JPH04142088A - Rate biasing device - Google Patents

Rate biasing device

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JPH04142088A
JPH04142088A JP26445890A JP26445890A JPH04142088A JP H04142088 A JPH04142088 A JP H04142088A JP 26445890 A JP26445890 A JP 26445890A JP 26445890 A JP26445890 A JP 26445890A JP H04142088 A JPH04142088 A JP H04142088A
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frame
around
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岡安 尚登
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中谷 俊彦
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Abstract

PURPOSE:To eliminate accumulation of a scale factor error and to minimize the error of a sensor due to the motion of a navigator by multiplying the inverting period of a second rotary shaft by an integer number of the rotating period of the rotary shaft of a rotary block. CONSTITUTION:A rotary frame 8a is secured to a base member 15 through a second rotary shaft 14, and the member 15 is secured to a navigator. A frame 8 itself is supported by the shaft 14 perpendicular to a first rotary shaft 6 of a rotary shaft 6 of a rotary block 5, rotated in a predetermined direction to coordinates system of the earth at a predetermined angular velocity around the shaft 6, rotated at a predetermined angular velocity to the coordinates system of the earth around the shaft 14 to be periodically inverted in its rotating direction in such a manner that the inverting period around the shaft 14 is multiplied by an integer number of the rotating period around the shaft 6. Thus, since an abruptly inverting operation is not required, a torque motor having a large torque, a large current is eliminated to prevent generation of an error.

Description

【発明の詳細な説明】 a、 産業上の利用分野 本発明はリングレーザジャイロ装置におけるロックイン
現象を避けるためのレイトバイアス装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION a. Field of Industrial Application The present invention relates to a late bias device for avoiding the lock-in phenomenon in a ring laser gyro device.

b、従来の技術 リングレーザジャイロでは光路の中を右回りに回る光と
左回りに回る光のビートを求め、このビート周波数をカ
ウンタで計測することにより回転角速度を求める。
b. Conventional technology In a ring laser gyro, the beats of light rotating clockwise and counterclockwise in the optical path are determined, and the rotational angular velocity is determined by measuring the beat frequency with a counter.

しかしながら回転が地球の自転角速度程度になると左右
両光間の発振周波数の差が小さくなり、その結果、いわ
ゆる引き込み現象により周波数差がなくなるロックイン
現象が発生する。すなわち低角速度領域において角速度
を検出することができなくなる。
However, when the rotation reaches the rotational angular velocity of the earth, the difference in oscillation frequency between the left and right lights becomes small, and as a result, a lock-in phenomenon occurs in which the frequency difference disappears due to a so-called entrainment phenomenon. That is, it becomes impossible to detect angular velocity in the low angular velocity region.

これを防ぐ装置の一つとしてレイトバイアス装置がある
One of the devices to prevent this is a late bias device.

これは、慣性航法装置等において使用されるジャイロと
加速度計からなるセンサモジュールを各ジャイロに均等
に角速度が加わるような軸まわりに回転させ゛ることに
より、ロックイン現象の生じない角速度領域でレーザジ
ャイロを使用するようにしたものである。
This is achieved by rotating the sensor module, which consists of a gyro and an accelerometer used in inertial navigation systems, around an axis that applies angular velocity equally to each gyro. It uses a gyro.

第6図は従来技術によるレイトバイアス装置を備えるリ
ングレーザジャイロ装置の主要部の斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of the main parts of a ring laser gyro device equipped with a late bias device according to the prior art.

入力軸1a、 2a、 3aをそれぞれ有するリングレ
ーザジャイロ1.2. 3と直交3軸の入力軸を有する
加速度計4は回転ブロック5に固定され、回転ブロック
5の回転軸6は両端のベアリング7を介して枠体8に回
転可能に固定されている。回転ブロック5が回転軸6の
まわりで回転すると均等に角速度が加わるように各リン
グレーザジャイロ1.2. 3は回転ブロック5に配置
されている。なお回転軸6は電路を通すために中空構造
となっている。
Ring laser gyro 1.2, each having an input shaft 1a, 2a, 3a. An accelerometer 4 having three input axes orthogonal to the accelerometer 3 is fixed to a rotating block 5, and a rotating shaft 6 of the rotating block 5 is rotatably fixed to a frame 8 via bearings 7 at both ends. Each ring laser gyro 1.2. 3 is placed on the rotating block 5. Note that the rotating shaft 6 has a hollow structure to pass an electric circuit.

