JPH03170889A - 移動体の航法装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、静止衛星を用いる移動体通信系と併用して
好適な、移動体の航法装置に関する。

［発明の概要］ この発明は、静止衛星を用いた移動体通信系に属する移
動体の航法装置において、いずれも移動体に搭載された
、通信情報受信手段の受信信号レベルに基いて、指向性
アンテナの最大利得方向を制御するアンテナ方向制御手
段から静止衛星の方位情報を得て、この静止衛星方位情
報を用いて、ジャイロコンパスから得られる移動体方位
情報を較正することにより、移動体方位情報の累積誤差
が防止されて、高精度の位置情報が低コストで得られる
ようにしたものである。

［従来の技術コ 静止衛星を用いて、例えば船舶、航空機、自動車のよう
な移動体と、地上の通信センタとの間で双方向通信を行
なうようにする通信システムが提案されている（米国特
許Ｎｏ．　４，３５９．７３３号明細書参照）。

第５図はこの衛星通信システムの概要を示すもので、（
１）は地上の通信センタ、（２），　　（３）及び（４
）は静止衛星、（５）及び（６）は通信用端末を搭載す
る移動体の例としての航空機及び自動車である。

この通信システムでは、移動体（５），　（６）の位置
を通信センタより移動体（５）．　（６）に知らせるこ
と、特定のメッセージの送受信を行なうこと等ができる
。

上述のような衛星通信システムにおいて、移動体の位置
及び進行方向に拘らず、良好な通信回線を維持するため
、移動体に搭載したアンテナの最大利得方向を静止衛星
の方向に常に一致させるように自動的に制御するように
した電波受信方向制御装置が既に提案されている（特開
昭５９　−１８９７３０号公報等参照〉。

この受信方向制御装置は、移動体方位センサ、アンテナ
角度センサと、受信機の一部を構或する受信レベル検出
回路と、衛星方位データを記憶済みのマイクロコンピュ
ータとを備えており、移動体の移動開始前に、マイクロ
コンピュータから衛星方位データを取り出してアンテナ
の初期方位を設定すると、移動中は、この初期設定デー
タと移動体の進行方位データとに基いて、アンテナの方
位が制御され、衛星を自動追尾することができて、送信
機、受信機とも、比較的廉価なものを使用することがで
きる。

［発明が解決しようとする課題コ 前述のような受信方向制御装置の移動体方位センサとし
ては、地磁気コンパスやジャイロコンパスが一般に使用
されるが、前者は、絶対方位が得られる反面、外乱の影
響を受けやすく、着磁による誤差も大きいという問題が
あり、後者は、精度が高く外乱の影響もないが、角速度
検出値を積分して方位を求めるため、オフセットや温度
ドリフト等の誤差が累積されるという問題があった。

従って、いずれのコンパスを使用しても、例えば、路上
ビーコンや、特開昭５８−１２９３１３号公報等で提案
されたマップマッチングにより、定期的な方位補正を行
う必要がある。

ところが、このようなシステムは、未だ、その利用可能
範囲が限定されていると共に、装置が高価であるという
問題があった。

かかる点に鑑み、この発明の目的は、方位情報の累積誤
差が防止されて、高精度の位置情報が低コストで得られ
る、移動体の航法装置を提供するところにある。

［課題を解決するための手段コ この発明は、静止衛星を用いた移動体通信系に属する移
動体の航法装置において、移動体（６）に搭載された指
向性アンテナ（１３）と、この指向性アンテナに接続さ
れて移動体通信系からの通信情報を得るための通信情報
受信手段（１１）と、指向性アンテナの最大利得方向を
制御するアンテナ方向制御手段（１４），　（２１）　
　と、移動体の方位情報を得るための方位検出手段（２
４）と、移動体の移動量情報を得るための移動量検出手
段（２５）とを備え、通信情報受信手段の受信信号レベ
ルに基いて、アンテナ方向制御手段から静止衛星の方位
情報θＳを得ると共に、この静止衛星方位情報を用いて
方位検出手役から得られる移動体の方位情報θ■を較正
するようにした移動体の航法装置である。

