転し、更に第２の回転軸線周りに回転角
度（動揺角）ηだけ回転した場合を考える。斯かる船体
の回転運動によって、例えば図示のように、船体面が水
平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξ
だけ回転し、更に船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだ
け回転した仮定する。このとき、仰角軸線Ｙ−Ｙは第１
の回転軸線に平行であり、船体の首尾線ＯＥは第２の回
転軸線に平行である。
揺角）ξだけ回転し、更に第２の回転軸線周りに回転角
度（動揺角）ηだけ回転した場合を考える。斯かる船体
の回転運動によって、例えば図示のように、船体面が水
平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξ
だけ回転し、更に船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだ
け回転した仮定する。このとき、仰角軸線Ｙ−Ｙは第１
の回転軸線に平行であり、船体の首尾線ＯＥは第２の回
転軸線に平行である。
【００７５】斯かる船体面の運動によって、方位軸線Ｚ
−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ’に移動し、仰角軸線Ｙ−Ｙは
線ＯＹから線ＯＤに移動する。尚、∠ＸＯＹ＝∠ＸＯＤ
＝９０°である。アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘも移動
するが、制御ループによってアンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘは衛星方向を指向するように制御される。即ち、ア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは線ＯＸから偏倚した位置
に移動し再び線ＯＸまで移動する。
−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ’に移動し、仰角軸線Ｙ−Ｙは
線ＯＹから線ＯＤに移動する。尚、∠ＸＯＹ＝∠ＸＯＤ
＝９０°である。アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘも移動
するが、制御ループによってアンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘは衛星方向を指向するように制御される。即ち、ア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは線ＯＸから偏倚した位置
に移動し再び線ＯＸまで移動する。
【００７６】斯かる制御によって、仰角軸線Ｙ−Ｙは方
位軸線ＯＺ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ＯＤから
線ＯＹ’に移動する。尚、∠ＸＯＹ’＝９０°である。
結局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこ
とになり、同時に、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰
角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ’に移
動する。∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
位軸線ＯＺ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ＯＤから
線ＯＹ’に移動する。尚、∠ＸＯＹ’＝９０°である。
結局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこ
とになり、同時に、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰
角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ’に移
動する。∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
【００７７】線ＯＸ、線ＯＹ及び線ＯＰは互いに直交す
る長さ１の線であり、三角形ＸＹＰは１辺がπ／２の等
辺球面三角形となる。線ＯＸ、線ＯＹ’及び線ＯＰ’も
互いに直交する長さ１の線であり、三角形ＸＹ’Ｐ’は
１辺がπ／２の等辺球面三角形となる。
る長さ１の線であり、三角形ＸＹＰは１辺がπ／２の等
辺球面三角形となる。線ＯＸ、線ＯＹ’及び線ＯＰ’も
互いに直交する長さ１の線であり、三角形ＸＹ’Ｐ’は
１辺がπ／２の等辺球面三角形となる。
【００７８】単位球面上にて点Ｘと点Ｐ及び点Ｐ’を直
線で結ぶ。弧ＸＰは点Ａにて水平面と直交し、更に点Ｐ
にて面ＯＹ’Ｐ’と直交する。弧ＸＰ’は点Ｃにて船体
面（取り付け面）と直交し、更に点Ｐ’にて面ＯＹ’
Ｐ’と直交する。点Ｐ’から水平面に下ろした垂線の足
をＡ’とし、点Ｙ’から水平面に下ろした垂線の足を
Ｂ’とする。
線で結ぶ。弧ＸＰは点Ａにて水平面と直交し、更に点Ｐ
にて面ＯＹ’Ｐ’と直交する。弧ＸＰ’は点Ｃにて船体
面（取り付け面）と直交し、更に点Ｐ’にて面ＯＹ’
Ｐ’と直交する。点Ｐ’から水平面に下ろした垂線の足
をＡ’とし、点Ｙ’から水平面に下ろした垂線の足を
Ｂ’とする。
【００７９】ここで、∠ＸＯＡ＝θ0 ＝弧ＸＡ、∠ＰＯ
Ａ＝θP0＝弧ＰＡ、∠ＢＯＤ＝η＝弧ＢＤ、∠ＸＯＣ＝
θ＝弧ＸＣ、∠Ｐ’ＯＡ’＝θP ＝弧Ｐ’Ａ’、∠Ｙ’
ＯＢ’＝ｘ＝弧Ｙ’Ｂ’である。
Ａ＝θP0＝弧ＰＡ、∠ＢＯＤ＝η＝弧ＢＤ、∠ＸＯＣ＝
θ＝弧ＸＣ、∠Ｐ’ＯＡ’＝θP ＝弧Ｐ’Ａ’、∠Ｙ’
ＯＢ’＝ｘ＝弧Ｙ’Ｂ’である。
【００８０】第１の加速度計４６は線ＯＸに沿って装着
され、第２の加速度計４７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計４８は線ＯＰに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器３４によ
って船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角∠ＸＯＡ＝θ0 が出力され、第１の加速度計４６に
よってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出され、第２の
加速度計４７によってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が
検出され、第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ
＝ｓｉｎθP0が検出される。
され、第２の加速度計４７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計４８は線ＯＰに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器３４によ
って船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角∠ＸＯＡ＝θ0 が出力され、第１の加速度計４６に
よってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出され、第２の
加速度計４７によってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が
検出され、第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ
＝ｓｉｎθP0が検出される。
【００８１】上述のように、船体面が水平面に対して仰
角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更
に船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転すると、
仰角発信器３４によって船体面に対するアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角∠ＸＯＣ＝θが出力され、第１
の加速度計４６によってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0が
