JP2609976B2 - 方位計 - Google Patents
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- JP2609976B2 JP2609976B2 JP4169392A JP16939292A JP2609976B2 JP 2609976 B2 JP2609976 B2 JP 2609976B2 JP 4169392 A JP4169392 A JP 4169392A JP 16939292 A JP16939292 A JP 16939292A JP 2609976 B2 JP2609976 B2 JP 2609976B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、測定条件の悪い場所
でも短時間で方位角を測定することができる方位計に関
する。
でも短時間で方位角を測定することができる方位計に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、地表において真北を基準とする方
位角を測定する場合、測量による方法が一般的であっ
た。船舶等の移動している乗物で方位角を測定するに
は、ジャイロコンパスが使用されている。また、このジ
ャイロコンパスは測定条件の悪い地表で方位角を測定す
るときも使用されている。簡便に方位角を測定するには
磁気コンパスが使用されることもある。
位角を測定する場合、測量による方法が一般的であっ
た。船舶等の移動している乗物で方位角を測定するに
は、ジャイロコンパスが使用されている。また、このジ
ャイロコンパスは測定条件の悪い地表で方位角を測定す
るときも使用されている。簡便に方位角を測定するには
磁気コンパスが使用されることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】測量によって方位角を
測定するには特殊な訓練と技術が必要とされ、その測定
には数時間〜数日の長い時間がかかる欠点がある。他
方、ジャイロコンパスを使用する測定では、特殊な訓練
や技術は必要とはされないが、その動作原理からも理解
されるように、ジャイロコンパスの回転軸が安定して北
に向くまでにはかなり長い時間が必要とされる（一般に
２時間程度）。また、磁気コンパスは磁気偏差（磁北と
真北の差）による誤差が生ずるので、精密に方位角を測
定する場合には用いられない。
測定するには特殊な訓練と技術が必要とされ、その測定
には数時間〜数日の長い時間がかかる欠点がある。他
方、ジャイロコンパスを使用する測定では、特殊な訓練
や技術は必要とはされないが、その動作原理からも理解
されるように、ジャイロコンパスの回転軸が安定して北
に向くまでにはかなり長い時間が必要とされる（一般に
２時間程度）。また、磁気コンパスは磁気偏差（磁北と
真北の差）による誤差が生ずるので、精密に方位角を測
定する場合には用いられない。
【０００４】この発明の目的は、測量による場合の特殊
な訓練や技術が必要とされず、測量やジャイロコンパス
による場合のように測定に長時間を要しない、数分程度
の短時間で方位角を測定でき、且つ測定条件の悪い場所
でも使用可能な高精度の方位計を提供することにある。
な訓練や技術が必要とされず、測量やジャイロコンパス
による場合のように測定に長時間を要しない、数分程度
の短時間で方位角を測定でき、且つ測定条件の悪い場所
でも使用可能な高精度の方位計を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の方位計では、
ジャイロと、そのジャイロの入力軸を水平面内で任意の
方向に向けて、その入力軸回りの地球自転による角速度
成分を検出する手段と、その検出された角速度成分が零
の時の上記入力軸の方向をほぼ真東として検出する手段
と、その検出されたほぼ真東からほぼ真北を決定し、上
記ジャイロの入力軸をそのほぼ真北に向けて検出された
上記角速度成分と、上記ジャイロの位置する緯度から算
出された上記角速度成分の理論値とから上記ジャイロの
バイアス誤差を演算する手段と、その演算されたバイア
ス誤差を用いて上記検出された角速度成分を補正する手
段と、その補正された角速度成分が零の時の上記入力軸
