JP2021179314A - 鉛直線偏差推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長期的に高精度な鉛直線偏差を導出可能な鉛直線偏差推定装置を提供する。【解決手段】慣性航法に利用可能な鉛直線偏差推定装置は、重力勾配計１０と、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０と、高周波抽出部３０と、推定部４０とからなる。重力勾配計１０は、移動体の位置の移動に応じて鉛直線偏差の変化を計測し計測鉛直線偏差として出力する。既知鉛直線偏差ライブラリ部２０は、マップ上の既知の鉛直線偏差の情報を既知鉛直線偏差として得る。高周波抽出部３０は、重力勾配計１０により計測される移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化の高空間周波数成分を抽出する。推定部４０は、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０の既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部３０により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する。【選択図】図１

Description

本発明は鉛直線偏差推定装置に関し、特に、重力勾配計の誤差を低減する鉛直線偏差推定装置に関する。また、鉛直線偏差推定装置を用いる慣性航法装置に関する。

近年の自動制御、自律航法の急速な発展に伴い、移動体の現在位置の精度向上に関する要求が年々高まっている。自律航法技術としては、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ：全球測位衛星システム）やＩＮＳ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：慣性航法）が知られている。

ここで、ＩＮＳに用いられるセンサとして、光ファイバジャイロスコープ（ＦＯＧ：Ｆｉｂｅｒ ｏｐｔｉｃ ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）が知られている（例えば特許文献１）。ＦＯＧは、光のサニャック効果を利用した回転角速度センサである。光ファイバジャイロスコープは、光ファイバコイルを用いるものであり運動部分がなく、従来の機械式ジャイロに比べて小型でありメンテナンスフリーであるといった利点を有し注目されている。

慣性航法では、このような高精度なジャイロセンサと、加速度計を用いることで、移動体の速度と位置を算出し現在位置を得ている。しかしながら、鉛直線偏差の影響により、ジャイロセンサと加速度計にいくら高精度なものを用いても、測定精度に限界があった。ここで、鉛直線偏差とは、地球上のある地点の実際の鉛直線と、その点を通る仮想の地球楕円体に立てた法線とのなす角をいう。即ち、地球上のある地点における鉛直線の方向は、その地点の実際の地理学上の経緯度の基準となる準拠楕円体に降ろした垂線方向と等しいはずであるが、鉛直線の方向は重力の働く方向であるから、局所的な密度分布の違いによって両者にずれが生じる。このずれを鉛直線偏差という。通常であれば、ジャイロセンサにより水平を把握できれば、重力と移動体の加速とを区別できる。しかしながら、鉛直線偏差があると、重力の水平成分を移動体の加速と誤認してしまう。即ち、移動体の加速なのか、鉛直線偏差なのかが判断できなくなってしまい、これが慣性航法において誤差の原因となる。

したがって、理想的には、このような鉛直線偏差の影響を軽減するために、重力勾配計を用いて鉛直線偏差を測定し、ジャイロセンサと加速度計による移動体の現在位置と速度の算出結果を補正すれば良い。重力勾配計は、例えば回転する円盤上に加速度計をＸ−Ｙ軸に沿って十字に配置して円周方向の加速度を計測して重力勾配を測定するものである。

一方、衛星による重力測定も行われており、地球のジオイドマップも存在する。ジオイドを空間微分することにより、鉛直線偏差が導出できる。したがって、ジャイロセンサと加速度計による移動体の現在位置と速度の算出結果に対して、ジオイドマップから導出した鉛直線偏差を用いて補正することも可能である。

特開２００５−１７２６５１号公報

しかしながら、重力勾配計は、回転する円盤を用いるものであるため、長期的な使用により誤差が蓄積され大きくなってくることが知られている。また、長期的な誤差を減らすためには、非常に高性能な回転機構や恒温槽等を用いる必要があり、非常に高価となっていた。さらに、このような長期的に高精度な重力勾配計は大型化してしまうため、移動体に積載するのも難しくなっていた。