検出され、第２の加速度計４７によってｓｉｎ∠Ｙ’Ｏ
Ｂ’＝ｓｉｎｘが検出され、第３の加速度計４８によっ
てｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉｎθP が検出される。第１
の加速度計４６によって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝
ｓｉｎθ0 が変化しないのは、衛星の高度角θS （＝θ
A とする。）は船体面の運動に無関係だからである。
角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更
に船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転すると、
仰角発信器３４によって船体面に対するアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角∠ＸＯＣ＝θが出力され、第１
の加速度計４６によってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0が
検出され、第２の加速度計４７によってｓｉｎ∠Ｙ’Ｏ
Ｂ’＝ｓｉｎｘが検出され、第３の加速度計４８によっ
てｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉｎθP が検出される。第１
の加速度計４６によって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝
ｓｉｎθ0 が変化しないのは、衛星の高度角θS （＝θ
A とする。）は船体面の運動に無関係だからである。
【００８２】次に、傾斜補正値ΔφA と動揺角η、ξと
の間の関係を求める。傾斜補正値ΔφA ＝弧ＥＣ＝弧Ｄ
Ｙ’である。尚、傾斜補正値ΔφA は、上述のように、
数２の式によって求められる。球面三角法の定理を適用
すれば、次の数６の式が求められる。
の間の関係を求める。傾斜補正値ΔφA ＝弧ＥＣ＝弧Ｄ
Ｙ’である。尚、傾斜補正値ΔφA は、上述のように、
数２の式によって求められる。球面三角法の定理を適用
すれば、次の数６の式が求められる。
【００８３】
【数６】ｓｉｎΔφA ＝ｔａｎη・ｔａｎθ ｃｏｓη＝ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θS −ξ） ｃｏｓΔφA ・ｃｏｓθ＝ｃｏｓ（θS −ξ）
【００８４】ここでη、ξは動揺角、ΔφA は傾斜補正
値、θは方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
のアンテナの回転角である。この数６の式より動揺角
η、ξを求めると、次の数７の式が得られる。
値、θは方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
のアンテナの回転角である。この数６の式より動揺角
η、ξを求めると、次の数７の式が得られる。
【００８５】
【数７】η＝ｔａｎ-1（ｓｉｎΔφA ／ｔａｎθ） θS −ξ＝ｔａｎ-1（ｔａｎΔφA ／ｓｉｎη）
【００８６】本例によれば動揺角演算部９４において数
７の式の演算が実行され、それによって動揺角η、ξが
求められる。斯かる動揺角η、ξを指示する信号は動揺
角演算部９４よりサーボ偏差補正演算部１２０、方位サ
ーボ偏差リミッタ値演算部１２１に供給される。
７の式の演算が実行され、それによって動揺角η、ξが
求められる。斯かる動揺角η、ξを指示する信号は動揺
角演算部９４よりサーボ偏差補正演算部１２０、方位サ
ーボ偏差リミッタ値演算部１２１に供給される。
【００８７】傾斜補正値ΔφA は傾斜補正演算部９３の
出力値として得られることができるが、好ましくは次の
ようにして求められる。第４のループは加算器６１の出
力がゼロとなるように方位ジンバル４０の方位を制御す
るように構成されており、従って、加算器６１の出力が
ゼロであるときは次の数８の式が成立する。
出力値として得られることができるが、好ましくは次の
ようにして求められる。第４のループは加算器６１の出
力がゼロとなるように方位ジンバル４０の方位を制御す
るように構成されており、従って、加算器６１の出力が
ゼロであるときは次の数８の式が成立する。
【００８８】
【数８】ΔφA ＝φS −φC −φ
【００８９】ここに、φS は衛星方位角、φC は船首方
位角、φは方位発信器２４によって出力される方位ジン
バル４０の回転角である。数８の式の右辺の各項は、動
揺加速度の影響を直接受けない値として、又は、動揺加
速度の影響が少ない値として求められることができる。
従って、傾斜補正値ΔφA は、傾斜補正演算部９３の出
力値を使用する代わりに、数８の式を使用して求めても
よい。
位角、φは方位発信器２４によって出力される方位ジン
バル４０の回転角である。数８の式の右辺の各項は、動
揺加速度の影響を直接受けない値として、又は、動揺加
速度の影響が少ない値として求められることができる。
従って、傾斜補正値ΔφA は、傾斜補正演算部９３の出
力値を使用する代わりに、数８の式を使用して求めても
よい。
【００９０】次に方位サーボ偏差が生ずる機構を説明す
る。方位サーボ偏差は、上述のように船体が動揺等によ
ってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角θの値
が９０°近くになるときに生ずる。特に、衛星高度角θ
S が高いときに生じ易い。斯かる回転角θは仰角発信器
３４より出力される。
る。方位サーボ偏差は、上述のように船体が動揺等によ
ってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角θの値
が９０°近くになるときに生ずる。特に、衛星高度角θ
S が高いときに生じ易い。斯かる回転角θは仰角発信器
３４より出力される。
【００９１】数６の式より回転角θを消去すると次の数
９の式が得られる。
９の式が得られる。
【００９２】
【数９】 ｔａｎΔφA ＝ｓｉｎη・ｔａｎ（θS −ξ）
【００９３】この数９の式を時間で微分し、数６の式を
使って傾斜補正値ΔφA の時間についての１次微分値ｄ
ΔφA ／ｄｔを求める。
使って傾斜補正値ΔφA の時間についての１次微分値ｄ
ΔφA ／ｄｔを求める。
【００９４】
【数１０】 ｄΔφA ／ｄｔ＝η1 ｃｏｓΔφA ・ｔａｎθ−ξ1 （ｓｉｎη＋ｃｏｓη・ ｓｉｎΔφA ・ｔａｎθ）
【００９５】ここに、η1 、ξ1 は動揺角η、ξの時間
についての１次微分、即ち、η1 ＝（ｄη／ｄｔ）、ξ
1 ＝（ｄξ／ｄｔ）である。
についての１次微分、即ち、η1 ＝（ｄη／ｄｔ）、ξ
1 ＝（ｄξ／ｄｔ）である。
【００９６】傾斜補正値ΔφA を時間について１次微分
した値は、船体に動揺角速度η1 、ξ1 が生じた場合
に、アンテナ１４（又は方位ジンバル４０）を方位軸線
Ｚ−Ｚ周りに回転させるときに必要な回転角速度を表
す。
した値は、船体に動揺角速度η1 、ξ1 が生じた場合
に、アンテナ１４（又は方位ジンバル４０）を方位軸線
Ｚ−Ｚ周りに回転させるときに必要な回転角速度を表
す。
【００９７】数１０の式によって明らかなように、仰角
発信器３４によって出力されるアンテナ１４の仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが９０°のとき、斯かるアンテ
ナ１４（又は方位ジンバル４０）の方位軸線Ｚ−Ｚ周り
の回転角速度ｄΔφA ／ｄｔ（＝−ｄφ／ｄｔ）は無限
大となる。
発信器３４によって出力されるアンテナ１４の仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが９０°のとき、斯かるアンテ
ナ１４（又は方位ジンバル４０）の方位軸線Ｚ−Ｚ周り
の回転角速度ｄΔφA ／ｄｔ（＝−ｄφ／ｄｔ）は無限
大となる。
【００９８】実際の方位サーボモータ２３によって達成
することができる回転角速度は有限であり、従って、方
位制御ループによるアンテナ１４の方位角制御において
追従誤差即ち方位サーボ偏差が生じ、アンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘは衛星方位より偏倚することとなる。
することができる回転角速度は有限であり、従って、方
位制御ループによるアンテナ１４の方位角制御において
