JP2976286B2 - 方位測定回路 - Google Patents

方位測定回路

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JP2976286B2
JP2976286B2 JP9321782A JP32178297A JP2976286B2 JP 2976286 B2 JP2976286 B2 JP 2976286B2 JP 9321782 A JP9321782 A JP 9321782A JP 32178297 A JP32178297 A JP 32178297A JP 2976286 B2 JP2976286 B2 JP 2976286B2
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信也 田中
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、方位測定回路に関
し、特に機上タカン(TACAN:TACticalAir
Navigation )装置の方位測定回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の方位測定回路の一例は、以下の文
献に記載されている。 筆者 航空電子システム編集委員会編(日刊工業新聞
社) 刊行物の題名 航空電子システム 発行年月日 1983年12月25日 説明ページ・行・図面 131ページ3・2・5項
【0003】従来、航空機の現在位置や地上局からの距
離などを測定することにより、航空機の自動操縦などを
可能とする無線航法システムが種々知られており、また
これらの無線航法システムに適用する航空機に搭載され
る航法装置も種々提案されている。上記の無線航法シス
テムとして、距離と方位の測定機能が一つの方式に結合
されている特徴のある、タカンは現在広く各国で実用化
されている。
【0004】このタカンは、航空機搭載の機上装置(以
下、これを機上タカン装置というものとする)と、地上
局(以下、これを地上タカン装置というものとする)と
から構成される2次レーダ方式で、距離測定はパルスが
地上タカン装置と機上タカン装置との2点間を往復する
時間を測定することにより行われ、方位測定は地上タカ
ン装置から常時発射されるパルス波の振幅変調成分と方
位基準信号との位相測定により行われる。
【0005】この機上タカン装置における、従来の方位
測定回路は、図4に示すように、タカンビデオ信号Sv
を入力して包絡線信号Seを出力する包絡線形成部1
と、その包絡線信号SeをA/D変換してディジタル包
絡線信号Sdを出力するA/D変換器2と、タカンビデ
オ信号Svに含まれる主基準バースト(MRB:Main
Reference Burst )信号から主基準信号Smを検出し
て出力する主基準信号検出部3と、タカンビデオ信号S
vに含まれる副基準バースト(ARB:Auxiliary Ma
in Rreference Burst )信号から副基準信号Saを検
出して出力する副基準信号検出部4と、ディジタル包絡
線信号Sdと主基準信号Smを入力して粗方位角度デー
タBcを出力する粗方位角度算出部5と、ディジタル包
絡線信号Sdと副基準信号Saを入力して精方位角度デ
ータBpを出力する精方位角度算出部6と、粗方位角度
データBc及び精方位角度データBpを入力して方位角
度データBtを出力する方位角度算出部7とを有する。
【0006】この方位測定回路では、地上タカン局から
送信されたタカン信号は、機上タカン装置により受信、
検波され図2(a)に示す様に15Hz及び135Hz
の合成された正弦波により振幅変調され、15Hzの間
隔で主基準バーストを135Hzの間隔で副基準バース
トを含んだパルス列(これをタカンビデオ信号Svとす
る)となる。ここで主基準バーストは、地上タカン局の
方位が真北となる地点で受信したタカンビデオ信号のS
vの15Hz変調成分との位相関係が0゜となるタイミ
ングで1/15秒周期で地上タカン局から送信される。
また、副基準バーストは、前記主基準バーストの間を9
等分するタイミングで1/135秒間隔で地上タカン局
から送信される(但し、主基準バーストの送信タイミン
グは除く)。このタカンビデオ信号Svが包絡線形成部
1により、図2(b)に示す様な包絡線信号Seとなり
出力される。この信号はA/D変換器2によりA/D変
換されて、ディジタル包絡線信号Sdとなり、粗方位角
度算出部5及び精方位角度算出部6に入力される。
【0007】一方、前記タカンビデオ信号Svは、主基
準信号検出部3により主基準バーストが検出され、図2
(c)に示す様に、主基準信号Smが出力されて、粗方
位角度算出部5に入力される。また、タカンビデオ信号
Svは、副基準信号検出部4により副基準バーストが検
出され、図2(d)に示す様に、副基準信号Saが出力
されて、精方位角度算出部6に入力される。
【0008】粗方位角度算出部5は、ディジタル包絡線
信号Sdの15Hz成分を抽出し、図2(e)に示す様
に、これと主基準信号Smとの位相関係から、粗方位角
度を計算して粗方位角度データBcを出力する。また、
精方位角度算出部6はディジタル包絡線信号Sdの13
5Hz成分を抽出し、図2(f)に示す様に、これと主
基準信号Saとの位相関係から、その位相差を1/9倍