また、ジオイドマップは一般的には空間分解能が１００ｋｍ程度しかなく、慣性航法の補正に用いるには空間分解能が低すぎていた。したがって、移動体の現在位置と速度の算出結果を補正するのに用いるには十分な空間分解能ではなかった。

したがって、長期的な精度が高くない重力勾配計を用いても長期的に高精度に鉛直線偏差を導出可能な装置の開発が望まれていた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、長期的に高精度に鉛直線偏差を導出可能な鉛直線偏差推定装置を提供しようとするものである。また、これを用いて長期的に高精度に慣性航法が可能な慣性航法装置を提供しようとするものである。

上述した本発明の目的を達成するために、本発明による鉛直線偏差推定装置は、移動体の位置の移動に応じて鉛直線偏差の変化を計測し計測鉛直線偏差として出力する重力勾配計と、マップ上の既知の鉛直線偏差の情報を既知鉛直線偏差として得るための既知鉛直線偏差ライブラリ部と、重力勾配計により計測される移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化の高空間周波数成分を抽出する高周波抽出部と、既知鉛直線偏差ライブラリ部の既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する推定部と、を具備するものである。

さらに、鉛直線偏差推定装置は、既知鉛直線偏差ライブラリ部が有する既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化の低空間周波数成分を抽出する低周波抽出部を具備し、推定部は、低周波抽出部により抽出される低空間周波数成分の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する、ものであっても良い。

また、低周波抽出部は、既知鉛直線偏差ライブラリ部が有するマップ上の既知鉛直線偏差の情報の空間分解能に応じて低空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されるものであっても良い。

また、高周波抽出部は、重力勾配計のドリフト誤差の特性に応じて高空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されるものであっても良い。

また、既知鉛直線偏差ライブラリ部は、全球ジオイドマップを用いてマップ上のジオイド高を空間微分することでマップ上の既知鉛直線偏差の情報を得るものであっても良い。

また、既知鉛直線偏差ライブラリ部は、タルコット法による天文経緯度と測地経緯度との差分を用いることでマップ上の既知鉛直線偏差の情報を得るものであっても良い。

また、重力勾配計は、重力勾配に速度を乗算して時間積分することで計測鉛直線偏差を求めるものであれば良い。

また、本発明の移動体の速度と位置を算出する慣性航法装置は、重力勾配計が移動体に搭載され移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化を計測し、さらに、移動体に搭載され移動体の加速度を計測する加速度センサと、移動体に搭載され移動体の角速度を計測するジャイロセンサと、推定部による推定鉛直線偏差の変化と、加速度センサによる加速度と、ジャイロセンサによる角速度とを用いて、移動体の速度と位置を算出する位置情報算出部と、を具備するものである。

本発明の鉛直線偏差推定装置には、長期的に高精度に鉛直線偏差を導出可能であるという利点がある。また、本発明の慣性航法装置は、長期的に高精度に慣性航法が可能であるという利点がある。

図１は、本発明の鉛直線偏差推定装置を説明するための概略ブロック図である。 図２は、本発明の鉛直線偏差推定装置の他の例を説明するための概略ブロック図である。 図３は、本発明の鉛直線偏差推定装置の効果を説明するためのシミュレーションにより得られたグラフである。 図４は、本発明の慣性航法装置を説明するための概略ブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態を図示例と共に説明する。本発明の鉛直線偏差推定装置は、移動体に対する慣性航法に利用可能なものである。図１は、本発明の鉛直線偏差推定装置を説明するための概略ブロック図である。図示の通り、本発明の鉛直線偏差推定装置は、重力勾配計１０と、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０と、高周波抽出部３０と、推定部４０とからなる。

