JPH0328714A - 走査型センサ用測定および制御システム - Google Patents

走査型センサ用測定および制御システム

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JPH0328714A
JPH0328714A JP2032309A JP3230990A JPH0328714A JP H0328714 A JPH0328714 A JP H0328714A JP 2032309 A JP2032309 A JP 2032309A JP 3230990 A JP3230990 A JP 3230990A JP H0328714 A JPH0328714 A JP H0328714A
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ポール・イー・クラフト・ジュニア
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    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
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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、センサを走査するための測定および制御シ
ステムに関するものであり、特に任意に選択された基準
座標系に関してセンサが走査されることのできる正確な
測定および制御システムに関するものである。
１　０ ［従来の技術コ センサを走査ずるための正確な測定および制御システム
は目標の検出か必要とされる各種の広範な応用において
使用されている。これらのシステムは予め定められた走
査経路に沿ってセンサが位置付けられ、走査される。セ
ンサはその司会に入って来る目標を検出することができ
る。センサはこの走査経路に沿って各種の角速度で移動
されてもよい。センサがその走査経路を完了し、迅速に
最初の走査点に戻らなければならない“Ｕターン″にお
いては特に高い角速度が望まれている。
従来のセンサを走査ずるための測定および制御システム
は一般に基本の基準または慣性座標系に関してセンサを
走査することに限定されていた。
これらの従来のシステムは典型的に２つの方ｎ、の一つ
で実行されている。速度（　ｒａｔｅ）積分ジャイロス
コープを使用する第１の丈行方法ではジャイロスコープ
の一つはその入力軸が所望の走査軸に沿っているように
走査される］」標に設置されている。所望の走査速度に
比例する電子信号はジャイ１］ ロスコープ上に設置されているトルク装置に供給される
。ジャイロスコープの出力は所望の走査速度と実際の走
査速度との間のエラーに比例する。
このエラー信号はエラーを調整するためにトルク装置に
トルク命令を与える速度制御ループに対する入力として
使用される。２乃至３個の速度積分ジャイロスコープが
センサに２または３次元の走査を行わせるためにセンサ
上に直交して設置されることができる。
この構成はそれと関連する３つの主要な制限を有してい
る。ジャイロスコープは、所望される走査軸でないイモ
意の軸に関して運動ずる場合にも出力を生じる。交差輔
結合と関連するこれらの出力は不正確な走査速度Ｌラー
信号を生成することによってシステム中にエラーを導入
する。第２に、センサの高い角加速時間中にはジャイロ
スコープの出力信号はジャイロスコープの運動を表さな
い。
これらの出力信号はエラーがあり対応するシステムエラ
ーを生じる。最後にセンサは慣性座標系に関してのみ走
査されることができる。
１２ 実用されている第２の構成は、レゾルバ、インダクトシ
ン、または軸エンコーダのような正確な相対角度測定装
置を使用している。これらの装置はそのケースに対する
ロータ輔の位置を測定するために使用されている。これ
らの装置の出力信号はｒめセンサに入力されている位置