追従誤差即ち方位サーボ偏差が生じ、アンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘは衛星方位より偏倚することとなる。
【００９９】方位制御ループによる方位角制御に方位サ
ーボ偏差がなく、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの方位
が正確に衛星方向を指向している場合には、方位角制御
積分器５８の出力はゼロであるが、方位サーボ偏差が生
じている場合には、方位角制御積分器５８は斯かる方位
サーボ偏差ＸA を出力する。
ーボ偏差がなく、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの方位
が正確に衛星方向を指向している場合には、方位角制御
積分器５８の出力はゼロであるが、方位サーボ偏差が生
じている場合には、方位角制御積分器５８は斯かる方位
サーボ偏差ＸA を出力する。
【０１００】図３を参照して、方位サーボ偏差が生じて
いる場合のアンテナ指向装置の状態を説明する。図３は
図２と同様に、半径１の単位球面を考え、斯かる単位球
面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ（図３にて線分ＯＸ
1 、ＯＸ2 ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図３にて線分ＯＹ、Ｏ
Ｙ1 、ＯＹ2 ）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図３にて線分ＯＺ、
ＯＺ1 ）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図３にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ1 、ＯＰ2 ）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−
Ｚは船体面に常に垂直であり、仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面
に常に平行である。
いる場合のアンテナ指向装置の状態を説明する。図３は
図２と同様に、半径１の単位球面を考え、斯かる単位球
面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ（図３にて線分ＯＸ
1 、ＯＸ2 ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図３にて線分ＯＹ、Ｏ
Ｙ1 、ＯＹ2 ）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図３にて線分ＯＺ、
ＯＺ1 ）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図３にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ1 、ＯＰ2 ）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−
Ｚは船体面に常に垂直であり、仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面
に常に平行である。
【０１０１】船体の動揺によって、船体面が水平面に対
して仰角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転
し、それによって方位軸線Ｚ−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ1
に移動し、更に船体面が船体の首尾線ＯＥ周りに回転角
度ηだけ回転し、それによって仰角軸線Ｙ−Ｙは線ＯＹ
から線ＯＤに移動したと仮定する。
して仰角軸線Ｙ−Ｙ（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転
し、それによって方位軸線Ｚ−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ1
に移動し、更に船体面が船体の首尾線ＯＥ周りに回転角
度ηだけ回転し、それによって仰角軸線Ｙ−Ｙは線ＯＹ
から線ＯＤに移動したと仮定する。
【０１０２】斯かる船体面の移動によってアンテナ１４
の中心軸線Ｘ−Ｘも移動するが、制御ループによってア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向を指向するよう
に制御される。もし、制御系において方位サーボ偏差及
び仰角サーボ偏差が生じなければ、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘは正確に衛星方向を指向する。即ち、アンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは線ＯＸ1 から偏倚した位置に
移動し再び線ＯＸ1 まで移動する。
の中心軸線Ｘ−Ｘも移動するが、制御ループによってア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向を指向するよう
に制御される。もし、制御系において方位サーボ偏差及
び仰角サーボ偏差が生じなければ、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘは正確に衛星方向を指向する。即ち、アンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは線ＯＸ1 から偏倚した位置に
移動し再び線ＯＸ1 まで移動する。
【０１０３】しかしながら、方位サーボ偏差及び仰角サ
ーボ偏差に起因して、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは
線ＯＸ1 ではなく線ＯＸ2 に移動したものとする。
ーボ偏差に起因して、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは
線ＯＸ1 ではなく線ＯＸ2 に移動したものとする。
【０１０４】このとき方位制御ループによって、アンテ
ナ１４（方位ジンバル４０）は方位軸線Ｚ−Ｚ（線ＯＺ
1 ）周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ回転
し、それによって仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面上にて方位軸
線ＯＺ1 周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ
回転し、線ＯＤから線ＯＹ1 ではなく線ＯＹ2 に移動す
る。
ナ１４（方位ジンバル４０）は方位軸線Ｚ−Ｚ（線ＯＺ
1 ）周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ回転
し、それによって仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面上にて方位軸
線ＯＺ1 周りに回転角ΔφA1ではなく回転角ΔφA2だけ
回転し、線ＯＤから線ＯＹ1 ではなく線ＯＹ2 に移動す
る。
【０１０５】アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線
Ｙ−Ｙの双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ1 ではなく線
ＯＰ2 に移動する。尚、∠Ｘ2 ＯＹ2 ＝９０°である。
結局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ2 に移動したこ
とになり、∠ＰＯＰ2 ＝∠Ｙ 2 ＯＤ及び弧ＰＰ2 ＝弧Ｙ
2 Ｙである。
Ｙ−Ｙの双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ1 ではなく線
ＯＰ2 に移動する。尚、∠Ｘ2 ＯＹ2 ＝９０°である。
結局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ2 に移動したこ
とになり、∠ＰＯＰ2 ＝∠Ｙ 2 ＯＤ及び弧ＰＰ2 ＝弧Ｙ
2 Ｙである。
【０１０６】線ＯＸ2 、線ＯＹ2 及び線ＯＰ2 は互いに
直交する長さ１の線であり、三角形Ｘ2 Ｙ2 Ｐ2 は１辺