の方向と被測定方向とのなす角度を検出する手段とが設
けられて被測定方向の方位角が測定される。
ジャイロと、そのジャイロの入力軸を水平面内で任意の
方向に向けて、その入力軸回りの地球自転による角速度
成分を検出する手段と、その検出された角速度成分が零
の時の上記入力軸の方向をほぼ真東として検出する手段
と、その検出されたほぼ真東からほぼ真北を決定し、上
記ジャイロの入力軸をそのほぼ真北に向けて検出された
上記角速度成分と、上記ジャイロの位置する緯度から算
出された上記角速度成分の理論値とから上記ジャイロの
バイアス誤差を演算する手段と、その演算されたバイア
ス誤差を用いて上記検出された角速度成分を補正する手
段と、その補正された角速度成分が零の時の上記入力軸
の方向と被測定方向とのなす角度を検出する手段とが設
けられて被測定方向の方位角が測定される。
【０００６】
【作用】この発明の方位計の原理作用を簡単に説明す
る。図２Ａは地球の自転の様子を示している。図に示す
ように、地球はその自転軸の回りに 地球自転の角速度＝１５［°／Ｈ］ の割合で回転している。この角速度を地表の水平面でジ
ャイロの入力軸を真北に向けて測定すると、図２Ｂに示
すように、その角速度の成分として １５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ が得られる。ここで、”緯度”とは測定場所の（赤道を
零度とし北極を９０度とする）緯度を示している。な
お、この発明の方位計における”ジャイロ”とは”一軸
の入力軸を持ち、慣性空間に対する入力軸回りの回転角
速度を短時間に測定するもの”と定義され、ジャイロコ
ンパスとは異なるものである。
る。図２Ａは地球の自転の様子を示している。図に示す
ように、地球はその自転軸の回りに 地球自転の角速度＝１５［°／Ｈ］ の割合で回転している。この角速度を地表の水平面でジ
ャイロの入力軸を真北に向けて測定すると、図２Ｂに示
すように、その角速度の成分として １５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ が得られる。ここで、”緯度”とは測定場所の（赤道を
零度とし北極を９０度とする）緯度を示している。な
お、この発明の方位計における”ジャイロ”とは”一軸
の入力軸を持ち、慣性空間に対する入力軸回りの回転角
速度を短時間に測定するもの”と定義され、ジャイロコ
ンパスとは異なるものである。
【０００７】水平面内で、被測定方向と真北のなす角が
方位角と定義される。水平面内で、ジャイロの入力軸を
方位角がψである被測定方向に向けて地球自転による角
速度成分を測定すると、図２Ｃに示すように、 １５ｃｏｓ（緯度）ｃｏｓψ［°／Ｈ］ ・・・・・・・・・（１） となる。方位角ψ＝±９０°のとき、つまり入力軸が東
西方向に向けられたときは、式（１）から解るように角
速度成分は零となる。従って、ジャイロの入力軸を水平
面内で、任意の方向に向けてこの角速度成分が零となる
方向を探せば、これが東西方向となるから、これをもと
に被測定方向の方位角を得ることができ（厳密には、”
東”と”西”の区別を行う必要があるが、これについて
は後で説明する）。
方位角と定義される。水平面内で、ジャイロの入力軸を
方位角がψである被測定方向に向けて地球自転による角
速度成分を測定すると、図２Ｃに示すように、 １５ｃｏｓ（緯度）ｃｏｓψ［°／Ｈ］ ・・・・・・・・・（１） となる。方位角ψ＝±９０°のとき、つまり入力軸が東
西方向に向けられたときは、式（１）から解るように角
速度成分は零となる。従って、ジャイロの入力軸を水平
面内で、任意の方向に向けてこの角速度成分が零となる
方向を探せば、これが東西方向となるから、これをもと
に被測定方向の方位角を得ることができ（厳密には、”
東”と”西”の区別を行う必要があるが、これについて
は後で説明する）。
【０００８】しかしながら、ジャイロには”バイアス誤
差”と呼ばれる潜在固有の誤差が常にともなうため、こ
のままでは高精度な方位角の測定は行えない。バイアス
誤差がない理想ジャイロでは、入力角速度が零の時、そ
の出力も零になる。実際のジャイロではバイアス誤差が
あるため、図３に示すように、入力角速度が零でもその
出力は零にはならず、出力がゲタを履いたようにドリフ