回転ブロックの回転軸6のまわりの回転角度は角度検出
器9で検出され、回転角度命令発信器10からの指令信
号との差が減算器11において求められ、減算器11の
出力信号はサーボ増幅器12で増幅され、その出力信号
はトルクモータ13に送られる。トルクモータ13はそ
の入力電流に比例したトルクを回転ブロック5の回転軸
6に与える。この結果、回転ブロック5は回転角度命令
発信器10の指令信号に応じて回転する。
The rotation angle of the rotation block around the rotation axis 6 is detected by the angle detector 9, and the difference from the command signal from the rotation angle command transmitter 10 is determined by the subtracter 11, and the output signal of the subtractor 11 is sent to the servo amplifier. 12 and its output signal is sent to a torque motor 13. The torque motor 13 applies a torque proportional to its input current to the rotating shaft 6 of the rotating block 5. As a result, the rotation block 5 rotates according to the command signal from the rotation angle command transmitter 10.

リングレーザジャイロ1.2. 3および、加速度計4
の出力信号は回転軸6の中空部およびスリップリングを
経由して外部に取出される。
Ring laser gyro 1.2. 3 and accelerometer 4
The output signal is taken out to the outside via the hollow part of the rotating shaft 6 and the slip ring.

第7図は第6図の装置のブロックダイヤグラムである。FIG. 7 is a block diagram of the apparatus of FIG.

第6図の回転ブロック5に取付けられた3個のリングレ
ーザジャイロRLGI、RLG2.RLG3からの角速
度信号は、回転ブロック5へのリングレーザジャイロの
固定取付角の影響が固定取付角補整変換部FIXAで補
正され、さらに方向余弦演算部C05Iに送られる。方
向余弦演算部C05Iでは、回転ブロック5の座標軸と
地球の座標の間の方向余弦を計算する。なお、回転ブロ
ック5の座標軸の1軸は回転軸6に一致し、他の2軸は
この軸に直交しかつ互いに直交する。地球の座標軸とは
航行体の位置する地点における南北軸、東西軸および鉛
直軸である。
Three ring laser gyros RLGI, RLG2 . The angular velocity signal from the RLG3 is corrected for the influence of the fixed mounting angle of the ring laser gyro on the rotation block 5 by the fixed mounting angle correction converter FIXA, and is further sent to the direction cosine calculating section C05I. The direction cosine calculation unit C05I calculates the direction cosine between the coordinate axis of the rotation block 5 and the coordinates of the earth. Note that one of the coordinate axes of the rotation block 5 coincides with the rotation axis 6, and the other two axes are perpendicular to this axis and perpendicular to each other. The earth's coordinate axes are the north-south axis, east-west axis, and vertical axis at the point where the navigation vehicle is located.

リングレーザジャイロは慣性空間に対する角速度を検出
する。しかし艦船等の航行体は地球の緯度、経度等の位
置情報が必要であるので、慣性空間に対する地球の運動
を補正項または修正項として入力する必要がある。
A ring laser gyro detects angular velocity relative to inertial space. However, since navigational objects such as ships require positional information such as the latitude and longitude of the earth, it is necessary to input the movement of the earth relative to inertial space as a correction term or correction term.

このため方向余弦演算部C05Iにおいて求められた方
向余弦信号と、加速度計AC5からの加速度信号に基づ
いて、第1の座標変換部cooiにおいて加速度信号を
地球座標に対する例えば南北方向、東西方向、鉛直方向
の加速度成分に変換する。
Therefore, based on the direction cosine signal obtained in the direction cosine calculation unit C05I and the acceleration signal from the accelerometer AC5, the first coordinate conversion unit cooi converts the acceleration signal in the north-south direction, east-west direction, vertical direction, etc. with respect to the earth coordinates. Convert to acceleration component.

