JPH0477845B2 - - Google Patents

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JPH0477845B2
JPH0477845B2 JP58189434A JP18943483A JPH0477845B2 JP H0477845 B2 JPH0477845 B2 JP H0477845B2 JP 58189434 A JP58189434 A JP 58189434A JP 18943483 A JP18943483 A JP 18943483A JP H0477845 B2 JPH0477845 B2 JP H0477845B2
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JP
Japan
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data
vehicle
max
magnetic field
signal
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JP58189434A
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JPS5991311A (ja
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Jerarudo Maachento Buraian
Roi Fuosutaa Maikuru
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ROKE MANA RISAACHI Ltd
Original Assignee
ROKE MANA RISAACHI Ltd
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Publication date
Application filed by ROKE MANA RISAACHI Ltd filed Critical ROKE MANA RISAACHI Ltd
Publication of JPS5991311A publication Critical patent/JPS5991311A/ja
Publication of JPH0477845B2 publication Critical patent/JPH0477845B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G01C17/38Testing, calibrating, or compensating of compasses

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Navigation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子コンパスおよび電子コンパスを
備えた航法装置に関し、特に、輸送機関に用いる
ための電子コンパスおよび航法装置に関する。
ここで用いられる輸送機関という用語には、船
舶、ボート、航空機のほかに自動車、トラツク、
軍用車両などの陸上輸送機関も含まれる。また、
ここで用いられる電子コンパスとは、地磁界に応
答する磁気センサから発生する電子信号に応じて
方位指示を与えるようなコンパスを意味する。
現代の輸送機関は、主として鋼によつて構成さ
れているか、またはかなりの鋼部分を含んでお
り、これらの鋼は輸送機関の内部および近辺にお
ける地磁界に歪を与えるような磁気的特性をもつ
ている。電子コンパス自体は公知のものである
が、輸送機関に対するそれらの使用はこれまで著
しく制約されてきた。そのわけは、電子コンパス
に不可欠な磁気センサは、マストまたは延長アー
ム上に配置して、輸送機関に付随するスプリアス
磁界を回避しなければならないが、マスト等の使
用はしばしば不可能であるか、または少なくとも
望ましくはなく、マスト等を使用しない場合は複
雑な補償方法を必要とするからである。
本発明の重要な目的は、輸送機関に用いる電子
コンパス及び電子コンパスを備えた航法装置であ
つて、輸送機関に付随するスプリアス磁界を補償
するために、コンパスの一部をなす磁気センサ
が、コンパスを担持する輸送機関の内部または近
くに収容されうる前記電子コンパス及び電子コン
パスを備えた航法装置を提供することである。
本発明の輸送機関用電子コンパスは、少なくと
も2つの磁気センサであつて使用される際にそれ
ぞれが地磁界と輸送機関に付随するスプリアス磁
