JPH0626877A - 移動体の慣性検出手段の較正方法 - Google Patents
移動体の慣性検出手段の較正方法Info
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- JPH0626877A JPH0626877A JP17989692A JP17989692A JPH0626877A JP H0626877 A JPH0626877 A JP H0626877A JP 17989692 A JP17989692 A JP 17989692A JP 17989692 A JP17989692 A JP 17989692A JP H0626877 A JPH0626877 A JP H0626877A
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Abstract
れた慣性検出手段の有したジャイロのドリフトバイアス
を簡単に、較正する方法を提供する。 【構成】 母体(10)の慣性検出手段(12)に対す
る慣性検出手段(18)の相対的位置関係を物理的検出
手段(20、22)により検出し、慣性検出手段(1
2)の3軸座標系に対する他の慣性検出手段(18)の
3軸座標系の母体(10)上の相対的位置関係を求め、
慣性検出手段(12)が有するジャイロ及び慣性検出手
段(18)が有するジャイロで移動体(16)が母体
(10)上から分離、移動前に角速度を検出し、その角
速度を、記憶した座標変換パラメータにより慣性検出手
段(12)による基準検出角速度に変換し、同基準検出
角速度を慣性検出手段(18)が有したジャイロによる
実検出角速度と比較し、差分を慣性検出手段(18)の
ジャイロドリフトバイアス値として較正する。
Description
ノーススレーブ局地水平座標系(X:北、Y:東、Z:
鉛直方向下側)を基準の航法座標系とした系内を移動す
る移動体に搭載された慣性検出手段(通常はジャイロス
コープや加速度計を具備した慣性航法装置からなり、慣
性航法に必要な位置、速度、加速度、角度、角速度、角
加速度等の物理量を検出する検出手段である)のジャイ
ロドリフトバイアスの較正を短時間で遂行可能にするた
めの較正方法に関する。特に、ミサイルのような飛翔体
から成る移動物体が船舶、航空機、車両等の母体(これ
も航法座標系内を移動するので移動母体と言い、独自の
慣性検出手段を有する。)から飛翔する場合における当
該移動体に搭載された慣性検出手段(座標軸はx軸、y
軸、z軸の3軸系)のジャイロドリフトバイアスを抽出
し、移動体側の慣性検出手段を短時間内に補正可能にす
る較正方法に関するのもである。
移動母体から発射される移動体であるミサイルは、目標
位置への正確な軌道を飛翔して到着性能を向上するに当
たり、慣性検出手段の初期ジャイロドリフトバイアスを
低減すべく、当該慣性検出手段の各要素の作動性能を高
精度化することに集中的に努力が払われていた。すなわ
ち、移動体の慣性検出手段に内蔵されたジャイロに精密
度の高いものを選定使用するか、或いはジャイロのドリ
フトレートのバイアス量を較正する方法が一般的にとら
れていた。
を較正する方法としては、その航法用の慣性検出手段が
有するジャイロの入力軸方向を同慣性検出手段の内部で
180°反転できるプラットホーム構造にする方法か、
或いは、移動母体が有する慣性検出手段を基準の慣性検
出手段にして両慣性検出手段の位置及び又は速度の差を
観測データとするカルマンフィルタを使用してジャイロ
ドリフトバイアスを推定する方法がとられていた。
法では、嵩高でかつ、構造が複雑化し、故に重量が大き
くなり、従って、移動体がミサイル等のような場合に
は、それに搭載される小型の慣性検出手段に、これを採
用することは実質的に困難であった。また、後者の場合
には、一般的には、観測データから推定を行なうまでに
数分から数十分を要し、故に、緊急性を要する移動体、
例えば、戦略的に使用されるミサイル等には間に合わな
いと言う不利、つまり、短時間でジャイロドリフトバイ
アスを較正できないと言う問題点があった。
移動体の慣性検出手段のジャイロドリフトバイアスの較
正を達成して従来の問題点を一掃することにある。本発
明の他の目的は、比較的小型、軽量な慣性検出手段に対
しても特別な付加手段を設けることなく、短時間で較正
可能なジャイロドリフトバイアスの較正方法を提供する
ことにある。
的の達成に当たり、移動体の慣性検出手段と、その移動
体が搭載される移動母体の基準となる慣性検出手段との
間の物理的相対角度を計測することにより、移動体側の
慣性検出手段の座標系を基準慣性検出手段の座標系に対