がπ／２の等辺球面三角形となる。単位球面上にて点Ｘ
2 と点Ｐ2 を直線で結ぶ。弧Ｘ2 Ｐ2 は点Ｃ2 にて船体
面（取り付け面）と直交し、更に点Ｐ2 にて面ＯＹ2 Ｐ
2 と直交する。同様に点Ｘ1 と点Ｐ1 を直線で結ぶ。弧
Ｘ1 Ｐ1 は点Ｃ1 にて船体面（取り付け面）と直交し、
更に点Ｐ1 にて面ＯＹ 1 Ｐ1 と直交する。
直交する長さ１の線であり、三角形Ｘ2 Ｙ2 Ｐ2 は１辺
がπ／２の等辺球面三角形となる。単位球面上にて点Ｘ
2 と点Ｐ2 を直線で結ぶ。弧Ｘ2 Ｐ2 は点Ｃ2 にて船体
面（取り付け面）と直交し、更に点Ｐ2 にて面ＯＹ2 Ｐ
2 と直交する。同様に点Ｘ1 と点Ｐ1 を直線で結ぶ。弧
Ｘ1 Ｐ1 は点Ｃ1 にて船体面（取り付け面）と直交し、
更に点Ｐ1 にて面ＯＹ 1 Ｐ1 と直交する。
【０１０７】また仰角制御ループによって、アンテナ１
４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角θだけ回転する。ここ
で、∠Ｘ2 ＯＣ2 ＝θ2 ＝弧Ｘ2 Ｃ2 、∠Ｘ1 ＯＣ1 ＝
θ1＝弧Ｘ1 Ｃ1 である。仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θ又はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが
船体面となす角θ1 、θ2 は仰角発信器３４によって検
出される。
４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角θだけ回転する。ここ
で、∠Ｘ2 ＯＣ2 ＝θ2 ＝弧Ｘ2 Ｃ2 、∠Ｘ1 ＯＣ1 ＝
θ1＝弧Ｘ1 Ｃ1 である。仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θ又はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが
船体面となす角θ1 、θ2 は仰角発信器３４によって検
出される。
【０１０８】方位サーボ偏差及び仰角サーボ偏差がなけ
れば、仰角ジャイロ４４は線ＯＹ1に沿って配置され、
従って、線ＯＹ1 周りのアンテナ１４の回転角速度ωY1
を検出し、方位ジャイロ４５は線ＯＰ1 に沿って配置さ
れ、従って、線ＯＰ1 周りのアンテナ１４の回転角速度
ωP1を検出する。しかしながら、方位サーボ偏差及び仰
角サーボ偏差があると、仰角ジャイロ４４は線ＯＹ2 に
沿って配置され、線ＯＹ2 周りのアンテナ１４の回転角
速度ωY2を検出し、方位ジャイロ４５は線ＯＰ 2 に沿っ
て配置され、線ＯＰ2 周りのアンテナ１４の回転角速度
ωP2を検出する。斯かる回転角速度は次の式によって表
される。
れば、仰角ジャイロ４４は線ＯＹ1に沿って配置され、
従って、線ＯＹ1 周りのアンテナ１４の回転角速度ωY1
を検出し、方位ジャイロ４５は線ＯＰ1 に沿って配置さ
れ、従って、線ＯＰ1 周りのアンテナ１４の回転角速度
ωP1を検出する。しかしながら、方位サーボ偏差及び仰
角サーボ偏差があると、仰角ジャイロ４４は線ＯＹ2 に
沿って配置され、線ＯＹ2 周りのアンテナ１４の回転角
速度ωY2を検出し、方位ジャイロ４５は線ＯＰ 2 に沿っ
て配置され、線ＯＰ2 周りのアンテナ１４の回転角速度
ωP2を検出する。斯かる回転角速度は次の式によって表
される。
【０１０９】
【数１１】 ωY1＝ξ1 ｃｏｓη・ｃｏｓΔφA1＋η1 ｓｉｎΔφA1＋ｄθ／ｄｔ ωP1＝−ξ1 （ｓｉｎη・ｃｏｓθ1 ＋ｃｏｓη・ｓｉｎΔφA1・ｓｉｎθ1 ） ＋η1 ｃｏｓΔφA1・ｓｉｎθ1 −ｄΔφA1／ｄｔ・ｃｏｓθ1 ωY2＝ξ1 ｃｏｓη・ｃｏｓΔφA2＋η1 ｓｉｎΔφA2＋ｄθ／ｄｔ ωP2＝−ξ1 （ｓｉｎη・ｃｏｓθ2 ＋ｃｏｓη・ｓｉｎΔφA2・ｓｉｎθ2 ） ＋η1 ｃｏｓΔφA2・ｓｉｎθ2 −ｄΔφA2／ｄｔ・ｃｏｓθ2
【０１１０】次に、サーボ偏差補正演算部１２０の機能
を説明する。サーボ偏差補正演算部１２０は、方位サー
ボ偏差及び仰角サーボ偏差がない場合の検出角速度
ωY1、ω P1と方位サーボ偏差及び仰角サーボ偏差がある
場合の検出角速度ωY2、ωP2の差、即ち、検出角速度偏
差ｈａ、ｈｅを演算する。斯かる検出角速度偏差ｈｅ、
ｈａは次の式によって表される。
を説明する。サーボ偏差補正演算部１２０は、方位サー
ボ偏差及び仰角サーボ偏差がない場合の検出角速度
ωY1、ω P1と方位サーボ偏差及び仰角サーボ偏差がある
場合の検出角速度ωY2、ωP2の差、即ち、検出角速度偏
差ｈａ、ｈｅを演算する。斯かる検出角速度偏差ｈｅ、
ｈａは次の式によって表される。
【０１１１】
【数１２】ｈｅ＝ωY1−ωY2 ｈａ＝ωP1−ωP2
【０１１２】仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角度θ1 、θ2 と仰角制御ループの仰角制御積分器５４
の出力（仰角サーボ偏差）ＸE との間の関係と方位軸線
Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度ΔφA1、ΔφA2と
方位角制御ループの方位角制御積分器５８の出力（方位
角サーボ偏差）ＸA との間の関係は次の式によって表さ
れる。
角度θ1 、θ2 と仰角制御ループの仰角制御積分器５４
の出力（仰角サーボ偏差）ＸE との間の関係と方位軸線
Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度ΔφA1、ΔφA2と
方位角制御ループの方位角制御積分器５８の出力（方位
角サーボ偏差）ＸA との間の関係は次の式によって表さ
れる。
【０１１３】
【数１３】θ1 ＝θ2 −ＸE ΔφA1＝ΔφA2＋ＸA
【０１１４】ここで、θ2 をθに、ΔφA2をΔφA に置
き換える。
き換える。
【０１１５】
【数１４】θ1 ＝θ−ＸE ΔφA1＝ΔφA ＋ＸA
【０１１６】数１１の式と数１４の式を数１２の式に代
入して整頓すると、次の式が求められる。
入して整頓すると、次の式が求められる。
【０１１７】
【数１５】 ｈａ＝−ξ1 〔ｓｉｎη｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝＋ｃｏｓη｛ｓｉｎ （ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ）−ｓｉｎΔφA ・ｓｉｎθ｝〕 ＋η1 ｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ） −ｃｏｓΔφA ・ｓｉｎθ｝＋ｄφ／ｄｔ｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝ ｈｅ＝ξ1 ｃｏｓη｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）−ｃｏｓΔφA ｝ ＋η1 ｛ｓｉｎ（ΔφA ＋ＸA ）−ｓｉｎΔφA ｝
【０１１８】θ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
回転角度 ΔφA ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度 ｄθ／ｄｔ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ｄφ／ｄｔ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ξ1 ：動揺角ξの時間に関する１次微分 η1 ：動揺角ηの時間に関する１次微分 ＸA ：方位角制御積分器５８の出力（方位角サーボ偏
差） ＸE ：仰角制御積分器５４の出力（仰角サーボ偏差）
回転角度 ΔφA ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度 ｄθ／ｄｔ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ｄφ／ｄｔ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ξ1 ：動揺角ξの時間に関する１次微分 η1 ：動揺角ηの時間に関する１次微分 ＸA ：方位角制御積分器５８の出力（方位角サーボ偏
差） ＸE ：仰角制御積分器５４の出力（仰角サーボ偏差）
【０１１９】仰角ジャイロ４４の検出角速度偏差ｈｅ及
