JP3277260B2 - Antenna pointing device - Google Patents

Antenna pointing device

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JP3277260B2
JP3277260B2 JP00258193A JP258193A JP3277260B2 JP 3277260 B2 JP3277260 B2 JP 3277260B2 JP 00258193 A JP00258193 A JP 00258193A JP 258193 A JP258193 A JP 258193A JP 3277260 B2 JP3277260 B2 JP 3277260B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は海事衛星通信等に使用し
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna pointing device for pointing an antenna suitable for use in maritime satellite communication or the like toward a satellite.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来のアンテナ指向装置の例を示
す。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、基台3と斯かる基台3に装着された方位ジンバ
ル40と方位ジンバル40の上端部のU字形部材に装着
された取り付け金具41と斯かる取り付け金具41に取
り付けられたアンテナ14とを有する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example of a conventional antenna pointing device. This antenna pointing device is basically called an azimuth-elevation system, and includes a base 3, an azimuth gimbal 40 mounted on the base 3, and a mounting bracket mounted on a U-shaped member at the upper end of the azimuth gimbal 40. 41 and the antenna 14 attached to the mounting bracket 41.

【0003】基台3はブリッジ部3−1を有してよく、
斯かるブリッジ部3−1には上方に突出する円筒部11
が装着されており、斯かる円筒部11の内部には1対の
軸受21−1、21−2が取り付けられている。この軸
受21−1、21−2の内輪には方位軸20が嵌合され
ており、方位軸20の上端部にはアーム13を介して方
位ジンバル40が装着されている。
[0003] The base 3 may have a bridge portion 3-1.
The bridge portion 3-1 has a cylindrical portion 11 protruding upward.
Are mounted, and a pair of bearings 21-1 and 21-2 are mounted inside the cylindrical portion 11. An azimuth axis 20 is fitted to inner rings of the bearings 21-1 and 21-2, and an azimuth gimbal 40 is mounted on an upper end of the azimuth axis 20 via an arm 13.

【0004】斯くして方位軸20が軸受21−1、21
−2によって支持された状態にて、方位ジンバル40は
方位軸20を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル40は下側の支持軸部40−1と上側のU字
形部40−2とを有し、支持軸部40−1の中心軸線即
ち方位軸線Z−Zは図示のように方位軸20を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部40−1は
方位軸20を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
[0004] Thus, the azimuth axis 20 is
With support by -2, azimuth gimbal 40 can rotate about an axis through azimuth axis 20. The azimuth gimbal 40 has a lower support shaft portion 40-1 and an upper U-shaped portion 40-2, and the center axis of the support shaft portion 40-1, that is, the azimuth axis ZZ is, as shown in FIG. Are deviated from the axis passing through. The support shaft 40-1 may be configured to be aligned with an axis passing through the azimuth axis 20.

【0005】方位ジンバル40のU字形部40−2に
は、より小さいU字形の取り付け金具41が配置されて
おり、斯かる取り付け金具41はその2つの脚部41−
1、41−2の各々に仰角軸30−1、30−2を有す
る。方位ジンバル40のU字形部40−2の2つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸30−1、30−2は回転可能に支持され
ている。
[0005] A smaller U-shaped mounting bracket 41 is disposed on the U-shaped portion 40-2 of the azimuth gimbal 40, and the mounting bracket 41 has two legs 41-.
1 and 41-2 have elevation axes 30-1 and 30-2, respectively. Appropriate bearings are mounted on each of the two legs of the U-shaped portion 40-2 of the azimuth gimbal 40, and the elevation shafts 30-1 and 30-2 are rotatably supported by the bearings.

【0006】仰角軸30−1、30−2の中心軸線は仰
角軸線Y−Yを構成しており、こうして、取り付け金具
41は方位ジンバル40のU字形部40−2の2つの脚
部の間にて仰角軸線Y−Y周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Y−Yは方位軸線Z−Zに対して直角に
配置されている。
The central axes of the elevation axes 30-1 and 30-2 constitute an elevation axis YY, and thus the mounting bracket 41 is provided between the two legs of the U-shaped part 40-2 of the azimuth gimbal 40. Are supported rotatably about the elevation axis YY. The elevation axis YY is arranged at right angles to the azimuth axis ZZ.

【0007】方位軸線Z−Zはアンテナ指向装置の取り
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Y−Yは船体面に対して常に平行に配置されている。
The azimuth axis ZZ is perpendicular to the mounting surface of the antenna pointing device, for example, the hull plane, so that the elevation axis YY is always arranged parallel to the hull plane.

【0008】U字形の取り付け金具41の脚部41−
1、41−2にはアンテナ14が装着されており、従っ
てアンテナ14は取り付け金具41と共に仰角軸線Y−
Y周りを回転することができる。アンテナ14は中心軸
線X−Xを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Y−
Yに対して垂直である。
The leg 41 of the U-shaped mounting bracket 41
An antenna 14 is mounted on each of the antennas 1 and 41-2.
It can rotate around Y. The antenna 14 has a central axis XX, such a central axis being an elevation axis Y-.
Perpendicular to Y.

【0009】取り付け金具41には、仰角ジャイロ44
及び方位ジャイロ45が装着され、仰角ジャイロ44に
よって仰角軸線Y−Y周りを回転するアンテナ14の回
転角速度が検出され、方位ジャイロ45によって仰角軸
線Y−Y及びアンテナ14の中心軸線X−Xの双方に直
交する軸線周りのアンテナ14の回転角速度が検出され
る。仰角ジャイロ44と方位ジャイロ45は、例えば機
械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャイロの
他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバジャイ
ロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
The mounting bracket 41 includes an elevation gyro 44.
The azimuth gyro 45 is attached, the rotation angle velocity of the antenna 14 rotating around the elevation axis YY is detected by the elevation gyro 44, and both the elevation axis YY and the center axis XX of the antenna 14 are detected by the azimuth gyro 45. The rotational angular velocity of the antenna 14 about an axis orthogonal to the angle is detected. The elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45 may be, for example, an integrating gyro such as a mechanical gyro or an optical gyro, or an angular velocity detecting gyro such as a vibration gyro, a rate gyro, or an optical fiber gyro.

【0010】取り付け金具41には更に、第1の加速度
計46と第2の加速度計47と第3の加速度計48とが
装着されている。第1の加速度計46によって仰角軸線
Y−Y周りのアンテナ14の中心軸線X−Xの傾斜角度
が検出され、第2の加速度計47によって水平面に対す
る仰角軸線Y−Yの傾斜角度xが検出される。
The mounting bracket 41 is further provided with a first accelerometer 46, a second accelerometer 47, and a third accelerometer 48. The first accelerometer 46 detects the inclination angle of the center axis XX of the antenna 14 around the elevation axis YY, and the second accelerometer 47 detects the inclination angle x of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane. You.

