JPH0772689B2 - 方位標定装置 - Google Patents
方位標定装置Info
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- JPH0772689B2 JPH0772689B2 JP59183758A JP18375884A JPH0772689B2 JP H0772689 B2 JPH0772689 B2 JP H0772689B2 JP 59183758 A JP59183758 A JP 59183758A JP 18375884 A JP18375884 A JP 18375884A JP H0772689 B2 JPH0772689 B2 JP H0772689B2
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
- G01C17/30—Earth-inductor compasses
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，遠方にある物体を拡大して見るための光学器
械と地磁気を検出することにより方位角を計測する手段
とを組み合わせた磁気方位装置に関する。
械と地磁気を検出することにより方位角を計測する手段
とを組み合わせた磁気方位装置に関する。
従来から，遠方にある物体を拡大して見る場合，望遠鏡
や双眼鏡等の光学器械が使用されている。このとき，光
学器械で見えた物体の観測地点からの方位角，換言する
と，光学器械の向いている方向の方位角を知りたい場合
が，しばしば発生する。
や双眼鏡等の光学器械が使用されている。このとき，光
学器械で見えた物体の観測地点からの方位角，換言する
と，光学器械の向いている方向の方位角を知りたい場合
が，しばしば発生する。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら，単に，光学器械に磁気方位計を取付けた
だけでは，方位角を知ろうとする毎に，覗いている光学
器械から眼を離して磁気方位計の表示部に表示された方
位角を視なければならない。又，光学器械は，水平方向
だけを見るだけでなく，一般に傾いて使用されるので，
従来の磁気方位計では，光学器械の傾きがある限度以上
にあると使用できない。
だけでは，方位角を知ろうとする毎に，覗いている光学
器械から眼を離して磁気方位計の表示部に表示された方
位角を視なければならない。又，光学器械は，水平方向
だけを見るだけでなく，一般に傾いて使用されるので，
従来の磁気方位計では，光学器械の傾きがある限度以上
にあると使用できない。
本発明による磁気方位装置は，遠方にある物体を拡大し
てみるための光学器械と，該光学器械の所定の位置に据
付けられて地磁気を検出することにより該光学器械の向
いている方向の方位角を計測する手段と，該計測された
方位角を前記光学器械の視野内に表示する手段とを有
し，光学器械で物体を見ながらその物体の方位角を直視
できるようにしたことを特徴とする。
てみるための光学器械と，該光学器械の所定の位置に据
付けられて地磁気を検出することにより該光学器械の向
いている方向の方位角を計測する手段と，該計測された
方位角を前記光学器械の視野内に表示する手段とを有
し，光学器械で物体を見ながらその物体の方位角を直視
できるようにしたことを特徴とする。
又，上記計測手段として，フラックスゲート型３軸セン
サと，該フラックスゲート型３軸センサの出力から互い
に直交する地磁気の３成分を得る手段と，前記光学器械
の互いに直交する傾斜角の２成分を得る手段と，前記地
磁気の３成分と前記傾斜角の２成分とから前記方位角を
算出する手段とを用い，光学器械の傾き左右されずに方
位角を検出できるようにしている。
サと，該フラックスゲート型３軸センサの出力から互い
に直交する地磁気の３成分を得る手段と，前記光学器械
の互いに直交する傾斜角の２成分を得る手段と，前記地
磁気の３成分と前記傾斜角の２成分とから前記方位角を
算出する手段とを用い，光学器械の傾き左右されずに方
位角を検出できるようにしている。
以下，図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明による磁気方位装置を方位標定装置に適
用した一実施例を示した外観斜視図，第２図は第１図の
方位標定装置の信号系統の構成を示したブロック図であ
る。
用した一実施例を示した外観斜視図，第２図は第１図の
方位標定装置の信号系統の構成を示したブロック図であ
る。
本方位標定装置は，磁気方位装置10と，方位演算装置20
とから構成されるが，方位標定を行うために，別に測距
儀30を必要とする。
とから構成されるが，方位標定を行うために，別に測距
儀30を必要とする。
本発明に係る磁気方位装置10は，遠方にある物体を拡大
して見るための双眼鏡11と，双眼鏡11の周囲に据付けら
