JP2001304909A

JP2001304909A - 複合航法装置

Info

Publication number: JP2001304909A
Application number: JP2000126021A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Ito; 良昌伊藤; Teruhisa Fujino; 輝久藤野; Fujio Osawa; 不爾男大沢
Original assignee: Koden Electronics Co Ltd
Current assignee: Koden Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2001-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】地磁気による針路方位の検出精度を合理的に
向上させた複合航法装置を提供する。【解決手段】複数航法装置１０００は衛星電波受信部
分１００の針路方位値ＣＤ１・位置値ＰＤ・速度値ＳＤ
と、地磁気方位検出部分３００の針路方位値ＣＤ２とを
用いて、航行状態表示部分７５０に航行状態を表示し、
または、自動操舵部分８００による操舵を行う。速度値
ＳＤが所定値以下では針路方位値ＣＤ２を、速度値ＳＤ
が所定値を超えたときは針路方位値ＣＤ１を表示用また
は操舵用の針路方位値として選択する。受信部分１００
・検出部分３００と、衛星電波針路方位値ＣＤ１・地磁
気針路方位値ＣＤ２・速度値ＳＤ・地磁気方位値ＣＤ２
を得る演算処理部分と、針路方位値ＣＤ１・ＣＤ２の選
択処理部分とを一体にした構成体２００を船舶９００に
設けた柱状体９５０の頂部に固定する。検出部分３００
が操舵室９１０の導磁性材・着磁物から遠ざかり針路方
位の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の衛星電波によ
り得られる航行情報と、地磁気方位検出により得られる
航行情報とにもとづいて、船舶の航行状態の表示、また
は、船舶の操舵を行うようにした複合航法装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】こうした船舶用の複合航法装置として、
図５のような複合航法装置１０００の構成（以下、第１
従来技術という）が周知である。なお、以下の各図にお
いて同一符号で示す部分は、いずれかの図において説明
する同一符号の部分と同一の機能をもつ部分である。

【０００３】図５において、複合航法装置１０００は、
衛星電波受信部分１００・演算処理部分１５０Ａを主体
にして構成した電波航法系により得られる航行情報と、
地磁気方位検出部分３００を主体にして構成した地磁気
航法系により得られる航行情報とを用いて、航行状態表
示部分７５０に、船舶９００の航行状態、例えば、船舶
９００の現在の位置値ＰＤ・針路方位値ＣＤ・速度値Ｓ
Ｄ、船舶９００の過去の航跡、目標地点の方向または設
定した行路に対する「針路ずれ」の距離値や修正を要す
る針路値などのうちの所要のものを表示し、または、自
動操舵部分８００により船舶９００の操舵を行うように
構成してある。なお、この発明において、針路方位値と
は、船舶９００が現に進行している針路方位を、真北方
向から計測した方位値（以下、真北方位値という）をい
うものである。

【０００４】そして、針路方位値ＣＤには、電波航法系
での衛星電波受信部分１００の受信信号にもとづく針路
方位値（以下、衛星電波針路方位値という）ＣＤ１と、
地磁気航法系での地磁気検出部分３００による針路方位
値（以下、地磁気針路方位値という）ＣＤ２との２つの
針路方位値が得られており、前者の衛星電波針路方位値
ＣＤ１は、船舶９００の速度値ＳＤが高い値のときは高
精度であるが、速度値ＳＤが低下し、または、ゼロにな
ると精度が極度に低下する。

【０００５】後者の地磁気針路方位値ＣＤ２は、地磁気
検出部分３００を設置した場所の周辺の導磁性材の配置
やその導磁性材の着磁によって地磁気の磁路が歪められ
るほか、その配置の変更によって磁路が変更されてしま
い、それによる誤差が生ずるため、予め実測して得られ
た補正値を用いて誤差補正を行うようにしているが、そ
うした補正値の実測後にも、上記の配置の変更や着磁が
生じて誤差が変わるので、比較的に精度が低いという欠
点はあるが、前者の衛星電波針路方位値ＣＤ１の精度が
低下した際には、それよりも精度が高い。

【０００６】このため、制御処理部分５００によって、
船速値が所定値以下、例えば、５ノット以下のときは、
地磁気針路方位値ＣＤ２を用い、船速値が所定値を超え
ているとき、例えば、５ノットを超えているときは、衛
星電波針路方位値ＣＤ１を用いるように選択している。

【０００７】ここで、地磁気針路方位値ＣＤ２は、地磁
気を検出して得られる方位値なので、本来は、磁北方向
から計測した方位値で検出されるが、後記のように、予
め、真北方位値に対する誤差値のデータを記憶させてお
き、この誤差値で補正した方位値を得るようにしている
ため、実質的には、地磁気針路方位値ＣＤ２も真北方位
値による針路方位値になっている。

【０００８】なお、航行状態表示部分７５０による表示
には、必要に応じて、地図データ読取部分６００、例え
ば、地図のデータを記憶した地図記憶カードにから読み
取った地図の画像や、レーダ探知部分６５０で得られた
レーダ探知による探知画像などをも併合表示させてい
る。

【０００９】そして、衛星電波受信部分１００・演算処
理部分１５０Ａの部分は一体にして防水箱１６０の中に
配置したものを、船舶９００に設けた柱状体９５０、例
えば、マストなどの頂部に固定して、水平方向に近い方
向の衛星からの電波をも良好に受信できるように配置し
ている。なお、衛星電波受信部分１００・演算処理部分
１５０Ａに対する動作電源は操舵室９１０側、例えば、
制御処理部分５００から供給している。

【００１０】また、地磁気方位検出部分３００は、制御
処理部分５００・航行状態表示部分７５０・自動操舵部
分８００などともに、船舶９００の操舵室９１０、例え
ば、ブリッジ部分に設けた操舵室９１０の中に配置して
いる。