トする（図３の数値は説明を容易にするためのものであ
り、実際のものとは異なる）。これがバイアス誤差と呼
ばれるものであり、それをｄＷと記す。このバイアス誤
差を持つ実際のジャイロで、ジャイロの角速度出力が零
になる方向を検出して、それを東西の方向としても、そ
の方向には自ずと誤差が生ずる事になり、従ってこのま
までは被測定方向の方位角を精度良く測定するのは不可
能になる。
差”と呼ばれる潜在固有の誤差が常にともなうため、こ
のままでは高精度な方位角の測定は行えない。バイアス
誤差がない理想ジャイロでは、入力角速度が零の時、そ
の出力も零になる。実際のジャイロではバイアス誤差が
あるため、図３に示すように、入力角速度が零でもその
出力は零にはならず、出力がゲタを履いたようにドリフ
トする（図３の数値は説明を容易にするためのものであ
り、実際のものとは異なる）。これがバイアス誤差と呼
ばれるものであり、それをｄＷと記す。このバイアス誤
差を持つ実際のジャイロで、ジャイロの角速度出力が零
になる方向を検出して、それを東西の方向としても、そ
の方向には自ずと誤差が生ずる事になり、従ってこのま
までは被測定方向の方位角を精度良く測定するのは不可
能になる。
【０００９】上記問題を解決するには、ジャイロが検出
する角速度成分（これをＷｇと表す）をジャイロのバイ
アス誤差（ｄＷ）で補正してやれば良い事になる。補正
後の角速度成分をＷｔと表すと、 Ｗｔ＝Ｗｇ−ｄＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） がより正確な角速度成分となるから、ジャイロの入力軸
を回転して、Ｗｔ＝０なる方向を検出すれば、この方向
がより正確な東西の方向となる。
する角速度成分（これをＷｇと表す）をジャイロのバイ
アス誤差（ｄＷ）で補正してやれば良い事になる。補正
後の角速度成分をＷｔと表すと、 Ｗｔ＝Ｗｇ−ｄＷ ・・・・・・・・・・・・・・・・・（２） がより正確な角速度成分となるから、ジャイロの入力軸
を回転して、Ｗｔ＝０なる方向を検出すれば、この方向
がより正確な東西の方向となる。
【００１０】次に、このバイアス誤差を求める手段につ
いて述べる。水平面内でジャイロの入力軸を”ほぼ真北
に向けて”検出される角速度成分をＷｎとする。バイア
ス誤差が零の理想的なジャイロを、その入力軸を水平面
内で真北に向けて得られる角速度成分の理論値を、図４
に示すように、Ｗｎ’とすると、これは前にも述べたよ
うに Ｗｎ’＝１５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ となるから、バイアス誤差ｄＷとして ｄＷ＝Ｗｎ−Ｗｎ’［°／Ｈ］ が得られる。このバイアス誤差ｄＷを用い、式（２）に
従って高精度の角速度成分Ｗｔを得る事が出来る。この
角速度成分Ｗｔを用いて高精度な東西方向を検出すれ
ば、被測定方向の方位角を高精度に測定する事ができ
る。
いて述べる。水平面内でジャイロの入力軸を”ほぼ真北
に向けて”検出される角速度成分をＷｎとする。バイア
ス誤差が零の理想的なジャイロを、その入力軸を水平面
内で真北に向けて得られる角速度成分の理論値を、図４
に示すように、Ｗｎ’とすると、これは前にも述べたよ
うに Ｗｎ’＝１５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ となるから、バイアス誤差ｄＷとして ｄＷ＝Ｗｎ−Ｗｎ’［°／Ｈ］ が得られる。このバイアス誤差ｄＷを用い、式（２）に
従って高精度の角速度成分Ｗｔを得る事が出来る。この
角速度成分Ｗｔを用いて高精度な東西方向を検出すれ
ば、被測定方向の方位角を高精度に測定する事ができ
る。
【００１１】上述の議論で特に注意しなければならない
のは”ほぼ真北に向けて”の意味するところである。こ
の段階では、正確な東西方向は検出されていないのであ
るから、正確な真北の方向も解ってはいない。従って、
ジャイロの入力軸を真北の方向に向ける事は出来ない
が、”ほぼ東西の方向”は解っているから、ジャイロの
入力軸を”ほぼ真北の方向”に向ける事は可能であ
る。”ほぼ真北の方向”と”正確な真北の方向”の角度
の差をε（ラジアン）とすると、入力軸を”正確な真北
の方向”と”ほぼ真北の方向”とに向けて得られる角速
度成分の差は、それぞれの対応する方位角が０（ラジア