び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａは各々加算器
１２５、１２６に供給される。第３の加算器１２５で
は、仰角ジャイロ４４より出力された角速度ωY2は角速
度偏差ｈｅによって補正され、第４の加算器１２６で
は、方位ジャイロ４５より出力された角速度ωP2は角速
度偏差ｈａによって補正される。
び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａは各々加算器
１２５、１２６に供給される。第３の加算器１２５で
は、仰角ジャイロ４４より出力された角速度ωY2は角速
度偏差ｈｅによって補正され、第４の加算器１２６で
は、方位ジャイロ４５より出力された角速度ωP2は角速
度偏差ｈａによって補正される。
【０１２０】従って、第３の加算器１２５より出力され
る角速度は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向
を指向していると仮定した場合に、仰角ジャイロ４４よ
り出力される角速度ωY1であり、第４の加算器１２６よ
り出力される角速度は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
が衛星方向を指向していると仮定した場合に、方位ジャ
イロ４５より出力される角速度ωP1である。
る角速度は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向
を指向していると仮定した場合に、仰角ジャイロ４４よ
り出力される角速度ωY1であり、第４の加算器１２６よ
り出力される角速度は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
が衛星方向を指向していると仮定した場合に、方位ジャ
イロ４５より出力される角速度ωP1である。
【０１２１】斯かる補正された仰角ジャイロ４４の出力
信号及び方位ジャイロ４５の出力信号はそれぞれ仰角制
御積分器５４及び方位角制御積分器５８に供給される。
仰角制御積分器５４及び方位角制御積分器５８より出力
された命令信号ＸE 、ＸA は増幅器５５、５９を経由し
てそれぞれ仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ
２３に供給される。
信号及び方位ジャイロ４５の出力信号はそれぞれ仰角制
御積分器５４及び方位角制御積分器５８に供給される。
仰角制御積分器５４及び方位角制御積分器５８より出力
された命令信号ＸE 、ＸA は増幅器５５、５９を経由し
てそれぞれ仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ
２３に供給される。
【０１２２】こうして本例によれば、方位サーボ偏差及
び仰角サーボ偏差が生じ、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘが衛星方向より偏倚している場合でも、アンテナ１４
の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向していると仮定し
て、仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ２３に
命令信号ＸE 、ＸA が供給されるから、方位サーボ偏差
及び仰角サーボ偏差に起因してアンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘが衛星方向より益々偏倚することがない。
び仰角サーボ偏差が生じ、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘが衛星方向より偏倚している場合でも、アンテナ１４
の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向していると仮定し
て、仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ２３に
命令信号ＸE 、ＸA が供給されるから、方位サーボ偏差
及び仰角サーボ偏差に起因してアンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘが衛星方向より益々偏倚することがない。
【０１２３】次に、方位サーボ偏差リミッタ値演算部１
２１及びサーボ偏差リミッタ１２２の機能を説明する。
方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１及びサーボ偏差
リミッタ１２２は方位サーボモータ２３に供給される命
令信号が極大となって方位サーボモータ２３が暴走する
ことを防止するように機能する。
２１及びサーボ偏差リミッタ１２２の機能を説明する。
方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１及びサーボ偏差
リミッタ１２２は方位サーボモータ２３に供給される命
令信号が極大となって方位サーボモータ２３が暴走する
ことを防止するように機能する。
【０１２４】数４の式を参照して説明したように、仰角
発信器３４より出力される仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θが９０°近くになると、方位サーボモ
ータ２３に供給される命令角速度ｄφ／ｄｔの値は極大
となり、方位サーボモータ２３が暴走することとなる。
発信器３４より出力される仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテ
ナ１４の回転角θが９０°近くになると、方位サーボモ
ータ２３に供給される命令角速度ｄφ／ｄｔの値は極大
となり、方位サーボモータ２３が暴走することとなる。
【０１２５】本例によると、方位サーボモータ２３に供
給される命令信号値の最大値は制限され、それによって
方位サーボモータ２３の暴走が防止されるように構成さ
れている。方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１は方
位サーボ偏差リミッタ値Δφ L を演算してそれをサーボ
偏差リミッタ１２２に供給する。斯かる方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL は方位サーボモータ２３に供給される
命令信号値の許容最大値を表す。
給される命令信号値の最大値は制限され、それによって
方位サーボモータ２３の暴走が防止されるように構成さ
れている。方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１は方
位サーボ偏差リミッタ値Δφ L を演算してそれをサーボ
偏差リミッタ１２２に供給する。斯かる方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL は方位サーボモータ２３に供給される
命令信号値の許容最大値を表す。
【０１２６】本例によると、方位サーボ偏差リミッタ値
ΔφL は、設定された予想時間Δｔ Y 経過後の方位サー
ボ偏差ＸA が使用される。方位サーボ偏差リミッタ値演
算部１２１は、予想時間ΔｔY 経過後の方位サーボ偏差
ＸA （＝ΔφL ）を演算する。
ΔφL は、設定された予想時間Δｔ Y 経過後の方位サー
ボ偏差ＸA が使用される。方位サーボ偏差リミッタ値演
算部１２１は、予想時間ΔｔY 経過後の方位サーボ偏差
ＸA （＝ΔφL ）を演算する。
【０１２７】数８の式にてφの代わりに方位サーボ偏サ
ーボＸA によって補正したφ−ＸAを使用すると次の式
が得られる。
ーボＸA によって補正したφ−ＸAを使用すると次の式
が得られる。
【０１２８】
【数１６】ΔφA ＝φS −φC −（φ−ＸA ）
【０１２９】数１６の式を数９の式に代入し、現在の動
揺角ξ、ηの代わりに予想時間Δｔ Y 経過後の動揺角ξ
Y 、ηY を使用すると次のようになる。
揺角ξ、ηの代わりに予想時間Δｔ Y 経過後の動揺角ξ
Y 、ηY を使用すると次のようになる。
【０１３０】
【数１７】ｔａｎ（φS −φC −φ＋ＸA ）＝ｓｉｎη
Y ｔａｎ（θS −ξY ）
Y ｔａｎ（θS −ξY ）
【０１３１】数１７の式より方位サーボ偏差ＸA につい
て解くと、次のようになる。但し、方位サーボ偏差ＸA
を方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL に置き換える。即