して精方位角度を計算し精方位角度データBpを出力す
る。1/9倍するのは、135Hz1周期分(360
゜)が15Hz1周期すなわち方位角度の1/9(40
゜)に相当するためである。
【0009】方位角度算出部7は粗方位角度データBc
と精方位角度データBpから、次式によって、機上タカ
ン装置の地上タカン局からの方位角度を計算し、方位角
度データBtを出力する。 Be=Bc−(Bp+40*n)とするとき、nは−1
から9の整数 0゜≦Bp<40゜ Bt=Bp+40*N Nは上式で−20゜<Be<+20゜となるn 但し、n=−1のときN=8 n=9 のときN=0とする
【0010】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の問題点は、
タカンビデオ信号Svの15Hz振幅変調成分が地物で
の反射等による空間電波の乱れによって歪むと粗方位角
度データBcの誤差が大きくなり、方位角度データBt
に40゜の整数倍の誤差が生じることである。その理由
は、タカンビデオ信号Svは、地物での反射等による空
間電波の乱れによって歪むことがあるが、特に15Hz
振幅変調成分は、周波数が低いために空間電波の低周期
のレベル変動の影響による歪みを生じやすく、さらに、
135Hz振幅変調成分が1/15秒に9周期分方位角
の算出ができるのに対し、15Hz振幅変調成分は1/
15秒に1周期分しか方位角の算出ができないため、粗
方位角度データBcには大きな誤差が生じやすい。この
とき粗方位角度データBcの誤差が±20゜以上になっ
て、得られるNの値が正しい値からずれると、前記方位
角度データBtの算出時に、40゜の整数倍の誤差が生
じることになるからである。
【0011】本発明の目的は、タカンビデオ信号Svの
15Hz振幅変調成分の歪みの影響による方位角度測定
誤差が生じにくい高精度で、信頼性の高い方位測定回路
を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の方位測定回路
は、従来の方位測定回路による方位角度算出手段に加え
て、粗方位角度データの誤差の大きさを判定する手段
(図1の9)と、精度の高い精方位角度データのみを用
いた方位角度算出手段(図1の8、10)と、粗方位角
度データの誤差が大きいと判定した場合は精度の精方位
角度データのみを用いた方位角度算出手段を選択するよ
うに切り換えて出力する手段(図1の11)とを有す
る。
【0013】本発明では、粗方位角度の誤差の大きさ
を、その粗方位角度データと精度の高い方位角度データ
とを常に比較することにより判定している。また、本発
明では、精方位角度データの変化量を算出して前回の方
位角度データに変化量を加えることにより、精方位角度
データのみを用いて方位角度を算出している。さらに、
粗方位角度データの誤差の大きさの判定結果に応じて、
誤差が小さい場合は従来の方位測定回路による方位角度
データを、誤差が大きい場合は精方位角度データのみを
用いた方位角度データを選択するように切り換えて出力
する。
【0014】
【発明の実施の形態】[1]構成の説明 次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に
説明する。図1は、本発明の実施形態の方位測定回路を
示すブロック図である。図1の方位測定回路は、包絡線
形成部1と、A/D変換器2と、主基準信号検出部3
と、副基準信号検出部4と、粗方位角度算出部5と、精
方位角度算出部6と、方位角度算出部7と、微分部8
と、比較部9と、加算部10と、選択部11とを有す
る。
【0015】図1において、包絡線形成部1は、タカン
ビデオ信号Svを入力して包絡線信号Seを出力する。
A/D変換器2は、包絡線信号SeをA/D変換してデ
ィジタル包絡線信号Sdを出力する。主基準信号検出部
3は、タカンビデオ信号Svに含まれる主基準バースト
信号から主基準信号Smを検出して出力する。副基準信
号検出部4は、タカンビデオ信号Svに含まれる副基準
バースト信号から副基準信号Saを検出して出力する。
粗方位角度算出部5は、ディジタル包絡線信号Sdと主
基準信号Smを入力してそれらの位相関係から粗方位角
度データBcを出力する。精方位角度算出部6は、ディ
ジタル包絡線信号Sdと副基準信号Saを入力してそれ
らの位相関係から精方位角度データBpを出力する。方
位角度算出部7は、粗方位角度データBcと精方位角度
データBpとを入力して方位角度データBtを出力す
る。
【0016】微分部8は、精方位角度データBpを入力
してその時間変化を算出し精方位角度変化データDpを
出力する。比較部9は、粗方位角度データBcと選択方
位角度データBoを入力してそれらの差分に応じて粗方
位角度安定度信号Ccを出力する。加算部10は、精方
位角度変化データDpと選択方位角度データBoを入力
してそれらを加算し差動方位角度データBdを出力す
る。選択部11は、方位角度データBtと差動方位角度
データBdと粗方位角度安定度信号Ccを入力して、粗
方位角度安定度信号Ccに応じて、方位角度データBt
または差動方位角度データBdのいずれかを選択して、
選択方位角度データBoを出力する。
【0017】[2]動作の説明 次に、図1の本発明の実施形態の方位測定回路の動作に
ついて、図を参照して説明する。地上タカン局から送信
