JPH01143913A - Latitude meter - Google Patents
Latitude meterInfo
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- JPH01143913A JPH01143913A JP62302936A JP30293687A JPH01143913A JP H01143913 A JPH01143913 A JP H01143913A JP 62302936 A JP62302936 A JP 62302936A JP 30293687 A JP30293687 A JP 30293687A JP H01143913 A JPH01143913 A JP H01143913A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は緯度を測定するための緯度計に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a latitude meter for measuring latitude.
従来の緯度測定は、例えば北極星の高度を測定したり、
また例えば太陽の南中時の高度を測定したりしてその高
度角を緯度に変換していた。Conventional latitude measurements include, for example, measuring the altitude of Polaris,
For example, they measured the altitude of the sun at its mid-south point and converted that altitude angle into latitude.
このような従来の緯度測定においては、測定条件が限ら
れてしまう(夜間でかつ、北極星が見えなければならな
い、又は南中時で太陽が見えなければならない、)とい
う欠点があった。Such conventional latitude measurement has the disadvantage that measurement conditions are limited (the North Star must be visible at night, or the sun must be visible at mid-south time).
本発明はこの様な従来技術の欠点を解決し、測定条件に
よらずかつ簡単な構成で簡便な緯度測定の行なえる緯度
計を得ることを目的とする。It is an object of the present invention to solve these drawbacks of the prior art and to provide a latitude meter that can easily measure latitude regardless of measurement conditions and with a simple configuration.
そこで本発明は、北を検出する検出手段と、該検出手段
に方向可変に支持された光ジャイロと、前記検出手段に
対する前記光ジャイロの感度最大位置によって、緯度を
表示する表示手段と、を有することを特徴とする緯度計
によって上記目的を達成した。Therefore, the present invention includes a detection means for detecting north, an optical gyro supported by the detection means in a variable direction, and a display means for displaying latitude based on the maximum sensitivity position of the optical gyro with respect to the detection means. The above objective has been achieved by a latitude meter characterized by the following.
なお、上記光ジャイロは、光のサニアック効果を使った
角速度検出手段の一般名称であり、リングレーザジャイ
ロ、リング共振器ジャイロ、光フアイバジャイロがこの
例である。Note that the above-mentioned optical gyro is a general name for angular velocity detection means that uses the Saniac effect of light, and examples thereof include a ring laser gyro, a ring resonator gyro, and an optical fiber gyro.
本発明ではまず、検出手段によって北を検出し、検出手
段に対して光ジャイロの方向を変化させて光ジャイロの
感度量大位置を求める。そして、表示手段により表示さ
れた緯度を読めば、測定地点の緯度がわかる。すなわち
、本発明では、光ジャイロが地球の自転を感知できるこ
とを利用し、その感度の違いから緯度を計ることを特徴
としている。In the present invention, first, north is detected by the detection means, and the direction of the optical gyro is changed with respect to the detection means to find the position of the optical gyro with the highest sensitivity. Then, by reading the latitude displayed by the display means, the latitude of the measurement point can be determined. That is, the present invention is characterized by utilizing the fact that the optical gyro can sense the rotation of the earth, and measuring the latitude based on the difference in sensitivity.
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings.
第1図は本発明の一実施例の斜視図であり、第2図は第
1図の平面図である。リング状の外枠lは、外枠1のリ
ング中心軸に直交する面内にリング状に巻回される光フ
ァイバを有する第1の光フアイバジャイロを内蔵してい
る。外枠1の内周には案内溝2が全周にわたって形成さ
れている。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1. The ring-shaped outer frame 1 houses a first optical fiber gyro having an optical fiber wound in a ring shape in a plane perpendicular to the ring center axis of the outer frame 1. A guide groove 2 is formed on the inner circumference of the outer frame 1 over the entire circumference.
外枠1の内径より小さな外径を有するリング状の内枠3
は案内溝2に嵌入する案内ピン3a、3bを180度対
向位置の外側に突出して有し、外枠1に対して案内ピン
3a、3bを回転軸として回転自在、かつ、案内ピン3
a、3bが案内溝2に案内されることによっての回転を
行ないうるように構成されている。内枠3内にも内枠3
のリング中心軸に直交する面内にリング状に巻回される
光ファイバを有する第2の光フアイバジャイロが内蔵さ
れている。外枠1の上部には、規準用の望遠鏡4が外枠
1のリング中心軸に直交する面内に光軸を有するように
固設されている。この望遠鏡4には、水平方向を設定す
るための気泡管4aが設けられている。A ring-shaped inner frame 3 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer frame 1
has guide pins 3a and 3b that fit into the guide groove 2 and protrude outward from 180-degree opposing positions, and is rotatable with respect to the outer frame 1 about the guide pins 3a and 3b as rotation axes.
