JP7010656B2 - コリオリ振動ジャイロスコープに関するジャイロ・レート計算のためのシステムおよび方法 - Google Patents

コリオリ振動ジャイロスコープに関するジャイロ・レート計算のためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

例示的な実施形態は一般にコリオリ振動ジャイロスコープの較正に関し、特に、デュアル・バイアス電圧測定値によるコリオリ振動ジャイロスコープの較正に関する。
ジャイロスコープは、デバイスまたはマシンの方位を決定するために航空宇宙、海上および防衛業界を含む多くの業界で長く使用されてきている。近年、ジャイロスコープはまた、消費者電子機器、特にスマートフォンおよび全地球測位システム受信機におけるアプリケーションに見いだされる。今日一般的に使用されているジャイロスコープの１分類は、コリオリ振動ジャイロスコープ（コリオリ共鳴ジャイロスコープまたは振動構造ジャイロスコープとしても知られる）である。コリオリ振動ジャイロスコープは、それらのスピニング機械ジャイロスコープの片方と異なり、固体であり、振動構造を用いて動作して、当該ジャイロスコープの回転の速度を決定する。コリオリ振動ジャイロスコープの当該振動構造は、コリオリ振動ジャイロスコープの方位が変化する際にコリオリ効果によりサポートされるコリオリ振動ジャイロスコープに作用する力に起因してコリオリ振動ジャイロスコープの方位が変化したとしても、同一の面で振動し続ける。当該コリオリ効果に起因して支持物に作用する力を測定することで、コリオリ振動ジャイロスコープの回転速度を決定でき、ついでコリオリ振動ジャイロスコープの方位を決定することもできる。
しかし、コリオリ振動ジャイロスコープはドリフト誤差を経験することがあり、この場合、機器スケール・ファクタが崩壊しており、一定の出力を与えることはもはやできない。従来、ドリフト誤差を経験するコリオリ振動ジャイロスコープは、当該ドリフトおよび当該崩壊したスケール・ファクタを補正するための外部基準で較正または再較正することができる。しかし、多くの状況では、コリオリ振動ジャイロスコープの配備後に再較正するための外部基準は利用可能でない。これは特に、ミサイルシステム、宇宙船または一度配備されると再較正のために容易に回収できない他のデバイスまたはマシンにおいて当てはまる。従来型の較正技術は単にこれらのアプリケーションに対して十分ではない。
歴史的に、機械スピニング・マスジャイロスコープに関して、「車輪速度変調」と呼ばれる較正の代替的な方法が実験対象であった。「車輪速度変調」は、ケース回転が無い状態で方位決定を提供することの実証に成功し、ドリフト誤差をある程度最小化するためのランプ境界を提供した。「車輪速度変調」該動作は、ジャイロスコープ角度モーメントの規模と無関係な機構により生成された機械ジャイロスコープのスピニング・マスに適用される異なるトルクに基づく。当該スピニング・ジャイロスコープ・マスの速度およびモーメントを変調することで、当該機械ジャイロスコープのドリフトを決定するために使用できるジャイロスコープの出力に基づいてバイアスを決定することができる。２つの異なるトルク測定値が同時に求められると、定数であるバイアス変形を決定することができる。当該定数のバイアス変形は、角速度入力の現場導出値を可能とする。
しかし、研究室における「車輪速度変調」の成功にもかかわらず、この技術は現実的でないかもしれない。機械ジャイロスコープにおけるスピニング・マスの速度の変調に対応するために、「車輪速度変調」の方法は相対的に低速である。なぜならば、機械ジャイロスコープのスピニング・マスに適用される差分トルクが所望の車輪速度変調をもたらすのには時間がかかるからである。また、機械ジャイロスコープのスピニング・マスの速度を変調する際の反復可能性という課題があり、これは「車輪速度変調」の広範囲の展開を非現実的なものとする。
本開示の１つまたは複数の態様によれば、第１の電圧入力をコリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給するステップと、第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給するステップであって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、ステップと、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に起因する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差分を検出するステップと、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを応答および補正項における差の関数として決定するステップとを含む方法を提供する。
本開示の１つまたは複数の態様によれば、コリオリ振動ジャイロスコープと、第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給し、第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給するように構成された電圧入力供給器であって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、電圧入力供給器と、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に起因する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差分を検出して、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを、応答および補正項における差の関数として決定するように構成されたコントローラとを備えるシステムを提供する。
本開示の１つまたは複数の態様によれば、コリオリ振動ジャイロスコープに対する第１のバイアス電圧での第１の電圧入力および第２のバイアス電圧での第２の電圧入力に対するスケール・ファクタを決定するステップと、第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第１の応答を検出するステップと、第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第２の応答を検出するステップと、第１の応答および第２の応答の差分、第１の電圧入力および第２の電圧入力に対する当該スケール・ファクタ、および当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを用いて、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの差分の関数を表す補正項を決定するステップとを含む方法を提供する。
このように本開示の例を一般的な言葉で説明したので、次に添付図面を参照する。添付図面は必ずしも正しい縮尺では描かれておらず、同じ参照番号は幾つかの図面にわたって同一のまたは同様な部分を示す。
本開示の１つまたは複数の態様に従うコリオリ振動ジャイロスコープシステムのブロック図である。 本開示の１つまたは複数の態様に従うコリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを計算するための例示的な流れ図である。 本開示の１つまたは複数の態様に従うコリオリ振動ジャイロスコープの補正項を計算するための例示的な流れ図である。 本開示の１つまたは複数の態様に従う航空宇宙のビークルの略図である。
以下の説明では、当該開示された概念の徹底的な理解を提供するために多数の特定の詳細が説明されている。当該概念を、これらの特定の一部または全部なしに実施してもよい。他のインスタンスでは、既知のデバイスおよび／またはプロセスの詳細は、本開示を不必要に不明瞭するのを回避するために省略されている。幾つかの概念を特定の例と関連して説明するが、これらの例は限定を意図しないことは理解される。
本明細書での「１例」または「１態様」への言及は、当該例または態様と関連して説明された１つまたは複数の特徴、構造、または特徴が少なくとも１つの実装に含まれることを意味する。本明細書の様々な場所における「１例」または「１態様」というフレーズは、同一の例または態様を参照してもよいししなくてもよい。