ち、Ｘ A ＝ΔφL とする。
て解くと、次のようになる。但し、方位サーボ偏差ＸA
を方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL に置き換える。即
ち、Ｘ A ＝ΔφL とする。
【０１３２】
【数１８】
【０１３３】但し、 Ａ＝φS −φC −φ Ｂ＝ｓｉｎηY ｔａｎ（θS −ξY ） ηY 、ξY ：予想時間ΔｔY 経過後の動揺角 φS ：衛星方位角 φC ：船首方位角 φ：アンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角度
【０１３４】数１８の式の逆正接演算によって得られる
値が方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１より出力さ
れる方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL である。
値が方位サーボ偏差リミッタ値演算部１２１より出力さ
れる方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL である。
【０１３５】予想時間ΔｔY 経過後の動揺角ηY 、ξY
は、動揺角を時間の関数としてテイラー展開しその１次
近似にとって次のように表される。
は、動揺角を時間の関数としてテイラー展開しその１次
近似にとって次のように表される。
【０１３６】
【数１９】ξY ＝ξ＋ξ1 ΔｔY ηY ＝η＋η1 ΔｔY
【０１３７】サーボ偏差リミッタ１２２は方位サーボ偏
差リミッタ値演算部１２１より出力された方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL の絶対値と方位角制御積分器５８よ
り出力された方位サーボ偏差ＸA の絶対値とを比較す
る。方位サーボ偏差ＸA の絶対値が方位サーボ偏差リミ
ッタ値ΔφL の絶対値より大きいときに、方位サーボ偏
差ＸA は制限される。これを式によって表すと次のよう
になる。
差リミッタ値演算部１２１より出力された方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL の絶対値と方位角制御積分器５８よ
り出力された方位サーボ偏差ＸA の絶対値とを比較す
る。方位サーボ偏差ＸA の絶対値が方位サーボ偏差リミ
ッタ値ΔφL の絶対値より大きいときに、方位サーボ偏
差ＸA は制限される。これを式によって表すと次のよう
になる。
【０１３８】
【数２０】 ｜ＸA ｜＞｜ΔφL ｜：ＸA ＝ＳＧＮ（ＸA ）・｜ΔφL ｜ ｜ＸA ｜≦｜ΔφL ｜：ＸA ＝ＸA
【０１３９】ここに、ＳＧＮ（ＸA ）はＸA の符号を表
す。
す。
【０１４０】こうして、方位サーボ偏差ＸA が制限され
ると、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモー
タ２３に命令信号として供給される。
ると、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差リ
ミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモー
タ２３に命令信号として供給される。
【０１４１】このとき、同時に方位サーボ偏差リミッタ
値ΔφL は方位角制御積分器５８にも供給され、斯かる
方位角制御積分器５８より出力される出力はこの方位サ
ーボ偏差リミッタ値ΔφL によって置き換えられる。
値ΔφL は方位角制御積分器５８にも供給され、斯かる
方位角制御積分器５８より出力される出力はこの方位サ
ーボ偏差リミッタ値ΔφL によって置き換えられる。
【０１４２】こうして、本例によると、方位サーボモー
タ２３に供給される命令信号は方位サーボ偏差リミッタ
値ΔφL を超えることがないから、方位サーボモータ２
３が暴走してアンテナ１４が高速で回転することはな
い。
タ２３に供給される命令信号は方位サーボ偏差リミッタ
値ΔφL を超えることがないから、方位サーボモータ２
３が暴走してアンテナ１４が高速で回転することはな
い。
【０１４３】本例によると、船体が動揺している場合に
は、方位サーボモータ２３に供給される命令信号は方位
サーボ偏差リミッタ値ΔφL によって制限される。斯か
る方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は、数１８の式によ
って表されるように、予想時間経過後の船体の動揺角η
Y 、ξY の関数である。予想時間経過後の船体の動揺角
ηY 、ξY は、数１９の式によって表されるように、現
在の動揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数だか
ら、結局、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は現在の動
揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数である。
は、方位サーボモータ２３に供給される命令信号は方位
サーボ偏差リミッタ値ΔφL によって制限される。斯か
る方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は、数１８の式によ
って表されるように、予想時間経過後の船体の動揺角η
Y 、ξY の関数である。予想時間経過後の船体の動揺角
ηY 、ξY は、数１９の式によって表されるように、現
在の動揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数だか
ら、結局、方位サーボ偏差リミッタ値ΔφL は現在の動
揺角ξ、ηと動揺角速度ξ1 、η1 の関数である。
【０１４４】本例において、船体が動揺していない場合
について考える。船体が静止している場合であっても、
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂方向を向いている
場合には、仰角発信器３４より出力される回転角θは９
０°近くなる。従って、従来の装置では、数９の式より
方位サーボモータ２３に供給される命令信号は極大にな
り、方位サーボモータ２３が暴走することとなる。
について考える。船体が静止している場合であっても、
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂方向を向いている
場合には、仰角発信器３４より出力される回転角θは９
０°近くなる。従って、従来の装置では、数９の式より
方位サーボモータ２３に供給される命令信号は極大にな
り、方位サーボモータ２３が暴走することとなる。
【０１４５】しかしながら、本例によると、船体が静止
している場合には、船体の動揺角ξ、η及び動揺角速度
ξ1 、η1 はゼロであるから、数１７の式より方位サー
ボ偏差リミッタ値ΔφL （＝ＸA ）は−（φS −φC −
φ）となる。船体が静止している場合には数６の式に示
されるように傾斜補正値ΔφA （＝φS −φC −φ）は
ゼロである。従って、船体が静止している場合には、方
位サーボ偏差リミッタ値ΔφL はゼロである。
している場合には、船体の動揺角ξ、η及び動揺角速度
ξ1 、η1 はゼロであるから、数１７の式より方位サー
ボ偏差リミッタ値ΔφL （＝ＸA ）は−（φS −φC −
φ）となる。船体が静止している場合には数６の式に示
されるように傾斜補正値ΔφA （＝φS −φC −φ）は
ゼロである。従って、船体が静止している場合には、方
位サーボ偏差リミッタ値ΔφL はゼロである。
【０１４６】こうして、方位サーボモータ２３に供給さ
れる命令信号はゼロとなり、アンテナ１４の方位角が衛
星方位より徐々に偏倚することが回避され、アンテナ１
４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星方向に指向させておくことが
できる。
れる命令信号はゼロとなり、アンテナ１４の方位角が衛
星方位より徐々に偏倚することが回避され、アンテナ１
４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星方向に指向させておくことが
できる。
【０１４７】次に図４に本発明の効果を示す実際の計算
例を示す。衛星方位角φS ＝０°、衛星高度角θS ＝７
５°であると仮定している。図４Ａは船体の動揺運動を