命令から減算され、それによってエラー信号を生成する
。このエラー信号はそれからセンサの位置を制御するた
めに位置制御ループ中で使用される。この構成に関連す
る難点は、制御されるシャフトの軸どセンサ視線間の機
械的コンブライアンスがこれらのシステムの正確さを制
限することである。それは測定される量（すなわちシャ
フ１・角度）が制■１されるように所望される量（すな
わちセンサとそのヘースとの間の角度）ではないからで
ある。さらに通常この装置はセンサのベースを基準とし
た座標系に関してのみ走査できる。しかしながら選択さ
れた基準座標系に関するセンサのベースの力位を知った
ならばこの横或てはセンサは任意の拙悟座標系に関して
走査されることができる。
１３ ［発明の解決すべき課題］ この允明のｌ」的は、基準座標系に関するセンサのベー
スの方位を知る必要なしに任意の選択された基準座標系
に関して走査されることかできるセンサを捉供すること
である。さらにこの県準座櫟系はまた慣性座標系に関１
〜で運動されることができる。
［課題解決のための千段］ この発明の１態様によれば、これは基準座標系を最初に
選択することによって行われる。所望のセンサ座標系に
関する基準座標系の方位のシーゲンスは計算され、姿勢
制御装置に入力される。所望のセンサ座標系で表現され
た基準座標系に関する所望のセンサ座標系の角速度のシ
ーケンスもまた計算され、姿勢制御装置に入力される。
慣性測定装置はセンサ座標系で表現された慣性座標系に
関するセンサ座標系の角速度をＪｌｌｌ定するために使
用される。慣性ｉ１１１定装置はこの測定結果を姿勢制
御装置および姿勢決定装置へ入力する。基準座標系で表
現された慣性座標系に関する基準座標系の１４ 角速度は測定されて姿勢制御装置に入力される。
基準座標系に関する慣性座標系の方位は測定されて姿勢
決定装置に入力される。センサ座標系に関する慣性座標
系の最初の位置は姿勢決定装置に入力される。姿勢決定
装置は基準座標系に関するセンサ座標系の方位を発生し
、この方位を姿勢制御装置へ入力する。最後に姿勢制御
装置はセンサに運動制御命令を出力する。
この発明に関連して使用される別の技術はセンサの走査
に関連するエラーを減少させる。この技術はセンサ走査
のための任意の測定および制御システムに適用可能であ
り、従来の技術に勝る改善を与える。例えば交差軸結合
を有さすその角加速に固有の制限もないジャイロスコー
プは慣性測定装置中で使用される。これは交差軸結合お
よび高いジャイロスコープの角速度に関連する荊記のエ
ラーを消去するため、その走査パターン内のセンサの配
置の正確性を改善する。
二重ループ制御システムは姿勢制御装置中で使用される
。この制御システムは速度および位置入１５ 力命令信号の両者を使用し、その走査パターンにおける
センサの配置の正確性を増加させる。
ストラップダウン方程式の算定はセンサ座標系に関する
慣性座標系の位置のさらに正確な算定を与えるために姿
勢決定装置によって行われる。慣性測定装置内で使用さ
れるジャイロスコープは全ての角加速度にわたって正確
な出力信号を生或するから、ストラップダウン方程式の
解は連続的に算定される。この連続的算定はざらにセン
サ走査パターンの正確度をさらに増加させる。
最後にカルマン（ＫａＩＩＩｌａｎ）フィルタが姿勢決
定装置内で使用され、ストラップダウン方程式に対する
解の算定、慣性測定装置測定プロセス、センサ座標系に
関する慣性座標系の最初の方位、基準の検出プロセッサ
におけるエラー、視線座標系とセンサ座標系との間の整
列に関連するエラーを減少させる。
［実施例］ 第１図には任意の選択された座標系に関して定められた
任意の運動にセンサを追従させる測定お１６ よび制御システム｛０が示されている。測定および制御
システム１０は、姿勢決定装置ｌ２、ナビゲーション装
置１４、姿勢制御装置１６、走査発生装置１８、走査さ
れるセンサ３２、慣性測定装置２２、センサ運動制御装
置２４を備えている。
この実施例の解析に先立って、順序として測定および制