特に断らない限り、「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語はラベルとして使用されるにすぎず、序数的、位置的、または階層的な要件を、これらの用語が参照するアイテムに課すものではない。さらに、例えば、「第２の」アイテムへの言及は、例えば、「第１の」またはより低い番号のアイテム、および／または、例えば、「第３の」またはより高い番号のアイテムの存在を要求または除外するものではない。
図１を参照すると、コリオリ振動ジャイロスコープ（ＣＶＧ）システム１００が示されている。本開示の諸態様は、当該ＣＶＧに対する当該スケール・ファクタ（複数可）が崩壊しているかまたはジャイロスコープのドリフトが発生している場合のコリオリ振動ジャイロスコープの回転速度を決定するためのシステムを提供し、これは上述の従来のジャイロスコープ較正方法の欠点を解決する。１態様では、ＣＶＧシステム１００は、ＣＶＧ支持物１０５に接続されたコリオリ振動ジャイロスコープ１０１、電圧入力供給器１０２、電圧検出器１０３、およびコントローラ１０４を含む。１態様では、ＣＶＧ１０１は半球共振器ジャイロスコープである。しかし、他の態様では、ＣＶＧ１０１は、音叉ジャイロスコープ、円筒振動ジャイロスコープ、微小電気機械（ＭＥＭ）ジャイロスコープ、圧電ジャイロスコープ、またはコリオリ効果の原理で動作する任意の適切なコリオリ振動ジャイロスコープまたは固体ジャイロスコープを含むことができる。
１態様では、電圧入力供給器１０２はＣＶＧ１０１に接続され、第１の電圧をＣＶＧ１０１に第１のバイアス電圧Ｐ０で供給し、第２の電圧入力をＣＶＧ１０１に第２のバイアス電圧Ｐ０’で供給するように構成される。第２のバイアス電圧Ｐ０’は第１のバイアス電圧Ｐ０と異なる。１態様では、電圧入力供給器１０２により供給される第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’はそれぞれ、ＣＶＧ１０１の異なる、それぞれの予め決定されたスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’に関連付けられる。１態様では、例えばＰ０’＝Ｐ０／Ｓ０’である。
１態様では、ＣＶＧ１０１は、第１のバイアス電圧Ｐ０に応答して第１の応答Ｖ０を（電圧出力の形態で）出力し、第２のバイアス電圧Ｐ０’に応答して第２の応答Ｖ０’を（異なる電圧出力の形態で）出力するように構成される。１態様では、ＣＶＧ１０１により出力された第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の各々は電圧検出器１０３により検出され、電圧検出器１０３はコントローラ１０４と通信する。１態様では、電圧検出器１０３はスタンドアロンのセンサである。しかし、他の態様では、電圧検出器１０３は（図１の点線で示すように）コントローラ１０４の一部である。１態様では、コントローラ１０４は（電圧検出器１０３と関連して）、それぞれ第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に起因するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の差分を検出し決定するように構成される。１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に起因するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０、および第２の応答Ｖ０’の差は、コントローラ１０４（および電圧検出器１０３）により決定されるように、第１のバイアス電圧Ｐ０での第１の応答Ｖ０から第２のバイアス電圧Ｐ０’での第２の応答Ｖ０’へのＣＶＧ１０１の電圧出力の変化として表される。ＣＶＧ１０１の電圧出力のこの変化は、ＣＶＧ１０１への共通電圧入力に対する第１の応答Ｖ０に対応する第１のスケール・ファクタＳ０および第２の応答Ｖ０’に対応する第２のスケール・ファクタＳ０を提供する。１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の差は定数である。
１態様では、コントローラ１０４はまた、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’における差ならびに補正項Ｃの関数としてＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩを決定するように構成される。ＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩはＣＶＧ１０１の回転率であり、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’でのＣＶＧ１０１のスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’と独立である。補正項Ｃは、第１のおよび第２の応答Ｖ０およびＶ０’および第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’でのＣＶＧ１０１の初期入力速度に基づく予め決定された定数値である。
１態様では、ＣＶＧ１０１の動作の間に、ＣＶＧ１０１のバイアス（例えば、入力慣性率がゼロであるときの非零ジャイロ・レートΩ）および第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’は、ＣＶＧ１０１、温度または環境変化または他の因子の拡張された利用を含む幾つかの因子に起因してドリフトしてもよい。１態様では、コントローラ１０４は、第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’に付与されたドリフトおよびＣＶＧ１０１のバイアスと独立に、ＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩおよび補正項Ｃを決定するように構成される。１態様では、コントローラ１０４は、以下で導出されるモデルにより当該ジャイロ・レートおよび補正項Ｃを決定するように構成される。
１態様では、以下で表すように、コリオリ振動ジャイロスコープに対する閉ループスケール・ファクタに対するＩＥＥＥ標準的１４３１－２００４モデルを考える。
式：SV=[ω+D][1+10-6εk]-1
Ｓは電圧出力に対するスケール・ファクタ（例えば、スケール・ファクタＳ０およびＳ０’）であり、Ｖはボルトでの電圧出力（例えば、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’）であり、Ｄはドリフト速度（°／ｈ）であり、εkはスケール・ファクタ誤差（ｐｐｍ）であり、ωは当該慣性入力（°／ｈ）である。
１態様では、式１を
式２：V=Ω+Df
と一般化することができる。Dfは、例えば、予め決定されたバイアス電圧Ｐに応答する予め決定された電圧出力Ｖでの、ＣＶＧ１０１の機器バイアスを表す。１態様では、式２は機械ジャイロスコープに対するモデルと類似である。即ち、
式３：T=H*Ω+Df
である。Ｔはトルクを表す。
１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’がＣＶＧ１０１に印加されると、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対して生ずるＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’を、上述された式２に基づく２つの異なる式４および式５として表すことができる。
式４：V0=Ω+Df
式５：V0’=Ω+D’f
Dfは、第１のバイアス電圧Ｐ０に応答した第１の応答Ｖ０でのＣＶＧ１０１の機器バイアスを表し、D’fは、第２のバイアス電圧Ｐ０’に応答した第２の応答Ｖ０’での機器バイアスを表し、補正項Ｃを、
式６：Df-D’f=C
と定義することができる。
補正項Ｃは、式６で説明したように、現場または工場で較正された定数である。式４および式５がジャイロ・レートΩに対して共に解かれたとき、式６が与えられると、式７および式８が導出され、これによりコントローラ１０４はＣＶＧ１０１に対するジャイロ・レートΩを決定することができる。