重力勾配計１０は、移動体の位置の移動に応じて鉛直線偏差の変化を計測し計測鉛直線偏差として出力するものである。重力勾配計１０は、例えば重力勾配に速度を乗算して時間積分することで計測鉛直線偏差を求めることが可能なものであれば良い。即ち、重力勾配計１０に対して加速度センサを用い、移動体の移動速度を乗算すれば良い。ここで、本発明では、重力勾配計１０の長期的な要求感度はそこまで高い必要はなく、例えば数ｍＥ√Ｈｚ程度の長期ドリフトを与える雑音を有していても良い。重力勾配計１０は、移動体の移動に対して短期的に高精度であれば良く、空間分解能がある程度高く計測できるものであれば良い。即ち、移動体の移動速度に追従できる程度に計測時間が短時間なものが好ましい。重力勾配計１０は、例えば移動可能に構成される移動体に搭載されるものである。移動体に対しては、例えばジンバルを用いて固定されれば良い。これは、移動体の傾きの影響を除去するためである。なお、移動体とは、船舶や潜水艇等であれば良い。

既知鉛直線偏差ライブラリ部２０は、マップ上の既知の鉛直線偏差の情報を既知鉛直線偏差として得るためのものである。即ち、既知鉛直線偏差は、何らかの手段で予め測定された各地点における既知の鉛直線偏差である。既知鉛直線偏差ライブラリ部２０は、このようなマップ上の既知の鉛直線偏差の情報を記憶している記憶装置であれば良い。

ここで、既知鉛直線偏差は、例えば全球ジオイドマップを用いて求めれば良い。マップ上の既知鉛直線偏差は、全球ジオイドマップを用いてマップ上のジオイド高を空間微分することで求められる。ここで、全球ジオイドマップとは、例えば重力観測衛星ＧＯＣＥにより観測された情報を用いることができる。ＧＯＣＥ衛星による測定精度は、ジオイド高に換算すると空間分解能は約１００ｋｍで２ｃｍ程度の誤差である。即ち、１００ｋｍのメッシュで２ｃｍの誤差のジオイド高の情報が得られる。このマップ上のジオイド高を空間微分すれば既知の鉛直線偏差が求まる。

また、既知鉛直線偏差は、タルコット法による天文経緯度と測地経緯度との差分を用いても良い。これは、各地点において、例えば天頂儀や写真天頂筒等を用いて求められる天文経緯度と、ＧＮＳＳ等により求められる測地経緯度との差分を求め、この差分を鉛直線偏差とするものである。

このように、既知鉛直線偏差は、従来の又は今後開発されるべきあらゆる手段により求められるものであれば良い。このような既知鉛直線偏差の情報は、従来技術でも述べた通り、空間分解能が低い。したがって、マップ上のある地点の実際の鉛直線偏差に対して誤差が生じることになる。一方、重力勾配計１０それ自体は、長期的な精度が高くないものであるため、長期間において利用される慣性航法に適用した場合には、誤差が大きくなってしまう。そこで、本発明の鉛直線偏差推定装置では、以下のようにこれを解決している。

まず、高周波抽出部３０を用いて、重力勾配計１０により計測される移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化の高空間周波数成分を抽出する。即ち、重力勾配計１０により出力される計測鉛直線偏差の変化から、低空間周波数成分を除去する。具体的には、重力勾配計１０により計測される計測鉛直線偏差に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、例えば１／１０時間以下の周波数成分をカットすれば良い。これにより、重力勾配計１０の時間に対するゆっくりしたドリフトの影響を除去し、短時間において高感度な情報（短時間において変動の大きい情報）のみ抽出することになる。高周波抽出部３０は、例えば電子計算機のプログラム等で実現されれば良い。

ここで、高周波抽出部３０では、重力勾配計１０の性能に応じて高空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されれば良い。即ち、重力勾配計１０のドリフト誤差の特性に応じて高空間周波数成分のカットオフ周波数が決定される。例えば、重力勾配計１０のドリフト誤差が長期的に安定している場合には、高空間周波数成分のカットオフ周波数を低めに設定すれば良い。これにより、重力勾配計１０のドリフト誤差の特性に応じて適切な推定鉛直線偏差を得るように、カットオフ周波数を調整することが可能となる。

