JPH08201060A - 地磁気方位計 - Google Patents

地磁気方位計

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JPH08201060A
JPH08201060A JP1009795A JP1009795A JPH08201060A JP H08201060 A JPH08201060 A JP H08201060A JP 1009795 A JP1009795 A JP 1009795A JP 1009795 A JP1009795 A JP 1009795A JP H08201060 A JPH08201060 A JP H08201060A
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JP
Japan
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magnetic field
rotating magnetic
field strength
geomagnetic
detected
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Application number
JP1009795A
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English (en)
Inventor
Manabu Aizawa
学 相澤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で、処理回路におけるノイズの発
生や温度ドリフトの影響を受けることなく、測定精度が
高く、信頼性の高い地磁気方位計を提案する。 【構成】 回転磁界発生手段と、その回転磁界発生手段
の中心に配された任意の1方向の磁界強度を検知する磁
界強度センサとを有し、その磁界強度センサによって、
回転磁界発生手段による回転磁界及び地磁気の合成磁界
の磁界強度を検知し、その検知された合成磁界の磁界強
度の絶対値が極大値又は極小値になったときの回転磁界
の位相角から、任意の1方向に対する地磁気方位角を検
知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地磁気方位計に関する。
【0002】
【従来の技術】図5を参照して、従来の地磁気方位計に
ついて説明する。15は地磁気方位センサで、ある方向
及びこれと90°異なる方向の地磁気を検知する1対の
センサから構成される。HE は地磁気の水平分力を示
し、水平面(紙面)内にXY直交座標系を想定し、ある
方向をY軸方向、それと90°異なる方向をX軸方向と
する。かくすると、地磁気の方位角をY軸方向に対しθ
°とすると、地磁気方位センサ15から検出出力電圧で
あるcos θとsin θの2つの出力が得られ、これがA/
D変換器16、17に供給されてデジタル電圧に変換さ
れた後、コンピュータ18に供給されて、
【0003】
【数1】
【0004】によるデジタル演算が行われて、方位角θ
が検出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の地磁気方
位計には次のような欠点がある。地磁気方位センサ15
のある方向及びこれと90°異なる方向の地磁気を検知
する1対のセンサの特性が揃っていない場合は、一対の
センサの検出出力電圧を一般的に、A1 sin θ+B1
2 cos θ+B2 とすると、これら係数A1 、A2 、B
1 、B2 間においては、処理回路におけるノイズの発
生、温度ドリフト等によって、A1 ≠A2 若しくはB1
≠B2 又はA1 ≠A2 且つB1 ≠B2 となり、地磁気方
位を正確に測定することはできなくなる。上述の数1の
演算を行うために、A/D変換器や、コンピュータを必
要とし、地磁気方位計の構成が複雑となると共に、価格
の上昇を招来する。地磁気方位センサ15の一対のセン
サの特性が上述のように揃っていない場合には、係数A
1 、A2 、B1 、B2 間において、A1 =A2 又は/及
びB1 =B2 にするための補正手段を必要とするため、
一層地磁気方位計の構造が複雑となり、価格の上昇を招
来する。地磁気方位の検出精度を一層高くするために
は、地磁気方位センサ15の一対のセンサから検出出力
電圧をダイナッミックに補正する必要があるが、その場
合には、一層複雑高価な補正手段を必要とし、更に一層
地磁気方位計の構造が複雑となり、価格の上昇を招来す
る。
【0006】かかる点に鑑み、本発明は、構成が簡単
で、処理回路におけるノイズの発生や温度ドリフトの影
