JP3668855B2 - Gyro compass - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジャイロコンパスに関し、特に、子午線に対する静止した物体の方位角を計側するための測量用ジャイロコンパス又は地下掘削機の進行方位を検出するためのジャイロコンパスに関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は測量用のジャイロコンパスの使用例を示しており、トランシット301が三脚302の上端の水平台302−1上に装着されており、斯かるトランシット301の上端にジャイロコンパス303が取り付けられている。トランシット301の下面には微調整用のねじ301Aが装着されており、斯かるねじ301Aを調節することによってトランシット301は水平面上に配置される。
【0003】
トランシット301によって対象物の方向と傾斜角が計測され、ジャイロコンパス303によって子午線に対するトランシット301の基線の方位角が計測される。
【0004】
図9を参照して、本願出願人と同一の出願人によって平成4年6月26日付で出願された特願平4−168953に開示された測量用のジャイロコンパスの例を説明する。ジャイロコンパスは、基台310と、該基台310の中心孔310a内に配置された1対の方位軸受312A、312Bと、該方位軸受312A、312Bの内輪に嵌合された方位軸314と、該方位軸314の上部に取り付けられた方位歯車316と、方位軸314の上端部に取り付けられた回転台318と、を有する。
【0005】
方位軸314と方位歯車316と回転台318とジャイロ320とからなる組立体は、一体的に、方位軸314の中心線即ち方位軸線Z−Z周りに回転することができる。
【0006】
基台310は上側のフランジ部310bと下側のフランジ部310cとを有し、上側のフランジ部310bにはステップモータ322とゼロクロスピックアップ326とが装着されている。ステップモータ322の回転軸にはピニオン324が装着され、斯かるピニオン324は方位軸314に取り付けられた方位歯車316に噛み合っており、こうして、ステップモータ322の回転はピニオン324及び方位歯車316を経由して方位軸314に伝達される。
【0007】
ゼロクロスピックアップ326は、例えば、光学式に構成されたものであってよく、斯かる光学式のゼロクロスピックアップ326は、例えば、方位歯車316の下面に装着されたピン326Aと上側のフランジ部310bの上面に装着された発光素子326B及び受光素子326Cとを含むものであってよい。
【0008】
ピン326Aが発光素子326Bと受光素子326Cとの間を通ると、それは発光素子326Bによって発光され受光素子326Cによって受光される光量の変化として検出される。こうして、基台310に対する回転台31の方位基準が検出されることができる。
【0009】
基台310は、その下側のフランジ部310cの下面310dが水平となるように、トランシット301の対応する基準面に装着され、こうして方位軸線Z−Zは鉛直方向即ちZ軸に整合して配置されることとなる。
【0010】
図10及び図11を参照して、ジャイロコンパスによって基台310(トランシット301の基線)の方位角Φを測定する原理を説明する。地球の北半球における地点Pを考える。地点Pを通る子午線が赤道面と交わる点をPO とし、地球の自転軸線をOPN とする。地点Pの緯度λは∠POPOである。地点Pに於ける水平面Hは地球面に対する接平面である。
【0011】
地球の自転角速度ΩE のベクトルは図示のように自転軸線OPN方向を向いている。斯かるベクトルΩE は水平面H上で真北方向(矢印N)の水平成分HER(Horizontal Earth Rate )即ちΩEcosλと垂直成分VER(Vertical Earth Rate )即ちΩE sinλとに分解することができる。
【0012】
図11に示すように、水平面H上に地点Pを原点、真東方向をE軸、真北方向をN軸とする2次元座標をとる。基台10の方位角Φは子午線ONに対する基台10の基準線ORの回転角∠NORであり、回転台318の方位角Φ+φは子午線ONに対する回転台318の基準線OQの回転角∠NOQである。
【0013】
ジャイロ320は回転台318に装着され、且つ、それと共に回転するから、ジャイロ320の入力軸線は回転台318の基準線OQ方向にある。
【0014】
地点Pにおいて、ジャイロコンパスはその方位軸線Z−Zが直方向となるように配置されていると仮定する。斯かる場合、回転台318が回転しても、ジャイロ320の入力軸線O−Qは常に水平面H内にある。
【0015】
従って、自転角速度ΩEベクトルの垂直成分VERはジャイロ320によって検出されず、水平成分HERのみが検出される。
【0016】
自転角速度ΩEベクトルの水平成分HERをジャイロ320の入力軸線O−Q方向(基準線OQ方向)とそれに垂直なO−QT 方向に分解する。水平成分HERの入力軸線O−Q方向の成分はΩEcosλcos(Φ+φ)であり、それに垂直なO−QT方向の成分はΩEcosλsin(Φ+φ)である。
【0017】
ジャイロ320によって検出されるのは、自転角速度ΩE ベクトルの水平成分HERのうち、ジャイロ320の入力軸線O−Q方向の成分ΩEcosλcos(Φ+φ)である。
【0018】
実際にジャイロ320によって出力される角速度Ωは次の数1の式によって表される。
【0019】
【数1】
Ω=(1+ΔF)ΩEcosλcos(Φ+φ)+ΔU
【0020】
ここに、ΩEは地球の自転角速度、λは緯度、Φは基台310の方位角、φは基台310に対する回転台318の回転角である。また、ΔFはスケールファクタ誤差、ΔUはジャイロ320のドリフトである。
【0021】
数1の式によって、基台310の方位角Φを求めるためには、スケールファクタ誤差ΔFとドリフトΔUとをこの式より消去しなければならない。スケールファクタ誤差ΔFとドリフトΔUとを消去して基台310の方位角Φを求める方法が知られている。
【0022】
回転台318を一定角度2π/n毎に(例えばn=6として、60°毎に)回転しては停止し、ジャイロ320の出力角速度Ωを計測する。回転台318を1回転させるとn個の測定値Ωi (i=1〜n)が得られる。斯かる測定値Ωi は数1の式において、
【0023】
【数2】
φ=(2π/n)(i−1)
【0024】
として求められる。したがって、数2の式を数1の式に代入して次の数3の式が得られる。
【0025】
【数3】
Ωi =(1+ΔF)ΩEcosλcos〔Φ+(2π/n)(i−1)〕+ΔU
【0026】
これらn個の角速度Ωi から最小二乗法によって基台310の方位角Φを求めることができる。こうして求めた方位角Φはスケールファクタ誤差ΔF及びドリフトΔUを含まないから、スケールファクタ誤差ΔF及びドリフトΔUが存在しても、基台310の方位角Φが求められる。
【0027】
再び図9を参照して説明する。ジャイロ320に接続された制御ループは、回転制御部340とシークエンサ部342と計測記憶部344と演算出力部346とを有する。
【0028】
回転制御部340はゼロクロスピックアップ326から供給された基準信号とシークエンサ部342から供給された命令信号とによって、例えば、回転台318を回転角度2π/nだけ回転させて停止させるべく命令信号をステップモータ322に供給する。計測記憶部344はジャイロ320より供給されたn個の角速度Ωi 信号を次々に記憶する。
【0029】
演算出力部346は計測記憶部344より供給されたn個の角速度Ωi 信号を使用して、数の式により基台310の方位角Φを演算し、それを出力する。
【0030】
【発明が解決しようとする課題】
従来のジャイロコンパス303は、方位軸線Z−Zが鉛直方向に配されていることを前提として数3の式を用い、方位角Φを算出するものであるため、方位角を計測する前に必ず、トランシット301の下面にある微調節用ねじ301Aを調節し、トランシット301を水平に配置する必要があった。
【0031】
また、従来のジャイロコンパス303を地下掘削装置に使用する場合、地下掘削装置の進路が水平面に対して傾斜している、地下掘削装置が進行するとそれに装着されたジャイロコンパスは傾斜する。このため、掘削に伴い地下掘削装置自体の姿勢が傾斜しても搭載されるジャイロコンパスの基台310を水平に保ち、方位軸線Z−Zが常に鉛直方向を向くようにする必要があるという同様な問題が生ずる。
【0032】
このように基台310が傾いたときも、ジャイロ320により出力される角速度Ωは数1の式によって表されるが、水平台302−1が傾斜していると斯かるジャイロ320の出力角速度Ωの値はそれによる誤差を含むこととなる(図8参照)
【0033】
こうして、ジャイロ320の出力角速度Ωは水平台302−1の傾斜に起因する誤差ΔΩを含むこととなり、基台310の方位角Φの正確な値を得ることはできない。
【0034】
本発明は斯かる点に鑑み、測量中に、ジャイロの入力軸線が水平面に対して傾斜しても、基台の方位角Φを正確に求めることができるジャイロコンパスを提案することにある。
【0035】
【課題を解決するための手段】
本発明のジャイロコンパスは、X軸方向のスピン軸線を有するジャイロとこのジャイロをY軸及びZ軸周りに回転可能に支持する支持装置と、支持装置をY軸周りに回転可能に支持し、基台に垂直な追従軸を有し、この追従軸を通る垂直軸周りに回転可能な追従環と、ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を有し、子午線に対する基台の方位角Φを測定するジャイロコンパスにおいて、追従軸を所定の回転角毎に順次回転させるための回転制御部と、ジャイロによって検出されたY軸周りの角速度ωY 及びZ軸周りの角速度ωZ と追従環の回転角φと東西傾斜計又は東西加速度計により検出される水平面に対するY軸の傾斜角σとを入力して記憶するデータ計測記憶部と、このデータ計測記憶部に記憶されたデータより子午線に対する基台の方位角Φを演算する基台方位演算部と、を有するように構成されているものである
【0036】
また、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、データ計測記憶部に記憶されたデータよりジャイロドリフトを演算するジャイロドリフト演算部を有するように構成されているものである
【0037】
また、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、ジャイロドリフト演算部は上記データ計測記憶部に記憶されたデータより更に東西傾斜計又は東西加速度計のバイアスを演算するように構成されているものである
【0038】
また、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、回転制御部は子午線に対する基台の方位角Φを検出した後に追従軸を反対方向に回転角Φだけ回転させて追従軸の基線が子午線方向を指向するように構成されているものである
【0039】
また、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、東西傾斜計又は東西加速度計のデータによりジャイロドリフト演算部で求められるY軸の傾斜角σより、基台方位演算部は、基台が傾斜したときでも子午線に対する基台の方位角Φを計測することができるように構成されているものである。
【0040】
また、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、ジャイロドリフト演算部からのジャイロドリフトと東西傾斜計又は東西加速度計のバイアスを通常のジャイロコンパス運転の前に自動修正し、ジャイロコンパスの運転も計測された真北方位を指向するように構成されているものである。
【0041】
さらに、本発明は上記記載のジャイロコンパスにおいて、子午線に対する基台の方位角Φを検出した後に追従軸を反対方向に回転角Φだけ回転させて追従軸の基線が子午線方向を指向させることにより、通常のジャイロコンパスの運転前に予めジャイロコンパスが真北を指向しており、且つジャイロドリフト、東西傾斜計又は東西加速度計のバイアスが補正されているため直ちにジャイロコンパスとして使用することができるようにしたものである
【0042】
本発明によるジャイロコンパスはジャイロの支持装置のY軸周りの姿勢を回転駆動するレベル(水平)制御系と追従軸を回転駆動する方位制御系を有し、レベル(水平)制御系によってジャイロのスピン軸線が水平となるように制御され、方位制御系によって追従環の方位角φが設定方位角φS に等しくなるように制御される。
【0043】
従って、ジャイロによって検出されるY軸周りの角速度ωY 及びZ軸周りの角速度ωZ は、求めるべき基台方位Φのほかに、追従環の回転角φと水平面に対するY軸の傾斜角σの情報をんだものとなる
【0044】
斯かるジャイロの出力信号ωY 、ωZ より基台方位Φを求めるためには、先ず追従環を所定の角度だけ順次回転させて、複数の異なる方位角φiに対するデータωYi、ωZi、σi を求めそして、斯かる複数のデータωYi、ωZi、σiより変数φi 、σi を消去することによって基台方位Φが求められる。
【0045】
本発明によると、通常のコンパスモードに先立って作動するアラインメントモードが組み込まれている。斯かるアラインメントモードによると、基台方位Φが求められ、追従環は回転角Φだけ反対方向に回転される。それによって、ジャイロコンパスの指北端は真北を指向する。
【0046】