一方、移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化は、空間分解能が低いため、低空間周波数成分が主なものとなる。即ち、長時間においてゆっくり変動する情報である。

したがって、本発明の鉛直線偏差推定装置では、以下のような推定部４０を用いて推定鉛直線偏差を求めている。推定部４０は、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０の既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部３０により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する。即ち、高周波抽出部３０により抽出される短時間において変動の大きい情報に、長時間においてゆっくり変動する情報を合成している。これにより、長期的な精度が高くない重力勾配計１０を用いたとしても、ドリフトの影響を除去しつつ、既知鉛直線偏差を用いて長期的な変化を補完できるようになる。即ち、短期的な精度の高くない（空間分解能の低い）既知鉛直線偏差を、短期的な精度の高い重力勾配計１０を用いて補完できるようになる。したがって、本発明の鉛直線偏差推定装置は、長期的に高精度に推定鉛直線偏差が導出可能となる。推定部４０は、例えば電子計算機のプログラム等で実現されれば良い。

なお、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０では、用いる既知鉛直線偏差の情報によって空間分解能が異なる場合がある。例えば、海洋上では鉛直線偏差は低分解能なものとなる。一方、例えば内陸部の特定の地域では長年の調査を通して空間分解能がある程度高い既知鉛直線偏差の情報が得られる場合がある。このような場合、重力勾配計１０の高空間周波数成分と合成することを考慮して、既知鉛直線偏差の変化の低空間周波数成分のみを用いるようにしても良い。即ち、既知鉛直線偏差の変化の高空間周波数成分を除去すれば良い。図２は、本発明の鉛直線偏差推定装置の他の例を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、本発明の鉛直線偏差推定装置の他の例は、低周波抽出部５０を有している。低周波抽出部５０は、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０が有する既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化の低空間周波数成分を抽出するものである。推定部４０では、低周波抽出部５０により抽出される低空間周波数成分の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部３０により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出すれば良い。

ここで、低周波抽出部５０では、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０が有するマップ上の既知鉛直線偏差の情報の空間分解能に応じて低空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されれば良い。例えば、既知鉛直線偏差の空間分解能がある程度高い場合には、低空間周波数成分のカットオフ周波数を高めに設定すれば良い。これにより、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０が有する既知鉛直線偏差の情報の精度に応じて適切な推定鉛直線偏差を得るように、カットオフ周波数を調整することが可能となる。

本発明の鉛直線偏差推定装置の効果を説明するためにシミュレーションを行った。シミュレーション条件として、移動体が１０ｋｍ／ｈの速度で２４０時間（１０日間）北上した場合、即ち、北緯３３度から北緯５７度まで、２４００ｋｍ移動した場合の鉛直線偏差を計算した。使用した重力勾配計１０は、時間と共に減少する３Ｅ／√Ｈｚの雑音に加え、時間と共に増加する３ｍＥ√Ｈｚの雑音を有するものとした。なお、後者が重力勾配計１０の長期的なドリフトを与えることになる。また、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０の既知鉛直線偏差の情報は、ＧＯＣＥ衛星によるものを用いた。なお、ジャイロセンサ及び加速度センサの誤差はゼロと仮定した。重力勾配計のシミュレーションを行うためには、現実の鉛直線偏差情報が必要となる。ここでは、米国が長年の調査を通し、内陸部について取得した高分解能（１ｋｍ程度）のデータを活用した。