界とを含む磁界の2つの直交成分に応答するよう
に配置され、該成分に対応した電気信号を発生す
るようになつている前記少なくとも2つの磁気セ
ンサと、輸送機関がコンパス設定サイクル中に全
ての向きにわたつて方向を変えるのに伴い、前記
センサから得られる信号を記憶するようになつて
いるデータ記憶装置と、前記設定サイクル完了後
に前記センサから発生する電気信号と設定サイク
ル中に記憶された信号とに応答して、輸送機関の
向きに関する方位を表わす前記スプリアス磁界の
効果が補償された出力信号を発生するためのデー
タ処理装置と、を備えている。
コンパス設定サイクル中に輸送機関を360゜にわ
たつて駆動することによつてデータが得られて記
憶され、このデータは後に輸送機関に付随するス
プリアス磁界を補償するためにデータ処理装置に
よつて利用される。それによつて、輸送機関の向
きに関する磁気コンパスの方位を示す信号が容易
に発生せしめられるようになる。
輸送機関に付随するスプリアス磁界は、永久磁
界と誘導磁界とが合成されたものと考えられる
が、コンパス設定サイクル中または動作中におい
て検出され、また記憶された信号値を利用して変
換が導かれ、この変換がデータ処理装置において
適用されることによつて、たとえ輸送機関に付随
する永久磁界および誘導磁界が極めて大きくて
も、これらの磁界に対する補償が少なくとも第1
次近似で行なわれ、それによつて明確な方位指示
が与えられる。
完全な360゜の設定サイクル中に検出された磁気
的特性を定めるのに十分な記憶値の組を利用する
変換を用いてもよいが、直交して配置されたほぼ
水平な磁界のそれぞれに応答する2つのセンサに
よつて検出された最大および最小値に対応した4
つの値の組を利用する比較的簡単な変換を用い
て、第1次近似の方位指示を行なう方が望まし
い。
従つて、データ記憶装置は、設定サイクル中に
両センサによつて検出された最大および最小値に
対応するデータ、またはこれらの値から導かれる
データを記憶する容量を有する。これらの最大お
よび最小値は以下においてAx max,Ax min,
Ay max,およびAy minで表わされる。θを方
位角とするとき、データ処理装置は方程式 tanθ=Cy/Cxを解くようになつており、Cxおよび Cyの符号は0゜から360゜までの範囲のθを定めるの
に用いられる。ここに、Cx=Ax−Px/Ix,Cy= Ay−Py/Iyであり、Px=Ax max+Ax min/2,Py =Ay max+Ay min/2であり、Ix= Ax max−Ax min/2 Iy=Ay max−Ay min/2 であり、AyおよびAxはそれぞれのセンサから動
作中に得られる信号である。
このようにして、Px,Py,Ix,Iyは記憶され
た後、データ処理装置において方位θを示す信号
を得るために利用される。
さらに正確な方位指示を得るためには、輸送機
関が360゜にわたつて駆動されるのに伴つて両セン
サから得られる包括的なデータの組を記憶させ、
これをデータ処理装置において利用して高度の変
換を行なう。
しかし、このさらに正確な方位指示θを得るた
めには、そのようにする代わりに、データ記憶装
置に第2の360゜設定サイクル中に得られるもう2
つの値を記憶するための余分の容量をもたせ、デ
ータ処理装置がこれらの値を利用して、方程式θ
=tan-1Y1/X1を解くようにしてもよく、この際X1 およびY1の符号の利用により、θは0゜から360゜ま
での範囲において決定される。ただし、X1
1/√2(Fx−Fy)、Y1=1/√2(Fx+Fy)であ り、Fx=Ex/Jx,Fy=Ey/Jyであり、Ex=1/√2 (Cx+Cy),Ey=1/√2(Cy−Cx)であり、Jx= Ex max,Jy=Ey maxであり、前記もう2つの
値はJxおよびJyに対応しているか、またはJxお
よびJyから導かれるものである。
電子コンパスはスイツチ装置を含んでおり、セ
ンサから得られた信号はこのスイツチ装置を経て
データ記憶装置またはデータ処理装置へ供給され
る。
もし、データ処理装置が方位θを第1次近似で
与えるようになつている場合には、スイツチ装置
は2位置を有し、その1つの位置は設定サイクル
中に、センサから得られるAx max,Ax min,
Ay max,Ay minに対応する、またはこれらか
ら導かれる、信号をデータ記憶装置へ伝送するた
めに使用され、他の位置は通常動作中に、センサ
から得られる信号をデータ処理装置へ伝送するた
めに使用される。
もし、そうではなくて、データ処理装置がさら
に正確な方位指示θを与えるようになつている場
合には、スイツチ装置は第2設定サイクル中に、
センサから得られるJxおよびJyに対応する、ま