ン）とεとなるので、式（１）から”ほぼ” と計算される。ここで、”ほぼ真北”の方位角ε（ラジ
アン）は１に比較して十分に小さいものと仮定してい
る。ちなみに、ε＝（π／１８０）×１０ラジアン（角
度で１０°に相当する）とすると ε2 ／２＜０．０１６ と計算され、入力軸を”正確な真北の方向”と”ほぼ真
北の方向”とに向けて得られる角速度成分の差は１５ｃ
ｏｓ（緯度）の１．６パーセント以下になるので、十分
に小さいから無視できる。
のは”ほぼ真北に向けて”の意味するところである。こ
の段階では、正確な東西方向は検出されていないのであ
るから、正確な真北の方向も解ってはいない。従って、
ジャイロの入力軸を真北の方向に向ける事は出来ない
が、”ほぼ東西の方向”は解っているから、ジャイロの
入力軸を”ほぼ真北の方向”に向ける事は可能であ
る。”ほぼ真北の方向”と”正確な真北の方向”の角度
の差をε（ラジアン）とすると、入力軸を”正確な真北
の方向”と”ほぼ真北の方向”とに向けて得られる角速
度成分の差は、それぞれの対応する方位角が０（ラジア
ン）とεとなるので、式（１）から”ほぼ” と計算される。ここで、”ほぼ真北”の方位角ε（ラジ
アン）は１に比較して十分に小さいものと仮定してい
る。ちなみに、ε＝（π／１８０）×１０ラジアン（角
度で１０°に相当する）とすると ε2 ／２＜０．０１６ と計算され、入力軸を”正確な真北の方向”と”ほぼ真
北の方向”とに向けて得られる角速度成分の差は１５ｃ
ｏｓ（緯度）の１．６パーセント以下になるので、十分
に小さいから無視できる。
【００１２】ジャイロの補正された角速度成分Ｗｔが零
の時にジャイロの入力軸は正確な東西方向を向くのであ
るが、”東”と”西”を区別する原理について述べる。
ジャイロの入力軸の方向を３６０°水平面内で時計方向
に回転させたときに検出される角速度成分は、図５に示
すように、正弦波形として得られる（式（１）参照）。
従って、角速度成分が負−零−正と変化するときのゼロ
クロス点が真西に対応し、正−零−負と変化するときの
ゼロクロス点が真東に対応する。従って、角速度成分の
変化のパターンを観察すれば”東”と”西”を判別する
事が可能となる。
の時にジャイロの入力軸は正確な東西方向を向くのであ
るが、”東”と”西”を区別する原理について述べる。
ジャイロの入力軸の方向を３６０°水平面内で時計方向
に回転させたときに検出される角速度成分は、図５に示
すように、正弦波形として得られる（式（１）参照）。
従って、角速度成分が負−零−正と変化するときのゼロ
クロス点が真西に対応し、正−零−負と変化するときの
ゼロクロス点が真東に対応する。従って、角速度成分の
変化のパターンを観察すれば”東”と”西”を判別する
事が可能となる。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明の一実施例を図面を参照し
て説明する。この発明の方位計では、図１Ａに示すよう
に、水平台１が３本の水平調節ネジ３を介して脚付架台
１０の上に設置され、その水平台１上には２個の水準器
２、方位基準スコープ４、及びジャイロ５が設置され
る。ジャイロ５はそのほぼ中央部に取り付けられた、水
平台１の上面に直角な回転軸８の回りに回転自在とされ
ている。水平台１の上には回転軸８を囲むようにして、
この回転軸８の回転角を検出するための角度検出器６が
設置されており、この角度検出器６は方位基準スコープ
４が指し示す被測定方向とジャイロ５の入力軸とのなす
角度を検出して出力する。その出力された検出角度は角
度表示器７に入力されて、その角度が表示される。この
角度検出器６と角度表示器７で構成される角度検出手段
の具体例としては、メカニカル（機械的）に目盛りで読
む手段、ポテンショメータ、ロータリ・エンコーダ等で
電気的に読む手段の何れでも良い。
て説明する。この発明の方位計では、図１Ａに示すよう
に、水平台１が３本の水平調節ネジ３を介して脚付架台
１０の上に設置され、その水平台１上には２個の水準器
２、方位基準スコープ４、及びジャイロ５が設置され
る。ジャイロ５はそのほぼ中央部に取り付けられた、水
平台１の上面に直角な回転軸８の回りに回転自在とされ
ている。水平台１の上には回転軸８を囲むようにして、