この地球座標に対する加速度成分は、速度演算部VCA
Lにおいてコリオリ修正および積分演算されて速度信号
に変換され、速度信号■として出力されるとともに位置
演算部PCALに送られる。
The acceleration component with respect to this earth coordinate is calculated by the velocity calculation unit VCA.
Coriolis correction and integral calculation are performed at L, and the signal is converted into a speed signal, which is output as a speed signal (2) and sent to the position calculation unit PCAL.

位置演算部PCALにおいて、地球が回転楕円体である
ことの楕円修正および積分演算が行われ、緯度、経度が
求められ、位置信号Pとして出力される。これらの速度
信号と位置信号は自転修正およびダンピング演算部RO
TDに送られる。
In the position calculation unit PCAL, ellipse correction and integral calculation are performed to ensure that the earth is a spheroid, and latitude and longitude are determined and output as a position signal P. These speed signals and position signals are sent to the rotation correction and damping calculation unit RO.
Sent to TD.

自転修正およびダンピング演算部ROTDには速度計V
Sからの信号に基づいて速度成分を求める速度成分演算
部VCOMからの速度成分信号も送られ、速度と位置に
ついて自転修正等が行われる。
The rotation correction and damping calculation unit ROTD has a speedometer V.
A velocity component signal is also sent from a velocity component calculation unit VCOM which calculates a velocity component based on a signal from S, and rotation correction and the like are performed on the velocity and position.

自転修正およびダンピング演算部ROTDの出力は補正
信号演算部COO2に送られ慣性空間に対する地球の座
標軸(航行体の位置する地点における南北軸、東西軸、
鉛直軸)が求められ、このデータは方向余弦演算部C0
5Iに送られる。
The output of the rotation correction and damping calculation unit ROTD is sent to the correction signal calculation unit COO2, and the coordinate axes of the earth relative to the inertial space (the north-south axis, the east-west axis at the point where the navigation object is located,
vertical axis) is obtained, and this data is sent to the direction cosine calculation unit C0
Sent to 5I.

方向余弦演算部COS Iで求められた方向余弦信号は
第1の座標変換演算部Coolに送られるとともに、ジ
ンバル角修正演算部GIMBに送られる。
The direction cosine signal obtained by the direction cosine calculation section COS I is sent to the first coordinate transformation calculation section Cool, and is also sent to the gimbal angle correction calculation section GIMB.

ジンバル角修正演算部GIMBには、第6図の角度検出
器9の出力が送られ、枠体8の座標軸と地球の座標軸と
の間の方向余弦が求められる。さらにこれに基づいて航
行体の方位角A2、ロール角R0、ピッチ角Piが姿勢
角制御部POSTで求められる。方位角^2は速度成分
演算部VCOMに送られ速度成分の計算に用いられる。
The output of the angle detector 9 shown in FIG. 6 is sent to the gimbal angle correction calculation unit GIMB, and the direction cosine between the coordinate axes of the frame 8 and the coordinate axes of the earth is determined. Furthermore, based on this, the azimuth angle A2, roll angle R0, and pitch angle Pi of the navigation object are determined by the attitude angle control unit POST. The azimuth angle ^2 is sent to the velocity component calculation unit VCOM and used to calculate the velocity component.

C1発明が解決しようとする課題 従来技術によるレイトバイアス装置においては、回転角
度発信器10からの指令信号として、トルクモータ13
を常に一定方向に回転させておく方式と、ある時間間隔
で回転方向を逆転させる方式がある。
C1 Problem to be Solved by the Invention In the late bias device according to the prior art, the torque motor 13 is used as a command signal from the rotation angle transmitter 10.
There are two methods: one in which the motor is always rotated in a fixed direction, and the other in which the direction of rotation is reversed at certain time intervals.

前者の方式においては、各リングレーザジャイロL 2
. 3は常に一方向に回転しているので、ジャイロにス
ケールファクタ誤差が存在する場合には誤差が累積する
という欠点がある。例えば毎秒50°で回転している場
合に、回転軸まわりの等測的ジャイロスケールファクタ
誤差が1 ppmあるとすると、1時間について、50
@X I Xl0−bX3600のドリフトレイト誤差
に相等する誤差を生じる。
In the former method, each ring laser gyro L 2
.. 3 always rotates in one direction, so if there is a scale factor error in the gyro, it has the disadvantage that the error accumulates. For example, if the isometric gyroscale factor error around the axis of rotation is 1 ppm when rotating at 50 degrees per second, then for one hour, 50 degrees
@X I Xl0-b produces an error equivalent to the drift rate error of X3600.