図３は、本発明の鉛直線偏差推定装置の効果を説明するためのシミュレーションにより得られたグラフである。図３（ａ）が既知鉛直線偏差ライブラリ部のＸ軸成分（ここでは南北方向成分）の既知鉛直線偏差の時間に対する変化グラフであり、図３（ｂ）が既知鉛直線偏差ライブラリ部のＹ軸成分（ここでは東西方向成分）の既知鉛直線偏差の時間に対する変化グラフである。図中、黒線が高分解能の現実の鉛直線偏差（求めたい鉛直線偏差）の変化グラフであり、グレー線が全球ジオイドマップを用いてマップ上のジオイド高を空間微分することで求められた既知鉛直線偏差の変化グラフである。また、図３（ｃ）が重力勾配計１０のＸ軸成分（ここでは南北方向成分）の測定鉛直線偏差の時間に対する変化グラフであり、図３（ｄ）が重力勾配計１０のＹ軸成分（ここでは東西方向成分）の測定鉛直線偏差の時間に対する変化グラフである。図中、黒線が測定鉛直線偏差の変化グラフであり、グレー線が高周波抽出部３０により抽出される高空間周波数成分の測定鉛直線偏差の変化グラフである。そして、図３（ｅ）が推定部４０のＸ軸成分（ここでは南北方向成分）の推定鉛直線偏差の時間に対する変化グラフであり、図３（ｆ）が推定部４０のＹ軸成分（ここでは東西方向成分）の推定鉛直線偏差の時間に対する変化グラフである。

まず、図３（ａ）、図３（ｂ）のグレー線に示される通り、全球ジオイドマップによる既知鉛直線偏差は、長期的な変化しか表していないことが分かる。また、図３（ｃ）、図３（ｄ）の黒線に示される通り、重力勾配計１０の測定鉛直線偏差は長期的にドリフトしていることが分かる。そして、図３（ｃ）、図３（ｄ）のグレー線に示される通り、高周波抽出部３０により、測定鉛直線偏差の変化からドリフト誤差の影響が除去されていることが分かる。本発明の鉛直線偏差推定装置では、このような既知鉛直線偏差と測定鉛直線偏差という２つの異なる特性を有する鉛直線偏差を合成することで、推定鉛直線偏差を求めている。本発明の鉛直線偏差推定装置による推定鉛直線偏差は、図３（ｅ）、図３（ｆ）に示される通り、推定部４０により低空間周波数成分の既知鉛直線偏差の変化と高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成することで、図３（ａ）、図３（ｂ）の黒線に示される現実の鉛直線偏差に近い変化を良く推定できていることが分かる。即ち、本発明の鉛直線偏差推定装置により、長期的に高精度な鉛直線偏差を得ることができることが分かる。

図４は、本発明の慣性航法装置を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表している。図示の通り、本発明の慣性航法装置は、移動体１の速度と移動体の位置を算出するものである。移動体１は、例えば潜水艇等であれば良い。慣性航法装置には、上述の本発明の鉛直線偏差推定装置が用いられている。鉛直線偏差推定装置の重力勾配計１０は、移動体１に搭載されれば良い。そして、重力勾配計１０により、移動体１の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化を計測する。なお、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０や高周波抽出部３０、推定部４０は、図示例では移動体１に搭載されたものを示したが、本発明は必ずしもこれに限定されない。即ち、既知鉛直線偏差ライブラリ部２０や高周波抽出部３０、推定部４０は、何れも移動体１とは離れた遠隔地にあっても良く、別途通信手段等を用いて適宜既知鉛直線偏差ライブラリ部２０等にアクセスできるように構成されても良い。

そして、本発明の慣性航法装置は、さらに、加速度センサ６０と、ジャイロセンサ７０と、位置情報算出部８０とを有している。加速度センサ６０は、移動体１に搭載され、移動体１の加速度を計測するものである。加速度センサ６０は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に対する加速度を計測可能なものであれば良く、従来の又は今後開発されるべきあらゆるセンサが適用可能である。

ジャイロセンサ７０は、移動体１に搭載され、移動体１の角速度を計測するものである。ジャイロセンサ７０は、移動体１の角速度の変化を計測可能なものであれば良く、時間的に高精度なものとして、例えば光ファイバジャイロセンサが知られている。ジャイロセンサ７０も、従来の又は今後開発されるべきあらゆるセンサが適用可能である。