【0011】第2の加速度計47をその入力軸線が仰角
軸線Y−Yに平行となるように、取り付け金具41に装
着すれば、その出力はsinxに比例する。尚、第2の
加速度計47は、その入力軸線が仰角軸線Y−Yに平行
となるように、方位ジンバル40に装着してもよい。
If the second accelerometer 47 is mounted on the mounting bracket 41 so that its input axis is parallel to the elevation axis YY, its output is proportional to sinx. Note that the second accelerometer 47 may be mounted on the azimuth gimbal 40 such that its input axis is parallel to the elevation axis YY.

【0012】第3の加速度計48は第1の加速度計46
及び第2の加速度計47の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第1の加速度計46の入力軸線及び第2の
加速度計47の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第3の加速度計
48はアンテナ14の中心軸線X−X及び仰角軸線Y−
Yの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
The third accelerometer 48 is the first accelerometer 46
And the second accelerometer 47 are mounted so as to be orthogonal to both, ie, have an input axis orthogonal to both the input axis of the first accelerometer 46 and the input axis of the second accelerometer 47. It is attached. Thus, the third accelerometer 48 has a central axis XX and an elevation axis Y-
The inclination angle of the axis perpendicular to both Y with respect to the horizontal plane is detected.

【0013】取り付け金具41の一方の脚部には仰角軸
線Y−Yと同軸的に仰角歯車32が装着されている。斯
かる仰角歯車32にはピニオン35が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン35は方位ジンバル40のU字形部
40−2の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ3
3の回転軸に取り付けられている。
An elevation gear 32 is mounted on one leg of the mounting bracket 41 coaxially with the elevation axis YY. A pinion 35 is meshed with the elevation gear 32, and the pinion 35 is mounted on one leg of the U-shaped part 40-2 of the azimuth gimbal 40.
3 is attached to the rotating shaft.

【0014】方位ジンバル40のU字形部40−2の一
方の脚部には仰角発信器34が装着されており、斯かる
仰角発信器34によってアンテナ14の仰角軸線Y−Y
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
An elevation transmitter 34 is mounted on one leg of the U-shaped part 40-2 of the azimuth gimbal 40. The elevation transmitter 34 allows the elevation axis YY of the antenna 14 to be mounted.
The surrounding rotation angle θ is detected, and a signal indicating the detection is output.

【0015】一方、方位軸20の下端部には方位歯車2
2が取り付けられ、基台3のブリッジ部3−1上には方
位サーボモータ23と方位発信器24が取り付けられ、
方位サーボモータ23及び方位発信器24の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン(図示なし)が方位歯車
22に噛み合わされるように構成されている。
On the other hand, an azimuth gear 2 is provided at the lower end of the azimuth axis 20.
2 is mounted, and an azimuth servomotor 23 and an azimuth transmitter 24 are mounted on the bridge section 3-1 of the base 3.
A pinion (not shown) attached to the rotation axis of the azimuth servomotor 23 and the azimuth transmitter 24 is configured to mesh with the azimuth gear 22.

【0016】図示のように、アンテナ指向装置を制御す
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ14の中心軸線X−Xが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ14の中心
軸線X−Xが水平面上で子午線Nとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
As shown, an elevation control loop and an azimuth control loop are provided to control the antenna pointing device. The center axis X-X of the antenna 14 is a horizontal plane and contact angle of elevation theta A of the antenna, the central axis X-X of the antenna 14 is the azimuth angle phi A of the antenna meridian N and the angle in the horizontal plane.

【0017】仰角制御ループはアンテナの仰角θA が衛
星高度角θS に一致するようにアンテナ14を仰角軸線
Y−Y周りに回転させるよう構成されており、第1の及
び第2のループを含む。第1のループにおいて、仰角ジ
ャイロ44の出力は積分器54及び増幅器55を介して
仰角サーボモータ33にフィードバックされる。それに
よって船体が揺動しても慣性空間に対するアンテナ14
の仰角軸線Y−Y周りの角速度は常にゼロに保持され
る。
The elevation control loop is configured to rotate the antenna 14 about the elevation axis Y-Y so that the elevation angle θ A of the antenna coincides with the satellite altitude angle θ S. Including. In the first loop, the output of the elevation gyro 44 is fed back to the elevation servomotor 33 via the integrator 54 and the amplifier 55. As a result, the antenna 14 with respect to the inertial space
Angular velocity about the elevation axis Y-Y is always kept at zero.

【0018】第2のループにおいて、第1の加速度計4
6、第2の加速度計47及び第3の加速度計48からな
る直交3軸の加速度計の出力信号はアンテナ仰角演算部
81に供給される。アンテナ仰角演算部81は3つの加
速度計46、47、48の出力信号を入力し、アンテナ
14の仰角θA 、即ち、水平面に対するアンテナ14の
中心軸線X−Xの傾斜角を演算する。斯かる演算はアン
テナ14の仰角θA の正接よりアークタンジェント演算
を行い、それによってアンテナ14の仰角θAの値及び
その象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角演算部
81の機能と構成の詳細については、本願出願人と同一
の出願人によって出願された特願平4−348745号
を参照されたい。
In the second loop, the first accelerometer 4
6. The output signal of the three-axis orthogonal accelerometer including the second accelerometer 47 and the third accelerometer 48 is supplied to the antenna elevation angle calculator 81. The antenna elevation angle calculation unit 81 receives the output signals of the three accelerometers 46, 47, and 48 and calculates the elevation angle θ A of the antenna 14, that is, the inclination angle of the central axis XX of the antenna 14 with respect to the horizontal plane. Such calculations include performing an arc tangent calculation from the tangent of the elevation angle θ A of the antenna 14, thereby obtaining the value of the elevation angle θ A of the antenna 14 and its quadrant. For details of the function and configuration of the antenna elevation angle calculation unit 81, refer to Japanese Patent Application No. 4-348745 filed by the same applicant as the present applicant.

【0019】アンテナ仰角演算部81より出力されたア
ンテナ14の仰角θA を指示する信号は、例えば手動設
定された衛星高度角θS を指示する信号によって減ぜら
れ、更に、減衰器56を経由して積分器54及び増幅器
55に入力される。このループは、アンテナ14の仰角
θA を衛星高度角θS に一致させるための適当な時定数
を有する。尚、減衰器56に仰角ジャイロ44のドリフ
ト変動を補償させるために積分特性を具備させることも
可能である。
The signal indicating the elevation angle θ A of the antenna 14 output from the antenna elevation calculation unit 81 is reduced by, for example, a signal indicating the manually set satellite altitude angle θ S , and further passed through the attenuator 56. Then, it is input to the integrator 54 and the amplifier 55. This loop has an appropriate time constant for matching the elevation angle θ A of the antenna 14 to the satellite altitude angle θ S. Incidentally, the attenuator 56 may be provided with an integral characteristic in order to compensate for drift fluctuation of the elevation gyro 44.