式７：Ω=(V0-V0’-C)／2
ここで、(V0-V0’-C)は半スケール・ファクタ変化のために２で除されている。
式７のより一般的な形式を式８として表すことができる。
Figure 0007010656000001
スケール・ファクタの変化は定数であり、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、Ｖ０は第１のバイアス電圧Ｐ０での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧Ｐ０’での第２の応答であり、Ｃは補正項である。１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の間の差分は定数である。１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’を所与とし、第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’を所与として式８を適用することによって、コントローラ１０４は、ＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩを、第１のスケール・ファクタＳ０の較正および第２のスケール・ファクタＳ０’の較正と独立に決定することができる。ＣＶＧ１０１の時間依存機器バイアスは第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’を均等にシフトさせる。
１態様では、第１のスケール・ファクタＳ０の較正および第２のスケール・ファクタＳ０’の較正およびＣＶＧ１０１の時間依存機器バイアスと独立にジャイロ・レートΩを取得できることを示すために、例示的な目的のためにのみ以下の例が提供される。以下で提供する全ての番号および図面は例示的な目的のためにすぎない。
第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’があり、入力ジャイロ・レートΩが与えられ、
Figure 0007010656000002
であり、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’はそれぞれ例えば、
Figure 0007010656000003
の第１のスケール・ファクタＳ０および例えば、
Figure 0007010656000004
の第２のスケール・ファクタＳ０’を有し、入力ジャイロ・レートΩは例えば、
Figure 0007010656000005
（ＣＶＧ１０１の予期されるパルス速度出力または出力ジャイロ・レートΩ’である）であると仮定すると、Ｐ０は例えば１６０／１であり、Ｐ０’は例えば１６０／０．４である。したがって、Ｐ０＊Ｓ０＝１６０およびＰ０’＊Ｓ０’＝１６０である。第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’にそれらのそれぞれのスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’を乗ずる場合、当該予期されるジャイロ・レートΩは両方に対して
Figure 0007010656000006
である。
Ｐ０＊Ｓ０＝（１６０／１）＊１＝１６０
Ｐ０’＊Ｓ０’＝（１６０／０．４）＊０．４＝１６０
時間依存機器バイアスＢ０およびＢ０’が当該計算に導入された場合、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’に対応する測定された電圧出力Ｍ１、Ｍ２はそれぞれもはや１６０に等しくない。
例示的な第１の機器バイアス
Figure 0007010656000007
および例示的な第２の機器バイアス
Figure 0007010656000008
が与えられると、
Ｍ１＝（Ｐ０＋Ｂ０）＊Ｓ０＝１６５
Ｍ２＝（Ｐ０’＋Ｂ０’）＊Ｓ０’＝１６１．２
である。上で示すように、式４および式５を知り、式６が与えられると、第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’を、
Ｖ０＝Ｐ０＋Ｂ０＝１６５
Ｖ０’＝Ｐ０’＋Ｂ０’＝４０３
と表すことができる。
第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’を式６に適用することによって、補正項Ｃを導出することができる。
Ｃ＝Ｂ０－Ｂ０’＝２
第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’およびスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’および当該補正項の例示的な値を適用することによって、出力ジャイロ・レートΩ’をコントローラ１０４により、
Figure 0007010656000009
と決定することができる。
したがって、出力ジャイロ・レートΩ’は入力ジャイロ・レートΩと同一であり、第１のスケール・ファクタＳ０の較正、第２のスケール・ファクタＳ０’の較正およびＣＶＧ１０１の時間依存機器バイアス（例えば、Ｂ０、Ｂ０’）と独立に式８から決定されることができる。
したがって別の態様では、別の例が以下で例示的な目的で提供される。以下で提示する全ての番号および図面例示的な目的のためにすぎない。
第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’があり、
Figure 0007010656000010
の入力ジャイロ・レートΩが与えられ、
Figure 0007010656000011
であり、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’はそれぞれ例えば、
Figure 0007010656000012
の第１のスケール・ファクタＳ０および、例えば、
Figure 0007010656000013
の第２のスケール・ファクタＳ０’を有すると仮定すると、Ｐ０は例えば、１００／１．５（または約６６．６６７）であり、Ｐ０’は例えば１００／３（または約３３．３３３）である。上述のように第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’にそれらのそれぞれのスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’を乗ずる場合、予期されるジャイロ・レートΩは両方に対して
Figure 0007010656000014
である。
第１のバイアス電圧Ｐ０に対して
Figure 0007010656000015
のバイアスＢ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対してバイアスＢ０’のような例示的な第１のおよび第２の機器バイアスが提供され、導入されるとき、第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’を
Ｖ０＝Ｐ０＋Ｂ０＝６６.６６７＋０.９＝６７．５６７
Ｖ０’＝Ｐ０’＋Ｂ０’＝３３.３３３＋１.１＝３４.４３３
のように計算することができる。
第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’を式６に適用することによって、補正項Ｃを導出することができる。
Ｃ＝Ｂ０－Ｂ０’＝０.９－１.１＝－０.２
第１の電圧応答Ｖ０および第２の電圧応答Ｖ０’、スケール・ファクタＳ０、Ｓ０’および当該補正項の例示的な値を適用することによって、出力ジャイロ・レートΩ’をコントローラ１０４により、
Figure 0007010656000016
と決定することができる
再度、出力ジャイロ・レートΩ’は入力ジャイロ・レートΩと同一であり、第１のスケール・ファクタＳ０の較正、第２のスケール・ファクタの較正Ｓ０’およびＣＶＧ１０１の時間依存機器バイアス（例えば、Ｂ０、Ｂ０’）と独立に式８から決定されることができる。
図２を参照すると、ジャイロ・レートΩを決定する方法が示されている。ブロック２０１で、第１の電圧入力が、電圧入力供給器１０２により第１のバイアス電圧でＣＶＧ１０１に印加される。ブロック２０２で、第２の電圧入力が、電圧入力供給器１０２により第２のバイアス電圧でＣＶＧ１０１に印加される。以前に示したように、第１の電圧入力および第２の電圧入力は互いに異なる。