する物理的相対角度を既知量として設定、記憶し、か
つ、両慣性検出手段が夫々具備するジャイロスコープに
より、移動母体に適宜に入力、付与した角速度を夫々個
別に測定し、得られた計測結果の両角速度を比較するこ
とにより、差を求め、その差が移動体の慣性検出手段の
ジャイロドリフトバイアスとなることから、その差値分
だけ推定、修正することにより、較正を達成するように
するものである。なお、上述した移動体の慣性検出手段
と、その移動体が搭載される移動母体の基準となる慣性
検出手段との間の物理的相対角度を計測する計測手段と
しては、本願出願人が既に出願した特願平2ー2731
99号に係る相対角度検出手段を有効に適用することが
できる。
第1の慣性検出手段を備えた移動母体に搭載され、その
移動母体から分離、移動する移動体が有する慣性航法デ
ータ検出用の第2の慣性検出手段のジャイロドリフトバ
イアスを較正する方法において、前記第1の慣性検出手
段に対する前記第2の慣性検出手段の相対的な位置関係
を物理的検出手段によって検出することにより、該第1
の慣性検出手段の3軸座標系に対する前記第2の慣性検
出手段の3軸座標系の前記移動母体上における相対的位
置関係を求めて座標変換パラメータとして記憶し、前記
第1の慣性検出手段が有するジャイロと前記第2の慣性
検出手段が有するジャイロとによって前記移動体が移動
母上から分離、移動前に角速度を夫々、検出し、該第1
の慣性検出手段のジャイロが検出した角速度を前記々憶
した座標変換パラメータに従って前記第2の慣性検出手
段による基準検出角速度として変換し、該基準検出角速
度を前記第2の慣性検出手段が有するジャイロによって
実際に検出した角速度と比較して角速度差分を求め、該
差分を前記第2の慣性検出手段のジャイロドリフトバイ
アス値として該第2の慣性検出手段を較正するようにす
ることを特徴とする移動体の慣性検出手段の較正方法を
提供するものである。
移動母体から発射されるミサイルから成る移動体に適用
し、後者の移動体の慣性検出手段のジャイロドリフトバ
イアスの初期較正を遂行する実施例に基づいて更に詳細
に説明する。
サイル艦とミサイル及び両者が有する夫々の慣性検出手
段を示した略示正面図であり、図2、図3は座標系を示
す図である。さて、図1〜図3において、ミサイル発射
艦10は、艦内にマスター慣性検出手段を形成するSINS
12を有し、ノーススレーブ局地水平座標系(X;北方
向、Y;東方向、Z;局地鉛直方向)を基準航法座標系
として同航法座標内をSINS12で航法データを検出しな
がら航行するものとする。上記SINS12は、そのx,
y,z軸を直交3座標軸として有し、ミサイル発射艦1
0の所定位置に搭載されており、上記のノーススレーブ
局地水平座標系に対してx,y,z軸の座標系は常時、
周知の適宜手段、例えばGPSにより一致させられてい
るものとする。また、ミサイル発射艦10の上記のSINS
12から離れた所定位置に取付け、保持されているミサ
イル発射塔14には移動体としてのミサイル16がミサ
イル発射艦10から分離移動、つまり、目的地点へ向け
て飛翔可能に搭載され、同ミサイル16にはMINS18が
格納、搭載されているものとする。
座標軸を有し、ミサイル発射塔14に搭載、固定されて
いるときは、MINS18の上記直交座標軸とSINS12の直
交座標軸との艦上における相対的位置差のデータは、予
めSINS12とMINS18との間に相対的角度測定装置を用
いて測定され、MINS18の座標系とSINS12の座標系と
の間の変換パラメータが求められて、後述する制御装置
の記憶手段に記憶されるように構成されている。
射艦10は周知のコンピータ装置を用いて構成される制
御装置24を搭載し、この制御装置24は、SINS12、
ミサイル18と通信可能に構成されている。特に、ミサ
イル18は個々のミサイル16に搭載された慣性検出手
段であるが、ミサイル発射塔14を介して信号通信が可
能に設けられている。従って、上述した相対角度測定装
置の測定に係る変換パラメータは、この制御装置24の
記憶手段に記憶される。
に係る種々の座標系が略示されている。即ち、ノースス
レーブ局地水平座標系(X;北方向、Y;東方向、Z;
局地鉛直方向)を基準航法座標系とすると、SINS12の
3軸直交座標系は、本発明では、基準座標系(x0,y
0,z0)として用いられ、常時、設定により、上記基
準航法座標系(X,Y,Z)に一致している。他方、
(xs,ys,zs)は、SINS12で測定したミサイル
艦10の基準3軸の回りの角度(ピッチ角、ロール角、
方位角)であり、常時、SINS12の基準3軸座標系(x