本発明によると、アラインメントモードによりジャイロドリフトが計測されて補正される。従って、アラインメントモードにて指向されたジャイロコンパスの指北端は真北を指向しており、その後のジャイロコンパス運転でも高精度に真北に指向された状態にて運転される。
【0047】
【発明の実施の形態】
先ず図1を参照して本発明のジャイロコンパスの概略を説明する。本例のジャイロコンパスは測量用に構成されている。
【0048】
本例のジャイロコンパスは図1の右側に示すように、フレックスジャイロ又はTDG(Tuned Dry Gyro)よりなるジャイロであるTDG11とブロック13と追従環15と基台10とを有する。追従環15は基台10に対して垂直に立設される追従軸(方位軸)17周りに回転可能に装着され、TDG11は追従環15に対して水平軸13A、13B周りに回転可能に装着されている。こうしてTDG11は取り付け面に平行な水平軸13A、13Bと取り付け面に垂直な追従軸17の2軸周りに回転可能である。
【0049】
以下での説明のため、TDG11のスピン軸線が水平方向に向いているとき、追従軸17に沿ってZ軸、水平軸13A,13Bに沿ってY軸、両者に垂直にX軸をとる。このとき、TDG11のスピン軸線はX軸方向である。
【0050】
図1の左側に示すように、追従軸17には方位サーボモータ29及び方位発信器31が装着されており、方位サーボモータ29によってTDG11は追従軸17周りに回転し、方位発信器31によって追従軸17周りの回転角φが検出される。
【0051】
TDG11はYジャイロ及びZジャイロを有し、YジャイロはY軸周りの回転角速度ωY を検出し、ZジャイロはZ軸周りの回転角速度ωZ を検出する。
【0052】
ブロック13には南北傾斜計又は南北加速度計と東西傾斜計又は東西加速度計が装着されている。南北傾斜計は水平面に対するTDG11のスピン軸線のY軸周りの回転傾斜角θを検出し、東西傾斜計は水平面に対するTDG11のスピン軸線のX軸周りの回転傾斜角σを検出する。東西傾斜計によって出力されるX軸周りの傾斜角σは、水平面に対する基台10又は取り付け面のX軸周りの傾斜角σを表す。
【0053】
本例のジャイロコンパスは更にレベル制御系と方位制御系を有し、レベル制御系はY軸周りの回転傾斜角θを検出する南北傾斜計の出力信号がゼロとなるように作用し、方位制御系は方位発信器31の出力信号φが設定方位φS に等しくなるように作用する。
【0054】
本例のジャイロコンパスは更に回転制御部71とシークエンサ部72とデータ計測記憶部73と基台方位演算部74とドリフト演算部75とを有するが、これらについては後に説明する。
【0055】
本例のジャイロコンパスは測量用に使用するものとし、ジャイロコンパスの取り付け面又は基台の傾斜運動は極めて遅く、Y軸周りの回転角速度及びX軸周りの回転角速度はゼロ、即ち、dθ/dt=0、dσ/dt=0とする。
【0056】
先ず、図10、図12及び図13を参照して本例のジャイロコンパスによって基台方位Φを測定する原理を説明する。図10を参照して説明したように緯度λの地点Pに水平面Hを考え、斯かる水平面H上に横軸を東西軸(EW軸)、縦軸を南北軸(NS軸)とする2次元座標をとる。
【0057】
図12は本例のジャイロコンパスが水平面H上に配置された場合、即ち、基台10のX軸周りの回転傾斜角σはゼロ、σ=0である場合を示す。基台10の方位角Φは子午線ONに対する基台10の基準線ORの回転角∠NORであり、ジャイロのスピン軸線OX1 の方位角φ+Φは子午線ONに対するスピン軸線OX1の回転角∠NOX1である。
【0058】
TDG11はX軸、Y軸及びZ軸を有し、Y軸方向の入力軸線を有するYジャイロ及びZ軸方向の入力軸線を有するZジャイロを有する。
【0059】
従って、Yジャイロの入力軸線OY1 は図示のようにジャイロのスピン軸線OX1 に垂直であり、Zジャイロの入力軸線OZ1 はジャイロのスピン軸線OX1 及びYジャイロの入力軸線OY1 の双方に垂直であり、紙面に対して垂直である。
【0060】
図10を参照して説明したように、地点Pにおける地球自転角速度ΩEは、水平方向成分ΩE cos λと垂直方向成分ΩE sin λに分解することができる。従って、Yジャイロ及びZジャイロが検出する角速度ωY、ωZ は次のように表される。UY 、UZ はそれぞれジャイロのドリフトである。
【0061】
【数4】
ωY =−ΩE cosλsin(Φ+φ) +UY
ωZ =−ΩEsinλ+UZ
【0062】
図13は本例のジャイロコンパスが水平面Hに対してX軸周りに回転傾斜した場合のYZ面を表す。基台10はX軸周りに傾斜角度σだけ傾斜しており、Yジャイロの入力軸線OY2 及びZジャイロの入力軸線OZ2 はそれぞれ水平方向OY1及び垂直方向OZ1 に対して角度σだけ傾斜している。尚、レベル制御系の作動によってY軸周りの傾斜角θはゼロである。従って、Yジャイロ及びZジャイロの検出する角速度ωY、ωZ は次のように表される。
【0063】
【数5】
ωY =ΩE sinλsinσ−ΩE cosλsin(Φ+φ)cosσ
+mgsinσ+qgcosσ+UY
ωZ =−ΩEsinλcosσ−ΩE cosλsin(Φ+φ)sinσ
−mgcosσ+qgsinσ+UY
【0064】
ここに、ΩEは地球の自転角速度、λは緯度、σは水平面Hに対する基台10のX軸周りの傾斜角、Φは基台方位、即ち、基台10の基準線ORの子午線に対する方位角、φはジャイロコンパスの方位、即ち、基台10に対するジャイロコンパスの回転角、UY 、UZ はそれぞれジャイロのドリフトである。更に、mgはジャイロロータの重心の偏倚に起因するマスアンバランス、qgは相手軸の入力角速度変化に起因するクロストーク量である。これらはTDG特有の誤差であり、ここではマスアンバランスmgは既知、クロストーク量qgは未知であるとする。
【0065】
水平面Hに対するX軸周りの傾斜角σを基台10のピッチ角α及びロール角βで表すと、次のようになる。尚、ピッチ角αは水平面Hに対する基台10の基準線ORに垂直な軸線周りの回転角、ロール角βは水平面Hに対する基台10の基準線OR周りの回転角、である。
【0066】
【数6】
sinσ= sinβcosφ+ sinαsinφ
【0067】
数5の式より基台10の方位角Φを求めるためにはジャイロのドリフトUY 、UZ を求める必要がある。追従環15を一定の回転角度Δφ=2π/n毎に(nは偶数。例えば、n=6として60°毎に)回転させては停止し、TDG11の2つのジャイロの出力信号ωY、ωZ 及び東西傾斜計の出力信号σを測定する。追従環15を1回転させることによってn組の測定値ωYi、ωZi、σi(i=1〜n)が得られたものとする。これらの測定値のなかで、方位角φが互いに180°異なるデータに注目する。例えば、方位角φのYジャイロの出力信号をωY1、方位角φ+πの場合のYジャイロの出力信号をωY2とすると次のように表される。
【0068】
【数7】
ωY1=ΩE sinλ sinσ0 −ΩEcosλsin(Φ+φ)cosσ0
+mgsinσ0 +qgcosσ0+UY
ωY2=ΩE sinλ sinσ0'−ΩEcosλsin(Φ+φ+π)cosσ0'
+mgsinσ0'+qgcosσ0'+UY
【0069】
ここにσ0 、σ0' はそれぞれ方位角φとφ+πの場合の水平面Hに対する基台10のX軸周りの傾斜角である。この2つの東西傾斜角σ0 、σ0' の間には、幾何学的に次のような関係がある。
【0070】
【数8】
σ0 =−σ0'
【0071】
尚、この関係は数6の式より求めることもできる。これを数7の式に代入すると次の関係が得られる。
【0072】
【数9】
ωY1=ΩE sinλsinσ0 −ΩEcosλsin(Φ+φ)cosσ0
+mgsinσ0 +qgcosσ0+UY
ωY2=−ΩE sinλsinσ0 +ΩEcosλsin(Φ+φ)cosσ0
−mgsinσ0 +qgcosσ0 +UY
【0073】
同様な式はZジャイロの出力信号ωZ についても得られる。方位角φのZジャイロの出力信号をωZ1、方位角φ+πの場合のZジャイロの出力信号をωZ2とする。
【0074】
【数10】
ωZ1=−ΩE sinλcosσ0 −ΩEcosλsin(Φ+φ)sinσ0
−mgcosσ0 +qgsinσ0 +UZ
ωZ2=−ΩE sinλcosσ0 −ΩEcosλsin(Φ+φ)sinσ0
−mgcosσ0 −qgsinσ0+UZ
【0075】
ここで、簡略化のため、マスアンバランスmg及びクロストーク量qgを無視するものとする。数9の式及び数10の式より次の関係が求められる。
【0076】
【数11】
ωY1+ωY2=2UY
ωY1−ωY2=2ΩE〔sinλsinσ0 −cosλsin(Φ+φ)cosσ0
ωZ1+ωZ2=−2ΩE〔sinλcosσ0 +cosλsin(Φ+φ)sinσ0 〕+2UZ
【0077】
数11の式の3つの式より基台10の方位角Φ、Yジャイロ及びZジャイロのドリフトUY 、UZ は次の式によって求められる。
【0078】
【数12】
Φ= sin-1〔{sinλsinσ0 −(1/2ΩE)(ωY1−ωY2)}/(cosλcosσ0)〕−φ
Y =(ωY1+ωY2)/2
Z =(ωZ1+ωZ2)/2+ΩE〔sinλcosσ0+cosλsin(Φ+φ)sinσ0
【0079】
次に東西傾斜計又は東西加速度計の出力信号に含まれるバイアスΔσを検出し、傾斜した基台10におけるX軸周りの傾斜角σを検出する方法を説明する。同様に、追従環15を一定の回転角度Δφ=2π/n毎に(nは偶数。例えば、n=6として60°毎に)回転させては停止し、東西傾斜計の出力信号σM を測定する。追従環15を1回転させることによってn組の測定値σMi(i=1〜n)が得られたものとする。これらの測定値のなかで、方位角φが互いに180°異なるデータに注目する。例えば、方位角φの場合の東西傾斜計の出力信号をσM1、方位角φ+πの場合の東西傾斜計の出力信号をσM2とすると次のように表される。
【0080】
【数13】
σM1=σ0 +Δσ
σM2=σ0'+Δσ
【0081】
ここに、σ0 、σ0'は上述のようにバイアスΔσがゼロの場合の方位角φとφ+πの場合の基台10のX軸周りの傾斜角である。この2のX軸周りの傾斜角σ0、σ0'の間には数8の式の関係がある。従って、数13の式より次の関係が得られる。
【0082】
【数14】
σM1−σM2=σ0 −σ0'=2σ0
σM1+σM2=σ0 +σ0'+2Δσ=2Δσ
【0083】
従って、基台10の方位角がφのとき真のX軸周りの傾斜角σ0 及び東西傾斜計のバイアスΔσは次の式によって表される。
【0084】
【数15】
σ0 =(σM1−σM2)/2
Δσ=(σM1+σM2)/2
【0085】
本例によると、追従環15を1回転させることによってn組の測定値ωYi、ωZi、σi (i=1〜n)が得られ、基台10の方位角φが互いに180°異なる測定値はn/2組である。従って、n/2組の測定値からn/2組のデータΦ、UY、UZ 、σ0 、Δσが得られ、これらの平均値又は最小二乗近似値を求めることによって、より確からしいΦ、UY、UZ 、σ0 、Δσの値が得られる。
【0086】
再び図1を参照してレベル制御系と方位制御系を説明する。回転制御部71はTDG11の方位角φが設定方位角φS に等しくなるように機能する。回転制御部71はシークエンサ部72によって生成された設定方位角φSを方位サーボモータ29に供給する。方位サーボモータ29が作動してTDG11を支持する追従環は追従軸(方位軸)周りに回転する。方位発信器31はTDG11の方位角φを検出しそれを回転制御部71に出力する。方位発信器31の出力信号φが設定方位角φSに等しくなると、データ計測記憶部73はTDG11のデータを計測して記憶する。
【0087】
データ計測記憶部73は、Yジャイロ及びZジャイロの出力信号ωY 、ωZ を入力する。Yジャイロ及びZジャイロの出力信号ωY 、ωZ は積分器を経由してデータ計測記憶部73に供給される。積分器からの出力信号SY、SZ は次のように表される。
【0088】
【数16】
Y =−ωY
Z =−ωZ
【0089】
データ計測記憶部73は更に設定方位角φS =φと傾斜角σと東西傾斜計又は東西加速度の出力信号σ M (西側上昇を+とする。)を入力する。次にシークエンサ部72は新たな設定方位角φS=φS−Δφを生成して回転制御部71に供給する。回転制御部71は方位発信器31の出力信号φが新たな設定方位角φS に等しくなるように、方位サーボモータ29を作動する。
【0090】
こうして、方位発信器31の出力信号φが新たな設定方位角φS に等しくなると、データ計測記憶部73はジャイロコンパスのデータを計測して記憶する。こうして、データ計測記憶部73は設定方位角φS毎のデータを記憶する。
【0091】
図2はデータ計測記憶部73の構成例を示す。データ計測記憶部73は多数の記憶部を含み、設定方位角φS =φi 毎にデータSYi、SZi、σi(i=1〜n)を順次記憶する。
【0092】
そして、データ計測記憶部73に記憶された多数のデータφi 、SYi、SZi、σi (i=1〜n)は順次基台方位演算部74及びドリフト演算部75に供給される。ドリフト演算部75は数12の式によってドリフトUY、UZ を演算し、基台方位演算器74は数4の式によって基台方位Φを演算する。
【0093】
次に図3を参照して本発明のジャイロコンパスにおけるアラインメントモードを説明する。本例によると、通常のコンパスモードに先立ってアラインメントモードが作動される。アラインメントモードは基台方位Φを演算し、ジャイロコンパスの方位を真北方向に指向させるように機能する。図3は斯かるアラインメントモードの手順を示す。
【0094】