御システム１０の動作に使用される座標系について概説
する。県準座標系は任意に選択することができる。基準
座標系は慣性座標系に関して運動するものでもよい。慣
性座標系は空間的に固定された物体に関して定められる
。センサ視線座標系はセンサ３２の視界内の点に関して
定められる。
センサ座標系はセンサ３２の本体に関して定められる。
所望のセンサ座標系はまたセンサ３２の本体に関して定
められる。
走査発生装置１８は姿勢制御装置１６にセンサ走査パタ
ーンを与える処理装置である。走査パターンはセンサ３
２の運動に関連する位置信号２Ｇと、角速度信号２８の
シーケンスである。位置信号２６は所望の座標系に関す
る基準座標系の方位のタームで定１７ められる。角速度信号２８は基準座標系に関する所望の
センサ座標系の角速度として定められ、センサ座標系中
で表現されている。
慣性測定装置２２は慣性座標系に関するセンサ座標系の
角速度またはインクレメント角度を測定する少なくとも
３個のジャイロスコープのセットを備えている。この角
速度またはインクレメント角度はセンサ座標系で表され
る。この角速度出力は信号３０として示され、姿勢決定
装置ｌ２および姿勢制御装置１６に結合されている。
慣性測定装置２２はセンサ３２に物理的に取付けられ、
そのためそれら両者は一体として回転する。
慣性測定装置２２中で使用されるジャイロスコープは交
差軸結合を含まず、センサ３２と関連する全ての角速度
で信頼性のある信号を出力する。このような装置の例と
してはレーザジャイロスコープおよび光ファイバジャイ
ロスコープがある。
ナビゲーション装置ｌ４は基準座標系に関する慣性座標
系の位置を測定し、その測定結果である信号３４を姿勢
決定装置１２に対して出力する。ナビゲ１８ ンヨン装置１４はまた慣性座標系に関する基準座標系の
角速度をｉ４１１１定ｌ２、基準座標系のタームでこの
測定桔果を表す。この測定結果である信号３６は姿勢制
御装置１６に入力される。その代りに、ナビゲーション
装置１４はコンピュータプロセッサを使用して横成され
、測定装置を必要とすることなく前述の位置および角速
度値を解析的に決定することができる。
姿勢決定装置１２はまたセンサ座標系に関する慣性座標
系の最初の方位を表す信号３８、センサ座櫟系に関する
センサ視線座標系の最初の方位を表す信号４０、および
占（準残留信号４２を入カされる。シ，（準残留信号４
２は物体の位置のｉｌｌｌｌ定に関連するエラーを表す
。走査されたセンサ３２によって検出されたこの物体は
演鐸的に知られた位置にある。システｌ１測定における
この物体の知られた位置に関する偏差はシステム′Ａｌ
ｌＩ定エラーを表している。
姿勢決定装置ｌ２は信号４４および４６を発生し、それ
らはそれぞれ基準座標系に関するセンサ座標系の方位お
よび基準座標系に関するセンサ視線座標〕　９ 系の方位を表している。信号４４は姿勢制御装置１６に
入力され、信号４６はシステム１０中にあるセンサその
他の任意の装置によって利用される。
入力信号２Ｇ，　２８．　３（１．　３＆，および４４
の処理において姿勢制御装置１６は出力信号４８を発生
し７、それはセンサ３２に物理的に取付けたトルク装置
その他の運動制御装置２４に対する運動制御命令を表す
。
これらの運動制御装置２４はセンサ３２に位置および角
速度を変化させる。この命令信号４８は信号２Ｇおよび
２８により表される走査パターンに関してセンサ３２を
走査するために発生される。第１図に示された装置間の
全′Ｃの信号接続は電子回路の使用によって行われる。
第２図は姿勢決定装置１２のブロック図である。
センサ座標系て表されるセンサの慣性速度である信号３
０は慣性ｉｎｌ＋定装置２２から条件加算ブロセッザ５
０に入力される。カルマン（Ｋａｌｍａｎ）フィルタ５
４からの出力信号５２もまたプロセッサ５０に入力され
る。プロセッザ５０は慣性測定装置２２のシャイ口スコ
ープと関連する７１１１１定エラーを補正するために２
０ 信号３０を修正する。この修正は補正信号５２がカルマ