a, 3b are configured so that they can be rotated by being guided by the guide groove 2. Inner frame 3 inside inner frame 3
A second optical fiber gyro having an optical fiber wound in a ring shape in a plane perpendicular to the center axis of the ring is built-in. A reference telescope 4 is fixed to the upper part of the outer frame 1 so as to have its optical axis within a plane perpendicular to the ring center axis of the outer frame 1. This telescope 4 is provided with a bubble tube 4a for setting the horizontal direction.
また、外枠1の側面には緯度目盛5が形成されていると
共に、底部には三脚取付用の脚6が設けられている。Further, a latitude scale 5 is formed on the side surface of the outer frame 1, and legs 6 for attaching a tripod are provided on the bottom.
内枠3の側面には、外枠1の緯度目盛5を読取るための
指標7が形成されている。副尺が付いていてもよい。An indicator 7 for reading the latitude scale 5 of the outer frame 1 is formed on the side surface of the inner frame 3. May have a vernier.
このような構造であるから、第3図(a)のように地球
E(第3図は地球E断面の一部である)の赤道2.上に
三脚を立てて、この三脚に上記一実施例の緯度針を三脚
取付用の脚6によって固定する。この際、気泡管4aに
よって望遠鏡4の規準軸(光軸)が水平になるように設
定する。Because of this structure, as shown in Figure 3 (a), the equator 2. A tripod is set up on top, and the latitude needle of the above embodiment is fixed to the tripod using tripod mounting legs 6. At this time, the reference axis (optical axis) of the telescope 4 is set to be horizontal using the bubble tube 4a.
そして、外枠1を回転し、第1の光フアイバジャイロの
感度零の位置を探す、その結果、光フアイバジャイロは
巻回された光ファイバの巻回面(前述の外枠1のリング
中心軸に直交する面)が地球の自転方向に直交する面内
(紙面内)にくると、すなわち、第3図(a)図示の状
態において感度が零となる0図には示していないが、光
フアイバジャイロの出力信号を表示する表示器を見なが
ら上述の操作を行なう、勿論これらは各枠体の回転駆動
装置、フィードバック制御によって自動的になされても
よい。Then, the outer frame 1 is rotated to find the zero sensitivity position of the first optical fiber gyro. Although it is not shown in the figure, when the plane (perpendicular to The above-mentioned operations are performed while looking at the display that displays the output signal of the fiber gyro.Of course, these operations may also be performed automatically by the rotation drive device of each frame and feedback control.
ついで、外枠1の位置はそのままにして、外枠1に対し
内枠3を両者のリング中心軸が直交するように展開し、
外枠1の内周に沿って内枠3を回転する。そして、第2
の光フアイバジャイロの感度が最大となる位置を探す、
その結果、光フアイバジャイロは巻回された光ファイバ
の巻回面(前述の内枠3のリング中心軸に直交する面)
が地球の自転方向に平行なると、すなわち、第3図(a
)図示の状態において感度が最大となる。このとき、指
標7の指す緯度目盛は赤道に対応した緯度零である。Next, while leaving the outer frame 1 in the same position, the inner frame 3 is expanded with respect to the outer frame 1 so that the center axes of both rings are perpendicular to each other.
The inner frame 3 is rotated along the inner circumference of the outer frame 1. And the second
Find the position where the sensitivity of the optical fiber gyro is maximum,
As a result, the optical fiber gyro has a winding surface of the wound optical fiber (a surface perpendicular to the ring center axis of the inner frame 3 mentioned above).
When is parallel to the direction of the earth's rotation, that is, Fig. 3 (a
) Sensitivity is maximum in the state shown. At this time, the latitude scale indicated by the index 7 is latitude zero corresponding to the equator.