0,y0,z0)に対して正確な測定値が得られている
ものとする。
m0)の座標系は、MINS18で測定し、取敢えず、設定
したMINS18自体の3軸の航法座標系を示し、真の航法
座標系(X,Y,Z)に対しては誤差(Δφ,Δθ,Δ
Ψ)が含まれているものとする。同図の(xms,ym
s,zms)は、MINS18で測定したミサイル発射艦1
0のピッチ、ロール、方位の3軸回りの角度で、真の値
に対してMINS18の航法座標系が有した上記の誤差(Δ
φ,Δθ,ΔΨ)分だけ誤差が含まれている。
は、例えば、本願出願人に係る特願平2−273199
号に開示された平行光束放射手段と光束を受光して受光
量に応じた信号出力を出力する光電検出手段と同光電検
出手段の出力を解析して平行光束放射手段の取付け部と
光電検出手段の取付け部との間の相対的な角度変動を検
出する相対角度検出手段が有効に適用可能である。この
相対角度検出手段を用いるときには、図1に示すよう
に、MINS18に平行光束放射手段20を取付け、他方、
MINS18に光電検出手段22を取付け、両者間に適宜の
光管路を着脱自在、または蛇腹方式等にして設けておけ
ばよい。ここで、この相対角度測定装置による測定の基
準は、説明の簡略化のため、ピッチ、ロール、方位の座
標軸と完全に一致させられているものとする。
おける平行光放射手段の放射軸は、SINS12の3軸座標
系(xs,ys,zs)と一致させられており、この値
に対し、MINS18のケーシング部に、その座標系(xm
c,ymc,zmす)と合致させて取付けられた光電検
出手段22を測定し、その座標系(xms,yms,z
ms)のSINS12の3軸座標系(xs,ys,zs)に
対する相対角度を検出する。このとき、MINS18の上記
のケーシング部の座標系(xms,yms,zms)と
MINS18自体の座標系(xm0,ym0,zm0)との
相対角は予めMINS18で測定して既知になっており、従
って、上述した変換パラメータを制御装置24で演算
し、記憶するものである。この演算、記憶処理は常時、
繰り返し行なっても良く、必要時に行なっても良い。上
述の処理過程から、SINS12に対するMINS18の座標系
(xm0,ym0,zm0)の相対的な位置関係の設定
が完了する
8により、そのミサイル発射艦10の現時点の状態にお
ける角速度が計測される。この計測は、単に、SINS12
とミサイル18との両者が有する各3軸のジャイロ(合
計6個のジャイロ)による角速度出力を抽出すれば良い
のである。
局地水平座標系(X,Y,Z)、従って、SINS12の3
軸直交基準座標系(x0,y0,z0)上では完全に同
じ角速度を意味するはずであるから、SINS12及びMINS
18の測定した角速度を同一座標系における値として変
換し、比較すれば、結局、MINS18が具備する3軸のジ
ャイロ(3個)の各ジャイロドリフトバイアスが検出可
能となる。つまり、制御装置24に記憶された前述の座
標変換パラメータを呼び出し、このパラメータを用いて
MINS18の各ジャイロが検出した角速度データを、SINS
12が具備するジャイロの測定角速度と基準座標系(x
s,ys,zs)で比較するのである。
各軸における角速度誤差値は、MINS18のジャイロが有
するジャイロドリフトバイアスそのものであるから、こ
の差値により、MINS18の3軸の各ジャイロのバイアス
エラーを修正するのである。なお、このエラー検出処理
過程は、繰り返し遂行する場合には、常に、前回の修正
したバイアスを更に修正することになる。図4は上述し
た処理過程を遂行するためのデータ経路を示したブロッ
ク図であり、図5は、制御装置24が介入して遂行され
る処理過程のフローチャートである。
する移動体が有する航法用の慣性検出手段に具備された
3軸のジャイロのジャイロドリフトバイアスの較正を、
単に、外部手段としては移動母体の慣性検出手段の座標
系と移動体の慣性検出手段の座標系との間の移動母体上
における分離、移動前における相対的な角度関係を測定
する周知の相対角度検出手段を用い、その他の手段は要
することなく、両慣性検出手段自身が有したジャイロの
角速度測定データを用いるだけで、遂行することができ
るので、規模の増大がなく、しかも、移動母体が航法の
制御上から有する制御装置を用い、極めて短時間で処理
して較正を達成できるのである。
度の一層の向上が得られると共に、従来の手段では達成
し得なかった比較的嵩の大きい低コスト型のジャイロに
対しても適用可能であるから、移動体自体、例えば、ミ
サイルの低コスト化も可能となる効果が得られる。