ステップ201にてアラインメントモードが開始される。アラインメントモード開始時の方位発信器31の方位出力信号φ=φを初期設定方位φS とする。次にステップ202に進み、上述のレベル制御系と方位制御系が作動し、Y軸周りの傾斜角θはゼロとなり、方位発信器31の出力信号φは設定方位φS=φ1に拘束される。次にステップ203に進み、設定方位φS =φ1 の場合の、データSYi、SZi、σiをデータ計測記憶部73に記憶する。上述の例では、φi=φ1 、SYi=SY1、SZi=SZ1、σi=σ1 である。
【0095】
次にステップ204に進み、設定方位φS が360°に等しいか否かを判定する。φS ≠360°ならステップ205に進み、φS +Δφ=φ1+Δφを新たな設定方位φS に置き換える。
【0096】
従って、新たな設定方位φS はφS =φ2 =φ1 +Δφである。ステップ202に進み、再び、レベル制御系と方位制御系が作動し、Y軸周りの傾斜角θはゼロとなり、方位発信器31の出力信号φは設定方位φS=φ2 =φ1 +Δφに等しくなる。即ち、φ=φ2 =φ1 +Δφである。次にステップ203に進み、設定方位φS=φ2 の場合のデータSYi、SZi、φi 、σiをデータ計測記憶部101に記憶する。上述の例では、φi =φ2 、SYi=SY2、SZi=SZ2、σi=σ2 である。
【0097】
次にステップ204に進み、設定方位φS が360°に等しいか否かを判定する。φS ≠360°ならステップ205に進み、φS +Δφを新たな設定方位φSに置き換える。新たな設定方位はφS =φ3 =φ2 +Δφである。
【0098】
こうして、ステップ202、203、204、205を繰り返し、設定方位φS をΔφづつ増加する。ステップ204にてφS =360°ならステップ206に進み、データ計測記憶部73に記憶されたデータを取り出す。斯かるデータよりドリフトUY 、UZ 及び基台方位Φを演算する。
【0099】
最後にステップ207に進み、コンパスモードを開始する前にジャイロコンパスの初期方位を設定する。初期方位はφS0=−Φ とする。即ち、ジャイロコンパスを反対方向に算出された基台方位角Φだけ回転させる。それによって、ジャイロコンパスの基準線は真北方向を向く。このときジャイロドリフト、東西加速度計のバイアス修正を行う。
こうして本例によるアラインメントモードが終了すると、通常のコンパスモードが開始される。アラインメントモードにて予めジャイロドリフト ,U 及び東西加速度計のバイアスΔσの修正がなされているため、その後のコンパスモードでの運転では、ジャイロコンパスの指北端は真北方向を指向することができる。
【0100】
図4に本発明によるジャイロコンパスの構成概要図を示す。本例のジャイロコンパスはフレックスジャイロ又はTDG(Tuned Dry Gyro)11を有し、斯かるTDG11はブロック13に装着されている。
【0101】
ここで図示のように、ブロック13の中心を原点として設定したXYZ座標系を考え、垂直方向にZ軸をとり、水平面内に互いに直交するX軸及びY軸をとる。
【0102】
ジャイロのスピン軸線はX軸に沿って配置され、ジャイロの指北端を図示のようにX軸の正の方向にとると、Y軸は東西方向に沿って配置される。ブロック13はY軸周りに回転可能に追従環15によって支持されており、斯かる追従環15はZ軸に沿った追従軸17を有し、斯かる追従軸17はZ軸周りに回転可能に基台10に装着されている。こうして、ブロック13はY軸及びZ軸の2軸周りに回転可能に支持されている。
【0103】
ブロック13には南北方向の傾斜即ちY軸周りの回転傾斜θを検出する南北傾斜計又は南北加速度計21と東西方向の傾斜即ちX軸周りの回転傾斜σを検出する東西傾斜計又は東西加速度計23が装着されている。
【0104】
更に、追従環15のY軸に沿って水平サーボモータ又は水平DST(ダイレクト・サーボ・トルカ)27が装着され、追従軸17に沿って方位サーボモータ又は方位DST(ダイレクト・サーボ・トルカ)29が装着されている。追従軸17の下方には方位発信器方位エンコーダ31が装着されており、斯かる方位発振器31によって追従軸17のZ軸周りの回転角が検出される。
【0105】
TDG11にはジャイロケースに対するジャイロロータの変位を検出する(図示しない)ピックアップが装着されており、斯かるピックアップはジャイロロータのY軸周りの角度変位及びZ軸周りの角度変位を検出するように配置されている。ジャイロロータのY軸周りの角度変位を検出するピックアップは水平ピックアップと称され、ジャイロロータのZ軸周りの角度変位を検出するピックアップは方位ピックアップと称される。また、TDG11にはジャイロロータをY軸周り及びZ軸周りにトルキングする(図示しない)Yトルカ及びZトルカが設けられている。
【0106】
ジャイロケースとジャイロロータの間に垂直軸線(Z軸)周りの角度変位が生ずると、斯かる角度変位は方位ピックアップによって検出され、斯かる角度変位信号は方位サーボ演算部61に供給される。方位サーボ演算部61よりコンミュテータ制御回路63を介して方位サーボモータ29に駆動信号が供給される。それによってTDG11はZ軸周りに回転駆動され、ジャイロケースとジャイロロータの間の垂直軸線(Z軸)周りの角度変位がゼロとなるように制御される。
【0107】
同様に、ジャイロケースとジャイロロータの間に水平軸線(Y軸)周りの角度変位が生ずると、斯かる角度変位は水平ピックアップによって検出され、斯かる角度変位信号は水平サーボ演算部65に供給される。水平サーボ演算部65より水平サーボモータ27に駆動信号が供給される。それによってTDG11はY軸周りに回転駆動され、ジャイロケースとジャイロロータの間の水平軸線(Y軸)周りの角度変位がゼロとなるように制御される。
【0108】
この作用によってジャイロには水平軸線(Y軸)及び垂直軸線(Z軸)周りのいかなる外乱トルクも印加されない。
【0109】
次に本例のジャイロコンパスの指北作用について説明する。ジャイロコンパスの指北作用は、ジャイロコンパスの取り付け面が水平面上にある場合、TDG11のYトルカによってジャイロロータにY軸周り、即ち水平軸周りにトルクKθ(Kは安定器定数又は指北定数である。)を付与することによって得られる。
【0110】
しかしながら、ジャイロコンパスの取り付け面が東西方向に傾斜した場合、本例のジャイロコンパスの支持機構は東西系の自由度(X軸周りの自由度)がないため、Yトルカ及びZトルカによってジャイロロータに付与すべきトルクKθを分割して付与する必要がある。
【0111】
YトルカによってジャイロロータをY軸周りにトルキングするためのトルキング信号による駆動トルクをTY0とし、ZトルカによってジャイロロータをZ軸周りにトルキングするためのトルキング信号による駆動トルクをTZ0とする。斯かるトルキング信号による駆動トルクY0、TZ0は次の式によって表される。
【0112】
【数17】
Y0=Kθcosσ
Z0=−Kθsinσ
【0113】
ここで、θは南北加速度計21の出力信号(側上昇を+とする。)、σは東西加速度計23の出力信号(西側上昇を+とする。)である。またKは指北定数である。
【0114】
トルキング信号による駆動トルクY0、TZ0 TDG11のYトルカ及びZトルカに供給され、それによってジャイロロータはY軸周りに、即ち水平軸線周りにトルキングされる。このトルキング量は、「スピン軸の水平面に対する傾斜に比例したトルクをジャイロの水平軸周りに加える。」ことになる。こうして、ジャイロに指北力が付与され、ジャイロコンパスが構成される。
【0115】
次に、図5及び図6を参照して本発明のジャイロコンパスの例を説明する。図5は本例のジャイロコンパスの正面構成を示し、図6は本例のジャイロコンパスの平面構成を示す。
以下では、この図5及び図6を説明するにあたり図1及び図4に対応する部分には同一の符号を付し説明する。本例のジャイロコンパスは盤器41と斯かる盤器41に装着された円筒形状のカバー43とを有する。カバー43内にて、TDG11はブロック13に装着されており、ブロック13は追従環15によって水平軸13A、13Bの周り、即ちY軸周りに回転可能に支持されている。ここで盤器41が上述における基台10に対応する。
【0116】
図5に示すように、ブロック13は両側に水平軸13A、13Bを有し、斯かる水平軸13A、13Bは対応して配置された追従環15の軸受け19A、19Bの内輪に嵌合している。斯かるブロック13には、図4及び図6に示すようにX軸に沿って南北傾斜計又は南北加速度計21が装着されている。追従環15には、図4,図5及び図6に示すようにY軸に沿って東西傾斜計又は東西加速度計23と水平サーボモータ27が装着されている。
【0117】
水平サーボモータ27は歯車及びピニオンを使用しないパンケーキ型の直動式であってよく、ブロック13の水平軸13A、13B取り付けられた内側の回転子27−1とそれに対応して追従環15に取り付けられた外側の固定子27−2とを含む。
【0118】
追従環15の下側にはプラットホーム49が装着されており、斯かるプラットホーム49には方位軸即ち追従軸17が装着されている。
【0119】
プラットホーム49の下側にはロータリートランス45と方位サーボモータ29と方位エンコーダ(方位発振器)31が配置されている。ロータリートランス45は盤器41に装着された下側のステータ45−1とプラットホーム49に装着された上側のロータ45−2とを有する。本例によるとスリップリングの代わりにロータリートランス45を使用することによってスリップリングの有する欠点が除去される。
【0120】
方位サーボモータ29は、盤器41に装着された外側の固定子29−1とプラットホーム49に装着された内側の回転子29−2とを有する。方位エンコーダ31は、追従軸17の下端部に装着されたカップリング47に取り付けられた内側の軸部31−1とそれに対応して盤器41に取り付けられた図示しない外側の固定子とを含む。
【0121】
追従環15とプラットホーム49と追従軸17とロータリートランス45のロータ45−2と方位サーボモータ29の回転子29−1と方位エンコーダ31の軸部31−1とは回転部を構成し、斯かる回転部はプラットホーム49に装着された軸受け53Aと追従軸17に装着された軸受け51によって回転可能に支持されている。
【0122】
図7に、ブロック13に装着されるTDG11フレックスジャイロとした構成例を示す。フレックスジャイロの詳細は例えば、本願出願人と同一の出願人によって昭和60年5月15日に出願された特願昭第60−103083号(特開昭61−260117号)を参照されたい。
【0123】
図7に示すように、TDG11XYZ軸をとる。ジャイロロータ159のスピン軸線に沿ってX軸をとり、それに垂直に互いに直交するY軸及びZ軸をとる。斯かる座標系は図1にてブロック13にとったXYZ軸のX軸、Y軸及びZ軸に整合している。
【0124】
フレックスジャイロはハウジング151と該ハウジング151の上側に装着された上側キャップ153と下側に装着された下側キャップ155とを有する。ハウジング151と上側及び下側キャップ153、155とによってジャイロケースが構成される。ハウジング151の上面と上側キャップ153の間に上側室が形成され、ハウジング151の下面と下側キャップ155の間に下側室が形成される。
【0125】
上側室にはジャイロロータ159が配置されており、斯かるジャイロロータ159はフレックスヒンジ161によって弾性的に支持されている。フレックスヒンジ161には軸165が装着されており、斯かる軸165は玉軸受け157を介してハウジング151の内側円筒状突出部151Aの中心孔に支持されている。
【0126】
下側室にはモータ167が配置されており、斯かるモータ167は固定子167−1とそれに対応した回転子167−2を有する。固定子167−1はハウジング151の外側円筒状突出部151Bの内側壁に装着され、回転子167−2は固定子167−1に囲まれるように軸165の下端部に装着されている。
【0127】
ジャイロロータ159とフレックスヒンジ161と軸165と回転子167−2は一体的な組立体を構成し、軸165の中心軸線周りに高速回転することができるように構成されている。軸165の中心軸線、即ち、斯かる組立体の回転軸線はジャイロロータのスピン軸線である。
【0128】
モータの固定子167−1の巻線に交流電圧が印加されると、それによって生成された回転磁界がモータの回転子167−2に作用する。それによって、トルクが生じ、モータの回転子167−2は固定子167−1に対して回転する。こうして、組立体159、161、165、167−2はX軸周りに回転し、ジャイロロータ159はスピン軸線周りに高速回転する。
【0129】
上側室には、ジャイロロータ159にY軸及びZ軸周りのトルクを加えるための複数のトルカ171が設けられている。このトルカ171は、図4を参照して説明したTDG11のYトルカ及びZトルカに相当する。斯かるトルカ171は、ジャイロロータ159に装着された環状の永久磁石171−1とそれに対応してハウジング151の上面に装着されたトルカコイル171−2とを含む。トルカコイル171−2はジャイロロータ159の環状溝159A内に且つそれより隔置して配置されている。
【0130】
図示の矢印のように、永久磁石171−1を通りジャイロロータ159の環状溝159Aに沿って磁気回路Ψが形成される。斯かる磁気回路とトルカコイル171−2によって発生する磁界との共働によって、トルクが生成される。
【0131】
上側室には、更に複数のピックアップ173が配置されている。このピックアップ173は、図4を参照して説明したTDG11の水平ピックアップ及び方位ピックアップに相当する。ピックアップ173はトルカ171に隣接してハウジング151の上面に装着されている。