この回転軸８の回転角を検出するための角度検出器６が
設置されており、この角度検出器６は方位基準スコープ
４が指し示す被測定方向とジャイロ５の入力軸とのなす
角度を検出して出力する。その出力された検出角度は角
度表示器７に入力されて、その角度が表示される。この
角度検出器６と角度表示器７で構成される角度検出手段
の具体例としては、メカニカル（機械的）に目盛りで読
む手段、ポテンショメータ、ロータリ・エンコーダ等で
電気的に読む手段の何れでも良い。
【００１４】方位基準スコープ４は被測定方向に向けら
れ、脚付架台１０の上に設置された水平台１は３個の水
平調節ネジ３を用いて水平が取られるが、これは水準器
２で確認しながら行われる。水準器２の一方は被測定方
向の水平度を、他方は被測定方向と直角な方向の水平度
をそれぞれ表示する。方位基準スコープ４の視線及びジ
ャイロ５の入力軸はそれぞれ水平台１の上面と平行にさ
れている。
れ、脚付架台１０の上に設置された水平台１は３個の水
平調節ネジ３を用いて水平が取られるが、これは水準器
２で確認しながら行われる。水準器２の一方は被測定方
向の水平度を、他方は被測定方向と直角な方向の水平度
をそれぞれ表示する。方位基準スコープ４の視線及びジ
ャイロ５の入力軸はそれぞれ水平台１の上面と平行にさ
れている。
【００１５】図１Ａに示したジャイロ５からは、検出さ
れたそのジャイロ５の入力軸回りの地球自転による角速
度成分が出力されているが、電気的構成部分は図面が煩
雑になるのを避けるため図１Ａには示されず、図１Ｂに
示されている。以上が「入力軸を水平面内で任意の方向
に向けて、その入力軸回りの地球自転による角速度成分
を検出する手段」を構成する。
れたそのジャイロ５の入力軸回りの地球自転による角速
度成分が出力されているが、電気的構成部分は図面が煩
雑になるのを避けるため図１Ａには示されず、図１Ｂに
示されている。以上が「入力軸を水平面内で任意の方向
に向けて、その入力軸回りの地球自転による角速度成分
を検出する手段」を構成する。
【００１６】「検出された角速度成分が零の時の上記入
力軸の方向をほぼ真東として検出する手段」の一部とし
て第１角速度表示器１５が設けられ、ジャイロ５で検出
された角速度成分はその第１角速度表示器１５に供給さ
れ、第１角速度表示器１５でその検出角速度が監視され
る。ジャイロ５は回転軸８の回りに回転され、同時に第
１角速度表示器１５を用いてジャイロ５で検出された角
速度が監視され、その角速度が正から零になった時の入
力軸の方向が検出され、これがほぼ真東の方向とされ
る。このほぼ真東の方向を９０度反時計回りに回転して
ほぼ真北の方向が得られる。
力軸の方向をほぼ真東として検出する手段」の一部とし
て第１角速度表示器１５が設けられ、ジャイロ５で検出
された角速度成分はその第１角速度表示器１５に供給さ
れ、第１角速度表示器１５でその検出角速度が監視され
る。ジャイロ５は回転軸８の回りに回転され、同時に第
１角速度表示器１５を用いてジャイロ５で検出された角
速度が監視され、その角速度が正から零になった時の入
力軸の方向が検出され、これがほぼ真東の方向とされ
る。このほぼ真東の方向を９０度反時計回りに回転して
ほぼ真北の方向が得られる。
【００１７】次に、ジャイロ５の入力軸がほぼ真北方向
に向けられてその時のジャイロ５から角速度成分Ｗｎが
検出されて出力され、バイアス誤差補正部１１とバイア
ス誤差演算部１２に供給される。「ジャイロのバイアス
誤差を演算する手段」であるバイアス誤差演算部１２に
は、緯度入力部１３から測定場所の緯度が入力されてい
る。この測定場所の緯度は緯度入力部１３に予め設定さ
れている。バイアス誤差演算部１２では、入力された角
速度成分Ｗｎと緯度とを用いて、ジャイロ５のバイアス
誤差ｄＷが ｄＷ＝Ｗｎ−１５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ によって演算され、バイアス誤差補正部１１に供給され
る。
に向けられてその時のジャイロ５から角速度成分Ｗｎが
検出されて出力され、バイアス誤差補正部１１とバイア
ス誤差演算部１２に供給される。「ジャイロのバイアス
誤差を演算する手段」であるバイアス誤差演算部１２に
は、緯度入力部１３から測定場所の緯度が入力されてい