ブロック２０３で、コントローラ１０４（および電圧検出器１０３）は、第１のバイアス電圧Ｐ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に対するＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の差分を検出するように構成される。１態様では、ＣＶＧ１０１の応答における差は、第１のバイアス電圧Ｐ０での第１の電圧出力（例えば、第１の応答Ｖ０）から第２のバイアス電圧Ｐ０’での第２の電圧出力（例えば、第２の応答Ｖ０’）へのＣＶＧ１０１の電圧出力の変化として表され、ＣＶＧ１０１への共通電圧入力に対する、第１の応答Ｖ０に対応する第１のスケール・ファクタＳ０および第２の応答Ｖ０’対応する第２のスケール・ファクタＳ０’を提供する。１態様では、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対するＣＶＧ１０１の応答における差は定数である。ブロック２０４で、当該コントローラは、上で提供した式１を用いて、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’における差および補正項Ｃの関数としてＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩを決定するように構成される。１態様では、第１のバイアス電圧Ｐ０に応答したＣＶＧ１０１による第１の応答Ｖ０および第２のバイアス電圧Ｐ０’に応答した第２の応答Ｖ０’および補正項Ｃは、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’に応答する時間依存機器バイアスの和を表す。さらに、１態様では、ジャイロ・レートΩはＣＶＧ１０１のスケール・ファクタと独立に決定される。１態様では、コントローラ１０４はさらに、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’における差および補正項Ｃの関数として、第１のスケール・ファクタの較正Ｓ０および第２のスケール・ファクタの較正Ｓ０’と独立に、ＣＶＧ１０１のジャイロ・レートを決定する。当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’を均等にシフトさせる。
図３を参照すると、補正項Ｃを決定する方法が示されている。ブロック３０１で、コントローラ１０４は、ＣＶＧ１０１に対する第１のバイアス電圧Ｐ０での第１の電圧入力および第２のバイアス電圧Ｐ０’での第２の電圧入力に対するスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’を決定する。１態様では、これはコントローラ１０４に既知であるかまたは事前に計算されている。ブロック３０２で、電圧入力供給器１０２は第１の電圧入力をＣＶＧ１０１に第１のバイアス電圧Ｐ０で提供する。コントローラ１０４および電圧検出器１０３は、第１の電圧入力に応答してＣＶＧ１０１の第１の応答Ｖ０を検出する。
ブロック３０３で、電圧入力供給器１０２は、第２の電圧入力をＣＶＧ１０１に第２のバイアス電圧Ｐ０’で提供する。コントローラ１０４および電圧検出器１０３は、第２の電圧入力に応答してＣＶＧ１０１の第２の応答Ｖ０’を検出する。ブロック３０４で、当該コントローラは、第１の応答Ｖ０および第２の応答Ｖ０’の差分、第１の電圧入力および第２の電圧入力に対して計算されたスケール・ファクタＳ０、Ｓ０’、およびＣＶＧ１０１のジャイロ・レートΩを使用して、第１の応答および第２の応答における時間依存機器バイアスの差分の関数を表す補正項Ｃを決定する。補正項Ｃを計算するためのモデルを以下のように導出してもよい。１態様では、コントローラ１０４は上述の式１に基づいて補正項Ｃを決定する。式１を式８に書き換えることができ、式８は補正項Ｃを
Figure 0007010656000017
のように表す。
ジャイロ・レートΩは、第１のスケール・ファクタＳ０の較正および第２のスケール・ファクタの較正Ｓ０’と独立にコントローラ１０４により決定される。時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’を均等にシフトさせる。ジャイロ・レートΩは第１のスケール・ファクタＳ０および第２のスケール・ファクタＳ０’の較正と独立なので、ＣＶＧ１０１のドリフトは崩壊した第１のスケール・ファクタおよび崩壊した第２のスケール・ファクタと独立に決定されることができる。
図１および４に示すように、１態様では、ＣＶＧシステム１００は、予め決定された移動経路または軌道に沿ってビークル１０を誘導するためにビークル１０に組み込まれる（以下でさらに詳細に説明する）。１態様では、ＣＶＧシステム１００はビークル１０のナビゲーション・システム１５の一部である。ここで、ビークル１０は、ナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００を使用して、ビークル１０を第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される。ビークル１０は例示的な目的のため航空宇宙のビークルとして表されているが、他の態様では、ビークル１０はまた、海中ビークル、自動車ビークル、水陸両用ビークルまたは任意の他の適切なビークルであってもよい。さらに他の態様では、ビークル１０はまた、自動運転および自己平衡型ビークルのような遠隔制御されたクアッドコプタまたは自律または準自律ビークルのような消費者電子ビークルを含んでもよい。１態様では、ナビゲーション・システム１５はジャイロスコープであることができるが、他の態様では、ナビゲーション・システム１５はＣＶＧシステム１００を、より大きなナビゲーション・システム（例えば、全地球測位システムナビゲーション・システム）のコンポーネントとして備える。１態様では、ビークル１０はまた、図４で示すように、航空宇宙のビークルコントローラ４０１、推進システム４０２、制御面４０３および例えば、ＣＶＧシステム１００の電圧入力供給器１０２に電力を提供する電源４０４を備える。１態様では、コントローラ１０４は、ナビゲーション・システム１５に対するコントローラの一部であるか、または、ビークル１０に対する航空宇宙のビークルコントローラ４０１の一部である。さらに他の態様では、コントローラ１０４は、ナビゲーション・システム１５に対する当該コントローラまたはビークル１０に対する航空宇宙のビークルコントローラ４０１と通信する。１態様では、ナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００は、航空宇宙のビークルコントローラ４０１と通信し、航空宇宙のビークルコントローラ４０１は、推進システム４０２および制御面４０３と通信する。１態様では、航空宇宙のビークルコントローラ４０１は、ナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００からのフィードバックを使用して、推進システム４０２および制御面４０３の動作を制御し、飛行中のビークル１０の軌道を制御するように構成される。他の態様では、航空宇宙のビークルコントローラ４０１はまた、制御面４０３および推進システム４０２からのフィードバックをナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００に飛行中に提供して、コースに対する補正または調節を提供するように構成される。さらに他の態様では、本明細書で説明したナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００は、（点線で示すように）航空宇宙のビークルコントローラ４０１の一部であり、推進システム４０２および／または制御面４０３と直接通信する。さらに他の態様では、ナビゲーション・システム１５およびＣＶＧシステム１００は当該推進システムおよび／または制御面４０３と直接通信する。任意数の他のシステムを含めてもよい。本発明の原理を、例えば、パーソナル電子（全地球測位システム受信機またはスマートフォン）を含む他の業界に適用してもよい。
