JP2602446B2 - 真北測定方法 - Google Patents
真北測定方法Info
- Publication number
- JP2602446B2 JP2602446B2 JP9564388A JP9564388A JP2602446B2 JP 2602446 B2 JP2602446 B2 JP 2602446B2 JP 9564388 A JP9564388 A JP 9564388A JP 9564388 A JP9564388 A JP 9564388A JP 2602446 B2 JP2602446 B2 JP 2602446B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gyro
- mirror
- light
- shift
- differential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
- Navigation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ジャイロを使って真北方向を測定する方
法に関する。
法に関する。
（従来の技術） 従来、ジャイロを使って真北方向を測定していた方法
を第３図に示す。すなわち、ミラー31を取付けたジャイ
ロ32を枠体33から細い吊線34で吊る。光源35からの光で
照明されるスリット等の指標36は、結像レンズ群38によ
り、ジャイロ上のミラー31で反射されて、焦点板39上に
結像される。この焦点板上の指標36の像42は、アイピー
ス37によって観測される。焦点板39は、第４図に示すよ
うに、測定装置本体に固定され、水平方向に並ぶ等間隔
の目盛41を有している。結像レンズ群38によって上記の
指標の光像42がほぼ焦点板39上の目盛41に平行に結像さ
れるように、しかもほぼその基準点０上に来るように光
学系が調整され、その基準点０を仮の北方向とする。プ
レセッションによってジャイロ32が振動すると指標36の
光像は、アイピースの視野内で、上記の目盛41上を左右
にゆれる。
を第３図に示す。すなわち、ミラー31を取付けたジャイ
ロ32を枠体33から細い吊線34で吊る。光源35からの光で
照明されるスリット等の指標36は、結像レンズ群38によ
り、ジャイロ上のミラー31で反射されて、焦点板39上に
結像される。この焦点板上の指標36の像42は、アイピー
ス37によって観測される。焦点板39は、第４図に示すよ
うに、測定装置本体に固定され、水平方向に並ぶ等間隔
の目盛41を有している。結像レンズ群38によって上記の
指標の光像42がほぼ焦点板39上の目盛41に平行に結像さ
れるように、しかもほぼその基準点０上に来るように光
学系が調整され、その基準点０を仮の北方向とする。プ
レセッションによってジャイロ32が振動すると指標36の
光像は、アイピースの視野内で、上記の目盛41上を左右
にゆれる。
このようにセットされた装置によって真北を測定する
方法としては、周期測定法と振幅測定法とがある。
方法としては、周期測定法と振幅測定法とがある。
周期測定法は、第４図のようにプレセッションによっ
てアイピース37の目盛41上をゆれる指標の光像42を目で
追いかける。そして、第５図に図示するように、目盛41
の基準点０を指標の光像42が横切る時間t1、t2・・・を
ストップウオッチで測定し、時間t1、t2・・・の中間点
をプレセッションの振幅が最大となるところと仮定し、
そのときの目盛の最大値m1と最小値m2の平均値（m1＋
m2）/2を求めて基準点０とのズレ量Δαを求める。真北
方向は、仮の北方向（目盛41の基準点０）にΔαなるズ
レ量を加えた方向として求められる。
てアイピース37の目盛41上をゆれる指標の光像42を目で
追いかける。そして、第５図に図示するように、目盛41
の基準点０を指標の光像42が横切る時間t1、t2・・・を
ストップウオッチで測定し、時間t1、t2・・・の中間点
をプレセッションの振幅が最大となるところと仮定し、
そのときの目盛の最大値m1と最小値m2の平均値（m1＋
m2）/2を求めて基準点０とのズレ量Δαを求める。真北
方向は、仮の北方向（目盛41の基準点０）にΔαなるズ
レ量を加えた方向として求められる。
もう一つの方法である振幅測定法は、ジャイロ本体が
吊線で吊られている枠体をセオドライトに一体化してジ
ャイロをセオドライト上に載せ、指標の光像が常に目盛
41の基準点０にくるようにセオドライトを回転させて、
プレセッションによるジャイロ本体の動きをセオドライ
トで追尾する。そして、最大振幅となる水平角を測定
し、それから真北方向を決める。周期測定法では吊線に
捩りが生じるが、この方法では、セオドライトの回動に
より吊線を支持するジャイロ枠体も回動するのでジャイ
ロ本体を懸吊する吊線に捩りが生じることがなく、吊線
捩りトルクによる誤差がないという利点がある。