表しており、横軸は時間、縦軸は回転傾斜角度である。
図示のように、船体面はピッチ軸線周りに一定の角度に
て静的に回転傾斜し、ロール軸線周りに正弦波的に動的
に回転傾斜している。
例を示す。衛星方位角φS ＝０°、衛星高度角θS ＝７
５°であると仮定している。図４Ａは船体の動揺運動を
表しており、横軸は時間、縦軸は回転傾斜角度である。
図示のように、船体面はピッチ軸線周りに一定の角度に
て静的に回転傾斜し、ロール軸線周りに正弦波的に動的
に回転傾斜している。
【０１４８】図４Ｂは方位角φの値の変化を示し、横軸
は時間、縦軸はアンテナ１４の方位角である。実線は本
例による結果を示し、破線は従来の例による結果を示
す。図示のように、従来例では追従誤差は時間と共に増
加するが、本例では追従誤差は増加しない。
は時間、縦軸はアンテナ１４の方位角である。実線は本
例による結果を示し、破線は従来の例による結果を示
す。図示のように、従来例では追従誤差は時間と共に増
加するが、本例では追従誤差は増加しない。
【０１４９】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。
【０１５０】
【発明の効果】本発明によれば、サーボ偏差補正演算部
１２０において数１５の式によって仰角ジャイロ４４及
び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅが演算
され、斯かる検出角速度偏差ｈａ、ｈｅによって仰角ジ
ャイロ４４及び方位ジャイロ４５の出力角速度ωY2、ω
P2が補正され、それによって仰角制御積分器５４及び方
位角制御積分器５８より補正された命令信号ＸE 、ＸA
が出力され、斯かる命令信号ＸE 、ＸA によってそれぞ
れ仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ２３が作
動されるから、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは良好に
衛星方向を指向することができる利点がある。
１２０において数１５の式によって仰角ジャイロ４４及
び方位ジャイロ４５の検出角速度偏差ｈａ、ｈｅが演算
され、斯かる検出角速度偏差ｈａ、ｈｅによって仰角ジ
ャイロ４４及び方位ジャイロ４５の出力角速度ωY2、ω
P2が補正され、それによって仰角制御積分器５４及び方
位角制御積分器５８より補正された命令信号ＸE 、ＸA
が出力され、斯かる命令信号ＸE 、ＸA によってそれぞ
れ仰角サーボモータ３３及び方位サーボモータ２３が作
動されるから、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは良好に
衛星方向を指向することができる利点がある。
【０１５１】本発明によれば、方位サーボ偏差リミッタ
値演算部１２１において数１８の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ２３に供
給される命令信号が制限されるから、従来のように、仰
角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近
くになった場合でも、方位サーボモータ２３が暴走する
ことがない利点がある。
値演算部１２１において数１８の式によって方位サーボ
偏差リミッタ値ΔφL が演算され、斯かる方位サーボ偏
差リミッタ値ΔφL によって方位サーボモータ２３に供
給される命令信号が制限されるから、従来のように、仰
角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９０°近
くになった場合でも、方位サーボモータ２３が暴走する
ことがない利点がある。
【０１５２】本発明によれば、サーボ偏差リミッタ１２
２において数２０の式によって方位サーボ偏差ＸA が制
限され、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモ
ータ２３に命令信号として供給されるから、従来のよう
に、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９
０°近くになった場合でも、方位サーボモータ２３が暴
走することがない利点がある。
２において数２０の式によって方位サーボ偏差ＸA が制
限され、方位サーボ偏差ＸA の代わりに方位サーボ偏差
リミッタ値ΔφL が増幅器５９を経由して方位サーボモ
ータ２３に命令信号として供給されるから、従来のよう
に、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角θが９
０°近くになった場合でも、方位サーボモータ２３が暴
走することがない利点がある。
【図１】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。
る。
【図２】単位球面上におけるアンテナ指向装置の動作を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図３】単位球面上におけるアンテナ指向装置の動作を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図４】本発明のアンテナ指向装置の性能を示す図であ
る。
る。
【図５】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。
３ 基台 ３−１ ブリッジ部 １１ 円筒部 １３ アーム １４ アンテナ ２０ 方位軸 ２１−１、２１−２ 軸受 ２２ 方位歯車 ２３ 方位サーボモータ ２４ 方位発信器 ３０−１、３０−２ 仰角軸 ３２ 仰角歯車 ３３ 仰角サーボモータ ３４ 仰角発信器 ３５ ピニオン ４０ 方位ジンバル ４０−１ 支持軸部 ４０−２ Ｕ字形部 ４１ 取り付け金具 ４１−１、４１−２ 脚部 ４４ 仰角ジャイロ ４５ 方位ジャイロ ４６ 第１の加速度計 ４７ 第２の加速度計 ４８ 第３の加速度計 ５４ （仰角制御）積分器 ５５ 増幅器 ５６ 減衰器 ５８ （方位角制御）積分器 ５９ 増幅器 ６０ 減衰器 ６１ 加算器 ７６ ｓｅｃθ演算部 ８１ アンテナ仰角演算部 ９３ 傾斜補正演算部 ９４ 動揺角演算部 １２０ サーボ偏差補正演算部 １２１ 方位サーボ偏差リミッタ値演算部 １２２ サーボ偏差リミッタ １２５、１２６ 加算器 Ｘ−Ｘ アンテナ中心軸線 Ｙ−Ｙ 仰角軸線 Ｚ−Ｚ 方位軸線
Claims (5)
- 【請求項１】 中心軸線を有し支持部材に支持されたア
ンテナと、該アンテナ及び上記支持部材を上記中心軸線
に直交する仰角軸線周りに回転可能に支持する方位ジン
バルと、該方位ジンバルを上記仰角軸線に直交する方位
軸線周りに回転可能に支持する基台と、上記仰角軸線に
平行な入力軸線を有し上記支持部材に固定された第１の
ジャイロと、上記中心軸線と仰角軸線の両者に直交する
入力軸線を有し上記支持部材に固定された第２のジャイ
ロと、水平面に対する上記中心軸線の傾斜角を指示する
信号を出力する第１の加速度計と、水平面に対する上記
仰角軸線の傾斜角を指示する信号を出力する第２の加速
度計と、上記アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直
交する入力軸線を有する第３の加速度計と、上記方位ジ
ンバルの上記方位軸線周りの回転角を指示する信号を出
力する方位発信器と、上記方位ジンバルに対する上記仰
角軸線周りの上記アンテナの回転角を指示する信号を出
力する仰角発信器と、上記第２の加速度計の出力信号と
上記第３の加速度計の出力信号と上記仰角発信器の出力
信号とを入力して傾斜補正値を演算する傾斜補正演算部
と、を有し、上記加速度計の出力信号から衛星の高度角
に対応した値を減じた信号を仰角制御積分器にフィード
バックし、上記方位発信器の出力信号と船首方位角及び
衛星方位角に対応した信号と上記傾斜補正演算部より出
力された傾斜補正値ΔφA を指示する信号とを加算器に
て演算しその出力信号を方位角制御積分器にフィードバ
ックして上記アンテナの中心軸線を上記衛星に指向させ
るように構成されたアンテナ指向装置において、 上記傾斜補正演算部より供給された傾斜補正値と衛星高
度角と上記仰角発信器より供給された上記仰角軸線周り
の上記アンテナの回転角とよりアンテナ指向装置の取り
付け面の動揺角を演算する動揺角演算部と、 該動揺角演算部より供給された動揺角と上記傾斜補正演
算部より供給された傾斜補正値と上記仰角発信器より供