たはこれらから導かれる、信号をデータ記憶装置
へ伝送するために使用されるもう1つの位置をも
つている。
磁気センサは、任意の通常の磁力計素子を含む
ものでよいが、1実施例においてはセンサは、共
通の鉄心に動作的に関連せしめられた2つの直交
配置された検出コイルから成るフラツクスゲー
ト・センサ(fluxgate sensor)と、検出コイル
および前記鉄心のまわりの2つの直交帰還コイル
から信号を受けるようになつている同期検出装置
に供給される検出器信号の半分の周波数で、前記
鉄心に動作的に関連せしめられた駆動巻線に対す
る駆動信号を供給するようになつている発振装置
と、を備えている。
同期検出装置は、それぞれのセンサに対して1
つずつ存在するA/D変換器へ信号を供給するよ
うになつており、スイツチ装置はA/D変換器か
ら信号を受ける。
両センサは、一方が輸送機関の長さに沿つた軸
方向磁界成分に応答し、他方が輸送機関を横切る
方向の、軸方向磁界成分に直角な横方向磁界成分
に応答するように配置される。
単なる例としてではあるが、本発明の1実施例
を、添付図面を参照しつつ以下に説明する。
第1図においては、輸送機関2の矢印1で示さ
れている方位、すなわち向きを磁気の北に対して
決定するために、1対の磁気センサ3および4が
備えられ、磁気センサ3および4に作用する局所
的磁界の直交する軸方向および横方向成分のそれ
ぞれに応答するようになつている。この局所的磁
界は地磁界とスプリアス磁界とが合成されたもの
である。もしスプリアス磁界が存在しなければ、
センサ3によつて検出された輸送機関の縦軸に関
連する地磁界成分をx軸上に表示し、センサ4に
よつて検出された横方向磁界をy軸上に表示した
ものに対してプロツトすると、輸送機関2が360゜
回転するのに伴つて第2図に示されているような
円形グラフ5が形成されることになる。従つて、
もし例えばグラフ5上の点Lによつて示されてい
るように、磁気の北に対する輸送機関の向きすな
わち方位が30゜である場合には、方位θは、磁気
センサ3および4のそれぞれからのXおよびYセ
ンサ出力であるX1およびY1によつて、 θ=tan-1Y1/X1として求められ、X1およびY1の符 号を利用すれば0゜から360゜までの範囲においてθ
を定めうることがわかる。
しかし、実際には、第2図に示されている完全
な円形グラフは、スプリアス磁界によつてゆがめ
られるので、第3図に示されているようなグラフ
が得られ、その場合には、グラフ5上の点Lによ
つて定められる30゜の方位に対応する方位は、グ
ラフ6上の対応点Mに変換されて、それはこの例
の場合約40゜に相当するので誤差をもつているこ
とになる。
この誤差を修正するためには、グラフ6上に存
在する、磁気センサ3および4によつて検出され
た信号に対して変換を施し、第2図の理想的なグ
ラフ5を画定する信号に一致する、またはそれに
近い、信号に対応するようにする。
スプリアス磁界は、2つの成分、すなわち永久
磁界成分と誘導磁界成分とから成るものと考えら
れる。永久磁界成分は理想的グラフ5の原点7=
(X0,Y0)を第3図に示されている点8=(Px,
Py)へ移動させる作用を有し、誘導磁界は理想
的な円形グラフを、例えば第3図に示されている
楕円形グラフに対応した楕円形に変形する効果を
有する。
そこで、スプリアス磁界を第1次近似で補償し
て、または完全に補償して、正確な方位指示を得
るための変換を考察することにする。
永久磁界成分を補償するためには、第3図の点
Mは、この場合第4図に示されている点7に相当
した原点(X0,Y0)をもつたグラフ9上の、約
35゜の角度の所にある対応点N=(Bx,By)へ変
換されなければならない。これは、座標軸を平行
移動することに対応する。この変換は、点Mの座
標(Ax,Ay)から、グラフ6の原点8の座標
(Px,Py)を減算することによつて行なわれる。
従つて、N=(Ax−Px,Ay−Py)である。座標
PxおよびPyは明らかに直接的には測定できない
が、これらは輸送機関が設定サイクル中に360゜回
るのに伴つて測定することができる、第3図に示
されたグラフ6の4つの端部座標Ay max,Ax
max,Ay min,Ax minによつて表わすことが
できる。
すなわち、Px=Ax max+Ax min/2また Py=Ay max+Ay min/2である。
従つて、Bx=Ax−PxおよびBy=Ay−Pyが
得られることになり、これらの量はセンサの通常
動作中にセンサから得られたAxおよびAyデータ
と、設定サイクル中にセンサから得られ後の使用
のために記憶されているPxおよびPyデータとに
よつて表わされる。
楕円形の歪を与える誘導磁界の効果に対する第