れた磁気方位計12と，磁気方位計12で計測された方位角
を双眼鏡11の視野内に表示する表示機構（図示せず）と
を有している。この磁気方位装置10は，例えば支持柱
（図示せず）の上部に揺動と水平方向の回動可能に取付
けられて，観測員がグリップ13を握りながら，上下左右
の方向に動かすことができる。グリップ13の上部にはホ
ールドボタン14が設けられている。このホールドボタン
14の作用については後述する。又，磁気方位計12の筐体
側壁には，焦点調整用のツマミ15が設けられている。更
に，磁気方位計12の筐体には，磁気方位計12の各部品
（後述する）に電力を供給するためと，磁気方位計12で
計測された方位角を外部に取出すための２つの接栓16が
設けられている。
して見るための双眼鏡11と，双眼鏡11の周囲に据付けら
れた磁気方位計12と，磁気方位計12で計測された方位角
を双眼鏡11の視野内に表示する表示機構（図示せず）と
を有している。この磁気方位装置10は，例えば支持柱
（図示せず）の上部に揺動と水平方向の回動可能に取付
けられて，観測員がグリップ13を握りながら，上下左右
の方向に動かすことができる。グリップ13の上部にはホ
ールドボタン14が設けられている。このホールドボタン
14の作用については後述する。又，磁気方位計12の筐体
側壁には，焦点調整用のツマミ15が設けられている。更
に，磁気方位計12の筐体には，磁気方位計12の各部品
（後述する）に電力を供給するためと，磁気方位計12で
計測された方位角を外部に取出すための２つの接栓16が
設けられている。
一方，方位演算装置20の筐体には，上記２の接栓16と電
気コード40を介して接続される２つの接栓21が設けられ
ている。又，方位演算装置20の筐体内部には，接栓21の
一方と接続される電池（図示せず）と，他方と接続され
る方位演算回路22（第２図）とが収納されている。又，
方位演算装置20の筐体上部には，方位演算回路22に種々
の信号（後述する）を入力する為のキーボード23及び方
位演算回路22の出力信号を表示する表示器24が設けられ
ている。
気コード40を介して接続される２つの接栓21が設けられ
ている。又，方位演算装置20の筐体内部には，接栓21の
一方と接続される電池（図示せず）と，他方と接続され
る方位演算回路22（第２図）とが収納されている。又，
方位演算装置20の筐体上部には，方位演算回路22に種々
の信号（後述する）を入力する為のキーボード23及び方
位演算回路22の出力信号を表示する表示器24が設けられ
ている。
第２図を参照すると，磁気方位計12は，地磁気を検出す
るためのフラックスゲート型３軸センサ12aと，フラッ
クスゲート型３軸センサ12aの１次巻線に交流を印加し
たり，フラックスゲート型３軸センサ12aのｘ成分,y成
分及びｚ成分検出コイルで検出された出力を処理して，
地磁気の互いに直交する３成分Hx,Hy及びHzを得るセン
サ電子回路12bと，双眼鏡11の互いに直交するｘ軸及び
ｙ軸の傾斜角β及びγを計測する傾斜計12cと，地磁気
の３成分Hx,Hy及びHzと傾斜角の２成分β及びγとから
空間座標系における目標方位角α（但し，地磁気上の北
を基準とした）を算出する（後述する）座標変換演算回
路12dを有し，本実施例では，更に自差補正回路12eが設
けられている。
るためのフラックスゲート型３軸センサ12aと，フラッ
クスゲート型３軸センサ12aの１次巻線に交流を印加し
たり，フラックスゲート型３軸センサ12aのｘ成分,y成
分及びｚ成分検出コイルで検出された出力を処理して，
地磁気の互いに直交する３成分Hx,Hy及びHzを得るセン
サ電子回路12bと，双眼鏡11の互いに直交するｘ軸及び
ｙ軸の傾斜角β及びγを計測する傾斜計12cと，地磁気
の３成分Hx,Hy及びHzと傾斜角の２成分β及びγとから
空間座標系における目標方位角α（但し，地磁気上の北
を基準とした）を算出する（後述する）座標変換演算回
路12dを有し，本実施例では，更に自差補正回路12eが設
けられている。
次に，方位角αの算出式について説明する。
地磁気HTの機体座標系（x,y,z）の各成分を上記のよう
に,Hx,Hy,Hzとする。ｙ軸まわりに−γ回転させ，次に
ｘ軸まわりに−β回転させてできる座標系（Xh,Yh,Zh）
を考えると,Zh軸はＺ軸に一致し，（Xh,Yh,Zh）座標系
は,Z軸まわりに空間座標系（X,Y,Z）が角αだけ回転し
た座標系と同じであり,Xh,Yh面は水平面となる。（x,y,
z）座標系から（Xh,Yh,Zh）座標系への変換は したがつて，（Xh,Yh,Zh）座標系に於ける地磁気HTの成
分（Hxh,Hyh,Hzh）は 空間座標系X,Y,Zに於いてＹ軸の磁北方向に向くように
採った場合,Y軸とYh軸のなす角がαに等しく β，γがローカル角，ピッチ角として与えられた場合，
方位角αは求められる。
