JPS6114583A - ロラン受信機における信号追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はロラン受信機において、受信機内部で生成し
た同期信号を受信したロラン信号に同期させることに関
し、特に、自船の移動に対してロラン信号と同期信号と
の同期を安定に行わせる装置に関する。

（従来の技術） ロラン受信機は、到来する主局ロラン信号と従局ロラン
信号との時間差測定を行なう。この時間差測定は、周知
のように、主局同期信号、従局同期信号をそれぞれのロ
ラン信号に同期させた後、主局同期信号と従局同期信号
との間の時間差を測定する。同期信号とロラン信号との
位相同期は、同期信号に基づいて位相比較パルスを生成
し、この位相比較パルスを用いてロラン信号との位相比
較を行ない、その比較結果を用いて同期信号の位相制御
を行なう。

ロラン信号と同期信号との位相ずれは、自船が移動しな
からロラン信号を受信する場合、自船の移動に応じて定
量的に生じるが、雑音の混入等によっても一時的に生じ
る。このようなロラン信号に対して位相制御を行なう場
合、雑音のように一時的な位相ずれに対しては位相制御
を行わず、自船の移動に起因して生じる位相ずれに対し
てのみ位相制御を行なう必要がある。

そのため、上記位相制御を行なう場合、一般には、積算
回路を用いて位相制御が行われる。すなわち、位相比較
出力を積算して、位相ずれが一定量以上積算されたとき
にのみ位相制御を行なう。

このようにすると、雑音に起因する位相ずれは一時的で
あり、かつ、その位相ずれの方向が進相方向、遅相方向
に平均して生じるから、位相ずれが積算回路内で相殺さ
れる。従って、一時的に生じる位相ずれに対しては位相
制御が行なわれない。

上記において、積算回路は、積算定数を大きくするに従
って雑音に対する誤動作を防止して安定な位相制御を行
なうことができる。しかし、積算定数を大きくすると検
出された位相ずれに対する位相制御作用の遅延時間が大
きくなる。従って、自船の移動速度がある一定速度以上
速くなるとロラン信号と同期信号との位相同期を保つこ
とができなくなる。そのため、積算回路の積算定数は自
船の最大移動速度を考慮して決定される。

（発明が解決しようとする問題点） 積算回路の積算定数は、上記のように、自船の最大移動
速度を考慮して決定されるが、さらに、ロランチャート
上の自船位置をも考慮して決定される。

第３図のロランチャート上において、主局送信局Ｍと従
局送信局Ｓとを結ぶ基線ＢＬ上において、時間差線Ｔｎ
乃至Ｔ…の線密度が最も高くなる。すなわち、基線ＢＬ
上を自船が移動するとき、自船の移動に対する時間差変
化が最も大きくなる。従って、自船の一定量の移動に対
するロラン信号と同期信号との位相ずれが最大になる。

従来は、この基線ＢＬ上において生じる位相ずれに対し
て、位相同期が行われるように積算定数が決定されて固
定される。

ところが、自船が基線ＢＬから比較的離れた位置、例え
ば、第３図Ｐ点に位置する場合、時間差線Ｔｑ乃至ＴＱ
、の発散が大きくなり、自船の移動に対する時間差変化
が小さくなる。すなわち、基線ＢＬ上を移動する場合に
比して、ロラン信号と同期信号との位相ずれも小さくな
る。従って、Ｐ点イ」近を移動する場合は、基線ＢＬ上
を移動する場合に比して精算定数を大きくしても位相ず
れを十分制御することができる。又、時間差線Ｔｌ１４
乃至７４．の発散度が比較的大きいＰ点付近においては
、ロラン信号のＳ／Ｎ比も不安定であるから、積算定数
を大きくするのが望ましい。

この発明は、従来の積算定数が固定であるのに対して、
自船位置に応じて積算定数を最適値に設定しようとする
ものである。すなわち、第３図のロランチャート上にお
いて、基線ＢＬ付近に自船が位置するときは積算定数を
小さくし、時間差線肌乃至Ｔｅｌ、の発散が比較的大き
い位置に位置する場合は積算定数を比較的大きくして、
ロランチャート信号との同期を常に安定して行なわせる
。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するだめの手段は、自船の測定位置に
基づいて、その付近における時間差線の発散度を演算す
る手段と、その演算手段に基づいて演算器の積算定数を
制御する手段を設けることである。積算器は種々のもの
を用いることができるが、例えば、可逆ａＪ数器、数値
設定器、可逆計数器の計数値と数値設定器の設定値とを
比較する比較器とで構成することができる。