1次補償を行なうためには、第4図のグラフ9に
対して変換が施されるが、この変換は、グラフを
第5図に破線で示されているような原点Y0,X0
を中心とする正方形内に収めるものであり、これ
によつてグラフ9上の点Nは、グラフ10上の点
Q=(Cx,Cy)に変換される。この変換は、Bx
およびByをIxおよびIyの比で縮尺することによ
つて行なわれ、Cx=Ax−Px/Ixおよび Cy=Ay−Py/Iy,すなわちCx=Bx/IxおよびCy= By/Iyによつて与えられる。ただし、第3図および 第4図からわかるように、Ix=
Ax max−Ax min/2, Iy=Ay max−Ay min/2である。
この変換は、CxとCyによつて45゜傾いた軸を有
する楕円10上の点Qを定めるが、この点Qの方
位角、θ=tan-1(Cy/Cx)は、点Lの方位角と
対応することになる。
第5図に示される方位θを与えるために、この
第1次近似変換は、多くの目的にとつては満足す
べきものであることがわかつたが、もし、さらに
高次の正確さが要求される場合には、以下に詳述
されるように、スプリアス磁界を完全に補償して
θを得るための追加の変換段階が適用されること
になる。
第1の追加変換段階は第6図に示されており、
グラフ10を45゜回して新しいグラフ11にする
ことから成る。これによつてグラフ10上の点Q
は、新しいグラフ上の新しい点R=(Ex,Ey)
に変換されるが、Ex=1/√2(Cx+Cy)またEy =1/√2(Cy−Cx)である。
次に、第6図のグラフ11は、Ex max=Jxお
よびEy max=Jyとして定義されるグラフ11上
のExおよびEyの最大値の比で縮尺することによ
り、第7図に示されている円形グラフ12に変換
される。すなわち、Rはグラフ12上の点S=
(Fx,Fy)へ変換されるが、ここにFx=Ex/Jx, Fy=Ey/Jyである。
JxおよびJyのそれぞれに相当するExおよびEy
の最大値を計算する基礎となるCxおよびCyの包
括的な値の組を記憶するための、記憶装置が備え
られていない場合は、輸送機関が360゜にわたつて
もう一度駆動される第2設定サイクルを完全に行
なつて、第2設定サイクル中にJxおよびJyを記
録し、記憶せしめることができるようにする。
グラフ12上の点Sを第2図に示されている理
想的なグラフ上の点Lに変換して、完全な補償を
実現するためには、点Sを45゜だけもとへ移動さ
せなければならない。従つて、この変換は、X1
=1/√2(Fx−Fy)またY1=1/√2(Fx+Fy) で表わされる。ただし、L=(X1,Y1)である。
このようにして、点Lの方位θ=tan-1Y1/X1は、 第1設定サイクル中に得られる測定可能パラメー
タAx max,Ax min,Ay max,Ay min,お
よび第1設定サイクル、またはさらに簡単には第
2設定サイクル、から得られるJxおよびJyを用
いて、処理装置によつて計算されうることがわか
る。
次に、第8図を参照しつつ、コンパスを有する
装置について説明する。第8図において、コンパ
スは、概略的に示された輸送機関15に付属せし
められ、局所的磁界の直交成分に応答するように
された磁気センサ素子13および14を有する。
磁気センサ素子13および14は、第9図に関連
して詳述される駆動発振器16からの信号を受け
る。磁気センサ素子13および14からの出力信
号は、それぞれ線路17および18を経て、電子
処理および増幅装置19および20のそれぞれに
供給される。磁気センサ素子13および14が、
局所的磁界の輸送機関の縦軸に平行な成分と、輸
送機関の縦軸に直角で水平面内にある軸に平行な
成分とにのみ応答するようになつていることは重
要である。装置19および20から線路21およ
び22へ生じる出力信号はアナログ−デイジタル
変換器23および24へ供給される。アナログ−
デイジタル変換器23および24からの出力信号
は、1対のスイツチ装置25および26に供給さ
れ、これらのスイツチ装置のワイパ27および2
8は、それぞれアナログ−デイジタル変換器23
および24に接続されている。スイツチ装置25
および26は連結されていて、同期的に動作す
る。スイツチ装置25のワイパ27は3接点2
9,30,31にすべり接触しうるようになつて
おり、スイツチ装置26のワイパ28は3接点3
2,33,34にすべり接触しうるようになつて
いる。従つて、磁気センサ素子13から生じる横
方向磁界に関する信号は接点29,30,31へ
供給可能であり、センサ14から生じる軸方向磁
界に関する信号は接点32,33,34へ供給可
能である。接点31および34は前述の第1設定
サイクル中に選択されて、XおよびY信号がそれ