吊線で吊られている枠体をセオドライトに一体化してジ
ャイロをセオドライト上に載せ、指標の光像が常に目盛
41の基準点０にくるようにセオドライトを回転させて、
プレセッションによるジャイロ本体の動きをセオドライ
トで追尾する。そして、最大振幅となる水平角を測定
し、それから真北方向を決める。周期測定法では吊線に
捩りが生じるが、この方法では、セオドライトの回動に
より吊線を支持するジャイロ枠体も回動するのでジャイ
ロ本体を懸吊する吊線に捩りが生じることがなく、吊線
捩りトルクによる誤差がないという利点がある。
（発明が解決しようとする問題点） 以上説明したいずれの場合にも、周期が長くてゆっく
り動く光像の最大振幅点を眼で判断するという点で個人
差が残り、測定精度にも限界がある。また、平均をとる
ために何周期かの測定を行うことが必要で、測定時間も
長くなるという問題がある。
り動く光像の最大振幅点を眼で判断するという点で個人
差が残り、測定精度にも限界がある。また、平均をとる
ために何周期かの測定を行うことが必要で、測定時間も
長くなるという問題がある。
この発明は、ジャイロを使った真北測定方法におい
て、測定を自動化し、測定時間の短縮と高精度化をはか
ることを目的としている。
て、測定を自動化し、測定時間の短縮と高精度化をはか
ることを目的としている。
（問題を解決するための手段） この発明は、光源からの光をジャイロ本体に設けたミ
ラーで反射させ、さらに光カルバノメータのミラーで反
射させて差動受光器に導き、差動受光器でのジャイロ本
体のプレセッションによる受光位置のズレに応じた出力
を光ガルバノメータのミラー駆動部にフィードバックし
て前記受光位置のズレが零になるように制御し、このズ
レを零にするためのガルバノメータの駆動出力を単位時
間ごとに所定時間検出し、その検出出力から最小二乗近
似法によって時間−出力曲線を求め、該曲線に基づいて
ジャイロ回転軸の方向（真北方向）と基準位置とのズレ
を求めるようにする。
ラーで反射させ、さらに光カルバノメータのミラーで反
射させて差動受光器に導き、差動受光器でのジャイロ本
体のプレセッションによる受光位置のズレに応じた出力
を光ガルバノメータのミラー駆動部にフィードバックし
て前記受光位置のズレが零になるように制御し、このズ
レを零にするためのガルバノメータの駆動出力を単位時
間ごとに所定時間検出し、その検出出力から最小二乗近
似法によって時間−出力曲線を求め、該曲線に基づいて
ジャイロ回転軸の方向（真北方向）と基準位置とのズレ
を求めるようにする。
（実施例） 第１図は、この発明の真北測定方法を説明するための
実施例の構成を示す概念図である。
実施例の構成を示す概念図である。
ミラー１を取付けたジャイロ２は吊線３で枠体４から
懸吊されており、光源５、スリット６、結像レンズ群
８、反射鏡10、光ガルバノメータ７、及び差動受光器９
は枠体４に対して固定的に設けられている。光源５で照
明されたスリット６からの光は、結像レンズ群８、反射
鏡10を経て、ジヤイロ２に取付けたミラー１に入射し、
そこで反射された光は、光ガルバノメータ７で再び反射
されて差動受光器９にスリット６の像を結ぶ。ジャイロ
の回転によりスリット６の像位置は変化するが、この光
像の差動受光器中心からのズレ量に比例した差動受光器
９からの出力は差動増幅器11で増幅され、光ガルバノメ
ータ７のコイル15に加えられる。光ガルバノメータ７は
周知のようにその軸13が上下のベアリング12で軸支さ
れ、コイル15に加えられた電流量に比例するように光ガ
ルバノメータのミラーを回転させる。
懸吊されており、光源５、スリット６、結像レンズ群
８、反射鏡10、光ガルバノメータ７、及び差動受光器９
は枠体４に対して固定的に設けられている。光源５で照
明されたスリット６からの光は、結像レンズ群８、反射
鏡10を経て、ジヤイロ２に取付けたミラー１に入射し、
そこで反射された光は、光ガルバノメータ７で再び反射
されて差動受光器９にスリット６の像を結ぶ。ジャイロ
の回転によりスリット６の像位置は変化するが、この光
像の差動受光器中心からのズレ量に比例した差動受光器
９からの出力は差動増幅器11で増幅され、光ガルバノメ
ータ７のコイル15に加えられる。光ガルバノメータ７は
周知のようにその軸13が上下のベアリング12で軸支さ
れ、コイル15に加えられた電流量に比例するように光ガ
ルバノメータのミラーを回転させる。
最初に、測定装置は、差動受光器の零出力方向がほぼ
北を指すようにセットされることは従来と同様である。
プレセッションによってジャイロが振動すると、像のズ
レ量に比例してガルバノメータ７が振動され、ジャイロ
２に取付けたミラー１の動きに対して常に光像が差動受
光器９の中心にくるようにガルバノメータにフィードバ
ックが掛けられることになる。その時のガルバノメータ
の駆動電流値を電流計14で読み取れば、ジャイロ２のプ