（作　　用　　） 上記手段によれば、演算手段は自船位置付近の発散度を
演算して、その演算結果に基づいて数値設定器の数値を
設定する。他方可逆計数器にはロラン信号と同期信号と
の位相比較が行われる毎に、位相ずれ方向に対応する計
数動作が行われ、その計数値と数値設定器の設定値とが
比較器において比較され、可逆計数器の計数値が設定数
値を越えたとき比較器から出力が送出される。そして、
この出力によって位相制御が行なわれる。

（実施例） 第１図において、基準発振器１から送出される高周波パ
ルス列は主局分周回路２においてロラン信号の送信くり
返し周期と同周期になるように分周される。主局分周器
２の分周出力に基づいて主局分周パルス生成器３が主局
同期パルスを主局位相比較回路４へ送出する。主局位相
比較回路４は、主局同期パルスと受信器５から送出され
る主局ロラン信号との位相比較を行なう。この位相比較
はロラン信号の特定位相に対して行われる。例えば、ロ
ランＣ信号の場合、第２図に示すように、ロランＣ信号
ａの３サイクル位相に対して同期信号すの位相比較を行
なう。この位相比較結果はＡＦＣ回路６へ送出されて、
位相比較結果に基づいて基準発振器１の周波数制御が行
われる。すなわち、同期信号すがロランＣ信号ａの３サ
イクル位相に対して進んでいるとき、基準発振器１の発
信周波数を下げて同期パルスｂの位相を遅らせる。逆に
、同期信号すがロランＣ信号ａの３サイクル位相に対し
て遅れているとき、基準発振器１の発信周波数を上げて
同期パルスｂの位相を進ませる。このようなＡＦＣ回路
６は公知のものを用いることができる。例えば、周波数
制御をディジタル的に行なう場合、発振回路で生成され
たパルス列の一部を抜き取り、あるいは、新たなパルス
列を混入させることによる、単位時間当りのパルス列数
を増減することができる。これによって、基準発振器１
の高周波パルス列のくり返す周波数をロラン送信局から
到来するロラン信号を基準にして制御することができる
。

基準発振器１から送出される高周波パルス列は移動回路
７を経て従局分周器８へ導びかれる。従局分周器８は、
主局分周器２と同様にして、高周波パルス列をロラン信
号の送信くり返し周期と同周期になるまで分周する。こ
の分周出力に基づいて従局同期パルス生成回路９が従局
同期パルスを生成して、従局位相比較回路１０において
従局同期パルスと従局ロラン信号との位相比較が行われ
る。

従局位相比較回路１０は、主局位相比較回路４と同様に
して従局同期パルスと従局ロラン信号との位相比較を行
なって、その比較出力を積算器１１へ送出する。積算器
１１は、従局同期パルスと従局ロラン信号との位相比較
出力に基づいて、移動回路７を制御して従局同期信号を
従局ロラン信号に同期させる。すなわち、従局同期パル
スが従局ロラン信号の同期位置に対して進み位相にある
場合、積算回路１１は移動回路７を通過する高周波パル
ス列の一部を抜き取って同期パルスの位相を遅らせる。

逆に、従局同期パルスが従局ロラン信号に対して遅れ位
相にある場合、移動回路７を通過するパルス列にさらに
新たなパルス列を追加することにより従局同期パルスの
位相を進ませる。

従局同期パルス生成回路９で生成される従局同期パルス
は移動回路７によって位相制御が行われるが、さらにＡ
ＦＣ回路６によって基準発振器１の周波数制御が行われ
るときにも位相が変化する。