ぞれ線路35および36を経てデータ記憶装置3
7へ供給され、それによつて、Ax max,Ax
min,Ay max,Ay minから導かれる、または
これらに対応する、信号がデータ記憶装置37に
記憶される。データ記憶装置37は動作的に最大
および最小信号検出回路(図示されていない)お
よび他の簡単な計算回路に関連せしめられてお
り、それによつて信号Px,Py,Ix,Iyがデータ
記憶装置37の記憶素子に供給されるようになつ
ている。接点30および33は第2設定サイクル
中に選択され、線路38および39を経てデータ
記憶装置37へ供給される信号は、正確な方位指
示を与えるために必要な前述の信号JxおよびJy
を得るために利用される。この場合も、簡単な計
算回路と最大および最小検出回路とがデータ記憶
装置37に関連せしめられていて、JxおよびJy
に対応する値を発生するようになつている。スイ
ツチ接点29および32は線路40および41に
よつてデータ処理装置42に接続されており、デ
ータ処理装置42はまた線路43を経てデータ記
憶装置37からも信号を供給される。データ処理
装置42は、第1次近似の方位指示θを与える
か、またはさらに正確な方位指示θを与える前述
の動作を行なう。方位を指示する出力信号は方位
データとして、データ処理装置42から線路44
上へ供給され、これは方位・地図基準表示装置7
0上にデイジタル表示を与えるために利用され
る。
データ処理装置42におけるデータ処理は記憶
されているプログラムの制御のもとに行なわれる
ようになつており、データ供給装置の一部をなす
キーボード69または適宜の制御スイツチの組が
備えられて、地磁界の方位角および方向不一致の
補正データまたは他のデータを供給しうるように
なつている。輸送機関の方位は、方位・地図基準
表示装置70のデイジタル表示装置などのある形
式で表示装置上に表示されるか、または、データ
を用いてCRT表示装置または移動地図装置が駆
動される。
コンパスの設置および操作は、次の主要段階に
従つて行なわれる。段階(5)および(6)は必ずしも必
要ではないので注意されたい。
(1) センサを、輸送機関の方向と一致した水平面
内において、輸送機関内の便宜な場所に取付け
る。
(2) 方位地図基準表示装置を、輸送機関の運転者
に見える位置に取付ける。
(3) 第1校正モードにスイツチする。
(4) 輸送機関を大地の水準面上で360゜にわたつて
駆動し、第1設定サイクルデータを供給させ
る。
(5) 第2校正モードにスイツチする。
(6) 輸送機関を大地の水準面上で360゜にわたつて
駆動し、第2設定サイクルデータを供給させ
る。
(7) 必要な地磁界の方位角および方向不一致の修
正を入力する。
(8) 運転モードにスイツチする。
(9) 以上によつて、輸送機関の瞬時方位が運転者
に表示されるようになる。
本技術分野の当業者ならば、データ処理装置、
データ記憶装置、アナログ−デイジタル変換器、
電子処理及び増幅装置19,20および磁気セン
サ素子13,14の諸要素は、すでに確立されて
いる技術における任意の通常の形式のものでよい
ことがわかるはずである。しかし、1つの特定の
磁気センサ装置を、第9図を参照しつつ例として
次に説明する。
第9図において、センサ装置は分周器を含む駆
動発振装置45を包含しており、これは線路46
上に周波数2F0(例えば16KHz)の出力信号を発生
し、線路47上に周波数F0(例えば8KHz)の出力
信号を発生する。線路47は、円環状鉄心50上
の駆動巻線49に接続されたコイル駆動増幅装置
48へ信号を供給する。円環状鉄心50は動作的
に直交配置されたセンサコイル51および52に
関連しており、これらの巻線からの出力信号はX
同期検出装置53およびY同期検出装置54へ供
給されるが、これらの同期検出器はまた、線路4
6を経て発振器45から発生する周波数2F0の信
号を受ける。X同期検出装置53およびY同期検
出装置54からの出力信号は、X帰還増幅装置5
5およびY帰還増幅装置56へ供給される。該増
幅装置55および56からの帰還線路57および
58は、線路59および60上へ供給される出力
信号をそれぞれ直線的にするために設けられたも
のであり、これらの出力信号はそれぞれ、出力線
路63および64をもつたアナログ−デイジタル
変換器61および62へ供給される。従つて、出
力線路63はセンサコイル51から得られた信号
を供給し、出力線路64はセンサコイル52から
得られた信号を供給する。
アナログ−デイジタル変換器61および62
は、第8図に示されているアナログ−デイジタル
変換器23および24に相当しており、従つて、
線路63および64上の信号は、それぞれスイツ