【0132】
ジャイロロータ159が高速回転している間に、スピン軸線に直交するY軸又はZ軸周りの角速度がハウジング151に作用した場合を考える。ジャイロの方向保持性によってジャイロロータ159は慣性空間に対してその位置を保持する。従って、ジャイロロータ159は、ハウジング151に対して相対的にY軸又はZ軸周りに回転変位する。ジャイロロータ159のY軸周りの回転偏倚量又はZ軸周り回転偏倚量は、ピックアップ173によって検出される。
【0133】
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。
【0134】
【発明の効果】
本発明によると、ジャイロコンパスを通常のコンパスモードにて使用する場合、予めジャイロコンパスの指北端が真北を指向しているから、直ちにジャイロコンパスを使用することができる利点がある。
【0135】
本発明によると、基台が傾斜しても子午線に対する基台の方位角を高精度に計測することができる利点がある。
【0136】
本発明によると、予め子午線に対する方位角を計測すると共にジャイロドリフト及び東西傾斜計又は東西加速度計のバイアスを計測し、自動修正を行うため、経年変化等によりジャイロドリフト、東西傾斜計又は東西加速度計のバイアス変化しそれによって方位誤差が生じてもそれを修正することができる、従って、その後の通常のジャイロコンパス運転においてもジャイロコンパスを高精度に真北方位を指向させることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるジャイロコンパスの概略を示すブロック図である。
【図2】 本発明のデータ計測記憶部の構成例を示す図である。
【図3】 本発明によるアラインメントモードを説明する流れ図である。
【図4】 本発明のジャイロコンパスのである。
【図5】 本発明によるジャイロコンパスの例の正面構成を示す断面図である。
【図6】 本発明によるジャイロコンパスの例の平面構成を示す断面図である。
【図7】 TDGの例の断面図である。
【図8】 従来の測量用ジャイロコンパスの使用例を説明する説明図である。
【図9】 従来の測量用ジャイロコンパスの構成例を説明する説明図である。
【図10】 従来の測量用ジャイロコンパスによって子午線に対する方位を検出する原理を説明するための説明図である。
【図11】 従来の測量用ジャイロコンパスによって子午線に対する方位を検出する原理を説明するための説明図である。
【図12】 基台のX軸周りの回転角σがゼロの場合の各ジャイロの検出角速度を説明するための説明図である。
【図13】 基台のX軸周りの回転角σがゼロでない場合の各ジャイロの検出角速度を説明するための説明図である。
【符号の説明】
10 基台
11 TGD
13 ブロック
13A、13B 水平軸
15 追従環
17 追従軸
19 軸受け
21 南北傾斜計又は南北加速度計
23 東西傾斜計又は東西加速度計
27 水平サーボモータ
27−1 回転子
27−2 固定子
29 方位サーボモータ
31 方位発信器、方位エンコーダ
35 コンパス演算部
36 水平トルキング回路
37 方位トルキング回路
41 盤器
43 カバー
45 ロータリートランス
47 カップリング
49 プラットホーム
51、53A 軸受け
61 方位サーボ演算部
63 コンミュテータ制御回路
65 水平サーボ演算部
71 回転制御部
72 シークエンサ部
73 データ計測記憶部
74 基台方位演算部
75 ドリフト演算部
110 ジャイロロータ
111 ジャイロケース
113 懸吊線
147 方位エンコーダ
151 ハウジング
153 上側キャップ
155 下側キャップ
157 玉軸受け
159 ジャイロロータ
159A
161 フレックスヒンジ
161A 中心孔
165 軸
167 モータ
167−1 固定子
167−2 回転子
171−1 永久磁石
171−2 トルカコイル
173 ピックアップ
301 トランシット
301A ねじ
302 三脚
302−1 水平台
303 ジャイロコンパス
310 基台
310a 孔
310b、310c フランジ部
310d 下面
312A、312B 方位軸受
314 方位軸
316 方位歯車
318 回転台
320 ジャイロ
322 ステップモータ
324 ピニオン
326 ゼロクロスピックアップ
326A ピン
326B 発光素子
326C 受光素子
340 回転制御部
342 シークエンサ部
344 計測記憶部
346 演算出力部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a gyrocompass, and more particularly to a surveying gyrocompass for measuring the azimuth angle of a stationary object with respect to the meridian or a gyrocompass for detecting the traveling direction of an underground excavator.
[0002]
[Prior art]
  FIG. 8 shows an example of use of a gyrocompass for surveying. A transit 301 is mounted on a horizontal base 302-1 at the upper end of a tripod 302, and a gyrocompass 303 is attached to the upper end of the transit 301. Yes. A fine adjustment screw 301A is mounted on the lower surface of the transit 301. By adjusting the screw 301A, the transit 301 is arranged on a horizontal plane.
[0003]
  The direction and inclination angle of the object are measured by the transit 301, and the azimuth angle of the base line of the transit 301 with respect to the meridian is measured by the gyrocompass 303.
[0004]
  With reference to FIG. 9, an example of a gyrocompass for surveying disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 4-168953 filed on June 26, 1992 by the same applicant as the present applicant will be described. The gyrocompass includes a base 310, a pair of azimuth bearings 312A and 312B disposed in the center hole 310a of the base 310, and an azimuth shaft 314 fitted to the inner ring of the azimuth bearings 312A and 312B. An azimuth gear 316 attached to the top of the azimuth axis 314 and a turntable 318 attached to the upper end of the azimuth axis 314 are provided.
[0005]
  The assembly composed of the azimuth axis 314, the azimuth gear 316, the turntable 318, and the gyro 320 can integrally rotate around the center line of the azimuth axis 314, that is, the azimuth axis ZZ.
[0006]
  The base 310 has an upper flange portion 310b and a lower flange portion 310c, and a step motor 322 and a zero cross pickup 326 are attached to the upper flange portion 310b. A pinion 324 is mounted on the rotation shaft of the step motor 322, and the pinion 324 is meshed with the bearing gear 316 attached to the bearing shaft 314. Thus, the rotation of the step motor 322 passes through the pinion 324 and the bearing gear 316. And transmitted to the azimuth axis 314.
[0007]
  The zero-cross pickup 326 may be configured optically, for example, and the optical zero-cross pickup 326 may be, for example, a pin 326A mounted on the lower surface of the bearing gear 316 and the upper surface of the upper flange portion 310b. The light-emitting element 326B and the light-receiving element 326C attached to the sensor may be included.
[0008]
  When the pin 326A passes between the light emitting element 326B and the light receiving element 326C, it is detected as a change in the amount of light emitted by the light emitting element 326B and received by the light receiving element 326C. Thus, the turntable 31 with respect to the base 310.8Can be detected.
[0009]
  The base 310 is mounted on the corresponding reference surface of the transit 301 so that the lower surface 310d of the lower flange portion 310c thereof is horizontal, and thus the azimuth axis ZZ is arranged in alignment with the vertical direction, that is, the Z axis. Will be.
[0010]
  The principle of measuring the azimuth angle Φ of the base 310 (baseline of the transit 301) with a gyrocompass will be described with reference to FIGS. Consider a point P in the northern hemisphere of the earth. The point where the meridian passing through point P intersects the equator plane is PO And the rotation axis of the earth is OPNAnd Latitude λ of point P is ∠POPOIt is. The horizontal plane H at the point P is a tangential plane with respect to the earth surface.
[0011]
  Earth rotation angular velocity ΩE Is the rotation axis OP as shownNFacing the direction. Such a vector ΩE Is the horizontal component HER (Horizontal Earth Rate) on the horizontal plane H (arrow N), that is, ΩEIt can be decomposed into cos λ and a vertical component VER (Vertical Earth Rate), that is, Ω E sin λ.