響を受けることなく、測定精度が高く、信頼性の高い地
磁気方位計を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転磁界発生
手段と、その回転磁界発生手段の中心に配された任意の
1方向の磁界強度を検知する磁界強度センサとを有し、
その磁界強度センサによって、回転磁界発生手段による
回転磁界及び地磁気の合成磁界の磁界強度を検知し、そ
の検知された合成磁界の磁界強度の絶対値が極大値又は
極小値になったときの回転磁界の位相角から、任意の1
方向に対する地磁気方位角を検知するようにしたことを
特徴とする地磁気方位計である。
【0008】
【作用】かかる本発明によれば、磁界強度センサによっ
て、回転磁界発生手段による回転磁界及び地磁気の合成
磁界の磁界強度を検知し、その検知された合成磁界の磁
界強度の絶対値が極大値又は極小値になったときの回転
磁界の位相角から、任意の1方向に対する地磁気方位角
を検知する。
【0009】
【実施例】以下に、図3を参照して、本発明の実施例を
詳細に説明する。紙面内にX、Y軸を有し、紙面に垂直
な方向にZ軸を有する直交座標系を仮定する。そして、
YZ平面に対し面対称に配され、中心軸がX軸と一致す
る円筒状、正方形筒状等のX軸コイル3、4と、XZ平
面に対し面対称に配され、中心軸がY軸と一致する円筒
状、正方形筒状等のY軸コイル1、2とを設ける。そし
て、XY平面上への投影像において、コイル1、2、
3、4が正方形の各辺を略構成するように配される。
【0010】そして、X軸コイル3、4を直列接続し
て、その直列回路に交流電流源10を接続して交流電流
X = sinφを流して、その交流電流IX に比例したX
軸方向に一様な磁界HX を発生させる。又、Y軸コイル
1、2を直列接続して、その直列回路に交流電流源9を
接続して交流電流IY = cosφを流して、その直流電流
Y に比例したY軸方向に一様な磁界HY を発生させ
る。Hrotateは、磁界HX及びHY の合成磁界(回転磁
界)を示す。6、7及び8は、それぞれ磁界HX 、HY
及びの合成磁界Hrotateのベクトルを示す。かくする
と、磁界HX 、HY はそれぞれ次式のように表される。
【0011】
【数2】
【0012】
【数3】
【0013】XYZ直交座標系の原点の磁界H
rotateは、磁界HX 、HY がベクトル合成されたもの
で、次式にように表される。
【0014】
【数4】
【0015】この磁界Hrotateは、これはHX 、HY
関数であり、磁界の強度が一定で位相角が0°〜360
°の範囲で連続的に変化する回転磁界である。
【0016】図3におけるXYZ直交座標系のXY平面
を水平面に一致させ、地磁気の水平分力の影響を考え
る。即ち、図2に示すように、XY平面内において、地
磁気の水平分力をHE にて示す。12はその磁界HE
ベクトルを示す。この地磁気の水平分力HE を水平及び
垂直成分HEX、HEYにベクトル分解すると、次式のよう
に表される。
【0017】
【数5】
【0018】
【数6】
【0019】かくすると、XYZ直角座標の原点でのX
Y平面内における磁界Hは、回転磁界Hrotateと地磁気
の水平分力HE のベクトル合成されたものとなるので、
次式に示すように表される。
【0020】
【数7】
【0021】この合成磁界Hは回転磁界Hrotateの回転
に応じて同方向に回転する。この合成磁界Hの強度の絶
対値は次式のように表される。
【0022】
【数8】
【0023】地磁気HE の+X軸方向に対する地磁気の
水平分力の方位角をθとし、回転磁界Hrotateの位相角
φを+X軸からの角度とする。X軸コイル3、4及びY
軸コイル1、2に流れる電流IX、IYは、図1
(a)、(b)に示す如く、90°だけ位相の異なる波
形を呈する。図1(c)に回転磁界Hrotateの位相角φ
の特性を示し、この位相角φは0°〜360°の範囲で
変化する。図1(d)に合成磁界Hの絶対値|H|の特
性を示す。
【0024】この図1(d)のグラフから、合成磁界強
度|H|が極大値となるのは、φ=θのときであり、極
小値となるのは、φ=θ+180°のときであることが
分かる。従って、合成磁界強度|H|がそれぞれ極大値
及び極小値となったときの位相角φがそれぞれ地磁気の
方位角θ及びθ−180°であることが分かる。
【0025】そして、磁界強度センサ5からの出力を、
例えば、極大値検出器(又は極小値検出器)に供給し、
極大値(又は極小値)が検出されたら、そのときの位相
角φを、X軸コイル電流IX又はY軸コイル電流IYの
波形を見るか、又は、その電流の瞬時レベルをレベル検
出器によって検出し、その検出レベルをコサイン逆変換