［作用］ かかる構戊によれば、移動体方位情報の累積誤差が防止
されて、高精度の位置情報が低コストで得られる。

［実施例コ 以下、第ｌ図〜第４図を参照しながら、この発明による
移動体の航法装置の一実施例について説明する。

この発明の一実施例の構或を第１図に示す。

第１図において、（１１）は移動体に搭載された通信装
置であって、受信レベル検出回路（１２）を含んでおり
、パラボラアンテナ〈ｌ３）に接続される。このアンテ
ナ（１３）は、例えばＩＯ゜の半値幅の水平指向性を有
し、モータ（ｌ４）に駆動されて水平方向に回動する。

通信装置（１ｌ）には、音声通信用の送話器（１５）及
び受話器（１６）が接続される。

（２１〉はデータ通信端末のマイクロコンピュータであ
って、通信装置（１１）と接続されると共に、入出力デ
ータ等を表示するディスプレイ（２２）と、データを入
力するキーボード（２３）が接続される。

〈２４）は移動体の進行方位を検出する方位センサ（ジ
ャイロコンパス）であり、＜２５）は移動体の移動距離
を検出する距離センサであって、両センサ〈２４〉及び
（２５〉の各検出出力が、受信レベル検出回路（１２）
の検出出力と共に、マイクロコンピュータ（２１）に供
給される。

（２６）はメモ’Ｊ　　（ＲＯＭ＞であって、移動体通
信系のサービスエリア内の各地点ごとの静止衛星方位デ
ータが格納されている。

なお、前述のマップマッチングにより、移動体の現在位
置をディスプレイ（２２）上で照合するように、サービ
スエリア内の各地域ごとの地図データが格納されてもよ
い。

上述の衛星方位データと各検出出力とに基づいて、マイ
クロコンピュータ（２１）により、後述のようにして、
アンテナの方向制御信号が形或されてモータ（１４）に
供給され、アンテナ（１３）が適宜に回動されて、静止
衛星を自動追尾する。

次に、第２図〜第４図をも参照しながら、この発明の一
実施例の動作について説明する。

第２図に示すように、方位「北」を基準として、方位セ
ンサ（２４）で検出された移動体（６）の方位角がθＶ
であり、移動体〔６）の現在位置に対応する静止衛星Ｓ
Ｔの方位角がθＳであるとする。この場合、アンテナ（
ｌ３）の水平回動角θａは、移動体（６）の進行方向Ｖ
を基準として、 θａ＝θＳ−θＶ　　　　　　・・・・（１）となる。

この実施例の進行方位較正動作は次のとおりである。

第３図のステップ（３１）において、移動体（６）の現
在位置の経度及び緯度等の位置データ（Ｘｏ，Ｙｏ）が
キーボード〈２３）によりマイクロコンピュータ（２１
）に入力され、この位置データに対応する静止衛星ＳＴ
の方位角θＳＯがＲ　Ｏ　Ｍ（２６）から読み出される
。次いで、ステップ（３２）．　（３３）　　において
、アンテナ（ｌ３）が回転されて、静止衛星ＳＴからの
受信信号のレベルが最高となる方位角θＳと、このとき
のアンテナ回勤角θａＯが検出される。そして、ステッ
プ（３４）において、 θｖｏ＝θｓｏ一θａｏ　　　　　　−（２）の演算に
よって、移動体（６）の進行方位角の初期値θｖｏが決
定される。

移動体の走行中には、上述と同様に、静止衛星ＳＴの方
位角θＳに基づいて、ジャイロコンパス（２４）による
進行方位角θＶが較正され、オフセットや温度ドリフト
等によるジャイロコンパス（２４）の誤差の累積が防止
される。