[0012]
  As shown in FIG. 11, a two-dimensional coordinate is taken on a horizontal plane H with a point P as an origin, a true east direction as an E axis, and a true north direction as an N axis. Base3The azimuth angle of 10 is the base for the meridian ON310 is the rotation angle RNOR of the reference line OR, and the azimuth angle Φ + φ of the turntable 318 is the rotation angle ∠NOQ of the reference line OQ of the turntable 318 with respect to the meridian ON.
[0013]
  Since the gyro 320 is mounted on the turntable 318 and rotates therewith, the input axis of the gyro 320 is in the direction of the reference line OQ of the turntable 318.
[0014]
  At point P, the gyrocompass has its azimuth axis ZZleadIt is assumed that they are arranged in a straight direction. In such a case, even if the turntable 318 rotates, the input axis OQ of the gyro 320 is always in the horizontal plane H.
[0015]
  Therefore, rotation angular velocity ΩEThe vertical component VER of the vector is not detected by the gyro 320, but only the horizontal component HER is detected.
[0016]
  Rotational angular velocity ΩEThe horizontal component HER of the vector is changed to the input axis OQ direction (reference line OQ direction) of the gyro 320 and the OQ perpendicular thereto.T Disassemble in the direction. The component of horizontal component HER in the input axis OQ direction is ΩEcos λ cos (Φ + φ) and O−Q perpendicular to itTDirectional component is ΩEcos λ sin (Φ + φ).
[0017]
  What is detected by the gyro 320 is the rotational angular velocity Ω.E Of the horizontal component HER of the vector, the component Ω in the input axis OQ direction of the gyro 320Ecos λ cos (Φ + φ).
[0018]
  The angular velocity Ω actually output by the gyro 320 is expressed by the following equation (1).
[0019]
[Expression 1]
  Ω = (1 + ΔF) ΩEcosλcos (Φ + φ) + ΔU
[0020]
  Where ΩEIs the rotational angular velocity of the earth, λ is the latitude, Φ is the azimuth angle of the base 310, and φ is the rotation angle of the turntable 318 relative to the base 310. ΔF is a scale factor error, and ΔU is a drift of the gyro 320.
[0021]
  In order to obtain the azimuth angle Φ of the base 310 using the equation (1), the scale factor error ΔF and the drift ΔU must be eliminated from this equation. A method for obtaining the azimuth angle Φ of the base 310 by eliminating the scale factor error ΔF and the drift ΔU is known.
[0022]
  The turntable 318 is stopped by rotating at a constant angle of 2π / n (for example, every 60 ° with n = 6), and the output angular velocity Ω of the gyro 320 is measured. When the turntable 318 is rotated once, n measurement values Ωi (i = 1 to n) are obtained. Such a measured value Ωi is given by
[0023]
[Expression 2]
  φ = (2π / n) (i−1)
[0024]
  As required. Therefore, the following equation (3) is obtained by substituting the equation (2) into the equation (1).
[0025]
[Equation 3]
  Ωi = (1 + ΔF) ΩEcos λ cos [Φ + (2π / n) (i−1)] + ΔU
[0026]
  From these n angular velocities Ωi, the azimuth angle Φ of the base 310 can be obtained by the method of least squares. Since the azimuth angle Φ thus obtained does not include the scale factor error ΔF and the drift ΔU, the azimuth angle Φ of the base 310 is obtained even if the scale factor error ΔF and the drift ΔU exist.
[0027]
  A description will be given with reference to FIG. 9 again. The control loop connected to the gyro 320 includes a rotation control unit 340, a sequencer unit 342, a measurement storage unit 344, and a calculation output unit 346.
[0028]
  The rotation control unit 340 uses the reference signal supplied from the zero-cross pickup 326 and the command signal supplied from the sequencer unit 342, for example, to send a command signal to rotate the turntable 318 by a rotation angle 2π / n and stop the command signal. 322 is supplied. The measurement storage unit 344 stores n angular velocity Ωi signals supplied from the gyro 320 one after another.
[0029]
  The calculation output unit 346 uses the n angular velocity Ωi signals supplied from the measurement storage unit 344 to calculate3The azimuth angle Φ of the base 310 is calculated by the following formula and is output.
[0030]
[Problems to be solved by the invention]
  The conventional gyrocompass 303 isSince the azimuth angle Φ is calculated using the formula of Formula 3 on the assumption that the azimuth axis ZZ is arranged in the vertical direction,Before measuring the azimuth angle, it was necessary to adjust the fine adjustment screw 301A on the lower surface of the transit 301 and arrange the transit 301 horizontally.
[0031]
  When the conventional gyrocompass 303 is used for an underground excavator, the course of the underground excavator is inclined with respect to the horizontal plane.WhenAs the underground drilling rig progresses, the gyrocompass attached to it will tilt.For this reason, it is necessary to keep the gyrocompass base 310 mounted horizontally even if the attitude of the underground excavator itself tilts during excavation so that the azimuth axis ZZ always faces the vertical direction.Similar problems arise.
[0032]
  Even when the base 310 is tilted in this way,Gyro 320ByoutputBe doneThe angular velocity Ω is expressed by the equation (1). However, if the horizontal table 302-1 is inclined, the value of the output angular velocity Ω of the gyro 320 includes an error due to the inclination.(See Figure 8).
[0033]
  Thus, the output angular velocity Ω of the gyro 320 includes the error ΔΩ due to the inclination of the horizontal base 302-1, and an accurate value of the azimuth angle Φ of the base 310 cannot be obtained.
[0034]
  In view of this point, the present invention is to propose a gyrocompass capable of accurately obtaining the azimuth angle Φ of the base even when the input axis of the gyro is inclined with respect to the horizontal plane during surveying.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
  The gyrocompass of the present invention isA gyro having a spin axis in the X-axis direction;thisA support device that rotatably supports the gyroscope around the Y-axis and the Z-axis, and a support device that rotatably supports the support device around the Y-axis and has a follow-up shaft that is perpendicular to the base,thisIn a gyro compass that has a tracking ring that can rotate around a vertical axis that passes through the tracking axis and a finger north device that applies finger north force to the gyro, and that measures the azimuth angle Φ of the base relative to the meridian A rotation control unit for sequentially rotating the shaft at every predetermined rotation angle, and an angular velocity ω around the Y axis detected by the gyroY And angular velocity ω around the Z axisZ And the rotation angle φ of the tracking ringDetected by east-west inclinometer or east-west accelerometerA data measurement storage unit for inputting and storing the inclination angle σ of the Y axis with respect to the horizontal plane;thisdatameasurementA base azimuth calculating unit that calculates the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian from the data stored in the storage unit.Is a thing.
[0036]
  Further, the present invention provides the gyrocompass described above,datameasurementIt is configured to have a gyro drift calculation unit that calculates the gyro drift from the data stored in the storage unitIs a thing.
[0037]
  Further, the present invention provides the gyrocompass described above,The gyro drift calculatorFrom the data stored in the data measurement storage unitFurthermore, it is configured to calculate the bias of the east-west inclinometer or east-west accelerometer.Is a thing.
[0038]
  Further, the present invention provides the gyrocompass described above,The rotation controller detects the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian and then rotates the tracking axis in the opposite direction.ΦIt is configured so that the base line of the tracking axis is oriented in the meridian direction by rotating onlyIs a thing.
[0039]
  Further, in the gyrocompass described above, the present invention is based on the tilt angle σ of the Y axis determined by the gyro drift calculation unit based on the data of the east-west inclinometer or the east-west accelerometer,The base azimuth calculation unit is configured to measure the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian even when the base is inclined.
[0040]
  Further, in the gyrocompass described above, the present invention provides the gyro drift from the gyro drift calculation unit and the bias of the east-west inclinometer or east-west accelerometer before the normal gyro compass operation.Automatic correctionAndDriving the gyrocompassDuring ~Is also configured to point in the measured true north direction.
[0041]
  Furthermore, in the gyrocompass described above, the present invention detects the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian, and rotates the tracking axis in the opposite direction by the rotation angle Φ so that the baseline of the tracking axis directs the meridian direction.Before the normal gyro compass operation, the gyro compass is oriented to true north in advance, and the gyro drift,East-west inclinometer or east-west accelerometer biasCan be used immediately as a gyro compassIt is what.
[0042]
  The gyrocompass according to the present invention isRotate the gyro support device around the Y axisLevel (horizontal) control system andRotate the following axisIt has an azimuth control system, and by level (horizontal) control systemGyro spin axisIs controlled to be horizontal, and the azimuth angle φ of the tracking ring is set to the set azimuth angle φ by the azimuth control system.S Is controlled to be equal to.
[0043]
  Therefore, the angular velocity ω around the Y axis detected by the gyroY And angular velocity ω around the Z axisZ In addition to the base orientation Φ to be obtained, the rotation angle φ of the tracking ring and the tilt angle σ of the Y axis with respect to the horizontal planeInformationIncludingIt will be.
[0044]
  The output signal ω of such a gyroY , ΩZ In order to obtain the base orientation Φ more,FirstA plurality of different azimuth angles φ by sequentially rotating the tracking ring by a predetermined angleiData for ωYi, ΩZi, Σi SeekingRu.AndSuch multiple data ωYi, ΩZi, ΣiMore variable φi , Σi The base orientation Φ is obtained by deleting.
[0045]
  In accordance with the present invention, an alignment mode is incorporated that operates prior to the normal compass mode. According to such an alignment mode, the base orientation Φ is obtained, and the follower ring is rotated in the opposite direction by the rotation angle Φ. As a result, the north end of the gyro compass points to true north.
[0046]
  According to the present invention, the gyro drift is measured and corrected by the alignment mode. Accordingly, the finger north end of the gyrocompass directed in the alignment mode is directed to true north, and the subsequent gyrocompass operation is performed in a state of being directed to true north with high accuracy.
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  First, an outline of the gyrocompass of the present invention will be described with reference to FIG. The gyrocompass in this example is configured for surveying.
[0048]
  The gyro compass of this example is a flex gyro or TDG (Tuned Dry Gyro) as shown on the right side of FIG.Is a gyroTDG 11, block 13, follow ring 15 and base 10 are provided. Following ring 15 is relative to base 10Erected verticallyThe TDG 11 is attached to the follower ring 15 so as to be rotatable around the horizontal axes 13A and 13B. In this way, the TDG 11 can rotate around two axes, horizontal axes 13A and 13B parallel to the attachment surface and a follow-up shaft 17 perpendicular to the attachment surface.
[0049]
  For the following explanation, when the spin axis of the TDG 11 is oriented horizontally,The Z axis is taken along the follow axis 17, the Y axis is taken along the horizontal axes 13A and 13B, and the X axis is taken perpendicularly to both.At this time,The spin axis of TDG 11 is the X-axis direction.
[0050]
  As shown on the left side of FIG. 1, an azimuth servomotor 29 and an azimuth transmitter 31 are mounted on the follower shaft 17, and the TDG 11 is rotated around the follower shaft 17 by the azimuth servomotor 29 and is followed by the azimuth transmitter 31. A rotation angle φ around the axis 17 is detected.
[0051]
  The TDG 11 has a Y gyro and a Z gyro, and the Y gyro has a rotational angular velocity ω around the Y axis.Y The Z gyro detects the angular velocity ω around the Z axis.Z Is detected.
[0052]
  The block 13 is equipped with a north-south inclinometer or north-south accelerometer and an east-west inclinometer or east-west accelerometer. The north-south inclinometer detects the rotational inclination angle θ around the Y axis of the spin axis of the TDG 11 relative to the horizontal plane, and the east-west inclinometer detects the rotational inclination angle σ around the X axis of the spin axis of the TDG 11 relative to the horizontal plane. The inclination angle σ around the X axis output by the east-west inclinometer represents the inclination angle σ around the X axis of the base 10 or the mounting surface with respect to the horizontal plane.
[0053]
  The gyro compass of this example further has a level control system and an azimuth control system.Detects the rotation angle θ around the Y axisNorth and southSlopeThe output signal of the meter acts so that the output signal becomes zero, and the direction control system outputs the output signal φ of the direction transmitter 31 to the set direction φ.S Acts to be equal to
[0054]
  The gyro compass of this example further includes a rotation control unit 71, a sequencer unit 72, a data measurement storage unit 73, a base direction calculation unit 74, and a drift calculation unit 75, which will be described later.