チ25および26の固定接点27および28へ供
給されるものと考えてよい。
もし上述のコンパスが輸送機関に利用されて正
確な方位指示が与えられ、さらに速度指示器65
から輸送機関の速度を示す信号が得られれば、輸
送機関の位置変化が正確に決定されてデイジタル
表示されうることは明らかである。
従つて、本発明の1実施例によつて、上述のコ
ンパスと、このコンパスから線路67上に供給さ
れる方位信号、およびコンパスが関連せしめられ
ている輸送機関の速度の指示を与えるための速度
指示器65から供給される速度信号に応答するコ
ンピユータまたはもう1つの航法コンピユータ6
6と、を利用した航法装置が提供されている。こ
れを用いれば、輸送機関の正確な位置が、コンピ
ユータまたはもう1つの航法コンピユータ66か
ら線路68上へ供給される出力信号により指示さ
れることになる。この航法装置は、地図基準を用
いて初期位置を整定しうるキーボード69の一部
をなすデイジタルスイツチ装置を備えており、コ
ンピユータまたはもう1つの航法コンピユータ6
6は、原地図基準データ装置69のデイジタルス
イツチの設定と、コンパスから線路67上へ供給
される輸送機関の方位を指示する信号と、速度指
示器65から供給される輸送機関の速度を指示す
る信号と、に応答して、方位・地図基準表示装置
70へ供給される線路68上の地図基準データの
信号によりデイジタル読出しをして、それによつ
てそれぞれの瞬間における輸送機関の位置を地図
基準に基づいてデイジタル表示する。
加速度を微分する等の、または任意の方法によ
つて発生せしめられた速度指示データと、前述の
ようにして発生せしめられた方位指示データとが
供給されると、コンピユータは、例えば、地図基
準に対応したデイジタルデータによつて定められ
る特定位置に到達するために維持されるべき径路
を指示するデータなどの、任意の所望のパラメー
タに関するデータを与え得るようになつている。
使用が終つた航法装置は周期的に更新する必要
がある。更新は、手動的にキーボード入力を用
い、装置をシステムメモリに記憶されている定め
られた諸ワードのみに従わせることによつて、ま
たは他の航法装置、例えばナビスタ
(NAVSTAR)によつて、行なわれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、直交して配置された磁気センサを用
いた輸送機関の概略的平面図である。第2図は、
地磁界のみが存在し、スプリアス磁界の効果が存
在しない場合に、第1図の輸送機関が360゜を通じ
て駆動された時の、両センサの出力を表わす点の
軌跡のグラフである。第3図は、地磁界とスプリ
アス磁界との双方が存在する場合に、第1図の輸
送機関が360゜を通じて駆動された時の、第1図の
両センサの出力を表わす点の軌跡のグラフであ
る。第4図は、第1次近似で輸送機関の方位に対
応する方位θを与えるための、2段階の変換の第
1段階によつて修正された、両センサからの出力
を表わす点の軌跡のグラフである。第5図は、第
1次近似で方位θを与える第2段階の変換によつ
て修正された、両センサからの出力を表わす点の
軌跡のグラフである。第6図は、方位の正確な指
示θを与えるためのもう1段階の変換によつて修
正された、両センサからの出力を表わす点の軌跡
のグラフである。第7図は、正確な方位指示θを
与えるためのさらにもう1段階の変換によつて修
正された、両センサからの出力を表わす点の軌跡
のグラフである。第8図は、第4図,第5図,第
6図、および第7図に示された変換を用いている
航法装置の概略的ブロツク図である。第9図は、
第8図のブロツク図の一部を詳細に示した概略的
ブロツク図である。 13,14…磁気センサ素子、15…輸送機
関、37…データ記憶装置、42…データ処理装
置、70…方位・地図基準表示装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子コンパスを有する乗物のナビゲーシヨン
    装置において、 電子コンパスであつて、 使用の際にナビゲーシヨン装置を設備した乗物
    に付随し永久磁界と誘導磁界とからなるスプリア
    ス磁界と地磁気とを含む磁界の直交成分にそれぞ
    れ対応して配置され該成分に応じた電気信号を発
    生する少なくとも2つの磁気センサを有する磁気
    検出装置と、 コンパス設定サイクル中に該乗物が全方向を向
    くように回転させられる間に前記センサから得ら
    れる信号を記憶するように構成されるデータ記憶
    装置と、 該ナビゲーシヨン装置使用時で該設定サイクル
    完了後に前記センサが発生する電気信号であつて