【００１１】なお、地図データ読取部分６００は、一般
に、航行状態表示部分７５０の付属部分として構成して
いる。また、レーダ探知部分６５０は、レーダのアンテ
ナ（図示せず）・送受信部分（図示せず）を一体にして
構成したものを、適宜の柱状体（図示せず）の中腹また
は頂部、もしくは、ブリッジの屋根上の部分に配置して
いる。

【００１２】そして、その配置する高さを、衛星電波受
信部分１００の防水箱１６０よりも低い高さ位置にする
か、または、レーダ探知部分６５０と衛星電波受信部分
１００の防水箱１６０とを、できる限り離れた位置に配
置して、衛星電波受信部分１００における衛星電波の受
信を妨げないようにしている。

【００１３】衛星電波受信部分１００・演算処理部分１
５０Ａの具体的な構成としては、例えば、図７のような
ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｏｎｉｎｇＳｙｓ
ｔｅｍ）の電波航法による構成（以下、第２従来技術と
いう）が周知である。

【００１４】図７において、衛星電波受信部分１００
は、衛星からの電波（この発明において、衛星電波とい
う）、例えば、複数の衛星Ａ〜Ｄからの衛星電波を、受
信アンテナ１１・高周波増幅回路１２・混合変換回路１
３・第１局部発振回路１４・中間周波増幅回路１５によ
る受信回路で受信増幅して得られる中間周波信号１５ａ
を衛星Ａ用検出回路２０Ａ〜衛星Ｄ用検出回路２０Ｄに
与えて、各衛星Ａ〜Ｄからの衛星電波による時間データ
ＴＺ・通信データＥＺ・ドップラー偏移量データＤＺを
含む受信信号１００ａ〜１００ｄを得ている。

【００１５】そして、演算処理部分１５０Ａは、これら
のデータを含む受信信号１００ａ〜１００ｄにもとづい
て、船速９００の衛星電波針路方位値ＣＤ１・位置値Ｐ
Ｄ・船速値ＳＤなどを演算している。なお、ＧＰＳの場
合には、衛星Ａ〜Ｄは、地球上を１周／日の速度で周回
しているため、実際には、２４個の衛星のうちの現在時
刻に受信可能な衛星であって、必要最小限を数のものを
示している。

【００１６】衛星Ａ用検出回路２０Ａ〜衛星Ｄ用検出回
路２０Ｄは、同一の構成を回路を必要とする衛星の数だ
け並列に設けたものであり、例えば、衛星Ａ用検出回路
２０Ａと同一の回路を、衛星Ａ〜Ｄからの各衛星電波に
対応させて、配置したものである。

【００１７】衛星Ａ用検出回路２０Ａ〜衛星Ｄ用検出回
路２０Ｄにおいて、混合検波回路２１は、受信信号１５
ａの周波数と同一の周波数をもつ第２局部発振回路２２
の信号を、衛星コード発生回路２３から与えられる衛星
別の約束コードに従って位相変化させながら、受信信号
１５ａと混合して相関・検波した信号をデータ検出回路
２４に与える。データ検出回路２４は与えられた信号を
所定のデータ形式による時間データＴＺ・通信データＥ
Ｚにして演算処理部分１５０Ａに与える。

【００１８】ここで、受信信号１５ａに含まれる衛星の
約束コードと、衛星コード発生回路２３で発生している
衛星別の約束コードとが一致していないときは、約束コ
ードを順次にずらせて一致させるための制御信号を演算
処理部分１５０Ａから衛星コード発生回路２３に与え
る。そして、一致したときには、約束コードが一巡して
繰返す始点の時点を時間データＴＺの時点として検出す
る。

【００１９】なお、各衛星Ａ〜Ｄからの各衛星電波の各
約束コードは１ｍｓで繰返しているので、上記の約束コ
ードが一致した以後は、時間データＴＺが１ｍｓごとに
得られ、この１ｍｓごとの位相変化が通信データＥＺに
なっており、通信データＥＺの内容は１秒ごとに更新さ
れるようになっている。

【００２０】そして、衛星電波受信部分１００に設けた
時計回路３０における所定の基準時点と、１つの衛星、
例えば、衛星Ｄによって得られた時間データＴＺによる
時点との差の時間は、衛星Ｄの基準時点と時計回路３０
の基準時点との間のオフセット時間になるので、このオ
フセット時間を用いて、他の衛星Ａ〜Ｃの時間データＴ
Ｚを補正すると、その補正後の時間値は、各衛星電波が
各衛星Ａ〜Ｃからアンテナ１１までの距離を伝播した時
間になる。

【００２１】したがって、この「補正後の時間値」と
「電波の速度」との積を求めれば、各衛星Ａ〜Ｃからア
ンテナ１１までの各距離が演算でき、この各距離を半径
とした円弧を各衛星Ａ〜Ｃを中心点として画くと、これ
らの円弧の交点がアンテナ１１の位置、すなわち、船舶
９００の位置になるので、この位置を緯度経度値に変換
した位置値ＰＤを演算処理部分１５０Ａで演算するよう
にしている。

【００２２】また、各衛星Ａ〜Ｄは、上記のように１周
／日で周回しているので、アンテナ１１に到来する各衛
星電波の周波数には、その周回の方向と速度に対応した
ドップラー効果によるドップラー偏移が生じている。

【００２３】さらに、船舶９００が移動しているとき
は、その移動の方向、すなわち、衛星電波針路方位値Ｃ
Ｄ１と速度値ＳＤとに対応したドップラー偏移が、上記
の衛星の周回により生ずるドップラー偏移に重畳されて
生ずることになる。

