JPS62147313A - 航空機の方位修正装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は航空機の方位を判定する磁束検出器装置に関し
、特に、航空機の加速によってもたらされる方位誤差を
補償する磁束検出器装置による航空機の方位修正装置に
関する。

（ＩＩ）従来の技術 航空機の方位を判定する磁束検出器装置は、通常、磁束
バルブと称され、当業者には周知である。

現在、磁束バルブは、非加速飛行中のみ正確な方位情報
を提供する。加速飛行中、懸垂した磁束バルブ素子は変
位し、すなわち垂直線に「ハングオフ」し、そして地球
の水平磁界と、地球の垂直磁界の両方を感知する。垂直
磁界についての不要な感知のために、航空機の方位の測
定に誤差をもたらす。従来技術による装置では、所定の
闇値を超過する加速飛行期間中、磁束バルブ方位出力を
切離すだけであった。磁束バルブが切離される期間中、
方位情報は自由ジャイロスコープから得られる。その結
果、従来技術装置は、航空機の加速が所定の閾埴を上回
る場合、長期間、自由ジャイロ方位情報のみを利用して
動作するという欠点を存する。加速闇値以下では、磁束
バルブ方位誤差は、航空機が僅かの加速を経験する場合
にも、取入れられてしまう。本発明は、低レベル加速期
間中に磁束バルブ方位誤差を補償し、よって磁束バルブ
方位精度を増加し、そして自由ジャイロから方位情報を
得ることへの依存度を減少する。

（ハ）作用 本発明は′磁束バルブハングオフによってもたらされる
方位誤差を修正する航空機の方位修正装置である。磁気
方位および水平磁界の強さは、磁束バルブ出力から与え
られる。伏角の正接は水平磁界の強さから判定され、そ
して航空機の磁気的北と東方向の加速に合成されて修正
信号を発生し、該信号は、次いで、磁束バルブ偏差角信
号から減算されて、修正磁気方位を発生する。

（ハ）実施例 本発明を容易に理解するために、第１図に示されるよう
なプロ・ツク図を利用して、説明′を行なう。

本発明は、プログラム可能ディジタルコンピュータの一
部として実現され得ることが理解されるであろう。

第１図に示した磁束バルブバングオフ修正装置１０につ
いて見ると、磁束バルブ１１および関連回路（図示して
ない）は）Ｍ　１２および１３によって信号を、水平磁
界の強さ計算ブロック１４ならびに磁束バルブ方位ブロ
ック１５へ与えている。

磁束バルブＩＩはその感応軸に平行に置かれている磁界
を測定する。磁束バルブ１１は、磁気方位となっている
北から偏差角ψＦＶを表わす信号を発生する。磁束バル
ブ１１出力は、電流サーボ機構およびアナログ／ディジ
タル変換器を介して、プログラム可能ディジタルコンピ
ュータに与えられることができる。磁束バルブ１１およ
び関連回路比ツノはライン１２と１３上の信号から成る
が、これらの信号はそれぞれ、信号Ｘ１＝磁界の強さＸ
　５ｉｎ（ψＦＶ）および信号Ｘ２＝磁界の強さｘ　ｃ
ｏｓ（ψＦＶ）から成り、但し、ψＦＶは偏差角となっ
ている。

磁束バルブ１１感応素子は揺動するように懸垂されてい
る。水平成分は、地表に近い地理上の場所に従って大き
さが変化する磁界の強さを有している。水平成分は常に
、磁気化／南格子線に整列されているので、磁束バルブ
出力信号１２と１３は、それぞれ、下記のように低減さ
れる。

ｘｌ−水平磁界の強さＸ５ｉｎ　（磁気方位）Ｘ２＝水
平磁界の強さ×ｃｏｓ（ｉｆｆ気方位）値Ｘ１とｘ２を
表わす信号は、水平磁界の強さブロック■４と未修正の
磁束バルブ方位ブａｙり１５に与えられる。航空機の磁
気的化と東方向の加速を表わす信号は水平磁界の強さブ
ロック１４と修正項ブロック１６に与えられる。線１７
に現ねれる水平磁界の強さブロック１４　　（ＩＩＦｓ
）の出力は、下記の形式を有する信号として表わされる
。

（Ｘ　、２　＋　Ｘ　２２）　＋／ｚ 磁束磁束バルブ方位ブランク１５力はＴａｎ−’（Ｘｉ
／Ｘ２）の形を有する信号として表わされる。本発明が
プログラム可能ディジタルコンピュータによって実現さ
れる場合、水平磁界の強さくＨＦ５）の値は、例えば、
５分の時定数単極フィルタを利用することによって、非
常に低い航空機加速期間中、その値を更新することで保
持される。