[0055]
  The gyrocompass of this example is used for surveying, the tilting motion of the mounting surface or base of the gyrocompass is extremely slow, and the rotational angular velocity around the Y axis and the rotational angular velocity around the X axis are zero, that is, dθ / dt. = 0 and dσ / dt = 0.
[0056]
  First,The principle of measuring the base orientation Φ with the gyrocompass of this example will be described with reference to FIGS. 10, 12, and 13. As described with reference to FIG. 10, a horizontal plane H is considered at a point P of latitude λ, and the horizontal axis is an east-west axis (EW axis) and the vertical axis is a north-south axis (NS axis) on the horizontal plane H. Take coordinates.
[0057]
  FIG. 12 shows a case where the gyrocompass of this example is arranged on the horizontal plane H, that is, a case where the rotational inclination angle σ around the X axis of the base 10 is zero and σ = 0. The azimuth angle Φ of the base 10 is the rotation angle ∠ NOR of the reference line OR of the base 10 with respect to the meridian ON, and the azimuth angle φ + Φ of the gyro spin axis OX1 is the spin axis OX with respect to the meridian ON1Rotation angle ∠ NOX1It is.
[0058]
  The TDG 11 has an X axis, a Y axis, and a Z axis, and includes a Y gyro having an input axis in the Y axis direction and a Z gyro having an input axis in the Z axis direction.
[0059]
  Therefore,Y gyro input axis OY1 Is perpendicular to the gyro spin axis OX1 as shown, and the Z gyro input axis OZ1 Is the gyro spin axis OX1And Y gyro input axis OY1 Are perpendicular to both sides and perpendicular to the paper surface.
[0060]
  As described with reference to FIG. 10, the earth rotation angular velocity Ω at the point PEIs the horizontal component ΩE cos λ and vertical component ΩE can be decomposed into sin λ. Therefore, the angular velocity ω detected by the Y gyro and the Z gyroY, ΩZ Is expressed as: UY , UZ Is the gyro drift respectively.
[0061]
[Expression 4]
  ωY = -ΩEcosλsin (Φ + φ) + UY
  ωZ = -ΩEsinλ + UZ
[0062]
  FIG. 13 shows a YZ plane when the gyrocompass of this example is rotated and inclined about the X axis with respect to the horizontal plane H. FIG. The base 10 is inclined around the X axis by an inclination angle σ, and the input axis OY of the Y gyro2 And Z gyro input axis OZ2 Are horizontal OY1And vertical direction OZ1 Is inclined by an angle σ. The tilt angle θ around the Y axis is zero by the operation of the level control system. Therefore, the angular velocity ω detected by the Y gyro and the Z gyroY, ΩZ Is expressed as:
[0063]
[Equation 5]
  ωY = ΩEsinλsinσ−ΩE cosλsin (Φ + φ) cosσ
        + Mgsinσ + qgcosσ + UY
  ωZ = -ΩEsinλcosσ-ΩE cosλsin (Φ + φ) sinσ
        -Mgcosσ + qgsinσ + UY
[0064]
  Where ΩEIs the rotational angular velocity of the earth, λ is the latitude, σ is the inclination angle around the X axis of the base 10 with respect to the horizontal plane H, Φ is the base orientation, that is, the azimuth angle of the reference line OR of the base 10 with respect to the meridian, and φ is the gyro Compass direction, that is, rotation angle of gyrocompass relative to base 10, UY , UZ Is the gyro drift respectively. Furthermore, mg is a mass unbalance caused by the deviation of the center of gravity of the gyro rotor, and qg is a crosstalk amount caused by a change in the input angular velocity of the counterpart shaft. These are errors specific to TDG. Here, it is assumed that the mass unbalance mg is known and the crosstalk amount qg is unknown.
[0065]
  The inclination angle σ around the X axis with respect to the horizontal plane H is expressed as follows by the pitch angle α and the roll angle β of the base 10. Note that the pitch angle α is a rotation angle around an axis perpendicular to the reference line OR of the base 10 with respect to the horizontal plane H, and the roll angle β is a rotation angle around the reference line OR of the base 10 with respect to the horizontal plane H.
[0066]
[Formula 6]
  sinσ = sinβcosφ + sinαsinφ
[0067]
  In order to obtain the azimuth angle Φ of the base 10 from the equation (5), the gyro drift UY , UZ It is necessary to ask. The tracking ring 15 is moved at a constant rotation angle Δφ = 2π / n (n is an even number.For example, the output signal ω of the two gyros of the TDG 11 is stopped after being rotated by rotating every 60 ° (n = 6).Y, ΩZ Measure the output signal σ of the east-west inclinometer. By rotating the tracking ring 15 once, n sets of measured values ωYi, ΩZi, Σi(I = 1 to n) shall be obtained. Among these measured values, attention is paid to data whose azimuth angles φ are different from each other by 180 °. For example, the output signal of a Y gyro with an azimuth angle φ is ωY1, Output signal of Y gyro for azimuth angle φ + π is ωY2Then, it is expressed as follows.
[0068]
[Expression 7]
  ωY1= ΩE sinλ sinσ0 −ΩEcosλsin (Φ + φ) cosσ0
        + Mgsinσ0 + Qgcosσ0+ UY
  ωY2= ΩE sinλ sinσ0 '−ΩEcosλsin (Φ + φ + π) cosσ0 '
        + Mgsinσ0'+ Qgcosσ0'+ UY
[0069]
  Where σ0 , Σ0'Is an inclination angle around the X axis of the base 10 with respect to the horizontal plane H in the case of azimuth angles φ and φ + π, respectively. These two east-west inclination angles σ0 , Σ0There is a geometric relationship between '
[0070]
[Equation 8]
  σ0 = −σ0'
[0071]
  This relationship can also be obtained from the equation (6). Substituting this into the equation (7) gives the following relationship.
[0072]
[Equation 9]
  ωY1= ΩE sinλsinσ0 −ΩEcosλsin (Φ + φ) cosσ0
        + Mgsinσ0 + Qgcosσ0+ UY
  ωY2= -ΩE sinλsinσ0 + ΩEcosλsin (Φ + φ) cosσ0
        -Mgsinσ0 + Qgcosσ0 + UY
[0073]
  A similar formula is used for the output signal ω of the Z gyro.Z Can also be obtained. Output signal of Z gyro with azimuth φ is ωZ1, The output signal of Z gyro for azimuth angle φ + π is ωZ2And
[0074]
[Expression 10]
  ωZ1= -ΩE sinλcosσ0 −ΩEcosλsin (Φ + φ) sinσ0
        -Mgcosσ0 + qgsinσ0 + UZ
  ωZ2= -ΩE sinλcosσ0 −ΩEcosλsin (Φ + φ) sinσ0
        −mgcosσ0 −qgsinσ0+ UZ
[0075]
  Here, for simplification, the mass unbalance mg and the crosstalk amount qg are ignored. The following relationship is obtained from the formulas (9) and (10).
[0076]
## EQU11 ##
  ωY1+ ΩY2= 2UY
  ωY1−ωY2= 2ΩE[Sinλsinσ0 −cosλsin (Φ + φ) cosσ0 ]
  ωZ1+ ΩZ2= -2ΩE[Sinλcosσ0 + Cosλsin (Φ + φ) sinσ0 ] + 2UZ
[0077]
  From the three equations of Equation 11, the azimuth angle Φ, Y gyro and Z gyro drift U of the base 10Y , UZ Is obtained by the following equation.
[0078]
[Expression 12]
  Φ = sin-1 [{sinλsinσ0 -(1 / 2ΩE) (ΩY1−ωY2)} / (Cosλcosσ0)]-Φ
  UY = (ΩY1+ ΩY2) / 2
  UZ = (ΩZ1+ ΩZ2) / 2 + ΩE[Sinλcosσ0+ Cosλsin (Φ + φ) sinσ0 ]
[0079]
  next,Detect the bias Δσ included in the output signal of the east-west inclinometer or east-west accelerometer,In the inclined base 10A method for detecting the inclination angle σ around the X axis will be described. Similarly, the follower ring 15 is moved at every constant rotation angle Δφ = 2π / n (n is an even number.(For example, n = 6 every 60 °) and stop, and the output signal σ of the east-west inclinometerM Measure. By rotating the tracking ring 15 once, n sets of measured values σMi(I = 1 to n) shall be obtained. Among these measured values, attention is paid to data whose azimuth angles φ are different from each other by 180 °. For example, the output signal of the east-west inclinometer when the azimuth is φ is σM1, The output signal of the east-west inclinometer when the azimuth is φ + π is σM2Then, it is expressed as follows.
[0080]
[Formula 13]
  σM1= Σ0 + Δσ
  σM2= Σ0'+ Δσ
[0081]
  Where σ0 , Σ0'Is the tilt angle around the X axis of the base 10 in the case of azimuth angle φ and φ + π when the bias Δσ is zero as described above. This 2OneTilt angle σ around the X axis0, Σ0There is an equation of the formula 8 between '. Therefore, the following relationship is obtained from the equation (13).
[0082]
[Expression 14]
  σM1−σM2= Σ0 −σ0'= 2σ0
  σM1+ ΣM2= Σ0 + Σ0'+ 2Δσ = 2Δσ
[0083]
  Therefore, when the azimuth angle of the base 10 is φ, the inclination angle σ around the true X axis0 And the bias Δσ of the east-west inclinometer is expressed by the following equation.
[0084]
[Expression 15]
  σ0 = (ΣM1−σM2) / 2
  Δσ = (σM1+ ΣM2) / 2
[0085]
  According to this example, n sets of measured values ω are obtained by rotating the tracking ring 15 once.Yi, ΩZi, Σi (I = 1 to n) are obtained, and n / 2 sets of measurement values are obtained in which the azimuth angles φ of the base 10 are different from each other by 180 °.Therefore,n / 2 sets of data Φ, U from n / 2 sets of measured valuesY, UZ , Σ0 , Δσ is obtained, and by obtaining the average value or the least square approximation of these values,More likelyΦ, UY, UZ , Σ0 , Δσ values are obtained.
[0086]
  Again referring to FIG.Level control system and direction control systemexplain. The rotation control unit 71 determines that the azimuth angle φ of the TDG 11 is the set azimuth angle φ.S Functions to be equal to The rotation control unit 71 sets the set azimuth angle φ generated by the sequencer unit 72.SIs supplied to the azimuth servo motor 29. The follow-up ring that supports the TDG 11 by operating the azimuth servo motor 29 rotates around the follow-up axis (azimuth axis). The azimuth transmitter 31 detects the azimuth angle φ of the TDG 11 and outputs it to the rotation control unit 71. The output signal φ of the bearing transmitter 31 is the set bearing angle φSThe data measurement storage unit 73 measures and stores the data of the TDG 11.
[0087]
  The data measurement storage unit 73 outputs the output signal ω of the Y gyro and Z gyro.Y , ΩZ Enter. Output signal ω of Y gyro and Z gyroY , ΩZ Is supplied to the data measurement storage unit 73 via an integrator. Output signal S from the integratorY, SZ Is expressed as:
[0088]
[Expression 16]
  SY = -ΩY
  SZ = -ΩZ
[0089]
  The data measurement storage unit 73 further has a set azimuth angle φS = Φ, tilt angle σ, east-west inclinometer or east-west acceleration output signal σ M Enter (Westward rise is +). Next, the sequencer unit 72 sets a new set azimuth angle φS= ΦS−Δφ is generated and supplied to the rotation control unit 71. In the rotation control unit 71, the output signal φ of the direction transmitter 31 is changed to a new set direction angle φ.S The azimuth servo motor 29 is operated so as to be equal to.