【００２４】このため、第２局部発振回路２２は、可変
周波数型の発振回路で構成してあり、演算処理部分１５
０Ａからの制御信号によって、第２局部発振回路２２の
発振周波数を中間周波信号１５ａのうちの対応する衛星
電波の中間周波数に一致させ得るようになっている。

【００２５】そして、一致させたときの制御量を、ドッ
プラー偏移量データＤＺとして、演算処理部分１５０Ａ
に与え、ドップラー偏移量データＤＺにもとづいて速度
値ＳＤを演算している。

【００２６】つまり、ドップラー偏移量データＡｄ〜Ｄ
ｄによるドップラー偏移量のうち、各衛星Ａ〜Ｄの周回
による偏移量は、予め、定められた数式によって演算で
きるので、この算定量を差し引いた残りの偏移量が船舶
９００の移動による偏移量になる。したがって、この残
り偏移量から船舶９００の針路方位値ＣＤと速度値ＳＤ
とを演算するように演算処理部分１５０Ａでの演算処理
を構成してある。

【００２７】なお、位置値ＰＤ・衛星電波針路方位値Ｃ
Ｄ１・速度値ＳＤは、上記の１ｍｓごとに得られている
が、電波伝播の変動、電波周波数の変動などの種々の変
動状況を考慮して、一般的には、１〜５秒分を平均した
平均値を位置値ＰＤ・衛星電波針路方位値ＣＤ１・速度
値ＳＤとして出力している。

【００２８】上記の動作を確実に行わせるために、第１
局部発振回路１４・第２局部発振回路２２・衛星コード
発生回路２３のタイミングを時計回路３０のクロックパ
ルスにもとづいて発生するするようにしている。

【００２９】なお、通信データＥＺに対する演算処理部
分１５０Ａでの処理も、上記の動作に関連するが、この
発明の構成に対して、直接的には関係がなく、処理内容
が複雑なので、ここでは説明は省略する。

【００３０】上記の第２従来技術の構成では、速度値Ｓ
Ｄをドップラー偏移量にもとづいて得るように構成して
いるが、こうした速度値ＳＤに代え、船舶９００の単位
時間当たり、例えば、１０秒当たりの移動距離、すなわ
ち、１０秒ごとの位置値ＰＤの変化を直線距離に直した
値を求めることによって速度値ＳＤを得る構成（以下、
第３従来技術という）も周知である。

【００３１】また、上記の第２従来技術の構成では、受
信信号１００ａ〜１００ｄにもとづいて得られた位置値
ＰＤを、そのまま出力しているが、この位置値ＰＤの位
置制度を、さらに高める構成として、その付近の所定の
地点、例えば、海岸局で測定した位置値ＰＤの実際の誤
差値△ｄを電波で送信し、その送信電波を受信して得ら
れる誤差値△ｄによって船舶９００などの移動体で得ら
れた位置値ＰＤを補正して補正位置値ＰＤａを得るよう
にしたディファレンシャル補正方式による構成がある。

【００３２】こうしたディファレンシャル補正方式によ
る補正を行うための構成として、例えば、図８のような
補正用電波受信部分１３０の構成（以下、第４従来技術
という）が周知である。

【００３３】図８において、海岸局アンテナ５０は上記
の誤差値△ｄのデータを含む補正用電波を送信してお
り、補正用電波受信部分１３０を船舶９００に設けてあ
る。補正用電波受信部分１３０は、アンテナ５１で受信
した補正用電波の信号を、高周波増幅回路５２・混合変
換回路５３・局部発振回路５４・中間周波増幅回路５５
・検波回路５６で構成した受信回路によって、増幅・検
波した信号５６ａから、上記の誤差値△ｄを補正データ
回路５７で抽出して得られた信号、すなわち、誤差値△
ｄの情報を含む補正信号１３０ａを出力するように構成
してある。

【００３４】そして、図７の構成における演算処理部分
１５０Ａに代え、演算処理部分１５０Ａによる演算機能
に加えて、補正信号１３０ａの誤差値△ｄによって位置
値ＰＤを補正した補正位置値ＰＤａを得るための演算を
行うようにした演算処理部分１５０Ｂを設けるようにし
ている。

【００３５】こうした補正用電波受信部分１３０を設け
た複合航法装置１０００として、図６のような複合航法
装置１０００の構成（以下、第５従来技術という）が周
知である。

【００３６】図６の構成が、図５の第１従来技術の構成
と異なる箇所は、防水箱１６０の中に、補正用電波受信
部分１３０を配置するとともに、演算処理部分１５０に
代えて、演算処理部分１５０Ｂを配置し、位置値ＰＤに
代えて、補正位置値ＰＤａを制御処理部分５００に与え
ることにより、航行状態表示部分７５０に補正位置値Ｐ
Ｄａを用いた表示を行い得るようにした箇所である。

【００３７】上記の第１従来技術〜第５従来技術の構成
では、衛星Ａ〜Ｄが周回する移動衛星を用いているが、
衛星Ａ〜Ｄを静止衛星とする電波航法によって、衛星電
波針路方位値ＣＤ１・位置値ＰＤ・補正位置値ＰＤａ・
速度値ＳＤを得る構成（以下、第６従来技術という）も
周知である。

【００３８】地磁気方位検出部分３００の具体的な構成
としては、図６のような〔直交状磁心型〕の地磁気方位
検出部分３００の構成（以下、第７従来技術という）
が、例えば、ソニー株式会社製ＭＩＵ−２０２型磁気方
位センサーユニットなどにより開示されている。

【００３９】図６において、Ｘ方向磁心３０１Ａ・Ｙ方
向磁心３０１Ｂは、例えば、Ｆｅ−Ｃｏ系アモルファス
材などの着磁しにくい材質、すなわち、軟磁性材による
棒状磁心であって、水平面内において直交する状態に配
置してあり、地磁気Ｍｅを直交座標で分解したＸ方向成
分とＹ方向成分とが導かれている。