    楕円軌跡上にあるべき電気信号に応答するととも
    に、該設定サイクル中に記憶された信号であつて
    楕円中心を実効的にゼロに位置変更することによ
    り永久磁界を補償しさらに楕円を実効的に真円に
    変換することにより誘導磁界を補償するためのア
    ルゴリズムに従つて前記電気信号を加減するため
    に用いられる信号に応答し、スプリアス磁界効果
    を補償した乗物の向きに関する方位を表す信号を
    発生するデータ処理装置と を含む電子コンパスと、 該コンパスが設備された乗物の速度を検出する
    装置と、 原子マツプ表示データを供給することができる
    データ供給装置と、 該乗物の姿勢又は位置を表示する表示装置に前
    記速度検出装置と前記コンパスと前記データ供給
    装置とから得られるデータに応じたデータを供給
    する航行演算装置と を備えてなる乗物のナビゲーシヨン装置。 2 特許請求の範囲第1項記載の乗物ナビゲーシ
    ヨン装置であつて、動作中に前記センサのそれぞ
    れから得られる信号をAx,Ay、前記設定サイク
    ル中に該センサにより検出される信号の最大値お
    よび最小値をそれぞれAx max,Ax min,Ay
    max,Ay minとし、 Px=Ax max+Ax min/2, Py=Ay max+Ay min/2, Ix=Ax max−Ax min/2, Iy=Ay max−Ax min/2, Cx=Ax−Px/Ix, Cy=Ay−Py/Iyとしたとき、 前記データ記憶装置が前記第1の設定サイクル
    中に検出されるAx max,Ax min,Ay max,
    Ay minに相当するあるいはこれらから導かれる
    データを記憶することができ、 前記データ処理装置が方程式 θ=tan-1Cy/Cx から方位角θを求めて、 これらデータを用いて楕円軸を実質的に調整す
    る所定条件下の誘導磁界において、減算Ax−Px
    とAy−Pyの結果により楕円中心をゼロに置き直
    し、残りの数学的処理により楕円形状を真円に変
    換するように構成された乗物ナビゲーシヨン装
    置。 3 特許請求の範囲第2項記載の乗物ナビゲーシ
    ヨン装置であつて、さらに Ex=1/√2(Cx+Cy), Ey=1/√2(Cx−Cy), Jx=Ex max,Jy=Ey max, Fx=Ex/Jx,FyEy/Jy, X1=1/√2(Fx+Fy), X2=1/√2(Fx−Fy)として、 前記データ記憶装置が、第2のコンパス設定サ
    イクル中に乗物が水平面内を全ての向きにわたつ
    て回転する間に前記センサにより得られる、また
    は前記第1の設定サイクルにおける回転中に記憶
    されたデータから得られるJxとJyに相当するあ
    るいはこれらから導かれる別の2つの値を記憶す
    ることができ、 前記データ処理装置がこれらの値を用いて方程
    式 θ=tan-1Y1/Y1 を解いて、 上述の数学的処理により、あらゆる条件下の誘
    導磁界について楕円形状を真円に変換するように
    構成された乗物ナビゲーシヨン装置。 4 特許請求の範囲第2項に記載の乗物ナビゲー
    シヨン装置であつて、前記磁気検出装置が、少な
    くとも2つの切換え位置を有するスイツチ装置で
    あつて、前記設定サイクル中はひとつの切換え位
    置により前記センサから得られる信号及び Ax max,Ax min,Ay max,Ay minに相
    当するあるいはこれらから導かれる信号を前記デ
    ータ記憶装置に伝送し、通常動作中はもうひとつ
    の切換え位置により前記センサから得られる信号
    を前記データ処理装置に伝送するスイツチ装置を
    備える乗物ナビゲーシヨン装置。 5 特許請求の範囲第4項記載の乗物ナビゲーシ
    ヨン装置であつて、前記スイツチ装置がさらに第
    2の設定サイクル中に前記センサから得られた
    JxとJyに相当するあるいはこれらから導かれる
    信号を前記データ記憶装置に伝送する切換え位置
    を有する乗物ナビゲーシヨン装置。 6 特許請求の範囲第1項から第5項のいずれか
    に記載の乗物ナビゲーシヨン装置であつて、 前記データ供給装置がデータ処理装置に作用的
    に付属するキーボードを有し、これにより始動方
    位に関するデータまたは方位補正信号に関するデ
    ータをデータ処理装置に与えることができる乗物
    ナビゲーシヨン装置。
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