る。この測定場所の緯度は緯度入力部１３に予め設定さ
れている。バイアス誤差演算部１２では、入力された角
速度成分Ｗｎと緯度とを用いて、ジャイロ５のバイアス
誤差ｄＷが ｄＷ＝Ｗｎ−１５ｃｏｓ（緯度）［°／Ｈ］ によって演算され、バイアス誤差補正部１１に供給され
る。
【００１８】「バイアス誤差を用いて検出された角速度
成分を補正する手段」であるバイアス誤差補正部１１で
は、ジャイロ５から得られる角速度成分Ｗｇとバイアス
誤差演算部１２から得られるバイアス誤差ｄＷとが用い
られて、補正された角速度成分Ｗｔが Ｗｔ＝Ｗｇ−ｄＷ［°／Ｈ］ によって演算され、第２角速度表示器１４に供給され
る。
成分を補正する手段」であるバイアス誤差補正部１１で
は、ジャイロ５から得られる角速度成分Ｗｇとバイアス
誤差演算部１２から得られるバイアス誤差ｄＷとが用い
られて、補正された角速度成分Ｗｔが Ｗｔ＝Ｗｇ−ｄＷ［°／Ｈ］ によって演算され、第２角速度表示器１４に供給され
る。
【００１９】「補正された角速度成分が零の時の上記入
力軸の方向と被測定方向とのなす角度を検出する手段」
としては、第２角速度表示器１４、角度検出器６及び角
度表示器７が設けられ、ジャイロ５は、その入力軸が水
平面内に保たれて、回転軸８の回りに回転され、それと
同時に第２角速度表示器１４が監視されて、その角速度
が正から零になった時の入力軸の方向が検出される。こ
の時の入力軸は真東を向いている。同時に入力軸と方位
基準スコープ４が向けられている被測定方向とのなす角
が角度検出器６で検出されて角度表示器７に表示されて
おり、この角度が真東と被測定方向とのなす角度とな
る。真北と被測定方向のなす角度、即ち方位角は真東と
被測定方向とのなす角度から容易に換算される。上述で
は説明の便宜上角度表示器７、第１、第２角速度表示器
１５、１４を設けたが、これらを角度表示器７だけで兼
用しても良い。つまり、バイアス誤差補正部１１でバイ
アス誤差ｄＷをゼロとした状態でほぼ真東を検出すれば
良い。
力軸の方向と被測定方向とのなす角度を検出する手段」
としては、第２角速度表示器１４、角度検出器６及び角
度表示器７が設けられ、ジャイロ５は、その入力軸が水
平面内に保たれて、回転軸８の回りに回転され、それと
同時に第２角速度表示器１４が監視されて、その角速度
が正から零になった時の入力軸の方向が検出される。こ
の時の入力軸は真東を向いている。同時に入力軸と方位
基準スコープ４が向けられている被測定方向とのなす角
が角度検出器６で検出されて角度表示器７に表示されて
おり、この角度が真東と被測定方向とのなす角度とな
る。真北と被測定方向のなす角度、即ち方位角は真東と
被測定方向とのなす角度から容易に換算される。上述で
は説明の便宜上角度表示器７、第１、第２角速度表示器
１５、１４を設けたが、これらを角度表示器７だけで兼
用しても良い。つまり、バイアス誤差補正部１１でバイ
アス誤差ｄＷをゼロとした状態でほぼ真東を検出すれば
良い。
【００２０】
【発明の効果】この発明の方位計によれば、水平面内で
ジャイロの入力軸を、予め検出したほぼ真東から決定し
たほぼ真北に向けて検出した地球自転による角速度成分
と、ジャイロの位置する緯度から算出されたその角速度
成分の理論値とからジャイロのバイアス誤差を演算する
手段と、演算されたバイアス誤差を用いてジャイロで検
出された角速度成分を補正する手段とが設けられて方位
角が測定されるので、精度の良い方位角が得られる。ま
た、測量やジャイロコンパスによる場合のように測定に
長時間を要せず、数分程度の短時間で方位角が測定で
き、且つ測定条件の悪い場所でも使用可能となる。
ジャイロの入力軸を、予め検出したほぼ真東から決定し
たほぼ真北に向けて検出した地球自転による角速度成分
と、ジャイロの位置する緯度から算出されたその角速度
成分の理論値とからジャイロのバイアス誤差を演算する
手段と、演算されたバイアス誤差を用いてジャイロで検
出された角速度成分を補正する手段とが設けられて方位
角が測定されるので、精度の良い方位角が得られる。ま
た、測量やジャイロコンパスによる場合のように測定に
長時間を要せず、数分程度の短時間で方位角が測定で
き、且つ測定条件の悪い場所でも使用可能となる。
【図１】Ａはこの発明による方位計の斜視図、Ｂは方位
計の演算部を示すブロック図。