１つまたは複数の本開示の諸態様に従って、以下が提供される。
Ａ１：第１の電圧入力をコリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給するステップと、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給するステップであって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、ステップと、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出するステップと、
当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを応答および補正項における差の関数として決定するステップと、
を含む、方法。
Ａ２：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項Ａ１に記載の方法。
Ａ３：当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートは当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定される、項Ａ１に記載の方法。
Ａ４：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項Ａ１に記載の方法。
Ａ５：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項Ａ１に記載の方法。
Ａ６：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000018
から決定され
Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項Ａ５に記載の方法。
Ａ７：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、請求項Ａ６に記載の方法。
Ａ８：当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、応答および当該補正項の当該差の関数として決定し続けるステップであって、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、ステップをさらに含む、項Ａ５に記載の方法。
Ａ９：ビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするステップをさらに含む、項Ａ１に記載の方法。
Ｂ１：コリオリ振動ジャイロスコープと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給し、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給する
ように構成された電圧入力供給器であって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、電圧入力供給器と、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出し、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを、応答および補正項における差の関数として決定するように構成されたコントローラと、
を備える、ナビゲーション・システム。
Ｂ２：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項Ｂ１に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ３：当該コントローラは、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定するように構成される、項Ｂ１に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ４：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項Ｂ１に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ５：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項Ｂ１に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ６：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000019
から決定され、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項Ｂ５に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ７：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、項Ｂ６に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ８：当該コントローラは、応答および当該補正項の当該差の関数として、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを決定し続けるように構成され、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、項Ｂ５に記載のナビゲーション・システム。
Ｂ９：当該コントローラはビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される、項Ｂ１に記載のナビゲーション・システム。
Ｃ１：コリオリ振動ジャイロスコープと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給し、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給する
ように構成された電圧入力供給器であって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、電圧入力供給器と、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出し、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを、応答および補正項における差の関数として決定するように構成されたコントローラと、
を備えたナビゲーション・システムと、
を備える、ビークル。
Ｃ２：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項Ｃ１に記載のビークル。
Ｃ３：当該コントローラは、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定するように構成される、項Ｃ１に記載のビークル。
Ｃ４：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項Ｃ１に記載のビークル。
Ｃ５：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項Ｃ１に記載のビークル。
Ｃ６：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000020
から決定され、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項Ｃ５に記載のビークル。
Ｃ７：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、項Ｃ６に記載のビークル。
Ｃ８：当該コントローラは、応答および当該補正項の当該差の関数として、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを決定し続けるように構成され、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、項Ｃ５に記載のビークル。