とミサイル及び両者が有する夫々の慣性検出手段を示し
た略示正面図である。
のジャイロドリフトバイアスの較正を遂行する処理機構
のブロックである。
のジャイロドリフトバイアスの較正を遂行する処理過程
のフローチャートである。
Claims (1)
- 【請求項1】 慣性航法データ検出用の第1の慣性検出
手段を備えた移動母体に搭載され、その移動母体から分
離、移動する移動体が有する慣性航法データ検出用の第
2の慣性検出手段のジャイロドリフトバイアスを較正す
る方法において、 前記第1の慣性検出手段に対する前記第2の慣性検出手
段の相対的な位置関係を物理的検出手段によって検出す
ることにより、該第1の慣性検出手段の3軸座標系に対
する前記第2の慣性検出手段の3軸座標系の前記移動母
体上における相対的位置関係を求め、 該求めた相対的位置関係を座標変換パラメータとして記
憶し、 前記第1の慣性検出手段が有するジャイロと前記第2の
慣性検出手段が有するジャイロとによって前記移動体が
移動母上から分離、移動前に角速度を夫々、検出し、 該第1の慣性検出手段のジャイロが検出した角速度を前
記々憶した座標変換パラメータに従って前記第2の慣性
検出手段による基準検出角速度として変換し、 該基準検出角速度を前記第2の慣性検出手段が有するジ
ャイロによって実際に検出した角速度と比較して角速度
差分を求め、 該差分を前記第2の慣性検出手段のジャイロドリフトバ
イアス値として該第2の慣性検出手段を較正する、こと
を特徴とする移動体の慣性検出手段の較正方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17989692A JP3368917B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 移動体の慣性検出手段の較正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17989692A JP3368917B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 移動体の慣性検出手段の較正方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0626877A true JPH0626877A (ja) | 1994-02-04 |
JP3368917B2 JP3368917B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=16073802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17989692A Expired - Fee Related JP3368917B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 移動体の慣性検出手段の較正方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3368917B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007530966A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | コミッサリヤ ア レネルジ アトミック | 人の動作を決定する方法及び装置 |
JP2011220791A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 慣性航法装置 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17989692A patent/JP3368917B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007530966A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | コミッサリヤ ア レネルジ アトミック | 人の動作を決定する方法及び装置 |
JP2011220791A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | 慣性航法装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3368917B2 (ja) | 2003-01-20 |
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