ンフィルタによって計算された場合には常に信号３０お
よび５２を加算することによって行イ）れる。
補正された信号を表す信号７４はストラップダウン方程
式プロセソザ５Ｇに入力される。このプロセッサ５６に
はまた信号３８（センサ座標系に関する慣性座標系の算
定された最初の方位）か入力されており、現在のセンサ
ｊ＋標系方位に関する慣性座板系の方位の算定を生或ｒ
る。この生成された信号５８は条件乗算ブロセッザ６０
に入力される。悄性ＩＩ＋＋＋定装置２２のジャイロス
コープは正確な出力信号３０をノｊえるから、センサ３
２の高い角速度の期間でさえもストラップダウン方程式
はプロセッザ５６によって連続的に解かれ、センサのさ
らに正確な走査および出力信号５８の連続的発生を行わ
せる。
信号６２は慣性座標系の現在の方位に関する恨性座標系
の方位の修正された算定を表す。信号６２はまた利用さ
れるときにはプロセッザ６０に入力される。信号６２お
よび５８はプロセッサ６０において互に乗算され、出力
信号６４は反転ブロセッザ６６および２１ プロセッザ５６に入力される。信号６４はセンサ座標系
に関する慣性座標系の方位の修ｊ］二された算定値であ
る。プロセッザ５６は信号６４を使用して次の時間ステ
ップに列してストラップダウン方程式に算定された解を
りえる。
プロセッサ６６は信号６４の反転動作を行い、慣性座標
系に関するセンサ座標系のカ位の表ず出カ信号６８を生
或する。この出カ信号６８は乗算プロセッサ７０に入力
される。ナビゲーション装置１４から出力される信号３
４（基準座標系に関する慣性座標系の方位）もまたプロ
セッサ７ｏに人カされる。プロセッザ７０は信号３４と
６８を乗算し、信号４４を生成し、それは姿勢制御装置
１６およびプロセッザ７２に入力される。信号４４は基
準座標系に関するセンサ座標系の方位の算定である。
カルマンフィルタ５４はまた信号７Ｂを発生し、それは
センサ視線座標系の現往の方位に関するセンサ視線座標
系の方位の修正された算定を表す。信号７６および８０
は共に条件乗算プロセッサ７８に人刀され、それは２つ
の信号（信号７６および８０）を乗２　２ ｐして更新された出力信号８０を発生する。Ｇ２号８ｏ
はセンサ座標系に関するセンサ視線座標系の力位を表す
。最初にこれは信号４０に等しく設定される。
僧号８０はプロセッザ７８がエラー修正を累積できるよ
うにするためにプロセッザ７８に反して入力される。プ
ロセッサ７２は信号４４と８０を乗算し、出力伝り４６
を生成し、それは址準座檄系に関ずるセンサ担線座標系
の方位の３９定であり、それはセンサその他の装置によ
り使用されることかできる。
カルマンフィルタ５４は測定プロセスのモデルを含んで
いる。このプロセスはセンサ３２により観察される物体
の位置を訣定するために必及な動イ乍のシーゲンスを表
している。基準残留信号４２はカルマンフィルタ５４に
入力される。信号４２はセンサ３２により観祭される既
知の物体のδ１り定された位置およびその物体の既知の
位置と関連するエラーを表す。カルマンフィルタ５４は
この測定モデルおよび基準残留信号４２を使用して、姿
勢決定装置１２の種々の部分と関連するエラーの寄ｌｊ
，を算定するために使用される。
２３ 例えば信号５２は慣性δＩＩ１定装置２２のジャイロス
コープによって行われる測定中のエラーの算定に使用さ
れる。信号６２はストラップダウン方程式の解および初
期条件（信号３８）に関連するエラーの算定に使用され
る。信号７６はセンサ視線座標系およびセンサ座標系の
方位に関連するエラーの算定に使用される。カルマンフ
ィルタ５４の別の出カ信号（図示せず）は乱準となる目
標［１体のセンサ３２の方向とに関連するエラーの算定
に使用される。
姿勢決定装置１２の全てのプロセッサは電子回路に接続
されている。カルマンフィルタ５４はセンサ３２が基準
となる物体を検出したときのみ信号５２，６２，および
７６を出力ずる。２（準となる物体が検出されないとき
、プロセッザ５ｏおよび６ｏはそれそれ入力信号３０お