【００４０】Ｘ方向磁心３０１Ａに巻き付けたＸコイル
３０１ａと、Ｙ方向磁心３０１Ｂに巻き付けたＹコイル
３０１ｂとには、励振回路３０３からの比較的に高い低
周波信号、例えば、１０〜２０ｋＨｚの信号を励振信号
３０３ａとして与えているので、増幅回路３０２Ｘに
は、上記のＸ方向成分を励振信号３０３ａの周波数で交
流化した交流電圧３０１ｘが与えられ、また、増幅回路
３０２Ｙには、上記のＹ方向成分を励振信号３０３ａの
周波数で交流化した交流電圧３０１ｙが与えられる。

【００４１】交流電圧３０１ｘを増幅回路３０２Ｘで交
流増幅した後に、検波回路３０４Ｘで交流成分の位相と
振幅とを検出して得られるディジタル信号をＸ検出信号
３０４ｘとして演算処理部分３５０に与える。また、交
流電圧３０１ｙを増幅回路３０２Ｙで交流増幅した後
に、検出回路３０４Ｙで交流成分の位相と振幅とを検出
して得られるディジタル信号をＹ検出信号３０４ｙとし
て演算処理部分３５０に与える。なお、演算処理部分３
５０は、図５の構成における制御処理部分５００の中に
設けた演算処理機能部分を抽出して画いたものである。

【００４２】ここで、地磁気の磁北方向、すなわち、地
磁気方向Ｍｅの方向を０°とし、また、Ｙ方向を船舶９
００の船首方向としてあり、例えば、Ｙ方向が地磁気方
向Ｍｅから時計方向に角度θだけ回転したとすると、角
度θの増加に伴って、Ｘ検出信号３０４ｘによる検出値
Ｘｄは、図１１のように、所定の基準レベルの直流電圧
Ｅｓを中心として、上下に正弦波（ｓｉｎ）状に変化す
る電圧値（ｓｉｎθ＋Ｅｓ）になって現れ、また、Ｙ検
出信号３０４ｙによる検出値Ｙｄは、所定の基準レベル
の直流電圧Ｅｓを中心として、上下に余弦波（ｃｏｓ）
状に変化する電圧値（ｃｏｓθ＋Ｅｓ）になって現れ
る。

【００４３】したがって、基準値回路３０５からの基準
レベルの直流電圧Ｅｓに相当するディジタル信号を演算
処理部分３５０に与えて、電圧値（ｓｉｎθ＋Ｅｓ）と
電圧値（ｃｏｓθ＋Ｅｓ）とから電圧値（Ｅｓ）を減算
すると、Ｘコイル３０１ａに対応する検出値はｓｉｎθ
で変化し、また、Ｙコイル３０１ｂに対応する検出値は
ｃｏｓθで変化することになる。

【００４４】したがって、検出値Ｘｄ・Ｙｄにもとづい
て、 θ＝ｔａｎ^-1〔（Ｘｄ−Ｅｓ）／（Ｙｄ−Ｅｓ）〕 ……（１）の演算式にもとづく演算を演算処理部分３５０で行うこ
とにより、角度θの検出角度値θを得ている。

【００４５】この検出角度値θは、上記のように、周囲
の導磁性材の配置や導磁性材の着磁による誤差を含む真
北方位値に対する誤差があるため、その誤差を船舶９０
０を旋回させて測定した誤差値△θのデータを演算処理
部分３５０の誤差データ記憶部分３５１に記憶してお
き、演算処理部分３５０で検出角度値θを誤差値△θで
補正する演算を行って得られる補正角度値θａ（図示せ
ず）を地磁気針路方位値ＣＤ２として求め、地磁気針路
方位値ＣＤ２のデータをもつ地磁気方位信号３００ａを
得ている。

【００４６】なお、上記の構成では、基準値回路３０５
から直流電圧値Ｅｓに相当するディジタル信号を演算処
理部分３５０に与えているが、この直流電圧値Ｅｓは、
図１１から分かるように、Ｘ検出信号３０４ｘの最大値
Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの中間の値、または、Ｙ検
出信号３０４ｙの最大値Ｅｍａｘと最小値Ｅｍｉｎとの
中間の値になっているので、基準値回路３０５を除去し
て、演算処理部分３５０で、Ｅｓ＝（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉ
ｎ）／２の演算を行うとともに、上記の演算式（１）に
よる演算を行うように変更した構成（以下、第８従来技
術という）も周知である。

【００４７】また、図９の構成におけるＸ方向磁心３０
１Ａ・Ｙ方向磁心３０１Ｂに代えて、円環状磁心を用い
るようにした図１０のような〔円環状磁心型〕の地磁気
方位検出部分３００の構成（以下、第９従来技術とい
う）が、特公平７−８１８６９公報などにより開示され
ている。

【００４８】図１０の構成が図９の構成と異なる箇所
は、第１には、Ｘ方向磁心３０１Ａ・Ｙ方向磁心３０１
Ｂに代えて、円環状磁心３０１Ｒの円環状面を平面と
し、側面を水平面内に配置するとともに、円環状磁心３
０１Ｒの全周にトロイダル状の励振コイル３０１ｅを巻
き、その上に、励振コイ３０１ｅの全体にまたがって、
Ｘコイル３０１ｃとＹコイル３０１ｄとを直交させて巻
いた箇所である。

【００４９】第２には、励振回路３０１から、円環状磁
心３０１Ｒの導磁性の飽和点を超える大きさの励振信号
３０３ａを励振コイル３０１ｅに与えることにより、円
環状磁心３０１Ｒを通る地磁気による磁力成分を、Ｘコ
イル３０１ｃ・Ｙコイル３０１ｄから、励振信号３０３
ａの２倍の周波数をもつ交流信号３１１ｘ・３１１ｙに
よって取り出すようにした箇所である。