位置情報算出部８０は、推定部４０による推定鉛直線偏差の変化と、加速度センサ６０による加速度と、ジャイロセンサ７０による角速度とを用いて、移動体１の速度と移動体１の位置を算出するものである。移動体１の位置は、初期位置情報からの変化により求められれば良い。位置情報算出部８０は、例えば電子計算機のプログラム等で実現されれば良い。そして、位置情報算出部８０により得られた位置及び速度情報を重力勾配計１０に与えることで、計測鉛直線偏差が計測される。

本発明の慣性航法装置は、上述のような本発明の長期的に高精度な鉛直線偏差推定装置を用いるため、慣性航法の精度も長期的に高精度なものとなる。具体的には、例えば１０日間で１００ｍ程度の精度で慣性航法を実現できる。

なお、本発明の鉛直線偏差推定装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１ 移動体
１０ 重力勾配計
２０ 既知鉛直線偏差ライブラリ部
３０ 高周波抽出部
４０ 推定部
５０ 低周波抽出部
６０ 加速度センサ
７０ ジャイロセンサ
８０ 位置情報算出部

Claims (8)

1. 慣性航法に利用可能な鉛直線偏差推定装置であって、該鉛直線偏差推定装置は、
   移動体の位置の移動に応じて鉛直線偏差の変化を計測し計測鉛直線偏差として出力する重力勾配計と、
   マップ上の既知の鉛直線偏差の情報を既知鉛直線偏差として得るための既知鉛直線偏差ライブラリ部と、
   前記重力勾配計により計測される移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化の高空間周波数成分を抽出する高周波抽出部と、
   前記既知鉛直線偏差ライブラリ部の既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する推定部と、
   を具備することを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
2. 請求項１に記載の鉛直線偏差推定装置であって、さらに、
   前記既知鉛直線偏差ライブラリ部が有する既知鉛直線偏差の情報を用いて移動体の位置の移動に応じたマップ上の既知鉛直線偏差の変化の低空間周波数成分を抽出する低周波抽出部を具備し、
   前記推定部は、低周波抽出部により抽出される低空間周波数成分の既知鉛直線偏差の変化と、高周波抽出部により抽出される高空間周波数成分の計測鉛直線偏差の変化とを合成し、推定鉛直線偏差の変化を導出する、
   ことを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
3. 請求項２に記載の鉛直線偏差推定装置において、前記低周波抽出部は、既知鉛直線偏差ライブラリ部が有するマップ上の既知鉛直線偏差の情報の空間分解能に応じて低空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されることを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の鉛直線偏差推定装置において、前記高周波抽出部は、重力勾配計のドリフト誤差の特性に応じて高空間周波数成分のカットオフ周波数が決定されることを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉛直線偏差推定装置において、前記既知鉛直線偏差ライブラリ部は、全球ジオイドマップを用いてマップ上のジオイド高を空間微分することでマップ上の既知鉛直線偏差の情報を得ることを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
6. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の鉛直線偏差推定装置において、前記既知鉛直線偏差ライブラリ部は、タルコット法による天文経緯度と測地経緯度との差分を用いることでマップ上の既知鉛直線偏差の情報を得ることを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れかに記載の鉛直線偏差推定装置において、前記重力勾配計は、重力勾配に速度を乗算して時間積分することで計測鉛直線偏差を求めることを特徴とする鉛直線偏差推定装置。
8. 請求項１乃至請求項７の何れかに記載の鉛直線偏差推定装置を用いる、移動体の速度と位置を算出する慣性航法装置であって、該慣性航法装置は、
   前記重力勾配計が移動体に搭載され移動体の位置の移動に応じた計測鉛直線偏差の変化を計測し、さらに、
   移動体に搭載され移動体の加速度を計測する加速度センサと、
   移動体に搭載され移動体の角速度を計測するジャイロセンサと、
   前記推定部による推定鉛直線偏差の変化と、前記加速度センサによる加速度と、前記ジャイロセンサによる角速度とを用いて、移動体の速度と位置を算出する位置情報算出部と、
   を具備することを特徴とする慣性航法装置。

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