よび５８を伺等処理せずに通過させ、信号８０は一定の
まま−Ｃある。したがって第２図に示すように信号４４
および４６は何等エラー補正なＬ７に姿勢決定装置ｌ２
によって生成される。カルマンフィルタ５４はシステム
１０中のどこに配置されてもよく、＼システム１０の前
記の信号のいずれのエラー２　４ 補ｊＦもすることかできることを認識すべきてある。
さらに高度の１ラー補正性能を得るために、カルマンフ
ィルタ５４はシステム１０の測定プロセス（すなわち姿
分決定装置１２内）およびＪＩ（準どなる物体の検出と
関連する感知プロセスと関連したエラを計算するように
横或されなければならない。拙準検出プロセスと関連す
るエラーはシステムｌＯのｉ４１＋１定ブ口セスによる
ものではなく、“過袖償“を生しるから、これは性能を
増加させる。
第３図は姿勢制御装置１６のブロック図である。
）ｈ’ｓ　Ｎｅ＋座標系で表された基べへ座標系の慣性
速度である信号３６（ナビゲーンヨン装置１４から）お
よび２，（準座標系に関するセンサ座標系の方位である
信号４４（姿勢決定装置１２から）は座標変換ブロセッ
ザ８２に入力され、それは信号３６に一ついて座標変換
動作を行うために信号４４を利用ずる。信号８４は座標
変換プロセッザ８２から出力され、慣性座標系に関する
県準座標系の角速度を表す。信号８４はセンサ座標系の
タームで表されている。信号８４および信号３０（慣性
測定装置２２から）は共に減算ブロセッ２５ ザ８６に入力される。減算プロセッサ８６は信号８４を
信号３０から減算して信号８８を発生し、それは基準座
標系に関するセンサ座標系の角速度を表す。信号８８は
センサ座標系のタームで表されており、減算プロセッザ
９０に入力される。
基準座標系に関ずる所望のセンサ座標系の角速度を表し
所望のセンサ座標系で表現された信号２８は走査発生装
置１８から座標変換プロセッサ９２に入力され、この座
標表扱プロセッザ９２は所望のセンサ座標系から尖際の
センサ座標系に信号２８の座標変換を行う。乱準座標系
に関ずる所望のセンサ座標系の角速度を表しセンサ座標
系で表現された信号９４は減算プロセッサ９ｏに入力さ
れる。減算プロセッザ９０は信号９４から信号８８を威
算し、出力信号９８を生成ずる。信号９８はセンサ座標
系に関する所望のセンサ座標系の角速度を表しセンサ座
標系のタームで表現されており、加算プロセッサ１００
に入力される。信号９８は速度制御ループの出カを表し
ている。信号９８は走査パターンに適合するために必要
な速度に関するセンサ３２の現７ｌこの角速度と２　６ 関連するエラーである。
所望のセンサ座標系に関する基準座標系の方位であり走
査発ノＪＥ装置２２から得られる信号２６および姿勢決
定装置１２から得られる信号４４は共に乗算プロセッサ
１０２に入力される。信号４４および２６の乗算は乗算
プロセッザ１０２によって行われ、出力信号１０４が生
成される。信号１０４は所望のセンサ座標系に関するセ
ンサ座標系の位置を表す。信号１０４は位置制御ループ
の出力であり、疋査バタンに適合するために必要な位置
に関するセンサ３２の現７Ｅの位置と関連するエラーで
ある。
信号１０４は信号を補償する位置ループ補償フィルタプ
ロセッサ１０６に入力され、またプロセッサ９２に入力
されてプロセッサ９２が前述の座標変換を行うことを許
容する。プロセッサｌＯＢの出力信号は信号１０４の振
輻および位相角度調整を表す信号１０８であり、加算プ
ロセッサ１００に入力される。
加算プロセッザ１００は信号９８と１０８とを加算し、
それは位置および速度ループの出力であり、安定ループ
補償フィルタプロセッザ１１２へ信号１１０を２　７ 出力する。プロセッサ１１２はその振幅および位相角度
の調整によって信号］．．　Ｉ　Ｏを補償し、運動制御
命令信号４８を発生する。これらの運動制御命令信号４
８はセンサ３２上に配置された運動制御装置２４に結合
される。袖償機＋ｌＩ’ｉはシステムの玄定度と性能の
両者を考慮して標準技術により選択され、センサの実際
の構造力学およびセンサの性能要求の関数であることに