【００５０】第３には、交流信号３１１ｘ・３１１ｙを
濾波回路３１２Ｘ・３１２Ｙに与えて、上記の２倍の周
波数の信号のみを取り出して増幅回路３１４Ｘ・３１４
Ｙで増幅した後に、それぞれ、検波回路３１６Ｘ・３１
６Ｙに与えるとともに、励振回路３０３の励振信号の周
波数と位相とを２倍位相回路３１５で増幅側に周波数と
位相とに対応させた信号を検波回路３１６Ｘ・３１６Ｙ
に与えて、位相検波を行うことにより、検波回路３１６
Ｘ・３１６Ｙから、上記の検波信号３０４ｘと同様の検
波信号３１６ｘと、上記の検波信号３０４ｙと同様の検
波信号３１６ｙとを演算処理部分３５０に与えるように
した箇所である。

【００５１】したがって、演算処理部分３５０により上
記と同様の演算を行って、検出角度値θを誤差値△θで
補正した補正角度値θａを地磁気針路方位値ＣＤ２とし
たデータをもつ地磁気方位信号３００ａを得ることがで
きる。

【００５２】さらに、図１０の第９従来技術の構成にお
ける基準値回路３０５を除去して、演算処理部分３５０
により、上記のＥｓ＝（Ｅｍａｘ−Ｅｍｉｎ）／２の演
算を行うとともに、上記の演算式（１）による演算を行
うように変更した構成（以下、第１０従来技術という）
も周知である。

【００５３】

【発明が解決しようとする課題】上記第１従来技術・第
５従来技術による複合航法装置１０００の構成では、地
磁気針路方位検出部分３００による地磁気針路方位値Ｃ
Ｄ２を、上記の第６従来技術の構成で述べたように、誤
差データ記憶部分３５１に記憶されている誤差値△θで
検出角度値θを補正した補正角度値θａにしているが、
上記の第１従来技術の構成で述べたように、補正値の実
測後にも、周囲の導磁性材の配置変更や導磁性材に着磁
が生じて誤差が変化してしまい、精度が低下してしまう
という不都合が生ずる。

【００５４】このため、速度値ＳＤが所定値以上、例え
ば、５ノット以上で、衛星電波針路方位値ＣＤ１の精度
が高いときに、衛星電波針路方位値ＣＤ１と地磁気針路
方位値ＣＤ２とを比較し、両者の差値が所定値以上、例
えば、３０°以上あるときには、その差値を誤差値△θ
として、記憶し直すようにする構成（以下、第１１従来
技術という）が、例えば、特開平４−９７１０号公報な
どにより開示されている。

【００５５】しかし、こうした第１１従来技術のよう
に、誤差値△θを記憶し直す構成によっても、その記憶
し直した誤差値△θは、磁気針路方位検出部分３００の
全周にわたる誤差値、すなわち、全方位にわたる誤差値
ではないので、他の方位での誤差値△θを、かえって逆
に誤差値の大きい方向に補正してしまうという不都合が
生じてしまう。このため、こうした不都合のない複合航
法装置の提供が望まれているという課題がある。

【００５６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な複数の衛星電波を受信する受信部分により得られる受
信信号にもとづく針路方位値（すなわち、衛星電波針路
方位値）・位置値・速度値と、地磁気を検出する検出部
分により得られる検出信号にもとづく針路方位値（すな
わち、地磁気針路方位値）とを用いて、船舶の航行状態
を表示し、または、上記の船舶の操舵を行うとともに、

【００５７】上記の速度値が所定値以下のときは、上記
の地磁気針路方位値を上記の表示または上記の操舵を行
うための針路方位値として選択し、上記の速度値が上記
の所定値を超えているときは、上記の衛星電波針路方位
値を上記の表示または上記の操舵を行うための針路方位
値として選択するようにした複合航法装置において、

【００５８】上記の受信部分と、上記の検出部分と、上
記の衛星電波針路方位値・上記の位置値・上記の速度値
・上記の地磁気針路方位値を得る演算を行う演算処理部
分と、上記の選択を行う選択処理部分とを一体にして構
成した構成体を上記の船舶に設けた柱状体の頂部に固定
する一体固定手段を設ける第１の構成と、

【００５９】複数の衛星電波を受信する受信部分により
得られる受信信号と所定の地点からの補正用電波を受信
する受信部分により得られる受信信号とにもとづく針路
方位値（すなわち、衛星電波針路方位値）・補正位置値
・速度値と、地磁気を検出する検出部分により得られる
検出信号にもとづく針路方位値（すなわち、地磁気針路
方位値）とを用いて、船舶の航行状態を表示し、また
は、上記の船舶の操舵を行うとともに、

【００６０】上記の速度値が所定値以下のときは、上記
の地磁気針路方位値を上記の表示または上記の操舵を行
うための針路方位値として選択し、上記の速度値が上記
の所定値を超えているときは、上記の衛星電波針路方位
値を上記の表示または上記の操舵を行うための針路方位
値として選択するようにした複合航法装置において、

【００６１】上記の衛星電波の受信部分と、上記の補正
用電波の受信部分と、上記の検出部分と、上記の衛星電
波針路方位値・上記の補正位置値・上記の速度値・上記
の地磁気針路方位値を得る演算を行う演算処理部分と、
上記の選択を行う選択処理部分とを一体にして構成した
構成体を上記の船舶に設けた柱状体の頂部に固定する一
体固定手段を設ける第２構成とにより上記の課題を解決
したものである。

【００６２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態として、上
記の第１従来技術の構成と、第５従来技術の構成とに、
この発明を適用した実施例を説明する。