レセツションに応じた電流波形を得ることができる。一
定時間毎にデータを読み取り、観測されたデータを解析
すれば、最小二乗近似された電流波形及びそのピーク点
を知ることができる（第２図）。
北を指すようにセットされることは従来と同様である。
プレセッションによってジャイロが振動すると、像のズ
レ量に比例してガルバノメータ７が振動され、ジャイロ
２に取付けたミラー１の動きに対して常に光像が差動受
光器９の中心にくるようにガルバノメータにフィードバ
ックが掛けられることになる。その時のガルバノメータ
の駆動電流値を電流計14で読み取れば、ジャイロ２のプ
レセツションに応じた電流波形を得ることができる。一
定時間毎にデータを読み取り、観測されたデータを解析
すれば、最小二乗近似された電流波形及びそのピーク点
を知ることができる（第２図）。
すなわち、観測された時系列データA1、A2、A3・・・
を最小二乗近似を用いて平滑化し、微分をとる。そして
微分係数の反転するところでピーク点の判定を行ってピ
ーク値を定める。最大ピーク値ARと最小ピーク値ALの平
均値から左右の振幅の偏り量Δαが求められる。
を最小二乗近似を用いて平滑化し、微分をとる。そして
微分係数の反転するところでピーク点の判定を行ってピ
ーク値を定める。最大ピーク値ARと最小ピーク値ALの平
均値から左右の振幅の偏り量Δαが求められる。
真北Ｎは次のようにして知ることができる。
Ｎ＝N0＋（T0 2/T2）・Δα ここで、N0:仮定された北の方向（器械を設置した方
向） Δα：左右の振幅の偏り量 T0:吊線に捩れトルクのない場合のプレセッション周期 T:吊線に捩れトルクのある場合のプレセッション周期 以上の計算は計算機で実行され、計算の結果は自動的
に出力される。実際には、Ｋ＝T0 2/T2はあらかじ測定さ
れ、機器の定数として与えられる。
向） Δα：左右の振幅の偏り量 T0:吊線に捩れトルクのない場合のプレセッション周期 T:吊線に捩れトルクのある場合のプレセッション周期 以上の計算は計算機で実行され、計算の結果は自動的
に出力される。実際には、Ｋ＝T0 2/T2はあらかじ測定さ
れ、機器の定数として与えられる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によると、真北
方向と基準位置（仮の北方向）とのズレ量が自動的に求
まり、真北方向が定まる。したがって、測定時間が短縮
されるとともに、高精度測定が可能となる。
方向と基準位置（仮の北方向）とのズレ量が自動的に求
まり、真北方向が定まる。したがって、測定時間が短縮
されるとともに、高精度測定が可能となる。
第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図は最小二乗
近似された電流波形とそのピーク点を示す図、第３図は
従来例の説明図、第４図はアイピースの目盛上を動く指
標の光像の図、第５図は指標の光像の動きを表わす図で
ある。図中の符号の主なものは以下の通りである。 １、31:ジャイロ上のミラー ２、32:ジャイロ、３、34:吊線 ４、33:枠体、５、35:光源 ６、36:指標、7:光カルバノメータ ８、38:結像レンズ群、9:差動受光器 11:差動増幅器、15:駆動コイル 14:電流計、37:アイピース
近似された電流波形とそのピーク点を示す図、第３図は
従来例の説明図、第４図はアイピースの目盛上を動く指
標の光像の図、第５図は指標の光像の動きを表わす図で
ある。図中の符号の主なものは以下の通りである。 １、31:ジャイロ上のミラー ２、32:ジャイロ、３、34:吊線 ４、33:枠体、５、35:光源 ６、36:指標、7:光カルバノメータ ８、38:結像レンズ群、9:差動受光器 11:差動増幅器、15:駆動コイル 14:電流計、37:アイピース
Claims (1)
- 【請求項１】枠体に懸吊されたジャイロ本体にミラーを
設け、光源からの光を該ミラーで反射させ、さらに光ガ
ルバノメータのミラーで反射させて差動受光器に導き、
差動受光器でのジヤイロ本体のプレセッションによる受
光位置のズレに応じた出力を光ガルバノメータのミラー
駆動部にフィードバックして前記受光位置のズレが零に
なるように制御するとともに、前記差動受光器での受光
位置のズレに応じた出力を単位時間毎に所定時間検出
し、時間−出力曲線を求め、該曲線に基づいて基準位置
と真北方向とのズレを求めることを特徴とする真北測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9564388A JP2602446B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 真北測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9564388A JP2602446B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 真北測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01269008A JPH01269008A (ja) | 1989-10-26 |