に,Hx,Hy,Hzとする。ｙ軸まわりに−γ回転させ，次に
ｘ軸まわりに−β回転させてできる座標系（Xh,Yh,Zh）
を考えると,Zh軸はＺ軸に一致し，（Xh,Yh,Zh）座標系
は,Z軸まわりに空間座標系（X,Y,Z）が角αだけ回転し
た座標系と同じであり,Xh,Yh面は水平面となる。（x,y,
z）座標系から（Xh,Yh,Zh）座標系への変換は したがつて，（Xh,Yh,Zh）座標系に於ける地磁気HTの成
分（Hxh,Hyh,Hzh）は 空間座標系X,Y,Zに於いてＹ軸の磁北方向に向くように
採った場合,Y軸とYh軸のなす角がαに等しく β，γがローカル角，ピッチ角として与えられた場合，
方位角αは求められる。
次に，第１図及び第２図に参照して本実施例の動作につ
いて説明する。
いて説明する。
先ず，観測員は，グリップ13を握りながら双眼鏡11を移
動すると共に，焦点調整用ツマミ15を回しながら焦点を
合わせて，目標物を捜す。双眼鏡11によって目標物が捕
えられたら，ホールドボタン14を押す。ホールドボタン
14を押すことにより，磁気方位計12で計測された方位角
αは，例えばα＝186.5゜の場合，第３図に示されるよ
うに，表示機構によって，双眼鏡11の視野内にディジタ
ル表示されると共に，電気コード40を介して方位演算装
置20内の方位演算回路22に送出される。従って，観測員
は，双眼鏡11を覗いた状態で，すなわち目標物を見なが
ら，その目標物の方位角αを視ることができる。なお，
上記表示機構は，周知の技術であるので説明を省略す
る。
動すると共に，焦点調整用ツマミ15を回しながら焦点を
合わせて，目標物を捜す。双眼鏡11によって目標物が捕
えられたら，ホールドボタン14を押す。ホールドボタン
14を押すことにより，磁気方位計12で計測された方位角
αは，例えばα＝186.5゜の場合，第３図に示されるよ
うに，表示機構によって，双眼鏡11の視野内にディジタ
ル表示されると共に，電気コード40を介して方位演算装
置20内の方位演算回路22に送出される。従って，観測員
は，双眼鏡11を覗いた状態で，すなわち目標物を見なが
ら，その目標物の方位角αを視ることができる。なお，
上記表示機構は，周知の技術であるので説明を省略す
る。
又，本方位標定装置では，測距儀30からの距離情報ｌを
得ることにより，例えば次に述べるような，（ａ）侵入
方位標定，（ｂ）発射方位標定等が可能である。なお，
方位演算回路22は，マイクロコンピュータ等で構成され
ており，キーボード23のモード設定により，その設定さ
れたモードのプログラムで種々の演算を実行する。
（（ａ）侵入方位標定（第４図参照） この場合，観測員は，キーボード23を操作して方位演算
回路22を侵入方位標定モードに設定する。
得ることにより，例えば次に述べるような，（ａ）侵入
方位標定，（ｂ）発射方位標定等が可能である。なお，
方位演算回路22は，マイクロコンピュータ等で構成され
ており，キーボード23のモード設定により，その設定さ
れたモードのプログラムで種々の演算を実行する。
（（ａ）侵入方位標定（第４図参照） この場合，観測員は，キーボード23を操作して方位演算
回路22を侵入方位標定モードに設定する。
この状態において，双眼鏡11により移動する目標物を捕
捉して，ホールドボタン14を押すことにより，上述した
ように電気コード40を介して方位演算回路22にその時点
t1の目標物の方位角α１が入力する。この方位角α
１は，方位演算回路22内のメモリに記憶される。一方，
双眼鏡11で捕捉した目標物の捕捉時（ホールドボタン14
を押した時）t1の観測点から目標物まで水平距離l1を測
距儀30により計測し，その計測された水平距離l1をキー
ボード23を操作して入力する。この入力された水平距離
l1は，方位演算回路22内のメモリに記憶される。
捉して，ホールドボタン14を押すことにより，上述した
ように電気コード40を介して方位演算回路22にその時点
t1の目標物の方位角α１が入力する。この方位角α
１は，方位演算回路22内のメモリに記憶される。一方，
双眼鏡11で捕捉した目標物の捕捉時（ホールドボタン14
を押した時）t1の観測点から目標物まで水平距離l1を測
距儀30により計測し，その計測された水平距離l1をキー
ボード23を操作して入力する。この入力された水平距離
l1は，方位演算回路22内のメモリに記憶される。
次に，観測員は，時点t1より所時間Ｔ経過した時点t
2で，再びホールドボタン１を押すことにより，同様に
して，方位演算回路22にその時点t2での捕捉している目
標物の方位角α２が入力し，方位演算回路22内のメモリ
に記憶される。又，同様にして，時点t2での観測点から
目標物までの水平距離l2を測距儀30により計測し，キー
ボード23を操作して，方位演算回路22内のメモリに記憶
する。
2で，再びホールドボタン１を押すことにより，同様に
して，方位演算回路22にその時点t2での捕捉している目