【００６３】

【実施例】〔第１実施例〕以下、図１・図３により第１
実施例を説明する。この第１実施例の構成が図５の第１
従来技術の構成と異なる箇所は次の箇所である。

【００６４】第１には、地磁気方位検出部分３００と、
演算処理部分１５０Ａを後記のように変更した演算選択
処理部分１７０Ａとを、衛星電波受信部分１００と一体
にして構成した構成体２００を防水箱１６０の中に配置
した箇所である。

【００６５】第２には、第１従来技術の構成では、制御
処理部分５００の中に設けていた選択処理機能部分、す
なわち、速度値ＳＤが所定値以下、例えば、５ノット以
下のときは、地磁気針路方位値ＣＤ２を選択し、速度値
ＳＤが、所定値、例えば、５ノットを超えているとき
は、衛星電波針路方位値ＣＤ１を選択する選択処理部分
と、地磁気針路方位値ＣＤ２を演算する演算処理部分３
５０と、第１従来技術の構成における演算処理部分１５
０Ａとを一体にして構成したものを上記の演算選択処理
部分１７０Ａとして構成した箇所である。

【００６６】第３には、制御処理部分５００に代えて、
制御処理部分５００から上記の選択処理部分と、地磁気
針路方位値ＣＤ２を演算する演算処理部分３５０と除去
した制御処理部分５１０を設けた箇所である。

【００６７】つまり、この第１実施例は、概括的には、
複数の衛星電波を受信する受信部分、例えば、ＧＰＳ電
波航法の衛星電波を受信する衛星電波受信部分１００に
より得られる受信信号１００ａにもとづく針路方位値
（すなわち、衛星電波針路方位値）ＣＤ１・位置値ＰＤ
・速度値ＳＤと、地磁気を検出する検出部分、例えば、
地磁気方位検出部分３００により得られる検出信号、例
えば、図９の検出信号３０４ｘ・３０４ｙにもとづく針
路方位値（すなわち、地磁気針路方位値）ＣＤ２とを用
いて、船舶９００の航行状態を、例えば、航行状態表示
部分７５０に表示し、または、上記の船舶の操舵、例え
ば、自動操舵部分８００による操舵を行うとともに、

【００６８】上記の速度値ＳＤが所定値以下、例えば、
５ノットのときは、上記の地磁気針路方位値ＣＤ２を上
記の表示または上記の操舵を行うための針路方位値とし
て選択し、上記の速度値ＳＤが上記の所定値、例えば、
５ノットを超えているときは、上記の衛星電波針路方位
値ＣＤ１を上記の表示または上記の操舵を行うための針
路方位値として選択するようにした複合航法装置１００
０において、

【００６９】上記の受信部分１００と、上記の検出部分
３００と、上記の衛星電波針路方位値ＣＤ１・上記の地
磁気針路方位値ＣＤ２・上記の速度値ＳＤ・上記の地磁
気方位値ＣＤ２を得る演算を行う演算処理部分、例え
ば、演算選択処理部分１７０Ａの一部と、上記の選択を
行う選択処理部分、例えば、演算選択処理部分１７０Ａ
の一部とを一体にして構成した構成体、例えば、構成体
２００を上記の船舶９００に設けた柱状体９５０の頂部
に固定する一体固定手段を設けた上記の第１の構成を構
成しているものである。

【００７０】そして、具体的には、図３のように、構成
体２００の防水箱１６０を、下方側部分を非磁性で導電
性の材質、すなわち、非磁性導電材、例えば、耐食アル
ミニウム合金で上下と周囲とを囲むように形成した非磁
性導電材覆体１６２とし、上方側部分を非導電性で電波
を透過する材質、すなわち、電波透過性材、例えば、合
成樹脂材で上方と周囲とを囲むように形成した電波透過
性材覆体１６１とした箱体で構成してある。

【００７１】また、非磁性導電材覆体１６２の中には、
衛星電波受信部分１００のうちのアンテナ１１を除いた
衛星電波受信部分１００Ａと、地磁気方位検出部分３０
０と、演算選択処理部分１７０Ａとを配置し、電波透過
性材覆体１６１の中には、アンテナ１１を配置して構成
したものである。

【００７２】なお、衛星電波受信部分１００・地磁気方
位検出部分３００・演算選択処理部分１７０Ａに対する
動作電源は操舵室９１０側、例えば、制御処理部分５１
０から供給している。

【００７３】したがって、この第１実施例の構成によれ
ば、選択処理部分を演算選択処理部分１７０Ａの中に設
けてあるので、演算選択処理部分１７０Ａ側で衛星電波
針路方位値ＣＤ１・地磁気針路方位値ＣＤ２のうちのい
ずれか一方を選択して得られた針路方位値のデータを制
御処理部分５１０に与えるように動作する。

【００７４】また、地磁気方位検出部分３００が、柱状
体９５０の頂部に固定してあるため、操舵室９１０や操
舵室９１０の下方のエンジン室（図示せず）から離れた
位置に配置されるので、これらの部分に配置した導磁性
材による構築物やその導磁性材が着磁した部分による地
磁気方位検出部分３００への影響を低減して、地磁気針
路方位値ＣＤ２の精度を向上させることができる。

【００７５】なお、柱状体９５０を導磁性材で形成した
場合でも、地磁気方位検出部分３００が柱状体９５０の
頂部の部分に設けてあるため、同様にして、地磁気方位
検出部分３００への影響を低減して、地磁気針路方位値
ＣＤ２の精度を向上させることができる。

【００７６】〔第２実施例〕以下、図２・図４により第
２実施例を説明する。この第２実施例の構成が図１・図
３の第１実施例の構成と異なる箇所は次の箇所である。

【００７７】第１には、構成体２００に代えて、構成体
２００の防水箱１６０の中に、さらに、補正電波受信部
分１３０を追加して配置するとともに、後記の演算選択
処理部分１７０Ｂを配置した構成体２１０を設けた箇所
である。