【0020】方位角制御ループはアンテナ14の方位角
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル4
0の方位を制御する機能を有する。方位ジャイロ45の
出力信号は、積分器58及び増幅器59を介して方位サ
ーボモータ23にフィードバックされ、それによってア
ンテナ14は、アンテナ14の中心軸線X−X及び仰角
軸線Y−Yの両者に直交する軸線周りの船体の回転運動
に対して、安定化されることができる。
The azimuth gimbal 4 as azimuth control loop azimuth phi A of the antenna 14 matches the satellite azimuth angle phi S
It has a function to control the direction of 0. The output signal of the azimuth gyro 45 is fed back to the azimuth servomotor 23 via the integrator 58 and the amplifier 59, so that the antenna 14 is orthogonal to both the center axis XX and the elevation axis YY of the antenna 14. It can be stabilized against the rotational movement of the hull around the axis.

【0021】方位発信器24より方位ジンバル40の回
転角(アンテナの回転角)φを指示する回転角信号が出
力され、斯かる回転角信号は加算器61に供給される。
加算器61では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス
又はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC
傾斜補正演算部83より供給された傾斜補正値ΔφAE
が加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。
加算器61の出力信号は、更に、減衰器60を経由して
積分器58に入力される。アンテナの回転角φと船首方
位角φC と傾斜補正値ΔφAEとの和が衛星方位角φS
等しくなるとき、アンテナ14の方位は静止する。
A rotation angle signal indicating the rotation angle (rotation angle of the antenna) φ of the azimuth gimbal 40 is output from the azimuth transmitter 24, and the rotation angle signal is supplied to the adder 61.
In the adder 61, the rotation angle φ, the heading azimuth angle φ C supplied from, for example, a magnetic compass or a gyro compass, and the inclination correction value Δφ AE supplied from the inclination correction calculation unit 83 are added, and the sum is used to calculate the satellite. azimuth angle phi S is subtracted.
The output signal of the adder 61 is further input to the integrator 58 via the attenuator 60. When the sum of the rotation angle phi and the heading angle phi C and the inclined correction value [Delta] [phi AE antennas is equal to the satellite azimuth angle phi S, the orientation of the antenna 14 is stationary.

【0022】傾斜補正演算器83は、第2の加速度計4
7より仰角軸線Y−Yの水平面に対する傾斜角度x又は
sinxを指示する信号を受入れ、仰角発信器34より
アンテナ14の仰角軸線Y−Y周りの回転角度θを指示
する信号を受入れるように接続されている。
The tilt correction calculator 83 is provided with the second accelerometer 4
7 is connected to receive a signal indicating an inclination angle x or sinx of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane, and a signal indicating the rotation angle θ of the antenna 14 about the elevation axis YY from the elevation transmitter 34. ing.

【0023】傾斜補正演算器83では、次の数1の式に
基づいて傾斜補正値ΔφAEが計算される。
[0023] In the inclination correction arithmetic unit 83, the inclination correction value [Delta] [phi AE is calculated based on the formula for a number 1.

【0024】[0024]

【数1】 θ :方位ジンバルに対するアンテナの仰角軸線Y−Y
周りの回転角 x :水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角 θS :衛星の高度角
(Equation 1) θ: the elevation axis YY of the antenna with respect to the azimuth gimbal
Around rotation angle x: inclination angle of elevation axis YY with respect to the horizontal plane θ S : altitude angle of satellite

【0025】この方位角制御ループは、アンテナ14の
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器60に方位ジャイロ45の
ドリフト変動を補償させるために積分特性を具備させる
ことも可能である。即ち、減衰器56、60の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
[0025] The azimuth control loop, having an appropriate time constant to match the azimuth angle phi A of the antenna 14 to the satellite azimuth angle phi S. Incidentally, the attenuator 60 may be provided with an integral characteristic in order to compensate for drift fluctuation of the azimuth gyro 45. That is, the outputs of the attenuators 56 and 60 correspond to the outputs of the integrating gyro torquer.

【0026】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ14はその中心軸線X−Xが衛
星方向に指向するように構成されている。
Thus, the antenna 14 is configured so that the central axis XX is directed toward the satellite by the elevation control loop and the azimuth control loop.

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のアンテナ指向装置では、傾斜補正演算部83にて
なされる数1の式の演算において分母のルート内が負と
なり、演算が不能となる場合があった。例えば、船体の
大きな動揺、大きな外乱等によって瞬間的にアンテナ1
4が回転した場合、第2の加速度計47によって検出さ
れる水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角xが大きく
なる場合である。更に、数1の式のアークサイン内の値
が1G以上になることもあり、それによって演算不能と
なる場合もあった。
However, in such a conventional antenna pointing device, when the route of the denominator becomes negative in the calculation of the equation (1) performed by the tilt correction calculation unit 83, the calculation becomes impossible. was there. For example, the antenna 1 is instantaneously moved due to large swaying of the hull, large disturbance, etc.
In the case where 4 rotates, the inclination angle x of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane detected by the second accelerometer 47 increases. Further, the value in the arc sine of the equation (1) may be 1 G or more, which may make calculation impossible.

【0028】傾斜補正演算部83にてなされる数1の式
の演算が不能となると、斯かる傾斜補正演算部83を含
むループを使用することができず、高い精度にて迅速に
アンテナの中心軸線X−Xを衛星に指向させることがで
きなかった。
When the calculation of the equation (1) performed by the tilt correction calculation unit 83 becomes impossible, the loop including the tilt correction calculation unit 83 cannot be used, and the center of the antenna can be quickly and accurately determined. The axis XX could not be pointed at the satellite.

【0029】また、傾斜補正値ΔφAEを数1の式によっ
て求める場合には、傾斜補正値Δφ A の正負を判定する
ことはできるが、象限判定をすることはできなかった。
即ち、傾斜補正値ΔφAEは±90°を越えることがある
が、それを判別することができない欠点があった。従っ
て、傾斜補正値ΔφAEが±90°を越える場合には、高
い精度にてアンテナ14の中心軸線X−Xを衛星に指向
させることができなかった。
The inclination correction value ΔφAEIs given by
In this case, the inclination correction value Δφ AJudge the sign of
I could do that, but I couldn't make a quadrant decision.
That is, the inclination correction value ΔφAEMay exceed ± 90 °
However, there was a disadvantage that it could not be determined. Follow
And the inclination correction value ΔφAEIs higher than ± 90 °
The center axis XX of the antenna 14 is pointed to the satellite with high accuracy
I couldn't let it.

【0030】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行中
に動揺、振動等を受けたとき又は一定の傾斜角にて傾斜
しているときでも、常にアンテナ14を衛星に対して良
好に指向することができるアンテナ指向装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above, the present invention always keeps the antenna 14 satisfactorily with respect to the satellite even when the hull is shaken, vibrated, or the like during navigation, or when the hull is inclined at a fixed inclination angle. It is an object of the present invention to provide an antenna pointing device capable of pointing.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明によれは、例えば
図1に示すように、中心軸線X−Xを有し支持部材41
に支持されたアンテナ14と、アンテナ14及び支持部
材41を中心軸線X−Xに直交する仰角軸線Y−Y周り
に回転可能に支持する方位ジンバル40と、方位ジンバ
ル40を仰角軸線Y−Yに直交する方位軸線Z−Z周り
に回転可能に支持する基台3と、仰角軸線Y−Yに平行
な入力軸線を有し支持部材41に固定された第1のジャ
イロ44と、中心軸線X−Xと仰角軸線Y−Yの両者に
直交する入力軸線を有し支持部材41に固定された第2
のジャイロ45と、水平面に対する中心軸線X−Xの傾
斜角を指示する信号を出力する第1の加速度計46と、
水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角を指示する信号
を出力する第2の加速度計47と、アンテナの中心軸線
X−Xと仰角軸線Y−Yの両者に直交する入力軸線を有
する第3の加速度計48と、方位ジンバル40の方位軸
線Z−Z周りの回転角を指示する信号を出力する方位発
信器24と、方位ジンバル40に対する仰角軸線Y−Y
周りのアンテナ14の回転角θを指示する信号を出力す
る仰角発信器34と、を有し、加速度計46、47、4
8の出力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信
号を第1のジャイロ44の実質的なトルカにフィードバ
ックし方位発信器24の出力信号と船首方位角及び衛星
方位角に対応した信号とを加算器61にて演算しその出
力信号を第2のジャイロ45の実質的なトルカにフィー
ドバックしてアンテナの中心軸線X−Xを衛星に指向さ
せるように構成されたアンテナ指向装置において、更
に、第2の加速度計47の出力信号と第3の加速度計4
8の出力信号と仰角発信器34の出力信号とを入力する
傾斜補正演算部93を設け、この傾斜補正演算部93は
次式によって傾斜補正値ΔφA を演算しこの傾斜補正値
ΔφA を指示する信号を加算器61に出力するように構
成されている。 ΔφA =tan-1(sinθ・sinx /sin
θP ) θ:方位ジンバル40に対する仰角軸線Y−Y周りのア
ンテナの回転角 x:水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角 θP :アンテナの中心軸線X−Xと仰角軸線Y−Yの両
者に直交する軸線の水平面に対する傾斜角
According to the present invention, for example, as shown in FIG.
, An azimuth gimbal 40 that rotatably supports the antenna 14 and the support member 41 around an elevation axis YY orthogonal to the central axis XX, and an azimuth gimbal 40 that is positioned on the elevation axis YY. A base 3 rotatably supporting around an orthogonal azimuth axis Z-Z, a first gyro 44 having an input axis parallel to the elevation axis Y-Y and fixed to the support member 41, and a center axis X- A second axis fixed to the support member 41 and having an input axis orthogonal to both the X axis and the elevation axis YY.
A gyro 45, a first accelerometer 46 that outputs a signal indicating an inclination angle of the central axis XX with respect to a horizontal plane,
A second accelerometer 47 for outputting a signal indicating the inclination angle of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane, and a third accelerometer 47 having an input axis orthogonal to both the central axis XX and the elevation axis YY of the antenna. An accelerometer 48, an azimuth transmitter 24 for outputting a signal indicating a rotation angle of the azimuth gimbal 40 around the azimuth axis ZZ, and an elevation axis YY to the azimuth gimbal 40
An elevation transmitter 34 for outputting a signal indicating the rotation angle θ of the surrounding antenna 14, and accelerometers 46, 47, 4.
8, a signal obtained by subtracting the value corresponding to the satellite's altitude from the output signal 8 is fed back to the substantial torquer of the first gyro 44, and the output signal of the azimuth transmitter 24 and the signal corresponding to the heading azimuth and satellite azimuth Is calculated by the adder 61 and the output signal is fed back to the substantial torquer of the second gyro 45 to direct the center axis XX of the antenna to the satellite. , The output signal of the second accelerometer 47 and the third accelerometer 4
8 and an output signal of the elevation transmitter 34. The inclination correction operation unit 93 calculates an inclination correction value Δφ A according to the following equation, and indicates the inclination correction value Δφ A. Is output to the adder 61. Δφ A = tan -1 (sin θ · sinx / sin
θ P ) θ: The rotation angle of the antenna about the elevation axis YY with respect to the azimuth gimbal 40 x: The inclination angle of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane θ P : Both the central axis XX and the elevation axis YY of the antenna Angle of the axis perpendicular to the plane to the horizontal plane

【0032】[0032]

【作用】本発明によれば、傾斜補正演算部93にて数4
の式によって傾斜補正値ΔφAが求められ、斯かる傾斜
補正値ΔφA は加算器61に供給され、それによってア
ンテナ14の方位角誤差が修正されるから、アンテナ1
4の方位角φA を正確に求めることができアンテナ14
を衛星方向に正確に指向させることができる。
According to the present invention, the inclination correction operation unit 93 calculates
Tilt correction value [Delta] [phi A by the equation is determined, the inclination correction value [Delta] [phi A that such is supplied to the adder 61, whereby since the azimuth angle error of the antenna 14 is modified, the antenna 1
4 can accurately determine the azimuth φ A of the antenna 14.
Can be accurately directed in the satellite direction.

【0033】[0033]

【実施例】以下に図1〜図2を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図1〜図2において図3の対応す
る部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省
略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, the same reference numerals are given to the corresponding portions in FIG. 3, and the detailed description thereof will be omitted.

【0034】図1は本発明のアンテナ指向装置の1例を
示しており、アンテナ指向装置は基台3と斯かる基台3
に装着された方位ジンバル40と方位ジンバル40の上
端部のU字形部材に装着された取り付け金具41と斯か
る取り付け金具41に取り付けられたアンテナ14とを
有する。
FIG. 1 shows an example of an antenna pointing device according to the present invention. The antenna pointing device includes a base 3 and the base 3.
And a mounting bracket 41 mounted on the U-shaped member at the upper end of the azimuth gimbal 40, and the antenna 14 mounted on the mounting bracket 41.

【0035】アンテナ14は中心軸線X−Xを有してお
り、アンテナ14と斯かるアンテナ14に装着された取
り付け金具41とからなる組立体は中心軸線X−Xに直
交する仰角軸線Y−Yの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル40は仰角軸線Y−Yと直交する方位
軸線Z−Z周りに回転可能に基台3に支持されている。
こうして、2軸に回転可能な支持機構が構成され、斯か
る支持機構はアンテナ14の中心軸線X−Xが衛星を指
向するように制御される。
The antenna 14 has a central axis XX, and an assembly comprising the antenna 14 and a mounting bracket 41 mounted on the antenna 14 is an elevation axis YY orthogonal to the central axis XX. It is rotatably supported around. The azimuth gimbal 40 is supported by the base 3 so as to be rotatable around an azimuth axis ZZ orthogonal to the elevation axis YY.
In this manner, a support mechanism rotatable about two axes is formed, and the support mechanism is controlled so that the central axis XX of the antenna 14 is directed to the satellite.

【0036】取り付け金具41には、仰角ジャイロ44
及び方位ジャイロ45と第1の加速度計46、第2の加
速度計47及び第3の加速度計48が装着されている。
The mounting bracket 41 has an elevation gyro 44
A gyro 45, a first accelerometer 46, a second accelerometer 47, and a third accelerometer 48 are mounted.

【0037】仰角ジャイロ44によって仰角軸線Y−Y
周りを回転するアンテナ14の回転角速度が検出され、
方位ジャイロ45によって仰角軸線Y−Y及びアンテナ
14の中心軸線X−Xの双方に直交する軸線周りのアン
テナ14の回転角速度が検出され、第1の加速度計46
によって水平面に対するアンテナ14の中心軸線X−X
の傾斜角度が検出され、第2の加速度計47によって水
平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角度が検出される。
The elevation gyro 44 makes the elevation axis YY
The rotational angular velocity of the antenna 14 rotating around is detected,
The azimuth gyro 45 detects the rotational angular velocity of the antenna 14 about an axis orthogonal to both the elevation axis YY and the central axis XX of the antenna 14, and a first accelerometer 46.
The central axis XX of the antenna 14 with respect to the horizontal plane
The second accelerometer 47 detects the inclination angle of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane.

【0038】第3の加速度計48は第1の加速度計46
の入力軸線及び第2の加速度計47の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第3の加速度計48はアンテナ14の中心軸線X−
X及び仰角軸線Y−Yの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
The third accelerometer 48 is the first accelerometer 46
And an input axis perpendicular to both the input axis of the second accelerometer 47 and the input axis of the second accelerometer 47. Therefore, the third accelerometer 48 is connected to the central axis X-
An inclination angle of an axis orthogonal to both the X and the elevation axis Y-Y with respect to a horizontal plane is detected.

【0039】仰角ジャイロ44と方位ジャイロ45は例
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
The elevation gyro 44 and the azimuth gyro 45 may be angular velocity detecting gyros such as a vibration gyro and a rate gyro.

【0040】本例のアンテナ指向装置は、図3の従来例
と同様に仰角制御ループと方位角制御ループとを有す
る。本例の仰角制御ループはアンテナの仰角θA が衛星
高度角θS に一致するようにアンテナ14を仰角軸線Y
−Y周りに回転させるよう構成されており、従来の仰角
制御ループと同一であってよい。
The antenna pointing device of this embodiment has an elevation control loop and an azimuth control loop as in the conventional example shown in FIG. Elevation control loop of this embodiment is the elevation axis of the antenna 14 as the elevation angle theta A of the antenna is matched to the satellite altitude theta S Y
It is configured to rotate around −Y and may be the same as a conventional elevation control loop.

【0041】方位角制御ループはアンテナの方位角φA
が衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ14を方
位軸線Z−Z周りに回転させるよう構成されており、従
来の方位角制御ループと比較して、従来の傾斜補正演算
部83の代わりに、新たな傾斜補正演算部93が設けら
れている点が異なる。
The azimuth control loop is the azimuth φ A of the antenna.
There is configured to rotate the antenna 14 to match the azimuth angle phi S satellites azimuthal axis Z-Z around, as compared with the conventional azimuth control loop, instead of a conventional tilt correction calculation unit 83 In that a new inclination correction calculation unit 93 is provided.

【0042】傾斜補正演算部93は仰角発信器34より
出力された仰角軸線Y−Y周りのアンテナ14の回転角
θを指示する信号と第2の加速度計47より出力された
水平面に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角xの正弦値si
nxを指示する信号と第3の加速度計48より出力され
たアンテナの中心軸線X−X及び仰角軸線Y−Yの双方
に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP の正弦値
sinθP を指示する信号とを入力して、傾斜補正値Δ
φA を演算する。
The tilt correction calculation unit 93 outputs a signal indicating the rotation angle θ of the antenna 14 about the elevation axis Y-Y output from the elevation transmitter 34 and the elevation axis Y with respect to the horizontal plane output from the second accelerometer 47. The sine value si of the tilt angle x of −Y
instructing sine value sin [theta P of the inclination angle theta P with respect to the horizontal plane of the signal and the axis perpendicular to both the third central axis of the antenna output from the accelerometer 48 X-X and the elevation axis Y-Y which instructs the nx Signal and input the tilt correction value Δ
It calculates the φ A.

【0043】図2を参照して本例の傾斜補正演算部93
の機能と動作を説明する。図2は半径1の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ14の中心軸線X−X
(図2にて線分OX)、仰角軸線Y−Y(図2にて線分
OY、OY’)、方位軸線Z−Z(図2にて線分OZ、
OZ’)、及びアンテナ14の中心軸線X−Xと仰角軸
線Y−Yの双方に直交する軸線(図2にて線分OP、O
P’)、の関係を示す図である。方位軸線Z−Zは船体
面(アンテナ14の取り付け面)に常に垂直である。
Referring to FIG. 2, inclination correction calculating section 93 of the present embodiment.
The function and operation of will be described. FIG. 2 considers a unit spherical surface having a radius of 1, and the unit spherical surface and the central axis XX of the antenna 14 are considered.
(Line segment OX in FIG. 2), elevation axis YY (line segment OY, OY 'in FIG. 2), azimuth axis ZZ (line segment OZ,
OZ ′) and an axis orthogonal to both the central axis XX and the elevation axis YY of the antenna 14 (the segments OP and O in FIG. 2).
P ′). The azimuth axis ZZ is always perpendicular to the hull plane (the mounting surface of the antenna 14).

【0044】船体面が水平面に対して仰角軸線Y−Y
(OY)周りに回転角度ξだけ回転し、更に他の軸線例
えば船体の首尾線OE周りに回転角度ηだけ回転したも
のとする。方位軸線Z−Zは線OZから線OZ’に移動
し、仰角軸線Y−Yは線OYから線ODに移動する。
尚、∠XOD=90°である。
The hull plane is at an elevation axis YY with respect to the horizontal plane.
It is assumed that the rotation has been made by the rotation angle ξ around (OY) and further by the rotation angle η around another axis, for example, around the OE line of the hull. The azimuth axis ZZ moves from the line OZ to the line OZ ', and the elevation axis YY moves from the line OY to the line OD.
Note that 尚 XOD = 90 °.

【0045】斯かる船体面の運動によって、アンテナ1
4の中心軸線X−Xも移動するが、制御ループによって
アンテナ14の中心軸線X−Xは衛星方向を指向するよ
うに制御される。即ち、アンテナ14の中心軸線X−X
は線OXから偏倚した位置に移動し再び線OXまで移動
する。
Due to the motion of the hull surface, the antenna 1
The center axis XX of the antenna 14 is also moved by the control loop so that the center axis XX of the antenna 14 is directed to the satellite direction. That is, the central axis XX of the antenna 14
Moves to a position deviated from the line OX and moves again to the line OX.

【0046】斯かる制御によって、仰角軸線Y−Yは方
位軸線OZ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ODから
線OY’に移動する。尚、∠XOY’=90°である。
また、アンテナ14の中心軸線X−Xと仰角軸線Y−Y
の双方に直交する線OPは、線OP’に移動する。結
局、線OYは線ODを経由して線OY’に移動したこと
になり、∠POP’=∠Y’OY及び弧PP’=弧Y’
Yである。
[0046] By such a control, the elevation axis Y-Y moves 'by the rotation angle [Delta] [phi A from rotating line OD line OY around' the azimuthal axis OZ. Note that ∠XOY '= 90 °.
Also, the center axis XX and the elevation axis YY of the antenna 14 are shown.
Move to the line OP '. Eventually, the line OY has moved to the line OY 'via the line OD, and ∠POP' = ∠Y'OY and arc PP '= arc Y'
Y.

【0047】線OX、線OY及び線OPは互いに直交す
る長さ1の線であり、三角形XYPは1辺がπ/2の等
辺球面三角形となる。線OX、線OY’及び線OP’も
互いに直交する長さ1の線であり、三角形XY’P’は
1辺がπ/2の等辺球面三角形となる。単位球面上にて
点Xと点P及び点P’を直線で結ぶ。弧XPは点Aにて
水平面と直交し、更に点Pにて面OY’P’と直交す
る。弧XP’は点Cにて船体面(取り付け面)と直交
し、更に点P’にて面OY’P’と直交する。点P’か
ら水平面に下ろした垂線の足をA’とし、点Y’から水
平面に下ろした垂線の足をB’とする。
The line OX, the line OY and the line OP are lines having a length of 1 orthogonal to each other, and the triangle XYP is an equilateral spherical triangle having one side of π / 2. The line OX, the line OY ′, and the line OP ′ are also lines having a length of 1 orthogonal to each other, and the triangle XY′P ′ is an equilateral spherical triangle having one side of π / 2. Points X, P and P 'are connected by straight lines on the unit spherical surface. The arc XP is orthogonal to the horizontal plane at the point A, and is orthogonal to the plane OY'P 'at the point P. The arc XP 'is orthogonal to the hull plane (mounting plane) at the point C, and is orthogonal to the plane OY'P' at the point P '. Let A 'be a leg of a perpendicular line lowered from the point P' to the horizontal plane, and B 'be a leg of a perpendicular line lowered from the point Y' to the horizontal plane.

【0048】ここで、∠XOA=θ0 =弧XA、∠PO
A=θP0=弧PA、∠BOD=η=弧BD、∠XOC=
θ=弧XC、∠P’OA’=θP =弧P’A’、∠Y’
OB’=x=弧Y’B’である。
Here, ∠XOA = θ 0 = arc XA, ∠PO
A = θ P0 = arc PA, ΔBOD = η = arc BD, ΔXOC =
θ = arc XC, ∠P'OA '= θ P = arc P'A', ∠Y '
OB ′ = x = arc Y′B ′.

【0049】第1の加速度計46は線OXに沿って装着
され、第2の加速度計47は線OYに沿って装着され、
第3の加速度計48は線OPに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器34によ
って船体面に対するアンテナ14の中心軸線X−Xの傾
斜角∠XOA=θ0 が出力され、第2の加速度計47に
よってsin∠YOB=sin0=0が検出され、第3
の加速度計48によってsin∠POA=sinθP0
検出される。尚、第1の加速度計46によってsin∠
XOA=sinθ0 が検出される。
The first accelerometer 46 is mounted along line OX, the second accelerometer 47 is mounted along line OY,
The third accelerometer 48 is mounted along the line OP.
When the hull plane is the same as the horizontal plane, the elevation angle transmitter 34 outputs the inclination angle ∠XOA = θ 0 of the central axis XX of the antenna 14 with respect to the hull plane, and the second accelerometer 47 sinsYOB = sin 0. = 0 is detected and the third
Is detected as sin = POA = sin θ P0 . The first accelerometer 46 sets sin @
XOA = sin θ 0 is detected.

【0050】船体面が水平面に対して仰角軸線Y−Y
(OY)周りに回転角度ξだけ回転し、更に船体の首尾
線OE周りに回転角度ηだけ回転すると、仰角発信器3
4によって船体面に対するアンテナ14の中心軸線X−
Xの傾斜角∠XOC=θが出力され、第2の加速度計4
7によってsin∠Y’OB’=sinxが検出され、
第3の加速度計48によってsin∠P’OA’=si
nθP が検出される。
The hull plane is at an elevation axis YY with respect to the horizontal plane.
(OY) around the rotation angle ξ, and further around the tail line OE of the hull by the rotation angle η, the elevation transmitter 3
4, the central axis X- of the antenna 14 with respect to the hull surface.
The tilt angle ∠XOC = θ of X is output, and the second accelerometer 4
7, sin @ Y'OB '= sinx is detected,
By the third accelerometer 48, sin @ P'OA '= si
P is detected.

【0051】尚、衛星の高度角θS (=θA とする。)
は船体面の運動に無関係だから、第1の加速度計46に
よって検出される値sin∠XOA=sinθ0 は変化
しない。
The altitude angle of the satellite θ S (= θ A )
Is independent of the motion of the hull plane, the value sin @ XOA = sin θ 0 detected by the first accelerometer 46 does not change.

【0052】次に、傾斜補正値ΔφA を求める。ΔφA
=弧EC=弧DY’である。球面三角法の定理を適用す
れば、次の数2の式が求められる。
Next, an inclination correction value Δφ A is obtained. Δφ A
= Arc EC = arc DY '. By applying the spherical trigonometric theorem, the following equation 2 is obtained.

【0053】[0053]

【数2】sinΔφA =tanη・tanθ sinx=sinη・cosθS /cosθ sin2 x+sin2 θP =cos2 θS ## EQU2 ## sin Δφ A = tan η · tan θ sinx = sin η · cos θ S / cos θ sin 2 x + sin 2 θ P = cos 2 θ S

【0054】この数2の式の第1式及び第2式よりΔφ
A を求めると、次の数3の式が得られる。
From Equations 1 and 2 of Equation 2, Δφ
When A is obtained, the following equation (3) is obtained.

【0055】[0055]

【数3】 (Equation 3)

【0056】この式の右辺を数2の式の第3式を使用し
て変形すると、次の数4の式が得られる。
By transforming the right side of this equation using the third equation of the equation (2), the following equation (4) is obtained.

【0057】[0057]

【数4】 tanΔφA =sinθ・sinx/sinθP Tan Δφ A = sin θ · sinx / sin θ P

【0058】この数4の式が本例の傾斜補正式となる。
上述のように、船体面に対するアンテナ14の中心軸線
X−Xの傾斜角θは仰角発信器34より得られ、水平面
に対する仰角軸線Y−Yの傾斜角xの正弦値sinxは
第2の加速度計47より得られ、アンテナ14の中心軸
線X−X及び仰角軸線Y−Yの双方に直交する軸線の水
平面に対する傾斜角度θP は第3の加速度計48より得
られる。
The equation (4) is the tilt correction equation of this embodiment.
As described above, the inclination angle θ of the center axis XX of the antenna 14 with respect to the hull surface is obtained from the elevation transmitter 34, and the sine value sinx of the inclination angle x of the elevation axis YY with respect to the horizontal plane is determined by the second accelerometer. The inclination angle θ P of the axis perpendicular to both the central axis XX and the elevation axis YY of the antenna 14 with respect to the horizontal plane is obtained from the third accelerometer 48.

【0059】こうして、本例では数4の式によって傾斜
補正値ΔφA のタンジェントの値が求められ、その値の
アークタンジェントの値を求めることによってアンテナ
14の回転角φの傾斜補正値ΔφA が得られる。
[0059] Thus, the value of the tangent of the inclination correction value [Delta] [phi A by the numerical formula 4 is obtained in this example, the inclination correction value [Delta] [phi A of the rotational angle φ of the antenna 14 by determining the values of the arc tangent of the value can get.

【0060】再び図1を参照すると、傾斜補正演算部9
3によって得られた傾斜補正値Δφ A は加算器61に供
給される。加算器61の出力がゼロとなるとき、即ち、
アンテナの回転角φと船首方位角φC と傾斜補正値Δφ
A との和が衛星方位角φS に等しくなるとき、アンテナ
14の方位は静止する。
Referring again to FIG. 1, the inclination correction calculating section 9
3 is the tilt correction value Δφ AIs supplied to the adder 61.
Be paid. When the output of the adder 61 becomes zero, that is,
Antenna rotation angle φ and bow azimuth angle φCAnd inclination correction value Δφ
AIs the satellite azimuth angle φSWhen equal to the antenna
The 14 directions are stationary.

【0061】数4の式の右辺の分母が0となるのは、θ
P =0となる場合、即ち、アンテナ14の中心軸線X−
Xが天頂を向くときである。従って、本例では、傾斜補
正演算部93における傾斜補正値ΔφA の演算にて、ア
ンテナ14の中心軸線X−Xが天頂を向くとき以外に演
算不能となる場合はない。尚、斯かる場合には数4の式
のアークタンジェント演算時にΔφA ±90°とおけば
よい。
The denominator on the right side of the equation (4) is 0 because θ
When P = 0, that is, the central axis X−
This is when X faces the zenith. Therefore, in the present example, the calculation of the tilt correction value Δφ A in the tilt correction calculation unit 93 does not become impossible except when the center axis XX of the antenna 14 faces the zenith. In such a case, Δφ A ± 90 ° may be set at the time of the arc tangent calculation of the equation (4).

【0062】また、数4の式の右辺の各項は正負の値を
とり、従って、数4の式の左辺の値はそれに応じて正負
の値をとるから、傾斜補正値ΔφA が±90°を越えて
もその象限判別が可能である。
[0062] Moreover, the terms of number 4 on the right side of the equation takes positive and negative values, therefore, since the left-hand side value of Expression 4 of formula positive and negative values accordingly, the inclination correction value [Delta] [phi A is ± 90 Even if the angle exceeds °, the quadrant can be determined.

【0063】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention. It will be easily understood.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、傾斜補正演算部93に
て数4の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるか
ら、傾斜補正値ΔφA の演算が不能となることはなく、
従って、船体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ
14の方位角φA を求めることができ、アンテナ14を
正確に衛星方向に指向させることができる利点がある。
According to the present invention, since the inclination correction value [Delta] [phi A is determined by the equation of the slope correction calculation unit 93 in the number 4, rather than be a impossible calculation of the inclination correction value [Delta] [phi A,
Thus, hull can seek azimuth angle phi A of the antenna 14 with high precision rapidly shaken, there is an advantage that can be directed exactly in the direction of the satellite antenna 14.

【0065】本発明によれば、傾斜補正演算部93にて
数4の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるから、
傾斜補正値ΔφA の象限判別が可能であり、従って、船
体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ14の方位
角φA を求めることができ、アンテナ14を正確に衛星
方向に指向させることができる利点がある。
According to the present invention, since the inclination correction value Δφ A is obtained by the inclination correction operation section 93 by the equation (4),
The quadrant discrimination of the tilt correction value Δφ A is possible, so that the azimuth φ A of the antenna 14 can be obtained with high accuracy even if the hull moves suddenly, and the antenna 14 is accurately pointed toward the satellite. There are advantages that can be.

【0066】従来の傾斜補正演算部83では数1の式の
如きアークサイン演算によって傾斜補正値ΔφA が求め
られ加速度計の出力が1Gを越えるとき演算不能となる
ことがあったが、本発明によれば、アークタンジェント
演算によって傾斜補正値Δφ A が求められるから、演算
不能となることはない利点がある。
In the conventional inclination correction calculation unit 83, the equation (1)
The inclination correction value ΔφAAsked
Calculation becomes impossible when the output of the accelerometer exceeds 1G
According to the present invention, the arc tangent
The inclination correction value Δφ AIs required, so the operation
There are advantages that do not become impossible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an antenna pointing device according to the present invention.

【図2】傾斜補正演算部の機能を説明する説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a function of a tilt correction calculation unit.

【図3】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional antenna pointing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 基台 3−1 ブリッジ部 11 円筒部 13 アーム 14 アンテナ 20 方位軸 21−1、21−2 軸受 22 方位歯車 23 方位サーボモータ 24 方位発信器 30−1、30−2 仰角軸 32 仰角歯車 33 仰角サーボモータ 34 仰角発信器 35 ピニオン 40 方位ジンバル 40−1 支持軸部 40−2 U字形部 41 取り付け金具 41−1、41−2 脚部 44 仰角ジャイロ 45 方位ジャイロ 46 第1の加速度計 47 第2の加速度計 48 第3の加速度計 54 積分器 55 増幅器 56 減衰器 57 アークサイン演算器 58 積分器 59 増幅器 60 減衰器 61 加算器 81 アンテナ仰角演算部 83 傾斜補正演算部 93 傾斜補正演算部 X−X アンテナ中心軸線 Y−Y 仰角軸線 Z−Z 方位軸線 3 Base 3-1 Bridge part 11 Cylindrical part 13 Arm 14 Antenna 20 Azimuth axis 21-1, 21-2 Bearing 22 Azimuth gear 23 Azimuth servomotor 24 Azimuth transmitter 30-1, 30-2 Elevation axis 32 Elevation gear 33 Elevation servomotor 34 Elevation transmitter 35 Pinion 40 Azimuth gimbal 40-1 Support shaft 40-2 U-shaped part 41 Mounting bracket 41-1, 41-2 Leg 44 Elevation gyro 45 Azimuth gyro 46 First accelerometer 47 2 accelerometer 48 third accelerometer 54 integrator 55 amplifier 56 attenuator 57 arc sine calculator 58 integrator 59 amplifier 60 attenuator 61 adder 81 antenna elevation angle calculation unit 83 tilt correction calculation unit 93 tilt correction calculation unit X -X Antenna center axis YY Elevation axis ZZ Z axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神谷 吉範 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (56)参考文献 特開 平6−204728(JP,A) 特開 平5−206713(JP,A) 特開 昭62−14504(JP,A) 特開 昭56−122202(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01Q 3/00 - 3/46 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Yoshinori Kamiya 2-16-46 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo Inside Tokimec Co., Ltd. (56) References JP-A-6-204728 (JP, A) JP-A Heihei 5-206713 (JP, A) JP-A-62-14504 (JP, A) JP-A-56-122202 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01Q 3/00 -3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 中心軸線を有し支持部材に支持されたア
ンテナと、該アンテナ及び上記支持部材を上記中心軸線
に直交する仰角軸線周りに回転可能に支持する方位ジン
バルと、該方位ジンバルを上記仰角軸線に直交する方位
軸線周りに回転可能に支持する基台と、上記仰角軸線に
平行な入力軸線を有し上記支持部材に固定された第1の
ジャイロと、上記中心軸線と仰角軸線の両者に直交する
入力軸線を有し上記支持部材に固定された第2のジャイ
ロと、水平面に対する上記中心軸線の傾斜角を指示する
信号を出力する第1の加速度計と、水平面に対する上記
仰角軸線の傾斜角を指示する信号を出力する第2の加速
度計と、上記アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直
交する入力軸線を有する第3の加速度計と、上記方位ジ
ンバルの上記方位軸線周りの回転角を指示する信号を出
力する方位発信器と、上記方位ジンバルに対する上記仰
角軸線周りの上記アンテナの回転角θを指示する信号を
出力する仰角発信器と、を有し、上記加速度計の出力信
号から衛星の高度角に対応した値を減じた信号を上記第
1のジャイロの実質的なトルカにフィードバックし、上
記方位発信器の出力信号と船首方位角及び衛星方位角に
対応した信号とを加算器にて演算しその出力信号を上記
第2のジャイロの実質的なトルカにフィードバックして
上記アンテナの中心軸線を上記衛星に指向させるように
構成されたアンテナ指向装置において、 上記第2の加速度計の出力信号と上記第3の加速度計の
出力信号と上記仰角発信器の出力信号とを入力する傾斜
補正演算部を設け、該傾斜補正演算部は次式によって傾
斜補正値ΔφA を演算し該傾斜補正値ΔφA を指示する
信号を上記加算器に出力するように構成されていること
を特徴とするアンテナ指向装置。 ΔφA =tan-1(sinθ・sinx /sin
θP ) θ:上記方位ジンバルに対する上記アンテナの上記仰角
軸線周りの回転角 x:水平面に対する上記仰角軸線の傾斜角 θP :アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直交する
軸線の水平面に対する傾斜角
An antenna having a central axis supported by a support member, an azimuth gimbal rotatably supporting the antenna and the support member about an elevation axis orthogonal to the central axis, and A base rotatably supported around an azimuth axis orthogonal to the elevation axis, a first gyro having an input axis parallel to the elevation axis and fixed to the support member, and both the center axis and the elevation axis A second gyro having an input axis perpendicular to the axis, a first gyro fixed to the support member, a first accelerometer for outputting a signal indicating an inclination angle of the central axis with respect to a horizontal plane, and an inclination of the elevation axis with respect to a horizontal plane A second accelerometer for outputting a signal indicating an angle, a third accelerometer having an input axis orthogonal to both the central axis and the elevation axis of the antenna, and the azimuth axis of the azimuth gimbal An azimuth transmitter that outputs a signal that indicates a rotation angle around a line, and an elevation transmitter that outputs a signal that indicates a rotation angle θ of the antenna about the elevation axis with respect to the azimuth gimbal. A signal obtained by subtracting the value corresponding to the altitude angle of the satellite from the output signal of the meter is fed back to the substantial torquer of the first gyro, and the output signal of the azimuth transmitter and the azimuth angle corresponding to the heading angle and the satellite azimuth angle are obtained. And a signal calculated by an adder, and the output signal is fed back to the substantial torquer of the second gyro to direct the center axis of the antenna to the satellite. And an output signal of the third accelerometer and an output signal of the elevation transmitter are provided. The inclination correction operation unit is provided by the following equation. Antenna pointing apparatus characterized by a calculating the oblique correction value [Delta] [phi A signal indicating the inclination correction value [Delta] [phi A is configured to output to the adder. Δφ A = tan -1 (sin θ · sinx / sin
θ P ) θ: Rotation angle of the antenna with respect to the azimuth gimbal about the elevation axis x: Inclination angle of the elevation axis with respect to the horizontal plane θ P : Inclination angle of the axis perpendicular to both the central axis and the elevation axis of the antenna with respect to the horizontal plane
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