注意すべきである。
さらに前述の速度制御ループか第３図に示されたような
プロセッサ８２．　８６．　９（ｌおよび９２ならびに
信号４４．　２ｇ，　３０，　３［ｉ，　８４．　８８
および９４の相互接続により構成されていることに注意
すべきである。
信号９８はこの速度制御ループの出力を表している。
位置制御ループは第３図に示されたようなプロセッサ１
０２および信号２８．　４４および］０４の相互接続に
より構成されている。信号１０４は位置制御ループの出
力を表している。この二重ループ制御形態は位置ループ
・；１シ域幅からセンサ３２と関連する走査性能を完全
に不感性にすることを示すことができる。さらにセンサ
３２の方位エラーは、所望の方位２　８ のフーリエ変換の一時的な周波数内容が速度ループの帯
域輻に比較して小さければ消去される。
以上開示されたこの発明の実施例は前述の利点および特
徴を与えるものであることは明白であるか、この発明は
特Ｊ！１品求の範四に記載された長内的範囲を逸脱する
ことなく種々の変形、変更、変化が可能であることを認
識すべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の１実施例の測定および制御システム
のブロック図である。 第２図はこの発明の実施例の姿勢決定装置のブロック図
である。 第３図はこの発明の実施例の姿勢制御装置のブロック図
である。 １２・姿勢決定装置、１４・・ナビゲーション装置、１
６・・姿勢制御装置、１８・走査発生装置、２２・・慣
性測定装置、２４・・運動制御装置、３２・・・センサ
。

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）走査されるセンサを使用する測定および制御シス
    テムにおいて、 所望のセンサ座標系の位置に関する基準座標系の位置を
    表す第１の信号および基準座標系の角速度に関する所望
    のセンサ座標系の角速度を表す前記所望のセンサ座標系
    のタームで表現されている第２の信号を出力する走査発
    生手段と、 前記センサに接続され、慣性座標系の角速度に関するセ
    ンサの角速度を表すセンサ座標系のタームで表現されて
    いる第３の信号を出力するジャイロスコープ手段を備え
    ている慣性測定手段と、慣性座標系に関する基準座標系
    の角速度を表す基準座標系のタームで表現されている第
    ４の信号と、基準座標系に関する慣性座標系の位置を表
    す第５の信号を出力するナビゲーション手段と、慣性測
    定およびナビゲーション手段に結合され、第３および第
    ５の信号と、測定システムの初期化においてセンサ座標
    系に関する慣性座標系の位置を表す信号と、センサ座標
    系に関するセンサ視線座標系の位置を表す信号と、既知
    の物体の角度位置測定と関連したエラーを表す基準の残
    留信号とを受信し、基準座標系に関するセンサ座標系の
    位置を表す第６の信号と基準座標系に関するセンサ視線
    座標系の位置を表す第７の信号とを出力する姿勢決定手
    段と、 第１、第２、第３、第４および第６の信号を受信し、運
    動制御命令を与える出力信号を発生するセンサ姿勢制御
    手段と、 前記姿勢制御手段から受信した運動制御命令に応答して
    センサを動かし、それによって前記センサが任意に選択
    された基準座標系に関して走査されるようにする運動制
    御手段とを具備していることを特徴とする測定および制
    御システム。
  2. （２）前記ジャイロスコープ手段は交差軸結合を含まず
    、また角加速または角速度に固有の限界を有しない特許
    請求の範囲第１項記載の測定および制御システム。
  3. （３）前記姿勢制御手段は、前記センサに関連するトラ
    ッキングエラーを減少するために位置および速度信号の
    両者を使用する二重ループ制御処理手段を備えている特