より短い、例えば３分の時定数フィルタは、地上に整列
中、利用することができる。

伏角（すなわち、磁界が大地に入る傾斜角）の正接は、
線１７上の水平磁界の強さ信号から得ることができる。

線１９上に現われる伏角信号の正接（Ｔａｎ　Ｄｉｐ）
は、水平磁界の強さを伏角に関連させる相関各戸式を利
用する伏角の正接ブロック１８によって計算される。こ
れらの多項式を発展するために利用される磁気データは
、ジオロジカル　サーヘイサーキュラ−（Ｇｅｏｌｏｇ
ｉｃａｌ　５ｕｒｖｅｙ　Ｃ１ｒｃｕｌａｒ）　８７３
およびインクナソヨナルジオマグネティック　チャート
　アンド　グリッド　バリュー　（Ｇｅｏｍａｇｎｅｉ
ｃＣｈａｒｔｓ　ａｎｄ　Ｇｒｉｄ　Ｖａｌｕｅｓ）　
（ＩＡＧＡ会報Ｎｏ、４７）から得たものである。

多項式は、ブロック１８における伏角の正接を計算する
際に利用するために導出されたものである。各多項式は
地表における別々の領域に対応する。多項式は下記の形
をとる。

Ｔａｎ　Ｄｉｐ　（線１９上の信号で表わされる）−Ａ
Ｏ＋ＡｌＸ１ｌＦＳ＋　Ａ２Ｘ１ｌＦＳ２＋Δ３ｘＦＩ
Ｉｓ’但し、ＩＩ　Ｆ　Ｓ　は、ＩＩ　Ｆ　Ｓ−ナノテ
スラ１１１７ｓ　ｘ　２１６．６９９　ｘｌＯ−６とし
て表わされる線１７上の水平（ｆｆ界の強さをボルトで
表わしたものである。

修正項プロ・／り１６は線１９上の伏角の正接および線
２１上の航空機の磁気的化／東方向加速を表わす両信号
の入力を受信する。綿２０上の修正項ψＥＲＲについて
次に説明する。

第２図について見ると、北、東、下方座標系に入射する
地磁界（ＢＥ）は水平磁界の強さくＩＩＦｓ）および垂
直磁界の強さくＶＦＳ）　の対応するベクトル成分を有
している。ＢＥ　ベクトルとＨＦＳベクトル間の角度は
伏角Ｔである。

航空機が加速する場合、磁束バルブ１１の懸垂素子は、
下方向加速によって除算された航空機水平加速の逆正接
にほぼ等しい角度にまで「ハングオフ」するように仕向
けられる。。

次に第３図および第３Ａ図では、航空機の加速は、大体
の磁気的化（第３図）と磁気的束（第３Ａ図）の座標軸
に沿って、方向の余弦を介して、水平成分に分解される
。第３図および第３Ａ図は、それぞれ、北方向と東方向
の加速による結果の磁束バルブハングオフ角度αおよび
βを示している。

磁気化と東の磁界の強さの１１１１定価を表わす対応信
号は下記のように定められる。

北方向成分＝　（Ｌａｎ（γ）×ｓｉｎ（α）＋　ｃｏ
ｓ（α）　）東方向成分−（ｔａｎ（γ）　ｘ　５ｉｎ
（β）〕但し、α＝　ｔａｎ−’　（Ａ　１１８　／　
Ａ　ｏｏｗ＋ｉ　）　。

β＝　ｔａｎ−’　（Ａ　ＩＩＮ　／　Ａ　ｎｏｗＮ）
　）但し、八ＮＭは皿空機の磁気的北方向加速度ＡＥＭ
は航空機の磁気的東方向加速度、および Ａ、。□は航空機の下方向加速度、となっている。

ＨＦＳ　は北方向になるよう定められるので、いずれの
東方向成分でも、下記の弐に 等しい、第４図に示されるような、方 位誤差を生ずる結果になる。

磁束バルブ方位誤差＝Ｔａｎ−’　（東方向成分／北方
向成分） すなわち ψＥＲＲ＝Ｔａｎ−’　（ｔａｎ（ｒ）ｓｉｎ（β）／
ｔａｎ（ｒ　）ｓｉｎ（α）＋　ｃｏｓ（α）〕 再び第１図について見ると、修正項ブロック１６は線２
０上に修正項信号ψεｌ？Ｒを与える。ψＥＲＲは、僅
かの航空機の加速中に、減算ブロック２２において、偏
差角度ψＦＶから減算される。線２３上の減算ブロック
２２の出力が修正された磁気方位となる。