後者の方式においては、各リングレーザジャイロ1、2
. 3の回転方向が逆転するのでスケールファクタ誤差
の累積は防ぐことができるが、回転方向が反転する時に
必ずロックイン現象の生じる低角速度領域を通過しなけ
ればならない。それによる悪影響を最小にとどめるには
、短時間に反転動作を終了させなければならない。この
ためには、反転時に大きいトルクを加える必要がある。
In the latter method, each ring laser gyro 1, 2
.. Since the direction of rotation of No. 3 is reversed, accumulation of scale factor errors can be prevented, but when the direction of rotation is reversed, it must necessarily pass through a low angular velocity region where a lock-in phenomenon occurs. In order to minimize the negative effects caused by this, the reversing operation must be completed within a short period of time. For this purpose, it is necessary to apply a large torque at the time of reversal.

したがってモータによって反転動作を行わせる場合には
、大きなモータと大電流を必要とする。
Therefore, if a motor is used to perform the reversal operation, a large motor and large current are required.

本発明はロックイン現象の生じる低角速度領域外で常に
動作させ、しかもスケールファクタ誤差の累積が生じず
、かつ航行体の運動によるセンサ誤差を最小限にとどめ
るレイトバイアス装置を提案することを課題とする。
An object of the present invention is to propose a late bias device that constantly operates outside the low angular velocity region where the lock-in phenomenon occurs, does not accumulate scale factor errors, and minimizes sensor errors due to the movement of the vehicle. do.

60課題を解決するための手段 上記課題は、従来技術によるレイトバイアス装置の枠体
8自体を回転ブロック5の回転軸6である第1の回転軸
と直交する第2の回転軸で支え、回転軸6のまわりでは
地球の座標系に対して一定方向に一定角速度で回転させ
、第2の回転軸のまわりでは地球の座標系に対して一定
角速度で回転させ周期的に回転方向を反転させ、第2の
回転軸のまわりの反転周期を回転軸6のまわりの回転周
期の整数倍とすることにより解決された。
60 Means for Solving the Problems The above problem is achieved by supporting the frame 8 itself of the late bias device according to the prior art with a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis, which is the rotation axis 6 of the rotation block 5, and rotating it. Around the axis 6, it is rotated in a constant direction with respect to the earth's coordinate system at a constant angular velocity, around the second rotation axis, it is rotated at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system, and the direction of rotation is periodically reversed, This problem was solved by making the reversal period around the second rotation axis an integral multiple of the rotation period around the rotation axis 6.

さらに具体的に述べると、リングレーザジャイロが固定
された回転ブロックと、回転ブロックを回転可能に支え
る回転枠体と、回転枠体を回転ブロックの回転軸と垂直
でかつ回転ブロックの回転軸に交わる第2の回転軸のま
わりで回転可能に支える固定枠体とからなり、固定枠体
を航行体に固定し、固定枠体に対して回転枠体を地球の
座標系に対して一定角速度で回転させ、周期的に反転さ
せ、回転枠体に対して回転ブロックを地球の座標系に対
して一定方向に一定角速度で回転させ、かつ第2の回転
軸の反転周期を回転ブロックの回転軸の回転周期の整数
倍としたことを特徴とするレイトバイアス装置によって
解決された。
More specifically, there is a rotating block to which the ring laser gyro is fixed, a rotating frame that rotatably supports the rotating block, and a rotating frame that is perpendicular to the rotational axis of the rotating block and intersects with the rotational axis of the rotating block. It consists of a fixed frame that is rotatably supported around a second rotation axis, the fixed frame is fixed to the navigation object, and the rotating frame rotates with respect to the fixed frame at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system. The rotation block is rotated with respect to the rotation frame body in a constant direction with respect to the earth's coordinate system at a constant angular velocity, and the reversal period of the second rotation axis is set to the rotation of the rotation axis of the rotation block. This problem was solved by a late bias device characterized by an integer multiple of the period.

d、 作用 リングレーザジャイロは回転ブロックの回転軸のまわり
では常に一定方向で回転しているので、ロックイン現象
の生じる低角速度領域で動作することがない。
d. Operation ring Since the laser gyro always rotates in a constant direction around the rotation axis of the rotating block, it does not operate in a low angular velocity region where lock-in phenomenon occurs.