    許請求の範囲第１項記載の測定および制御システム。
  4. （４）前記姿勢決定手段は、ストラップダウン方程式に
    連続的に解を近似させる処理手段を備えている特許請求
    の範囲第１項記載の測定および制御システム。
  5. （５）前記姿勢決定手段は、前記基準残留信号を入力し
    、その出力は前記慣性測定手段、前記姿勢決定手段、前
    記基準残留信号、および前記センサ座標系に関するセン
    サ視線座標系の位置と関連する測定の算定されたエラー
    を表すカルマンフィルタを備えている特許請求の範囲第
    １項記載の測定および制御システム。
  6. （６）前記基準座標系は前記慣性座標系に関する回転で
    ある特許請求の範囲第１項記載の測定および制御システ
    ム。
  7. （７）走査されるセンサを使用する測定および制御シス
    テムにおいて、 慣性空間に関するセンサの角速度を表す信号を出力する
    ために、交差軸結合を有さず、その角速度に固有の制限
    のないジャイロスコープ手段を備えていることを特徴と
    する測定、および制御システム。
  8. （８）測定および制御システムは前記ジャイロスコープ
    手段と関連するエラーを減少させるためのカルマンフィ
    ルタ手段を備えている特許請求の範囲第７項記載の測定
    および制御システム。
  9. （９）前記カルマンフィルタ手段は基準残留入力信号を
    有する特許請求の範囲第８項記載の測定および制御シス
    テム。
  10. （１０）前記カルマンフィルタ手段は前記基準残留入力
    信号のエラー算定値を含む出力信号を有する特許請求の
    範囲第９項記載の測定および制御システム。
  11. （１１）走査されるセンサを使用する測定および制御シ
    ステムにおいて、 センサの運動に関連するトラッキングエラーを減少させ
    るために位置および速度信号の両者を利用する二重ルー
    プ処理手段を備えていることを特徴とする測定および制
    御システム。
  12. （１２）走査されるセンサを使用する測定および制御シ
    ステムにおいて、 測定システムと関連するエラーを減少させるためにカル
    マンフィルタを備えていることを特徴とする測定および
    制御システム。
  13. （１３）走査されるセンサを使用する測定および制御シ
    ステムにおいて、 ストラップダウン方程式に対する解を連続的に算定する
    処理手段を備えていることを特徴とする測定および制御
    システム。
  14. （１４）前記測定および制御システムはさらに前記処理
    手段と関連するエラーを減少させるためにカルマンフィ
    ルタ手段を備えている特許請求の範囲第１３項記載の測
    定および制御システム。
  15. （１５）前記カルマンフィルタ手段は基準残留信号を有
    する特許請求の範囲第１４項記載の測定および制御シス
    テム。
  16. （１６）前記カルマンフィルタ手段は前記基準残留信号
    のエラー算定値を含んでいる出力信号を有する特許請求
    の範囲第１５項記載の測定および制御システム。
  17. （１７）前記測定および制御システムは、任意の基準座
    標系に関して決定された任意の命令された回転運動に走
    査されたセンサを追従させる特許請求の範囲第１３項記
    載の測定および制御システム。
  18. （１８）任意の選択された基準座標系に関してどの経路
    にも走査されるセンサを追従させる方法において、 センサが回転される基準座標系を選択し、 所望のセンサ座標系に関する基準座標系の方位を発生し
    、この方位を前記センサに対する制御信号を発生するた
    めに制御処理手段に入力し、前記基準座標系に関する前
    記所望の座標系の角速度を前記所望の座標系のタームに
    おいて発生してその測定結果を前記制御処理手段に入力
    し、慣性座標系に関する基準座標系の角速度を測定し、