Ｃ９：当該コントローラは当該ビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される、項Ｃ１に記載のビークル。
Ｄ１：コリオリ振動ジャイロスコープと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給し、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給する
ように構成された電圧入力供給器であって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、電圧入力供給器と、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出し、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを、応答および補正項における差の関数として決定するように構成されたコントローラと、
を備える、システム。
Ｄ２：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項Ｄ１に記載のシステム。
Ｄ３：当該コントローラは、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定するように構成される、項Ｄ１に記載のシステム。
Ｄ４：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項Ｄ１に記載のシステム。
Ｄ５：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項Ｄ１に記載のシステム。
Ｄ６：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000021
から決定され、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項Ｄ５に記載のシステム。
Ｄ７：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、項Ｄ６に記載のシステム。
Ｄ８：当該コントローラは、応答および当該補正項の当該差の関数として、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを決定し続けるように構成され、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、項Ｄ５に記載のシステム。
Ｄ９：当該コントローラはビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される、項Ｄ１に記載のシステム。
Ｅ１：コリオリ振動ジャイロスコープに対する第１のバイアス電圧での第１の電圧入力および第２のバイアス電圧での第２の電圧入力に対するスケール・ファクタを決定するステップと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第１の応答を検出するステップと、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第２の応答を検出するステップと、
第１の応答および第２の応答の差分、第１の電圧入力および第２の電圧入力に対する当該スケール・ファクタおよび当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを用いて、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの差分の関数を表す補正項を決定するステップと、
を含む、方法。
Ｅ２：当該補正項（Ｃ）は式
Figure 0007010656000022
から決定され、Ｓ０は第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、請求項Ｅ５に記載の方法。
さらに、本開示は以下の項に従う実施形態を含む。
項１：第１の電圧入力をコリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給するステップと、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給するステップであって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、ステップと、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出するステップと、
当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを応答および補正項における差の関数として決定するステップと、
を含む、方法。
項２：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項１に記載の方法。
項３：当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートは当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定される、項１または２に記載の方法。
項４：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項１乃至３の何れか１項に記載の方法。
項５：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項１乃至４の何れか１項に記載の方法。
項６：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000023
から決定され、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項５に記載の方法。
項７：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、項６に記載の方法。
項８：当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、応答および当該補正項の当該差の関数として決定し続けるステップであって、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、ステップをさらに含む、項５乃至６の何れか１項に記載の方法。
項９：ビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするステップをさらに含む、項１乃至８の何れか１項に記載の方法。
項１０：コリオリ振動ジャイロスコープと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で供給し、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で供給する
ように構成された電圧入力供給器であって、第２のバイアス電圧は第１のバイアス電圧と異なる、電圧入力供給器と、
当該コリオリ振動ジャイロスコープの、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する応答における差分を検出し、当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを、応答および補正項における差の関数として決定するように構成されたコントローラと、
を備える、システム。
項１１：当該コリオリ振動ジャイロスコープは、第１のバイアス電圧に応答して第１の応答を出力し、第２のバイアス電圧に応答して第２の応答を出力し、当該補正項は、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの和を表す、項１０に記載のシステム。
項１２：当該コントローラは、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを、当該コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタと独立に決定するように構成される、項１０乃至１１の何れか１項に記載のシステム。