回転ブロックの回転軸と第2の回転軸は互いに垂直でか
つ交わるので、両回転軸のまわりの角速度はベクトルと
して合成される。この結果、第2の回転軸のまわりの回
転によって、慣性系に対する回転ブロックの回転軸の方
向が連続的に変化し、周期的に反転する。したがってス
ケールファクタの誤差の累積による誤差は生じない。さ
らに回転ブロックと回転枠体が地球の座標系に対して一
定角速度で回転するので、航行体の運動によるセンサ誤
差を最小限にとどめることができる。
Since the rotation axis of the rotation block and the second rotation axis are perpendicular to each other and intersect with each other, the angular velocities around both rotation axes are combined as a vector. As a result, due to the rotation around the second rotation axis, the direction of the rotation axis of the rotation block relative to the inertial system changes continuously and is periodically reversed. Therefore, no error occurs due to accumulation of scale factor errors. Furthermore, since the rotating block and rotating frame rotate at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system, sensor errors due to the movement of the navigation object can be kept to a minimum.

f、実施例 第1図は本発明に係るレイトバイアス装置を備えるリン
グレーザジャイロ装置の主要部の斜視図、第2図は第1
図の装置のブロックダイヤグラムである。
f. Example FIG. 1 is a perspective view of the main part of a ring laser gyro device equipped with a late bias device according to the present invention, and FIG.
1 is a block diagram of the device shown in FIG.

この装置のリングレーザジャイロ1.2. 3、加速度
計4、回転ブロック5、回転ブロックの回転軸6、ベア
リング7、第1の角度検出器9、第1の回転角度命令発
信器10、第1の減算器11、第1のサーボ増幅器12
の配置および機能はそれぞれ第6図のリングレーザジャ
イロ1.2. 3、加速度計4、回転ブロック5、回転
ブロックの回転軸6、ベアリング7、角度検出器9、回
転角度命令発信器10、減算器11、サーボ増幅器12
の配置および機能に対応するので、同一の参照番号を付
して説明を省略する。また第2図の姿勢角信号出力を求
める部分についても、第7図の対応する部分と同一であ
るので説明を省略する。
Ring laser gyro of this device 1.2. 3, accelerometer 4, rotation block 5, rotation axis of rotation block 6, bearing 7, first angle detector 9, first rotation angle command transmitter 10, first subtractor 11, first servo amplifier 12
The arrangement and functions of the ring laser gyro 1.2. are shown in FIG. 6, respectively. 3. Accelerometer 4, Rotation block 5, Rotation block rotation axis 6, Bearing 7, Angle detector 9, Rotation angle command transmitter 10, Subtractor 11, Servo amplifier 12
The same reference numerals will be given and the explanation will be omitted because the arrangement and functions correspond to those of the above. Further, the portion for determining the attitude angle signal output in FIG. 2 is also the same as the corresponding portion in FIG. 7, so a description thereof will be omitted.

回転枠体8aは第6図の装置における枠体8に対応する
が、第1図の回転枠体8aは第2の回転軸14を介して
ベース部材15に固定され、ベース部材15が航行体に
固定されている。
The rotating frame 8a corresponds to the frame 8 in the device shown in FIG. 6, but the rotating frame 8a in FIG. Fixed.

回転枠体8aの第2の回転軸14のまわりの回転角度は
枠体回転角度検出器16で検出され、枠体回転角度命令
発信器17からの指令信号との差が第2の減算器18に
おいて求められ、第2の減算器18の出力信号は第2の
サーボ増幅器19で増幅され、その出力信号は枠体回転
用トルクモータ20に送られる。枠体回転用トルクモー
タ20はその入力電流に比例したトルクを第2の回転軸
14に与える。この結果、枠体8aは枠体回転角度命令
発信器17の指令信号に応じて回転する。
The rotation angle of the rotating frame 8a around the second rotation axis 14 is detected by a frame rotation angle detector 16, and the difference from the command signal from the frame rotation angle command transmitter 17 is detected by a second subtractor 18. The output signal of the second subtracter 18 is amplified by the second servo amplifier 19, and the output signal is sent to the frame rotating torque motor 20. The frame rotation torque motor 20 applies a torque proportional to its input current to the second rotating shaft 14 . As a result, the frame 8a rotates in accordance with the command signal from the frame rotation angle command transmitter 17.