さて、同様に緯度りのところに三脚を立て、第1の光フ
アイバジャイロの感度零の位置を探すと、赤道上に置い
た場合と同様に、光ファイバの巻回面が地球の自転方向
に直交する面内(紙面内)にくると、すなわち第3図(
b)図示の状態において感度が零となる。外枠1の位置
はそのままにして、内枠3を回転する。そうすると、第
2の光フアイバジャイロを赤道上に置いた場合(第3図
(a))と、第2の光フアイバジャイロを緯度りのとこ
ろに置いた場合(第3図(b))とで、地球の自転方向
は変化しないから、第2の光フアイバジャイロの最大感
度位置は赤道に置いた場合と平行な位置となる。Now, if you similarly set up a tripod at a latitude and search for the zero sensitivity position of the first optical fiber gyro, the winding surface of the optical fiber will be aligned in the direction of the earth's rotation, just as if it were placed on the equator. When it comes to the orthogonal plane (in the paper plane), that is, Fig. 3 (
b) Sensitivity becomes zero in the illustrated state. The inner frame 3 is rotated while leaving the outer frame 1 in the same position. Then, there are two cases: when the second fiber optic gyro is placed on the equator (Fig. 3 (a)) and when the second optical fiber gyro is placed at a latitude (Fig. 3 (b)). Since the direction of rotation of the earth does not change, the position of maximum sensitivity of the second fiber optic gyro is parallel to the position parallel to the equator.
従って、外枠1に対して内枠2は、緯度針を設定した位
置間の鉛直方向の変化(第3図の角度θ)分だけ回転す
ることになる。その結果、第3図(a)と第3図(b)
とでは、指標6の示す目盛5の位置が異なることになる
。すなわち、目盛5によって緯度を読み取ることができ
る。Therefore, the inner frame 2 rotates with respect to the outer frame 1 by the amount of vertical change (angle θ in FIG. 3) between the positions where the latitude needle is set. As a result, Figure 3(a) and Figure 3(b)
In this case, the position of the scale 5 indicated by the index 6 is different. That is, the latitude can be read from the scale 5.
第4図は位相変調方式の光フアイバジャイロの構成を示
しており、上述の実施例の中で地球の自転を効率良く検
出する装置として、第1の光フアイバジャイロ、第2の
光フアイバジャイロともこの構成の光フアイバジャイロ
を用いることができる。FIG. 4 shows the configuration of a phase modulation type optical fiber gyro. Among the above embodiments, both the first optical fiber gyro and the second optical fiber gyro are used as devices for efficiently detecting the rotation of the earth. An optical fiber gyro with this configuration can be used.
第4図で11は光源であり、位相変調方式光フアイバジ
ャイロに適切な低コヒーレンスの光源、たとえばLED
(発光ダイオード)などである。In FIG. 4, numeral 11 is a light source, which is a low coherence light source suitable for a phase modulation type optical fiber gyro, such as an LED.
(light emitting diode), etc.
21.22は偏光調整器であり、効率良(出力されるよ
うにファイバで小さいコイルを作ったものを捻るなどし
て偏光を調整する。21 and 22 are polarization adjusters that adjust the polarization efficiently (by twisting a small coil made of fiber so that it can be output).
3132はカブラ(方向性光結合器)であり、入射光を
ほぼ均等に分岐する。3132 is a coupler (directional optical coupler) that splits incident light almost equally.
41は偏光器であり、例えば偏光保持ファイバができる
だけ軸を揃えて巻かれている。ファイバ型ポラライザが
効率が良い。41 is a polarizer, for example, a polarization-maintaining fiber is wound so that the axes are aligned as much as possible. Fiber type polarizer is highly efficient.
51はファイバコイルであり、ファイバをできるだけ多
く巻回したものである。信号出力の感度は、このコイル
が作る閉じた平面の面積Aに比例し、又、コイルの巻回
数Nに比例する。51 is a fiber coil, which is made by winding fiber as many times as possible. The sensitivity of the signal output is proportional to the area A of the closed plane formed by this coil, and is also proportional to the number of turns N of the coil.
コイル51はなるべく同一面内に巻かれるのが望ましい
、61は位相変調子であり、例えば圧電素子PZT61
の回りにコイル51の一部を巻回して、発振器62から
の変調信号を力学的信号に変換し、光ファイバを伸縮さ
せることで光学的な変調信号に変換する素子である。It is desirable that the coil 51 be wound in the same plane as much as possible. 61 is a phase modulator, for example, a piezoelectric element PZT61
This element converts a modulation signal from the oscillator 62 into a mechanical signal by winding a part of the coil 51 around it, and converts it into an optical modulation signal by expanding and contracting the optical fiber.
カブラ32とファイバコイル51とでサグナック(Sa
gr+ac)効果をおこすループが構成されている。The Kabra 32 and the fiber coil 51
A loop is constructed that causes the gr+ac) effect.
71は光検出器であり、光出力を検出する。光源11か
ら光検出器71までの各素子間は、偏光保持ファイバな
どのシングルモードファイバで繋がれている。A photodetector 71 detects optical output. Each element from the light source 11 to the photodetector 71 is connected with a single mode fiber such as a polarization maintaining fiber.