    この測定を前記基準座標系のタームにおいて表し、前記
    測定を前記制御処理手段に入力し、慣性座標系に関する
    前記センサ座標系の角速度を測定して測定値を前記セン
    サ座標系のタームにおいて表し、前記測定をストラップ
    ダウン方程式処理手段および前記制御処理手段に入力し
    、前記センサ座標系に関する慣性座標系の初期方位を測
    定し、この測定値を前記ストラップダウン方程式処理手
    段に入力し、 前記基準座標系に関する慣性座標系の方位を測定し、こ
    の測定値を信号を結合するために乗算処理手段に入力し
    、 前記ストラップダウン方程式処理手段の出力を前記乗算
    処理手段の入力に結合し、 前記乗算処理手段の出力を前記制御処理手段に結合する
    ことを特徴とする方法。
  19. （１９）前記ストラップダウン方程式の算定に関連する
    エラーを減少させるためにカルマンフィルタ手段が前記
    ストラップダウン方程式処理手段に接続される特許請求
    の範囲第１８項記載の方法。
  20. （２０）前記処理制御手段は、前記センサの速度および
    位置を調整するために速度および位置信号の両者を使用
    する二重ループ処理制御手段を備えている特許請求の範
    囲第１８項記載の方法。
  21. （２１）前記位置および速度制御処理手段は、前記セン
    サに対する運動制御信号を発生するために互に結合され
    ている特許請求の範囲第２０項記載の方法。
  22. （２２）前記ストラップダウン方程式処理手段は前記ス
    トラップダウン方程式に対する解を連続的に算定する特
    許請求の範囲第１８項記載の方法。
  23. （２３）ストラップダウン方程式に対する解を算定する
    ストラップダウン方程式処理手段と、 このストラップダウン方程式処理手段に接続され、スト
    ラップダウン方程式処理手段の出力と関連するエラーを
    減少させるカルマンフィルタ手段とを具備していること
    を特徴とするセンサ姿勢決定システム。
  24. （２４）既知の物体の位置測定に関連したエラーを表す
    信号が、前記カルマンフィルタ手段に入力される特許請
    求の範囲第２３項記載の姿勢決定システム。
  25. （２５）前記カルマンフィルタは前記ストラップダウン
    方程式処理手段の入力および出力の両者に接続されてい
    る特許請求の範囲第２４項記載の姿勢決定システム。
  26. （２６）前記センサを制御するための二重ループ処理手
    段を備えていることを特徴とするセンサ姿勢制御装置。
  27. （２７）前記二重ループ処理手段は速度および位置ルー
    プ処理手段の両者を使用する特許請求の範囲第２６項記
    載の姿勢制御装置。
  28. （２８）前記二重ループ処理手段の出力は前記速度およ
    び位置処理手段の両者の出力の組合わせであり、前記二
    重ループ処理手段出力は前記センサの速度および位置を
    制御するために前記センサの運動制御手段に接続されて
    いる特許請求の範囲第２７項記載の姿勢制御装置。
  29. （２９）前記速度ループ処理手段の入力は、基準座標系
    のタームで表現された慣性座標系に関する基準座標系の
    角速度と、 所望の座標系のタームで表現された基準座標系に関する
    所望のセンサ座標系の角速度と、センサ座標系のターム
    で表現された慣性座標系に関するセンサ座標系の角速度
    とを含んでいる特許請求の範囲第２７項記載の姿勢制御
    装置。
  30. （３０）前記位置ループ処理手段の入力は、所望のセン
    サ座標系に関する基準座標系の位置と、 基準座標系に関するセンサ座標系の位置とを含んでいる
    特許請求の範囲第２７項記載の姿勢制御装置。
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