項１３：当該補正項は、第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧での当該コリオリ振動ジャイロスコープの初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、項１０乃至１２の何れか１項に記載のシステム。
項１４：第１のバイアス電圧での第１の応答から第２のバイアス電圧での第２の応答への当該コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力における変化は、当該コリオリ振動ジャイロスコープへの共通電圧入力に対する第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタおよび第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタを提供する、項１０乃至１３の何れか１項に記載のシステム。
項１５：当該ジャイロ・レート（Ω）は式
Figure 0007010656000024
から決定され、Ｓ０は第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項１４に記載のシステム。
項１６：第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における当該差は定数である、項１５に記載のシステム。
項１７：当該コントローラは、応答および当該補正項の当該差の関数として、第１のスケール・ファクタの較正および第２のスケール・ファクタの較正と独立に、当該コリオリ振動ジャイロスコープの当該ジャイロ・レートを決定し続けるように構成され、当該時間依存機器バイアスは、第１のスケール・ファクタおよび第２のスケール・ファクタを均等にシフトさせる、項１４乃至１６の何れか１項に記載のシステム。
項１８：当該コントローラはビークルを当該コリオリ振動ジャイロスコープで第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される、項１０乃至１７の何れか１項に記載のシステム。
項１９：コリオリ振動ジャイロスコープに対する第１のバイアス電圧での第１の電圧入力および第２のバイアス電圧での第２の電圧入力に対するスケール・ファクタを決定するステップと、
第１の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第１のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第１の応答を検出するステップと、
第２の電圧入力を当該コリオリ振動ジャイロスコープに第２のバイアス電圧で提供し、当該コリオリ振動ジャイロスコープの第２の応答を検出するステップと、
第１の応答および第２の応答の差分、第１の電圧入力および第２の電圧入力に対する当該スケール・ファクタおよび当該コリオリ振動ジャイロスコープのジャイロ・レートを用いて、第１の応答および第２の応答における当該時間依存機器バイアスの差分の関数を表す補正項を決定するステップと、
を含む、方法。
項２０：当該補正項（Ｃ）は式
Figure 0007010656000025
から決定され、Ｓ０は第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタであり、Ｓ０’は第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタであり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は第１のバイアス電圧および第２のバイアス電圧に対する当該コリオリ振動ジャイロスコープの応答における差であり、Ｖ０は第１のバイアス電圧での第１の応答であり、Ｖ０’は第２のバイアス電圧での第２の応答であり、Ｃは補正項である、項１９に記載の方法。
多数のコンポーネント、特徴、および機能を含むシステムおよび方法の異なる例および態様を本明細書で開示した。本明細書で開示したシステムおよび方法の様々な例および態様は、他の例の何れかのコンポーネント、特徴、および機能および本明細書で開示したシステムおよび方法の諸態様の何れかを任意の組合せで含んでもよく、かかる可能性の全ては本開示の趣旨および範囲内にあると意図されていることは理解されるべきである。
本明細書で説明した多くの修正および他の本開示の例は、以上の説明および当該添付図面で提示された教示事項の利益を有する本開示が関係する当業者に想到される。
したがって、本開示は開示された特定の実施形態に限定されず、修正および他の実施形態は添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれると意図されていることは理解される。さらに、以上の説明および当該添付図面は要素および／または機能の特定の例示的な組合せの文脈で例示的な実施形態を説明するが、要素および／または機能の異なる組合せは添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく代替的な実装により提供されてもよいことは理解されるべきである。
１０２ 電力入力供給器
１０３ 電圧
１０４ コントローラ

Claims (16)

  1. 第１の電圧入力をコリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）に第１のバイアス電圧（Ｐ０）で供給するステップと、
    第２の電圧入力を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）に第２のバイアス電圧（Ｐ０’）で供給するステップであって、前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）は前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）と異なる、ステップと、
    前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）が、前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）に応答して第１の応答（Ｖ ０ ）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）に応答して第２の応答（Ｖ ０ ’）を出力するステップと、
    前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における差を検出するステップと、
    前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）のジャイロ・レート（Ω）を応答および補正項（Ｃ）の差の関数として決定するステップであって、前記補正項（Ｃ）は、前記第１の応答（Ｖ ０ ）および前記第２の応答（Ｖ ０ ’）における時間依存機器バイアスの和を表す、ステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の前記ジャイロ・レート（Ω）は前記コリオリ振動ジャイロスコープのスケール・ファクタ（１０１）と独立に決定される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記補正項（Ｃ）は、前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）での前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）での第２の応答への前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）での第１の応答からの前記コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力（１０１）における変化は、共通電圧入力に対する前記第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）および前記第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）に提供する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記ジャイロ・レート（Ω）は式