されたタカン信号は、機上タカン装置により受信、検波
され、図2(a)に示す様に15Hz及び135Hzの
合成された正弦波により振幅変調され、15Hzの間隔
で主基準バーストを、135Hzの間隔で副基準バース
トを、それぞれ含んだパルス列(これをタカンビデオ信
号Svとする)となる。このタカンビデオ信号Svが包
絡線形成部1により、図2(b)に示す様な包絡線信号
Seとなり出力される。この信号はA/D変換器2によ
りA/D変換されて、ディジタル包絡線信号Sdとな
り、粗方位角度算出部5及び精方位角度算出部6に入力
される。
【0018】一方、前記タカンビデオ信号Svは、主基
準信号検出部3により主基準バーストが検出され、図2
(c)に示す様に、1/15秒周期の主基準信号Smが
出力されて、粗方位角度算出部5に入力される。また、
タカンビデオ信号Svは、副基準信号検出部4により副
基準バーストが検出され、図2(d)に示す様に、1/
135秒周期の副基準信号Saが出力されて、精方位角
度算出部6に入力される。
【0019】粗方位角度算出部5は、ディジタル包絡線
信号Sdの15Hz成分を抽出し、図2(e)に示す様
に、これと主基準信号Smとの位相関係から、粗方位角
度を計算して粗方位角度データBcを出力する。図2
(e)において、粗方位角度データBcは、一例として
260゜である。また、精方位角度算出部6はディジタ
ル包絡線信号Sdの135Hz成分を抽出し、図2
(f)に示す様に、これと副基準信号Saとの位相関係
から、その位相差を1/9倍して精方位角度を計算し、
精方位角度データBpを出力する。図2(f)におい
て、精方位角度データBpは、一例として20゜(=1
80゜/9)である。
【0020】方位角度算出部7は粗方位角度データBc
と精方位角度データBpから、次式によって、機上タカ
ン装置の地上タカン局からの方位角度を計算し、方位角
度データBtを出力する。 Be=Bc−(Bp+40*n)とするとき、nは−1
から9の整数 0゜≦Bp<40゜ Bt=Bp+40*N Nは上式で−20゜≦Be<+20゜となるn 但し、n=−1のときN=8 n=9 のときN=0とする ここまでの動作は、従来の方位測定回路(図4参照)と
同じものである。
【0021】ここで、微分部8は、精方位角度データB
pの時間変化を、精方位角度変化データDpとして算出
して出力する。比較部9は、受信信号が不安定となり粗
方位角度データBcの誤差が大きくなるような場合に、
粗方位角度データBcと選択方位角度データBoの差分
が大きくなってきて±20゜を越える危険性が生じてい
るか否かを、一定のしきい値(たとえば±15゜)を越
すかどうかに応じて判定し、「安定」「不安定」の2つ
の状態値をとる粗方位角度安定度信号Ccを出力する。
(図3(a),(b))
【0022】加算部10は、精方位角度変化データDp
と選択方位角度データBoを入力し、前回の選択方位角
度データBoに受信信号の不安定さの影響を受けにくく
精度の高い精方位角度変化データDpを加算して差動方
位角度データBdを計算し選択部11に出力する。
【0023】選択部11は、受信信号が安定していて粗
方位角度データBcの誤差が小さく粗方位角度安定度信
号Ccが「安定」状態となっている場合には、方位角度
データBtを選択し選択方位角度データBoとして出力
する。ところが、受信信号が不安定となり粗方位角度デ
ータBcの誤差が大きく変動して上記粗方位角度安定度
信号Ccが「不安定」状態をとなるような場合には、方
位角度データBtには40゜の整数倍の誤差が生じる可
能性があるため、前回の選択方位角度データBoに精方
位角度変化データDpを加算して得られた差動方位角度
データBdを選択し選択方位角度データBoとして出力
する。(図3(c),(d),(e))
【0024】ここで、上記で粗方位角度安定度信号Cc
が「安定」状態となっている場合には方位角度データB
tを選択し選択方位角度データBoとして出力する理由
は、前回の選択方位角度データBoに精方位角度変化デ
ータDpを加算することは、長時間継続すると精方位角
度変化データDpの誤差(1回当たりの誤差は微少)を
蓄積していく可能性があることや、回路動作開始時から
粗方位角度データBcの誤差が大きく最初から40゜の
整数倍の誤差を持っている場合に、この最初の誤った情
報を動作を継続しないように、粗方位角度安定度信号C
cが「安定」状態となっている場合には、方位角度デー
タBtを選択して正常な選択方位角度データBoにする
必要があるからである。
【0025】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【0026】
【発明の効果】本発明の効果は、タカンビデオ信号Sv
の15Hz振幅変調成分が地物での反射等による空間電
波の乱れによって歪み、粗方位角度データBcの誤差が
大きくなっても、方位角度データBtに40゜の整数倍
の誤差を生じることなく方位測定ができることである。
その理由は、粗方位角度データBcの誤差が大きくなっ
ている状況を、粗方位角度データBcと選択方位角度デ
ータBoの差分によって判定し、この場合の方位角度の
算出方法を、従来の40゜の整数倍の誤差を生じる可能
性のある算出方法から、前回の方位角度に精方位角度の