本発明の良好な実施例に関して説明して来たが、使用、
された用語は説明のためのものであって限定するもので
なく、その広い観点において、本発明の真の範囲および
発明の精神から逸脱せずに、特許請求の範囲内で種々の
変更がなされうる点を理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁束バルブ修正装置のプロ。 り図、第２図は地磁界の水平および垂直成分への分解を
示し、第３図および第３Ａ図は磁束ハングオフ角度を示
し、そして第４図は北／東磁界の強さベクトルによる方
位誤差を示す。 図中、１１は磁束バルブと関連電子回路、１４は水平磁
界の強さ、１５は磁束バルブ方位、１６は修正項および
１８は伏角の正接をそれぞれ示す。 特許出願人　　スベリ−コーポレイソヨン磁気的北 下方 磁気的化 ＦＩＧ、４゜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁束検出機を利用して航空機の磁気方位の関数と
   して信号を発生する型式の航空機の方位修正装置であっ
   て、 前記航空機の北方向、東方向および下方向の加速成分を
   表わす信号を、前記航空機の磁気方位の関数として 受信するよう構成され、水平磁界の強さを表わす信号を
   発生する第１手段と、 水平磁界の強さを表わす前記信号を受信するよう構成さ
   れ水平磁界の強さを表わす前記信号および伏角の正接を
   表わす信号を発生する第２手段と、前記信号を前記航空
   機の磁気方位の関数として受信するよう構成されて、磁
   気方位信号を発生する第３手段と、 ａ）水平磁界の強さを表わす前記信号と、 ｂ）伏角の正接を表わす前記信号と、 ｃ）前記航空機の北方向、東方向および下方向の加速成
   分を表わす前記信号を受信するよう構成され磁気方位修
   正信号を発生する第４手段と、および 前記磁気機首方位修正信号および前記磁気方位信号を受
   入れるよう構成され、修正された磁気方位信号を発生す
   る第５手段、 とを備えていることを特徴とする、前記航空機の方位修
   正装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の航空機方位修正装置
   において、前記航空機の磁気方位の関数としての前記信
   号は、下記の関係、 前記第１信号＝Ｘ＿１＝水平磁界の強さ ×ｓｉｎ（磁気方位） 前記第２信号＝Ｘ＿２＝水平磁界の強さ ×ｃｏｓ（磁気方位） を有する第１と第２の信号から成ることを特徴とする前
   記航空機の方位修正装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、水平
   磁界の強さを表わす前記信号は、水平磁界の強さ＝〔Ｘ
   ＿１＾２＋Ｘ＿２＾２〕＾１＾／＾２の形を有している
   ことを特徴とする前記航空機の方位修正装置。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
   第３手段はｔａｎ＾−＾１〔Ｘ＿１／Ｘ＿２〕の形を有
   する磁気方位信号を発生することを特徴とする前記航空
   機の方位修正装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載の装置において、伏角
   の正接を表わす前記信号は、Ａ＿０、Ａ＿１、Ａ＿２お
   よびＡ＿３を所定の定数とし、ＨＦＳ＝前記水平磁界の
   強さとして、 伏角の正接＝Ａ＿０＋Ａ＿１×ＨＦＳ＋Ａ＿２×ＨＦＳ
   ＾２＋Ａ＿３×ＨＦＳ＾３ となっていることを特徴とする前記航空機の方位修正装
   置。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
   磁気方位修正信号は、 東方向成分＝〔ｔａｎ（伏角）×ｓｉｎ（Ａ＿Ｅ＿Ｍ／
   Ａ＿Ｄ＿Ｏ＿Ｗ＿Ｎ）〕北方向成分＝〔ｔａｎ（伏角）
   ×ｓｉｎ（Ａ＿Ｎ＿Ｍ／Ａ＿Ｄ＿Ｏ＿Ｗ＿Ｎ）＋ｃｏｓ
   （Ａ＿Ｎ＿Ｍ／Ａ＿Ｄ＿Ｏ＿Ｗ＿Ｎ）〕Ａ＿Ｅ＿Ｍ＝航
   空機の東方向加速 Ａ＿Ｎ＿Ｍ＝航空機の北方向加速 Ａ＿Ｄ＿Ｏ＿Ｗ＿Ｎ＝航空機の下方向加速としたときｔ
   ａｎ＾−＾１＝〔東方向成分／北方向成分〕となってい
   ることを特徴とする前記航空機の方位修正装置。