標物の方位角α２が入力し，方位演算回路22内のメモリ
に記憶される。又，同様にして，時点t2での観測点から
目標物までの水平距離l2を測距儀30により計測し，キー
ボード23を操作して，方位演算回路22内のメモリに記憶
する。
方位演算回路22は，メモリに記憶されたα1,α2,l1及び
l2より，次式に従って，目標移動距離l3及び目標移動方
位角δを算出する。（但し，第４図の場合） この算出されたl3,δは，表示器24にディジタル表示さ
れる。
l2より，次式に従って，目標移動距離l3及び目標移動方
位角δを算出する。（但し，第４図の場合） この算出されたl3,δは，表示器24にディジタル表示さ
れる。
なお，目標移動速度v3は， によって算出できる。又，測定点を増やしていくことに
より，目標物の予測移動距離及び速度や予測移動方位角
等も算出することが可能である。更に，表示部24に表示
されるディジタル信号を，例えばＸ−Ｙプロッタ等に入
力して，目標物の軌跡を描かせることもできる。
より，目標物の予測移動距離及び速度や予測移動方位角
等も算出することが可能である。更に，表示部24に表示
されるディジタル信号を，例えばＸ−Ｙプロッタ等に入
力して，目標物の軌跡を描かせることもできる。
（ｂ）発射方位標定（第５図参照） この場合，観測員は，キーボード23を操作して方位演算
回路22を発射方位標定モードに設定する。
回路22を発射方位標定モードに設定する。
なお，方位演算回路22内のメモリには，予め，観測点か
らみた発射点の方位角α０と，観測点からみた発射点ま
での水平距離l0が記憶されている。
らみた発射点の方位角α０と，観測点からみた発射点ま
での水平距離l0が記憶されている。
この状態において，双眼鏡11により目標物を捕捉して，
ホールドボタン14を押すことにより，電気コード40を介
して方位演算回路22に，観測点からみた目標物の方位角
α４が入力し，方位演算回路22内のメモリに記憶され
る。一方，測距儀により，観測点から目標物までの水平
距離l4を計測し，キーボード23を操作して，この水平距
離l4を方位演算回路22内のメモリに記憶する。
ホールドボタン14を押すことにより，電気コード40を介
して方位演算回路22に，観測点からみた目標物の方位角
α４が入力し，方位演算回路22内のメモリに記憶され
る。一方，測距儀により，観測点から目標物までの水平
距離l4を計測し，キーボード23を操作して，この水平距
離l4を方位演算回路22内のメモリに記憶する。
方位演算回路22は，メモリに記憶されたα0,α4,l0及び
l4より，次式に従って、発射点からみた目標物の方位角
θを算出する。（但し，第５図の場合） この算出されたθは，表示器24にディジタル表示され
る。
l4より，次式に従って、発射点からみた目標物の方位角
θを算出する。（但し，第５図の場合） この算出されたθは，表示器24にディジタル表示され
る。
なお，上記実施例では，方位角として地磁気上の北を基
準とした方位角を使用しているが，偏角補正回路を具備
することにより，地理学上の北を基準とした方位角を求
めることができる。
準とした方位角を使用しているが，偏角補正回路を具備
することにより，地理学上の北を基準とした方位角を求
めることができる。
以上の説明で明らかなように，本発明によれば，光学器
械で覗いている物体の方位角をその物体を見ている状態
で直視できるという効果がある。又，従来の磁気方位計
では，磁気センサを水平に保持する必要があり，シンバ
ル等の水平保持機構を用いて，磁気センサを水平に保持
していた。しかしながら，この水平保持機構では，傾斜
角が約10゜程度の範囲内でしか使用できない。本発明で
は，フラックスゲート型３軸センサと傾斜計とを用いて
いるので，光学器械の傾きに制限されることなく方位角
を検出できるという効果もある。
械で覗いている物体の方位角をその物体を見ている状態
で直視できるという効果がある。又，従来の磁気方位計
では，磁気センサを水平に保持する必要があり，シンバ
ル等の水平保持機構を用いて，磁気センサを水平に保持
していた。しかしながら，この水平保持機構では，傾斜
角が約10゜程度の範囲内でしか使用できない。本発明で
は，フラックスゲート型３軸センサと傾斜計とを用いて
いるので，光学器械の傾きに制限されることなく方位角
を検出できるという効果もある。
さらにまた、本発明によれば、方位演算装置を組み合わ
せたことで、観測点と物体との距離を表わす距離データ
を与えてやれば、物体の移動方向を標定することができ
る。
せたことで、観測点と物体との距離を表わす距離データ
を与えてやれば、物体の移動方向を標定することができ
る。
第１図は本発明による磁気方位装置を方位標定装置に適
用した一実施例を示した外観斜視図，第２図は第１図の
方位標定装置の信号系統の構成を示したブロック図，第