【００７８】第２には、演算選択処理部分１７０Ｂを、
演算選択処理部分１７０Ａの中の演算処理部分１５０Ａ
に代えて、演算処理部分１５０Ａによる演算機能に加え
て、誤差値△ｄで位置値ＰＤを補正した補正位置値ＰＤ
ａを得るための演算を行うようにした演算処理部分１５
０Ｂを設けるようにした箇所である。

【００７９】つまり、この第２実施例の構成は、概括的
には、複数の衛星電波を受信する受信部分、例えば、Ｇ
ＰＳ電波航法の衛星電波を受信する衛星電波受信部分１
００により得られる受信信号１００ａと所定の地点から
の補正電波を受信する受信部分、例えば、補正用電波受
信部分１３０にもとづく針路方位値（すなわち、衛星電
波針路方位値）ＣＤ１・補正位置値ＰＤａ・速度値ＳＤ
と、地磁気を検出する検出部分、例えば、地磁気方位検
出部分３００により得られる検出信号、例えば、検出信
号３０４ｘ・３０４ｙにもとづく針路方位値（すなわ
ち、地磁気針路方位値）ＣＤ２とを用いて、船舶９００
の航行状態を、例えば、航行状態表示部分７５０に表示
し、または、上記の船舶の操舵、例えば、自動操舵部分
８００による操舵を行うとともに、

【００８０】上記の速度値ＳＤが所定値以下、例えば、
５ノッ以下トのときは、上記の地磁気針路方位値ＣＤ２
を上記の表示または上記の操舵を行うための針路方位値
として選択し、上記の速度値ＳＤが上記の所定値、例え
ば、５ノットを超えているときは、上記の衛星電波針路
方位値ＣＤ１を上記の表示または上記の操舵を行うため
の針路方位値として選択するようにした複合航法装置１
０００において、

【００８１】上記の衛星電波の受信部分１００と、上記
の補正用電波の受信部分１３０と、上記の検出部分３０
０と、上記の衛星電波針路方位値ＣＤ１・上記の補正位
置値ＰＤａ・上記の速度値ＳＤ・上記の地磁気方位値Ｃ
Ｄ２を得る演算とを行う演算処理部分、例えば、演算選
択処理部分１７０Ｂの一部と、上記の選択を行う選択処
理部分、例えば、演算選択処理部分１７０Ｂの一部とを
一体にして構成した構成体、例えば、構成体２１０を上
記の船舶９００に設けた柱状体９５０の頂部に固定する
一体固定手段を設けた上記の第２構成を構成しているも
のである。

【００８２】そして、具体的には、図４のように、構成
体２１０の防水箱１６０を、構成体２００と同様に、非
磁性導電材覆体１６２と、電波透過性材覆体１６１とに
よる箱体で構成してある。

【００８３】そして、非磁性導電材覆体１６２の中に
は、衛星電波受信部分１００Ａ・地磁気方位検出部分３
００・演算選択処理部分１７０Ｂと、補正用電波受信部
分１３０のうちのアンテナ５１を除いた補正用電波受信
部分１３０Ａとを配置し、電波透過性材覆体１６１の中
には、アンテナ１１・アンテナ５１を配置して構成した
ものである。

【００８４】なお、衛星電波受信部分１００・補正用電
波受信部分１３０・地磁気方位検出部分３００・演算選
択処理部分１７０Ｂに対する動作電源は、構成体２００
と同様に、操舵室９１０側、例えば、制御処理部分５１
０から供給している。

【００８５】したがって、この第２実施例の構成によれ
ば、選択処理部分を演算選択処理部分１７０Ｂの中に設
けてあるので、演算選択処理部分１７０Ｂ側で衛星電波
針路方位値ＣＤ１・上記の地磁気針路方位値ＣＤ２のい
ずれか一方を選択して得られた針路方位値のデータを制
御処理部分５１０に与えるように動作する。

【００８６】また、地磁気方位検出部分３００を、上記
の第１実施例と同様に配置しているので、地磁気針路方
位値ＣＤ２の精度を向上させることができるとともに、
柱状体９５０を導磁性材で形成した場合でも、地磁気針
路方位値ＣＤ２の精度を向上させることができる。

【００８７】〔変形実施〕この発明は次のように変形し
て実施することを含むものである。（１）磁気方位検出部分３００を、他の構成により磁気
方位を検出する部分、例えば、図１０の構成により検出
信号３１６ｘ・３１６ｙにもとづいて地磁気針路方位値
ＣＤ２を得る部分に変更して構成する。（２）自動操舵部分８００を除去した複合航法装置１０
００に適用して構成する。（３）衛星電波受信部分１００を、他の衛星電波などに
より位置値・補正位置値・衛星電波針路方位値を得る部
分、例えば、上記の第６従来技術の静止衛星による衛星
電波を受信して位置値・補正位置値・衛星電波針路方位
値を得る部分に変更して構成する。（４）レーダ探知部分６５０を付加して構成する。（５）地図データ読取部分６００を付加してして構成す
る。（６）地図データ読取部分６００・レーダ探知部分６５
０を付加して構成する。（７）検出角度値θを補正する誤差値△θを、速度値Ｓ
Ｄが所定値、例えば、５ノット以上のときに得られる地
磁気針路方位値ＣＤ２と衛星電波針路方位値ＣＤ１との
差の値に変更して構成する。

【００８８】

【発明の効果】この発明によれば、以上のように、地磁
気方位検出部分を船舶に設けた柱状体の頂部に固定して
いるため、操舵室やエンジン室から離れた位置に配置さ
れるので、これらの部分に配置した導磁性材による構築
物やその導磁性材が着磁した部分による影響を低減し
て、地磁気針路方位値の精度を向上させ得るほか、柱状
体を導磁性材で形成した場合でも、同様にして、地磁気
針路方位値の精度を向上させ得るようにした複合航法装
置を提供できるなどの特長がある。