すなわち、主局同期パルスに位相ずれが生じると、その
位相ずれが主局位相比較回路４によって検出され、ＡＦ
Ｃ回路６によって基準発振器１の高周波パルス列数が一
時的に変更される。これによって、主局同期パルスが位
相ずれが生じた方向と逆方向に移送されて同期させられ
る。このとき、基準発振器１の高周波パルス列は主局分
周器２へ導かれると同時に、従局分周器８にも共通に導
かれている。従って、基準発振器１の高周波パルス列数
を制御して主局同期パルスを移送させるとき、同時に、
従局同期パルスも連動して移送させられる。この位相は
従局同期パルスに位相ずれを生じさせる。従って、従局
位相比較回路１０、積算器１１、移動回路７は従局同期
パルスに単独に生じる位相ずれを検出、制御すると同時
に、主局同期パルスの位相ずれに起因して生じる位相ず
れをも検出、制御する。例えば、自船が移動するとき、
通常は主局同期パルス、従局同期パルスの両方に位相ず
れが生じる。そして、主局同期パルスの位相ずれが制御
されるとき、主局同期パルスの位相ずれが従局同期パル
スに加えられるから、従局同期パルスには従局同期パル
ス自体の位相ずれと主局同期パルスの位相ずれが生じる
。その結果、主局同期パルスの位相ずれは自船の移動量
に比例するのに対して、従局同期パルスの位相ずれは、
第３図で説明したように、ロランチャート上の自船位置
によって異なる。

以上の点に基づいて、積算器１１は、第３図で説明した
ように、ロランチャー）・上の基線ＢＬ付近に自船が位
置するときは積算定数″が比較的小さく設定され、基線
ＢＬから遠ざかるに従って積算定数が大きくなるように
設定される。

以下これについて説明すると、積算器１１は可逆計数器
１１１、比較回路１１２、数値設定器１１３、演算器１
１４とで構成される。

可逆計数器１１１は、従局位相比較回路１０の位相比較
出力に基づいて加算計数あるいは減算計数を行なう。例
えば、第２図において、同期パルスｂがロラン信号ａの
同期位置に対して位相が進んでいるときは加算計数を行
ない、逆に、位相が遅れているときは減算計数を行なう
。この加算計数、減算計数は従局位相比較回路１０から
可逆計数器１１１の加算端子あるいは減算端子にパルス
波が送出されることにより行われる。

可逆計数器１１１の計数値は比較回路１１２において数
値設定器１１３の設定数値と比較される。この場合、比
較回路１１２は可逆計数器１１１の計数値の絶対値と数
値設定器１１３の設定値とを比較して、可逆計数器の絶
対値が設定値を越えると出力パルスを移動回路７へ送出
勢る。このとき、可逆計数器１１１の計数値が加算値で
あるのか、減算値であるのかを示す符号出力が移動回路
７へ送出される。

符号出力は、例えば、可逆計数器ｌ１１の計数値が加算
値のときは高レベル出力が送出され、減算値のときは低
レベル出力を送出する。移動回路７は比較回路１１２か
ら出力パルスが送出される毎に、可逆計数器１１１の符
号出力に応じて通過する高周波パルス列の増減を制御し
て従局同期パルスの位相制御を行なう。又、比較回路１
１２は出力パルスを送出すると同時に可逆計数値１１１
の計数値をリセットする。

上記から明らかなように、従局位相比較回路１０から定
期的に比較パルスが送出されるとき、比較回路１１２の
出力パルスは数値設定器１１３の設定数値に応じてパル
ス間隔が変化する。すなわち、設定数値が小さいときは
パルス間隔は小さい。従って、これは積算定数を小さく
したことに相当する。

そして、設定数値を大きくするに従ってパルス間隔が大
きくなる。これは積算定数を大きくしたことに相当する
。

数値設定器１１３の設定数値は演算器１１４によって設
定される。

演算器１１４は、例えば第３図において、自船が位置す
るＰ点付近における時間差線の発散度を演算する。この
発散度は、自船位置Ｐに対して主局送信局Ｍと従局送信
局Ｓとで成す角φを用いて、で表される。従って、基線
ＢＬ上に位置するときの設定数値をあらかじめ定めて、
その設定数値を基じて設定数値を変化させればよい。