[0090]
  Thus, the output signal φ of the azimuth transmitter 31 becomes a new set azimuth angle φ.S The data measurement storage unit 73 measures and stores gyrocompass data. Thus, the data measurement storage unit 73 sets the set azimuth angle φSStore every data.
[0091]
  FIG. 2 shows a configuration example of the data measurement storage unit 73. The data measurement storage unit 73 includes a number of storage units, and the set azimuth angle φS = Φi Data S every timeYi, SZi, Σi(I = 1 to n) are sequentially stored.
[0092]
  AndA large number of data φ stored in the data measurement storage unit 73i , SYi, SZi, Σi (I = 1 to n) are sequentially supplied to the base orientation calculation unit 74 and the drift calculation unit 75. The drift calculation unit 75 calculates the drift U by the equationY, UZ The base direction calculator 74 calculates the base direction Φ using the equation (4).
[0093]
  next,An alignment mode in the gyrocompass of the present invention will be described with reference to FIG. According to this example, the alignment mode is activated prior to the normal compass mode. The alignment mode functions to calculate the base direction Φ and to direct the direction of the gyro compass in the true north direction. FIG. 3 shows the procedure of such an alignment mode.
[0094]
  In step 201, the alignment mode is started. The direction transmitter 31 at the start of the alignment modeDirectionOutput signal φ = φ1The default orientation φS= φ1 And Next, in step 202, the level control system and the azimuth control system described above are activated, the inclination angle θ around the Y axis becomes zero, and the output signal φ of the azimuth transmitter 31 is set to the set azimuth φ.S= Φ1Restrained by Next, proceed to step 203 and set direction φS = Φ1 Data S in the case ofYi, SZi, ΣiIs stored in the data measurement storage unit 73. In the above example, φi= Φ1 , SYi= SY1, SZi= SZ1, Σi= Σ1 It is.
[0095]
  Next, proceed to step 204 and set orientation φS Is equal to 360 °. φS If ≠ 360 °, go to step 205 and φS + Δφ = φ1+ Δφ is the new setting direction φS Replace with
[0096]
  Therefore, the new setting direction φSIs φS = Φ2 = Φ1 + Δφ. Proceeding to step 202, the level control system and the azimuth control system are activated again, the inclination angle θ around the Y axis becomes zero, and the output signal φ of the azimuth transmitter 31 is set to the set azimuth φ.S= Φ2 = Φ1 It becomes equal to + Δφ. That is, φ = φ2 = Φ1 + Δφ. Next, proceed to step 203 and set direction φS= Φ2 Data S in case ofYi, SZi, Φi , ΣiIs stored in the data measurement storage unit 101. In the above example, φi = Φ2 , SYi= SY2, SZi= SZ2, Σi= Σ2 It is.
[0097]
  Next, proceed to step 204 and set orientation φS Is equal to 360 °. φS If ≠ 360 °, go to step 205 and φS + Δφ is the new setting direction φSReplace with New setting direction is φS = ΦThree = Φ2 + Δφ.
[0098]
  In this way, steps 202, 203, 204, and 205 are repeated, and the set orientation φS Is increased by Δφ. Φ in step 204S If it is = 360 °, the process proceeds to step 206, and the data stored in the data measurement storage unit 73 is extracted. Drift U from such dataY, UZ And the base orientation Φ.
[0099]
  Finally, go to step 207, before starting compass modeGyro compassSet initial orientation. Initial orientation is φS0= −Φ. That is, the gyrocompass in the opposite directionOnly calculated base azimuth ΦRotate. Thereby,Gyro compassThe reference line faces true north. At this time, gyro drift and east-west accelerometer bias correction are performed.
  Thus, when the alignment mode according to this example is completed, the normal compass mode is started. Gyro drift in advance in alignment modeU Y , U Z And east-west accelerometer biasΔσSubsequent compass because it has been correctedIn modeIn operation, the north end of the gyrocompass can be oriented in the true north direction.
[0100]
  FIG. 4 shows a gyrocompass according to the present invention.Configuration overviewThe figure is shown. The gyro compass of this example has a flex gyro or TDG (Tuned Dry Gyro) 11, and the TDG 11 is attached to a block 13.
[0101]
  As shown here, block 13Set the center of as the originConsidering the XYZ coordinate system, the Z-axis is taken in the vertical direction, and the X-axis and the Y-axis are taken perpendicular to each other in the horizontal plane.
[0102]
  The spin axis of the gyro is arranged along the X axis, and when the finger north end of the gyro is taken in the positive direction of the X axis as shown, the Y axis is arranged along the east-west direction. The block 13 is supported by a follower ring 15 so as to be rotatable around the Y axis. The follower ring 15 has a follower shaft 17 along the Z axis, and the follower shaft 17 is rotatable around the Z axis. It is mounted on the base 10. Thus, the block 13 is supported so as to be rotatable around two axes of the Y axis and the Z axis.
[0103]
  In block 13,North-south inclination, that is, rotation inclination around the Y axisCornerA north-south inclinometer or north-south accelerometer 21 that detects θ;,Tilt in the east-west direction, that is, rotation around the X axisCornerAn east-west inclinometer or east-west accelerometer 23 for detecting σ is attached.
[0104]
  Further, a horizontal servo motor or horizontal DST (direct servo torquer) 27 is mounted along the Y axis of the tracking ring 15, and an azimuth servo motor or bearing DST (direct servo torquer) 29 is mounted along the tracking axis 17. It is installed. Below the tracking shaft 17 is a direction transmitter.(Azimuth encoder)31 is mounted, such orientationOscillator31 detects the rotation angle of the follow-up shaft 17 around the Z-axis.
[0105]
  The TDG 11 is equipped with a pickup (not shown) that detects the displacement of the gyro rotor with respect to the gyro case, and the pickup is arranged to detect the angular displacement around the Y axis and the angular displacement around the Z axis of the gyro rotor. Has been. The pickup that detects the angular displacement around the Y axis of the gyro rotor is called a horizontal pickup, and the pickup that detects the angular displacement around the Z axis of the gyro rotor is called an orientation pickup. The TDG 11 is provided with a Y torquer and a Z torquer (not shown) that torque the gyro rotor around the Y axis and the Z axis.
[0106]
  When an angular displacement about the vertical axis (Z axis) occurs between the gyro case and the gyro rotor, the angular displacement is detected by the azimuth pickup, and the angular displacement signal is supplied to the azimuth servo calculation unit 61. A driving signal is supplied from the azimuth servo calculation unit 61 to the azimuth servo motor 29 via the commutator control circuit 63. Accordingly, the TDG 11 is driven to rotate around the Z axis, and the angular displacement about the vertical axis (Z axis) between the gyro case and the gyro rotor is controlled to be zero.
[0107]
  Similarly, when an angular displacement around the horizontal axis (Y axis) occurs between the gyro case and the gyro rotor, the angular displacement is detected by the horizontal pickup, and the angular displacement signal is supplied to the horizontal servo calculation unit 65. The A drive signal is supplied from the horizontal servo calculation unit 65 to the horizontal servo motor 27. Thereby, the TDG 11 is driven to rotate around the Y axis, and the angular displacement about the horizontal axis (Y axis) between the gyro case and the gyro rotor is controlled to be zero.
[0108]
  As a result, no disturbance torque around the horizontal axis (Y axis) and the vertical axis (Z axis) is applied to the gyro.
[0109]
  next,The finger north action of the gyrocompass of this example will be described. When the gyrocompass mounting surface is on a horizontal plane, the torque Kθ (K is a ballast constant or fingertip constant) around the Y axis, that is, around the horizontal axis, to the gyro rotor by the Y torquer of TDG11. Is obtained).
[0110]
  However, when the mounting surface of the gyrocompass is inclined in the east-west direction, the support mechanism of the gyrocompass in this example has no east-west freedom (freedom around the X axis).And Z ToruCaThus, it is necessary to divide and apply the torque Kθ to be applied to the gyro rotor.
[0111]
  Torking signal to torque the gyro rotor around the Y axis by Y torquerDrive torque byTY0Torking signal to torque the gyro rotor around the Z axis by Z torquerDrive torque byTZ0And Such Torking signalDrive torque byTY0, TZ0Is represented by the following equation.
[0112]
[Expression 17]
  TY0= Kθcosσ
  TZ0= -Kθsinσ
[0113]
  Where θ is the output signal of the north-south accelerometer 21 (NorthSet the side rise to +. ), Σ is an output signal of the east-west accelerometer 23 (westward rise is defined as +). K is a finger north constant.
[0114]
  Torking signalDrive torque byTY0, TZ0 ButSupplied to Y and Z torquers of TDG 11, whereby the gyro rotor is torqued around the Y axis, ie around the horizontal axis. This torque amount is “applying a torque proportional to the inclination of the spin axis relative to the horizontal plane around the horizontal axis of the gyro”. In this way, finger north force is applied to the gyro, and a gyro compass is formed.
[0115]
  next,An example of the gyrocompass of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a front configuration of the gyrocompass of this example, and FIG. 6 shows a plan configuration of the gyrocompass of this example.
  In the following description of FIGS. 5 and 6, portions corresponding to those in FIGS. 1 and 4 are denoted by the same reference numerals.The gyrocompass of this example has a board 41 and a cylindrical cover 43 attached to the board 41. Within the cover 43, the TDG 11 is attached to the block 13, and the block 13 isAround the horizontal axes 13A, 13B, ieIt is supported so as to be rotatable around the Y axis.Here, the board 41 corresponds to the base 10 described above.
[0116]
  As shown in FIG. 5, the block 13 has horizontal shafts 13A and 13B on both sides, and the horizontal shafts 13A and 13B are fitted to the inner rings of the bearings 19A and 19B of the follower ring 15 arranged correspondingly. Yes. In such a block 13,As shown in FIG. 4 and FIG.A north-south inclinometer or north-south accelerometer 21 is mounted along the X-axis. The tracking ring 15 includesAs shown in FIG. 4, FIG. 5 and FIG.An east-west inclinometer or east-west accelerometer 23 and a horizontal servo motor 27 are mounted along the Y axis.
[0117]
  The horizontal servomotor 27 may be a pancake type direct acting type that does not use gears and pinions, and the horizontal shafts 13A and 13B of the block 13 are used.InIt includes an inner rotor 27-1 attached and an outer stator 27-2 attached to the follower ring 15 correspondingly.
[0118]
  A platform 49 is mounted on the lower side of the tracking ring 15, and an azimuth axis, that is, a tracking shaft 17 is mounted on the platform 49.
[0119]
  Below the platform 49 is a rotary transformer 45, an azimuth servo motor 29, and an azimuth encoder.(Azimuth oscillator)31 is arranged. The rotary transformer 45 includes a lower stator 45-1 attached to the board 41 and an upper rotor 45-2 attached to the platform 49. According to this example, the disadvantage of the slip ring is eliminated by using the rotary transformer 45 instead of the slip ring.
[0120]
  The azimuth servo motor 29 has an outer stator 29-1 attached to the board 41 and an inner rotor 29-2 attached to the platform 49. The azimuth encoder 31 is attached to the board 41 corresponding to the inner shaft portion 31-1 attached to the coupling 47 attached to the lower end portion of the follow-up shaft 17.Not shownIncluding the outer stator.
[0121]
  The follower ring 15, the platform 49, the follower shaft 17, the rotor 45-2 of the rotary transformer 45, the rotor 29-1 of the azimuth servomotor 29, and the shaft part 31-1 of the azimuth encoder 31 constitute a rotating part. The rotating portion is rotatably supported by a bearing 53A attached to the platform 49 and a bearing 51 attached to the follower shaft 17.
[0122]
  In FIG.Mounted on the block 13TDG11TheFlex gyroWasA configuration example is shown. For details of the flex gyroscope, see, for example, Japanese Patent Application No. 60-103083 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-260117) filed on May 15, 1985 by the same applicant as the present applicant.
[0123]
  As shown in FIG.TDG11InTake the XYZ axes. Gyro rotor159The X axis is taken along the spin axis, and the Y axis and Z axis perpendicular to each other are taken. Such a coordinate system is aligned with the X, Y, and Z axes of the XYZ axes taken in the block 13 in FIG.