【図面の簡単な説明】

図面中、図１〜図４はこの発明の実施例を、また、図５
〜図１１は従来技術を示し、各図の内容は次のとおりで
ある。

【図１】全体ブロック構成図

【図２】全体ブロック構成図

【図３】要部ブロック構成図

【図４】要部ブロック構成図

【図５】全体ブロック構成図

【図６】全体ブロック構成図

【図７】要部ブロック構成図

【図８】要部ブロック構成図

【図９】要部ブロック構成図

【図１０】要部ブロック構成図

【図１１】要部動作波形図

【符号の説明】

１１受信アンテナ１２高周波増幅回路１３混合変換回路１４第１局部発振回路１５中間周波増幅回路１５ａ中間周波信号２０Ａ衛星Ａ用検出回路２０Ｂ衛星Ｂ用検出回路２０Ｃ衛星Ｃ用検出回路２０Ｄ衛星Ｄ用検出回路２１混合検波回路２２第２局部発振回路２３衛星コード発生回路２４データ検出回路３０時計回路５１アンテナ５２高周波増幅回路５３混合変換回路５４局部発振回路５５中間周波増幅回路５６検波回路５７補正データ回路１００ａ〜１００ｄ受信信号１００衛星電波受信部分１００Ａ衛星電波受信部分１３０補正用電波受信部分１３０ａ補正信号１５０Ａ演算処理部分１５０Ｂ演算処理部分１６０防水箱１６１電波透過性材覆体１６２非磁性導電材覆体１７０Ａ演算選択処理部分１７０Ｂ演算選択処理部分２００構成体２１０構成体３００地磁気検出部分３０１ＡＸ方向磁心３０１ａＸコイル３０１ＢＹ方向磁心３０１ｂＹコイル３０１ｃＸコイル３０１ｄＹコイル３０１ｅ励振コイル３０１Ｒ円環状磁心３０２Ｘ増幅回路３０１ｘ交流電圧３０２Ｙ増幅回路３０１ｙ交流電圧３０３励振回路３０３ａ励振信号３０４Ｘ検波回路３０４ｘＸ検出信号３０４Ｙ検波回路３０４ｙＹ検出信号３１１ｘ交流信号３１１ｙ交流信号３１２Ｘ濾波回路３１２Ｙ濾波回路３１５Ｘ増幅回路３１５Ｙ増幅回路３１６Ｘ検波回路３１６ｘ検波信号３１６Ｙ検波回路３１６ｙ検波信号３１６Ｘ検波回路３１６Ｙ検波回路３５０演算処理部分３５１誤差データ記憶部分５００制御処理部分５１０制御処理部分７５０航行状態表示部分６００地図データ読取部分６５０レーダ探知部分８００自動操舵部分９００船舶９１０操舵室９５０柱状体１０００複合航法装置Ａ〜Ｄ衛星ＣＤ針路方位値ＣＤ１衛星電波針路方位値ＣＤ２地磁気針路方位値ＤＺドップラー偏移量データＥｍａｘ最大値Ｅｍｉｎ最小値Ｅｓ直流電圧ＥＺ通信データＭｅ地磁気ＰＤ位置値ＰＤａ補正位置値ＳＤ速度値ＴＺ時間データ △ｄ誤差値 △θ 誤差値 θ 角度

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の衛星電波を受信する受信部分によ
り得られる受信信号にもとづく針路方位値（以下、衛星
電波針路方位値という）・位置値・速度値と、地磁気を
検出する検出部分により得られる検出信号にもとづく針
路方位値（以下、地磁気針路方位値という）とを用い
て、船舶の航行状態を表示し、または、前記船舶の操舵
を行うとともに、前記速度値が所定値以下のときは、前
記地磁気針路方位値を前記表示または前記操舵を行うた
めの針路方位値として選択し、前記速度値が前記所定値
を超えているときは、前記衛星電波針路方位値を前記表
示または前記操舵を行うための針路方位値として選択す
るようにした複合航法装置であって、前記受信部分と、前記検出部分と、前記衛星電波針路方
位値・前記位置値・前記速度値・前記地磁気針路方位値
を得る演算処理部分と、前記選択を行う選択処理部分と
を一体にして構成した構成体を前記船舶に設けた柱状体
の頂部に固定する一体固定手段を具備することを特徴と
する複合航法装置。
【請求項２】複数の衛星電波を受信する受信部分によ
り得られる受信信号と所定の地点からの補正用電波を受
信する受信部分により得られる受信信号とにもとづく針
路方位値（以下、衛星電波針路方位値という）・補正位
置値・速度値と、地磁気を検出する検出部分により得ら
れる検出信号にもとづく針路方位値（以下、地磁気針路
方位値という）とを用いて、船舶の航行状態を表示し、
または、前記船舶の操舵を行うとともに、前記速度値が
所定値以下のときは、前記地磁気針路方位値を前記表示
または前記操舵を行うための針路方位値として選択し、
前記速度値が前記所定値を超えているときは、前記衛星
電波針路方位値を前記表示または前記操舵を行うための
針路方位値として選択するようにした複合航法装置であ
って、前記衛星電波の受信部分と、前記補正用電波の受信部分
と、前記検出部分と、前記衛星電波針路方位値・前記補
正位置値・前記速度値・前記地磁気針路方位値を得る演
算処理部分と、前記選択を行う選択処理部分とを一体に
して構成した構成体を前記船舶に設けた柱状体の頂部に
固定する一体固定手段を具備することを特徴とする複合
航法装置。