それらの素子と導光ファイバの間の結合、或いは、ファ
イバ同士の結合はできるだけ効率よくなされている。The coupling between these elements and the light guiding fibers, or between the fibers, is made as efficiently as possible.
72は光検出器71の増幅器である。72 is an amplifier for the photodetector 71.
81はロックインアンプであり、位相変調子61で変調
され、光検出器71から出力された信号は、発振器62
からの参照信号を使ってロックイン検波される。81 is a lock-in amplifier, and the signal modulated by the phase modulator 61 and output from the photodetector 71 is transmitted to the oscillator 62.
Lock-in detection is performed using the reference signal from
91は処理系であり、ロックイン検波された角速度信号
を増幅、雑音除去、計算、表示、メモリなどする。A processing system 91 amplifies the lock-in detected angular velocity signal, removes noise, calculates, displays, and stores it.
位相変調方式全系が絶対偏波のシングルモードファイバ
で作られれば、クロストークによるノイズやその温度に
よる変化に起因するドリフトがなく、精度の高い信号が
得られる。If the entire phase modulation system is made of an absolutely polarized single-mode fiber, there will be no noise due to crosstalk or drift due to changes in temperature, and a highly accurate signal can be obtained.
なお、増幅器72、発振器62、ロックインアンプ81
、処理系9.1などは第1図、第2図の三脚取付用の脚
6を通して三脚の台の中などに組み込むようになせばよ
い。Note that the amplifier 72, the oscillator 62, and the lock-in amplifier 81
, processing system 9.1, etc. may be incorporated into the tripod stand through the tripod mounting legs 6 of FIGS. 1 and 2.
また、それらの電力や信号を送るケーブルは第1の枠体
1の分は三脚取付用の脚6を通し、第2の枠体(内枠)
3の分は案内溝2に嵌入する案内ピン3a、3bに組ま
れている、摺動電極により電力や信号を送るようになせ
ばよい。In addition, the cables for transmitting power and signals are passed through the tripod mounting legs 6 for the first frame 1, and then passed through the tripod mounting legs 6 to the second frame (inner frame).
3, electric power and signals may be sent by sliding electrodes assembled on the guide pins 3a and 3b that fit into the guide groove 2.
さらに、枠体内に、光フアイバジャイロの光学系だけで
なく、処理系や電源としての電池も簡素化して、組み込
むことができる。Furthermore, not only the optical system of the fiber optic gyro but also the processing system and the battery as a power source can be simply incorporated into the frame.
以上述べたように本発明の緯度計によれば、測定条件に
よらず、かつ簡便な構成で簡便な緯度測定の行なえる緯
度計が得られる。また、本発明の実施例によれば、不使
用時には、第1の枠体と第2の枠体とを重ねることがで
き、偏平な形状とすることができるので、取扱いが容易
である。As described above, according to the latitude meter of the present invention, it is possible to obtain a latitude meter that can perform simple latitude measurements with a simple configuration, regardless of measurement conditions. Further, according to the embodiment of the present invention, when not in use, the first frame and the second frame can be overlapped and can be made into a flat shape, making it easy to handle.
第1図は本発明の一実施例の斜視図、第2図は第1図の
平面図、第3図は使用状態を表わす説明図、第4図は本
発明に使用される光ジャイロの一実施例のブロック図、
である。
〔主要部分の符号の説明〕
1・・・第1の光フアイバジャイロを内蔵する外枠、3
・・・第2の光フアイバジャイロを内蔵する内枠、5・
・・緯度目盛。
出願人 日本光学工業株式会社FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the state of use, and FIG. A block diagram of an embodiment,
It is. [Explanation of symbols of main parts] 1... Outer frame containing the first optical fiber gyro, 3
... Inner frame containing the second optical fiber gyro, 5.
...Latitude scale. Applicant Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd.
Claims (2)
よって、緯度を表示する表示手段と、を有することを特
徴とする緯度計。(1) It has a detection means for detecting north, an optical gyro supported by the detection means in a variable direction, and a display means for displaying latitude based on the maximum sensitivity position of the optical gyro with respect to the detection means. Characteristic latitude meter.
徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の緯度計。(2) The latitude meter as set forth in claim (1), wherein the detection means comprises an optical gyro.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62302936A JPH01143913A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Latitude meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62302936A JPH01143913A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Latitude meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01143913A true JPH01143913A (en) | 1989-06-06 |
Family
ID=17914915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62302936A Pending JPH01143913A (en) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Latitude meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01143913A (en) |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62302936A patent/JPH01143913A/en active Pending
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