計の演算部を示すブロック図。
【図２】地球自転による角速度成分と緯度と方位角との
関係を示す図。
関係を示す図。
【図３】ジャイロのバイアス誤差の説明図。
【図４】地球自転による角速度成分と緯度との関係を示
す図。
す図。
【図５】ジャイロの入力軸を３６０度回転させたときの
角速度成分の変化を示す図。
角速度成分の変化を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】 ジャイロと、その ジャイロの入力軸を水平面内で任意の方向に向け
て、その入力軸回りの地球自転による角速度成分を検出
する手段と、その 検出された角速度成分が零の時の上記入力軸の方向
をほぼ真東として検出する手段と、その検出されたほぼ真東からほぼ真北を決定し、 上記ジ
ャイロの入力軸をそのほぼ真北に向けて検出された上記
角速度成分と、上記ジャイロの位置する緯度から算出さ
れた上記角速度成分の理論値とから上記ジャイロのバイ
アス誤差を演算する手段と、その演算 されたバイアス誤差を用いて上記検出された角
速度成分を補正する手段と、その 補正された角速度成分が零の時の上記入力軸の方向
と被測定方向とのなす角度を検出する手段と、 を具備する方位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4169392A JP2609976B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 方位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4169392A JP2609976B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 方位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0611350A JPH0611350A (ja) | 1994-01-21 |
| JP2609976B2 true JP2609976B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=15885754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4169392A Expired - Lifetime JP2609976B2 (ja) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | 方位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2609976B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007263689A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Railway Technical Res Inst | 外部情報を得られない環境における装置の方位計測方法 |
| JP5377507B2 (ja) | 2008-10-20 | 2013-12-25 | 住友精密工業株式会社 | ６方向指向装置 |
| JP5749919B2 (ja) | 2010-11-19 | 2015-07-15 | 住友精密工業株式会社 | ６方向指向装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2520894B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1996-07-31 | 住友電気工業株式会社 | 方位検出方法 |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP4169392A patent/JP2609976B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0611350A (ja) | 1994-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19961105 |