| JP2602446B2 true JP2602446B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=14143191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9564388A Expired - Fee Related JP2602446B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 真北測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602446B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-20 JP JP9564388A patent/JP2602446B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01269008A (ja) | 1989-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6195615B1 (en) | Method of mutually aligning bodies and position-measuring sensor therefor | |
| US2517612A (en) | Stable platform | |
| US3832066A (en) | Apparatus and method for analyzing sphero-cylindrical optical systems | |
| CN110987013A (zh) | 一种陀螺仪角运动测量系统的校准方法及装置 | |
| JPS60169911A (ja) | 位置決め装置の検定法及び検定装置 | |
| Watkins et al. | Spin‐up from rest in a cylinder | |
| US3164978A (en) | Apparatus for testing gyroscopes | |
| US5493396A (en) | High resolution ring laser gyroscope readout | |
| US2972195A (en) | Gyro compass | |
| JP2602446B2 (ja) | 真北測定方法 | |
| CA1233877A (en) | Borehole sensing tool with optical rotation sensor | |
| US5337143A (en) | Loop controller for multiplexed triaxial gyro | |
| US2976618A (en) | Gyro-compass | |
| CN104655095B (zh) | 一种利用光纤陀螺测定地理纬度的方法 | |
| RU2249689C2 (ru) | Автоматизированная установка для калибровки инклинометров | |
| US4355901A (en) | Arrangement for measuring the position of an index | |
| US4398821A (en) | Instrument for measuring angles | |
| US3981588A (en) | Means and method for determining meridian location and azimuth | |
| JPH01269009A (ja) | 真北測定方法 | |
| SU783587A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости уходов гидростабилизатора | |
| RU2082094C1 (ru) | Гирокомпас | |
| JPH0340805B2 (ja) | ||
| SU840772A2 (ru) | Вектор-магнитометр | |
| JP3268877B2 (ja) | 非球面レンズの測定方法 | |
| Gumerov et al. | Automatic horizontal meridian circle at Pulkovo |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |