JP3537715B2 - 方位測定補助装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に船舶等に用い
て好適な方位測定補助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】方位測定装置は、周知のように船舶や航
空機あるいは宇宙船等において進行方位を計測するもの
である。この方位測定装置は、一般的にジャイロスコー
プを利用したものが主流であるが、船舶に用いる方位測
定装置においては、近年の技術進歩によりＧＰＳ（Glob
al Positioning System）を利用して比較的良好な精度
の方位測定装置（以下、ＧＰＳ方位測定装置という）を
構成することが可能になってきた。

【０００３】このＧＰＳ方位測定装置は、船舶に所定の
位置関係を有する２本のＧＰＳアンテナを設置し、これ
らＧＰＳアンテナによって単一のＧＰＳ衛星から発信さ
れた電波を受信することによって各々のＧＰＳアンテナ
とＧＰＳ衛星との各距離を算出し、これら距離とＧＰＳ
アンテナの位置関係に基づいて幾何学的に船舶の進行方
位を算出（測定）するものである。なお、このような船
舶用のＧＰＳ方位測定装置では、ＧＰＳアンテナを３本
設けることにより、船体のピッチ角及びロール角を測定
するものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
船舶用のＧＰＳ方位測定装置は、上述したようにＧＰＳ
衛星から受信される電波を利用して進行方位を測定する
ので、例えばＧＰＳ衛星と船舶との間に存在する遮蔽物
等によって船舶において一時的に電波が受信できない場
合に、進行方位を測定することができない状態（方位測
定不能状態）に至る。現実問題として、このような方位
測定不能状態は、ランダムなタイミングで一時的に発生
するものであるが、艦艇のように常に正確な進行方位、
ピッチ角及びロール角の情報を必要とする船舶において
は、解決しなければならない極めて重要な問題である。

【０００５】一方、このようなＧＰＳ方位測定装置を搭
載する船舶には、磁気コンパス等の安価かつ簡易的な方
位測定装置（簡易方位測定装置）が搭載されている。こ
のような簡易方位測定装置は、ジャイロスコープを利用
した自立方式の方位測定装置であり、ＧＰＳ方位測定装
置に比較して精度は低いものの、船舶の進行方位を常時
測定することができる。上述した方位測定不能状態にお
いて、簡易方位測定装置をＧＰＳ方位測定装置の代替え
として補完的に用いることが考えられる。しかし、本願
発明者の検討では、方位測定不能状態の開始時刻や終了
時刻を正確に検出することが困難であり、簡易方位測定
装置を適切なタイミングでＧＰＳ方位測定装置の補完に
供することができないという問題点がある。

【０００６】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、以下の点を目的としている。 （１）ＧＰＳを用いた方位測定における方位測定不能状
態を的確に補完する。 （２）ＧＰＳを用いた方位測定において方位測定不能状
態の開始時刻や終了時刻を正確に検出する。 （３）上記補完を低コストで実現する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、第１の手段として、測定対象物に搭載
されたＧＰＳ方位測定装置が方位測定不能状態に至る
と、ＧＰＳ方位測定装置のＧＰＳ測定結果を同じく測定
対象物に搭載された簡易方位測定装置の簡易測定結果に
よって補完する方位測定補助装置において、選択制御信
号に基づいて前記ＧＰＳ測定結果あるいは簡易測定結果
の何れか一方を択一的に選択して出力する選択部と、Ｇ
ＰＳ測定結果と簡易測定結果との差異及びＧＰＳ測定結
果の微分値に基づいて前記方位測定不能状態の開始時刻
と終了時刻とを検出して前記選択制御信号を生成する判
定部とを具備する手段を採用する。

【０００８】第２の手段として、測定対象物に搭載され
たＧＰＳ方位測定装置のＧＰＳ測定結果が方位角を示す
ＧＰＳ方位角信号として与えられ、かつ、同じく測定対
象物に搭載された簡易方位測定装置の簡易測定結果が方
位角の変化率を示す簡易変位率信号として与えられ、Ｇ
ＰＳ方位測定装置が方位測定不能状態に至ると、前記Ｇ
ＰＳ方位角信号を簡易変位率信号に基づいて補完する方
位測定補助装置において、選択制御信号に基づいて前記
ＧＰＳ方位角信号あるいは加算器から出力される補間用
変位角信号の何れか一方を択一的に選択し、実用方位角
信号として外部に出力する選択部と、前記実用方位角信
号を一定時間遅延させて前記加算器に出力する遅延部
と、該遅延部の出力信号と簡易変位率信号とを加算して
前記選択部に出力する前記加算器と、ＧＰＳ方位角信号
と簡易変位率信号の積分信号との差異及びＧＰＳ方位角
信号の微分信号に基づいて前記方位測定不能状態の開始
時刻と終了時刻とを検出して前記選択制御信号を生成す
る判定部とを具備する手段を採用する。

【０００９】第３の手段として、上記第２の手段におい
て、ＧＰＳ方位角信号を微分してＧＰＳ変位率信号を出
力する微分器と、前記ＧＰＳ変位率信号を積分して再生
ＧＰＳ方位角信号を出力すると共に、選択制御信号によ
って積分動作がリセットされる第１の積分器と、簡易変
位率信号を積分して簡易方位角信号を出力すると共に、
選択制御信号によって積分動作がリセットされる第２の
積分器と、測定対象物の最高旋回速度を越える値に予め
設定された変位率しきい値と前記ＧＰＳ変位率信号との
比較結果をＧＰＳ変位率検出信号として出力する第１の
コンパレータと、前記再生ＧＰＳ方位角信号と簡易方位
角信号との差の絶対値を方位差信号として出力する方位
差信号生成部と、前記方位差信号と所定の方位差しきい
値とを比較することにより、方位差信号（ｈ）が方位差
しきい値よりも小さくなる時刻を検出し方位差検出信号
として出力する第２のコンパレータと、前記ＧＰＳ変位
率検出信号及び方位差検出信号に基づいて選択制御信号
を生成する選択制御信号生成部とから判定部を構成する
という手段を採用する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わる方位測定補助装置の一実施形態について説明す
る。なお、本実施形態は、上述したＧＰＳ方位測定装置
及び簡易方位測定装置を備えた船舶に本発明を適用した
ものであり、ＧＰＳ方位測定装置からは船舶の進行方位
を示すＧＰＳ方位角信号（ＧＰＳ測定結果）が測定値と
して出力され、また簡易方位測定装置からは単位時間あ
たりの方位変化率を示す簡易変位率信号（簡易測定結
果）が測定値として出力される場合に関するものであ
る。

【００１１】図１は、本実施形態の機能構成を示すブロ
ック図である。この図において、符号Ｓは方位測定補助
装置、１は選択部、２は遅延部、３は加算器、４は判定
部である。方位測定補助装置Ｓは、この図に示すよう
に、ＧＰＳ方位角信号ａと簡易変位率信号ｂとを入力と
し、実用方位角信号ｃを外部、例えば操舵室の表示装置
に出力するものである。この実用方位角信号ｃは、当該
船舶の実際の操船に共されるものである。

【００１２】選択部１は、ＧＰＳ方位測定装置から出力
されたＧＰＳ方位角信号ａと加算器３から出力された補
間用変位角信号ｄの何れか一方を判定部４から入力され
た選択制御信号ｅに基づいて選択し、上記実用方位角信
号ｃとして外部に出力するものである。遅延部２は、実
用方位角信号ｃを所定時間遅延させて加算器３に供給す
るものである。加算器３は、上記遅延部２の出力信号と
簡易方位測定装置から出力された簡易変位率信号ｂとを
加算して選択部１に出力するものである。また、判定部
４は、上記ＧＰＳ方位角信号ａと簡易変位率信号ｂとを
入力とし、後述する処理に基づいて選択制御信号ｅを生
成して選択部１に出力するものである。

【００１３】ここで、上記遅延部２は、選択部１によっ
て補間用変位角信号ｄが選択された場合に、加算器３と
選択部１とともに簡易変位率信号ｂを積分する積分回路
を構成する。すなわち、選択部１によって補間用変位角
信号ｄが選択された場合、遅延部２、加算器３及び選択
部１によって帰還ループが形成されるので、上記積分回
路が構成される。

【００１４】図２は、上記判定部４の詳細構成を示すブ
ロック図である。この図に示すように、判定部４は、微
分器４ａ、積分器４ｂ，４ｃ（４ｂ：第１の積分器，４
ｃ：第２の積分器）、コンパレータ４ｄ，４ｅ（４ｄ：
第１のコンパレータ，４ｅ：第２のコンパレータ）、ゲ
ート回路４ｆ、減算器４ｇ、絶対値回路４ｈ及びインバ
ータ４ｉから構成されている。上記微分器４ａは、遅延
回路４ａ1と減算器４ａ2とから構成され、積分器４ｂは
遅延回路４ｂ1と加算器４ｂ2とから構成され、また積分
器４ｃは、遅延回路４ｃ1と加算器４ｃ2とからそれぞれ
構成されている。

【００１５】微分器４ａは、ＧＰＳ方位角信号ａを時間
微分して加算器４ｂ2の一方の入力端及びコンパレータ
４ｄの＋入力端に出力するものである。この微分器４ａ
は、上記ＧＰＳ方位角信号ａを減算器４ａ2の一方の入
力端に入力すると共に、該減算器４ａ2の出力信号を遅
延回路４ａ1で一定時間遅延させて減算器４ａ2の他方の
入力端に入力することにより、ＧＰＳ方位角信号ａから
減算器４ａ2の出力の遅延信号を順次減算（微分）し、
減算器４ａ2の出力をＧＰＳ変位率信号ｆとして出力す
る。

【００１６】積分器４ｂは、上記ＧＰＳ変位率信号ｆを
時間積分して減算器４ｇの一方の入力端に出力するもの
である。この積分器４ｂは、ＧＰＳ変位率信号ｆを加算
器４ｂ2の一方の入力端に入力すると共に、該加算器４
ｂ2の出力信号を遅延回路４ｂ1で一定時間遅延させて加
算器４ｂ2の他方の入力端に入力することにより、変位
率信号ｆに遅延回路４ｂ1の出力信号を順次加算（積
分）し、遅延回路４ｂ1の出力を再生ＧＰＳ方位角信号
ａ’（上記微分器４ａによって微分されたＧＰＳ方位信
号ａの再生信号）として減算器４ｇに出力する。

【００１７】積分器４ｃは、上記簡易変位率信号ｂを時
間積分して減算器４ｇの他方の入力端に出力するもので
ある。この積分器４ｃは、簡易変位率信号ｂを加算器４
ｃ2の一方の入力端に入力すると共に、該加算器４ｃ2の
出力信号を遅延回路４ｃ1で一定時間遅延させて加算器
４ｃ2の他方の入力端に入力することにより、簡易変位
率信号ｂに遅延回路４ｃ1の出力信号を順次加算（積
分）し、遅延回路４ｃ1の出力を簡易方位角信号ｇとし
て減算器４ｇに出力する。

【００１８】加算器４ｇは、上記再生ＧＰＳ方位角信号
ａ’を簡易方位角信号ｇから減算して絶対値回路４ｈに
出力するものである。絶対値回路４ｈは、加算器４ｇか
らの入力信号の絶対値を算出し方位差信号ｈとしてコン
パレータ４ｅの＋入力端に出力するものである。なお、
この加算器４ｇと絶対値回路４ｈとは、方位差信号生成
部４ｊを構成するものである。コンパレータ４ｅは、−
入力端に方位差しきい値が入力されるようになってお
り、方位差信号ｈを当該方位差しきい値と比較した結果
を方位差検出信号ｉとしてインバータ４ｉに出力する。

【００１９】すなわち、この方位差検出信号ｉは、再生
ＧＰＳ方位角信号ａ’と簡易方位角信号ｇとの差の絶対
値が方位差しきい値よりも大きい場合はハイレベル
「１」となり、上記絶対値が方位差しきい値よりも小さ
い場合には、ローレベル「０」となる。インバータ４ｉ
は、このような方位差検出信号ｉを反転し、反転方位差
検出信号ｉ’としてゲート回路４ｆの入力端Ｂに出力す
る。なお、上記方位差しきい値は、後述するように当該
方位測定補助装置Ｓの性能を規定するものであり、実験
的に設定されるものである。

【００２０】一方、コンパレータ４ｄは、−入力端に変
位率しきい値が入力されるようになっており、上記＋入
力端に入力されたＧＰＳ変位率信号ｆを当該変位率しき
い値と比較した結果をＧＰＳ変位率検出信号ｊとしてゲ
ート回路４ｆの入力端Ａに出力するものである。この変
位率しきい値は、船舶の最高旋回速度を多少越える値に
設定されれている。

【００２１】ゲート回路４ｆは、入力端Ａに入力される
ＧＰＳ変位率検出信号ｊ及び入力端Ｂに入力される反転
方位差検出信号ｉ’の状態（つまり０：ローレベルある
いは１：ハイレベル）に応じて、出力端Ｑの状態が一義
的に決定される一種の順序回路である。当該ゲート回路
４ｆは、Ａ＝Ｂ＝０（ローレベル）及びＡ＝Ｂ＝１（ハ
イレベル）の場合はＱ＝Ｑ0（状態維持）、Ａ＝０，Ｂ
＝１の場合はＱ＝０（リセット）、またＡ＝１，Ｂ＝０
の場合はＱ＝１（セット）に状態設定されるように構成
されている。

【００２２】このゲート回路４ｆの出力端Ｑの状態は、
上述した選択制御信号ｅとして選択部１に供給されると
共に、積分器４ｂ，４ｃの各遅延回路４ｂ1，４ｃ1に遅
延リセット信号として供給される。すなわち、各積分器
４ｂ，４ｃは、遅延リセット信号が「１」（ハイレベ
ル）の場合にＧＰＳ変位率信号ｆ及び簡易変位率信号ｂ
の積分を中止してリセット状態（再生ＧＰＳ方位角信号
ａ’＝無信号）となり、遅延リセット信号が「０」（ロ
ーレベル）の場合には、ＧＰＳ変位率信号ｆ及び簡易変
位率信号ｂの積分を行う。なお、このゲート回路４ｆと
上記インバータ４ｉとは、選択制御信号生成部４ｋを構
成するものである。

【００２３】次に、このように構成された方位測定装置
の動作について、図３に示すタイミングチャートを参照
して説明する。

【００２４】まず始めに、上記判定部４の動作について
説明する。図３において、上から（ａ）はＧＰＳ方位角
信号ａ、（ｊ）はＧＰＳ変位率検出信号ｊ、（ａ’）は
再生ＧＰＳ方位角信号ａ’、（ｇ）は簡易方位角信号
ｇ、（ｅ）は選択制御信号ｅ、（ｃ）は実用方位角信号
ｃの各波形を示している。波形（ａ）において、直線的
に方位角が変化している部位Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3は、船舶が
所定速度で旋回している状態を示しており、また部位Ｎ
Ｇ1，ＮＧ2，ＮＧ3は、上記部位Ｌ1，Ｌ2，Ｌ3つまり船
舶の旋回途中において、ＧＰＳ衛星からの電波が一時的
に途切れたために船体の正常な方位角を測定できない状
態（方位測定不能状態）を示している。

【００２５】これら部位ＮＧ1，ＮＧ2，ＮＧ3に示すよ
うに、方位測定不能状態の開始時刻ｔ1，ｔ3，ｔ5と終
了時刻ｔ2，ｔ4，ｔ6とにおいては、方位角が極めて急
激に変化するように計測される。この方位角の変化率
（つまり変位率）は、当該船舶の最高旋回速度を遙かに
越える、つまり上記変位率しきい値よりも十分い大きな
ものである。なお、波形（ａ）において、部位Ｐ1，Ｐ2
は、実際の方位角の測定値を示すものではなく、表示装
置の性質上方位角が大きく変化するように示されている
だけである。

【００２６】このようなＧＰＳ方位角信号ａを上述した
微分器４ａによって微分すると、方位角が急激に変化す
る各時刻ｔ1〜ｔ6においてＧＰＳ変位率信号ｆにパルス
が生じる。このパルスの各レベルは、ＧＰＳ方位角信号
ａの変位率に比例する値となる。このようなＧＰＳ変位
率信号ｆをコンパレータ４ｄによって変位率しきい値と
比較することにより、ＧＰＳ方位角信号ａにおいて当該
船舶の最高旋回速度を超える変位率の部位を波形（ｊ）
に示すように、各時刻ｔ1〜ｔ5におけるパルス列ｋ1〜
ｋ5として検出することができる。

【００２７】ここで、時刻ｔ6は、上記方位測定不能状
態ＮＧ3の終了時刻であるが、波形（ａ）に示するよう
に、当該終了時刻ｔ6の前後における変位角に大きな差
異がないために、当該終了時刻ｔ6においてＧＰＳ変位
率信号ｆには、変位率しきい値を越えるようなレベルの
パルスが発生せず、したがってコンパレータ４ｄから出
力されるＧＰＳ変位率検出信号ｊにパルスが立たない。

【００２８】このように、方位測定不能状態ＮＧ3の終
了時刻ｔ6においては、前後における変位角に大きな差
異が生じない場合があるため、当該終了時刻ｔ6を正確
に検出できない。この結果、コンパレータ４ｄの比較処
理によって得られるＧＰＳ変位率検出信号ｊは、各方位
測定不能状態ＮＧ1〜ＮＧ3の開始時刻ｔ1，ｔ3，ｔ5と
終了時刻ｔ2，ｔ4，ｔ6とを正確に反映するものとなら
ない。本実施形態は、このようなＧＰＳ変位率検出信号
ｊの問題点を反転方位差検出信号ｉ’とゲート回路４ｆ
を用いて以下のように解消するものである。

【００２９】すなわち、ＧＰＳ方位角信号ａにおける方
位測定不能状態ＮＧ1〜ＮＧ3の各方位角は、波形（ａ）
に示すように本来の方位角に対して異なる測定値となっ
ている。これに対して、簡易方位測定装置から出力され
る簡易変位率信号ｂは、ＧＰＳ方位測定装置にＧＰＳ衛
星の電波が正常に受信されている正常時のＧＰＳ方位角
信号ａよりも精度が落ちるものの、上記電波の受信の有
無に係わらず自立的に船舶の方位変化に応じた変位率を
示している。したがって、簡易変位率信号ｂを積分器４
ｃで積分して得られた簡易方位角信号ｇは、ＧＰＳ方位
角信号ａに対して精度は落ちるものの、波形（ｇ）に示
すように船舶の本来の方位角を所定精度で忠実に示すも
のである。

【００３０】このような事情から、積分器４ｂによって
ＧＰＳ変位率信号ｆを積分して得られる再生ＧＰＳ方位
角信号ａ’を簡易方位角信号ｇから減算かつ絶対値と取
って得られる方位差信号ｈは、再生ＧＰＳ方位角信号
ａ’と簡易方位角信号ｇとの差異がある程度大きい場合
には方位差しきい値よりも大きな値となり、再生ＧＰＳ
方位角信号ａ’と簡易方位角信号ｇとの差異が小さくな
ると方位差しきい値よりも小さな値となる。すなわち、
方位測定不能状態ＮＧ1，ＮＧ2，ＮＧ3において、方位
差検出信号ｉは、再生ＧＰＳ方位角信号ａ’と簡易方位
角信号ｇとの差異がある程度大きい場合はハイレベル
「１」となり、この差異が小さくなる（あるいは０とな
る）とローレベル「０」となる。

【００３１】反転方位差検出信号ｉ’は、このような方
位差検出信号ｉをインバータ４ｉによって位相反転する
ことにより得られるので、再生ＧＰＳ方位角信号ａ’と
簡易方位角信号ｇとの差異が大きい場合はローレベル
「０」となり、小さい場合（あるいは０の場合）にはハ
イレベル「１」となる。すなわち、反転方位差検出信号
ｉ’は、再生ＧＰＳ方位角信号ａ’と簡易方位角信号ｇ
との差異がある範囲内に収束した状態（あるいは０にな
った状態）、つまり方位測定不能状態ＮＧ3の終了時刻
ｔ6を検出するものである。

【００３２】上述したようにＧＰＳ変位率検出信号ｊ
は、上記終了時刻ｔ6を示すものではないが、ゲート回
路４ｆは、当該終了時刻ｔ6を示す反転方位差検出信号
ｉ’と当該ＧＰＳ変位率検出信号ｊを入力とすることに
より、波形（ｃ）に示すように、各受信不能状態の開始
時刻ｔ1，ｔ3，ｔ5及び終了時刻ｔ2，ｔ4，ｔ6に準じた
選択制御信号ｃを出力する。すなわち、本実施形態の判
定部４は、このような選択制御信号ｃを選択部１に供給
することができる。

【００３３】選択制御信号ｃは、波形（ｃ）に示すよう
に、ＧＰＳ方位角信号ａの部位ＮＧ1，ＮＧ2，ＮＧ3に
おいてローレベル「０」となり、これ以外の正常部位で
はハイレベル「１」となる、これに対して、選択部１
は、選択制御信号ｃがハイレベル「１」の場合は正常状
態にあるＧＰＳ方位角信号ａを選択することにより実用
方位角信号ｃとして出力し、選択制御信号ｃがローレベ
ル「０」の場合には、加算器３から入力された補間用変
位角信号ｄを実用方位角信号ｃとして出力する。

【００３４】ここで、選択部１が補間用変位角信号ｄを
選択すると、遅延部２と加算器３とが選択部１を介して
ループ接続されるので、上述した積分回路が形成され
る。当該積分回路は、選択部１の出力端と加算器３の入
力端との間に遅延部２が介挿されているので、選択部１
が補間用変位角信号ｄを選択する直前のＧＰＳ方位角信
号ａの方位角を初期値として積分動作する。この結果、
ＧＰＳ方位角信号ａの方位測定不能状態ＮＧ1，ＮＧ2，
ＮＧ3は、波形（ｄ）に示すように、簡易変位率信号ｂ
を積分して得られる上記簡易方位角信号ｇと同等の信号
によって連続性良く補間される。

【００３５】このように、本実施形態によれば、ＧＰＳ
方位測定装置の方位測定不能状態ＮＧ3の終了時刻ｔ6を
正確に検出することができるので、ＧＰＳ方位角信号ａ
を簡易変位率信号ｂを用いて的確に補完することができ
る。したがって、ＧＰＳ方位測定装置の実用性を向上さ
せることが可能である。

【００３６】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、以下のような変形が考えられる。上記
実施形態では、船舶の進行方位を示すＧＰＳ方位角信号
がＧＰＳ測定結果としてＧＰＳ方位測定装置から入力さ
れ、また簡易方位測定装置からは単位時間あたりの方位
変化率を示す簡易変位率信号が簡易測定結果として入力
される場合について説明したが、本発明の要旨は、ＧＰ
Ｓ方位測定装置のＧＰＳ測定結果と簡易方位測定装置の
簡易測定結果との比較に基づいて、ＧＰＳ測定結果の微
分値に基づいて検出できない方位測定不能状態の開始時
刻あるいは終了時刻を検出しようとするものである。

【００３７】したがって、上記ＧＰＳ測定結果及び簡易
測定結果は、他のディメンジョンの信号でも良い。例え
ば、ＧＰＳ測定結果をＧＰＳ変位率信号として当該方位
測定補助装置Ｓに入力するようにしても良く、この場合
には積分器４ａが不要となる。あるいは、簡易測定結果
を簡易方位角信号として当該方位測定補助装置Ｓに入力
するようにしても良く、この場合には積分器４cの前段
に微分器を挿入する必要が生じる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる方
位測定補助装置は、以下のような効果を奏する。

【００３９】（１）請求項１記載の発明によれば、ＧＰ
Ｓ測定結果の微分値によって検出されなかった方位測定
不能状態の開始時刻あるいは終了時刻は、ＧＰＳ測定結
果と簡易測定結果とを比較することによって検出され
る。したがって、方位測定不能状態の開始時刻及び終了
時刻を正確に示す選択制御信号を生成することができる
ので、ＧＰＳ測定結果を簡易測定結果によって的確に補
完することができると共に、該補完を低コストで実現す
ることができる。

【００４０】（２）請求項２記載の発明によれば、ＧＰ
Ｓ方位角信号の微分信号によって検出されなかった方位
測定不能状態の開始時刻あるいは終了時刻は、ＧＰＳ方
位角信号と簡易変位率信号の積分信号との比較に基づい
て検出される。したがって、方位測定不能状態の開始時
刻及び終了時刻を正確に示す選択制御信号を生成するこ
とができるので、ＧＰＳ方位角信号を簡易変位率信号に
基づいて的確に補完することができる。また、実用方位
角信号を一定時間遅延させて加算器に出力する遅延部
と、該遅延部の出力信号と簡易変位率信号とを加算して
選択部に出力する加算器とを備えるので、選択部が選択
制御信号に基づいて上記加算器の出力を選択した場合
に、該選択直前のＧＰＳ方位角信号を初期値として簡易
変位率信号が積分されるので、ＧＰＳ方位角信号は、簡
易変位率信号の積分信号によって連続性良く補間され
る。

【００４１】（３）請求項３記載の発明によれば、第１
のコンパレータによって、測定対象物の最高旋回速度を
越えるＧＰＳ変位率信号の部位が方位測定不能状態の開
始時刻あるいは終了時刻として検出される。また、第２
のコンパレータによって、再生ＧＰＳ方位角信号と簡易
方位角信号との差の絶対値（すなわち方位差信号）が方
位差しきい値よりも小さくなる時刻が方位測定不能状態
の開始時刻あるいは終了時刻として検出される。したが
って、第１のコンパレータによって検出されなかった方
位測定不能状態の開始時刻あるいは終了時刻は、第２の
コンパレータによって検出されるので、方位測定不能状
態の開始時刻及び終了時刻を正確に示す選択制御信号を
生成することが可能であり、よってＧＰＳ方位角信号を
簡易変位率信号に基づいて的確に補完することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の要部の機能構成を示す
ブロック図である。

【図２】 本発明の一実施形態における判定部の詳細機
能構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明の一実施形態の動作を説明するための
タイミングチャートである。

【符号の説明】

１……選択部 ２……遅延部 ３，４ｂ2，４ｃ2……加算器 ４……判定部 ４ａ……微分器 ４ａ1，４ｂ1，４ｃ1……遅延回路 ４ｂ……積分器（第１の積分器） ４ｃ……積分器（第２の積分器） ４ｄ……コンパレータ（第１のコンパレータ） ４ｅ……コンパレータ（第２のコンパレータ） ４ｆ……ゲート回路（選択制御信号生成部） ４ａ2……減算器 ４ｇ……減算器（方位差信号生成部） ４ｈ……絶対値回路（方位差信号生成部） ４ｉ……インバータ（選択制御信号生成部） ａ……ＧＰＳ方位角信号（ＧＰＳ測定結果） ａ’……再生ＧＰＳ方位角信号 ｂ……簡易変位率信号（簡易測定結果） ｃ……実用方位角信号 ｄ……補間用変位角信号 ｅ……選択制御信号 ｆ……ＧＰＳ変位率信号 ｇ……簡易方位角信号 ｈ……方位差信号 ｉ……方位差検出信号 ｉ’……反転方位差検出信号 ｊ……ＧＰＳ変位率検出信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−245075（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245076（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122816（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−283615（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−147910（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−258086（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−104015（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 5/14 G01C 21/00 G08G 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物に搭載されたＧＰＳ方位測定
   装置が方位測定不能状態に至ると、ＧＰＳ方位測定装置
   のＧＰＳ測定結果を同じく測定対象物に搭載された簡易
   方位測定装置の簡易測定結果によって補完する方位測定
   補助装置において、 選択制御信号（ｅ）に基づいて前記ＧＰＳ測定結果ある
   いは簡易測定結果の何れか一方を択一的に選択して出力
   する選択部（１）と、 ＧＰＳ測定結果と簡易測定結果との差異及びＧＰＳ測定
   結果の微分値に基づいて前記方位測定不能状態の開始時
   刻と終了時刻とを検出して前記選択制御信号（ｅ）を生
   成する判定部（４）と、 を具備することを特徴とする方位測定補助装置。
2. 【請求項２】 測定対象物に搭載されたＧＰＳ方位測定
   装置のＧＰＳ測定結果が方位角を示すＧＰＳ方位角信号
   （ａ）として与えられ、かつ、同じく測定対象物に搭載
   された簡易方位測定装置の簡易測定結果が方位角の変化
   率を示す簡易変位率信号（ｂ）として与えられ、ＧＰＳ
   方位測定装置が方位測定不能状態に至ると、前記ＧＰＳ
   方位角信号（ａ）を簡易変位率信号（ｂ）に基づいて補
   完する方位測定補助装置において、 選択制御信号（ｅ）に基づいて前記ＧＰＳ方位角信号
   （ａ）あるいは加算器（３）から出力される補間用変位
   角信号（ｄ）の何れか一方を択一的に選択し、実用方位
   角信号（ｃ）として外部に出力する選択部（１）と、 前記実用方位角信号（ｃ）を一定時間遅延させて前記加
   算器（４）に出力する遅延部（２）と、 該遅延部（２）の出力信号と簡易変位率信号（ｂ）とを
   加算して前記選択部（１）に出力する前記加算器（３）
   と、 ＧＰＳ方位角信号（ａ）と簡易変位率信号（ｂ）の積分
   信号との差異及びＧＰＳ方位角信号の微分信号に基づい
   て前記方位測定不能状態の開始時刻と終了時刻とを検出
   して前記選択制御信号（ｅ）を生成する判定部（４）
   と、 を具備することを特徴とする方位測定補助装置。
3. 【請求項３】 判定部（４）は、 ＧＰＳ方位角信号（ａ）を微分してＧＰＳ変位率信号
   （ｆ）を出力する微分器（４ａ）と、 前記ＧＰＳ変位率信号（ｆ）を積分して再生ＧＰＳ方位
   角信号（ａ’）を出力すると共に、選択制御信号（ｅ）
   によって積分動作がリセットされる第１の積分器（４
   ｂ）と、 簡易変位率信号（ｂ）を積分して簡易方位角信号（ｇ）
   を出力すると共に、選択制御信号（ｅ）によって積分動
   作がリセットされる第２の積分器（４ｃ）と、 測定対象物の最高旋回速度を越える値に予め設定された
   変位率しきい値と前記ＧＰＳ変位率信号（ｆ）との比較
   結果をＧＰＳ変位率検出信号（ｊ）として出力する第１
   のコンパレータ（４ｄ）と、 前記再生ＧＰＳ方位角信号（ａ’）と簡易方位角信号
   （ｇ）との差の絶対値を方位差信号（ｈ）として出力す
   る方位差信号生成部（４ｊ）と、 前記方位差信号（ｈ）と所定の方位差しきい値とを比較
   することにより、方位差信号（ｈ）が方位差しきい値よ
   りも小さくなる時刻を検出し方位差検出信号（ｉ）とし
   て出力する第２のコンパレータ（４ｅ）と、 前記ＧＰＳ変位率検出信号（ｊ）及び方位差検出信号
   （ｉ）に基づいて選択制御信号（ｅ）を生成する選択制
   御信号生成部（４ｋ）と、 から成ることを特徴とする請求項２記載の方位測定補助
   装置。