演算器１１４は、上記のようにして数値設定を行を算出
することにより、設定数値を変化させる。

この場合、角度φは、自船位置Ｐの位置データ、ロラン
送信局Ｍ並びにＳの位置データを与えることにより、三
角函数の公式から算出することができる。そして、自船
の位置データは緯度、経度変換器１２によって与えられ
、ロラン送信局Ｍ、Ｓの各位置データは、データメモリ
１３にあらかじめ記憶されている位置データが読出され
て与えられる。

緯度、経度変換器１２は時間差測定回路１４と図示しな
い他の一対のロラン信号間の時間差を測定する時間差測
定回路から送出されるロランチャート上における自船位
置データを地図上の緯度、経度データに変換する。この
緯度、経度データの変換は、ロランチャート上における
時間差データとロラン送信局Ｍ、Ｓの位置データとを用
いてロラン送信局までの距離を演算するごとくして公知
のようにして行われる。なお１時間差測定回路１４は、
主局同期パルス生成回路３並びに従局同期パルス生成回
路９で生成された主局同期パルス、従局同期パルスがそ
れぞれのロラン信号に同期しているとき、主局同期パル
スと従局同期パルスの間の時間差測定を行なう。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、同期パルスとロラン信
号との位相ずれの検出出力を演算するときの積算足数が
ロランチャート上の自船位置に対応した最適値に設定さ
れる。従って、同期パルスとロラン信号との同期が、自
船の移動によって遅れることなく、又、ロラン信号のＳ
／Ｎ　　比が比較的悪い場合でも極めて安定に行われる
。

（発明の他の実施例） 第１図においては主局同期パルスと主局ロラン信号との
位相比較出力を用いてＡＦＣ回路６が基準発振器１を制
御するごとく説明したが、従局同期パルスと従局ロラン
信号との位相比較出力をＡＦＣ回路へ送出しても上記と
同様な作用を行わせることができる。従って、この場合
は、主局同期パルスと主局ロラン信号との位相比較出力
を積算器１１へ送出すればよい。

又、第１図において、積算器１１は可逆計数器１１１、
比較回路１１２、数値設定器１１３等で構成したが、こ
の構成に限らず種々の変形が可能である。

又、ハード的な構成を用いる必要はなく、それぞれのデ
ーターをソフト的に処理するように構成することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示し、第２図はその動作を
説明するための波形図、第３図はその動作を説明するた
めのロランチャートの一例を示す。 １・・・・基準発振器、２・・・・主局分周器、３・・
・・主局同期パルス生成回路、４・・・・主局位相比較
回路、５・・・・受信器、６・・・・ＡＦＣ回路、７・
・・・移動回路、８・・・・従局分周器、９・・・・従
局−同期パルス生成回路、１０・・・・従局位相比較回
路、１１・・・・積算器、１２・・・・緯度、経度変換
器、１３・・データメモリ、１４・・・・時間差測定回
路、Ｉｌｌ・・・・可逆計数器、１１２・・・・比較回
路、１１３・・・・数値設定器、１１４・・・・演算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準パルス列をロラン信号の到来周期と同周期なるまで
   分周して主局同期パルス、従局同期パルスを生成し、該
   主局同期パルス、従局同期パルスの各々を主局ロラン信
   号、従局ロラン信号に同期させるロラン受信機において
   、 主局（従局）同期パルスと主局（従局）ロラン信号との
   位相比較を行なう第１の位相比較回路と、従局（主局）
   同期パルスと従局（主局）ロラン信号との位相比較を行
   なう第２の位相比較回路と、上記第１の位相比較出力に
   基づいて上記基準パルス列のパルス数を制御する周波数
   制御回路と、上記第２の位相比較出力を積算する積算器
   と、該積算器の積算出力に基づいて上記第２の位相比較
   回路が上記位相比較を行なう従局（主局）同期パルスの
   位相制御を行なう移動回路と、 自船の位置データとロラン送信局の位置データとに基づ
   いて自船位置付近のロランチャートの時間差線の発散度
   を演算する演算回路とを具備し、該演算回路の演算結果
   に基づいて、上記時間差線の発散が最も小さい位置を基
   準にして時間差線の発散が大きくなるのにつれて上に積
   算回路の積算定数が大きくなるごとく積算定数を制御す
   ることを特徴とするロラン受信機における信号追尾装置
   。