[0124]
  The flex gyro has a housing 151, an upper cap 153 mounted on the upper side of the housing 151, and a lower cap 155 mounted on the lower side. The housing 151 and the upper and lower caps 153 and 155 constitute a gyro case. An upper chamber is formed between the upper surface of the housing 151 and the upper cap 153, and a lower chamber is formed between the lower surface of the housing 151 and the lower cap 155.
[0125]
  A gyro rotor 159 is disposed in the upper chamber, and the gyro rotor 159 is elastically supported by a flex hinge 161. A shaft 165 is mounted on the flex hinge 161, and the shaft 165 is supported by a center hole of the inner cylindrical protrusion 151 </ b> A of the housing 151 via a ball bearing 157.
[0126]
  A motor 167 is disposed in the lower chamber, and the motor 167 has a stator 167-1 and a corresponding rotor 167-2. The stator 167-1 is mounted on the inner wall of the outer cylindrical protrusion 151B of the housing 151, and the rotor 167-2 is mounted on the lower end of the shaft 165 so as to be surrounded by the stator 167-1.
[0127]
  The gyro rotor 159, the flex hinge 161, the shaft 165, and the rotor 167-2 constitute an integral assembly, and are configured to be able to rotate at high speed around the central axis of the shaft 165. The central axis of shaft 165, i.e., the rotational axis of such an assembly, is the spin axis of the gyro rotor.
[0128]
  When an AC voltage is applied to the windings of the stator 167-1 of the motor, the rotating magnetic field generated thereby acts on the rotor 167-2 of the motor. Thereby, torque is generated and the rotor 167-2 of the motor rotates with respect to the stator 167-1. Thus, the assemblies 159, 161, 165, and 167-2 rotate around the X axis, and the gyro rotor 159 rotates at high speed around the spin axis.
[0129]
  In the upper chamber, torque around the Y axis and Z axis is applied to the gyro rotor 159.For multipleA ToruCa 171 is provided. This ToruCa 171 corresponds to the Y ToruCa and Z ToruCa of the TDG 11 described with reference to FIG. Such a torquer 171 includes an annular permanent magnet 171-1 mounted on the gyro rotor 159 and a torquer coil 171-2 mounted on the upper surface of the housing 151 correspondingly. The ToruCa coil 171-2 is disposed in the annular groove 159A of the gyro rotor 159 and spaced from it.
[0130]
  A magnetic circuit Ψ is formed along the annular groove 159A of the gyro rotor 159 through the permanent magnet 171-1 as shown by the arrow in the figure. Torque is generated by the cooperation of the magnetic circuit and the magnetic field generated by the torquer coil 171-2.
[0131]
  In the upper chamber,pluralA pickup 173 is arranged. The pickup 173 corresponds to the horizontal pickup and the azimuth pickup of the TDG 11 described with reference to FIG. The pickup 173 is mounted on the upper surface of the housing 151 adjacent to the torquer 171.
[0132]
  Consider a case where an angular velocity around the Y axis or Z axis perpendicular to the spin axis acts on the housing 151 while the gyro rotor 159 rotates at a high speed. The gyro rotor 159 keeps its position with respect to the inertial space by the gyro orientation retention. Accordingly, the gyro rotor 159 is rotationally displaced about the Y axis or the Z axis relative to the housing 151. The amount of rotational deviation around the Y axis or the amount of rotational deviation around the Z axis of the gyro rotor 159 is detected by the pickup 173.
[0133]
  Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is easily understood by those skilled in the art that other various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. Let's be done.
[0134]
【The invention's effect】
  According to the present invention, when the gyrocompass is used in the normal compass mode, there is an advantage that the gyrocompass can be used immediately since the finger north end of the gyrocompass is directed to true north in advance.
[0135]
  According to the present invention, there is an advantage that the azimuth angle of the base relative to the meridian can be measured with high accuracy even when the base is inclined.
[0136]
  According to the present invention,In advanceMeasure the azimuth angle with respect to the meridian and measure the bias of the gyro drift and east-west inclinometer or east-west accelerometer, and automatically correct it.ButChange,Accordingly, even if an azimuth error occurs, it can be corrected. Therefore, there is an advantage that the true north azimuth can be oriented with high accuracy in the subsequent gyrocompass operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a gyrocompass according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a data measurement storage unit of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an alignment mode according to the present invention.
FIG. 4 shows the gyrocompass of the present invention.ExampleIt is.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a front configuration of an example of a gyrocompass according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a planar configuration of an example of a gyrocompass according to the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of TDG.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an example of use of a conventional surveying gyrocompass.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a conventional surveying gyrocompass.
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the principle of detecting an orientation with respect to the meridian by a conventional surveying gyrocompass;
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the principle of detecting an orientation with respect to the meridian by a conventional surveying gyrocompass;
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the detected angular velocity of each gyro when the rotation angle σ around the X axis of the base is zero.
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a detected angular velocity of each gyro when a rotation angle σ around the X axis of the base is not zero.
[Explanation of symbols]
10 base
11 TGD
13 blocks
13A, 13B Horizontal axis
15 Tracking ring
17 Tracking axis
19 Bearing
21 North-south inclinometer or north-south accelerometer
23 East-West inclinometer or East-West accelerometer
27 Horizontal servo motor
27-1 Rotor
27-2 Stator
29 direction servo motor
31 Direction transmitter, direction encoder
35 Compass calculator
36 Horizontal Torking Circuit
37 Directional Torking Circuit
41 board
43 Cover
45 Rotary transformer
47 coupling
49 platform
51, 53A Bearing
61 Azimuth Servo Calculation Unit
63 Commutator control circuit
65 Horizontal servo calculator
71 Rotation control unit
72 Sequencer
73 Data measurement storage
74 Base orientation calculation unit
75 Drift calculator
110 Gyro rotor
111 Gyro case
113 Suspension line
147 Azimuth encoder
151 Housing
153 Upper cap
155 Lower cap
157 Ball bearing
159 Gyro rotor
159A  groove
161 Flex Hinge
161A Center hole
165 axis
167 motor
167-1 Stator
167-2 Rotor
171-1 Permanent magnet
171-2 ToruCa Coil
173 Pickup
301 Transit
301A Screw
302 Tripod
302-1 horizontal platform
303 Gyrocompass
310 base
310a hole
310b, 310c Flange
310d bottom
312A, 312B bearing
314 Azimuth axis
316 bearing gear
318 turntable
320 Gyro
322 step motor
324 Pinion
326 Zero cross pickup
326A pin
326B Light emitting element
326C light receiving element
340 Rotation control unit
342 Sequencer
344 Measurement storage unit
346 Calculation output section

Claims (7)

X軸方向のスピン軸線を有するジャイロと該ジャイロをY軸及びZ軸周りに回転可能に支持する支持装置と、上記支持装置をY軸周りに回転可能に支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂直軸周りに回転可能な追従環と、上記ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を有し、子午線に対する上記基台の方位角Φを測定するジャイロコンパスにおいて、上記追従軸を所定の回転角毎に順次回転させるための回転制御部と、上記ジャイロによって検出されたY軸周りの角速度ωY 及びZ軸周りの角速度ωZ と上記追従環の回転角φと東西傾斜計又は東西加速度計により検出される水平面に対するY軸の傾斜角σとを入力して記憶するデータ計測記憶部と、該データ計測記憶部に記憶されたデータより子午線に対する上記基台の方位角Φを演算する基台方位演算部と、を有するように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。A gyro having a spin axis in the X-axis direction, a support device that supports the gyro so as to be rotatable about the Y axis and the Z axis, and a follow-up axis that supports the support device rotatably about the Y axis and is perpendicular to the base A tracking ring that is rotatable about a vertical axis passing through the tracking axis, and a finger north device for applying finger north force to the gyro, and having an azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian In the gyro compass to be measured, a rotation control unit for sequentially rotating the following axis for each predetermined rotation angle, the angular velocity ω Y around the Y axis and the angular velocity ω Z around the Z axis detected by the gyro and the following A data measurement storage unit for inputting and storing the rotation angle φ of the ring and the inclination angle σ of the Y axis with respect to the horizontal plane detected by the east-west inclinometer or the east-west accelerometer, and a meridian from the data stored in the data measurement storage unit Against the above base Gyrocompass, characterized in that it is configured to have a base azimuth calculation section which calculates a position angle [Phi, the. 請求項1記載のジャイロコンパスにおいて、上記データ計測記憶部に記憶された上記データよりジャイロドリフトを演算するジャイロドリフト演算部を有するように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。  2. The gyro compass according to claim 1, further comprising a gyro drift computing unit that computes a gyro drift from the data stored in the data measurement storage unit. 請求項2記載のジャイロコンパスにおいて、上記ジャイロドリフト演算部は上記データ計測記憶部に記憶された上記データより更に東西傾斜計又は東西加速度計のバイアスを演算するように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。  3. The gyro compass according to claim 2, wherein the gyro drift calculation unit is configured to calculate a bias of an east-west inclinometer or an east-west accelerometer further than the data stored in the data measurement storage unit. Gyro compass to do. 請求項1、2又は3記載のジャイロコンパスにおいて、
上記回転制御部は子午線に対する上記基台の方位角Φを検出した後に上記追従軸を反対方向に上記方位角Φだけ回転させて上記追従軸の基線が子午線方向を指向するように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。
In the gyrocompass according to claim 1, 2, or 3,
The rotation control unit is configured to detect the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian and then rotate the tracking axis in the opposite direction by the azimuth angle Φ so that the baseline of the tracking axis is directed in the meridian direction. Gyrocompass characterized by that.
請求項記載のジャイロコンパスにおいて、
上記東西傾斜計又は上記東西加速度計のデータにより上記ジャイロドリフト演算部で求められる上記Y軸の傾斜角σより、上記基台方位演算部は、上記基台が傾斜したときでも子午線に対する上記基台の方位角Φを計測することができるように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。
In the gyrocompass according to claim 3 ,
From the tilt angle σ of the Y-axis obtained by the gyro drift calculation unit based on the data of the east-west inclinometer or the east-west accelerometer, the base direction calculation unit is configured to support the base with respect to the meridian even when the base is inclined. The gyrocompass is characterized by being configured to measure the azimuth angle Φ.
請求項3、4又は5記載のジャイロコンパスにおいて、
上記ジャイロドリフト演算部からの上記ジャイロドリフトと上記東西傾斜計又は上記東西加速度計の上記バイアスを通常のジャイロコンパス運転の前に自動修正し、上記ジャイロコンパスの運転も計測された真北方位を指向するように構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。
The gyro compass according to claim 3, 4 or 5,
The gyro drift from the gyro drift calculation unit and the bias of the east-west inclinometer or the east-west accelerometer are automatically corrected before normal gyro compass operation, and the true north direction measured even during operation of the gyro compass is obtained. A gyro compass characterized by being oriented.
請求項6記載のジャイロコンパスにおいて、
子午線に対する上記基台の方位角Φを検出した後に上記追従軸を反対方向に方位角Φだけ回転させて上記追従軸の基線が子午線方向を指向させることにより、通常のジャイロコンパスの運転前に予め上記ジャイロコンパスが真北を指向しており、且つ上記ジャイロドリフト、上記東西傾斜計又は上記東西加速度計の上記バイアスが補正されているため直ちにジャイロコンパスとして使用することができることを特徴とするジャイロコンパス。
The gyro compass according to claim 6,
After detecting the azimuth angle Φ of the base with respect to the meridian, the tracking axis is rotated in the opposite direction by the azimuth angle Φ so that the base line of the following axis is oriented in the meridian direction. The gyrocompass is directed to true north, and the bias of the gyro drift, the east-west inclinometer or the east-west accelerometer is corrected, so that it can be used immediately as a gyrocompass. .
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EP2341314B1 (en) * 2008-10-20 2017-03-08 Sumitomo Precision Products Co., Ltd. Six-direction orienting device
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