３図は第１図の磁気方位装置による遠方の物体と方位角
の表示例を示した図，第４図は侵入方位標定の説明図，
第５図は発射方位標定の説明図である。 10……磁気方位装置,11……双眼鏡,12……磁気方位計,1
2a……フラックスゲート型３軸センサ,12b……センサ電
子回路,12c……傾斜計,12d……座標変換演算回路,12e…
…自差補正回路。
用した一実施例を示した外観斜視図，第２図は第１図の
方位標定装置の信号系統の構成を示したブロック図，第
３図は第１図の磁気方位装置による遠方の物体と方位角
の表示例を示した図，第４図は侵入方位標定の説明図，
第５図は発射方位標定の説明図である。 10……磁気方位装置,11……双眼鏡,12……磁気方位計,1
2a……フラックスゲート型３軸センサ,12b……センサ電
子回路,12c……傾斜計,12d……座標変換演算回路,12e…
…自差補正回路。
フロントページの続き (72)発明者 小松 実 宮城県仙台市太子堂21番１号 東北金属工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−120912（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−50551（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】遠方にある物体を拡大してみるための光学
器械と、地磁気を検出して方位を求める地磁気検出部、
前記光学器械の傾きを検出する傾斜検出部、及び前記地
磁気検出部が検出した方位を前記傾斜検出部が検出した
傾きに基づいて補正して前記光学器械の向いている方向
の方位角を求める方位補正部を含む前記光学器械の据え
付けられた計測手段と、前記計測手段が計測した方位角
をホールドし、該ホールドした方位角を表わす方位角デ
ータを出力するホールド手段と、前記ホールド手段から
の前記方位角データに基づいて前記方位角を前記光学器
械の視野内に表示する方位角表示手段と、前記物体と前
記光学器械との距離を表わす距離データを入力するため
の入力手段と、前記ホールド手段及び前記入力手段に接
続され、２組の前記方位角データと前記距離データと基
づいて少なくとも前記物体が移動した方向を示す方位角
を求める演算を行う演算手段と、該演算手段の演算結果
を表示する演算結果表示手段とを有する方位標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183758A JPH0772689B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 方位標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59183758A JPH0772689B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 方位標定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182109A JPS6182109A (ja) | 1986-04-25 |
| JPH0772689B2 true JPH0772689B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=16141459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59183758A Expired - Fee Related JPH0772689B2 (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 方位標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0772689B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8704560D0 (en) * | 1987-02-26 | 1987-04-01 | Nautech Ltd | Hand bearing compass |
| GB8908375D0 (en) * | 1989-04-13 | 1989-06-01 | Measurement Devices Ltd | Hand-held laser rangefinder |
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-
1984
- 1984-09-04 JP JP59183758A patent/JPH0772689B2/ja not_active Expired - Fee Related
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