変化分を加算して得る算出方法に切り換えることによ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の方位測定回路の一実施形態を示すブ
ロック図である。
【図2】 本発明の方位測定回路の一実施形態の動作を
示す波形図である。
【図3】 本発明の方位測定回路の一実施形態の動作を
示すタイムチャートである。
【図4】 従来の方位測定回路のブロック図である。
【符号の説明】 1 包絡線形成部 2 A/D変換器 3 主基準信号検出部 4 副基準信号検出部 5 粗方位角度算出部 6 精方位角度算出部 7 方位角度算出部 8 微分部 9 比較部 10 加算部 11 選択部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−280908(JP,A) 特開 平9−127226(JP,A) 特開 平6−249936(JP,A) 特開 平6−186313(JP,A) 特開 平6−138198(JP,A) 特開 平5−209949(JP,A) 特開 昭64−1982(JP,A) 岡田 實偏、「航空電子装置<改訂版 >」、日刊工業新聞社、昭53年1月30日 改訂版発行、P.33〜P.43 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 1/00 - 1/68 G01S 3/00 - 3/74 G01S 7/00 - 7/64 G01S 13/00 - 13/95

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の発信源から受信したタカンビデオ
    信号に基づいて、前記発信源からの方位角度を示す選択
    方位角度データを生成する方位測定回路において、 タカンビデオ信号を入力して、包絡線信号を出力する包
    絡線形成部と、 その包絡線信号をA/D変換して、ディジタル包絡線信
    号を出力するA/D変換器と、 タカンビデオ信号に含まれる主基準バースト信号から、
    主基準信号を検出して出力する主基準信号検出部と、 タカンビデオ信号に含まれる副基準バースト信号から、
    副基準信号を検出して出力する副基準信号検出部と、 ディジタル包絡線信号と主基準信号を入力して、それら
    の位相関係から粗方位角度データを出力する粗方位角度
    算出部と、 ディジタル包絡線信号と副基準信号を入力して、それら
    の位相関係から精方位角度データを出力する精方位角度
    算出部と、 粗方位角度データと精方位角度データとを入力して、方
    位角度データを出力する方位角度算出部と、 精方位角度データを入力して、その時間変化を算出し精
    方位角度変化データを出力する微分部と、 粗方位角度データと選択方位角度データを入力して、そ
    れらの差分に応じて粗方位角度安定度信号を出力する比
    較部と、 精方位角度変化データと選択方位角度データを入力し
    て、それらを加算し差動方位角度データを出力する加算
    部と、 方位角度データと差動方位角度データと粗方位角度安定
    度信号を入力して、前記粗方位角度安定度信号に応じて
    方位角度データまたは差動方位角度データのいずれかを
    選択し、選択方位角度データとして出力する選択部とを
    有することを特徴とする方位測定回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方位測定回路において、 前記比較部が出力する粗方位角度安定度信号は、粗方位
    角度データと選択方位角度データとの差分が所定のしき
    い値より大きいか否かを示し、 前記選択部は、前記差分が前記しきい値よりも大きいな
    らば、差動方位角度データを選択し、選択方位角度デー
    タとして出力することを特徴とする方位測定回路。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の方位測定回路において、 粗方位角度データをBcとし、精方位角度データをBp
    とし、方位角度データをBtすると、 前記方位角度算出部は、以下の式 Be=Bc−(Bp+40*n)とするとき、nは−1
    から9の整数 0゜≦Bp<40゜ Bt=Bp+40*N Nは上式で−20゜≦Be<+20゜となるn 但し、n=−1のときN=8 n=9 のときN=0とする に基づいて、方位角度データBtを算出し、 前記比較部は、前記差分が±20゜を越えるか否かを比
    較することを特徴とする方位測定回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106772214A (zh) * 2015-12-20 2017-05-31 中国电子科技集团公司第二十研究所 塔康信标模拟器方位角精度标校方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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岡田 實偏、「航空電子装置<改訂版>」、日刊工業新聞社、昭53年1月30日改訂版発行、P.33〜P.43

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