    Figure 0007010656000026
     から決定され、
    Ｓ ０ は前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ ０ ）であり、Ｓ ０ ’は前記第２のスケール・ファクタ（Ｓ ０ ’）であり、（１／Ｓ ０ ）－（１／Ｓ ０ ’）は前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における差であり、Ｖ ０ は前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）での前記第１の応答であり、Ｖ ０ ’は前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）での前記第２の応答であり、Ｃは前記補正項（Ｃ）である、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における前記差は定数である、請求項５に記載の方法。
  7. 前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の前記ジャイロ・レート（Ω）を、応答および前記補正項の差の関数として、前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）の較正および前記第２のスケール・ファクタの較正（Ｓ０’）と独立に決定するのを継続するステップであって、前記時間依存機器バイアスは前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）および前記第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）を均等にシフトさせる、ステップをさらに含む、請求項４乃至６の何れか１項に記載の方法。
  8. ビークル（１０）を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）で第１の位置から第２の位置にナビゲートするステップをさらに含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 第１の電圧入力をコリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）に第１のバイアス電圧（Ｐ０）で供給し、
    第２の電圧入力を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）に第２のバイアス電圧（Ｐ０’）で供給する
    ように構成された電圧入力供給器（１０２）であって、前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）は前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）と異なる、電圧入力供給器（１０２）と、
    前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）に応答して第１の応答（Ｖ ０ ）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）に応答して第２の応答（Ｖ ０ ’）を出力するように構成された前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）と、
    前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における差を検出し、前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）のジャイロ・レート（Ω）を応答および補正項（Ｃ）の差の関数として決定するように構成されたコントローラ（１０４）であって、前記補正項（Ｃ）は、前記第１の応答（Ｖ ０ ）および前記第２の応答（Ｖ ０ ’）における時間依存機器バイアスの和を表す、コントローラ（１０４）と、
    を備える、システム（１００）。
  10. 前記コントローラ（１０４）は、前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の前記ジャイロ・レート（Ω）を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）のスケール・ファクタと独立に決定するように構成される、請求項９に記載のシステム（１００）。
  11. 前記補正項（Ｃ）は、前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）での前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の初期電圧出力および初期入力速度に基づく予め決定された定数値である、請求項９または１０の何れか１項に記載のシステム（１００）。
  12. 前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）での第１の応答から前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）での第２の応答への前記コリオリ振動ジャイロスコープの電圧出力（１０１）における変化は、前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）への共通電圧入力に対する前記第１の応答に対応する第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）および前記第２の応答に対応する第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）を提供する、請求項９乃至１１の何れか１項に記載のシステム（１００）。
  13. 前記ジャイロ・レート（Ω）は式
    Figure 0007010656000027
     から決定され、
    Ｓ０は前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）であり、Ｓ０’は前記第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）であり、（１／Ｓ０）－（１／Ｓ０’）は前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における差であり、Ｖ０は前記第１のバイアス電圧（Ｐ０）での前記第１の応答であり、Ｖ０’は前記第２のバイアス電圧（Ｐ０’）での前記第２の応答であり、Ｃは前記補正項（Ｃ）である、請求項１２に記載のシステム（１００）。
  14. 前記第１のバイアス電圧（Ｐ ０ ）および前記第２のバイアス電圧（Ｐ ０ ’）に対する前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の応答における前記差は定数である、請求項１３に記載のシステム（１００）。
  15. 前記コントローラ（１０４）は、前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）の前記ジャイロ・レート（Ω）を、応答および前記補正項（Ｃ）の差の関数として、前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）の較正および前記第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）の較正と独立に決定するのを継続するように構成され、前記時間依存機器バイアスは、前記第１のスケール・ファクタ（Ｓ０）および前記第２のスケール・ファクタ（Ｓ０’）を均等にシフトさせる、請求項１２乃至１４の何れか１項に記載のシステム（１００）。
  16. 前記コントローラ（１０４）はビークル（１０）を前記コリオリ振動ジャイロスコープ（１０１）で第１の位置から第２の位置にナビゲートするように構成される、請求項９乃至１５の何れか１項に記載のシステム（１００）。
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