又はサイン逆変換することによって、地磁気の方位角θ
(又はθ−180°)を検出することができる。
【0026】次に、回転磁界Hrotate及び地磁気HE
比Hrotate/HE をηと置き、η=0.5、1、2のと
きの、位相角φの変化に対する合成磁界強度|H|の極
小値付近のグラフを図4に示す。これによれば、η=1
のときに合成磁界強度|H|は0となり、しかも、その
0付近の特性は急峻となる。η=0.5、2のときは、
極小値は0より大となり、その極小値付近の特性は緩慢
となる。従って、回転磁界Hrotateの強度を、地磁気H
E の水平分力の強度と等しくなるように設定し、磁界強
度センサ5よりの磁界強度検出出力を、例えば、レベル
検出器に供給することにより、レベルが0になったこと
を高S/Nを以て検知することができる。そして、その
レベルが0になったことが検出されたら、そのときの位
相角φを、X軸コイル電流IX又はY軸コイル電流IY
の波形を見るか、又は、その電流の瞬時レベルをレベル
検出器によって検出し、その検出レベルをコサイン逆変
換又はサイン逆変換することによって、地磁気の方位角
θに関する角度(θ−180°)を検出することができ
る。
【0027】
【発明の効果】上述せる本発明によれば、回転磁界発生
手段と、その回転磁界発生手段の中心に配された任意の
1方向の磁界強度を検知する磁界強度センサとを有し、
その磁界強度センサによって、回転磁界発生手段による
回転磁界及び地磁気の合成磁界の磁界強度を検知し、そ
の検知された合成磁界の磁界強度の絶対値が極大値又は
極小値のときの回転磁界の位相角から、任意の1方向に
対する地磁気方位角を検知するようにしたので、構成が
簡単で、処理回路におけるノイズの発生や温度ドリフト
の影響を受けることなく、測定精度が高く、信頼性の高
い地磁気方位計を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の動作説明に供するタイミングチャート
である。 (a) X軸コイル電流 (b) Y軸コイル電流 (c) 回転磁界位相角 (d) 合成磁界強度
【図2】磁界の説明図である。
【図3】本発明の実施例の地磁気方位計を示す回路図で
ある。
【図4】合成磁界の強度の特性曲線図である。
【図5】従来礼のの地磁気方位計を示すブロック線図で
ある。
【符号の説明】
1〜4 回転磁界発生用コイル 5 磁界強度センサ 9 励磁電流源 10 励磁電流源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転磁界発生手段と、 該回転磁界発生手段の中心に配された任意の1方向の磁
    界強度を検知する磁界強度センサとを有し、 該磁界強度センサによって、上記回転磁界発生手段によ
    る回転磁界及び地磁気の合成磁界の磁界強度を検知し、
    該検知された合成磁界の磁界強度の絶対値が極大値又は
    極小値となったときの上記回転磁界の位相角から、上記
    任意の1方向に対する地磁気方位角を検知するようにし
    たことを特徴とする地磁気方位計。
JP1009795A 1995-01-25 1995-01-25 地磁気方位計 Pending JPH08201060A (ja)

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JP1009795A JPH08201060A (ja) 1995-01-25 1995-01-25 地磁気方位計

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JP1009795A JPH08201060A (ja) 1995-01-25 1995-01-25 地磁気方位計

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JPH08201060A true JPH08201060A (ja) 1996-08-09

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JP (1) JPH08201060A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100477511B1 (ko) * 2001-11-22 2005-03-17 야마하 가부시키가이샤 전자장치
CN105510849A (zh) * 2015-11-26 2016-04-20 哈尔滨工业大学 航磁干扰补偿方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040706