給された上記仰角軸線周りの上記アンテナの回転角と上
記仰角制御積分器の出力値と上記方位角制御積分器の出
力値とを入力し、上記第１のジャイロ及び第２のジャイ
ロの検出角速度偏差を演算するサーボ偏差補正演算部
と、 上記サーボ偏差補正演算部の出力と上記第１のジャイロ
の出力を入力して加算する第３の加算器と、上記サーボ
偏差補正演算部の出力と上記第２のジャイロの出力を入
力して加算する第４の加算器と、を設け、船体の動揺等
によって発生する方位軸線周りの追従誤差と仰角軸線周
りの追従誤差によってジャイロの出力に生ずる検出角速
度偏差を補正するように構成したことを特徴とするアン
テナ指向装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
て、上記動揺角演算部は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角を演算することを特徴とするアン
テナ指向装置。 η＝ｔａｎ-1（ｓｉｎΔφA ／ｔａｎθ） θS −ξ＝ｔａｎ-1（ｔａｎΔφA ／ｓｉｎη） 但し、η、ξ：取り付け面の動揺角 ΔφA ：傾斜補正値 θ：仰角発信器の出力信号 θS ：衛星高度角 - 【請求項３】 請求項１又は２記載のアンテナ指向装置
において、上記サーボ偏差補正演算部は次式によって上
記第１のジャイロ及び第２のジャイロの検出角速度偏差
を演算することを特徴とするアンテナ指向装置。 ｈａ＝−ξ1 〔ｓｉｎη｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝＋ｃｏｓη｛ｓｉｎ （ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ）−ｓｉｎΔφA ・ｓｉｎθ｝〕 ＋η1 ｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）・ｓｉｎ（θ−ＸE ） −ｃｏｓΔφA ・ｓｉｎθ｝＋ｄφ／ｄｔ｛ｃｏｓ（θ−ＸE ）−ｃｏｓθ｝ ｈｅ＝ξ1 ｃｏｓη｛ｃｏｓ（ΔφA ＋ＸA ）−ｃｏｓΔφA ｝ ＋η1 ｛ｓｉｎ（ΔφA ＋ＸA ）−ｓｉｎΔφA ｝ θ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度 ΔφA ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角度 ｄθ／ｄｔ：仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ｄφ／ｄｔ：方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転
角速度 ξ1 ：動揺角ξの時間に関する１次微分 η1 ：動揺角ηの時間に関する１次微分 ＸA ：方位角制御積分器５８の出力 ＸE ：仰角制御積分器５４の出力 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載のアンテナ指向
装置において、 上記動揺角演算部より出力された動揺角と上記傾斜補正
演算部より出力された傾斜補正値と予め設定された予想
時間とを入力して予想時間後の方位角を演算し、予想時
間後の方位角と現在の方位角との差から方位サーボ偏差
を演算して出力する方位サーボ偏差リミッタ値演算部
と、 該方位サーボ偏差リミッタ値演算部の出力と上記方位角
制御積分器の出力とを入力し、上記方位サーボ偏差リミ
ッタ値演算部の出力によって上記方位角制御積分器の出
力を制限するサーボ偏差リミッタと、を設け、上記アン
テナを方位軸線周りに回転させるための方位サーボモー
タの暴走を防止するように構成されていることを特徴と
するアンテナ指向装置。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載のアンテナ
指向装置において、上記方位サーボ偏差リミッタ値演算
部は次式によって上記方位サーボ偏差リミッタ値を演算
することを特徴とするアンテナ指向装置。 但し、 ΔφL ：方位サーボ偏差リミッタ値 Ａ＝φS −φC −φ Ｂ＝ｓｉｎηY ｔａｎ（θS −ξY ） φS ：衛星方位角 φC ：船首方位角 φ：アンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角度 ξY 、ηY ：予測時間ΔｔY 経過後の動揺角
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29826793A JPH07154128A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | アンテナ指向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29826793A JPH07154128A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | アンテナ指向装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154128A true JPH07154128A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=17857428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29826793A Pending JPH07154128A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | アンテナ指向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07154128A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079859A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| WO2009072570A1 (ja) | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Furuno Electric Co., Ltd. | ２軸ジンバル構造を有するアンテナの指向誤差を低減する制御方法およびその方法を備えた制御装置 |
| CN112304339A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-02 | 迪泰（浙江）通信技术有限公司 | 一种卫星移动通信天线的惯导校准方法 |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP29826793A patent/JPH07154128A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079859A1 (en) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| US7880674B2 (en) | 2003-03-07 | 2011-02-01 | Raysat Cyprus Limited | Tracking system for flat mobile antenna |
| WO2009072570A1 (ja) | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Furuno Electric Co., Ltd. | ２軸ジンバル構造を有するアンテナの指向誤差を低減する制御方法およびその方法を備えた制御装置 |
| US8174456B2 (en) | 2007-12-07 | 2012-05-08 | Furuno Electric Co., Ltd. | Control system and method for reducing directional error of antenna with biaxial gimbal structure |
| CN112304339A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-02 | 迪泰（浙江）通信技术有限公司 | 一种卫星移动通信天线的惯导校准方法 |
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