第3図は第1図の装置を概念的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view conceptually showing the apparatus shown in FIG. 1.

各リングレーザジャイロ1.2. 3の入力軸1a+ 
28+3aは互いに直交し、かつ回転ブロックの回転軸
6に対して54.7356°の角度に設定されている。
Each ring laser gyro 1.2. 3 input shaft 1a+
28+3a are orthogonal to each other and set at an angle of 54.7356° with respect to the rotation axis 6 of the rotation block.

加速度計4の入力軸4a、 4b、 4cは互いに直交
し、かつその中の一つの軸4aは回転ブロックの回転軸
6と同一の方向である。
The input axes 4a, 4b, 4c of the accelerometer 4 are orthogonal to each other, and one of them, 4a, is in the same direction as the rotation axis 6 of the rotation block.

第4図は回転ブロックの回転角θ、と回転枠体の回転角
θ2の関係についての実施例を示すグラフ、第5図は回
転角θ1とθ、の関係の他の実施例を示すグラフである
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the rotation angle θ of the rotating block and the rotation angle θ2 of the rotating frame, and FIG. 5 is a graph showing another example of the relationship between the rotation angles θ1 and θ. be.

この装置では回転ブロックは回転軸6のまわりで地球の
座標系に対して常に一定の角速度で一定方向に回転して
いる。この時、回転軸6のまわりの回転角θ1は、第4
図と第5図のそれぞれの上段のように変化する。
In this device, the rotating block always rotates in a constant direction at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system around the rotation axis 6. At this time, the rotation angle θ1 around the rotation axis 6 is the fourth
It changes as shown in the upper row of each of the figures and Fig. 5.

他方、回転枠体8aは地球の座標系に対して第2の回転
軸のまわりで周期的に反転しながら一定角速度で回転し
ている。第2の回転軸14のまわりの回転角θ2は第1
の実施例においては第4図に図示するように一定角速度
で1回転するとただちに反転し再び一定角速度で1回転
し、ただちに反転する動作を繰り返す。なお、第2の回
転軸14のまわりの回転角θ2の周期は回転軸6のまわ
りの回転角θ、の周期の整数倍Nとする。
On the other hand, the rotating frame 8a rotates at a constant angular velocity while periodically inverting around the second rotation axis with respect to the earth's coordinate system. The rotation angle θ2 around the second rotation axis 14 is the first
In this embodiment, as shown in FIG. 4, after one rotation at a constant angular velocity, the rotation is immediately reversed, another rotation is made at a constant angular velocity, and the operation of immediately reversing is repeated. Note that the period of the rotation angle θ2 around the second rotation shaft 14 is an integral multiple N of the period of the rotation angle θ around the rotation shaft 6.

第2の実施例においては第5図に図示するように、一定
角速度で半回転すると一定期間停止し、再び同一方向に
同一角速度でさらに半回転し、一定期間停止した後、回
転方向を反転する。そしてこれを繰り返す。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the motor rotates half a turn at a constant angular velocity, stops for a certain period of time, then rotates another half turn in the same direction at the same angular velocity, and after stopping for a certain period of time, the direction of rotation is reversed. . Then repeat this.

この実施例でも、第2の回転軸14のまわりの回転角θ
2の周期は回転軸6のまわりの回転角θ1の周期の整数
倍である。
In this embodiment as well, the rotation angle θ around the second rotation axis 14
The period of 2 is an integral multiple of the period of the rotation angle θ1 around the rotation axis 6.

この実施例では回転軸14のまわりの回転角θ2は18
0@位置と3606位置で一時停止するので、第4図の
実施例の半分のトルクで反転させることができる。
In this embodiment, the rotation angle θ2 around the rotation axis 14 is 18
Since it is temporarily stopped at the 0@ position and the 3606 position, it can be reversed with half the torque of the embodiment shown in FIG.