また、この実施例のアンテナ自動追尾動作は次のとおり
である。

第４図のステップ（４１）．　（４２）　　において、
移動体（６）の進行方位角θＶの時間的変化（角速度）
ωＶがジャイロコンパス〈２４〉により検出され、（３
）式のように、この角速度ωＶが積分されて、移動体（
６）の進行方位角θＶが求まる。

θｖｊ＝θｖｉ＋　ｆωｖ　ｄｔ　　　　−−−−（３
）ステップ（４３）において、距離センサ（２５）によ
り例えば１秒の一定時間ごとの移動距離ｄが検出され、
ステップ（４４）において、（４）式の演算により、移
動体（６）の位置データ（Ｘｊ，Ｙｊ）が逐次更新され
る。

この位置データが、例えば１０ｋｍより大きく変化した
場合には、静止衛星ＳＴの方位角θＳの修正が必要とな
り、前述のように、Ｒ　Ｏ　Ｍ＜２６）から修正方位角
θＳが読み出される。

そして、ステップ（４５）において、（１）式と同様の
演算によって、アンテナ（ｌ３）の水平回動角θａｊが
決定され、これに基づいて、アンテナ（ｌ３）が適宜に
回動されて、静止衛星ＳＴに対向する。

移動体の走行中は、この水平回動角θａが積算されて、
アンテナの現方位情報が生威されると共に、上述の一連
の動作が繰り返されて、静止衛星ＳＴの自動追尾が行わ
れ、通信回線が良好に維持される。

なお、距離センサの誤差は、ジャイロコンパスに比較し
て格段に小さいので、特に問題にはならない。

上述の実施例では、静止衛星ＳＴの方位情報と比較的廉
価なジャイロコンパスによる進行方位情報とを利用する
ので、衛星のサービスエリャ内であれば、僻地ないしオ
フロードでも高精度の位置情報が低コストで得られる。

また、ジャイロコンパスを移動体の自立航法用及びアン
テナの自動追尾制御用に兼用したので、頗る経済的であ
る。

なお、上述の実施例では、アンテナ（１５）自体を回動
させるようにしたが、適宜のアンテナ系で、給電状態を
電気的に制御して、合或放射ビームを静止衛星に向ける
ようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述のように、この発明によれば、いずれも移動体
に搭載された、通信情報受信手段の受信信号レベルに基
いて、指向性アンテナの最大利得方向を制御するアンテ
ナ方向制御手段から静止衛星の方位情報を得て、この静
止衛星方位情報を用いて、ジャイロコンパスから得られ
る移動体方位情報を較正するようにしたので、移動体方
位情報の累積誤差が防止されて、高精度の位置情報を低
コストで得ることができる移動体の航法装置が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による移動体の航法装置の一実施例の
構威を示すブロック図、第２図はこの発明の一実施例の
動作の説明のための平面図、、第３図及び第４図はこの
発明の一実施例の動作を説明のためのフローチャート、
第５図はこの発明の説明のための概念図である。 （６）は移動体、（１１）は通信装置、〈１２）は受信
レベル検出回路、（１３）は指向性アンテナ、（１４）
はモータ、（２ｌ）はマイクロコンピュータ、（２４）
はジャイロコンパス、（２５）は距離センサである。 代 理 人 松 隈 秀 盛 第１ 図 第 ５ 図 第３　図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 静止衛星を用いた移動体通信系に属する移動体の航法装
   置において、 上記移動体に搭載された指向性アンテナと、この指向性
   アンテナに接続されて上記移動体通信系からの通信情報
   を得るための通信情報受信手段と、 上記指向性アンテナの最大利得方向を制御するアンテナ
   方向制御手段と、 上記移動体の方位情報を得るための方位検出手段と、 上記移動体の移動量情報を得るための移動量検出手段と
   を備え、 上記通信情報受信手段の受信信号レベルに基いて、上記
   アンテナ方向制御手段から上記静止衛星の方位情報を得
   ると共に、 この静止衛星方位情報を用いて上記方位検出手段から得
   られる上記移動体の方位情報を較正するようにしたこと
   を特徴とする移動体の航法装置。