回転ブロックの回転軸6のまわりの角速度0重と、第2
の回転軸14のまわりの角速度ω2の間には、リングレ
ーザジャイロのロックイン現象を防ぐために、次の関係
が成立している必要がある。
The angular velocity around the rotating axis 6 of the rotating block is zero, and the second
In order to prevent the lock-in phenomenon of the ring laser gyro, the following relationship needs to hold between the angular velocity ω2 around the rotation axis 14 of the ring laser gyro.

ω、cos (54,7356°) −ωzsin(5
4,7356°)=1外乱角速度1>10ツクイン角速
度ω21は]ω11に比較して充分小さくすることがで
きるので、第2の回転軸14のまわりの回転を反転させ
るために必要なトルクを小さくすることができる。
ω, cos (54,7356°) −ωzsin(5
4,7356°)=1 Disturbance angular velocity 1>10 Since the twin angular velocity ω21 can be made sufficiently small compared to ]ω11, the torque required to reverse the rotation around the second rotation axis 14 can be made small. can do.

また回転ブロックは回転軸6のまわりに地球の座標系に
対して一定の方向に一定の角速度で回転しているので、
ベアリングの摩擦および外乱角速度による慣性力に打勝
つ程度のトルクで充分である。
Also, since the rotating block rotates around the rotation axis 6 in a constant direction with respect to the earth's coordinate system, at a constant angular velocity,
A torque sufficient to overcome the inertia caused by bearing friction and disturbance angular velocity is sufficient.

次に誤差の累積の問題については、地球の座標系に固定
した座標系でみたとき、リングレーザジャイロの誤差で
あるスケールファクタ誤差、取付誤差、バイアスドリフ
トによる角度誤差の累積が防止される。
Next, regarding the problem of error accumulation, when viewed from a coordinate system fixed to the earth's coordinate system, the accumulation of angular errors due to scale factor error, installation error, and bias drift, which are errors of the ring laser gyro, is prevented.

さらに回転ブロックと回転枠体が地球の座標系に対して
一定角速度で回転するので、方向余弦演算部等における
演算誤差が少なく、また回転ブロックの質量および分布
慣性モーメントの非等方性による誤差が少ない。
Furthermore, since the rotating block and rotating frame rotate at a constant angular velocity with respect to the earth's coordinate system, calculation errors in the direction cosine calculation section, etc. are small, and errors due to anisotropy of the rotating block's mass and distributed moment of inertia are reduced. few.

g、 発明の効果 i)急激な反転動作を必要としないため、大トルク・大
電流のトルクモータを必要としない。
g. Effects of the invention i) Since rapid reversal operation is not required, a torque motor with large torque and large current is not required.

ii)電源を小型化できるため、システム全体としての
小型化につながる。
ii) Since the power supply can be made smaller, the entire system can be made smaller.

ji)センサーに回転開始、停止に伴う過大な慣性力が
作用しないため、誤差の発生を防ぐことができる。
ji) Since excessive inertial force accompanying the start and stop of rotation does not act on the sensor, errors can be prevented from occurring.

iv)付加された第2の回転軸による反転により、ジャ
イロの誤差による角度の累積を防ぐことができる。
iv) Inversion by the added second rotation axis can prevent angle accumulation due to gyro error.

■)航行体の運動によるセンサ誤差が少ない。■) There is little sensor error due to the movement of the navigation object.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るレイトバイアス装置を備えるリン
グレーザジャイロ装置の主要部の斜視図、第2図は第1
図の装置のブロックダイヤグラム、第3図は第1図の装
置を概念的に示す斜視図、第4図は回転ブロックの回転
角θ1と回転枠体の回転角θ2の関係についての実施を
示すグラフ、第5図は回転角θ1とθ2の関係の他の実
施例を示すグラフ、第6図は従来技術によるレイトバイ
アス装置を備えるリングレーザジャイロ装置の主要部の
斜視図、第7図は第6図の装置のブロックダイヤグラム
である。 1.2.3・・・リングレーザジャイロ、la、2a、
3a・・・入力軸、   4・・・加速度計、5・・・
回転ブロック、    6・・・回転軸、8a・・・回
転枠体、     9・・・角度検出器、10・・・回
転角度命令発信器、11・・・減算器、12・・・サー
ボ増幅器、   13・・・トルクモータ、14・・・
第2の回転軸、   15・・・ベース部材、16・・
・枠体回転角度検出器、 17・・・枠体回転角度命令発信器、 18・・・第2の減算器、 19・・・第2のサーボ増幅器、 20・・・枠体回転用トルクモータ。 恢
FIG. 1 is a perspective view of the main parts of a ring laser gyro device equipped with a late bias device according to the present invention, and FIG.
A block diagram of the device shown in the figure, FIG. 3 is a perspective view conceptually showing the device of FIG. 1, and FIG. 4 is a graph showing the implementation of the relationship between the rotation angle θ1 of the rotating block and the rotation angle θ2 of the rotating frame. , FIG. 5 is a graph showing another example of the relationship between rotation angles θ1 and θ2, FIG. 6 is a perspective view of the main part of a ring laser gyro device equipped with a late bias device according to the prior art, and FIG. 1 is a block diagram of the device shown in FIG. 1.2.3...Ring laser gyro, la, 2a,
3a...Input shaft, 4...Accelerometer, 5...
Rotation block, 6... Rotation axis, 8a... Rotation frame, 9... Angle detector, 10... Rotation angle command transmitter, 11... Subtractor, 12... Servo amplifier, 13...torque motor, 14...
Second rotating shaft, 15... Base member, 16...
・Frame rotation angle detector, 17... Frame rotation angle command transmitter, 18... Second subtractor, 19... Second servo amplifier, 20... Frame rotation torque motor . light

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)リングレーザジャイロが回転ブロックに固定され、
回転ブロックを回転させることによりロックイン現象を
避けるレイトバイアス装置において、リングレーザジャ
イロが固定された回転ブロックと、回転ブロックを回転
可能に支える回転枠体と、回転枠体を回転ブロックの回
転軸と垂直でかつ回転ブロックの回転軸に交わる第2の
回転軸のまわりで回転可能に支える固定枠体とからなり
、固定枠体を航行体に固定し、固定枠体に対して回転枠
体を地球の座標系に対して一定角速度で回転させ周期的
に反転させ、回転枠体に対して回転ブロックを地球の座
標系に対して一定方向に一定角速度で回転させ、かつ第
2の回転軸の反転周期を回転ブロックの回転軸の回転周
期の整数倍としたことを特徴とするレイトバイアス装置
。 2)第2の回転軸のまわりの回転角θ_2が、一方向に
一定角速度で360゜回転するとただちに反転し再び一
定速度で360゜回転する動作を繰り返すことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のレイトバイアス装置。 3)第2の回転軸のまわりの回転角θ_2が、一方向に
一定角速度で180゜回転すると一定期間停止し、再び
同一方向に同一角速度でさらに180゜回転し、一定期
間停止した後、回転方向を反転する動作を繰り返すこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレイトバイア
ス装置。
[Claims] 1) A ring laser gyro is fixed to a rotating block,
A late bias device that avoids the lock-in phenomenon by rotating a rotating block includes a rotating block to which a ring laser gyro is fixed, a rotating frame that rotatably supports the rotating block, and a rotating frame that is connected to the rotating shaft of the rotating block. It consists of a fixed frame that is rotatably supported around a second rotation axis that is vertical and intersects with the rotation axis of the rotating block, and the fixed frame is fixed to the navigation vehicle, and the rotating frame is attached to the earth with respect to the fixed frame. rotate the rotating block at a constant angular velocity with respect to the coordinate system of the earth at a constant angular velocity, and rotate the rotating block with respect to the rotating frame body at a constant angular velocity in a constant direction with respect to the coordinate system of the earth, and invert the second rotation axis. A late bias device characterized in that the period is an integral multiple of the rotation period of a rotating shaft of a rotating block. 2) The rotation angle θ_2 around the second rotation axis repeats the operation of rotating 360 degrees at a constant angular velocity in one direction, immediately reversing, and rotating 360 degrees again at a constant speed. Late bias device as described in section. 3) When the rotation angle θ_2 around the second rotation axis rotates 180° in one direction at a constant angular velocity, it stops for a certain period of time, then rotates another 180° in the same direction at the same angular velocity, stops for a certain period, and then stops rotating. The late bias device according to claim 1, characterized in that the operation of reversing the direction is repeated.
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